JP2012056288A - Liquid ejection head and method for manufacturing the same - Google Patents

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靖功 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress positional deviation and spread of a bump.SOLUTION: An individual electrode 18a and a conductive land 18b are formed on the surface 17a1 of a piezoelectric layer of an actuator unit 17. The land 18b is cylindrical, and is connected to the tip of an extension part 18a2 of the individual electrode 18a. The conductive bump 18d is housed in the hollow space of the land 18b. The land 18b and the terminal of FPC are joined together via the bump 18d, and driving voltage is applied to the individual electrode 18a via the land 18b.

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head that discharges liquid such as ink and a method for manufacturing the same.

液体吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドにおいて、ピエゾ方式により吐出口からインクを吐出させる技術が知られている。例えば特許文献1では、圧電層(圧電シート)の表面に形成された個別電極に駆動電圧を印加すると、活性部(圧電層における個別電極と他の電極(共通電極)とで挟まれた部分)が変位する。これにより、個別電極に対向する圧力室の容積が変化し、吐出口(ノズルの開口)からインクが吐出される。個別電極には、導電性のランド(ランド部)が設けられている。ランド上に形成された導電性のバンプを介して、ランドと給電部材(FPC(Flexible Printed Circuit))の端子とが接合される。   In an inkjet head which is an example of a liquid ejection head, a technique for ejecting ink from an ejection port by a piezo method is known. For example, in Patent Document 1, when a driving voltage is applied to an individual electrode formed on the surface of a piezoelectric layer (piezoelectric sheet), an active portion (a portion sandwiched between the individual electrode and another electrode (common electrode) in the piezoelectric layer) Is displaced. As a result, the volume of the pressure chamber facing the individual electrode changes, and ink is ejected from the ejection port (nozzle opening). The individual electrodes are provided with conductive lands (land portions). The land and a terminal of a power supply member (FPC (Flexible Printed Circuit)) are joined through conductive bumps formed on the land.

特開2005−305847号公報(図8)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-305847 (FIG. 8)

ところで、バンプは、所望の位置からずれて形成されたり、所望の大きさよりも大きく形成されたりすることがある。即ち、平面視において、バンプの中心とランドの中心とがずれたり、バンプがランドの外縁よりも外側に広がったりすることがある。この場合、活性部の体積が増大し、当該活性部が隣接する活性部に近づくことで、構造的クロストーク(当該活性部の変形が隣接する活性部に影響を及ぼす現象)が顕著化し得る。   By the way, the bump may be formed with a deviation from a desired position or may be formed larger than a desired size. That is, in plan view, the center of the bump may deviate from the center of the land, or the bump may spread outward from the outer edge of the land. In this case, the volume of the active part increases and the active part approaches the adjacent active part, so that structural crosstalk (a phenomenon in which the deformation of the active part affects the adjacent active part) can be prominent.

本発明の目的は、バンプの位置ずれや広がりを抑制することができる液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid discharge head capable of suppressing the displacement and spread of bumps and a method for manufacturing the same.

上記目的を達成するため、本発明の第1観点によると、容積が変化する圧力室を経て液体を吐出する吐出口に至る液体流路が形成された流路ユニットと、圧電層、前記圧電層の表面において前記表面と直交する方向に関して前記圧力室に対向して配置された個別電極、及び、前記個別電極に接続し且つ前記表面と直交する方向に突出して形成された導電性のランドを含み、前記ランドを介して前記個別電極に駆動電圧が印加されることにより前記圧力室の容積を変化させる、アクチュエータユニットと、を備え、前記ランドの先端面に、前記ランドと接合し且つ前記駆動電圧が供給される導電性のバンプを収容する穴が開口していることを特徴とする、液体吐出ヘッドが提供される。   In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a flow path unit in which a liquid flow path reaching a discharge port for discharging liquid through a pressure chamber whose volume changes is formed, a piezoelectric layer, and the piezoelectric layer An individual electrode disposed opposite to the pressure chamber in a direction orthogonal to the surface on the surface of the substrate, and a conductive land connected to the individual electrode and protruding in a direction orthogonal to the surface. An actuator unit that changes the volume of the pressure chamber when a drive voltage is applied to the individual electrode through the land, and is connected to the land at a tip surface of the land and the drive voltage. There is provided a liquid discharge head characterized in that a hole for accommodating a conductive bump supplied with a hole is opened.

本発明の第2観点によると、容積が変化する圧力室を経て液体を吐出する吐出口に至る液体流路が形成された流路ユニットを作製する流路ユニット作製工程と、圧電層、前記圧電層の表面に形成された個別電極、及び、前記個別電極に接続した導電性のランドを含み、前記ランドを介して前記個別電極に駆動電圧が印加されることにより前記圧力室の容積を変化させる、アクチュエータユニットを作製するアクチュエータユニット作製工程であって、前記表面に前記個別電極を形成する個別電極形成工程、及び、前記表面と直交する方向に突出し且つ先端面に穴が開口した前記ランドを形成するランド形成工程を含む、アクチュエータユニット作製工程と、前記表面と直交する方向に関して前記個別電極を前記圧力室に対向させつつ、前記アクチュエータユニットを前記流路ユニットに固定する固定工程と、導電性のバンプを前記穴内に形成するバンプ形成工程と、を備えたことを特徴とする、液体吐出ヘッドの製造方法が提供される。   According to a second aspect of the present invention, a flow path unit manufacturing step for manufacturing a flow path unit in which a liquid flow path is formed that reaches a discharge port for discharging liquid through a pressure chamber whose volume changes, a piezoelectric layer, and the piezoelectric layer An electrode formed on the surface of the layer; and a conductive land connected to the individual electrode, and a volume of the pressure chamber is changed by applying a driving voltage to the individual electrode through the land. An actuator unit manufacturing step for manufacturing an actuator unit, the individual electrode forming step for forming the individual electrode on the surface, and the land projecting in a direction orthogonal to the surface and having a hole opened at the tip surface An actuator unit manufacturing process including a land forming process to be performed, and the individual electrode facing the pressure chamber in a direction orthogonal to the surface, A fixing step of fixing the Ju eta unit to the channel unit, and the bump forming step of forming a conductive bump in said bore, characterized by comprising a method of manufacturing a liquid discharge head is provided.

本発明によると、ランドの先端面に開口した穴にバンプを収容することで、バンプの位置ずれや広がりを抑制することができる。   According to the present invention, the bumps are accommodated in the holes opened in the front end surface of the land, so that the displacement and spread of the bumps can be suppressed.

本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドが適用されるインクジェット式プリンタの内部構造を示す概略側面図である。1 is a schematic side view showing an internal structure of an ink jet printer to which an ink jet head according to an embodiment of the present invention is applied. インクジェットヘッドの流路ユニット及びアクチュエータユニットを示す平面図である。It is a top view which shows the flow path unit and actuator unit of an inkjet head. 図2の一点鎖線で囲まれた領域IIIを示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing a region III surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 2. 図3のIV−IV線に沿った部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. インクジェットヘッドの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an inkjet head. (a)は、アクチュエータユニットの部分断面図である。(b)は、アクチュエータユニットの部分平面図である。(c)は、(a)の一点鎖線で囲まれた領域Cの拡大図である。(A) is a fragmentary sectional view of an actuator unit. (B) is a partial top view of an actuator unit. (C) is an enlarged view of a region C surrounded by a dashed line in (a). ランド及びダミーランドの配置を示す、アクチュエータユニットの部分平面図である。It is a fragmentary top view of an actuator unit which shows arrangement | positioning of a land and a dummy land. インクジェットヘッドの製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of an inkjet head. (a),(b),(c)はそれぞれ、個別電極形成工程、ランド形成工程、バンプ形成工程が行われるときの平面図及び断面図である。(A), (b), (c) is the top view and sectional drawing when an individual electrode formation process, a land formation process, and a bump formation process are performed, respectively.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、図1を参照し、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッド10が適用されるインクジェット式プリンタ1の全体構成について説明する。   First, an overall configuration of an ink jet printer 1 to which an ink jet head 10 according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.

プリンタ1は、直方体形状の筐体1aを有する。筐体1aの天板上部には、排紙部31が設けられている。筐体1aの内部空間は、上から順に空間A,B,Cに区分できる。空間A及びBは、排紙部31に連なる用紙搬送経路が形成された空間である。空間Aでは、用紙Pの搬送と用紙Pへの画像の記録が行われる。空間Bでは、給紙に係る動作が行われる。空間Cには、インク供給源としてのインクカートリッジ40が収容されている。   The printer 1 has a rectangular parallelepiped casing 1a. A paper discharge unit 31 is provided on the top of the casing 1a. The internal space of the housing 1a can be divided into spaces A, B, and C in order from the top. Spaces A and B are spaces in which a paper transport path that continues to the paper discharge unit 31 is formed. In the space A, the conveyance of the paper P and the recording of the image on the paper P are performed. In the space B, an operation related to paper feeding is performed. In the space C, an ink cartridge 40 as an ink supply source is accommodated.

空間Aには、4つのインクジェットヘッド10、用紙Pを搬送する搬送ユニット21、用紙Pをガイドするガイドユニット(後述)等が配置されている。空間Aの上部には、これらの機構を含めたプリンタ1各部の動作を制御してプリンタ1全体の動作を司るコントローラ1pが配置されている。   In the space A, four inkjet heads 10, a transport unit 21 for transporting the paper P, a guide unit (described later) for guiding the paper P, and the like are arranged. Above the space A, a controller 1p that controls the operation of each part of the printer 1 including these mechanisms and controls the operation of the entire printer 1 is disposed.

コントローラ1pは、外部から供給された画像データに基づいて、用紙Pに画像が記録されるよう、記録に係わる準備動作、用紙Pの供給・搬送・排出動作、用紙Pの搬送に同期したインク吐出動作、吐出性能の回復維持動作(メンテナンス動作)等を制御する。   Based on image data supplied from the outside, the controller 1p is configured so that an image is recorded on the paper P. Ink ejection synchronized with the recording preparation operation, the paper P supply / conveyance / discharge operation, and the paper P conveyance Control operation, recovery performance maintenance operation (maintenance operation), etc.

コントローラ1pは、演算処理装置であるCPU(Central Processing Unit)に加えて、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory:不揮発性RAMを含む)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit )、I/F(Interface)、I/O(Input/Output Port)等を有する。ROMには、CPUが実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。RAMには、プログラム実行時に必要なデータ(例えば画像データ)が一時的に記憶される。ASICでは、画像データの書き換え、並び替え等(信号処理や画像処理)が行われる。I/Fは、上位装置とのデータ送受信を行う。I/Oは、各種センサの検出信号の入力/出力を行う。   In addition to a CPU (Central Processing Unit) which is an arithmetic processing unit, the controller 1p includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory: including a nonvolatile RAM), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an I / F. (Interface), I / O (Input / Output Port) and the like. The ROM stores programs executed by the CPU, various fixed data, and the like. The RAM temporarily stores data (for example, image data) necessary for executing the program. In the ASIC, image data is rewritten and rearranged (signal processing and image processing). The I / F performs data transmission / reception with a host device. I / O inputs / outputs detection signals of various sensors.

各ヘッド10は、主走査方向に長尺な略直方体形状を有するラインヘッドである。4つのヘッド10は、副走査方向に所定ピッチで並び、ヘッドフレーム3を介して筐体1aに支持されている。ヘッド10は、流路ユニット12、8つのアクチュエータユニット17(図2参照)、及びリザーバユニット11を含む。画像記録に際して、4つのヘッド10の下面(吐出面10a)からはそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクが吐出される。ヘッド10のより具体的な構成については後に詳述する。   Each head 10 is a line head having a substantially rectangular parallelepiped shape elongated in the main scanning direction. The four heads 10 are arranged at a predetermined pitch in the sub-scanning direction, and are supported by the housing 1a via the head frame 3. The head 10 includes a flow path unit 12, eight actuator units 17 (see FIG. 2), and a reservoir unit 11. During image recording, magenta, cyan, yellow, and black inks are ejected from the lower surfaces (ejection surfaces 10a) of the four heads 10, respectively. A more specific configuration of the head 10 will be described in detail later.

搬送ユニット21は、図1に示すように、ベルトローラ6,7及び両ローラ6,7間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト8に加え、搬送ベルト8の外側に配置されたニップローラ4及び剥離プレート5、搬送ベルト8の内側に配置されたプラテン9等を有する。   As shown in FIG. 1, the transport unit 21 includes a belt roller 6, 7 and an endless transport belt 8 wound between both rollers 6, 7, and a nip roller 4 disposed on the outer side of the transport belt 8 and a peeling member. The plate 5 and the platen 9 disposed inside the conveyor belt 8 are included.

ベルトローラ7は、駆動ローラであって、搬送モータ(図示せず)の駆動により回転し、図1中時計回りに回転する。ベルトローラ7の回転に伴い、搬送ベルト8が図1中の太矢印方向に走行する。ベルトローラ6は、従動ローラであって、搬送ベルト8が走行するのに伴って、図1中時計回りに回転する。ニップローラ4は、ベルトローラ6に対向配置され、上流側ガイド部(後述)から供給された用紙Pを搬送ベルト8の外周面8aに押さえつける。剥離プレート5は、ベルトローラ7に対向配置され、用紙Pを外周面8aから剥離して下流側ガイド部(後述)へと導く。プラテン9は、4つのヘッド10に対向配置され、搬送ベルト8の上側ループを内側から支える。これにより、外周面8aとヘッド10の吐出面10aとの間に、画像記録に適した所定の間隙が形成される。   The belt roller 7 is a drive roller, and is rotated by driving a conveyance motor (not shown), and rotates clockwise in FIG. As the belt roller 7 rotates, the conveyor belt 8 travels in the direction of the thick arrow in FIG. The belt roller 6 is a driven roller and rotates clockwise in FIG. 1 as the transport belt 8 travels. The nip roller 4 is disposed to face the belt roller 6 and presses the paper P supplied from the upstream guide portion (described later) against the outer peripheral surface 8 a of the transport belt 8. The peeling plate 5 is disposed so as to face the belt roller 7, and peels the paper P from the outer peripheral surface 8 a and guides it to the downstream guide portion (described later). The platen 9 is disposed to face the four heads 10 and supports the upper loop of the conveyor belt 8 from the inside. Thereby, a predetermined gap suitable for image recording is formed between the outer peripheral surface 8 a and the ejection surface 10 a of the head 10.

ガイドユニットは、搬送ユニット21を挟んで配置された、上流側ガイド部及び下流側ガイド部を含む。上流側ガイド部は、2つのガイド27a,27b及び一対の送りローラ26を有する。当該ガイド部は、給紙ユニット1b(後述)と搬送ユニット21とを繋ぐ。下流側ガイド部は、2つのガイド29a,29b及び二対の送りローラ28を有する。当該ガイド部は、搬送ユニット21と排紙部31とを繋ぐ。   The guide unit includes an upstream guide portion and a downstream guide portion disposed with the transport unit 21 interposed therebetween. The upstream guide portion has two guides 27 a and 27 b and a pair of feed rollers 26. The guide unit connects a paper feeding unit 1 b (described later) and the transport unit 21. The downstream guide portion has two guides 29 a and 29 b and two pairs of feed rollers 28. The guide unit connects the transport unit 21 and the paper discharge unit 31.

空間Bには、給紙ユニット1bが配置されている。給紙ユニット1bは、給紙トレイ23及び給紙ローラ25を有し、給紙トレイ23が筐体1aに対して着脱可能である。給紙トレイ23は、上方に開口する箱であり、複数種類のサイズの用紙Pを収納する。給紙ローラ25は、給紙トレイ23内で最も上方にある用紙Pを送り出し、上流側ガイド部に供給する。   In the space B, the paper feeding unit 1b is arranged. The paper feed unit 1b has a paper feed tray 23 and a paper feed roller 25, and the paper feed tray 23 is detachable from the housing 1a. The paper feed tray 23 is a box that opens upward, and stores a plurality of types of paper P. The paper feed roller 25 feeds the uppermost paper P in the paper feed tray 23 and supplies it to the upstream guide unit.

上述したように、空間A及びBに、給紙ユニット1bから搬送ユニット21を介して排紙部31に至る用紙搬送経路が形成されている。記録指令に基づいて、コントローラ1pは、給紙ローラ25用の給紙モータ(図示せず)、各ガイド部の送りローラ用の送りモータ(図示せず)、搬送モータ等を駆動する。給紙トレイ23から送り出された用紙Pは、送りローラ26によって、搬送ユニット21に供給される。用紙Pが各ヘッド10の真下を副走査方向に通過する際、順に吐出面10aからインクが吐出されて、用紙P上にカラー画像が記録される。インクの吐出動作は、用紙センサ32からの検出信号に基づいて行われる。用紙Pは、その後剥離プレート5により剥離され、2つの送りローラ28によって上方に搬送される。さらに用紙Pは、上方の開口30から排紙部31に排出される。   As described above, in the spaces A and B, the paper transport path from the paper feed unit 1b to the paper discharge unit 31 via the transport unit 21 is formed. Based on the recording command, the controller 1p drives a paper feed motor (not shown) for the paper feed roller 25, a feed motor (not shown) for the feed roller of each guide section, a conveyance motor, and the like. The paper P sent out from the paper feed tray 23 is supplied to the transport unit 21 by the feed roller 26. When the paper P passes directly below each head 10 in the sub-scanning direction, ink is sequentially ejected from the ejection surface 10a, and a color image is recorded on the paper P. The ink ejection operation is performed based on a detection signal from the paper sensor 32. The paper P is then peeled off by the peeling plate 5 and conveyed upward by the two feed rollers 28. Further, the paper P is discharged from the upper opening 30 to the paper discharge unit 31.

ここで、副走査方向とは、搬送ユニット21による用紙Pの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向と直交する方向である。   Here, the sub-scanning direction is a direction parallel to the conveyance direction of the paper P by the conveyance unit 21, and the main scanning direction is a direction parallel to the horizontal plane and orthogonal to the sub-scanning direction.

空間Cには、インクユニット1cが筐体1aに対して着脱可能に配置されている。インクユニット1cは、カートリッジトレイ35、及び、トレイ35内に並んで収納された4つのカートリッジ40を有する。各カートリッジ40は、インクチューブ(図示せず)を介して、対応するヘッド10にインクを供給する。   In the space C, the ink unit 1c is detachably arranged with respect to the housing 1a. The ink unit 1 c includes a cartridge tray 35 and four cartridges 40 accommodated in the tray 35 side by side. Each cartridge 40 supplies ink to the corresponding head 10 via an ink tube (not shown).

次に、図2〜図5を参照し、ヘッド10の構成についてより詳細に説明する。なお、図3では、アクチュエータユニット17の下側にあって点線で示すべき圧力室16及びアパーチャ15を実線で示している。   Next, the configuration of the head 10 will be described in more detail with reference to FIGS. In FIG. 3, the pressure chamber 16 and the aperture 15 which are located below the actuator unit 17 and should be indicated by dotted lines are indicated by solid lines.

図5に示すように、ヘッド10は、流路ユニット12、アクチュエータユニット17、リザーバユニット11、及び基板64が積層した積層体である。このうち、アクチュエータユニット17、リザーバユニット11、及び基板64が、流路ユニット12の上面12xとカバー65とにより形成される空間に収容されている。当該空間内において、FPC(平型柔軟基板)50が、アクチュエータユニット17と基板64とを電気的に接続している。FPC50には、ドライバIC57が実装されている。   As shown in FIG. 5, the head 10 is a stacked body in which the flow path unit 12, the actuator unit 17, the reservoir unit 11, and the substrate 64 are stacked. Among these, the actuator unit 17, the reservoir unit 11, and the substrate 64 are accommodated in a space formed by the upper surface 12 x of the flow path unit 12 and the cover 65. In the space, an FPC (flat flexible substrate) 50 electrically connects the actuator unit 17 and the substrate 64. A driver IC 57 is mounted on the FPC 50.

カバー65は、図5に示すように、トップカバー65a及びアルミ製のサイドカバー65bを含む。カバー65は、下方に開口する箱であり、流路ユニット12の上面12xに固定されている。ドライバIC57は、サイドカバー65bの内面に当接し、カバー65bと熱的に結合している。なお、当該熱的結合を確実にするため、ドライバIC57は、リザーバユニット11の側面に固定された弾性部材(例えばスポンジ)58によってサイドカバー65b側に付勢されている。   As shown in FIG. 5, the cover 65 includes a top cover 65a and an aluminum side cover 65b. The cover 65 is a box that opens downward, and is fixed to the upper surface 12 x of the flow path unit 12. The driver IC 57 contacts the inner surface of the side cover 65b and is thermally coupled to the cover 65b. In order to ensure the thermal coupling, the driver IC 57 is urged toward the side cover 65b by an elastic member (for example, sponge) 58 fixed to the side surface of the reservoir unit 11.

リザーバユニット11は、4枚の金属プレート11a〜11dを互いに接着した積層体である。リザーバユニット11の内部には、インク溜りのリザーバ72を含むインク流路が形成されている。当該インク流路の一端はチューブ等を介してカートリッジ40に接続し、他端は流路ユニット12に接続している。プレート11dの下面には、図5に示すように、凹凸が形成されており、凹部によってプレート11dと上面12xとの間に空間が形成されている。アクチュエータユニット17は、FPC50の上方に若干の間隙を残して、当該空間内で上面12xに固定されている。プレート11dには、インク流出流路73が形成されている。当該流路73は、プレート11dの下面の凸部の先端面(即ち、上面12xとの接合面)に開口している。   The reservoir unit 11 is a laminated body in which four metal plates 11a to 11d are bonded to each other. An ink flow path including an ink reservoir reservoir 72 is formed inside the reservoir unit 11. One end of the ink flow path is connected to the cartridge 40 via a tube or the like, and the other end is connected to the flow path unit 12. As shown in FIG. 5, irregularities are formed on the lower surface of the plate 11d, and a space is formed between the plate 11d and the upper surface 12x by the concave portion. The actuator unit 17 is fixed to the upper surface 12x in the space, leaving a slight gap above the FPC 50. An ink outflow channel 73 is formed in the plate 11d. The flow path 73 is open to the tip surface of the convex portion on the lower surface of the plate 11d (that is, the bonding surface with the upper surface 12x).

流路ユニット12は、略同一サイズの矩形状の9枚の金属プレート12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g,12h,12i(図4参照)を互いに接着した積層体である。図2に示すように、流路ユニット12の上面12xには、開口12yが形成されており、それぞれインク流出流路73の開口73aに接続している。流路ユニット12の内部には、開口12yから吐出口14aに繋がるインク流路が形成されている。当該インク流路は、図2、図3、及び図4に示すように、開口12yを一端に有するマニホールド流路13、マニホールド流路13から分岐した副マニホールド流路13a、及び、副マニホールド流路13aの出口から圧力室16を経て吐出口14aに至る個別流路14を含む。   The flow path unit 12 is a laminated body in which nine rectangular metal plates 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g, 12h, and 12i (see FIG. 4) having substantially the same size are bonded to each other. As shown in FIG. 2, an opening 12 y is formed on the upper surface 12 x of the flow path unit 12 and is connected to the opening 73 a of the ink outflow flow path 73. Inside the flow path unit 12, an ink flow path that is connected to the ejection port 14a from the opening 12y is formed. As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the ink channel includes a manifold channel 13 having an opening 12y at one end, a sub-manifold channel 13a branched from the manifold channel 13, and a sub-manifold channel. The individual flow path 14 from the outlet 13a to the discharge port 14a through the pressure chamber 16 is included.

個別流路14は、吐出口14a毎に形成されており、図4に示すように、流路抵抗調整用の絞りとして機能するアパーチャ15、及び、上面12xに開口した圧力室16を含む。圧力室16は、図3に示すように、それぞれ略菱形形状であり、上面12xでマトリクス状に配置されることで、平面視で略台形領域を占める計8つの圧力室群を構成している。吐出口14aも、圧力室16と同様、吐出面10aでマトリクス状に配置されることで、平面視で略台形領域を占める計8つの吐出口群を構成している。圧力室群と吐出群とは個別に対応しており、平面視で1つの圧力室群が1つの吐出群に重なっている。   The individual flow path 14 is formed for each discharge port 14a, and includes an aperture 15 functioning as a flow path resistance adjusting aperture and a pressure chamber 16 opened to the upper surface 12x, as shown in FIG. As shown in FIG. 3, each of the pressure chambers 16 has a substantially rhombus shape, and is arranged in a matrix on the upper surface 12x, thereby constituting a total of eight pressure chamber groups that occupy a substantially trapezoidal region in plan view. . Similarly to the pressure chambers 16, the discharge ports 14 a are arranged in a matrix on the discharge surface 10 a, thereby constituting a total of eight discharge port groups that occupy a substantially trapezoidal region in plan view. The pressure chamber group and the discharge group correspond individually, and one pressure chamber group overlaps one discharge group in plan view.

アクチュエータユニット17は、図2に示すように、それぞれ台形の平面形状を有し、上面12xにおいて2列の千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット17は、図3に示すように、圧力室群(吐出口群)の占める台形領域上に配置されている。   As shown in FIG. 2, the actuator units 17 each have a trapezoidal planar shape, and are arranged in a zigzag pattern in two rows on the upper surface 12x. As shown in FIG. 3, each actuator unit 17 is disposed on a trapezoidal region occupied by a pressure chamber group (discharge port group).

FPC50は、アクチュエータユニット17毎に設けられており、対応するアクチュエータユニット17の各電極に対応する配線及び端子を有する。配線はそれぞれドライバIC57の出力端子と接続されている。FPC50は、コントローラ1p(図1参照)による制御の下、基板64で調整されたデータをドライバIC57に伝達し、ドライバIC57で生成された各駆動信号をアクチュエータユニット17の各電極に伝達する。駆動信号は、各電極(個別電極)に対し、選択的に印加される。   The FPC 50 is provided for each actuator unit 17 and has wiring and terminals corresponding to the electrodes of the corresponding actuator unit 17. Each wiring is connected to the output terminal of the driver IC 57. Under the control of the controller 1p (see FIG. 1), the FPC 50 transmits data adjusted by the substrate 64 to the driver IC 57, and transmits each drive signal generated by the driver IC 57 to each electrode of the actuator unit 17. The drive signal is selectively applied to each electrode (individual electrode).

次に、図6及び図7を参照し、アクチュエータユニット17の構成について説明する。   Next, the configuration of the actuator unit 17 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.

アクチュエータユニット17は、図6(a)に示すように、3つの圧電層17a,17b,17cの積層体を有する。圧電層17a,17b,17cは共に、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックスからなるシート状部材である。圧電層17aは、これらの積層方向と同じ方向に分極されている。   As shown in FIG. 6A, the actuator unit 17 has a laminated body of three piezoelectric layers 17a, 17b, and 17c. The piezoelectric layers 17a, 17b, and 17c are all sheet-like members made of a lead zirconate titanate (PZT) ceramic having ferroelectricity. The piezoelectric layer 17a is polarized in the same direction as these stacking directions.

圧電層17a,17b,17cは、圧電層17aの表面17a1(圧電層17bと反対側の面)と直交する方向から見て(即ち、平面視で)、同一のサイズ及び形状(1のアクチュエータユニット17を画定する台形形状)を有する。即ち、1のアクチュエータユニット17は1の圧力室群に含まれる多数の圧力室16に対向しつつこれらに跨って配置され、圧電層17cが1の圧力室群に含まれる全ての圧力室16を封止している。本実施形態において、圧電層17a,17b,17cは略同じ厚みを有する。   The piezoelectric layers 17a, 17b, and 17c have the same size and shape (one actuator unit) as viewed from a direction orthogonal to the surface 17a1 (surface opposite to the piezoelectric layer 17b) of the piezoelectric layer 17a (that is, in plan view). 17 has a trapezoidal shape). That is, one actuator unit 17 is arranged across a number of pressure chambers 16 included in one pressure chamber group while straddling them, and the piezoelectric layer 17c includes all the pressure chambers 16 included in one pressure chamber group. It is sealed. In the present embodiment, the piezoelectric layers 17a, 17b, and 17c have substantially the same thickness.

表面17a1には、圧力室16にそれぞれ対向する位置に、多数の個別電極18aが形成されている。圧電層17aとその下側の圧電層17bとの間、及び、圧電層17bとその下側の圧電層17cとの間には、それぞれ共通電極19及び金属層20が形成されている。圧電層17cの下面には電極が形成されていない。共通電極19は圧電層17bの上面全体に亘って形成され、金属層20も圧電層17cの上面全体に亘って形成されている。これら電極18a(後述のランド18b及びバンプ18dは除く)、電極19及び金属層20は共に、Au(金)からなり、略1μmの厚みを有する。なお、金属層20は、平面視で台形のアクチュエータユニット17の角部において、スルーホールを介して共通電極19と接続されている。金属層20は、共通電極19と共に、1のアクチュエータユニット17に対応する全ての圧力室16に共通の定電位電極として機能する。   A large number of individual electrodes 18a are formed on the surface 17a1 at positions facing the pressure chambers 16, respectively. A common electrode 19 and a metal layer 20 are formed between the piezoelectric layer 17a and the lower piezoelectric layer 17b, and between the piezoelectric layer 17b and the lower piezoelectric layer 17c, respectively. No electrode is formed on the lower surface of the piezoelectric layer 17c. The common electrode 19 is formed over the entire top surface of the piezoelectric layer 17b, and the metal layer 20 is also formed over the entire top surface of the piezoelectric layer 17c. These electrodes 18a (excluding lands 18b and bumps 18d described later), the electrodes 19 and the metal layer 20 are both made of Au (gold) and have a thickness of about 1 μm. The metal layer 20 is connected to the common electrode 19 through a through hole at the corner of the trapezoidal actuator unit 17 in plan view. The metal layer 20 functions as a constant potential electrode common to all the pressure chambers 16 corresponding to one actuator unit 17 together with the common electrode 19.

個別電極18aは、圧力室16と同様、複数の行及び複数の列を形成するようマトリクス状に配置されている。各個別電極18aは、図6(b)に示すように、主部18a1、延出部18a2、ランド18b、及びバンプ18dの4つの部分から構成されている。主部18a1は、圧力室16よりもサイズが一回り小さい。主部18a1は、平面視で圧力室16の輪郭に内包され、圧力室16と相似の略菱形形状である。   Similar to the pressure chambers 16, the individual electrodes 18a are arranged in a matrix so as to form a plurality of rows and a plurality of columns. As shown in FIG. 6B, each individual electrode 18a is composed of four parts: a main part 18a1, an extension part 18a2, a land 18b, and a bump 18d. The main portion 18a1 is slightly smaller in size than the pressure chamber 16. The main portion 18a1 is included in the outline of the pressure chamber 16 in a plan view, and has a substantially rhombus shape similar to the pressure chamber 16.

延出部18a2は、表面17a1に沿って、圧力室16の外側領域まで延びている。延出部18a2は、主部18a1の一方の鋭角部から延出した枠状の部分であり、図9(a)に示すように、主部18a1の鋭角部の先端と、他の3つの辺とから構成されている。主部18a1に関して、長い対角線に重なる仮想線Aと短い対角線に重なる仮想線Bとを想定したとき、2つの辺18a2xが、仮想線Aを挟んで対称の位置にあり、仮想線Aに沿って直線状に延びている。1つの辺18a2yは、仮想線Bに平行な直線状の部分であり、仮想線Aを跨ぐ。2つの辺18a2xの主部18a1と反対側で、1つの辺18a2yが、2つの辺18a2xの端部同士を接続している。これら3つの辺18a2x,18a2yと主部18a1の鋭角部とによって、貫通孔18a2zが画定されている。換言すると、延出部18a2は、その外縁(辺18a2x,18a2y)以外の部分に貫通孔18a2zを有する。   The extending portion 18a2 extends to the outer region of the pressure chamber 16 along the surface 17a1. The extending portion 18a2 is a frame-like portion extending from one acute angle portion of the main portion 18a1, and as shown in FIG. 9A, the tip of the acute angle portion of the main portion 18a1 and the other three sides. It consists of and. Assuming a virtual line A that overlaps a long diagonal and a virtual line B that overlaps a short diagonal with respect to the main portion 18a1, the two sides 18a2x are in symmetrical positions across the virtual line A, and along the virtual line A It extends in a straight line. One side 18a2y is a linear portion parallel to the virtual line B and straddles the virtual line A. On the side opposite to the main portion 18a1 of the two sides 18a2x, one side 18a2y connects the ends of the two sides 18a2x. Through holes 18a2z are defined by these three sides 18a2x, 18a2y and the acute angle portion of the main portion 18a1. In other words, the extending portion 18a2 has the through hole 18a2z in a portion other than the outer edge (sides 18a2x, 18a2y).

ランド18bは、導電性の円環状壁であり、延出部18a2の先端上に配置されている。円環状壁は、図6(b)に示すように、ランド18bの中央の穴18b1を画定している。ランド18b全体は、平面視で圧力室16と対向しない。ランド18bは、Ag−Pd(銀パラジウム)で形成され、外径略130μm・表面17a1からの高さ略10μmである。ランド18bは、全体として高さが揃っている。詳細には、ランド18bの積層方向の厚みは、延出部18a2と重なっていない部分で略10μm、延出部18a2と重なっている部分で略9μm(個別電極18aの厚み略1μmを引いた高さ)となっている。   The land 18b is a conductive annular wall, and is disposed on the tip of the extending portion 18a2. As shown in FIG. 6B, the annular wall defines a central hole 18b1 of the land 18b. The entire land 18b does not face the pressure chamber 16 in plan view. The land 18b is formed of Ag—Pd (silver palladium), and has an outer diameter of about 130 μm and a height from the surface 17a1 of about 10 μm. The land 18b has the same height as a whole. Specifically, the thickness of the land 18b in the stacking direction is approximately 10 μm at a portion that does not overlap with the extending portion 18a2, and approximately 9 μm at a portion that overlaps with the extending portion 18a2 (the thickness obtained by subtracting the thickness of the individual electrode 18a from approximately 1 μm). It is).

バンプ18dは、FPC50との接続端子であり、図6(c)に示すように、ランド18bの穴18b1内に収容されている。バンプ18dは、Ag(銀)又はAg−Pd(銀パラジウム)で形成され、ランド18bの先端面から半球状に突出している。バンプ18dの表面17a1からの高さは略40〜50μmである。バンプ18dは、ランド18bの内壁面及び延出部18a2の先端と、電気的に接続されている。   The bump 18d is a connection terminal with the FPC 50, and is accommodated in the hole 18b1 of the land 18b as shown in FIG. 6C. The bump 18d is made of Ag (silver) or Ag-Pd (silver palladium), and protrudes in a hemispherical shape from the tip surface of the land 18b. The height of the bump 18d from the surface 17a1 is approximately 40 to 50 μm. The bump 18d is electrically connected to the inner wall surface of the land 18b and the tip of the extended portion 18a2.

共通電極19及び金属層20は、1のアクチュエータユニット17に対応する全圧力室16に共通の電極であり、それぞれ圧電層17b,17cの全面に亘って形成されている。表面17a1には、ランド18bに加え、ランド18bと同じ材料からなり且つランド18bと略同じ形状及びサイズの、共通電極19及び金属層20用のランド18c(図3参照)が形成されている。ランド18cは、表面17a1において、台形の上底及び下底近傍に配置されている。ランド18cは、バンプ18dを介してFPC50の端子と接続され、常に接地電位に保持される。   The common electrode 19 and the metal layer 20 are electrodes common to all the pressure chambers 16 corresponding to one actuator unit 17, and are formed over the entire surface of the piezoelectric layers 17b and 17c, respectively. On the surface 17a1, in addition to the land 18b, a land 18c (see FIG. 3) for the common electrode 19 and the metal layer 20 made of the same material as the land 18b and having substantially the same shape and size as the land 18b is formed. The land 18c is disposed in the vicinity of the upper and lower bottoms of the trapezoid on the surface 17a1. The land 18c is connected to the terminal of the FPC 50 via the bump 18d, and is always held at the ground potential.

圧電層17aは電極18a,19に挟まれた部分に活性部を有する。活性部は、d31、d33、d15から選らばれる少なくとも1つの振動モード(本実施形態ではd31)で変位する。圧電層17b,17cにおける活性部に対向する部分は非活性部である。即ち、アクチュエータユニット17は、圧力室16毎に、ユニモルフタイプの圧電型アクチュエータを含む。各圧電型アクチュエータは、1層の活性部と2層の非活性部との積層体であり、独立して変形可能である。アクチュエータユニット17は、FPC50から個別電極18aに駆動電圧が印加されることで、圧電型アクチュエータが対応する圧力室16の容積を変化させ、圧力室16内のインクにエネルギーを付与する。 The piezoelectric layer 17a has an active portion at a portion sandwiched between the electrodes 18a and 19. The active part is displaced in at least one vibration mode (d 31 in this embodiment) selected from d 31 , d 33 , and d 15 . The portions of the piezoelectric layers 17b and 17c that face the active portion are inactive portions. That is, the actuator unit 17 includes a unimorph type piezoelectric actuator for each pressure chamber 16. Each piezoelectric actuator is a laminated body of one active part and two inactive parts, and can be deformed independently. The actuator unit 17 applies a drive voltage from the FPC 50 to the individual electrode 18a, thereby changing the volume of the pressure chamber 16 corresponding to the piezoelectric actuator, and applying energy to the ink in the pressure chamber 16.

表面17a1には、個別電極18a及びランド18cの他、個別電極18aから離隔した位置に、多数のダミーランド18eが形成されている(図7参照)。ダミーランド18eは、1の主部18a1に関して、図7に示すようにランド18bと対称な位置に配置されている。図7に示すように、個別電極18aが、短い対角線方向に沿って交互に等間隔で配置して電極列を構成し、ランド18bが隣接電極列内の2つの個別電極に挟まれている。そのため、1の主部18a1に着目すると、3つのランド18bと3つのダミーランド18eとが当該主部18a1を取り囲んでいる。換言すると、これら3つのランド18bと3つのダミーランド18eとがそれぞれ頂点をなす六角形の領域の中央に、主部18a1が配置されている。なお、ダミーランド18eは、ランド18bと同じ材料で形成され、その形状及びサイズも同じである。しかしダミーランド18eは、その穴内にバンプが配置されていない点で、ランド18bと異なる。即ちダミーランド18eはFPC50の端子と接続されない。   In addition to the individual electrodes 18a and lands 18c, many dummy lands 18e are formed on the surface 17a1 at positions separated from the individual electrodes 18a (see FIG. 7). As shown in FIG. 7, the dummy land 18e is arranged at a position symmetrical to the land 18b with respect to one main portion 18a1. As shown in FIG. 7, individual electrodes 18a are alternately arranged at equal intervals along a short diagonal direction to form an electrode row, and a land 18b is sandwiched between two individual electrodes in the adjacent electrode row. Therefore, paying attention to one main portion 18a1, three lands 18b and three dummy lands 18e surround the main portion 18a1. In other words, the main portion 18a1 is arranged at the center of a hexagonal region where the three lands 18b and the three dummy lands 18e each form a vertex. The dummy land 18e is formed of the same material as that of the land 18b and has the same shape and size. However, the dummy land 18e is different from the land 18b in that no bump is disposed in the hole. That is, the dummy land 18e is not connected to the terminal of the FPC 50.

次に、図8を参照し、ヘッド10の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the head 10 will be described with reference to FIG.

先ず、流路ユニット12、アクチュエータユニット17のうちバンプ18dを除いたもの(以下、これを「アクチュエータユニット前駆体」と称す。ただし、図7では説明の都合上、S2を「アクチュエータユニット作製」としている。)、及びリザーバユニット11を別々に作製する(S1,S2,S3)。これら工程S1,S2,S3は、独立して行われるものであり、いずれの工程を先に行ってもよく、並行して行ってもよい。   First, the flow path unit 12 and the actuator unit 17 excluding the bump 18d (hereinafter referred to as “actuator unit precursor”. However, in FIG. 7, for convenience of explanation, S2 is referred to as “actuator unit preparation”. And the reservoir unit 11 are manufactured separately (S1, S2, S3). These steps S1, S2, and S3 are performed independently, and either step may be performed first or in parallel.

S1では、9枚の金属プレートにそれぞれ貫通孔を形成して、プレート12a〜12iを準備する。そしてこれらプレート12a〜12iを互いに位置合わせしつつ積層して接合することで、流路ユニット12を作製する。接合は、エポキシ系接着剤を介する方法で行われるが、金属接合のように接着剤を用いない方法で行ってもよい。   In S1, through holes are respectively formed in nine metal plates, and plates 12a to 12i are prepared. And these flow paths 12 are produced by laminating | stacking and bonding these plates 12a-12i mutually aligning. Bonding is performed by a method using an epoxy adhesive, but may be performed by a method that does not use an adhesive, such as metal bonding.

S2では、8つのアクチュエータユニット前駆体を作製する。
先ず、圧電層17a,17b,17cとなる、3枚の圧電セラミックスのグリーンシートを用意する。これらのうち2枚の(圧電層17b,17cとなる)グリーンシート上にそれぞれ、Auペーストを共通電極19及び金属層20のパターンにスクリーン印刷する。そして、印刷のない圧電層17a用グリーンシートの下に、Auの共通電極パターンを挟むようにして圧電層17b用グリーンシートを重ね、さらにこの下にAuの金属層パターンを挟むようにして圧電層17c用グリーンシートを重ねる。こうして得られた積層体を、公知のセラミックスと同様に脱脂して焼成する。このとき、3枚のグリーンシートが圧電層17a,17b,17cとなり、Auペーストが共通電極19及び金属層20となる(S21)。S21の後、表面17a1に、Auペーストを個別電極18aのパターンにスクリーン印刷する。そして当該Auペーストを焼成し、表面17a1に主部18a1及び延出部18a2を形成する(S22:図9(a)参照)。S22の後、各延出部18a2の先端上にAg−Pdペーストを印刷し、表面17a1と直交する方向に突出した円筒状のランド18bを形成する(S23:図9(b)参照)。このとき同時に、共通電極19及び金属層20用のランド18c及びダミーランド18eも、表面17a1の所定位置に形成する。各ランド18b,18c,18eは、所定温度で焼成される。このようにして、アクチュエータユニット前駆体を作製する。
In S2, eight actuator unit precursors are produced.
First, three piezoelectric ceramic green sheets to be used as the piezoelectric layers 17a, 17b, and 17c are prepared. Of these, Au paste is screen-printed on the pattern of the common electrode 19 and the metal layer 20 on two green sheets (which will be the piezoelectric layers 17b and 17c), respectively. Then, a green sheet for the piezoelectric layer 17b is placed under the green sheet for the piezoelectric layer 17a without printing so as to sandwich the common electrode pattern of Au, and a green sheet for the piezoelectric layer 17c is sandwiched under the metal layer pattern of Au. Repeat. The laminate thus obtained is degreased and fired in the same manner as known ceramics. At this time, the three green sheets become the piezoelectric layers 17a, 17b, and 17c, and the Au paste becomes the common electrode 19 and the metal layer 20 (S21). After S21, Au paste is screen-printed on the surface 17a1 in the pattern of the individual electrodes 18a. And the said Au paste is baked and the main part 18a1 and the extension part 18a2 are formed in the surface 17a1 (S22: refer Fig.9 (a)). After S22, Ag-Pd paste is printed on the tip of each extension 18a2 to form a cylindrical land 18b protruding in a direction perpendicular to the surface 17a1 (S23: see FIG. 9B). At the same time, the common electrode 19, the land 18c for the metal layer 20, and the dummy land 18e are also formed at predetermined positions on the surface 17a1. Each land 18b, 18c, 18e is fired at a predetermined temperature. In this way, an actuator unit precursor is produced.

S3では、4枚の金属プレートにそれぞれ貫通孔や凹部を形成して、金属プレート11a〜11dを準備する。そしてこれらプレート11a〜11dを互いに位置合わせしつつ積層して接合することで、リザーバユニット11を作製する。接合の方法は、流路ユニット12と同様である。   In S3, through holes and recesses are respectively formed in the four metal plates, and the metal plates 11a to 11d are prepared. Then, the reservoir unit 11 is manufactured by laminating and joining these plates 11a to 11d while aligning each other. The joining method is the same as that of the flow path unit 12.

次いで、S1で作製した流路ユニット12に、S2で作製した8つのアクチュエータユニット前駆体を、平面視で主部18a1を圧力室16に対向させつつ、固定する(S4)。固定は、エポキシ系接着剤を介して行われる。   Next, the eight actuator unit precursors fabricated in S2 are fixed to the flow path unit 12 fabricated in S1 while the main portion 18a1 faces the pressure chamber 16 in plan view (S4). Fixing is performed via an epoxy adhesive.

S4の後、各ランド18b,18cの穴18b1内に、Ag又はAg−Pdのペーストを塗布することで、バンプ18dを形成する(S5:図9(c)参照)。このときバンプ18dは、例えば穴18b1の領域以外を覆うマスクを使用して、形成される。このようにしてアクチュエータユニット前駆体にバンプ18dを形成することで、アクチュエータユニット17が完成する。   After S4, a bump 18d is formed by applying a paste of Ag or Ag-Pd in the hole 18b1 of each land 18b, 18c (S5: see FIG. 9C). At this time, the bump 18d is formed using, for example, a mask that covers a region other than the region of the hole 18b1. In this way, the bump 18d is formed on the actuator unit precursor, whereby the actuator unit 17 is completed.

S5の後、アクチュエータユニット17のそれぞれにFPC50を接続する(S6)。FPC50の一端近傍には、多数の端子が形成されている。このとき、FPC50の一端近傍をアクチュエータユニット17上に配置して加圧しつつ、各端子と対応するバンプ18dとを接合する。このとき、FPC50は、各端子とランド18b,18cとの接合部分以外において、表面17a1と略50μmの間隙を介して対向する。これにより、アクチュエータユニット17の各圧電アクチュエータの自由な変形が確保される。   After S5, the FPC 50 is connected to each actuator unit 17 (S6). Many terminals are formed near one end of the FPC 50. At this time, the vicinity of one end of the FPC 50 is placed on the actuator unit 17 and pressed, and the terminals and the corresponding bumps 18d are joined. At this time, the FPC 50 is opposed to the surface 17a1 through a gap of approximately 50 μm, except for the joint portion between each terminal and the lands 18b and 18c. Thereby, free deformation of each piezoelectric actuator of the actuator unit 17 is ensured.

S6の後、S3で作製したリザーバユニット11を、流路ユニット12に固定する(S7)。その後、FPC50と基板64とをコネクタ64aを介して電気的に接続する工程、流路ユニット12とでリザーバユニット11及びアクチュエータユニット17とを取り囲むようにサイドカバー65b及びトップカバー65aを組み付ける工程等を経て、ヘッド10が完成する。   After S6, the reservoir unit 11 produced in S3 is fixed to the flow path unit 12 (S7). Thereafter, a step of electrically connecting the FPC 50 and the substrate 64 via the connector 64a, a step of assembling the side cover 65b and the top cover 65a so as to surround the reservoir unit 11 and the actuator unit 17 with the flow path unit 12 and the like. After that, the head 10 is completed.

以上に述べたように、本実施形態のヘッド10及びその製造方法によると、ランド18bの先端面に開口した穴18b1にバンプ18dを収容することで、バンプ18dの位置ずれや広がりを抑制することができる。ひいては、構造的クロストークの均一化及び低減が実現される。   As described above, according to the head 10 and the manufacturing method thereof of the present embodiment, the bump 18d is accommodated in the hole 18b1 opened in the front end surface of the land 18b, thereby suppressing the displacement and spread of the bump 18d. Can do. As a result, uniform and reduced structural crosstalk is achieved.

しかも、ランド18b自体に穴18b1が形成されているので、穴が形成された他の部材を追加的に設ける必要がなく、構成の簡素化及び製造の容易化が実現される。   In addition, since the hole 18b1 is formed in the land 18b itself, it is not necessary to additionally provide another member in which the hole is formed, and the simplification of the configuration and the ease of manufacture are realized.

ランド18bの穴18b1を画定する側壁(円筒状の側壁)が、バンプ18dを全周に亘って包囲している。これにより、バンプ18dが穴18b1から漏出するのが防止され、バンプ18dの広がりをより確実に抑制することができる。   A side wall (cylindrical side wall) defining the hole 18b1 of the land 18b surrounds the bump 18d over the entire circumference. As a result, the bump 18d is prevented from leaking out of the hole 18b1, and the spread of the bump 18d can be more reliably suppressed.

穴18b1がランド18bの底面まで貫通している。即ち、ランド18bが筒状である。これにより、ランド18bを容易に形成することができる。また、穴18b1がランド18bの底面まで貫通していない場合に比べ、バンプ18dをより確実に穴18b1内に収容することができる。   The hole 18b1 penetrates to the bottom surface of the land 18b. That is, the land 18b is cylindrical. Thereby, the land 18b can be formed easily. Further, the bump 18d can be more securely accommodated in the hole 18b1 than in the case where the hole 18b1 does not penetrate to the bottom surface of the land 18b.

延出部18a2が、その外縁以外の部分に貫通孔18a2zを有する。これにより、延出部18a2の面積を低減することができると共に、構造的クロストークをより一層効果的に抑制することができる。   The extending portion 18a2 has a through hole 18a2z in a portion other than the outer edge thereof. Thereby, the area of the extending portion 18a2 can be reduced, and the structural crosstalk can be more effectively suppressed.

ランド18bと同じ形状及びサイズのダミーランド18eを設けたことで、各ランド18b,18eが同じ高さとなり、アクチュエータユニット17を流路ユニット12に固定する際、各ランド18b,18eを介して個別電極18aの周囲に均等な圧力を付加することができる。接着剤の厚みが場所によらず均一になるため、各圧電型アクチュエータの変形性能も均一化する。また、アクチュエータユニット17自体も破損し難くなる。   Since the dummy lands 18e having the same shape and size as the lands 18b are provided, the lands 18b and 18e have the same height. When the actuator unit 17 is fixed to the flow path unit 12, the individual lands 18b and 18e are individually connected via the lands 18b and 18e. A uniform pressure can be applied around the electrode 18a. Since the thickness of the adhesive is uniform regardless of location, the deformation performance of each piezoelectric actuator is also uniform. Further, the actuator unit 17 itself is hardly damaged.

ダミーランド18eの穴にはバンプ18dが収容されない。ダミーランド18eの穴にバンプ18dが収容されていると、ランド18bとFPC50の端子とを接合する際にFPC50の配線の損傷が生じることがあるが、本実施形態によればこの問題を軽減することができる。   The bump 18d is not accommodated in the hole of the dummy land 18e. If the bump 18d is accommodated in the hole of the dummy land 18e, the wiring of the FPC 50 may be damaged when the land 18b and the terminal of the FPC 50 are joined. According to this embodiment, this problem is reduced. be able to.

バンプ18dの表面17a1からの高さが、ランド18bの表面17a1からの高さ以上である(図6(c)参照)。これにより、バンプ18dを介したランド18bと端子との接合を容易且つ確実に行うことができる。   The height of the bump 18d from the surface 17a1 is equal to or higher than the height of the land 18b from the surface 17a1 (see FIG. 6C). Thereby, the land 18b and the terminal can be easily and reliably bonded via the bump 18d.

表面17a1に共通電極19や金属層20にまで到達したクラックが形成されている場合に、バンプ18dが位置ずれや広がりによって当該クラック上に配置されると、マイグレーション現象(バンプ18dを構成する金属イオンが電界に沿って移動する現象)により、個別電極18aと共通電極19や金属層20とが短絡し得る。この現象は、本実施形態のようにバンプ18dがAgを含む材料からなる場合に生じ易い。しかし本実施形態によれば、バンプ18dがAgを含む材料からなる場合でも、バンプ18dを穴18b1に収容することで、バンプ18dの位置ずれや広がりが抑制されるため、上記のような短絡を防止することができる。   When a crack reaching the common electrode 19 or the metal layer 20 is formed on the surface 17a1, if a bump 18d is disposed on the crack due to displacement or spread, a migration phenomenon (metal ions constituting the bump 18d) Due to the movement of the electrode 18a along the electric field), the individual electrode 18a and the common electrode 19 or the metal layer 20 may be short-circuited. This phenomenon is likely to occur when the bump 18d is made of a material containing Ag as in the present embodiment. However, according to the present embodiment, even when the bump 18d is made of a material containing Ag, the bump 18d is accommodated in the hole 18b1, so that the positional displacement and the spread of the bump 18d are suppressed. Can be prevented.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims.

圧電層は、複数の圧力室に亘って延在することに限定されず、圧力室毎に個別に設けられてもよい。
アクチュエータユニットに含まれる圧電層の数は任意である。
The piezoelectric layer is not limited to extending over a plurality of pressure chambers, and may be provided individually for each pressure chamber.
The number of piezoelectric layers included in the actuator unit is arbitrary.

ランドは、Ag−Pd以外の任意の導電性材料からなってよい。
ランドの形状やサイズは任意であり、例えば平面形状は、円形の他、楕円形、三角形等の多角形であってよい。また、ランドの圧電層表面からの高さは、全体として揃っていなくてもよく、また、バンプの高さより高くてもよい。
ランドは、圧力室に対向する位置に配置されてもよい。
穴は、ランドの先端面に開口している限りは、ランドの底面まで貫通していなくてよい。即ち、ランドは筒状でなくてよい。例えば、柱状のランドの先端面に穴を構成する凹部が形成されてよい。また、ランドの穴を画定する側壁がバンプを全周に亘って包囲しなくてもよい(例えば、当該側壁の一部に切欠があったり、平面視において側壁が半円弧状であったりしてよい)。
共通電極用のランドの表面における位置は任意であり、また、共通電極用ランドは表面に形成されることに限定されない。また、共通電極用ランドの先端面にはバンプを収容する穴が開口していなくてよい。
The land may be made of any conductive material other than Ag—Pd.
The shape and size of the land are arbitrary. For example, the planar shape may be a circle or a polygon such as an ellipse or a triangle. Further, the height of the land from the surface of the piezoelectric layer may not be uniform as a whole, and may be higher than the height of the bump.
The land may be disposed at a position facing the pressure chamber.
As long as the hole opens at the tip end surface of the land, the hole does not have to penetrate to the bottom surface of the land. That is, the land does not have to be cylindrical. For example, a recess that forms a hole may be formed on the tip surface of the columnar land. Further, the side wall defining the land hole may not surround the bump all around (for example, a part of the side wall is notched or the side wall has a semicircular arc shape in plan view). Good).
The position on the surface of the land for the common electrode is arbitrary, and the land for the common electrode is not limited to being formed on the surface. Moreover, the hole which accommodates a bump does not need to open in the front end surface of the land for common electrodes.

ダミーランドの穴にバンプが収容されてもよい。
ダミーランドの形状及びサイズは、個別電極用のランドと同じでなくてもよい。
圧電層の表面に、ダミーランドが形成されていなくてもよい。
Bumps may be accommodated in the holes of the dummy lands.
The shape and size of the dummy land may not be the same as the land for the individual electrode.
Dummy lands may not be formed on the surface of the piezoelectric layer.

個別電極や共通電極の形状、サイズ、数等も任意である。
延出部の貫通孔は1に限定されず、2以上であってもよい。延出部が貫通孔を有さなくてもよい。
The shape, size, number, etc. of the individual electrodes and common electrodes are also arbitrary.
The number of through holes in the extension is not limited to 1, and may be 2 or more. The extending part may not have a through hole.

ダミーランド18eの穴には、本実施形態では導電性のバンプが配置されていないが、ランド18b,18cと同様、バンプ18dが配置されてもよい。このとき表面17a1からのバンプの高さは、各ランド18b,18c,18eにおいて同じであってよい。こうすることで、アクチュエータユニット17にFPC50を固定する際に、各バンプを介して、アクチュエータユニット17における個別電極18aの周囲に均等な圧力が付加される。これにより、圧力の集中が緩和され、アクチュエータユニット17の破損を抑制することができる。   In this embodiment, no conductive bump is disposed in the hole of the dummy land 18e, but a bump 18d may be disposed as in the lands 18b and 18c. At this time, the height of the bump from the surface 17a1 may be the same in each land 18b, 18c, 18e. By so doing, when the FPC 50 is fixed to the actuator unit 17, an equal pressure is applied around the individual electrodes 18a in the actuator unit 17 via the bumps. Thereby, concentration of pressure is relieved and damage to the actuator unit 17 can be suppressed.

バンプは、Ag又はAg−Pd以外の任意の導電性材料(例えばAu)からなってよい。
バンプ形成工程(S5)は、固定工程(S4)の後に行っても前に行ってもよい。
共通電極19や金属層20は、Au以外の任意の導電性材料(例えばAg又はAg−Pd)からなってよい。
The bump may be made of any conductive material (for example, Au) other than Ag or Ag—Pd.
The bump forming step (S5) may be performed after or before the fixing step (S4).
The common electrode 19 and the metal layer 20 may be made of any conductive material other than Au (for example, Ag or Ag—Pd).

本発明に係る液体吐出ヘッドは、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等の液体吐出装置に適用可能である。また、液体吐出装置に適用される液体吐出ヘッドの数は4に限定されず、1以上であればよい。液体吐出ヘッドは、ライン式に限定されず、シリアル式でもよい。さらに、本発明に係る液体吐出ヘッドは、インク以外の液体を吐出してもよい。   The liquid discharge head according to the present invention is not limited to a printer, and can be applied to a liquid discharge apparatus such as a facsimile or a copier. Further, the number of liquid discharge heads applied to the liquid discharge apparatus is not limited to four, and may be one or more. The liquid discharge head is not limited to the line type, and may be a serial type. Furthermore, the liquid discharge head according to the present invention may discharge a liquid other than ink.

1 インクジェット式プリンタ
10 インクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)
12 流路ユニット
14 個別流路(液体流路)
14a 吐出口
16 圧力室
17 アクチュエータユニット
17a,17b 圧電層
17a1 圧電層の表面
18a 個別電極
18a1 主部
18a2 延出部
18a2z 貫通孔
18b ランド
18b1 穴
18d バンプ
18e ダミーランド
1 Inkjet printer 10 Inkjet head (liquid ejection head)
12 Channel unit 14 Individual channel (liquid channel)
14a Discharge port 16 Pressure chamber 17 Actuator unit 17a, 17b Piezoelectric layer 17a1 Surface of piezoelectric layer 18a Individual electrode 18a1 Main part 18a2 Extension part 18a2z Through-hole 18b Land 18b1 hole 18d Bump 18e Dummy land

Claims (8)

容積が変化する圧力室を経て液体を吐出する吐出口に至る液体流路が形成された流路ユニットと、
圧電層、前記圧電層の表面において前記表面と直交する方向に関して前記圧力室に対向して配置された個別電極、及び、前記個別電極に接続し且つ前記表面と直交する方向に突出して形成された導電性のランドを含み、前記ランドを介して前記個別電極に駆動電圧が印加されることにより前記圧力室の容積を変化させる、アクチュエータユニットと、を備え、
前記ランドの先端面に、前記ランドと接合し且つ前記駆動電圧が供給される導電性のバンプを収容する穴が開口していることを特徴とする、液体吐出ヘッド。
A flow path unit in which a liquid flow path leading to a discharge port for discharging liquid through a pressure chamber whose volume changes is formed;
A piezoelectric layer, an individual electrode disposed on the surface of the piezoelectric layer facing the pressure chamber in a direction orthogonal to the surface, and connected to the individual electrode and protruding in a direction orthogonal to the surface An actuator unit that includes a conductive land, and changes a volume of the pressure chamber by applying a driving voltage to the individual electrode through the land.
The liquid discharge head according to claim 1, wherein a hole for accommodating a conductive bump that is bonded to the land and to which the driving voltage is supplied is opened at a front end surface of the land.
前記ランドの前記穴を画定する側壁が、前記バンプを全周に亘って包囲していることを特徴とする、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 1, wherein a side wall defining the hole of the land surrounds the bump all around. 前記穴が前記ランドの底面まで貫通していることを特徴とする、請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 1, wherein the hole penetrates to a bottom surface of the land. 前記個別電極が、前記表面と直交する方向に関して前記圧力室に対向する主部、及び、前記主部から前記表面に沿って延出し且つ前記ランドが形成された延出部を有し、
前記延出部が、その外縁以外の部分に貫通孔を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
The individual electrode has a main part facing the pressure chamber in a direction orthogonal to the surface, and an extension part extending from the main part along the surface and having the land formed thereon,
4. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the extending portion has a through hole in a portion other than an outer edge thereof. 5.
前記表面において前記個別電極及び前記ランドから離隔した位置に、前記ランドと同じ形状及びサイズで且つ前記駆動電圧が印加されないダミーランドが形成されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。   5. The dummy land having the same shape and size as the land and not applied with the driving voltage is formed at a position separated from the individual electrode and the land on the surface. The liquid discharge head according to claim 1. 前記ダミーランドの穴には前記バンプが収容されないことを特徴とする、請求項5に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid ejection head according to claim 5, wherein the bump is not accommodated in the hole of the dummy land. 前記バンプの前記表面からの高さが、前記ランドの前記表面からの高さ以上であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid ejection head according to claim 1, wherein a height of the bump from the surface is equal to or higher than a height of the land from the surface. 容積が変化する圧力室を経て液体を吐出する吐出口に至る液体流路が形成された流路ユニットを作製する流路ユニット作製工程と、
圧電層、前記圧電層の表面に形成された個別電極、及び、前記個別電極に接続した導電性のランドを含み、前記ランドを介して前記個別電極に駆動電圧が印加されることにより前記圧力室の容積を変化させる、アクチュエータユニットを作製するアクチュエータユニット作製工程であって、前記表面に前記個別電極を形成する個別電極形成工程、及び、前記表面と直交する方向に突出し且つ先端面に穴が開口した前記ランドを形成するランド形成工程を含む、アクチュエータユニット作製工程と、
前記表面と直交する方向に関して前記個別電極を前記圧力室に対向させつつ、前記アクチュエータユニットを前記流路ユニットに固定する固定工程と、
導電性のバンプを前記穴内に形成するバンプ形成工程と、
を備えたことを特徴とする、液体吐出ヘッドの製造方法。
A flow path unit production step for producing a flow path unit in which a liquid flow path is formed to reach a discharge port for discharging liquid through a pressure chamber whose volume changes;
The pressure chamber includes a piezoelectric layer, individual electrodes formed on the surface of the piezoelectric layer, and conductive lands connected to the individual electrodes, and a driving voltage is applied to the individual electrodes through the lands. An actuator unit manufacturing process for manufacturing an actuator unit that changes the volume of the individual electrode, the individual electrode forming process for forming the individual electrode on the surface, and a hole that protrudes in a direction orthogonal to the surface and that opens at the tip An actuator unit manufacturing step including a land forming step of forming the land,
A fixing step of fixing the actuator unit to the flow path unit while making the individual electrode face the pressure chamber in a direction orthogonal to the surface;
A bump forming step of forming a conductive bump in the hole;
A method of manufacturing a liquid discharge head, comprising:
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