JP2016165864A - ヘッド及び液体噴射装置並びにヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ピエゾ素子の変位を阻害せず、電気的な破壊からピエゾ素子を保護して信頼性が向上したヘッド及び液体噴射装置並びにヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】複数の圧力発生室12が形成された流路形成基板10と、流路形成基板10の一方面側に設けられた圧電アクチュエーター300と、流路形成基板10側に圧電アクチュエーター300を駆動する駆動回路120が設けられて流路形成基板10に接合される保護基板30と、保護基板30の駆動回路120を覆い、圧電アクチュエーター300を囲うように設けられた接着層39により流路形成基板10に接着される第1保護膜34及び第2保護膜35からなる保護膜33とを備え、保護基板30の圧電アクチュエーター300に対向する面の法線方向を面方向とし、保護膜33の面方向に圧電アクチュエーター300がある部分の厚みより、保護膜33の面方向に圧電アクチュエーター300がない部分の厚みが厚い。
【選択図】図4
【解決手段】複数の圧力発生室12が形成された流路形成基板10と、流路形成基板10の一方面側に設けられた圧電アクチュエーター300と、流路形成基板10側に圧電アクチュエーター300を駆動する駆動回路120が設けられて流路形成基板10に接合される保護基板30と、保護基板30の駆動回路120を覆い、圧電アクチュエーター300を囲うように設けられた接着層39により流路形成基板10に接着される第1保護膜34及び第2保護膜35からなる保護膜33とを備え、保護基板30の圧電アクチュエーター300に対向する面の法線方向を面方向とし、保護膜33の面方向に圧電アクチュエーター300がある部分の厚みより、保護膜33の面方向に圧電アクチュエーター300がない部分の厚みが厚い。
【選択図】図4
Description
本発明は、ヘッド及び液体噴射装置並びにヘッドの製造装置に関し、特に液体としてインクを噴射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装置並びにインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。
ピエゾインクジェット方式(piezo ink jet system)は、ピエゾ素子に電圧を加えて変形させることでインクの液滴を吐出させる、オンデマンド形のインクジェット印刷システム、である(JIS Z8123−1:2013)。
パーマネントヘッド(permanent head)とは、インクの液滴を連続的又は断続的に生成する、プリンター本体の機械部又は電気部、である(JIS Z8123−1:2013)。
ピエゾインクジェット方式に用いるパーマネントヘッド(以下、「ヘッド」(head)という)は、ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、流路形成基板の一方面側に設けられた圧電アクチュエーターと、流路形成基板の圧電アクチュエーター側に接合された保護基板と、を具備し、圧電アクチュエーターによって圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせることで、ノズル開口から液体を噴射するものがある。
このようなヘッドでは、保護基板の流路形成基板側の面に駆動回路が実装されており、駆動回路がピエゾ素子に対向するように保護基板と流路形成基板とが接合されている。保護基板には、流路形成基板側に突出するバンプが設けられており、バンプが各ピエゾ素子の接続端子に接触している。このようなバンプを介して駆動回路と各ピエゾ素子が電気的に接続されている(例えば、特許文献1参照)。
また、保護基板と流路形成基板とは、バンプの周囲に設けられた接着剤で接着されている。バンプ及び接着剤は、一定の高さを有しており、保護基板と流路形成基板との間にピエゾ素子が収容される程度の隙間である圧電素子保持部を形成するためにも用いられている。
しかしながら、圧電素子保持部に十分な高さがないと、ピエゾ素子が変位して、対向した駆動回路に接触し、その変位が阻害される虞がある。圧電素子保持部の高さを十分に確保するために、バンプや接着剤をより高く形成することも考えられるが、強度を保持するためなどの理由により、バンプや接着剤の高さには限界がある。
また、圧電素子保持部に十分な高さがないと、保護基板及び流路形成基板のそれぞれに設けられた配線間に生じた電位差で放電が生じ、駆動回路やピエゾ素子が破壊される虞がある。
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する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、ピエゾ素子の変位を阻害せず、電気的な破壊からピエゾ素子を保護して信頼性が向上したヘッド及び液体噴射装置並びにヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
[態様1]上記課題を解決する本発明の態様は、複数の圧力発生室が形成された流路形成基板と、前記流路形成基板の一方面側に設けられて前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせるピエゾ素子と、前記流路形成基板側に前記ピエゾ素子を駆動する駆動回路が設けられて前記流路形成基板の前記一方面に接合される保護基板と、前記保護基板の前記駆動回路を覆い、前記ピエゾ素子を囲うように設けられた接着層により前記流路形成基板に接着される保護膜とを備え、前記保護基板の前記ピエゾ素子に対向する面の法線方向を面方向とし、前記保護膜の面方向に前記ピエゾ素子がある部分の厚みより、前記保護膜の面方向に前記ピエゾ素子がない部分の厚みが厚いことを特徴とするヘッドにある。
かかる態様では、上述した厚さの保護膜を形成することで、接着層の厚さに依存せずに、保護基板と流路形成基板との間にピエゾ素子や駆動回路を収容することができる十分なスペースの保持部を設けることができる。このような十分なスペースの保持部を有するので、ピエゾ素子の変位が阻害されずに良好な液体の吐出特性を有し、また放電等による破壊から保護されて信頼性のあるヘッドが提供される。
かかる態様では、上述した厚さの保護膜を形成することで、接着層の厚さに依存せずに、保護基板と流路形成基板との間にピエゾ素子や駆動回路を収容することができる十分なスペースの保持部を設けることができる。このような十分なスペースの保持部を有するので、ピエゾ素子の変位が阻害されずに良好な液体の吐出特性を有し、また放電等による破壊から保護されて信頼性のあるヘッドが提供される。
[態様2]ここで、態様1に記載するヘッドにおいて、前記保護膜は、複数層から形成されていることが好ましい。これによれば、複数の層から保護膜を構成するので、絶縁性や耐湿性に優れた様々な特性の保護膜を形成することができ、より確実に駆動回路を保護することができる。
[態様3]また、態様2に記載するヘッドにおいて、前記保護膜は、前記保護基板側に設けられて前記ピエゾ素子を覆う窒化シリコンと、前記窒化シリコン上に設けられたポリイミドとを含むことが好ましい。これによれば、ポリイミドは耐湿性が高く、また比較的柔軟性も高いため、ピエゾ素子が変位させる振動板を強く規制することを回避することができる。
[態様4]また、上記課題を解決する本発明の態様は、態様1〜態様3に記載するヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置にある。これによれば、ピエゾ素子の変位を阻害せず、電気的な破壊からピエゾ素子を保護して信頼性が向上したヘッドを備えた液体噴射装置が提供される。
[態様5]また、上記課題を解決する本発明の態様は、複数の圧力発生室が形成された流路形成基板と、前記流路形成基板の一方面側に設けられて前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせるピエゾ素子と、前記流路形成基板の前記一方面側に接合されて前記ピエゾ素子を駆動する保護基板と、前記保護基板に設けられた駆動回路を覆い、前記ピエゾ素子を囲むように設けられた接着層により前記流路形成基板に接着される保護膜とを備えるヘッドの製造方法であって、前記保護基板の前記流路形成基板側の面に、前記駆動回路を形成し、前記保護基板の前記流路形成基板側の面に、前記保護膜を形成し、前記保護基板の前記ピエゾ素子に対向する面の法線方向を面方向とし、前記保護膜の面方向に前記ピエゾ素子がある部分の厚みより、前記保護膜の面方向に前記ピエゾ素子がない部分の厚みを厚くすることを特徴とするヘッドの製造方法にある。これによれば、上述した厚さの保護膜を形成することで、接着層の厚さに依存せずに、保護基板と流路形成基板との間にピエゾ素子や駆動回路を収容することができる十分なスペースの保持部を設けることができる。このような十分なスペースの保持部を有するので、ピエゾ素子の変位が阻害されずに良好な液体の吐出特性を有し、また放電等による破壊から保護されて信頼性のあるヘッドを製造することができる。
〈実施形態1〉
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ヘッドの分解斜視図であり、図2はヘッドの平面図である。図3は図2のA−A′線断面図であり、図4は図3の要部を拡大した断面図である。図5は図3のB−B′線断面図であり、図6は図5のC−C′線断面図である。
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ヘッドの分解斜視図であり、図2はヘッドの平面図である。図3は図2のA−A′線断面図であり、図4は図3の要部を拡大した断面図である。図5は図3のB−B′線断面図であり、図6は図5のC−C′線断面図である。
図3のA−A′線断面は圧電アクチュエーター300を通る断面であり、図5のB−B′線断面は、第2保護膜35の接着面314と接続配線92との境界面、及び圧電アクチュエーター300の上方の平面を含む断面であり、図6のC−C′線断面は、第1電極60から引き出された第1リード電極90Aを通る断面である。
図示するように、本実施形態に係るヘッド1は、流路形成基板10、連通板15、ノズルプレート20、保護基板30、コンプライアンス基板45等の複数の部材を備える。
流路形成基板10は、ステンレス鋼やNiなどの金属、ZrO2あるいはAl2O3を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、MgO、LaAlO3のような酸化物などを用いることができる。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る。この流路形成基板10には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室12がインクを吐出する複数のノズル開口21が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室12の並設方向、又は第1の方向Xと称する。また、流路形成基板10には、圧力発生室12が第1の方向Xに並設された列が複数列、本実施形態では、2列設けられている。この圧力発生室12が第1の方向Xに沿って形成された圧力発生室12の列が複数列設された列設方向を、以降、第2の方向Yと称する。さらに、第1の方向X及び第2の方向Yの双方に交差する方向を本実施形態では、第3の方向Zと称する。各図に示した座標軸は第1の方向X、第2の方向Y、第3の方向Zを表しており、矢印の向かう方向を正(+)方向、反対方向が負(−)方向ともいう。なお、本実施形態では、各方向(X、Y、Z)の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるものではない。
流路形成基板10には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部側に、当該圧力発生室12よりも開口面積が狭く、圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
流路形成基板10の一方面側(保護基板30とは反対側であって−Z方向)には、連通板15とノズルプレート20とが順次積層されている。すなわち、流路形成基板10の一方面に設けられた連通板15と、連通板15の流路形成基板10とは反対面側に設けられたノズル開口21を有するノズルプレート20と、を具備する。
連通板15には、圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16が設けられている。連通板15は、流路形成基板10よりも大きな面積を有し、ノズルプレート20は流路形成基板10よりも小さい面積を有する。このように連通板15を設けることによってノズルプレート20のノズル開口21と圧力発生室12とを離せるため、圧力発生室12の中にあるインクは、ノズル開口21付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。また、ノズルプレート20は圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16の開口を覆うだけでよいので、ノズルプレート20の面積を比較的小さくすることができ、コストの削減を図ることができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート20のノズル開口21が開口されて、インク滴が吐出される面を液体噴射面20aと称する。
また、連通板15には、マニホールド100の一部を構成する第1マニホールド部17と、第2マニホールド部18とが設けられている。
第1マニホールド部17は、連通板15を厚さ方向(連通板15と流路形成基板10との積層方向)に貫通して設けられている。第2マニホールド部18は、連通板15を厚さ方向に貫通することなく、連通板15のノズルプレート20側に開口して設けられている。
さらに、連通板15には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部に連通する供給連通路19が、圧力発生室12毎に独立して設けられている。この供給連通路19は、第2マニホールド部18と圧力発生室12とを連通する。
このような連通板15としては、ステンレスやNiなどの金属、またはジルコニウムなどのセラミックなどを用いることができる。なお、連通板15は、流路形成基板10と線膨張係数が同等の材料が好ましい。すなわち、連通板15として流路形成基板10と線膨張係数が大きく異なる材料を用いた場合、加熱や冷却されることで、流路形成基板10と連通板15との線膨張係数の違いにより反りが生じてしまう。本実施形態では、連通板15として流路形成基板10と同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いることで、熱による反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
ノズルプレート20には、各圧力発生室12とノズル連通路16を介して連通するノズル開口21が形成されている。このようなノズル開口21は、第1の方向Xに並設され、この第1の方向Xに並設されたノズル開口21の列が第2の方向Yに2列形成されている。
このようなノズルプレート20としては、例えば、ステンレス鋼(SUS)等の金属、ポリイミド等の有機物、又はシリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート20としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート20と連通板15との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
一方、流路形成基板10の連通板15とは反対面側には、振動板50が形成されている。本実施形態では、振動板50として、流路形成基板10側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜51と、弾性膜51上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜52と、を設けるようにした。なお、圧力発生室12等の液体流路は、流路形成基板10を一方面側(ノズルプレート20が接合された面側)から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室12等の液体流路の他方面は、弾性膜51によって画成されている。
流路形成基板10の振動板50上には、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とを有する圧電アクチュエーター300が設けられている。本実施形態では、圧電アクチュエーター300が流路内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段であって、詳しくは後述する半導体素子である駆動回路120によって駆動されるピエゾ素子となっている。
圧電アクチュエーター300は、第1電極60、圧電体層70及び第2電極80を含む部分をいう。一般的には、圧電アクチュエーター300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極を圧力発生室12毎にパターニングして構成する。本実施形態では、第1電極60を複数の圧電アクチュエーター300に亘って連続して設けることで共通電極とし、第2電極80を圧電アクチュエーター300毎に独立して設けることで個別電極としている。もちろん、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。すなわち、第1電極60を複数の圧電アクチュエーター300に亘って連続して設けることで共通電極とし、第2電極を圧電アクチュエーター300毎に独立して設けることで個別電極としてもよい。なお、上述した例では、振動板50が弾性膜51及び絶縁体膜52で構成されたものを例示したが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、振動板50として弾性膜51及び絶縁体膜52の何れか一方を設けたものであってもよく、また、振動板50として弾性膜51及び絶縁体膜52を設けずに、第1電極60のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター300自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
圧電体層70は、第1電極60上に形成される分極構造を有する酸化物の圧電材料からなり、例えば、一般式ABO3で示されるペロブスカイト型酸化物からなることができ、鉛を含む鉛系圧電材料や鉛を含まない非鉛系圧電材料などを用いることができる。
また、圧電アクチュエーター300の各第1電極60、第2電極80には、引き出し配線であるリード電極90の一端がそれぞれ接続されている。第1電極60から引き出されたリード電極90を第1リード電極90A、第2電極80から引き出されたリード電極90を第2リード電極90Bとも称する。これらを特に区別しないときは、リード電極90と総称する。リード電極90の他端部は、振動板50上であって、第2の方向Yで隣り合う圧電アクチュエーター300の列の外側に向けて引き出されている。引き出されたリード電極90の他端部は、保護基板30に設けられた接続配線92と接続されるリード電極端子91となっている。なお、各リード電極90は、本実施形態では、第2の方向Yに沿って直線状に延設されている。
流路形成基板10の圧電アクチュエーター300側の面には、流路形成基板10と略同じ大きさを有する保護基板30が接合されている。
保護基板30は、圧電アクチュエーター300を駆動する駆動回路120が設けられ、流路形成基板10の圧電アクチュエーター300側の面に接合される基板である。保護基板30の流路形成基板10側の面を底面301と称する。
駆動回路120は保護基板30の底面301に設けられている。保護基板30に駆動回路120が設けられているとは、保護基板30に半導体プロセスによって保護基板30に一体的に設けられていることをいう。すなわち、駆動回路を個別に作製し、当該駆動回路を保護基板30の底面301に取り付ける態様は含まない。
本実施形態に係る駆動回路120は、圧電アクチュエーター300を駆動するための駆動信号を形成し、駆動信号を圧電アクチュエーター300に伝達することが可能な回路であるが、このような態様に限定されない。駆動回路はこのような駆動信号を形成する能動的な回路であってもよいし、外部の制御装置などから伝達される駆動信号を圧電アクチュエーター300に伝達する配線のみからなる回路であってもよい。
保護基板30としては、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
保護基板30の底面301側には、保護膜33が設けられている。保護膜33は、保護基板30に設けられた駆動回路120を覆う膜である。保護膜33は、後述する接続配線92が設けられるコンタクトホール34aを除いて駆動回路120の全体及び底面301を覆っている。
本実施形態に係る保護膜33は、駆動回路120の全体及び底面301を覆う第1保護膜34と、接着層39により流路形成基板10に接着される第2保護膜35とを備えている。
第1保護膜34は、保護基板30の駆動回路120及び底面301側のほぼ全面を覆う均等な薄膜である。第2保護膜35は、第1保護膜34上に設けられた薄膜であり、一部窪んだ凹部31を有している。すなわち、第2保護膜35は、保護基板30の底面301側において、駆動回路120よりも外側の領域に設けられている。
ここで、保護基板30の前記ピエゾ素子に対向する面の法線方向を面方向とする。本実施形態では、第3の方向Zが面方向となる。
保護膜33の面方向に圧電アクチュエーター300がある部分を第1領域Aと称する。面方向に圧電アクチュエーター300があるとは、保護膜33から流路形成基板10側に向けて面方向に沿った延長線上に圧電アクチュエーター300が存在することをいう。換言すれば、保護膜33のうち、面方向において圧電アクチュエーター300が重なる部分が第1領域Aとなる。本実施形態では、保護膜33のうち、面方向において複数の圧電アクチュエーター300の全体を含むような矩形状の領域が第1領域Aとなっている。
また、保護膜33の面方向に圧電アクチュエーター300がない部分を第2領域Bと称する。面方向に圧電アクチュエーター300がないとは、保護膜33から流路形成基板10側に向けて面方向に沿った延長線上に圧電アクチュエーター300が存在しないことをいう。換言すれば、保護膜33のうち、面方向において圧電アクチュエーター300が重ならない部分が第2領域Bとなる。本実施形態では、保護膜33のうち、面方向において複数の圧電アクチュエーター300の全体が含まれないような枠状の領域が第2領域Bとなっている。
このような第1領域Aは、第1保護膜34の駆動回路120を覆っており、第2領域Bは、第2保護膜35の接着層39で流路形成基板10に接着される部分となっている。また、第2保護膜35の流路形成基板10に対向して接着層39で接着される面を接着面314と称する。
この第1領域Aの面方向の厚さより、第2領域Bの面方向の厚さが厚くなっている。このような厚さで第1領域A及び第2領域Bが形成されることで保護膜33に凹部31が設けられている。また、凹部31は、その内部に圧電アクチュエーター300が収容される程度の大きさに形成されている。詳細は後述するが、第1保護膜34の全体に設けられた第2保護膜35のうち、駆動回路120に対向する一部を除去することで凹部31が形成されている。
第2保護膜35の圧電アクチュエーター300に面した側面のうち第1の方向Xの両側の側面を第1側面311とする。第2保護膜35の圧電アクチュエーター300に面した側面のうち第2の方向Yの両側の側面を第2側面312とする。第1保護膜34が露出した部分を凹部31の底面313とする。
保護膜33は、駆動回路120を水分から保護するために設けられたものであり、湿気(水分)に対して変質し難い性質であるとともに、湿気(水分)を透過(透湿)させ難い性質を有する。さらに、保護膜33は、駆動回路120に物体が直接接触しないように保護する機能も発揮する。このような保護膜33により、駆動回路120が水分で短絡して故障することを防ぎ、また、駆動回路120に物理的に損傷することを防ぐことができる。
本実施形態の保護膜33は、底面301側の第1保護膜34と、第1保護膜34上に設けられた流路形成基板10側の第2保護膜35の2層から構成されている。第1保護膜34及び第2保護膜35は、何れも、上述したような耐湿性を有する材料であれば特に限定はない。例えば、第1保護膜34は、窒化シリコン(SiN)、酸化シリコン(SiOx)、酸化タンタル(TaOx)、酸化アルミニウム(AlOx)等の無機絶縁材料により形成し、第2保護膜35は、ポリイミド(PI)やポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素系樹脂等の材料により形成することが好ましい。
特に、第1保護膜34を窒化シリコン、第2保護膜35をポリイミドで形成することが好ましい。窒化シリコンは、シリコン酸化膜などと比較して耐湿性が高いからである。また、ポリイミドは耐湿性が高く、また比較的柔軟性も高いため、第2保護膜35が接着する振動板50の変位を強く規制することなく、湿気(水分)の浸入を良好に防止することができる。ポリイミドは、特に耐傷性に優れているので、高い信頼性を要求される場合では、実装工程で駆動回路120をより確実に傷から保護するために有用である。
このような保護基板30は、保護膜33の第2領域B(第2保護膜35)が接着層39で流路形成基板10に接着されることで、凹部31の開口が閉じられている。流路形成基板10と凹部31からなる空間部分を保持部32と称する。なお、この保持部32は、外部とは遮断された密封の空間でもよいし、一部が外部と連通した非密封の空間でもよい。
駆動回路120及び圧電アクチュエーター300は、保持部32内に収容され、接続配線92により電気的に接続されている。
各圧電アクチュエーター300に共通した第1電極60から第1リード電極90Aが引き出されている。この第1リード電極90Aに接続される接続配線92を第1接続配線92Aとも称する。各圧電アクチュエーター300の第2電極80から第2リード電極90Bが引き出されている。この第2リード電極90Bにそれぞれ接続される接続配線92を第2接続配線92Bとも称する。これらを特に区別しないときは、接続配線92と総称する。
このような接続配線92が駆動回路120に接続されるように、保護基板30には、第1保護膜34の一部が除去されたコンタクトホール34aが設けられている。コンタクトホール34aは、第1保護膜34を貫通した孔であり、コンタクトホール34a内に駆動回路120の端子が露出する位置に設けられている。
特に図示しないが、第1保護膜34には、第1接続配線92A用に少なくとも1つのコンタクトホール34aと、複数の第2接続配線92B用に複数のコンタクトホール34aが設けられている。
接続配線92は、一端がコンタクトホール34aを介して駆動回路120に電気的に接続している。また、接続配線92は、他端が凹部31の底面313、第2側面312及び接着面314に亘り第2の方向Yに延設されている。
接続配線92の接着面314上に設けられた部分は、リード電極90に電気的に接続される接続端子93となっている。本実施形態では、第1接続配線92Aの接続端子93が第1リード電極90Aに接続され、第2接続配線92Bの接続端子93が第2リード電極90Bに接続されている。
接続端子93は次のように構成されている。保護膜33の第2領域(第2保護膜35)の接着面314に、弾性を有するコア部95が形成されている。コア部95は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂で形成されている。
本実施形態では、コア部95は、保護基板30と流路形成基板10とを接合する前において、ほぼ蒲鉾状に形成されている。ここで、蒲鉾状とは、保護基板30に接する内面(底面)が平面であると共に、非接触面である外面側が湾曲面となっている柱状形状をいう。具体的に、ほぼ蒲鉾状とは、横断面がほぼ半円状、ほぼ半楕円状、ほぼ台形状であるものなどが挙げられる。
このコア部95の表面に接続配線92が連続して設けられている。接続配線92のコア部95上に設けられた部分が、所謂、樹脂コアバンプと呼ばれる接続端子93となる。接続配線92は、このような接続端子93で、リード電極90のリード電極端子91に接続されている。
具体的には、コア部95は、保護基板30と流路形成基板10とが相対的に近接するように押圧されることで、その先端形状がリード電極90の表面形状に倣うように弾性変形している。接続配線92のコア部95上に設けられた部分も、コア部95の弾性変形によってリード電極90の表面形状に倣って変形しており、リード電極90と金属接合している。これにより、保護基板30や流路形成基板10に反りやうねりがあっても、コア部95がこれに追従して変形することにより、リード電極90及び接続配線92を確実に接続することができる。なお、このようなコア部95は、特許第4462332号に記載された方法で形成できる。
そして、保護基板30と流路形成基板10とは、接着層39によって接着されている。これにより、接続配線92の接続端子93とリード電極90のリード電極端子91との接続が維持されている。
なお、接続配線92とリード電極90とは、電気的に接続されていればよく、その態様は上述したコア部95を用いた接続に限定されない。例えば、ハンダ付けやろう付けなどのろう接や、共晶接合、溶接、導電性粒子を含む導電性接着剤(ACP、ACF)、非導電性接着剤(NCP、NCF)等が挙げられる。他に、接続配線92とリード電極90とが同じ導電性材料、特に金や銅で形成されている場合、これらを直接接着するいわゆる金(Au)−金(Au)接合や、銅(Cu)−銅(Cu)接合などの熱圧着を用いるようにしてもよい。
接着層39は、圧電アクチュエーター300を囲むように設けられて流路形成基板10と保護基板30とを接着している。本実施形態では、接着層39は、圧電アクチュエーター300の外側を囲む態様として、切れ目なく連続的に設けられている。なお、接着層39は、圧電アクチュエーター300の外側を囲むように、連続的に設けられている必要はない。すなわち、接着層39は非連続的に設けられていてもよい。
接着層39は、流路形成基板10と保護基板30とを接着可能な材料であれば特に限定はないが、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等の接着剤で形成されている。特に、フォトレジストなどに用いられる感光性樹脂を用いることで、接着層39を容易に且つ高精度に形成することができる。また、接着層39としては、他にも非導電性接着剤を用いることができる。
また、接着層39の第1の方向Xに沿った長尺部390は、第1接着部39a及び第2接着部39bの2つに分割されている。第1接着部39a及び第2接着部39bは、第2の方向Yにおいて接続端子93を挟むように配置されている。
第1接着部39a及び第2接着部39bは、第3の方向Zの−Z側の底面がリード電極90及び振動板50に接着し、第3の方向+Z側の上面が第2保護膜35の接着面314及び接続配線92に接着している。第1接着部39a及び第2接着部39bの互いに対向する側面である内面391は、第3の方向Zに対して傾斜しており、第2の方向Yにおいて内面391とは反対側の側面である外面392が第3の方向Zとほぼ平行となっている。
長尺部390の第2の方向Yにおける幅は、第1接着部39a及び第2接着部39bの外面392間の距離Lとなる。一方、内面391が傾斜していることから、第1接着部39aの流路形成基板10側との接着領域となる底面は、接続端子93との間のスペースにまで拡張されている。第2接着部39bについても同様である。
仮に、第1接着部39aの底面を拡張するために、外面392を外側に向けて拡張すると、接着層39の長尺部390の幅が拡大してしまう。
しかしながら、本実施形態の接着層39では、第1接着部39a及び第2接着部39bの内面391を第3の方向Zに対して傾斜させることで、長尺部390の幅を拡大することなく、底面の接着面積を拡張して接着強度を向上することができる。
なお、特に図示しないが、駆動回路120には、駆動回路120と外部の制御回路とを接続する外部配線が接続される。駆動回路120に外部配線を接続する態様としては、例えば、保護基板30に開口を設け、当該開口に外部配線を挿通させて駆動回路120と外部の制御回路とを接続することができる。また、駆動回路120の端子を保護基板30の外面に現れるように設けておき、当該端子を外部の制御回路に外部配線で接続するようにしてもよい。
また、本実施形態では、予め接続配線92が形成された保護基板30を流路形成基板10に接合するだけで、接続配線92とリード電極90との電気的接合を行うことができる。これにより、流路形成基板10と保護基板30とを接合した後、保持部32の外部に引き出されたリード電極に、成膜及びリソグラフィー法によって接続配線を接続する場合に比べて製造工程を簡略化して、接続配線92とリード電極90とを電気的に確実に接続することができる。
このような流路形成基板10、保護基板30、連通板15及びノズルプレート20の接合体には、複数の圧力発生室12に連通するマニホールド100を形成するケース部材40が固定されている。ケース部材40は、平面視において上述した連通板15と略同一形状を有し、保護基板30に接合されると共に、上述した連通板15にも接合されている。具体的には、ケース部材40は、保護基板30側に流路形成基板10及び保護基板30が収容される深さの凹部41を有する。この凹部41は、保護基板30の流路形成基板10に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部41に流路形成基板10等が収容された状態で凹部41のノズルプレート20側の開口面が連通板15によって封止されている。また、ケース部材40には、凹部41の第2の方向Yの両側に凹形状を有する第3マニホールド部42が形成されている。この第3マニホールド部42と、連通板15に設けられた第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18とによって本実施形態のマニホールド100が構成されている。
ケース部材40の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。ちなみに、ケース部材40として、樹脂を成形することにより、低コストで量産することができる。
連通板15のノズルプレート20側の面には、コンプライアンス基板45が設けられている。このコンプライアンス基板45が、第1マニホールド部17と第2マニホールド部18のノズルプレート20側の開口を封止している。このようなコンプライアンス基板45は、本実施形態では、封止膜46と、固定基板47と、を具備する。封止膜46は、可撓性を有する薄膜(例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)やステンレス鋼(SUS)等により形成された厚さが20μm以下の薄膜)からなり、固定基板47は、ステンレス鋼(SUS)等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板47のマニホールド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48となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜46のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部49となっている。
ケース部材40には、マニホールド100に連通して各マニホールド100にインクを供給するための導入路44が設けられている。また、ケース部材40には、保護基板30が露出し、外部配線(図示せず)が挿通される接続口43が設けられており、接続口43に挿入された外部配線が駆動回路120と接続されている。
このような構成のヘッド1では、インクを噴射する際に、インクが貯留された液体貯留手段から導入路44を介してインクを取り込み、マニホールド100からノズル開口21に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路120からの信号に従い、圧力発生室12に対応する各圧電アクチュエーター300に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター300と共に振動板50をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室12内の圧力が高まり所定のノズル開口21からインク滴が噴射される。
以上に説明した本実施形態に係るヘッド1は、保護膜33の面方向に圧電アクチュエーター300がある第1領域Aの厚さより、保護膜33の面方向に圧電アクチュエーター300がない第2領域Bの厚さが厚く形成されることで凹部31が形成されている。保護基板30が流路形成基板10に接着されることで、凹部31の開口が流路形成基板10に覆われ、保持部32が形成されている。保持部32の内部には、圧電アクチュエーター300や駆動回路120が収容され、水分から保護されている。
このような保持部32の高さは、保護膜33を構成する第2保護膜35の厚さと、第2保護膜35が除去されて露出した第1保護膜34の厚さを適宜調節することで、任意の高さに設定することができる。これにより、十分な高さを有する保持部32を形成することができ、圧電アクチュエーター300が変位しても、対向する駆動回路120に接触することを抑制することができる。
また、圧電アクチュエーター300の上方には、駆動回路120から引き出された接続配線92が位置する。保持部32は、十分な高さを有するので、圧電アクチュエーター300と接続配線92との距離を十分に保つことができる。したがって、接続配線92と、リード電極90等との間に生じた電位差によって放電が生じ難くなっている。このように放電が抑制されるので、駆動回路120や圧電アクチュエーター300が放電により破壊されることを抑制することができる。
ちなみに、接着層39や接続端子93の厚さを厚くすることで、保護基板30と流路形成基板10との距離を広げる場合、接着層39や接続端子93の厚さは、強度を保持するなどの観点から限界がある。このため、保護基板30と流路形成基板10との間に圧電アクチュエーター300や駆動回路120を収容することができる十分なスペースを設けることは困難である。
本実施形態に係るヘッド1は、接着層39や接続端子93の厚さに依存せずに、保護膜33に凹部31を設けることで、保護基板30と流路形成基板10との間に圧電アクチュエーター300や駆動回路120を収容することができる十分なスペースの保持部32を設けることができる。十分なスペースの保持部32を有するので、圧電アクチュエーター300の変位が阻害されずに良好な液体の吐出特性を有し、また放電等による破壊から保護されて信頼性のあるヘッド1が提供される。
また、本実施形態に係るヘッド1は、保護膜33を第1保護膜34及び第2保護膜35からなる複数層で形成した。このように複数の層から保護膜33を構成することで、様々な特性の保護膜33を形成することができる。例えば、第1保護膜34には絶縁性が高い材料を用い、第2保護膜35に耐湿性が高い材料を用いることで、絶縁性及び耐湿性に優れた保護膜33を形成し、より確実に駆動回路120を保護することができる。
ここで、本実施形態に係るヘッド1の製造方法について図7〜図12を参照して説明する。図7〜図12は、本実施形態に係るヘッドの製造方法を示す断面図である。
図7(a)に示すように、シリコンウェハーであり複数の流路形成基板10が一体的に形成される流路形成基板用ウェハー110の表面に振動板50を形成する。本実施形態では、流路形成基板用ウェハー110を熱酸化することによって形成した二酸化シリコン(弾性膜51)と、スパッタリング法で成膜後、熱酸化することによって形成した酸化ジルコニウム(絶縁体膜52)との積層からなる振動板50を形成した。
次に、図7(b)に示すように、振動板50上の全面に第1電極60を形成すると共に所定形状にパターニングする。なお、第1電極60に圧電体層70の結晶成長を制御するための制御層を形成してもよい。本実施形態では、特に図示していないが、圧電体層70(PZT)の結晶制御としてチタンを使用している。チタンは、圧電体層70の成膜時に圧電体層70内に取り込まれるため、圧電体層70形成後には膜として存在していない。
次に、図7(c)に示すように、第1電極60上に圧電体層70及び第2電極80を順次積層形成する。ここで、本実施形態では、金属錯体を溶媒に溶解・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を形成している。なお、圧電体層70の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、MOD(Metal-OrganicDecomposition)法やスパッタリング法又はレーザーアブレーション法等のPVD(PhysicalVaporDeposition)法等を用いてもよい。すなわち、圧電体層70は液相法、気相法の何れで形成してもよい。
次に、図7(d)に示すように、圧電体層70及び第2電極80を同時にパターニングすることで、圧電アクチュエーター300を形成する。なお、圧電体層70及び第2電極80のパターニングは、例えば、反応性イオンエッチングやイオンミリング等のドライエッチングが挙げられる。
次に、図7(e)に示すように、金(Au)からなるリード電極90を形成すると共に所定形状にパターニングする。
次に、シリコンウェハーであり保護基板用ウェハー130に複数の保護基板30を一体的に形成する。
具体的には、図8(a)に示すように、保護基板用ウェハー130の一方面(底面301)に駆動回路120を一体的に形成する。
次に、保護基板用ウェハー130に保護膜33を形成する。まず、図8(b)に示すように、保護基板用ウェハー130に、駆動回路120を覆うように底面301の全面に窒化シリコンからなる第1保護膜34を形成する。
次に、図8(c)に示すように、駆動回路120の端子が露出するように第1保護膜34をパターニングしてコンタクトホール34aを形成する。
次に、図9(a)に示すように保護基板用ウェハー130にポリイミドからなる第2保護膜35を形成する。具体的には、コンタクトホール34a内及び第1保護膜34の全面を覆うようにポリイミドからなる第2保護膜35を形成する。
上述した第1保護膜34及び第2保護膜35の製法に特に限定はなく、第1保護膜34の製法はCVD法、スピンコート法、スパッター法などが挙げられる。
次に、図9(b)に示すように、第2保護膜35の面方向に圧電アクチュエーター300がある部分の厚さより、第2保護膜35の面方向に圧電アクチュエーター300がない部分の厚さが厚くなるように形成する。すなわち、第2保護膜35の面方向に圧電アクチュエーター300がある部分を除去して凹部31を形成する。凹部31は、例えば、公知のフォトリソグラフィー及びドライエッチングによって形成することができる。なお、製造工程において、第2保護膜35の面方向に圧電アクチュエーター300があるとは、第2保護膜35から面方向に沿った延長線上に、後の工程で保護基板用ウェハー130に接合される流路形成基板用ウェハー110(流路形成基板10)に設けられた圧電アクチュエーター300が位置することをいう。すなわち、第2保護膜35のうち、後の工程で圧電アクチュエーター300が面方向に存在するような部分を除去する。
次に、図9(c)に示すように、第2保護膜35の流路形成基板10に接着される接着面314に、コア部95を形成する。
次に、保護基板用ウェハー130に接続配線92を形成する。まず、図10(a)に示すように、凹部31の第1側面311、第2側面312(図6参照)、及び底面313、並びにコア部95、第2保護膜35の接着面314の全体に、接続配線92を形成する材料、例えば金からなる配線層192を形成する。配線層192の製法に特に限定はないが、例えば、めっき法により形成することができる。
次に、図10(b)に示すように、配線層192をパターニングすることで、接続配線92を形成する。なお、配線層192のパターニングは、例えば、配線層192上に所定形状のレジストを形成した後、レジストを介してエッチングすることによって行うことができる。接続配線92の他の製法としては、レーザー光を用いたレーザーパターニングを行うようにしてもよい。レーザーパターニングによれば、高精度なパターニングが可能になる。
図11(a)に示すように、上述した工程によって製造した保護基板用ウェハー130を、流路形成基板用ウェハー110の圧電アクチュエーター300側に接着層39を介して接合する。これにより、接続配線92の接続端子93とリード電極90のリード電極端子91とが接続される。
次に、図11(b)に示すように、保護基板用ウェハー130が接合された流路形成基板用ウェハー110を所定の厚みに薄くする。
次に、図12(a)に示すように、流路形成基板用ウェハー110にマスク膜53を新たに形成し、所定形状にパターニングする。
次に、図12(b)に示すように、流路形成基板用ウェハー110をマスク膜53を介してアルカリ性水溶液を用いた異方性エッチング(ウェットエッチング)することにより、圧電アクチュエーター300に対応する圧力発生室12、インク供給路13、連通路14等を形成する。
その後は、流路形成基板用ウェハー110の保護基板用ウェハー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、保護基板用ウェハー130にコンプライアンス基板45を接合し、流路形成基板用ウェハー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、本実施形態のヘッド1とする。
以上に説明した本実施形態に係るヘッド1の製造方法は、駆動回路120が形成された保護基板30に、駆動回路120を覆うように保護膜33を形成した後、保護膜33の駆動回路120に対向する一部を除去して凹部31を形成する。すなわち、駆動回路120を平坦な保護基板30に形成することができる。
仮に、凹部31を形成した後、凹部31内に駆動回路120を形成する場合、凹部31の狭い開口内に駆動回路120を形成しなければならない。このため、半導体プロセスで保持部32内に収容された駆動回路120を形成することは困難である。
しかしながら、本実施形態に係るヘッド1の製造方法によれば、保護基板30の平坦な一方面に駆動回路120を形成し、その後に、駆動回路120が収容される凹部31(保持部32)を形成するので、半導体プロセスで保持部32内に収容された駆動回路120を形成することができる。
〈実施形態2〉
実施形態1に係るヘッド1は、保護基板30の凹部31内に接続配線92が設けられていたが、このような態様に限定されない。例えば、凹部31を形成する保護膜33の内部を通るように接続配線97を設けてもよい。
実施形態1に係るヘッド1は、保護基板30の凹部31内に接続配線92が設けられていたが、このような態様に限定されない。例えば、凹部31を形成する保護膜33の内部を通るように接続配線97を設けてもよい。
図13は、本実施形態に係るヘッドの要部を拡大した断面図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
保護膜33を構成する第1保護膜34及び第2保護膜35には、第3の方向Zに貫通した貫通孔96が設けられている。この貫通孔96は、貫通孔96内に駆動回路120の端子が露出する位置に形成されている。
本実施形態に係る接続配線97は、貫通孔96内をとおり駆動回路120の端子と、リード電極90のリード電極端子91とを電気的に接続している。本実施形態では、接続配線97は、貫通孔96内に設けられた第1配線部97aと、接着面314上に、貫通孔96の開口周縁部に設けられた第2配線部97bとが一体的に形成された配線となっている。
第2配線部97bは、接着面314に設けられたコア部95を覆うように第2の方向Yに沿って延設されている。第2配線部97bのコア部95上に設けられた部分が接続端子93Aとなっている。
接続配線97は、このような接続端子93Aで、リード電極90のリード電極端子91に接続されている。なお、実施形態1と同様に、流路形成基板10と保護基板30とが接着層39で接着されている。これにより、接続配線97の接続端子93Aとリード電極90のリード電極端子91との接続が維持されている。
本実施形態に係るヘッド1は、実施形態1と同様に、接着層39や接続端子93の厚さに依存せずに、保護膜33に凹部31を設けることで、保護基板30と流路形成基板10との間に圧電アクチュエーター300や駆動回路120を収容することができる十分なスペースの保持部32を設けることができる。このような十分なスペースの保持部32を有する本発明によれば、圧電アクチュエーター300の変位が阻害されずに良好な液体の吐出特性を有し、また放電等による破壊から保護されて信頼性のあるヘッド1が提供される。
また、接続配線97は、第2保護膜35に設けられた貫通孔96に配設されているため、保持部32内に露出していない。したがって、接続配線97からの放電をより一層抑制することができ、信頼性が更に向上したヘッド1が提供される。
〈実施形態3〉
各実施形態のヘッド1は、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置に搭載される。図14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。
各実施形態のヘッド1は、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置に搭載される。図14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。
インクジェット式記録装置Iにおいて、ヘッド1は、インク供給手段を構成するカートリッジ2が着脱可能に設けられ、ヘッド1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。
そして、駆動モーター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、ヘッド1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には搬送手段としての搬送ローラー8が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートSが搬送ローラー8により搬送されるようになっている。なお、記録シートSを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。
なお、上述したインクジェット式記録装置Iでは、ヘッド1がキャリッジ3に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ヘッド1が固定されて、紙等の記録シートSを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
また、上述した例では、インクジェット式記録装置Iは、液体貯留手段であるカートリッジ2がキャリッジ3に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体4に固定して、貯留手段とヘッド1とをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。また、液体貯留手段がインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。
〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
上述した実施形態1〜2では、2列の圧電アクチュエーター300に対して1つの駆動回路120を設けたが、特にこれに限定されない。例えば、1列の圧電アクチュエーター300の列毎に駆動回路120を設けてもよい。
また、保護膜33は、第1保護膜34及び第2保護膜35の複数層から構成されていたが、このような態様に限定されない。同じ材料からなる一層から保護膜33を形成してもよいし、3層以上の複数層から保護膜33を形成してもよい。
また、凹部31についても同様に、2列の圧電アクチュエーター300に対して1つの凹部31を設けたが、特にこれに限定されない。例えば、1つの保持部32内に1列の圧電アクチュエーター300を収容するようにしてもよい。
また、上述した実施形態1〜2では、1つの流路形成基板10に対して1つの保護基板30を設けるようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、凹部31毎に保護基板30を設けるようにしてもよい。すなわち、1つの流路形成基板10に対して2つの保護基板30を設けるようにしてもよい。この場合、各保護基板30に保護膜33を設け、保護膜33の一部に凹部31を設ければよい。
さらに、上述した実施形態1〜2では、圧電アクチュエーター300の列が第2の方向Yに2列設けられた構成を例示したが、圧電アクチュエーター300の列の数は特にこれに限定されず、3列以上であってもよい。そして、凹部31は、3列以上の圧電アクチュエーター300の列に対して1つ設けるようにしてもよい。
また、上述した実施形態1〜2では、圧力発生室12に圧力変化を生じさせるピエゾ素子として、薄膜型の圧電アクチュエーター300を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、ピエゾ素子として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
本発明は、広くヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)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にも適用することができる。
I インクジェット式記録装置、 1 記録ヘッド(ヘッド)、 10 流路形成基板、 12 圧力発生室、 20 ノズルプレート、 30 保護基板、 31 凹部、 32 保持部、 33 保護膜、 34 第1保護膜、 35 第2保護膜、 39 接着層、 40 ケース部材、 50 振動板、 90 リード電極、 91 リード電極端子、 92、97 接続配線、 93 接続端子、 95 コア部、 100 マニホールド、 120 駆動回路、 300 圧電アクチュエーター(ピエゾ素子)
Claims (5)
- 複数の圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記流路形成基板の一方面側に設けられて前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせるピエゾ素子と、
前記流路形成基板側に前記ピエゾ素子を駆動する駆動回路が設けられて前記流路形成基板の前記一方面に接合される保護基板と、
前記保護基板の前記駆動回路を覆い、前記ピエゾ素子を囲うように設けられた接着層により前記流路形成基板に接着される保護膜とを備え、
前記保護基板の前記ピエゾ素子に対向する面の法線方向を面方向とし、
前記保護膜の面方向に前記ピエゾ素子がある部分の厚みより、前記保護膜の面方向に前記ピエゾ素子がない部分の厚みが厚い
ことを特徴とするヘッド。 - 請求項1に記載するヘッドにおいて、
前記保護膜は、複数層から形成されている
ことを特徴とするヘッド。 - 請求項2に記載するヘッドにおいて、
前記保護膜は、前記保護基板側に設けられて前記ピエゾ素子を覆う窒化シリコンと、前記窒化シリコン上に設けられたポリイミドとを含む
ことを特徴とするヘッド。 - 請求項1〜請求項3の何れか一項に記載するヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。
- 複数の圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記流路形成基板の一方面側に設けられて前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせるピエゾ素子と、
前記流路形成基板の前記一方面側に接合されて前記ピエゾ素子を駆動する保護基板と、
前記保護基板に設けられた駆動回路を覆い、前記ピエゾ素子を囲むように設けられた接着層により前記流路形成基板に接着される保護膜とを備えるヘッドの製造方法であって、
前記保護基板の前記流路形成基板側の面に、前記駆動回路を形成し、
前記保護基板の前記流路形成基板側の面に、前記保護膜を形成し、
前記保護基板の前記ピエゾ素子に対向する面の法線方向を面方向とし、前記保護膜の面方向に前記ピエゾ素子がある部分の厚みより、前記保護膜の面方向に前記ピエゾ素子がない部分の厚みを厚くする
ことを特徴とするヘッドの製造方法。
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JP2015047548A JP2016165864A (ja) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | ヘッド及び液体噴射装置並びにヘッドの製造方法 |
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