JP4877481B2

JP4877481B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

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Publication number: JP4877481B2
Application number: JP2006073447A
Authority: JP
Inventors: 健関崎; 明松沢
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: JP2007245589A

Description

本発明は、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インクジェット式記録装置に関する。

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着剤を介して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するものがある（例えば、特許文献１参照）。

このようなインクジェット式記録ヘッドでは、リザーバ形成基板のリザーバ部の周囲の接着剤は、インクにさらされるため、リザーバ形成基板と接着剤との接着界面で剥離が発生してしまうという問題がある。また、このような接着剤の剥離によってインクが圧電素子側に侵入してしまい、圧電素子が破壊されてしまうという問題や、剥離した接着剤が脱落して、接着剤片によってノズル開口の目詰まり等の吐出不良が発生してしまう虞があるという問題が有り、信頼性が低下してしまう。

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、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。

特開２００５−２１９２４３号公報（第３〜５図、第６〜８頁）

本発明はこのような事情に鑑み、接着剤の剥離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課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、ノズル開口に連通する複数の圧力発生室と前記複数の圧力発生室に連通する連通部とが形成された流路形成基板と、前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記流路形成基板の一方面側に接着剤を介して接合され、前記連通部と連通して前記圧力発生室の共通の液体室の一部を構成するリザーバ部が設けられたリザーバ形成基板と、を具備し、前記リザーバ形成基板と前記接着剤との間にはニッケルクロム、チタン、チタンタングステン及び酸化タンタルから選択される少なくとも一種からなる接着層が設けられており、該接着層が、前記流路形成基板と前記リザーバ形成基板との接合領域のうち、前記リザーバ部の周囲に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、接着層を設けることにより、リザーバ部内のインクによって接着剤がリザーバ形成基板から剥離するのを防止することができ、圧力発生手段の液体による破壊や、剥離した接着剤によるノズル開口の目詰まりを防止して信頼性を向上することができる。
また、接着層として所定の材料を用いることによって、リザーバ形成基板と接着層との密着性を向上すると共に、接着層と接着剤との密着性を向上して、リザーバ形成基板と接着剤との密着性を向上することができる。

本発明の第２の態様は、前記リザーバ形成基板の表面に酸化シリコンが設けられ、前記接着層は、前記酸化シリコン上に設けられていることを特徴とする第１の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、酸化シリコンと接着剤との密着性を向上することができ、接着剤の剥離を防止できる。

本発明の第３の態様は、前記接着層が、１μｍ以下の厚さで形成されていることを特徴とする第１又は２の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、接着層が設けられた領域と、その他の領域との高さ合わせを行って、接合領域の接着剤の量を均一化して、余分な接着剤の流出や接合不良等を防止することができる。

本発明の第４の態様は、前記接着剤が、エポキシ系接着剤からなることを特徴とする第１〜３の何れかの態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第４の態様では、接着層によって、エポキシ系接着剤とシリコン単結晶基板からなるリザーバ形成基板との密着性を向上して接着剤の剥離を防止できる。

本発明の第５の態様は、前記流路形成基板と前記リザーバ形成基板との接合領域のうち、前記リザーバ部の周囲の前記流路形成基板と前記接着剤との間には、金属層が設けられていると共に、前記金属層と前記接着剤との間には前記接着層が設けられていることを特徴とする第１〜４の何れかの態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、金属層上に接着層を設けることで、金属層上の接着剤の剥離を確実に防止してさらに信頼性を向上することができる。

本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様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にある。
かかる第６の態様では、信頼性を向上した液体噴射装置を実現できる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ’断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）の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厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。

流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅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の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。連通部１３は、後述するリザーバ形成基板３０のリザーバ部３１と連通して各圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ１００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍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。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］である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、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子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。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。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圧電アクチュエータと称する。なお、上述した例では、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、弾性膜５０、絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみを残して下電極膜６０を振動板としても良い。

また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、密着層９１及び導電層９２からなる引き出し配線であるリード電極９０がそれぞれ接続され、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。また、詳しくは後述するが、連通部１３の開口周縁部に対応する領域の振動板、すなわち、弾性膜５０及び絶縁体膜５５上にも、密着層９１及び導電層９２からなるがリード電極９０とは不連続の金属層１９０が存在している。

ここで、導電層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、密着層９１の材料としては、導電層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、本実施形態ではニッケルクロム（ＮｉＣｒ）を用いている。

このような流路形成基板１０の圧電素子３００側の面には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有して接合基板となるリザーバ形成基板３０が接着剤３５によって接着されている。リザーバ形成基板３０のリザーバ部３１は、振動板、本実施形態では、弾性膜５０及び絶縁体膜５５のそれぞれに設けられた貫通部５２を介して連通部１３と連通され、これらリザーバ部３１及び連通部１３によってリザーバ１００が形成されている。なお、本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、リザーバ部３１の流路形成基板１０側の面の開口が、連通部１３のリザーバ形成基板３０側の面の開口よりも小さい面積となるように形成した。これにより、リザーバ部３１の周縁部は、連通部１３側に露出された状態となっている。

また、リザーバ形成基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３２内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、圧電素子保持部３２は、密封されていてもよいし密封されていなくてもよい。このようなリザーバ形成基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されて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。

さらに、リザーバ形成基板３０の流路形成基板１０に接合される接合領域には、リザーバ部３１の周囲に亘って接着剤３５との密着性を向上する接着層２００が設けられている。このような接着層２００の材料としては、シリコン単結晶基板への密着性がよく、且つ接着剤３５のシリコン単結晶基板への密着性よりも良好な密着性を有する金属又は金属酸化物、例えば、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）、チタン（Ｔｉ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）及び酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）から選択される少なくとも一種が挙げられる。また、接着層２００の厚さは１μｍ以下とするのが好ましい。これにより、リザーバ形成基板３０と流路形成基板１０との接合領域の内、接着層２００が設けられた領域と、その他の領域、例えば、リード電極９０上との高さ合わせを行って、接合領域の接着剤３５の量を均一化して、余分な接着剤３５の流出や接合不良等を防止することができる。すなわち、接合領域の高さが異なる場合、リザーバ形成基板３０等に接着剤３５を不均一に塗布しなければならず煩雑である。また、接合領域の高さが異なる場合、均一に接着剤３５を塗布して接合すると、高い領域で接着剤３５が流出してしまう。

なお、リザーバ形成基板３０と流路形成基板１０とを接着する接着剤３５としては、例えば、エポキシ系接着剤が挙げられる。

このように、リザーバ形成基板３０の流路形成基板１０との接合領域に、リザーバ部３１の周囲に亘って接着層２００を設けるようにしたため、リザーバ部３１の連通部１３に露出した周縁部に付着した接着剤３５が剥がれるのを防止することができる。すなわち、リザーバ形成基板３０に接着層２００を設けずに、リザーバ形成基板３０を流路形成基板１０に直接接着剤３５で接合すると、リザーバ形成基板３０と接着剤３５との密着性が比較的低いため、リザーバ部３１の連通部１３に露出する周縁部の接着剤３５がリザーバ部３１及び連通部１３を通過するインクに接触して剥がれてしまう虞がある。このようにリザーバ部３１の周縁部の接着剤３５が剥がれると、圧電素子３００側にインクが侵入したり、剥がれた接着剤３５によってノズル開口２１が目詰まりしてしまう。本実施形態では、リザーバ形成基板３０の流路形成基板１０との接合領域に、リザーバ部３１の周囲に亘って接着層２００を設けるようにしたため、リザーバ部３１の連通部１３に露出した周縁部に付着した接着剤３５が剥がれるのを防止して、圧電素子３００のインクによる破壊及びノズル開口２１の目詰まりを防止して、信頼性を向上することができる。

なお、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなるリザーバ形成基板３０に接着層２００を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、リザーバ形成基板３０の表面に二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）が設けられていても、二酸化シリコン上に接着層２００を設けることで、二酸化シリコンと接着剤３５との密着性を接着層２００によって向上して接着剤３５の剥がれを防止することができる。このような二酸化シリコンは、例えば、リザーバ形成基板３０をウェットエッチングしてリザーバ部３１及び圧電素子保持部３２を形成する際のマスクとして用いられるものである。

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。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。

さらに、リザーバ形成基板３０のリザーバ部３１に対応する領域上には、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（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）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（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）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、圧電素子３００及び振動板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からインクが吐出する。

（実施例）
リザーバ形成基板３０の表面に二酸化シリコンを設けた以外、上述した実施形態１と同様の構成のものを実施例のインクジェット式記録ヘッドとした。詳細には、リザーバ形成基板３０のリザーバ部３１の周囲に亘ってニッケルクロム（ＮｉＣｒ）からなる接着層２００を約１μｍの厚さで設け、リザーバ形成基板３０と流路形成基板１０とをエポキシ系接着剤３５を介して接合した。

（比較例）
接着層２００を設けずに、表面に二酸化シリコンが設けられたリザーバ形成基板３０と流路形成基板１０とを直接エポキシ系接着剤で接合した以外、実施例１と同様の構成のものを比較例のインクジェット式記録ヘッドとした。

（試験例）
実施例及び比較例のインクジェット式記録ヘッドを、６０℃の雰囲気化でインクに浸漬した状態で６日間放置する評価実験を行った。

この結果、比較例のインクジェット式記録ヘッドでは、連通部に露出したリザーバ部の周縁部で接着剤に剥離が発生しているのが確認できた。これに対して、実施例のインクジェット式記録ヘッドでは、接着剤の剥離が確認できなかった。

このようにリザーバ形成基板３０の流路形成基板１０との接合領域のリザーバ部３１の周囲に亘って接着層２００を設けることによって、接着剤３５の剥離を防止して、圧電素子３００のインクによる破壊及び剥離した接着剤３５によるノズル開口２１の目詰まりを防止して、信頼性を向上することができる。

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３〜図５を参照して説明する。なお、図３〜図５は、圧力発生室の長手方向の断面図である。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。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。

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（ＺｒＯ_２）からなる絶縁体膜５５を形成する。

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。次に、図３（ｄ）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、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。また、圧電素子３００を形成後に、絶縁体膜５５及び弾性膜５０をパターニングして、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５２を形成する。

なお、圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。

また、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、金属有機物を触媒に溶解・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、図４（ａ）に示すように、リード電極９０を形成する。具体的には、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って密着層９１を介して導電層９２を形成し、密着層９１と導電層９２とからなる金属層１９０を形成する。

このように、金属層１９０を流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って形成することにより、貫通部５２はこの金属層１９０により封止される。そして、この金属層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１９０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、同時に金属層１９０を貫通部５２を覆う領域にパターニングすることによりリード電極９０とは不連続な金属層１９０からなる隔離層１９１を形成する。すなわち、本実施形態の隔離層１９１は、リード電極９０と同一層である密着層９１及び導電層９２で構成した。

このように隔離層１９１を形成することで、詳しくは後述するが、流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチングして圧力発生室１２及び連通部１３を形成する工程において、エッチング液が、隔離層１９１を通過してリザーバ形成基板用ウェハ１３０側に不用意に漏れ出るのを防止して、歩留まりを向上することができる。

また、本実施形態では、隔離層１９１をリード電極９０と同じ金属層１９０で同時に形成するようにしたため、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。

なお、密着層９１は、スパッタリング法により形成することができる。また、導電層９２は、密着層９１上にスパッタリング法やメッキ法等により形成することができる。さらに、導電層９２をスパッタリング法を繰り返し行って複数層で構成するようにしてもよい。これにより、各層にピンホールが形成されたとしても、面方向で各層のピンホールが一致することはなく、圧力発生室１２等を形成する工程で使用するエッチング液が隔離層１９１を通過することを有効に防止することができる。

次に、図４（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上に接着剤３５によって接着する。ここで、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の流路形成基板用ウェハ１１０との接合領域には、リザーバ部３１の周囲に亘って接着層２００が予め形成されている。このような接着層２００の材料としては、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）、チタン（Ｔｉ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）等金属や、これらの合金、酸化タンタル（ＴａＯ_ｘ）等の金属酸化物などが挙げられる。また、接着層２００は、例えば、スパッタリング法、蒸着法又はＣＶＤ法等により容易に形成することができる。

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４（ｃ）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磨した後、更にフッ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５（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５３を新たに形成し、マスク５３を所定形状にパターニングする。そして、図５（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をマスク５３を介して異方性エッチングすることにより、圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４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）水溶液等のアルカリ溶液によって、弾性膜５０及び隔離層１９１が露出するまでエッチングすることにより、圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を同時に形成する。

このとき、貫通部５２は隔離層１９１によって封止されているため、貫通部５２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漏れ出ることがなく、エッチング液によってリザーバ形成基板用ウェハ１３０自体や、リザーバ形成基板用ウェハ１３０上の駆動回路１２０が実装される配線（図示なし）などがエッチングされるのを防止することができる。

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（ポリフェニレンスルフィド）、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等の断線などの不良をより確実に防止することができる。

次いで、図５（ｃ）に示すように、貫通部５２に対向する領域の隔離層１９１をエッチングにより除去し、貫通部５２を介して連通部１３とリザーバ部３１とを連通させてリザーバ１００を形成する。例えば、本実施形態では、所定のエッチング液によるウェットエッチングによって隔離層１９１を除去するようにした。このとき、リザーバ形成基板用ウェハ１３０と流路形成基板用ウェハ１１０との間の隔離層１９１は完全にエッチングされることはないため、貫通部５２の周縁部には金属層１９０が残存することになる。

その後は、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。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、接着層２００をリザーバ形成基板３０の流路形成基板１０との接合領域のリザーバ部３１の周囲に亘って形成するようにしたが、接合領域に亘って接着層２００を形成するようにしてもよい。また、流路形成基板１０の金属層１９０上にも接着層２００を設けることによって、さらに信頼性を向上することができる。

また、例えば、上述した実施形態１では、成膜及びリソグラフィ法を応用して製造される薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これに限定されるものではなく、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インクジェット式記録ヘッドや、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インクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。

なお、ノズル開口からインク滴を吐出する圧力発生手段として圧電素子を用いて説明したが、圧力発生手段としては圧電素子に限定されず、例えば、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などを使用することができる。

さらに、これら各実施形態の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６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６に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有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。

なお、上述した実施形態１においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッド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。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、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（面発光ディスプレー）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。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。一実施形態に係るインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。

符号の説明

１０流路形成基板、１２圧力発生室、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接着剤、４０コンプライアンス基板、５０弾性膜、５２貫通孔、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密着層、９２導電層、１００リザーバ、１１０流路形成基板用ウェハ、１２０駆動回路、１３０リザーバ形成基板用ウェハ、１９０金属層、１９１隔離層、２００接着層、３００圧電素子

Claims

ノズル開口に連通する複数の圧力発生室と前記複数の圧力発生室に連通する連通部とが形成された流路形成基板と、
前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
前記流路形成基板の一方面側に接着剤を介して接合され、前記連通部と連通して前記圧力発生室の共通の液体室の一部を構成するリザーバ部が設けられたリザーバ形成基板と、を具備し、
前記リザーバ形成基板と前記接着剤との間にはニッケルクロム、チタン、チタンタングステン及び酸化タンタルから選択される少なくとも一種からなる接着層が設けられており、該接着層が、前記流路形成基板と前記リザーバ形成基板との接合領域のうち、前記リザーバ部の周囲に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
前記リザーバ形成基板の表面に酸化シリコンが設けられ、
前記接着層は、前記酸化シリコン上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
前記接着層が、１μｍ以下の厚さで形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
前記接着剤が、エポキシ系接着剤からなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
前記流路形成基板と前記リザーバ形成基板との接合領域のうち、前記リザーバ部の周囲の前記流路形成基板と前記接着剤との間には、金属層が設けられていると共に、前記金属層と前記接着剤との間には前記接着層が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液体噴射ヘッド。
請求項１〜５の何れか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。