JP5321831B2 - 液体噴射ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

液体噴射ヘッド及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5321831B2
JP5321831B2 JP2009181951A JP2009181951A JP5321831B2 JP 5321831 B2 JP5321831 B2 JP 5321831B2 JP 2009181951 A JP2009181951 A JP 2009181951A JP 2009181951 A JP2009181951 A JP 2009181951A JP 5321831 B2 JP5321831 B2 JP 5321831B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
liquid
electrode layer
forming substrate
path forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009181951A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011031559A5 (ja
JP2011031559A (ja
Inventor
寛成 大脇
佳直 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2009181951A priority Critical patent/JP5321831B2/ja
Priority to US12/844,127 priority patent/US8393717B2/en
Publication of JP2011031559A publication Critical patent/JP2011031559A/ja
Publication of JP2011031559A5 publication Critical patent/JP2011031559A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5321831B2 publication Critical patent/JP5321831B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1607Production of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/161Production of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1623Manufacturing processes bonding and adhesion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1626Manufacturing processes etching
    • B41J2/1629Manufacturing processes etching wet etching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1635Manufacturing processes dividing the wafer into individual chips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • B41J2002/14241Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm having a cover around the piezoelectric thin film element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14419Manifold
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14491Electrical connection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本発明は、ノズルから液滴を吐出する液体噴射ヘッド及びその製造方法に関し、特に、
インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド及びその製造方法に関する。
液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、インク滴を噴射するノズルと連通する複数の圧力発生室と、これら複数の圧力発生室に連通するリザーバーとを有し、リザーバーから圧力発生室に供給されたインクを圧電素子等の圧力発生手段によって加圧して、ノズルからインク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。具体的には、例えば、複数の圧力発生室と、これら複数の圧力発生室にそれぞれ連通するインク供給路と、インク供給路を介して各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、この流路形成基板の一方面側に振動板を介して形成される圧電素子と、流路形成基板に接合され圧電素子を保護するための圧電素子保持部を有する保護基板とを具備し、連通部と共にリザーバーを構成するリザーバー部が保護基板を貫通して設けられたものがある。
このような構造のインクジェット式記録ヘッドにおいては、製造過程で振動板に割れが生じてしまうことがある。例えば、流路形成基板と、ノズルが穿設されたノズルプレートとの線膨張係数の違いによって流路形成基板に反りが生じ、この反りに起因して振動板に割れが生じてしまう虞がある。
このため、製品完成時等に振動板の割れの有無を検査する検査工程が行われている。ノズルプレートが導電材料で形成されている場合には、検査工程において、例えば、リザーバーから圧力発生室に至るまでインク等の液体を充填した状態で、ノズルプレートと、下電極膜、第1の独立電極層及び第2の独立電極層との間の導通状態を検出することで、振動板の割れの有無を比較的簡単に検査できる(例えば、特許文献1参照)。
特開2008−221652号公報
ノズルプレートが導電材料で形成されている場合には、上述のようにノズルプレートと下電極膜等との間の導通状態を検出することで、振動板の割れを検出することができる。しかしながら、ノズルプレートが絶縁材料で形成されていると、上記のような検査方法を採用することができず、振動板の割れを容易には検出することができないという問題がある。
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、振動板の割れの発生を比較的容易に検出することができる液体噴射ヘッド及びその製造方法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は、圧力発生手段により圧力発生室に圧力変動を生じさせて当該圧力発生室内に充填された液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドであって、前記圧力発生室を含む液体流路が形成された第1の流路形成基板と、該第1の流路形成基板上に設けられて前記液体流路の一方の面を構成する振動板と、前記第1の流路形成基板の前記振動板側の面に接合される第2の流路形成基板と、を具備し、前記振動板上には、前記液体流路内に充填されている液体と電気的に接続される第1の電極層と、該第1の電極層及び前記液体とは電気的に独立する第2の電極層と、が設けられ、且つこれら第1及び第2の電極層が、前記第1の流路形成基板と前記第2の流路形成基板とが接合されている接合部の外側まで引き出された端子部を有することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
さらに本発明は、このような構成の液体噴射ヘッドの前記第1の液体流路内に液体を充填した状態で、前記第1の電極層の端子部と前記第2の電極層の端子部との間で導通状態を検出する検査工程を具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる本発明では、第1の液体流路内に導電性を有する液体を充填した状態で、第1の電極の端子部と第2の電極の端子部との間で導通状態を検出することで、振動板の有無を比較的容易且つ正確に判定することができる。特に、第1及び第2の電極層の端子部が、第1及び第2の流路形成基板の接合部の外側に設けられていることで、検査工程において第1及び第2の電極層間の導通状態を容易に検出することができる。これにより振動板の割れの無い良品のみが出荷されるため、初期不良の発生が大幅に抑制される。
ここで、前記第1の電極層は、例えば、前記液体流路内に露出する露出部を有し該露出部によって前記液体流路内に充填されている液体と電気的に接続されている。前記露出部は、例えば、前記第2の流路形成基板を前記第1の流路形成基板側に接合する接着剤層に前記第1の電極層が埋もれた部分である。これにより、第1の電極層と液体とが確実に電気的に接続される。
また前記第2の流路形成基板と前記振動板との間には、前記圧力発生手段が収容される密封空間である保持部が設けられており、前記第2の電極層が、前記振動板上の前記保持部に対応する部分に設けられていることが好ましい。これにより、振動板の主要部における割れの有無をより確実に検出することができる。
また特に、前記第2の電極層が、前記保持部の周縁部に対向する部分に設けられていることが好ましい。この部分には振動板の割れが比較的生じ易いため、第2の電極層を設けておくことで、振動板の割れをより確実に検出することができる。
一実施形態に係る記録ヘッドの概略を示す分解斜視図である。 一実施形態に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。 一実施形態に係る振動板上の電極構造を示す平面図である。 一実施形態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。 一実施形態に係る記録ヘッドの検査工程を示す概略図である。
以下に本発明を一実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの概略を示す分解斜視図であり、図2は、図1の平面図及びA−A′断面図であり、図3は、振動板上に形成されている電極構造を示す平面図である。
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を構成する第1の流路形成基板10には、図1及び図2に示すように、隔壁11によって区画された複数の圧力発生室12が設けられている。これら複数の圧力発生室12は、本実施形態では、その幅方向(短手方向)に沿って並設されている。各圧力発生室12には、後述するノズルプレート20に穿設されたノズル21がそれぞれ連通されている。
また第1の流路形成基板10には、各圧力発生室12に連通するインク供給路13、連通路14及び連通部15が形成されている。すなわち第1の流路形成基板10は、圧力発生室12、インク供給路13、連通路14及び連通部15で構成されるインク流路(第1の液体流路)16が形成されている。
連通部15は、後述する第2の流路形成基板30に形成されるリザーバー部(第2の液体流路)31と連通して、各圧力発生室12に共通するリザーバー100の一部を構成する。インク供給路13は、圧力発生室12よりも狭い断面積となるように形成されており、連通部15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。本実施形態では、インク供給路13は、流路の幅を片側から絞ることで、圧力発生室12の幅より小さい幅で形成されている。連通路14は、圧力発生室12と同様に隔壁11によって区画されており、本実施形態では圧力発生室12と略同一幅で形成されている。
なお、このような第1の流路形成基板10は、例えば、面方位(110)のシリコン単結晶基板からなり、その一方面側には、熱酸化等によって形成された酸化膜からなる弾性膜51を含む振動板50が形成されている。そして、圧力発生室12等のインク流路16は、第1の流路形成基板10をその他方面側からエッチングすることによって形成されており、圧力発生室12、インク供給路13及び連通路14の一方の面は、この振動板50(弾性膜51)によって構成されている。
第1の流路形成基板10の開口面側には、絶縁材料で構成されるノズルプレート20が接着剤等によって接合されている。このノズルプレート20には、上述のように各圧力発生室12に連通する複数のノズル21が穿設されている。各ノズル21は、具体的には、各圧力発生室12のインク供給路13とは反対側の端部近傍に連通している。ここで、絶縁材料で構成されるノズルプレート20とは、全体が絶縁材料で形成されたものだけでなく、例えば、表面が絶縁材料で覆われたもの等も含まれる。例えば、本実施形態では、ノズルプレート20としてシリコン単結晶基板の表面に自然酸化膜が形成されたものが用いられている。ちなみに、ノズルプレート20の表面の酸化膜は、勿論、自然酸化膜に限られず、熱酸化等によって形成されたものであってもよい。
一方、第1の流路形成基板10のノズルプレート20とは反対側の面には、上述したように弾性膜51が形成されている。そして、この弾性膜51上には弾性膜51とは異なる材料の酸化膜からなる絶縁体膜52が形成され、これら弾性膜51及び絶縁体膜52によって振動板50が構成されている。振動板50上には、下電極膜60、圧電体層70及び上電極膜80とからなる圧力発生手段としての圧電素子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。勿論、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なおこのような圧電素子300と圧電素子300の駆動により変位が生じる振動板50とを合わせてアクチュエーターと称する。
第1の流路形成基板10上には、第2の液体流路であるリザーバー部31が形成された第2の流路形成基板30が接合されている。リザーバー部31は、振動板50を貫通して設けられる開口部55を介して第1の流路形成基板10の連通部15と連通されて、複数の圧力発生室12に共通するリザーバー100を構成している。また、第2の流路形成基板30には、圧電素子300が収容される空間である圧電素子保持部32が設けられている。なお圧電素子保持部32は密封されていてもよいが、密封されていなくてもよい。
第2の流路形成基板30上には、剛性が低く可撓性を有する材料で形成される封止膜41と金属等の硬質の材料で形成される固定板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。なお、固定板42のリザーバー100に対向する部分には開口43が形成されており、リザーバー100の一方面は封止膜41のみで封止されている。
ここで、各圧電素子300の個別電極である上電極膜80には、例えば、金(Au)等からなる第1のリード電極90がそれぞれ接続されている。この第1のリード電極90は、第1の流路形成基板10と第2の流路形成基板30とが接合されている接合部の外側まで延設されている。圧電素子300の共通電極である下電極膜60は、各圧力発生室12に対向する部分に、圧力発生室12の並設方向に亘って連続的に延設されている。そして、下電極膜60には、圧力発生室12の列の外側の部分に第2のリード電極91が接続されている。この第2のリード電極91も、第1のリード電極90と同様に、第1の流路形成基板10と第2の流路形成基板30との接合部の外側まで延設されている。すなわち、第1及び第2のリード電極90,91は、圧電素子保持部32の外側まで延設されて外部に露出され、その先端部にFPC等からなる外部配線(図示なし)が接続されるようになっている。
さらに振動板50上には、インク流路16内に充填されている液体と電気的に接続される第1の電極層と、この第1の電極層とは独立する第2の電極層とが設けられている。本実施形態では、第1の電極層としての第1の独立電極層110及び独立配線層95と、第2の電極層としての第2の独立電極層120とが設けられている。
第1の独立電極層110は、振動板50の開口部55に近接して連通路14に対向する部分に圧力発生室12の並設方向に沿って連続的に設けられている。なお第1の独立電極層110は、下電極膜60とは独立して設けられているが、下電極膜60と同一層で構成されている。独立配線層95は、開口部55の周縁部に連続して設けられ第1の独立電極層110に接続されている。なお独立配線層95は、上述した第1及び第2のリード電極90,91と同一層で構成されている。
ところでこの独立配線層95は、後述するように第1の流路形成基板10にインク流路16を形成する際に、振動板50の開口部55を塞いでおくために設けられており、第1の流路形成基板10にインク流路16を形成した後に除去される。その結果、独立配線層95は、インク流路16内に露出される露出部95aを有する。したがって、インク流路16内にインク等の導電性の液体が充填されると、独立配線層95は、露出部95aでインク流路16内の液体と電気的に接続される。また第1の独立電極層110もこの独立配線層95を介してインク流路16内の液体と電気的に接続されることになる。
第2の独立電極層120は、本実施形態では、振動板50のインク供給路13及び連通路14に対向する部分、すなわち、第1の独立電極層110と下電極膜60との間の部分に設けられている。この第2の独立電極層120は、本実施形態では下電極膜60と同一層で構成されているが、下電極膜60及び第1の独立電極層110とは独立して設けられている。
また、第1の独立電極層110には第1のケーブル層130の一端が接続されており、その他端は、第1の流路形成基板10と第2の流路形成基板30との接合部の外側まで延設されている。同様に、第2の独立電極層120には第2のケーブル層131の一端が接続されており、その他端は、第1の流路形成基板10と第2の流路形成基板30との接合部の外側まで延設されている。すなわち、第1及び第2のケーブル層130,131は、圧電素子保持部32の外側まで延設されて外部に露出されており、その先端部は、後述する検査用プローブが接続される端子部132となっている。
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、リザーバー100からノズル21に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、外部配線を介して圧力発生室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て圧電素子300を駆動する。これにより、振動板50がたわみ変形して、各圧力発生室12内の圧力が高まり各ノズル21からインク滴が噴射される。
以上説明した本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドでは、製造過程において振動板50の割れの有無を比較的容易且つ正確に検出することができる。これにより、良品のみを製品としてユーザーに出荷することができ、初期不良などの故障の発生が大幅に減少する。したがって、ユーザーの信頼性を向上することができる。
以下、このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法及び検査方法の一例について、図4〜図6を参照して説明する。なお、図4及び図5は、記録ヘッドの製造工程を示す断面図であり、図6は、記録ヘッドの検査工程を示す概略図である。
まず、図4(a)に示すように、第1の流路形成基板10の一方面側の表面に振動板50を形成する。すなわち、第1の流路形成基板10の表面に熱酸化等により酸化膜からなる弾性膜51を形成し、次いで弾性膜51上に、弾性膜51とは異なる材料の酸化膜からなる絶縁体膜52を形成する。
次に、図4(b)に示すように、絶縁体膜52上の全面に第1の金属膜160を形成し、この第1の金属膜160をパターニングすることによって、下電極膜60、第1及び第2の独立電極層110,120を形成する(図3参照)。
次に、図4(c)に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなる圧電材料層170と、第2の金属膜180とを第1の流路形成基板10の全面に形成し、これら圧電材料層170及び第2の金属膜180とを、各圧力発生室12に対向する領域にパターニングして下電極膜60、圧電体層70及び上電極膜80で構成される圧電素子300を形成する。またこのとき、連通部15に対向する部分の振動板50に開口部55を形成する。すなわち、絶縁体膜52及び弾性膜51を順次エッチングすることによって開口部55を形成する。
次に、図4(d)に示すように、第1の流路形成基板10の一方面側の表面に、全面に亘って第3の金属膜190を形成し、この金属膜190を圧電素子300毎にパターニングすることによって第1及び第2のリード電極90,91並びに第1及び第2のケーブル層130,131を形成する(図3参照)。また振動板50の開口部55に対向する部分に第1及び第2のリード電極90,91とは独立する独立配線層95を形成する。すなわち、開口部55をこの独立配線層95によって封止する。
次に、図5(a)に示すように、リザーバー部31及び圧電素子保持部32が形成された第2の流路形成基板30を、第1の流路形成基板10の一方面側に接合する。次いで、図5(b)に示すように、第1の流路形成基板10の他方面側の表面に保護膜57を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図5(c)に示すように、この保護膜57をマスクとして第1の流路形成基板10を異方性エッチング(ウェットエッチング)して、第1の流路形成基板10に圧力発生室12等のインク流路16を形成する。具体的には、第1の流路形成基板10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51及び独立配線層95が露出するまでエッチングすることより、圧力発生室12、インク供給路13、連通路14及び連通部15を同時に形成する。
このように圧力発生室12等を形成する際に、開口部55が独立配線層95によって封止されているため、開口部55を介して第2の流路形成基板30側にエッチング液が流れ込むことがない。これにより、第2の流路形成基板30の表面に設けられる接続配線(図示なし)にエッチング液が付着して断線等の不良が発生するのを防止することができる。また、リザーバー部31内にエッチング液が浸入して第2の流路形成基板30がエッチングされる虞もない。
次に、図5(d)に示すように、開口部55内の独立配線層95を連通部15側からウェットエッチングすることにより除去する。これにより、開口部55を介して連通部15とリザーバー部31とが連通してリザーバー100が形成される。また、このような工程で独立配線層95を除去することで、独立配線層95の端面はインク流路16内に露出された状態となる。すなわち独立配線層95のインク流路16内に露出された端面が露出部95aとなる。
その後、第2の流路形成基板30上にコンプライアンス基板40を接合し、第1の流路形成基板10の第2の流路形成基板30とは反対側の面にノズル21が穿設されたノズルプレート20を接合することにより、インクジェット式記録ヘッドが製造される。なお、上述の説明ではチップサイズの第1及び第2の流路形成基板10,30を例示して製造方法を説明したが、実際には第1及び第2の流路形成基板10,30はシリコンウエハーに複数一体的に形成され、最終的に一つのチップサイズに分割される。
そして、このようにインクジェット式記録ヘッドが製造されると、次に検査工程を実施する。具体的には、リザーバー100から圧力発生室12まで、例えば、インク等の液体を充填した状態で、第1の電極層(第1の独立電極層110及び独立配線層95)と第2の電極層(第2の独立電極層120)との間の導通状態を検出する。導通状態の検出方法自体は、特に限定されないが、例えば、図6に示すように、第1の独立電極層110に接続された第1のケーブル層130の端子部132Aと第2の独立電極層120に接続された第2のケーブル層131の端子部132Bとのそれぞれに、所定のプローブピン200を接触させて両プローブピン200間の抵抗値等を測定する。
この測定結果から両電極層間が導通状態であるか絶縁状態であるかを判定する。つまり、第2の独立電極層120に対応する振動板50に割れが生じているか否かを判定する。第2の独立電極層120が形成されている対応する振動板50に割れが生じていると、この割れにインク流路16内の液体が流れ込み第2の独立電極層120と液体とが導通状態となり、結果として第1の独立電極層110と第2の独立電極層120とが導通状態となる。一方、振動板に割れが生じていなければ、第1の独立電極層110と第2の独立電極層120との間は絶縁状態が維持されたままとなる。
したがって、第1の独立電極層110と第2の独立電極層120との間が導通状態であるか絶縁状態であるかを判定することで、第2の独立電極層120に対応する振動板50に割れが生じているか否かを比較的容易且つ正確に判定することができる。よってこのような検査工程を実施することで、ユーザー使用時の初期不良等の発生を大幅に減少させることができる。
また本実施形態では、第1及び第2の独立電極層110,120に接続された第1及び第2のケーブル層130,131の端子部132が、第1及び第2の流路形成基板10,30の接合部の外側に設けられているため、製品完成後であっても第1及び第2の独立電極層110,120間の導通状態をより容易に検出することができる。
なお本実施形態では、検査工程で、第1の独立電極層110と第2の独立電極層120との間の導通状態を判定するようにしたが、さらに第1の独立電極層110と下電極膜60との間の導通状態も検出するようにしてもよい。これにより、振動板50の下電極膜60に対向する部分に割れが生じているか否かを判定することができる。つまり、第2の独立電極層120と共に下電極膜60が第1の電極層(第1の独立電極層110及び独立配線層95)とは独立する第2の電極層として機能するようにしてもよい。
また、本実施形態では、振動板50に割れが生じやすい圧電素子保持部32の周縁部、すなわちインク供給路13及び連通路14に対向する部分に、第2の電極層としての第2の独立電極層120を設けるようにしたが、第2の独立電極層120を形成する領域は、特に限定されず必要に応じて適宜決定されればよい。すなわち、第2の独立電極層120は、振動板50の割れの有無を検出したい部分に形成されていればよい。
また本実施形態では、第1の電極層として第1の独立電極層110及び独立配線層95を設けるようにしたが、第1の電極層の構造は特に限定されず、勿論、第1の電極層が第1の独立電極層110と独立配線層95とで構成されている必要はない。第1の電極層は、インク流路16内の液体と電気的に接続される構造を有していればよく、例えば、独立配線層95のみで構成されていてもよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、このような実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、第1及び第2の独立電極層110,120から第1及び第2のケーブル層130,131を圧電素子保持部32の外側まで引き出すようにしたが、例えば、第1及び第2の独立電極層110,120を圧電素子保持部32の外側まで延設するようにしてもよい。
また上述した実施形態においては、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、インク以外の液滴を噴射する液体噴射ヘッド及びその検査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、プリンター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。
10 第1の流路形成基板、 12 圧力発生室、 13 インク供給路、 14 連通路、 15 連通部、 16 インク流路、 20 ノズルプレート、 21 ノズル、 30 第2の流路形成基板、 31 リザーバー部、 32 圧電素子保持部、 40 コンプライアンス基板、 51 弾性膜、 52 絶縁体膜、 55 開口部、 60 下電極膜、 70 圧電体層、 80 上電極膜、 90 第1のリード電極、 91 第2のリード電極、 100 リザーバー、 110 第1の独立電極層、 120 第2の独立電極層、 130 第1のケーブル層、 131 第2のケーブル層、 132 端子部、 300 圧電素子

Claims (6)

  1. 圧力発生手段により圧力発生室に圧力変動を生じさせて当該圧力発生室内に充填された液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドであって、
    前記圧力発生室を含む液体流路が形成された第1の流路形成基板と、
    該第1の流路形成基板上に設けられて前記液体流路の一方の面を構成する振動板と、
    前記第1の流路形成基板の前記振動板側の面に接合される第2の流路形成基板と、
    を具備し、
    前記振動板上には、
    前記液体流路内に充填されている液体と電気的に接続される第1の電極層と、
    該第1の電極層及び前記液体とは電気的に独立する第2の電極層と、
    が設けられ、
    且つこれら第1及び第2の電極層が、前記第1の流路形成基板と前記第2の流路形成基板とが接合されている接合部の外側まで引き出された端子部を有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
  2. 前記第1の電極層は、前記液体流路内に露出する露出部を有し該露出部によって前記液体流路内に充填されている液体と電気的に接続され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。
  3. 前記露出部が、前記第2の流路形成基板を前記第1の流路形成基板側に接合する接着剤層に前記第1の電極層が埋もれた部分であることを特徴とする請求項2に記載の液体噴射ヘッド。
  4. 前記第2の流路形成基板と前記振動板との間には、前記圧力発生手段が収容される密封空間である保持部が設けられており、前記第2の電極層が、前記振動板上の前記保持部に対応する部分に設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
  5. 前記第2の電極層が、前記保持部の周縁部に対向する部分に設けられていることを特徴とする請求項に記載の液体噴射ヘッド。
  6. 請求項1〜5の何れか1項に記載の液体噴射ヘッドの前記第1の液体流路内に導電性液体を充填した状態で、前記第1の電極層の端子部と前記第2の電極層の端子部との間で導通状態を検出する検査工程を具備することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法
JP2009181951A 2009-08-04 2009-08-04 液体噴射ヘッド及びその製造方法 Active JP5321831B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009181951A JP5321831B2 (ja) 2009-08-04 2009-08-04 液体噴射ヘッド及びその製造方法
US12/844,127 US8393717B2 (en) 2009-08-04 2010-07-27 Liquid ejecting head and method of inspecting liquid ejecting head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009181951A JP5321831B2 (ja) 2009-08-04 2009-08-04 液体噴射ヘッド及びその製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2011031559A JP2011031559A (ja) 2011-02-17
JP2011031559A5 JP2011031559A5 (ja) 2012-09-20
JP5321831B2 true JP5321831B2 (ja) 2013-10-23

Family

ID=43534515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009181951A Active JP5321831B2 (ja) 2009-08-04 2009-08-04 液体噴射ヘッド及びその製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8393717B2 (ja)
JP (1) JP5321831B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012205184A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Azbil Corp 超音波センサ、超音波センサの異常診断方法および超音波センサの異常回復方法
JP5953760B2 (ja) * 2012-01-18 2016-07-20 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置
JP6528480B2 (ja) * 2015-03-16 2019-06-12 ブラザー工業株式会社 液体吐出装置
JP2017132044A (ja) * 2016-01-25 2017-08-03 セイコーエプソン株式会社 圧電デバイス、圧電デバイスの検査方法及び液体噴射ヘッド
JP2019014183A (ja) * 2017-07-10 2019-01-31 セイコーエプソン株式会社 圧電デバイス、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0957973A (ja) 1995-08-30 1997-03-04 Canon Inc インクジェット記録ヘッド用基板
JP3359216B2 (ja) 1996-01-12 2002-12-24 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド及びその検査方法
JP3900284B2 (ja) * 2003-03-24 2007-04-04 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドの検査方法
JP4678502B2 (ja) * 2005-07-14 2011-04-27 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッド及びその検査方法
JP5070886B2 (ja) * 2007-01-16 2012-11-14 ブラザー工業株式会社 液体吐出装置およびその検査方法
JP2008221652A (ja) 2007-03-13 2008-09-25 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの検査方法
JP4582104B2 (ja) * 2007-03-14 2010-11-17 ブラザー工業株式会社 液体吐出ヘッドの検査方法及び製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8393717B2 (en) 2013-03-12
JP2011031559A (ja) 2011-02-17
US20110032310A1 (en) 2011-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5743070B2 (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP5321831B2 (ja) 液体噴射ヘッド及びその製造方法
JP2008221652A (ja) 液体噴射ヘッドの検査方法
JP5977923B2 (ja) 液体噴射ヘッド、その製造方法及び液体噴射装置
JP4221611B2 (ja) 液体噴射ヘッドの製造方法
JP2007194373A (ja) シリコンデバイスの製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法
JP6708015B2 (ja) Memsデバイス、液体噴射ヘッド、液体噴射装置、および、memsデバイスの製造方法
JP4849240B2 (ja) 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド
JP2011031559A5 (ja) 液体噴射ヘッド及びその製造方法
JP4025998B2 (ja) 液体噴射ヘッドの製造方法
JP2016022707A (ja) 液体吐出部材、画像形成装置及び液滴吐出部材の検査方法
JP5031308B2 (ja) 液体吐出装置の検査方法、製造方法およびインクジェット印刷装置
JP2017042952A (ja) 電子デバイス、圧電デバイス、液体噴射ヘッド、及び、これらの製造方法
JP2007245660A (ja) 金属配線基板の製造方法及び液体噴射ヘッドの製造方法
JP2016221703A (ja) 液体吐出装置、液体吐出装置の製造方法、配線部材、及び、配線部材の製造方法
JP2003326723A (ja) アクチュエータ装置の検査方法及びインクジェット式記録ヘッドの検査方法
JP2004066538A (ja) 液体噴射ヘッド及びその検査方法並びに製造方法
JP2013000911A (ja) 液体噴射ヘッドの製造方法
JP2009126020A (ja) 液体噴射ヘッドの検査方法
JP2013159036A (ja) 液体噴射ヘッドの製造方法
JP2011073357A (ja) 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、液体噴射ヘッドの製造方法
JP2009208382A (ja) 液体噴射ヘッド及びその製造方法
JP2008194985A (ja) 液体噴射ヘッドの製造方法
JP2001347674A (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP2013039733A (ja) 液体噴射ヘッドの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120806

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120806

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130619

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130702

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5321831

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350