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に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの斜視図であり、図2は、インクジェット式記録ヘッドの要部を拡大した斜視図であり、図3はインクジェット式記録ヘッドの第2の方向Yの断面図であり、図4は図3の要部を拡大した図である。
図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドIは、ヘッド本体11、ケース部材40等の複数の部材を備え、これら複数の部材が接着剤等によって接合されている。本実施形態では、ヘッド本体11は、本実施形態のアクチュエーター基板である流路形成基板10と、連通板15と、ノズルプレート20と、保護基板30と、コンプライアンス基板45と、を具備する。
図2に示すように、ヘッド本体11を構成する流路形成基板10は、圧電アクチュエーター300が設けられたアクチュエーター基板である。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13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(図1参照)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、本実施形態では、第1の方向X及び第2の方向Yに直交する方向を、以降、第3の方向Zと称する。
また、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。
また、図3及び図4に示すように、流路形成基板10の一方面側には、連通板15が接合されている。また、連通板15には、各圧力発生室12に連通する複数のノズル開口21が穿設されたノズルプレート20が接合されている。
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。このようにノズルプレート20の面積を比較的小さくすることでコストの削減を図ることができる。
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を第3の方向Zに貫通して設けられている。
また、第2マニホールド部18は、連通板15を第3の方向Zに貫通することなく、連通板15のノズルプレート20側に開口して第3の方向Zの途中まで設けられている。
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、各圧力発生室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。
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。すなわち、ノズル開口21は、同じ種類の液体であるインクを噴射するものが第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。
一方、図4に示すように、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、例えば、流路形成基板10を第3の方向Zの一方面側、本実施形態では、連通板15が接合される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。なお、振動板50は、上述したものに限定されず、例えば、弾性膜51のみで構成されていてもよく、絶縁体膜52のみで構成されていてもよい。また、振動板50は、弾性膜51、絶縁体膜52に加えて、他の膜を有するものであってもよい。また、振動板50の材料は上述したものに限定されるものではない。
また、振動板50上には、圧電アクチュエーター300が設けられている。ここで、圧電アクチュエーター300について、図2〜図4を参照して更に詳細に説明する。
図示するように、圧電アクチュエーター300を構成する第1電極60は、圧力発生室12毎に切り分けられて、後述する能動部310毎に独立する個別電極を構成する。この第1電極60は、圧力発生室の第1の方向Xにおいては、圧力発生室12の幅よりも狭い幅で形成されている。すなわち、圧力発生室12の第1の方向Xにおいて、第1電極60の端部は、圧力発生室12に対抗する領域の内側に位置している。また、第2の方向Yにおいて、第1電極60の両端部は、それぞれ圧力発生室12の外側まで延設されている。なお、第1電極60の材料は、導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、白金(Pt)、イリジウム(Ir)等の貴金属が好適に用いられる。
圧電体層70は、第2の方向Yが所定の幅となるように、第1の方向Xに亘って連続して設けられている。圧電体層70の第2の方向Yの幅は、圧力発生室12の第2の方向Yの長さよりも広い。このため、圧力発生室12の第2の方向Yでは、圧電体層70は圧力発生室12の外側まで設けられている。
圧力発生室12の第2の方向Yにおいて、圧電体層70のインク供給路側の端部は、第1電極60の端部よりも外側に位置している。すなわち、第1電極60の端部は圧電体層70によって覆われている。また、圧電体層70のノズル開口21側の端部は、第1電極60の端部よりも内側、すなわち、圧力発生室12側に位置しており、第1電極60のノズル開口21側の端部は、圧電体層70に覆われていない。
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、Aは、鉛を含み、Bは、ジルコニウムおよびチタンのうちの少なくとも一方を含むことができる。前記Bは、例えば、さらに、ニオブを含むことができる。具体的には、圧電体層70としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O3:PZT)、シリコンを含むニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti,Nb)O3:PZTNS)などを用いることができる。
また、圧電体層70は、鉛を含まない非鉛系圧電材料、例えば、鉄酸ビスマスや鉄酸マンガン酸ビスマスと、チタン酸バリウムやチタン酸ビスマスカリウムとを含むペロブスカイト構造を有する複合酸化物などとしてもよい。
圧電体層70は、ゾル−ゲル法、MOD(Metal-Organic Decomposition)法などの液相法や、スパッタリング法、レーザーアブレーション法等などのPVD(Physical Vapor Deposition)法(気相法)などで形成することができる。
このような圧電体層70には、各隔壁13に対応する凹部71が形成されている。この凹部71の第1の方向Xの幅は、各隔壁13の第1の方向の幅と略同一、もしくはそれよりも広くなっている。これにより、振動板50の圧力発生室12の第2の方向Yの端部に対向する部分、いわゆる振動板50の腕部の剛性が押さえられるため、圧電アクチュエーター300を良好に変位させることができる。
第2電極80は、圧電体層70の第1電極60とは反対面側に設けられており、複数の能動部310に共通する共通電極を構成する。本実施形態では、第2電極80は、圧電体層70側に設けられた第1層81と、第1層81の圧電体層70とは反対側に設けられた第2層82と、を具備する。
第1層81は、詳しくは後述するが、本実施形態では、例えば、圧電体層70上にイリジウムからなるイリジウム層を形成し、イリジウム層上にチタンからなるチタン層を形成した後、加熱することで酸化したもの、すなわち、酸化イリジウムと酸化チタンとを有する。ちなみに、第1層81のイリジウム層は、加熱処理した際に圧電体層70を構成する成分が第1層81中に拡散し過ぎるのを抑制すると共にチタン層の成分が圧電体層70中に拡散するのを抑制するための拡散防止層としても機能する。また、第1層81のチタン層は、圧電体層70の表面、すなわち、第2電極80側の過剰な成分、例えば、鉛を含む圧電体層70の場合には、圧電体層70の表面の過剰鉛を吸着して、圧電体層70の圧電特性を向上する役割を有する。このような第1層81は、圧電体層70上のみ、すなわち、圧電体層70の流路形成基板10とは反対側の表面上のみに形成されている。
また、第2電極80を構成する第2層82は、導電性を有する材料、例えば、イリジウム(Ir)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、金(Au)等の金属材料を用いることができる。もちろん、第2層82は、上記金属材料の単一材料であっても、複数の材料が混合した複数材料であってもよい。また、第1層81と第2層82との間に、チタン等を設けるようにしてもよい。
このような第2層82は、本実施形態では、第1層81上と、第1層81が設けられていない圧電体層70の側面上と、第1電極60上と、に亘って連続して設けられている。ちなみに、第1層81上の第2層82と、第1電極60上の第2層82とは、除去部83を介して電気的に切断されている。すなわち、第1層81上の第2層82と、第1電極60上の第2層82とは、同一層からなるが電気的に不連続となるように形成されている。ここで、除去部83は、圧電体層70上のノズル開口21側に設けられており、第2電極80を、すなわち、第1層81及び第2層82を厚さ方向(第1層81と第2層82との積層方向)に貫通して電気的に切断するものである。このような除去部83は、第1の方向Xに亘って連続して第2電極80を厚さ方向に貫通して設けられている。
なお、第2の方向Yにおいて、第2電極80のインク供給側の端部は、圧電体層70よりも圧力発生室12側に設けられている。すなわち、圧電体層70は、インク供給側において第2電極80よりも外側まで延設されて設けられている。
このような第1電極60、圧電体層70及び第2電極80で構成される圧電アクチュエーター300は、第1電極60と第2電極80との間に電圧を印加することで変位が生じる。すなわち両電極の間に電圧を印加することで、第1電極60と第2電極80とで挟まれている圧電体層70に圧電歪みが生じる。そして、両電極60,80に電圧を印加した際に、圧電体層70に圧電歪みが生じる部分を能動部310と称する。これに対して、圧電体層70に圧電歪みが生じない部分を非能動部と称する。また、圧電体層70に圧電歪みが生じる能動部310において、圧力発生室12に対向する部分を可撓部と称し、圧力発生室12の外側の部分を非可撓部と称する。
本実施形態では、第2の方向Yにおいて、第1電極60、圧電体層70及び第2電極80の全てが圧力発生室12の外側まで連続的に設けられている。すなわち能動部310が圧力発生室12の外側まで連続的に設けられている。このため、能動部310のうち圧電アクチュエーター300の圧力発生室12に対向する部分が可撓部となり、圧力発生室12の外側の部分が非可撓部となっている。
すなわち、本実施形態では、図4に示すように、能動部310の第2の方向Yの端部は、リード電極90とは反対側で第2電極80の端部と、リード電極90側で除去部83による第2電極80の端部とによって規定されている。
また、能動部310の第1の方向Xの端部は、第1電極60によって規定されている。そして、第1電極60の第1の方向Xの端部は、圧力発生室12に相対向する領域内に設けられている。したがって、能動部310の第1の方向Xの端部は、可撓部に設けられていることになり、第1の方向Xにおいて、能動部310と非能動部との境界における応力が振動板の変形によって開放される。このため、能動部310の第1の方向Xの端部における応力集中に起因する焼損やクラック等の破壊を抑制することができる。
このような圧電アクチュエーター300では、第1電極60の主要部分を圧電体層70が覆っているため、第1電極60と第2電極80との間で電流がリークすることがなく、圧電アクチュエーター300の破壊を抑制することができる。ちなみに、第1電極60と第2電極80とが近接した状態で露出されていると、圧電体層70の表面を電流がリークし、圧電体層70が破壊されてしまう。なお、第1電極60と第2電極80とが露出されていても距離が近くなければ、電流のリークは発生しない。
このような圧電アクチュエーター300の第1電極60と、第2電極80とには、それぞれ個別リード電極91及び共通リード電極92が接続されている。なお、以降、個別リード電極91及び共通リード電極92を合わせてリード電極90と称する。
個別リード電極91及び共通リード電極92は、本実施形態では、同一層からなるが、電気的に不連続となるように形成されている。具体的には、リード電極90は、流路形成基板10側に設けられた密着層191と、密着層191上に設けられた導電層192と、を具備する。
密着層191は、第2電極80、第1電極60及び振動板50等と導電層192との密着性を向上させるためのものであり、例えば、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、ニッケルクロム(NiCr)、タングステン(W)、チタン(Ti)、酸化チタン(TiOX)、チタンタングステン(TiW)等からなる群から選択される少なくとも一種を用いることができる。また、密着層191は、導電層192よりもイオン化傾向が高い材料が好ましく、できるだけイオン化傾向の高い材料を用いるのが好適である。このようにイオン化傾向の高い材料の密着層191を用いることで、導電層192とその他の層との密着性を向上することができる。すなわち、密着層191は、イオン化傾向、すなわち、反応性に比例して密着性が高まるものであるため、導電層192よりも密着性を向上させるためには、導電層192よりもイオン化傾向が高い材料を用いるのが好ましく、その中でもできるだけ高いイオン化傾向の材料を用いるのが好適である。本実施形態では、密着層191としてニッケルクロム(NiCr)を用いた。なお、ニッケルクロムは、柔軟性に富んでいるので、亀裂等が入りにくく、密着性に優れた材料である。もちろん、密着層191は、単一の層であっても、複数層が積層されたものであってもよく、単一材料であっても、複数の材料が混合した複数材料であってもよい。
導電層192は、密着層191上に設けられており、導電性に優れた材料、すなわち、電気抵抗が低い材料が好ましい。このような導電層192の材料としては、例えば、金(Au)、銅(Cu)等を含む材料が挙げられる。もちろん、導電層192は、単一層であっても複数層であってもよく、単一材料であっても複数材料が混合した複数材料であってもよい。
ここで、個別リード電極91は、圧電体層70の外側に設けられた第1電極60上から振動板50上まで引き出されている。
また、共通リード電極92は、第1の方向Xの両端部において、第2電極80上から振動板50上まで第2の方向Yに引き出されている。
また、共通リード電極92は、第2の方向Yにおいて、圧力発生室12の壁面上に、すなわち、可撓部と非可撓部との境界部分に跨って設けられた延設部93を有する。延設部93は、複数の能動部310の第1の方向Xに亘って連続して設けられており、第1の方向Xの両端部で共通リード電極92に連続する。すなわち、延設部93を有する共通リード電極92は、保護基板30側から平面視した際に、能動部310の周囲を囲むように連続して配置されている。このように、延設部93を設けることで、可撓部と非可撓部との境界における応力集中における圧電体層70の破壊を抑制することができる。また、共通リード電極92が可撓部上には実質的に形成されていないため、能動部310の変位低下を抑えることができる。
このようなリード電極90が形成された圧電アクチュエーター300の能動部310を規定する能動部310の第2の方向Yの端部、すなわち、第2電極80の端部は、接着剤200によって覆われている。
すなわち、能動部310の第2の方向Yの端部は、本実施形態では、第2電極80によって規定されている。具体的には、第2の方向Yにおいて、個別リード電極91側の端部は、除去部83によって除去された第2電極80の端部が規定し、個別リード電極91とは反対側の端部は、第2電極80の端部が規定している。このため、第2電極80の端部が能動部310となり、この能動部310の端部を接着剤200で覆っていることになる。なお、本実施形態では、除去部83内に接着剤200を充填することにより、能動部310の第2電極80の第2の方向Yの一方の端部を接着剤200によって覆っている。また、能動部310の第2電極80の第2の方向Yの他方の端部は、圧電体層70の端部よりも内側に配置されているため、接着剤200は、第2電極80の端部と圧電体層70の第2電極80に覆われていない表面とに跨がって形成されることで、接着剤200が第2電極80の端部を覆っている。このような接着剤200としては、例えば、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、ポリイミド系樹脂等を用いることができる。
このように、能動部310の第2電極80の端部を接着剤200で覆うことにより、能動部310の端部の剛性を向上して、能動部310と非能動部との境界における応力集中による圧電アクチュエーター300の破壊を抑制することができる。
また、接着剤は、能動部310の第2電極80の端部を覆っているものの、能動部310を第2の方向Yに亘って連続して覆っていない。したがって、能動部310の主要部、すなわち、圧力発生室12の第2の方向Yの中央部に相対向する領域を接着剤200で覆わないようにすることで、接着剤200が能動部310の変位を阻害するのを抑制することができる。また、接着剤200が能動部310を覆う位置にずれが生じても、接着剤200は、能動部310の端部のみを覆っているため、能動部310の変位量が大きく変化するのを抑制することができる。
また、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を保護するための空間である保持部31を有する。保持部31は、保護基板30を貫通することなく、当該保護基板30の流路形成基板10側に開口する凹形状を有する。この保持部31の周囲には、先端面が流路形成基板10に接合される脚部33が形成されている。
また、保護基板30には、厚さ方向(流路形成基板10と保護基板30との積層方向)に貫通する貫通孔32が設けられている。リード電極90の圧電アクチュエーター300に接続された端部とは反対側の端部が貫通孔32内に延設され、貫通孔32内でリード電極90と駆動IC等の駆動回路120を実装した配線基板121とが電気的に接続されている。なお、配線基板121とリード電極90との接続方法は、特に限定されず、例えば、異方性導電性接着剤(ACP、ACF)や、非導電性接着剤(NCP)、半田等の金属を用いた溶接等が挙げられる。
このような保護基板30の脚部33の先端面が流路形成基板10に接着剤201を介して接合されている。なお、本実施形態では、保護基板30の脚部33は、圧電アクチュエーター300の外側で接合されている。すなわち、本実施形態の保護基板30は、圧電アクチュエーター300に直接接合されていない。具体的には、保護基板30の第2の方向Yの一方の脚部33は、振動板50上にリード電極90に跨がって接着剤201によって接合されている。また、保護基板30の第2の方向Yの他方の脚部33は、振動板50上に接着剤201によって接合されている。このように、本実施形態では、保護基板30が流路形成基板10の圧電アクチュエーター300に直接接合されていないため、保護基板30や保護基板30を流路形成基板10に接合する接着剤201が圧電アクチュエーター300の変位を阻害するのを抑制することができる。
また、保護基板30が、圧電アクチュエーター300の能動部310の端部等に接合されていないため、保護基板30が流路形成基板10から剥離される方向に応力が印加されたとしても、保護基板30が流路形成基板10から剥離されるだけで、能動部310の端部を覆う接着剤200等が剥離されるのを抑制することができる。これにより、能動部310の端部の応力集中による破壊を確実に抑制することができる。
なお、本実施形態では、流路形成基板10と保護基板30とを接着剤201を介して接合するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、金属膜同士を当接させて接合する金属接合等を用いるようにしてもよい。
また、このような構成のヘッド本体11には、複数の圧力発生室12に連通するマニホールド100をヘッド本体11と共に画成するケース部材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。これにより、流路形成基板10の外周部には、ケース部材40とヘッド本体11とによって第3マニホールド部42が画成されている。そして、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、ケース部材40とヘッド本体11とによって画成された第3マニホールド部42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。
なお、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、樹脂材料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。
また、連通板15の第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18が開口する面には、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の液体噴射面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となっている。
なお、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の貫通孔32に連通して配線基板121が挿通される接続口43が設けられている。
このような構成のインクジェット式記録ヘッドIでは、インクを噴射する際に、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。
(実施形態2)
図5は、本発明の実施形態2に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図5に示すように、本実施形態では、保護基板30は、その脚部33が、圧電アクチュエーター300の能動部310の外側、すなわち、圧電アクチュエーター300の非能動部に接着剤202によって接合されている。そして、流路形成基板10と保護基板30とを接着する接着剤202が延設されて能動部310の第2電極80の第2の方向Yの端部が覆われている。すなわち、流路形成基板10と保護基板30とを接着する接着剤202と、能動部310の第2電極80の端部を覆う接着剤202とが、同一の接着剤からなり、且つ連続して設けられている。
このように、保護基板30を能動部310の外側に接合する接着剤202によって、能動部310の第2電極80の端部を覆うためには、例えば、保護基板30に接着剤202を塗布し、当該接着剤202の硬化温度よりも低い温度で加熱する。これにより、接着剤202は、ある程度の粘度を保ったまま保持される(仮硬化工程)。このような保護基板30の接着剤202を流路形成基板10に押しつけることで、接着剤202を保護基板30の脚部33に相対向する領域から、脚部33に相対向する領域の外側、すなわち、能動部310の第2電極80の端部まで流れ出させる。そして、接着剤202を硬化温度で加熱する(本硬化)。このように、接着剤202を本硬化した際に、接着剤202は流れ出さず、流路形成基板10と保護基板30とを接着剤202で接合することができると共に、接着剤202で能動部310の第2電極80の端部を覆うことができる。
このような構成のインクジェット式記録ヘッドIでは、流路形成基板10と保護基板30とを接着する接着剤と、能動部310の第2電極80の端部を覆う接着剤とを異なる接着剤、又は同一の接着剤だとしても離れた位置に配置した場合などに比べて、能動部310の端部に接着剤を塗布する工程を省略することができるので、製造コストを低減することができる。
また、保護基板30に流路形成基板10から剥離される方向に応力が印加されたとしても、保護基板30の脚部33に相対向する領域が剥離されるだけで、能動部310の端部の接着剤202が剥離されるのを抑制することができる。したがって、能動部310の端部への応力集中による破壊を確実に抑制することができる。
また、本実施形態では、保護基板30が圧電アクチュエーター300の非能動部に接合されているため、上述した実施形態1に比べて、流路形成基板10に保護基板30を接着する領域が不要となり、流路形成基板10及び保護基板30の第2の方向Yの小型化を図ることができる。
なお、本実施形態では、保護基板30に脚部33を設け、脚部33を圧電アクチュエーター300に接合するようにしたが、特にこれに限定されず、脚部33を設けないようにしてもよい。
(実施形態3)
図6は、本発明の実施形態3に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図6に示すように、本実施形態では、保護基板30の脚部33には、流路形成基板10に相対向する面に開口する溝部34が設けられている。そして、保護基板30は、第2の方向Yにおいて、脚部33の端部に跨がって接着剤203で接合されている。すなわち、保護基板30の各脚部33は、溝部34の第2の方向Yの両側の面が、それぞれ圧電アクチュエーター300の能動部310と非能動部とに接合されている。つまり、溝部34は、能動部310の第2電極80の端部に相対向して設けられている。この溝部34内には、接着剤203がメニスカスを形成した状態で充填されており、溝部34内の接着剤203によって、能動部310の第2電極80の第2の方向Yの端部が覆われている。
すなわち、流路形成基板10と保護基板30とを接着する接着剤203が、能動部310の第2電極80の端部を覆う接着剤203を兼ねている。
このように、保護基板30を能動部310の外側に接合する接着剤203によって、能動部310の第2電極80の端部を覆うためには、例えば、保護基板30に接着剤203を塗布し、当該接着剤203の硬化温度よりも低い温度で加熱する。これにより、接着剤203は、ある程度の粘度を保ったまま保持される(仮硬化工程)。また、本実施形態では、溝部34が形成されているので、接着剤203は、溝部34内に所定量保持される。このような保護基板30の接着剤203を流路形成基板10に押しつけて、接着剤203を硬化温度で加熱する(本硬化)。このように、接着剤203を本硬化した際に、接着剤203は流れ出さず、保護基板30の脚部33と圧電アクチュエーター300との間に保持されると共に溝部34内に保持されて、流路形成基板10と保護基板30とを接着剤203で接合することができると共に、接着剤203で能動部310の第2電極80の端部を覆うことができる。
すなわち、本実施形態では、脚部33に溝部34を形成することで、接着剤203の量を調整することができる。このため、接着剤203が能動部310の第2の方向Yの中央側に流れ出すのを抑制して、能動部310が流れ出した接着剤203によって変位が阻害されるのを抑制することができる。
また、保護基板30に流路形成基板10から剥離される方向に応力が印加されたとしても、脚部33の圧電アクチュエーター300に接合された領域のみが剥離し、溝部34の接着剤203の剥離を抑制することができる。したがって、圧電アクチュエーター300の能動部310の端部への応力集中による破壊を抑制することができる。
さらに、本実施形態では、保護基板30が流路形成基板10の圧電アクチュエーター300に接合されているため、上述した実施形態1に比べて、流路形成基板10に保護基板30を接着する領域が不要となり、流路形成基板10及び保護基板30の第2の方向Yの小型化を図ることができる。
(他の実施形態)
以上、本発明の各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。
例えば、上述した各実施形態では、圧電アクチュエーター300が設けられたアクチュエーター基板として流路形成基板10を例示したが、アクチュエーター基板は、圧電アクチュエーター300が設けられた基板であれば、特にこれに限定されるものではない。
また、上述した各実施形態では、引き出し配線であるリード電極90として、密着層191と、導電層192とを具備するものを例示したが、特にこれに限定されず、単一層であっても、また、密着層191と導電層192との間に他の層が介在してもよい。さらに、導電層192の密着層191とは反対側に他の層を有するものであってもよい。
また、上述した各実施形態では、アクチュエーター基板である流路形成基板10に保護基板30を接合するようにしたが、特にこれに限定されず、保護基板30を設けないようにしてもよい。
さらに、上述した各実施形態の構成を組み合わせるようにしてもよい。すなわち、能動部310の第2の方向Yの両側の端部において、各実施形態の構造を組み合わせるようにしてもよい。
また、インクジェット式記録ヘッドIは、例えば、図7に示すように、インクジェット式記録装置IIに搭載される。インクジェット式記録ヘッドIを有するヘッドユニット1は、液体貯留手段であるインクカートリッジ1A及び1Bが着脱可能に設けられ、このヘッドユニット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に軸方向移動可能に設けられている。このヘッドユニット1は、例えば、ブラックインク組成物及びカラーインク組成物を噴射する。
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、ヘッドユニット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、上述した例では、インクジェット式記録装置IIとして、インクジェット式記録ヘッドI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、その構成は特に限定されるものではない。インクジェット式記録装置IIは、例えば、インクジェット式記録ヘッドIを固定し、紙等の記録シートSを副走査方向に移動させることで印刷を行う、いわゆるライン式の記録装置であってもよい。
また、上述した例では、インクジェット式記録装置IIは、液体貯留手段であるインクカートリッジ1A及び1B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、貯留手段とインクジェット式記録ヘッドI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。
また、上述の実施形態では、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本発明を説明したが、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る。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の他、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が挙げられる。