JP6547249B2 - 液体吐出装置の製造方法、及び、液体吐出装置 - Google Patents
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Description
前記振動膜に、前記圧電膜及び前記第2電極を覆うように前記第1保護膜を成膜する、第1保護膜成膜工程と、前記配線を形成する配線形成工程と、前記第1保護膜によって前記圧電膜及び前記第2電極が覆われている状態で、前記配線を覆う前記第2保護膜を成膜する、第2保護膜成膜工程と、前記第2保護膜成膜工程の後に、前記第1保護膜の、前記第2電極と重なる部分を除去し、前記第1保護膜に前記第2電極を露出させる開口部を形成する、第1除去工程と、を備えていることを特徴とするものである。
よる圧電膜の変形阻害が小さく抑えられる。また、第1保護膜の開口部は、第2電極と重
なる部分に開口部が形成されているため、圧電膜の一部が第1保護膜によって覆われてい
なくても、その部分は第2電極によって覆われているために、水分の圧電膜への侵入が抑
えられる。また、配線を覆う第2保護膜の下には、第2保護膜の全域にわたって第1保護
膜が存在している。そのため、第2保護膜の下に、第1保護膜が部分的に配置されている
場合と比べて、第2保護膜が形成される面の段差が小さくなり、第2保護膜が剥離しにく
いという効果も得られる。
図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、プラテン2と、キャリッジ3と、インクジェットヘッド4と、搬送機構5と、制御装置6等を備えている。
次に、インクジェットヘッド4の詳細構成について説明する。図2は、インクジェットヘッド4の1つのヘッドユニット16の上面図である。尚、インクジェットヘッド4の4つのヘッドユニット16は、全て同じ構成であるため、そのうちの1つについて説明を行い、他のヘッドユニット16については説明を省略する。図3は、図2のA部拡大図である。図4は、図3のIV-IV線断面図である。図5は、図3のV-V線断面図である。
ノズルプレート20は、ステンレス鋼等の金属材料、シリコン、あるいは、ポリイミド等の合成樹脂材料などで形成されている。ノズルプレート20には、複数のノズル24が形成されている。図2に示すように、1色のインクを吐出する複数のノズル24は、搬送方向に配列されて、左右方向に並ぶ2列のノズル列25a,25bを構成している。2列のノズル列25a,25bの間では、搬送方向におけるノズル24の位置が、各ノズル列25の配列ピッチPの半分(P/2)だけずれている。
流路形成部材21は、シリコンで形成されている。この流路形成部材21の下面に、前述したノズルプレート20が接合されている。流路形成部材21には、複数のノズル24とそれぞれ連通する複数の圧力室26が形成されている。各圧力室26は、走査方向に長い矩形の平面形状を有する。複数の圧力室26は、前述した複数のノズル24の配列に応じて、搬送方向に配列されている。
圧電アクチュエータ22は、複数の圧力室26内のインクに、それぞれノズル24から吐出させるための吐出エネルギーを付与するものである。圧電アクチュエータ22は、流路形成部材21の上面に配置されている。図2〜図5に示すように、圧電アクチュエータ22は、振動膜30、共通電極31、複数の圧電膜32、複数の個別電極33、第1保護膜34、複数の配線35、絶縁膜36、第2保護膜37等の複数の膜が積層された構造を有する。尚、図2では、図面の簡単のため、図3には示されている、圧電膜32を覆う第1保護膜34や、配線35を覆う第2保護膜37の図示は省略されている。後でも説明するが、圧電アクチュエータ22を構成する前記複数の膜は、流路形成部材21となるシリコン基板の上面に、公知の半導体プロセス技術によって成膜、エッチングされることによって形成される。
図4、図5に示すように、リザーバ形成部材23は、圧電アクチュエータ22を挟んで、流路形成部材21と反対側(上側)に配置され、圧電アクチュエータ22の上面に接着剤で接合されている。リザーバ形成部材23は、例えば、流路形成部材21と同様、シリコンで形成されてもよいが、シリコン以外の材料、例えば、金属材料や合成樹脂材料で形成されていてもよい。
まず、図6(a)に示すように、シリコン基板である流路形成部材21の表面に、二酸化シリコンの振動膜30を成膜する。振動膜30の成膜法としては、熱酸化処理を好適に採用できる。次に、図6(b)に示すように、振動膜30の上に、共通電極31をスパッタリング等により成膜する。また、図6(c)に示すように、共通電極31の上に、ゾルゲルやスパッタリング等で、共通電極31の上面全域にPZTなどの圧電材料からなる圧電材料膜59を成膜する。
次に、第1保護膜34の上の絶縁膜36に、複数の配線35を形成する。まず、図8(a)に示すように、絶縁膜36の上面に、スパッタリング等で導電膜58を成膜する。このとき、導電材料の一部が孔56に充填されることによって、孔56内に、個別電極33と導電膜58とを導通させる導通部55が形成される。次に、図8(b)に示すように、この導電膜58にエッチングを施して不要な部分を除去し、複数の配線35をそれぞれ形成する。
まず、図10(a)に示すように、インク流路が形成される流路形成部材21を、下面側(振動膜30と反対側)から研磨によって除去し、流路形成部材21の厚みを、所定の厚みまで薄くする。流路形成部材21の元となるシリコンウェハーの厚みは、500μm〜700μm程度であるが、この研磨工程で、流路形成部材21の厚みを100μm程度まで薄くする。
21 流路形成部材
22 圧電アクチュエータ
24 ノズル
26 圧力室
30 振動膜
31 共通電極
32 圧電膜
33 個別電極
34 第1保護膜
35 配線
36 絶縁膜
37 第2保護膜
Claims (7)
- ノズルに連通する圧力室が形成された流路形成部材と、
前記流路形成部材に前記圧力室を覆うように設けられた振動膜と、前記圧力室に対応し
て前記振動膜の上に配置された圧電膜と、前記圧電膜の前記振動膜側の面に配置された第
1電極と、前記圧電膜の前記振動膜と反対側の面に配置された第2電極と、前記圧電膜を
覆う第1保護膜と、前記第2電極に接続された配線と、前記配線を覆う第2保護膜を有す
る圧電アクチュエータと、
を備えた、液体吐出装置の製造方法であって、
前記振動膜に、前記圧電膜及び前記第2電極を覆うように前記第1保護膜を成膜する、
第1保護膜成膜工程と、
前記配線を形成する配線形成工程と、
前記第1保護膜によって前記圧電膜及び前記第2電極が覆われている状態で、前記配線
を覆う前記第2保護膜を成膜する、第2保護膜成膜工程と、
前記第2保護膜成膜工程の後に、前記第1保護膜の、前記第2電極と重なる部分を除去
し、前記第1保護膜に前記第2電極を露出させる開口部を形成する、第1除去工程と、
を備えていることを特徴とする液体吐出装置の製造方法。 - 前記第2保護膜成膜工程において、前記第2保護膜を成膜する際に、還元性物質が発生
することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記第2保護膜成膜工程において、窒化シリコンからなる前記第2保護膜をCVD法で
成膜することを特徴とする請求項2に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記第2保護膜成膜工程において、前記第2保護膜を、前記第1保護膜の前記圧電膜を
覆う部分にも重なるように成膜し、
前記第2保護膜成膜工程後に、前記第2保護膜の、前記圧電膜に重なる部分を除去する
第2除去工程をさらに備え、
前記第2除去工程によって、前記第2保護膜の下の前記第1保護膜を露出させてから、
前記第1除去工程を行って、露出した前記第1保護膜の前記第2電極を覆う部分を除去す
ることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記第2保護膜成膜工程において、前記第2保護膜を、前記第1保護膜の前記圧電膜を
覆う部分にも重なるように成膜し、
前記第1除去工程によって、前記第1保護膜と前記第2保護膜の、前記第2電極を覆う
部分を除去することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の液体吐出装置の製造方法
。 - ノズルに連通する圧力室が形成された流路形成部材と、前記流路形成部材に設けられた
圧電アクチュエータとを備え、
前記圧電アクチュエータは、
前記流路形成部材に前記圧力室を覆うように設けられた振動膜と、
前記圧力室に対応して前記振動膜の上に配置された圧電膜と、
前記圧電膜の前記振動膜側の面に配置された第1電極と、
前記圧電膜の前記振動膜と反対側の面に配置された第2電極と、
前記振動膜と前記圧電膜とを覆うように形成された第1保護膜と、
前記第1保護膜の上に配置され、前記第2電極に接続された配線と、
前記第1保護膜と前記配線とを覆うように形成された第2保護膜と、を備え、
前記第1保護膜の前記圧電膜を覆う部分のうち、前記第2電極と重なる部分には、開口
部が形成され、
前記配線を覆う前記第2保護膜の下には、この第2保護膜の全域にわたって、前記第1
保護膜が配置されていることを特徴とする液体吐出装置。 - 前記流路形成部材は複数の前記圧力室を有し、
前記圧電アクチュエータは、前記複数の圧力室にそれぞれ対応する複数の圧電膜を有し
、
前記第1保護膜は、前記複数の圧電膜に跨って形成され、
1つの前記圧電膜の前記第2電極に接続された前記配線が、他の前記圧電膜の間におい
て、前記第1保護膜の上に配置され、
他の前記圧電膜の間に配置された前記配線も、前記第2保護膜によって覆われているこ
とを特徴とする請求項6に記載の液体吐出装置。
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