JP2019217758A - 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液体噴射ヘッドを構成する複数の基板を強固に接合する。【解決手段】液体をノズルから噴射させる駆動素子が設置された第1面を有する第1基板と、前記第1面の面上に形成されて前記駆動素子に電気的に接続された第1配線と、前記第1配線を覆う第1保護膜と、前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、前記第2面の面上に形成されて前記第1配線に電気的に接続された第2配線と、前記第2配線を覆う第2保護膜と、前記第1保護膜と前記第2保護膜との間に形成されて前記第1基板と前記第2基板とを接合する接着層とを具備する液体噴射ヘッド。【選択図】図5
Description
本発明は、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関する。
複数の基板を接着剤により相互に積層した構造のMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)装置が従来から提案されている。例えば特許文献1には、流路形成基板と駆動回路基板とを接着剤により接合した構造の液体噴射ヘッドが開示されている。
接着剤で相互に接合される各基板の表面には、当該表面に配置された配線等の要素に起因した段差が形成される。したがって、基板の表面に対する接着剤の密着の度合が、当該表面上の要素の有無に応じて相違し、基板間の接着の強度を接着層の全体にわたり均等に確保することが困難であるという問題がある。
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体噴射ヘッドは、液体をノズルから噴射させる駆動素子が設置された第1面を有する第1基板と、前記第1面の面上に形成されて前記駆動素子に電気的に接続された第1配線と、前記第1配線を覆う第1保護膜と、前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、前記第2面の面上に形成されて前記第1配線に電気的に接続された第2配線と、前記第2配線を覆う第2保護膜と、前記第1保護膜と前記第2保護膜との間に形成されて前記第1基板と前記第2基板とを接合する接着層とを具備する。
本発明の好適な態様に係る液体噴射装置は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを制御する制御部とを具備する液体噴射装置であって、前記液体噴射ヘッドは、液体をノズルから噴射させる駆動素子が設置された第1面を有する第1基板と、前記第1面の面上に形成されて前記駆動素子に電気的に接続された第1配線と、前記第1配線を覆う第1保護膜と、前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、前記第2面の面上に形成されて前記第1配線に電気的に接続された第2配線と、前記第2配線を覆う第2保護膜と、前記第1保護膜と前記第2保護膜との間に形成されて前記第1基板と前記第2基板とを接合する接着層とを含む。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置100を例示する構成図である。第1実施形態の液体噴射装置100は、液体の例示であるインクを媒体12に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体12は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体12として利用される。図1に例示される通り、液体噴射装置100には、インクを貯留する液体容器14が設置される。例えば液体噴射装置100に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、または、インクを補充可能なインクタンクが液体容器14として利用される。色彩が相違する複数種のインクが液体容器14には貯留される。
図1は、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置100を例示する構成図である。第1実施形態の液体噴射装置100は、液体の例示であるインクを媒体12に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体12は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体12として利用される。図1に例示される通り、液体噴射装置100には、インクを貯留する液体容器14が設置される。例えば液体噴射装置100に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、または、インクを補充可能なインクタンクが液体容器14として利用される。色彩が相違する複数種のインクが液体容器14には貯留される。
図1に例示される通り、液体噴射装置100は、制御ユニット20と搬送機構22と移動機構24と液体噴射ヘッド26とを具備する。制御ユニット20は、例えばCPU(Central Processing Unit)またはFPGA(Field Programmable Gate Array)等の処理回路と半導体メモリー等の記憶回路とを含み、液体噴射装置100の各要素を統括的に制御する。搬送機構22は、制御ユニット20による制御のもとで媒体12をY方向に搬送する。
移動機構24は、制御ユニット20による制御のもとで液体噴射ヘッド26をX方向に往復させる。X方向は、媒体12が搬送されるY方向に直交する方向である。第1実施形態の移動機構24は、液体噴射ヘッド26を収容する略箱型の搬送体242(キャリッジ)と、搬送体242が固定された搬送ベルト244とを具備する。なお、複数の液体噴射ヘッド26を搬送体242に搭載した構成、または、液体容器14を液体噴射ヘッド26とともに搬送体242に搭載した構成も採用され得る。
液体噴射ヘッド26は、液体容器14から供給されるインクを制御ユニット20による制御のもとで複数のノズル(すなわち噴射孔)から媒体12に噴射する。すなわち、制御ユニット20は、液体噴射ヘッドを制御する制御部の一例である。搬送機構22による媒体12の搬送と搬送体242の反復的な往復とに並行して液体噴射ヘッド26が媒体12にインクを噴射することで、媒体12の表面に所望の画像が形成される。なお、X-Y平面に垂直な方向を以下ではZ方向と表記する。液体噴射ヘッド26によるインクの噴射方向がZ方向に相当する。X-Y平面は、例えば媒体12の表面に平行な平面である。
図2は、液体噴射ヘッド26の分解斜視図であり、図3は、図2おけるIII-III線の断面図である。図2に例示される通り、液体噴射ヘッド26は、Y方向に配列された複数のノズルNを具備する。第1実施形態の複数のノズルNは、X方向に相互に間隔をあけて並設された第1列L1と第2列L2とに区分される。第1列L1および第2列L2の各々は、Y方向に直線状に配列された複数のノズルNの集合である。なお、第1列L1と第2列L2との間で各ノズルNのY方向の位置を相違させること(すなわち千鳥配置またはスタガ配置)も可能であるが、第1列L1と第2列L2とで各ノズルNのY方向の位置を一致させた構成を以下では便宜的に例示する。図3から理解される通り、第1実施形態の液体噴射ヘッド26は、第1列L1の各ノズルNに関連する要素と第2列L2の各ノズルNに関連する要素とが略線対称に配置された構造である。
図2および図3に例示される通り、液体噴射ヘッド26は流路形成部30を具備する。流路形成部30は、複数のノズルNにインクを供給するための流路を形成する構造体である。第1実施形態の流路形成部30は、流路基板32と圧力室基板34と振動板36との積層で構成される。流路基板32および圧力室基板34は、Y方向に長尺な板状部材である。流路基板32におけるZ方向の負側の表面に、例えば接着剤により圧力室基板34が固定される。振動板36は、圧力室基板34において流路基板32とは反対側の表面に形成される。
図2に例示される通り、流路形成部30におけるZ方向の負側には、配線基板46と筐体部48と駆動回路50とが設置される。他方、流路形成部30におけるZ方向の正側には、ノズル板62と吸振体64とが設置される。液体噴射ヘッド26の各要素は、概略的には流路基板32および圧力室基板34と同様にY方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤を利用して相互に接合される。
ノズル板62は、複数のノズルNが形成された板状部材であり、流路基板32におけるZ方向の正側の表面に設置される。複数のノズルNの各々は、インクを通過させる円形状の貫通孔である。第1実施形態のノズル板62には、第1列L1を構成する複数のノズルNと第2列L2を構成する複数のノズルNとが形成される。例えば半導体製造技術(例えばドライエッチングやウェットエッチング等の加工技術)を利用してシリコン(Si)の単結晶基板を加工することで、ノズル板62が製造される。ただし、ノズル板62の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。
図2および図3に例示される通り、流路基板32には、第1列L1および第2列L2の各々について、空間Raと複数の供給流路322と複数の連通流路324と供給液室326とが形成される。空間Raは、Z方向からみた平面視でY方向に沿う長尺状に形成された開口であり、供給流路322および連通流路324はノズルN毎に形成された貫通孔である。供給液室326は、複数のノズルNにわたりY方向に沿う長尺状に形成された空間であり、空間Raと複数の供給流路322とを相互に連通させる。複数の連通流路324の各々は、当該連通流路324に対応する1個のノズルNに平面視で重なる。
図2および図3に例示される通り、圧力室基板34は、第1列L1および第2列L2の各々について複数の圧力室Cが形成された板状部材である。複数の圧力室CはY方向に配列する。各圧力室C(キャビティ)は、ノズルN毎に形成されて平面視でX方向に沿う長尺状の空間である。流路基板32および圧力室基板34は、前述のノズル板62と同様に、例えば半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。ただし、流路基板32および圧力室基板34の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。
図2の振動板36は、弾性的に振動可能な板状部材である。振動板36は、例えば、酸化シリコン(SiO2)等の弾性材料で形成された弾性膜と、酸化ジルコニウム(ZrO2)等の絶縁材料で形成された絶縁膜との積層で構成される。なお、所定の板厚の板状部材のうち圧力室Cに対応する領域について板厚方向の一部を選択的に除去することで、振動板36の一部または全部を圧力室基板34と一体に形成してもよい。
図2から理解される通り、圧力室Cは、流路基板32と振動板36との間に位置する空間である。第1列L1および第2列L2の各々について複数の圧力室CがY方向に配列する。図2および図3に例示される通り、圧力室Cは、連通流路324および供給流路322に連通する。したがって、圧力室Cは、連通流路324を介してノズルNに連通し、かつ、供給流路322と供給液室326とを介して空間Raに連通する。
図2および図3に例示される通り、振動板36のうち圧力室Cとは反対側の表面(以下「第1面」という)F1には、第1列L1および第2列L2の各々について、相異なるノズルNに対応する複数の圧電素子44が形成される。各圧電素子44は、駆動信号の供給により変形する受動素子である。
図4は、圧電素子44の断面図である。図4に例示される通り、圧電素子44は、相互に対向する第1電極441と第2電極442との間に圧電体層443を介在させた積層体である。第1電極441(下電極)は、振動板36の第1面F1に形成され、複数の圧電素子44にわたり連続する共通電極である。第1電極441には所定の基準電圧が供給される。他方、第2電極442(上電極)は、圧電素子44毎に形成された個別電極である。圧電素子44を変形させる駆動信号が複数の第2電極442の各々に供給される。
第1電極441と第2電極442と圧電体層443とが平面視で重なる部分が圧電素子44として機能する。圧電素子44の変形に連動して振動板36が振動すると、圧力室C内のインクの圧力が変動し、圧力室Cに充填されたインクが連通流路324とノズルNとを通過して外部に噴射される。なお、第1電極441を圧電素子44毎の個別電極として第2電極442を共通電極とした構成、または、第1電極441および第2電極442の双方を個別電極とした構成も採用され得る。
筐体部48は、複数の圧力室Cに供給されるインクを貯留するためのケースである。図3に例示される通り、第1実施形態の筐体部48には、第1列L1および第2列L2の各々について空間Rbが形成される。筐体部48の空間Rbと流路基板32の空間Raとは相互に連通する。空間Raと空間Rbとで構成される空間は、複数の圧力室Cに供給されるインクを貯留する液体貯留室(リザーバー)Rとして機能する。筐体部48に形成された導入口482を介して液体貯留室Rにインクが供給される。液体貯留室R内のインクは、供給液室326と各供給流路322とを介して圧力室Cに供給される。吸振体64は、液体貯留室Rの壁面を構成する可撓性のフィルム(コンプライアンス基板)であり、液体貯留室R内のインクの圧力変動を吸収する。
配線基板46は、駆動回路50と複数の圧電素子44とを電気的に接続するための配線が形成された板状部材である。配線基板46における一方の表面(以下「第2面」という)F2は、複数の圧電素子44が形成された振動板36の第1面F1に間隔をあけて対向する。配線基板46における第2面F2とは反対側の表面(以下「第3面」という)F3には駆動回路50が実装される。駆動回路50は、各圧電素子44を駆動するための駆動信号および基準電圧を出力する。以上の説明から理解される通り、流路形成部30と駆動回路50との間に配線基板46が設置され、流路形成部30と配線基板46との間に複数の圧電素子44が位置する。第1実施形態の配線基板46は、液体噴射ヘッド26の機械的な強度を補強する補強板、および、圧電素子44を保護および封止する封止板としても機能する。
図2に例示される通り、配線基板46の第3面F3には、外部配線52の端部が接合される。外部配線52は、例えばFPC(Flexible Printed Circuits)またはFFC(Flexible Flat Cable)等の接続部品で構成される。配線基板46の第3面F3には、外部配線52と駆動回路50とを電気的に接続する複数の配線461と、駆動回路50から出力される駆動信号および基準電圧が供給される複数の配線462とが形成される。
図5は、流路形成部30と配線基板46との接合に着目した模式図である。流路形成部30は第1基板の一例であり、配線基板46は第2基板の一例である。図5に例示される通り、流路形成部30において配線基板46に対向する第1面F1には、第1配線71と第1保護膜72とが形成される。流路形成部30の第1面F1は、振動板36の表面に相当する。
第1配線71は、例えば金(Au)またはイリジウム(Ir)等の低抵抗な金属材料で形成された導電膜である。第1配線71は、圧電素子44に電気的に接続される。具体的には、第1配線71は、各圧電素子44の第1電極441または第2電極442に連続する配線である。第1保護膜72は、第1配線71に対する湿気または塵埃の付着を防止するために第1配線71を覆う絶縁膜である。第1保護膜72は、例えば非金属の絶縁材料で形成される。例えば樹脂材料等の有機系の絶縁材料や酸化シリコン等の無機系の絶縁材料が第1保護膜72の材料として好適である。図5に例示される通り、第1保護膜72の表面には、第1配線71の膜厚を反映した段差が形成される。
配線基板46において流路形成部30に対向する第2面F2には、第2配線73と第2保護膜74とが形成される。第2配線73は、例えば金(Au)またはイリジウム(Ir)等の低抵抗な金属材料で形成された導電膜である。第2配線73は、配線基板46を貫通する貫通配線(図示略)を介して第3面F3上の配線462に電気的に接続される。第2保護膜74は、第2配線73に対する湿気または塵埃の付着を防止するために第2配線73を覆う絶縁膜である。第1保護膜72と同様に、第2保護膜74は例えば非金属の絶縁材料で形成される。例えば樹脂材料等の有機系の絶縁材料や酸化シリコン等の無機系の絶縁材料が第2保護膜74の材料として好適である。図5に例示される通り、第2保護膜74の表面には、第2配線73の膜厚を反映した段差が形成される。
流路形成部30と配線基板46とは、接着層80により相互に接合される。具体的には、流路形成部30と配線基板46とは、所定の間隔をあけて相互に対向した状態で固定される。第1面F1と第2面F2とは略平行な状態に維持される。図5に例示される通り、接着層80は、流路形成部30と配線基板46との間に介在する。具体的には、感光性の樹脂材料によりシート状に成形された接着層80を流路形成部30と配線基板46との間に挟持した状態で、紫外線の照射により接着層80を硬化させることで、流路形成部30と配線基板46とが相互に接合される。流路形成部30と配線基板46とが接合された状態では、流路形成部30の第1配線71と配線基板46の第2配線73とは電気的に接続される。具体的には、例えば配線基板46の第2面F2に形成された図2の接続端子Tを介して第1配線71と第2配線73とが電気的に接続される。接続端子Tは、例えば、樹脂材料で形成された突起の表面に接続用の電極を形成した樹脂コアバンプである。
図5に例示される通り、接着層80は、第1保護膜72と第2保護膜74との間に形成される。具体的には、第1面F1または第2面F2に垂直な方向からみた平面視において、第1保護膜72および第2保護膜74の各々は、第1保護膜72と第2保護膜74とが相互に重複する領域の内側に内包される。すなわち、接着層80の一方の端面の全体が第1保護膜72の表面に密着し、接着層80の他方の端面の全体が第2保護膜74の表面に密着する。また、接着層80は、振動板36のうち圧電素子44の変位に連動して振動する領域に平面視で重ならないように形成される。
図5に例示される通り、第1実施形態の接着層80は、第1接着部81と第2接着部82とを含んで構成される。第1接着部81と第2接着部82とは、第1配線71または第2配線73を挟んで平面視で反対側に位置する。すなわち、平面視で第1接着部81と第2接着部82との間に第1配線71および第2配線73が位置する。第1接着部81は、第1保護膜72と第2保護膜74とに平面視で重なり、第1配線71および第2配線73には平面視で重ならない。同様に、第2接着部82は、第1保護膜72と第2保護膜74とに平面視で重なり、第1配線71および第2配線73には平面視で重ならない。
図6には、第1保護膜72および第2保護膜74を省略した構成(以下「対比例1」という)が図示されている。対比例1では、例えば部分A1において接着層80が第1配線71に接触する。第1配線71および第2配線73は金属材料で形成されるから、接着層80は、第1配線71および第2配線73には接着されない。すなわち、接着層80は、第1配線71および第2配線73に接触するに過ぎない。したがって、対比例1では、流路形成部30と配線基板46との接合の強度が不足する可能性がある。対比例1とは対照的に、第1実施形態では、流路形成部30と配線基板46とを接合する接着層80が第1保護膜72と第2保護膜74との間に形成される。第1保護膜72および第2保護膜74は非金属の絶縁材料で形成されるから、接着層80は、第1保護膜72および第2保護膜74に充分に接着する。したがって、第1実施形態によれば、対比例1と比較して流路形成部30と配線基板46とを強固に接合できるという利点がある。
図7には、接着層80の第1接着部81が平面視で第1保護膜72および第1配線71に重ならず、第2接着部82が第1保護膜72および第1配線71に重なる構成(以下「対比例2」という)が図示されている。対比例2では、第1保護膜72と第1配線71との膜厚を反映した段差の上段に接着層80の第2接着部82が形成され、当該段差の下段に接着層80の第1接着部81が形成される。以上の構成では、図7に例示される通り、接着層80の第1接着部81と流路形成部30の第1面F1との間には、第1保護膜72と第1配線71との膜厚に相当する隙間A2が形成され得る。すなわち、第1接着部81は第1面F1に対して充分に接着されない。したがって、流路形成部30と配線基板46との接着の強度が不足する可能性がある。対比例2とは対照的に、第1実施形態では、接着層80の第1接着部81および第2接着部82の双方が第1保護膜72と第2保護膜74との間に形成される。以上の構成では、第1接着部81および第2接着部82の双方が第1保護膜72および第2保護膜74に充分に密着する。したがって、流路形成部30と配線基板46とを強固に接合できるという利点がある。
また、第1実施形態では、接着層80が感光性の樹脂材料で形成されるから、流路形成部30または配線基板46に対して接着層80を高精度に位置合わせすることが可能である。
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態を説明する。なお、以下に説明する各例示において機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
本発明の第2実施形態を説明する。なお、以下に説明する各例示において機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図8は、第2実施形態における流路形成部30と配線基板46との接合に着目した模式図である。流路形成部30の第1面F1には、複数の第1配線71と、複数の第1配線71を覆う第1保護膜72とが形成される。他方、配線基板46の第2面F2には、第2配線73と、第2配線73を覆う第2保護膜74とが形成される。
図8に例示される通り、第2実施形態の接着層80は、第1配線71および第1保護膜72の双方に平面視で重なる。また、接着層80は、第2保護膜74に平面視で重なり、第2配線73には平面視で重ならない。すなわち、第1面F1と第2面F2との間には、第1配線71と第1保護膜72と接着層80と第2保護膜74とが、第1面F1から第2面F2に向けて以上の順番で積層される。第2実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。
<第3実施形態>
図9は、第3実施形態における流路形成部30と配線基板46との接合に着目した模式図である。流路形成部30の第1面F1には、第1配線71と、第1配線71を覆う第1保護膜72とが形成される。他方、配線基板46の第2面F2には、複数の第2配線73と、複数の第2配線73を覆う第2保護膜74とが形成される。
図9は、第3実施形態における流路形成部30と配線基板46との接合に着目した模式図である。流路形成部30の第1面F1には、第1配線71と、第1配線71を覆う第1保護膜72とが形成される。他方、配線基板46の第2面F2には、複数の第2配線73と、複数の第2配線73を覆う第2保護膜74とが形成される。
図9に例示される通り、第3実施形態の接着層80は、第2配線73および第2保護膜74の双方に平面視で重なる。また、接着層80は、第1保護膜72に平面視で重なり、第1配線71には平面視で重ならない。すなわち、第1面F1と第2面F2との間には、第1保護膜72と接着層80と第2保護膜74と第2配線73とが、第1面F1から第2面F2に向けて以上の順番で積層される。第3実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。
<第4実施形態>
図10は、第4実施形態における流路形成部30と配線基板46との接合に着目した模式図である。流路形成部30の第1面F1には、複数の第1配線71と、複数の第1配線71を覆う第1保護膜72とが形成される。他方、配線基板46の第2面F2には、複数の第2配線73と、複数の第2配線73を覆う第2保護膜74とが形成される。
図10は、第4実施形態における流路形成部30と配線基板46との接合に着目した模式図である。流路形成部30の第1面F1には、複数の第1配線71と、複数の第1配線71を覆う第1保護膜72とが形成される。他方、配線基板46の第2面F2には、複数の第2配線73と、複数の第2配線73を覆う第2保護膜74とが形成される。
図10に例示される通り、第4実施形態の接着層80は、第1配線71と第1保護膜72と第2配線73と第2保護膜74とに平面視で重なる。すなわち、第1面F1と第2面F2との間には、第1配線71と第1保護膜72と接着層80と第2保護膜74と第2配線73とが、第1面F1から第2面F2に向けて以上の順番で積層される。第4実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。
<第5実施形態>
図11は、第5実施形態における流路形成部30と配線基板46との接合に着目した模式図である。流路形成部30の第1面F1には、第1配線71と、第1配線71を覆う第1保護膜72とが形成される。他方、配線基板46の第2面F2には、第2配線73と、第2配線73を覆う第2保護膜74とが形成される。
図11は、第5実施形態における流路形成部30と配線基板46との接合に着目した模式図である。流路形成部30の第1面F1には、第1配線71と、第1配線71を覆う第1保護膜72とが形成される。他方、配線基板46の第2面F2には、第2配線73と、第2配線73を覆う第2保護膜74とが形成される。
第5実施形態の接着層80は、第1接着部81と第2接着部82と第3接着部83とを含んで構成される。第1接着部81および第2接着部82は、第1配線71と第1保護膜72と第2保護膜74とに重なり、第2配線73には重ならない。他方、第3接着部83は、第1保護膜72と第2保護膜74と第2配線73とに重なり、第1配線71には重ならない。第1接着部81および第2接着部82は第1部分の一例であり、第3接着部83は第2部分の一例である。第5実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。
<第6実施形態>
図12は、第6実施形態における液体噴射ヘッド26の部分的な断面図である。圧電素子44を横断するY-Z平面に平行な断面の構造が図12には図示されている。図12に例示される通り、第6実施形態における圧電素子44の第1電極441は、圧電素子44毎に相互に離間して形成された個別電極である。各第1電極441はX方向に沿って延在する。他方、圧電素子44の第2電極442は、複数の圧電素子44にわたり連続するようにY方向に沿って延在する共通電極である。すなわち、第2電極442は、Y方向に隣合う各圧電素子44の間に位置する部分を含む。
図12は、第6実施形態における液体噴射ヘッド26の部分的な断面図である。圧電素子44を横断するY-Z平面に平行な断面の構造が図12には図示されている。図12に例示される通り、第6実施形態における圧電素子44の第1電極441は、圧電素子44毎に相互に離間して形成された個別電極である。各第1電極441はX方向に沿って延在する。他方、圧電素子44の第2電極442は、複数の圧電素子44にわたり連続するようにY方向に沿って延在する共通電極である。すなわち、第2電極442は、Y方向に隣合う各圧電素子44の間に位置する部分を含む。
図12には、圧力室基板34においてY方向に隣合う各圧力室Cの間の部分(以下「隔壁部」という)344が図示されている。隔壁部344は、各圧力室Cを画定する壁状の部分である。例えばY方向に相互に隣合う第1ノズルNと第2ノズルNとに着目すると、第1ノズルNに連通する第1圧力室Cと第2ノズルNに連通する第2圧力室Cとの間に隔壁部344が位置する。第2電極442のうち各圧電素子44の間に位置する部分は、平面視で隔壁部344に重なる。
第6実施形態の接着層80は、相互に離間して形成された複数の接着部85を含む。各接着部85は、例えば感光性の樹脂材料で形成され、流路形成部30と配線基板46とを相互に接合する。具体的には、各接着部85の下面は、流路形成部30の第1面F1を覆う第1保護膜72の表面に接触する。他方、各接着部85の上面は、配線基板46の第2面F2を覆う第2保護膜74の表面に接触する。以上の構成により、第6実施形態においても第1実施形態と同様の効果が実現される。
各接着部85は、Y方向に隣合う各圧電素子44の間に位置し、平面視で隔壁部344に重なる。図12には、隔壁部344の幅W1と接着部85の幅W2とが図示されている。隔壁部344の幅W1は、Y方向における隔壁部344の寸法であり、接着部85の幅W2は、Y方向における接着部85の寸法である。図12に例示される通り、接着部85の幅W2は隔壁部344の幅W1よりも大きい。隔壁部344は、平面視で接着部85の幅W2の範囲内に位置する。
ところで、任意の1個の圧力室C内の圧力の変動により隔壁部344が変形すると、当該隔壁部344を挟んで隣合う他の圧力室Cに圧力の変動が発生する。すなわち、相互に隣合う圧力室Cの間で圧力の変動が伝播する現象(以下「クロストーク」という)が発生する。第6実施形態では、接着部85が平面視で隔壁部344に重なるから、接着部85が隔壁部344に重ならない構成と比較して、隔壁部344の変形が接着部85により抑制される。したがって、各圧力室C間のクロストークを低減することが可能である。以上の説明から理解される通り、接着部85は、隔壁部344を支持する要素として機能する。
第6実施形態では特に、接着部85の幅W2が隔壁部344の幅W1よりも大きいから、幅W2が幅W1以下である構成と比較して、隔壁部344の変形を抑制できるという効果は顕著である。したがって、第6実施形態によれば、圧力室C間のクロストークを有効に抑制できる。なお、例えばクロストークが特段の問題とならない場合、接着部85の幅W2が隔壁部344の幅W1以下である構成も採用され得る。
なお、図12においては、第2電極442の全面を第1保護膜72が被覆する構成を例示したが、第1保護膜72のうち圧電素子44に重なる部分を除去してもよい。第7実施形態および第8実施形態においても同様である。
<第7実施形態>
図13は、第7実施形態における液体噴射ヘッド26の部分的な断面図である。図13に例示される通り、第7実施形態においては、第6実施形態と同様に、平面視で隔壁部344に重なる接着部85が第1保護膜72と第2保護膜74との間に形成される。
図13は、第7実施形態における液体噴射ヘッド26の部分的な断面図である。図13に例示される通り、第7実施形態においては、第6実施形態と同様に、平面視で隔壁部344に重なる接着部85が第1保護膜72と第2保護膜74との間に形成される。
第7実施形態における接着部85は、第1層851と第2層852との積層で構成される。第2層852と第1保護膜72との間に第1層851が介在する。第1層851は、第1保護膜72の表面に接触する部分である。第2層852は、第2保護膜74の表面に接触する部分である。第1層851および第2層852は、例えば感光性の樹脂材料で形成される。
図13には、第1層851の幅W2と第2層852の幅W3とが図示されている。第1層851の幅W2は、Y方向における第1層851の寸法であり、第2層852の幅W3は、Y方向における第2層852の寸法である。図13から理解される通り、第1層851の幅W2は、第2層852の幅W3よりも大きい。
図13に例示される通り、接着部85の第1層851の幅W2は隔壁部344の幅W1よりも大きい。隔壁部344は、平面視で第1層851の幅W2の範囲内に位置する。また、第2層852の幅W3は隔壁部344の幅W1よりも小さい。ただし、幅W3が幅W1以上である構成も採用され得る。
第7実施形態においても第6実施形態と同様の効果が実現される。なお、例えばクロストークが特段の問題とならない場合には、第1層851の幅W2が隔壁部344の幅W1よりも小さい構成も採用され得る。第6実施形態および第7実施形態の例示から理解される通り、幅W2は、接着部85のうち第1保護膜72の表面に接触する部分の幅として包括的に表現される。
<第8実施形態>
図14は、第8実施形態における液体噴射ヘッド26の部分的な断面図である。図14に例示される通り、第8実施形態においては、第6実施形態と同様に、平面視で隔壁部344に重なる接着部85が第1保護膜72と第2保護膜74との間に形成される。したがって、第8実施形態においても第6実施形態と同様の効果が実現される。
図14は、第8実施形態における液体噴射ヘッド26の部分的な断面図である。図14に例示される通り、第8実施形態においては、第6実施形態と同様に、平面視で隔壁部344に重なる接着部85が第1保護膜72と第2保護膜74との間に形成される。したがって、第8実施形態においても第6実施形態と同様の効果が実現される。
図14に例示される通り、第8実施形態では配線基板46の第2面F2に凹部463が形成される。凹部463は、第2面F2よりも窪んだ溝状の空間である。第8実施形態の第2配線73は、凹部463の内側に形成される。具体的には、第2面F2と第2配線73の表面とは略同一の面内に位置する。
以上に説明した通り、第8実施形態では、第2面F2に形成された凹部463の内側に第2配線73が形成される。したがって、凹部463が形成されない構成と比較して、第2配線73の膜厚に起因して第2保護膜74の表面に形成される段差を低減できる。例えば図14では、第2保護膜74の表面が平坦面である構成が例示されている。また、第2保護膜74の表面の段差を顕在化させずに第2配線73の膜厚を確保できるから、第2配線73の抵抗を低減できるという利点もある。
なお、図14では第2配線73の全部が凹部463の内側に位置する構成を例示したが、第2配線73のうち膜厚の方向における一部のみが凹部463の内側に位置してもよい。すなわち、第2配線73の少なくとも一部が凹部463の内側に形成された構成が好適である。
<変形例>
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
(1)圧力室C内の液体(例えばインク)をノズルNから噴射させる駆動素子は、前述の各形態で例示した圧電素子44に限定されない。例えば、加熱により圧力室Cの内部に気泡を発生させて圧力を変動させる発熱素子を駆動素子として利用することも可能である。以上の例示から理解される通り、駆動素子は、圧力室C内の液体をノズルNから噴射させる要素(典型的には圧力室Cの内部に圧力を付与する要素)として包括的に表現され、動作方式(圧電方式/熱方式)や具体的な構成の如何は不問である。
(2)前述の各形態では、液体噴射ヘッド26を搭載した搬送体242を往復させるシリアル方式の液体噴射装置100を例示したが、複数のノズルNが媒体12の全幅にわたり分布するライン方式の液体噴射装置にも本発明を適用することが可能である。
(3)前述の各形態で例示した液体噴射装置100は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を噴射する液体噴射装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。また、第1基板と第2基板とを接合するための前述の各形態の構造は、液体噴射装置以外のMEMS装置にも同様に適用される。
100…液体噴射装置、12…媒体、14…液体容器、20…制御ユニット、22…搬送機構、24…移動機構、242…搬送体、244…搬送ベルト、26…液体噴射ヘッド、30…流路形成部、32…流路基板、34…圧力室基板、36…振動板、44…圧電素子、46…配線基板、463…凹部、48…筐体部、50…駆動回路、52…外部配線、62…ノズル板、64…吸振体、71…第1配線、72…第1保護膜、73…第2配線、74…第2保護膜、80…接着層、81…第1接着部、82…第2接着部、83…第3接着部、85…接着部、851…第1層、852…第2層。
Claims (9)
- 液体をノズルから噴射させる駆動素子が設置された第1面を有する第1基板と、
前記第1面の面上に形成されて前記駆動素子に電気的に接続された第1配線と、
前記第1配線を覆う第1保護膜と、
前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、
前記第2面の面上に形成されて前記第1配線に電気的に接続された第2配線と、
前記第2配線を覆う第2保護膜と、
前記第1保護膜と前記第2保護膜との間に形成されて前記第1基板と前記第2基板とを接合する接着層と
を具備する液体噴射ヘッド。 - 前記接着層は、前記第1配線および前記第1保護膜の双方に重なる
請求項1の液体噴射ヘッド。 - 前記接着層は、前記第2配線および前記第2保護膜の双方に重なる
請求項1または請求項2の液体噴射ヘッド。 - 前記接着層は、
前記第1配線と前記第1保護膜と前記第2保護膜とに重なり前記第2配線には重ならない第1部分と、
前記第1保護膜と前記第2保護膜と前記第2配線とに重なり前記第1配線には重ならない第2部分とを含む
請求項1から請求項3の何れかの液体噴射ヘッド。 - 前記第1保護膜および前記第2保護膜は、非金属の絶縁材料で形成される
請求項1から請求項4の何れかの液体噴射ヘッド。 - 前記第1基板は、前記ノズルである第1ノズルに連通する第1圧力室と、第2ノズルに連通する第2圧力室とが形成された流路形成部であり、
前記接着層は、前記第1基板に垂直な方向からみて前記第1圧力室と前記第2圧力室との間の隔壁部に重なる接着部を含み、前記接着部のうち前記第1保護膜の表面に接触する部分の幅は、前記隔壁部の幅よりも大きい
請求項1の液体噴射ヘッド。 - 前記接着層は、感光性の樹脂材料で形成される
請求項1から請求項6の何れかの液体噴射ヘッド。 - 前記第2面には凹部が形成され、
前記第2配線の少なくとも一部は、前記凹部の内側に形成される
請求項1から請求項7の何れかの液体噴射ヘッド。 - 液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを制御する制御部とを具備する液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドは、
液体をノズルから噴射させる駆動素子が設置された第1面を有する第1基板と、
前記第1面の面上に形成されて前記駆動素子に電気的に接続された第1配線と、
前記第1配線を覆う第1保護膜と、
前記第1面に対向する第2面を有する第2基板と、
前記第2面の面上に形成されて前記第1配線に電気的に接続された第2配線と、
前記第2配線を覆う第2保護膜と、
前記第1保護膜と前記第2保護膜との間に形成されて前記第1基板と前記第2基板とを接合する接着層とを含む
液体噴射装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018115840 | 2018-06-19 | ||
JP2018115840 | 2018-06-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2019217758A true JP2019217758A (ja) | 2019-12-26 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2019021299A Pending JP2019217758A (ja) | 2018-06-19 | 2019-02-08 | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2019217758A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020168819A (ja) * | 2019-04-04 | 2020-10-15 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド |
-
2019
- 2019-02-08 JP JP2019021299A patent/JP2019217758A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020168819A (ja) * | 2019-04-04 | 2020-10-15 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド |
JP7366573B2 (ja) | 2019-04-04 | 2023-10-23 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド |
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