JP6375942B2 - 液体吐出装置及び液体吐出装置の製造方法 - Google Patents
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Description
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のヘッドユニット16の詳細構成について説明する。尚、2つのヘッドユニット16a,16bは同一の構造を有するため、以下では、ブラックとイエローのインクを吐出するヘッドユニット16aで代表して説明する。図2は、インクジェットヘッド4のヘッドユニット16の上面図である。図3は、図2のX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の圧電アクチュエータのV−V線断面図である。図2〜図5に示すように、ヘッドユニット16は、ノズルプレート20、第1流路基板21、第2流路基板22、圧電アクチュエータ23等を備えている。尚、図2では、図面の簡素化のため、図4において第1流路基板21の上方に位置する保護部材28は、二点鎖線で外形のみ示されている。
ノズルプレート20は、例えば、シリコン等で形成されたプレートである。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、複数のノズル24は、搬送方向に配列されて、走査方向に並ぶ4列のノズル列を構成している。右側の2列のノズル列は、ブラックインクを吐出するノズル列である。右側2列のノズル列の間で搬送方向におけるノズル24の位置が、各ノズル列の配列ピッチPの半分(P/2)だけずれている。左側の2列のノズル列は、イエローインクを吐出するノズル列である。左側2列のノズル列も、右側2列のノズル列と同様に、2列のノズル列の間で搬送方向におけるノズル24の位置がP/2ずれている。
第1流路基板21、第2流路基板22は、それぞれシリコン単結晶の基板である。第1流路基板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、複数のノズル24に応じて搬送方向に配列されて、走査方向に並ぶ4列の圧力室列27(27a〜27d)を構成している。右側2列の圧力室列27a,27bがブラックインクの圧力室列27であり、左側2列の圧力室列27c,27dがイエローインクの圧力室列27である。また、第1流路基板21は、その上面に形成されて複数の圧力室26を覆う振動膜30を有する。振動膜30は、シリコン基板の表面が酸化、あるいは、窒化されることにより形成されて膜である。
圧電アクチュエータ23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23は、複数の圧力室26にそれぞれ対応して、第1流路基板21の振動膜30の上面に配置された複数の圧電素子39を有する。各圧電素子39は、圧電部37と、下部電極31と、上部電極33とを有する。尚、図4に示すように、第1流路基板21の上面には、圧電アクチュエータ23の複数の圧電素子39を覆う保護部材28が接合されている。
16 ヘッドユニット
21 第1流路基板
24 ノズル
26 圧力室
27a〜27d 圧力室列
30 振動膜
31 下部電極
32 圧電膜
32a 開口部
33 上部電極
34 補助電極
35 駆動配線
36 共通配線
38 金属膜
38a 第1膜
38b 第2膜
42a〜42d 電極列
68 金属膜
78 金属膜
Claims (11)
- 第1方向に沿って配列され、且つ、前記第1方向と直交する第2方向に並ぶ第1圧力室列と第2圧力室列を構成する複数の圧力室と、前記複数の圧力室を覆う振動膜を有する流路基板と、
前記複数の圧力室と重なるように前記振動膜に成膜された圧電膜と、
前記圧電膜の前記振動膜側の面に前記複数の圧力室にそれぞれ対応して配置され、前記第1圧力室列に対応する第1電極列と、前記第2圧力室列に対応する第2電極列とを構成する、複数の個別電極と、
前記圧電膜の前記振動膜と反対側の面に配置され、前記複数の個別電極と前記圧電膜を挟んで対向するように配置された共通電極と、
前記振動膜と前記圧電膜との間に配置されて前記第1電極列に属する複数の前記個別電極から前記第2方向にそれぞれ延びる複数の第1駆動配線と、前記振動膜と前記圧電膜との間に配置されて前記第2電極列に属する複数の前記個別電極から前記第2方向にそれぞれ延び、且つ、前記第1電極列に属する前記個別電極の間を通過する複数の第2駆動配線と、
前記第1圧力室列に属する前記圧力室の間の前記圧電膜がエッチングされることにより前記圧電膜から露出した前記第2駆動配線に積層され、且つ、前記圧電膜のエッチング後に成膜された金属膜と、を有することを特徴とする液体吐出装置。 - 前記金属膜の一部が、前記圧電膜の上にも配置されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
- 前記金属膜は、前記共通電極と同じ材料により、前記共通電極と同じ厚みに形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。
- 前記共通電極は、前記圧電膜の前記振動膜と反対側の面において、前記個別電極と対向する領域から、前記個別電極と対向しない領域にわたって配置され、
前記共通電極のうちの、前記個別電極と対向しない領域に、積層電極が配置され、
前記金属膜は、前記積層電極と同じ材料により、前記積層電極と同じ厚みに形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。 - 前記金属膜は、前記共通電極と同じ材料により、前記共通電極と同じ厚みに形成された第1膜と、前記積層電極と同じ材料により、前記積層電極と同じ厚みに形成された第2膜とを有することを特徴とする請求項4に記載の液体吐出装置。
- 前記共通電極と接続される共通配線を有し、
前記金属膜は、前記共通配線と同じ材料により、前記共通配線と同じ厚みに形成された膜であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出装置。 - 前記駆動配線は、白金で形成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の液体吐出装置。
- 請求項1の液体吐出装置の製造方法であって、
前記振動膜の上に、前記複数の圧力室に跨るように、前記圧電膜を成膜する圧電膜成膜工程と、
前記圧電膜の前記振動膜側の面に配置される前記複数の個別電極を形成する個別電極形成工程と、
前記圧電膜の前記振動膜と反対側の面に配置される前記共通電極を形成する共通電極形成工程と、
前記複数の個別電極の前記第1電極列に対応する前記複数の第1駆動配線と、前記第2電極列に対応する前記複数の第2駆動配線と、を形成する配線形成工程と、
前記第1方向において隣接する2つの圧力室の間の前記圧電膜をエッチングで除去する圧電膜エッチング工程と、
前記圧電膜エッチング工程によって、前記圧電膜から露出した前記第2駆動配線の上に、前記金属膜を形成する、金属膜形成工程と、
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。 - 前記共通電極形成工程において、前記共通電極と前記金属膜とを同じ成膜プロセスで成膜することを特徴とする請求項8に記載の液体吐出装置の製造方法。
- 前記共通電極形成工程において、前記共通電極を、前記圧電膜の前記振動膜と反対側の面において、前記個別電極と対向する領域から、前記個別電極と対向しない領域にわたって形成し、
前記共通電極のうちの、前記個別電極と対向しない領域に積層電極を形成する積層電極形成工程を、さらに備え、
前記積層電極形成工程において、前記積層電極と前記金属膜とを同じ成膜プロセスで成膜することを特徴とする請求項8に記載の液体吐出装置の製造方法。 - 前記共通電極と接続される共通配線を形成する共通配線形成工程をさらに備え、
前記共通配線形成工程において、前記共通配線と前記金属膜とを同じ成膜プロセスで成膜することを特徴とする請求項8に記載の液体吐出装置の製造方法。
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