特許 7452281 液体吐出ヘッド、吐出ユニット、液体を吐出する装置、貼り合わせ基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド、吐出ユニット、液体を吐出する装置、貼り合わせ基板

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20240312BHJP

   B41J 2/045 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 301

B41J2/14 611

B41J2/045

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020106205

(22)【出願日】2020-06-19

(65)【公開番号】P2022001407

(43)【公開日】2022-01-06

【審査請求日】2023-04-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】230100631

【弁護士】

【氏名又は名称】稲元 富保

(72)【発明者】

【氏名】三輪 圭史

(72)【発明者】

【氏名】平林 拓磨

(72)【発明者】

【氏名】吉田 昌央

【審査官】長田 守夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－３５３８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－８４３７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を吐出するノズルに通じる圧力室を加圧する圧力発生手段と、
前記圧力発生手段に接続された端子電極と、を含む第１基板と、
前記第１基板に接合され、前記端子電極を露出させる端子電極開口部を有する第２基板と、を備え、
前記第１基板には、前記第１基板を貫通する貫通孔が設けられ、
前記第２基板には、前記第１基板の前記貫通孔に通じる連通孔が設けられ、
前記第２基板には、前記第１基板との接合面とは反対側に、前記端子電極開口部と前記連通孔とを通じる外気連通路を有し、
前記外気連通路は、前記第２基板の四隅のいずれか一箇所、又は、対角の二箇所に設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。

【請求項2】

前記外気連通路は、断面積をＳ、長さをＬ、とするとき、Ｌ／Ｓが０．５０～２０．００の範囲内である
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項3】

前記外気連通路は、断面積をＳ、長さをＬ、とするとき、Ｌ／Ｓが１．００～１０．００の範囲内である
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項4】

前記第１基板の前記貫通孔は、前記液体の流路とは独立している
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。

【請求項5】

前記第２基板の前記外気連通路には、前記外気連通路の幅以上のガス侵入検知室が連通している
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。

【請求項6】

前記ガス侵入検知室は、所定の間隔で複数配置されている
ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えている
ことを特徴とする吐出ユニット。

【請求項8】

請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項７に記載の吐出ユニットを備えている
ことを特徴とする液体を吐出する装置。

【請求項9】

端子電極を含む第１基板と、
前記第１基板に接合され、前記端子電極を露出させる端子電極開口部を有する第２基板と、を備え、
前記第１基板には、前記第１基板を貫通する貫通孔が設けられ、
前記第２基板には、前記第１基板の前記貫通孔に通じる連通孔が設けられ、
前記第２基板には、前記第１基板との接合面とは反対側に、前記端子電極開口部と前記連通孔とを通じる外気連通路を有し、
前記外気連通路は、前記第２基板の四隅のいずれか一箇所、又は、対角の二箇所に設けられている
ことを特徴とする貼り合わせ基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は液体吐出ヘッド、吐出ユニット、液体を吐出する装置、貼り合わせ基板に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、液体吐出ヘッドとして、液体を吐出するノズルに通じる圧力室や圧力発生手段及び圧力発生手段に通じる端子電極を設けた第１基板と、第１基板の圧力室に液体を供給する流路などを設けた第２基板とを接合した接合基板（貼り合わせ基板）を使用するものがある。

【0003】

従来、ノズルプレートと、流路基板と、駆動手段と、振動板と、流路基板のノズルプレートとは反対側に接合された保持基板とを備え、保持基板は、流路基板側の駆動手段に対向する位置に、保持基板と流路基板とで囲まれる空間部を有し、空間部は、保持基板に設けられた溝部を介して大気と連通しているものが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１５８９９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、液体吐出ヘッドの流路には耐液性を高めるための保護膜が成膜するが、保護膜が圧力発生手段に通じる端子電極に形成されると、電気的接続の信頼性が低下するという課題がある。

【0006】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、電気的接続の信頼性を向上することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出するノズルに通じる圧力室を加圧する圧力発生手段と、
前記圧力発生手段に接続された端子電極と、を含む第１基板と、
前記第１基板に接合され、前記端子電極を露出させる端子電極開口部を有する第２基板と、を備え、
前記第１基板には、前記第１基板を貫通する貫通孔が設けられ、
前記第２基板には、前記第１基板の前記貫通孔に通じる連通孔が設けられ、
前記第２基板には、前記第１基板との接合面とは反対側に、前記端子電極開口部と前記連通孔とを通じる外気連通路を有し、
前記外気連通路は、前記第２基板の四隅のいずれか一箇所、又は、対角の二箇所に設けられている
構成とした。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、電気的接続の信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成する貼り合わせ基板の平面説明図である。

【図2】同貼り合わせ基板の第１基板及び第２基板の平面説明図である。

【図3】同じく第２基板の外気連通路部分の詳細を示す説明図である。

【図4】同じく外気連通路及びガス侵入検知室の説明に供する説明図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成する貼り合わせ基板の平面説明図である。

【図6】各実施形態の具体例の説明に供する説明図である。

【図7】本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドをノズル面側から見た外観斜視説明図である。

【図8】同じくノズル面と反対側から見た外観斜視説明図である。

【図9】同じく分解斜視説明図である。

【図10】同じく流路構成部材の分解斜視説明図である。

【図11】図１０の要部拡大斜視説明図である。

【図12】同じく流路部分の断面斜視説明図である。

【図13】本発明に係る液体を吐出する装置の一例の概略説明図である。

【図14】同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成する貼り合わせ基板の平面説明図、図２は同貼り合わせ基板の第１基板及び第２基板の平面説明図である。図３は第２基板の外気連通路部分の詳細を示す説明図であり、（ａ）は平面説明図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線に沿う断面説明図である。

【0011】

貼り合わせ基板２００は、第１基板２０１と第２基板２０２とを接着剤などで貼り合わせた（接合した）基板である。

【0012】

第１基板２０１は、液体を吐出するノズルに通じる圧力室を加圧する圧力発生手段である複数の圧電素子４０の列を２列備えている。圧電素子４０は、圧電体４１と、圧電体４１を挟む共通電極としての下電極４２及び個別電極としての上電極４３とで構成されている。第１基板２０１には、上電極４３に接続された端子電極４４が設けられている。

【0013】

第１基板２０１には、複数の圧力室にそれぞれ液体を供給する複数の供給口となる開口３２が設けられている。

【0014】

第１基板２０１には、第２基板２０２と貼り合わせる土台２８が設けられ、貼り合わせ土台２８の部分に第１基板２０１を貫通する貫通孔２９が設けられている。

【0015】

第２基板２０２には、共通供給流路５８と、共通供給流路５８と第１基板２０１の開口３２とを通じる供給口５４とが設けられている。

【0016】

第２基板２０２には、第１基板２０１の圧電素子４０を収容する収容部２５１と、第１基板２０１の端子電極４４を露出する端子開口部２５２とを有する。

【0017】

第２基板２０２には、第１基板２０１の貫通孔２９に通じる連通孔２５３が設けられている。また、第２基板２０２には、第１基板２０１との接合面とは反対側に、端子開口部２５２と連通孔２５３とを通じる外気連通路２５４を有している。

【0018】

ここで、外気連通路２５４は、第２基板２０２の四隅のいずれか一箇所に設けている。第２基板２０２の四隅とは、平面形状において、端子開口部２５２に臨むほぼ矩形状の領域の４つの隅部分である。言い換えれば、本実施形態では、第２の基板２０２の複数の収容部２５１の並び方向（圧電素子の並び方向、ノズルの並び方向）における端部の収容部２５１に並ぶ部分である。

【0019】

外気連通路２５４は、図３（ａ）に示すように、連通孔２５３と端子開口部２５２との間で折れ曲がりながら蛇腹状に形成されたパターン形状を有している。外気連通路２５４の断面積をＳ（図３（ｂ）参照）、長さをＬとするとき、本実施形態では、Ｌ／Ｓが０．５０～２０．００の範囲内になるようにしている。

【0020】

そして、外気連通路２５４には、所定の間隔で、複数のガス侵入検知室２５５が連通している。ガス侵入検知室２５５の幅Ｗ１、Ｗ２は外気連通路２５４の幅Ｗ３よりも大きくしている。

【0021】

次に、本実施形態の作用について図４も参照して説明する。図４は第１基板及び第２基板の多数個取りを行う場合の説明に供する説明図である。

【0022】

第１基板２０１は、例えば、６インチのシリコン基板２０３を使用して、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法などにより所要の薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法により加工して多数個の第１基板２０１を作製して、個々の第１基板２０１に分割する。第２基板２０２についても、同様に、Ｓｉ基板２００上に多数個の第２基板２０２を作製して、個々の第２基板２０２に分割する。

【0023】

そして、第１基板２０１と第２基板２０２とを接合した（貼り合わせた）状態で、流路の壁面を保護する耐液性の保護膜を形成する。この場合、生産性を向上させるため、保護膜形成は、複数の貼り合わせ基板（接合基板）２００を、保護膜形成装置のチャンバー内に配置し、バッチ処理する。

【0024】

バッチ処理では、第１基板２０１、第２基板２０２の全面に膜が付着するが、保護膜は絶縁膜であり、端子電極４４に保護膜が付着すると外部接続がとれなくなる。そのため、第２基板２０２の第１基板２０１と貼り合わせる面と対向する面に、基板形状に切り抜いた保護テープを貼った状態で、保護膜を成膜する。

【0025】

これにより、端子電極４４には保護膜が形成されず、流路である共通供給流路５８、供給口５４、開口３２、圧力室に保護膜を形成することができる。

【0026】

しかしながら、保護テープを第２基板２０２に貼るときは、ボイドのかみ込みを抑制するために真空状態で行うことが好ましい。保護テープを貼り付け後に真空から大気圧に戻すとき、保護テープと第２基板２０２と第１基板２０１に囲まれて、第２基板２０２、第１基板２０１を貫通していない部分は真空状態になる。

【0027】

本実施形態では、端子開口部２５２が真空状態のまま大気開放されるが、大気圧下では真空状態の端子電極４４の保護テープが第１基板２０１側に押されて大きく変形する。

【0028】

この保護テープの変形により、例えば共通供給流路５８と端子開口部２５２の保護テープが剥離してしまう場合、保護膜を成膜するときに、成膜ガスが供給口５４から侵入し、端子電極４４に保護膜が形成される。

【0029】

また、大気圧下の保護テープの変形で、保護テープの剥離を起こさずに保護膜の成膜工程に移行できても、保護膜の成膜時は保護テープ貼り付け時よりもさらに高真空で行う必要があり、今度は端子開口部２５２が膨張し、保護テープが剥離することがある。

【0030】

これを解消するために、例えば粘着力の高い保護テープを採用し、保護テープの圧力差による変形を抑制することが考えられる。しかしながら、粘着力の高い保護テープは、真空下でアウトガスが多く、保護膜の膜質の低下、及びアウトガス成分の基板への付着により保護膜の密着強度が低下することがある。

【0031】

一方、保護テープの変形が起こらないように剛性の高い保護テープを採用しようとすると、変形の抑制と耐熱性を両立できない。さらに、保護テープの剛性を高くするために厚みが厚くなると、保護テープ自体の加工が難しくなり、貼り付け時に気泡が噛み込みやすいなどの不都合が生じる。

【0032】

そこで、本実施形態では、第２基板２０２の外気連通路２５４及び連通孔２５３により、保護テープ貼り付け後に真空状態になる端子開口部２５２と第１基板２０１の貫通孔２９を連通する。

【0033】

これにより、大気圧に戻した場合、貫通孔２９、連通孔２５３、外気連通路２５４を介して端子開口部２５２も大気圧になるため、保護テープの変形を抑制できる。また、保護膜を成膜するときの高真空チャンバー内で端子開口部２５２が膨張する場合も、貫通孔２９、連通孔２５３、外気連通路２５４を介して端子開口部２５２も高真空になるため保護テープの変形を抑制できる。

【0034】

したがって、端子電極に保護膜が成膜されることが防止され、電気的接続の信頼性が向上する。

【0035】

外気連通路２５４の形状、長さ、深さは容易に設定することができ、保護テープの材料や保護テープ貼り付け及び保護膜成膜時の真空度、真空開放時間などに応じて適切に設定する。また、外気連通路２５４の流路長さ、深さは、貫通孔２５３から成膜ガスができる限り侵入しないよう設定する。

【0036】

次に、外気連通路２５４に通じるガス侵入検知室２５５の作用について説明する。

【0037】

保護膜を形成した後、成膜ガスの端子開口部２５２への侵入の有無について確認する必要がある。成膜ガスの侵入の有無の確認には、端子電極４４上に成膜ガス成分が付着しているか成分分析する、端子電極４４の抵抗試験を行う、端子電極４４や連通流路の成膜ガス付着による変色の確認などを行うことが考えられる。

【0038】

しかしながら、成膜ガスの成分分析には時間がかかる。抵抗試験は、異物を発生させるおそれがある。端子電極４４の変色判別は付着する成膜ガスが微量であるため判別困難である。連通流路部の変色確認は、連通流路の幅や深さによっては光が乱反射し、変色の有無を確認できない。

【0039】

そこで、本実施形態では、ガス侵入検知室２５５を外気連通路２５４に連通させている。ガス侵入検知室２５５は、外気連通路２５４よりも幅を広くし、光の乱反射を抑制し、変色が見やすい大きさとする。

【0040】

このガス侵入検知室２５５を、外気連通路２５４の連通孔２５３から端子開口部２５２の間に所定の間隔で複数接続する。

【0041】

これにより、成膜ガスの侵入による変色が外気連通路２５４のいずれの位置にあるかを確認でき、端子開口部２５２への成膜ガスの侵入を容易に判別できる。

【0042】

次に、本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。図５は同実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成する貼り合わせ基板の平面説明図である。

【0043】

本実施形態では、第２基板２０２の四隅の対角部分の２箇所に外気連通路２５４を設け、各外気連通路２５４は連通孔２５３及び端子開口部２５２にそれぞれ連通させている。

【0044】

本実施形態でも、前記第１実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

【0045】

次に、成膜ガスの侵入に関する具体例について図６を参照して説明する。図６は同具体例の説明に供する説明図である。

【0046】

ここでは、第１基板２０１を５０枚製作した。一方、第２基板２０２について、前述したように、外気連通路２５４の断面積をＳ、流路の長さをＬ（図３参照）としたとき、Ｌ／Ｓを図５に示すように振った第１実施形態及び第２実施形態の各第２基板２０２をそれぞれ５枚ずつ製作した。

【0047】

実施例１は、外気連通路２５４が最も狭く長い構成になるため、外気と連通するのに最も時間がかかり、その間、保護テープの変形が発生しやすいが、成膜ガスは最も端子開口部２５２に入りづらい構成である。

【0048】

一方、実施例９は、保護テープの変形は最も発生しづらいが、成膜ガスが侵入しやすい構成である。

【0049】

接続数は、子開口部２５２に対する外気連通路２５４の接続数である。接続数「１」は前記第１実施形態のように、１つのチップに対して１つの外気連通路２５４を配置した状態である（実施例１－９）。接続数「２」は前記第２実施形態ように１つのチップに対して対角に２つの外気連通路２５４、２５４を配置し、端子開口部２５２にそれぞれ外気連通路２５４が配置された状態である（実施例１０）。第２実施形態の構成（接続数２）では、Ｌ／Ｓの値は１つの外気連通路２５４の値を記載している。

【0050】

ガス侵入検知室２５５については、１００μｍ×１００μｍ（図３のＷ１×Ｗ２）の大きさが必要であることが事前の評価で判明した。

【0051】

そこで、１００μｍ×１００μｍの大きさのガス侵入検知室２５５を外気連通路２５４の折り返し部と接続した。ガス侵入検知室２５５の接続数は、外気連通路２５４の折り返し部の数により適宜設定した。

【0052】

外気連通路２５４の効果を確認するために、比較対象として外気連通路２５４を配置しない比較例１の第２基板２０２を５枚製作した。

【0053】

各実施形態では、外気連通路２５４は１チップ当たり、図１に示すように１つ配置し、又は、図５に示すように２つ配置し、外気連通路２５４のパターン形状は折り返しパターンとしている。なお、所望のテープ貼り付け条件、保護膜成膜条件などのプロセス条件に応じて形状は適宜設定できる。

【0054】

外気連通路２５４の配置数及び配置箇所は、四隅のうちのいずれかに一箇所、又は四隅の対角の二箇所とすることで、外気連通路２５４を設けることによる第２基板２０２の強度低下を抑えることができる。

【0055】

また、実施形態では液体が通らない連通孔２５３を端子開口部２５２に接続したが、レイアウトに余裕がなく、液体が通らない連通孔２５３を設けることができない場合もある。この場合、後工程で外気連通路２５４を封止する工程を設ければ、本実施形態における共通供給流路５８を連通孔として端子開口部２５２を接続しても、同様の効果を得ることができる。

【0056】

保護テープを貼りつけた際に、端子開口部２５２が閉空間にならず、テープの変形によるテープ剥離を抑制できる。第１基板２０１と貼り合わせる面にパターンを形成してもよいが、貼り合わせる際に接着剤などで埋まらないように注意する必要がある。

【0057】

次に、第２基板２０２の圧電素子収容部１５１を形成した面に、フレキソ印刷により接着剤を薄膜転写し、ウェハ接合装置を用いて、第１基板２０１と第２基板２０２を加圧／加熱接合し、貼り合わせ基板を５０枚製作した。

【0058】

そして、製作した基板を用いて、保護テープ貼り付け後の保護テープ変形の有無、保護膜形成後の外気連通路２５４を介した成膜ガス侵入の有無、接続抵抗、流動時の基板破損の有無を評価した。

【0059】

保護テープ変形有無の評価に関しては、微小なテープの変形状態をとらえるために、端子開口エリアをマイクロスコープで詳細に観察した。そして、僅かでも保護テープの変形が見られたものに関しては、図６の保護テープ変形欄に、「若干の変形あり」と結果を記載している。

【0060】

保護テープの貼り付けは、２５℃、１００Ｐａの条件で行い、保護膜の形成は、１２０℃、２Ｐａ、８ｈの条件で行った。この結果を図６に示している。

【0061】

外気連通路２５４を設けない比較例１の５枚に関しては、すべてのチップに保護テープの変形、及び、変形部からの成膜ガスの侵入があり、すべてのチップが接続抵抗不良（ＮＧ）となった。

【0062】

一方で、外気連通路２５４を設けた基板に関しては、Ｌ／Ｓの値により差が見られた。

【0063】

Ｌ／Ｓの値が１.００～１０．００の実施例５～7に関しては、保護テープ変形無し、成膜ガス侵入無し、接続抵抗ＯＫ、基板の破損無し、という良好な品質が得られた。

【0064】

Ｌ／Ｓの値が０．５０の実施例８に関しては、保護テープ変形、基板の破損はなく、接続抵抗もＯＫであるが、端子開口部２５２にわずかに成膜ガスの侵入がみられた。

【0065】

Ｌ／Ｓの値が１５．００、２０．００の実施例４、３に関しては、成膜ガス侵入、基板の破損はなく、接続抵抗もＯＫであるが、わずかに保護テープの変形が見られた。

【0066】

Ｌ／Ｓの値が０．２５の実施例９に関しては、保護テープの変形、基板の破損はなかったが、端子開口部２５２にわずかに成膜ガスの侵入がみられ、接続抵抗もＯＫではあったが、規格の上限付近であった。

【0067】

Ｌ／Ｓの値が３０.００の実施例２に関しては、外気連通路２５４を介した成膜ガス侵入、基板の破損はなかったが、わずかに保護テープが変形し、そこからわずかに端子開口部２５２への成膜ガス侵入が見られた。接続抵抗に関してはＯＫではあったが、規格の上限付近であった。

【0068】

Ｌ／Ｓの値が５０．００の実施例１に関しては、外気連通路２５４を介した成膜ガス侵入、基板の破損はなかったが、わずかに保護テープが変形し、そこからわずかに端子開口部２５２への成膜ガス侵入が見られた。接続抵抗に関してはＯＫではあったが、実施例２と比べると、さらに上限ぎりぎりＯＫであった。

【0069】

以上から、Ｌ／Ｓの値を０．５０～２０．００の範囲内にすることで所望の接続抵抗が得られることが分かる。また、Ｌ／Ｓの値を１．００～１０．００の範囲内にすることでよりマージンのある外気連通路２５４にできることが分かる。また、Ｌ／Ｓの値が０．２５～１０．００の範囲内にすることで、マイクロスコープによる観察でも保護テープの僅かの変形も認められない状態にすることができることが分かる。

【0070】

また、外気連通路２５４の配置を一箇所、又は対角の２箇所にすることで、いずれの基板にも破損はみられなかった。

【0071】

次に、本発明の第３実施形態について図７ないし図１２を参照して説明する。図７は同実施形態に係る液体吐出ヘッドをノズル面側から見た外観斜視説明図、図８は同じくノズル面と反対側から見た外観斜視説明図、図９は同じく分解斜視説明図、図１０は同じく流路構成部材の分解斜視説明図、図１１は図１０の要部拡大斜視説明図、図１２は同じく流路部分の断面斜視説明図である。

【0072】

液体吐出ヘッド１は、ノズル板１０と、流路板（個別流路部材）２０と、振動板部材３０と、共通流路支流部材５０と、ダンパ部材６０と、共通流路本流部材７０、フレーム部材８０と、第２基板となる配線部材（フレキシブル配線基板）１０１などを備えている。配線部材１０１にはヘッドドライバ（ドライバＩＣ）１０２が実装されている。本実施形態では、個別流路部材２０と振動板部材３０とによって第１基板となるアクチュエータ基板２を構成している。

【0073】

ノズル板１０には、液体を吐出する複数のノズル１１を有している。複数のノズル１１は、二次元状にマトリクス配置されている。

【0074】

個別流路部材２０は、複数のノズル１１に各々連通する複数の圧力室（個別液室）２１と、複数の圧力室２１に各々通じる複数の個別供給流路２２と、複数の圧力室２１に各々通じる複数の個別回収流路２３とを形成している。１つの圧力室２１及びこれに通じる個別供給流路２２と個別回収流路２３を併せて個別流路２５と称する。

【0075】

振動板部材３０は、圧力室２１の変形な可能な壁面である振動板３１を形成し、振動板３１には圧電素子４０が一体に設けられている。また、振動板部材３０には、個別供給流路２２に通じる供給側開口３２と、個別回収流路２３に通じる回収側開口３３とが形成されている。圧電素子４０は、振動板３１を変形させて圧力室２１内の液体を加圧する圧力発生手段である。

【0076】

なお、個別流路部材２０と振動板部材３０とは、部材として別部材であることに限定さるものではない。例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を使用して個別流路部材２０及び振動板部材３０を同一部材で一体に形成することができる。つまり、シリコン基板上に、シリコン酸化膜、シリコン層、シリコン酸化膜の順に成膜されたＳＯＩ基板を使用し、シリコン基板を個別流路部材２０とし、シリコン酸化膜、シリコン層及びシリコン酸化膜とで振動板３１を形成することができる。この構成では、ＳＯＩ基板のシリコン酸化膜、シリコン層及びシリコン酸化膜の層構成が振動板部材３０となる。このように、振動板部材３０は個別流路部材２０の表面に成膜された材料で構成されるものを含む。

【0077】

そして、個別流路部材２０に設けた貫通孔２９Ａと振動板部材３０に設けた貫通孔２９Ｂによって第１基板であるアクチュエータ基板２を貫通する貫通孔２９を形成している。

【0078】

共通流路支流部材５０は、２以上の個別供給流路２２に通じる複数の共通供給流路支流５２と、２以上の個別回収流路２３に通じる複数の共通回収流路支流５３とを交互に隣接して形成している。

【0079】

共通流路支流部材５０には、個別供給流路２２の供給側開口３２と共通供給流路支流５２を通じる供給口５４となる貫通孔と、個別回収流路２３の回収側開口３３と共通回収流路支流５３を通じる回収口５５となる貫通孔が形成されている。

【0080】

また、共通流路支流部材５０は、複数の共通供給流路支流５２に通じる１又は複数の共通供給流路本流５６の一部５６ａと、複数の共通回収流路支流５３に通じる１又は複数の共通回収流路本流５７の一部５７ａを形成している。

【0081】

共通流路支流部材５０は、第１基板であるアクチュエータ基板２と接合する第２基板である。共通流路支流部材５０には、アクチュエータ基板２の圧電素子４０を収容する収容部１５１と、アクチュエータ基板２の圧電素子４０の端子電極（前記第１実施形態の端子電極４４）を露出する端子開口部２５２とを有する。

【0082】

また、共通流路支流部材５０には、アクチュエータ基板２の貫通孔２９に通じる連通孔２５３が設けられ、アクチュエータ基板２との接合面とは反対側に、端子開口部２５２と連通孔２５３とを通じる外気連通路２５４を有している。

【0083】

外気連通路２５４は、連通孔２５３と端子開口部２５２との間で折れ曲がりながら蛇腹状に形成されたパターン形状を有し、外気連通路２５４には、所定の間隔で、複数のガス侵入検知室２５５が連通している。

【0084】

ダンパ部材６０は、共通供給流路支流５２の供給口５４と対面する（対向する）供給側ダンパ６２と、共通回収流路支流５３の回収口５５と対面する（対向する）回収側ダンパ６３を有している。

【0085】

ここで、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３は、同じ部材である共通流路支流部材５０に交互に並べて配列された溝部を、変形可能な壁面を形成するダンパ部材６０で封止することで構成している。

【0086】

共通流路本流部材７０は、複数の共通供給流路支流５２に通じる共通供給流路本流５６と、複数の共通回収流路支流５３に通じる共通回収流路本流５７を形成する。

【0087】

フレーム部材８０には、通供給流路本流５６の一部５６ｂと、共通回収流路本流５７の一部５７ｂが形成されている。共通供給流路本流５６の一部５６ｂはフレーム部材８０に設けた供給ポート８１に通じ、共通回収流路本流５７の一部５７ｂはフレーム部材８０に設けた回収ポート８２に通じている。

【0088】

このように構成したので、前記第１実施形態と同様に、圧力発生手段に通じる端子電極に保護膜が成膜されることが防止され、電気的接続の信頼性が向上する。

【0089】

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は同装置の概略説明図、図１４は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

【0090】

この液体を吐出する装置である印刷装置５００は、連続体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連帳紙、シート材などの連続体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続体５１０を搬出する搬出手段５０９などを備えている。

【0091】

連続体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、搬出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、搬出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。

【0092】

この連続体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上を吐出ユニット５５０及び吐出ユニット５５５に対向して搬送され、吐出ユニット５５０から吐出される液体によって画像が形成され、吐出ユニット５５５から吐出される処理液で後処理が行われる。

【0093】

ここで、吐出ユニット５５０には、例えば、搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５５１Ａ、５５１Ｂ、５５１Ｃ、５５１Ｄ（以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ５５１」という。）が配置されている。

【0094】

各ヘッドアレイ５５１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続体５１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

【0095】

ヘッドアレイ５５１は、例えば、本発明に係る液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１００をベース部材５５２上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。

【0096】

なお、上記実施形態においては、貼り合わせ基板が液体吐出ヘッドを構成部材である例で説明しているが、これに限るものではない。つまり、端子電極を含む第１基板と、第１基板の端子電極を露出させる端子電極開口部を有する第２基板とを接合した貼り合わせ基板において、第１基板には、第１基板を貫通する貫通孔が設けられ、第２基板には、第１基板の貫通孔に通じる連通孔が設けられ、第２基板には、第１基板との接合面とは反対側に、端子電極開口部と連通孔とを通じる外気連通路を有し、外気連通路は、第２基板の四隅のいずれか一箇所、又は、対角の二箇所に設けられている構成とする。

【0097】

このような貼り合わせ基板としては、例えば半導体基板などを挙げることができる。

【0098】

これにより、電気的接続の信頼性を向上できる。

【0099】

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

【0100】

液体を吐出するエネルギー発生源（圧力発生手段）として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

【0101】

「吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構、液体循環装置の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

【0102】

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

【0103】

例えば、吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

【0104】

また、吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

【0105】

また、吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

【0106】

また、吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

【0107】

また、吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

【0108】

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

【0109】

なお、ここでは、「吐出ユニット」について、液体吐出ヘッドとの組み合わせで説明しているが、「吐出ユニット」には上述した液体吐出ヘッドを含むヘッドモジュールやヘッドユニットと上述したような機能部品、機構が一体化したものも含まれる。

【0110】

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド、吐出ユニット、ヘッドモジュール、ヘッドユニットなどを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

【0111】

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

【0112】

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

【0113】

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

【0114】

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

【0115】

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

【0116】

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

【0117】

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

【0118】

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

【符号の説明】

【0119】

１ 液体吐出ヘッド
２ アクチュエータ基板（第１基板）
１０ ノズル板
１１ ノズル
２０ 個別流路部材
２１ 圧力室
２２ 個別供給流路
２３ 個別回収流路
３０ 振動板部材
４０ 圧電素子
５０ 共通流路部材
５２ 共通供給流路支流
５３ 共通回収流路支流
５６ 共通供給流路本流
５７ 共通回収流路本流
１０１ 配線部材（第２基板）
２０１ 第１基板
２０２ 第２基板
２０３ 異方性導電膜
２１２ 配線電極
２１３ 第１絶縁膜
２１４ 第２絶縁膜
２２２ 配線電極
５００ 印刷装置（液体を吐出する装置）
５５０ 吐出ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】