(57)【要約】【課題】接着剤の強度を向上させ、信頼性の高い液体噴射ヘッドを提供する。【解決手段】液体噴射ヘッドは、内部に設けられた流路から供給された液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドであって、前記流路を画定する第１流路部材と、前記流路を画定し、接着剤によって前記第１流路部材と接着される第２流路部材と、を備え、前記接着剤は、主剤と硬化剤とが混合された接着剤であって、前記主剤は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂およびｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂を主成分とし、前記硬化剤は、イミダゾール類を主成分とし、前記第１流路部材の表面には、酸化アルミニウムまたは酸化シリコンを含む第１処理層が形成され、前記第１処理層は、前記接着剤を介して前記第２流路部材と接着される。【選択図】図４
2020203463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に設けられた流路から供給された液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドであって、
前記流路の一部を画定する第１流路部材と、
前記流路の一部を画定し、接着剤によって前記第１流路部材と接着される第２流路部材と、を備え、
前記接着剤は、主剤と硬化剤とが混合された接着剤であって、
前記主剤は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂およびｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂を主成分とし、
前記硬化剤は、イミダゾール類を主成分とし、
前記第１流路部材の表面には、酸化アルミニウムまたは酸化シリコンを含む第１処理層が形成され、
前記第１処理層は、前記接着剤を介して前記第２流路部材と接着されることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記第１処理層が前記接着剤に接触する界面の面積は、前記第１流路部材が前記接着剤と接触する界面の総面積の５０％以上であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記第１流路部材は、前記流路および前記ノズルに連通し、振動板によって画定される圧力室を有する流路基板を含み、
前記流路基板の前記振動板を挟んで前記圧力室の反対側には、
前記圧力室に対応する圧電体と、
前記圧電体に接続された金または白金からなる配線層と、クロム、ニッケル、ニッケルクロム合金、アルミニウムおよび銅から選択される前記配線層の下地層と、から構成される配線部材と、が設けられ、
前記圧電体および前記配線部材と、前記流路と、の間に前記接着剤が設けられることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記配線部材の前記第２流路部材側に、酸化アルミニウムを含む第２処理層が形成され、前記第２処理層は、前記接着剤を介して前記第２流路部材と接着されることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記第１流路部材と前記第２流路部材とが、同じ材料から形成されることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記材料は、単結晶シリコンであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記第２流路部材の前記接着剤と接触する面には、酸化シリコンを含む第３処理層が形成されることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記液体は、溶剤インクであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドと、
媒体を搬送する搬送部と、を備えることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１０】
内部に設けられた流路から供給された液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記流路を画定する第１流路部材を形成する第１流路部材形成工程と、
前記流路を画定する第２流路部材を形成する第２流路部材形成工程と、
前記第１流路部材と前記第２流路部材とを接着剤で接着する接着工程と、を含み、
前記第１流路部材形成工程では、
前記第１流路部材の表面に、酸化アルミニウムまたは酸化シリコンを含む第１処理層を形成し、
前記接着工程では、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂およびｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂を主成分とした主剤と、イミダゾール類を主成分とした硬化剤と、が混合された前記接着剤を用いて、前記第１処理層と前記第２流路部材とを接着する、ことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記第１流路部材形成工程および前記第２流路部材形成工程では、
前記第１流路部材と前記第２流路部材とを同じ材料で形成し、
前記接着工程では、
前記接着剤を１１５度以上で加熱することで前記接着剤を硬化させることを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記接着工程の後に、
水系インクによって前記流路を洗浄する洗浄工程、または、前記ノズルから水系インクを噴射した結果に基づいて前記液体噴射ヘッドの不良の有無を検査する検査工程、を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドの製造方法および液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に示すように、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を主成分とする接着剤を用いて複数の基板同士を接着して構成された液体噴射ヘッドが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−９７５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記液体噴射ヘッドに用いられる接着剤は、耐水性は高いが、耐溶剤性は十分でなかった。そのため、溶剤インクが使用された場合、接着剤が破壊されてしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
液体噴射ヘッドは、内部に設けられた流路から供給された液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドであって、前記流路の一部を画定する第１流路部材と、前記流路の一部を画定し、接着剤によって前記第１流路部材と接着される第２流路部材と、を備え、前記接着剤は、主剤と硬化剤とが混合された接着剤であって、前記主剤は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂およびｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂を主成分とし、前記硬化剤は、イミダゾール類を主成分とし、前記第１流路部材の表面には、酸化アルミニウムまたは酸化シリコンを含む第１処理層が形成され、前記第１処理層は、前記接着剤を介して前記第２流路部材と接着されることを特徴とする。
【０００６】
液体噴射ヘッドの製造方法は、内部に設けられた流路から供給された液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記流路を画定する第１流路部材を形成する第１流路部材形成工程と、前記流路を画定する第２流路部材を形成する第２流路部材形成工程と、前記第１流路部材と前記第２流路部材とを接着剤で接着する接着工程と、を含み、前記第１流路部材形成工程では、前記第１流路部材の表面に、酸化アルミニウムまたは酸化シリコンを含む第１処理層を形成し、前記接着工程では、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂およびｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂を主成分とした主剤と、イミダゾール類を主成分とした硬化剤と、が混合された前記接着剤を用いて、前記第１処理層と前記第２流路部材とを接着する、ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１にかかる液体噴射装置の構成を示す斜視図。
【図２】実施形態１にかかる液体噴射ヘッドの構成を示す分解斜視図。
【図３】実施形態１にかかる液体噴射ヘッドの構成を示す平面図。
【図４】実施形態１にかかる液体噴射ヘッドの構成を示す断面図。
【図５】実施形態１にかかる液体噴射ヘッドの構成を示す断面図。
【図６】実施形態１にかかる接着剤の組成を説明する図。
【図７】実施形態１にかかる液体噴射ヘッドの製造方法を示す断面図。
【図８】実施形態１にかかる液体噴射ヘッドの製造方法を示す断面図。
【図９】実施形態１にかかる液体噴射ヘッドの製造方法を示す断面図。
【図１０】実施形態１にかかる液体噴射ヘッドの製造方法を示す断面図。
【図１１】実施形態１にかかる液体噴射ヘッドの製造方法を示す断面図。
【図１２】実施形態２にかかる液体噴射ヘッドの構成を示す断面図。
【図１３】実施形態３にかかる液体噴射ヘッドの構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
１．実施形態１
まず、液体噴射装置１０００の構成について説明する。
図１は、液体噴射装置１０００の構成を示す斜視図である。液体噴射装置１０００は、媒体としての用紙Ｓに対して液体としてのインクを噴射して画像等の記録を行うインクジェットプリンターである。液体噴射装置１０００は、液体噴射ヘッド１、液体噴射ヘッド１が取り付けられるキャリッジ１００４、キャリッジ１００４を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構１００５、用紙Ｓを副走査方向に搬送する搬送部としての搬送機構１００６等を備える。また、キャリッジ１００４には、液体噴射ヘッド１に対して着脱可能なインクカートリッジ１００７が搭載される。インクカートリッジ１００７には、液体噴射ヘッド１に供給するインクが貯留される。本実施形態におけるインクは、有機溶剤を主成分とする溶剤インクである。溶剤インクに含まれる有機溶剤としては、γ−ブチロラクトンや２−ピロリドン等の複素環化合物；トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル；１，２−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール等のアルカンジオール；オレイン酸エチル等の脂肪酸エステル；等やこれらの混合物が挙げられる。
なお、インクカートリッジ１００７がキャリッジ１００４上ではなく、液体噴射装置１０００の本体側に配置され、インクカートリッジ１００７からインク供給チューブ等を通じて液体噴射ヘッド１にインクを供給する構成であってもよい。
【０００９】
キャリッジ移動機構１００５は、駆動モーター１００９、タイミングベルト１００８及びガイドロッド１０１０を備える。タイミングベルト１００８の一部にキャリッジ１００４が固定される。駆動モーター１００９の動力により、キャリッジ１００４は、架設されたガイドロッド１０１０に案内されて、ガイドロッド１０１０の延在方向である主走査方向に往復移動する。搬送機構１００６は、駆動モーター１０１６及び搬送ローラー１０１７を備える。駆動モーター１０１６の動力により搬送ローラー１０１７が回転することによって、用紙Ｓが主走査方向と交差する副走査方向に搬送される。
液体噴射装置１０００は、搬送機構１００６によって用紙Ｓを副走査方向に順次搬送させつつ、キャリッジ移動機構１００５によって液体噴射ヘッド１を主走査方向に相対移動させて、用紙Ｓ上に画像等を記録する。
【００１０】
次に、液体噴射ヘッド１の構成について説明する。
図２は、液体噴射ヘッド１の構成を示す分解斜視図であり、図３は、液体噴射ヘッド１の構成を示す平面図である。図４は、液体噴射ヘッド１の構成を示し、図３のＡ−Ａ断面図である。図５は、液体噴射ヘッド１の構成を示し、図３のＢ−Ｂ断面図である。また、図６は、接着剤３５の組成を説明する図である。
【００１１】
図２から図４に示すように、液体噴射ヘッド１は、第１流路部材としての流路形成部材１００と、流路形成部材１００の一方面側に配置される第２流路部材としての保護基板３０と、流路形成部材１００の他方面側に配置されるノズルプレート２０と、を備える。
なお、図２において、流路形成部材１００は、流路基板１０と振動板５０とが分離された状態で示しているが、流路形成部材１００において、流路基板１０と振動板５０とは一体形成されたものである。
【００１２】
流路形成部材１００は、流路基板１０と振動板５０と、を有する。流路基板１０の材料としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やニッケル（Ｎｉ）などの金属、酸化ジルコニウム（ＺｒＯX）あるいはアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ランタンアルミネート（ＬａＡｌＯ3）のような酸化物などを用いることができる。本実施形態の流路基板１０の材料は、単結晶シリコンである。
【００１３】
流路基板１０は、ノズルプレート２０に形成されたノズル２１と連通する圧力室１２を画定する。流路基板１０には、一方面側からの異方性エッチングにより、複数の隔壁１１によって画定された圧力室１２がインクを吐出する複数のノズル２１が並設される方向に沿って並設される。本実施形態では、この方向を圧力室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、ノズル２１が開口する液体噴射面の面内において、第１の方向Ｘに直交する方向を第２の方向Ｙと称する。さらに、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの双方に交差する方向を本実施形態では、第３の方向Ｚと称する。なお、本実施形態では、各方向の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるものではない。
【００１４】
流路基板１０における圧力室１２の第２の方向Ｙの一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁１１によって区画される。また、連通路１５の一端には、各圧力室１２の共通のインク室となる流路としてのマニホールド１０１の一部を画定する連通部１３が形成される。すなわち、流路基板１０には、圧力室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられる。
【００１５】
インク供給路１４は、圧力室１２の第２の方向Ｙの一端部側に連通し且つ圧力室１２より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路１４は、マニホールド１０１と各圧力室１２との間の圧力室１２側の流路を幅方向である第１の方向Ｘに絞ることで、圧力室１２の幅より小さい幅で形成される。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成したが、流路の第１の方向Ｘの幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、積層方向である第３の方向Ｚから絞ることでインク供給路を形成してもよい。各連通路１５は、インク供給路１４の圧力室１２とは反対側に連通し、インク供給路１４の第１の方向Ｘより大きい断面積を有する。本実施形態では、連通路１５を圧力室１２と同じ断面積で形成される。
【００１６】
すなわち、流路基板１０には、圧力室１２と、圧力室１２の第１の方向Ｘの断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、インク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の第１の方向Ｘの断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられる。
【００１７】
また、流路基板１０の開口面側には、各圧力室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル２１が穿設されたノズルプレート２０が、熱溶着フィルム等によって固着される。ノズルプレート２０としては、例えば、ステンレス鋼等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、ガラスセラミックス、又はシリコン等を用いることができる。なお、ノズルプレート２０として流路基板１０と同じ単結晶シリコンを用いることで、ノズルプレート２０と流路基板１０との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
【００１８】
流路基板１０のノズルプレート２０とは反対側の表面には、振動板５０が形成される。振動板５０としては、例えば、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、窒化シリコン、ポリシリコン、酸化チタンから選択される少なくとも１種の材料を単層又は積層したものを用いることができる。
本実施形態の振動板５０は、流路形成部材１００の表面としての流路基板１０の表面に形成された酸化シリコン層５１と、酸化シリコン層５１上の所定の位置に形成された酸化ジルコニウム層５２と、で積層されたものである。なお、振動板５０のうち、酸化ジルコニウム層５２が形成されていない酸化シリコン層５１のみの領域が形成される。当該領域に形成される酸化シリコン層５１は酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む第１処理層に相当する。なお、酸化シリコン層５１に替えて酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）を含む処理層であってもよい。
【００１９】
振動板５０の少なくとも流路基板１０側は、流路基板１０をノズルプレート２０が接合される面側から異方性エッチングして圧力室１２等を形成する際に、エッチングストップ層として機能する材料を用いるのが好ましい。すなわち、振動板５０の少なくとも流路基板１０側は、流路基板１０とのエッチングの選択比が異なる材料を用いるのが好ましい。これにより、振動板５０により圧力室１２の厚み方向の寸法が画定され、圧力室１２等を異方性エッチングによって高精度に形成することができる。
【００２０】
また、流路基板１０の振動板５０を挟んで圧力室１２の反対側であって、各圧力室１２に対応する位置に圧電体としての圧電アクチュエーター３００が形成される。圧電アクチュエーター３００は、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とを有する。本実施形態では、圧電アクチュエーター３００が圧力室１２内のインクに圧力変化を生じさせる圧力発生手段となる。ここで、圧電アクチュエーター３００は、圧電素子ともいい、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とを含む部分をいう。また、第１電極６０と第２電極８０との間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活性部３２０という。本実施形態では、圧力室１２毎に活性部３２０が形成される。本実施形態では、第１電極６０は複数の活性部３２０の共通電極であり、第２電極８０は活性部３２０の各々に独立する個別電極である。また、活性部３２０は、第２電極８０によって第１の方向Ｘの端部及び第２の方向Ｙの端部が規定される。
【００２１】
第１電極６０は、第２の方向Ｙにおいて、圧力室１２の端部よりも外側に達するまで設けられる。また、第１電極６０は、複数の活性部３２０に亘って連続して設けられる。具体的には、第１電極６０の第２の方向Ｙの両端部側が第１の方向Ｘに亘って連続して設けられており、第１電極６０の第２の方向Ｙの中央部は、活性部３２０の下のみであり、第１の方向Ｘで互いに隣り合う活性部３２０の間には設けられていない。すなわち、第１の方向Ｘで互いに隣り合う活性部３２０の間の第１電極６０は、圧力室１２の第２の方向Ｙの中央部が溝部３３０によって除去される。
【００２２】
なお、第１電極６０の第１の方向Ｘの幅は、圧力室１２の幅よりも狭い幅を有する。すなわち、第３の方向Ｚから平面視した際に、第１電極６０は圧力室１２に重なるように設けられる。
【００２３】
第１電極６０は、例えば、圧電体層７０を成膜する際に酸化せず、導電性を維持できる材料であることが必要であり、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等の貴金属、またはランタンニッケル酸化物（ＬＮＯ）などに代表される導電性酸化物が好適に用いられる。
【００２４】
圧電体層７０は、第２の方向Ｙの端部が第１電極６０の端部と第２電極８０の端部との間に設けられる。なお、第２電極８０の第２の方向Ｙの端部は、活性部３２０の端部を規定するものであり、第１電極６０の端部よりも内側に配置される。
【００２５】
圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。
【００２６】
第２電極８０は、活性部３２０の第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの端部を規定するものである。このため、第２電極８０は、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の端部よりも内側に設けられる。ここで、第２の方向Ｙにおいて、第２電極８０の端部が第１電極６０の端部よりも内側に設けられているとは、第２の方向Ｙにおいて、第２電極８０の端部が、第１電極６０の端部と同じ位置に設けられているものを含まず、第２電極８０の端部が、第１電極６０の端部よりも第１電極６０の内側、すなわち、中心側に設けられていることをいう。なお、第１の方向Ｘについても同様である。
【００２７】
第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とを有する圧電アクチュエーター３００は、第１の方向Ｘで互いに隣り合う活性部３２０の間に開口する溝部３３０を有する。
【００２８】
溝部３３０は、第１の方向Ｘで互いに隣り合う活性部３２０の間に設けられて、圧電体層７０と第１電極６０とを第３の方向Ｚに貫通し、且つ振動板５０の第３の方向Ｚの厚さの一部に達する深さで設けられる。すなわち、溝部３３０は、振動板５０を貫通することなく形成され、溝部３３０の底面には、振動板５０の流路基板１０側の一部が形成される。
【００２９】
溝部３３０は、第１の方向Ｘの端部が、圧力室１２の端部よりも内側となるように形成される。すなわち、溝部３３０は、第３の方向Ｚから平面視した際に、第１の方向Ｘで互いに隣り合う圧力室１２の間の隔壁１１に重なる位置で、且つ隔壁１１よりも広い幅で形成される。
【００３０】
圧電アクチュエーター３００に溝部３３０を設けることで、活性部３２０の直下の振動板５０の膜厚や材料を変更することなく、第１の方向Ｘにおいて振動板５０の活性部３２０の外側の圧力室１２に対向する領域、いわゆる腕部の膜厚を薄くすることができる。すなわち、第１の方向Ｘにおいて、活性部３２０の外側の腕部上に圧電体層７０を設けないようにすることで、腕部の剛性を低下させることができる。同様に、第１の方向Ｘにおいて活性部３２０の外側の腕部上に第１電極６０を設けないようにすることで、腕部の剛性を低下させることができる。また、腕部の振動板５０の積層方向である第３の方向Ｚの一部を除去することで、腕部の剛性を低下させることができる。特に、第１電極６０は、複数の活性部３２０に共通する共通電極であるが、剛性の高い金属又は金属酸化物からなる第１電極６０を腕部上に設けないようにすることで、腕部の剛性を低下させることができる。このように振動板５０の腕部の剛性を低下させることで、圧電アクチュエーター３００の変位特性を向上、すなわち、低い駆動電圧で大きな変位量を得ることができる。
【００３１】
また、圧電アクチュエーター３００は、保護層２００によって覆われる。保護層２００は、耐湿性を有する絶縁材料からなる。保護層２００としては、無機絶縁材料や有機絶縁材料などを用いることができる。保護層２００として利用できる無機絶縁材料としては、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル（ＴａＯX）、酸化アルミニウム及び酸化チタン（ＴｉＯX）から選択される少なくとも一種が挙げられる。保護層２００の無機絶縁材料としては、特に、無機アモルファス材料である酸化アルミニウムが好ましく、本実施形態では、アルミナが用いられる。
【００３２】
なお、保護層２００として利用できる有機絶縁材料としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、珪素系樹脂及びフッ素系樹脂から選択される少なくとも一種が挙げられる。
【００３３】
本実施形態の保護層２００は、圧電アクチュエーター３００全体を覆う。すなわち、保護層２００は、圧電アクチュエーター３００の溝部３３０の内面に亘って設けられる。保護層２００を溝部３３０内に設けることで、溝部３３０の内面に露出する第１電極６０と第２電極８０との間の電流のリークによる圧電体層７０の破壊を抑制することができる。すなわち、保護層２００は、少なくとも第１電極６０と第２電極８０とが近接して設けられた圧電体層７０の表面を覆っていればよい。したがって、保護層２００は、第２電極８０の上面の略中心領域である主要部に設けずに、第２電極８０の主要部を開口する開口部が設けられていてもよい。このように保護層２００に開口部を設けることで保護層２００による変位の阻害を抑制して、圧電アクチュエーター３００の変位を向上することができる。
【００３４】
また、圧電アクチュエーター３００を保護層２００で覆うことにより、第１電極６０と第２電極８０との間の電流のリークによる圧電体層７０の破壊を抑制することができる。また、保護層２００は、第１電極６０と第２電極８０から引き出された電極配線との絶縁を行う層間絶縁膜として機能させることができ、電極同士の短絡を抑制することができる。
【００３５】
保護層２００上には、圧電アクチュエーター３００の第１電極６０及び第２電極８０から引き出された配線部材としてのリード電極が設けられている。
【００３６】
本実施形態のリード電極は、個別リード電極９１とダミーリード電極９２と、図示しない共通リード電極とを有する。ここで、個別リード電極９１、ダミーリード電極９２、及び共通リード電極は、それぞれ、密着層となる下地層１９１と、下地層１９１上に設けられた配線層１９２とからなる。下地層１９１は、下層との密着性を向上させるためのものであり、その材料としては、例えば、ニッケル、クロム（Ｃｒ）、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、チタンタングステン（ＴｉＷ）等を用いることができる。下地層１９１は、上述したものを単一材料として用いたものであってもよく、また、複数の材料が混合した複数材料であってもよく、さらに、異なる材料の複数層を積層したものであってもよい。本実施形態では、下地層１９１としてニッケルクロム合金を用いた。配線層１９２は、例えば、金（Ａｕ）または白金（Ｐｔ）を用いることができる。本実施形態では、配線層１９２として金を用いた。
【００３７】
個別リード電極９１は、第２の方向Ｙにおいて、第２電極８０のノズル２１側の端部に接続されて第２の方向Ｙに沿って振動板５０上の保護層２００上、すなわち、第１電極６０の端部の外側まで延設されている。個別リード電極９１は、保護層２００に設けられた第１接続孔２０１を介して第２電極８０と電気的に接続されている。
【００３８】
ダミーリード電極９２は、第２の方向Ｙにおいて、第２電極８０のインク供給路１４側の端部で、連通部１３及びマニホールド部３１を挟んで両側に設けられたダミー圧電体層７３及びダミー第２電極８３上に設けられる。ダミー圧電体層７３及びダミー第２電極８３は、圧電体層７０及び第２電極８０とは溝によって隔離されており、保護層２００は、第２電極８０上からダミー第２電極８３上まで連続的に設けられており、ダミーリード電極９２はダミー第２電極８３上に設けられた保護層２００上に設けられている。なお、連通部１３及びマニホールド部３１を挟んで設けられたダミーリード電極９２は、連通部１３をエッチングにより形成するまで流路基板１０上に直接設けられた封止部９３により連続して形成されていた。
【００３９】
なお、ダミーリード電極９２のダミー圧電体層７３及びダミー第２電極８３の上面に対向する位置には、配線層１９２を除去して保護層２００を露出する凹部９２ａが設けられる。これにより、接着剤３５と保護層２００を構成するアルミナとが接触する。また、接着剤３５と接触する領域に形成される保護層２００は、アルミナを含む第１処理層である。即ち、本実施形態における第１処理層は、酸化シリコン層５１及び保護層２００から構成され、接着剤３５を介して保護基板３０と接着される部分の層を指す。
なお、保護層２００が設けられていない構成や、凹部９２ａなどが設けられず、保護層２００が接着剤３５と接触しない構成においては、第１処理層は酸化シリコン層５１のみから構成される層であると解釈する。
【００４０】
圧電アクチュエーター３００が形成された流路基板１０上には、連通部１３に対向する領域にマニホールド部３１が設けられた保護基板３０が配置され、流路基板１０を含む流路形成部材１００と保護基板３０とが接着剤３５を介して接着される。マニホールド部３１は、流路基板１０の連通部１３と連通されて各圧力室１２の共通の液体室となるマニホールド１０１を構成する。すなわち、保護基板３０は、マニホールド１０１の一部となるマニホールド部３１の一部を画定する。また、流路基板１０の連通部１３を圧力室１２毎に複数に分割して、マニホールド部３１のみをマニホールドとしてもよい。さらに、例えば、流路基板１０に圧力室１２のみを設け、流路基板１０と保護基板３０との間に介在する部材、例えば、振動板５０にマニホールド１０１と各圧力室１２とを連通するインク供給路１４を設けてもよい。
【００４１】
保護基板３０には、圧電アクチュエーター３００に対向する領域に、圧電アクチュエーター３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられる。
【００４２】
また、保護基板３０の流路形成部材１００と対向する面には、酸化シリコンを含む酸化シリコン層３８が形成される。当該酸化シリコン層３８は第３処理層に相当する。保護基板３０の第３処理層である酸化シリコン層３８は接着剤３５と接着される。ここで、接着剤３５と接着される保護基板３０の界面は全て酸化シリコン層３８である。
【００４３】
保護基板３０の酸化シリコン層３８が形成された面とは反対側の面には、圧電アクチュエーター３００を駆動するための駆動回路１２０が実装される。駆動回路１２０は、例えば、回路基板や半導体集積回路等を用いることができる。駆動回路１２０と個別リード電極９１及び共通リード電極とは、ボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線１２１を介して電気的に接続される。なお、駆動回路１２０と個別リード電極９１及び共通リード電極との接続は、特に限定されず、ＣＯＦを用いてもよい。
【００４４】
保護基板３０は、流路基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成される。例えば、ガラス、セラミック材料、酸化物等を用いることが好ましく、本実施形態では、保護基板３０の材料は、流路基板１０の材料と同じ単結晶シリコンである。これにより、流路基板１０と保護基板３０との線膨張係数が同等となり、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
【００４５】
また、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合される。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料、例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムからなり、封止膜４１によってマニホールド部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料、例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼等で形成される。固定板４２のマニホールド１０１に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、マニホールド１０１の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止される。
【００４６】
図５は、液体噴射ヘッド１におけるマニホールド１０１の＋Ｘ方向側の部分の構成を示す。図５に示すように、流路基板１０の表面には酸化シリコン層５１が形成される。当該酸化シリコン層５１は第１処理層に相当する。酸化シリコン層５１上には、第１電極６０が形成される。第１電極６０上には、保護層２００が形成される。保護層２００上には、ダミーリード電極９２が形成される。
【００４７】
また、隣接するダミーリード電極９２間の距離寸法、隣接する第１電極６０間の距離寸法および隣接する第２電極８０間の距離寸法のうち、最も小さい距離寸法を最小寸法Ｗとしたとき、最小寸法Ｗは接着剤３５のＺ方向における厚み寸法Ｈ（換言すれば接着剤の転写厚）よりも大きい。図５における最小寸法Ｗは、隣接する第１電極６０間の距離寸法となる。この場合、最小寸法Ｗは、接着剤３５のＺ方向における厚み寸法Ｈの４倍以上であることが好ましい。これにより、流路基板１０の酸化シリコン層５１と接着剤３５との接着面積を増大させることができる。なお、隣接するダミーリード電極９２間の距離寸法が、隣接する第１電極６０間の距離寸法よりも小さい場合には、隣接するダミーリード電極９２間の距離寸法が最小寸法Ｗとなる。
【００４８】
また、前述したように保護基板３０の流路形成部材１００と対向する面には、酸化シリコン層３８が形成されるため、第３処理層としての酸化シリコン層３８と接着剤３５とが接着される。
【００４９】
液体噴射ヘッド１は、インクカートリッジ１００７から溶剤インクを取り込み、マニホールド１０１からノズル２１に至るまで内部を溶剤インクで満たした後、駆動回路１２０からの記録信号に従い、圧力室１２に対応するそれぞれの第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、振動板５０、第１電極６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力室１２内の圧力が高まり、ノズル２１から溶剤インクが噴射される。
【００５０】
ここで、流路形成部材１００と保護基板３０との接着に関して詳細に説明する。
まず、接着剤３５の組成について説明する。接着剤３５は、主剤と硬化剤とが混合されたものである。主剤は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂およびｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂を主成分とし、硬化剤は、イミダゾール類が主成分である。図６に示すように、接着剤３５を構成する各成分の含有量は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が５０ｗｔ％以上６０ｗｔ％未満であり、ｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂が１０ｗｔ％以上２０ｗｔ％未満であり、イミダゾール類の一例であるイミダゾール誘電体が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％未満であり、変性ポリマーが１ｗｔ％以上１０ｗｔ％未満であり、変性シランが０．１ｗｔ％以上１ｗｔ％未満であり、二酸化ケイ素が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である。
【００５１】
接着剤３５の主剤の一部をビスフェノールＦ型樹脂とすることで結合点が増える。また、接着剤３５の主剤の一部をビスフェノールＦ型樹脂とすることで耐水性が向上する。また、接着剤３５の主剤の一部をｐ−アミノフェノールとし、硬化剤をイミダゾール類とすることで、結合点の結合力が向上し、架橋密度が向上する。これにより、溶剤インクに対しても架橋点が切れにくくなり、接着剤３５のせん断強度が向上する。従って、使用されるインクが溶剤インクであっても、接着剤３５の破壊が抑制され、マニホールド１０１から接着剤３５を介して圧電アクチュエーター３００等の内部への溶剤インクの侵入が抑制される。
【００５２】
また、流路形成部材１００の表面には酸化シリコン層５１が形成され、接着剤３５と接着される。さらに、接着剤３５は凹部９２ａを介してアルミナから構成される保護層２００と接着する。接着剤３５の特性により、接着剤３５と酸化シリコンやアルミナとの接着強度は比較的高い。このため、酸化シリコン層５１や保護層２００と接着剤３５との界面における接着強度を向上させることができる。従って、酸化シリコン層５１や保護層２００と接着剤３５との界面を介してマニホールド１０１から圧電アクチュエーター３００等の内部への溶剤インクの侵入が抑制される。
【００５３】
また、保護基板３０における接着剤３５との界面には、第３処理層としての酸化シリコン層３８が形成される。これにより、保護基板３０と接着剤３５との界面の接着強度を高めることができる。従って、酸化シリコン層３８と接着剤３５との界面から圧電アクチュエーター３００等の内部への溶剤インクの侵入が抑制される。
本実施形態では、流路形成部材１００を平面視した場合、凹部９２ａを介して露出する保護層２００がマニホールド１０１の周辺を途切れることなく一様に露出する。すなわち、マニホールド１０１の周辺に配置された保護層２００と接着剤３５とが接着することにより、マニホールド１０１の周辺において、流路形成部材１００と保護基板３０との接着力が一様に向上する。
【００５４】
液体噴射ヘッド１において、第１処理層を構成する酸化シリコンから成る酸化シリコン層５１及びアルミナから成る保護層２００が接着剤３５に接触する界面の面積は、流路形成部材１００が接着剤３５と接触する界面の総面積の５０％以上である。ここで、酸化シリコンから成る酸化シリコン層５１及びアルミナから成る保護層２００が接着剤３５に接触する界面の面積は、酸化シリコン層５１及び保護層２００の接着剤３５と接する平面、端面及び凹凸面等の全ての面を含む。これにより、酸化シリコン層５１及び保護層２００と接着剤３５とが接する面積が広くなるため、さらに流路形成部材１００と接着剤３５との接着強度を高めることができる。
【００５５】
また、圧電アクチュエーター３００には、個別リード電極９１が接続される。当該個別リード電極９１は、ニッケルクロムから成る下地層１９１と、金から成る配線層１９２とで構成される。そして、圧電アクチュエーター３００や配線層１９２等とマニホールド１０１との間には接着剤３５が設けられる。従って、マニホールド１０１から溶剤インクが圧電アクチュエーター３００側に侵入して、個別リード電極９１に接触した場合、腐食やマイグレーションが発生するおそれがある。本実施形態では、接着剤３５と酸化シリコン層５１、保護層２００、酸化シリコン層３８との接着強度が高いため、接着剤３５と接着剤３５と接着する各界面から圧電アクチュエーター３００等の内部への溶剤インクの侵入が抑制され、個別リード電極９１の腐食やマイグレーションの発生を抑制できる。
【００５６】
次に、液体噴射ヘッド１の製造方法について説明する。
図７から図１１は、液体噴射ヘッド１の製造方法を示す断面図である。
本実施形態にかかる液体噴射ヘッド１の製造方法は、マニホールド１０１を画定する第１流路部材としての流路形成部材１００を形成する第１流路部材形成工程と、マニホールド１０１を画定する第２流路部材としての保護基板３０を形成する第２流路部材形成工程と、流路形成部材１００と保護基板３０とを接着剤３５で接着する接着工程と、を含み、第１流路部材形成工程では、流路形成部材１００の表面に、酸化アルミニウムまたは酸化シリコンを含む第１処理層を形成し、接着工程では、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂およびｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂を主成分とした主剤と、イミダゾール類を主成分とした硬化剤と、が混合された接着剤を用いて、第１処理層と第２流路部材とを接着するものである。図７から図１１は、第１流路部材形成工程を示す。
【００５７】
第１流路部材形成工程では、アルミナまたは酸化シリコンを含む第１処理層を形成する。本実施形態では、図７に示すように、流路形成部材１００の流路基板１０の一方の表面に酸化シリコン層５１を形成する。次いで、酸化シリコン層５１上に酸化ジルコニウム層５２を積層する。これにより、振動板５０が形成される。酸化シリコン層５１は第１処理層に相当する。そして、振動板５０上に第１電極６０を設けてパターニングする。
【００５８】
酸化シリコン層５１の製造方法としては、例えば、シリコン単結晶基板からなる流路基板１０を熱酸化することで酸化シリコン層５１を形成することができる。なお、酸化シリコン層５１は、スパッタリング法等によって形成してもよい。
【００５９】
次に、図８に示すように、圧電体層７０及び第２電極８０を形成し、パターニングする。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  VaporDeposition）法（気相法）などで形成することができる。
【００６０】
その後、図９に示すように、保護層２００を形成する。保護層２００は無機絶縁材料としてアルミナが用いられる。保護層２００を形成することで、第１電極６０と第２電極８０との電気的な絶縁を確実に行う。そして、保護層２００をパターニングし、第１接続孔２０１と上述した封止部となる部分の保護層２００を除去する。さらに、図１０に示すように、封止部９３となる部分の第１電極６０、酸化ジルコニウム層５２及び酸化シリコン層５１を除去する。
【００６１】
次に、図１１に示すように、下地層１９１及び配線層１９２を成膜すると共にパターニングすることで、個別リード電極９１、ダミーリード電極９２及び封止部９３を形成する。また、ダミーリード電極９２の一部をエッチングすることにより凹部９２ａを形成し、保護層２００を露出させる。その後、湿式エッチングなどにより連通部１３及び圧力室１２などを形成する。
【００６２】
次いで、接着工程では、接着剤３５で流路形成部材１００と保護基板３０とを接着する。第１流路部材形成工程及び第２流路部材形成工程では、流路形成部材１００の流路基板１０と保護基板３０とを同じ材料で形成する。本実施形態では、単結晶シリコンが用いられる。
接着剤３５は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂およびｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂を主成分とした主剤と、イミダゾール類を主成分とした硬化剤と、が混合されたものである。なお、接着剤３５の詳細は上記同様である。接着工程では、接着剤３５が酸化シリコン層５１、凹部９２ａを介した保護層２００及び酸化シリコン層３８を含む界面で接着される。なお、接着剤３５を１１５度以上で加熱することで接着剤３５を硬化させる。接着剤３５にはイミダゾール類が含まれるため、高温での加熱処理が必要であるが、流路形成部材１００の流路基板１０と保護基板３０とが同じ材料であるため、歪等が抑制され、線膨張係数の違いによる接着不良を抑制できる。
【００６３】
接着工程の後、封止部９３の下地層１９１及び配線層１９２を除去して連通部１３とマニホールド部３１とを連通することにより液体噴射ヘッド１が形成される。
【００６４】
また、液体噴射ヘッド１が形成された後、必要に応じて、水系インクを用いてマニホールド１０１等の流路を洗浄する洗浄工程や、ノズル２１から水系インクを噴射した結果に基づいて液体噴射ヘッド１の不良の有無を検査する検査工程等を行ってもよい。
【００６５】
洗浄工程や検査工程において水系インクを使用しても、接着剤３５の損傷を抑止することができる。この場合、例えば、溶剤インクを用いて洗浄を行った場合に比べて、溶剤インクの残渣等の影響が少ないため、液体噴射ヘッド１の保存性を高めることができる。
なお、検査工程では、例えば、圧電アクチュエーター３００のクラックの有無の検査が電気的特性を用いて行われる。この場合、溶剤インクは導電性を有さないため、クラック検査には適さない。そこで、導電性を有する水系インクを用いることが必須となる。この場合でも、接着剤３５は水系インクに対する耐水性も高いので、確実に検査を行うことができる。
【００６６】
２．実施形態２
図１２は、液体噴射ヘッド１Ａの構成を示す断面図である。なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略し、実施形態１と異なる点、すなわち、絶縁保護層２１０が付加された点について説明する。
【００６７】
本実施形態の液体噴射ヘッド１Ａでは、個別リード電極９１、ダミーリード電極９２及び図示しない共通リード電極からなる引き出し配線の下地層１９１の露出部を覆うように絶縁保護層２１０が設けられる。絶縁保護層２１０は第２処理層に相当する。ここで、下地層１９１の露出部とは、下地層１９１及び配線層１９２をパターニングしたことにより露出するパターニング端面である。このようなパターニング端面は、非常に微小な領域であるが、湿気やインクなどにより腐食が生じ、これが電気的な不具合に繋がる虞があることを知見し、このような知見に基づき、下地層１９１のパターニング端面を少なくとも覆うように絶縁保護層２１０を設けるものである。
【００６８】
絶縁保護層２１０は、保護層２００と同様な無機絶縁材料を用いることができる。絶縁保護層２１０として利用できる無機絶縁材料としては、酸化シリコン、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、ケイ酸タンタル（ＴａＳｉＯX）、酸化ハフニウム（ＨｆＯX）、ケイ酸ハフニウム（ＨｆＳｉＯX）、窒化アルミニウム（ＡｌＮX）、窒化ケイ素（ＳｉＮX）、酸化アルミニウム及び酸化チタンから選択される少なくとも一種が挙げられ、絶縁保護層２１０としては、特に、無機アモルファス材料である酸化アルミニウムが好適であり、本実施形形態では、アルミナが用いられる。これにより、保護能力が高いだけでなく、高熱伝導性率である為に、圧力室１２毎の熱分布を均一化する性能が高い為である。
【００６９】
絶縁保護層２１０の成膜方法は、特に限定されず、化学気相成長法（ＣＶＤ）、原子層堆積法（ＡＬＤ）などを用いて成膜すればよいが、配線層１９２である金の拡散を防止するために、低温ＣＶＤで成膜するのが好ましい。低温ＣＶＤは、例えば、１３０℃〜１４０℃で絶縁保護層２１０を成膜することにより、配線層１９２の熱拡散を防止することができる。またＡＬＤで成膜するのも好ましい。低温でピンホールが少ない緻密な膜を形成できる。なお、保護層２００に関しては、配線層１９２上に設けるものではないので、３００℃以上の高温ＣＶＤで成膜してもよい。
【００７０】
絶縁保護層２１０は、接着剤３５を介して保護基板３０と接着される。これにより、絶縁保護層２１０と接着剤３５との界面における接着強度を向上させることができる。従って、絶縁保護層２１０と接着剤３５との界面を介してマニホールド１０１から圧電アクチュエーター３００等の内部への溶剤インクの侵入が抑制される。
【００７１】
液体噴射ヘッド１Ａにおいて、酸化シリコンから成る酸化シリコン層５１及びアルミナから成る絶縁保護層２１０が接着剤３５に接触する界面の面積は、流路形成部材１００が接着剤３５と接触する界面の総面積の９０％以上である。換言すると、第１処理層及び第２処理層が接着剤３５に接触する界面の面積は、流路形成部材１００が接着剤３５と接触する界面の総面積の９０％以上である。ここで、酸化シリコンから成る酸化シリコン層５１及びアルミナから成る絶縁保護層２１０が接着剤３５に接触する界面の面積は、酸化シリコン層５１及び絶縁保護層２１０の接着剤３５と接する平面、端面及び凹凸面等の全ての面を含む。これにより、酸化シリコン層５１及び絶縁保護層２１０と接着剤３５とが接する面積が広くなるため、さらに流路形成部材１００と接着剤３５との接着強度を高めることができる。
【００７２】
３．実施形態３
図１３は、液体噴射ヘッド１Ｂの構成を示す断面図である。
なお、実施形態１と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略し、実施形態１と異なる点、すなわち、流路保護層４９が付加された点について説明する。
【００７３】
本実施形態の液体噴射ヘッド１Ｂは、マニホールド１０１を画定する面に流路保護層４９が形成される。具体的には、マニホールド１０１を画定する面のうち保護基板３０のマニホールド部３１を画定する面から流路形成部材１００の連通部１３を画定する面に亘って流路保護層４９が形成される。流路保護層４９は、マニホールド１０１を画定する接着剤３５の面にも形成される。流路保護層４９は、溶剤インクに対して耐性を有する材料からなる。例えば、酸化タンタル（ＴａＯｘ）が好適である。流路保護層４９は、例えば、原子層堆積法によって形成される。
【００７４】
マニホールド１０１を画定する面が流路保護層４９に覆われるため、流路保護層４９が設けられた面の溶剤インクによる浸食が抑制できる。その結果、液体噴射ヘッド１Ｂの信頼性が向上する。
なお、流路保護層４９を、圧力室１２、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が画定される面にも形成してもよい。このようにすれば、耐溶剤性の高い液体噴射ヘッド１Ｂを提供することができる。
【００７５】
４．変形例１
上記実施形態では、流路形成部材１００と保護基板３０とを接着剤３５で接着させたが、さらに、流路形成部材１００の流路基板１０とノズルプレート２０とを接着剤３５を用いて接着させてもよい。この場合、流路基板１０とノズルプレート２０とは、同じ材料であり、例えば、単結晶シリコンであることが好ましい。同じ線膨張係数により、接着剤３５を硬化させる際に高温の加熱硬化を行っても構造上において歪みの影響を低減できる。さらに、流路基板１０の接着剤３５との接着面に、例えば、酸化シリコンを含む処理層を形成する。また、ノズルプレート２０の接着剤３５との接着面にも同様に、酸化シリコンを含む処理層を形成する。このようにすれば、流路基板１０とノズルプレート２０との接着強度をより高めることができる。
【００７６】
５．変形例２
上記実施形態の液体噴射ヘッド１，１Ａ，１Ｂでは、溶剤インクを用いる場合について説明したが、これに限定されない。例えば、水系インクを用いてもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。
【００７７】
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
【００７８】
液体噴射ヘッドは、内部に設けられた流路から供給された液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドであって、前記流路の一部を画定する第１流路部材と、前記流路の一部を画定し、接着剤によって前記第１流路部材と接着される第２流路部材と、を備え、前記接着剤は、主剤と硬化剤とが混合された接着剤であって、前記主剤は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂およびｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂を主成分とし、前記硬化剤は、イミダゾール類を主成分とし、前記第１流路部材の表面には、酸化アルミニウムまたは酸化シリコンを含む第１処理層が形成され、前記第１処理層は、前記接着剤を介して前記第２流路部材と接着されることを特徴とする。
【００７９】
この構成によれば、接着剤の主剤の一部をビスフェノールＦ型樹脂とすることで結合点が増える。また、主剤の一部をｐ−アミノフェノールとし、硬化剤をイミダゾール類とすることで、架橋密度が向上する。これにより、溶剤系の液体に対しても架橋点が切れにくくなり、接着剤のせん断強度が向上する。これにより、耐溶剤性が向上し、溶剤系の液体を使用した場合であっても、接着剤の破壊が抑制される。
さらに、接着剤は、酸化アルミニウムまたは酸化シリコンを含む第１処理層と接着されるため、接着剤と第１処理層との界面における接着強度を向上させることができる。これにより、接着剤と第１処理層との界面からの液体の侵入を抑制できる。
【００８０】
上記液体噴射ヘッドでは、前記第１処理層が前記接着剤に接触する界面の面積は、前記第１流路部材が前記接着剤と接触する界面の総面積の５０％以上であることが好ましい。
【００８１】
この構成によれば、接着剤と接する酸化アルミニウムや酸化シリコンの面積が比較的広くなるため、接着強度を向上させることができる。
【００８２】
上記液体噴射ヘッドの前記第１流路部材は、前記流路および前記ノズルに連通し、振動板によって画定される流路基板を含み、前記流路基板の前記振動板を挟んで前記圧力室の反対側には、前記圧力室に対応する圧電体と、前記圧電体に接続された金または白金からなる配線層と、クロム、ニッケル、ニッケルクロム合金、アルミニウムおよび銅から選択される前記配線層の下地層と、から構成される配線部材と、が設けられ、前記圧電体および前記配線部材と前記流路との間に前記接着剤が設けられることが好ましい。
【００８３】
この構成によれば、流路から接着剤を介して圧電体及び配線部材側への液体の侵入が抑制され、配線部材の腐食やマイグレーションを低減することができる。
【００８４】
上記液体噴射ヘッドでは、前記配線部材の前記第２流路部材側に、酸化アルミニウムを含む第２処理層が形成され、前記第２処理層は、前記接着剤を介して前記第２流路部材と接着されることが好ましい。
【００８５】
この構成によれば、配線部材の第２流路部材側に設けられた第２処理層が接着剤と接着される。酸化アルミニウムと接着剤との接着力は、金、白金やクロム等と接着剤との接着力に比べて高いため、接着強度をより高める構成が可能となる。
【００８６】
上記液体噴射ヘッドでは、前記第１流路部材と前記第２流路部材とが、同じ材料から形成されることが好ましい。
【００８７】
この構成によれば、第１流路部材の線膨張係数と第２流路部材の線膨張係数とが等しくなるため、接着剤を硬化させる際に高温の加熱処理を行っても構造上において歪みの影響を低減できる。特に、接着剤には、高温での加熱処理が必要なイミダゾールが含まれるため、より効果的である。
【００８８】
上記液体噴射ヘッドの前記材料は、単結晶シリコンであることが好ましい。
【００８９】
この構成によれば、第１流路部材と第２流路部材の線膨張係数が等しいため、熱処理した場合でも歪み等の影響を低減できる。
また、第１流路部材及び第２流路部材の各表面に容易に酸化シリコン層を形成することが可能となる。そして、酸化シリコン層が形成された面と接着剤とを接着させることで、各部材と接着剤との界面の接着強度を高めることができる。
【００９０】
上記液体噴射ヘッドでは、前記第２流路部材の前記接着剤と接触する面には、酸化シリコンを含む第３処理層が形成されることが好ましい。
【００９１】
この構成によれば、第３処理層と接着剤とを接着させることで、第２流路部材と接着剤との界面の接着強度を高めることができる。
【００９２】
上記液体噴射ヘッドでは、前記液体は、溶剤インクであることが好ましい。
【００９３】
この構成によれば、溶剤インクを使用しても品質の高い液体噴射ヘッドを提供することができる。
【００９４】
液体噴射装置は、上記の記載の液体噴射ヘッドと、媒体を搬送する搬送部と、を備えることを特徴とする。
【００９５】
この構成によれば、信頼性の高い液体噴射装置を提供することができる。
【００９６】
液体噴射ヘッドの製造方法は、内部に設けられた流路から供給された液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記流路を画定する第１流路部材を形成する第１流路部材形成工程と、前記流路を画定する第２流路部材を形成する第２流路部材形成工程と、前記第１流路部材と前記第２流路部材とを接着剤で接着する接着工程と、を含み、前記第１流路部材形成工程では、前記第１流路部材の表面に、酸化アルミニウムまたは酸化シリコンを含む第１処理層を形成し、前記接着工程では、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂およびｐ−アミノフェノール型エポキシ樹脂を主成分とした主剤と、イミダゾール類を主成分とした硬化剤と、が混合された前記接着剤を用いて、前記第１処理層と前記第２流路部材とを接着する、ことを特徴とする。
【００９７】
この構成によれば、接着剤の主剤の一部をビスフェノールＦ型樹脂とすることで結合点が増える。また、主剤の一部をｐ−アミノフェノールとし、硬化剤をイミダゾール類とすることで、架橋密度が向上する。これにより、溶剤系の液体に対しても架橋点が切れにくくなり、接着剤のせん断強度が向上する。これにより、耐溶剤性が向上し、溶剤系の液体を使用した場合であっても、接着剤の破壊が抑制される。
さらに、接着剤は、酸化アルミニウムまたは酸化シリコンを含む第１処理層と接着されるため、接着剤と第１処理層との界面における接着強度を向上させることができる。これにより、接着剤と第１流路部材との界面からの液体の侵入を抑制できる。
【００９８】
上記液体噴射ヘッドの製造方法の前記第１流路部材形成工程および前記第２流路部材形成工程では、前記第１流路部材と前記第２流路部材とを同じ材料で形成し、前記接着工程では、前記接着剤を１１５度以上で加熱することで前記接着剤を硬化させることが好ましい。
【００９９】
この構成によれば、接着剤を確実に硬化させることができる。また、接着剤を硬化させるために比較的高い温度がかけられるが、第１流路部材と第２流路部材とが同じ材料であるため、歪等の発生が抑制され、接着不良を抑制できる。
【０１００】
上記液体噴射ヘッドの製造方法では、前記接着工程の後に、水系インクによって前記流路を洗浄する洗浄工程、または、前記ノズルから水系インクを噴射した結果に基づいて前記液体噴射ヘッドの不良の有無を検査する検査工程、を含むことが好ましい。
【０１０１】
この構成によれば、接着剤の主剤の一部をビスフェノールＦ型樹脂とすることで耐水性を向上させているため、洗浄工程や検査工程において水系インクを使用しても接着剤の損傷を抑止することができる。また、例えば、溶剤インクを用いて洗浄を行った場合には、溶剤インクの残渣による腐食等のおそれがあるが、水系インクの洗浄では残渣による腐食等の発生を抑制でき、液体噴射ヘッドの保存性を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１，１Ａ，１Ｂ…液体噴射ヘッド、１０…流路基板、１２…圧力室、２０…ノズルプレート、２１…ノズル、３０…保護基板、３５…接着剤、３８…酸化シリコン層、４９…流路保護層、５０…振動板、５１…酸化シリコン層、６０…第１電極、７０…圧電体層、７３…ダミー圧電体層、８０…第２電極、８３…ダミー第２電極、９１…個別リード電極、９２…ダミーリード電極、１００…流路形成部材、１０１…マニホールド、１２１…接続配線、１９１…下地層、１９２…配線層、２００…保護層、２１０…絶縁保護層、３００…圧電アクチュエーター、１０００…液体噴射装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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