JP2006281777A - 液滴吐出ヘッド、及び、液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルの高密度化と、それに伴う微細ピッチ配線の形成を実現可能にして高解像度化が図れるようにするとともに、小型化も図れるようにしたインクジェット記録ヘッドを得る。
【解決手段】振動板５２及び圧電素子５４を含んで構成される圧電素子基板５０を間に置いて、下側に流路基板８０を配置し、上側に第１上部基板７０を配置する。圧電素子５４は、バンプ７８で第１上部基板７０と電気接続され、圧電素子５４を駆動させる駆動ＩＣ７７は、第１上部基板７０に実装されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、液滴を吐出するノズルと、ノズルと連通するとともに流体が充填される圧力室と、圧力室の一部を構成する振動板と、圧力室へ流体流路を介して供給する流体をプールする流体プール室と、振動板を変位させる圧電素子と、を有する液滴吐出ヘッド、及び、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置に関する。

従来から、液滴吐出ヘッドとして、インクジェット記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」という場合がある）の複数のノズルから選択的にインク滴を吐出し、記録紙等の記録媒体に文字や画像等を印刷するインクジェット記録装置は知られている。

ところで、インクジェット記録装置において、その記録ヘッドには圧電方式やサーマル方式等がある。例えば圧電方式の場合には、図２５、図２６で示すように、インクタンクからインクプール室２０２を経てインクが供給される圧力室２０４に、圧電素子（電気エネルギーを機械エネルギーに変換するアクチュエーター）２０６が設けられ、その圧電素子２０６が圧力室２０４の体積を減少させるように凹状に撓み変形して中のインクを加圧し、圧力室２０４に連通するノズル２０８からインク滴２００Ａとして吐出させるように構成されている。

このような構成のインクジェット記録ヘッドにおいて、近年では、低コストで小型でありながら、高解像度な印刷が可能とされることが求められている。この要求に応えるためには、ノズルを高密度に配設することが必要となるが、現状の記録ヘッドでは、図示するように、ノズル２０８の隣に（ノズル２０８とノズル２０８の間に）インクプール室２０２が設けられているため、ノズル２０８を高密度に配設することにも限界があった。

また、インクジェット記録ヘッドには、所定の圧電素子に電圧を印加する駆動ＩＣを設けるが、従来は、図２７で示すように、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線基板）２１０で実装していた。つまり、振動板２１４上に設けられた圧電素子２０６上面の金属電極表面に、ＦＰＣ２１０に形成したバンプ２１２を接合することによって接続していた。このＦＰＣ２１０には駆動ＩＣ（図示省略）が実装されているため、この段階で圧電素子２０６と駆動ＩＣが電気的に接続されることになる。

また、記録ヘッドの外部表面に設けられた電極端子と、駆動ＩＣが実装された実装基板上の電極端子をワイヤーボンディング法で接続するという方法がある（例えば、特許文献１参照）。更に、記録ヘッドの外部表面に設けられた電極端子に駆動ＩＣを接合して接続した後、その記録ヘッドに設けられた引き出し配線の電極端子にＦＰＣを接合して接続するという方式がある（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、何れの場合も、ピッチが微細（例えば、１０μｍピッチ以下）な配線を形成することができないため、ノズル密度が高くなると、実装基板やＦＰＣのサイズが大きくなり、小型化を阻害したり、コストをアップさせたりするという問題がある。また、ノズル密度が高くなった場合には、所望の抵抗値を有する配線を引き回すことができず、配線密度の制限によるノズル高密度化の限界を有していた。
特開平２−３０１４４５号公報 特開平９−３２３４１４号公報

本発明は、このような問題点に鑑み、ノズルの高密度化と、それに伴う微細ピッチ配線の形成を実現可能にして高解像度化が図れるようにするとともに、小型化も図れるようにした液滴吐出ヘッド、及び、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルと、前記ノズルと連通し、流体が充填される圧力室と、前記圧力室の一部を構成する振動板、及び、この振動板を変位させる圧電素子、を含んで構成される圧電素子基板と、前記圧電素子基板を間に置いて前記圧力室と反対側に設けられ、前記圧力室へ供給する流体をプールする流体プール室と、前記流体プール室と前記圧電素子基板との間に前記圧電素子基板と離間して対向するように配置され、前記流体プール室から前記圧力室へ流体を供給するための貫通口が形成された上部基板と、前記圧電素子基板を間に置いて前記圧力室と反対側に前記圧電素子基板と離間して対向するように設けられた上部基板と、前記上部基板に形成され、少なくとも前記圧電素子を駆動させる駆動手段と接続される配線と、対向する前記上部基板と前記圧電素子との間に配置され、前記配線と前記圧電素子とを電気接続する接続部材と、を備えている。

請求項１に記載の発明では、流体プール室が圧電素子基板を間に置いて圧力室と反対側に設けられているので、圧力室を互いに近接して配設することができ、圧力室毎に設けられるノズルを高密度に配設することができる。

また、駆動手段と圧電素子とを接続するための配線は上部基板に設けられ、対向する圧電素子と前記配線とを接続部材により電気接続している。したがって、駆動手段との配線を圧電素子基板に設けた場合のように圧電素子により形成される基板上の段差を乗り越えて引き出す必要がなく、配線が容易になる。

また、本発明の液滴吐出ヘッドでは、流体プール室と前記圧電素子基板との間に上部基板が配置されているので、上部基板により圧電素子を隔離用の層を形成することなく容易に流体から隔離することができる。また、上部基板に貫通口を形成することで、各圧力室へ容易に流体を供給することができる。

請求項２に記載の液滴吐出ヘッドは、前記配線が、前記上部基板の前記圧電素子基板と対向する側の対向面に形成された対向配線を含んで構成されていること、を特徴とする。

上記構成のように、上部基板の対向面に対向配線を形成することにより、接続部材と簡易な構成で容易に接続することができる。

請求項３に記載の液滴吐出ヘッドは、前記配線が、前記対向面とこの対向面の裏側の裏面とを貫通した貫通配線、及び、この貫通配線と接続され前記裏面に配設された裏面配線を含んで構成されていること、を特徴とする。

上記構成のように、上部基板の裏面に裏面配線を形成することにより、配線を形成可能な面積が増え、配線の自由度が増加する。

請求項４に記載の液滴吐出ヘッドは、前記駆動手段が、前記上部基板と異なる基板上に実装されていること、を特徴とする。

上記構成によれば、駆動手段が上部基板に実装されていないので、液滴吐出ヘッドを小型化することができる。

請求項５に記載の液滴吐出ヘッドは、前記駆動手段が、前記上部基板に実装されていること、を特徴とする。

上記構成によれば、熱源となりうる駆動手段が上部基板に配置されているので、圧電素子基板に実装されている場合と比較して、圧力室内の流体の温度上昇を抑制することができる。

請求項６に記載の液滴吐出ヘッドは、前記駆動手段が、前記裏面に実装されていること、を特徴とする。

上記構成によれば、駆動手段は上部基板と圧電素子基板の間に配置されていないので、上部基板と圧電素子基板の接合後も容易に実装することができる。

請求項７に記載の液滴吐出ヘッドは、前記駆動手段が、前記流体プール室内に配置されていること、を特徴とする。

上記構成のように、熱源となりうる駆動手段を流体プール室内に配置することにより、流体プール室内の流体で駆動手段を冷却することができ、駆動手段の発熱による各基板への影響を抑制することができる。

請求項８に記載の液滴吐出ヘッドは、前記駆動手段が、前記上部基板の前記対向面に実装されていること、を特徴とする。

上記構成によれば、簡易な構成で駆動手段を実装することができる。また上部基板の裏面（流体プール室側の面）に、ＩＣ等の駆動手段となるデバイスを実装しなくてもよいため、流体プール室の隔壁を接合するスペースを設ける必要がなくなり、液滴吐出ヘッドを小型化することができる。

なお、請求項１乃至請求項８に記載の液滴吐出ヘッドの駆動手段は、請求項９に記載のように集積回路で構成したり、請求項１０に記載のように薄膜トランジスタを含んで構成したりすることができる。

請求項１１に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記貫通口が、１つの前記圧電素子に対して１つ形成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、個々の圧力室について、他の圧力室からの振動の影響を受けにくくすることができる。

請求項１２に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記上部基板と前記圧電素子基板との間に設けられ、前記貫通口と連通されて前記圧力室へ流体を供給する流体供給路を構成すると共に、前記上部基板と前記圧電素子基板との間に空洞を構成するリブ隔壁、をさらに備えたこと、を特徴とする。

上記構成では、リブ隔壁により、貫通口と連通された流体供給路、及び、上部基板と圧電素子基板との間に空洞が構成される。したがって、簡易な構成で、圧力室へ流体供給を行なうことができると共に、振動板の変形が阻害されないための空洞を構成することができる。また、容易に、圧電素子を流体から隔離することができる。

請求項１３に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項１２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記空洞が、大気に連通していることを特徴とする。

上記構成によれば、前記空洞が密閉されている場合に生じる空洞内の空気圧の変動を防止することができる。

請求項１４に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項１乃至請求項１３に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズルが、マトリクス状に配設されていることを特徴とする。

このように、ノズルをマトリクス状に配設することにより、高解像度化を実現することができる。

請求項１５に記載の液滴吐出装置は、請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたものである。

本発明の液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドのノズルを高密度に配置できるので、高解像度の画像を記録することができる。また、液滴吐出ヘッドを小型化することができるので、液滴吐出装置についても、小型化を図ることができる。

以上、本発明によれば、ノズルの高密度化と、それに伴う微細ピッチ配線の形成を実現可能にして高解像度化が図れ、かつ、液滴吐出ヘッドの小型化も図ることができる。

［第１実施形態］
インクジェット記録装置１０は、図１に示すように、用紙を送り出す用紙供給部１２と、用紙の姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴を吐出して用紙に画像形成する記録ヘッド部１６と、記録ヘッド部１６のメンテナンスを行なうメンテナンス部１８とを備える記録部２０と、記録部２０で画像形成された用紙を排出する排出部２２とから基本的に構成される。

用紙供給部１２は、用紙が積層されてストックされているストッカ２４と、ストッカ２４から１枚ずつ枚葉してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。

レジ調整部１４は、ループ形成部２８と用紙の姿勢を制御するガイド部材２９が備えられており、この部分を通過することによって用紙のコシを利用してスキューが矯正されると共に搬送タイミングが制御されて記録部２０に進入する。

排出部２２は、記録部２０で画像が形成された用紙を排紙ベルト２３を介してトレイ２５に収納するものである。

記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８の間には、記録紙Ｐが搬送される用紙搬送路１０４が構成されている（搬送方向を矢印Ｈで示す）。スターホイール１７と搬送ロール１９とで記録紙Ｐを挟持しつつ連続的に（停止することなく）搬送する。そして、この用紙に対して、記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され当該記録紙Ｐに画像が形成される。

メンテナンス部１８は、インクジェット記録ヘッド３２に対して対向配置されるメンテナンス装置２１で構成されており、インクジェット記録ヘッド３２に対するキャッピングや、ワイピング、さらにダミージェットやバキューム等の処理を行うことができる。

図２に示すように、インクジェット記録ユニット３０のそれぞれは、用紙搬送方向と直交する方向に配置された、複数のインクジェット記録ヘッド３２を備えている。インクジェット記録ヘッド３２には、マトリックス状に複数のノズル８４が形成されている。用紙搬送路１０４を連続的に搬送される記録紙Ｐに対し、ノズル８４からインク滴を吐出することで、記録紙Ｐ上に画像が記録される。なお、インクジェット記録ユニット３０は、たとえば、いわゆるフルカラーの画像を記録するために、ＹＭＣＫの各色に対応して、少なくとも４つ配置されている。

図３に示すように、それぞれのインクジェット記録ユニット３０のノズル８４による印字領域幅は、このインクジェット記録装置１０での画像記録が想定される記録紙Ｐの用紙最大幅ＰＷよりも長くされており、インクジェット記録ユニット３０を紙幅方向に移動させることなく記録紙Ｐの全幅にわたる画像記録が可能とされている（いわゆるＦｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＦＷＡ））。ここで、印字領域とは、用紙の両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる用紙最大幅ＰＷよりも大きくとっている。これは、用紙が搬送方向に対して所定角度傾斜して（スキューして）搬送されるおそれがあること、また縁無し印字の要請が高いためである。

以上のような構成のインクジェット記録装置１０において、次にインクジェット記録ヘッド３２について詳細に説明する。図４はインクジェット記録ヘッド３２の断面構成を示す概略図であり、図５は図４の一部を平面視した概略図である。

本実施形態のインクジェット記録ヘッド３２は、図６に示すように、流路基板８０、圧電素子基板５０、第１上部基板７０、及び、インクプール部材９０を、この順に下側から積層配置して構成されている。

図４、図５、及び図６に示すように、流路基板８０には、インク滴を吐出するノズル８４がマトリクス状（図２参照）に形成され、ノズル８４毎にノズル８４と連通した圧力室８６が形成されている。圧力室８６には、インクが充填されている。各圧力室８６は、圧力隔壁８２で区画されている。

インクプール部材９０には、図示しないインクタンクと連通するインク供給ポート９２が設けられている。インクプール部材９０は、下側に配置される上部基板７０との間で所定の形状及び容積を有するインクプール室９４を構成しており、インク供給ポート９２から注入されたインクは、インクプール室９４に貯留される。

第１上部基板７０は、支持体となり得る強度を有する絶縁体であるガラス基板７２を含んで構成されている。本実施形態ではガラスを用いるが、他に例えば、セラミックス、シリコーン、樹脂等、でも構成することができる。

ガラス基板７２の下側面（以下「対向面７２Ａ」という）には、後述する駆動ＩＣ７７へ通電するための金属配線７４が形成されている。この金属配線７４は、平らなガラス基板７２に段差なく形成されており、樹脂膜７６で被覆保護されている。金属配線７４には、バンプ７８が設けられている。バンプ７８は、後述する圧電素子基板５０の上部電極５８と電気接続され、ガラス基板７２に実装された後述の駆動ＩＣ７７の厚みよりも厚くなるようにされている。このバンプ７８により、駆動ＩＣ７７と圧電素子５４とが金属配線７４を介して電気接続される。

ガラス基板７２には、インクプール室９４に貯留されているインクを圧力室８６に供給するための貫通口７３が形成されている。貫通口７３は、圧力室８６毎に形成されている。

また、ガラス基板７２の対向面７２Ａには、駆動ＩＣ７７が実装されている。駆動ＩＣ７７は、ガラス基板７２の端部の、後述する圧電素子５４と対向しない位置に配置されており、圧電素子基板５０と第１上部基板７０との間に収納されている。駆動ＩＣ７７の周囲は樹脂材７９で封止されている。

圧電素子基板５０は、振動板５２、及び、圧電素子５４、を含んで構成されている。

振動板５２は、流路基板８０の上側に配置され、各圧力室８６の上部を構成している。振動板５２は、ＳＵＳ等の金属で成形され、少なくとも上下方向に弾性を有し、圧電素子５４に通電されると（電圧が印加されると）、上下方向に撓み変形する（変位する）構成になっている。なお、振動板５２は、ガラス等の絶縁性材料であっても差し支えはない。

圧電素子５４は、マトリクス状に配置され、平面視した場合に圧力室８６をカバーするように、各圧力室８６毎に設けられている。圧電素子５４の下面には一方の極性となる下部電極５６が配置され、圧電素子５４の上面には他方の極性となる上部電極５８が配置されており、下部電極５６側が振動板５２と接着され、上部電極５８側が第１上部基板７０と対向されている。なお、下部電極５６と接触する金属（ＳＵＳ等）製の振動板５２は、低抵抗なＧＮＤ配線としても機能するようになっている。

圧電素子５４及び下部電極５６の露出部分には、保護膜６０が積層されている。保護膜６０の上側には、樹脂部材６２が配置されている。樹脂部材６２には、バンプ７８を上部電極５８と接続するためのコンタクト孔６４と、振動板５２の変形を阻害しないためのフリースペース口６６が形成されている。

上部電極５８上には、バンプ７８が接続されている。このバンプ７８により、駆動ＩＣ７７と圧電素子５４とが金属配線７４を介して電気接続される。これにより、圧電素子基板５０上での個別配線が不要となる。駆動ＩＣ７７から所定のタイミングで圧電素子５４に電圧が印加され、振動板５２が上下方向に撓み変形することにより、圧力室８６内に充填されたインクが加圧されて、ノズル８４からインク滴が吐出する。

圧電素子基板５０には、圧力室８６と連通される供給孔５０Ａが形成されている。供給孔５０Ａは、振動板５２、下部電極５６、及び、樹脂部材６２が貫通されて構成されている。供給孔５０Ａは、微細でかつ精密な孔となっており、インクの流路抵抗を調整する機能を有している。供給孔５０Ａは、流路基板８０の圧力室８６から水平方向へ向かって延設された水平流路８８と連通することによって圧力室８６に連通されている。この水平流路８８は、インクジェット記録ヘッド３２の製造時に、供給孔５０Ａとのアライメントが可能なように（確実に連通するように）、予め実際の供給孔５０Ａとの接続部分よりも少し長めに設けられている。

図４に示すように、供給孔５０Ａの上側には、供給孔５０Ａと連通されると共に、第１上部基板７０の貫通口７３とも連通された供給路６８Ａを構成するリブ隔壁６８が設けられている。リブ隔壁６８により構成される供給路６８Ａの口径は、貫通口７３とほぼ同様とされ、供給孔５０Ａの口径は、供給路６８Ａと比較して大口径とされており、供給孔５０Ａの流路抵抗に対して供給路６８Ａの流路抵抗が無視できる程度の口径とされている。

リブ隔壁６８は、図６に示すように、供給路６８Ａを構成する位置以外に、圧電素子５４周囲にも配置されており、バンプ７８と同様に、第１上部基板７０に実装された駆動ＩＣ７７の厚みよりも厚くなるようにされている。このリブ隔壁６８により、圧電素子基板５０と第１上部基板７０との間に中空６１が形成されている。この中空６１は、図５に示すように、大気連通口６３により大気に連通されている。これは、中空６１が密閉状態であることにより、振動板５２の変位で中空６１内の圧力が変化してしまうのを防止したり、製造工程で内部空気が熱膨張したりするということを回避するためである。

上記構成のインクジェット記録ヘッド３２では、圧力室８６は圧電素子基板５０の下側に形成され、インクプール室９４は第１上部基板７０の上側に形成されており、両者が同一水平面上に存在しないように構成されている。したがって、圧力室８６を互いに接近させた状態に配置することが可能となり、ノズル８４をマトリックス状に高密度に配設することができる。具体的には、従来のＦＰＣ方式による電気接続では、ノズル解像度は６００ｎｐｉ（ｎｏｚｚｌｅ ｐｅｒ ｐｉｔｃｈ）が限界であったが、本発明の方式では、容易に１２００ｎｐｉ配列が可能となった。また、サイズについては、６００ｎｐｉのノズル配列を例にとって比較した場合、ＦＰＣを用いなくて済むため、１／２以下にすることが可能となった。

また、インクプール室９４が広く、かつ死水域が少ないので、適正に気泡を抜くことができる。

また、個々の圧電素子５４からの配線がバンプ７８により第１上部基板７０側へ持ち上げられているので、金属配線７４を平坦なガラス基板７２に形成すればよく、圧電素子基板５０に金属配線を形成する場合と比較して（圧電素子基板５０側であれば圧電素子５４により段差のある配線を形成しなければならない）、容易に形成することができる。

また、駆動ＩＣ７７が第１上部基板７０に実装されているので、圧電素子基板５０に駆動ＩＣ７７を実装した場合のように、圧電素子５４が配置されていない領域で第１上部基板７０と圧電素子基板５０とを接続するための大きなバンプが不要となり、インクジェット記録ヘッド３２を小型化することができる。

また、圧電素子５４に電圧を印加する駆動ＩＣ７７が、インクジェット記録ヘッド３２内に内蔵されているので、インクジェット記録ヘッド３２の外部に駆動ＩＣ７７を実装する場合に比べて、圧電素子５４と駆動ＩＣ７７の間を接続する金属配線７４の長さを短くすることができ、これによって、金属配線７４の低抵抗化が実現される。

また、熱源となる駆動ＩＣ７７が第１上部基板７０に実装されているので、圧電素子基板５０に実装されている場合と比較して、圧力室８６内のインクの温度上昇を抑制することができる。これにより、圧力室８６内のインク温度ムラによるインク滴体積のバラツキを抑制することができる。

また、上記構成のインクジェット記録ヘッド３２では、リブ隔壁６８により中空６１が構成されているので、中空６１が構成されていない場合（中空部分にインクが充填されている場合）と比較して、インクに接する異種界面を少なくすることができ、内面処理プロセスの選択肢を広げることができる（例えば、Ａｕのスパッタを用いることができる）。

また、中空６１が構成されているので、圧電素子５４をインクから容易に隔離できると共に、振動板５２の変形が阻害されるのを防止することができる。

以上のような構成のインクジェット記録ヘッド３２において、次に、その製造工程について、図７乃至図１３を基に詳細に説明する。

図７で示すように、このインクジェット記録ヘッド３２は、第１上部基板７０、圧電素子基板５０、及び、流路基板８０を、各々別々に作成し、結合（接合）することによって製造される。そこで、まず、圧電素子基板５０の製造工程について説明する。

図８（Ａ）で示すように、まず、貫通孔４０Ａが複数穿設されたガラス製の第１支持基板４０を用意する。第１支持基板４０は撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。この第１支持基板４０の作製方法としては、ガラス基板のブラスト加工およびフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３Ｃ）を露光・現像する等が知られている。

そして、図８（Ｂ）で示すように、第１支持基板４０の上面（表面）に樹脂接着剤４２を塗布し、図８（Ｃ）で示すように、その上面に金属（ＳＵＳ等）製の振動板５２を接着する。このとき、振動板５２の貫通孔５２Ａと第１支持基板４０の貫通孔４０Ａとは重ねない（オーバーラップさせない）ようにする。なお、振動板５２の材料として、ガラス等の絶縁性基板を用いても差し支えない。

ここで、振動板５２の貫通孔５２Ａは、供給孔５０Ａの形成用とされる。また、第１支持基板４０に貫通孔４０Ａを設けるのは、後工程で薬液（溶剤）を第１支持基板４０と振動板５２との界面に流し込むためで、樹脂接着剤４２を溶解して、その第１支持基板４０を振動板５２から剥離するためである。更に、第１支持基板４０の貫通孔４０Ａと振動板５２の貫通孔５２Ａとを重ねないようにするのは、製造中に使用される各種材料が第１支持基板４０の下面（裏面）から漏出しないようにするためである。

次に、図８（Ｄ）で示すように、振動板５２の上面に下部電極５６をパターニングする。具体的には、金属膜スパッタ（膜厚５００Å〜３０００Å）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（ＲＩＥ）、酸素プラズマによるレジスト剥離によってパターニングする。この下部電極５６が接地電位となる。

次に、図８（Ｅ）で示すように、下部電極５６の上面に、圧電素子５４の材料であるＰＺＴ膜と上部電極５８を順にスパッタ法で積層し、図８（Ｆ）で示すように、圧電素子５４（ＰＺＴ膜）及び上部電極５８をパターニングする。具体的には、ＰＺＴ膜スパッタ（膜厚３μｍ〜１５μｍ）、金属膜スパッタ（膜厚５００Å〜３０００Å）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（ＲＩＥ）、酸素プラズマによるレジスト剥離により行なう。

なお、下部及び上部の電極材料としては、例えば圧電素子であるＰＺＴ材料との親和性が高く、耐熱性がある、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｔ等が挙げられる。

その後、図８（Ｇ）で示すように、上面に露出している下部電極５６と上部電極５８の上面に低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）で構成される保護膜６０を積層する。具体的には、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＣＶＤ）法にてダングリングボンド密度が高い低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）を着膜する、感光性ポリイミド（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７５２０）を塗布・露光・現像することでパターニングを行う、ＣＦ₄系ガスを用いたＲｅａｃｔｉｖｅ ＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ（ＲＩＥ）法で上記感光性ポリイミドをマスクとしてＳｉＯｘ膜をエッチングする、という加工を行う。なお、ここでは低透水性絶縁膜としてＳｉＯｘ膜を用いたが、ＳｉＮｘ膜、ＳｉＯｘＮｙ膜等であってもよい。

次いで、図８（Ｈ）で示すように、保護膜６０の上面に、耐インク性と柔軟性を有する樹脂部材６２、例えばポリイミド系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリウレタン系、シリコーン系等の樹脂膜を積層して、パターニングする。なお、バンプ７８を接合する部分（コンタクト孔６４）、及び、圧力室８６の上部に位置する部分（フリースペース口６６）には、樹脂部材６２が積層されないようにする。圧力室の上部に位置する部分に樹脂部材６２を形成しないのは、樹脂部材６２により振動板５２の変形が阻害されるのを防止するためである。具体的には、樹脂材料を塗布し、キュア処理して硬化させ、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成（Ｓｉ含有レジスト）、パターニング（ＲＩＥ）、酸素プラズマによるレジスト剥離、により形成する。

次いで、図８（Ｉ）で示すように、樹脂部材６２の上に、リブ隔壁６８を形成する。リブ隔壁６８は、耐インク性と柔軟性を有する、例えばポリイミド系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリウレタン系、シリコーン系等の感光性樹脂を積層し、露光・現像によりパターニングして形成する。

以上のようにして、圧電素子基板５０（第１支持基板４０付き）が製造される。

次に、第１上部基板７０の製造工程について説明する。図９（Ａ）に示すように、まず、ガラス製のガラス基板７２を用意する。ガラス基板７２は撓まず、支持体となりうる厚みを有すればよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。なお、この第１上部基板７０の製造においては、ガラス基板７２自体が支持体となる程度の強度を確保できる厚み（０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ）を持っているので、別途支持体を設ける必要はない。

そして、図９（Ｂ）で示すように、ガラス基板７２の下面（表面）に、金属膜を積層し、金属配線７４をパターニングする。具体的には、スパッタ法にてＡｌ膜（厚さ１μｍ）を着膜する、ホトリソグラフィー法でレジストを形成する、塩素系のガスを用いたＲＩＥ法にてＡｌ膜をエッチングする、酸素プラズマにてレジスト膜を剥離する、という加工を行う。

次いで、図９（Ｃ）で示すように、金属配線７４の上に、樹脂膜７６を形成する。樹脂膜７６は、上部電極５８との接続用のバンプ７８を接合する部分、及び、駆動ＩＣを実装するためのＩＣ用バンプ７７Ａを接合する部分には、樹脂膜７６を積層しないようにする。具体的には、樹脂膜７６として、耐インク性と柔軟性を有する、ポリイミド系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリウレタン系、シリコーン系等の感光性樹脂（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７３２０）を積層し、露光・現像によりパターニングして形成する。

そして、図９（Ｄ）で示すように、金属配線７４と接続されるバンプ７８を形成する。バンプ７８の形成には、電界メッキ、無電界メッキ、ボールバンプ、スクリーン印刷等が適用できる。バンプ７８の高さは、圧電素子基板５０との接合時に、上部電極５８との接合を容易にするため、リブ隔壁６８の高さよりも高いものとされる。

次いで、図９（Ｅ）で示すように、金属配線７４にＩＣ用バンプ７７Ａを介して駆動ＩＣ７７をフリップチップ実装する。このとき、駆動ＩＣ７７は、予め半導体ウエハプロセスの終りに実施されるグラインド工程にて、所定の厚さ（７０μｍ〜３００μｍ）に加工されている。なお、ＩＣ用バンプ７７Ａの形成方法としても、電界メッキ、無電界メッキ、ボールバンプ、スクリーン印刷等が適用できる。

次いで、図９（Ｆ）で示すように、駆動ＩＣ７７の露出部分を樹脂材７９で封止する。具体的には、樹脂材を塗布することにより行なう。このように樹脂材７９で駆動ＩＣ７７を封止することにより、駆動ＩＣ７７を外部環境から保護できるとともに、後工程でのダメージ、例えば、できあがった圧電素子基板５０をダイシングによってインクジェット記録ヘッド３２に分割する際の水や研削片によるダメージを回避することができる。

次いで、ガラス基板７２にインクを通過させるための貫通口７３を形成する。貫通口７３の形成は、まず、図９（Ｇ）に示すように、ガラス基板７２の上面にレジストＲをパターニングする。そして、サンドブラスト処理により穿孔し、レジスト剥離を行なうことにより、図９（Ｈ）に示すように貫通口７３が形成される。

以上のようにして、第１上部基板７０が製造される。

次に、圧電素子基板５０と第１上部基板７０とを結合（接合）工程について説明する。

図１０（Ａ）で示すように、圧電素子基板５０のリブ隔壁６８側と、第１上部基板７０のバンプ７８形成側とを対向させ、両者を熱圧着により結合（接合）する。すなわち、リブ隔壁６８をガラス基板７２、樹脂膜７６に接合し、バンプ７８を上部電極５８に接合する。

このとき、リブ隔壁６８の高さよりもバンプ７８の高さの方が高いので、リブ隔壁６８をガラス基板７２、樹脂膜７６に接合することにより、バンプ７８が上部電極５８に自動的に接合される。つまり、バンプ７８は高さ調整が容易なので（潰れやすいので）、リブ隔壁６８による供給路６８Ａ及び中空６１の形成と、バンプ７８の接続を容易に行なうことができる。

次いで、図１０（Ｂ）で示すように、第１支持基板４０の貫通孔４０Ａから接着剤剥離溶液（例えば、有機エタノールアミン系溶剤）を注入して樹脂接着剤４２を選択的に溶解させることで、第１支持基板４０を圧電素子基板５０から剥離する。これにより、図１０（Ｃ）で示すように、第１上部基板７０と圧電素子基板５０との接合基板が完成する。

次に、流路基板８０の製造工程について説明する。

図１１（Ａ）で示すように、まず、貫通孔４４Ａが複数穿設されたガラス製の第２支持基板４４を用意する。第２支持基板４４は第１支持基板４０と同様、撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。この第２支持基板４４の作製方法としては、ガラス基板のブラスト加工およびフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３Ｃ）を露光・現像する等が知られている。

そして、図１１（Ｂ）で示すように、その第２支持基板４４の上面（表面）に樹脂接着剤４６を塗布し、図１１（Ｃ）で示すように、その上面（表面）に樹脂基板８０Ａ（例えば、厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍのアミドイミド基板）を接着する。そして次に、図１１（Ｄ）で示すように、その樹脂基板８０Ａの上面を金型Ｋに押し付け、加熱・加圧処理する。その後、図１１（Ｅ）で示すように、金型Ｋを樹脂基板８０Ａから離型処理することにより、圧力室８６やノズル８４等が形成されて流路基板８０（第２支持基板４４付き）が完成する。

こうして、流路基板８０が完成したら、図１２（Ａ）で示すように、圧電素子基板５０の振動板５２側と、流路基板８０の圧力室８６が形成された側とを熱圧着により結合（接合）する。そして次に、図１２（Ｂ）で示すように、第２支持基板４４の貫通孔４４Ａから接着剤剥離溶液を注入して樹脂接着剤４６を選択的に溶解させることで、第２支持基板４４を流路基板８０から剥離処理する。

その後、図１２（Ｃ）で示すように、第２支持基板４４が剥離された面を、アルミナを主成分とする研磨材を使用した研磨処理又は酸素プラズマを用いたＲＩＥ処理することにより、表面層が取り除かれ、ノズル８４が開口される。そして、図１２（Ｄ）で示すように、そのノズル８４が開口された下面に撥水剤としてのフッ素材Ｆ（例えば、旭ガラス社製のＣｙｔｏｐ）を塗布する。

そして、図１２（Ｅ）で示すように、第１上部基板７０の上面にインクプール部材９０を接合することにより、インクジェット記録ヘッド３２が完成し、図１２（Ｆ）で示すように、インクプール室９４や圧力室８６内にインクが充填可能とされる。

なお、上記実施形態では、ガラス基板７２の下面側にのみ金属配線７４を設けたが、図１３に示すように、ガラス基板７２に金属配線７４と接続された貫通配線７４Ａ、及び、この貫通配線７４Ａと接続されガラス基板７２の上面側に設けられた上面配線７４Ｂを形成してもよい（上面配線７４Ｂは、樹脂膜７６Ｂで覆う）。このように、上面配線７４Ｂを形成することにより、インクジェット記録ヘッド３２の大きさを変えずに配線面積を拡大することができる。上面配線７４Ｂは、入力信号線等に用いることができる。上面配線７４Ｂは、インクジェット記録ヘッド３２の外側に配置されているので、図示しない制御ボード等との接続が容易である。

また、上記実施形態では、駆動ＩＣ７７を第１上部基板７０の下面側に実装したが、図１４に示すように、駆動ＩＣ７７を第１上部基板７０の上面側に実装してもよい。この場合には、前述の貫通配線７４Ａ及び上面配線７４Ｂを形成し、駆動ＩＣ７７と上面配線７４ＢとをＩＣ用バンプ７７Ａで接合する。このように、駆動ＩＣ７７をインクジェット記録ヘッド３２の外側に配置することにより、放熱特性を向上させることができる。

また、図１５に示すように、インクプール室９４を拡張し、駆動ＩＣ７７を、第１上部基板７０の上面のインクプール室９４内に配置してもよい。インクプール室９４内であれば、発熱した駆動ＩＣ７７は、インクにより冷却され、放熱特性を向上させることができる（水冷効果）。

また、上記実施形態では、第１上部基板７０に駆動ＩＣ７７を実装したが、駆動ＩＣは、必ずしも第１上部基板７０に実装する必要はなく、第１上部基板７０から金属配線７４、または上面配線７４Ｂを引き出して他の基板へ接続し、この基板上に駆動ＩＣを実装してもよい。すなわち、図２４に示すように、フレキシブル基板（ＦＰＣ）１１４により上面配線７４ＢをＰＷＢ基板１１０へ引き出し、駆動ＩＣ１１２をＰＷＢ基板１１０へ実装してもよい。

以上のようにして製造されるインクジェット記録ヘッド３２を備えたインクジェット記録装置１０において、次に、その作用を説明する。まず、インクジェット記録装置１０に印刷を指令する電気信号が送られると、ストッカ２４から記録紙Ｐが１枚ピックアップされ、搬送装置２６により、記録部２０へ搬送される。

一方、インクジェット記録ユニット３０では、すでにインクタンクからインク供給ポート９２を介してインクジェット記録ヘッド３２のインクプール室９４にインクが注入（充填）され、インクプール室９４に充填されたインクは、貫通口７３、供給路６８Ａ、供給孔５０Ａを経て、圧力室８６へ供給（充填）されている。このとき、ノズル８４の先端（吐出口）では、インクの表面が圧力室８６側に僅かに凹んだメニスカスが形成されている。

そして、記録紙Ｐを所定の搬送速度で搬送しつつ、インクジェット記録ヘッド３２の複数のノズル８４から選択的にインク滴を吐出することにより、記録紙Ｐに、画像データに基づく画像を記録する。すなわち、駆動ＩＣ７７により、所定のタイミングで、所定の圧電素子５４に電圧を印加し、振動板５２を上下方向に撓み変形させて（面外振動させて）、圧力室８６内のインクを加圧し、所定のノズル８４からインク滴として吐出させて、画像形成が行なわれる。

記録紙Ｐは、画像形成されながら排出部２２方向へ搬送され、排紙ベルト２３によりトレイ２５へ排出される。これにより、記録紙Ｐへの印刷処理（画像記録）が完了する。

なお、本実施形態では、紙幅対応のＦＷＡの例について説明したが、本発明のインクジェット記録ヘッドは、これに限定されず、主走査機構と副走査機構を有するＰａｒｔｉａｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＰＷＡ）の装置にも適用することができる。特に、本発明は、高密度ノズル配列を実現するのに有効なものであるため、１パス印字を必要とするＦＷＡには好適である。

その他、上記実施例のインクジェット記録装置１０では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクジェット記録ユニット３０がそれぞれキャリッジ１２に搭載され、それら各色のインクジェット記録ヘッド３２から画像データに基づいて選択的にインク滴が吐出されてフルカラーの画像が記録紙Ｐに記録されるようになっているが、本発明におけるインクジェット記録は、記録紙Ｐ上への文字や画像の記録に限定されるものではない。

すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成するなど、工業的に用いられる液滴噴射装置全般に対して、本発明に係るインクジェット記録ヘッド３２を適用することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付して図示し、詳細な説明は省略する。

本実施形態のインクジェット記録装置１００の概略構成は、図１及び図２に示す第１実施形態のインクジェット記録装置１０と同様であるため、詳細な説明は省略する。

インクジェット記録装置１００に搭載されるインクジェット記録ヘッド３４は、一部を平面視した場合には、図５に示す第１実施形態のインクジェット記録ヘッド３２と同様である。

本実施形態のインクジェット記録ヘッド３４は、流路基板８０、圧電素子基板５０、第２上部基板７１、及び、インクプール部材９０を、この順に下側から積層配置して構成されている。流路基板８０、圧電素子基板５０、及び、インクプール部材９０については、第１実施形態と同様の構成である。

第２上部基板７１は、支持体となり得る強度を有する絶縁体であるガラス基板７２を含んで構成されている。本実施形態でもガラスの他に例えば、セラミックス、シリコーン、樹脂等、でも構成することができる。

ガラス基板７２の対向面７２Ａには、金属配線７４が形成されている。この金属配線７４は、平らなガラス基板７２に段差なく形成されている。また、対向面７２Ａには、各圧電素子５４毎に、薄膜トランジスタ７５が形成されており、金属配線７４と接続されている。第２上部基板７１は、いわゆるＳＯＧ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）基板とされている。金属配線７４及び薄膜トランジスタ７５は、樹脂膜７６で被覆保護されている。金属配線７４には、バンプ７８が設けられている。バンプ７８は、圧電素子基板５０の上部電極５８と電気接続される。このバンプ７８により、薄膜トランジスタ７５と圧電素子５４とが金属配線７４を介して電気接続される。

また、ガラス基板７２には、インクプール室９４に貯留されているインクを圧力室８６に供給するための貫通口７３が形成されている。貫通口７３は、圧力室８６毎に形成されている。

図１６に示すように、圧電素子基板５０に形成された供給孔５０Ａの上側には、リブ隔壁６８が設けられている。リブ隔壁６８の構成についても、第１実施形態と同様である。このリブ隔壁６８により、圧電素子基板５０と第２上部基板７１との間に中空６１が形成されている。

上記構成のインクジェット記録ヘッド３４でも、圧力室８６は圧電素子基板５０の下側に形成され、インクプール室９４は第２上部基板７１の上側に形成されており、両者が同一水平面上に存在しないように構成されている。したがって、圧力室８６を互いに接近させた状態に配置することが可能となり、ノズル８４をマトリックス状に高密度に配設することができる。

また、インクプール室９４が広く、かつ死水域が少ないので、適正に気泡を抜くことができる。

また、個々の圧電素子５４からの配線がバンプ７８により第２上部基板７１側へ持ち上げられているので、金属配線７４を平坦な第２上部基板７１に形成すればよく、圧電素子基板５０に金属配線を形成する場合と比較して（圧電素子基板５０側であれば圧電素子５４により段差のある配線を形成しなければならない）、容易に形成することができる。

また、薄膜トランジスタ７５が第２上部基板７１に形成されているので、圧電素子基板５０に駆動ＩＣ７７を実装した場合に必要となる大サイズの駆動ＩＣ７７及び駆動ＩＣを第２上部基板７１と接続するための大きなバンプが不要となり、インクジェット記録ヘッド３４を小型化することができる。

また、熱源となる薄膜トランジスタ７５が第２上部基板７１に実装されているので、圧電素子基板５０に実装されている場合と比較して、圧力室８６内のインクの温度上昇を抑制することができる。これにより、圧力室８６内のインク温度ムラによるインク滴体積のバラツキを抑制することができる。

また、上記構成のインクジェット記録ヘッド３４では、リブ隔壁６８により中空６１が構成されているので、中空６１が構成されていない場合（中空部分にインクが充填されている場合）と比較して、インクに接する異種界面を少なくすることができ、内面処理プロセスの選択肢を広げることができる（例えば、Ａｕのスパッタを用いることができる）。

また、中空６１が構成されているので、圧電素子５４をインクから容易に隔離できると共に、振動板５２の変形が阻害されるのを防止することができる。

以上のような構成のインクジェット記録ヘッド３４において、次に、その製造工程について、図１８乃至図２１を基に詳細に説明する。

図１８で示すように、このインクジェット記録ヘッド３４は、第２上部基板７１、圧電素子基板５０、及び、流路基板８０を、各々別々に作成し、結合（接合）することによって製造される。圧電素子基板５０及び流路基板８０の製造工程については、第１実施形態と同様であるため詳細な説明は省略し、第２上部基板７１の製造工程について説明する。

図１９（Ａ）で示すように、まず、ガラス製のガラス基板７２を用意する。ガラス基板７２は撓まず、支持体となりうる厚みを有すればよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。なお、この第２上部基板７１の製造においては、ガラス基板７２自体が支持体となる程度の強度を確保できる厚み（０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ）を持っているので、別途支持体を設ける必要はない。

次に、図１９（Ｂ）で示すように、ガラス基板７２の下面（表面）に、金属膜を積層し、金属配線７４をパターニングする。具体的には、スパッタ法にてＡｌ膜（厚さ１μｍ）を着膜する、ホトリソグラフィー法でレジストを形成する、塩素系のガスを用いたＲＩＥ法にてＡｌ膜をエッチングする、酸素プラズマにてレジスト膜を剥離する、という加工を行う。

また、金属配線７４が形成されている面と同一の対向面７２Ａに、薄膜トランジスタ７５を形成する。薄膜トランジスタ７５は、一般的な低温Ｐｏｌｙ Ｓｉ ＴＦＴプロセスによって形成する。

そして、金属配線７４、及び、薄膜トランジスタ７５の上に、樹脂膜７６を形成する。なお、上部電極５８との接続用のバンプ７８を接合する部分には、樹脂膜７６を積層しないようにする。具体的には、樹脂膜７６として、耐インク性と柔軟性を有する、ポリイミド系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリウレタン系、シリコーン系等の感光性樹脂（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７３２０）を積層し、露光・現像によりパターニングして形成する。

そして、図１９（Ｃ）で示すように、金属配線７４と接続されるバンプ７８を形成する。バンプ７８の形成には、電界メッキ、無電界メッキ、ボールバンプ、スクリーン印刷等が適用できる。バンプ７８の高さは、圧電素子基板５０との接合時に、上部電極５８との接合を容易にするため、リブ隔壁６８の高さよりも高いものとされる。

次いで、ガラス基板７２にインクを通過させるための貫通口７３を形成する。貫通口７３の形成は、まず、図１９（Ｄ）で示すように、ガラス基板７２の上面にレジストをパターニングする。そして、サンドブラスト処理により穿孔し、レジスト剥離を行なうことにより、図１９（Ｅ）に示すように貫通口７３が形成される。

以上のようにして、第２上部基板７１が製造される。

次に、圧電素子基板５０と第２上部基板７１との結合（接合）工程について説明する。

図２０（Ａ）で示すように、圧電素子基板５０のリブ隔壁６８側と、第２上部基板７１のバンプ７８形成側とを対向させ、両者を熱圧着により結合（接合）する。すなわち、リブ隔壁６８をガラス基板７２、樹脂膜７６に接合し、バンプ７８を上部電極５８に接合する。

このとき、リブ隔壁６８の高さよりもバンプ７８の高さの方が高いので、リブ隔壁６８をガラス基板７２、樹脂膜７６に接合することにより、バンプ７８が上部電極５８に自動的に接合される。つまり、バンプ７８は高さ調整が容易なので（潰れやすいので）、リブ隔壁６８による供給路６８Ａ及び中空６１の形成と、バンプ７８の接続を容易に行なうことができる。

次いで、図２０（Ｂ）で示すように、第１支持基板４０の貫通孔４０Ａから接着剤剥離溶液（例えば、有機エタノールアミン系溶剤）を注入して樹脂接着剤４２を選択的に溶解させることで、第１支持基板４０を圧電素子基板５０から剥離する。これにより、図２０（Ｃ）で示すように、第２上部基板７１と圧電素子基板５０との接合基板が完成する。

次に、流路基板８０と、圧電素子基板５０と第２上部基板７１との接合体を結合（接合）について説明する。

図２１（Ａ）で示すように、圧電素子基板５０の振動板５２側と、流路基板８０の圧力室８６が形成された側とを熱圧着により結合（接合）する。そして次に、図２１（Ｂ）で示すように、第２支持基板７１の貫通孔４４Ａから接着剤剥離溶液（有機エタノールアミン溶液）を注入して樹脂接着剤４６を選択的に溶解させることで、第２支持基板４４を流路基板８０から剥離処理する。

その後、図２１（Ｃ）で示すように、第２支持基板７１が剥離された面を、アルミナを主成分とする研磨材を使用した研磨処理又は酸素プラズマを用いたＲＩＥ処理することにより、表面層が取り除かれ、ノズル８４が開口される。そして、図２１（Ｄ）で示すように、そのノズル８４が開口された下面に撥水剤としてのフッ素材Ｆ（例えば、旭ガラス社製のＣｙｔｏｐ）を塗布する。

そして、図２１（Ｅ）で示すように、第２上部基板７１の上面にインクプール部材９０を接合することにより、インクジェット記録ヘッド３４が完成し、図２１（Ｆ）で示すように、インクプール室９４や圧力室８６内にインクが充填可能とされる。

なお、上記実施形態では、ガラス基板７２の下面側にのみ金属配線７４を設けたが、図２２に示すように、ガラス基板７２に金属配線７４と接続された貫通配線７４Ａ、及び、この貫通配線７４Ａと接続されガラス基板７２の上面側に設けられた上面配線７４Ｂを形成してもよい（上面配線７４Ｂは、樹脂膜７６Ｂで覆う）。このように、上面配線７４Ｂを形成することにより、インクジェット記録ヘッド３４の大きさを変えずに配線面積を拡大することができる。上面配線７４Ｂは、入力信号線等に用いることができる。上面配線７４Ｂは、インクジェット記録ヘッド３４の外側に配置されているので、図示しない制御ボード等との接続が容易である。

また、上記実施形態では、薄膜トランジスタ７５を第２上部基板７１の下面側に形成したが、図２３に示すように、薄膜トランジスタ７５を第２上部基板７１の上面側のインクプール室９４内に形成してもよい。薄膜トランジスタ７５をインクプール室９４内に配置することにより、発熱した薄膜トランジスタ７５は、インクにより冷却され、放熱特性を向上させることができる（水冷効果）。

また、上記実施形態では、第２上部基板７１に薄膜トランジスタ７５を形成したが、薄膜トランジスタは、必ずしも第２上部基板７１に形成する必要はない。薄膜トランジスタを他の基板へ形成し、第２上部基板７１から金属配線７４、または上面配線７４Ｂを引き出して、この基板と接続させてもよい。

上記構成のインクジェット記録ヘッド３４を搭載したインクジェット記録装置１００の作用については、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

本実施形態でも、紙幅対応のＦＷＡの例について説明したが、本発明のインクジェット記録ヘッドは、これに限定されず、ＰＷＡの装置にも適用することができる。

また、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成するなど、工業的に用いられる液滴噴射装置全般に対して、本発明に係るインクジェット記録ヘッド３４を適用することができる。

第１実施形態のインクジェット記録装置の全体構成を示す概略図である。 第１実施形態のインクジェット記録ユニットの配置を示す概略図である。 第１実施形態のインクジェット記録ユニットによる印字領域を示す図である。 第１実施形態のインクジェット記録ヘッドの構成を示す断面図である。 第１実施形態のインクジェット記録ヘッドの一部の平面図である。 第１実施形態のインクジェット記録ヘッドを主要部毎に分解して示す断面図である。 第１実施形態のインクジェット記録ヘッドを製造する全体工程の説明図である。 圧電素子基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｆ）を示す説明図である。 圧電素子基板を製造する工程（Ｇ）〜（Ｊ）を示す説明図である。 第１上部基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｅ）を示す説明図である。 第１上部基板を製造する工程（Ｆ）〜（Ｈ）を示す説明図である。 圧電素子基板と第１上部基板とを接合する工程（Ａ）〜（Ｃ）を示す説明図である。 流路基板を製造する工程を示す説明図である。 圧電素子基板と第１上部基板との接合体に流路基板を接合する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図である。 圧電素子基板と第１上部基板との接合体に流路基板を接合する工程（Ｃ）〜（Ｄ）を示す説明図である。 圧電素子基板と第１上部基板と流路基板と接合体にインクプール部材を接合する工程（Ｅ）〜（Ｆ）を示す説明図である。 第１実施形態のインクジェット記録ヘッドの変形例の構造を示す概略図である。 第１実施形態のインクジェット記録ヘッドの他の変形例の構造を示す概略図である。 第１実施形態のインクジェット記録ヘッドの他の変形例の構造を示す概略図である。 第２実施形態のインクジェット記録ヘッドの構成を示す断面図である。 第２実施形態のインクジェット記録ヘッドを主要部毎に分解して示す断面図である。 第２実施形態のインクジェット記録ヘッドを製造する全体工程の説明図である。 第２上部基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｅ）を示す説明図である。 圧電素子基板と第２上部基板とを接合する工程（Ａ）〜（Ｃ）を示す説明図である。 圧電素子基板と第２上部基板との接合体に流路基板を接合する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図である。 圧電素子基板と第２上部基板との接合体に流路基板を接合する工程（Ｃ）〜（Ｄ）を示す説明図である。 圧電素子基板と第２上部基板と流路基板と接合体にインクプール部材を接合する工程（Ｅ）〜（Ｆ）を示す説明図である。 第２実施形態のインクジェット記録ヘッドの変形例の構造を示す概略図である。 第２実施形態のインクジェット記録ヘッドの他の変形例の構造を示す概略図である。 第１実施形態のインクジェット記録ヘッドの他の変形例の構造を示す概略図である。 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略断面図である。 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略平面図である。 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略斜視図である。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置
３２ インクジェット記録ヘッド
３４ インクジェット記録ヘッド
５０ 圧電素子基板
５２ 振動板
５４ 圧電素子
６１ 中空
６３ 大気連通口
６８ リブ隔壁
６８Ａ 供給路
７０ 第１上部基板
７１ 第２上部基板
７３ 貫通口
７４Ａ 貫通配線
７４ 金属配線
７４Ｂ 上面配線
７５ 薄膜トランジスタ
７７ 駆動ＩＣ
７８ バンプ
８０ 流路基板
８４ ノズル
８６ 圧力室
９０ インクプール部材
９４ インクプール室

Claims (15)

1. 液滴を吐出するノズルと、
   前記ノズルと連通し、流体が充填される圧力室と、
   前記圧力室の一部を構成する振動板、及び、この振動板を変位させる圧電素子、を含んで構成される圧電素子基板と、
   前記圧電素子基板を間に置いて前記圧力室と反対側に設けられ、前記圧力室へ供給する流体をプールする流体プール室と、
   前記流体プール室と前記圧電素子基板との間に前記圧電素子基板と離間して対向するように配置され、前記流体プール室から前記圧力室へ流体を供給するための貫通口が形成された上部基板と、
   前記上部基板に形成され、少なくとも前記圧電素子を駆動させる駆動手段と接続される配線と、
   対向する前記上部基板と前記圧電素子との間に配置され、前記配線と前記圧電素子とを電気接続する接続部材と、
   を備えた液滴吐出ヘッド。
2. 前記配線は、前記上部基板の前記圧電素子基板と対向する側の対向面に形成された対向配線を含んで構成されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
3. 前記配線は、前記対向面とこの対向面の裏側の裏面とを貫通した貫通配線、及び、この貫通配線と接続され前記裏面に配設された裏面配線を含んで構成されていること、
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
4. 前記駆動手段は、前記上部基板と異なる基板上に実装されていること、を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
5. 前記駆動手段は、前記上部基板に実装されていること、を特徴とする請求項１至請求項３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
6. 前記駆動手段は、前記裏面に実装されていること、を特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッド。
7. 前記駆動手段は、前記流体プール室内に配置されていること、を特徴とする請求項６に記載の液滴吐出ヘッド。
8. 前記駆動手段は、前記上部基板の前記対向面に実装されていること、を特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッド。
9. 前記駆動手段は、集積回路で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
10. 前記駆動手段が、薄膜トランジスタを含んで構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
11. 前記貫通口は、１つの前記圧電素子に対して１つ形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
12. 前記上部基板と前記圧電素子基板との間に設けられ、前記貫通口と連通されて前記圧力室へ流体を供給する流体供給路を構成すると共に、前記上部基板と前記圧電素子基板との間に空洞を構成するリブ隔壁、をさらに備えたこと、
    を特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
13. 前記空洞が、大気に連通していることを特徴とする請求項１２に記載の液滴吐出ヘッド。
14. 前記ノズルが、マトリクス状に配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。

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