CN110139760B - 喷墨头、喷墨头的制造方法以及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

在喷墨头中，具备流路基板，该流路基板具有收纳致动器的空间部和将压力室以及共用墨室独立地连通的连通流路，并且贴合于形成有配线层的面；具备密封部，该密封部在流路基板与形成有配线层的面的贴合面上设置在包围连通流路的区域，并且将贴合面液密地密封。

Description

喷墨头、喷墨头的制造方法以及图像形成装置

技术领域

本发明涉及使压力室内的印墨向外部排出的喷墨头及其制造方法、具备该喷墨头的图像形成装置。

背景技术

以往，对使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems；微机电系统)技术的高分辨率喷墨头进行了研发。以往的喷墨头具有排出液体印墨的多个压力室，针对每一个该压力室设置用于对向压力室供给的印墨赋予排出压力的致动器和将压力室内的印墨排出的喷嘴。而且，从在上部配置的共用墨室相对于所有压力室直接供给印墨，并且在各压力室内赋予排出压力，从而使印墨从喷嘴排出(专利文献1)。这样的喷墨头的相互干扰较小，能够实现高画质的印刷。

而且，这样的喷墨头一般来说成为将具有喷嘴和压力室的喷嘴基板、收纳致动器的流路基板、以及用于向致动器供电的配线基板层叠而成的构造。在喷嘴基板、流路基板以及配线基板层叠的构造中，各基板例如经由粘接剂层粘合，共用墨室的印墨流经配线基板以及流路基板的独立流路而向各压力室供给。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2014－83705号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在配线基板中，向致动器的上部电极供电的配线层形成在配线基板与流路基板的粘合面，配线层具有规定的厚度。一般来说，在配线层的上表面形成绝缘氧化膜，但该绝缘氧化膜的厚度比配线层的厚度薄而以沿袭配线层的形状的方式形成。因此，在配线基板的配线层面存在由配线层的厚度造成的凹凸。而且，由于配线基板以具有缘自配线层的凹凸面的状态与流路基板贴合，因此存在配线基板与流路基板之间的未设有配线的非配线区域存在间隙的问题。

这样，在与流路基板的贴合的贴合面存在缘自配线层的凹凸的情况下，担心从共用墨室经由配线基板和流路基板的单独流路向压力室供给的印墨漏入流路基板与配线层之间。

于是，本发明的目的在于提供一种防止印墨漏入流路基板与配线层之间的喷墨头。并且，其目的在于提供该喷墨头的制造方法以及具备该喷墨头的图像形成装置。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，实现本发明的目的，本发明的喷墨头具备：压力室基板，其具有多个压力室和针对每个压力室设置并且使压力室的体积变化的致动器；喷嘴基板，其具有与各压力室连通，并且通过压力室的体积变化而排出液体的喷嘴。并且，具备：共用墨室，其储存印墨，并且向各压力室供给印墨；配线层，其具有独立配线，该独立配线向针对每个压力室设置的各致动器独立地供电；流路基板，其具有在与配线层之间收纳致动器的空间部、和将压力室以及共用墨室独立地连通的连通流路，并且贴合于形成有配线层的面。另外，具备密封部，该密封部在流路基板与配线层的贴合面上设置在包围连通流路的区域，将贴合面液密地密封。

并且，本发明的喷墨头的制造方法在上述喷墨头的制造方法中，具有以下工序：在形成有配线层的面与流路基板贴合之前，在流路基板或者配线层的、流路基板与配线层的贴合面上的包围连通流路的区域形成将贴合面液密地密封的密封部。

并且，本发明的图像形成装置具备上述喷墨头。

发明的效果

根据本发明，在流路基板与配线层相粘合的喷墨头中，能够防止印墨漏入流路基板与配线层之间。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的图像形成装置的概略构成图。

图2是表示本发明第一实施方式的喷墨头的外观的概略构成图。

图3是表示本发明第一实施方式的喷墨头的主要部分剖面的概略构成图。

图4A是从配线基板侧观察本发明第一实施方式的喷墨头的流路基板时的概略平面构成图。图4B是图4A的区域a1的放大图。

图5A是将本发明第一实施方式的喷墨头中的配线层配置在流路基板上部时的概略平面构成图。图5B是图5A的区域a2的放大图。

图6A～图6C是将配线基板与流路基板和喷嘴基板的接合体贴合时的制造工序图。

图7是将本发明第二实施方式的喷墨头的配线层配置在流路基板上部时的主要部分的概略平面构成图。

图8是从平面观察本发明第三实施方式的喷墨头的配线层所形成的面时的概略构成图。

图9是表示本发明第三实施方式的喷墨头的主要部分剖面的概略构成图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的喷墨头、喷墨头的制造方法以及具备该喷墨头的图像形成装置的一个例子进行说明。需要说明的是，本发明不限于以下例子。在以下所说明的各附图中，对共通的部件标注了相同的附图标记。并且，说明按照以下的顺序进行。

1.第一实施方式(具备喷嘴基板、压力室基板、流路基板以及配线基板的喷墨头的例子)

1－1.图像形成装置的构成

1－2.喷墨头的构成以及制造方法

2.第二实施方式(将密封部与独立配线连接的例子)

3.第三实施方式(在压电体层中使用薄膜PZT、独立配线以及密封部直接设置于压力室基板的例子)

1.第一实施方式(具备喷嘴基板、压力室基板、流路基板以及配线基板的喷墨头的例子)

1－1.图像形成装置的构成

首先，对本发明第一实施方式(以下称为本实施方式)的图像形成装置进行说明。图1是本实施方式的图像形成装置的概略构成图。需要说明的是，在以下说明中，对使用了线式头的仅通过记录介质的输送而进行描绘的单程描绘方式下的实施方式例进行了说明，但能够采用适当的描绘方式。并且，在以下说明中，以记录介质R的输送方向为前后方向、以记录介质的输送面上与该输送方向正交的方向为左右方向、以与前后方向和左右方向垂直的方向(印墨的射出方向)为上下方向进行说明。

如图1所示，本实施方式的图像形成装置100具备压印盘101、输送辊102、多个线式头103,104,105,106。压印盘101由平板状的部件构成，在上表面支承记录介质R。压印盘101在输送辊102被驱动时，在输送方向(前后方向)上输送记录介质R。线式头103,104,105,106从记录介质R的输送方向(前后方向)的上游侧到下游侧平行于与输送方向正交的宽度方向(左右方向)地排列设置。而且，在线式头103,104,105,106的内部至少设有一个后述喷墨头，例如向记录介质R排出蓝色(C)、品红色(M)、黄色(Y)、黑色(K)的印墨。

1－2.喷墨头的构成以及制造方法

接着，对适用于上述图像形成装置100的本实施方式的喷墨头进行说明。图2是表示在本实施方式的图像形成装置100中使用的喷墨头1的外观的概略构成图。并且，图3是表示本实施方式的喷墨头1的主要部分剖面的概略构成图。

如图2和图3所示，喷墨头1具备保持板3、在保持板3的上部安装的印墨总管2、柔性电路基板5以及在保持板3的下部安装的喷墨头芯片10。

[印墨总管、保持板、柔性电路基板]

印墨总管2由LCP(Liquid Crystal Plastic；液晶塑料)等树脂形成，一方的端部被顶面部封堵，另一方的端部通过开口的方筒状部件构成。在印墨总管2的开口的面连接有保持板3，印墨总管2的内部成为储存从外部供给的印墨的共用墨室8。并且，在印墨总管2的顶面部设有用于向共用墨室8供给印墨的印墨供给口6和用于从共用墨室8排出印墨的印墨排出口7。

并且，在共用墨室8的开口部附近设有过滤器9，该过滤器9配置为将共用墨室8划分为印墨供给口6侧的区域和喷墨头芯片10侧的区域。过滤器9由网状的部件构成，是为了从由印墨供给口6供给的印墨中除去异物，并且将除去了异物后的印墨向喷墨头芯片10侧供给而设置的。

保持板3由在中央部分具有开口部3b的平板状的部件构成，由线膨胀率接近硅(Si)的42Ni合金等构成。在保持板3的一方的面接合有印墨总管2，在另一方的面接合喷墨头芯片10。而且，印墨总管2的共用墨室8与喷墨头芯片10经由保持板3的开口部3b连通。

在保持板3的外周部设有供用于向喷墨头芯片10供电的柔性电路基板5插入的插入孔3a。在本实施方式中，通过具有与硅的线膨胀率接近的线膨胀率的材料来构成保持板3，能够确保使用了需要精度的MEMS技术的本实施方式的喷墨头芯片10的平面性。

柔性电路基板5通过各向异性导电膜与后述配线基板30的连接部63(参照图5)连接。而且，柔性电路基板5插入在保持板3设置的插入孔3a而向印墨总管2侧引出。在本实施方式的喷墨头1中，通过柔性电路基板5经由配线基板30向后述致动器50的上部电极53和下部共用电极51供电。

[喷墨头芯片]

在图1中虽然未图示，但如图2所示，喷墨头芯片10被保持在保持板3的与保持印墨总管2的一侧相反的一侧。喷墨头芯片10具有喷嘴基板21、中间基板22、压力室基板26、流路基板29以及配线基板30，以该顺序从喷墨头1的印墨排出面侧层叠在保持板3侧。

图4A是从配线基板30侧观察本实施方式的喷墨头1的流路基板29时的概略平面构成图，图4B是图4A的区域a1的放大图。并且，图5A是将本实施方式的喷墨头1中的配线层31配置在流路基板29上部时的概略平面构成图，图5B是图5A的区域a2的放大图。

喷嘴基板21例如通过50～200μm的硅基板构成，具有多个贯通孔，该多个贯通孔成为将从共用墨室8侧供给的印墨向外部排出的、开口直径为10～30μm、深度为10～40μm左右的喷嘴40。喷嘴40能够通过使用了光学平板印刷法的蚀刻处理将硅基板的不必要的部分除去而形成。

喷嘴40在喷嘴基板21上例如设有500～2000个，并且呈矩阵状配置。该喷嘴40设置为与在后述压力室基板26上设置的压力室27连通。喷嘴40为了确保必要的喷嘴分辨率而以规定的喷嘴间距排列，在图4A中例示的是具有8行构造的喷嘴40的情况。

中间基板22例如由玻璃基板构成，具有将喷嘴40与在后述压力室基板26上设置的压力室27连通的第一连通流路41。第一连通流路41能够通过对玻璃基板的规定的位置进行喷砂加工而形成。并且，第一连通流路41设置在与各喷嘴40对应的位置，并且以贯穿中间基板22的方式形成。在中间基板22，通过成为使第一连通流路41的直径缩小的形状等而使到达喷嘴40的印墨的流路的形状成为任意的形状，能够对在第一连通流路41中流通时对印墨施加的动能进行调节。该中间基板22经由粘接层(省略图示)与喷嘴基板21接合。需要说明的是，中间基板22不是必要的，可以是未设有中间基板22的构造。

压力室基板26由依次层叠有由Si构成的支承基板23、由SiO₂构成的BOX层24以及由Si构成的活性层25的SOI(Silicon on Insulator；绝缘体上硅结构)基板构成，具有经由在中间基板22上设置的第一连通流路41而与各喷嘴40连通的多个压力室(通道)27、第二连通流路28以及压力产生部55。成为压力室基板26的SOI基板的支承基板23的厚度为50～200μm左右，BOX层24的厚度为0.1μm左右，活性层25的厚度为10～50μm左右。

压力室27是独立地储存从共用墨室8供给的印墨的空间。并且，第二连通流路28是将各压力室27与在流路基板29上设置的后述第三连通流路42连通的孔。在图4A和图4B中，压力室27和第二连通流路28的形状以虚线表示。如图4A所示，压力室27和第二连通流路28在SOI基板的支承基板23侧呈二维矩阵状设置。并且，压力室27的剖面形成为大致圆形状，第二连通流路28从压力室27向第三连通流路42所配置的位置突出地设置。

压力产生部55具有振动板47和致动器50。振动板47如图3所示地设置在各压力室27的流路基板29侧的上表面，并且针对各个压力室27的每一个设置。振动板47由压力室27的流路基板29侧的上壁部构成，一体地设置于形成有压力室27的压力室基板26。在本实施方式中，振动板47由构成压力室基板26的SOI基板的活性层25构成。

致动器50设置于振动板47的与面向压力室27的一侧位于相反侧的面，由从振动板47侧依次层叠的下部共用电极51、压电体层52以及上部电极53构成。下部共用电极51由薄膜状的金属层构成，在本实施方式中，依次层叠Ti(钛)层和Pt(铂)层而构成。Ti层例如形成为0.02μm左右，Pt层例如形成为0.1μm左右。需要说明的是，可以形成Au(金)层来代替Pt层。该下部共用电极51共用地设置于所有的压力室27，下部共用电极51通过在后述配线基板30上设置的接地配线64(参照图5A)接地连接。

压电体层52能够由厚度为20～100μm左右的、通过被施加电场而变形的材料构成，例如由锆钛酸铅(PZT)等铁电材料构成。压电体层52设置在压力室27上部的振动板47上部，在每一个压力室27(每个通道)形成。在本实施方式中，如图4B所示，俯视时成为圆形形状。

上部电极53是独立地设置在各压电体层52上部的电极，并且是与各压力室27对应地设置的独立电极。上部电极53由薄膜状的金属层构成，在本实施方式中依次层叠Ti层和Pt层而构成。Ti层例如形成为0.02μm左右，Pt层例如形成为0.1μm左右。需要说明的是，可以形成Au(金)层来代替Pt层。并且，如图4B所示，上部电极53与压电体层52同样地以大致圆形形状形成。上部电极53在其端部具有突出部，在该突出部连接有后述独立配线39的柱形凸块54、以及焊锡凸块或者导电糊剂56。

在形成压力室基板26的情况下，首先，准备SOI基板，在SOI基板的活性层25的整个表面上使用溅射法依次成膜出厚度为0.02μm左右的Ti层和厚度为0.1μm左右的Pt层，形成成为下部共用电极51的金属层。接着，通过使用了光学平板印刷法的蚀刻将金属层的多余部分除去，形成所需形状的下部共用电极51。

接着，通过基于光学平板印刷法的蚀刻，从SOI基板的支承基板23侧将支承基板23、BOX层24以及活性层25的不必要的部分除去，从而形成多个压力室27和第二连通流路28。在这里，在用于形成压力室27的、支承基板23侧的蚀刻工序中，BOX层24成为蚀刻阻止层，在与压力室27对应的部分残留的活性层25成为振动板47。

另一方面，成为致动器50的压电体层52和上部电极53通过喷砂加工加工成规定形状而形成。此时，虽然省略了图示，但在压电体层52的下层形成与下部共用电极51接合的电极层。即，由电极层、压电体层52、上部电极53构成的层叠体被一体地加工形成。而且，在将压力室基板26粘接于将喷嘴基板21和中间基板22粘合而成的接合体后，利用环氧粘接剂等将成为致动器50的包含压电体层52和上部电极53的层叠体接合于振动板47上部的下部共用电极51上部。由此，在压力室基板26中，在振动板47上部形成有压电单晶片构造的致动器50。

在本实施方式中，通过向上部电极53与下部共用电极51之间施加电压而使压电体层52变形，能够使振动板47变形。而且，通过振动板47的变形而在各压力室27产生排出印墨的压力，从而从喷嘴40排出印墨。压力室基板26的、与形成有压力产生部55的一侧位于相反侧的面，例如通过阳极接合接合于中间基板22的与喷嘴基板21位于相反侧的面。

流路基板29由玻璃基板或者42合金(Alloy)等构成，具有收纳致动器50的空间部44和将各压力室27以及在后述配线基板30上设置的第四连通流路43连通的第三连通流路42。如图4A的实线所示，在流路基板29上设置的空间部44在呈矩阵状配置的压力室27的每一行形成，并且以贯穿基板的方式设置。即，与在行方向上相邻的压力室27对应的各个致动器50收纳于在行方向上相连的空间部44。

并且，流路基板29的第三连通流路42设置于每个压力室27，如图4A所示，剖面形状形成为圆形形状。并且，如图4A所示，在流路基板29的行方向的两端部分别在三个部位设有用于将下部共用电极51接地连接的引出贯通孔61，各个下部共用电极51经由凸块62与后述配线基板30的接地配线64连接。流路基板29经由粘接剂层(省略图示)粘接于压力室基板26的与接合有中间基板22的一侧位于相反侧的面。

配线基板30具有硅层32、配线层31、以覆盖配线层31的方式设置的绝缘层45、贯穿硅层32和绝缘层45的第四连通流路43。

第四连通流路43(本发明的配线基板侧连通流路)以将在配线基板30的上部设置的共用墨室8与在流路基板29设置的第三连通流路42连通的方式贯穿硅层32设置。在本实施方式中，第四连通流路43在与流路基板29的接合面上形成为与第三连通流路42的剖面大致相同的形状，例如形成为圆形形状。

配线层31具有在硅层32的流路基板29侧的面形成并且与在各压力产生部55设置的上部电极53连接的独立配线39、与下部共用电极51连接的接地配线64以及将第四连通流路43的周围包围设置的密封部46。独立配线39、接地配线64以及密封部46例如由铝形成。

独立配线39如图3所示地经由柱形凸块54以及焊锡凸块或者导电糊剂56与构成各致动器50的各个上部电极53连接，独立配线39如图5A和图5B所示地设置为将上部电极53向配线基板30的列方向的端部引出。配线基板30的列方向的两端部成为供柔性电路基板5连接的连接部63。各个独立配线39向在配线基板30的列方向的两端的设置的连接部63中的近的一方引出。在本实施方式中，在8行压力室27中从中央向一侧排列的4行的压力室27设置的上部电极53向一侧的连接部63引出，在另一侧排列的4行的压力室27设置的上部电极53向另一侧的连接部63引出。

并且，在本实施方式中，在配线基板30的与独立配线39的延伸方向正交的方向上的两端部设有与下部共用电极51连接的接地配线64。在接地配线64也形成有与下部共用电极51连接的凸块62，接地配线64经由凸块62与下部共用电极51电连接。另外，接地配线64也向与独立配线39相同的方向延伸设置，在配线基板30的连接部63与柔性电路基板5连接。

为了减少配线电阻，优选这样的独立配线39和接地配线64在可制造的范围内尽量粗、厚地形成，在本实施方式中，以4μm的厚度形成。

密封部46以包围第四连通流路43的方式从第四连通流路43的边缘以规定的宽度地形成，在本实施方式中，形成为圆形形状(环状)。并且，密封部46形成为不与相邻的独立配线39触碰的程度的大小。在本实施方式中，优选密封部46在配线层31的面方向上以20μm～200μm左右的宽度、优选为100μm以下的宽度形成。在这里，本实施方式中的密封部46的宽度是呈环状设置的密封部46的外径与内径的差的一半。

密封部46在流路基板29与配线基板30的交界面上，作为用于提高流路基板29与配线基板30的密接性、防止印墨泄漏的围挡而设置。如本实施方式那样，通过使密封部46的面方向上的宽度为20μm以上，能够可靠地密封印墨的流路周围。并且，由于通道的高密度化，对其他配线也有影响，因此优选以200μm以下的宽度、优选为100μm以下的宽度形成。这样的密封部46通过与独立配线39的制造工序在同一工序中形成，与独立配线39和接地配线64同样地以4μm的厚度形成。

绝缘层45例如由SiO₂构成，在设置于配线基板30的配线层31上表面成膜，设置在除了在独立配线39上设置的柱形凸块54以及在接地配线64上设置的凸块62的形成区域之外的部分。该绝缘层45例如以1μm左右的厚度成膜，并且以沿着配线层31的形状的方式在配线层31上表面成膜。

需要说明的是，在配线基板30中，在硅层32的两面的整个面上、即硅层32与配线层31之间以及硅层32的与形成有配线层31的面相反的一侧的面成膜有用于保护硅层32的绝缘层，但在本实施方式中省略图示。而且，这种构成的配线基板30以其配线层31侧的面与流路基板29接合的方式经由粘接剂层(省略图示)贴合。

在这里，对配线基板30的制造工序的一个例子进行说明。首先，准备成为硅层32的硅基板，在硅基板的一方的面的整个面成膜出由SiO₂构成的绝缘层(省略图示)，在其上表面形成Al层。然后，通过使用了光学平板印刷法的蚀刻，将Al层的不需要部分除去，形成具有所希望的形状的独立配线39、接地配线64以及密封部46的配线层31。之后，在该配线层31上部成膜出由SiO₂构成的绝缘层45。该绝缘层45中的、供独立配线39的柱形凸块54和焊锡凸块56、以及接地配线64的凸块62形成的区域通过蚀刻来除去。

接着，在硅基板的与形成有配线层31的一侧相反的一侧的面的整个面成膜出由SiO₂构成的绝缘层(省略图示)。然后，通过使用光学平板印刷法进行的蚀刻处理，将绝缘层和硅基板的不必要的部分除去，形成第四连通流路43。然后，在独立配线39的规定的位置，通过使用了金属细线的引线接合形成柱形凸块54。并且，为了确保配线基板30与流路基板29在贴合时的电接合的可靠性，在柱形凸块54上形成焊锡凸块56。并且，在与形成在独立配线39上形成的柱形凸块54以及焊锡凸块56的形成工序相同的工序中，也形成接地配线64的凸块62。或者，也可以取代焊锡凸块而在柱形凸块前端通过转印等涂覆导电糊剂56。由此，形成配线基板30。

图6A～图6C是配线基板30与流路基板29、压力室基板26、中间基板22以及喷嘴基板21的接合体在贴合时的制造工序图。首先，准备配线基板30(参照图6A)以及将流路基板29、压力室基板26、中间基板22和喷嘴基板21接合而成的接合体(参照图6B)。流路基板29、压力室基板26、中间基板22以及喷嘴基板21的接合体如上所述地通过依次接合喷嘴基板21、中间基板22、压力室基板26、流路基板29而形成。

接着，在流路基板29、压力室基板26、中间基板22以及喷嘴基板21的接合体中的流路基板29表面形成粘接剂层(省略图示)。粘接剂层不需要在整个面上均匀地涂覆，因此优选使用转印、印刷技术进行涂覆。之后，使配线基板30的配线层31的面侧与流路基板29相对，使用省略图示的对准标记进行对位。然后，如图6C所示，将配线基板30贴合在流路基板29上。通过将配线基板30与流路基板29、压力室基板26、中间基板22以及喷嘴基板21的接合体贴合，从而使独立配线39与压力产生部55的上部电极53电连接、接地配线64与下部共用电极51电连接。由此，完成喷墨头芯片10。

然后，在本实施方式中，在印墨总管2的共用墨室8侧经由保持板3接合在喷墨头芯片10的配线基板30侧，在配线基板30设置的连接部63经由各向异性导电膜接合柔性电路基板5，由此完成喷墨头1。

在本实施方式的喷墨头1中，供给到共用墨室8的印墨经由第四连通流路43、第三连通流路42、第二连通流路28向各压力室27供给。然后，在压力产生部55中，在致动器50中对压电体层52施加电场而产生挠曲变形，该挠曲变形经由振动板而造成压力室27的体积变化。由此，在压力室27内，由体积变化造成压力变化，供给到内部的印墨通过第一连通流路41以及喷嘴40向外部排出。

在本实施方式中，在配线基板30上，在第四连通流路43的周围设有围挡状的密封部46，该围挡状的密封部46以与其他独立配线39和接地配线64相同的高度形成，因此成为配线层31面的凹凸面中最高的部分。因而，在配线基板30与流路基板29的贴合时，密封部46能够可靠地粘接在流路基板29的表面上。

由此，在第四连通流路43与第三连通流路42的交界部分，在配线基板30与流路基板29之间不形成间隙，因此第四连通流路43以及第三连通流路42液密地被保持。因此，在印墨从第四连通流路43流向第三连通流路42时，能够防止印墨向配线基板30与流路基板29之间泄漏。

如图6A所示，在配线基板30的配线层31侧的面存在由配线层31造成的凹凸。因此，在如以往的喷墨头那样没有密封部的构造的情况下，第四连通流路43周围成为凹形形状，在配线层31面与流路基板29之间存在间隙，印墨泄漏的可能性变高。另一方面，如果为了填埋该间隙而增加粘接剂的涂覆量，则存在粘接剂溢出到墨的流路中而堵塞流路的可能。

与此相对，在本实施方式中，通过设置密封部46，能够不增加粘接剂的涂覆量地在第四连通流路43以及第三连通流路42的周围消除配线基板30与流路基板29的交界的间隙。

并且，在本实施方式中，密封部46能够在形成配线层31时与独立配线39、接地配线64同时形成。因此，无需另外设置用于形成密封部46的工序。

在本实施方式中，使用配线层31仅形成在配线基板30的一方的面上的例子进行了说明，但也能够将本发明适用于于在配线基板30的两面具有配线层31的构成。在该情况下，在配线基板30的流路基板29侧，通过在配线层31上形成密封部46能够得到与本实施方式同样的效果。并且，在本实施方式中，通过圆形形状的部件来构成密封部46的外形，但不限于此，例如也可以是矩形形状。

2.第二实施方式(将密封部作为配线使用的例子)

接着，对本发明的第二实施方式的喷墨头进行说明。图7是将本实施方式的喷墨头70的配线层72配置在流路基板29上时的概略平面构成图，与图5B相同，对与一部分的压力室27对应的部分放大表示。在图7中，对与图5B对应的部分标注同一附图标记而省略重复说明。

如图7所示，在本实施方式的喷墨头70中，在配线层72上形成的密封部46与独立配线71相连接。密封部46的构成与第一实施方式相同。独立配线71与密封部46结合，经由柱形凸块54、以及焊锡凸块56或者导电糊剂与上部电极53连接，并且延伸至配线基板30的端部的连接部63地配设。

然而，在提高喷墨头的分辨率的情况下，需要缩窄通道(压力室27)之间的间距、增加列数或者同时采用这两者。在缩窄通道之间的间距的情况下，流路之间的间隔变窄，但为了扩宽该间隔，需要减小流路，减小流路的直径会导致流路阻力的增加，对射出特性产生影响。另一方面，在增加配线的列数的情况下，通过流路之间的配线的条数增多，每条配线的宽度变小，配线电阻变大。

与此相对，在本实施方式中，通过将密封部46作为独立配线71的一部分使用，能够以跨越第四连通流路43的方式进行配线。因此，能够将以往不能设置配线的区域作为配线空间。由此，能够增大一条配线的宽度或者增大第三连通流路42的直径。因此，即使在喷墨头的分辨率高的情况下，也能够防止配线电阻的增大或者射出特性的恶化。

3.第三实施方式(在压电体层中使用薄膜PZT、独立配线直接设置于压力室基板的例子)

接着，对本发明的第三实施方式的喷墨头进行说明。图8是从平面观察本实施方式的喷墨头80的形成有配线层92的面时的概略构成图，图9是表示本实施方式的喷墨头80的主要部分剖面的概略构成图。本实施方式的喷墨头80在独立配线91直接设置于压力室基板26且没有配线基板这一点与第一实施方式不同。在图9中，对于与图3对应的部分标注同一附图标记，省略重复的说明。

如图9所示，本实施方式的喷墨头80的喷墨头芯片99通过喷嘴基板21、中间基板22、压力室基板97以及流路基板88依次从喷墨头80的墨排出面侧层叠于保持板3侧。

压力室基板97由依次层叠有由Si构成的支承基板23、由SiO₂构成的BOX层24以及由Si构成的活性层25的SOI(Silicon on Insulator)基板构成，具有经由在中间基板22上设置的第一连通流路41而与各喷嘴40连通的多个压力室(通道)27、第二连通流路28以及压力产生部81。压力产生部81具有振动板47和致动器85。在本实施方式中，压力室27、第二连通流路28以及振动板47的构成与第一实施方式相同。

致动器85设置在振动板47的与面向压力室27的一侧位于相反侧的面，由从振动板47侧依次层叠的下部共用电极82、压电体层83以及上部电极84构成。而且，本实施方式的上部电极84与构成密封部93和独立配线91的配线层92形成在同一层，并且与密封部93和独立配线91连接。

下部共用电极82由薄膜状的金属层构成，在本实施方式中，依次层叠Ti(钛)层与Pt(铂)层而构成。该下部共用电极82共用地设置在所有的振动板47的上表面。Ti层例如形成为0.02μm左右，Pt层例如形成为0.1μm左右。下部共用电极82在压力室基板26端部接地连接。

压电体层83能够由被施加电场而变形的材料构成，例如由锆钛酸铅(PZT)等铁电材料构成。压电体层83设置在振动板47上部，在每个压力室27(每个通道)形成。并且，在本实施方式中，压电体层83由能够使用溅射、溶胶凝胶法形成的薄膜PZT(相当于本发明的薄膜压电体层)构成。在本实施方式中，如图8所示，俯视时以椭圆形状形成。

上部电极84独立地设置在各压电体层83的上部。如图8所示，上部电极84以与压电体层83相同的形状形成。

配线层92从压电体层83上部向与柔性电路基板5连接的端部延伸设置，并且形成为以环状包围第二连通流路28周围。即，本实施方式的配线层92中的、位于第二连通流路28周围的配线层92构成密封部93，如图8所示那样朝向端部延伸的部分构成独立配线91。并且，配线层92构成为一部分在上部电极84上越过。

而且，这些上部电极84、密封部93以及独立配线91与每个通道连接。独立配线91虽然省略图示，在压力室基板26的端部与柔性电路基板5连接，由此，对致动器85施加所期望的电压。即，在本实施方式中，压力室基板26兼作配线基板。

并且，在形成有压电体层83的区域之外的配线层92与下部共用电极82之间形成有绝缘层86，进而，在配线层92的流路基板88侧上部在整个面形成有绝缘层87。

在这里，对压力室基板97的形成工序进行说明。首先，准备构成压力室基板97的SOI基板。SOI基板依次层叠有由Si构成的支承基板23、由SiO₂构成的BOX层24、由Si构成的活性层25，支承基板23的厚度约为50～200μm。首先，在活性层25的表面，使用溅射法，依次成膜出厚度为0.2μm左右的Ti层和厚度为0.1μm左右的Pt层，形成成为下部共用电极82的金属层。接着，在成为下部共用电极82的金属层的表面整个面，例如使用溅射法成膜出成为压电体层83的PZT层，进而，使用溅射法等，依次成膜出厚度为0.2μm左右的Ti层和厚度为0.1μm左右的Pt层，形成成为上部电极84的金属层。之后，通过使用了光学平板印刷法的蚀刻加工，将成为上部电极的金属层和PZT层的多余部分除去而形成上部电极84和压电体层83。接着，同样通过使用了光学平板印刷法的蚀刻加工将金属层的多余的部分除去，形成下部共用电极82。

接着，在整个面成膜出绝缘材料层，通过使用了光学平板印刷法的蚀刻加工，将压电体层83上部的区域除去，形成绝缘层86。之后，形成成为Al(铝)等配线层92的金属层。然后，通过使用了光学平板印刷法的蚀刻加工，将金属层的多余部分除去，形成包含独立配线91、密封部93的配线层92。然后，在形成有配线层92的整个面形成绝缘层87。

接着，通过利用光学平板印刷法的蚀刻，从SOI基板的支承基板23侧去除支承基板23、BOX层24以及活性层25的不必要的部分，从而形成多个压力室27和第二连通流路28。在这里，在用于形成压力室27的支承基板23侧的蚀刻工序中，BOX层24成为蚀刻阻止层，在与压力室27对应的部分残留的活性层25成为振动板。

在本实施方式中，如以上那样，在形成构成致动器85的上部电极84后，在压力室基板97上部形成独立配线91和密封部93。由此，无需另行形成配线基板。

流路基板88由玻璃基板或者42合金(Alloy)等构成，具有收纳致动器85的空间部90、和将各压力室27与共用墨室8连通的第三连通流路89。在本实施方式中，由于未设置配线基板，因此在流路基板88上部配置有共用墨室8。因此，收纳致动器85的空间部90由不贯穿流路基板88而是从压力室基板97侧以规定的深度形成的槽部构成。

在本实施方式的喷墨头80中，使用粘接剂将流路基板88贴合于压力室基板97上部的配线层92上部，从而完成喷墨头芯片99。而且，密封部93形成在第三连通流路89和第二连通流路28的周围，因此在流路基板88与喷嘴基板98的贴合时，以密封部93上表面紧贴流路基板88的贴合面的方式贴合。由此，在第三连通流路89与第二连通流路28的交界，能够防止印墨泄漏到配线层92与喷嘴基板98之间。

在本实施方式中，作为构成致动器85的压电体层83，使用薄膜PZT，因此能够通过溅射法、溶胶凝胶法等在Si基板上直接形成压电体层83。薄膜PZT由于其膜厚薄至1～5μm左右，能够以小的面积得到大的位移，因此能够更高密度地配置致动器85，能够实现喷墨头芯片99的小型化。并且，能够在Si基板上将压电体层83直接图案化，因此能够在同一面内构成与上部电极84连接的独立配线91，能够消除配线基板。需要说明的是，在本实施方式中，以越上上部电极84的方式形成了配线层92，但也可以通过改变上部电极84的图案而一体地形成上部电极84和配线层92。在这种情况下，能够以一次制作出上部电极84和配线层92，因此能够减少工序数。

而且，在本实施方式的喷墨头80中，也在喷嘴基板98的形成配线层92的面上形成缘自配线层92的凹凸。因此，在将喷嘴基板98与流路基板88贴合时，产生缘自配线层92所造的凹凸面的间隙。但是，在本实施方式中，也通过以包围第二连通流路28的周围的方式形成密封部93，由此能够在第二连通流路28与第三连通流路89的交界部分使流路基板88与喷嘴基板98液密地贴合。由此，能够防止印墨泄漏到流路基板88与喷嘴基板98之间。

以上，基于实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式中记载的结构，在不脱离其主旨的范围内能够适当地改变其结构。在上述实施方式中，采用了在配线层上形成密封部的结构，但也可以由与配线层不同的部件构成，例如，也可以形成与配线相同程度的高度的绝缘层等。并且，在以与配线层不同的部件构成密封部的情况下，密封部也可以不设置在配线层侧，而设置在与配线层贴合的面侧。只要是能够在印墨所流动的流路周边密封缘自配线层的凹凸形状的贴合面的间隙的构成即可。因此，通过以与配线层的高度相同程度或比其高地形成密封部，能够得到本发明的效果。

并且，上述实施方式例是为使本发明容易理解而进行的详细说明，并不限于具备所说明的全部构成。例如，能够将某一实施方式的一部分结构替换为其他实施方式的结构，并且也能够对某一实施方式的结构追加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、替换。

附图标记说明

1…喷墨头，2…印墨总管，3…保持板，5…柔性电路基板，8…共用墨室，10…喷墨头芯片，21…喷嘴基板，22…中间基板，26…压力室基板，27…压力室，28…连通孔，29…流路基板，30…配线基板，31…配线层，39…独立配线，40…喷嘴，41…第一连通流路，42…第二连通流路，43…第三连通流路，44…空间部，45…绝缘层，46…密封部，47…振动板，50…致动器，51…下部共用电极，52…压电体层，53…上部电极，54…柱形凸块，55…压力产生部。

Claims (10)

1.一种喷墨头，其特征在于，具备：

压力室基板，其具有多个压力室和针对每个所述压力室设置并且使所述压力室的体积变化的致动器；

喷嘴基板，其具有与各压力室连通，并且通过所述压力室的体积变化而排出液体的喷嘴；

共用墨室，其储存印墨，并且向各压力室供给印墨；

配线层，其具有独立配线，该独立配线向针对每个所述压力室设置的各致动器独立地供电；

流路基板，其具有在与所述配线层之间收纳致动器的空间部、和将所述压力室以及所述共用墨室独立地连通的连通流路，并且贴合于形成有所述配线层的面；

密封部，其在所述流路基板与形成有所述配线层的面的贴合面上设置在包围所述连通流路的区域，将所述贴合面液密地密封；

所述独立配线与所述密封部通过相同的材料形成。

2.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，

所述密封部通过配线层的一部分构成。

3.根据权利要求2所述的喷墨头，其中，

在所述密封部连接有独立配线。

4.根据权利要求3所述的喷墨头，其中，

所述配线层形成在经由所述流路基板设置在所述压力室基板上的配线基板，

在所述配线基板设有与所述连通流路连通的配线基板侧连通流路。

5.根据权利要求2所述的喷墨头，其中，

所述致动器具备下部共用电极、在下部共用电极上部成膜的薄膜压电体层以及在所述薄膜压电体层上与各压力室相对应地独立设置的上部电极，

所述配线层与所述上部电极连接。

6.根据权利要求5所述的喷墨头，其中，

所述配线层与所述上部电极一体地形成。

7.一种喷墨头，其特征在于，具备：

压力室基板，其具有多个压力室和针对每个所述压力室设置并且使所述压力室的体积变化的致动器；

喷嘴基板，其具有与各压力室连通，并且通过所述压力室的体积变化而排出液体的喷嘴；

共用墨室，其储存印墨，并且向各压力室供给印墨；

配线层，其具有独立配线，该独立配线向针对每个所述压力室设置的各致动器独立地供电；

流路基板，其具有在与所述配线层之间收纳致动器的空间部、和将所述压力室以及所述共用墨室独立地连通的连通流路，并且贴合于形成有所述配线层的面；

密封部，其在所述流路基板与形成有所述配线层的面的贴合面上设置在包围所述连通流路的区域，将所述贴合面液密地密封；

所述密封部通过配线层的一部分构成，

在所述密封部连接有独立配线，

所述配线层形成在经由所述流路基板设置在所述压力室基板上的配线基板，

在所述配线基板设有与所述连通流路连通的配线基板侧连通流路。

8.一种图像形成装置，具备权利要求1至7中任一项所述的喷墨头。

9.一种喷墨头的制造方法，其特征在于，所述喷墨头具备：

压力室基板，其具有多个压力室和针对每个所述压力室设置并且使所述压力室的体积变化的致动器；

喷嘴基板，其具有与各压力室连通，并且通过所述压力室的体积变化而排出液体的喷嘴；

共用墨室，其储存印墨，并且向各压力室供给印墨；

配线层，其具有独立配线，该独立配线向针对每个所述压力室设置的各致动器独立地供电；

流路基板，其具有在与所述配线层之间收纳致动器的空间部、和将所述压力室以及所述共用墨室独立地连通的连通流路，并且贴合于形成有所述配线层的面；

所述喷墨头的制造方法具有以下工序：

在形成有所述配线层的面与所述流路基板贴合之前，在所述流路基板或者所述配线层的、所述流路基板与形成有所述配线层的面的贴合面上的包围所述连通流路的区域形成与所述独立配线通过相同的材料形成、并且将所述贴合面液密地密封的密封部。

10.根据权利要求9所述的喷墨头的制造方法，其中，

所述密封部形成在所述配线层，与在所述配线层上形成的配线的形成通过同一工序形成。

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