JP6098414B2

JP6098414B2 - Liquid discharge head, liquid discharge device, and method of manufacturing liquid discharge head

Info

Publication number: JP6098414B2
Application number: JP2013154272A
Authority: JP
Inventors: 慎介一川; 靖雄稲岡
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2033-07-25
Also published as: JP2015024528A

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、及び、液体吐出ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head, a liquid discharge apparatus, and a method for manufacturing a liquid discharge head.

圧力室を形成する圧力室基板と、前記圧力室とノズル開口とを連通させる連通孔を有する流路基板と、を接合してインクジェットヘッドといった液体吐出ヘッド（液体噴射ヘッド）を形成することが行われている。 A liquid discharge head (liquid ejecting head) such as an ink jet head is formed by joining a pressure chamber substrate that forms a pressure chamber and a flow path substrate having a communication hole that communicates the pressure chamber with a nozzle opening. It has been broken.

特許文献１に記載のインクジェットヘッドは、アライメントマークとしての円穴を有する液室隔壁部材と、より大きい径の円穴を有する振動板と、が接着剤により接合されている。アライメントマークとしての円穴は、液室隔壁部材の振動板との接合面よりも後退した段差面（深さが５０μｍよりも大）内に設けられている。液室隔壁部材と振動板とを接合する場合、液室隔壁部材の接合面に接着剤を塗布し、振動板側からＣＣＤカメラにより振動板の円穴及びアライメントマークとしての円穴を観察し、画像処理により両円穴のエッジを検出し、両エッジが同心円となるように両部材を位置合わせして加圧接合することになる。 In the ink jet head described in Patent Document 1, a liquid chamber partition member having a circular hole as an alignment mark and a diaphragm having a larger diameter circular hole are joined by an adhesive. The circular hole as the alignment mark is provided in a step surface (depth is greater than 50 μm) that is recessed from the joint surface of the liquid chamber partition member with the diaphragm. When joining the liquid chamber partition member and the diaphragm, apply an adhesive to the joint surface of the liquid chamber partition member, and observe the circular hole of the diaphragm and the alignment hole as an alignment mark with a CCD camera from the diaphragm side. The edges of both circular holes are detected by image processing, and both members are aligned and pressure bonded so that both edges are concentric.

アライメントマークとしての円穴のエッジに接着剤が付着すると、エッジを明瞭に認識することができなくなり、エッジの位置検出精度が低下する。上記段差面は接合面よりも後退しているため、液室隔壁部材の接合面に接着剤を塗布したとき、段差面内に設けられたアライメントマークとしての円穴のエッジには接着剤が付着し難い。 If the adhesive is attached to the edge of the circular hole as the alignment mark, the edge cannot be clearly recognized, and the edge position detection accuracy is lowered. Since the step surface is set back from the joint surface, when an adhesive is applied to the joint surface of the liquid chamber partition member, the adhesive adheres to the edge of the circular hole as an alignment mark provided in the step surface. It is hard to do.

特開２００３−３０５８５１号公報JP 2003-305851 A

しかし、基板に対して接合面よりも後退した段差面を形成した上でアライメントマークとしての円穴を形成するのは、高度な技術が要求される。
また、段差面が浅い等によりアライメントマークとしての円穴のエッジに接着剤が付着すると、エッジの位置検出精度が低下し、液室隔壁部材と振動板との位置合わせ精度が低下する。
さらに、アライメントマークを設ける基板が薄い場合、アライメントマークとしての円穴のエッジに接着剤が付着しない程度の深さの段差面を基板に形成することができない。 However, advanced technology is required to form a circular hole as an alignment mark after forming a stepped surface that is recessed from the bonding surface with respect to the substrate.
Further, if the adhesive adheres to the edge of the circular hole as the alignment mark due to the shallow step surface or the like, the edge position detection accuracy decreases, and the alignment accuracy between the liquid chamber partition wall member and the diaphragm decreases.
Furthermore, when the substrate on which the alignment mark is provided is thin, a stepped surface having a depth that prevents the adhesive from adhering to the edge of the circular hole as the alignment mark cannot be formed on the substrate.

以上を鑑み、本発明の目的の一つは、流路基板と圧力室基板との位置合わせ精度を向上させることが可能な技術を提供することにある。 In view of the above, one of the objects of the present invention is to provide a technique capable of improving the alignment accuracy between the flow path substrate and the pressure chamber substrate.

上記目的の一つを達成するため、本発明は、ノズル開口に連通する圧力室を形成する圧力室基板と、前記圧力室に繋がる流路を有する流路基板と、が接着剤により接合された液体吐出ヘッドであって、
前記流路基板と前記圧力室基板のうちの一方の基板は、他方の基板と位置合わせを行うためのアライメントマークとして前記一方の基板の厚み方向へ貫通した複数の隣接した貫通穴を有する、態様を有する。 In order to achieve one of the above objects, according to the present invention, a pressure chamber substrate forming a pressure chamber communicating with a nozzle opening and a flow channel substrate having a flow channel connected to the pressure chamber are joined by an adhesive. A liquid discharge head,
One of the flow path substrate and the pressure chamber substrate has a plurality of adjacent through holes penetrating in the thickness direction of the one substrate as alignment marks for alignment with the other substrate. Have

また、前記液体吐出ヘッドを備えた、インクジェットプリンター等の液体吐出装置の態様を有する。 In addition, the liquid ejection apparatus includes an aspect of a liquid ejection apparatus such as an ink jet printer provided with the liquid ejection head.

アライメントマークとして上記複数の隣接した貫通穴を有する一方の基板の接合面に接着剤を塗布したとき、一部の貫通穴のエッジに接着剤が付着することにより一部の貫通穴の位置を検出することができなくても、他の貫通穴の位置を検出することができる。従って、上記態様は、アライメントマークの位置検出精度を向上させることができ、流路基板と圧力室基板との位置合わせ精度を向上させた液体吐出ヘッド、及び、液体吐出装置を提供することができる。 When an adhesive is applied to the bonding surface of one of the substrates having a plurality of adjacent through holes as alignment marks, the position of some through holes is detected by the adhesive adhering to the edges of the through holes. Even if it cannot be performed, the position of another through hole can be detected. Therefore, the aspect described above can improve the position detection accuracy of the alignment mark, and can provide a liquid discharge head and a liquid discharge device with improved alignment accuracy between the flow path substrate and the pressure chamber substrate. .

さらに、本発明は、ノズル開口に連通する圧力室を形成する圧力室基板と、前記圧力室に繋がる流路を有する流路基板と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記流路基板と前記圧力室基板のうちの一方の基板に他方の基板と位置合わせを行うためのアライメントマークとして前記一方の基板の厚み方向へ貫通した複数の隣接した貫通穴を形成し、
前記一方の基板における前記他方の基板との接合面に接着剤を塗布し、
前記複数の隣接した貫通穴に基づいて前記流路基板と前記圧力室基板との位置合わせを行い、
前記位置合わせの後に前記流路基板と前記圧力室基板とを接合する、態様を有する。 Furthermore, the present invention is a method for manufacturing a liquid discharge head, comprising: a pressure chamber substrate that forms a pressure chamber communicating with a nozzle opening; and a flow channel substrate having a flow channel connected to the pressure chamber,
Forming a plurality of adjacent through holes penetrating in the thickness direction of the one substrate as an alignment mark for aligning with the other substrate on one of the flow path substrate and the pressure chamber substrate,
Applying an adhesive to the bonding surface of the one substrate with the other substrate,
Aligning the flow path substrate and the pressure chamber substrate based on the plurality of adjacent through holes,
The flow path substrate and the pressure chamber substrate are joined after the alignment.

流路基板と圧力室基板との位置合わせを行うとき、一部の貫通穴に接着剤が付着することにより一部の貫通穴の位置を検出することができなくても、他の貫通穴の位置を検出することができる。従って、上記態様は、アライメントマークの位置検出精度を向上させることができ、流路基板と圧力室基板との位置合わせ精度を向上させることが可能な製造方法を提供することができる。 When aligning the flow path substrate and the pressure chamber substrate, even if the position of some through holes cannot be detected due to adhesive adhering to some through holes, The position can be detected. Therefore, the said aspect can provide the manufacturing method which can improve the position detection precision of an alignment mark and can improve the alignment precision of a flow-path board | substrate and a pressure chamber board | substrate.

ここで、ノズル開口に連通する圧力室は、流路基板の流路を介してノズル開口に連通してもよい。 Here, the pressure chamber communicating with the nozzle opening may communicate with the nozzle opening via the flow path of the flow path substrate.

前記複数の隣接した貫通穴は、一列に並べられてもよいが、前記一方の基板における前記他方の基板との接合面に並行した第一の方向へ複数並べられ、かつ、前記接合面に並行し前記第一の方向とは異なる第二の方向へも複数並べられてもよい。この態様は、異なる複数の方向においてアライメントマークの位置検出精度を向上させることができ、流路基板と圧力室基板との位置合わせ精度をさらに向上させた液体吐出ヘッドを提供することができる。 The plurality of adjacent through holes may be arranged in a row, but a plurality of adjacent through holes are arranged in a first direction parallel to the bonding surface of the one substrate with the other substrate, and parallel to the bonding surface. A plurality of the first directions may be arranged in a second direction different from the first direction. This aspect can improve the position detection accuracy of the alignment mark in a plurality of different directions, and can provide a liquid ejection head that further improves the alignment accuracy between the flow path substrate and the pressure chamber substrate.

前記貫通穴は、平面視において、楕円形等でもよいが、前記第一の方向に沿った２辺、及び、前記第二の方向に沿った２辺を有する多角形状でもよい。この態様は、第一の方向及び第二の方向へ貫通穴を密に並べることができ、流路基板と圧力室基板との位置合わせ精度をさらに向上させた液体吐出ヘッドを提供することができる。 The through hole may be elliptical or the like in plan view, but may be a polygonal shape having two sides along the first direction and two sides along the second direction. According to this aspect, it is possible to provide a liquid discharge head in which the through holes can be closely arranged in the first direction and the second direction, and the alignment accuracy between the flow path substrate and the pressure chamber substrate is further improved. .

（ａ）は流路基板３０と圧力室基板１０との位置合わせを行う様子を模式的に例示する断面図、（ｂ）は流路基板３０の要部を例示する平面図、（ｃ）はアライメントマークＭ１を例示する平面図。(A) is sectional drawing which illustrates typically a mode that alignment of the flow path substrate 30 and the pressure chamber substrate 10 is performed, (b) is a top view which illustrates the principal part of the flow path substrate 30, (c) is The top view which illustrates alignment mark M1. 記録ヘッド１を例示する断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the recording head 1. 記録ヘッド１の要部を例示する断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the main part of the recording head 1. 流路基板３０の要部を例示する斜視図。FIG. 3 is a perspective view illustrating a main part of a flow path substrate 30. （ａ）は各貫通穴の中心Ｇ１〜Ｇ９、及び、アライメントマークＭ１の中心Ｇを模式的に例示する図、（ｂ）は一部の貫通穴のエッジＥ１が認識されなかったときに貫通穴の中心を求める様子を模式的に例示する図。(A) is a diagram schematically illustrating the centers G1 to G9 of each through hole and the center G of the alignment mark M1, and (b) is a through hole when the edge E1 of some through holes is not recognized. The figure which illustrates typically a mode that the center of is calculated | required. 記録装置２００の構成の概略を例示する斜視図。FIG. 3 is a perspective view illustrating an outline of the configuration of a recording apparatus. （ａ）は比較例の流路基板９３０の要部を示す平面図、（ｂ）は比較例のアライメントマークＭ９のエッジに接着剤４０が付着した様子を模式的に示す平面図。(A) is a top view which shows the principal part of the flow-path board | substrate 930 of a comparative example, (b) is a top view which shows typically a mode that the adhesive agent 40 adhered to the edge of the alignment mark M9 of a comparative example.

以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。 Embodiments of the present invention will be described below. Of course, the following embodiments are merely examples of the present invention, and all the features shown in the embodiments are not necessarily essential to the means for solving the invention.

（１）液体吐出ヘッドの構成例：
図１（ａ）は流路基板３０と圧力室基板１０との位置合わせを行う例を模式的に示す断面図、図１（ｂ）は流路基板３０の要部を例示する平面図、図１（ｃ）はアライメントマークＭ１を例示する平面図、図２は液体吐出ヘッド（液体噴射ヘッド）の一例であるインクジェット式記録ヘッド１を基板１０，３０の長手方向Ｄ３に対する垂直面で断面視した図、図３は図２のＢ部分を拡大した図、図４は流路基板３０のノズルプレート側面３０ｂの要部を例示する斜視図、である。図２，３においては、接着剤４０の図示を省略している。図４においては、長手方向Ｄ３中央側の個別流路壁３４の図示を省略している。 (1) Configuration example of liquid ejection head:
FIG. 1A is a cross-sectional view schematically illustrating an example in which the flow path substrate 30 and the pressure chamber substrate 10 are aligned, and FIG. 1B is a plan view illustrating the main part of the flow path substrate 30. 1C is a plan view illustrating the alignment mark M1, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the ink jet recording head 1 which is an example of a liquid discharge head (liquid ejecting head) in a plane perpendicular to the longitudinal direction D3 of the substrates 10 and 30. 3 is an enlarged view of a portion B in FIG. 2, and FIG. 4 is a perspective view illustrating the main part of the nozzle plate side surface 30b of the flow path substrate 30. 2 and 3, the illustration of the adhesive 40 is omitted. In FIG. 4, the illustration of the individual flow path wall 34 on the center side in the longitudinal direction D3 is omitted.

上記図中、符号Ｄ１は、圧電素子３、基板１０，３０，５０、ケースヘッド７０、及び、ノズルプレート８０の厚み方向を示している。符号Ｄ２は、基板１０，３０の幅方向を示し、例えば、圧力室１２の長手方向とされる。符号Ｄ３は、基板１０，３０の長手方向を示し、例えば、圧力室１２の幅方向及び併設方向とされる。各方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、互いに直交するものとするが、互いに交わっていれば直交していなくてもよい。分かり易く示すため、各方向Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。 In the figure, reference sign D1 indicates the thickness direction of the piezoelectric element 3, the substrates 10, 30, 50, the case head 70, and the nozzle plate 80. Reference sign D 2 indicates the width direction of the substrates 10 and 30, for example, the longitudinal direction of the pressure chamber 12. Reference sign D3 indicates the longitudinal direction of the substrates 10 and 30 and is, for example, the width direction of the pressure chamber 12 and the side-by-side direction. The directions D1, D2, and D3 are assumed to be orthogonal to each other, but may not be orthogonal as long as they intersect each other. For ease of illustration, the magnifications in each direction D1, D2, D3 may differ and the figures may not match.

なお、本明細書で説明する位置関係は、発明を説明するための例示に過ぎず、発明を限定するものではない。従って、圧力室の下以外の位置、例えば、上、左、右、等に流路基板が配置されることも、本発明に含まれる。また、方向や位置等の同一、直交、等は、厳密な同一、直交、等のみを意味するのではなく、製造時等に生じる誤差等も含む意味である。更に、接すること、及び、接合することは、間に接着剤等の介在するものが有ることを含む。 In addition, the positional relationship demonstrated in this specification is only the illustration for demonstrating invention, and does not limit invention. Therefore, the present invention also includes that the flow path substrate is disposed at a position other than under the pressure chamber, for example, at the upper, left, right, etc. Further, the same direction, position, and the like, orthogonal, etc., not only mean exactly the same, orthogonal, etc., but also include an error that occurs during manufacturing. Furthermore, contacting and joining include the presence of an intervening material such as an adhesive.

記録ヘッド１に例示される本技術の液体吐出ヘッドは、ノズル開口８１に連通する圧力室１２を形成する圧力室基板１０と、圧力室１２に繋がる流路（３１，３２）を有する流路基板３０と、が接着剤４０により接合されている。流路基板３０と圧力室基板１０のうちの一方の基板（３０）は、他方の基板（１０）と位置合わせを行うためのアライメントマークＭ１として一方の基板（３０）の厚み方向Ｄ１へ貫通した複数の隣接した貫通穴Ｈを有する。これにより、一方の基板（３０）の接合面（３０ａ）に接着剤４０を塗布したとき、一部の貫通穴Ｈのエッジに接着剤４０が付着することにより一部の貫通穴Ｈの位置を検出することができなくても、他の貫通穴Ｈの位置を検出することができる。なお、符号Ｈは貫通穴を総称し、図１（ｃ）等に示す符号Ｈ１〜Ｈ９は個々の貫通穴Ｈを識別するために使用するものとする。
図６に示す記録装置２００に例示される液体吐出装置（液体噴射装置）は、上述のような液体吐出ヘッドを備える。 The liquid discharge head of the present technology exemplified as the recording head 1 includes a pressure chamber substrate 10 that forms a pressure chamber 12 that communicates with a nozzle opening 81, and a flow channel substrate that includes flow channels (31, 32) connected to the pressure chamber 12. 30 are joined by an adhesive 40. One of the flow path substrate 30 and the pressure chamber substrate 10 (30) penetrates in the thickness direction D1 of one substrate (30) as an alignment mark M1 for alignment with the other substrate (10). A plurality of adjacent through holes H are provided. Thereby, when the adhesive 40 is applied to the joint surface (30a) of the one substrate (30), the adhesive 40 adheres to the edge of the part of the through holes H, so that the positions of the parts of the through holes H are changed. Even if it cannot be detected, the position of another through hole H can be detected. In addition, the code | symbol H generically refers to a through-hole, and the code | symbols H1-H9 shown in FIG.1 (c) etc. shall be used in order to identify each through-hole H. FIG.
A liquid ejecting apparatus (liquid ejecting apparatus) exemplified in the recording apparatus 200 illustrated in FIG. 6 includes the liquid ejecting head as described above.

図２，３に示す記録ヘッド１は、アクチュエーター２が設けられた圧力室基板１０、流路基板３０、保護基板５０、ケースヘッド７０、ノズルプレート８０、等を備える。アクチュエーター２には、圧電素子、発熱により圧力室内に気泡を発生させる発熱素子、等が含まれる。 The recording head 1 shown in FIGS. 2 and 3 includes a pressure chamber substrate 10 provided with an actuator 2, a flow path substrate 30, a protective substrate 50, a case head 70, a nozzle plate 80, and the like. The actuator 2 includes a piezoelectric element, a heating element that generates bubbles in the pressure chamber by heat generation, and the like.

圧力室基板１０は、各ノズル開口８１に対応した個別の圧力室１２を形成し、振動板側面１０ａに振動板１６が設けられ、図１（ａ）に示すように、流路基板側面１０ｂに流路基板３０が接着剤４０により接合される。振動板１６は圧力室１２の圧電素子３側の壁を構成し、流路基板３０の圧力室基板側面３０ａは圧力室１２の流路基板３０側の壁を構成している。圧力室１２は、例えば、圧力室基板１０に対する平面視で長尺な略四角形状に形成され、隔壁を介して圧力室基板の長手方向Ｄ３へ並べられる。
圧力室基板１０の材料には、シリコン基板、ステンレス鋼（ＳＵＳ）といった金属、セラミック、ガラス、合成樹脂、等を用いることができる。一例を挙げると、圧力室基板１０は、特に限定されないが膜厚が例えば数百μｍ程度と比較的厚く剛性の高いシリコン単結晶基板等から形成することができる。圧力室１２は、例えば、ＫＯＨ水溶液等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）等によって形成することができる。 The pressure chamber substrate 10 forms individual pressure chambers 12 corresponding to the respective nozzle openings 81, and a diaphragm 16 is provided on the diaphragm side surface 10a. As shown in FIG. The flow path substrate 30 is joined by the adhesive 40. The diaphragm 16 constitutes a wall of the pressure chamber 12 on the piezoelectric element 3 side, and the pressure chamber substrate side surface 30a of the flow path substrate 30 constitutes a wall of the pressure chamber 12 on the flow path substrate 30 side. The pressure chambers 12 are formed, for example, in a substantially rectangular shape that is long in a plan view with respect to the pressure chamber substrate 10, and are arranged in the longitudinal direction D3 of the pressure chamber substrate via a partition wall.
As a material of the pressure chamber substrate 10, a silicon substrate, a metal such as stainless steel (SUS), ceramic, glass, synthetic resin, or the like can be used. For example, the pressure chamber substrate 10 is not particularly limited, but can be formed from a silicon single crystal substrate having a relatively thick and high rigidity, such as about several hundred μm. The pressure chamber 12 can be formed by, for example, anisotropic etching (wet etching) using an alkaline solution such as a KOH aqueous solution.

図３等に示す圧電アクチュエーター２は、振動板１６と圧電素子３を含む。
振動板１６の材料には、酸化シリコン（ＳｉＯ_x）、金属酸化物、セラミック、合成樹脂、等を用いることができる。振動板は、分離されない圧力室基板の表面を変性する等して圧力室基板と一体に形成されてもよいし、圧力室基板に接合されて積層されてもよい。また、振動板は、複数の膜で構成されてもよい。一例を挙げると、シリコン製の圧力室基板上に酸化シリコン膜といった弾性膜を形成し、この弾性膜上に酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_x）といった絶縁膜を形成し、特に限定されないが厚みが例えば数百ｎｍ〜数μｍ程度の振動板を弾性膜と絶縁膜を含む積層膜で構成してもよい。弾性膜は、例えば、圧力室基板用のシリコンウェハを１０００〜１２００℃程度の拡散炉で熱酸化する等によって圧力室基板上に形成することができる。絶縁膜は、例えば、スパッタ法といった気相法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を弾性膜上に形成した後にジルコニウム層を５００〜１２００℃程度の拡散炉で熱酸化する等によって形成することができる。 The piezoelectric actuator 2 shown in FIG. 3 and the like includes a diaphragm 16 and a piezoelectric element 3.
As the material of the diaphragm 16, silicon oxide (SiO _x ), metal oxide, ceramic, synthetic resin, or the like can be used. The vibration plate may be formed integrally with the pressure chamber substrate by modifying the surface of the pressure chamber substrate that is not separated, or may be bonded and stacked on the pressure chamber substrate. The diaphragm may be composed of a plurality of films. For example, an elastic film such as a silicon oxide film is formed on a silicon pressure chamber substrate, and an insulating film such as zirconium oxide (ZrO _x ) is formed on the elastic film. You may comprise the diaphragm about nm-several micrometers by the laminated film containing an elastic film and an insulating film. The elastic film can be formed on the pressure chamber substrate by, for example, thermally oxidizing a silicon wafer for the pressure chamber substrate in a diffusion furnace at about 1000 to 1200 ° C. The insulating film can be formed, for example, by forming a zirconium (Zr) layer on the elastic film by a vapor phase method such as sputtering, and then thermally oxidizing the zirconium layer in a diffusion furnace at about 500 to 1200 ° C.

図３に示す圧電素子３は、圧電体層２３と、圧電体層２３の圧力室１２側に設けられた下電極（第一電極）２１と、圧電体層２３の他方側に設けられた上電極（第二電極）２２とを有し、振動板１６上に設けられている。圧電素子３の中で動く部分となる能動部は、両電極２１，２２で圧電体層２３が挟まれた領域となる。電極２１，２２の一方は、共通電極にされてもよい。図３にはフレキシブル基板等といった接続配線６６に下電極２１が例えば個別電極として接続されていることが示され、上電極２２が例えば共通電極として接地される。両電極は、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｔｉ（チタン）、これらの金属の導電性酸化物、等の一種以上の材料を用いることができ、特に限定されないが厚みを例えば数ｎｍ〜数百ｎｍ程度にすることができる。下電極と上電極の少なくとも一方には、金属等といった導電性材料のリード電極が接続されてもよい。圧電体層２３は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛、化学量論比でＰｂ（Ｚｒ_x，Ｔｉ_1-x）Ｏ₃）といった鉛系ペロブスカイト型酸化物、非鉛系ペロブスカイト型酸化物、といった強誘電体材料等を用いることができ、特に限定されないが厚みを例えば数百ｎｍ〜数μｍ程度にすることができる。
下電極２１や上電極２２やリード電極は、例えば、スパッタ法といった気相法等によって振動板上に電極膜を形成してパターニングする等によって形成することができる。圧電体層２３は、スピンコート法といった液相法や気相法等によって下電極上に圧電体前駆体膜を形成し焼成等によって結晶化させてパターニングする等によって形成することができる。 The piezoelectric element 3 shown in FIG. 3 includes a piezoelectric layer 23, a lower electrode (first electrode) 21 provided on the pressure chamber 12 side of the piezoelectric layer 23, and an upper provided on the other side of the piezoelectric layer 23. The electrode (second electrode) 22 is provided on the diaphragm 16. The active part that becomes a moving part in the piezoelectric element 3 is an area in which the piezoelectric layer 23 is sandwiched between the electrodes 21 and 22. One of the electrodes 21 and 22 may be a common electrode. FIG. 3 shows that the lower electrode 21 is connected to the connection wiring 66 such as a flexible substrate as an individual electrode, for example, and the upper electrode 22 is grounded as a common electrode, for example. Both electrodes can be made of one or more materials such as Pt (platinum), Au (gold), Ir (iridium), Ti (titanium), and conductive oxides of these metals. Can be set to, for example, about several nm to several hundred nm. A lead electrode made of a conductive material such as metal may be connected to at least one of the lower electrode and the upper electrode. The piezoelectric layer 23 is made of a strong material such as PZT (lead zirconate titanate, Pb (Zr _x , Ti _1-x ) O _{3 in} stoichiometric ratio) such as a lead-based perovskite oxide or a non-lead-based perovskite oxide. Although a dielectric material etc. can be used and it is not specifically limited, Thickness can be made into several hundred nm-about several micrometers, for example.
The lower electrode 21, the upper electrode 22, and the lead electrode can be formed, for example, by forming an electrode film on the diaphragm and patterning it by a vapor phase method such as sputtering. The piezoelectric layer 23 can be formed by forming a piezoelectric precursor film on the lower electrode by a liquid phase method such as a spin coating method, a vapor phase method, or the like, crystallizing it by firing or the like, and patterning it.

図１〜４に示す流路基板３０は、各ノズル開口８１に対応した個別の連通孔３１，３２、圧力室１２に供給するインクといった液体Ｆ１を貯留する共通液室３７、等の液体流路を有している。また、図１（ｂ）等に示すように、流路基板３０の長手方向Ｄ３の両端部には、それぞれ、アライメントマークＭ１として厚み方向Ｄ１へ貫通した複数の隣接した貫通穴Ｈが形成されている。流路基板３０の圧力室基板側面３０ａには、圧力室基板１０及びケースヘッド７０が接合されている。図１（ａ）に示すように、圧力室基板側面３０ａに圧力室基板１０が接着剤４０により接合される。流路基板３０とケースヘッド７０とは、例えば接着剤で接合される。流路基板３０のノズルプレート側面３０ｂには、ノズルプレート８０が接合されている。流路基板３０とノズルプレート８０とは、例えば接着剤で接合される。 1-4 is a liquid flow path such as a common liquid chamber 37 for storing liquid F1 such as individual communication holes 31 and 32 corresponding to each nozzle opening 81 and ink to be supplied to the pressure chamber 12. have. Further, as shown in FIG. 1B and the like, a plurality of adjacent through holes H penetrating in the thickness direction D1 are formed as alignment marks M1 at both ends of the flow path substrate 30 in the longitudinal direction D3. Yes. The pressure chamber substrate 10 and the case head 70 are joined to the pressure chamber substrate side surface 30 a of the flow path substrate 30. As shown in FIG. 1A, the pressure chamber substrate 10 is bonded to the pressure chamber substrate side surface 30 a by an adhesive 40. The flow path substrate 30 and the case head 70 are bonded with, for example, an adhesive. A nozzle plate 80 is bonded to the nozzle plate side surface 30 b of the flow path substrate 30. The flow path substrate 30 and the nozzle plate 80 are bonded with, for example, an adhesive.

流路基板３０の材料には、シリコン基板、ステンレス鋼といった金属、セラミック、ガラス、合成樹脂、等を用いることができる。一例を挙げると、流路基板３０は、特に限定されないが比較的厚く剛性の高いシリコン単結晶基板等から形成することができる。連通孔３１，３２や共通液室３７等といった液体流路、及び、複数の貫通穴Ｈは、例えば、ＫＯＨ水溶液等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）等によって形成することができる。 The material of the flow path substrate 30 can be a silicon substrate, a metal such as stainless steel, ceramic, glass, synthetic resin, or the like. For example, the flow path substrate 30 is not particularly limited, but can be formed from a silicon single crystal substrate or the like that is relatively thick and highly rigid. The liquid flow paths such as the communication holes 31 and 32 and the common liquid chamber 37 and the plurality of through holes H may be formed by, for example, anisotropic etching (wet etching) using an alkaline solution such as a KOH aqueous solution. it can.

第一の連通孔３１は、圧力室１２とノズルプレート８０のノズル開口８１との間に位置し、圧力室１２とノズル開口８１とを連通させている。第二の連通孔３２は、圧力室１２と流路基板３０の共通液室３７との間に位置し、圧力室１２と共通液室３７とを連通させている。共通液室３７への液体Ｆ１の流入孔３８は、ケースヘッド７０に形成される共通液室７２と繋がる共通流路であり、共通液室７２，３７を連通させる。共通液室７２，３７は、リザーバーとも呼ばれる。流入孔３８の形状には、図４に例示するスリット状、円形、楕円形、多角形、等が含まれる。流入孔３８の数は、一つでもよいし、二以上でもよい。流路基板の幅方向Ｄ２において流入孔３８から第二の連通孔３２側にはノズルプレート側面３０ｂから凹んだハーフエッチング部３３が形成され、液体Ｆ１を圧力室１２の幅方向Ｄ２へ流す個別流路３５を形成する流路壁３４がハーフエッチング部３３からノズルプレート８０側へ延出している。流入孔３８から共通液室３７に流入した液体Ｆ１は、個別の供給口３６から流路３５に入り、連通孔３２を経て圧力室１２に入る。 The first communication hole 31 is located between the pressure chamber 12 and the nozzle opening 81 of the nozzle plate 80 and allows the pressure chamber 12 and the nozzle opening 81 to communicate with each other. The second communication hole 32 is located between the pressure chamber 12 and the common liquid chamber 37 of the flow path substrate 30 and allows the pressure chamber 12 and the common liquid chamber 37 to communicate with each other. The inflow hole 38 of the liquid F1 into the common liquid chamber 37 is a common flow path connected to the common liquid chamber 72 formed in the case head 70, and allows the common liquid chambers 72 and 37 to communicate with each other. The common liquid chambers 72 and 37 are also called reservoirs. The shape of the inflow hole 38 includes a slit shape, a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, and the like illustrated in FIG. The number of inflow holes 38 may be one or two or more. In the width direction D2 of the flow path substrate, a half-etching portion 33 that is recessed from the nozzle plate side surface 30b is formed on the side of the second communication hole 32 from the inflow hole 38, and the individual flow for flowing the liquid F1 in the width direction D2 of the pressure chamber 12 A flow path wall 34 forming the path 35 extends from the half-etched portion 33 to the nozzle plate 80 side. The liquid F 1 that has flowed into the common liquid chamber 37 from the inflow hole 38 enters the flow path 35 from the individual supply ports 36, and enters the pressure chamber 12 through the communication hole 32.

図１（ｃ）に示す複数の隣接した貫通穴Ｈ１〜Ｈ９は、圧力室基板（他方の基板）１０と位置合わせを行うための一つのアライメントマークＭ１を構成する。貫通穴Ｈ１〜Ｈ９は、流路基板３０における圧力室基板１０との接合面（圧力室基板側面３０ａ）に並行した第一の方向（流路基板の長手方向Ｄ３）へ複数並べられ、かつ、接合面（３０ａ）に並行し第一の方向（Ｄ３）とは異なる第二の方向（流路基板の幅方向Ｄ２）へも複数並べられている。ここで、第一の方向と第二の方向とは、図１（ｃ）に示すように直交していてもよいし、直交していなくてもよい。また、両方向Ｄ３，Ｄ２へそれぞれ複数並べられた貫通穴Ｈは、図１（ｃ）に示すようにＮ×Ｎ個（Ｎは２以上の整数）でもよいし、Ｎ×Ｍ個（ＭはＮとは異なる２以上の整数）でもよいし、貫通穴Ｈ１，Ｈ２，Ｈ４の計３個等でもよい。 A plurality of adjacent through holes H1 to H9 shown in FIG. 1C constitute one alignment mark M1 for alignment with the pressure chamber substrate (the other substrate) 10. A plurality of through holes H1 to H9 are arranged in a first direction (longitudinal direction D3 of the flow path substrate) parallel to the joint surface (pressure chamber substrate side surface 30a) with the pressure chamber substrate 10 in the flow path substrate 30, and A plurality of lines are arranged in parallel to the bonding surface (30a) in a second direction (width direction D2 of the flow path substrate) different from the first direction (D3). Here, the first direction and the second direction may be orthogonal as shown in FIG. 1C, or may not be orthogonal. Further, as shown in FIG. 1C, the number of through holes H arranged in both directions D3 and D2 may be N × N (N is an integer of 2 or more), or N × M (M is N 2 or an integer greater than or equal to 2), or a total of three through holes H1, H2, and H4.

各貫通穴Ｈは、流路基板３０の平面視において、第一の方向（Ｄ３）に沿った２辺Ｓ１、及び、第二の方向（Ｄ２）に沿った２辺Ｓ２を有する多角形状である。これにより、両方向Ｄ３，Ｄ２へ貫通穴Ｈを密に並べることができる。この貫通穴Ｈの形状は、図１（ｃ）に示すように正方形でもよいし、長方形、平行四辺形、六角形、等でもよい。 Each through hole H has a polygonal shape having two sides S1 along the first direction (D3) and two sides S2 along the second direction (D2) in the plan view of the flow path substrate 30. . Thereby, the through-holes H can be densely arranged in both directions D3 and D2. The shape of the through hole H may be a square as shown in FIG. 1C, or may be a rectangle, a parallelogram, a hexagon, or the like.

図３等に示す保護基板５０は、圧電素子３の能動部に対向する領域に空間形成部５２を有し、圧電素子３が形成された圧力室基板１０上に接合されている。保護基板５０と圧電素子３が設けられた圧力室基板１０とは、例えば接着剤で接合される。空間形成部５２は、圧電素子３の能動部の運動を阻害しない程度の空間を有する。保護基板５０の材料には、シリコン基板、ステンレス鋼といった金属、セラミック、ガラス、合成樹脂、等を用いることができる。一例を挙げると、保護基板５０は、特に限定されないが膜厚が例えば数百μｍ程度と比較的厚く剛性の高いシリコン単結晶基板等から形成することができる。 A protective substrate 50 shown in FIG. 3 and the like has a space forming portion 52 in a region facing the active portion of the piezoelectric element 3 and is bonded onto the pressure chamber substrate 10 on which the piezoelectric element 3 is formed. The protective substrate 50 and the pressure chamber substrate 10 provided with the piezoelectric element 3 are bonded with, for example, an adhesive. The space forming part 52 has a space that does not hinder the movement of the active part of the piezoelectric element 3. As a material of the protective substrate 50, a silicon substrate, a metal such as stainless steel, ceramic, glass, synthetic resin, or the like can be used. For example, the protective substrate 50 is not particularly limited, but can be formed from a silicon single crystal substrate having a relatively thick and high rigidity, such as about several hundred μm.

図２等に示すケースヘッド７０は、保護基板５０に対向する領域に位置する空間形成部７１、接続配線６６を通す隙間７４、等を有し、圧力室１２に供給する液体Ｆ１を貯留する共通液室７２を形成し、流路基板３０に接合されている。空間形成部７１は、保護基板５０が入る空間を有する。共通液室７２は、液体導入部７３から流入した液体Ｆ１を貯留する。流路基板３０の圧力室基板側面３０ａは、圧力室１２の壁の一部を構成するとともに、共通液室７２の壁の一部も構成する。ケースヘッド７０の材料には、ガラス、セラミック、ステンレス鋼といった金属、合成樹脂、シリコン基板、等を用いることができる。 The case head 70 shown in FIG. 2 and the like has a space forming portion 71 located in a region facing the protective substrate 50, a gap 74 through which the connection wiring 66 passes, and the like, and stores the liquid F1 supplied to the pressure chamber 12 in common. A liquid chamber 72 is formed and joined to the flow path substrate 30. The space forming part 71 has a space in which the protective substrate 50 is inserted. The common liquid chamber 72 stores the liquid F 1 that has flowed from the liquid introduction unit 73. The pressure chamber substrate side surface 30 a of the flow path substrate 30 constitutes a part of the wall of the pressure chamber 12 and also constitutes a part of the wall of the common liquid chamber 72. As a material of the case head 70, a metal such as glass, ceramic or stainless steel, a synthetic resin, a silicon substrate, or the like can be used.

図２に示す駆動回路６５は、接続配線６６を介して圧電素子３を駆動する。駆動回路６５には、回路基板、半導体集積回路（ＩＣ）、等を用いることができる。接続配線６６には、フレキシブル基板等を用いることができる。 The drive circuit 65 shown in FIG. 2 drives the piezoelectric element 3 via the connection wiring 66. For the drive circuit 65, a circuit board, a semiconductor integrated circuit (IC), or the like can be used. A flexible substrate or the like can be used for the connection wiring 66.

図３等に示すノズルプレート８０は、厚み方向Ｄ１へ貫通したノズル開口８１を複数有し、流路基板３０に接合されている。ノズルプレート８０の材料には、ステンレス鋼といった金属、ガラス、セラミック、合成樹脂、シリコン基板、等を用いることができる。一例を挙げると、ノズルプレート８０は、特に限定されないが厚みが例えば０．０１〜１ｍｍ程度のガラスセラミック等から形成することができる。 The nozzle plate 80 shown in FIG. 3 and the like has a plurality of nozzle openings 81 penetrating in the thickness direction D1, and is joined to the flow path substrate 30. As the material of the nozzle plate 80, a metal such as stainless steel, glass, ceramic, synthetic resin, silicon substrate, or the like can be used. For example, the nozzle plate 80 is not particularly limited, but can be formed from a glass ceramic having a thickness of, for example, about 0.01 to 1 mm.

本記録ヘッド１は、図示しない外部液体供給手段と接続した液体導入部７３からインクといった液体Ｆ１を取り込み、共通液室７２から流入孔３８、共通液室３７、個別流路３５、第二の連通孔３２、圧力室１２、及び、第一の連通孔３１を通ってノズル開口８１に至るまで内部を液体Ｆ１で満たす。駆動回路６５からの記録信号に従い、圧力室１２毎に下電極２１と上電極２２との間に電圧を印加すると、圧電体層２３、下電極２１及び振動板１６の変形により圧力室１２内に圧力が加えられ、ノズル開口８１からインク滴といった液滴が吐出する。 The recording head 1 takes in a liquid F1 such as ink from a liquid introduction part 73 connected to an external liquid supply means (not shown), and flows from the common liquid chamber 72 into the inflow hole 38, the common liquid chamber 37, the individual flow path 35, and the second communication. The interior is filled with the liquid F1 until it reaches the nozzle opening 81 through the hole 32, the pressure chamber 12, and the first communication hole 31. When a voltage is applied between the lower electrode 21 and the upper electrode 22 for each pressure chamber 12 in accordance with a recording signal from the drive circuit 65, the piezoelectric layer 23, the lower electrode 21 and the diaphragm 16 are deformed to enter the pressure chamber 12. Pressure is applied, and droplets such as ink droplets are ejected from the nozzle openings 81.

（２）液体吐出ヘッドの製造方法：
次に、流路基板３０と圧力室基板１０との位置合わせ方法を含む記録ヘッド１の製造方法を説明する。
まず、アクチュエーター２を設けた圧力室基板１０、流路基板３０、保護基板５０、ケースヘッド７０、及び、ノズルプレート８０をそれぞれ形成する。流路基板３０を形成するときには、エッチング等といった加工方法によって液体Ｆ１の流路とともにアライメントマークＭ１として複数の隣接した貫通穴Ｈを形成する（アライメントマーク形成工程）。その後、各部１０，３０，５０，７０，８０の接合と接続配線６６の接続を行って記録ヘッド１を形成する。流路基板３０と圧力室基板１０とを接合する直前に本技術の位置合わせ方法を用いることになる。 (2) Manufacturing method of liquid discharge head:
Next, a method for manufacturing the recording head 1 including a method for aligning the flow path substrate 30 and the pressure chamber substrate 10 will be described.
First, the pressure chamber substrate 10 provided with the actuator 2, the flow path substrate 30, the protective substrate 50, the case head 70, and the nozzle plate 80 are formed. When the flow path substrate 30 is formed, a plurality of adjacent through holes H are formed as alignment marks M1 together with the flow path of the liquid F1 by a processing method such as etching (alignment mark forming step). Thereafter, the recording head 1 is formed by joining the respective parts 10, 30, 50, 70, 80 and connecting the connection wiring 66. The alignment method of the present technology is used immediately before the flow path substrate 30 and the pressure chamber substrate 10 are joined.

両基板３０，１０を接合する際には、まず、図１（ａ）に示すように、流路基板３０の接合面（３０ａ）に接着剤４０を転写（塗布）する（接着剤塗布工程）。次に、カメラといった画像取得装置Ｃ１で流路基板３０を観察してアライメントマークＭ１の位置を検出し、検出結果に基づいて流路基板３０と圧力室基板１０との位置合わせを行う（位置合わせ工程）。図１（ａ）には、圧力室基板１０側に画像取得装置Ｃ１を配置し、圧力室基板１０に形成した貫通穴Ｈ１０を通してアライメントマークＭ１を観察する様子を示している。むろん、流路基板３０側に画像取得装置を配置し、ノズルプレート側面３０ｂからアライメントマークＭ１を観察してもよい。この場合、圧力室基板１０に貫通穴Ｈ１０が無くてもよい。また、図１（ａ）には、位置調整機構Ｐ１で流路基板３０を長手方向Ｄ３及び幅方向Ｄ２へ移動させて位置合わせを行う様子を示している。むろん、位置調整機構で圧力室基板１０を長手方向Ｄ３及び幅方向Ｄ２へ移動させて位置合わせを行ってもよいし、流路基板３０と圧力室基板１０の両方を移動させて位置合わせを行ってもよい。両基板３１，１０の位置合わせの後、両基板３０，１０を接着（接合）する（接合工程）。 When bonding both the substrates 30 and 10, first, as shown in FIG. 1A, the adhesive 40 is transferred (applied) to the bonding surface (30a) of the flow path substrate 30 (adhesive applying step). . Next, the flow path substrate 30 is observed by an image acquisition device C1 such as a camera to detect the position of the alignment mark M1, and the flow path substrate 30 and the pressure chamber substrate 10 are aligned based on the detection result (alignment). Process). FIG. 1A shows a state in which the image acquisition device C 1 is arranged on the pressure chamber substrate 10 side and the alignment mark M 1 is observed through the through hole H 10 formed in the pressure chamber substrate 10. Of course, an image acquisition device may be arranged on the flow path substrate 30 side, and the alignment mark M1 may be observed from the nozzle plate side surface 30b. In this case, the pressure chamber substrate 10 may not have the through hole H10. FIG. 1A shows a state where the position adjustment mechanism P1 moves the flow path substrate 30 in the longitudinal direction D3 and the width direction D2 to perform alignment. Of course, the pressure chamber substrate 10 may be moved in the longitudinal direction D3 and the width direction D2 by the position adjusting mechanism to perform alignment, or both the flow path substrate 30 and the pressure chamber substrate 10 may be moved for alignment. May be. After the alignment of the substrates 31 and 10, the substrates 30 and 10 are bonded (bonded) (bonding step).

図５（ａ）は、アライメントマークＭ１の中心Ｇを模式的に示している。両基板３０，１０の位置合わせを行う位置合わせ装置は、例えば、画像取得装置Ｃ１で取得される画像から貫通穴Ｈ１〜Ｈ９のエッジＥ１上の数箇所を抽出し、抽出したポイントの位置を平均することにより貫通穴Ｈ１〜Ｈ９の中心Ｇ１〜Ｇ９の位置を求める。また、位置合わせ装置は、画像取得装置Ｃ１で取得される画像から貫通穴Ｈ１〜Ｈ９のエッジＥ１で囲まれた領域を決定し、決定した領域の重心に対応する位置を中心Ｇ１〜Ｇ９の位置とすることもできる。アライメントマークＭ１の中心Ｇの位置は、例えば、貫通穴Ｈ１〜Ｈ９の中心Ｇ１〜Ｇ９の平均位置とすることができる。むろん、各中心Ｇ１〜Ｇ９の位置に各貫通穴Ｈ１〜Ｈ９の領域面積の重みを乗じて求められる重心等でもよい。
両基板３０，１０の位置合わせを行う位置合わせ装置は、上述のようにして各貫通穴Ｈ１〜Ｈ９のエッジＥ１の位置を検出し、これらの検出位置に基づいてアライメントマークＭ１の中心Ｇの位置を決定し、この決定位置に基づいて位置調整機構Ｐ１を駆動して両基板３０，１０の位置合わせを行う。 FIG. 5A schematically shows the center G of the alignment mark M1. The alignment device that aligns both the substrates 30 and 10 extracts, for example, several positions on the edge E1 of the through holes H1 to H9 from the image acquired by the image acquisition device C1, and averages the positions of the extracted points. By doing this, the positions of the centers G1 to G9 of the through holes H1 to H9 are obtained. Further, the alignment device determines the region surrounded by the edge E1 of the through holes H1 to H9 from the image acquired by the image acquisition device C1, and sets the position corresponding to the center of gravity of the determined region to the positions of the centers G1 to G9. It can also be. The position of the center G of the alignment mark M1 can be, for example, the average position of the centers G1 to G9 of the through holes H1 to H9. Of course, the center of gravity obtained by multiplying the position of each center G1 to G9 by the weight of the area of each through hole H1 to H9 may be used.
The alignment apparatus that aligns both the substrates 30 and 10 detects the position of the edge E1 of each of the through holes H1 to H9 as described above, and the position of the center G of the alignment mark M1 based on these detection positions. And the position adjusting mechanism P1 is driven based on the determined position to align the substrates 30 and 10.

（３）液体吐出ヘッドの作用及び効果：
次に、記録ヘッド１の作用及び効果を説明する。
図７（ａ）は、比較例に係る流路基板９３０の要部を示している。図７（ａ）に示す構成要素には、図１（ｂ）で示した構成要素に対応する符号を付している。 (3) Action and effect of the liquid discharge head:
Next, functions and effects of the recording head 1 will be described.
FIG. 7A shows a main part of the flow path substrate 930 according to the comparative example. The components shown in FIG. 7A are denoted by the symbols corresponding to the components shown in FIG.

流路基板９３０に形成されたアライメントマークＭ９は、流路基板９３０の厚み方向へ貫通した単一の貫通穴とされている。流路基板９３０の接合面（３０ａ）に接着剤４０を転写すると、図７（ｂ）に示すように、アライメントマークＭ９のエッジＥ９に接着剤４０が付着することがある。アライメントマークのエッジＥ９に接着剤４０が付着すると、付着した接着剤４０のエッジを検出してしまったり、接着剤４０が透明であっても光の屈折等によりアライメントマークのエッジＥ９が不明瞭となってしまったりする。これにより、アライメントマークのエッジＥ９の位置を正確に認識することができなくなり、エッジＥ９を検出することができなかったり、検出できてもエッジＥ９の位置が正確でなかったりすることがある。アライメントマークＭ９に貫通穴が一つしかないため、エッジＥ９を正しく検出することができないと、流路基板と圧力室基板との位置合わせ精度が低下する。 The alignment mark M9 formed on the flow path substrate 930 is a single through hole penetrating in the thickness direction of the flow path substrate 930. When the adhesive 40 is transferred to the joint surface (30a) of the flow path substrate 930, the adhesive 40 may adhere to the edge E9 of the alignment mark M9 as shown in FIG. 7B. If the adhesive 40 is attached to the edge E9 of the alignment mark, the edge of the attached adhesive 40 is detected, or even if the adhesive 40 is transparent, the edge E9 of the alignment mark is unclear due to light refraction or the like. It will become. As a result, the position of the edge E9 of the alignment mark cannot be accurately recognized, and the edge E9 cannot be detected, or even if it can be detected, the position of the edge E9 may not be accurate. Since the alignment mark M9 has only one through hole, if the edge E9 cannot be detected correctly, the alignment accuracy between the flow path substrate and the pressure chamber substrate is lowered.

なお、特開2003-305851号公報に記載のインクジェットヘッドのように基板の接合面よりも後退した段差面内に単一の貫通穴をアライメントマークとして形成するのは、高度な技術が要求される。また、段差面が浅い等により貫通穴のエッジに接着剤が付着すると、エッジの位置検出精度が低下し、基板の位置合わせ精度が低下する。さらに、アライメントマークを設ける基板が薄い場合、貫通穴のエッジに接着剤が付着しない程度の深さの段差面を基板に形成することができない。
本技術は、アライメントマークＭ１として複数の隣接した貫通穴Ｈを有するので、アライメントマークＭ１を形成する基板が薄くても流路基板と圧力室基板との高精度の位置合わせを行うことができる。 It is to be noted that high technology is required to form a single through hole as an alignment mark in a stepped surface that is receded from the bonding surface of the substrate as in the inkjet head described in JP-A-2003-305851. . Further, if the adhesive adheres to the edge of the through hole due to a shallow step surface or the like, the edge position detection accuracy decreases, and the substrate alignment accuracy decreases. Furthermore, when the substrate on which the alignment mark is provided is thin, a step surface having a depth that does not allow the adhesive to adhere to the edge of the through hole cannot be formed on the substrate.
Since the present technology has a plurality of adjacent through holes H as the alignment mark M1, the flow path substrate and the pressure chamber substrate can be accurately aligned even if the substrate on which the alignment mark M1 is formed is thin.

図５（ｂ）は、アライメントマークＭ１を構成する一部の貫通穴のエッジＥ１が認識されなかった様子を模式的に例示している。図５（ｂ）の例では、貫通穴Ｈ１のエッジＥ１に接着剤４０が付着してエッジＥ１が検出されず、貫通穴Ｈ１の中心Ｇ１の位置を求めることができなかった場合に、他の貫通穴Ｈ２〜Ｈ９の中心Ｇ２〜Ｇ９の位置の少なくとも一部を用いて貫通穴Ｈ１の中心Ｇ１を求める様子を示している。例えば、第一の方向（基板の長手方向Ｄ３）における貫通穴Ｈ１の位置は設計上、貫通穴Ｈ４，Ｈ７の位置と同じであるので、第一の方向（Ｄ３）の貫通穴Ｈ４，Ｈ７の平均位置を第一の方向（Ｄ３）の貫通穴Ｈ１の位置に決定することができる。また、第二の方向（基板の幅方向Ｄ２）における貫通穴Ｈ１の位置は設計上、貫通穴Ｈ２，Ｈ３の位置と同じであるので、第二の方向（Ｄ２）の貫通穴Ｈ１，Ｈ２の平均位置を第二の方向（Ｄ２）の貫通穴Ｈ１の位置に決定することができる。貫通穴Ｈ１の位置が求まると、貫通穴Ｈ１〜Ｈ９の中心Ｇ１〜Ｇ９の位置に基づいてアライメントマークＭ１の中心Ｇの位置を決定することができ、この中心Ｇの位置に基づいて流路基板３０と圧力室基板１０との位置合わせを行うことができる。貫通穴Ｈ２〜Ｈ９のエッジが検出されない場合も、同様にして貫通穴Ｈ２〜Ｈ９の中心Ｇ２〜Ｇ９を求めることができ、アライメントマークＭ１の中心Ｇの位置を決定することができる。 FIG. 5B schematically illustrates a state in which the edge E1 of some through holes constituting the alignment mark M1 is not recognized. In the example of FIG. 5B, when the adhesive 40 adheres to the edge E1 of the through hole H1 and the edge E1 is not detected, and the position of the center G1 of the through hole H1 cannot be obtained, It shows how the center G1 of the through hole H1 is obtained using at least a part of the positions of the centers G2 to G9 of the through holes H2 to H9. For example, the position of the through hole H1 in the first direction (longitudinal direction D3 of the substrate) is designed to be the same as the position of the through holes H4 and H7, so that the through holes H4 and H7 in the first direction (D3) The average position can be determined as the position of the through hole H1 in the first direction (D3). Further, since the position of the through hole H1 in the second direction (substrate width direction D2) is the same as the position of the through holes H2 and H3 by design, the positions of the through holes H1 and H2 in the second direction (D2) The average position can be determined as the position of the through hole H1 in the second direction (D2). When the position of the through hole H1 is obtained, the position of the center G of the alignment mark M1 can be determined based on the positions of the centers G1 to G9 of the through holes H1 to H9. 30 and the pressure chamber substrate 10 can be aligned. Even when the edges of the through holes H2 to H9 are not detected, the centers G2 to G9 of the through holes H2 to H9 can be obtained in the same manner, and the position of the center G of the alignment mark M1 can be determined.

以上の方法は、エッジを検出することができない貫通穴が複数あっても両方向Ｄ３，Ｄ２の中心位置を他の貫通穴の中心位置から求めることができれば適用することができる。
また、エッジを検出することができない貫通穴の中心位置を他の貫通穴の中心位置から求めることができるので、貫通穴のエッジの検出処理を行ったとき、接着剤４０のエッジが検出された可能性が大きい場合には検出したエッジからは貫通穴の中心位置を求めず、この貫通穴の中心位置を他の貫通穴の中心位置に基づいて求めてもよい。 The above method can be applied even if there are a plurality of through holes that cannot detect edges, as long as the center positions in both directions D3 and D2 can be obtained from the center positions of other through holes.
Further, since the center position of the through hole where the edge cannot be detected can be obtained from the center position of the other through hole, the edge of the adhesive 40 is detected when the edge detection process is performed. If the possibility is high, the center position of the through hole may not be obtained from the detected edge, but the center position of the through hole may be obtained based on the center position of another through hole.

以上説明したように、アライメントマークＭ１として複数の隣接した貫通穴Ｈを有する流路基板３０の接合面（圧力室基板側面３０ａ）に接着剤４０を塗布したとき、一部の貫通穴Ｈのエッジに接着剤４０が付着することにより一部の貫通穴Ｈの位置を検出することができなくても、他の貫通穴Ｈの位置からアライメントマークＭ１全体としての位置を検出することができる。従って、本技術は、アライメントマークの位置検出精度を向上させることができ、流路基板と圧力室基板との位置合わせ精度を向上させた液体吐出ヘッドを提供することができる。 As described above, when the adhesive 40 is applied to the joint surface (pressure chamber substrate side surface 30a) of the flow path substrate 30 having a plurality of adjacent through holes H as the alignment marks M1, the edges of some of the through holes H Even if the position of some of the through holes H cannot be detected due to the adhesion of the adhesive 40, the position of the alignment mark M1 as a whole can be detected from the positions of the other through holes H. Therefore, the present technology can improve the position detection accuracy of the alignment mark, and can provide a liquid discharge head with improved alignment accuracy between the flow path substrate and the pressure chamber substrate.

（４）液体吐出装置：
図６は、上述した記録ヘッド１を有するインクジェット式の記録装置（液体吐出装置）２００の外観を示している。記録ヘッド１を記録ヘッドユニット２１１，２１２に組み込むと、記録装置２００を製造することができる。図６に示す記録装置２００は、記録ヘッドユニット２１１，２１２のそれぞれに、記録ヘッド１が設けられ、外部インク供給手段であるインクカートリッジ２２１，２２２が着脱可能に設けられている。記録ヘッドユニット２１１，２１２を搭載したキャリッジ２０３は、装置本体２０４に取り付けられたキャリッジ軸２０５に沿って往復移動可能に設けられている。駆動モーター２０６の駆動力が図示しない複数の歯車及びタイミングベルト２０７を介してキャリッジ２０３に伝達されると、キャリッジ２０３がキャリッジ軸２０５に沿って移動する。図示しない給紙ローラー等により給紙される記録シート２９０は、プラテン２０８上に搬送され、インクカートリッジ２２１，２２２から供給され記録ヘッド１から吐出するインク（液体）により印刷がなされる。
以上より、本技術は、アライメントマークの位置検出精度を向上させることができ、流路基板と圧力室基板との位置合わせ精度を向上させた液体吐出装置を提供することができる。 (4) Liquid ejection device:
FIG. 6 shows the appearance of an ink jet recording apparatus (liquid ejection apparatus) 200 having the above-described recording head 1. When the recording head 1 is incorporated in the recording head units 211 and 212, the recording apparatus 200 can be manufactured. In the recording apparatus 200 shown in FIG. 6, the recording head 1 is provided in each of the recording head units 211 and 212, and ink cartridges 221 and 222 as external ink supply means are detachably provided. A carriage 203 on which the recording head units 211 and 212 are mounted is provided so as to be able to reciprocate along a carriage shaft 205 attached to the apparatus main body 204. When the driving force of the driving motor 206 is transmitted to the carriage 203 via a plurality of gears and a timing belt 207 (not shown), the carriage 203 moves along the carriage shaft 205. A recording sheet 290 fed by a sheet feeding roller (not shown) is conveyed onto the platen 208 and printed by ink (liquid) supplied from the ink cartridges 221 and 222 and ejected from the recording head 1.
As described above, the present technology can improve the position detection accuracy of the alignment mark, and can provide a liquid ejection apparatus with improved alignment accuracy between the flow path substrate and the pressure chamber substrate.

（５）変形例：
本発明は、種々の変形例が考えられる。
例えば、流体吐出ヘッドから吐出される液体は、染料等が溶媒に溶解した溶液、顔料や金属粒子といった固形粒子が分散媒に分散したゾル、等の流体が含まれる。このような流体には、インク、液晶、等が含まれる。液体吐出ヘッドは、プリンターといった画像記録装置の他、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置、有機ＥＬディスプレー等の電極の製造装置、バイオチップ製造装置、等に搭載可能である。
保護基板は、省略されてもよく、ケースヘッドと一体化されてもよい。
ノズルプレートは、流路基板と一体化されてもよい。 (5) Modification:
Various modifications can be considered for the present invention.
For example, the liquid ejected from the fluid ejection head includes a fluid such as a solution in which a dye or the like is dissolved in a solvent, a sol in which solid particles such as pigments or metal particles are dispersed in a dispersion medium. Such fluids include ink, liquid crystal, and the like. In addition to an image recording apparatus such as a printer, the liquid discharge head can be mounted on a manufacturing apparatus for a color filter such as a liquid crystal display, an electrode manufacturing apparatus such as an organic EL display, a biochip manufacturing apparatus, and the like.
The protective substrate may be omitted or may be integrated with the case head.
The nozzle plate may be integrated with the flow path substrate.

また、圧力室基板を一方の基板として圧力室基板にアライメントマークとして複数の隣接した貫通穴を形成し、流路基板と他方の基板として圧力室基板と流路基板との位置合わせを行ってもよい。この態様も、本発明に含まれる。 Alternatively, the pressure chamber substrate may be used as one substrate and a plurality of adjacent through holes may be formed as alignment marks in the pressure chamber substrate, and the pressure chamber substrate and the flow channel substrate may be aligned as the flow channel substrate and the other substrate. Good. This aspect is also included in the present invention.

（６）結び：
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、流路基板と圧力室基板との位置合わせ精度を向上させることが可能な液体吐出ヘッドの技術等を提供することができる。むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる技術等でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。 (6) Conclusion:
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a technique or the like of a liquid discharge head that can improve the alignment accuracy between the flow path substrate and the pressure chamber substrate according to various aspects. Needless to say, the above-described basic actions and effects can be obtained even with a technique that does not have the constituent requirements according to the dependent claims but includes only the constituent requirements according to the independent claims.
In addition, the configurations disclosed in the embodiments and modifications described above are mutually replaced, the combinations are changed, the known technology, and the configurations disclosed in the embodiments and modifications described above are mutually connected. It is possible to implement a configuration in which replacement or combination is changed. The present invention includes these configurations and the like.

１…記録ヘッド（液体吐出ヘッド）、２…アクチュエーター、３…圧電素子、１０…圧力室基板、１２…圧力室、１６…振動板、２１…下電極（第一電極）、２２…上電極（第二電極）、２３…圧電体層、３０…流路基板、３０ａ…圧力室基板側面（接合面）、３１…連通孔、３２…第二の連通孔、３３…ハーフエッチング部、３４…流路壁、３５…流路、３６…供給口、３７…共通液室、３８…流入孔、４０…接着剤、５０…保護基板、６５…駆動回路、６６…接続配線、７０…ケースヘッド、７２…共通液室、８０…ノズルプレート、８１…ノズル開口、２００…記録装置（液体吐出装置）、Ｄ１…基板の厚み方向、Ｄ２…基板の幅方向（第二の方向）、Ｄ３…基板の長手方向（第一の方向）、Ｆ１…液体、Ｇ…全体の中心、Ｇ１〜Ｇ９…中心、Ｅ１…エッジ、Ｈ，Ｈ１〜Ｈ９…貫通穴、Ｍ１…アライメントマーク、Ｓ１…第一の方向に沿った２辺、Ｓ２…第二の方向に沿った２辺。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Recording head (liquid discharge head), 2 ... Actuator, 3 ... Piezoelectric element, 10 ... Pressure chamber substrate, 12 ... Pressure chamber, 16 ... Vibration plate, 21 ... Lower electrode (first electrode), 22 ... Upper electrode ( Second electrode), 23 ... piezoelectric layer, 30 ... channel substrate, 30a ... side surface (bonding surface) of pressure chamber, 31 ... communication hole, 32 ... second communication hole, 33 ... half-etched portion, 34 ... flow Road wall, 35 ... flow path, 36 ... supply port, 37 ... common liquid chamber, 38 ... inflow hole, 40 ... adhesive, 50 ... protective substrate, 65 ... drive circuit, 66 ... connection wiring, 70 ... case head, 72 ... Common liquid chamber, 80 ... Nozzle plate, 81 ... Nozzle opening, 200 ... Recording device (liquid ejection device), D1 ... Substrate thickness direction, D2 ... Substrate width direction (second direction), D3 ... Substrate length Direction (first direction), F1... Liquid, G... Center, E1 ... edge, H, H1~H9 ... through hole, M1 ... alignment marks, S1 ... 2 sides along the first direction, S2 ... 2 sides along the second direction.

Claims

A liquid discharge head in which a pressure chamber substrate forming a pressure chamber communicating with a nozzle opening and a flow channel substrate having a flow channel connected to the pressure chamber are joined by an adhesive,
One of the flow path substrate and the pressure chamber substrate has a plurality of adjacent through holes penetrating in the thickness direction of the one substrate as alignment marks for alignment with the other substrate. Discharge head.

The plurality of adjacent through holes are arranged in a first direction parallel to the bonding surface of the one substrate with the other substrate, and are parallel to the bonding surface and different from the first direction. The liquid ejection head according to claim 1, wherein a plurality of the liquid ejection heads are also arranged in the second direction.

The liquid ejection head according to claim 2, wherein the through hole has a polygonal shape having two sides along the first direction and two sides along the second direction in a plan view.

A liquid ejection apparatus comprising the liquid ejection head according to any one of claims 1 to 3.

A method of manufacturing a liquid discharge head, comprising: a pressure chamber substrate that forms a pressure chamber communicating with a nozzle opening; and a flow channel substrate having a flow channel connected to the pressure chamber,
Forming a plurality of adjacent through holes penetrating in the thickness direction of the one substrate as an alignment mark for aligning with the other substrate on one of the flow path substrate and the pressure chamber substrate,
Applying an adhesive to the bonding surface of the one substrate with the other substrate,
Aligning the flow path substrate and the pressure chamber substrate based on the plurality of adjacent through holes,
A method of manufacturing a liquid discharge head, wherein the flow path substrate and the pressure chamber substrate are joined after the alignment.