(57)【要約】【課題】低コストにて、信頼性の高い液滴吐出装置を製造できる、間隙部の詰まりを評価する方法を提供する。【解決手段】本発明の方法は、チャンネル壁４ａによって隔てられた複数のチャンネル溝４を有するベース部材１と、チャンネル壁４ａの上面に設けられたカバー部材２と、カバー部材２に設けられた凹状の部位であって、複数のチャンネル溝４の長手方向の一部においてチャンネル溝４を連通させる間隙部７と、を備える液滴吐出装置の間隙部７の詰まりを評価する方法であって、チャンネル溝４から吐出する液滴の速度、チャンネル溝４から吐出する液滴の量、ならびにチャンネル溝４の側面に電圧を印加して液滴を吐出する場合には、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧、及び、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧を印加する時間、からなる群より選択される少なくとも１つを測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁によって隔てられた複数の溝を有する第１基板と、
前記隔壁の上面に設けられた第２基板と、
前記第２基板に設けられた凹状の部位であって、前記複数の溝の長手方向の一部において前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備える液滴吐出装置の前記間隙部の詰まりを評価する方法であって、
前記溝から吐出する液滴の速度、前記溝から吐出する液滴の量、ならびに前記溝の側面に電圧を印加して液滴を吐出する場合には、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧、及び、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧を印加する時間、からなる群より選択される少なくとも１つを測定することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記電圧を一定にし、前記電圧を印加する複数の時間のそれぞれにおいて、前記液滴の速度を測定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電圧を一定にし、かつ前記電圧を印加する時間を一定にし、前記液滴の速度又は前記液滴の量を測定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１基板の複数の溝のうち、外側の溝と内側の溝とにおいて、前記外側の溝と内側の溝とのそれぞれから吐出する液滴の速度、前記外側の溝と内側の溝とのそれぞれから吐出する液滴の量、ならびに前記外側の溝と内側の溝との側面に電圧を印加して液滴を吐出する場合には、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧、及び、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧を印加する時間、からなる群より選択される少なくとも１つを比較することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記外側の溝は最端部における溝であり、
前記内側の溝は中央部における溝であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
隔壁によって隔てられた複数の溝を有する第１基板と、
前記隔壁の上面に設けられた第２基板と、
前記第２基板に設けられた凹状の部位であって、前記複数の溝の長手方向の一部において前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備える液滴吐出装置の製造方法であって、
前記第１基板と前記第２基板とを、接着剤を用いて接着することにより前記液滴吐出装置を製造する第１の製造工程と、
第１の製造工程において製造された前記液滴吐出装置における、前記溝から吐出する液滴の速度、前記溝から吐出する液滴の量、ならびに前記溝の側面に電圧を印加して液滴を吐出する場合には、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧、及び、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧を印加する時間、からなる群より選択される少なくとも１つを測定し、間隙部の詰まりを評価する評価工程と、
第１の製造工程において用いた前記接着剤の量から、前記間隙部の詰まりを形成する接着剤の量を減算した、接着剤の設定量を算出する算出工程と、
前記設定量の接着剤を用いて、前記第１基板と前記第２基板とを接着する第２の製造工程と、を有することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置に関する。より詳しくは、間隙部を有する液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年プリンタにおいては、インパクト印字装置に代わって、カラー化、多階調化に対応しやすいインクジェット方式などのノンインパクト印字装置が急速に普及している。これに用いる液滴吐出装置としてのインクジェットヘッドとしては、特に、印字に必要なインク滴のみを吐出する方法を用いるドロップ・オン・デマンド型が、吐出効率が良く、かつ低コスト化が容易であることなどから注目されている。ドロップ・オン・デマンド型としては、カイザー（Ｋｙｓｅｒ）方式やサーマルジェット方式を用いるものが主流となっている。
【０００３】
しかし、カイザー方式を用いるものは、小型化が困難であり、かつ高密度化に不向きであるという欠点を有している。また、サーマルジェット方式を用いるものは、高密度化には適しているものの、ヒーターによりインクを加熱してインク内にバブル（泡）を生じさせて、そのバブルのエネルギーを利用して吐出させる方式であるため、インクの耐熱性が要求される点、また、ヒーターの長寿命化が困難である点、エネルギー効率が悪いため消費電力が大きくなる点、などが問題である。
【０００４】
このような各方式の欠点を補うものとして、電圧を印加すると変形する性質を有する圧電材料によるシェアモード変形を利用したインクジェット方式が提案されている。この方式は、圧電材料からなるインクチャンネルの壁（以下、「チャンネル壁」という。）の両側面に形成した電極を用いて、圧電材料の分極方向と直交する方向に電界を生じさせることで、シェアモードでチャンネル壁を変形（シェアモード変形）させ、その際に生じる圧力波変動を利用してインク滴を吐出するものであり、ノズルの高密度化、消費電力の低化、高駆動周波数化に適している。特許文献１には、このようなシェアモード変形を利用したインクジェットヘッドが開示されている。
【０００５】
ここで、図１０及び図１１を参照して、シェアモード変形を利用した、従来のインクジェットヘッドの構造について説明する。図１０は、シェアモード変形を利用した従来のインクジェットヘッドの斜視図を示す図である。なお、図１０は、説明しやすくするため、各部を分解した状態を示している。
【０００６】
図１０に示すように、インクジェットヘッドは、ベース部材１と、カバー部材２と、異方性導電フィルム（以下、「ＡＣＦ」という。）１０と、フレキシブルプリント基板１１と、ノズルプレート１６とを備える。
【０００７】
ベース部材１には、複数のチャンネル溝４と、各チャンネル溝４の間に設けられたチャンネル壁４ａとが形成される。
【０００８】
カバー部材２には、インク供給経路となる共通インク室３に対応する凹部が形成される。
【０００９】
ベース部材１とカバー部材２とを貼り合わせることで、各チャンネル溝４と、その両側のチャンネル壁４ａと、カバー部材２とに囲まれた複数のインク流路１３、及び共通インク室３が形成されている。
【００１０】
各チャンネル壁４ａの側面には、チャンネル壁４ａの高さ方向の全体にわたって、インク流路１３の内部に電界を発生させるための電極５が、形成されている。また、ベース部材１は、圧電材料で形成されており、チャンネル壁４ａの略中央から上側１Ａと下側１Ｂとで分極方向が相反するように分極処理が施されている。
【００１１】
共通インク室３は、図１０において紙面左右に貫通されて形成されていることにより、インクジェットヘッド側面において紙面左右に開口部を持ち、開口部の片側がインク供給口として作用し、もう片側がインク排出口として作用する。チャンネル溝４へ気泡が混入して、インクが不吐出状態となったときには、一定量のインクを前記インク排出口より排出することによって、混入した気泡を排出し、インクの不吐出状態から吐出状態へと回復させることができる。
【００１２】
ノズルプレート１６には、ノズル孔１７が開口されており、各ノズル孔１７は、各チャンネル溝４に対応している。
【００１３】
ここで、ベース部材１とカバー部材２とを貼り合わせたもののうち、図１０における手前側を前端部１４とし、その反対側を後端部１５とする。前端部１４には、ノズルプレート１６が接合される。また、インクジェットヘッドにおいて、カバー部材２が配置される側を上側と定め、ベース部材１が配置される側を下側と向きを定める。たとえば、チャンネル壁４ａがカバー部材２と接合される面は、チャンネル壁４ａの上面となる。
【００１４】
チャンネル溝４は、ベース部材１の前端部１４から後端部１５に向かって、ある程度まで一定の深さで切削されることにより形成されており、その後、切削ブレードの半径に従い浅くなり、最終的には後端部１５において約１０μｍ程度の一定の深さになっている。
【００１５】
フレキシブルプリント基板１１には、外部電極が形成される。また、フレキシブルプリント基板１１は、このチャンネル溝４に、ＡＣＦ１０を挟んで圧迫され、かつ加熱されることによって電気的に接続されている。このとき、ＡＣＦ１０の特性により、チャンネル溝４ごとに電気的な独立が保たれ、かつ、各チャンネル溝４における電極５がそれぞれ同電位になるように、電気的な接続が行なわれている。
【００１６】
また、電極５を含むインクジェットヘッド内部全体に対し、電極５をインクから絶縁し、かつ保護することを目的として、図示しない有機保護膜が形成されている。
【００１７】
図１０におけるｂ−ｂ’における断面について、図１１を参照して説明する。図１１は、図１０のｂ−ｂ’における断面図を示す図である。チャンネル溝４は、図１１に示すように、領域Ａと領域Ｂとに分けることができる。領域Ａでは、チャンネル壁４ａの上面がカバー部材２と接着固定されており、チャンネル壁４ａのシェアモード変形により、インクの吐出に必要な圧力が発生する。この領域Ａのように、インクの吐出に必要な圧量が発生する領域を本明細書では「アクティブ領域」という。領域Ｂにおいても、チャンネル壁４ａのシェアモード変形が発生するが、領域Ｂにおけるチャンネル溝４は比較的大きな空間である共通インク室３と連通しており、発生した圧力は共通インク室３に向かって分散する。このため、領域Ｂはあまりインクの吐出に寄与しない部分である。
【００１８】
外部より共通インク室３に供給されたインクは、共通インク室３に溜められてチャンネル溝４に随時インクを供給し、チャンネル溝４に流入したインクは、チャンネル壁４ａのシェアモード変形によって発生する圧力により、ノズル孔１７から吐出される。
【００１９】
上記インクジェットヘッドにおいて、チャンネル壁４ａがシェアモード変形すると、領域Ａで圧力波が発生する。この圧力波は、ノズル孔１７からインクを吐出する役割を果たすと同時に、アクティブ領域Ａからチャンネル溝４に沿って後端部１５の向きにも伝播する。
【００２０】
なお、この圧力波の伝播については、特許文献２及び特許文献３において詳細に示されている。すなわち、インク流路における電極に対し電位差が与えられることにより、インク流路を隔てる隔壁の状態が、膨張（インク流路内負圧）、膨張状態の維持、圧縮（インク流路内正圧）、圧縮状態の維持、及び非変形状態というように遷移するたびにインク流路内の圧力が変化し、インクが吐出される。このとき、インク流路内の圧力は、上述したアクティブ領域で発生し、インク流路を伝播していくため、膨張状態及び圧縮状態の維持時間における最適値は、インクを吐出する方向におけるアクティブ領域の長さと、圧力波の伝播速度とによって決めることができる。
【００２１】
したがって、インク流路を隔てる隔壁の膨張状態及び圧縮状態の維持時間が、その最適値からずれるほど、非効率的な吐出状態となるため、吐出するインクの速度（以下、「吐出インク速度」ともいう）の低下と、吐出するインクの体積（以下、「吐出インク体積」ともいう）の低下とを招く。
【００２２】
また、図１０における領域Ａにおいて発生し、伝播した圧力波は、チャンネル壁４ａに挟まれた空間と共通インク室３との界面で、水撃作用により大部分が反射して、減衰せずに再び領域Ａに戻る。このため、後続するインク吐出のための圧力波と干渉して、インク吐出に悪影響を及ぼす場合があった。特に、駆動周波数を高くした場合には、残った圧力波が減衰しないうちに後続するインクが吐出されるため、後続のインクの吐出インク速度が大きく変動することや、場合によってはインクの吐出が止まってしまうことがあった。よって、この残った圧力波（残留振動）が収まるまで次の吐出を待たなければならず、駆動周波数を落として印字速度を抑えざるを得なかった。
【００２３】
その問題に対し、特許文献４において、残留振動を抑制する方法として以下の方法が提案されている。
【００２４】
図１２を参照して、特許文献４にて提案されているインクジェットヘッドの構造について説明する。図１２は従来のインクジェットヘッドを示す斜視図であり、分かりやすいように分解した図を示す。本ヘッド構造は、図１０における従来のインクジェットヘッドの構造と、ベース部材１、カバー部材２、電極５、図示しない有機保護膜、ノズルプレート１６、及びノズル孔１７の構造は同じである。ただ、チャンネル溝４は、一定の深さで後端部１５まで貫通されている点、フレキシブルプリント基板１１は、導電性樹脂１８を介して後端部１５にて接続されている点、及びインクは後端部１５に接続されているマニホールド１２より各チャンネル溝４に対し供給される構造となっている点が、図１０におけるインクジェットヘッドとは異なっている。また、アクティブ領域Ａの後端部において、隣接するチャンネル溝間に一定の深さで間隙部７が設けられている。この間隙部７が設けられた領域を、領域Ｃと呼ぶことにする。アクティブ領域Ａにおいて発生した圧力波は、領域Ｂへと向かう際に間隙部７を有する領域Ｃを通過することで、インクの大きな粘性抵抗により、速度が減衰しながら領域Ｂへと進行するため、圧力波の残留振動を抑制することができる。したがって、間隙部７を有するインクジェットヘッドは、特に駆動周波数が高い場合（高周波駆動時）におけるインクの吐出状態が安定であるという特徴を有する。
【００２５】
ところで、特許文献４にて提案されているような間隙部７を有するインクジェットヘッドは、間隙部７及び領域Ｃに設けられた凹部が形成されたカバー部材２の接着面に、剛性の高い金属ローラ等に転写された接着剤を均一な膜厚になるように塗布した後、複数のチャンネル溝４が形成されたベース部材１を貼り合わせて形成される。この時に用いる接着剤は、塗布量が少ないとベース部材１とカバー部材２とが剥がれてしまうが、逆に多すぎるとカバー部材２への接着剤塗布時に間隙部７に溢れ出し、さらに、カバー部材２とベース部材１とを貼り合わせた時に間隙部７にはみ出すおそれがある。その結果、間隙部７が微小領域であることから毛管現象により接着剤が間隙部７を埋めてしまうという問題が生じる。また、接着剤は、チャンネル溝４、間隙部７等に入り込む際には、最も間隔が狭い、チャンネル壁と、チャンネル壁に対向するカバー部材の間隙部における表面との間から入り込む可能性が多い。したがって、間隙部７を有するインクジェットヘッドでは、間隙部７において選択的に接着剤の詰まりが発生するという問題がある。
【００２６】
また、ベース部材１とカバー部材２とを接着させる際、特に両端のチャンネル溝４付近における接着剤は、余剰接着剤になりやすいため、両端のチャンネル溝４近傍の間隙部７を埋めてしまう可能性が高い。また、ノズルプレート１６をベース部材１とカバー部材２とからなる本体に接着させる際にも、特に両端のノズル孔１７付近における接着剤は、接着剤を吸収するノズル孔１７がそれより外側に無いために、他のノズル孔１７より余剰接着剤になりやすいため、両端のインク流路に接着剤が多く流れ込む可能性が高い。この理由により、特に両端のチャンネル溝４近傍の間隙部７に、接着剤が埋まりやすいという問題が生じる。
【００２７】
このように、間隙部７に接着剤が入り込んで埋めてしまうことで、インク吐出時にアクティブ領域Ａにおいて発生する圧力波を、領域Ｃにおいて減衰させる効果が失われ、特に高周波駆動時にはインク吐出不良を引き起こしてしまう。また、間隙部７は数十μｍの深さの微小な領域であるため、接着剤が少しでも間隙部７に入り込むと、毛管現象により、さらに接着剤を引き込む。このように、間隙部７が微小領域であり、かつ毛管現象により間隙部７に接着剤が入り込みやすいため、間隙部７に対して接着剤が入り込む量を制御することは不可能である。また、チャンネル溝４毎に間隙部７に入り込む接着剤量がばらつくことで、特に高周波駆動時には、各チャンネル溝４におけるインクの吐出の安定性にばらつきが生じていた。
【００２８】
このような接着剤による間隙部の目詰まりに対し、特許文献５には、間隙部とその周辺部との境界周辺部に接着剤の濡れ性を向上させる表面処理を施す方法が開示されている。また、間隙部の部分のみ撥水化されるような表面処理を施すことで、間隙部とその周辺部とにおいて親撥水のコントラストを作り、間隙部への接着剤混入を防止する方法などがある。しかしながら、上述した方法では、接着剤の経時劣化や工程ばらつきにより間隙部に対する接着剤の混入を確実に防止することが出来ず、インクの吐出が不良になるという問題が発生する。
【００２９】
そこで、従来は、上述したような間隙部を有するインクジェットヘッドの製造工程等において、高周波駆動時にインクの吐出が不良かどうかを確認するために、インクを吐出するタイミングに同期させたストロボ光照射によって、インクを吐出する周波数を高くしながら吐出するインクの画像を撮影し、各画像の比較観察を行い、吐出するインクの速度のばらつきによるインクの画像のぶれの有無を観察し、又は吐出が不安定になり始める周波数を測定することによって、高周波駆動時におけるインクの吐出安定性を評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２００６−８２３４２号明細書（２００６年３月３０日公開）
【特許文献２】国際公開第９７／１８９５２号パンフレット（１９９７年５月２９日公開）
【特許文献３】特開２００４−８２５５１号明細書（２００４年３月１８日公開）
【特許文献４】特開２００４−１３６６３４号明細書（２００４年５月１３日公開）
【特許文献５】特開２００６−２１８８５８号明細書（２００６年８月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
しかしながら、上述した従来の方法では、周波数を変化させながらインクの吐出安定性を評価するため、長い時間を要し、また評価に必要なインクの量が多いのでコストがかかる。さらに、吐出するインクの画像を評価するという定性的な判断を行うため、定量的な判断が不可能である。さらにまた、インクの吐出安定性による評価は、偶発的にチャンネル溝内に混入する気泡などによって影響を受けることで、間隙部の接着剤混入以外の不良原因を含んでしまう。
【００３２】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、間隙部を有する液滴吐出装置において、間隙部の詰まりを、短い時間において、少ない液量で、かつ定量的に評価することにより、低コストにおいて、信頼性の高い液滴吐出装置を製造できる、間隙部の詰まりを評価する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上記の課題を解決するために、本発明に係る間隙部の詰まりを評価する方法は、隔壁によって隔てられた複数の溝を有する第１基板と、前記隔壁の上面に設けられた第２基板と、前記第２基板に設けられた凹状の部位であって、前記複数の溝の長手方向の一部において前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備える液滴吐出装置の前記間隙部の詰まりを評価する方法であって、前記溝から吐出する液滴の速度、前記溝から吐出する液滴の量、ならびに前記溝の側面に電圧を印加して液滴を吐出する場合には、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧、及び、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧を印加する時間、からなる群より選択される少なくとも１つを測定することを特徴としている。
【００３４】
上記の構成であれば、前記溝から吐出する液滴の速度、前記溝から吐出する液滴の量、ならびに前記溝の側面に電圧を印加して液滴を吐出する場合には、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧、及び、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧を印加する時間、からなる群より選択される少なくとも１つから、間隙部の詰まりを評価することができるので、定量的なパラメータを用いるため、判断基準を正確に設定することが出来る。また、駆動周波数が高い場合（高周波駆動時）における液滴の吐出特性を、短時間かつ簡便に評価することが可能となる。さらに、一定の周波数において駆動して評価することが出来るため、複雑な評価装置を必要としない。さらにまた、評価に用いる液滴の量をより少なくすることができる。このように、定量的なパラメータを用いて短時間で高周波駆動時の吐出安定性を評価できるので、液滴吐出装置の製造工程に本発明を適用すれば、製造コストを削減しつつ、信頼性の高い液滴吐出装置を提供することが可能となる。
【００３５】
また、本発明に係る方法は、前記電圧を一定にし、前記電圧を印加する複数の時間のそれぞれにおいて、前記液滴の速度を測定することが好ましい。
【００３６】
上記の構成であれば、液滴の速度が最大となる、電圧を印加する時間を得ることができ、より正確に間隙部の詰まりの有無及び程度を評価することが可能になる。これにより、高周波駆動時の吐出安定性を、短時間でより正確に評価することができる。
【００３７】
また、本発明に係る方法は、前記電圧を一定にし、かつ前記電圧を印加する時間を一定にし、前記液滴の速度又は前記液滴の量を測定することが好ましい。
【００３８】
上記の構成であれば、液滴の速度又は液滴の量のみから間隙部の詰まりを評価することができるので、評価にかかる時間、及び評価に用いる液滴の量をより少なくすることができる。したがって、高周波駆動時における液滴の吐出特性を、より短時間、かつより簡便に評価することが可能となる。
【００３９】
また、本発明に係る方法は、第１基板の複数の溝のうち、外側の溝と内側の溝とにおいて、前記外側の溝と内側の溝とのそれぞれから吐出する液滴の速度、前記外側の溝と内側の溝とのそれぞれから吐出する液滴の量、ならびに前記外側の溝と内側の溝との側面に電圧を印加して液滴を吐出する場合には、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧、及び、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧を印加する時間、からなる群より選択される少なくとも１つを比較することが好ましい。
【００４０】
上記の構成であれば、少ない液滴の使用量、及び少ない評価時間により、外側の溝と内側の溝とにおける間隙部の詰まりを効率良く評価することができ、液滴吐出装置の溝間における吐出安定性の均一性を簡便に評価することが可能となる。
【００４１】
また、本発明に係る方法は、前記外側の溝は最端部における溝であり、前記内側の溝は中央部における溝であることが好ましい。
【００４２】
上記の構成であれば、液滴吐出装置の溝間における吐出安定性の均一性をより簡便に評価することが可能となる。
【００４３】
本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、隔壁によって隔てられた複数の溝を有する第１基板と、前記隔壁の上面に設けられた第２基板と、前記第２基板に設けられた凹状の部位であって、前記複数の溝の長手方向の一部において前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備える液滴吐出装置の製造方法であって、前記第１基板と前記第２基板とを、接着剤を用いて接着することにより前記液滴吐出装置を製造する第１の製造工程と、第１の製造工程において製造された前記液滴吐出装置における、前記溝から吐出する液滴の速度、前記溝から吐出する液滴の量、ならびに前記溝の側面に電圧を印加して液滴を吐出する場合には、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧、及び、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧を印加する時間、からなる群より選択される少なくとも１つを測定し、間隙部の詰まりを評価する評価工程と、第１の製造工程において用いた前記接着剤の量から、前記間隙部の詰まりを形成する接着剤の量を減算した、接着剤の設定量を算出する算出工程と、前記設定量の接着剤を用いて、前記第１基板と前記第２基板とを接着する第２の製造工程と、を有することを特徴とする。
【００４４】
上記の構成であれば、前記評価工程により、前記溝から吐出する液滴の速度、前記溝から吐出する液滴の量、ならびに前記溝の側面に電圧を印加して液滴を吐出する場合には、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧、及び、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧を印加する時間、からなる群より選択される少なくとも１つから、間隙部の詰まりを評価することができる。つまり、定量的なパラメータを用いるため、定量的に間隙部の詰まりを評価でき、より正確に間隙部の詰まりを判断できる。また、駆動周波数が高い場合（高周波駆動時）における液滴の吐出特性を、短時間かつ簡便に評価することが可能となる。さらに、一定の周波数において駆動して評価することが出来るため、複雑な評価装置を必要としない。さらにまた、評価に用いる液滴の量をより少なくすることができる。このように、定量的なパラメータを用いて短時間で高周波駆動時の吐出安定性を評価できる評価工程を用いているので、製造コストを削減しつつ、信頼性の高い液滴吐出装置を提供することが可能となる。
【００４５】
また、上記の構成であれば、前記算出工程により、評価工程において得られた間隙部の詰まりの評価から、間隙部の詰まりを形成する接着剤の量を算出し、接着剤の設定量を算出することができ、したがって接着剤の量の最適化を行うことができる。これにより、間隙部の詰まりがなく、高周波駆動時の吐出安定性の高い液滴吐出装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明に係る間隙部の詰まりを評価する方法によれば、間隙部を有する液滴吐出装置において、間隙部の詰まりの有無及び程度を、短い時間において、少ない液量で、かつ定量的に評価することができるので、低コストにおいて、信頼性の高い液滴吐出装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を適用できる装置の一例である、インクジェットヘッドを示す斜視図である。
【図２】図１のａ−ａ’における断面図を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるインクジェットヘッドを示す斜視図である。
【図４】インクジェットヘッドのベース部材１を示す斜視図である。
【図５】インクジェットヘッドのカバー部材２を示す斜視図である。
【図６】インクジェットヘッドの製造に用い得る成膜装置の一例を示す図である。
【図７】インクジェットの本体とノズルプレート１６とを接着させる工程を示す図である。
【図８】実施例におけるインクジェットヘッドを用いて測定した、各チャンネル溝における吐出するインクの速度及び体積を示すグラフである。
【図９】実施例におけるインクジェットヘッドを用いて測定した、複数の膨張・圧縮維持時間（膨張維持時間）における吐出するインクの速度（吐出インク速度）を示すグラフである。
【図１０】シェアモード変形を利用した従来のインクジェットヘッドの斜視図を示す図である。
【図１１】図１０のｂ−ｂ’における断面図を示す図である。
【図１２】従来のインクジェットヘッドを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本実施形態においては、本発明に係る間隙部の詰まりを評価する方法を、インクジェットヘッド（液滴吐出装置）に適用する場合について説明する。
【００４９】
（インクジェットヘッド）
まず、本実施形態におけるインクジェットヘッドの全体の構造について図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明を適用できる装置の一例である、インクジェットヘッドを示す斜視図である。なお、図１は、説明しやすくするため、各部を分解した状態を示している。
【００５０】
図１に示すように、本インクジェットヘッドは、ベース部材（第１基板）１、カバー部材（第２基板）２、ノズルプレート１６、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）１０、及びフレキシブルプリント基板１１を備える。
【００５１】
ベース部材１は、電圧を印加すると変形する性質を有する圧電材料により形成されており、複数のチャンネル溝（溝）４と、各チャンネル溝４の間に設けられたチャンネル壁（隔壁）４ａとを有する。圧電材料には、例えばジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）等を用いることができる。
【００５２】
カバー部材２には、インク（液滴）供給経路となる共通インク室３と、間隙部７とに対応する凹部がそれぞれ形成されている。間隙部７は、カバー部材２に設けられた凹状の部位であり、各チャンネル溝４の長手方向の一部において、各チャンネル溝４を連通させている。
【００５３】
ベース部材１とカバー部材２とを貼り合わせることにより、各チャンネル溝４と、その両側のチャンネル壁４ａと、カバー部材２とに囲まれた複数のインク流路１３が形成される。また、間隙部７及び共通インク室３が同時に形成される。
【００５４】
各チャンネル壁４ａの側面には、その高さ方向の全体にわたって、インク流路１３の内部に電界を発生させるための電極５が形成されている。また、圧電材料により形成されたベース部材１は、チャンネル壁４ａの略中央から上側１Ａと下側１Ｂとで分極方向が相反するように分極処理が施されている。
【００５５】
共通インク室３は、図１において紙面左右に貫通されて形成されていることにより、インクジェットヘッド側面において紙面左右に開口部を持ち、開口部の片側がインク供給口８として作用し、もう片側がインク排出口９として作用する。これにより、チャンネル溝４へ気泡が混入して、インクが不吐出状態となったときには、一定量のインクをインク排出口９より排出することによって、混入した気泡を排出し、インクの不吐出状態から吐出状態へと回復させることができる。
【００５６】
ノズルプレート１６には、ノズル孔１７が開口されており、各ノズル孔１７は、各チャンネル溝４に対応している。
【００５７】
ここで、ベース部材１とカバー部材２とを貼り合わせたもののうち、図１における手前側を前端部１４とし、その反対側を後端部１５とする。前端部１４には、ノズルプレート１６が接合される。また、インクジェットヘッドにおいて、カバー部材２が配置される側を上側と定め、ベース部材１が配置される側を下側と向きを定める。たとえば、チャンネル壁４ａがカバー部材２と接合される面は、チャンネル壁４ａの上面となる。
【００５８】
チャンネル溝４は、ベース部材１の前端部１４から後端部１５に向かって、ある程度まで一定の深さで形成されることが好ましく、後端部１５付近においては、前端部１４側よりも浅くなっていてもよい。
【００５９】
フレキシブルプリント基板１１には、外部電極が形成される。また、フレキシブルプリント基板１１は、このチャンネル溝４に、ＡＣＦ１０を挟んで電気的に接続されている。このとき、ＡＣＦ１０の特性により、チャンネル溝４ごとに電気的な独立が保たれ、かつ、各チャンネル溝４における電極５がそれぞれ同電位になるように、電気的な接続が行なわれている。
【００６０】
また、電極５を含むインクジェットヘッド内部全体に対し、電極５をインクから絶縁し、かつ保護することを目的として、図示しない有機保護膜が形成されている。
【００６１】
有機保護膜としては、耐薬品性、インクジェットヘッド内部への付着性等が良好であることから、例えばポリパラキシリレン及びその誘導体等を用いることが好ましい。具体例としては、ダイマーであるジパラキシリレン（下記構造式Ａ）を材料としたポリパラキシリレン（下記構造式Ｂ）、ダイマーであるジクロロジパラキシリレンを材料としたポリモノクロロパラキシリレン（下記構造式Ｃ）、さらには他の誘導体を用いたポリパラキシリレン膜の一種としてポリジクロロパラキシリレン（下記構造式Ｄ）、その他下記構造式Ｅ、構造式Ｆに示すもの等が挙げられる。
【００６２】
構造式Ａ
【００６３】
【化１】
2010194891.tif 000003
【００６４】
構造式Ｂ
【００６５】
【化２】
2010194891.tif 000004
【００６６】
構造式Ｃ
【００６７】
【化３】
2010194891.tif 000005
【００６８】
構造式Ｄ
【００６９】
【化４】
2010194891.tif 000006
【００７０】
構造式Ｅ
【００７１】
【化５】
2010194891.tif 000007
【００７２】
構造式Ｆ
【００７３】
【化６】
2010194891.tif 000008
【００７４】
次に、インクジェットヘッドの断面図について、図２を参照して説明する。図２は、図１のａ−ａ’における断面図を示す図である。
【００７５】
図２に示すように、チャンネル溝４は、領域Ａ、領域Ｂ及び領域Ｃに分けることができる。
【００７６】
領域Ａでは、チャンネル壁４ａの上面がカバー部材２と接着固定されている。
【００７７】
領域Ａのように、チャンネル壁４ａの上面とカバー部材２とが接着された領域では、チャンネル壁４ａのシェアモード変形により、インクの吐出に必要な圧力波が発生する。したがって、このような領域においては、与えられた電気信号に応じてインク吐出のための加圧を行ったり、インクをインク流路１３に供給するための減圧を行ったりする。
【００７８】
なお、インクの吐出に必要な圧力波が発生する領域を、説明の便宜上、本明細書では「アクティブ領域」ともいう。後述する領域Ｃにおける間隙部７の詰まりがない場合には、アクティブ領域は領域Ａのみであるが、間隙部７の詰まりによって、領域Ｃの一部においてチャンネル壁４ａの上面がカバー部材２と接着されることがある。その場合には、領域Ｃにおいてチャンネル壁４ａの上面がカバー部材２と接着されている領域においても、インクの吐出に必要な圧力波が発生することとなり、アクティブ領域の一部となる。すなわち、この場合には、アクティブ領域は、領域Ａと、領域Ｃの一部とを含んだ領域となる。このように、アクティブ領域とは、もともとアクティブ領域として存在する領域Ａだけでなく、間隙部の詰まり等によりアクティブ領域として機能するようになった領域をも含む領域である。
【００７９】
領域Ｂは、共通インク室３が形成された領域であり、インク流路１３に供給されるべきインクを一時的に保持しておくことができる。
【００８０】
領域Ｃは、領域Ａと領域Ｂとの間にあり、間隙部７が設けられた領域である。間隙部７は、図２に示すように、カバー部材２に設けられた凹部により形成されており、共通インク室３と連通している。また、間隙部７は、各チャンネル溝４の長手方向の一部において、各チャンネル溝４を連通させている。
【００８１】
領域Ｂ及び領域Ｃは、チャンネル壁４ａの上面がカバー部材２に接着していないことが好ましい。これにより、後述する間隙部７の詰まりがない場合には、これらの領域はインク吐出にはほとんど寄与しない領域となる。また、インクを貯めておく役割を担う領域は、主に共通インク室３を有する領域Ｂであってもよいが、領域Ｃも、インクを貯める機能を有していてもよい。
【００８２】
ここで、インクが吐出される仕組みについて、図２及び図３を参照して説明する。図３は、本実施形態におけるインクジェットヘッドを示す斜視図である。
【００８３】
インクは、図３に示すように、インク供給口８から共通インク室３に供給され、矢印３０の向きに流れる。
【００８４】
インクが吐出される際には、電極５への電圧印加により、インク流路１３の両側に設けられたチャンネル壁４ａがシェアモード変形する。このシェアモード変形によってインク流路１３内が減圧又は加圧され、インクが吐出されることとなる。具体的には、インク流路１３内が減圧されて膨張し、さらに膨張状態を維持するときには、インクがインク流路１３内に供給される。また、インク流路１３内が加圧されて圧縮され、さらに圧縮状態を維持するときには、インクがノズル孔１７から吐出される。したがって、インク流路１３内の減圧又は加圧により、インク流路１３内が、膨張、膨張状態の維持、圧縮、圧縮状態の維持、及び膨張も圧縮もしていない非変形状態、を繰り返すことによって、インクを吐出することができる。
【００８５】
インクが吐出されると同時に、インク流路１３における領域Ａ内で生じた圧力波は、インクの供給の向き（後端部１５から前端部１４への向き）とは逆向きに伝播して間隙部７を有する領域Ｃを経由して共通インク室３へと進行していく波と、チャンネル壁４ａに挟まれた空間と間隙部７との界面において反射する波と、チャンネル壁４ａに挟まれた空間と共通インク室３との界面において反射する波と、に分かれる。本実施形態における構成であれば、間隙部７を有するので、チャンネル壁４ａに挟まれた空間と間隙部７との界面、及びチャンネル壁４ａに挟まれた空間と共通インク室３との界面、において反射し、領域Ａに戻る圧力波は少なくなる。また、ほとんどの圧力波は、間隙部７を有する領域Ｃを通過する際に、インクの大きな粘性抵抗により、その速度が減衰した後に共通インク室３へと進行するので、圧力波の残留振動を抑制することができる。これにより、本実施形態におけるインクジェットヘッドは、駆動周波数が高い場合においても安定してインクを吐出することができる。
【００８６】
（インクジェットヘッドの製造工程）
次に、上述したインクジェットヘッドの製造工程の一例について、図４〜図７を参照して説明する。図４は、インクジェットヘッドのベース部材１を示す斜視図であり、カバー部材２と貼り合わせる側を上にして示している。また、図５は、インクジェットヘッドのカバー部材２を示す斜視図であり、ベース部材１と貼り合わせる側を上にして示している。
【００８７】
ベース部材１は、圧電材料を用いて厚み方向（上下方向）に分極された基板を貼り合わせることにより作製することが好ましい。
【００８８】
このベース部材１に、ダイシング加工等により複数の平行な溝を等間隔において形成させる。これにより、チャンネル溝４と、チャンネル壁４ａとが形成される。このとき、チャンネル壁４ａの高さ方向（上下方向）の略中央において分極方向が相反するように分極処理が施されているように形成することが好ましい。例えば、厚み方向に分極された基板を張り合わせてベース部材１を作製し、その貼り合わせ位置がチャンネル壁４ａの高さ方向の略中央に位置するように、チャンネル溝４を形成させることが好ましい。
【００８９】
チャンネル溝４は、図４に示すように、ベース部材１の前端部１４から後端部１５の少し手前まで一定の深さにおいて形成され、その後に後端部１５に向けて浅く形成されてもよい。例えば、ダイシング加工により溝を形成する場合には、ダイシングブレードの半径に対応したＲ形状に加工することによって、後端部１５付近において前端部１４よりも浅く形成してもよい。これにより、例えば後端部１５付近を電極引き出し部とすることができる。
【００９０】
チャンネル溝４を隔てているチャンネル壁４ａの側面には、チャンネル壁４ａをシェアモード変形させるための電極５を薄く形成させる。電極５としては、例えばアルミニウム、銅等を用いることが好ましい。また、電極５は、例えば蒸着法、スパッタ法、めっき法などにより形成させることができる。
【００９１】
また、電極５が、チャンネル壁４ａの上面にも形成された場合には、隣接するチャンネル溝４が相互に短絡された状態となってしまうため、各チャンネル溝４を電気的に分離することが好ましい。この場合には、ベース部材１の表面を研削加工する等により、チャンネル壁４ａの上面に形成された電極５を除去することが好ましい。
【００９２】
このような構成により、電極５に電圧が印加されると、チャンネル壁４ａのうち電極５に挟まれた部分をシェアモード変形させることができる。
【００９３】
次に、図５に示すように、カバー部材２を作製する。カバー部材２には、ベース部材１と熱膨張率が一致又は近似する材料を用いることが好ましい。また、カバー部材２には、間隙部７及び共通インク室３に対応する凹部を形成させる。カバー部材２は、共通インク室３を設けても強度を保つことができる厚みであることが好ましい。また、共通インク室３は、各インク流路１３へインクが供給されるようになっていればよい。
【００９４】
なお、共通インク室３は、インクジェットヘッド側面側に貫通して開口させることが好ましい。これにより、インク供給口８及びインク排出口９を設けることができ、インク流路１３と共通インク室３とインク排出口９とを連通させることができる。その結果、インク流路１３に気泡が混入し、インクの不吐出状態になった場合には、一定量のインクをインク排出口９から排出することにより、混入した気泡を排出することができ、これによりインクの不吐出状態から吐出状態へと回復させることができる。
【００９５】
次に、ベース部材１とカバー部材２とを接着する。ここでは、接着剤を用いて接着させる方法について説明する。接着剤としては、例えば粘度５０００ｃＰのエポキシ系の接着剤等を用いることができる。
【００９６】
まず、ベース部材１もしくはカバー部材２、又はその両方に、接着剤を塗布する。このとき、ベース部材１に塗布する場合は図４に示す斜線部のみ、又はカバー部材２に塗布する場合は図５に示す斜線部のみ、に接着剤を塗布することが好ましい。塗布する方法としては、例えば、樹脂フィルムに接着剤をスピンコーター、バーコーター等により前面に塗布した後、ベース部材１又はカバー部材２を該樹脂フィルムに押し付けることによって接着剤を転写する方法等が挙げられる。この方法では、スピンコーターにおける回転数又はバーコーターにおける線の太さ等によって樹脂フィルム上の接着剤の厚さを管理することにより、転写される接着剤の量をコントロールすることができる。
【００９７】
しかし、接着剤の量をコントロールしたとしても、接着剤の経時変化、スピンコーターにおける回転数やバーコーターの高さ等によるプロセスのばらつき、十分に最適化されていない条件等の理由により、余剰接着剤が間隙部７に入り込むことがある。チャンネル溝４の深さに対して間隙部７は微小であるため、接着剤が少しでも間隙部７に入り込むと、毛管現象によりさらに接着剤が引き込まれる可能性が高い。特に、図４における破線で囲んだ部分は、余剰接着剤を吸収することができるチャンネル溝４が周囲にないため、その近くにある、両端部のチャンネル溝４近傍の間隙部７には、接着剤が入り込みやすく、間隙部７が接着剤により埋まってしまうこともある。
【００９８】
次に、フレキシブルプリント基板１１を、チャンネル溝４に、好ましくはチャンネル溝４における電極引き出し部に、ＡＣＦ１０を挟んで電気的に接続する。例えば圧迫し、かつ加熱することによって電気的に接続することができる。このとき、ＡＣＦ１０の特性により、チャンネル溝４ごとに電気的な独立を保ち、かつ、各チャンネル溝４における電極５がそれぞれ同電位になるように、電気的な接続を行うことが好ましい。これにより、電極５に外部から電圧を印加し、インクジェットヘッドを駆動することができる。
【００９９】
次に、インクジェッドヘッド内部全体に対し、有機保護膜を形成することが好ましい。これにより、電極５をインクから絶縁させ、保護することができる。この工程において、有機保護膜を付着させる必要のない部分、例えばフレキシブルプリント基板１１の配線部等、にはマスキングテープ等によりマスクし、付着を防止することが好ましい。
【０１００】
有機保護膜の成膜方法の一例を図６を参照して説明する。図６は、インクジェットヘッドの製造に用い得る成膜装置の一例を示す図である。
【０１０１】
ここでは、気化加熱ヒーター１９を具備した気化室２０と、熱分解加熱ヒーター２１を具備した熱分解炉２２と、図示しない試料ホルダーを具備した成膜チャンバー２３と、未反応のモノマーガスをトラップする、液体窒素２４により冷却されたコールドトラップ２５と、真空排気するロータリーポンプ２６とから構成されている成膜装置を用いる例について説明する。
【０１０２】
まず、成膜のための準備を行う。ここでは、有機保護膜として上述したダイマーを用いる場合について説明する。ダイマーを気化室２０に設置し、次にロータリーポンプ２６を稼動させ、例えば２０ｍＴｏｒｒ以下の真空度まで排気すると同時に、熱分解炉２２における熱分解加熱ヒーター２１を通電して約７００℃まで昇温させる。また、成膜チャンバー２３内における試料ホルダーには、有機保護膜を成膜するためのインクジェットヘッド本体を設置する。
【０１０３】
次いで、有機保護膜の成膜には寄与しなかったモノマーガスを、排気せずにトラップするため、及び環境中の真空度を高めるために、コールドトラップ２５の周囲に液体窒素２４を設置する。次いで、気化加熱ヒーター１９に通電して、気化室２０内の温度を、例えば１１０℃から１６０℃等まで段階的に変化させ、気化室２０内のダイマーを気化させてダイマーガスの状態にする。ダイマーガスは、熱分解炉２２まで拡散し、熱分解および熱励起されてモノマーガスとなる。モノマーガスとしては、例えば、下記構造式Ｇ等が挙げられる。モノマーガスは、成膜チャンバー２３まで拡散し、インクジェットヘッド本体の表面に衝突して吸着するとともに互いに重合して、有機保護膜を形成する。
【０１０４】
構造式Ｇ
【０１０５】
【化７】
2010194891.tif 000009
【０１０６】
次に、ノズルプレート１６を接着する。この接着工程について、図７を参照して説明する。図７は、インクジェットの本体とノズルプレート１６とを接着させる工程を示す図である。
【０１０７】
各インク流路１３に対応するノズル孔１７を有するノズルプレート１６は、ベース部材１とカバー部材２とを貼り付けた本体に対し、前端部１４に接着される。ここでは、接着剤を用いて接着する例について説明する。例えば、本体側に接着剤を塗布する場合には、図７に示す斜線部のみに塗布することが好ましい。接着剤を塗布する方法は、上述したベース部材１とカバー部材２とを接着する方法と同じ方法を用いることができる。接着剤としては、例えば、粘度２５００ｃＰのエポキシ系の接着剤等を用いることができる。
【０１０８】
ノズルプレート１６を接着する工程においても、上述したように、接着剤の経時変化、プロセスのばらつき等により、余剰接着剤がインク流路１３に流れ込んでしまうことがある。特に、図７における破線で囲んだ部分は、余剰接着剤を吸収するインク流路１３が存在しないため、両端部のインク流路１３へ流れ込む余剰接着剤の量は、他のインク流路１３よりも多くなる可能性が高い。インク流路１３へ流れ込んだ余剰接着剤は、毛細管現象によりインク流路１３内の四隅に沿って奥へと入り込み、そのまま間隙部７まで入り込んだ場合には、間隙部７が微小であるため毛管現象により接着剤を引き込み、間隙部７が接着剤により埋まってしまうおそれがある。
【０１０９】
上述したように作製されたインクジェットヘッドにより、インク流路１３において加圧されたインクが、ノズル孔１７から対象物に向けて吐出され、印刷が行われる。
【０１１０】
（間隙部の詰まりを評価する方法）
次に、本発明に係る間隙部の詰まりを評価する方法（以下、単に「本発明に係る方法」ともいう。）について説明する。
【０１１１】
本発明に係る間隙部の詰まりを評価する方法は、隔壁によって隔てられた複数の溝を有する第１基板と、前記隔壁の上面に設けられた第２基板と、前記第２基板に設けられた凹状の部位であって、前記複数の溝の長手方向の一部において前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備える液滴吐出装置の前記間隙部の詰まりを評価する方法であって、前記溝から吐出する液滴の速度、前記溝から吐出する液滴の量、ならびに前記溝の側面に電圧を印加して液滴を吐出する場合には、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧、及び、予め設定された前記液滴の速度又は前記液滴の量で液滴を吐出するための電圧を印加する時間、からなる群より選択される少なくとも１つを測定すればよい。
【０１１２】
本実施形態においては、本発明に係る方法を、上述したインクジェットヘッドに適用した場合について説明する。
【０１１３】
本実施形態においては、上述したインクジェットヘッドにおいて、チャンネル溝４から吐出するインクの速度を測定すればよい。
【０１１４】
チャンネル溝４から吐出するインクの速度を測定する方法としては、吐出するインクの画像をストロボ照射によって取り込み、照射のタイミングとインクの位置とからインクの速度を算出する方法等を用いることができる。
【０１１５】
また、本実施形態においては、上述したインクジェットヘッドにおいて、チャンネル溝４から吐出するインクの量を測定すればよい。
【０１１６】
チャンネル溝４から吐出するインクの量を測定する方法としては、吐出したインクの重量を測定する方法、吐出するインクの画像をストロボ照射によって取り込み、インクの着弾後の形状を、吐出方向に対して垂直方向から観察すること等により、インクの大きさ、体積等から評価する方法、等を用いることができる。
【０１１７】
間隙部７の詰まりがある場合には、その詰まりによって、アクティブ領域として機能する領域の長さが長くなり、吐出するインクの速度及び量が変化する。したがって、測定した速度及び量の変化から、間隙部７の詰まりの有無を評価することができる。また、測定した速度及び量の変化から、アクティブ領域として機能する領域の長さを算出することができる。算出した長さから、もともとアクティブ領域として存在する領域Ａの長さを除くことにより、間隙部７の詰まりにより生じた新たなアクティブ領域の長さを算出することができる。したがって、間隙部７の詰まりの程度を評価することができる。その結果、高周波駆動時におけるインクの吐出状態の安定性を評価することができる。なお、本実施の形態では、チャンネル溝の側面に電圧を印加してインクを吐出する装置について説明しているが、液滴を吐出する速度及び量による評価はサーマルジェット方式についても同様に行うことができる。
【０１１８】
また、本実施形態においては、上述したインクジェットヘッドにおいて、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧を測定すればよい。
【０１１９】
また、本実施形態においては、上述したインクジェットヘッドにおいて、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧を印加する時間を測定すればよい。
【０１２０】
予め設定されたインクの速度又はインクの量とは、例えば、間隙部７の詰まりがないチャンネル壁４において予め測定して得られた、インクの速度又はインクの量の最大値でもよいし、各チャンネル壁４における、インクの速度又はインクの量の最大値でもよい。インクの速度又はインクの量の最大値は、例えば、電圧、又は電圧を印加する時間を変化させてインクの速度又はインクの量を測定する等により求めることができる。
【０１２１】
電圧を印加する時間とは、インク流路１３内の側面に電圧を印加し、チャンネル壁４ａをシェアモード変形させることによってインク流路１３内を減圧又は加圧し、その状態を維持させる時間であり、換言すれば、インク流路１３内の膨張状態又は圧縮状態の維持時間（以下、単に「膨張・圧縮維持時間」ともいう。）である。
【０１２２】
間隙部７の詰まりがある場合には、その詰まりによって、アクティブ領域として機能する領域の長さが長くなり、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧、又は、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧を印加する時間が変化する。したがって、この変化から、間隙部７の詰まりの有無を評価することができる。また、この変化から、アクティブ領域として機能する領域の長さを算出することができる。算出した長さから、もともとアクティブ領域として存在する領域Ａの長さを除くことにより、間隙部７の詰まりにより生じた新たなアクティブ領域の長さを算出することができる。したがって、間隙部７の詰まりの程度を評価することができる。その結果、高周波駆動時におけるインクの吐出状態の安定性を評価することができる。
【０１２３】
なお、アクティブ領域の長さとは、インク吐出方向における長さをさす。
【０１２４】
ここで、アクティブ領域の長さと、インク流路１３内の膨張・圧縮維持時間と、吐出特性との関係について説明するとともに、本発明に係る方法をさらに詳細に説明する。なお、吐出特性とは、インクが吐出する際の速度、量等である。
【０１２５】
アクティブ領域では、上述したように圧力が発生し、圧力は、圧力波となってインク流路１３内を伝播していく。したがって、アクティブ領域の長さと、圧力波の伝播速度とによって膨張・圧縮維持時間の最適値が決められる。膨張・圧縮維持時間の最適値とは、吐出するインクの速度又は量が最大となるときの膨張・圧縮維持時間等であってもよい。
【０１２６】
間隙部７の詰まりによって、アクティブ領域の長さが長くなると、膨張・圧縮維持時間の最適値が変化する。膨張・圧縮維持時間が最適値でないときには、非効率的な吐出状態となるため、吐出するインクの速度と吐出するインクの量との低下を招く。
【０１２７】
したがって、本実施形態においては、電圧を一定にし、電圧を印加する複数の時間のそれぞれにおいて、インクの速度を測定することが好ましい。これにより、一定の電圧において、複数の膨張・圧縮維持時間における、吐出するインクの速度を測定することができるので、吐出するインクの速度が最大となるときの膨張・圧縮維持時間を求めることができる。また、この膨張・圧縮維持時間を、膨張・圧縮維持時間の最適値とすることができる。この膨張・圧縮維持時間の最適値を、間隙部７の詰まりのない場合の最適値と比較することにより、アクティブ領域の長さを算出することができる。さらにアクティブ領域の長さから、間隙部の詰まりの有無、程度等を評価することができる。その結果、高周波駆動時におけるインクの吐出状態の安定性を評価することができる。
【０１２８】
したがって、複雑な評価装置を必要とせず、定量的で正確な判断ができ、また短時間で高周波駆動時の吐出安定性を評価することができることで、インクジェットヘッド作製コストを削減し、かつ信頼性の高いインクジェットヘッドを製造することができる。
【０１２９】
また、本実施形態においては、電圧を一定にし、かつ電圧を印加する時間を一定にし、吐出するインクの速度または吐出するインクの量を測定することが好ましい。これにより、一定の電圧、及び一定の膨張・圧縮維持時間において、吐出するインクの速度、又は吐出するインクの量を求めることができ、さらにこの速度又は量を、間隙部７の詰まりのない場合と比較することにより、アクティブ領域の長さを算出することができる。さらに算出されたアクティブ領域の長さから、間隙部７の詰まりの有無、程度等を評価することができる。
【０１３０】
接着剤が間隙部７に入り込んだ場合には、前述したようにインクジェットヘッドのアクティブ領域が長くなっていると捉えることができる。また、インク流路１３が順次、膨張（インク流路１３内負圧）、圧縮（インク流路１３内正圧）、及び非変形状態というように状態が遷移することでインクを吐出するため、アクティブ領域が長くなると、インク流路１３自体の膨張、圧縮する体積が増加し、吐出するインクの量及び吐出するインクの速度が増加する。
【０１３１】
アクティブ領域が延びた分、吐出するインクの速度、及び吐出するインクの量が増加するが、アクティブ領域拡大前と同じ膨張・圧縮維持時間において膨張、圧縮した場合には、前記縮維持時間が最適値では無くなり吐出状態が非効率となる分、吐出するインクの速度が低下する。結果として、吐出するインクの速度は、増減分が打ち消しあうことで、アクティブ領域が延びた場合でもあまり変化しない。
【０１３２】
つまり、一定の電圧印加時間、及び一定の電圧で、アクティブ領域のみを長くしてインクを吐出すると、吐出するインクの量のみ大きくなり、吐出するインクの速度は変化しない。インクジェットヘッドの製造工程においては、チャンネル溝４やノズル孔１７径のばらつき、圧電性のばらつき等、吐出特性に影響を与える各種ばらつきが生じる可能性があるが、間隙部７の詰まりによるアクティブ領域の変化による影響と比較すると、それらの製造工程において生じるばらつきによる影響の度合いは、オーダーが一桁小さい程度でしかない。本発明では、間隙部７の詰まりによる形状変化をアクティブ領域が延びたと捉え、かつ、この場合には吐出するインクの量が変化する割合が、他のパラメータよりも大きいという特徴を利用し、一定の電圧、一定の膨張・圧縮維持時間において吐出するインクの速度及び吐出するインクの量を測定することのみによって、間隙部７の詰まりを評価することが出来る。これにより、最小限のインク量でアクティブ領域の形状変化を判断することで、簡便に、かつ定量的な判断を短時間で高周波駆動時の吐出安定性を評価することができるので、インクジェットヘッド作製コストを削減し、かつ、信頼性の高いインクジェットヘッドを製造することができる。
【０１３３】
また、本実施形態においては、インクジェットヘッドの複数のチャンネル溝４のうち、外側のチャンネル溝と内側のチャンネル溝とにおいて、それぞれのチャンネル溝から吐出するインクの速度、それぞれのチャンネル溝から吐出するインクの量、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧、または、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧を印加する時間を測定することが好ましい。外側とは、最端部であることが好ましく、内側とは、中央部であることが好ましい。これにより、インクジェットヘッドの各チャンネル溝におけるインクの吐出特性のばらつきを評価することができ、これによりインクジェットヘッドの特性を評価することができる。
【０１３４】
間隙部７を有するインクジェットヘッドは、間隙部７及び共通インク室３が形成されたカバー部材２の接着面に接着剤を均一な膜厚になるように塗布した後、複数のチャンネル溝４が形成されたベース部材１を貼り合わせて形成される。外側、特に最端部におけるチャンネル溝４付近は、貼り合わせ面積割合が大きいことにより余剰接着剤が多くなり、内側、特に中央部のチャンネルより接着剤が入り込みやすい。さらに、ノズルプレート１６の本体への接着においても、最端部のチャンネル溝４に対応するノズル孔１７には、接着剤を吸収し得るノズル孔１７がそれより外側に無いために、接着する際に他のノズル孔１７よりも多く接着剤がインク流路１３内へ流れ込む。これらの理由より、最端部のチャンネル溝４近傍の間隙部７への接着剤埋まりが発生しやすい。間隙部７への接着剤埋まりが最端部のチャンネル溝４から発生することを利用することで、間隙部７に対する接着剤埋まりの有無は、外側、特に最端部のチャンネル溝４付近と、内側、特に中央部のチャンネル溝４とで間隙部７の形状変化を比較することにより、簡便に評価することができる。
【０１３５】
上述した構成によれば、外側のチャンネル溝４と内側のチャンネル溝４との比較をすることで、効率良く間隙部７に対する接着剤埋まり状況を判断することができ、高周波駆動時の吐出安定性という観点において、インクジェットヘッドのチャンネル溝４間における均一性を簡便に判定することが可能となる。
【０１３６】
また、接着剤がチャンネル溝４、間隙部７等に入り込む際、最も間隔の狭い、チャンネル壁４ａと、チャンネル壁４ａに対向するカバー部材２における間隙部７側の表面と、の間から接着剤が入り込む可能性が高い。さらに、間隙部７が微小領域であることにより毛管現象が起こりやすい。このような理由から、間隙部７において選択的に接着剤埋まりが発生するおそれが高い。
【０１３７】
間隙部７に接着剤埋まりが発生した状態を、インクジェットヘッドのアクティブ領域が長くなっていると捉えることで、チャンネル溝４間で間隙部７の接着剤埋まり状態が異なることを、アクティブ領域の長さにばらつきが生じたと考えることができる。
【０１３８】
インクを吐出する際には、アクティブ領域において圧力が発生し、生じた圧力波がインク流路１３を伝播していくため、インク流路１３内の膨張・圧縮維持時間の最適値は、アクティブ領域のインク吐出方向における長さと、圧力波の伝播速度とによって決めることができる。膨張・圧縮維持時間が、最適値からずれるにつれ、インクの吐出状態が非効率となるため吐出するインクの速度及び量の低下を招く。それにより、あるアクティブ領域を持つ構造におけるインク流路１３内の膨張・圧縮維持時間の最適値は、一定電圧において膨張・圧縮維持時間のみを変化させ、最も効率的、つまり吐出するインクの速度が最大となる前記維持時間から求めることができる。
【０１３９】
アクティブ領域が延びた場合、インク流路１３内における膨張及び圧縮する体積が増え、インク吐出時におけるインクの速度、及び量は増加する。しかし同時にインク流路１３内における膨張・圧縮維持時間の最適値も大きくなるため、アクティブ領域拡大前における膨張・圧縮維持時間の最適値と同じ維持時間においてインクの吐出を行う場合には、アクティブ領域拡大後におけるインク流路１３内の膨張・圧縮維持時間の最適値との差が発生した分において、非効率的な吐出となり、吐出するインクの速度が低下する。したがって、インク流路１３内の膨張・圧縮維持時間を一定にした場合においては、間隙部７の詰まりによる形状変化、つまりアクティブ領域の拡大によって、吐出するインクの速度はあまり変化が無く、吐出するインクの量のみが著しく増加する。したがって、吐出するインクの量のみを測定することで、間隙部７の形状変化を最小限の労力で判断することができる。
【０１４０】
間隙部７の形状が接着剤埋まり等により変化した場合、従来は吐出する周波数を変化させながら吐出状態を観察することで、定性的で、必要なインク量が多く、かつ時間のかかる評価方法で行っていたのに対し、本発明によれば、チャンネル溝から吐出するインクの速度、チャンネル溝から吐出するインクの量、ならびにチャンネル溝の側面に電圧を印加してインクを吐出する場合には、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧、又は予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧を印加する時間、という定量的なパラメータにより判断することが可能となる。したがって、この方法を間隙部７を有するインクジェットヘッドの製造方法に適用すれば、インクジェットヘッドにおける間隙部７の詰まりの評価を、短い評価時間、最低限のインク量で、かつ定量的な評価方法により行うことができ、低コストにおいて、吐出信頼性の高いインクジェットヘッドを提供することが出来る。
【０１４１】
（インクジェットヘッドの製造方法）
次に、本発明に係る液滴吐出装置の製造方法の一実施形態について説明する。本実施形態においては、上述したインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
【０１４２】
本実施形態におけるインクジェットヘッドの製造方法は、チャンネル壁４ａによって隔てられた複数のチャンネル溝４を有するベース部材１と、前記チャンネル壁４ａの上面に設けられたカバー部材２と、前記カバー部材２に設けられた凹状の部位であって、前記複数のチャンネル溝４の長手方向の一部において前記複数のチャンネル溝４を連通させる間隙部７と、を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、前記ベース部材１と前記カバー部材２とを、接着剤を用いて接着することにより前記インクジェットヘッドを製造する第１の製造工程と、第１の製造工程において製造された前記インクジェットヘッドにおける、前記チャンネル溝４から吐出するインクの速度、前記チャンネル溝４から吐出するインクの量、ならびに前記チャンネル溝４の側面に電圧を印加してインクを吐出する場合には、予め設定された前記インクの速度又は前記インクの量でインクを吐出するための電圧、及び、予め設定された前記インクの速度又は前記インクの量でインクを吐出するための電圧を印加する時間、からなる群より選択される少なくとも１つを測定し、間隙部７の詰まりを評価する評価工程と、第１の製造工程において用いた前記接着剤の量から、前記間隙部７の詰まりを形成する接着剤の量を減算した、接着剤の設定量を算出する算出工程と、前記設定量の接着剤を用いて、前記ベース部材１と前記カバー部材２とを接着する第２の製造工程と、を有する。
【０１４３】
第１の製造工程には、上述したインクジェットヘッドの製造工程を用いることができる。
【０１４４】
評価工程には、上述した間隙部の詰まりを評価する方法を用いることができる。
【０１４５】
算出工程では、評価工程において評価した間隙部７の詰まりから間隙部７の詰まりを形成する接着剤の量を算出し、第１の製造工程において用いた接着剤の量から、算出した間隙部７の詰まりを形成する接着剤の量を減算した、接着剤の設定量を算出する。
【０１４６】
第２の製造工程には、上述したインクジェットヘッドの製造工程を用いることができる。また、ベース部材１とカバー部材２とを接着する際には、算出工程において算出した設定量の接着剤を用いる。
【０１４７】
評価工程において、上述した間隙部７の詰まりを評価する方法を用いることで、簡便に、かつ定量的に間隙部７における接着剤埋まりを判断することができ、さらに算出工程において、間隙部７の接着剤埋まりの量から接着剤の設定量を算出することができる。算出した設定量から、次のインクジェットヘッドの製造において、ベース部材１とカバー部材２とを接着し貼り合わせる工程において、用いる接着剤量を最適化するようフィードバックを行うことができる。この製造方法により、余剰接着剤による間隙部７埋まりの無い、各インク流路１３における吐出特性の均一なインクジェットヘッドを安定して作製することができ、製品の歩留まりを向上させることができるので、さらに製造コストを削減することが出来る。
【０１４８】
なお、ノズルプレート１６の本体への接着工程において用いる接着剤についても、上述した評価工程、算出工程と同様の工程を行い、接着剤の最適化を行ってもよい。
【０１４９】
また、吐出するインクの速度及び量のみから間隙部７の形状変化を評価できることで、前記形状変化の主な原因となりうる間隙部７の深さの変化、接着剤の経時劣化等を、常時チェックすることが容易となる。
【０１５０】
また、本発明に係る方法を液滴吐出装置の製造方法に適用することで、従来方法と比較し定量的な評価を行うことができるため、評価の正確性が向上するとともに、評価に必要となる液滴の量及び評価にかかる時間を削減することが可能となる。簡便かつ確実な評価方法によって液滴吐出装置を作製することによって、間隙部７埋まりの無い、高周波駆動時の吐出安定性の高い液滴吐出装置を、低コストで提供することが可能となる。
【０１５１】
なお、本実施形態では、電圧を印加してインクを吐出するインクジェットヘッドを例にして説明したが、本発明を適用する液滴吐出装置は、特にこれに限定されず、電圧の印加以外の手段により液滴を吐出するものであってもよい。
【０１５２】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【実施例】
【０１５３】
〔実施例１〕
まず、図１〜図３に示すインクジェットヘッドと同様の構成のインクジェットヘッドを作製した。本実施例におけるインクジェットヘッドの具体的な構成について、図１〜図３を参照して以下に説明する。
【０１５４】
本実施例においては、インクジェットヘッドにおけるベース部材１は、厚み方向に分極されたジルコン酸チタン酸鉛基板を貼り合わせ、約０．９ｍｍの厚みとした。このベース部材１に、ダイシング加工により複数のチャンネル溝４を形成させた。チャンネル溝４は、ベース部材１における前端部１４から後端部１５より約２ｍｍ手前まで、厚さ７０μｍのダイシングブレードを用いてダイシング装置ＤＡＤ５６２（株式会社ディスコ社製）を使用し、９０μｍの一定の深さにより研削加工した。その後、ダイシングブレードの半径に対応したＲ形状に加工して浅くし、後端部１５より約２ｍｍから後端部１５までは、約１０μｍの一定の深さにより加工し、電極引き出し部とした。電極５としては、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）マグネトロンスパッタ装置を使用して、スパッタリング法により銅を成膜して形成させた。また、チャンネル壁４ａの上面に成膜された銅を、ダイシングブレードによって研削することにより除去した。
【０１５５】
カバー部材２の厚さは２ｍｍとし、カバー部材２における共通インク室３の深さを１ｍｍとし、間隙部７の深さを２５μｍとした。
【０１５６】
ベース部材１とカバー部材２との接着には、粘度５０００ｃＰのエポキシ系の接着剤を使用した。
【０１５７】
ＡＣＦ１０としては、ＣＰ９７４２ＫＳ（ソニーケミカル社製）を用いた。フレキシブルプリント基板１１は、ＡＣＦ１０を挟んで、１２０Ｎ、１５０℃及び７０ｓｅｃの条件において、チャンネル溝４における電極引き出し部に圧着させた。
【０１５８】
有機保護膜は、ポリモノクロロパラキシリレンを７μｍ成膜することにより形成させた。これにより、間隙部７における、カバー部材２側の表面と、ベース部材１側におけるチャンネル壁４ａの上面とに、有機保護膜が形成され、間隙部の深さは約１０μｍとなった。
【０１５９】
ノズルプレート１６には、ポリイミド製のものを使用し、エキシマレーザによる加工によって、各ノズル孔１７を形成させた。ノズル孔１７の直径は、インクの出口側が２５μｍであった。ベース部材１とカバー部材２とを貼り付けた本体とノズルプレート１６との接着には、粘度２５００ｃＰのエポキシ系の接着剤を使用した。
【０１６０】
また、インク流路１３及びノズル孔１７の数を５２とした。
【０１６１】
さらに、図２に示す領域Ａの長さは１．２ｍｍであり、領域Ｂの長さは０．４ｍｍであった。
【０１６２】
次に、このインクジェットヘッドを用いて、間隙部の詰まりの評価を行った。
【０１６３】
まず、複数のチャンネル溝に端から１〜５２の番号を付し、端のチャンネル溝から２つおきのチャンネル溝について、インク流路１３内に電圧を加圧及び減圧することにより、インクを吐出させ、吐出するインクの速度及び体積を測定した。電圧は１５Ｖとし、電圧印加時間、すなわちインク流路１３の膨張維持時間は、２．２μｓとし、電圧を印加する周波数は５０ｋＨｚとした。なお、膨張維持時間と圧縮維持時間との比は一定とした。
【０１６４】
吐出するインクの速度は、吐出するインクの画像をストロボ照射によって取り込み、照射のタイミングとインクの位置とから算出した。
【０１６５】
吐出するインクの体積は、吐出したインクの重量を測定し、これより算出した。
【０１６６】
得られた結果を図８に示す。図８は、実施例におけるインクジェットヘッドを用いて測定した、各チャンネル溝（チャンネル）における吐出するインクの速度（吐出インク速度）及び体積（吐出インク体積）を示すグラフである。
【０１６７】
図８に示すように、両端のチャンネル溝４における、吐出するインクの体積が、中央付近のチャンネル溝に比べて顕著に多くなっていた。
【０１６８】
なお、両端のチャンネル溝４においても、吐出するインクの速度があまり変化しなかった理由について、以下に説明する。
【０１６９】
間隙部７の厚さは、チャンネル溝４の深さと比較すると狭いことより、余剰接着剤は間隙部７に毛管現象により入り込みやすく、したがってチャンネル溝４に入り込んだ接着剤はチャンネル溝４を埋める前にまず間隙部７のみを埋めてしまう。この状態は、図２における領域Ｃの部分が、チャンネル溝４の深さが間隙部７の厚さ分だけ深いアクティブ領域となったと考えることができる。アクティブ領域が延びた分、インク流路１３内の膨張、圧縮する体積が増え、吐出するインクの速度及び体積は増加するが、同時にインク流路１３内の膨張・圧縮維持時間の最適値も大きくなる。そのため、アクティブ領域拡大前と同じ前記維持時間では、インク流路１３内の膨張・圧縮維持時間の最適値との差が発生した分、非効率的な吐出状態となり、吐出するインクの速度が低下する。結果的に、吐出するインクの速度の増減分が打ち消しあうことで、アクティブ領域が延びた場合でも吐出するインクの速度はあまり変化しなかったと考えられる。つまり、両端のチャンネル溝４においては、間隙部７を有する領域がアクティブ領域に変化し、その一方でインク流路１３内の膨張・圧縮維持時間がアクティブ領域の拡大前の前記維持時間の最適値であったために、吐出するインクの速度はほぼ変化せずに吐出するインクの体積のみが増加したと考えられる。
【０１７０】
〔比較例１〕
アクティブ領域が長くなると、インク流路内の膨張、圧縮する領域が長くなるため、電圧を一定にし、かつ膨張・圧縮維持時間を最適値にしてインクを吐出させた場合には、アクティブ領域がもとの長さである場合よりも、吐出するインクの量が多くなる。一方、インクジェットヘッドの製造プロセスにおいて生じる誤差等により、例えばノズル孔１７の直径が大きくなる、チャンネル溝４の深さが深くなる等のばらつきが生じ、このばらつきによっても、吐出するインクの量が変化することが考えられる。そこで、本比較例では、製造プロセスにおいて生じるばらつきによるインクの吐出特性の変化量を測定した。そして、間隙部の詰まりによるインクの吐出特性の変化量と、製造プロセスにおいて生じるばらつきによるインクの吐出特性の変化量とを比較した。
【０１７１】
まず、実施例１と同様の構成のインクジェットヘッドを作製した。次に、このインクジェットヘッドを用いて吐出するインクの速度、及び吐出するインクの体積を測定し、製造プロセスにおいて生じるばらつきによる影響を調べた。
【０１７２】
インクジェットヘッドにおけるチャンネル溝４の深さにおいては、ダイシング加工による繰り返し誤差、ステージの傾き等により、設定値に対し±１μｍ程度のばらつきが発生した。また、チャンネル溝４の幅においては、ブレードのばたつきやチッピング等により、設定値に対し同様に±１μｍ程度のばらつきが発生した。これらのばらつきは、設定値に対する割合が低いため、吐出するインクの速度、吐出するインクの体積に対する影響は±１％程度であった。
【０１７３】
また、ノズル孔１７の加工においては、エキシマレーザで行った。その結果、エネルギー強度のばらつき、ステージの高さのばらつき等に起因して、ノズル孔１７における吐出側の直径において、設定値２５μｍに対し±０．４μｍ程度のばらつきが発生した。ノズル孔１７の直径が設定値２５μｍに対し０．４μｍ程度小さい場合には、吐出するインクの速度が約４％上昇し、吐出するインクの体積は約２％減少した。吐出するインクの速度は、インクの出口径が小さくなると、伝播してきた圧力波が絞り込まれる範囲が狭まることにより上昇し、一方吐出するインクの体積は、ノズル孔１７により形成されるインク液滴の大きさが変化することにより、インクの出口径が大きくなると吐出するインクの体積も多くなるためと考えられる。
【０１７４】
上述したばらつきに加え、さらにＰＺＴ基板自体の圧電性のばらつき等が発生すると考えられる。これらのばらつきを合わせたものによる影響によって発生した、吐出するインクの速度、及び吐出するインクの体積の変化は、実施例１において、中央付近におけるチャンネル溝４に見られた程度の変化量であった。
【０１７５】
これに対し、実施例１では、図８に示すように、両端のチャンネル壁４における吐出するインクの体積は、中央付近のチャンネル壁４における吐出するインクの体積の平均と比較して約３２％増加していた。したがって、間隙部７の詰まりによる影響は、上述した、製造のプロセスにおいて生じるばらつきによる影響に比べて非常に大きい。すなわち、間隙部７の詰まりにより、アクティブ領域が拡大することにより生じる、インクの吐出状態における変化の割合は、製造プロセスにおける、例えばチャンネル溝４の作製プロセスにおけるばらつき、ノズル孔１７形成プロセスにおけるばらつき、圧電性のばらつき等による変化の割合と比較し、格段に大きい。
【０１７６】
なお、このようにインクの吐出状態が大きく変化して不良モードとなった場合には、その原因は間隙部７の形状変化であると判断することができる。このように、吐出状態の変化の大きさから、その原因が間隙部７の形状変化にあると判断できるので、一定の電圧、及び一定の膨張・圧縮維持時間における吐出するインクの速度及び体積の変化から、その原因を間隙部７の詰まりと推定することができ、さらに間隙部７の詰まりを評価することができる。
【０１７７】
したがって、実施例１と比較例１とを比較することにより、間隙部７における接着剤埋まり等による、間隙部７の形状変化によって起こる吐出特性の変化量は、製造プロセスにおいて生じるばらつきによる吐出特性の変化量に比べて特徴的であることが示された。また、間隙部７の詰まりは、少なくとも、吐出するインクの速度又は吐出するインクの量のみの測定を行うことにより評価できることが示された。
【０１７８】
〔実施例２〕
本実施例においては、実施例１において作製したインクジェットヘッドを用いて、高周波駆動時におけるインクの吐出状態の安定性を評価した。
【０１７９】
複数の膨張・圧縮維持時間における吐出するインクの速度の変化を、端部のチャンネル溝（以下、「端部チャンネル」ともいう。）と中央付近のチャンネル溝（以下、単に「中央チャンネル」ともいう。）とにおいて比較した。その結果を図９に示す。図９は、実施例におけるインクジェットヘッドを用いて測定した、複数の膨張・圧縮維持時間（膨張維持時間）における吐出するインクの速度（吐出インク速度）を示すグラフである。
【０１８０】
図９に示すように、吐出するインクの速度が最大となる膨張・圧縮維持時間、すなわち膨張・圧縮維持時間の最適値は、中央チャンネルに比べて端部チャンネルの方が長くなっていた。この結果から、端部チャンネルにおいては、間隙部７の詰まりによりアクティブ領域が延びていると考えられる。
【０１８１】
また、端部チャンネルにおいては、膨張・圧縮維持時間の最適値における吐出するインクの速度が、中央チャンネルよりも大きくなっていた。なお、アクティブ領域拡大前の膨張・圧縮維持時間の最適値は２．２μｓであり、端部チャンネルにおける膨張・圧縮維持時間の最適値は、アクティブ領域拡大前のものとは大きく差がある。したがって、膨張・圧縮維持時間が、アクティブ領域拡大前の最適値のまま、すなわち２．２μｓの場合には、端部チャンネルにおけるインクの吐出状態は非効率となり、吐出するインクの速度は、中央チャンネル、すなわちアクティブ領域拡大前の吐出するインクの速度とほぼ同じとなることがわかる。
【０１８２】
さらに、このインクジェットヘッドを分解し、内部を観察したところ、端部チャンネルでは、チャンネル溝４には接着剤が入り込んでおらず、間隙部７にのみ接着剤が入り込んでいることが確認された。この結果から、上述した評価結果が正しいことが証明された。
【０１８３】
本実施例では、さらに、間隙部７の詰まりを評価した後に、間隙部７の詰まりを形成する接着剤の量を算出し、接着剤の設定量の最適化を行った。この設定量における接着剤を用いて、ベース部材１とカバー部材２との接着を行い、上述したインクジェットヘッドと同じ構成のインクジェットヘッドを作製したところ、間隙部に対して余剰接着剤が入り込むことが無くなり、吐出するインクの速度、及び吐出するインクの体積が一定で、高周波駆動時の吐出安定性も保たれたインクジェットヘッドを安定して作製することができた。
【０１８４】
〔比較例２〕
本比較例においては、実施例１において作製したインクジェットヘッドを用いて、従来の評価方法により、高周波駆動時におけるインクの吐出状態の安定性を評価した。
【０１８５】
駆動周波数を高くしていき、各駆動周波数において、インクの吐出状態の安定性を調べ、インクの吐出状態が不安定になる駆動周波数を測定した。インクの吐出状態は、吐出するインクの画像をストロボ照射によって取り込み、得られた画像から評価した。具体的には、駆動周波数とストロボ照射とのタイミングを合致させ、連続して撮像した画像において、各画像間でのインクの位置、大きさなどに変化が無い場合には、インクの吐出状態が安定であると評価した。一方、連続して撮像した画像間で比較したときに、吐出方向がふらつくことでインクの位置に変化が発生したり、大きさなどに変化が生じたりした場合には、吐出するインクの速度の低下によって、あるいは吐出するインクの体積の減少により、インクの吐出状態が不安定になったと判断した。さらに、インクが吐出されなくなった場合（不吐出状態）は、インクの吐出状態がさらに不安定になったと判断した。
【０１８６】
このような変化を各駆動周波数で判断することで間隙部の状態を推定した。本インクジェットヘッドでは、中央付近におけるチャンネル溝では周波数１２０ｋＨｚ付近からインクの吐出状態が不安定になったのに対し、端部におけるチャンネル溝では周波数７０ｋＨｚ付近からインクの吐出状態が不安定になった。前述したように、間隙部により残留振動を抑制することができるが、十分に間隙部の領域が無い場合は、その効力が減少し高周波駆動時に不安定になることが分かっている。本比較例においては、端部におけるチャンネル溝付近においてのみ、高周派駆動時にインクの吐出状態が不安定になった。これにより、端部におけるチャンネル溝付近においては、接着剤が入り込んで間隙部を埋めたことで、高周波駆動時におけるインクの吐出状態の安定性が失われていると考えることができる。
【０１８７】
次に、上述した実施例と比較例とにより、本発明に係る方法と従来の方法とを比較し、以下に説明する。
【０１８８】
本発明では、従来のようなインク吐出時の不安定性を観察するという定性的な判断に頼ることなく、チャンネル溝から吐出するインクの速度、チャンネル溝から吐出するインクの量、ならびにチャンネル溝の側面に電圧を印加してインクを吐出する場合には、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧、及び、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧を印加する時間、から、間隙部の詰まりを評価することができるため、定量的なパラメータを用いて評価するので、判断基準を正確に設定することが出来る。また、電圧、及び電圧を印加する時間を一定にし、吐出するインクの速度又は吐出するインクの量のみから、間隙部の詰まりを評価することができるため、高周波駆動時におけるインクの吐出特性を、短時間かつ簡便に評価することが可能となる。さらに、一定の周波数において駆動して評価することが出来るため、複雑な評価装置を必要としない。さらにまた、評価に用いるインクの量をより少なくすることができる。このように、定量的なパラメータを用いて短時間で高周波駆動時の吐出安定性を評価できるので、インクジェットヘッドの製造工程において本発明に係る方法を用いることにより、製造コストを削減しつつ、信頼性の高いインクジェットヘッドを提供することが可能となる。
【０１８９】
また、本発明によれば、吐出するインクの量のみから、間隙部の詰まりを評価することが可能となる。この場合、評価に用いるインクの量をさらに削減することが可能となる。
【０１９０】
また、吐出するインクの速度と、吐出するインクの量との両方から間隙部の詰まりを評価すれば、間隙部の詰まり以外の他の要因、例えばチャンネル溝が異常に深くなっている場合、ノズル孔形状が異常に変化していた場合等による影響を除外することができ、より正確に評価することが可能となる。
【０１９１】
また、本発明によれば、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧、又は、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧を印加する時間を測定することにより、アクティブ領域の長さを推定し、その結果より間隙部の詰まりを評価することができる。これにより、高周波駆動時の吐出安定性を評価することができる。この方法は、電圧、及び電圧を印加する時間を一定にして、吐出するインクの速度、又は吐出するインクの量のみを測定する方法と比較して時間がかかるが、アクティブ領域の拡大量をより正確に測定することができる。これにより、さらに間隙部の詰まりを正確に評価することができる。
【０１９２】
また、ベース部材１とカバー部材２とを、接着剤を用いて接着することによりインクジェットヘッドを製造する場合には、間隙部７の詰まりの有無及び程度についての評価から、間隙部７の詰まりを形成する接着剤の量を算出し、接着剤の設定量の最適化を行うことができる。したがって、本発明によれば、間隙部７の詰まりの有無についての評価による良否判定に加えて、間隙部７の形状の変化量を正確に把握することができるので、接着剤を用いる場合においては、接着剤の塗布量を効率的に最適化することが可能となる。
【０１９３】
前述したように、間隙部７を有するインクジェットヘッドは、間隙部７及び共通インク室３が形成されたカバー部材２の接着面に接着剤を均一な膜厚になるように塗布した後、複数のチャンネル溝４が形成されたベース部材１を貼り合わせて形成される。端部チャンネル付近は、接着剤を塗布して貼り合わせる面積の割合が大きいことにより、余剰接着剤が多くなり、中央チャンネルよりもチャンネル溝４に接着剤が入り込みやすい。さらに、ノズルプレート１６の本体への接着においても、端部チャンネルに対応するノズル孔１７には、接着剤を吸収するノズル孔１７がそれより外側に無いために、他のノズル孔１７よりも接着剤が多くインク流路１３内へ流れ込む。
【０１９４】
これらの理由より、端部チャンネル付近は間隙部７への接着剤埋まりが発生しやすい。間隙部７への接着剤埋まりが端部チャンネルから発生することを利用することで、間隙部に対する接着剤埋まりの有無は、両端チャンネルと中央チャンネルとを比較することにより、評価することができる。これにより、最小限のインク使用量、及び評価時間で効率良く間隙部の詰まりを評価することができる。また、高周波駆動時の吐出安定性という観点においては、インクジェットヘッドのチャンネル間における均一性を簡便に判定することが可能となる。
【０１９５】
本発明によれば、チャンネル溝から吐出するインクの速度、チャンネル溝から吐出するインクの量、ならびにチャンネル溝の側面に電圧を印加してインクを吐出する場合には、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧、及び、予め設定されたインクの速度又はインクの量でインクを吐出するための電圧を印加する時間、から、間隙部の詰まりを評価することができるため、インクジェットヘッドの製造プロセスを確立させる初期段階においては、接着剤量の最適化を効率良く行うことができる。また、従来方法と比較して、定量的な判断基準において簡便に高周波駆動時の吐出安定性を評価することが可能となる。また、間隙部の形状変化の原因となりうる間隙部の深さの変化、接着剤の経時劣化等による、製造工程において生じる不良を常時チェックすることが出来ることにより、インクジェットヘッド作製プロセスの安定性に寄与することが出来る。
【０１９６】
以上の結果より、本発明によって簡便かつ定量的に間隙部の形状変化を判断することにより、インクの吐出に影響を与えるような残留振動を抑制することができ、高周波駆動時における吐出安定性の高い、高品位なインクジェットヘッドを、低コストにて提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９７】
本発明は、間隙部の詰まりの有無及び程度を、短い時間において、少ない液量で、かつ定量的に評価することができるので、液滴吐出装置の製造等に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１９８】
１    ベース部材（第１基板）
２    カバー部材（第２基板）
４    チャンネル溝（溝）
４ａ  チャンネル壁（隔壁）
７    間隙部
【図１】
2010194891.tif 000010
【図２】
2010194891.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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