(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを有するノズルプレートと、
前記ノズルに対応する複数の圧力室と、この圧力室に隣接して設けられるとともに前記圧力室を加圧して前記ノズルから液を吐出させる駆動素子と成る側壁と、を有する圧電素子と、
前記圧電素子が接着される基板と、
前記圧電素子を囲むように前記基板に載置される枠体と、
を具備し、
前記圧電素子の一端面側には溝部が形成され、
前記ノズルプレートは、前記側壁の上端部に塗布するとともに前記溝部に充填させた接着剤で前記圧電素子に接着され、かつ、
前記側壁および前記圧電素子の一端面側は導電体で被覆され、前記溝部は、前記導電体の一部を欠いて形成されたインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記導電体、前記圧電素子の一端面側および前記溝部が前記導電体の腐食を防止する保護膜で被覆された請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記保護膜は、厚みが２μｍ以上１０μｍ以下である請求項２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記溝部の凸部の幅が５μｍ以上であるとき、前記溝部の凹部の幅との比率はＷ２：Ｗ１＝１：１から１：７である請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記溝部の深さは、前記導電体の厚さと等しく、０．５μｍ以上１０μｍ以下である請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
複数のノズルを有するノズルプレートと、
前記ノズルに対応する複数の圧力室と、この圧力室に隣接して設けられるとともに前記圧力室を加圧して前記ノズルから液を吐出させる駆動素子と成る側壁と、を有する圧電素子と、
前記圧電素子が接着される基板と、
前記圧電素子を囲むように前記基板に載置される枠体と、
を具備し、
前記圧電素子の一端面側には溝部が形成され、
前記ノズルプレートは、前記側壁の上端部に塗布するとともに前記溝部に充填させた接着剤で前記圧電素子に接着され、かつ、前記溝部は、導電体の一部および前記圧電素子の一端面側において、保護膜の一部を欠くことによって形成されたインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記溝部の深さは、０．５μｍ以上１０μｍ以下である請求項１又は請求項６記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記溝部の凸部の幅が５μｍ以上であるとき、前記溝部の凹部の幅との比率はＷ２：Ｗ１＝１：１から１：７である請求項６記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記圧電素子は、
前記圧電素子の上端部と連続し、かつ前記ノズルプレートと接しない斜面と、
前記斜面の上に、前記圧力室の側壁の上端部の前記溝部と連続した斜面溝部と、
を備える請求項１又は請求項６記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
誘電体により形成される基板と、
前記基板の上に載置され、内部に空間及び導電体を有する圧力室を具備し、前記圧力室の側壁の上端部に溝部を有する圧電素子と、
前記圧電素子を囲むように前記基板に載置される枠体と、
前記側壁の上端部に接着され、ノズル穴を有するノズルプレートと、
を備え、前記側壁および前記圧電素子の一端面側は導電体で被覆され、前記溝部は、前記導電体の一部を欠いて形成されたインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記導電体、前記圧電素子の一端面側および前記溝部が前記導電体の腐食を防止する保護膜で被覆された請求項１０記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
前記溝部の凸部の幅が５μｍ以上であるとき、前記溝部の凹部の幅との比率はＷ２：Ｗ１＝１：１から１：７である請求項１０記載のインクジェットヘッド。
【請求項１３】
誘電体により形成される基板と、
前記基板の上に載置され、内部に空間及び導電体を有する圧力室を具備し、前記圧力室の側壁の上端部に溝部を有する圧電素子と、
前記圧電素子を囲むように前記基板に載置される枠体と、
前記側壁の上端部に接着され、ノズル穴を有するノズルプレートと、
を備え、前記溝部は、導電体の一部および前記圧電素子の一端面側において、保護膜の一部を欠くことによって形成されたインクジェットヘッド。
【請求項１４】
前記圧電素子は、
前記圧電素子の上端部と連続し、かつ前記ノズルプレートと接しない斜面と、
前記斜面の上に、前記圧力室の側壁の上端部の前記溝部と連続した斜面溝部と、
を備える請求項１０又は請求項１３記載のインクジェットヘッド。
【請求項１５】
複数のノズルを有するノズルプレートと、ノズルに対応する複数の圧力室と、この圧力室に隣接して設けられるとともに圧力室を加圧してノズルからインクを吐出させ駆動素子と成る側壁とその上端部と連続し、かつ前記ノズルプレートと接しない斜面を備える圧電素子と、圧電素子が接着される基板を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記圧電素子に前記圧力室を形成する工程と、
前記圧力室の側壁の上端に溝部を形成する工程と、
前記上端部に、接着剤を塗布して前記ノズルプレートを接着する工程と、
前記側壁の上端部の前記溝部と連続する、前記斜面形成された斜面溝部を形成する工程を含むインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１６】
前記圧力室の導電体を覆う前記導電体の腐食を防止する保護膜を設ける工程をさらに含む請求項１５記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドは、ベース基板と、このベース基板の上に載置される、溝を刻みこんだ圧電素子と、ベース基板の上に圧電素子を囲むように載置される枠体と、圧電素子の溝の側壁の上端に接着剤により接着される、ノズル穴を有するノズルプレートと、を有する。
【０００３】
インクジェットプリンタヘッドは、圧電素子が変形することにより溝の内部にインクを吸い込み、圧電素子が他の方向に変形することにより溝の内部のインクをノズル穴から吐出する。
【０００４】
従来のインクジェットヘッドは、圧電素子の溝の側壁の上端部に塗布される接着剤が多いと、圧力室である溝の内部に接着剤が多量にはみ出す。接着剤が想定以上にはみ出すと、圧力室の容積が小さくなり、規定のインク量を吐出することができなくなり、インク着弾精度が大幅に低下する。
【０００５】
また、ノズル穴はノズルプレートを圧電素子に接着した後に鑽孔される。接着剤がノズル穴の鑽孔位置にまで達していると、ノズル穴は円をなさず変形した形に鑽孔される。または、ノズル孔が予め鑽孔されたノズルプレートを圧電素子に接着する場合、接着剤がノズル穴の鑽孔位置にまで達するとノズル穴は円をなさず変形した形になってしまう。ノズル穴が変形していると、印字品質に悪影響が出る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−６９８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、接着剤によって圧電素子にノズルプレートを接着したとき、この接着剤が圧力室内に、想定以上にはみ出さないインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のインクジェットヘッドは、複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルに対応する複数の圧力室と、この圧力室に隣接して設けられるとともに前記圧力室を加圧して前記ノズルから液を吐出させる駆動素子と成る側壁と、を有する圧電素子と、前記圧電素子が接着される基板と、前記圧電素子を囲むように前記基板に載置される枠体と、を具備し、前記圧電素子の一端面側には溝部が形成され、前記ノズルプレートは、前記側壁の上端部に塗布するとともに前記溝部に充填させた接着剤で前記圧電素子に接着され、かつ、前記側壁および前記圧電素子の一端面側は導電体で被覆され、前記溝部は、前記導電体の一部を欠いて形成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】インクジェットヘッドの構成を表す図である。
【図２】インクジェットヘッドの図１におけるＡＡ線断面図である。
【図３】第１の実施形態のインクジェットヘッドの図１におけるＢＢ線断面図である。
【図４】第１の実施形態のインクジェットヘッドの図３における一点鎖線の部分の拡大図である。
【図５】第２の実施形態のインクジェットヘッドの図１におけるＢＢ線断面図である。
【図６】第２の実施形態のインクジェットヘッドの図５における一点鎖線の部分の拡大図である。
【図７】第３の実施形態のインクジェットヘッドの図１におけるＢＢ線断面図である。
【図８】第３の実施形態のインクジェットヘッドの図７における一点鎖線の部分の拡大図である。
【図９】第４の実施形態のインクジェットヘッドの図１におけるＢＢ線断面図である。
【図１０】第４の実施形態のインクジェットヘッドの図９における一点鎖線の部分の拡大図である。
【図１１】第５の実施形態のインクジェットヘッドの構成を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のインクジェットヘッド１００の構成を表す図である。図２は、第１の実施形態のインクジェットヘッド１００の図１におけるＡＡ線断面図である。図３は、第１の実施形態のインクジェットヘッドの図１におけるＢＢ線断面図である。図１乃至図３に示すように、インクジェットヘッド１００は、ヘッド構成部材である基板１１と、この基板１１の上に載置され、圧力室３０が刻み込まれ、この圧力室３０の側壁３１の上端部に溝部２２を有する圧電素子１２と、この圧電素子１２を囲むように基板１１に載置される枠体１３と、圧電素子１２の側壁３１の上端部に接着され、ノズル穴１５を有するノズルプレート１４と、を備える。
【００１２】
インクジェットヘッド１００は、基板１１、枠体１３およびノズルプレート１４で囲まれた空間に、共通液室１０を有している。共通液室１０は、圧力室３０に連通している。
【００１３】
基板１１は、アルミナ誘電体により方形板状に形成される。基板１１には、複数のインク吸入孔１７と、複数のインク排出孔１６とが、基板１１を貫通して形成されている。複数のインク排出孔１６は、基板１１の長手方向に沿ってエッジ寄りに並べて形成されている。複数のインク吸入孔１７は、基板１１の長手方向に沿って略中央に並べて形成されている。基板１１上には、複数の電気配線が設けられている。
【００１４】
他の基板１１の材料として、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、窒化アルミニウム、窒化ケイ素などのセラミックスを用いることも可能である。
【００１５】
ノズルプレート１４は、ポリイミド製の樹脂により形成される。ノズルプレート１４は、圧力室３０の上部に一対のノズル列９を有する。各ノズル列９は、複数のノズル穴１５を含んでいる。ノズル穴１５は、インク滴の吐出孔として機能するもので、等間隔で形成されている。ノズルプレート１４は、他の樹脂フィルムで形成してもよく、例えばレーザーを用いてノズル穴１５を形成容易な材料であればよい。ノズルプレート１４のインク滴吐出側の表面には、例えばフッ素樹脂などにより撥水膜が形成されている。
【００１６】
他のノズルプレート１４材料として、ニッケルプレートやシリコンプレートを用いることができる。ニッケルノズルプレートは電鋳法によってノズルを有するニッケルプレートを形成し、インク吐出側の表面に撥水膜が形成されたものである。シリコンプレートは単結晶シリコン板を異方性エッチングによって形成し、インク吐出側の表面に撥水膜が形成されたものである。
【００１７】
インクジェットヘッド１００は、圧電素子１２を基板１１の上に２列有している。圧電素子１２は、インクをノズルから吐出させる圧力を発生させる。図３に示すように、圧電素子１２は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を用いている。ＰＺＴ製の板状の第１の圧電素子１２Ｂおよび第２の圧電素子１２Ａを互いの分極方向を対向させるように貼り合わせて形成される。圧電素子１２は、断面が台形形状で、主走査方向に延びた棒状に形成されている。圧電素子１２は、長手方向（主走査方向）と交差する方向（副走査方向）に延びた複数の溝部がその表面に形成されている。さらに、各溝部の両側部に設けられる駆動素子である側壁３１および溝部の底面に形成される電極１９を有している。このような構造において、側壁３１の内面３３、溝部の底面、およびノズルプレート１４に囲まれた部位が、主走査方向に並んだ複数の圧力室３０を形成している。
【００１８】
ＰＺＴの代わりに、ＰＴＯ（ＰｂＴｉＯ３：チタン酸鉛）ＰＭＮＴ（Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）、ＰＺＮＴ（Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３）、ＺｎＯなどを用いることも可能である。
【００１９】
圧電素子１２は、ノズルプレート１４上のノズル列９に対応するように、基板１１上に接着される。圧力室３０および側壁３１は、それぞれノズル穴１５に対応するように、ノズル穴１５と同じピッチで形成されている。
【００２０】
ノズルプレート１４の周縁部が、枠体１３に接着され、基板１１、枠体１３、およびノズルプレート１４によって囲まれたインク室８が形成される。
【００２１】
インクジェットヘッド１００は、枠体１３の外側に圧電素子１２を駆動させるドライバＩＣ１８を有しており、ドライバＩＣ１８と圧電素子１２は、電極１９と接続している。さらに、基板１１上の電気配線の一端は電極１９に接続されるとともに、電気配線の他端は、ドライバＩＣ１８に接続されている。
【００２２】
上記のように構成したインクジェットヘッド１００をプリンタに搭載し、印刷を行うには、プリンタのインクタンクから、インクジェットヘッド１００にインクを供給する。インクタンクから供給されたインクは、インク吸入孔１７、インク共通液室１０およびインク室８を経由して、圧力室３０内に満たされる。圧力室３０内で使用されなかったインクは、インク排出孔１６を経由して、インクタンクに回収される。
【００２３】
また、この状態で、ユーザがプリンタに対して印刷を指示すると、プリンタの制御部は、印字信号をドライバＩＣ１８に出力する。印字信号を受けたドライバＩＣ１８は、電気配線を介して、駆動パルス電圧を電極１９に印加する。これにより、インク滴を吐出させることが選択された圧力室３０の両側にある、左右一対の側壁３１は、シェアーモード変形をして湾曲するように離反する。そして、この変形を初期位置に復帰させて、当該圧力室３０内の圧力を高くして、対向するノズル穴１５からインク滴が吐出される。
【００２４】
図３に示すように、インクジェットヘッド１００は、基板１１の上に第１の圧電素子１２Ｂを凹凸が連続するくしの歯状に有し、この第１の圧電素子１２Ｂの凸部の上端に、第１の圧電素子１２Ｂとは極性が逆となる第２の圧電素子１２Ａと、圧力室３０の側壁３１を断面コの字状に覆う導電体２１と、を有する。
【００２５】
図４は、第１の実施形態のインクジェットヘッド１００の図３における一点鎖線２０の部分の拡大図である。図４に示すように、インクジェットヘッド１００は、圧電素子１２の側壁３１の上端、すなわち第２の圧電素子１２Ａの一端面側である第１の圧電素子１２Ｂと対向する面に溝部２２を有する。
【００２６】
溝部２２の両側の凸部の幅Ｗ２が１０μｍ以上３０μｍ以下であるとき、溝部２２の幅Ｗ１は３０μｍ以上７０μｍ以下である。すなわち、Ｗ２：Ｗ１＝１：７から１：１である。
【００２７】
溝部２２の深さＨ１は、０．５μｍ以上１０μｍ以下が望ましい。０．５μｍ未満であると、溝部２２から接着剤２３が想定以上にはみ出しやすくなり、１０μｍを超えると側壁３１の強度が弱くなりすぎる。
【００２８】
（第１の実施形態のインクジェットヘッドの製造方法）
まず、焼成前のセラミックシートで構成される基板１１に対して、プレス成形によって、インク吸入孔１７とインク排出孔１６を形成する。或いは、矩形板状の基板１１を用意して、機械加工によってインク吸入孔１７とインク排出孔１６を形成する。
【００２９】
インク吸入孔１７とインク排出孔１６とを有する基板１１の上に、一対の第１の圧電素子１２Ｂと第２の圧電素子１２Ａとを分極方向が逆向きなるように接着剤で貼り合わせたものを接着する。第１の圧電素子１２Ｂと第２の圧電素子１２Ａを貼り合わせる接着剤、および圧電素子１２を基板１１に貼り合わせる接着剤は、例えば加熱により硬化するエポキシ系の接着剤が好適である。
【００３０】
次に、接着した圧電素子１２を、長手方向に沿った両側面を斜めにし、断面が台形となるように切削加工する。
【００３１】
次に、ダイシングソーのダイアモンドホイールなどを用いて、圧電素子１２の基板１１から離間した上方から、複数の溝部（圧力室３０）を切削加工する。複数の圧力室３０は、圧電素子１２の長手方向に沿って等間隔で並べて形成される。この結果、隣接する圧力室３０の間には、それぞれ側壁３１が形成される。
【００３２】
次に、圧力室３０の側壁３１、圧電素子１２の斜面５０、および基板１１の表面に導電体２１を形成する。導電体２１は、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法などによって形成される。
【００３３】
より具体的には、圧力室３０の側壁３１、圧電素子１２の斜面５０、および基板１１の表面上に無電解メッキ法によりＮｉの層を形成し、次に電解メッキ法によりＡｕ層を形成する。
【００３４】
次に、圧力室３０の側壁３１の上端部の導電体２１を化学的エッチングまたは機械的に除去する。さらに、圧電素子１２の斜面５０および基板１１上の導電体２１については、レーザーを照射して不要部分を除去し、電極１９を形成する。
【００３５】
次に、圧力室３０の側壁３１、圧電素子１２の斜面５０、および基板１１の表面を覆うように、感光性レジスト層を形成する。感光性レジスト層は、スプレー法、スピンナー法、電着法を用いて形成することができる。
【００３６】
次に、フォトリソグラフィ法を用いて側壁３１の上端部の溝部２２にあたる部分の感光性レジスト層を除去する。
【００３７】
次に、感光性レジスト層が除去された部分の第２の圧電素子１２Ａを０．５μｍ以上１０μｍ以下の厚み分だけエッチングする。エッチングにはウェットエッチング法、ドライエッチング法、イオンミリング法などを用いることができる。
【００３８】
次に、感性光レジスト層を全て剥離する。剥離には、ウェット法、ドライ法を用いることができる。
【００３９】
次に、基板１１に枠体１３を接着する。接着剤は、例えば、熱硬化型のエポキシ系接着剤が、好適である。
【００４０】
次に、枠体１３、及び圧電素子１２の側壁３１の上端部に、接着剤を用いてノズルプレート１４を接着し、ノズルプレート１４にレーザーを照射してノズル穴１５を鑽孔する。
【００４１】
または、あらかじめ、ノズル穴１５が鑽孔されたノズルプレート１４を、枠体１３、及び圧電素子１２の側壁３１の上端部に、接着剤を用いて接着する。接着剤は、例えば、熱硬化型のエポキシ系接着剤が、好適である。
【００４２】
次に、基板１１上の電極１９にドライバＩＣ１８を接続する。
【００４３】
次に、基板１１に対して図示しないインクケースを接着する。
【００４４】
第１の実施形態によれば、接着剤によって圧電素子１２にノズルプレート１４を接着する際に、余分な接着剤が溝部２２に入り込み、圧力室３０へはみ出すのを抑制することができる。特に、ノズル周辺の接着剤の付着が抑制され、インクの着弾精度を低下させることがない。
【００４５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態におけるインクジェットヘッド１１０の図１におけるＡＡ線断面の構成は、第１の実施形態のインクジェットヘッド１００の図１におけるＡＡ線断面の構成と同様である。
【００４６】
図５は、第２の実施形態のインクジェットヘッド１１０の図１におけるＢＢ線断面図である。図５に示すように、インクジェットヘッド１１０は、基板１１の上に第１の圧電素子１２Ｂを凹凸が連続するくしの歯状に有し、この第１の圧電素子１２Ｂの凸部の上端に、第１の圧電素子１２Ｂとは極性が逆となる第２の圧電素子１２Ａと、圧力室３０の側壁３１を断面コの字状に覆う導電体２１と、を有する。導電体２１の厚みは、０．５μｍ以上１０μｍ以下である。
【００４７】
図６は、第２の実施形態のインクジェットヘッド１１０の図５における一点鎖線３５の部分の拡大図である。図６に示すように、インクジェットヘッド１１０は、圧電素子１２の側壁３１の上端、すなわち第２の圧電素子１２Ａの第１の圧電素子１２Ｂと対向する面に溝部３２を有する。側壁３１および圧電素子１２の一端面側は導電体２１で被覆され、溝部３２は、導電体２１の一部を欠いて形成されている。
【００４８】
溝部３２の両側の凸部の幅Ｗ２が１０μｍ以上３０μｍ以下であるとき、溝部２２の幅Ｗ１は３０μｍ以上７０μｍ以下である。すなわち、Ｗ２：Ｗ１＝１：７から１：１である。
【００４９】
溝部３２の深さＨ２は、導電体２１の厚みと等しい厚さである。すなわち、深さＨ２は、０．５μｍ以上１０μｍ以下である。深さＨ２が０．５μｍ未満であると、溝部２２から接着剤２３が想定以上にはみ出しやすくなり、深さＨ２が１０μｍを超える深さにするには、第２の圧電素子１２Ａを穿つための工程を設ける必要がある。
【００５０】
（第２の実施形態のインクジェットヘッドの製造方法）
まず、焼成前のセラミックシートで構成される基板１１に対して、プレス成形によって、インク吸入孔１７とインク排出孔１６を形成する。或いは、矩形板状の基板１１を用意して、機械加工によってインク吸入孔１７とインク排出孔１６を形成する。
【００５１】
インク吸入孔１７とインク排出孔１６とを有する基板１１の上に、一対の第１の圧電素子１２Ｂと第２の圧電素子１２Ａとを分極方向が逆向きなるように接着剤で貼り合わせたものを接着する。第１の圧電素子１２Ｂと第２の圧電素子１２Ａを貼り合わせる接着剤、および圧電素子１２を基板１１に貼り合わせる接着剤は、例えば加熱により硬化するエポキシ系の接着剤が好適である。
【００５２】
次に、接着した圧電素子１２を、長手方向に沿った両側面を斜めにし、断面が台形となるように切削加工する。
【００５３】
次に、ダイシングソーのダイアモンドホイールなどを用いて、圧電素子１２の基板１１から離間した上方から、複数の溝部（圧力室３０）を切削加工する。複数の圧力室３０は、圧電素子１２の長手方向に沿って等間隔で並べて形成される。この結果、隣接する圧力室３０の間には、それぞれ側壁３１が形成される。
【００５４】
次に、圧力室３０の側壁３１、圧電素子１２の斜面５０、および基板１１の表面に導電体２１を形成する。導電体２１は、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法などによって形成される。
【００５５】
より具体的には、圧力室３０の側壁３１、圧電素子１２の斜面５０、および基板１１の表面上に無電解メッキ法によりＮｉの層を形成し、次に電解メッキ法によりＡｕ層を形成する。
【００５６】
次に、導電体２１の表面に、感光性レジスト層を形成する。感光性レジスト層は、スプレー法、スピンナー法、電着法、を用いて形成することができる。
【００５７】
次に、フォトリソグラフィ法を用いて側壁３１の上端部の溝部３２にあたる部分の感光性レジスト層、および、圧電素子１２の斜面５０上と基板１１上の導電体２１の不要部の感光性レジスト層を除去する。
【００５８】
次に、側壁３１の上部の感光性レジスト層が除去された部分の導電体２１、および、圧電素子１２の斜面５０上と基板１１上の感光性レジスト層が除去された部分の導電体２１を、その厚み分だけエッチングし除去する。導電体２１の厚みは０．５μｍ以上１０μｍ以下である。エッチングにはウェットエッチング法、ドライエッチング法、イオンミリング法などを用いることができる。
【００５９】
次に、感性光レジスト層を全て剥離する。剥離には、ウェット法、ドライ法を用いることができる。
【００６０】
次に、基板１１に枠体１３を接着する。接着剤は、例えば、熱硬化型のエポキシ系接着剤が、好適である。
【００６１】
次に、枠体１３、及び圧電素子１２の側壁３１の上端部に、接着剤を用いてノズルプレート１４を接着し、ノズルプレート１４に、レーザーを照射してノズル穴１５を鑽孔する。
【００６２】
または、あらかじめ、ノズル穴１５が鑽孔されたノズルプレート１４を、枠体１３、及び圧電素子１２の側壁３１の上部に、接着剤を用いて接着する。接着剤は、例えば、熱硬化型のエポキシ系接着剤が、好適である。
【００６３】
次に、基板１１上の電極１９にドライバＩＣ１８を接続する。
【００６４】
次に、基板１１に対して図示しないインクケースを接着する。
【００６５】
第２の実施形態によれば、溝部３２をインクジェットヘッドの必須の構成要素である電極１９を利用して形成することができる。さらに、溝部３２は、電極１９および電気配線が形成される工程で作成することができる。したがって、新たな材料や工程を追加せずに形成できるので、製作工程は、複雑にならずコストも抑えられる。
【００６６】
（第３の実施形態）
第３の実施形態におけるインクジェットヘッド１２０は、図１におけるＡＡ線断面の構成は第１の実施形態のインクジェットヘッド１００の図１におけるＡＡ線断面の構成と同様である。
【００６７】
図７は、第３の実施形態のインクジェットヘッド１２０の図１におけるＢＢ線断面図である。図７に示すように、インクジェットヘッド１２０は、基板１１の上に第１の圧電素子１２Ｂを凹凸が連続するくしの歯状に有し、この第１の圧電素子１２Ｂの凸部の上端に、第１の圧電素子１２Ｂとは極性が逆となる第２の圧電素子１２Ａと、圧力室３０の側壁３１を断面コの字状に覆う導電体２１と、を有する。導電体２１の厚みは、０．５μｍ以上１０μｍ以下である。
【００６８】
図８は、第３の実施形態のインクジェットヘッド１２０の図７における一点鎖線４０の部分の拡大図である。図８に示すように、インクジェットヘッド１２０は、圧電素子１２の側壁３１の上端、すなわち第２の圧電素子１２Ａの第１の圧電素子１２Ｂと対向する面に溝部３２を有する。溝部３２の両側の凸部の幅Ｗ２が１０μｍ以上３０μｍ以下であるとき、溝部２２の幅Ｗ１は３０μｍ以上７０μｍ以下である。すなわち、Ｗ２：Ｗ１＝１：７から１：１である。
【００６９】
溝部３２の深さＨ２は、導電体２１の厚みと等しい厚さである。すなわち、深さＨ２は、０．５μｍ以上１０μｍ以下である。深さＨ２が０．５μｍ未満であると、溝部２２から接着剤２３が想定以上にはみ出しやすくなり、深さＨ２が１０μｍを超える深さにしようとすると、第２の圧電素子１２Ａを穿つための工程を設ける必要がある。
【００７０】
さらに、インクジェットヘッド１２０は、導電体２１及び側壁３１の上端部を覆う保護膜４１を備える。導電体２１、圧電素子１２の一端面側および溝部３２が保護膜４１で被覆されている。
【００７１】
保護膜４１の厚みは２μｍ以上１０μｍ以下である。従って、保護膜４１の側壁３１の上端部には凹部４２が形成される。凹部４２の深さＨ３は２μｍ以上１０μｍ以下である。凹部４２の幅は溝部３２の幅Ｗ１より保護膜４１の厚みの２倍分だけ狭くなる。
【００７２】
（第３の実施形態のインクジェットヘッドの製造方法）
まず、焼成前のセラミックシートで構成される基板１１に対して、プレス成形によって、インク吸入孔１７とインク排出孔１６を形成する。或いは、矩形板状の基板１１を用意して、機械加工によってインク吸入孔１７とインク排出孔１６を形成する。
【００７３】
インク吸入孔１７とインク排出孔１６とを有する基板１１の上に、一対の第１の圧電素子１２Ｂと第２の圧電素子１２Ａとを分極方向が逆向きなるように接着剤で貼り合わせたものを接着する。第１の圧電素子１２Ｂと第２の圧電素子１２Ａを貼り合わせる接着剤、および圧電素子１２を基板１１に貼り合わせる接着剤は、例えば加熱により硬化するエポキシ系の接着剤が好適である。
【００７４】
次に、接着した圧電素子１２を、長手方向に沿った両側面を斜めにし、断面が台形となるように切削加工する。
【００７５】
次に、ダイシングソーのダイアモンドホイールなどを用いて、圧電素子１２の基板１１から離間した上方から、複数の溝部（圧力室３０）を切削加工する。複数の圧力室３０は、圧電素子１２の長手方向に沿って等間隔で並べて形成される。この結果、隣接する圧力室３０の間には、それぞれ側壁３１が形成される。
【００７６】
次に、圧力室３０の側壁３１、圧電素子１２の斜面５０、および基板１１の表面に導電体２１を形成する。導電体２１は、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法などによって形成される。
【００７７】
より具体的には、圧力室３０の側壁３１、圧電素子１２の斜面５０、および基板１１の表面上に無電解メッキ法によりＮｉの層を形成し、次に電解メッキ法によりＡｕ層を形成する。
【００７８】
次に、導電体２１の表面に、感性光レジスト層を形成する。感性光レジスト層は、スプレー法、スピンナー法、電着法、を用いて形成することができる。
【００７９】
次に、フォトリソグラフィ法を用いて側壁３１の上端部の溝部３２にあたる部分の感光性レジスト層、および、圧電素子１２の斜面５０上と基板１１上の導電体２１の不要部の感光性レジスト層を除去する。
【００８０】
次に、側壁３１の上端部の感光性レジスト層が除去された部分の導電体２１、および、圧電素子１２の斜面５０上と基板１１上の感光性レジスト層が除去された部分の導電体２１を、その厚み分だけエッチングし除去する。導電体２１の厚みは０．５μｍ以上１０μｍ以下である。エッチングにはウェットエッチング法、ドライエッチング法、イオンミリング法などを用いることができる。
【００８１】
次に、感性光レジスト層を全て剥離する。剥離には、ウェット法、ドライ法を用いることができる。
【００８２】
次に、絶縁体による保護膜４１を導電体２１及び側壁３１の上端部を覆うように形成する。保護膜４１の形成には、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法、塗布法などを用いることができる。
【００８３】
次に、基板１１に枠体１３を接着する。接着剤は、例えば、熱硬化型のエポキシ系接着剤が、好適である。
【００８４】
次に、枠体１３、及び圧電素子１２の側壁３１の上端部に、接着剤を用いてノズルプレート１４を接着し、ノズルプレート１４に、レーザーを照射してノズル穴１５を鑽孔する。
【００８５】
または、あらかじめ、ノズル穴１５が鑽孔されたノズルプレート１４を、枠体１３、及び圧電素子１２の側壁３１の上端部に、接着剤を用いて接着する。接着剤は、例えば、熱硬化型のエポキシ系接着剤が、好適である。
【００８６】
次に、基板１１上の電極１９にドライバＩＣ１８を接続する。
【００８７】
次に、基板１１に対して図示しないインクケースを接着する。
【００８８】
第３の実施形態によれば、導電体２１及び側壁３１の上端部を覆う保護膜４１を備えので、導電体２１の腐蝕を防止することができる、という効果がある。
【００８９】
（第４の実施形態）
第４の実施形態におけるインクジェットヘッド１３０は、図１におけるＡＡ線断面の構成は第１の実施形態のインクジェットヘッド１００の図１におけるＡＡ線断面の構成と同様である。
【００９０】
図９は、第４の実施形態のインクジェットヘッド１３０の図１におけるＢＢ線断面図である。図９に示すように、インクジェットヘッド１３０は、基板１１の上に第１の圧電素子１２Ｂを凹凸が連続するくしの歯状に有し、この第１の圧電素子１２Ｂの凸部の上端に、第１の圧電素子１２Ｂとは極性が逆となる第２の圧電素子１２Ａと、圧力室３０の側壁３１を断面コの字状に覆う導電体２１と、を有する。導電体２１の厚みは、０．５μｍ以上１０μｍ以下である。
【００９１】
図１０は、第４の実施形態のインクジェットヘッド１３０の図９における一点鎖線６１の部分の拡大図である。図１０に示すように、インクジェットヘッド１３０は、圧電素子１２の側壁３１の上端、すなわち第２の圧電素子１２Ａの第１の圧電素子１２Ｂと対向する面に溝部３２を有する。溝部３２は、導電体２１の一部および圧電素子１２の一端面側において、保護膜４１の一部を欠くことによって形成されている。
【００９２】
溝部３２の両側の凸部の幅Ｗ２が１０μｍ以上３０μｍ以下であるとき、溝部３２の幅Ｗ１は３０μｍ以上７０μｍ以下である。すなわち、Ｗ２：Ｗ１＝１：７から１：１である。
【００９３】
溝部３２の深さＨ２は、導電体２１の厚みと等しい厚さである。すなわち、深さＨ２は、０．５μｍ以上１０μｍ以下である。
【００９４】
さらに、インクジェットヘッド１３０は、導電体２１及び側壁３１の上端部を覆う保護膜４１を備える。保護膜４１の厚みは２μｍ以上１０μｍ以下である。この保護膜４１は溝部３２を覆う部分が除去されている。
【００９５】
深さＨ２＋Ｈ３が０．５μｍ未満であると、溝部３２から接着剤２３が想定以上にはみ出しやすくなり、深さＨ２＋Ｈ３が１０μｍを超える深さにしようとすると、第２の圧電素子１２Ａを穿つための工程を設ける必要がある。
【００９６】
（第４の実施形態のインクジェットヘッドの製造方法）
まず、焼成前のセラミックシートで構成される基板１１に対して、プレス成形によって、インク吸入孔１７とインク排出孔１６を形成する。或いは、矩形板状の基板１１を用意して、機械加工によってインク吸入孔１７とインク排出孔１６を形成する。
【００９７】
インク吸入孔１７とインク排出孔１６とを有する基板１１の上に、一対の第１の圧電素子１２Ｂと第２の圧電素子１２Ａとを分極方向が逆向きなるように接着剤で貼り合わせたものを接着する。第１の圧電素子１２Ｂと第２の圧電素子１２Ａを貼り合わせる接着剤、および圧電素子１２を基板１１に貼り合わせる接着剤は、例えば加熱により硬化するエポキシ系の接着剤が好適である。
【００９８】
次に、接着した圧電素子１２を、長手方向に沿った両側面を斜めにし、断面が台形となるように切削加工する。
【００９９】
次に、ダイシングソーのダイアモンドホイールなどを用いて、圧電素子１２の基板１１から離間した上方から、複数の溝部（圧力室３０）を切削加工する。複数の圧力室３０は、圧電素子１２の長手方向に沿って等間隔で並べて形成される。この結果、隣接する圧力室３０の間には、それぞれ側壁３１が形成される。
【０１００】
次に、圧力室３０の側壁３１、圧電素子１２の斜面５０、および基板１１の表面に導電体２１を形成する。導電体２１は、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法などによって形成される。
【０１０１】
より具体的には、圧力室３０の側壁３１、圧電素子１２の斜面５０、および基板１１の表面上に無電解メッキ法によりＮｉの層を形成し、次に電解メッキ法によりＡｕ層を形成する。
【０１０２】
次に、導電体２１の表面に、感性光レジスト層を形成する。感性光レジスト層は、スプレー法、スピンナー法、電着法、を用いて形成することができる。
【０１０３】
次に、フォトリソグラフィ法を用いて側壁３１の上部の溝部３２にあたる部分の感光性レジスト層、および、圧電素子１２の斜面５０上と基板１１上の導電体２１の不要部の感光性レジスト層を除去する。
【０１０４】
次に、側壁３１の上端部の感光性レジスト層が除去された部分の導電体２１、および、圧電素子１２の斜面５０上と基板１１上の感光性レジスト層が除去された部分の導電体２１を、その厚み分だけエッチングし除去する。導電体２１の厚みは０．５μｍ以上１０μｍ以下である。エッチングにはウェットエッチング法、ドライエッチング法、イオンミリング法などを用いることができる。
【０１０５】
次に、感性光レジスト層を全て剥離する。剥離には、ウェット法、ドライ法を用いることができる。
【０１０６】
次に、絶縁体による保護膜４１を導電体２１及び側壁３１の上端部を覆うように形成する。保護膜４１の形成には、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法、塗布法などを用いることができる。
【０１０７】
次に、保護膜４１の表面を覆うように感光性レジスト層を形成し、フォトリソグラフィ法を用いて溝部３２の部分の感光性レジスト層を除去する。
【０１０８】
次に、感光性レジスト層が除去された部分の保護膜４１を、ドライエッチング法又はイオンミリング法などによりエッチングする。
【０１０９】
次に、感光性レジスト層をすべて除去する。
【０１１０】
次に、基板１１に枠体１３を接着する。接着剤は、例えば、熱硬化型のエポキシ系接着剤が、好適である。
【０１１１】
次に、枠体１３、及び圧電素子１２の側壁３１の上部に、接着剤を用いてノズルプレート１４を接着し、ノズルプレート１４に、レーザーを照射してノズル穴１５を鑽孔する。
【０１１２】
または、あらかじめ、ノズル穴１５が鑽孔されたノズルプレート１４を、枠体１３、及び圧電素子１２の側壁３１の上端部に、接着剤を用いて接着する。接着剤は、例えば、熱硬化型のエポキシ系接着剤が、好適である。
【０１１３】
次に、基板１１上の電極１９にドライバＩＣ１８を接続する。
【０１１４】
次に、基板１１に対して図示しないインクケースを接着する。
【０１１５】
第４の実施形態によれば、導電体２１及び側壁３１の上端部を覆い、溝部３２を覆わない保護膜４１を備えるので、導電体２１の腐蝕を防止するとともに、接着剤のはみ出しをさらに確実に防止することができる、という効果がある。
【０１１６】
（第５の実施形態）
第５の実施形態におけるインクジェットヘッド１４０は、図１におけるＡＡ線断面の構成は第１の実施形態のインクジェットヘッド１００の図１におけるＡＡ線断面の構成と同様である。
【０１１７】
第５の実施形態におけるインクジェットヘッド１４０は、第１の実施形態乃至第４の実施形態のインクジェットヘッド１００、１１０、１２０、１３０のいずれかを用いることができる。
【０１１８】
図１１は第５の実施形態におけるインクジェットヘッド１４０の圧電素子１２の上端部付近を示す図である。第５の実施形態におけるインクジェットヘッド１４０は、第１の実施形態乃至第４の実施形態のインクジェットヘッド１００、１１０、１２０、１３０の側壁３１の上端部と連続して形成された斜面５０上に、溝部２２または溝部３２と連続する斜面溝部５１をさらに有する。
【０１１９】
（第５の実施形態のインクジェットヘッドの製造方法）
溝部２２または溝部３２と、斜面溝部５１の製法について、説明する。
【０１２０】
［１］圧力室３０の側壁３１、圧電素子１２の斜面５０、および基板１１の表面に感光性レジスト層を形成する。  
［２］フォトリソグラフィ法を用いて、側壁３１の上端部の、溝部２２または溝部３２にあたる部分、および斜面５０の斜面溝部５１とする部分の感光性レジスト層を除去する。  
［３］感光性レジスト層が除去された部分の圧電素子１２Ａ、導電体２１、または保護膜４１を、ウェットエッチング法、ドライエッチング法又はイオンミリング法などによりエッチングする。  
［４］感光性レジスト層をすべて除去する。
【０１２１】
上記［１］乃至［４］の工程により、溝部２２または溝部３２と斜面溝部５１とを、一括して形成する。
【０１２２】
（第５の実施形態の効果）
以上述べたように、本実施形態のインクジェットヘッド１４０は、第１の実施形態乃至第４の実施形態のインクジェットヘッド１００、１１０、１２０、１３０の側壁３１の上端部と連続して形成された斜面５０上に、溝部２２または溝部３２と連続する斜面溝部５１をさらに有する。
【０１２３】
従って、本実施形態のインクジェットヘッド１４０は、側壁３１の上端部とノズルプレート１４とを接着する際に使用する接着剤の量が多い場合、過剰の接着剤は斜面５０の方向にはみ出し、ノズル穴１５の方向にははみ出しづらくなる。斜面溝部５１が、図２に示す圧力室３０のインク流入口７２またはインク流出口７１方向への、接着剤のはみ出しを抑える。
【０１２４】
よって、インク流入口７２やインク流出口７１部分でインクの流れが阻害されず、各圧力室へ均一にインクが供給されるという効果がある。さらに、溝部２２または３２と斜面溝部５１が連続して作られているので、接着剤のはみ出しを想定内に抑え込むことが容易となるという効果がある。
【０１２５】
さらに、溝部２２または溝部３２と、斜面溝部５１と、を同時に形成できることから、最小限の工程により設けることができる、という効果がある。
【０１２６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２７】
１１・・・基板、
１２・・・圧電素子、
１３・・・枠体、
１４・・・ノズルプレート、
２１・・・導電体、
２２・・・溝部、
３０・・・圧力室。
【図１】
0005502020.tif 000002
【図２】
0005502020.tif 000003
【図３】
0005502020.tif 000004
【図４】
0005502020.tif 000005
【図５】
0005502020.tif 000006
【図６】
0005502020.tif 000007
【図７】
0005502020.tif 000008
【図８】
0005502020.tif 000009
【図９】
0005502020.tif 000010
【図１０】
0005502020.tif 000011
【図１１】
0005502020.tif 000012