(57)【要約】      （修正有）【課題】島状部と圧電素子との接合性を向上させることができる液滴吐出ヘッドおよびその製造方法を提供する。【解決手段】可撓性フィルム９２と金属材９８とを接着する接着工程と、金属材をエッチングして島状部９５を形成する島状部形成工程と、少なくとも島状部の頂部に金属膜９９を形成する金属膜形成工程と、金属膜と圧電素子５１とを接合する接合工程と、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性フィルムと金属材とを接着する接着工程と、
前記金属材をエッチングして島状部を形成する島状部形成工程と、
少なくとも前記島状部の頂部に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜と圧電素子とを接合する接合工程と、を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記金属膜が前記金属材よりも硬いことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
可撓性フィルムと、
前記弾性膜上に形成された島状部と、
少なくとも前記島状部の頂部に形成された金属膜と、
前記金属膜に接合された圧電素子と、を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記金属膜は前記島状部よりも硬いことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記島状部は鉄又はステンレス鋼であり、前記金属膜はニッケルであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造された液滴吐出ヘッド、又は請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可撓性のフィルムと、フィルム上に設けられた島状部と、島状部に接合された圧電素子とを含む液滴吐出ヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６３０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の液滴吐出ヘッドを製造する際、フィルム上にエッチングにより島状部を形成する前に、フィルム上に貼り付けられた金属材上に付着した異物等を除去するために酸で洗浄する場合がある。このとき、金属材の表面に孔食が発生してしまうことがあった。このため、金属材をエッチングして形成された島状部と圧電素子を接合する場合、島状部の表面部に形成された孔食により接合性が低下してしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、可撓性フィルムと金属材とを接着する接着工程と、前記金属材をエッチングして島状部を形成する島状部形成工程と、少なくとも前記島状部の頂部に金属膜を形成する金属膜形成工程と、前記金属膜と圧電素子とを接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、圧電素子を接合する島状部の頂部は、金属膜が形成されるため、孔食のない平坦な面とすることができる。従って、金属膜を介して島状部と圧電素子との接合性を向上させることができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記金属膜が前記金属材よりも硬いことを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、金属膜は金属材料よりも硬いため、圧電素子の膨張収縮運動を減衰させることなく効果的に、弾性膜に伝えることができる。
【００１０】
［適用例３］本適用例に係る液滴吐出ヘッドは、可撓性フィルムと、前記弾性膜上に形成された島状部と、少なくとも前記島状部の頂部に形成された金属膜と、前記金属膜に接合された圧電素子と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、島状部は、頂部に金属膜が形成されているため、孔食のない平坦な面とすることができる。従って、金属膜を介して島状部と圧電素子との接合性が向上し、液滴吐出性を向上させることができる。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に記載の液滴吐出ヘッドは、前記金属膜は前記島状部よりも硬いことを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、金属膜は島状部よりも硬いため、圧電素子の膨張収縮運動を減衰させることなく効果的に、弾性膜に伝えることができる。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に記載の液滴吐出ヘッドは、前記島状部は鉄又はステンレス鋼であり、前記金属膜はニッケルであることを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、金属膜はニッケルとし、島状部は鉄又はステンレスチールであるため、容易に密着性のよい膜を形成することができる。
【００１６】
［適用例６］本適用例に係る液滴吐出装置は、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造された液滴吐出ヘッド、又は上記の液滴吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、液滴吐出性の優れたヘッドが搭載されているため、高精細な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】液滴吐出装置の構成を示す概略図。
【図２】液滴吐出ヘッドの構成を示す断面図。
【図３】液滴吐出ヘッドの製造方法を示す工程図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせて示している。
【００２０】
まず、液滴吐出装置の構成について説明する。図１は、液滴吐出装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、液滴吐出装置１０００は、例えば、インクジェットプリンターであり、印刷用紙等に液体としてのインクを吐出して印刷用紙等に画像等を描画する装置である。液滴吐出装置１０００は、副走査送り機構と、主走査送り機構と、ヘッド駆動機構を有している。副走査送り機構は、図示しない紙送りモーターと、その紙送りモーターによって駆動される紙送りローラー１０と、を含んでいる。副走査送り機構は、紙送りローラー１０を用いて印刷用紙Ｐを副走査方向に搬送する。主走査送り機構は、キャリッジモーター２の動力を用いて、駆動ベルト１に接続されたキャリッジ３を主走査方向に往復動させる。キャリッジ３は、ホルダー４と液滴吐出ヘッド５とを含んでいる。ヘッド駆動機構は、液滴吐出ヘッド５を駆動してインクを吐出する。吐出されたインクによって、印刷用紙Ｐにドットが形成される。液滴吐出装置１０００は、さらに、上述した各機構を制御する制御部４０を備えている。制御部４０は、フレキシブルケーブル３７を介してキャリッジ３と接続されている。
【００２１】
制御部４０は、ＣＰＵとメモリー（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）とを含むコンピューターである。メモリーには、各種コンピュータープログラムが格納されており、ＣＰＵが各コンピュータープログラムに基づいて各種処理を実行するように構成されている。
【００２２】
ホルダー４は、後述する液体容器としてのインクカートリッジ１００を装着可能に構成され、液滴吐出ヘッド５の上方に配置されている。液滴吐出装置１０００の通常使用時（印刷時）には、ホルダー４にインクカートリッジ１００が装着される。図１に示す例では、ホルダー４には、６つのインクカートリッジ１００が装着可能に構成されている。例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロ、ライトシアン、ライトマゼンタの６種類のインクカートリッジ１００が１つずつ装着される。ホルダー４内には、インクカートリッジ１００から液滴吐出ヘッド５にインクを供給するためのインク供給針６が配置されている。なお、図１では、ホルダー４に１つのインクカートリッジ１００が装着された例を示している。
【００２３】
次に、液滴吐出ヘッドの構成について説明する。図２は、液滴吐出ヘッドの構成を示す断面図である。図２に示すように、液滴吐出ヘッド５は、液滴としてのインクを吐出するノズル７１が形成されたノズルプレート７０を備えている。そして、ノズルプレート７０は、ノズル７１に連通する圧力室８３と、それらの圧力室８３にインクを供給する共通のインクリザーバー８１等を有する流路形成基板８０と接合されている。そして、インクカートリッジ１００（図１参照）からインクを供給するインク供給路６２が、液滴吐出ヘッド５のケース６０を貫通して形成され、インクリザーバー８１に接続されている。
【００２４】
圧力室８３及びインクリザーバー８１のノズルプレート７０と反対側には可撓性フィルム９２が設けられている。フィルム９２には、島状部９５とケース接合部９１が形成されている。島状部９５とケース接合部９１は金属材料で形成されている。金属材料としては、例えば、ステンレス鋼が用いられる。そして、島状部９５の少なくとも頂部に金属膜９９が形成されている。本実施形態では、島状部９５の頂部の他、島状部９５のフィルム９２との接着面以外の面にも金属膜９９が形成されている。また、同様にしてケース接合部９１の表面にも金属膜９９が形成されている。金属膜９９は、例えば、メッキ法を用いて島状部９５及びケース接合部９１に形成される。金属膜９９は島状部９５よりも硬い材質であり、島状部９５にステンレス鋼が用いられた場合、金属膜９９はニッケルが用いられる。
【００２５】
圧電素子５１は、細長い櫛歯状に形成されており、数十μｍ程度の極めて細い幅に切り分けられている。そして、圧電素子５１は縦方向に伸縮可能な縦振動型の圧電素子として構成されている。圧電素子５１は、固定端部を固定板６３上に接合することにより、自由端部を固定板６３の先端縁よりも外側に突出させて所謂片持ち梁の状態で固定されている。そして、各圧電素子５１における自由端部の先端は、島状部９５に形成された金属膜９９に接合されている。
【００２６】
圧電素子５１を支持する固定板６３は、圧電素子５１からの反力を受け止め得る剛性を備えた金属製の板材、例えば、厚さが１ｍｍ程度のステンレス鋼板によって作製される。そして、固定板６３は、ケース６０に固定されている。
【００２７】
フレキシブルケーブル５２は、一端が固定板６３とは反対側となる固定端部の側面で圧電素子５１と電気的に接続され、他端が制御基板（図示なし）に接続されている。これにより、制御部４０からの駆動信号が制御基板及びフレキシブルケーブル５２を介して圧電素子５１に送られ、圧電素子５１の伸縮駆動が制御される。
【００２８】
以上のように、圧電素子５１の先端面が金属膜９９を介して島状部９５に接合されているので、制御部４０からの駆動信号に基づいて、圧電素子５１を駆動させ、圧電素子５１の自由端部を伸縮させることによって、圧力発生室８３の容積が変動して圧力発生室８３内のインクに圧力変動が生じる。そして、圧力変動を利用して、圧力発生室８３内のインクをノズル７１から液滴として吐出させることができる。
【００２９】
次に、液滴吐出ヘッドの製造方法について説明する。図３は、液滴吐出ヘッドの製造方法を示す工程図である。
【００３０】
まず、図３（ａ）に示すように、接着工程では、可撓性フィルム９２と金属材９８とを接着する。フィルム９２は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂フィルムである。また、金属材９８は、鉄又はステンレス鋼を適用することができる。また、フィルム９２と金属材９８とを直接貼り付けてもよいし、フィルム９２と金属材９８との間に接着剤を挟んで貼り付けてもよい。
【００３１】
次いで、図３（ｂ）に示すように、島状部形成工程では、金属材９８を、例えば、エッチング法により選択的に所定部分を除去して島状部９５及びケース接合部９１を形成する。なお、島状部形成工程の前に、金属材９８を酸もしくはアルカリ等の洗浄液を用いた洗浄を行ってもよい。このようにすれば、例えば金属材９８の表面等に付着した異物等を事前に除去することができる。
【００３２】
次いで、図３（ｃ）に示すように、金属膜形成工程では、島状部９５の頂部に金属膜９９を形成する。なお、本実施形態では、島状部９５の頂部の他に、島状部９５のフィルム９２との接着面以外の表面部分にも金属膜９９を形成する。ケース接合部９１の表面部分にも金属膜９９を形成する。金属膜９９は、例えば、メッキ法を用いることにより形成される。また、金属膜９９は島状部９５よりも硬い材質であり、島状部９５にステンレス鋼が用いられた場合、金属膜９９はニッケルが適用される。
【００３３】
次いで、図３（ｄ）に示すように、流路形成基板８０上にフィルム９２が接着される。そして、ケース６０とケース接合部９１とを接合する。そして、接合工程では、島状部９５に形成された金属膜９９と圧電素子５１とを接合する。また、流路形成基板８０にノズル７１が形成されたノズルプレート７０を接着する。
【００３４】
以上の工程を経ることにより、液滴吐出ヘッド５が形成される。
【００３５】
以上、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００３６】
島状部９５の頂部には金属膜９９が形成される。このため、例えば、金属材９８を酸等で洗浄した際に発生する孔食が金属膜９９によって埋められ、島状部９５の頂部は金属膜９９の形成によって平坦化される。従って、金属膜９９を介して圧電素子５１と島状部９５との接合性を向上させることができる。これにより、液滴吐出性の優れた液滴吐出ヘッド５を提供することができる。
【００３７】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００３８】
（変形例１）上記実施形態では、島状部９５以外にケース接合部９１にも金属膜９９を設けたが、この構成に限定されない。島状部９５のみに金属膜９９を設ける構成であってもよい。このような構成であっても上記効果と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
（変形例２）上記実施形態では、島状部９５の頂部の他に側面部にも金属膜９９を設けたが、この構成に限定されない。例えば、島状部９５の頂部のみに金属膜９９を設ける構成であってもよい。このような構成であっても上記効果と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
（変形例３）上記実施形態では、島状部形成工程の後に金属膜形成工程を行ったが、これに限定されない。例えば、接着工程の後に金属膜形成工程を行い、その後で、島状部形成工程を行ってもよい。このような構成であっても上記効果と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００４１】
５…液滴吐出ヘッド、４０…制御部、５１…圧電素子、９２…弾性膜としてのフィルム、９１…ケース接合部、９５…島状部、９８…金属材、９９…金属膜、１００…インクカートリッジ、１０００…液滴吐出装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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