(57)【要約】      （修正有）【課題】従来のピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドにおける、接着層の不十部な硬化と膜厚不均一性の問題、接着材層中の気泡の混入の問題を、解決できるピエゾ圧電方式のインクジェットヘッド及びその製作方法を提供する。【解決手段】インク圧力室とそれに接続するオリフィスの組みを複数有する筐体の１面側にインク圧力室を揃えて配列し、別の１面側にオリフィスを配列させ、インク圧力室側の面に、振動板と、ＦＰＣと、圧電素子とを、この順に積層配設したインクジェットヘッドであり、異方導電性接着層を介して、圧電素子を駆動するための回路を配したＦＰＣを、その回路側を圧電素子側にして圧電素子に圧着し、また振動板のＦＰＣ側の面のインク圧力室領域に凹部を設け、該凹部に接着材を該振動板の凹部でないＦＰＣ側の面に揃えて埋め込み、該接着材によりＦＰＣを振動板に固定して、ＦＰＣと振動板とを積層する。【選択図】図１
2006231720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク圧力室に圧電素子の歪に起因する圧力波を与えることにより、該インク圧力室に接続するオリフィスからインクを吐出するピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドであって、インク圧力室とそれに接続するオリフィスの組みを、複数有し、且つ、その１面側にインク圧力室を揃えて配列し、別の１面側にオリフィスを配列させた、筐体を備え、該筐体のインク圧力室側の面に、振動板と、ＦＰＣと、圧電素子とを、この順に、積層配設しており、異方導電性接着層を介して、前記圧電素子を駆動するための回路を配した前記ＦＰＣを、その回路側を圧電素子側にして圧電素子に圧着しており、また、前記振動板は前記筐体のインク圧力室側の面に固定してあるものであり、振動板のＦＰＣ側の面のインク圧力室領域に凹部（ディンプル）を設け、該凹部に接着材を振動板の凹部でないＦＰＣ側の面に揃えて埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材により、ＦＰＣを振動板に固定して、ＦＰＣと振動板とを積層していることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェットヘッドであって、各インク圧力室領域に形成される前記凹部の面積を均一としたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドであって、各インク圧力室領域に形成される前記凹部の面積が実質的に均一となるように、振動板のＦＰＣ側の面、全面に、微小な所定形状の凹部を所定の微小ピッチで配列し、これらの凹部に接着材を埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材により、ＦＰＣを振動板に固定して、ＦＰＣと振動板とを積層していることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドであって、前記筐体は、所定形状にエッチング加工された金属板材を積層して形成したものであることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載のインクジェットヘッドであって、前記金属板材がステンレス材であることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載のインクジェットヘッドであって、前記振動板がステンレス材で、前記筐体のインク圧力室側の面に、熱圧着固定されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項７】
インク圧力室に圧電素子の歪に起因する圧力波を与えることにより、該インク圧力室に接続するオリフィスからインクを吐出するピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドであって、インク圧力室とそれに接続するオリフィスの組みを、複数有し、且つ、その１面側にインク圧力室を揃えて配列し、別の１面側にオリフィスを配列させた、筐体を備え、該筐体のインク圧力室側の面に、振動板を兼ねるＦＰＣと、圧電素子とを、この順に、積層配設しており、異方導電性接着層を介して、前記圧電素子を駆動するための回路を配した前記ＦＰＣを、その回路側を圧電素子側にして圧電素子に圧着しており、ＦＰＣの筐体側の面のインク圧力室領域でない領域に凹部（ディンプル）を設け、該凹部に接着材を、該ＦＰＣの凹部でない筐体側の面に揃えて埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材により、ＦＰＣを筐体に固定して、ＦＰＣを筐体のインク圧力室側の面に積層していることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項８】
インク圧力室に圧電素子の歪に起因する圧力波を与えることにより、該インク圧力室に接続するオリフィスからインクを吐出するピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドで、且つ、インク圧力室とそれに接続するオリフィスの組みを、複数有し、その１面側にインク圧力室を揃えて配列し、別の１面側にオリフィスを配列させた、筐体を備え、該筐体のインク圧力室側の面に、振動板と、ＦＰＣと、圧電素子とを、この順に、積層配設しているインクジェットヘッドの作製方法であって、（ａ）異方導電性接着層を介して、圧電素子を駆動するための回路を配したＦＰＣを、その回路側を圧電素子側にして圧電素子に圧着して、圧電素子と一体的に積層した、圧電素子とＦＰＣとが一体の第１の構造体を形成する工程と、（ｂ）振動板のＦＰＣ側の面のインク圧力室領域に凹部（ディンプル）を設け、該凹部に接着材を、その凹部でないＦＰＣ側の面に揃えて埋め込んだ状態で、振動板を、筐体のインク圧力室側の面に固定した、第２の構造体を形成する工程と、（ｃ）前記第１の構造体のＦＰＣ側と前記第２の構造体の振動板側とを、振動板に設けられた凹部の接着材により固定する工程とを行うことを特徴とするインクジェットヘッドの作製方法。
【請求項９】
請求項８に記載のインクジェットヘッドの作製方法であって、第２の構造体を形成する工程は、そのＦＰＣ側の面のインク圧力室領域に凹部（ディンプル）を設けた振動板を、筐体のインク圧力室側の面に固定した後に、固定された振動板の凹部に接着材を、その凹部でないＦＰＣ側の面に揃えて埋め込むものであることを特徴とするインクジェットヘッドの作製方法。
【請求項１０】
請求項８ないし９のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの作製方法であって、スキージにより余分の接着材を掻きとりその凹部でないＦＰＣ側の面に揃える、スキージ工程を行うことを特徴とするインクジェットヘッドの作製方法。
【請求項１１】
インク圧力室に圧電素子の歪に起因する圧力波を与えることにより、該インク圧力室に接続するオリフィスからインクを吐出するピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドで、且つ、インク圧力室とそれに接続するオリフィスの組みを、複数有し、その１面側にインク圧力室を揃えて配列し、別の１面側にオリフィスを配列させた、筐体を備え、該筐体のインク圧力室側の面に、振動板を兼ねるＦＰＣと圧電素子とを、この順に、積層配設しているインクジェットヘッドの作製方法であって、異方導電性接着層を介して、圧電素子を駆動するための回路を配したＦＰＣを、その回路側を圧電素子側にして圧電素子に圧着して、圧電素子と一体的に積層した、圧電素子とＦＰＣとが一体の積層構造体で、且つ、ＦＰＣの筐体側の面のインク圧力室領域でない領域に凹部（ディンプル）を設け、該凹部に接着材を、その凹部でない筐体側の面に揃えて埋め込んだ状態の積層構造体を形成した後、該積層構造体のＦＰＣ側と筐体のインク圧力室側とを、ＦＰＣに設けられた凹部の接着材により固定する工程とを行うことを特徴とするインクジェットヘッドの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク圧力室に圧電素子の歪に起因する圧力波を与えることにより、該インク圧力室に接続するオリフィスからインクを吐出するピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドとその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＣ（ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の電子製品及びデジタル製品の普及により、インクジェットプリンターの市場が急成長しており、このインクジェット方式には種々あるが、解像性の面、高速性の面からは、ＤＯＤ（Ｄｏｔ  Ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ）型であるピエゾ圧電方式が採られている。
そして、この方式のインクジェットプリンターには、そのインキ噴出部に、インキを吐出するオリフィス開口とオリフィス開口にインキを流す流路構造体を備えたインクジェット用へッドと呼ばれる部材が使用されている。
【０００３】
ＤＯＤ（Ｄｏｔ  Ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ）型であるピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドとしては、例えば、図４（ａ）や図４（ｂ）にその一部断面を示すＳｔｅｍｍｅ方式がある。
尚、図４（ａ）のＤ１−Ｄ２位置における断面状態を示したものが図４（ｂ）で、図４（ｂ）のＤ３−Ｄ４位置における断面状態を示したものが図４（ａ）である。
図４に示すインクジェットヘッドは、流路２１１内にインクを供給し、流路２１１ａを通りオリフィス２７１から吐出させるものであるが、簡単には、圧電素子２４０を電気信号により駆動し、これに歪を与えることにより、筐体に形成されたインキの流路２１１ａにおいて、振動板２２０が流路２１１ａ側に凹むように周期的に変形させ、この部分のインクに圧力波が発生し、該圧力波がインキ流路２１１中を進行して、直径２０μ〜１００μｍ開口のオリフィス２７１に到達し、インキを噴出させるものである。
筐体２１０には、このようなオリフィス２７１が複数配列されており、それぞれについて、同様に、インク流路や圧電素子を配している。
尚、振動板２２０が直接作用する流路２１１ａを、以下、インク圧力室とも言う。
振動板２２０は、インク圧力室２１１ａに、直接、圧電素子２４０の歪（振動）を伝達するための板状の部材である。
図４に示す筐体２１０のインクジェットヘッドの場合、接着材層２５０を振動板１２０の全面に配して、ＦＰＣ１３０を振動板１２０に接着固定させている。
ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路）２３０は、圧電素子２４０を駆動するための駆動電極が形成されており、圧電素子２４０に駆動用の電気信号を送るもので、例えば、ポリイミド等の樹脂基材の一面にフォトエッチング法により電極部がパターニングされているものが用いられ、圧電素子２４０と圧着する際に圧電素子２４０の電極部とＦＰＣの電極部との導通がとられる。
インク流路２１１を微細に精度良く形成するために、筐体２１０は、それぞれ、所定形状にエッチング加工されたステンレスの薄板２１０ａを熱圧着積層して形成されている。  図４において、細点線はステンレスの薄板同士の境界部分位置を示しているがステンレスの薄板２１０ａ同士は熱拡散接着されている。
異方導電性接着層２６０を介して、圧電素子２４０を駆動するための駆動回路の電極部を形成する回路を配したＦＰＣ２３０を、その回路側を圧電素子２４０側にして圧電素子２４０に圧着しており、これにより、圧電素子２４０とＦＰＣ２３０との電気的な導通をとっている。
図４に示すインクジェットヘッドにおいては、ステンレスの薄板２１０ａの面方向にオリフィス２７１を設けているが、このような形態に限定はされない。
例えば、図５に示すインクジェットヘッドのように、ステンレスの薄板２１０ａの面方向に直交する方向にオリフィス２７１を設けるのものも挙げられる。
尚、図５は図４（ａ）断面に相当するものである。
図５に示すインクジェットヘッドは、オリフィス２７１を設ける方向以外は図４に示すものと同じ構造で、筐体２１０には、オリフィス２７１が複数配列されており、それぞれについて、同様に、流路や圧電素子を配している。
【０００４】
図４、図５に示すインクジェットヘッドにおいてはオリフィス２７１を形成したオリフィス板部２７０を筐体２１０に圧着して配設している。
例えば、特開２００２−２８３５７６号公報（特許文献１）には、エッチング加工が施された金属薄板に、オリフィスを形成されたオリフィスプレートとを接着して形成したオリフィス板部（図４、図５の２７０に相当）、あるいは、オリフィス部をめっき形成により、金属板材の開口部に形成するオリフィス板部２７０の記載があるが、このようにして形成されたオリフィス板部（図４、図５の２７０に相当）を筐体２１０に圧着して配設する。
【特許文献１】特開２００２−２８３５７６号公報
【０００５】
図４、図５に示すインクジェットヘッドにおいては、筐体２１０の上面には順に、ステンレス箔、接着材層、ＦＰＣ、圧電素子を形成しているが、このようなインクジェットヘッドにおいても、最近の品質的アップ要求が伴い、各オリフィス２７１からのより均一なインク吐出が求められるようになってきた。
尚、各インク圧力室２１１ａ面上は、圧電素子２４０の伝達を均一に受けるため、ＦＰＣ２３０と振動板２２０との間の接着材層２５０が完全に硬化し、膜厚が均一であることが条件であるが、図４、図５に示す構造の場合には、これが難しく問題になっていた。
また、図４、図５に示す構造の場合には、接着材層２５０に気泡が混入している状態となり易く、気泡が混入が原因で圧電素子２４０の振動のインク圧力室２１１ａへの伝達量にムラが生じ、全ノズルにわたり、均一にインクを吐出することができないと言う問題もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、近年、インクジェットヘッドとして、ＤＯＤ（Ｄｏｔ  Ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ）型であるピエゾ圧電方式が採られるが、この方式についても、最近の品質的アップ要求に伴い、各オリフィスからのより均一なインク吐出が求められるようになってきたが、このような方式の図４、図５に示す構造のインクジェットヘッド場合、従来、接着材層を完全に硬化し、膜厚を均一にすることが難しく、また、接着材層中の気泡の混入を防止することが難しく、問題になっていた。
本発明はこれらに対応するもので、具体的には、従来の図４、図５に示す構造のインクジェットヘッドにおける、接着材層の不十部な硬化、膜厚の不均一性の問題、接着材層中の気泡の混入の問題を解決できる、ピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドを提供しようとするものである。
同時に、そのようなピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドの製作方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインクジェットヘッドは、インク圧力室に圧電素子の歪に起因する圧力波を与えることにより、該インク圧力室に接続するオリフィスからインクを吐出するピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドであって、インク圧力室とそれに接続するオリフィスの組みを、複数有し、且つ、その１面側にインク圧力室を揃えて配列し、別の１面側にオリフィスを配列させた、筐体を備え、該筐体のインク圧力室側の面に、振動板と、ＦＰＣと、圧電素子とを、この順に、積層配設しており、異方導電性接着層を介して、前記圧電素子を駆動するための回路を配した前記ＦＰＣを、その回路側を圧電素子側にして圧電素子に圧着しており、また、前記振動板は前記筐体のインク圧力室側の面に固定してあるものであり、振動板のＦＰＣ側の面のインク圧力室領域に凹部（ディンプル）を設け、該凹部に接着材を振動板の凹部でないＦＰＣ側の面に揃えて埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材により、ＦＰＣを振動板に固定して、ＦＰＣと振動板とを積層していることを特徴とするものである。
尚、ここでは、インク圧力室とそれに接続するオリフィスからなる複数組みは、いずれも、実質的に同じで、通常は、同じ構造で、同じサイズであるとする。
そして、上記のインクジェットヘッドであって、各インク圧力室領域に形成される前記凹部の面積を均一としたことを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのインクジェットヘッドであって、各インク圧力室領域に形成される前記凹部の面積が実質的に均一となるように、振動板のＦＰＣ側の面、全面に、微小な所定形状の凹部を所定の微小ピッチで配列し、これらの凹部に接着材を埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材により、ＦＰＣを振動板に固定して、ＦＰＣと振動板とを積層していることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのインクジェットヘッドであって、前記筐体は、所定形状にエッチング加工された金属板材を積層して形成したものであることを特徴とするものであり、前記金属板材がステンレス材であることを特徴とするものであり、更に、前記振動板がステンレス材で、前記筐体のインク圧力室側の面に、熱圧着固定されていることを特徴とするものである。
【０００８】
あるいはまた、本発明のインクジェットヘッドは、インク圧力室に圧電素子の歪に起因する圧力波を与えることにより、該インク圧力室に接続するオリフィスからインクを吐出するピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドであって、インク圧力室とそれに接続するオリフィスの組みを、複数有し、且つ、その１面側にインク圧力室を揃えて配列し、別の１面側にオリフィスを配列させた、筐体を備え、該筐体のインク圧力室側の面に、振動板を兼ねるＦＰＣと、圧電素子とを、この順に、積層配設しており、異方導電性接着層を介して、前記圧電素子を駆動するための回路を配した前記ＦＰＣを、その回路側を圧電素子側にして圧電素子に圧着しており、ＦＰＣの筐体側の面のインク圧力室領域でない領域に凹部（ディンプル）を設け、該凹部に接着材を、該ＦＰＣの凹部でない筐体側の面に揃えて埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材により、ＦＰＣを筐体に固定して、ＦＰＣを筐体のインク圧力室側の面に積層していることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のインクジェットヘッドの作製方法は、インク圧力室に圧電素子の歪に起因する圧力波を与えることにより、該インク圧力室に接続するオリフィスからインクを吐出するピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドで、且つ、インク圧力室とそれに接続するオリフィスの組みを、複数有し、その１面側にインク圧力室を揃えて配列し、別の１面側にオリフィスを配列させた、筐体を備え、該筐体のインク圧力室側の面に、振動板と、ＦＰＣと、圧電素子とを、この順に、積層配設しているインクジェットヘッドの作製方法であって、（ａ）異方導電性接着層を介して、圧電素子を駆動するための回路を配したＦＰＣを、その回路側を圧電素子側にして圧電素子に圧着して、圧電素子と一体的に積層した、圧電素子とＦＰＣとが一体の第１の構造体を形成する工程と、（ｂ）振動板のＦＰＣ側の面のインク圧力室領域に凹部（ディンプル）を設け、該凹部に接着材を、その凹部でないＦＰＣ側の面に揃えて埋め込んだ状態で、振動板を、筐体のインク圧力室側の面に固定した、第２の構造体を形成する工程と、（ｃ）前記第１の構造体のＦＰＣ側と前記第２の構造体の振動板側とを、振動板に設けられた凹部の接着材により固定する工程とを行うことを特徴とするものである。
そして、上記のインクジェットヘッドの作製方法であって、第２の構造体を形成する工程は、そのＦＰＣ側の面のインク圧力室領域に凹部（ディンプル）を設けた振動板を、筐体のインク圧力室側の面に固定した後に、固定された振動板の凹部に接着材を、その凹部でないＦＰＣ側の面に揃えて埋め込むものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのインクジェットヘッドの作製方法であって、スキージにより余分の接着材を掻きとりその凹部でないＦＰＣ側の面に揃える、スキージ工程を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
あるいはまた、本発明のインクジェットヘッドの作製方法は、インク圧力室に圧電素子の歪に起因する圧力波を与えることにより、該インク圧力室に接続するオリフィスからインクを吐出するピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドで、且つ、インク圧力室とそれに接続するオリフィスの組みを、複数有し、その１面側にインク圧力室を揃えて配列し、別の１面側にオリフィスを配列させた、筐体を備え、該筐体のインク圧力室側の面に、振動板を兼ねるＦＰＣと圧電素子とを、この順に、積層配設しているインクジェットヘッドの作製方法であって、異方導電性接着層を介して、圧電素子を駆動するための回路を配したＦＰＣを、その回路側を圧電素子側にして圧電素子に圧着して、圧電素子と一体的に積層した、圧電素子とＦＰＣとが一体の積層構造体で、且つ、ＦＰＣの筐体側の面のインク圧力室領域でない領域に凹部（ディンプル）を設け、該凹部に接着材を、その凹部でない筐体側の面に揃えて埋め込んだ状態の積層構造体を形成した後、該積層構造体のＦＰＣ側と筐体のインク圧力室側とを、ＦＰＣに設けられた凹部の接着材により固定する工程とを行うことを特徴とするものである。
【００１１】
（作用）
請求項１の発明のインクジェットヘッドは、このような構成にすることにより、従来のインクジェットヘッド（図４、図５参照）における、接着層の不十部な硬化、膜厚の不均一性の問題、接着材層中の気泡の混入の問題を解決できる、ピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドの提供を可能とするものである。
具体的には、異方導電性接着層を介して、前記圧電素子を駆動するための回路を配した前記ＦＰＣを、その回路側を圧電素子側にして圧電素子に圧着しており、また、前記振動板は前記筐体のインク圧力室側の面に固定してあるものであり、振動板のＦＰＣ側の面のインク圧力室領域に凹部（ディンプル）を設け、該凹部に接着材を振動板の凹部でないＦＰＣ側の面に揃えて埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材により、ＦＰＣを振動板に固定して、ＦＰＣと振動板とを積層していることにより、これを達成している。
特に、従来のインクジェットヘッド（図４、図５参照）のように、接着材層を振動板の全面に配して、ＦＰＣを、筐体の固定された振動板に接着固定させている構成ではなく、振動板のＦＰＣ側の面のインク圧力室領域に凹部（ディンプル）を設け、該凹部に接着材を該振動板の凹部でないＦＰＣ側の面に揃えて埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材により、ＦＰＣを振動板に固定して、ＦＰＣと振動板とを積層していることにより、従来のインクジェットヘッドにおける接着層の不十分な硬化、膜厚の不均一性の問題、接着材層中の気泡の混入の問題を解決できるものとしている。
また、異方導電性接着層を介して、圧電素子を駆動するための回路（電極部等）を配したＦＰＣを、その回路側を圧電素子側にして圧電素子に圧着しており、これにより、圧電素子とＦＰＣとの電気的な導通をとれるものとしている。
そして、各インク圧力室領域に形成される前記凹部の面積を均一とした請求項２の発明の構成とすることにより、各オリフィスの均一な吐出を可能としている。
また、各インク圧力室領域に形成される前記凹部の面積が実質的に均一となるように、振動板のＦＰＣ側の面、全面に、微小な所定形状の凹部を所定の微小ピッチで配列し、これらの凹部に接着材を埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材により、ＦＰＣを振動板に固定して、ＦＰＣと振動板とを積層する請求項３の発明の構成にすることにより、作製する際に、凹部の位置管理を不要とすることができる。
また、筐体を、所定形状にエッチング加工された金属板材を積層して形成した請求項４の発明の構成とすることにより、インク流路の作製を高い精度で微細に形成することを可能としている。
勿論、筐体内部にインク流路以外に、インクチャンバー（溜め部）を形成することもできる。
この場合、金属板材としてはステンレス材が熱圧着により拡散接合し易く好ましい。
金属板材としてはステンレス材とした場合、振動板をステンレス材とすることで、筐体のインク圧力室側の面に、振動板を熱圧着固定することができ、好ましい。
【００１２】
請求項７の発明のインクジェットヘッドは、このような構成にすることにより、請求項１の発明と同様、従来のインクジェットヘッド（図４、図５参照）における、接着層の硬化、膜厚を不均一性の問題、接着材層中の気泡の混入の問題を解決できる、ピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドの提供を可能とするものである。
ＦＰＣに振動板を兼ねさせる形態のもので、ＦＰＣの筐体側の面のインク圧力室領域でない領域に凹部（ディンプル）を設け、該凹部に接着材を、該ＦＰＣの凹部でない筐体側の面に揃えて埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材により、ＦＰＣを筐体に固定して、ＦＰＣを筐体のインク圧力室側の面に積層していることにより、これを達成している。
【００１３】
本発明のインクジェットヘッドの作製方法は、このような構成にすることにより、従来のインクジェットヘッド（図４、図５参照）における、接着層の不十分な硬化、膜厚不均一性の問題、接着材層中の気泡の混入の問題を解決できる、ピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドを作製する方法の提供を可能とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、上記のように、本発明は、従来のインクジェットヘッド（図４、図５参照）における、接着層の不十分な硬化、膜厚不均一性の問題、接着材層中の気泡の混入の問題を解決できる、ピエゾ圧電方式のインクジェットヘッド、およびその作製方法の提供を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明のインクジェットヘッドの実施の形態の第１の例のインク圧力室を跨ぐ１断面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図で、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ５側からみた図で、図２（ａ）は本発明のインクジェットヘッドの実施の形態の第２の例のインク圧力室を跨ぐ１断面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ１−Ｂ２における断面図で、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＢ５側からみた図で、図３は第１の例のインクジェットヘッドの作製方法の１例の工程フロー図である。
尚、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ３−Ａ４における断面図であり、図２（ａ）は図２（ｂ）のＢ３−Ｂ４における断面図である。
図３中のＳ１１〜Ｓ１６は処理ステップを示している。
図１〜図３中、１１０は筐体、１１０ａは（加工された）ステンレス薄板、１１０ｂは加工部、１１１はインク流路、１１１ａはインク圧力室、１２０は振動板、１２１は凹部（ディンプル）、１３０はＦＰＣ、１４０はピエゾ圧電素子（単に圧電素子とも言う）、１５０は接着材、１６０は異方導電性接着層、１７０はオリフィス板部、１７１はオリフィスである。
【００１６】
はじめに、本発明のインクジェットヘッドの実施の形態の第１の例を図１に基づいて説明する。
第１の例のインクジェットヘッドは、インク圧力室１１ａに圧電素子１４０の歪に起因する圧力波を与えることにより、該インク圧力室１１１ａに接続するオリフィス１７１からインクを吐出するピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドで、表示装置用のＣＦ（カラーフィルタ）基板のＣＦ部の作製等に用いられるもので、ＣＦ部を各色のインクをオリフィス１７１から制御して吐出することにより形成する。
本例のインクジェットヘッドは、同じ、インク圧力室１１１ａとそれに接続するオリフィス１７１の組みを複数有する筐体１１０の１面側（図１の上側の面）にインク圧力室１１１ａを揃えて配列し、別の１面側（図１の右側の面）にオリフィスを配列させ、インク圧力室１１１ａ側の面に、振動板１２０と、ＦＰＣ１３０と、圧電素子１４０とを、この順に、積層配設している。
本例のインクジェットヘッドにおいて、筐体１１０は、エッチング加工されたステンレス薄板を熱圧着して形成しており、別に作製したステンレス板を基材としたオリフィス板部１７０を熱圧着しており、また、ステンレス薄板からなる振動板１４０を、筐体１１０のインク圧力室１１１ａ側の面に熱圧着して固定してある。
また、異方導電性接着層１６０を介して、圧電素子１４０を駆動するための回路（電極部等）配したＦＰＣ１３０を、その回路側を圧電素子側にして圧電素子１４０に圧着しており、これにより、圧電素子とＦＰＣとの電気的な導通をとれるものとしている。
尚、圧着は、異方導電性接着層１６０の硬化温度（例えば１５０°〜１７０°）に合わせて加熱して行う。
ここでは、ＦＰＣの樹脂基材として、ポリイミド基材を用いたが、他には液晶ポリマーフィルム基材やアラミドフィルム基材、ポリエステルフィルム基材等が挙げられる。
また、異方導電性接着層１６０は、ポリイミド等の樹脂中に、導電性の粒子（例えば、ＣｕコアＡｕ粒子）を分散させているが、これに限定はされない。
また、圧電素子１４０としては、例えば、厚さ１０μｍ〜５０μｍチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）と厚さ数μｍの銀・パラジウム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極とを交互に積層した形態のものが挙げられる。
尚、本例では、オリフィス板部１７０として、エッチング加工により開口が形成れたステンレス薄板とオリフィスが形成されたオリフィスプレートとを接着しているものを用いているが、これに限定はされない。
【００１７】
本例においては、振動板１２０のＦＰＣ１３０側の面のインク圧力室１１１ａ領域に凹部（ディンプル）（図３のＳ１３の１２１参照）を設け、該凹部に接着材を該振動板の凹部でないＦＰＣ１３０側の面に揃えて埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材１５０により、ＦＰＣ１３０を振動板１２０に固定して、ＦＰＣ１３０と振動板１２０とを積層している。
そして、ここでは、各インク圧力室領域１１１ａの幅全体に凹部が形成されており、結果、各インク圧力室領域に形成される前記凹部の面積を均一としている。
尚、凹部の形状やサイズはこれに限定されない、各インク圧力室領域に形成される前記凹部の面積を均一であれば、各インク圧力室への圧電素子の作用を均一にでき、各オリフィス１７１からのインクの吐出が均一になる。
他には、例えば、各インク圧力室１１１ａ領域に形成される凹部の面積が実質的に均一となるように、微小な所定形状の凹部を所定の微小ピッチで配列し、これらの凹部に接着材１５０を埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材１５０により、ＦＰＣ１３０を振動板１２０に固定して、ＦＰＣ１３０と振動板１２０とを積層しても良い。
【００１８】
ここで、第１の例のインクジェットヘッドの作製方法を図３に基づいて、簡単に説明しておく。
形成する筐体１１０のインク流路１１１にしたがい、これを積層形成するためのステンレス薄板１１０ａを、それぞれ、所定形状にエッチング加工しておく。（Ｓ１１）
エッチング加工としては、例えば、耐エッチング性のレジストを基材の両面に塗布し、マスク原版を介して選択的に露光し、現像し、乾燥等を行い所定形状の開口を有するレジストをマスクとして、塩化第二鉄溶液によりエッチングして外形加工し、レジストの剥離、洗浄するフォトエッチング加工法が挙げられるが、これに限定はされない。
次いで、エッチング加工された各ステンレス薄板１１０ａを位置合わせしながら熱圧着して筐体１１０を作製する。（Ｓ１２）
一方、エッチング加工によりステンレス薄板からなる基材の片面のみをエッチングしてその一面に凹部１２１を有する振動板１２０を形成しておく。（Ｓ１３）
ステンレス薄板からなる基材の片面に形成する凹部形状に開口を設けたレジストを形成して、該片面側のみエッチングして、所定の深さに凹部を形成する。
これをハーフエッチング法とも言う。
次いで、筐体１１０と凹部１２１を形成した振動板１２０を凹部１２１が外側、インク圧力室１１１ａの領域になるようにして、熱圧着し、さらに、該凹部に接着材１５０を、凹部でない面と揃うように充填する。（Ｓ１４）
ここでは、例えば、スキージ（図示していない）により余分の接着材を掻きとりその凹部でないＦＰＣ側の面に揃える、スキージ工程を行う。
ここでは、筐体１１０と凹部１２１を形成した振動板１２０とが一体となり、凹部に接着材１５０を揃えて形成した状態のものを、第２の構造体と言う。
一方また、異方導電性接着層１６０を介して、圧電素子１４０を駆動するため回路を配したＦＰＣ１３０を、その回路側を圧電素子１４０側にして圧電素子１４０に圧着して、圧電素子と一体的に積層した、圧電素子１４０とＦＰＣ１３０とが一体の第１の構造体（Ｓ１５積層構造体）を形成しておく。（Ｓ１５）
尚、異方導電性接着層１６０の硬化温度（例えば、１５０°〜１７０°）に合わせて加熱して圧着を行う。
ＦＰＣ１３０としては、例えば、ポリイミド樹脂基材の一面に銅箔をエッチング加工して、電極等の回路を形成したものが挙げられる。
次いで、前記第１の構造体のＦＰＣ１３０側と前記第２の構造体の振動板１２０側とを、振動板１２０に設けられた凹部１２１の接着材１５０により固定し、第１の例のインクジェットヘッドを得る。（Ｓ１６）
このようにして、第１の例のインクジェットヘッドは作製される。
【００１９】
次に、本発明のインクジェットヘッドの実施の形態の第２の例を図２に基づいて説明する。
第２の例のインクジェットヘッドも、第１の例と同様、インク圧力室１１ａに圧電素子１４０の歪に起因する圧力波を与えることにより、該インク圧力室１１１ａに接続するオリフィス１７１からインクを吐出するピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドで、表示装置用のＣＦ（カラーフィルタ）基板のＣＦ部の作製等に用いられるもので、同じ、インク圧力室１１１ａとそれに接続するオリフィス１７１の組みを複数有する筐体１１０の１面側（図１の上側の面）にインク圧力室１１１ａを揃えて配列し、別の１面側（図２の右側の面）にオリフィスを配列させ、インク圧力室１１１ａ側の面に、ＦＰＣ１３０と、圧電素子１４０とを、この順に、積層配設している。
第１の例の場合のように、振動板をＦＰＣと別に備える形態のものではなく、ＦＰＣ１３０が振動板を兼ねる形態のものである。
本例の場合も、第１の例と同様、異方導電性接着層１６０を介して、圧電素子１４０を駆動するための回路（電極部等）を配したＦＰＣ１３０を、その回路側を圧電素子１４０側にして圧電素子１４０に圧着しており、これにより、圧電素子１４０とＦＰＣ１３０との電気的な導通をとれるものとしている。
そして、ＦＰＣ１３０の筐体１１０側の面のインク圧力室１１１ａ領域でない領域に凹部を設け、該凹部に接着材１５０を、ＦＰＣ１３０の凹部でない筐体１１０側の面に揃えて埋め込み、該凹部に埋め込まれた接着材１５０により、ＦＰＣ１３０を筐体１１０に固定して、ＦＰＣ１３０を筐体１１０のインク圧力室１１１ａ側の面に積層している。
第２の例の各部は、第１の例のものと同じで、説明は省く。
第２の例のインクジェットヘッドの作製方法は、簡単には、図３に示す第１の例の作製方法おいて、Ｓ１３処理テップを行わず、Ｓ１５処理ステップの段階で、ＦＰＣ１３０の所定の領域に凹部（図示していない）を形成して、該凹部に接着材を充填、スキージにより余分の接着材を掻き取った後、筐体１１０と前記Ｓ１５処理ステップにてＦＰＣの凹部に接着材が形成されたＦＰＣ１３０と圧電素子１４０との積層構造体を、ＦＰＣ１３０側を筐体１１０側として、凹部の接着材にて接着固定する。
このようにして、第２の例のインクジェットヘッドは作製される。
【００２０】
上記、第１の例、第２の例のインクジェットヘッドは、１例で、本発明は、これらに限定されるものではない。
筐体１１０に、インク流路１１１の他、例えば、インクチャンバー（溜め）等を設けても良い。
なおまた、第１の例、第２の例のインクジェットヘッドにおいて、圧電素子１４０の外側面にたとえば、異方導電性接着層を介して、ダミーのＦＰＣを配設しても良い。
この場合、ＦＰＣ１３０、圧電素子１４０、ダミーＦＰＣが積層された積層構造体は、圧電素子を中心に対称な積層構造体であり、この構造体自体はソリが発生し難く、ＦＰＣ１３０と振動板あるいは、筐体面との境で剥れが発生し難い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（ａ）は本発明のインクジェットヘッドの実施の形態の第１の例のインク圧力室を跨ぐ１断面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ１−Ａ２における断面図で、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ５側からみた図である。
【図２】図２（ａ）は本発明のインクジェットヘッドの実施の形態の第２の例のインク圧力室を跨ぐ１断面図で、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ１−Ｂ２における断面図で、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＢ５側からみた図である。
【図３】第１の例のインクジェットヘッドの作製方法の１例の工程フロー図である。
【図４】従来のピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドを説明するための概略構成図である。
【図５】別の従来のピエゾ圧電方式のインクジェットヘッドを説明するための概略構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１０                筐体
１１０ａ              加工されたステンレス薄板
１１０ｂ              加工部
１１１                インク流路
１１１ａ              インク圧力室
１２０                振動板
１２１                凹部（ディンプル）
１３０                ＦＰＣ
１４０                ピエゾ圧電素子（単に圧電素子とも言う）
１５０                接着材
１６０                異方導電性接着層
１７０                オリフィス板部
１７１                オリフィス
２１０                筐体
２１０ａ              ステンレス薄板
２１１                （インクの）流路
２１１ａ              インク圧力室（インクの流路でもある）
２２０                振動板
２３０                ＦＰＣ
２４０                圧電素子
２５０                接着材層
２６０                異方導電性接着層
２７０                オリフィス板部
２７１                オリフィス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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