(57)【要約】【課題】接着剤の層におけるインクの漏れの発生を抑制することができるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドは、セラミックスの圧電体からなる基材（１３０）を有し、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力室が当該基材に設けられている圧力室基板（１３）と、圧力室基板の表面のうち基材がなす所定の面に固着され、インク流路が設けられている中間基板（１２）と、中間基板の圧力室基板側とは反対側の面に設けられた保護膜（１４）と、保護膜の中間基板側とは反対側の面に接着剤を介して接着されノズルが設けられているノズル基板（１１）と、を備え、中間基板の保護膜が設けられている面の表面は、圧力室基板の上記所定の面の表面よりも表面粗さが小さい。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドであって、
セラミックスの圧電体からなる基材を有し、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力室が当該基材に設けられている圧力室基板と、
前記圧力室基板の表面のうち前記基材がなす所定の面に固着され、前記圧力室に連通するインク流路が設けられている中間基板と、
前記中間基板の前記圧力室基板側とは反対側の面に設けられた保護膜と、
前記保護膜の前記中間基板側とは反対側の面に接着剤を介して接着され、前記インク流路を介して前記圧力室に連通する前記ノズルが設けられているノズル基板と、
を備え、
前記中間基板の前記保護膜が設けられている面の表面は、前記圧力室基板の前記所定の面の表面よりも、表面粗さが小さいインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記中間基板は、Ｓｉ、金属又はガラスからなる請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記保護膜は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｔａ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物若しくは無機窒化物、又はポリパラキシリレンである請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
インクを外部に排出するインク排出口を備え、
前記圧力室基板には、前記インク排出口に連通する第１排出流路が設けられており、
前記インク流路は、前記圧力室から当該インク流路に供給されたインクの一部を前記圧力室基板の前記第１排出流路に導く第２排出流路を有する請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記中間基板の前記保護膜が設けられている面の表面は、前記圧力室基板の前記所定の面の表面よりも、対象の表面に沿った平面から当該表面までの高さの絶対値を二次元の範囲で平均した値を表す算術平均粗さＳａが小さい請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置。
【請求項７】
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
セラミックスの圧電体からなる基材に、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力室を形成し、前記基材を有する圧力室基板を製造する工程、
前記圧力室基板の表面のうち前記基材がなす所定の面に対して、インク流路が設けられた所定の中間基板を、前記インク流路が前記圧力室に連通するように固着させる工程、
前記中間基板の前記圧力室基板側とは反対側の面に保護膜を形成する工程、
前記ノズルが設けられたノズル基板を、前記ノズルが前記インク流路を介して前記圧力室に連通するように、前記保護膜の前記中間基板側とは反対側の面に接着剤を介して接着する工程、
を含み、
前記中間基板の前記保護膜が設けられている面の表面は、前記圧力室基板の前記所定の面の表面よりも、表面粗さが小さい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】
本発明は、インクジェットヘッド、インクジェット記録装置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】
従来、インクジェットヘッドに設けられたノズルからインクを吐出させて画像などを形成するインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置のインクジェットヘッドとしては、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力室が設けられた圧力室基板と、圧力室基板に接着剤を介して接着され、圧力室に連通するノズルが設けられたノズル基板とを有するものがある。このようなインクジェットヘッドでは、圧力室内のインクの圧力を変動させることでノズルからインクを吐出させることができる。
【０００３】
圧力室基板としては、セラミックスの圧電体からなる基材に圧力室が設けられ、当該圧力室の内壁面に電極が設けられたものが知られている。このような圧力室基板では、上記電極を介して圧力室の壁面に電圧を印加して当該壁面を変形させることで、圧力室内のインクの圧力を変動させることができる。また、基材の表面や圧力室の内壁面に保護膜を形成することで、基材や電極がインクにより腐食される不具合の発生を抑制する技術がある（例えば、特許文献１）。このような保護膜を有する圧力室基板をインクジェットヘッドに用いる場合には、基材の表面に設けられた上記の保護膜に対してノズル基板が接着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５９３６９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、セラミックスの圧電体からなる基材は、表面に凹凸を有しており、当該表面に対して蒸着やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）といった通常用いられる薄膜形成方法で保護膜を形成すると、形成された保護膜の表面が、基材の表面の凹凸よりも段差の大きな凹凸を有した状態となりやすい。このような凹凸を表面に有する保護膜に対して接着剤を介してノズル基板を接着すると、保護膜とノズル基板との間に混入した異物の周囲に接着剤の空隙が生じやすくなる。接着剤に空隙があると、ノズルに対するインクの供給経路から当該空隙へのインクの漏れが生じ得るという課題がある。このようなインクの漏れは、ノズルへのインク供給量を低減させたり、ノズル間での意図しないインクの流通経路を生じさせたりするため、ノズルへのインク供給に異常が生じてインク吐出不良の発生に繋がる。
【０００６】
この発明の目的は、接着剤の層におけるインクの漏れの発生を抑制することができるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載のインクジェットヘッドの発明は、
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドであって、
セラミックスの圧電体からなる基材を有し、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力室が当該基材に設けられている圧力室基板と、
前記圧力室基板の表面のうち前記基材がなす所定の面に固着され、前記圧力室に連通するインク流路が設けられている中間基板と、
前記中間基板の前記圧力室基板側とは反対側の面に設けられた保護膜と、
前記保護膜の前記中間基板側とは反対側の面に接着剤を介して接着され、前記インク流路を介して前記圧力室に連通する前記ノズルが設けられているノズル基板と、
を備え、
前記中間基板の前記保護膜が設けられている面の表面は、前記圧力室基板の前記所定の面の表面よりも、表面粗さが小さい。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記中間基板は、Ｓｉ、金属又はガラスからなる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記保護膜は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｔａ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物若しくは無機窒化物、又はポリパラキシリレンである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
インクを外部に排出するインク排出口を備え、
前記圧力室基板には、前記インク排出口に連通する第１排出流路が設けられており、
前記インク流路は、前記圧力室から当該インク流路に供給されたインクの一部を前記圧力室基板の前記第１排出流路に導く第２排出流路を有する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記中間基板の前記保護膜が設けられている面の表面は、前記圧力室基板の前記所定の面の表面よりも、対象の表面に沿った平面から当該表面までの高さの絶対値を二次元の範囲で平均した値を表す算術平均粗さＳａが小さい。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、請求項６に記載のインクジェット記録装置の発明は、
請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備える。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、請求項７に記載のインクジェットヘッドの製造方法の発明は、
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
セラミックスの圧電体からなる基材に、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力室を形成し、前記基材を有する圧力室基板を製造する工程、
前記圧力室基板の表面のうち前記基材がなす所定の面に対して、インク流路が設けられた所定の中間基板を、前記インク流路が前記圧力室に連通するように固着させる工程、
前記中間基板の前記圧力室基板側とは反対側の面に保護膜を形成する工程、
前記ノズルが設けられたノズル基板を、前記ノズルが前記インク流路を介して前記圧力室に連通するように、前記保護膜の前記中間基板側とは反対側の面に接着剤を介して接着する工程、
を含み、
前記中間基板の前記保護膜が設けられている面の表面は、前記圧力室基板の前記所定の面の表面よりも、表面粗さが小さい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に従うと、接着剤の層におけるインクの漏れの発生を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】インクジェット記録装置の概略構成を示す図である。
【図２】ヘッドユニットの内部構成を示す斜視図である。
【図３】インクジェットヘッドの主要部の分解斜視図である。
【図４】圧力室基板の拡大平面図である。
【図５】ヘッドチップ及び配線基板の拡大断面図である。
【図６】本実施形態のインクジェットヘッドの構成により奏する効果を説明する図である。
【図７】シリコン基板の表面、ＰＺＴ基板の表面、及びこれらの各基板上に保護膜を形成した場合の当該保護膜の表面をそれぞれ撮影した写真である。
【図８】インクジェットヘッドの製造方法を説明する模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態であるインクジェット記録装置１００の概略構成を示す図である。
インクジェット記録装置１００は、搬送部８０と、ヘッドユニット９０などを備える。
【００１８】
搬送部８０は、図１のＸ方向に延びる回転軸を中心に回転する２本の搬送ローラー８１、８２により内側が支持された輪状の搬送ベルト８３を備える。搬送部８０は、搬送ベルト８３の搬送面上に記録媒体Ｍが載置された状態で搬送ローラー８１が図示略の搬送モーターの動作に応じて回転して搬送ベルト８３が周回移動することで記録媒体Ｍを搬送ベルト８３の移動方向（搬送方向；図１のＹ方向）に搬送する。
【００１９】
記録媒体Ｍは、一定の寸法に裁断された枚葉紙とすることができる。記録媒体Ｍは、図示略の給紙装置により搬送ベルト８３上に供給され、ヘッドユニット９０からインクが吐出されて画像が記録された後に搬送ベルト８３から所定の排紙部に排出される。なお、記録媒体Ｍとしては、ロール紙が用いられてもよい。また、記録媒体Ｍとしては、普通紙や塗工紙といった紙のほか、布帛又はシート状の樹脂等、表面に着弾したインクを定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。
【００２０】
ヘッドユニット９０は、搬送部８０により搬送される記録媒体Ｍに対して画像データに基づいて適切なタイミングでインクを吐出して画像を記録する。本実施形態のインクジェット記録装置１００では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つのヘッドユニット９０が記録媒体Ｍの搬送方向上流側からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。なお、ヘッドユニット９０の数は３つ以下又は５つ以上であってもよい。
【００２１】
図２は、ヘッドユニット９０の内部構成を示す斜視図である。
ヘッドユニット９０は、保持基板９１と、保持基板９１に設けられた貫通孔に篏合した状態で固定部材９２により保持基板９１に固定された複数の（ここでは６つの）インクジェットヘッド１とを有する。インクジェットヘッド１は、外装部材４０の内部に主要な構成要素が収容された構成を有している。また、インクジェットヘッド１は、ノズルの開口部が設けられたノズル開口面が保持基板９１の貫通孔から下方に向けて露出した状態で保持基板９１に固定されている。
【００２２】
インクジェットヘッド１では、インクを吐出する複数のノズル１１１（図３）が記録媒体Ｍの搬送方向と交差する方向（本実施形態では搬送方向と直交する幅方向、すなわちＸ方向）に配列されている。また、各インクジェットヘッド１では、Ｘ方向に一次元配列されたノズルからなるノズル列が２列設けられており、当該複数のノズル列は、ノズルの位置が互いにＸ方向にずれる位置関係で設けられている。なお、ノズル列の数は２列に限られず、１列又は３列以上であっても良い。
また、インクジェットヘッド１には、インクジェットヘッド１内に供給されるインクが流入するインレット４１と、インクジェットヘッド１から排出されるインクが流出するアウトレット４２（インク排出口）とが設けられている。
【００２３】
各ヘッドユニット９０における６つのインクジェットヘッド１は、ノズルのＸ方向についての配置範囲が、搬送ベルト８３上の記録媒体Ｍのうち画像が記録可能な領域のＸ方向についての幅をカバーするように千鳥格子状に配置されている。このようにインクジェットヘッド１が配置されたインクジェット記録装置１００では、ヘッドユニット９０を固定した状態でインクジェットヘッド１から画像データに応じた適切なタイミングでインクを吐出することで、搬送される記録媒体Ｍ上に画像を記録することができる。すなわち、インクジェット記録装置１００は、シングルパス方式で画像を記録する。
【００２４】
次に、インクジェットヘッド１の構成について説明する。
図３は、インクジェットヘッド１の主要部の分解斜視図である。
図３では、インクジェットヘッド１の構成部材のうち、外装部材４０の内部に収容されている主要な構成部材が示されている。具体的には、図３では、ノズル１１１が設けられたノズル基板１１を有するヘッドチップ１０と、ヘッドチップ１０に固着された配線基板２０と、配線基板２０に電気的に接続されたＦＰＣ３０（Flexible Printed Circuit）とが示されている。図３では、ノズル基板１１のノズル開口面が上方となるように、すなわち図２とは上下が反転されるように各部材が描かれている。以下では、各基板の−Ｚ方向側の面を上面、＋Ｚ方向側の面を下面とも記す。
【００２５】
ヘッドチップ１０は、Ｘ方向に長尺な略四角柱状の部材であり、ノズル基板１１と、ノズル１１１に連通するインク流路１２１が設けられた流路基板１２（中間基板）と、インク流路１２１を介してノズル１１１に連通する圧力室１３１等が設けられた圧力室基板１３とが積層された構造を有している。
【００２６】
このうち圧力室基板１３は、セラミックスの圧電体（電圧の印加に応じて変形する部材）からなる基材１３０を有している。具体的には、圧力室基板１３は、直方体形状の板状の圧電体からなる基材１３０を加工して貫通孔や凹部を形成することで基材１３０に圧力室１３１及び共通インク排出流路１３２（第１排出流路）を設け、圧力室１３１の壁面等に金属の電極（駆動電極１３３及び接続電極１３５（図４））を形成することで得られた基板である。
ここで、セラミックスは、無機物を焼結して得られた材料である。このようなセラミックスからなる圧電体の例としては、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛などが挙げられる。本実施形態の圧力室基板１３では、ＰＺＴからなる基材１３０が用いられている。
【００２７】
圧力室基板１３の圧力室１３１は、基材１３０のうちＺ方向から見てノズル１１１と重なる位置に各々設けられた貫通孔であり、Ｘ−Ｙ平面に沿った断面がＹ方向に長い矩形をなしている。本実施形態の圧力室基板１３では、複数の圧力室１３１がＸ方向に沿って２つの列をなすように配置されている。また、各圧力室１３１のＸ方向の位置が互いに異なるように、圧力室１３１がなす２つの列のＸ方向の位置がずらされている。すなわち、圧力室基板１３では、複数の圧力室１３１が千鳥格子状に配列されている。
各圧力室１３１には、配線基板２０に設けられたインク供給口２０１を介してインクが供給される。また、各圧力室１３１は、流路基板１２のインク流路１２１を介してノズル１１１に連通している。
【００２８】
図４は、圧力室基板１３の拡大平面図である。図４は、圧力室基板１３のうち圧力室１３１の近傍部分を図３の下方から（＋Ｚ方向側から）見た平面図である。
図４に示されるように、各圧力室１３１は、Ｘ方向に隣り合う圧力室１３１との間が圧電体の隔壁１３４により仕切られている。各圧力室１３１の隔壁１３４の内壁面には、金属の駆動電極１３３が設けられている。また、基材１３０の表面のうち圧力室１３１の開口部の−Ｙ方向側の近傍領域には、駆動電極１３３に電気的に接続された金属の接続電極１３５が設けられている。接続電極１３５は、図３に示される配線基板２０の配線２０３、及びＦＰＣ３０の配線３１を介して外部の駆動回路に電気的に接続される。
【００２９】
圧力室基板１３では、接続電極１３５を介して駆動電極１３３に印加された駆動信号に応じて隔壁１３４がシェアモード型の変位を繰り返すことで、圧力室１３１内のインクの圧力が変動する。この圧力の変動に応じて、圧力室１３１内のインクがインク流路１２１を介してノズル１１１から吐出される。
なお、図４におけるＸ方向について一つ置きの圧力室１３１の形成位置に、圧力室１３１に代えて、インクが供給されない空気室を設けても良い。このような構成とすることで、一の圧力室１３１に隣接する隔壁１３４が変形した際に、他の圧力室１３１に当該変形の影響が及ばないようにすることができる。
【００３０】
図３に示されるように、圧力室基板１３には、圧力室１３１から流路基板１２のインク流路１２１に供給されたインクのうちノズル１１１から吐出されなかったインクの一部が戻入する共通インク排出流路１３２が設けられている。共通インク排出流路１３２は、Ｙ方向について複数の圧力室１３１を挟む位置に一つずつ設けられている。共通インク排出流路１３２は、Ｙ方向の端部近傍で、基材１３０の流路基板１２側の表面に沿ってＸ方向に延びる溝状の水平共通排出流路１３２ａと、水平共通排出流路１３２ａの＋Ｘ方向の端部で水平共通排出流路１３２ａに接続され基材１３０をＺ方向に貫通する垂直共通排出流路１３２ｂと、からなる。流路基板１２のインク流路１２１から水平共通排出流路１３２ａに戻入したインクは、垂直共通排出流路１３２ｂ、及び配線基板２０に設けられた排出孔２０２を通ってアウトレット４２からインクジェットヘッド１の外部に排出される。
【００３１】
流路基板１２は、平面視で圧力室基板１３と略同等の大きさを有する直方体形状の板状部材である。流路基板１２は、圧力室基板１３の表面のうち基材１３０がなす上面（所定の面）に接着剤を介して接着（固着）されている。本実施形態の流路基板１２は、シリコン（Ｓｉ）の基板からなる。流路基板１２の厚さは、特には限られないが、数百μｍ程度とされる。
【００３２】
流路基板１２に設けられたインク流路１２１は、Ｚ方向から見て圧力室１３１の形成位置と重なる位置において流路基板１２を貫通する貫通流路１２２と、貫通流路１２２から分岐する個別インク排出流路１２３（第２排出流路）と、を有している。
貫通流路１２２のＸ−Ｙ平面に平行な断面形状は、圧力室１３１の断面形状と略同一の矩形となっている。貫通流路１２２は、圧力室基板１３側の開口部が圧力室１３１に接続され、ノズル基板１１側の開口部がノズル１１１に接続されている。
個別インク排出流路１２３は、貫通流路１２２のノズル基板１１側の開口部から流路基板１２の表面に沿ってＹ方向の端部側に延びる溝状の水平個別排出流路１２３ａと、当該水平個別排出流路１２３ａの端部から流路基板１２を貫通するように設けられた垂直個別排出流路１２３ｂとを有する。垂直個別排出流路１２３ｂの圧力室基板１３側の開口部は、共通インク排出流路１３２の水平共通排出流路１３２ａに接続されている。したがって、個別インク排出流路１２３は、貫通流路１２２から水平個別排出流路１２３ａに流入したインクを垂直個別排出流路１２３ｂを介して共通インク排出流路１３２に導く。
【００３３】
このように、流路基板１２に設けられた個別インク排出流路１２３、及び圧力室基板１３に設けられた共通インク排出流路１３２により、圧力室１３１内のインクのうちノズル１１１から吐出されなかったインクを排出するためのインク排出流路が構成される。
【００３４】
ノズル基板１１は、厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する孔であるノズル１１１が千鳥格子状の配置で２列設けられているシリコン基板である。各ノズル１１１は、Ｚ方向から見て、流路基板１２のインク流路１２１のうち貫通流路１２２と重なる位置に設けられている。ノズル基板１１の平面形状は、流路基板１２及び圧力室基板１３とほぼ同一である。ノズル基板１１の厚さは、例えば数十μｍから数百μｍ程度である。
なお、ノズル１１１の内壁面は、Ｚ方向に垂直な断面積が、インク吐出側の開口部に近いほど小さくなるようなテーパー形状を有していても良い。また、ノズル基板１１は、ポリイミド等の樹脂や、金属などにより構成されていても良い。
【００３５】
配線基板２０は、接着剤を介してヘッドチップ１０の下面に接着されている。配線基板２０は、ヘッドチップ１０との接合領域を確保する観点からヘッドチップ１０（圧力室基板１３）の面積よりも大きな面積を有する平板状の基板とされている。配線基板２０としては、例えばガラス、セラミックス、シリコン、プラスチックなどの基板を用いることができる。
【００３６】
配線基板２０には、Ｚ方向から見て圧力室基板１３の複数の圧力室１３１と重なる位置に複数のインク供給口２０１が設けられており、また、一対の垂直共通排出流路１３２ｂと重なる位置に一対の排出孔２０２が設けられている。また、配線基板２０の圧力室基板１３との接着面には、複数のインク供給口２０１の各々の端部から配線基板２０の端部に向かって−Ｙ方向に延びる複数の配線２０３が設けられている。
配線基板２０の下面には、図示しないインクマニホールド（共通インク室）が接続されており、当該インクマニホールドからインク供給口２０１にインクが供給される。
【００３７】
ヘッドチップ１０（圧力室基板１３）と配線基板２０とは、導電性粒子を含有させた導電性接着剤を介して接着される。これにより、圧力室基板１３の表面の接続電極１３５と、配線基板２０上の配線２０３とが、導電性粒子を介して電気的に接続される。
【００３８】
また、配線基板２０のうち配線２０３が設けられている端部には、ＦＰＣ３０が、例えばＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電フィルム）を介して接続される。この接続により、配線基板２０の複数の配線２０３と、ＦＰＣ３０上の複数の配線３１とが、一対一で対応するようにそれぞれ電気的に接続される。
【００３９】
図５は、ヘッドチップ１０及び配線基板２０の拡大断面図である。図５は、複数の圧力室１３１を通る位置におけるヘッドチップ１０及び配線基板２０のＹ方向に垂直な断面が示されている。
【００４０】
図５に示されるように、本実施形態のインクジェットヘッド１では、接着剤を介して接着された流路基板１２、圧力室基板１３及び配線基板２０からなる積層基板の表面に保護膜１４が設けられている。以下では、流路基板１２、圧力室基板１３及び配線基板２０からなる積層基板を保護膜形成対象積層基板と記す。
保護膜１４は、流路基板１２の上面と、配線基板２０の下面と、保護膜形成対象積層基板の内部においてインクが通る流路の内壁面と、保護膜形成対象積層基板における側面と、に設けられている。ここで、保護膜形成対象積層基板においてインクが通る流路は、インク流路１２１（貫通流路１２２及び個別インク排出流路１２３）と、圧力室１３１と、共通インク排出流路１３２と、インク供給口２０１と、排出孔２０２である。
また、ノズル基板１１は、保護膜形成対象積層基板のうち流路基板１２の上面に設けられた保護膜１４に対して接着剤を介して接着されている。
【００４１】
保護膜１４としては、特には限られないが、例えばポリパラキシリレンといった有機保護膜や、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｔａ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物又は無機窒化物からなる保護膜を用いることができる。
このような保護膜１４を設けることで、上記の積層構造においてインクが通る流路がインクにより腐食したり、上記の積層構造の外面に付着したインクがヘッドチップ１０内に侵入して流路を侵食したりする不具合の発生を抑制することができる。
【００４２】
このように、流路基板１２の上面に保護膜１４を設けた上で保護膜１４にノズル基板１１を接着することで、当該接着剤の層に空隙が生じるのを抑えることができる。以下では、この点について詳しく説明する。
【００４３】
図６は、本実施形態のインクジェットヘッド１の構成により得られる効果を説明する図である。図６（ａ）は、本実施形態のヘッドチップ１０の模式断面図であって、図５における領域Ｒを拡大して示したものである。図６（ｂ）は、流路基板１２を設けずに圧力室基板１３の上面に直接保護膜１４を形成した比較例の模式断面図である。
【００４４】
図６（ｂ）に示されるように、セラミックスの圧電体からなる基材１３０が露出した圧力室基板１３の上面は、凹凸を有している。このため、圧力室基板１３の表面を下地として蒸着やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）といった通常用いられる薄膜形成方法で保護膜１４を設けると、図６（ｂ）に示されるように、形成された保護膜１４の表面が、圧力室基板１３の表面の凹凸よりも段差（高低差）の大きな凹凸を有した状態となりやすい。
また、このような凹凸を有する比較例の保護膜１４に対して接着剤１６を介してノズル基板１１を接着すると、保護膜１４とノズル基板１１との間に異物Ａが混入した場合に、異物Ａの周囲に接着剤１６が回り込みにくいため、異物Ａの周囲に接着剤１６の空隙Ｂが生じやすくなる。このように接着剤１６に空隙Ｂがあると、ノズル１１１へのインクの供給経路から当該空隙Ｂにインクが漏れてしまう場合がある。このようなインクの漏れは、ノズル１１１へのインク供給量を低減させたり、接着剤１６の層においてノズル間での意図しないインクの流通経路（インクのリーク経路）を生じさせたりするため、ノズル１１１へのインク供給に異常が生じてインク吐出不良に繋がる。
【００４５】
これに対し、図６（ａ）に示される本実施形態のヘッドチップ１０では、圧力室基板１３に対して接着剤１５を介して流路基板１２が接着され、流路基板１２上に保護膜１４が形成され、当該保護膜１４に対して接着剤１６を介してノズル基板１１が接着されている。
図６（ａ）に示されるように、シリコン基板からなる流路基板１２の上面は、凹凸を有していないか、凹凸がごく僅かである。したがって、流路基板１２の上面の表面は、圧力室基板１３の上面の表面よりも表面粗さより小さくなっている。表面粗さのパラメーターの一つである算術平均粗さＳａを用いた場合、本実施形態のヘッドチップ１０では、流路基板１２の上面の算術平均粗さＳａは０．００４μｍであり、圧力室基板１３の上面の算術平均粗さＳａは０．３３６μｍとなっている。ここで、算術平均粗さＳａは、対象の表面に沿った平面から当該表面までの高さの絶対値を二次元の範囲で平均した値を表す。
【００４６】
図６（ａ）に示される本実施形態のヘッドチップ１０では、このように表面粗さが圧力室基板１３の表面粗さより小さい流路基板１２の上面に保護膜１４が設けられた結果、保護膜１４の表面の表面粗さが、図６（ｂ）における保護膜１４の表面の表面粗さよりも小さくなっている。
【００４７】
図７は、シリコン基板の表面、ＰＺＴ基板の表面、及びこれらの各基板上に保護膜を形成した場合の当該保護膜の表面をそれぞれ撮影した写真である。
図７の左上及び左下の写真にそれぞれ示されるように、シリコン基板（本実施形態の流路基板１２に相当）の表面や、シリコン基板上に形成した保護膜（図６（ａ）における保護膜１４に相当）の表面には、ほとんど凹凸が観察されない。
一方、図７の右上及び右下の写真にそれぞれ示されるように、ＰＺＴ基板（圧力室基板１３の基材１３０に相当）の表面や、ＰＺＴ基板上に設けた保護膜（図６（ｂ）における保護膜１４に相当）の表面には、多数の凹凸が観察される。特に、ＰＺＴ基板上に設けた保護膜の表面には、ＰＺＴ基板の表面における凹凸よりも大きな凹凸が生じているのが分かる。
【００４８】
図７の左下の写真や、図６（ａ）に示されるように、本実施形態におけるシリコン基板からなる流路基板１２上に形成された保護膜１４の表面には、ほとんど凹凸が生じない。このため、このような保護膜１４に対して接着剤１６を介してノズル基板１１を接着した場合に、保護膜１４とノズル基板１１との間に異物Ａが混入したとしても、異物Ａの周囲に接着剤１６が回り込みやすく、空隙Ｂが生じにくい。この結果、接着剤１６の層にインクが侵入しにくく、当該接着剤１６の層を介したノズル間のインクの漏れの発生を抑制することができる。
【００４９】
なお、図６（ａ）及び図７では、流路基板１２の材質がシリコンである場合を例に挙げて説明したが、流路基板１２としては、圧電体からなる基材１３０よりも表面粗さが小さい種々の材質のものを用いることができる。例えば、流路基板１２としてステンレス鋼や４２アロイといった金属、又はガラスなどを用いても良い。
【００５０】
次に、インクジェットヘッド１の製造方法について説明する。
図８は、インクジェットヘッド１の製造方法を説明する模式断面図である。
【００５１】
当該製造方法では、まず、流路基板１２、圧力室基板１３及び配線基板２０を製造する（図８のステップＳ１）。すなわち、シリコン基板にインク流路１２１を形成して流路基板１２を製造する。また、圧電体からなる基材１３０に圧力室１３１及び共通インク排出流路１３２を形成し、基材１３０に駆動電極１３３及び接続電極１３５を形成して圧力室基板１３を製造する。また、所定の材質の基板にインク供給口２０１、排出孔２０２及び配線２０３を形成して配線基板２０を製造する。
【００５２】
次に、接着剤を介して流路基板１２、圧力室基板１３及び配線基板２０を接着して積層させ、保護膜形成対象積層基板を製造する（図８のステップＳ２）。
【００５３】
次に、保護膜形成対象積層基板の表面、及び保護膜形成対象積層基板の内部においてインクが通る流路の内壁面に、公知の気相成長法などにより保護膜１４を形成する（図８のステップＳ３）。このステップでは、例えば、保護膜１４としてポリパラキシリレンを用いる場合には、蒸着法を用いることができる。また、保護膜１４としてＴｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｔａ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物又は無機窒化物を用いる場合には、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用いることができる。
【００５４】
次に、保護膜形成対象積層基板のうち流路基板１２の上面に形成された保護膜１４に対し、接着剤を介して、予め製造されたノズル基板１１を接着する（図８のステップＳ４）。
以降、配線基板２０にＦＰＣ３０を接合し、ヘッドチップ１０、配線基板２０及びＦＰＣ３０を他の構成部材とともに外装部材４０内に組み込んでインクジェットヘッド１が完成する。
【００５５】
以上のように、本実施形態に係るインクジェットヘッド１は、ノズル１１１からインクを吐出するインクジェットヘッド１であって、セラミックスの圧電体からなる基材１３０を有し、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力室１３１が当該基材１３０に設けられている圧力室基板１３と、圧力室基板１３の表面のうち基材１３０がなす所定の面に固着され、圧力室１３１に連通するインク流路１２１が設けられている流路基板１２と、流路基板１２の圧力室基板１３側とは反対側の面に設けられた保護膜１４と、保護膜１４の流路基板１２側とは反対側の面に接着剤１６を介して接着され、インク流路１２１を介して圧力室１３１に連通するノズル１１１が設けられているノズル基板１１と、を備え、流路基板１２の保護膜１４が設けられている面の表面は、圧力室基板１３の上記所定の面の表面よりも、表面粗さが小さい。
このような構成によれば、圧電体からなる基材１３０上に直接保護膜１４を形成する構成と比較して、保護膜１４の表面における凹凸の段差を小さくすることができる。このような保護膜１４の表面に対して接着剤１６を介してノズル基板１１を接着することで、保護膜１４とノズル基板１１との間に異物が混入した場合においても、異物の周囲に接着剤１６が回り込みやすくなり、接着剤１６中に空隙が生じにくくなる。これにより、接着剤１６の層にインクが侵入しにくくなり、当該接着剤１６の層におけるインクの漏れの発生を抑制することができる。この結果、ノズル１１１へのインク供給量が低減したり、接着剤１６の層においてノズル間での意図しないインクの流通経路が生じたりして、ノズル１１１への所望のインク供給ができなくなる不具合の発生を抑制することができる。
【００５６】
また、流路基板１２として、Ｓｉ、金属又はガラスからなる基板を用いることで、流路基板１２の保護膜１４が設けられる面の表面粗さを、より確実に圧力室基板１３の上記所定の面の表面粗さよりも小さくすることができる。また、流路基板１２の表面状態によっては、流路基板１２上に形成された保護膜１４の表面にほとんど凹凸が生じないようにすることができる。このため、保護膜１４とノズル基板１１との間の接着剤１６において空隙をより生じにくくすることができる。
【００５７】
また、保護膜１４として、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｔａ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物若しくは無機窒化物、又はポリパラキシリレンを用いることで、圧力室基板１３の基材１３０がインクにより浸食される不具合の発生を効果的に抑制することができる。
【００５８】
また、上記実施形態のインクジェットヘッド１は、インクを外部に排出するアウトレット４２を備え、圧力室基板１３には、アウトレット４２に連通する共通インク排出流路１３２が設けられており、インク流路１２１は、圧力室１３１から当該インク流路１２１に供給されたインクの一部を圧力室基板１３の共通インク排出流路１３２に導く個別インク排出流路１２３を有する。このような構成によれば、圧力室１３１内のインクのうちノズル１１１から吐出されなかったインクの一部を気泡や異物とともにアウトレット４２から排出することができる。これにより、圧力室１３１内のインクに適正な圧力が印加できない不具合や、ノズル１１１が異物で詰まる不具合の発生を抑制することができる。
【００５９】
また、流路基板１２の保護膜１４が設けられている面の表面は、圧力室基板１３の上記所定の面の表面よりも、対象の表面に沿った平面から当該表面までの高さの絶対値を二次元の範囲で平均した値を表す算術平均粗さＳａが小さい。このように、算術平均粗さＳａを用いることで、的確に表面粗さの比較を行うことができる。すなわち、算術平均粗さＳａでは、二次元の範囲の平均値を用いるため、表面の微小な傷や異物などによる影響を抑えて、表面の粗さを正確に反映した信頼性の高い値を得ることができる。
【００６０】
また、上記実施形態のインクジェット記録装置１００は、上記のインクジェットヘッド１を備えるので、インクジェットヘッド１の接着剤１６の層におけるインクの漏れの発生を抑制することができる。これによって、インク吐出不良の発生を抑制することができる。
【００６１】
また、上記実施形態のインクジェットヘッド１の製造方法は、セラミックスの圧電体からなる基材１３０に、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力室１３１を形成し、基材１３０を有する圧力室基板１３を製造する工程（図８のステップＳ１）、圧力室基板１３の表面のうち基材１３０がなす所定の面に対して、インク流路１２１が設けられた所定の流路基板１２を、インク流路１２１が圧力室１３１に連通するように固着させる工程（図８のステップＳ２）、流路基板１２の圧力室基板１３側とは反対側の面に保護膜１４を形成する工程（図８のステップＳ３）、ノズル１１１が設けられたノズル基板を、ノズルがインク流路１２１を介して圧力室１３１に連通するように、保護膜１４の流路基板１２側とは反対側の面に接着剤１６を介して接着する工程（図８のステップＳ４）、を含み、流路基板１２の保護膜１４が設けられている面の表面は、圧力室基板１３の上記所定の面の表面よりも、表面粗さが小さい。
このような方法によれば、圧電体からなる基材１３０上に直接保護膜１４を形成する構成と比較して、保護膜１４の表面における凹凸の段差を小さくすることができる。これにより、保護膜１４とノズル基板１１との間に異物が混入した場合においても、接着剤１６中に空隙が生じにくくなり、当該接着剤１６の層におけるインクの漏れの発生を抑制することができる。この結果、ノズル１１１へのインク供給量が低減したり、接着剤１６の層においてノズル間での意図しないインクの流通経路が生じたりして、ノズル１１１への所望のインク供給ができなくなる不具合の発生を抑制することができる。
【００６２】
なお、本発明は、上記実施形態及び各変形例に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、中間基板として、個別インク排出流路１２３を含むインク流路１２１が設けられた流路基板１２を例に挙げて説明したが、中間基板の構成はこれに限られない。例えば、圧力室１３１とノズル１１１とを連通させる貫通流路１２２（貫通孔）のみからなるインク流路１２１が設けられた有孔基板を中間基板として用いても良い。
【００６３】
また、上記実施形態では、流路基板１２、圧力室基板１３及び配線基板２０からなる保護膜形成対象積層基板に対して保護膜１４を形成したが、これに限られない。例えば、流路基板１２及び圧力室基板１３からなる保護膜形成対象積層基板に対して保護膜１４を形成し、配線基板２０には、保護膜１４とは別個の保護膜を形成しても良い。また、単体の流路基板１２に対して保護膜１４を形成してから他の基板と接着しても良い。
【００６４】
また、上記実施形態では、中間基板としての流路基板１２の表面粗さと、圧力室基板１３の表面粗さとの比較に算術平均粗さＳａを用いたが、これに限定する趣旨ではない。表面粗さとしては、例えば、二次元の範囲での最大高さＳｚ、最大山高さＳｐ、最大谷深さＳｖ、二乗平均平方根粗さＳｑなどを用いても良いし、流路基板１２や圧力室基板１３の所定の断面における一次元方向についての算術平均粗さＲａ、最大高さＲｚ、最大山高さＲｐ、最大谷深さＲｖ、二乗平均平方根粗さＲｑなどを用いても良い。
【００６５】
また、上記実施形態では、搬送ベルト８３を備える搬送部８０により記録媒体Ｍを搬送する例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、搬送部８０は、例えば回転する搬送ドラムの外周面上で記録媒体Ｍを保持して搬送するものであっても良い。
【００６６】
また、上記実施形態では、シングルパス形式のインクジェット記録装置１００を例に挙げて説明したが、インクジェットヘッド１を走査させながら画像の記録を行うインクジェット記録装置に本発明を適用しても良い。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
【符号の説明】
【００６８】
１  インクジェットヘッド
１０  ヘッドチップ
１１  ノズル基板
１１１  ノズル
１２  流路基板
１２１  インク流路
１２２  貫通流路
１２３  個別インク排出流路
１２３ａ  水平個別排出流路
１２３ｂ  垂直個別排出流路
１３  圧力室基板
１３０  基材
１３１  圧力室
１３２  共通インク排出流路
１３２ａ  水平共通排出流路
１３２ｂ  垂直共通排出流路
１３３  駆動電極
１３４  隔壁
１３５  接続電極
１４  保護膜
１５、１６  接着剤
２０  配線基板
２０１  インク供給口
２０２  排出孔
２０３  配線
３０  ＦＰＣ
３１  配線
４０  外装部材
４１  インレット
４２  アウトレット
８０  搬送部
９０  ヘッドユニット
１００  インクジェット記録装置
Ｍ  記録媒体
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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