(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドの圧電素子とＦＰＣとの間の接着部周辺の耐溶剤性を向上させる。【解決手段】本発明のインクジェットヘッド１は、インクの流路が内部に形成されたインクジェットヘッドマニホールド２と、インクジェットヘッドマニホールド２に接合された複合板４の振動要素部４ａの外側に、接着層７３、７４を介して順次接着されたＦＰＣ５及び圧電素子６と、圧電素子６のさらに外側からこの圧電素子６とＦＰＣ５との間の接着層７４を覆うように複合板４が折り返された状態で振動要素部４ａに対して縁部が溶接された複合板４の有する保護要素部４ｂとを備える。【選択図】図４
2008221695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクの流路が内部に形成されたヘッド本体と、
前記ヘッド本体に接合されこのヘッド本体に押圧力を付与する振動板と、
前記ヘッド本体に接合された前記振動板の外側に各々接着層を介して順次接着され、前記振動板を電気的に駆動する回路基板及び圧電素子と、
前記圧電素子のさらに外側からこの圧電素子と前記回路基板との間の前記接着層を少なくとも覆う、前記振動板に対して溶接された保護板と、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記振動板及び前記保護板は、前記振動板として機能する振動要素部と前記保護板として機能する保護要素部とを備えた複合板として単一の板材により一体で構成され、
さらに前記複合板は、前記振動要素部と前記保護要素部とが、前記各接着層と共に前記回路基板及び前記圧電素子を挟んで対向するように当該複合板本体を折り返した状態で前記保護要素部の縁部が前記振動要素部に溶接されている
ことを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記ヘッド本体は、インクの吐出口を開口させたインク吐出面を有し、
前記複合板は、当該複合板本体を折り返している折曲部分が、前記ヘッド本体の前記インク吐出面側に配置されている
ことを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記振動板と前記保護板、又は前記複合板の前記振動要素部と前記保護要素部とは、レーザ溶接により互いに接合されていることを特徴とする請求項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。
【請求項５】
前記ヘッド本体は、複数の積層板を積層一体化して構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
インクの流路が内部に形成されたヘッド本体を作製するヘッド本体作製工程と、
前記作製されたヘッド本体に押圧力を付与する振動板をこのヘッド本体上に接合する振動板接合工程と、
前記ヘッド本体に接合された前記振動板を電気的に駆動する回路基板及び圧電素子を前記振動板の外側に各々接着層を介して順次接着する接着工程と、
前記接着された圧電素子のさらに外側からこの圧電素子と前記回路基板との間の前記接着層を少なくとも覆う保護板を前記振動板に対して溶接する溶接工程と、
を有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記振動板及び前記保護板は、前記振動板として機能する振動要素部と前記保護板として機能する保護要素部とを備えた複合板として単一の板材により一体で構成され、
前記振動板接合工程では、前記複合板の前記振動要素部を前記ヘッド本体上に接合し、
前記接着工程では、前記ヘッド本体に接合された前記複合板の前記振動要素部の外側に前記回路基板及び前記圧電素子を各々前記接着層を介して順次接着し、
前記溶接工程では、前記複合板の前記振動要素部と前記保護要素部とが、前記各接着層と共に前記回路基板及び前記圧電素子を挟んで対向するように前記複合板を折り返した状態で前記保護要素部の縁部を前記振動要素部に溶接する
ことを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記ヘッド本体は、インクの吐出口を開口させたインク吐出面を有し、
前記溶接工程では、前記複合板の折曲部分が前記ヘッド本体の前記インク吐出面側に配置されるように前記複合板を折り返す
ことを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記溶接工程では、前記振動板と前記保護板、又は前記複合板の前記振動要素部と前記保護要素部とを、レーザ溶接により互いに接合することを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記ヘッド本体作製工程では、複数の積層板を積層一体化して前記ヘッド本体を形成することを特徴とする請求項６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、インクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク流路形成用の開口部を設けた複数の金属平板を拡散接合により積層一体化したインクジェットヘッドマニホールドを有するインクジェットヘッドが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記文献のインクジェットヘッドは、個々のインク吐出孔に各々対応する複数の電極が形成された圧電素子をフレキシブル基板を介して電気的に駆動することで、この際生じるポンプ作用によってインク吐出孔からインクを吐出させる。
【０００４】
ところで、この種のインクジェットヘッドでは、上述したフレキシブル基板と圧電素子との間の接合に例えば接着剤などが利用される。したがって、接着剤による接着部分に耐溶剤性を持たせるために接着部分の周辺を耐溶剤性の高い保護膜で被覆することなどが行われている。このような保護膜は、液状の被膜材料のスプレー塗布や被膜材料を蒸着することなどで成膜される。
【特許文献１】特開２００６−２３１６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来のインクジェットヘッドは、フレキシブル基板と圧電素子との間の接着部周辺の狭隘部分全体に対し満遍なく保護膜を被着させることが非常に難しくこの点において課題を抱えている。
【０００６】
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、構成部品どうしが接合される特に接着部周辺の耐溶剤性に優れたインクジェットヘッド及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットヘッドは、インクの流路が内部に形成されたヘッド本体と、前記ヘッド本体に接合されこのヘッド本体に押圧力を付与する振動板と、前記ヘッド本体に接合された前記振動板の外側に各々接着層を介して順次接着され、前記振動板を電気的に駆動する回路基板及び圧電素子と、前記圧電素子のさらに外側からこの圧電素子と前記回路基板との間の前記接着層を少なくとも覆う、前記振動板に対して溶接された保護板と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
すなわち、本発明によれば、ヘッド本体に接合された振動板とこの振動板に溶接された保護板との間で、圧電素子及び回路基板間の接着層を外側から挟み込むように覆っているので、この圧電素子及び回路基板間の接着部周辺に対し優れた耐溶剤性を付与することができる。
【０００９】
ここで、本発明において、前記振動板及び前記保護板を、前記振動板として機能する振動要素部と前記保護板として機能する保護要素部とを備えた複合板として単一の板材により一体で構成し、さらに、前記振動要素部と前記保護要素部とが、前記各接着層と共に前記回路基板及び前記圧電素子を挟んで対向するように当該複合板本体を折り返した状態で前記保護要素部の縁部を前記振動要素部に溶接してもよい。
【００１０】
また、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、インクの流路が内部に形成されたヘッド本体を作製するヘッド本体作製工程と、前記作製されたヘッド本体に押圧力を付与する振動板をこのヘッド本体上に接合する振動板接合工程と、前記ヘッド本体に接合された前記振動板を電気的に駆動する回路基板及び圧電素子を前記振動板の外側に各々接着層を介して順次接着する接着工程と、前記接着された圧電素子のさらに外側からこの圧電素子と前記回路基板との間の前記接着層を少なくとも覆う保護板を前記振動板に対して溶接する溶接工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明によれば、構成部品どうしが接合される特に接着部周辺の耐溶剤性に優れたインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド１の外観を示す斜視図である。また、図２は、このインクジェットヘッド１を概略的に示す平面（上面）図であり、図３は、インクジェットヘッド１を概略的に示す底面図である。さらに、図４は、図３に示したインクジェットヘッド１のＡ−Ａ断面図であり、図５は、このインクジェットヘッド１の構造を示す分解斜視図である。なお、図４のＡ−Ａ断面図では、インクジェットヘッドマニホールド２内のインクの流路やオリフィスプレート３上のインク吐出孔３ａなどの図示を省略している。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド１は、いわゆるピエゾ方式を採用するインクジェットヘッドであって、ヘッド本体（ヘッド筐体）としての金属製のインクジェットヘッドマニホールド２を備えている。このインクジェットヘッドマニホールド２は、図３及び図４に示すように、インクの流路を内部に備える共にインク吐出口３７の開口するインク吐出面２ｄを有する。
【００１４】
インクジェットヘッドマニホールド２は、図１及び図５に示すように、複数の種類（図５に示す例では大別して９種類）の金属製の第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９を複数枚（例えば、２５〜２５０枚）積層して構成されている。これらの第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９は、厚さが例えば０．０２ｍｍ〜０．２ｍｍの金属製（例えば、ＳＵＳ３０４など）の板材から構成されており、これらを拡散接合などによって互いに圧着することで、ブロック状に形成されている。また、第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９に開口されたインク流路は、例えばエッチング加工やブラスト加工によって形成されている。第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９の外形は、エッチング加工やブラスト加工の他、打ち抜き加工によっても成形することができる。
【００１５】
また、インクジェットヘッドマニホールド２の底面には、図３〜図５に示すように、複数のインク吐出孔３ａ（例えば直径０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ）の形成されたオリフィス部材としてのオリフィスプレート３が、上記した拡散接合などによって接合されている。このオリフィスプレート３は、例えば幅４ｍｍ、厚さ０．０８ｍｍで形成（厚さは例えば０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲内で形成されていてもよい）されており、その構成材料としては、インクジェットヘッドマニホールド２と同一の材料（例えば、ＳＵＳ３０４など）が適用されている。インク吐出孔３ａは、図３、図５に示すように、オリフィスプレート３上に例えば一列に配置されている。このインク吐出孔３ａは、例えばパンチング加工、レーザ加工、エッチング加工などによって形成されている。
【００１６】
また、インクジェットヘッドマニホールド２の各側面で構成されるヘッド押圧面２ｃには、図１〜図５に示すように、振動要素部４ａ及び保護要素部４ｂを各々有する一対の複合板４が、拡散接合などによって接合されている。この複合板４は、インクジェットヘッドマニホールド２と同一の材料（例えば、ＳＵＳ３０４など）から構成されており、例えば厚さ０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍで形成されている。また、複合板４は、レーザ加工やエッチング加工などによって加工成形されている。このような各複合板４の振動要素部４ａは、一対のヘッド押圧面２ｃ側からインクジェットヘッドマニホールド２を挟んだ状態で押圧力を付与する。
【００１７】
さらに、この一対の複合板４の個々の振動要素部４ａの外側面には、図１〜図５に示すように、所定形状の導体パターンが形成された回路基板（フレキシブル基板）である一対のＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）５が、接着層７３を介して接着されている。さらに、これらのＦＰＣ５の各外側面には、接着層７４を介して一対の圧電素子６が接着されている。圧電素子６は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの材質で構成されたピエゾ素子であって例えば０．２ｍｍ〜２ｍｍの厚さを有する。これらの圧電素子６には、各インク吐出孔３ａにそれぞれ対応する複数の電極が、蒸着などの方法で形成されており、これらの電極は、ＦＰＣ５に形成された導体パターンとそれぞれ電気的に接続されている。すなわち、圧電素子６をＦＰＣ５を介して電気的に駆動することで、複合板４の振動要素部４ａが振動し、この際生じるポンプ作用によってインク吐出孔３ａからインクが吐出することになる。
【００１８】
ここで、図４に示すように、上述したＦＰＣ５と圧電素子６との間の接着層７４には、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）が適用されている。このため、接着層７４の耐溶剤性を確保するために、複合板４の保護要素部４ｂによって圧電素子６のさらに外側から少なくとも接着層７４が覆われている。すなわち、複合板４は、振動要素部４ａと保護要素部４ｂとが、上記の各接着層７３、７４と共にＦＰＣ５及び圧電素子６を挟んで対向するように当該複合板４本体を折曲部分４ｃから折り返した状態で保護要素部４ｂの縁部が振動要素部４ａにレーザ溶接されている。具体的には、図１に示すように、振動要素部４ａと対向する保護要素部４ｂの周縁部のうちで、上記の折曲部分４ｃを構成する辺部とＦＰＣ５に直接対向する部分とのそれぞれを避けた（除いた）部位が、振動要素部４ａと保護要素部４ｂとの溶接部分７７となっている。
【００１９】
したがって、図１〜図４に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド１では、インクジェットヘッドマニホールド２に接合された複合板４の振動要素部４ａとこの振動要素部４ａにレーザ溶接された保護要素部４ｂとの間で、圧電素子６及びＦＰＣ５間の少なくとも接着層７４を外側から挟み込むように覆っているので、この圧電素子６及びＦＰＣ５間の狭隘部分（小さくて狭い部位）にある接着層７４周辺に耐溶剤性を付与することができる。なお、圧電素子６とＦＰＣ５との間の上述した接着層７４は、汎用の例えばメチルシアノアクリレートやエポキシ系、アクリル系の接着剤などを用いて構成されるものであってもよい。
【００２０】
また、図５に示すように、上述した第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９のうちで、中央部に配置される第５流路形成積層板２５から一方の積層方向に積層される第６流路形成積層板２６〜第９流路形成積層板２９は、インク吐出孔３ａの例えば奇数列の流路を形成するように配置されている。また、第５流路形成積層板２５から他方の積層方向に積層される第４流路形成積層板２４〜第１流路形成積層板２１は、インク吐出孔３ａの例えば偶数列の流路を形成するように配置されている。
【００２１】
また、上記構成に代えて、第５流路形成積層板２５から一方に積層される第６流路形成積層板２６〜第９流路形成積層板２９が、インク吐出孔３ａの偶数列の流路を形成し、第５流路形成積層板２５から他方に積層される第４流路形成積層板２４〜第１流路形成積層板２１が、インク吐出孔３ａの奇数列の流路を形成するものであってもよい。そして、このようにして形成される奇数列の流路と偶数列の流路とで、図３に示すように、インク吐出孔３ａが、オリフィスプレート３上に一列に配置される。
【００２２】
上記したように、中央部に配置される第１流路形成積層板２５には、インク供給流路３１、インク溜め部３２、空気抜き孔４０、インク吐出口３７を形成するための開口部が設けられている。また、第５流路形成積層板２５の両外側に配置される第６流路形成積層板２６及び第４流路形成積層板２４には、インク供給流路３１、インク溜め部３２、空気抜き孔４０を形成するための開口部と、下側インク流路３６を形成するための開口部とが設けられている。
【００２３】
ここで、インク溜め部３２の内壁上部３２ａは、空気抜き孔４０に向けて上り勾配となる傾斜面で形成されている。また、インク供給流路３１は、インク供給口２ａから一旦インク溜め部３２の下方に延び、次いで上方に延びてインク溜め部３２の底部に接続されるサイフォン構造を採っている。さらに、インク供給流路３１と空気抜き孔４０とは、インク溜め部３２の長手方向の両側端部に接続されるように設けられている。
【００２４】
さらに、上記第６流路形成積層板２６及び第４流路形成積層板２４のそれぞれの外側に配置される第７流路形成積層板２７及び第３流路形成積層板２３には、下側インク流路３６と、上側共通インク流路３３とを形成するための開口部が設けられている。さらに、第７流路形成積層板２７及び第３流路形成積層板２３のそれぞれの外側に配置される第８流路形成積層板２８及び第２流路形成積層板２２には、下側インク流路３６と、上側個別インク流路３４とを形成するための開口部が設けられている。また、最も外側に配置される第９流路形成積層板２９及び第１流路形成積層板２１には、上下方向インク流路３５を形成するための開口部が設けられている。
【００２５】
このように構成された所定枚数の第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９を、所定の順序で積層一体化することで、インクジェットヘッドマニホールド２内には、インク供給流路３１からインク吐出口３７に至るインクの流路が、積層方向中央部から両側に向けて形成されると共に、図３及び図４に示すように、インクジェットヘッドマニホールド２の上側に、インク供給口２ａ、空気抜き口２ｂが開口した状態となる。また、積層一体化されたこれらの積層板の端面で、上述したインク吐出口３７を開口させたインク吐出面２ｄが構成される。
【００２６】
インクジェットヘッドマニホールド２へのインクの供給は、図５に示すように、インク供給口２ａから行われる。このインク供給口２ａから供給されたインクは、インク供給流路３１を通って、インク溜め部３２に導入され、このインク溜め部３２から、上側共通インク流路３３、上側個別インク流路３４、上下方向インク流路３５、下側インク流路３６をこの順で通過して、インク吐出口３７内にまで充填される。
【００２７】
また、上記のようにインクジェットヘッドマニホールド２内にインクが充填された状態で、ＦＰＣ５を介して圧電素子６に駆動信号が加わると、駆動信号が加わった部分の圧電素子６が変形することで、複合板４における振動要素部４ａ上の対応する部位が振動し、さらにこれに対応する部分の上下方向インク流路３５内のインクを押圧し、オリフィスプレート３の対応するインク吐出孔３ａから所定量のインクが吐出されることになる。
【００２８】
ここで、上記したインク供給流路３１は、サイフォン構造で構成されているため、インク供給口２ａから供給されるインク供給量及び供給圧が仮に安定していなくとも、インク溜め部３２内のインクの状態を安定に保つことができ、インクの吐出不良が発生することを防止できる。また、インク溜め部３２には、上述したように、空気抜き孔４０が設けられており、インク溜め部３２の内壁上部３２ａは、空気抜き孔４０に向けて上り勾配となる傾斜面とされているので、インク溜め部３２内に進入した空気を、速やかにこの空気抜き孔４０から排出させることができ、これにより、前記同様、インク吐出不良の発生を抑制することができる。
【００２９】
次に、本実施形態に係るインクジェットヘッド１の製造方法について説明する。ここでは、まず、インクジェットヘッドマニホールド２の製造方法を図６及び図７に基づき説明する。なお、上述した第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９は、以下、積層板６５として説明を行う。上記の図６は、積層板６５どうしを拡散接合するための熱圧着装置５５を概略的に示す図であり、また、図７は、積層板６５を形成するための母材プレート５０を示す斜視図である。
【００３０】
図６に示すように、熱圧着装置５５は、複数の積層板６５を熱圧着により積層一体化したインクジェットヘッドマニホールド２を作製するための装置である。熱圧着装置５５は、高温真空炉５６と、この高温真空炉５６の床上に設置された金属製の支え台５７と、この支え台５７上に設置されたあて板５８と、このあて板５８上に配置された複数の積層板６５を上方から支え台５７側に押圧するあて板５９を備えた金属製の圧着冶具６３と、この圧着冶具６３を駆動するアクチュエータ６４と、一対の金属製の位置決めピン６１、６２と、で主に構成される。
【００３１】
ここで、上記した図１、図２及び図６に示すように、金属製（本実施形態ではＳＵＳ３０４製）の複数の積層板６５の各々には、一対の貫通穴（位置決め穴）７、８が形成されている。この貫通穴７、８は、積層板６５の積層一体化後インクの流路になる開口部（インク供給流路３１及びインク溜め部３２など）と同一のステージで形成され、このインク流路形成用の開口部との相対的な位置精度が確保されている。ここで、上記した位置決めピン６１、６２は、積層板６５の貫通穴７、８に対し挿抜自在に嵌合される。
【００３２】
つまり、熱圧着装置５５では、貫通穴７、８に位置決めピン６１、６２を挿通させた状態で、熱圧着により積層板６５どうしを拡散接合する。なお、積層板６５の貫通穴７、８の内壁面と位置決めピン６１、６２とが拡散現象により接合してしまうことなどを抑制するために、位置決めピン６１、６２の外周面に例えばアルミナ層などを形成することが好ましい。
【００３３】
高温真空炉５６は、その炉内を最大１３００℃程度まで昇温させることが可能である。また、高温真空炉５６では、その炉内に接続されたターボ分子ポンプ（図示せず）などを通じて１０-1〜１０-10Ｐａ程度の真空度を得ることができる。さらに、高温真空炉５６は、炉内を窒素などの不活性ガス雰囲気にすることも可能である。
【００３４】
支え台５７の上面に設けられたあて板５８、及び圧着冶具６３の下端部に設けられたあて板５９は、熱圧着時の金属材料間での拡散現象により、支え台５７（又は圧着冶具６３）と積層板６５とが接合してしまうことを防止するために設けられている。つまり、あて板５８、５９は、例えば析出硬化型ステンレス鋼などで形成されている。また、本実施形態では、支え台５７上には、上述したように、位置決めピン６１、６２を挿通させた状態で、複数の積層板６５が搭載されることになる。ここで、あて板５９には、圧着冶具６３が下降して支え台５７上のこれら積層板６５を熱圧着する際に、積層板６５の上方から突出する位置決めピン６１、６２の形状を避けるように一対の凹部６０が設けられている。
【００３５】
したがって、熱圧着装置５５を用いて、実際に積層板６５どうしを接合する場合には、まず、酸浸漬などによる洗浄処理により、ＳＵＳ３０４製の各積層板６５の表層にあるクロムの酸化膜（不動態皮膜）を除去する。次に、図６に示すように、各積層板６５の一対の貫通穴７、８に対し、位置決めピン６１、６２を挿通させることで、複数の積層板６５どうしをその板面に沿った方向に位置決めする。
【００３６】
次いで、貫通穴７、８に位置決めピン６１、６２を挿通させた状態の複数の積層板６５を熱圧着装置５５における高温真空炉５６内の支え台５７上に載置する。さらに、位置決めピン６１、６２の外形部分（例えばアルミナ層）を貫通穴７、８の内壁面に接触させることにより位置決めされた複数の積層板６５を、所定温度に加熱しつつ、さらに圧着冶具６３を通じて加圧し、当該積層板６５どうしを拡散接合する。この熱圧着時の条件は、例えば、加熱温度９５０℃〜１０５０℃、圧力０．５〜２ｋｇ／ｃｍ2、炉内の真空度を０．０００１Ｐａとし、この状態を２時間維持し、この後さらに２４時間かけて除冷処理を行う。これにより、インクジェットヘッドマニホールド２が作製される。
【００３７】
ここで、上述した態様では、積層板６５の本体部分（製品部分）どうしを直接積層する製法について例示したが、これに代えて、図７に示すように、積層板６５の外側にあるブランク部（捨て部材）５１、５２を有する状態の積層板６５どうしを積層一体化するようにしてもよい。図７に示すように、積層板６５は、例えばＳＵＳ３０４製の母材プレート５０を加工成形することで得られる。詳細には、非製品部分であるブランク部５１、５２は、各積層板６５の外形部分のさらに外側に配置され且つ積層板６５どうしの拡散接合後に除去されるものであって、積層板６５と一体で加工成形される。このようなブランク部５１、５２は、積層板６５本体を例えばハンドリングする場合などに有用となる。なお、ブランク部５１、５２と積層板６５とのつなぎ部分に、ハーフエッチングなどによって切れ込みを入れておくことで、積層板６５の積層一体化後、ブランク部５１、５２を容易に除去して、インクジェットヘッドマニホールド２を得ることができる。
【００３８】
次に、このようにして作製されたインクジェットヘッドマニホールド２に対し、複合板４、オリフィスプレート３、ＦＰＣ５、圧電素子６を接合して行くことで製造されるインクジェットヘッド１の具体的な製造方法について図８Ａ〜図８Ｆに基づき説明を行う。ここで、図８Ａは、インクジェットヘッドマニホールド２に対し複合板４の振動要素部４ａ、及びオリフィスプレート３を接合する直前の状態を示す斜視図であり、図８Ｂは、図８Ａの複合板４の振動要素部４ａ及びオリフィスプレート３が接合されたインクジェットヘッドマニホールド２を示す斜視図である。また、図８Ｃは、図８Ｂのインクジェットヘッドマニホールド２に接合された各複合板４の振動要素部４ａの外側に一対のＦＰＣ５及び圧電素子６を接着層７３、７４を介して順次接着する直前の状態を示す斜視図である。
【００３９】
さらに、図８Ｄは、図８ＣのＦＰＣ５及び圧電素子６が各々接着された複合板４を折り返す直前の状態を示す斜視図であり、図８Ｅは、図８Ｄの複合板４を折り返した状態を示す斜視図である。また、図８Ｆは、図８Ｅの複合板４を折り返した状態で保護要素部４ｂの縁部を振動要素部４ａにレーザ溶接している状態を示す斜視図である。なお、図８Ａ〜図８Ｆでは、接着層７３、並びに一方の複合板４、ＦＰＣ５及び圧電素子６の図示を省略している。
【００４０】
まず、図８Ａ、８Ｂに示すように、インクジェットヘッドマニホールド２のインク吐出面２ｄ上に、インク吐出口３７及びインク吐出孔３ａを位置合せした状態でオリフィスプレート３を接合する。さらに、インクジェットヘッドマニホールド２を両側から挟んだ状態で押圧力を付与することの可能な一対の複合板４の振動要素部４ａを、当該インクジェットヘッドマニホールド２上の一対のヘッド押圧面２ｃに接合する。ここで、インクジェットヘッドマニホールド２（積層板６５）、オリフィスプレート３、及び複合板４は、互いに同一の構成材料であるＳＵＳ３０４で形成されており、インクジェットヘッドマニホールド２と、各複合板４の振動要素部４ａ及びオリフィスプレート３と、の接合には、上記図５の積層板６５どうしの積層一体化に利用された拡散接合が適用される。また、オリフィスプレート３の拡散接合前には、インク吐出口３７内への異物の混入を防止したうえで、インクジェットヘッドマニホールド２の（積層板６５の個々の端面で構成される）インク吐出面２ｄを平坦に研磨することが望ましい。
【００４１】
次に、図８Ｃ、図８Ｄに示すように、インクジェットヘッドマニホールド２に接合された各複合板４の振動要素部４ａを電気的に駆動するそれぞれ一対のＦＰＣ５及び圧電素子６を振動要素部４ａの外側に接着層７３、７４を介して順次接着する。ここで、ＦＰＣ５と各圧電素子６との間の接着層７４には、上述した異方性導電フィルム（ＡＣＦ）が適用される。続いて、図８Ｄ、図８Ｅに示すように、複合板４の保護要素部４ｂにより圧電素子６の外側から少なくとも接着層７４が覆われるように、振動要素部４ａと保護要素部４ｂとが、上記の各接着層７３、７４と共にＦＰＣ５及び圧電素子６を挟んで対向する状態まで複合板４を折り返す（折り曲げる）。ここで、複合板４は、インクジェットヘッドマニホールド２のインク吐出面２ｄ側に折曲部分４ｃが配置されるように折り曲げられる。
【００４２】
さらに、図８Ｆに示すように、複合板４本体を折曲部分４ｃから折り返した状態で、レーザ照射装置８０を用いて、保護要素部４ｂの縁部を振動要素部４ａにレーザ溶接する。レーザ照射装置８０としては、例えばＹＡＧレーザやＣＯ2（炭酸ガス）レーザなどを照射可能な装置が例示される。また、レーザ照射装置８０は、照射スポット位置を３軸方向に移動させることの可能な機構を有する。このようなレーザ照射装置８０を用い、複合板４の振動要素部４ａと対向する保護要素部４ｂの周縁部のうちで、上記の折曲部分４ｃを構成する辺部とＦＰＣ５に直接対向する部分とのそれぞれを避けた部位を、振動要素部４ａと保護要素部４ｂとの溶接部分７７としてレーザ溶接を行う。またこの場合、溶接部分７７において、間欠的（スポット的）にレーザ溶接を行うのではなく、溶接部分７７において、振動要素部４ａと保護要素部４ｂとの間に間隙が生じないように、連続的（例えば直線的）にレーザ溶接を行う。このような溶接工程を経て、図１〜図４に示したインクジェットヘッド１を得ることができる。
【００４３】
既述したように、本実施形態に係るインクジェットヘッド１及びその製造方法によれば、インクジェットヘッドマニホールド２に接合された複合板４の振動要素部４ａとこの振動要素部４ａにレーザ溶接された保護要素部４ｂとの間で、圧電素子６及びＦＰＣ５間の少なくとも接着層７４を外側から挟み込むように覆っているので、この圧電素子６及びＦＰＣ５間の狭隘部分にある接着層７４周辺に優れた耐溶剤性を付与することができる。
【００４４】
以上、本発明を上記実施形態により具体的に説明したが、本発明はこの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。すなわち、上述した実施形態では、振動要素部４ａと保護要素部４ｂとが複合板４として単一の板材により一体で構成されていたが、これに代えて、図９Ａ〜図９Ｃに示すように、複合板４の振動要素部４ａとして機能する振動板８４と、複合板４の保護要素部４ｂとして機能する保護板８５とを各々別体のプレート（板材）で構成してもよい。ここで、図９Ａは、インクジェットヘッドマニホールド２に対し、振動板８４、オリフィスプレート３、ＦＰＣ５及び圧電素子６を接合する直前の状態を示す斜視図である。また、図９Ｂは、図９Ａの圧電素子６のさらに外側から保護板８５を溶接する直前の状態を示す斜視図である。さらに、図９Ｃは、図９Ｂのインクジェットヘッドマニホールド２上の圧電素子６のさらに外側からこの圧電素子６とＦＰＣ５との間の接着層７４を少なくとも覆う保護板８５を振動板８４に対してレーザ溶接している状態を示す斜視図である。
【００４５】
すなわち、図９Ａ、図９Ｂに示すように、インクジェットヘッドマニホールド２上に振動板８４及びオリフィスプレート３を拡散接合し、さらに振動板８４上にＦＰＣ５及び圧電素子６を接着層７３、７４を介して接着した後、圧電素子６のさらに外側からこの圧電素子６とＦＰＣ５との間の接着層７４を少なくとも覆う保護板８５の縁部を振動板８４に対してレーザ溶接することで、上記のインクジェットヘッド１と構造が一部異なるインクジェットヘッド９１を得ることができる。
【００４６】
具体的には、図９Ｃに示すように、インクジェットヘッド９１は、インクジェットヘッドマニホールド２上の振動板８４との間で、接着層７３、７４と共にＦＰＣ５及び圧電素子６を挟んで対向する保護板８５の周縁部のうちで、ＦＰＣ５に直接対向しない部位を、振動板８４と保護板８５との間の溶接部分８７としてレーザ溶接を行うことで作製される。したがって、このようなインクジェットヘッド９１においても、圧電素子６及びＦＰＣ５間の接着層７４周辺に対し所望の耐溶剤性を与えることができる。ここで、振動板８４及び保護板８５の構成材料として、共にＳＵＳ３０４などの同一の材料を適用することで、溶接部分８７における接合強度を高めることができる。また、インクジェットヘッド９１では、インクジェットヘッドマニホールド２を押圧する部材（上記振動板８４）と接着層７４を覆う部材（保護板８５）とが別体で構成されているので、レーザ溶接時の部材どうしの位置合せについての自由度を向上させることができる。
【００４７】
また一方で、図１、図４及び図８に示したように、振動要素部４ａと保護要素部４ｂとを一体の複合板４で構成したインクジェットヘッド１では、折曲部分４ｃにおけるレーザ溶接が不要となるので、溶接工程の簡略化を図ることができる。さらに、このインクジェットヘッド１では、レーザ溶接が不要な折曲部分４ｃが、インクジェットヘッドマニホールド２のインク吐出面２ｄ側に配置されているので、インクジェットヘッド１の構成部品におけるインク吐出面２ｄ側に、レーザ溶接を行うための領域を確保する必要がない。すなわち、インクジェットヘッド１によれば、図８Ａに示したインクジェットヘッドマニホールド２上のインクの流路（上下方向インク流路３５）や図８Ｄ〜図８Ｆに示した圧電素子６をインク吐出面２ｄ側に極力寄せた部品レイアウトを選択できるので、圧電素子６によるインクジェットヘッドマニホールド２側への押圧部分とオリフィスプレート３上のインク吐出孔３ａの開口端との間のインク吐出方向（オリフィスプレート３の厚さ方向）における間隔を短くすることができる。これにより、発生し得る駆動力（押圧力）が比較的小さい仕様の圧電素子を適用している場合であっても、インクジェットヘッドマニホールド内から効率的にインクを吐出させることができる。
【００４８】
また、上記の実施形態では、複数の積層板６５を積層一体化したインクジェットヘッドマニホールド２をヘッド本体（筐体）として用いていたが、無論、積層一体化構造を採らない１ブロック構造のインクジェットヘッドマニホールドも本発明に適用することができる。また、インクジェットヘッドマニホールド、並びに上記した振動板８４及び保護板８５をセラミック材料で構成してもよい。この場合、これらインクジェットヘッドマニホールド、振動板及び保護板の表面に金属層を形成することが必要となる。つまり例えば、インクジェットヘッドマニホールドと振動板との互いの接合面に、例えばステンレスなどの金属被膜をイオンプレーティングなどにより形成した後、各々を例えば拡散接合する。さらに、振動板と保護板との互いの接合面に、所定の下地層を形成すると共にその下地層の上に例えば金属めっきを施して比較的厚めの金属層を形成した後、振動板と保護板の縁部とをレーザ溶接することでインクジェットヘッドを作製してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの外観を示す斜視図。
【図２】図１のインクジェットヘッドを概略的に示す平面図。
【図３】図１のインクジェットヘッドを概略的に示す底面図。
【図４】図３のインクジェットヘッドのＡ−Ａ断面図。
【図５】図１のインクジェットヘッドの構造を示す分解斜視図。
【図６】図１のインクジェットヘッドを構成する積層板どうしを拡散接合するための熱圧着装置を概略的に示す図。
【図７】図１のインクジェットヘッドを構成する積層板を形成するための母材プレートを示す斜視図。
【図８Ａ】図１のインクジェットヘッドを構成するインクジェットヘッドマニホールドに複合板の振動要素部及びオリフィスプレートを接合する直前の状態を示す斜視図。
【図８Ｂ】図８Ａの複合板の振動要素部及びオリフィスプレートが接合されたインクジェットヘッドマニホールドを示す斜視図。
【図８Ｃ】図８Ｂのインクジェットヘッドマニホールドに接合された複合板にＦＰＣ及び圧電素子を接着する直前の状態を示す斜視図。
【図８Ｄ】図８ＣのＦＰＣ及び圧電素子が各々接着された複合板を折り返す直前の状態を示す斜視図。
【図８Ｅ】図８Ｄの複合板を折り返した状態を示す斜視図。
【図８Ｆ】図８Ｅの複合板を折り返した状態で保護要素部の縁部を振動要素部にレーザ溶接している状態を示す斜視図。
【図９Ａ】インクジェットヘッドマニホールドに対し振動板、オリフィスプレート、ＦＰＣ及び圧電素子を接合する直前の状態を示す斜視図。
【図９Ｂ】図９Ａの圧電素子の外側から保護板を溶接する直前の状態を示す斜視図。
【図９Ｃ】図９Ｂの圧電素子の外側から接着層を覆う保護板を振動板に対してレーザ溶接している状態を示す斜視図。
【符号の説明】
【００５０】
１，９１…インクジェットヘッド、２…インクジェットヘッドマニホールド、２ｄ…インク吐出面、４…複合板、４ａ…振動要素部、４ｂ…保護要素部、４ｃ…折曲部分、２１…第１流路形成積層板、２２…第２流路形成積層板、２３…第３流路形成積層板、２４…第４流路形成積層板、２５…第５流路形成積層板、２６…第６流路形成積層板、２７…第７流路形成積層板、２８…第８流路形成積層板、２９…第９流路形成積層板、３７…インク吐出口、６５…積層板、７３，７４…接着層、７７，８７…溶接部分、８０…レーザ照射装置、８４…振動板、８５…保護板。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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