(57)【要約】      （修正有）【課題】着弾特性・飛翔特性などの動作特性が良く、かつ、生産性にも優れた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。【解決手段】液体を加圧する圧力室を有するノズル本体と、加圧した液体を吐出させるためのノズル孔１２を有するノズルプレート１１と、を備え、前記圧力室と前記ノズル孔１２との間には、角錐形状の流入口１２ａが、前記ノズル孔１２に向けて断面積が小さくなる方向に設けられていること、を特徴とするインクジェットヘッドが提供される。【選択図】図３
2008037004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を加圧する圧力室を有するノズル本体と、
加圧した液体を吐出させるためのノズル孔を有するノズルプレートと、
を備え、
前記圧力室と前記ノズル孔との間には、角錐形状の流入口が、前記ノズル孔に向けて断面積が小さくなる方向に設けられていること、を特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記角錐は、三角錐であること、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】
前記角錐は、塑性加工により形成されること、を特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記ノズルプレートは、ノズル本体の一端面を成膜することにより形成されたものであること、を特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
圧力室からノズル孔に向けて断面積が小さくなるように角錐形状の流入口を形成する工程と、
前記角錐形状の流入口をセンター孔として前記ノズル孔を加工する工程と、
を備えた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６】
前記角錐は、三角錐であること、を特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記角錐形状の前記流入口を形成する工程は、塑性加工によるものであること、を特徴とする請求項５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】
民生用プリンタなどの記録装置、液晶表示装置や半導体装置などの製造に用いられる成膜装置においては、インクジェット法によりインクや膜素材を対象物に向けて吐出、飛翔させて着色や成膜を行う技術が知られている。
【０００３】
このインクジェット法に用いられる吐出ヘッドは、一般に「インクジェットヘッド」と呼ばれ、精巧な技術を駆使して製造された精密部品である。特に、インクや膜素材が吐出されるノズル孔は、着弾特性・飛翔特性などの基本的な動作特性に大きな影響を与えるため極めて高い加工精度が要求されている。
【０００４】
しかしながら、このような精巧でかつ高い加工精度が要求されるノズル孔は、極めて加工が難しい。そのため、加工が容易となるように薄板にノズル孔を加工して、それをインクジェットヘッドのノズル本体に接着剤などで固着して一体化させる技術が開示されている（特許文献１、特許文献２参照）。  
しかし、このような技術を用いてもノズル孔の加工精度を上げることには限界があり、また、高い加工精度をもつノズル孔を安定的に生産することも難しかった。
【０００５】
また、ノズル孔から吐出される液体を加圧するための圧力室を四角錐形状とし、この四角錐形状の圧力室の底部にノズル孔を設ける技術が開示されている。（特許文献３参照）。
【０００６】
しかし、この技術においては、四角錐形状の圧力室はノズル本体に加工されている。そのため、この圧力室の四角錐形状は、ノズル本体と別個に加工される薄板のノズル孔の加工精度には全く寄与することがない。
【特許文献１】特開平０４−３５８８４１号公報
【特許文献２】特開平０３−２７４１６０号公報
【特許文献３】特開平１１−６０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、着弾特性・飛翔特性などの動作特性が良く、かつ、生産性にも優れた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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、液体を加圧する圧力室を有するノズル本体と、加圧した液体を吐出させるためのノズル孔を有するノズルプレートと、を備え、前記圧力室と前記ノズル孔との間には、角錐形状の流入口が、前記ノズル孔に向けて断面積が小さくなる方向に設けられていること、を特徴とするインクジェットヘッドが提供される。
【０００９】
また、本発明の他の一態様によれば、圧力室からノズル孔に向けて断面積が小さくなるように角錐形状の流入口を形成する工程と、前記角錐形状の流入口をセンター孔として前記ノズル孔を加工する工程と、を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、着弾特性・飛翔特性などの動作特性が良く、かつ、生産性にも優れた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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。  
まず、本発明の第１の実施形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。  
図１は、インクジェットヘッドの外観を説明するための模式図である。  
また、図２は、図１のＡ−Ａ方向断面の模式拡大図である。
【００１２】
図１に例示するインクジェットヘッド１は、複数のノズル孔１２を備えるいわゆるマルチノズル型インクジェットヘッドである。インクジェットヘッドの駆動方式には、加熱により気泡を発生させ膜沸騰現象を利用して液体を吐出させる「サーマル型」と、圧電素子の屈曲変位を利用して液体を吐出させる「圧電型」とがあるが、説明の便宜上、ここでは圧電型を例にとって説明する。
【００１３】
図２に示すように、インクジェットヘッド１において、ノズル本体２上に可撓性膜３が設置され、さらに可撓性膜３上に圧電素子４が設置された構造を有する。圧電素子４は、下部材６、駆動電極７、上部材５、駆動電極８の順に積層した後、一体焼成したものである。このように圧電素子４を一体焼成すれば強度が高く取扱も容易となる。ノズル本体２の下方には圧力室９が設けられ、圧力室９の上方端は流路１０に連通しており、下方端はノズル本体２の一端面に開口している。圧力室９は複数設けられ、それぞれの圧力室９に連通した流路１０がそれぞれ存在する。ノズル本体２の下方には、ノズルプレート１１が設置されており、圧力室９に連通するようにノズル孔１２が設けられている。圧力室９とノズル孔１２との間には流入口１２ａが設けられている。ただし、これらの配置や形状は図１に例示したものに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えばそれぞれの圧力室９はそれぞれの流路１０に連通していなくてもよく、流路１０が複数の圧力室９と連通してもよい。圧電素子４についても構造的に下部材６を振動板、上部材５を圧電体としているが、これに限定されるわけではなく、また、変位を生じさせる各種の駆動形式を採用することもできる。
【００１４】
ノズル本体２の材質はステンレスやニッケル合金などとすることができ、可撓性膜３の材質はポリエチレンテレフタレートなどとすることができる。また、圧電素子４の下部材６と上部材５の材質は、圧電セラミックス（例えば、ジルコンチタン酸鉛）とすることができ、駆動電極７と駆動電極８は銅合金などとすることができる。ノズルプレート１１の材質については、後述する。ただし、これらの材質は例示したものに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００１５】
主な部分の寸法などを例示すれば、ノズル本体２の厚みは１ｍｍ〜数ｍｍ程度、ノズルプレート１１の厚みは５０μｍ〜１００μｍ程度、流路１０の断面形状は高さ最大数ｍｍ程度（ノズル２の厚みより薄い高さ）×幅１００μｍ程度、円柱状の開孔であるノズル孔１２は直径が２０μｍ〜５０μｍ程度、圧力室９は直径が５０μｍ〜１００μｍ程度、可撓性膜３は厚さが１０μｍ程度、圧電素子４は厚さが３０μｍ程度とすることができる。また図では流路１０の断面形状が矩形であるがこれに限らず角に丸みを有していても良い。これらの寸法や形状は例示したものに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００１６】
次に、ノズル孔１２が加工されるノズルプレート１１の材質について説明する。
【００１７】
ノズルプレート１１は、吐出させる液体の性質からいって高い耐食性が要求される。そのため、耐食性を有する金属（例えば、ステンレスなど）、樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレンなど ）、セラミックス（例えば、アルミナなど）などから適宜選択される。また、近年、液晶表示装置や半導体製造装置の成膜工程にインクジェット法が使われるようになってきたが、これらの用途に使われる場合には吐出させる液体に硬質の微粒子（例えば、二酸化ケイ素）を含ませる場合がある。そのため、ノズルプレート１１の材質に高い耐摩耗性や強靱性をも要求されるようになってきている。このような耐食性・耐摩耗性・強靱性を有する材料は、一般的に加工性が悪く、高い加工精度や高い生産性を確保することが難しい。
【００１８】
ここで、ノズル孔１２を加工する方法としては、プレス加工・レーザ加工・放電加工・エッチング加工・切削加工などが考えられる。しかし、前述のような材料をプレス加工する場合には、材料の割れ・欠け、加工後のバリ・カエリの除去、ノズル孔の真円度・直線度の精度の確保などが問題となる。レーザ加工をする場合には、加工材料が限定されることやノズル孔の真円度・直線度の精度の確保などが問題となる。放電加工をする場合には、加工時間が長く生産性が落ちることや加工時の熱を長時間受け続けるため熱的安定性が悪くノズル孔１２の位置精度が確保できないという問題があった。ドライエッチングやウェットエッチングのようなエッチング加工をする場合には、設備にかかる経費が他の加工方法に比べて高く、特にアスペクト比の高い孔の加工がコスト高となる問題があった。ドリルなどを用いた切削加工をする場合には、ノズル孔の真円度・直線度の精度の確保がしやすく、加工も低コストで生産性も高い。しかし、加工が微細なためセンター孔加工に使用する工具（センタードリル）も細くなりその強度が上げられない。そのため、センター孔加工時の工具の折損リスクを考慮した加工が必要となる。また、流入口１２ａ部分に切削加工に伴うバリ・切り屑などがあると着弾特性・飛翔特性などの動作特性に大きな影響を与えてしまうので、これに対する配慮も必要となる。
【００１９】
このように、従来の加工技術のままでは、ノズル孔１２に対する精巧でかつ高い加工精度の確保や高い生産性の確保などに問題があった。特に、前述したように、ノズル孔１２が加工されるノズルプレート１１には、加工性が悪い材料が採用されるため大きな問題となっていた。
【００２０】
本発明者は、ノズル孔１２の加工方法に切削加工を採用するとともに、流入口１２ａの形状を角錐とすることで、このようなノズル孔加工特有の課題を解決できるとの知見を得た。また、角錐を三角錐とすることがより好ましいとの知見をも得た。
【００２１】
まず、流入口１２ａの形状について、その形状が三角錐の場合を例に取って説明する。
【００２２】
図３は、流入口１２ａの形状を説明するための模式図であり、図３（ａ）は平面図（流入口１２ａを圧力室９側から見た図）、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。流入口１２ａはノズルプレート１１の一端面上に設けられ三角錐の形状を有している。流入口１２ａは、その断面積が液体の吐出方向に向けて漸次減少するようになっている。流入口１２ａの一端にはノズル孔１２が連通している。ノズル孔１２は、三角錐の頂点の位置がノズル孔１２の中心となるように設けられている。尚、流入口１２ａの加工については後述するが、最初に角錐形状の流入口１２ａを加工し、その後に、ノズル孔１２を加工するので、当初角錐形状であった流入口１２ａの形状は、ノズル孔１２の加工後には結果的に角錐台形状となる。そのため、流入口１２ａとノズル孔１２の接合部には角錐台の平面が残るようなことはない。この場合、厳密には流入口１２ａの形状は角錐ではないが、角錐として説明することにする。尚、角錐の加工方法としては放電加工や塑性加工などを採用することができる。特に、塑性加工を採用すれば優れた効果を生ずるが詳細は後述する。
【００２３】
ここで、本発明者は、三角錐の底辺の寸法Ｌをノズルプレート１１の厚さの３０％〜５０％とすることが適切であるとの知見を得た。例えば、ノズルプレート１１の厚さを１００μｍ程度とすれば、底辺の寸法Ｌは３０μｍ〜５０μｍ程度となる。尚、図中の三角錐の形状は例示であり、四角錐などの他の角錐であっても良い。
【００２４】
次に、この角錐と、切削加工によるノズル孔１２の加工精度との関係を説明する。  
従来の切削加工においては、切削工具（ドリル）の振れといわゆるくいつき性を改善するために、孔加工に先立ち円錐状のセンター孔をあけるセンター孔加工がおこなわれる。本発明者は検討の結果、この円錐状のセンター孔を用いてノズル孔１２の加工をすればかえって加工精度が悪くなるとの知見を得た。これは、円錐状のセンター孔を用いた場合、断面が円形として転写される切削工具が全周でほぼ一度にノズルプレート１１の加工面に当たるため、かえって加工精度が悪くなるためであると考えられる。そして、円錐とした場合よりも角錐とした場合の方が切削工具（ドリル）の求心性も高いとの知見を得た。特に、三角錐とすれば求心性が最も高く、ノズル孔１２の加工精度も高くできるとの知見を得た。このように流入口１２ａを角錐として、これをノズル孔１２の加工時のセンター孔とすれば高い加工精度を確保することができる。特にこのことは、角錐を三角錐とした場合に顕著である。
【００２５】
次に、インクジェットヘッド１の作用を説明する。  
駆動電極７、駆動電極８に電圧を印加させると上部材５が下方に凸の屈曲変位をし、これに伴って積層構造の圧電素子４が下方に凸の屈曲変位をする。この屈曲変位は、可撓性膜３を図中波線で示すように下方に押し下げ、圧力室９内の液体をノズル孔１２方向に向かって加圧する。そのため、屈曲変位に応じた液体がノズル孔１２より吐出される。吐出により減少した液体は、流路１０を通じて図示しない液体供給手段から補充される。印加電圧を制御すれば圧電素子４の屈曲変位を制御できるので、図示しない制御装置により印加電圧を制御して、吐出量の制御をすることができる。尚、圧電素子４の屈曲変位は可撓性膜３に吸収され、隣接する圧電素子や圧力室との間の相互干渉が防止される。
【００２６】
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４は、ノズル本体２とノズルプレート１１の加工に用いられる加工手段１３を例示するための模式図である。  
フレーム１４の上面にはＸ軸テーブル１５が設けられ、Ｘ軸テーブル１５上にはＹ軸テーブル１６が設けられている。また、Ｙ軸テーブル１６上にはスペーサ１７を介して回転スピンドル１８が設けられ、回転スピンドル１８には工具保持手段２０が設けられている。また、工具保持手段２０に保持された工具１９は図示しない工具交換手段により交換可能とされている。工具保持手段２０に対向するように、フレーム１４の上面にはＺ軸テーブル２１が設けられ、Ｚ軸テーブル２１には被加工物を保持するための保持手段２２が設けられている。フレーム１４の下面にはフット２３が設けられている。
【００２７】
Ｘ軸テーブル１５はＹ軸テーブル１６を図中のＸ軸方向に移動させる機能を有し、Ｙ軸テーブル１６はスペーサ１７と回転スピンドル１８を図中のＹ軸方向に移動させる機能を有する。回転スピンドル１８は、工具保持手段２０により保持された工具１９を回転させるとともに、所定の角度に工具保持手段２０を位置決め・固定させる機能をも有する。スペーサ１７は外部の振動が回転スピンドル１８に伝わることを防止する機能を有してもよい。Ｚ軸テーブル２１は、保持手段２２により保持させた被加工物を図中のＺ軸方向に移動させる機能を有する。フット２３は外部からの振動がフレーム１４に伝わることを防止するとともに、フレーム１４の上面が水平となるよう調整する機能を有する。Ｘ軸テーブル１５、Ｙ軸テーブル１６、Ｚ軸テーブル２１の位置制御や回転スピンドル１８の回転制御などは図示しない制御手段により行われる。
【００２８】
尚、図４に例示した加工手段１３はあくまで例示であり、これに限定されるわけではなく、同様の機能を果たす加工手段を用いることができる。
【００２９】
前述したように、流入口１２ａを角錐状に加工する方法としては放電加工や塑性加工などを採用することができるが、ここでは塑性加工を例に取り説明する。  
図５は、塑性加工により流入口１２ａを角錐形状に加工する工具を例示するための模式図である。  
工具２４は、工具軸２５ａの先端に角錐形状をした刃先２５ｂを備えている。工具軸２５ａは炭素鋼などの金属から成り、刃先２５ｂは単結晶ダイヤモンドのような硬質材料から成る。刃先２５ｂは工具軸２５ａの一端面にロウ付けされている。尚、前述の材質、形状、刃先の固着方法はこれらのものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
【００３０】
図６及び図７は、インクジェットヘッド１の製造工程を説明するための工程図である。尚、図２と同様の部分には同じ符号を付すこととする。
【００３１】
まず、図６（ａ）に示すように板材の外周を加工し、いわゆるブランク状態のノズル本体２を作成する。
【００３２】
次に、図６（ｂ）に示すように、このブランク状態のノズル本体２を前述した加工手段１３の保持手段２２に保持させ、工具保持手段２０に保持させた工具１９ａを回転スピンドル１８で回転させて流路１０を加工する。この際用いられる工具１９ａは、溝を切るのに適したものを使用することができる。また、図示しない制御手段により加工位置がＸ軸テーブル、Ｙ軸テーブル、Ｚ軸テーブルの移動により決められ、工具回転速度などの加工条件も適宜決められる。
【００３３】
次に、図６（ｃ）に示すように工具保持手段２０に保持させた工具１９ｂを回転スピンドル１８で回転させて圧力室９を加工する。この際用いられる工具１９ｂは、孔をあけるのに適したものを使用することができる。また、加工位置や加工条件などは前述の場合と同様に適宜決められる。尚、工具１９ｂは図示しない工具交換手段により交換される。
【００３４】
次に、図６（ｄ）に示すように、ノズル本体２にかえて、いわゆるブランク状態のノズルプレート１１を前述した加工手段１３の保持手段２２に保持させる。そして、工具保持手段２０に保持させた工具２４をノズルプレート１１に所望の値分だけ押し込みを行って、塑性加工により流入口１２ａを形成させる。このとき、ノズルプレート１１に対する刃先２５ｂ（角錐）の向きが所定のものとなるよう回転スピンドル１８で回転方向位置を調整する。回転方向位置の調整後は回転スピンドル１８が回転しないよう固定をする。刃先２５ｂ（角錐）の向きは図示しない検出手段で刃先２５ｂを検出して求めることができる。加工深さとしては、ノズルプレート１１の厚さの３０％程度とすることができる。例えば、ノズルプレートの厚さを１００μｍ程度とすれば、角錐の頂点までの高さを３０μｍ程度とすることができる。ただし、これらの寸法は例示したものに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、流入口１２ａの加工深さを調整することでノズル孔１２の長さを調整することができるので、着弾特性・飛翔特性などの動作特性に応じた使い分けが可能となる。尚、工具２４は図示しない工具交換手段により交換される。
【００３５】
このような工程の塑性加工を行えば、従来の円錐状のセンター孔加工（切削加工）のように流入口１２ａ部分に切削加工に伴うバリ・切り屑などが生じない。そのため、流入口１２ａ部分の加工が着弾特性・飛翔特性などの動作特性に悪影響を与えることがない。また、工具が回転しないので回転工具（ドリル）にみられる加工時の芯振れの影響を受けることがない。そのため、精度の高い加工が可能となる。そして、塑性加工により流入口１２ａの表面が加工硬化を起こすためこの部分の耐摩耗性が高くなり、前述のように液体に硬質の微粒子（例えば、二酸化ケイ素）を含ませる場合には寿命の点でさらに優れた効果をも生ずる。また、従来の円錐状のセンター孔加工では、センタードリルの折損リスク回避のため数段階のステップを経て徐々にセンター孔を加工する必要があったが、本工程によれば一回の加工により流入口１２ａを形成させることができる。そのため、加工時間を大幅に短縮することができ、生産性をも向上させることができる。
【００３６】
次に、図６（ｅ）に示すように、工具保持手段２０に保持させた工具１９ｃを回転スピンドル１８で回転させてノズル孔１２の孔加工を行う。このとき、角錐状の流入口１２ａの求心作用により工具１９ｃの振れが押さえられ、また、いわゆるくいつきが良くなるので加工当初の切削性も良好となる。ノズル孔１２の孔加工後、ノズル開口１２ｂ部分のバリ取り、加工屑の除去などを行う。尚、工具１９ｃは図示しない工具交換手段により交換される。
【００３７】
このような工程の切削加工を行えば、従来の円錐状のセンター孔を用いた切削加工の場合よりも真円度、直線度、寸法精度、位置精度などの高い優れたノズル孔１２を得ることができる。このことは、従来の切削加工が有していた問題を解決し、切削加工の有している加工精度や生産性などの利点を享受できるということにもなる。
【００３８】
次に、図７（ａ）に示すように、ノズル孔加工がされたノズルプレート１１を図６（ｃ）で加工したノズル本体２に液密になるよう固着させる。固着にはエポキシ接着剤による接着、ロウ付け、ねじ止め、拡散接合などの方法を取ることができる。
【００３９】
次に、図７（ｂ）に示すように、ノズル本体２の流路１０の上面に可撓性膜３を設置する。
【００４０】
次に、図７（ｃ）に示すように、可撓性膜３の上面に圧電素子４を設置する。この際、圧力室９の真上に圧電素子４が設置されるようにする。尚、圧電素子４は、下部材６、駆動電極７、上部材５、駆動電極８の順に積層した後、一体焼成したものを予め製造しておく。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態に係るインクジェットヘッド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の製造工程を説明するための工程図である。本実施の形態においては、無電解メッキによるメッキ（成膜）でノズルプレート３１を形成させ、その後、ノズル本体２の加工（流路１０、圧力室９の加工）、流入口１２ａノズル孔１２の加工を行うところが図６及び図７に表した具体例とは異なる。尚、図６及び図７に表したものと同様の部分には同じ符号を付し説明は省略する。  
まず、図８（ａ）に示すように板材の外周を加工し、いわゆるブランク状態のノズル本体２を作成する。
【００４２】
次に、図８（ｂ）に示すように、無電解メッキ法により非晶質ニッケル（ニッケル−リン）合金をブランク状態のノズル本体２の一端面にメッキ（成膜）しノズルプレート３１を形成させる。このように、ノズルプレート３１を非晶質合金とすれば、非常に高い耐食性・耐摩耗性を得ることができる。メッキの内容、前処理、後処理に関しては後述する。
【００４３】
次に、図８（ｃ）に示すように、流路１０、圧力室９、流入口１２ａ、ノズル孔１２の加工を順次行う。各加工については図６及び図７に表したものと同様である。
【００４４】
次に、図８（ｄ）に示すように、ノズル本体２の流路１０の上面に可撓性膜３をエポキシ接着剤で液密になるよう接着し、可撓性膜３の上面に圧電素子４をエポキシ接着剤で接着する。この手順は、図６及び図７に関して前述したものと同様である。
【００４５】
このような手順で、インクジェットノズル１を製造した場合、最初の段階で無電解メッキ（成膜）を行いノズルプレート３１を形成させ、その後は一貫した流路１０、圧力室９、流入口１２ａ、ノズル孔１２の加工をすることができるので、段取り換え（被加工物の取り付け、取り外しなど）の必要がなく、段取り換えに伴う位置ズレや振れ、交換時間などの問題がなくなる。そのため、その分高い加工精度と生産性を確保することができる。また、無電解メッキによれば接着をする場合よりも遥かに高いノズルプレート３１の剥離強度が得られ、メッキ面をブラスト処理などで荒らしておけばさらに剥離しにくくすることもできる。また、密着性にも優れ接着をする場合よりも遥かに高い液密性が得られることにもなる。
【００４６】
次に、前述の無電解メッキ法について説明する。  
この無電解ニッケルメッキは、例えば次亜リン酸ナトリウムを還元剤とするものであり、次亜リン酸イオンの還元作用によりニッケルイオンが還元されて被メッキ物に析出されるものである。無電解メッキの前処理としては、メッキ面以外の面のマスキング、脱脂、洗浄などが行われる。また、メッキ面をブラスト処理などで荒らしておく（微細な凹凸を設けるようにする）ことが望ましい。無電解メッキによれば接着をする場合よりも遥かに高いノズルプレート３１の剥離強度が得られるが、メッキ面を荒らしておけば、いわゆるアンカー（いかり）効果のためノズルプレート３１がさらに剥離しにくくなるからである。また、密着性にも優れ接着をする場合よりも遥かに高い液密性が得られる。後処理としては、マスクの除去、洗浄を行い、必要があればノズルプレート３１の表面２８が平坦になるよう加工する。この加工は、前述の加工手段１３により行うことができる。
【００４７】
尚、成膜には、蒸着法、電気メッキ法、溶射法などをも採用することができる。
【００４８】
次に、本発明の第３の実施形態に係るインクジェットヘッド及びその製造方法について説明する。
【００４９】
図９は、加熱により液体を吐出させるサーマル型インクジェットヘッドの構成を例示するための模式断面図である。図２と同様の部分は同一の記号を付し、異なる部分のみを説明する。
【００５０】
インクジェットヘッド３２は、ノズル本体２の流路１０上に保護膜３４を設置し、さらに保護膜３４上に発熱素子３３を設置している。発熱素子３３は電気抵抗材料からなる抵抗薄膜により形成され、図示しない電力供給手段から電力が供給されるとジュール発熱を起こす。保護膜３４は酸化珪素や窒化珪素などの無機材料により形成されている。保護膜３４は厚さが２μｍ程度、発熱素子３３は厚さが３μｍ程度とすることができる。ただし、これらの配列、形状、寸法、材質は図９に例示したものに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００５１】
次に作用を説明する。図示しない電力供給手段から電力を発熱素子３３に供給して発熱素子３３を発熱させる。発熱素子３３の発熱により液中に気泡３５が発生する。発生した気泡３５の圧力により圧力室９内の液体をノズル孔１２方向に加圧する。圧力に応じた液体がノズル孔１２より吐出される。吐出により減少した液体は、流路１０を通じて図示しない液体供給手段から補充される。発生した気泡３５は周囲の液体に熱を取られて収縮するように消滅し、次の発熱、気泡の発生を待つ。この一連の過程で供給電力を制御すれば気泡３５の大きさやその発生のタイミングを制御できるので、図示しない制御装置により供給電力の制御をすれば、吐出量や吐出タイミングの制御をすることができる。
【００５２】
インクジェットヘッド３２の製造方法は、可撓性膜３が保護膜３４に、圧電素子４が発熱素子３３に代わるほかは図６〜図８の場合と同様であるので説明は省略する。
【００５３】
以上、前述した説明から解るように、本発明によれば、着弾特性・飛翔特性などの動作特性が良く、かつ、生産性にも優れた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が提供される。
【００５４】
また、具体例を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの具体例には限定されない。前述の具体例に係るインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に含有される。例えば、本発明はマルチノズル型インクジェットヘッドのみならず単一のノズル孔を有するインクジェットヘッドにも適用することができるし、インクジェットヘッドの用途としても前述の具体例に限定されるわけではない。可撓性膜３も、吐出される液体が圧電素子４に浸透することを遮蔽でき、可撓性を有するものであれば、例示した樹脂膜に限らず金属膜などいかなる材料を用いてもよい。圧電素子４も２層構造に限られず３層以上であってもよいし、材質も例示したものには限られない。また、一体焼成型積層圧電素子でなくてもよい。圧力素子４と可撓性膜３、可撓性膜３とノズル本体２とは、エポキシ接着剤を用いて接着することもできる。保護膜３４についても吐出される液体が発熱素子３３に浸透することを遮蔽でき、耐熱性を有するものであれば、例示した無機材料に限られない。発熱素子３３と保護膜３５、保護膜３５とノズル本体２との設置方法も、エポキシ接着剤などの接着による設置方法を用いることもできる。また、無電解メッキの種類や条件なども適宜変更することができる。ノズル本体２とノズルプレート１１の固着についても、例示されたエポキシ接着剤に限定されるものではなくロウ付けや拡散接合などでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】インクジェットヘッドの外観を説明するための模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向断面の模式拡大図である。
【図３】流入口の形状を説明するための模式図である。
【図４】ノズル本体とノズルプレートの加工に用いられる加工手段を例示するための模式図である。
【図５】塑性加工により流入口を角錐形状に加工する工具を例示するための模式図である。
【図６】インクジェットヘッドの製造工程を説明するための工程図である。
【図７】インクジェットヘッドの製造工程を説明するための工程図である。
【図８】インクジェットヘッドの製造工程を説明するための工程図である。
【図９】サーマル型インクジェットヘッドの構成を例示するための模式断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  インクジェットヘッド、２  ノズル本体、９  圧力室、１１  ノズルプレート、１２  ノズル孔、１２ａ  流入口、３２  インクジェットヘッド、３１  ノズルプレート
【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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【図９】
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