(57)【要約】【課題】ハーモニカタイプのヘッドチップの後面に、接着剤を使用せずに流路規制部材を形成でき、チャネルの閉塞のおそれがないインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッドを提供すること。【解決手段】チャネル１２、１３と圧電素子からなる駆動壁１１が交互に並設されると共に、前面及び後面にそれぞれチャネル１１、１２の開口部が配置され、チャネル１２、１３内に駆動電極１４が形成されたヘッドチップ１Ａの後面に、チャネル１２、１３内へのインクの流路を規制する流路規制部材３を、ヘッドチップ１Ａの後面に、感光性樹脂フィルムを接着剤を使用することなく加熱及び加圧して貼着した後、所定パターンの開口を有するフォトマスクを重ねて露光及び現像することによって形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルと圧電素子からなる駆動壁が交互に並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に駆動電極が形成されてなるヘッドチップと、前記ヘッドチップの後面に設けられ、前記チャネル内へのインクの流路を規制する流路規制部材とを有し、前記駆動電極に電圧を印加することによって前記駆動壁をせん断変形させ、前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記流路規制部材を、前記ヘッドチップの後面に、感光性樹脂フィルムを接着剤を使用することなく加熱及び加圧して貼着した後、所定パターンの開口を有するフォトマスクを重ねて露光及び現像することによって形成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２】
前記ヘッドチップは、インク吐出を行うインクチャネルと、インク吐出を行わない空気チャネルとが交互に配置されており、
前記空気チャネルの後面側の開口部を閉塞するように、前記流路規制部材を形成す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の製造方法。
【請求項３】
前記インクチャネルの後面側の開口部の開口面積を絞るように、前記流路規制部材を形成す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の製造方法。
【請求項４】
前記ヘッドチップは、全チャネルがインク吐出を行うインクチャネルであり、
前記インクチャネルの後面側の開口部の開口面積を絞るように、前記流路規制部材を形成す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の製造方法。
【請求項５】
前記インクチャネルの後面側の開口部の開口面積を絞るように前記流路規制部材を形成する際、該開口部の上端又は下端の少なくとも一方が開口するように前記流路規制部材を形成することを特徴とする請求項３又は４記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記流路規制部材を、チャネル毎に独立して形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記流路規制部材を形成した後、前記ヘッドチップに対してパラキシリレン及びその誘導体からなる被膜をコーティングすることにより、前記流路規制部材の両面を前記被膜により被覆した後、前記ヘッドチップの前面にノズルプレートを接着することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
チャネルと圧電素子からなる駆動壁が交互に並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に駆動電極が形成されてなるヘッドチップと、前記ヘッドチップの後面に設けられ、前記チャネル内へのインクの流路を規制する流路規制部材とを有し、前記駆動電極に電圧を印加することによって前記駆動壁をせん断変形させ、前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、
前記流路規制部材は、前記ヘッドチップの後面に接着剤を使用することなく加熱及び加圧して貼着された感光性樹脂フィルムによって形成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９】
前記ヘッドチップは、インク吐出を行うインクチャネルと、インク吐出を行わない空気チャネルとが交互に配置されており、
前記流路規制部材によって前記空気チャネルの開口部が閉塞されていることを特徴とする請求項８記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記インクチャネルの後面側の開口部の開口面積を絞るように、前記流路規制部材が形成されていることを特徴とする請求項９記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記ヘッドチップは、全チャネルがインク吐出を行うインクチャネルであり、
前記インクチャネルの後面側の開口部の開口面積を絞るように、前記流路規制部材が形成されていることを特徴とする請求項８記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
前記インクチャネルの後面側の開口部は、該開口部の上端又は下端の少なくとも一方が開口するように前記流路規制部材によって開口面積が絞られていることを特徴とする請求項１０又は１１記載のインクジェットヘッド。
【請求項１３】
前記流路規制部材は、チャネル毎に独立して形成されていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１４】
前記流路規制部材は、その両面がパラキシリレン及びその誘導体からなる被膜によりコーティングされていることを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【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の製造方法及びインクジェットヘッドに関し、詳しくは、ヘッドチップの後面にチャネルへのインクの流路を規制する流路規制部材を有するインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、チャネルを区画する駆動壁に形成した電極に電圧を印加することにより駆動壁をせん断変形させ、そのときチャネル内に発生する圧力を利用してチャネル内のインクをノズルから吐出させるようにしたシェアモード型のインクジェットヘッドとして、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設されると共に、前面及び後面にそれぞれチャネルの開口部が配置された所謂ハーモニカタイプのヘッドチップを有するインクジェットヘッドが知られている（特許文献１、２）。
【０００３】
このようなハーモニカタイプのヘッドチップを有するインクジェットヘッドの場合、各チャネル内へのインクの供給はヘッドチップの後面から行われる。このため、ヘッドチップの後面には、インクマニホールドが接着され、該インクマニホールド内に貯留されるインクが各チャネル内に供給されるように構成されている。
【０００４】
ところで、特許文献１、２に開示されているように、かかるヘッドチップの後面には、チャネル入口側の開口部の面積を絞るようにしてチャネル内へのインクの流入を規制する流路規制部材が接着されている。
【０００５】
図１５は、流路規制部材５００が接合されたヘッドチップ６００を後面側から見た図である。ここでは、インク吐出を行わない空気チャネル６０１とインク吐出を行うインクチャネル６０２が交互に並設されたハーモニカタイプのヘッドチップ６００を例示している。
【０００６】
流路規制部材５００には、ヘッドチップ６００の後面のほぼ全面を覆う程度の大きさの１枚のポリイミド等のプラスチックフィルムが用いられ、エポキシ系接着剤等の接着剤を用いて接着される。ここでは、ヘッドチップ６００に設けられた各空気チャネル６０１の後面側を完全に閉塞すると共に、各インクチャネル６０２に対応するようにインク供給口５０１が形成され、各インクチャネル６０２の後面側（インクが供給される側）の開口部の開口面積を絞っている。インク供給口５０１は、例えばレーザー加工により、インクチャネル６０２の後面側の開口部よりも小径となるように開設される。
【０００７】
このように流路規制部材５００によってインクチャネルの後面側の開口面積を絞ることにより、ノズルにおけるインクメニスカスのコントロールが容易となり、高速駆動が可能となる等、駆動特性が向上する効果が得られる。
【０００８】
ヘッドチップに設けられるチャネルが全てインクチャネルである場合には、流路規制部材のインク供給口は全てのチャネルに対応するように設けられる。
【特許文献１】特開２００４−９０３７４号公報
【特許文献２】特開２００６−３５４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
かかる流路規制部材をヘッドチップの後面に接着する際、塗布した接着剤がインク供給口から染み出してしまうため、多量の接着剤を塗布する必要がある。このため、余剰の接着剤がチャネル内に流れ込んでチャネルを塞いでしまい、吐出不良を発生させたり、接着剤の塗布不足によってインクが空気チャネル内に流れ込んだりする問題がある。また、インク供給口から染み出した接着剤によって、流路規制部材を接着する際に、該流路規制部材の側からの接触押圧が困難となる問題もあり、接着剤の塗布時及び接着作業時に細心の注意を払う必要があり、製造上の困難性を有していた。
【００１０】
インク供給口からの接着剤の滲み出しを防止するため、流路規制部材をヘッドチップの後面に接着した後、インク供給口をレーザー加工により形成することも考えられるが、各インク供給口が各インクチャネルの位置に合致するように、例えば顕微鏡観察等により面倒な位置合わせ作業を行わなくてはならず、作業性が悪い問題がある。しかも、余剰の接着剤がチャネルを塞いでしまう問題は何ら解決できない。
【００１１】
また、流路規制部材によってチャネルの後面側の開口部を絞る場合、従来の流路規制部材では、チャネルの後面側の開口部よりも小面積のインク供給口を該開口部のほぼ中央部位に形成しているため、駆動時にチャネル内に発生した気泡がインク供給口から抜けにくく、チャネル内に溜まってしまう問題があった。チャネル内に気泡が溜まると、吐出のための圧力がインクに十分に付与されず、吐出不良となる問題がある。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、ハーモニカタイプのヘッドチップの後面に、接着剤を使用することなく流路規制部材を形成することができ、チャネルの閉塞のおそれがない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。
【００１３】
また、本発明の他の課題は、接着剤によるチャネルの閉塞がなく、ハーモニカタイプのヘッドチップの後面に流路規制部材を有するインクジェットヘッドを提供することにある。
【００１４】
更に、本発明の他の課題は、ハーモニカタイプのヘッドチップの後面に、接着剤を使用することなく流路規制部材を形成することができ、チャネルの閉塞のおそれがないと共に、チャネル内に溜まった気泡の抜けが良く、気泡溜まりが起き難い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。
【００１５】
更にまた、本発明の他の課題は、接着剤によるチャネルの閉塞がなく、ハーモニカタイプのヘッドチップの後面に流路規制部材を有すると共に、チャネル内に溜まった気泡の抜けが良く、気泡溜まりが起き難いインクジェットヘッドを提供することにある。
【００１６】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記各課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１８】
請求項１記載の発明は、チャネルと圧電素子からなる駆動壁が交互に並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に駆動電極が形成されてなるヘッドチップと、前記ヘッドチップの後面に設けられ、前記チャネル内へのインクの流路を規制する流路規制部材とを有し、前記駆動電極に電圧を印加することによって前記駆動壁をせん断変形させ、前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、前記流路規制部材を、前記ヘッドチップの後面に、感光性樹脂フィルムを接着剤を使用することなく加熱及び加圧して貼着した後、所定パターンの開口を有するフォトマスクを重ねて露光及び現像することによって形成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である。
【００１９】
請求項２記載の発明は、前記ヘッドチップは、インク吐出を行うインクチャネルと、インク吐出を行わない空気チャネルとが交互に配置されており、前記空気チャネルの後面側の開口部を閉塞するように、前記流路規制部材を形成す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の製造方法である。
【００２０】
請求項３記載の発明は、前記インクチャネルの後面側の開口部の開口面積を絞るように、前記流路規制部材を形成す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の製造方法である。
【００２１】
請求項４記載の発明は、前記ヘッドチップは、全チャネルがインク吐出を行うインクチャネルであり、前記インクチャネルの後面側の開口部の開口面積を絞るように、前記流路規制部材を形成す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の製造方法である。
【００２２】
請求項５記載の発明は、前記インクチャネルの後面側の開口部の開口面積を絞るように前記流路規制部材を形成する際、該開口部の上端又は下端の少なくとも一方が開口するように前記流路規制部材を形成することを特徴とする請求項３又は４記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２３】
請求項６記載の発明は、前記流路規制部材を、チャネル毎に独立して形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２４】
請求項７記載の発明は、前記流路規制部材を形成した後、前記ヘッドチップに対してパラキシリレン及びその誘導体からなる被膜をコーティングすることにより、前記流路規制部材の両面を前記被膜により被覆した後、前記ヘッドチップの前面にノズルプレートを接着することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２５】
請求項８記載の発明は、チャネルと圧電素子からなる駆動壁が交互に並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に駆動電極が形成されてなるヘッドチップと、前記ヘッドチップの後面に設けられ、前記チャネル内へのインクの流路を規制する流路規制部材とを有し、前記駆動電極に電圧を印加することによって前記駆動壁をせん断変形させ、前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、前記流路規制部材は、前記ヘッドチップの後面に接着剤を使用することなく加熱及び加圧して貼着された感光性樹脂フィルムによって形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドである。
【００２６】
請求項９記載の発明は、前記ヘッドチップは、インク吐出を行うインクチャネルと、インク吐出を行わない空気チャネルとが交互に配置されており、前記流路規制部材によって前記空気チャネルの開口部が閉塞されていることを特徴とする請求項８記載のインクジェットヘッドである。
【００２７】
請求項１０記載の発明は、前記インクチャネルの後面側の開口部の開口面積を絞るように、前記流路規制部材が形成されていることを特徴とする請求項９記載のインクジェットヘッドである。
【００２８】
請求項１１記載の発明は、前記ヘッドチップは、全チャネルがインク吐出を行うインクチャネルであり、前記インクチャネルの後面側の開口部の開口面積を絞るように、前記流路規制部材が形成されていることを特徴とする請求項８記載のインクジェットヘッドである。
【００２９】
請求項１２記載の発明は、前記インクチャネルの後面側の開口部は、該開口部の上端又は下端の少なくとも一方が開口するように前記流路規制部材によって開口面積が絞られていることを特徴とする請求項１０又は１１記載のインクジェットヘッドである。
【００３０】
請求項１３記載の発明は、前記流路規制部材は、チャネル毎に独立して形成されていることを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００３１】
請求項１４記載の発明は、前記流路規制部材は、その両面がパラキシリレン及びその誘導体からなる被膜によりコーティングされていることを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１〜７記載の発明によれば、ハーモニカタイプのヘッドチップの後面に、接着剤を使用することなく流路規制部材を形成することができ、チャネルの閉塞のおそれがない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。
【００３３】
特に、請求項５記載の発明によれば、更に、チャネル内に溜まった気泡の抜けが良く、気泡溜まりが起き難い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。
【００３４】
請求項８〜１４記載の発明によれば、接着剤によるチャネルの閉塞がなく、ハーモニカタイプのヘッドチップの後面に流路規制部材を有するインクジェットヘッドを提供することができる。
【００３５】
特に、請求項１２記載の発明によれば、更に、チャネル内に溜まった気泡の抜けが良く、気泡溜まりが起き難いインクジェットヘッド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】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３７】
図１は、第１の実施形態に係るインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た斜視図である。
【００３８】
図中、１Ａはヘッドチップ、２はヘッドチップ１Ａの前面に接合されたノズルプレートである。
【００３９】
なお、以下、本明細書においては、ヘッドチップからインクが吐出される側の面を「前面」といい、その反対側の面を「後面」という。また、ヘッドチップにおいて並設されるチャネルを挟んで図示上下に位置する外側面をそれぞれ「上面」及び「下面」という。
【００４０】
ヘッドチップ１Ａには、圧電素子からなる駆動壁１１とチャネル１２、１３とが交互に並設されている。ここでは５つのチャネル１２、１３を有するものを例示しているが、全チャネル１２、１３の数は何ら限定されない。
【００４１】
また、このヘッドチップ１Ａは、チャネル一つおきにインクを吐出するチャネル（以下、インクチャネルという場合がある。）１２とインクを吐出しないチャネル（以下、空気チャネルという場合がある。）１３とを並設した独立チャネルタイプのヘッドチップである。各チャネル１２、１３の形状は、両側壁がヘッドチップ１Ａの上面及び下面に対してほぼ垂直方向に立ち上がっており、そして互いに平行である。
【００４２】
図２（ａ）は、図１に示すインクジェットヘッドのインクチャネル１２の断面図、図２（ｂ）は空気チャネル１３の断面図である。
【００４３】
ヘッドチップ１Ａの前面及び後面には、それぞれ各チャネル１２、１３の前面側の開口部１２１、１３１と後面側の開口部１２２、１３２とが対向している。各チャネル１２、１３は、その後面側の開口部１２２、１３２から前面側の開口部１２１、１３１に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプである。
【００４４】
各チャネル１２、１３の内面には、それぞれＮｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ等からなる駆動電極１４が密着形成されている。
【００４５】
また、ヘッドチップ１Ａの後面には、各インクチャネル１２内の駆動電極１４と電気的に接続する接続電極１５が、図示下方に向けて個別に引き出し形成されていると共に、各空気チャネル１３内の駆動電極１４の全てと電気的に接続する１つの共通電極１６が、接続電極１５と反対の図示上方に向けて引き出し形成されている。
【００４６】
このようなヘッドチップ１Ａの製造例を図３、図４に基づいて以下に説明するが、何らこれに限定されるものではない。
【００４７】
まず、１枚の基板１００上に、分極処理されたＰＺＴ等からなる圧電素子基板１０１をエポキシ系接着剤を用いて接合し、更に、その圧電素子基板１０１の表面に感光性樹脂フィルム１０２を貼着する（図３（ａ））。
【００４８】
次いで、その感光性樹脂フィルム１０２の側から、ダイシングブレード等を用いて複数の平行な溝１０３を研削する。各溝１０３は圧電素子基板１０１の一方の端から他方の端に亘り、且つ、基板１００にほぼ至る程度の一定の深さで研削することで、長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレート状に形成する（図３（ｂ））。
【００４９】
次いで、溝１０３を研削した側から、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ等の電極形成用金属をスパッタリング法、蒸着法等によって適用し、削り残された樹脂フィルム１０２の上面及び各溝１０３の内面に金属膜１０４を形成する（図３（ｃ））。
【００５０】
その後、感光性樹脂フィルム１０２をその表面に形成された金属膜１０４と共に除去することにより、各溝１０３の内面のみに金属膜１０４が形成された基板１０５を得る。そして、同様に形成された基板１０５を２枚用意し、各基板１０５の溝１０３同士が互いに合致するように位置合わせして、エポキシ系接着剤等を用いて接合する（図３（ｄ））。
【００５１】
次いで、得られたヘッド基板１０６を、溝１０３の長さ方向と直交する方向に沿って切断することにより、複数個のハーモニカタイプのヘッドチップ１Ａを作成する。各溝１０３はチャネル１２、１３となり、各溝１０３内の金属膜１０４は駆動電極１４となり、隣接する溝１０３の間は駆動壁１１となる。カットラインＣ、Ｃ…間の幅は、それによって作製されるヘッドチップ１Ａ、１Ａ…のインクチャネル１２の駆動長（Ｌ長）を決定するものであり、この駆動長に応じて適宜決定される（図３（ｅ））。
【００５２】
次いで、これにより得られたヘッドチップ１Ａの後面に、接続電極１５を形成するための開口２０１と共通電極１６を形成するための開口２０２とを露光、現像により形成した感光性樹脂フィルム２００を設け、この感光性樹脂フィルム２００の側から、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ等の電極用金属を適用し、各開口２０１、２０２内にそれぞれ接続用電極１５、共通電極１６を選択的に形成する（図４）。
【００５３】
なお、開口２０１、２０２は、感光性樹脂フィルム２００の現像工程・水洗工程での作業性を考え、チャネル１２、１３の全面において開口していることが望ましい。全面において開口していることにより、チャネル１２、１３内の現像液、洗浄水の除去が容易となる。
【００５４】
このようにして製造されたヘッドチップ１Ａの前面には、図１、図２に示すように、ノズルプレート２が接合される。ノズルプレート２には、各インクチャネル１２に対応する位置にのみノズル２１が開設されている。従って、インクを吐出しない各空気チャネル１３の前面側の開口部１３１はノズルプレート２によって閉塞される。
【００５５】
かかるハーモニカタイプのヘッドチップ１Ａには、その後面側からインクが供給されるため、各空気チャネル１３の後面側の開口部１３２には、インクの供給がなされないように流路を規制する流路規制部材３が、空気チャネル１３毎に独立して形成されており、該開口部１３２を完全に閉塞している。
【００５６】
この流路規制部材３を形成する方法について図５、図６に基づいて説明する。なお、図５、図６において駆動電極１４は図示省略している。
【００５７】
流路規制部材３は、ノズルプレート２を接合する前のヘッドチップ１Ａの後面に形成されることが好ましい。従って、まず、図５（ａ）（ｂ）に示すように、後面に接続電極１５及び共通電極１６を形成済みのヘッドチップ１Ａに対し、その後面の全面に対して、感光性樹脂フィルム３００を、ラミネーター装置を用いて、接着剤を用いることなく、加熱及び加圧することにより貼着する。このとき、各インクチャネル１２及び各空気チャネル１３の後面側の開口部１２２、１３２のいずれも、感光性樹脂フィルム３００により完全に閉塞される。
【００５８】
感光性樹脂フィルム３００としては、種々の市販されている感光性樹脂フィルム（感光性ドライフィルムともいう。）を用いることができる。一例として、日立化成工業（株）の感光性カバーレイフィルム「レイテック」が挙げられる。
【００５９】
ここでは、膜厚２５μｍのＦＲ−５４２５を使用し、ヘッドチップ１の後面にラミネーター装置を用いて加熱及び加圧して貼着したが、感光性樹脂フィルム３００の膜厚、すなわち流路規制部材３の膜厚は、膜強度と、露光・現像工程における解像度の観点から、１０〜１００μｍとすることが好ましい。
【００６０】
その後、その表面にフォトマスク４００を被覆する。フォトマスク４００は、ヘッドチップ１Ａの各空気チャネル１３の後面側の開口部１３２よりも若干大きな開口面積を有する矩形状の開口４０１を有しており、この開口４０１のみ光を透過することができるようになっている。このフォトマスク４００を使用して露光することにより、光の照射された各空気チャネル１３周辺の感光性樹脂フィルム３００のみが感光される。
【００６１】
ヘッドチップ１Ａの後面に対するフォトマスク４００の位置合わせは、露光装置を用いて行い、数ミクロンの位置精度で合わせることが可能であり、従来のようにインク供給口の開いたプレートを流路規制部材として接着する方法では得られない高い精度が得られるようになる。
【００６２】
フォトマスク４００を被覆した後、ＵＶ光をフォトマスク４００の側から照射して露光する。露光量は１００ｍＪ／ｃｍ2とした。その後、フォトマスク４００を除去し、１％Ｎａ2ＣＯ3、３０℃の現像液で現像し、水洗、乾燥した。
【００６３】
これにより、図６（ａ）（ｂ）に示すように、ヘッドチップ１Ａの後面に、各空気チャネル１３の後面側の開口部１３２を完全に閉塞するように感光性樹脂フィルムからなる流路規制部材３、３…が独立して形成される。
【００６４】
上記乾燥工程の後、この流路規制部材３の側から、１Ｊ／ｃｍ2のＵＶ光で全面に後露光し、流路規制部材３に対して１６０℃、１時間のベークを行うことが好ましい。更に感光性樹脂フィルムの反応が進んで、耐久性に優れた膜とすることができる。
【００６５】
その他、使用可能な感光性樹脂フィルムとしては、デュポン（株）のドライフィルムレジストＦＲＡ０６３、ＦＸ９００等、三井化学（株）の感光性ポリイミドフィルム等、多種のドライフィルムが使用できる。プリント配線基板用の感光性カバーレイフィルムも使用できる。特に、後述するように、パリレンを保護膜として使用する場合は、感光性樹脂フィルムの耐インク性は特に要求されないため、多種の感光性樹脂フィルムを使用することができる。
【００６６】
このように本発明によれば、流路規制部材３を、感光性樹脂フィルム３００を用いて、接着剤を使用することなく加熱及び加圧により貼着した後、所定パターンの開口４０１を有するフォトマスク４００を重ねて露光及び現像することによって形成しているので、従来のようにヘッドチップの後面に塗布した接着剤がインクチャネル内に流れ込んでチャネル詰まりを発生させたり、接着剤の塗布不足によってインクが空気チャネル内に流れ込んだりするような不具合は一切生じなくなる。
【００６７】
ところで、インクチャネル１２内の駆動電極１４は、インクと直に接触するため、水系のインクを使用する場合は駆動電極１４の表面に保護膜が必要となる。また、流路規制部材３も直にインクと接触するため、溶剤系のインクを使用する場合には、流路規制部材３を溶剤から保護するために保護膜が必要となる。そこで、このようにして流路規制部材３を形成した後は、図７に示すように、ヘッドチップ１Ａの全面、すなわち各駆動電極１４の表面及び流路規制部材３の表面に対して保護膜１７を形成することが好ましい。ここでも駆動電極１４は図示省略している。
【００６８】
保護膜１７としては、パラキシリレン及びその誘導体からなる被膜（以下、パリレン膜１７という。）を用いてコーティングすることが好ましい。パリレン膜１７は、ポリパラキシリレン樹脂及び／又はその誘導体樹脂からなる樹脂被膜であり、固体のジパラキシリレンダイマー又はその誘導体を蒸着源とする気相合成法（Chemical Vaper Deposition：ＣＶＤ法）により形成する。すなわち、ジパラキシリレンダイマーが気化、熱分解して発生したパラキシリレンラジカルが、ヘッドチップ１Ａの表面に吸着して重合反応し、被膜を形成する。
【００６９】
パリレン膜１７には、種々のパリレン膜があり、必要な性能等に応じて、各種のパリレン膜やそれら種々のパリレン膜を複数積層したような多層構成のパリレン膜等を所望のパリレン膜１７として適用することもできる。
【００７０】
このようなパリレン膜１７の膜厚は、１μｍ〜１０μｍとすることが好ましい。
【００７１】
パリレン膜１７は微細な領域にも浸透し、被膜を形成することができるので、ノズルプレート２を接合する前のヘッドチップ１Ａに対して被覆形成することで、駆動電極１４はもちろんのこと、流路規制部材３も、空気チャネル１３内に面する内面及びヘッドチップ１Ａの後面に露呈する外面の両面がパリレン膜１７によって被覆されてインクから保護される。
【００７２】
このパリレン膜１７の形成により、流路規制部材３はその両面から保護され、その耐久性を大きく向上させることができる。一般に、感光性樹脂フィルムは接着力が十分ではないため、被接着面を荒らして接着強度を上げる必要がある場合もあるが、パリレン膜１７は基材と十分な接着力を持つため、流路規制部材３はパリレン膜１７によって両側から押さえ込まれる形となり、十分な接着力を持たない流路規制部材３でも長期の使用に耐えることができるようになる。
【００７３】
また、万一、流路規制部材３を被覆するパリレン膜１７にピンホールが発生して溶剤系のインクが浸透しても、パリレン膜１７自体は溶解せず、流路規制部材３の両面に存在し続けるため、流路規制部材としての機能は容易には失われず、長期に亘って信頼性を保つことができる。
【００７４】
しかも、本実施形態のように、流路規制部材３を空気チャネル１３毎に独立して形成することにより、パリレン膜１７にピンホール等が発生した場合の影響は、その流路規制部材３だけにとどまり、他の空気チャネル１３の流路規制部材３には及ばないため、被害を最小限にとどめることができるという利点もある。
【００７５】
もちろん、パリレン膜１７の有無にかかわらず、流路規制部材３を空気チャネル１３毎に独立して形成することにより、いずれかの流路規制部材３に剥離等の不具合が生じても、その影響は他の流路規制部材３には及ぶことはない。
【００７６】
このようにしてパリレン膜１７を形成した後は、図７に示すように、ヘッドチップ１Ａの前面にノズルプレート２を接合する。
【００７７】
ヘッドチップ１Ａの後面には、例えば図８に示すような配線基板４を接合することにより、ヘッドチップ１Ａの後面に形成された各接続電極１５及び共通電極１６と駆動回路（図示せず）との間の電気的接続を行う。
【００７８】
図８は、配線基板４を接合したヘッドチップ１Ａを、空気チャネル１３の部分で切断した断面図を示している。
【００７９】
配線基板４は、非分極のＰＺＴやＡｌＮ−ＢＮ、ＡｌＮ等のセラミックス材料からなる板状の基板によって形成されている。また、低熱膨張のプラスチックやガラス等を用いることもできる。更には、ヘッドチップ１に使用されている圧電素子基板と同一の基板材料を脱分極して用いると好ましい。また、熱膨張率の差に起因するヘッドチップ１の歪み等の発生を抑えるため、ヘッドチップ１Ａとの熱膨張係数の差が±１ｐｐｍ以内となるように材料を選定することが更に好ましい。配線基板４を構成する材料は１枚板に限らず、薄板状の基板材料を複数枚積層して所望の厚みとなるように形成してもよい。
【００８０】
配線基板４は、ヘッドチップ１Ａのチャネル列方向と直交する方向（図８における上下方向）に延び、ヘッドチップ１Ａの上面及び下面からそれぞれ大きく張り出した張り出し部４１ａ、４１ｂを有している。また、ヘッドチップ１Ａの後面と接合される配線基板４の一面には、その幅方向（チャネル列方向）に亘って延びる１本の凹部４２が形成されている。この凹部４２は、ヘッドチップ１Ａのチャネル列方向に沿って全てのチャネル１２、１３の後面側の開口部１２２、１３２側を覆うことができる大きさに溝加工されており、各インクチャネル１２（図８においては示されていない。）に対して共通にインクを供給するインク共通室を構成している。
【００８１】
すなわち、図８に示すように、凹部４２の図示上下方向の高さは、各チャネル１２、１３の高さよりも大きく、ヘッドチップ１Ａのチャネル列方向と直交する方向の厚さよりも小さい。これにより、配線基板４をヘッドチップ１Ａの後面に接合すると、凹部４２内に各チャネル１２、１３の後面側の開口部１２２、１３２が臨むような状態となる。
【００８２】
流路規制部材３はこの凹部４２内に収まっている。すなわち、配線基板４は、ヘッドチップ１Ａの後面における流路規制部材３が形成されていない極めて狭小な領域に接合されている。この領域は、各チャネル１２、１３に極めて近接しており（例えば０〜２００μｍ）、従来のように１枚のプレート状の流路規制部材を接合する場合では極めて高精度で困難な位置合わせ作業が要求されることになる。しかし、本発明によれば、感光性樹脂フィルムを露光、現像することにより流路規制部材３を形成しているので、上述したように高い位置精度を確保でき、このように各チャネル１２、１３に極めて近接して形成することも容易である。
【００８３】
配線基板４の一方の張り出し部４１ａには、ヘッドチップ１Ａの後面に形成された各接続電極１５（図８においては示されていない。）と同数及び同ピッチで配線電極４３（図８においては示されていない。）が形成され、他方の張り出し部４１ｂには、ヘッドチップ１Ａの後面に形成された共通電極１６と接続する配線電極４４が形成されている。配線基板４は、各配線電極４３と各接続電極１５とが電気的接続すると共に、配線電極４４と共通電極１６とが電気的接続するように異方導電性フィルム等によってヘッドチップ１Ａの後面に接合される。
【００８４】
インク共通室となる凹部４２へのインクの供給は、配線基板４をヘッドチップ１Ａの後面に接合した際に凹部４２の両端又はいずれか一方端から行うことができるが、図８に示すように、凹部４２の底部からヘッドチップ１Ａとの接合面と反対面に貫通する開口４５を形成し、凹部４２よりも大容量のインクを貯留可能な箱形状のインクマニホールド４６を更に接合することもできる。
【００８５】
なお、ヘッドチップ１Ａの後面に配線基板４を接合する場合は、ノズルプレート２をヘッドチップ１Ａに接合する前であって、配線基板４をヘッドチップ１Ａに接合した後に、上述したパリレン膜１７を形成することが好ましい。これにより、各接続電極１５及び共通電極１６と各配線電極４３、４４との間の電気的接続を確保できると共に、インクと直に接触することになる配線基板４の凹部４２に臨む配線電極４３、４４の表面にも保護膜を形成することができる。
【００８６】
次に、本発明に係るインクジェットヘッドの第２の実施形態について説明する。
【００８７】
図９は、第２の実施形態に係るインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た斜視図、図１０（ａ）は、図９に示すインクジェットヘッドのインクチャネル１２の断面図、図１０（ｂ）は空気チャネル１３の断面図である。
【００８８】
図１、図２と同一符号は同一構成を示しているので、詳細な説明については省略する。また、このヘッドチップ１Ｂの製造方法については、図３、図４と同一である。
【００８９】
この第２の実施形態に係るインクジェットヘッドでは、ヘッドチップ１Ｂの各空気チャネル１３に、第１の実施形態と同様の流路規制部材３１が形成されていると共に、各インクチャネル１２には、その後面側の開口部１２２の開口面積を絞るように流路規制部材３２がそれぞれ独立して形成されている。
【００９０】
流路規制部材３２は、チャネル列方向に沿う幅方向がインクチャネル１２の幅よりも若干大きく、幅方向に直交する上下方向はインクチャネル１２の高さよりも小さい。このため、インクチャネル１２の後面側の各開口部１２２は、その上端及び下端だけが開口するように流路規制部材３２によって開口面積が絞られている。
【００９１】
この流路規制部材３２を形成する方法について図１１、図１２に基づいて説明する。なお、図１１、図１２において駆動電極１４は図示省略している。
【００９２】
この流路規制部材３２も、ノズルプレート２を接合する前のヘッドチップ１Ｂの後面に形成されることが好ましい。従って、まず、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、後面に接続電極１５及び共通電極１６を形成済みのヘッドチップ１Ｂに対し、その後面の全面に対して、感光性樹脂フィルム３００を、ラミネーター装置を用いて、接着剤を用いることなく加熱及び加圧することにより貼着する。このとき、各インクチャネル１２及び各空気チャネル１３の後面側の開口部１２２、１３２のいずれも、図５と同様に感光性樹脂フィルム３００により完全に閉塞される。
【００９３】
この感光性樹脂フィルム３００の膜厚、すなわち流路規制部材３１、３２の膜厚は、上述した流路規制部材３と同様とすることができる。
【００９４】
その後、その表面にフォトマスク４００を被覆する。このフォトマスク４００は、ヘッドチップ１Ｂの各空気チャネル１３の後面側の開口部１３２よりも若干大きな開口面積を有する矩形状の開口４０１の他に、各インクチャネル１２の後面側の開口部１２２よりも若干小さく、該開口部１２２の上端及び下端には至らない程度の開口面積を有する矩形状の開口４０２を有しており、この開口４０１、４０２のみ光を透過することができるようになっている。このフォトマスク４００を使用して露光することにより、光の照射された各インクチャネル１２周辺と各空気チャネル１３周辺の感光性樹脂フィルム３００のみが感光される。
【００９５】
かかるフォトマスク４００の被覆の後、図５と同様にＵＶ光をフォトマスク４００の側から照射して露光した後、フォトマスク４００を除去し、現像、水洗、乾燥、後露光及びベークする。
【００９６】
これにより、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、ヘッドチップ１Ｂの後面に、各空気チャネル１３の後面側の開口部１３２を閉塞するように感光性樹脂フィルムからなる流路規制部材３１が独立して形成されると共に、各インクチャネル１２の後面側の開口部１２２の開口面積を絞るように、感光性樹脂フィルムからなる流路規制部材３２が独立して形成される。
【００９７】
この流路規制部材３２も、感光性樹脂フィルム３００を用いて、接着剤を使用することなく加熱及び加圧により貼着した後、所定パターンの開口４０２を有するフォトマスク４００を重ねて露光及び現像することによって形成しているので、接着剤によってチャネル詰まりを発生させるような不具合は生じない。しかも、露光、現像によるパターニングによって形成しているので、各インクチャネル１２の後面側の開口部１２２の開口面積を高精度に絞ることが可能である。
【００９８】
流路規制部材３１、３２を形成した後、図８と同様に配線基板４を接合する場合はその接合後に、図７と同様にして、ヘッドチップ１Ｂの全面、すなわち各駆動電極１４の表面及び流路規制部材３１、３２の表面に対してパリレン膜１７を形成することが好ましい。
【００９９】
この第２の実施形態に係るヘッドチップ１では、各インクチャネル１２の後面側の開口部１２２の開口面積が流路規制部材３２によって絞られるので、従来のインク供給口が開いた流路規制規制板を用いる場合と同様、ヘッドを高速で駆動する場合のノズルのインクメニスカスの振動を有効に抑えることができる。
【０１００】
しかも、この流路規制部材３２は、従来のようにインクチャネルの開口部の中央部にインク供給口を形成するものとは異なり、インクチャネル１２の開口部１２２の上端及び下端が開口してそれぞれ開口部１２２ａ、１２２ｂを形成しているので、図１３に示すように、インクａの吐出方向が重力方向ｇに対して斜めとなるようにインクジェットヘッドを傾斜させて設置すると、インクチャネル１２は、流路規制部材３２によって閉塞されていない例えば開口部１２２ａが最上部に位置することになるため、インクチャネル１２内に発生した気泡ｂはこの最上部に集まり、開口部１２２ａから容易にヘッドチップ１Ｂ外のインク共通室へ抜けていく。インク共通室内に気泡ｂが存在していても、もはや射出には影響しないため、気泡ｂによる不具合が発生することはない。
【０１０１】
このように各インクチャネル１２の後面側の開口部１２２を絞るように形成される流路規制部材３２によって、該開口部１２２の上端及び下端を開口させるようにすることにより、泡抜け性に優れ、射出信頼性の高いヘッドとすることができる。
【０１０２】
各インクチャネル１２が流路規制部材３２によって絞られた後の後面側の開口部１２２の開口面積は、ノズルプレート２に形成されたノズル２１の吐出側の開口面積の１〜１０倍とすることが好ましく、より好ましくは２〜５倍とすることである。最適な数値は射出テストを行った結果から得ることが望ましいが、本発明者の実験によれば、ノズル径２８μｍ（開口面積６１５μｍ2）のヘッドチップの場合、流路規制部材３２によって絞られた後の後面側の開口部１２２の開口面積は２０００μｍ2が適切であった。
【０１０３】
なお、ここでは、インクチャネル１２の開口部１２２の上端及び下端が共に開口してそれぞれ開口部１２２ａ、１２２ｂが形成されるように流路規制部材３２を形成した。これによれば、ヘッドチップ１Ｂの上面及び下面のいずれの側を上方に位置させても気泡ｂを抜くことができるため、インクジェットヘッドを斜めに設置する場合の規制がないために好ましい。しかし、本発明はこれに限らず、インクチャネル１２の後面側の開口部１２２における上端又は下端のいずれか一方のみが開口するように流路規制部材３２を形成してもよい。この場合は、後面側の開口部１２２のうち流路規制部材３２によって閉塞されずに開口している側が上方に位置するようにインクジェットヘッドを斜めに設置することで、気泡ｂを抜くことができる。
【０１０４】
以上、第１の実施形態及び第２の実施形態では、ヘッドチップ１Ａ、１Ｂに並設されたチャネルを一つおきにインクチャネル１２と空気チャネル１３とした独立チャネルタイプのインクジェットヘッドを例示したが、ヘッドチップは、全てのチャネルをインクチャネル１２とした場合であってもよい。
【０１０５】
図１４は、第３の実施形態に係り、全てのチャネルをインクチャネル１２とした場合のヘッドチップ１Ｃの後面側を示している。図１、図２と同一符号は同一構成を示しているので、詳細な説明については省略する。また、このヘッドチップ１Ｃの製造方法については、図３、図４と同一である。ここでも駆動電極１４は図示省略している。
【０１０６】
同図に示すように、各インクチャネル１２の後面側の開口部１２２には、該開口部１２２の開口面積を絞るように、感光性樹脂フィルムからなる流路規制部材３２が独立して形成されている。ここでも、各インクチャネル１２の後面側の開口部１２２は、流路規制部材３２によって上端及び下端が開口するように絞られているので、図１３と同様にしてインクジェットヘッドを斜めに設置することで、インクチャネル１２内の気泡を容易に抜くことができる。
【０１０７】
流路規制部材３２は、全てのインクチャネル１２の後面側の開口部１２２を絞るように１枚の流路規制部材によって形成することもできるが、ここでも、図示するようにインクチャネル１２毎に独立させれば、いずれかの流路規制部材３２の不具合の影響が他のインクチャネル１２に及ぶことがないために好ましい。
【０１０８】
この態様でも、各インクチャネル１２の後面側の開口部１２２の上端又は下端のいずれか一方のみが開口するように流路規制部材３２を形成してもよいことはもちろんである。
【０１０９】
以上の各説明では、インクジェットヘッドを構成するヘッドチップ１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、チャネル列が１列だけのものを例示したが、チャネル列は複数列であってもよく、その場合も流路規制部材３、３１、３２を同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】第１の実施形態に係るインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た斜視図
【図２】（ａ）は、図１に示すインクジェットヘッドのインクチャネルの断面図、（ｂ）は空気チャネルの断面図
【図３】（ａ）〜（ｅ）はヘッドチップの製造工程を示す説明図
【図４】ヘッドチップの製造工程を示す説明図
【図５】流路規制部材の製造工程を示す図であり、（ａ）はヘッドチップの断面図、（ｂ）はヘッドチップを後面側から見た図
【図６】流路規制部材の製造工程を示す図であり、（ａ）はヘッドチップの断面図、（ｂ）はヘッドチップを後面側から見た図
【図７】ヘッドチップの製造工程を示す図
【図８】インクジェットヘッドの一例を示す断面図
【図９】第２の実施形態に係るインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た斜視図
【図１０】（ａ）は、図９に示すインクジェットヘッドのインクチャネルの断面図、（ｂ）は空気チャネルの断面図
【図１１】流路規制部材の製造工程を示す図であり、（ａ）はヘッドチップの断面図、（ｂ）はヘッドチップを後面側から見た図
【図１２】流路規制部材の製造工程を示す図であり、（ａ）はヘッドチップの断面図、（ｂ）はヘッドチップを後面側から見た図
【図１３】インクジェットヘッドを斜めに設置した状態のヘッドチップ部分の断面図
【図１４】第３の実施形態に係るインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た図
【図１５】従来の流路規制部材を設けたヘッドチップを後面側から見た図
【符号の説明】
【０１１１】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：ヘッドチップ
１１：駆動壁
１２：インクチャネル
１２１：前面側の開口部
１２２：後面側の開口部
１２２ａ：上端の開口部
１２２ｂ：下端の開口部
１３：空気チャネル
１３１：前面側の開口部
１３２：後面側の開口部
１４：駆動電極
１５：接続電極
１６：共通電極
１７：パリレン膜
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３、３１、３２：流路規制部材
４：配線基板
４１ａ、４１ｂ：張り出し部
４２：凹部
４３、４４：配線電極
４５：開口
４６：インクマニホールド
５、６：ＦＰＣ
１００：基板
１０１：圧電素子基板
１０２：感光性樹脂フィルム
１０３：溝
１０４：金属膜
１０５：基板
１０６：ヘッド基板
２００：感光性樹脂フィルム
２０１、２０２：開口
３００：感光性樹脂フィルム
４００：フォトマスク
４０１、４０２：開口
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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