(57)【要約】【目的】インクジェット記録ヘッドにおいて、圧電素子と振動板の導通を確保すると共に、加圧接合時に圧電素子に割れやクラックが発生することを防止する。【構成】インクジェット記録ヘッド４０において、圧電素子４４ａと振動板４３を接合する接着剤層６５が、圧電素子４４ａと振動板４３を接触させて接合する厚さとされた薄層部６５Ａと、圧電素子４４ａと振動板４３を非接触で接合する厚さとされた厚層部６５Ｂとで形成されている。これによって、圧電素子４４ａと振動板４３が導通する。また、接着剤層６５に導電粒子を含有する必要がないので、加圧接合時に圧電素子４４ａに割れやクラックが発生しない。【選択図】  図１０
2004188653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルが設けられた圧力室の壁面の一部を形成する振動板と圧電素子が接合層で接合され、前記圧電素子の作動で前記振動板を変形させて前記圧力室の中のインクを加圧し、前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、
前記接合層は、
前記振動板と前記圧電素子を接触させて接合する厚さとされた薄層部と、
前記振動板と前記圧電素子を非接触で接合する厚さとされた厚層部と、
で形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記厚層部が、前記圧力室に面する部分に設けられ、前記薄層部が、前記圧力室を形成する隔壁に面する部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記厚層部が、前記圧力室の中央部に設けられ、前記薄層部が、該厚層部の周囲に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記厚層部の厚さが２μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記薄層部の厚さが０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記圧電素子及び前記振動板の接合面の少なくとも一方の表面粗さが２〜６μｍであることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項７】
前記接合層は、フィラー、導電粒子等の微粒子を含有しない接着剤で形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項８】
前記接合層は、熱硬化性のエポキシ接着剤で形成されていることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
ノズルが設けられた圧力室の壁面の一部を形成する振動板と圧電素子が接合層で接合され、前記圧電素子の作動で前記振動板を変形させて前記圧力室の中のインクを加圧し、前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、
前記接合層は、含有する微粒子の粒径が２μｍ以下の接着剤で形成され、厚さが２μｍ以下であることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項１０】
ノズルが設けられた圧力室の壁面の一部を形成する振動板と圧電素子が接合層で接合され、前記圧電素子の作動で前記振動板を変形させて前記圧力室の中のインクを加圧し、前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記圧電素子と前記振動板の少なくとも一方に接着剤を塗布して加圧硬化させ、前記接合層を、前記圧電素子と前記振動板を接触させて接合する薄層部と、前記圧電素子と前記振動板を非接触で接合する厚層部とで形成することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記厚層部を、前記圧力室に面する部分に形成し、前記薄層部を、前記圧力室を形成する隔壁に面する部分に形成することを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記厚層部を、前記圧力室の中央部に形成し、前記薄層部を、前記厚層部の周囲に形成することを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記接着剤を厚さ２〜５μｍで塗布することを特徴とする請求項１０乃至１２の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接合層で振動板に接合された圧電素子の作動によって圧力室の中のインクを加圧し、ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッド、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に示すように、圧電素子１０２の作動でインク滴を記録紙等に飛翔させるピエゾ式インクジェット記録ヘッド１００において、圧電素子１０２と振動板１０４は、導通を確保するために、導電粒子１０６を含有する導電性接着剤１０８で接合されている。（例えば、特許文献１〜３参照）
しかしながら、導電性接着剤１０８に含有される導電粒子１０６や、一般的にこの種の接着剤に添加されることが多いフィラー１１０は粒径が均一ではなく、粒径の大きい大径粒子１１２が導電性接着剤１０８に含まれてしまうことがある。
【０００３】
このため、圧電素子１０２を粘着保持する発泡テープ１１４及び固定板１１６を介して、圧電素子１０２を振動板１０４に加圧接合する際に、この大径粒子１１２が圧電素子１０２に集中荷重を与えてしまい、圧電素子１０２に割れやクラックが発生してしまうという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６２−８２０４２号公報
【特許文献２】
特開平１０−３１５４８５号公報
【特許文献３】
特開２０００−１１７９９２公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、ピエゾ素子と振動板の導通を確保しつつ、ピエゾ素子と振動板を加圧接合する際にピエゾ素子に割れやクラックが発生することを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズルが設けられた圧力室の壁面の一部を形成する振動板と圧電素子が接合層で接合され、前記圧電素子の作動で前記振動板を変形させて前記圧力室の中のインクを加圧し、前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、前記接合層は、前記振動板と前記圧電素子を接触させて接合する厚さとされた薄層部と、前記振動板と前記圧電素子を非接触で接合する厚さとされた厚層部と、で形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドでは、圧電素子と振動板が、薄層部と厚層部とで形成された接合層で接合されている。圧電素子と振動板は、接触した状態で薄層部によって接合されているので、接合層に導電粒子を含有させなくても導通する。このため、圧電素子を振動板に加圧接合する際に、導電粒子を介して圧電素子に集中荷重がかからず、割れやクラックが発生しない。
【０００８】
また、圧電素子と振動板は、厚層部によって非接触で接合されている。即ち、圧電素子及び振動板の接合面に厚層部により強固な接合層が形成されているため、圧電素子と振動板の接合強度を確保できる。
【０００９】
請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドであって、前記厚層部が、前記圧力室に面する部分に設けられ、前記薄層部が、前記圧力室を形成する隔壁に面する部分に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドでは、厚層部が、圧力室に面する部分に設けられているので、この部分が圧電素子の作動で変形しても、圧電素子が振動板から剥がれることはない。
【００１１】
また、薄層部が、圧力室を形成する隔壁に面する部分に設けられているので、圧電素子と振動板の導通が確保される。なお、この部分は圧電素子の作動で変形しないので、薄層部が圧電素子及び振動板の接合面の全面に接触していなくても圧電素子が振動板から剥がれることはない。
【００１２】
請求項３に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドであって、前記厚層部が、前記圧力室の中央部に設けられ、前記薄層部が、該厚層部の周囲に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載のインクジェット記録ヘッドでは、厚層部が圧力室の中央部に設けられているので、この部分が圧電素子の作動で変形しても圧電素子が振動板から剥がれることはない。
【００１４】
また、薄層部が圧電素子の周囲に設けられていることによって、圧電素子と振動板の導通を確保できると共に、圧電素子と振動板を加圧接合する際に薄層部となる接着剤が接合部からはみ出すことを抑制できる。なお、振動板の薄層部が設けられた部分は、該中央部と比して変形量が少ないので、圧電素子が振動板から剥がれることはない。
【００１５】
請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１乃至３の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであって、前記厚層部の厚さが２μｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドでは、厚層部の厚さが２μｍ以下となっている。接合層の厚さが２μｍ以上となると、接合層が圧電素子の変位を緩衝吸収してしまうことが後述する実験で確認されている。このため、厚層部の厚さを２μｍ以下に規定することで振動板を確実に変位させることができる。ここで、厚層部の厚さとは、厚層部全体の平均の厚さをいう。
【００１７】
請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１乃至４の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであって、前記薄層部の厚さが０．５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドでは、薄層部の厚さが０．５μｍ以下となっている。通常、圧電素子及び振動板の表面粗さは数μｍとされているので、薄層部は、圧電素子及び振動板の接合面の凹凸の凹部に埋め込まれた状態となり、圧電素子と振動板の表面粗さの頂上部を接触させて接合する。これによって、圧電素子と振動板が導通する。なお、薄層部の厚さとは、薄層部全体の平均の厚さをいう。
【００１９】
請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１乃至５の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであって、前記圧電素子及び前記振動板の接合面の少なくとも一方の表面粗さが２〜６μｍであることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドでは、圧電素子及び振動板の接合面の少なくとも一方の表面粗さが２〜６μｍとなっており、薄層部の厚さを０．５μｍ以下とした場合、圧電素子と振動板を導通できることが確認されている。
【００２１】
請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１乃至６の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドであって、前記接合層は、フィラー、導電粒子等の微粒子を含有しない接着剤で形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドでは、接合層が、フィラー、導電粒子等の微粒子を含有しない接着剤で形成されているので、圧電素子を振動板に加圧接合する際に圧電素子に集中荷重が加わることがない。従って、圧電素子に割れやクラックが発生しない。
【００２３】
請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドであって、前記接合層は、熱硬化性のエポキシ接着剤で形成されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドでは、接合層が、熱硬化性のエポキシ接着剤で形成されているので、圧電素子と振動板を加圧と共に加熱することによって、接着剤が硬化し圧電素子と振動板は接合される。なお、エポキシ（絶縁性）接着剤で接合層を形成するが、圧電素子と振動板は、薄層部によって接触されているので、導通する。
【００２５】
請求項９に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズルが設けられた圧力室の壁面の一部を形成する振動板と圧電素子が接合層で接合され、前記圧電素子の作動で前記振動板を変形させて前記圧力室の中のインクを加圧し、前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、前記接合層は、含有する粒子の粒径が２μｍ以下の接着剤で形成され、厚さが２μｍ以下であることを特徴とする。
【００２６】
請求項９に記載のインクジェット記録ヘッドでは、接合層が、粒径を２μｍ以下と均一化された微粒子しか含有しない接着剤で形成されている。このため、圧電素子と振動板を加圧接合する際に、圧電素子が局所的に集中荷重を受けることがないので、圧電素子に割れやクラックが発生しない。
【００２７】
また、接着剤に含有される粒子の粒径を２μｍ以下としたので、接合層の厚さを２μｍ以下にすることができ、圧電素子の変位を効率良く振動板に伝えることができる。
【００２８】
請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、ノズルが設けられた圧力室の壁面の一部を形成する振動板と圧電素子が接合層で接合され、前記圧電素子の作動で前記振動板を変形させて前記圧力室の中のインクを加圧し、前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記圧電素子と前記振動板の少なくとも一方に接着剤を塗布して加圧硬化させ、前記接合層を、前記圧電素子と前記振動板を接触させて接合する薄層部と、前記圧電素子と前記振動板を非接触で接合する厚層部とで形成することを特徴とする。
【００２９】
請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法では、圧電素子と振動板を、薄層部では接触させて接合し、厚層部では非接触で接合する。これによって、接合層がいかなる接着剤で形成されていても圧電素子と振動板が確実に導通し、且つ圧電素子と振動板の接合強度が確保される。また、接合層を形成する接着剤に導電粒子等の微粒子を含有する必要がないので、圧電素子と振動板を加圧接合する際に、圧電素子が集中荷重を受けて破損することがない。
【００３０】
請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記厚層部を、前記圧力室に面する部分に形成し、前記薄層部を、前記圧力室を形成する隔壁に面する部分に形成することを特徴とする。
【００３１】
請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法では、圧電素子と振動板を、圧力室に面する部分では非接触で接合し、圧力室を形成する隔壁に面する部分では接触させて接合する。これによって、接合層をいかなる接着剤で形成しても圧電素子と振動板が確実に導通し、且つ振動板の圧力室に面する部分が圧電素子の作動で変形しても圧電素子が振動板から剥がれることがない。
【００３２】
請求項１２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記厚層部を、前記圧力室の中央部に形成し、前記薄層部を、前記厚層部の周囲に形成することを特徴とする。
【００３３】
請求項１２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法では、圧電素子と振動板を、圧力室の中央部では非接触で接合し、その周囲では接触させて接合する。これによって、接合層をいかなる接着剤で形成しても圧電素子と振動板が確実に導通し、且つ振動板の圧力室に面する部分が圧電素子の作動で変形しても圧電素子が振動板から剥がれることがない。また、薄層部を形成する接着剤が接合部からはみ出すことを抑制できる。
【００３４】
請求項１３に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、請求項１０乃至１２の何れかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記接着剤を厚さ２〜５μｍで塗布することを特徴とする。
【００３５】
請求項１３に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法では、圧電素子と振動板の少なくとも一方に接着剤を厚さ２〜５μｍで塗布し、圧電素子と振動板を加圧接合する。これによって、薄層部では圧電素子と振動板を接触して接合でき、厚層部では圧電素子と振動板を非接触で接合できることが確認されている。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら第１の実施形態について説明する。
【００３７】
図１に示すように、第１の実施形態のインクジェット記録ヘッド１０は、インクジェット式記録装置１に搭載されている。このインクジェット式記録装置１０では、インクジェット記録ヘッド１０を主走査方向（図中矢印Ａ方向）に走査しながら、記録用紙２を副走査方向（図中矢印Ｂ方向）に搬送して、インクジェット記録ヘッド１０から記録用紙２へインク滴を吐出させる。これによって、記録用紙２の全面に画像が記録される。
【００３８】
図２、図３に示すように、インクジェット記録ヘッド１０には、複数のノズル１１ａ（直径３０±０．５μｍ）がマトリックス状（６４行×４列）に形成されたノズルプレート１１が備えられている。ノズルプレート１１には、圧力室プレート１２が接着されている。また、圧力室プレート１２のノズルプレート１１との接着面の裏面には振動板１３（ステンレス製）が接着されている。圧力室プレート１２には、振動板１３からノズルプレート１１に向かって除々に狭くなるテーパー状の４面の隔壁１２ｂが形成され、この隔壁１２ｂとノズルプレート１１と振動板１３とで圧力室１２ａが形成され、ノズル１１ａと同じ数だけ設けられている。
【００３９】
振動板１３の圧力室プレート１２との接着面の裏面には、正方形状（一辺が５００±１０μｍ）の圧電素子１４ａが各圧力室１２ａに面して、ノズル１１ａが中心部に位置するように位置決めされて配列されている。また、圧電素子１４ａの上下面には、電極層３４ａ、３４ｂが形成されている。
【００４０】
電極層３４ａは、半田ボールバンプ１６で配線層１７に機械的且つ電気的に接合され、電極層３４ｂが、接着剤層３５（後述する）で導通可能に振動板１３に接着されている。これによって、図示しない制御部からの駆動電圧が配線層１７及び半田ボールバンプ１６を介して圧電素子１４ａに印加される。
【００４１】
次に、インクジェット記録ヘッド１０の製造方法について説明する。
【００４２】
先ず、図２に示すノズル１１ａを圧力室１２ａに対向させてノズルプレート１１を圧力室プレート１２に接合する。そして、振動板１３を圧力室プレート１２のノズルプレート１１との接合面の裏面に接合する。
【００４３】
次に、圧電素子１４ａの作製を行う。先ず、図４（ａ）に示すように、圧電プレート２１（厚さ３０μｍ、チタン酸ジルコン酸鉛製）を、熱発泡性を有する接着フィルム２２を用いて基板２３に接着する。次に、圧電プレート２１の全体に感光性フィルム２４（ウレタン系）を貼り付け、感光性フィルム２４を碁盤目状のマスク（図示せず）で覆った状態で露光する。なお、圧電プレート２１の両面には、予め電極層３４ａ（Ｃｒ製の０．２μｍの金属薄膜）、電極層３４ｂ（Ａｕ製の０．１μｍの金属膜）がスパッタリング法で形成されている。
【００４４】
そして、図４（ｂ）、図５に示すように、感光して硬化した升目状部分の感光性フィルム２４を残し、これら以外の部分を除去して行列方向に延在する溝パターン１９ｃを形成する。これによって、中央部分に４個の圧電素子パターン１９ａと、この圧電素子パターン１９ａを囲むダミーパターン１９ｂとが形成される。
【００４５】
次に、炭化珪素砥粒（砥粒径：例えば２０μｍ）を所定の圧力で吹き付け、サンドブラスト加工を施す。これによって、図４（ｃ）に示すように、圧電プレート２１は、溝パターン１９ｃの所で研削されて分離溝１８が形成される。この分離溝１８によって、圧電プレート２１には、圧電素子１４ａとダミー素子１４ｂとに分離された圧電素子ユニット１４が形成される。
【００４６】
そして、感光性フィルム２４を圧電素子ユニット１４から剥離する。その後、予め形成しておいた位置決め用のマーク（図示せず）を、顕微鏡で目合わせする方法によって圧電素子ユニット１４を振動板１３上に位置決めし接合する。
【００４７】
そして、電極層３４ｂ又は振動板１３の表面に接着剤を２〜５μｍの厚さで塗布し、加圧加熱して圧電素子１４ａと振動板１３を接着固定する。加圧力は、圧電素子１４ａの平面積に対し１ＭＰａ（パスカル）を付加し、加熱温度は１２０度とした。
【００４８】
この接着剤には、粒径が２μｍ以下のフィラーや導電粒子等の微粒子を添加した導電性の接着剤を用い、接着固定後の接着剤層３５の厚さ（接着剤層３５全体の平均の厚さ）が２μｍ以下になるように塗布する。
【００４９】
これは、後述するように接着剤層３５が厚くなると圧電素子１４ａの変位が接着剤層３５によって吸収緩衝されてしまうためであり、また、接着剤層３５が厚くなる分、厚さのバラツキが大きくなり、圧電素子１４ａの変位が振動板１３へ不均一に伝わるためである。そこで、接着剤層３５を上述したように形成して、振動板の性能を維持している。
【００５０】
また、接着剤層３５に粒径が２μｍを超える大径の粒子を含有しないようにしたので、圧電素子１４ａと振動板１３を加圧接合する際に、圧電素子１４ａに割れやクラックが発生するような荷重が加わることはない。
【００５１】
以上のように圧電素子ユニット１４と振動板１３を接合した後、基板２３を圧電素子１４ａ、ダミー素子１４ｂから剥離する。ここで、接着フィルム２２は、接着後に所定の温度で加熱されると発泡して接着力が低下する性質を有する。この性質を利用して接着フィルム２２を所定温度で加熱し、基板２３を圧電素子１４ａから剥離する。
【００５２】
最後に、図２に示すように、圧電素子１４ａの電極層３４ａを半田ボールバンプ１６を介して、制御部（図示せず）に接続された配線層１７に接続する。このようにして製造されたインクジェット記録ヘッド１０を搭載するインクジェット式記録装置１は、駆動電圧３０Ｖ、周波数３０ｋＨｚで、圧電素子１４ａが良好に駆動し、対応するノズル１１ａからインク滴を良好に吐出した。
【００５３】
なお、図６の表に示すように、接着剤層３５の厚さを１〜５μｍと変化させて、印字テストを行ったところ、接着剤層３５の厚さが２μｍを超えるような場合は、圧電素子１４ａの性能が悪化することが確認された。
【００５４】
次に、第２の実施形態について説明する。
【００５５】
図７、図８に示すように、インクジェット記録ヘッド４０には、複数のノズル４１ａ（直径３０±０．５μｍ）がマトリックス状（６４行×４列）に形成されたノズルプレート４１が備えられている。ノズルプレート４１には、圧力室プレート４２が接着されている。また、圧力室プレート４２のノズルプレート４１との接着面の裏面には振動板４３（ステンレス製）が接着されている。圧力室プレート４２には、振動板４３からノズルプレート４１に向かって除々に狭くなるテーパー状の４面の圧力室隔壁４２ｂが形成され、この圧力室隔壁４２ｂとノズルプレート４１と振動板４３とで圧力室４２ａが形成され、ノズル４１ａと同じ数だけ設けられている。
【００５６】
振動板４３の圧力室プレート４２との接着面の裏面には、複数の圧電素子４４ａが各圧力室４２ａに対向してマトリックス状に配列されている。圧電素子４４ａは長方形状（短辺４５０±１０μｍ、長辺７５０±５０μｍ）をしており、長手方向の一端部は振動板４３の圧力室４２ａに面する部分に位置し、長手方向の他端部は圧力室隔壁４２ｂに面する部分に位置する。そして、幅方向の両端部は圧力室４２ａよりも狭幅となっている。これによって、圧電素子４４ａの圧力室４２ａに面する部分の変形が圧力室隔壁４２ｂによって妨げられないので、圧電素子４４ａは効率よく変位できる。
【００５７】
そして、圧電素子４４ａの振動板４３との接合面には電極層６４ｂ（Ａｕ製の０．１μｍの金属薄膜）が形成され、該接合面の裏面には電極層６４ａ（Ｃｒ製の０．２μｍの金属薄膜）が形成されている。電極層６４ａは、半田ボールバンプ４６でフレキシブル配線板４７に機械的且つ電気的に接合され、電極層６４ｂが、接着剤層６５（後述する）で導通可能に振動板４３に接着固定されている。これによって、図示しない制御部からの駆動電圧がフレキシブル配線板４７を介して圧電素子４４ａに印加される。
【００５８】
次に、インクジェット記録ヘッド４０の製造方法について説明する。
【００５９】
第２の実施形態の製造方法は、第１の実施形態の製造方法と基本的に同じであるが、残存ダミー素子６１が設けられている点と、位置決めの方法、接着剤の塗布方法が異なる。特に、接着方法に関して相違点を詳細に説明する。
【００６０】
まず、分離溝６２の幅の均一化を目的として、本実施形態れは、図８に示すように、隣合う圧電素子４４ａの間、及び圧電素子４４ａとダミー素子６０の間に、残存ダミー素子６１を設けた。位置決めについては図８、９に示すように、圧電プレート５１に目合わせマーク６６を、圧力室プレート１２には位置決めマーク６７を、そして基板５３には目合わせマーク６６に対応して貫通孔６８を形成し、振動板４３には位置決めマーク６７に対応して貫通孔６９を形成する。そして、貫通孔６８、６９を通して、顕微鏡で目合わせマーク６６と位置決めマーク６７を目合わせし、圧電素子４４ａを振動板４３上に高精度に位置決めし接合する。
【００６１】
次に、図８、１０に示すように、電極層６４ｂ及び振動板４３の少なくと一方の表面にフィラーや導電粒子等の微粒子を一切含有しない熱硬化性のエポキシ接着剤を本実施形態では平均３．５μｍの厚さで塗布し、加圧加熱して圧電素子４４ａと振動板４３を接着固定する。第１の実施形態と同様に、加圧力は圧電素子４４ａの平面積に対し１ＭＰａ（パスカル）とし、加熱温度は１２０度とした。
【００６２】
この接着固定の際、加圧力を増加していくと、圧電素子４４ａや振動板４３の圧力室４２ａに面する部分は、圧力室４２ａが空洞であるため加圧力を受け止められず、図１０に示すように変形する。逆に、圧力室隔壁４２ｂに面する部分では、十分な加圧力が作用して接着剤層６５が薄くなる。この現象を利用して接着剤層６５の圧力室４２ａに面する部分には、厚さが２μｍ以下になる厚層部６５Ａを形成し、厚層部６５Ａの周囲及び圧力室隔壁４２ｂに面する部分には、厚さが０〜０．５μｍになる薄層部６５Ｂを形成する。ここで、厚層部６５Ａの厚さとは厚層部６５Ａ全体の平均の厚さをいい、薄層部６５Ｂの厚さとは薄層部６５Ｂ全体の厚さをいう。また、圧電素子４４ａの接着面は表面粗さ６μｍ、振動板４３の接着面は表面粗さ２μｍで仕上げられている。
【００６３】
これによって、図１１（ａ）に示すように、薄層部６５Ｂでは、圧電素子４４ａの接着面の凹凸の凸部４４ｂと、振動板４３の表面の凹凸の凸部４３ｂが接触する。このため、接着剤層６５が導電粒子を含有しないエポキシ接着剤であっても、圧電素子４４ａと振動板４３の導通は確保される。
【００６４】
また、薄層部６５Ｂでは、接着剤が圧電素子４４ａ及び振動板４３の接着面の凹凸の凹部に埋め込まれた状態で圧電素子４４ａ及び振動板４３を接合させている。このため、圧電素子４４ａの作動により振動板４３が変形しても振動板４３から剥がれることはない。
【００６５】
従って、圧電素子４４ａと振動板４３の接着面の表面粗さが２〜６μｍ、薄層部６５Ｂの厚さが０．５μｍ以下の条件で、圧電素子４４ａと振動板４３の導通を確保できると共に、圧電素子４４ａと振動板４３を確実に接着できる。
【００６６】
また、図１１（ｂ）に示すように、厚層部６５Ａでは、圧電素子４４ａと振動板４３が非接触となり、厚層部６５Ａが圧電素子４４ａ及び振動板４３の接着面の全体を接合している。これによって、接着強度が確保されているので、圧電素子４４ａの作動で振動板４３が変形しても圧電素子４４ａが振動板４３から剥がれない。
【００６７】
このように、接着剤層６５にフィラーや導電粒子等の微粒子を含有しないようにしたことによって、圧電素子４４ａと振動板４３を加圧接合する際に、圧電素子４４ａに局所的に集中荷重が加わることが防止され、圧電素子４４ａに割れやクラックが発生しない。なお、本実施形態では、接着剤を３．５μｍの厚さで塗布したが、２〜５μｍの厚さの範囲で塗布した場合に上述したものと同様の効果が得られた。
【００６８】
このようにして製造されたインクジェット記録ヘッド４０は、駆動電圧３０Ｖ、周波数３０ｋＨｚで、圧電素子１４ａが良好に駆動し、対応するノズル４１ａからインク滴を吐出した。
【００６９】
なお、第１、第２の実施形態では、圧電素子を正方形状、長方形状としたが、これに限らず、円形状や楕円形状等の他の形状でも同様の効果を得ることができる。また、圧電素子をマトリックス状に配列したが、これに限らず、全体で円形状をなすように配列する等、他の配列も適用可能である。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は上記構成にしたので、圧電素子と振動板の導通を確保すると共に、圧電素子を振動板に加圧接合する際に圧電素子に割れやクラックが発生することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット式記録装置を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【図３】図２の３−３矢視図である。
【図４】（ａ）第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子の形成工程を示す断面図である。
（ｂ）第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子の形成工程を示す断面図である。
（ｃ）第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子の形成工程を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子パターンを示す平面図である。
【図６】第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの接着剤層の厚さによる圧電素子の性能の判定を示す表である。
【図７】第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す断面図（図８の７−７矢視図）である。
【図８】図７の８−８矢視図である。
【図９】第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子と振動板の接合工程を示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子と振動板の接合工程を示す拡大断面図である。
【図１１】（ａ）第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子と振動板を接合する接着剤層の薄層部を示す拡大断面図である。
（ｂ）第２の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子と振動板を接合する接着剤層の厚層部を示す拡大断面図である。
【図１２】従来例に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子と振動板の接合工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１０    インクジェット記録ヘッド
１１ａ  ノズル
１２ａ  圧力室
１３    振動板
１４ａ  圧電素子
３５    接着剤層（接合層）
４０    インクジェット記録ヘッド
４１ａ  ノズル
４２ａ  圧力室
４２ｂ  圧力室隔壁（隔壁）
４３    振動板
４４ａ  圧電素子
６５    接着剤層（接合層）
６５Ａ  厚層部
６５Ｂ  薄層部
【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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