(57)【要約】【課題】チャンネル溝で生じるインクの圧力波の残留振動を抑制することによって、インクの吐出を安定化させ、高速印字が可能なインクジェットヘッドおよびその製造方法を提供する。【解決手段】チャンネル壁２に隔てられるようにしてチャンネル溝３が形成されたベース部材１と、チャンネル壁２の上面の少なくとも一部に接合されたカバー部材６とを備えるインクジェットヘッドであって、チャンネル壁２とカバー部材６とが接合されている面の延長上にほぼ平面的に広がり、圧力波を減衰するための間隙部を備える。好ましくは、間隙部はカバー部材６に形成された第１凹部２０とチャンネル壁２の上面とで挟まれる領域を含む。【選択図】　　　　図１
2004136634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンネル壁に隔てられるようにしてチャンネル溝が形成されたベース部材と、
前記チャンネル壁の上面の少なくとも一部に接合されたカバー部材と
を備える、インクジェットヘッドであって、
前記チャンネル壁と前記カバー部材とが接合されている面の延長上にほぼ平面的に広がり、圧力波を減衰するための間隙部を備えるインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記チャンネル壁の少なくとも一部が圧電材料であって、前記チャンネル壁の側面の少なくとも一部において、前記圧電材料からなる領域を挟むように形成された電極を備える、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記間隙部は、前記カバー部材に形成された第１凹部と前記チャンネル壁の上面とで挟まれる領域を含む、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記カバー部材は、前記第１凹部より深い第２凹部を含み、前記第１凹部および前記第２凹部の少なくともいずれか一方に曲面の部分を有する、請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記間隙部は、前記カバー部材の下面と前記チャンネル壁に形成された第１段差部とで挟まれる領域を含む、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記チャンネル壁に共通インク室を形成するための第２段差部を有する、請求項５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記第１段差部と前記第２段差部とにおいて、少なくともいずれか一方に曲面の部分を有する、請求項６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記間隙部において、前記チャンネル壁の上面と前記カバー部材との間の距離は２０μｍ以下である、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
チャンネル壁に隔てられるようにしてチャンネル溝が形成されたベース部材と、
前記チャンネル壁の上面の少なくとも一部に接合されたカバー部材と
を備える、インクジェットヘッドであって、
前記チャンネル壁の上面と前記カバー部材とが接合される領域において、一の前記チャンネル溝と互いに隣り合う他の前記チャンネル溝とが接続されるように、貫通溝が形成されたインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記チャンネル壁の少なくとも一部が圧電材料であって、前記チャンネル壁の側面の少なくとも一部において、前記圧電材料からなる領域を挟むように形成された電極を備える、請求項９に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記貫通溝は、前記チャンネル溝の長手方向に略垂直な方向に形成された、請求項９に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
前記チャンネル壁に前記貫通溝を含む、請求項９に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１３】
少なくとも一部が圧電材料であるチャンネル壁に隔てられるように形成されたチャンネル溝と、
前記チャンネル壁の側面の少なくとも一部において、前記圧電材料からなる領域を挟むように形成された電極と、
共通インク室を含み、前記チャンネル壁の上面の少なくとも一部に接合されたカバー部材と
を備える、インクジェットヘッドの製造方法であって、
カバー基板に間隙部となるべき第１凹部を形成する第１凹部形成工程と、
前記第１凹部より深い前記共通インク室となるべき第２凹部を形成する第２凹部形成工程と
を含む、インクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記第１凹部と前記第２凹部とのうち、少なくともいずれか一方をダイシングブレードによって形成する工程を含む、請求項１３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記ダイシングブレードを前記カバー基板に押し当てて、前記ダイシングブレードの外周形状の一部と略同一の円弧形状を形成する工程を含む、請求項１４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１６】
圧電材料を含む圧電体基板の主表面に間隙部となるべき第１段差部を形成する第１段差部形成工程と、
前記圧電体基板の一の端面から前記一の端面に対向する他の端面に向かって貫通するようにチャンネル溝を形成するチャンネル溝形成工程と、
前記圧電体基板の前記一の端面を含むように、前記チャンネル溝の端部に導電性樹脂を充填する樹脂充填工程と、
前記導電性樹脂を充填した一の端面から前記圧電体基板の中央に向かって、共通インク室となるべき第２段差部を形成する第２段差部形成工程と
を含む、インクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１７】
前記第１段差部形成工程は、ダイシングブレードによって第１段差部を形成する工程を含む、請求項１６に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１８】
前記ダイシングブレードを前記圧電体基板に押し当てて、前記ダイシングブレードの外周形状の一部と略同一の円弧形状を形成する工程を含む、請求項１７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１９】
有機膜を前記間隙部の内面に成膜する工程を含む、請求項１３または１６に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２０】
前記有機膜はパリレン膜である、請求項１９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２１】
少なくとも一部が圧電材料であるチャンネル壁に隔てられるようにしてチャンネル溝が形成されたベース部材と、
前記チャンネル壁の上面のうち接合面で接合されたカバー部材と、
前記チャンネル壁の側面の少なくとも一部において、前記圧電材料からなる領域を挟むように形成された電極と
を備える、インクジェットヘッドの製造方法であって、
前記ベース部材となるべき圧電体基板に対する機械的な研削加工によって、前記チャンネル壁の上面に間隙部となるべき第１段差部を形成する第１段差部形成工程を含む、インクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２２】
前記接合面を第１基準面として、前記第１基準面を基準としてから所望の深さまで研削を行なって、前記第１段差部を形成する工程を含む、請求項２１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２３】
前記第１段差部の上面を第２基準面として、前記第２基準面を基準として所望の高さまで研削を行なって、前記接合面を形成する工程を含む、請求項２１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２４】
同一の研削装置を用いて、前記第１段差部および前記接合面を形成する工程を含む、請求項２２または２３に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２５】
前記チャンネル壁の側面の少なくとも一部および前記チャンネル壁の上面の少なくとも一部に電極材を配置する工程と、
前記チャンネル溝に導電性樹脂を配置する工程と、
前記圧電体基板の反りを矯正する基板矯正工程と、
第１研削工程と
を含み、前記第１研削工程は、
前記圧電体基板の反りを矯正した状態を保持して、ダイシングブレードを用いて前記導電性樹脂の一部を除去する導電性樹脂研削工程と
前記圧電体基板の反りを矯正した状態を保持して、ダイシングブレードを用いて前記圧電体基板の上面の前記電極材を除去する電極材研削工程と
を含む、請求項２１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２６】
前記第１研削工程の後に行なう第２研削工程を含み、
前記第２研削工程は、
ダイシングブレードを用いて前記圧電体基板の上面の全体を研削する上面研削工程と、
ダイシングブレードを用いて前記チャンネル壁の上面を研削する前記第１段差部形成工程と
を含み、前記圧電体基板を矯正した状態を保持して行なう、請求項２５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２７】
前記第２研削工程は、前記第１研削工程で用いる前記ダイシングブレードより粗さの細かい前記ダイシングブレードを用いる工程を含む、請求項２６に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２８】
前記導電性樹脂研削工程は、前記ダイシングブレードを前記チャンネル壁の高さ方向に押し当てて研削を行なう工程を含む、請求項２７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２９】
前記電極材研削工程は、前記チャンネル壁の長手方向に前記ダイシングブレードを移動させて研削を行なう工程を含む、請求項２７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３０】
前記上面研削工程は、前記チャンネル壁の長手方向に前記ダイシングブレードを移動させて研削を行なう工程を含む、請求項２７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３１】
前記第１段差部形成工程は、
前記チャンネル壁の高さ方向に前記ダイシングブレードを移動させて研削を行なう工程と、
前記チャンネル壁の長手方向に直交する方向に前記ダイシングブレードを移動させて研削を行なう工程と
を含む、請求項２７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３２】
前記第１研削工程は、粒度が８００番以下のダイシングブレードを用いて行なう工程を含む、請求項２５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３３】
前記ダイシングブレードとして、粒度が４００番以上のダイシンググレードを用いて行なう工程を含む、請求項３２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３４】
前記第２研削工程は、粒度が８００番以上のダイシングブレードを用いて行なう工程を含む、請求項２６に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３５】
前記ダイシングブレードとして、粒度が略１０００番のダイシングブレードを用いて行なう工程を含む、請求項３４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３６】
チャンネル壁に隔てられるようにしてチャンネル溝が形成されたベース部材を備え、前記チャンネル壁の両側を挟むようにそれぞれ隣接する前記チャンネル溝同士が接続されるように、前記チャンネル壁に連通孔が形成されたインクジェットヘッド。
【請求項３７】
前記チャンネル壁の少なくとも一部が圧電材料であって、
前記チャンネル壁の上面の少なくとも一部に接合されたカバー部材と、
前記チャンネル壁の側面の少なくとも一部において、前記圧電材料からなる領域を挟むように形成された電極と
を備える、請求項３６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３８】
前記チャンネル壁は、複数の部材同士が貼り合わされて形成されており、前記部材同士の境界に前記連通孔が形成された、請求項３６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３９】
前記連通孔は、前記チャンネル壁の上面と前記カバー部材とが接合する領域に比べて、インクが吐出される側からより遠い側に形成された、請求項３８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４０】
前記連通孔は、平面的な形状を有する、請求項３８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４１】
前記連通孔の前記チャンネル壁の高さ方向の長さは３０μｍ以下である、請求項４０に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４２】
前記連通孔は、同一の前記チャンネル壁内に複数個形成された、請求項３８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４３】
前記部材同士は、接着剤を用いて貼り合わせられ、前記接着剤の接着層の厚みが５μｍ以下である、請求項３８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４４】
少なくとも一部が圧電材料であるチャンネル壁に隔てられるようにしてチャンネル溝が形成されたベース部材を備える、インクジェットヘッドの製造方法であって、
一の基板の主表面を研削して連通孔となるべき連通溝を形成する連通溝形成工程と、
前記一の基板と他の基板とを、前記連通溝が形成された面が接触面になるように貼り合わせて圧電体基板を形成する工程と、
前記圧電体基板の主表面に前記チャンネル溝を形成する工程と
を含む、インクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４５】
前記連通溝形成工程は、
ダイシングブレードを前記一の基板の主表面に垂直な方向に移動させて研削を行なう工程と、
ダイシングブレードを前記一の基板の主表面に平行な方向に移動させて研削を行う工程と
を含む、請求項４４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４６】
前記インクジェットヘッドは、前記チャンネル壁の側面の少なくとも一部に電極を含み、
電極材を蒸着して成膜することにより、前記電極を形成する工程を含む、請求項４４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４７】
有機膜を前記連通孔の内面に成膜する工程を含む、請求項４４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４８】
前記有機膜はパリレン膜である、請求項４７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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタなどに用いられるインクジェットヘッドに関する。より詳しくは、チャンネル壁によって区画されたチャンネル溝において、インク吐出後に残留する圧力波を減衰させる機構を有するインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリンタにおいては、インパクト印字装置に代わって、カラー化、多階調化に対応しやすいインクジェット方式などのノンインパクト印字装置が急速に普及している。これに用いるインク吐出装置としてのインクジェットヘッドとしては、特に、印字に必要なインク滴のみを吐出するというドロップ・オン・デマンド型が、吐出効率の良さ、低コスト化の容易さなどから注目されている。ドロップ・オン・デマンド型としては、カイザー（Ｋｙｓｅｒ）方式やサーマルジェット方式が主流となっている。
【０００３】
しかし、カイザー方式は、小型化が困難で高密度化に不向きであるという欠点を有していた。また、サーマルジェット方式は、高密度化には適しているものの、ヒータでインクを加熱してインク内にバブル（泡）を生じさせて、そのバブルのエネルギーを利用して吐出させる方式であるため、インクの耐熱性が要求され、また、ヒータの長寿命化も困難であり、エネルギー効率が悪いため、消費電力も大きくなるという問題を有していた。
【０００４】
このような各方式の欠点を解決するものとして、圧電材料のシェアモード変形を利用したインクジェット方式が提案されている。この方式は、圧電材料からなるインクチャンネルの壁（以下、「チャンネル壁」という。）の両側面に形成した電極を用いて、圧電材料の分極方向と直交する方向に電界を生じさせることで、シェアモードでチャンネル壁を変形させ、その際に生じる圧力波変動を利用してインク滴を吐出するものであり、ノズルの高密度化、低消費電力化、高駆動周波数化に適している。
【０００５】
図４３から図４５を参照して、提案されているシェアモード変形を利用したインクジェットヘッドの構造について説明する。図４３は従来の技術に基づくインクジェットヘッドの斜視図であり、分かりやすいように分解した図を示す。インクジェットヘッドは、複数のチャンネル溝３が形成されたベース部材１と、切欠き部７が形成されたカバー部材６と、インク供給口１５を含むマニホールド１３と、異方性導電フィルム（以下、「ＡＣＦ」という。）１０と、外部電極１２が形成されたフレキシブルプリント基板１１と、ノズル孔１７が開口されたノズル板１６とを備える。図４３においてベース部材１とカバー部材６とノズル板１６とを張り合わせることで、インクチャンネルを形成している。「インクチャンネル」とは、チャンネル溝３の内部の空間として形成される圧力室の部分をいう。図４３においては、チャンネル溝３の内部の空間であって、ノズル板１６と導電性樹脂９とに挟まれる空間がインクチャンネルである。
【０００６】
チャンネル壁２の側面には、内部に電界を発生させるための電極４がチャンネル壁の高さ方向全体にわたって形成されている。圧電材料で形成されたベース部材１は、矢印４０および矢印４１に示すようにチャンネル壁２の略中央で分極方向が相反するように分極処理が施されている。以下、ノズル板１６が接合される端部を前端部３０とし、これと反対側を後端部３１とする。また、インクジェットヘッドにおいて、カバー部材６が配置される側を上側と定め、ベース部材１が配置される側を下側と向きを定める。たとえば、チャンネル壁２がカバー部材６と接合される面はチャンネル壁２の上面となる。チャンネル溝３は、一定の深さでベース部材１の前端部３０から後端部３１まで貫通するように設けられている。チャンネル溝３の後端部３１には導電性樹脂９を充填することによって、一のチャンネル溝３を挟んで互いに対向する電極４が同電位になるように電気的な接続が行なわれている。導電性樹脂９はチャンネル溝３の後端部３１にまで達しており、ベース部材１の後端部３１には、ＡＣＦ１０を挟みこむようにしてフレキシブルプリント基板１１が接合されている。フレキシブルプリント基板１１の表面の外部電極１２と導電性樹脂９とは、ＡＣＦ１０を挟み込んで厚み方向に圧迫することによって、電気的に接続されている。この際、ＡＣＦ１０の特性により、各インクチャンネルごとに電気的な独立は保たれている。
【０００７】
インクの吐出に必要な圧力は、主にチャンネル壁２の側面に電極４が形成されている領域のうち、チャンネル壁２の上面がカバー部材６と接着固定されている領域Ａで発生する。この領域におけるシェアモード変形の例を図４４に示す。図４４は中央２つのチャンネル壁２を駆動させた例であり、中央２つのチャンネル壁２に注目する。図４４（ａ）は駆動前の状態を示す図である。中央のチャンネル溝３の両側面に互いに対向するように配置される電極４同士は同電位である。中央２つのチャンネル壁２において、内側となる２つの電極４と外側となる２つの電極４との間で異なる電圧が印加されると、これら２つのチャンネル壁２は図４４（ｂ）に示すようにシェアモード変形する。変形の向きは、チャンネル壁２内部の電界の向きと圧電材料の分極の向きとに依存する。図４４（ｂ）は中央のチャンネル溝３の容積が小さくなるように変形したものであり、この時に中央のチャンネル溝３の位置に対応させたノズル孔１７からインクが吐出される。インクチャンネルにインクを供給する際には、図４４（ｂ）において発生させた電界と逆向きになるような電圧をかけて、中央２つのチャンネル壁２を逆の向きに変形するように駆動させる。
【０００８】
このように、主にインク吐出に必要な圧力を発生するチャンネル壁がカバー部材と接合されている領域Ａを「アクティブ領域」ということとする。領域Ｂにおいても同様のシェアモード変形が発生するが、領域Ｂにおけるインクチャンネルは、比較的大きな空間である共通インク室８と連通しており、加圧されても共通インク室８に向かって圧力が分散される。このため、領域Ｂはあまりインク吐出に寄与しない部分である。
【０００９】
図４５（ａ）にこのインクジェットヘッドをノズル板側から見た正面図を、図４５（ｂ）に図４５（ａ）のＸＬＶＢ−ＸＬＶＢ線に関する矢視断面図を示す。図４５（ｂ）はチャンネル溝の幅方向の中心を通りチャンネル溝の長手方向に平行な平面で切断した断面図である。アクティブ領域Ａではチャンネル壁２の上面とカバー部材６の下面とが接合されている。
【００１０】
各部材を結合すると、カバー部材６の切欠き部７とマニホールド１３のマニホールド空間１４とを合わせた共通インク室８が形成される。インク供給口１５から供給されたインクは、共通インク室８に溜められてチャンネル溝３に随時インクを供給し、チャンネル溝３に流入したインクはシェアモード変形によってノズル孔１７からインクが吐出される。
【００１１】
このような圧電方式では、チャンネル壁の側壁の電極に印加される電圧を加減することによって、チャンネル壁の変形量を制御できる。よって、インクの加圧量およびインク吐出量を電圧の加減のみで制御できるため、階調印刷が容易である。
【００１２】
しかしながら従来の構造を有するインクジェットヘッドでは、印字速度を上げるためチャンネル壁２の駆動周波数を上げて、単位時間当たりの吐出回数を増加させると、インクチャンネル内における圧力の残留振動によって、後続のインク吐出が不安定になるという問題があった。
【００１３】
特開２０００−４３２５２号公報（特許文献１参照）においては、インクチャンネルの加圧によって生じる圧力波を吸収するために、多孔質ウレタンやフッ素樹脂製の濾過用フィルタなどの振動吸収体をインクチャンネルと共通インク室との連通部に設けたインクジェットヘッドが提案されている。
【００１４】
【特許文献１】
特開２０００−４３２５２号公報（００１９−００３３段落、第１−２図）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図４３に示すような従来のインクジェットヘッドにおいて、チャンネル壁２が駆動すると、アクティブ領域Ａで圧力波が発生する。この圧力波は、ノズル孔１７からインクを吐出する役割を果たすと同時に、アクティブ領域Ａからインクチャンネルに沿って、後端部３１の向きにも伝播する。伝播した圧力波は、チャンネル壁２に挟まれた空間と共通インク室８との界面で水撃作用により大部分が反射して、減衰せずに再びアクティブ領域Ａに戻る。このため、後続するインク吐出のための圧力波と干渉して、インク吐出に悪影響を及ぼす場合があった。特に、駆動周波数を高くした場合には、残った圧力波が減衰しないうちに後続するインクが吐出されるため、後続のインクの吐出速度が大きく変動することや、場合によってはインクの吐出が止まってしまうことがあった。よって、残留振動が収まるまで次の吐出を待たなければならず、駆動周波数を落として印字速度を抑えざるを得なかった。
【００１６】
特開２０００−４３２５２号公報に示されたインクジェットヘッドは、内部に圧力波を吸収することができる振動吸収体を配置することから構造が複雑化する。また、生産性が悪く、高価なものになるという欠点を有していた。
【００１７】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、インクチャンネルで生じる圧力波の残留振動を抑制することによって、インクの吐出を安定化させ、高速印字が可能なインクジェットヘッドおよびその製造方法を提供することを目的とする。さらに、本願発明のインクジェットヘッドについて、加工の精度を向上させ、かつ量産に適した製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に基づくインクジェットヘッドの第１の局面では、チャンネル壁に隔てられるようにしてチャンネル溝が形成されたベース部材と、上記チャンネル壁の上面の少なくとも一部に接合されたカバー部材とを備えるインクジェットヘッドであって、上記チャンネル壁と上記カバー部材とが接合されている面の延長上にほぼ平面的に広がり、圧力波を減衰するための間隙部を備える。上記カバー部材と上記チャンネル壁に介在するように間隙部を形成することによって残留振動を低減させることができる。この構成は、シェアモード変形を利用したインクジェットヘッドに限られず、サーマルジェット方式のインクジェットヘッドにも採用できる。その他、インクの流路を備え、このインクに圧力をかけて吐出する構造を有するインクジェットヘッドに採用可能である。
【００１９】
上記チャンネル壁の少なくとも一部が圧電材料であって、上記チャンネル壁の側面の少なくとも一部において、上記圧電材料からなる領域を挟むように形成された電極を備える。この構成を採用することにより、シェアモード変形を利用したインクジェットヘッドに、本発明を適用させることができる。
【００２０】
上記発明において好ましくは、上記間隙部は、上記カバー部材に形成された第１凹部と上記チャンネル壁の上面とで挟まれる領域を含む。この構成を採用することにより、従来の技術におけるカバー部材に、上記第１凹部を形成するのみで、上記間隙部を容易に形成することができる。
【００２１】
上記発明において好ましくは、上記カバー部材は、上記第１凹部より深い第２凹部を含み、上記第１凹部および上記第２凹部の少なくともいずれか一方に曲面の部分を有する。この構成を採用することにより、上記カバー部材内を流れるインクの流れが滑らかになり、気泡の滞留などを防止することができる。
【００２２】
または、上記間隙部は上記カバー部材の下面と上記チャンネル壁に形成された第１段差部とで挟まれる領域を含む。好ましくは、上記チャンネル壁に共通インク室を形成するための第２段差部を有する。上記チャンネル壁の一部を削って上記第１段差部と上記第２段差部を形成する。この構成を採用することにより、上記カバー部材は平板状の部材で足り、上記カバー部材に凹部を形成するなどの特別な加工を行なう必要がなくなる。
【００２３】
上記発明において好ましくは、上記第１段差部と上記第２段差部とにおいて、少なくともいずれか一方に曲面の部分を有する。この構成を採用することにより、インクの流れが滑らかになり、気泡の滞留などを防止することができる。
【００２４】
上記発明において好ましくは、上記間隙部において、上記チャンネル壁の上面と上記カバー部材との間の距離は２０μｍ以下である。残留振動の低減効果は、上記チャンネル壁の上面と上記カバー部材との距離（間隙部の深さ）に依存するが、この構成を採用することにより、残留振動を抑制する効果が大きくなり、安定したインク吐出を行なうことができる。
【００２５】
上記目的を達成するため、本発明に基づくインクジェットヘッドの第２の局面では、チャンネル壁に隔てられるようにしてチャンネル溝が形成されたベース部材と、上記チャンネル壁の上面の少なくとも一部に接合されたカバー部材とを備えるインクジェットヘッドであって、上記チャンネル壁の上面と上記カバー部材とが接合される領域において、一の上記チャンネル溝と互いに隣り合う他の上記チャンネル溝とが接続されるように、貫通溝が形成される。上記カバー部材の下面もしくは上記チャンネル壁の上面に、それぞれ隣り合うインクチャンネルを連通させるように上記貫通溝を形成する。この構成を採用することにより、残留振動を抑制することができ、また、上記インクジェットヘッドの小型化が可能である。この構成は、シェアモード変形を利用したインクジェットヘッドに限られず、サーマルジェット方式のインクジェットヘッドにも採用できる。その他、インクの流路を備え、上記インクに圧力をかけて吐出するインクジェットヘッドに採用可能である。
【００２６】
上記発明において好ましくは、上記チャンネル壁の少なくとも一部が圧電材料であって、上記チャンネル壁の側面の少なくとも一部において、上記圧電材料からなる領域を挟むように形成された電極を備える。この構成を採用することにより、シェアモード変形を利用したインクジェットヘッドに上記発明を適用することができる。
【００２７】
上記発明において好ましくは、上記貫通溝は、上記チャンネル溝の長手方向に略垂直な方向に形成される。この構成を採用することにより、上記貫通溝の距離が短くなり、貫通溝を容易に形成することができる。
【００２８】
上記発明において好ましくは、上記チャンネル壁に上記貫通溝を含む。上記貫通溝を上記カバー部材に形成してもよいが、この構成を採用することにより、上記カバー部材を平板状にすることができて加工が容易になる。
【００２９】
上記目的を達成するため、本発明に基づくインクジェットヘッドの製造方法の第１の局面では、少なくとも一部が圧電材料であるチャンネル壁に隔てられるように形成されたチャンネル溝と、上記チャンネル壁の側面の少なくとも一部において、上記圧電材料からなる領域を挟むように形成された電極と、共通インク室を含み上記チャンネル壁の上面の少なくとも一部に接合されたカバー部材とを備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、カバー基板に間隙部となるべき第１凹部を形成する第１凹部形成工程と、上記第１凹部より深い上記共通インク室となるべき第２凹部を形成する第２凹部形成工程とを含む。好ましくは、上記第１凹部と上記第２凹部とのうち、少なくともいずれか一方をダイシングブレードによって形成する工程を含む。この方法を採用することにより、従来のインクジェットヘッドの製造方法に、第１凹部を形成する工程を追加するのみで、上記間隙部を容易に形成することができる。
【００３０】
上記発明において好ましくは、上記ダイシングブレードを上記カバー基板に押し当てて、上記ダイシングブレードの外周形状の一部と略同一の円弧形状を形成する工程を含む。この方法を採用することにより、上記第１凹部または上記第２凹部にインクの流れを滑らかにできる曲面の部分を容易に形成することができる。
【００３１】
上記目的を達成するため、本発明に基づくインクジェットヘッドの製造方法の第２の局面では、圧電材料を含む圧電体基板の主表面に間隙部となるべき第１段差部を形成する第１段差部形成工程と、上記圧電体基板の一の端面から上記一の端面に対向する他の端面に向かって貫通するようにチャンネル溝を形成するチャンネル溝形成工程と、上記圧電体基板の上記一の端面を含むように、上記チャンネル溝の端部に導電性樹脂を充填する樹脂充填工程と、上記導電性樹脂を充填した一の端面から上記圧電体基板の中央に向かって、共通インク室となるべき第２段差部を形成する第２段差部形成工程とを含む。好ましくは、上記第１段差部形成工程は、ダイシングブレードによって第１段差部を形成する工程を含む。この方法を採用することにより、上記チャンネル壁の上面を削って、容易に上記間隙部を形成することができる。また、上記第１段差部と上記第２段差部とともにダイシングブレードを用いて形成することができ、新たな設備は不要である。
【００３２】
上記発明において好ましくは、上記ダイシングブレードを上記圧電体基板に押し当てて、上記ダイシングブレードの外周形状の一部と略同一の円弧形状を形成する工程を含む。この方法を採用することにより、上記第１段差部または上記第２段差部にインクの流れを滑らかにすることができる曲面の部分を容易に形成することができる。
【００３３】
上記発明において好ましくは、有機膜を上記間隙部の内面に成膜する工程を含む。この方法を採用することにより、上記間隙部を形成した後に上記間隙部の深さを浅く調整することが可能である。また、予め要求される上記間隙部の深さより深く凹部や段差部を形成しておくことが可能になるので、上記カバー部材と上記ベース部材を接着剤で接合する際に上記間隙部が上記接着剤で埋まってしまうことを防止することができる。
【００３４】
上記発明において好ましくは、上記有機膜はパリレン膜である。この方法を採用することにより、上記パリレン膜には振動を吸収する作用があるので、残留振動を抑制する効果が増大する。
【００３５】
上記目的を達成するため、本発明に基づくインクジェットヘッドの製造方法の第３の局面では、少なくとも一部が圧電材料であるチャンネル壁に隔てられるようにしてチャンネル溝が形成されたベース部材と、上記チャンネル壁の上面のうち接合面で接合されたカバー部材と、上記チャンネル壁の側面の少なくとも一部において、上記圧電材料からなる領域を挟むように形成された電極とを備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、上記ベース部材となるべき圧電体基板に対する機械的な研削加工によって、上記チャンネル壁の上面に間隙部となるべき第１段差部を形成する第１段差部形成工程を含む。この方法を採用することにより、容易に寸法精度の高い上記第１段差部を形成することができる。また、設備費用を安く抑えることができる。
【００３６】
上記発明において好ましくは、上記接合面を第１基準面として、上記第１基準面を基準としてから所望の深さまで研削を行なって、上記第１段差部を形成する工程を含む。又は、上記第１段差部の上面を第２基準面として、上記第２基準面を基準として所望の高さまで研削を行なって、上記接合面を形成する工程を含む。この方法を採用することにより、上記圧電体基板の厚さのむらなどに関係なく、寸法精度の高い上記第１段差部を形成することができる。よって、インクチャンネル毎またはインクジェットヘッド毎にインクの吐出性能が異なることを防止できて、高品位な上記インクジェットヘッドを製造することができる。
【００３７】
上記発明において好ましくは、同一の研削装置を用いて、上記第１段差部および上記接合面を形成する工程を含む。さらに好ましくは、上記同一の研削装置の研削高さの設定を上記第１段差部の深さに対応させて変更する工程を含む。この方法を採用することにより、間隙部となる上記第１段差部の深さは、上記研削装置の機械精度のみに依存し、寸法精度の高い間隙部を形成することができる。また、上記第１段差部を形成するために、複数の上記研削装置を準備する必要はなく、製造時間も短縮することができる。
【００３８】
上記発明において好ましくは、上記チャンネル壁の側面の少なくとも一部および上記チャンネル壁の上面の少なくとも一部に電極材を配置する工程と、上記チャンネル溝に導電性樹脂を配置する工程と、上記圧電体基板の反りを矯正する基板矯正工程と、第１研削工程とを含む。上記第１研削工程は、上記圧電体基板の反りを矯正した状態を保持して、ダイシングブレードを用いて上記導電性樹脂の一部を除去する導電性樹脂研削工程と、上記圧電体基板の反りを矯正した状態を保持して、ダイシングブレードを用いて上記圧電体基板の上面の上記電極材を除去する電極材研削工程とを含む。この方法を採用することにより、不要な上記導電性樹脂の一部と不要な上記電極材の一部を除去することができる。この際、不要な上記電極材を除去するためのマスキング材の貼付けや剥離を行なう必要がなく工程が簡略化する。また、副材料が少なく、剥離の際に使用する環境に有害な有機溶剤を用いることもない。さらに、上記圧電体基板の反りを矯正した状態を保持するので、基板内の圧縮応力を減少させるとともに、基板の反りを小さくすることができる。よって、安価で安定して上記インクジェットヘッドを製造することができる。
【００３９】
上記発明において好ましくは、上記第１研削工程の後に行なう第２研削工程を含み、上記第２研削工程は、ダイシングブレードを用いて上記圧電体基板の上面の全体を研削する上面研削工程と、ダイシングブレードを用いて上記チャンネル壁の上面を研削する上記第１段差部形成工程とを含み、上記圧電体基板を矯正した状態を保持して行なう。この方法を採用することにより、上記圧電体基板の膜応力を低減した状態で上記圧電体基板の上面の全体を研削できるので、上記圧電体基板の上面のうねりなどを除去することができる。
【００４０】
上記発明において好ましくは、上記第２研削工程は、上記第１研削工程で用いる上記ダイシングブレードより粗さの細かい上記ダイシングブレードを用いる工程を含む。この方法を採用することにより、上記第１研削工程において上記ダイシングブレードの目詰まりを抑制し、上記第２研削工程において、研削面におけるチッピングの発生などを防止することができる。
【００４１】
上記発明において好ましくは、上記導電性樹脂研削工程は、上記ダイシングブレードを上記チャンネル壁の高さ方向に押し当てて研削を行なう工程を含む。この方法を採用することにより、容易に不要な上記導電性樹脂の一部を除去することができると共に、共通インク室となるべき空間を形成することができる。
【００４２】
上記発明において好ましくは、上記電極材研削工程は、上記チャンネル壁の長手方向に上記ダイシングブレードを移動させて研削を行なう工程を含む。この方法を採用することにより、上記圧電体基板の上面に発生するチッピングなどを抑制することができる。よって研削速度を速くすることができ、製造効率が向上する。
【００４３】
上記発明において好ましくは、上記上面研削工程は、上記チャンネル壁の長手方向に上記ダイシングブレードを移動させて研削を行なう工程を含む。この方法を採用することにより、上記チャンネル壁の上面に発生するチッピングを抑制することができる。よって、研削速度を速くすることができ、製造効率が向上する。
【００４４】
上記発明において好ましくは、上記第１段差部形成工程は、上記チャンネル壁の高さ方向に上記ダイシングブレードを移動させて研削を行なう工程と、上記チャンネル壁の長手方向に直交する方向に上記ダイシングブレードを移動させて研削を行なう工程とを含む。この方法を採用することにより、上記第１段差部と上記接合面との境界を階段状にすることができて、上記第１段差部の長手方向の長さの精度を向上させることができる。また、上記圧電体基板の上面に発生するチッピングを抑制することができ、研削速度を早くすることができる。
【００４５】
上記発明において好ましくは、上記第１研削工程は、粒度が８００番以下のダイシングブレードを用いて行なう工程を含む。より好ましくは、上記ダイシングブレードとして、粒度が４００番以上のダイシンググレードを用いて行なう工程を含む。この方法を採用することにより、上記第１研削工程において上記ダイシングブレードの目詰まりを抑制し、なおかつ、研削面にチッピングが発生することを防止することができ、安定した研削加工が可能になる。
【００４６】
上記発明において好ましくは、上記第２研削工程は、粒度が８００番以上のダイシングブレードを用いて行なう工程を含む。より好ましくは、上記ダイシングブレードとして、粒度が略１０００番のダイシングブレードを用いて行なう工程を含む。この方法を採用することにより、研削面の表面粗さを細かくして、インク吐出性能の低下を防止することができる。さらに、上記ダイシングブレードの目詰まりを抑制して研削を行なうことができる。
【００４７】
上記目的を達成するため、本発明に基づくインクジェットヘッドの第３の局面では、チャンネル壁に隔てられるようにしてチャンネル溝が形成されたベース部材を備え、上記チャンネル壁の両側を挟むようにそれぞれ隣接する上記チャンネル溝同士が接続されるように、上記チャンネル壁に連通孔が形成されている。この構成を採用することにより、上記連通孔で残留振動を低減することができ、安定したインク吐出性能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。この構成は、シェアモード変形を利用したインクジェットヘッドに限られず、サーマルジェット方式のインクジェットヘッドにも採用できる。その他、インクの流路を備え、上記インクに圧力をかけて吐出する構造を有するインクジェットヘッドに採用可能である。
【００４８】
上記発明において好ましくは、上記チャンネル壁の少なくとも一部が圧電材料であって、上記チャンネル壁の上面の少なくとも一部に接合されたカバー部材と、上記チャンネル壁の側面の少なくとも一部において、上記圧電材料からなる領域を挟むように形成された電極とを備える。この構成を採用することにより、上記の発明を上記のシェアモード変形を利用したインクジェットヘッドに適用することができる。
【００４９】
上記発明において好ましくは、上記チャンネル壁は、複数の部材同士が貼り合わされて形成されており、上記部材同士の境界に上記連通孔が形成されている。この構成を採用することにより、上記連通孔を容易に形成することができる。
【００５０】
上記発明において好ましくは、上記連通孔は、上記チャンネル壁の上面と上記カバー部材とが接合する領域に比べて、インクが吐出される側からより遠い側に形成されている。この構成を採用することにより、上記インクの吐出とともに発生した圧力波を効果的に上記連通孔に通過させることができ、上記残留振動を効果的に抑制することができる。
【００５１】
上記発明において好ましくは、上記連通孔は、平面的な形状を有する。より好ましくは、上記連通孔の上記チャンネル壁の高さ方向の長さは３０μｍ以下である。この構成を採用することにより、上記連通孔を容易に形成することができ、さらに、上記残留振動を効果的に抑制することができる。
【００５２】
上記発明において好ましくは、上記連通孔は、同一の上記チャンネル壁内に複数個形成されている。この構成を採用することにより、上記連通孔の数や大きさを適宜変更することで上記残留振動を抑制する効果の調整が可能である。
【００５３】
上記発明において好ましくは、上記部材同士は、接着剤を用いて貼り合わせられ、上記接着剤の接着層の厚みが５μｍ以下である。この構成を採用することにより、上記接着層のの厚さが上記連通孔の大きさに与える影響を小さくすることができ、上記残留振動の抑制効果のばらつきを低減することができる。
【００５４】
上記目的を達成するため、本発明の基づくインクジェットヘッドの製造方法の第４の局面では、少なくとも一部が圧電材料であるチャンネル壁に隔てられるようにしてチャンネル溝が形成されたベース部材を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、一の基板の主表面を研削して連通孔となるべき連通溝を形成する連通溝形成工程と、上記一の基板と他の基板とを上記連通溝が形成された面が接触面になるように貼り合わせて圧電体基板を形成する工程と、上記圧電体基板の主表面に上記チャンネル溝を形成する工程とを含む。この方法を採用することにより、圧電効果を利用した上記インクジェットヘッドに上記連通孔を形成することができる。
【００５５】
上記発明において好ましくは、上記連通溝形成工程は、ダイシングブレードを上記一の基板の主表面に垂直な方向に移動させて研削を行なう工程と、ダイシングブレードを上記一の基板の主表面に平行な方向に移動させて研削を行う工程とを含む。この方法を採用することにより、精度の高い上記連通孔を容易に形成することができ、また、上記連通孔が上記インクジェットヘッドの外部にまで連通しないように上記連通孔を形成することができる。
【００５６】
上記発明において好ましくは、上記インクジェットヘッドは、上記チャンネル壁の側面の少なくとも一部に電極を含み、電極材を蒸着して成膜することにより、上記電極を形成する工程を含む。この方法を採用することにより、上記電極形成時に上記連通孔の内部に上記電極材が形成されることを防止できる。よって、上記チャンネル壁の両側面に形成された上記電極同士が導通することを防止できる。
【００５７】
上記発明において好ましくは、有機膜を上記連通孔の内面に成膜する工程を含む。この方法を採用することにより、上記連通孔を形成した後に、上記連通孔を小さくすることが可能である。また、予め上記連通溝を要求される大きさより大きく形成することができるので、上記一の基板と上記他の基板を貼り合わせる際に、上記連通溝に接着剤が入り上記連通孔が上記接着剤で埋まってしまうことを防止できる。
【００５８】
上記発明において好ましくは、上記有機膜はパリレン膜である。この方法を採用することにより、上記パリレン膜自体には振動を吸収する作用があるので、上記残留振動を抑制する効果が増加する。
【００５９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１および図２を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるインクジェットヘッドについて説明する。
【００６０】
（構成）
実施の形態１におけるインクジェットヘッドの斜視図を図１に示す。図１は分かりやすくするため、各部を分解した状態を示している。図１のインクジェットヘッドでは、図４３に示した従来の技術によるインクジェットヘッドと同様に、ベース部材１とカバー部材６とノズル板１６とＡＣＦ１０とフレキシブルプリント基板１１とマニホールド１３とを備える。ベース部材１は圧電材料からなり、ノズル板１６が取付けられる前端部３０とその反対側である後端部３１とを有する。ベース部材１には複数のチャンネル溝３が前端部３０から後端部３１まで貫通して形成されている。それぞれのチャンネル溝３が等間隔になるように、また、それぞれが平行であって、溝の幅も同一になるように形成されている。
【００６１】
複数本形成されたチャンネル溝３はベース部材１の一部であるチャンネル壁２によって隔てられている。チャンネル壁２の側面、すなわちチャンネル溝３の内壁の高さ方向全域にわたって、チャンネル壁２をシェアモード変形させるために電極４が薄く形成されている。電極４はアルミニウムなどの金属材料から形成されている。圧電材料は、チャンネル壁２の高さ方向の略中央で分極方向が相反するように分極処理が施されており、電極４に電圧が印加されるとチャンネル壁２のうち電極４に挟まれた領域が自発的にシェアモード変形する。
【００６２】
チャンネル溝３の後端部３１の近傍には、後端部３１に到達するように導電性樹脂９が充填されている。導電性樹脂９には、たとえば、熱硬化型のエポキシ系樹脂に銀のフィラーを混練したものが使用される。各チャンネル溝３の両側面に形成される電極４は、導電性樹脂９によって互いに接続されているために同電位となるが、各チャンネル壁２の両側面に形成される電極４はそれぞれ電気的に分離されている。電極４は導電性樹脂９とＡＣＦ１０とを介在してフレキシブルプリント基板１１表面の外部電極１２と電気的に接続されている。
【００６３】
カバー部材６は、ベース部材１と同様に前端部３２と後端部３３とを有する。カバー部材６に形成され、本発明における特徴部分である第１凹部２０については後述する。カバー部材６には、第１凹部２０に連通してなおかつ後端部３３に達するように、共通インク室８を形成するための第２凹部２１が形成されている。第２凹部２１は従来の技術によるインクジェットヘッドの切欠き部７（図４３参照）に相当する。マニホールド１３は、内側にマニホールド空間１４を備え、側板に開口したインク供給口１５を有する。外部からのインク供給は、インク供給口１５から行なわれる。
【００６４】
前端部３０，３２にはノズル板１６が接着固定されている。インクチャンネルで加圧されたインクはノズル孔１７から対象物に向けて吐出され、印刷が行なわれる。
【００６５】
図２（ａ）は、このインクジェットヘッドをノズル板１６側から見た正面図であり、図２（ｂ）はインクジェットヘッドをチャンネル溝３の中心線においてチャンネル溝３の長手方向と平行な平面で切断した断面図である。チャンネル溝３は複数形成されており、それぞれのチャンネル溝３の位置に対応させてノズル孔１７が形成されている。各部材を結合すると、カバー部材６の第２凹部２１とマニホールド１３のマニホールド空間１４とを合わせた共通インク室８が形成される。図１および図２（ｂ）において領域Ａは、チャンネル壁２の上面とカバー部材６とが接合される領域であり、アクティブ領域である。インク吐出に寄与するシェアモード変形は主にこの領域Ａで発生する。すなわち、領域Ａにおいて、与えられた電気信号に応じてインク吐出のための加圧を行なったり、インクをインクチャンネルに供給するための減圧を行なったりする。領域Ｂはインクチャンネルに供給されるべきインクを一時的に保持しておく共通インク室８の一部を形成する領域である。
【００６６】
このような従来の構成に加えて、本発明に基づくインクジェットヘッドは、領域Ａと領域Ｂとの間に、間隙部を含んでいる。図２（ａ）に示すように、間隙部とは第１凹部２０とチャンネル壁２の上面を含む面とに挟まれる空間である。第１凹部２０は第２凹部２１と連通してカバー部材６の下面に形成されている。第１凹部２０は第２凹部２１と同様に、各インクチャンネルを接続するように形成されている。チャンネル壁２の上面と第１凹部２０の下面（カバー部材）との間の距離は、チャンネル壁２の上面と第２凹部２１の下面（カバー部材）との間の距離より短くなるように形成されている。以下、チャンネル壁２の上面とカバー部材６の第１凹部２０における下面との距離を間隙部の深さという。
【００６７】
インク供給口１５から供給されたインクは、共通インク室８に溜められてチャンネル溝３に随時インクを供給し、チャンネル溝３に流入したインクはシェアモード変形によってノズル孔１７からインクが吐出される。間隙部が形成されている領域Ｃと共通インク室８の一部である領域Ｂとは、チャンネル壁２の上面がカバー部材と接合しておらず、インク吐出にはあまり寄与しない領域である。インクを溜めておく役割を担うのは、主に領域Ｂを含む共通インク室８である。しかし、本実施の形態においては、間隙部が形成されている領域Ｃも若干ではあるがインクを溜めておく機能を有する。
【００６８】
図２（ｂ）に示すように、領域Ｂの第２凹部２１は、第１凹部２０の近傍に曲面としての円弧形状を有している。また、図２（ａ）に示すように、第１凹部２０および第２凹部２１の側壁はともに曲面としての円弧形状を有している。このように本来は角となるべき箇所を円弧形状（曲面）にすることによって、共通インク室８からインクチャンネルに流れるインクの流れが滑らかになり、インクの気泡の滞留を防止することができる。
【００６９】
（作用・効果）
チャンネル壁２は上下方向に分極処理が施されており、外部電極１２、導電性樹脂９を通じて電極４に印字データに応じた電圧が印加されると、分極方向と垂直な方向に電界が発生して、このチャンネル壁２にシェアモード変形が発生する。インクチャンネルの容積が大きくなるように、インクチャンネルの両側に存在するチャンネル壁２が変形すると、共通インク室８および第１凹部２０を通じてインクチャンネルにインクが供給される。逆に、インクチャンネルの容積が小さくなるように、チャンネル壁２が変形すると、インクチャンネル内のインクが加圧されてノズル孔７を通じてインクが吐出される。
【００７０】
インクが吐出されるのと同時に、インクチャンネルのアクティブ領域Ａ内で生じた圧力波は、インクの供給の向きとは逆向きに間隙部を経由して共通インク室８の方向へ進行していく波と、チャンネル壁２に挟まれた空間と間隙部との界面で反射する波と、チャンネル壁２に挟まれた空間と共通インク室８との界面で反射する波とに分かれる。本実施の形態においては、チャンネル壁２に挟まれた空間と共通インク室８および間隙部との界面で反射してアクティブ領域Ａに戻る圧力波は少ない。大部分の圧力波が間隙部を通過して共通インク室８へと向かう。圧力波は、間隙部を通過する際に、インクの大きな粘性抵抗により吸収、減衰しながら共通インク室８へと進行する。したがって、圧力波の残留振動を抑制することができ、印字データに忠実な高速かつ高品質な印字が可能となる。
【００７１】
このように、インクの吐出に伴って生じる圧力波を間隙部によって吸収、減衰させることができるため、後続するインク吐出に影響するような圧力波の残留振動の発生を抑制することができる。また、間隙部をカバー部材への簡単な加工によって設けることができるため、従来のように振動吸収体を付加する方法などに比べて構造が簡単であり、生産性を低下させることがなく、安価で生産が行なえるという利点を有する。
【００７２】
圧力波を減衰させる際に、間隙部の深さが圧力波を減衰させる効果に大きく影響を与えることが予想される。そこで、間隙部の深さを変化させて実験を行ない、間隙部の深さが残留振動に与える影響を検討した。実験においては、アクティブ領域Ａの長さおよびチャンネル壁の長手方向に沿った間隙部の長さ（第１凹部の長さ）を一定にして、間隙部の深さ（第１凹部の深さ）のみを変化させたインクジェットヘッドを作成した。評価は、インクの吐出状況を観察することによって残留振動の影響を判定することで行なった。その結果を以下の表１に示す。
【００７３】
【表１】
2004136634.tif 000003
【００７４】
実験には、室温での粘度が７×１０−３Ｐａ・ｓのインクを使用している。間隙部の深さが浅いほど、圧力波の残留振動の影響が小さくなる傾向があり、間隙部の深さが４０μｍ以上になると、インクチャンネルと間隙部との界面で反射する圧力波が多くなり、従来構造のインクジェットヘッドと同様にインクの吐出特性に悪影響を及ぼしている。この結果より、間隙部の深さは３０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、間隙部の深さを２０μｍ以下の深さに設定する。
【００７５】
本実施の形態では、圧力波が伝播する経路において、アクティブ領域と共通インク室との間に間隙部を配置することによって、インクの吐出の際にインクチャンネルから共通インク室に向かう圧力波を、急速に減衰させることができる。従来技術によるインクジェットヘッドにおいて共通インク室である領域の一部を間隙部にすると、アクティブ領域は従来通り十分な大きさを維持して、十分なインクの加圧が可能である。この場合、インク吐出への悪影響はなく残留振動のみを低減することができる。したがって、後続するインク吐出がスムーズになり、高品質な印字が可能になる。
【００７６】
（実施の形態２）
図３〜図６を参照して、本発明に基づく実施の形態２におけるインクジェットヘッドについて説明する。
【００７７】
（構成）
図３〜図５に本実施の形態における第１のインクジェットヘッドを示す。本実の形態におけるインクジェットヘッドの分解斜視図を図３に、インクジェットヘッドを前端部側から見た正面図を図４（ａ）に、図４（ａ）におけるＩＶＢ−ＩＶＢ線に関する矢視断面図を図４（ｂ）に示す。本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、ベース部材１、カバー部材６、マニホールド１３、ノズル板１６を備えるなど、基本的な構成は実施の形態１と同様である。チャンネル壁２の上面とカバー部材６とが接合されているアクティブ領域Ａにおいて、主にインク吐出に寄与する圧力を発生することも実施の形態１と同様である。実施の形態１と異なるのは、間隙部と共通インク室の構成である。実施の形態１では間隙部をカバー部材６に形成した。これに対して、本実施の形態におけるインクジェットヘッドは間隙部がベース部材１に形成されていることを特徴とする。
【００７８】
チャンネル壁２の上面には、チャンネル壁２の一部を削った第１段差部２２と第２段差部２３とが形成されている。残留振動を抑制する間隙部は、この第１段差部２２の上面を含む面とカバー部材６の下面とから形成されている。図３および図４（ｂ）においてＣで示す領域が当該間隙部を有する領域である。図４（ａ）に示すように第１段差部２２は複数の全てのチャンネル壁２の上面に形成されている。図４（ｂ）において、Ｂに示す領域は第２段差部２３が形成された領域であり、共通インク室８の一部となる領域である。共通インク室８は、マニホールド空間１４および第２段差部２３の上面を含む面とカバー部材６の下面とで挟まれる空間で構成されている。また、第２段差部２３は長手方向において大部分が平面状であるが、第１段差部２２との境界付近では円弧形状を有している。また、領域Ｃと領域Ａとの境界である第１段差部２２の端部も断面が円弧状になるように形成されている。この円弧形状によって、インクの流れがスムーズとなって気泡の滞留を防止するインクジェットヘッドとすることができる。
【００７９】
図４（ｂ）におけるＶＡ−ＶＡ線に関する矢視断面図を図５（ａ）に、ＶＢ−ＶＢ線に関する矢視断面図を図５（ｂ）に示す。図５（ａ）に示すように、アクティブ領域Ａでは、全てのチャンネル壁２の上面とカバー部材６の下面とが接合しており、図５（ｂ）に示すように領域Ｃでは、第１段差部２２の上面とカバー部材６の下面との間に隙間が形成されている。一方でカバー部材６に注目すると、実施の形態１においては、凹部を有していたが、本実施の形態におけるカバー部材６に凹部はなく、平板状である。本実施の形態においては、第１段差部２２の上面とカバー部材６の下面との距離が間隙部の深さとなる。間隙部は、若干ではあるがインクを一時的に溜めておく機能があり、共通インク室の補助的な役割を果たす。インクはインク供給口１５から供給され、共通インク室８に一時的に保持されて、連続的にインクチャンネルにインクを供給する。
【００８０】
図６に本実施の形態における第２のインクジェットの断面図を示す。図６はチャンネル溝の幅方向の略中央を通り、チャンネル溝の長手方向に切断した断面図である。図３〜図５に示した第１のインクジェットヘッドと比較すると、チャンネル壁２の長手方向に見たときに、間隙部を構成する第１段差部２２が長く、共通インク室８を構成する第２段差部２３が短い。また、第２段差部２３については、カバー部材６の下面と平行な領域がなく断面が円弧状である。また、領域Ｃと領域Ａの境界である第１段差部２２の端部においては、断面が円弧状ではなく、角がほぼ直角の階段状になるように形成されている。
【００８１】
図６に示す第２のインクジェットヘッドはチャンネル溝３の底面にも電極が形成されている（図示せず）。チャンネル溝の底面に形成された電極は、チャンネル壁２の駆動には寄与せず、また、インク吐出性能に対して悪影響を与えるものでもなく、形成されていても形成されていなくてもよい。その他の構成については、第１のインクジェットヘッドと同様である。
【００８２】
また、上述した実施の形態１と異なる構成以外の構成については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【００８３】
（作用・効果）
実施の形態１と同様に、チャンネル壁２はチャンネル壁２の高さ方向に分極処理が施されている。外部電極１２、導電性樹脂９を通じて電極４に印字データに応じた電圧が印加されると、分極方向と垂直な方向に電界が発生し、このチャンネル壁２がシェアモード変形する。主にインク吐出に寄与するシェアモード変形する領域はチャンネル壁２の上面がカバー部材６と接合されているアクティブ領域Ａである。チャンネル壁２に発生させる電界の向きを変化させることにより、インク吐出のための加圧や、インク供給のための減圧を行なうことも実施の形態１と同様である。
【００８４】
インクが吐出されるのと同時にインクチャンネルのアクティブ領域Ａ内で生じた圧力波は、インクの供給方向とは逆に間隙部を通って共通インク室８の方向へ進行して行く波、チャンネル壁２に挟まれた空間と共通インク室８との界面で反射する波、チャンネル壁２に挟まれた空間と間隙部との界面で反射する波の３つに分かれる。本実施の形態においては、アクティブ領域Ａで発生した圧力波の大部分が間隙部を通過して、連通する共通インク室８に向かって伝播していく。この際に、間隙部において、インクの大きな粘性抵抗によって、圧力波は吸収、減衰しながら共通インク室８へと進行して行く。従って、アクティブ領域Ａで発生した圧力波が、チャンネル壁２に挟まれた空間と共通インク室８との界面、または、チャンネル壁２に挟まれた空間と間隙部との界面で反射してアクティブ領域Ａに戻ることを抑制して、圧力波の残留振動を抑制することができる。なお、領域Ｂにおいては、チャンネル壁２の剛性が非常に小さくなっており、電極４に高周波の電圧を印加しても、振動はするものの実質的に圧力波を発生させることはない。
【００８５】
本実施の形態においては、間隙部を共通インク室８の一部となる領域Ｂとアクティブ領域Ａとの間に形成することによって、インクの吐出の際にインクチャンネルで発生する圧力波を、急速に減衰させることができる。従って、圧力波の残留振動が少なく、後続するインク吐出がスムーズになり高品質、高速な印字が可能となる。また、第２のインクジェットヘッドにおいては、図６に示したように、間隙部が形成された領域Ｂを長くすることによって、残留振動を抑制する効果を大きくすることができ、また、ベース部材１の製造において第２段差部２３の形成も容易になる。
【００８６】
間隙部と共通インク室となるべき第２段差部とをベース部材に設けることで、カバー部材は平板状となって加工が容易になる。その結果、製造の指示の誤りなどに起因した製造時間の損失、いわゆる製造時間のダウンタイムを防止することができ、さらに生産コストを低減することができる。
【００８７】
（実施の形態３）
図７を参照して、本発明に基づく実施の形態３におけるインクジェットヘッドについて説明する。図７は、チャンネル溝の幅方向の中央を通りチャンネル溝の長手方向に切断した断面図である。
【００８８】
（構成）
実施の形態３におけるインクジェットヘッドについて、実施の形態２におけるインクジェットヘッドと比較しながら説明する。ベース部材１にチャンネル壁２が形成され、チャンネル壁２の側壁全体にわたって電極４が形成されていることや、チャンネル壁２の上面とカバー部材６が接合しているアクティブ領域Ａにおいて、主にインク吐出に寄与する圧力を発生することは実施の形態２と同様である。間隙部がチャンネル壁２を加工して形成されていることも実施の形態２と同様である。実施の形態２のインクジェットヘッドと異なるのは、間隙部の形状、構成である。
【００８９】
実施の形態３におけるインクジェットヘッドの間隙部は、チャンネル壁２の長手方向と垂直な方向に複数の溝が、間隔をおいて形成されていることを特徴とする。図７に示すように、チャンネル壁２の上面に複数の貫通溝１９が形成されている。貫通溝１９はチャンネル壁２の一の側面から他の側面に貫通するように形成されている。すなわち、隣り合うインクチャンネルを連通するように形成されている。この貫通溝１９が間隙部を形成する。本実施の形態においては、一定間隔で一定幅の貫通溝１９が形成されている。領域Ｃについては、チャンネル壁２の上面とカバー部材６の下面とが接合されているが、十分な吐出圧力を確保できれば接合されていなくてもよい。また、本実施の形態においての貫通溝１９はチャンネル壁２の上面に形成されているが、チャンネル壁２の上面に形成する代わりにそれぞれのインクチャンネルを連通させるようにカバー部材に形成されていてもよい。または、チャンネル壁とカバー部材との両方に貫通溝が形成されていてもよい。
【００９０】
共通インク室８は実施の形態２と同様に、マニホールド空間１４および第２段差部２３の上面を含む面とカバー部材６の下面とで挟まれる空間から構成される。インクはインク供給口１５から供給され、共通インク室８に一時的に保持されて、連続的にインクチャンネルにインクを供給する。第２段差部２３において、領域Ｃの近傍を実施の形態２と同様に円弧形状としてもよい。その他、各部品の基本的な構成は実施の形態１および実施の形態２と同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【００９１】
（作用・効果）
実施の形態１および実施の形態２と同様に、チャンネル壁２は高さ方向に分極処理されている。外部電極、導電性樹脂９を通じて電極４に印字データに応じた電圧が印加されると、分極方向と垂直な方向に電界が発生して、チャンネル壁２がシェアモード変形する。主にインク吐出に寄与する領域はアクティブ領域Ａである。インク吐出に大きく寄与するためには、チャンネル壁２の上面がカバー部材６と接合されていて、チャンネル溝３の上面が閉鎖されている必要がある。実施の形態１と実施の形態２とでは、間隙部が形成されている領域Ｃにおいては、チャンネル溝３の上面が閉鎖されておらず、間隙部を通って圧力が共通インク室８へと逃げているが、本実施の形態においては、領域Ｃにおいても離散的にチャンネル壁２の上面が閉鎖されている。このために、領域Ｃにおいても部分的にインク吐出に寄与するシェアモード変形を行なう。
【００９２】
チャンネル壁２の上面に形成された貫通溝１９によって、アクティブ領域Ａで発生する圧力波を減衰して残留振動を低減する。貫通溝１９の幅、深さ、ピッチ、溝の数を適宜設定することで、残留振動を抑制する特性を変化させることが可能である。インクジェットヘッドの小型化を図る場合には本実施の形態の構成が有効である。実施の形態２においては間隙部である第１段差部２２（図３参照）もわずかではあるがインクを供給する共通インク室８の補助的役割を担っていたのに対して、本実施の形態においては、間隙部は共通インク室８の補助的役割はなく、圧力波による残留振動抑制の役割のみを果たす。
【００９３】
（実施の形態４）
図８〜図１１を参照して、本発明に基づく実施の形態４におけるインクジェットヘッドについて説明する。
【００９４】
（構成）
図８は本実施の形態における第１のインクジェットヘッドの斜視図である。図８に示すように、ベース部材１、カバー部材６、マニホールド１３およびノズル板１６を備えるなど、基本的な構成は実施の形態１と同様である。実施の形態１と異なるのは、間隙部と共通インク室の構成である。実施の形態１では間隙部をカバー部材６に形成した。これに対して、本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、間隙部としての連通孔５０がチャンネル壁２に形成されていることを特徴とする。
【００９５】
本実施の形態における第１のインクジェットヘッドについて、ノズル板１６が配置された側から見た正面図を図９（ａ）に、図９（ａ）のＩＸＢ−ＩＸＢ線における矢視断面図を図９（ｂ）に示す。
【００９６】
間隙部としての連通孔５０は、チャンネル壁２の両側を挟むようにそれぞれ隣接するチャンネル溝３同士が接続されるように、チャンネル壁２に貫通する穴が形成されている。連通孔５０は全てのチャンネル壁２に形成されている。カバー部材６には間隙部となるべき溝加工などは行なわれておらず、切欠き部７のみが形成されている。共通インク室８は切欠き部７とマニホールド空間１４とで構成される。切欠き部７は領域Ｂに形成されており、実施の形態１における第２凹部２１と同等の機能を有する。
【００９７】
本実施の形態における連通孔５０は、チャンネル壁２の長手方向に平面的な形状となるように形成されている。換言すると、連通孔５０は断面が略長方形をしていて、チャンネル壁２の高さ方向の長さよりチャンネル壁２の長手方向の長さの方が非常に長く形成されている。また、略長方形の一辺が、チャンネル壁２の上面と平行になるように、チャンネル壁２の長手方向におけるほぼ中央に形成されている。
【００９８】
チャンネル壁２の上面はインク吐出に大きく寄与するアクティブ領域Ａにおいて、カバー部材６と接着固定されている。連通孔５０は領域Ａより後端部３１側に形成されている。換言すると、連通孔５０は、チャンネル壁２の上面とカバー部材６とが接合する領域Ａに比べて、インクが吐出される側からより遠い側に形成されている。
【００９９】
図８に示すように、本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、矢印４０，４１で示すように、チャンネル壁２の高さ方向の略中央で分極方向が対向するように、ベース部材１が形成されている。ベース部材１は２枚の圧電材料を接着剤で貼り合わせた圧電体基板に加工を行なって形成されている。よって、チャンネル壁２は２つの部材同士が接着剤で互いに固定された構成を有しており、本実施の形態における連通孔５０はこの２つの部材の境界に形成されている。
【０１００】
連通孔５０はチャンネル壁２に設けられ、隣り合うチャンネル溝同士は、接続されてインクが通るように形成されているが、インクがインクジェットヘッドの外部には漏れないように、ベース部材６の内部のみに形成され、インクジェットヘッドの外に連通しないように形成されている。
【０１０１】
電極４はチャンネル壁２の側面全面にわたって形成されているが、連通孔５０の内部には、電極４は形成されておらず、チャンネル壁２の両側面の電極４同士は電気的に絶縁されている。
【０１０２】
図１０に本実施の形態における第２のインクジェットヘッドの説明図を示す。図１０（ａ）は本実施の形態における第２のインクジェットヘッドの正面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸＢ−ＸＢ線に関する矢視断面図である。図１０における間隙部としての連通孔５０は、断面が略長方形の連通孔５０が複数個チャンネル壁内に形成されている。図９に示した平面状の連通孔とは異なり、同じ形状、大きさを有する複数の連通孔５０が等間隔で形成されている。チャンネル壁は２つの部材から形成され、その境界面に連通孔５０が形成されており、２枚の部材のうち下方の部材に連通孔５０が形成されている。また、全てのチャンネル壁２について、連通孔５０が形成されている。
【０１０３】
図１０に示すインクジェットヘッドは、ベース部材１の後端部３１付近の上面に断面が円弧状の窪み部６６を有しているが、図９に示すように窪み部６６がなくベース部材１の上面が平面状であってもよい。
【０１０４】
本実施の形態における第３のインクジェットの説明図を図１１に示す。図１１（ａ）は本実施の形態における第３のインクジェットヘッドの正面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線に関する矢視断面図である。図１１における間隙部としての連通孔５０は、断面が略三角形である。全ての連通孔５０は同一形状であり、それぞれ等間隔に形成されている。連通孔５０がチャンネル壁内に複数個形成されていることや、２枚の部材のうち境界面に連通孔５０が形成されており、下方の部材に加工が行われて連通孔５０が形成されていることは、図１０に示したインクジェットヘッドと同様である。
【０１０５】
上述の通り、本実施の形態に関し、３つの連通孔の形態を示したが、それぞれについて、連通孔はチャンネル壁の片方の部材に溝加工が施されて形成されているが、反対側の部材に溝加工が行なわれて形成されていてもよいし、２つの部材それぞれに溝が形成され、２つの部材を貼り合わすことによって連通孔が形成されていてもよい。またチャンネル壁の２つの部材の境界面に限られず、任意の位置に連通孔が形成されていてもよい。さらに、複数の連通孔が一列に等間隔で形成されているが、等間隔には限らない。
【０１０６】
上述した実施の形態１と異なる構成以外の構成については、実施の形態１と同様であるので説明を繰返さない。
【０１０７】
（作用・効果）
実施の形態１と同様に、チャンネル壁２はチャンネル壁の高さ方向に分極処理が施されている。外部電極１２、導電性樹脂９を通じて電極４に印字データに応じた電圧が印加されると、分極方向と垂直な方向に電界が発生し、このチャンネル壁２がシェアモード変形する。主にインク吐出に寄与するシェアモード変形する領域は、チャンネル壁２の上面がカバー部材６と接合されているアクティブ領域Ａである。チャンネル壁２に発生させる電界の向きを変化させることにより、インク吐出のための加圧や、インク供給のための減圧を行なうことも実施の形態１と同様である。
【０１０８】
図９に示す本実施の形態におけるインクジェットヘッドにおいて、インクが吐出されるのと同時にインクチャンネルのアクティブ領域Ａ内で生じた圧力波は、インクの供給方向とは逆に間隙部を通って後端部３１側に向かい共通インク室８へ進行して行く波、チャンネル壁２に挟まれた空間と共通インク室８との界面で反射する波、およびチャンネル壁２に挟まれた空間と間隙部との界面で反射する波に分かれる。本実施の形態においては、アクティブ領域Ａで発生した圧力波の大部分が間隙部である連通孔５０を通過して、共通インク室８に向かって伝播していく。この際に、連通孔においてインクの大きな粘性抵抗によって、圧力波は吸収、減衰しながら共通インク室８へと進行して行く。従って、アクティブ領域Ａで発生した圧力波が、チャンネル壁２に挟まれた空間と共通インク室８との界面、または、チャンネル壁２に挟まれた空間と間隙部との界面で反射してアクティブ領域Ａに戻ることを抑制して、圧力波の残留振動を抑制することができる。従って、後続するインク吐出がスムーズになり高品質な印字が可能となる。また、振動を吸収する機能を有する連通孔を、基板同士の貼り合わせ面への簡単な加工によって設けることができるため、従来の技術のように振動吸収体などの部材を付加する方法に比べ、生産性を低下させることがなく、製造コストの上昇を抑えることができる。従って、安価で印字データに忠実かつ高速な印字が可能であるインクジェットヘッドを提供することができる。
【０１０９】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドの連通孔は、チャンネル壁の長手方向において、アクティブ領域Ａより後端部側に配置されている。すなわち、連通孔は、チャンネル壁の上面とカバー部材とが接合する領域に比べて，インクが吐出される側から遠い側に形成されている。この構成を採用することによって、インクの吐出に伴って生じた後端部に向かう圧力波は、共通インク室に達するまでに大部分が他のインク室と連通した狭隙部を通過し、吸収、減衰しながら共通インク室へと進行して行くようになる。よって、直接インク吐出に寄与する圧力波は減衰させずに、不要な圧力波の残留振動を効果的に減衰させることができる。
【０１１０】
図１０および図１１に示す複数の連通孔５０を有するインクジェットヘッドの効果についても同様であり、連通孔５０を形成することによって発生する圧力波を急激に減衰させることができる。また、連通孔５０を小さくして、複数個形成することによって、連通孔５０の幅、高さ、ピッチ（隣り合う間隔）、連通孔５０の数などを適宜変更することで、残留振動の抑制効果を調整することができる。また、残留振動のクロストークを抑制することが可能である。特にインクジェットヘッドの小型化を行なう場合には、複数個の連通孔を形成することが好ましい。
【０１１１】
チャンネル壁２は２枚の基板が接着剤で固定されたものを加工して形成されているが、２枚の接着に使用された接着剤の厚さは５μｍ以下が好ましい。この構成を採用することにより、２枚の基板を接着する際に連通孔５０に接着剤が入って断面形状や連通孔の大きさが変わり、残留振動の抑制効果のばらつきが生じることを防止できる。また、カバー部材の切り欠き部の一部は円弧形状を有していおり、この円弧形状を形成によって、インクの流れがスムーズとなって気泡の滞留を防止することができる。
【０１１２】
圧力波を減衰させる際に、間隙部の大きさが圧力波を減衰させる効果に大きく影響を与えることが予想される。そこで、間隙部の深さを変化させて実験を行ない、間隙部の深さが残留振動に与える影響を検討した。実験においては、図８および図９に示した平面状の連通孔を有するインクジェットヘッドを対象に行なった。アクティブ領域Ａの長さおよびチャンネル壁の長手方向に沿った間隙部の長さ連通孔の長さを一定にして、間隙部の深さ（連通孔におけるチャンネル壁の高さ方向の長さ）のみを変化させたインクジェットヘッドを作成した。評価は、インクの吐出状況を観察することによって残留振動の影響を判定することで行なった。その結果を以下の表２に示す。
【０１１３】
【表２】
2004136634.tif 000004
【０１１４】
実験には、室温での粘度が７×１０−３Ｐａ・ｓのインクを使用している。間隙部の深さが浅いほど、圧力波の残留振動の影響が小さくなる傾向があり、間隙部の深さが４０μｍ以上になると、インクチャンネルと間隙部との界面で反射する圧力波が多くなり、従来構造のインクジェットヘッドと同様にインクの吐出特性に悪影響を及ぼしている。この結果より、間隙部の深さは３０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、間隙部の深さを２０μｍ以下の深さに設定する。また、間隙部の長さが長い方が、圧力波の残留振動を抑制する効果が大きいことも確認した。
【０１１５】
なお、上述した実施の形態において述べた様々な構成を必要に応じて適宜組み合わせてもよい。例えば、連通孔の形状は図９に示した平面状のものと図１０に示した複数個の連通孔を形成したものとを併用してもよい。また、インクを供給する部位は、インクジェットヘッドの裏面に配置したマニホールドに限らず、インクジェットヘッドの上面、すなわち、カバー部材に貫通する穴を形成してインクを供給してもよい。また、上述した説明では圧電方式を利用したインクジェットヘッドについて述べた。しかし、インクの吐出方式が異なる他の方式（例えば、サーマルインクジェット方式など）のインクジェットヘッドについても、インクチャンネルなどのインク流路の基本構成が同じであれば本発明の適用が可能である。
【０１１６】
（実施の形態５）
図１２〜図１４を参照して、本発明に基づく実施の形態５におけるインクジェットヘッドの製造方法について説明する。本実施の形態で製造されるインクジェットヘッドは、実施の形態１に例示したインクジェットヘッドである。図１２〜図１４は実施の形態１の特徴部分であるカバー部材を形成する工程を説明した図であり、カバー部材についてベース部材と接合される面を図中の上側として示した斜視図である。
【０１１７】
カバー部材はベース部材と接着されることから、ベース部材の材料となる圧電体基板と熱膨張率を合わせたほうが好ましく、加工を行なう観点からも圧電体基板と大差ないものが好ましい。カバー部材の材料となるカバー基板としては、快削性セラミックス、圧電体基板などが好適である。図１２は第１凹部形成工程を説明する図である。はじめに、カバー基板２７の主表面の中央部から後端部３３まで第１凹部２０を形成する。第１凹部の形成は、ダイシングブレードを用いて、カバー基板２７の主表面に垂直な一の平面内でダイシングブレードを移動させて形成する。ダイシングブレードを回転軸に平行に移動させ、この研削を繰返す。また、必要に応じて、ダイシングブレードの向きを変えて同様の研削を繰返すことによって、第１凹部２０を形成する。
【０１１８】
次に、第２凹部２１を同じくダイシングブレードによって形成する。この第２凹部形成工程で形成されたカバー基板２７を図１３に示す。第２凹部２１は後端部３３側から前端部３２に向かって、第１凹部形成工程で形成した凹部の長さより短く形成される。第２凹部２１の形成は第１凹部２０の形成方法と同様にダイシングブレードを用いて、カバー基板２７の主表面に垂直な一の平面内でダイシングブレードを移動させる研削を繰返し行なう。
【０１１９】
次に、図１４に示すように、ダイシングブレード２５の回転軸と前端部３２および後端部３３を結ぶ矢印４６の向きとが、平行になるように、ダイシングブレード２５の向きを定める。第２凹部２１の幅方向にある２つの側面のうち、一の側面付近に移動して、矢印４２の方向にダイシングブレード２５を移動させて研削を行なう。１回の加工で研削されるのは、ダイシングブレード２５の幅に対応した幅である。以下、このように、ダイシングブレードを一の方向に移動させて、加工を行なう方法を「チョッパ加工」という。チョッパ加工を行なうとダイシングブレードの外周の形状に対応して、研削面が円弧形状になる。矢印４６の方向にダイシングブレード２５を一定量移動させた後、再度チョッパ加工を行なう工程を繰り返し、第２凹部２１の２つの側面のうち一の側面全体を円弧形状にする。同様の研削を第２凹部２１の他の側面についても行なって、円弧形状を形成する。
【０１２０】
次に、ダイシングブレード２５の回転軸と第２凹部２１の幅方向である矢印４３とが平行になるように向きを変えて、第２凹部２１と第１凹部２０の境界付近に、ダイシングブレード２５を移動する。その後に矢印４２の方向にダイシングブレード２５を移動させてチョッパ加工を行ない、第２凹部２１のうち第１凹部２０との境界付近に円弧形状を形成する。１回のチョッパ加工で研削される幅は、ダイシングブレードの幅に対応した幅であるので、矢印４３の方向にダイシングブレード２５を移動してチョッパ加工を繰返す。同様に、第１凹部２０において、カバー基板の主表面との境界付近に円弧形状を形成してカバー部材６を完成させる。
【０１２１】
上記の説明においては、チョッパ加工は図１４において説明する工程のみで行なっている、図１２および図１３に説明する第１凹部形成工程と第２凹部形成工程において、チョッパ加工を含んでもよい。この場合、図１４の工程の一部を省略することができて、工程の短縮化を図ることができる。
【０１２２】
この方法を採用することにより、たとえばベース部材１の加工に使用するダイシング装置と同じ装置を用いて第１凹部および第２凹部を形成することができ、新たな加工装置は不要である。また、第１凹部と第２凹部とで深さが異なるが、ダイシング装置の加工プログラムを変更するのみで深さを変化させることができる。チョッパ加工についても１次元的に移動しながら加工を行なうプログラムと加工位置の変更を行なうプログラムとを加工プログラムに含めることで容易に加工を行なうことができる。チョッパ加工によって形成された円弧形状では、角ばった形状に比べて気泡が溜まりにくいという利点を有する。
【０１２３】
図１２および図１３に示す２つの凹部を形成する方法には、上記のダイシングブレードによる加工方法の他にも、エッチングによる方法、サンドブラストによる方法などのカバー基板の一部を除去する方法、あるいは成膜による形成方法がある。それぞれの加工方法を以下に説明する。
【０１２４】
エッチングによる加工方法とは、カバー基板２７にレジストをパターニングした後に、王水でエッチングすることによって凹部を形成する方法である。第１凹部２０と第２凹部２１との異なる深さの凹部を形成する必要があるため、レジストのパターンを変えて２回エッチングを行なう。すなわち１回目のエッチングで図１２に示すように第１凹部２０を形成して、２回目のエッチングで図１３に示すように第２凹部２１を形成する。この方法は、他の加工方法と比較して一度に大量に生産するバッチ処理が行ないやすく、量産に適している。
【０１２５】
サンドブラストによる加工方法とは、カバー基板２７にドライフィルムレジストをパターニングし、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３などの粒子を対象となる面に高圧力で吹き付けることで凹部を形成する方法である。第１凹部２０と第２凹部２１との異なる深さの凹部をそれぞれ形成する必要があるため、ドライフィルムレジストのパターンを変えてサンドブラストを２回行なう。エッチングによる加工方法と同様に、１回目のサンドブラストで図１２に示すように第１凹部２０を形成して、２回目のサンドブラストで図１３に示すように第２凹部２１を形成する。この方式は他の除去による加工方法と比較して加工速度が速いという利点を有する。
【０１２６】
成膜による形成方法とは、上記のカバー基板の一部を除去して凹部を形成する方法と異なり、材料となる平板状のカバー基板２７の表面に凸部となる薄膜を形成する方法である。つまり、凹部となるべき領域以外に成膜を行なって、凹部を形成する方法である。カバー基板２７にレジストをパターニングした後に、第１凹部２０と第２凹部２１以外の部分に薄膜を形成する。薄膜としては、成膜速度が速くて圧電体基板との熱膨張の大きさが同程度の材料が好ましい。たとえば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などを材料として用いるのが好ましい。第１凹部２０と第２凹部２１とのように異なる深さの凹部を成膜によって形成するのは非常に困難であることから、上記のエッチング、サンドブラスト、ダイシングブレードによる研削加工などを併用するのが好ましい。成膜による形成方法は除去による方法の代わりに成膜を行なうため、高精度に膜厚の管理を行なうことが可能であり、残留振動抑制のばらつきの低減に有効である。圧電体基板と熱膨張率が比較的近い材料を選定すると、成膜による圧電体基板との熱膨張率の差による反りも抑止することができる。
【０１２７】
間隙部をカバー部材側に設けたことに注目すると、カバー部材より加工工程が比較的多いベース部材に対する追加の加工を一切必要としないので、本発明の適用によって製造歩留まりを低下させることはない。カバー部材に間隙部を形成する工程についても、第１凹部を形成する簡単な加工を追加するのみでよく、ベース部材とカバー部材とのそれぞれの製造時間の差を短縮することができる。
【０１２８】
間隙部における振動抑制効果は、間隙部の深さと密接な関係がある。最適な間隙部の深さは一定でなく、インクチャンネルの間隔や深さ、圧電体材料やインクの種類、インクジェットヘッド駆動方法などの変更があった場合に、最適な間隙部の深さが変化することがありうる。このような場合に、既にチャンネル溝、電極、間隙部などの形成が完了している圧電体基板は、できる限り有効に利用する必要がある。しかしながら、間隙部が既に深く形成された圧電体基板の修正などは困難である。仮に、追加の加工により修正可能であっても、修正加工装置への再度の設置、正確な位置決め、修正加工量の正確な管理、加工に伴って生じる屑の処理などを厳密に行わなければならない。また、加工に伴って生じる屑がチャンネル溝などに混入する問題を解決するために、間隙部をチャンネル溝に先だって形成することが必要となってくるが、間隙部を形成する工程の順序が固定されることとなり、複数の工程間で工程の順序を選ぶ自由度が小さくなるという問題が生じる。よって、ベース部材やカバー部材を作り置きしておくことは好ましくない。このような観点からも、両者の製造速度をできる限り同程度とすることが好ましい。
【０１２９】
以上の方法によってカバー基板に形成された第１凹部と第２凹部について、図１４に示すようにダイシングブレード２５によってチョッパ加工を行ない、円弧形状を凹部に付加して、カバー部材が完成する。その他のベース部材などの製造方法やインクジェットヘッドの組立て方法については、従来の技術によって行なうことができるので、ここでは説明を省略する。
【０１３０】
（実施の形態６）
図１５〜図２０を参照して、本発明に基づく実施の形態６におけるインクジェットヘッドの製造方法について説明する。本実施の形態で製造されるインクジェットヘッドは、実施の形態２において図４に示したインクジェットヘッドである。図１５〜図２０は実施の形態２の特徴部分であるベース部材を形成する工程を説明した図であり、ベース部材についてカバー部材と接合される面を図中の上側とした斜視図である。
【０１３１】
初めに図１５に示すように、完成時にチャンネル壁となるべき領域において、チャンネル壁の高さの略中間点で分極方向が相反するように、分極処理を施した圧電体基板２６を準備する。もしくは、一方向に分極処理を施した圧電体の基板２枚を、分極方向が相反するように貼り合わせて圧電体基板２６を形成してもよい。
【０１３２】
準備した圧電体基板２６に、図１６に示すように圧力波を吸収、減衰させる間隙部となる第１段差部２２の加工を行なう。この工程を第１段差部形成工程という。この加工方法については、実施の形態５の第１凹部形成工程で説明した方法と同様に、エッチングによる方法、サンドブラストによる方法、ダイシングブレードによる方法などの基板の一部を除去する加工方法のほか、成膜による形成方法を用いることができる。特に、ダイシングブレードを用いたチョッパ加工による加工方法を含んだ場合、ダイシングブレードの移動方向にはダイシングブレードの外形と略同一の円弧形状が形成されるため、後述するドライフィルムレジストのラミネートの際に、圧電体基板２６とドライフィルムレジストとの間に気泡を巻き込みにくいという利点がある。第１段差部２２はわずかながら共通インク室を補助する役割も兼ね備えるため、チャンネル溝の幅方向となるべき方向に沿った第１段差部２２の長さは、複数のチャンネル溝が形成される全長と同じかそれよりも長く形成されることが好ましい。
【０１３３】
次に、図１７に示すように第１段差部２２を形成した圧電体基板２６の上面にドライフィルムレジスト２８をラミネートする。圧電体基板２６を約８０℃に加熱した状態で、ドライフィルムレジスト２８を貼りつける。貼りつけはゴムローラを移動させながら加圧して行なう。ドライフィルムレジスト２８は、フィルムの厚さが第１段差部２２の深さ以上の厚みを有するものを使用することで、第１段差部２２の外周の段差についても問題なくラミネートすることが可能である。本実施の形態においては、第１段差部２２の深さを１０μｍとし、前端部３０と後端部３１とを結ぶチャンネル溝に平行となるべき方向において、第１段差部２２の長さを１．３５ｍｍとした。
【０１３４】
次に、図１８に示すように圧電体基板２６の上面に等間隔、同一幅のチャンネル溝３を、ダイシングブレードにより形成する。チャンネル溝３は、前端部３０から後端部３１まで貫通するように形成される。このチャンネル溝３を形成する工程をチャンネル溝形成工程という。この工程の後にチャンネル溝３の内壁、すなわち、チャンネル壁２の側壁の高さ方向全域にわたって電極４を形成する。電極４の形成には２方向からの斜め蒸着やスパッタ法、メッキ法などによって行なう。電極の材質はＡｌ、Ｃｕなどが好適である。この状態では、チャンネル壁の側壁のみならず、ドライフィルムレジスト２８の上面にも電極材料の薄膜が形成されている。次に、圧電体基板２６の上面にラミネートしたドライフィルムレジスト２８を剥離する。この工程によって、ドライフィルムレジスト２８の上面にも形成された電極の材料の薄膜を、ドライフィルムレジスト２８とともに除去することができる。
【０１３５】
次に、図１９に示すように、チャンネル溝３において後端部３１に、ディスペンサなどを使用して導電性ペーストからなる導電性樹脂９を充填して、加熱硬化させる。この工程を樹脂充填工程という。図１９に示す例では導電性樹脂９の帯を形成するように一筆書きの要領で導電性樹脂９を充填している。この状態では全てのチャンネル溝３同士が互いに導通している。導電性樹脂９の充填に関しては、それぞれのチャンネル溝３に対して個別に導電性樹脂９を充填してもよい。
【０１３６】
次に、第２段差部２３をダイシングブレードによって形成する。図２０に示すように、チャンネル壁２の長手方向と垂直な方向にダイシングブレード２５の回転軸を向けるようにダイシングブレード２５を配置する。この向きで、ダイシングブレード２５を矢印４４および矢印４５を含む平面内で移動させて、チャンネル溝３内に導電性樹脂９を充填した圧電体基板２６に第２段差部２３を形成する。１回で研削される形状はダイシングブレード２５の幅に対応する溝の形状であるが、ダイシングブレード２５の中心軸の方向に移動して同様の研削を繰返す。この工程を第２段差部形成工程という。この際、第１段差部に近接する領域においては、ダイシングブレード２５を矢印４５の方向に上下させてダイシングブレード２５の外周の形状を圧電体基板に転写させる加工（チョッパ加工）によって第２段差部２３を形成する。第２段差部形成工程によって導電性樹脂９とチャンネル壁２の一部を除去して第２段差部２３を形成するとともに、それぞれのチャンネル溝３同士の絶縁性を確保する。すなわち、第２段差部２３の形成と余分な導電性樹脂の除去とを同時に行なってベース部材１が完成する。このように第２段差部の形成、円弧形状の形成、余分な導電性樹脂の除去とを工程を分けずに一つの工程で行なうことができるため、工程数の削減に寄与する。本実施の形態においては、第２段差部の深さを１５０〜２００μｍ程度とした。
【０１３７】
第１段差部と第２段差部とにチョッパ加工を含んで研削を行なう場合、共通インク室の一部となる第２段差部の領域のうち第１段差部との接続点付近と、第１段差部のうち前端部側においてダイシングブレードの外周面に対応する円弧形状を容易に形成することができる。この構造を有するインクジェットヘッドはインク流路において、角となる部分が減少してインクの流れがスムーズとなる。よって、気泡の滞留を防止することができて、インクチャンネルへの良好なインク供給が可能となる。
【０１３８】
もう一つの特徴的な形状を有するカバー部材については、その形状が平板状であり、特別な加工を必要としないのでここでは説明を省略する。ノズル板やカバー部材などのその他の部品の製造方法についても、従来の技術によって製造することができるのでここでは説明を省略する。
【０１３９】
間隙部をベース部材に設けることに注目すれば、間隙部の加工をチャンネル溝の加工と同一の装置で行うことができるため、新たな設備投資の必要はない。また、カバー部材を凹部のない平板状とすることができて、カバー部材の大幅なコストダウンが可能であるという利点を有する。特に、カバー部材を外部から調達している場合には、カバー部材の製造工程に変更がないので、発注ミスに起因した製造時間のロスなどを防止することができる。
【０１４０】
完成したベース部材１とノズル板１６とは接着剤によって接着されることや、ベース部材１の後端部３１には、チャンネル壁２の側面に形成された電極４と外部電極を導通させるためにＡＣＦを介して接続するなどの組立て方法については従来の技術によって行なうことができるので、ここでは説明を省略する。
【０１４１】
上述した実施の形態５および実施の形態６においては、主に、カバー基板または圧電体基板の一部を除去して間隙部を形成する方法を説明した。一部を除去する工程において、間隙部に該当する第１凹部もしくは第１段差部の深さを形成されるべき間隙部の深さより深く形成しておき、インクジェットヘッドの組立ての際にパリレン膜などの有機保護膜をインクジェットヘッドの内部に成膜することで間隙部の大きさを調整することが可能である。この方法によって、カバー部材やベース部材の製造時には、間隙部となる第１凹部や第１段差部を本来必要な深さより深く形成することができる。よって、カバー部材とベース部材との接着時などにおいて接着剤が間隙部に流入して間隙部が埋まってしまったり、間隙部の大きさが要求寸法より小さくなったりすることを防止できる。この結果、カバー部材とベース部材とを接着する工程において、接着剤の量を高精度に管理する必要がなくなり、製造工程の簡略化や高速化が可能となる。さらには、間隙部の大きさを調整する薄膜として、パリレン膜などの有機保護膜を採用すると、有機保護膜自身に制振作用があるために、圧力波を吸収して残留振動の減衰にも寄与する。
【０１４２】
上記のインクジェットヘッドおよびその製造方法については、個別の実施の形態を例示したが、これらについてはそれぞれ独立したものではなく、複合させてもよい。たとえば、実施の形態１の第１凹部と実施の形態３の貫通溝とを併用して残留する圧力波を減衰させてもよい。
【０１４３】
その他、インクの供給口については、インクジェットヘッドの後端部に接合されるマニホールドに形成されているが、カバー部材を貫通する穴などであってもよい。また、間隙部の形成は、１個ずつインクジェットヘッドを製造する場合について説明したが、ベース部材あるいはカバー部材を一括して複数個製造するバッチ処理に適用することもできる。また、チャンネル壁に対する分極処理は、チャンネル壁の高さ方向の略中央で分極方向が相反するように施されているが、チャンネル壁の高さ方向に対して一方向に分極処理が施されており、チャンネル壁の高さ方向に対して上半分の領域に電極が形成されているインクジェットヘッドでもよい。さらに、上述の圧電材料を用いたシェアモード変形を行なう方式のインクジェットヘッドに限られず、たとえばサーマルジェット方式などの、インクの吐出原理が異なる方式を採用したインクジェットヘッドについても、インクの流路の基本構成（インクチャンネルなど）が同じであれば本発明を適用することができる。
【０１４４】
（実施の形態７）
図２１から図３４を参照して本発明に基づく実施の形態７におけるインクジェットヘッドの製造方法を説明する。本実施の形態における製造方法は、本願発明のインクジェットヘッドのうち実施の形態２において図６に示したインクジェットヘッドの製造方法である。
【０１４５】
本発明におけるインクジェットヘッドの間隙部の深さは、吐出性能に対して非常に敏感であり、間隙部の深さの管理が求められる。実施の形態２におけるインクジェットヘッドについて具体的に例示すると、第１段差部の深さは５μｍ以上２０μｍ以下の範囲内であって、その深さの許容精度が１０μｍ以下、より望ましくは許容精度が５μｍ以下であることが求められる。製造時においては、間隙部についての高精度な生産管理を行なう必要がある。さらに、この許容精度を維持しつつ、大量生産が可能で製造費の増大につながらない方法を確立する必要があった。本実施の形態における製造方法は、高精度なインクジェットヘッドを安価に製造することができる方法である。以下に本発明に基づくインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
【０１４６】
図２１に示すように、初めにベース部材となるべき圧電体基板２６を準備する。圧電材料からなる厚板５１と薄板５２とを、矢印４０，４１に示すように互いに分極方向が対向するように接着剤で接合して圧電体基板２６を形成する。薄板５２を貼りつけた側がベース部材の上側となるべき側である。薄板５２には、後に形成されるチャンネル壁の高さの半分と、後の工程において研削される厚さとを足し合わせた厚さのものを使用する。厚板５１には、後に形成されるチャンネル壁の高さの半分より十分に大きな厚さを有するものを使用する。
【０１４７】
図２２に示すように、インクチャンネルを構成するチャンネル溝３を薄板５２の側から形成する。圧電体基板２６の薄板５２の側から、高速回転させている溝加工用ダイシングブレード６０を押し当てて研削を行なう。研削する深さは一定にして、溝加工用ダイシングブレード６０を矢印７０の方向（図２２中に示すＸ方向）に相対的に移動させてチャンネル溝３を形成する。圧電体基板２６の一方の端面から対向する他方の端面まで連続してチャンネル溝３を形成する。以下、本明細書においては、研削対象物に対して一定の高さ（Ｚ方向の位置）を維持しながら、ダイシングブレードを相対的に研削方向に移動させて研削を行なう方法を「水平送り加工」という。一つのチャンネル溝３が形成されたら、チャンネル溝３の長手方向に垂直な方向（図２２中に示すＹ方向）に、所望のピッチの分のみ移動させ、再び同様の水平送り加工を行なうことにより、２つ目のチャンネル溝３を形成する。
【０１４８】
以後、同様のダイシング加工と移動とを繰返すことにより、圧電体基板２６に等間隔のチャンネル溝３を複数形成する。本実施の形態においては、説明の便宜上、チャンネル溝３を５本形成しているのみだが、実際には、より多く形成されていてもよい。チャンネル溝３が形成されると同時にチャンネル壁２も形成される。本実施の形態においては、ダイシング装置ＤＡＤ５６２（株式会社ディスコ製）を用いて、厚さ７０μｍのダイシングブレードを４００００ｒｐｍで回転させながら、相対研削速度３０ｍｍ／ｓ、チャンネル溝のピッチ１６９μｍで水平送り加工を行った。以下、チャンネル壁の長手方向を「Ｘ方向」、Ｘ方向に垂直な方向であって圧電体基板の主表面に平行な方向を「Ｙ方向」、チャンネル壁の高さ方向を「Ｚ方向」という。
【０１４９】
次に、チャンネル溝３の側面に電極を成膜する。電極となる電極材５３の成膜は、真空蒸着による斜め蒸着法、スパッタリング法、無電界メッキ処理法、スパッタリングとメッキとを併用する方法などの既存技術で形成することができる。本実施の形態においては、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）マグネトロンスパッタ装置を用いて、チャンネル壁２の高さ方向（図２２中に示したＺ方向のうち図中の上から下への向き）に銅をスパッタリング法により成膜する（図示せず）。チャンネル壁２の駆動に必要な電極材は、チャンネル壁２の側面のみであるが、チャンネル壁２の側面のほかにチャンネル壁２の上面およびチャンネル溝３の底面にも、電極材５３が成膜される。チャンネル壁２の上面の電極材５３は、チャンネル壁２の駆動に対して不要であるために後に除去される。スパッタリングに際して、雰囲気ガスはアルゴン、雰囲気圧は１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）、スパッタレート約５Å／ｓの条件下で成膜を行なった。チャンネル壁２上面は約３μｍ、チャンネル溝３の側面の上方には厚さ約１μｍ、チャンネル溝３の側面の下方およびチャンネル溝の底面には約０．３μｍの銅膜が成膜される。
【０１５０】
次に、チャンネル溝３の側面に形成した電極材５３を外部電極と電気的に接続するための導電性樹脂９をチャンネル溝３に配置する。図２３に示すように、インクジェットヘッドの後端部となるべき部分に、ディスペンサー５４を用いて、矢印７１に示すように、Ｙ方向に導電性樹脂９を配置する。本実施の形態においては、導電性樹脂９として銀ペースト（数〜十数μｍ粒の銀フィラーをエポキシ系接着剤中に混練したもの）を用いている。チャンネル溝３の内部に導電性樹脂９を沈降させたのち、オーブンを用いて１００℃程度に加熱して焼成硬化させる。硬化した銀ペーストは導電性を有するものになる。なお、図２３はチャンネル溝３が５本形成されたインクジェットヘッドのベース部材となるべき圧電体基板２６が示されており、後に導電性樹脂が充填された位置で切断されて、その切断面がインクジェットヘッドの後端部となる。
【０１５１】
ここまでの工程によって、チャンネル溝３が形成され、電極材５３と導電性樹脂９が配置された圧電体基板２６は反りが生じている。この反りは、後述する間隙部となるべき第１段差部の形成工程において、第１段差部の加工誤差を大きくする原因となり、間隙部の精度を悪くする。図２４に圧電体基板２６の反りの状態を時系列的に説明する図を示す。図２４は圧電体基板２６について、チャンネル溝３の長手方向に垂直な平面（ＹＺ平面）で切断した断面図であり、（ａ）はチャンネル溝３の形成後、（ｂ）は電極材５３の配置後、（ｃ）は導電性樹脂９の配置後の図をそれぞれ模式的に表したものである。圧電体基板２６は、チャンネル溝３の加工側が凹となるように反りを生じている。チャンネル溝３の形成後において反りはほとんど発生していないが、電極材５３の配置後において反りが発生し、導電性樹脂９の配置後にはさらに反りが大きくなっている。
【０１５２】
電極材５３の形成工程においては、チャンネル壁２の上面に形成される電極材５３およびチャンネル壁の側面に形成される電極材５３の冷却時に、膜応力が収縮方向に働くため、図２４（ｂ）に示すようにチャンネル溝３の加工側が凹になるように圧電体基板２６が反る。さらに、導電性樹脂９の配置の工程においては、ＰＺＴ（チタンジルコン酸鉛）からなる圧電体基板２６に比べて、銀ペーストからなる導電性樹脂９の熱膨張係数が大きいため、また、導電性樹脂９の硬化収縮が生じるため、図２４（ｃ）に示すように、さらに反りが大きくなる。この中で、特に、チャンネル壁２の上面に形成された電極材５３の圧縮応力とチャンネル壁の上面を含む面より上方に配置された導電性樹脂９の圧縮応力とが大きく作用して、圧電体基板２６が反る。この反り量は、圧電体基板２６の厚さ、導電性樹脂９の材料や焼成温度、導電性樹脂９の埋め込み方法、または電極材の厚さなどに依存するが、概ね数十〜数百μｍである。
【０１５３】
反り以外の問題として、圧電体基板に厚さのむらが生じる問題がある。厚さのむらも、第１段差部の形成において加工精度を悪化させる要因になる。圧電体基板２６の厚さのむらを説明する図を図２５に示す。図２５（ａ）および（ｂ）はチャンネル溝３を形成した圧電体基板２６の断面図である。厚板５１および薄板５２の板厚は、それぞれ（ａ）と（ｂ）とで同一であるが、接着層５５の厚さが異なることに起因して、圧電体基板２６の厚さの製作誤差９９が生じている。特に、薄板５２を百〜二百μｍ程度の厚さにすると、厚板５１と薄板５２との接着時に薄板５２自体が割れる恐れがあるために、２枚の基板同士を十分に圧縮して接着することができないという問題がある。よって、厚さの精度の高い厚板５１と薄板５２とを準備しても、接着層５５の厚さのむらによって、圧電体基板２６の厚さにもむらが生じることがある。この厚さのむらは圧電体基板２６の主表面の面積が大きくなるほど大きくなり、接着層５５の厚さのむらに応じて数〜十数μｍまでになる場合がある。
【０１５４】
圧電体基板２６の厚さにむらが発生すると、以下のような不具合が発生する。すなわち、チャンネル溝３は図２２に示したようにダイシングブレードを用いて形成するが、この際、基板裏面５６を真空チャックで固定して、基板裏面５６を基準としてチャンネル溝３の加工深さを決定する。よって、図２５に示した圧電体基板２６の厚さの製作誤差９９が直接チャンネル溝３の深さの製作誤差となる。たとえば、図２５においては、（ａ）に示す圧電体基板２６より（ｂ）に示す圧電体基板２６の方が厚いために、チャンネル溝３の深さは（ｂ）に示す圧電体基板２６の方が深くなる。インクの吐出性能に関わるチャンネル壁２の高さは、チャンネル溝３の底面からカバー部材が接合される基板表面５７までの長さであるために、製作誤差９９が直接チャンネル壁２の高さの誤差となり、インクの吐出性能に影響する。
【０１５５】
また、後の工程において、間隙部となるべき第１段差部をダイシングブレードで形成するが、チャンネル溝３の形成と同様に基板裏面５６を基準にしてチャンネル壁２を研削すると、圧電体基板２６の厚さのむらが第１段差部の深さに直接影響して、間隙部の残留振動を抑制する効果に悪影響を与える場合がある。たとえば、図２５においては、（ａ）に示す圧電体基板２６より（ｂ）に示す圧電体基板２６の方が厚いために、基板裏面２６を基準に研削を行なうと、後に形成される第１段差部の深さは（ｂ）に示す圧電体基板２６の方が深くなり、それぞれのインク吐出性能が異なるインクジェットヘッドとなる。
【０１５６】
このような、圧電体基板の反りの問題と厚さのむらの問題とを解決するために、本発明に基づく製造方法では、圧電体基板の反りを真空チャックで矯正した状態で、不要な電極材を除去する第１研削工程と、圧電体基板を所望の厚さに全面研削を行うとともに間隙部となる第１段差部を形成する第２研削工程とに工程を分けている。換言すると、必要な研削すべき厚さに対して、研削の工程を２段階に分けて第１研削工程で研削する深さは小さくなるように研削を行なう。さらに間隙部の深さは全面研削を行なった際のダイシングブレードの高さを基準に定める。以下に製造方法を詳細に説明する。
【０１５７】
第１研削工程においては、不要な導電性樹脂を研削すると共に第２段差部を形成し、さらに、圧電体基板の上面の不要な電極材を除去する。本来、電極はチャンネル壁の側面のみに必要であり、チャンネル溝の底面およびチャンネル壁の上面を含む面の電極材は不要である。除去する電極材は、圧電体基板の上面であったチャンネル壁の上面を含む面に形成された電極である。図２６および図２７に第１研削工程の説明図を示す。図２６および図２７はチャンネル壁２の幅方向の中心点において、チャンネル壁２の長手方向に切断した断面図である。
【０１５８】
まず、圧電体基板２６の下面を真空チャックで固定して、生じていた反りを矯正する。真空チャックによる固定は、第１研削工程から第２の研削工程までの全ての研削工程において行なわれる。矯正が行なわれて圧電体基板２６の下面が平面になるような状態が保持される。図２６に示すように、チャンネル壁２の側面と第２ダイシングブレード６１の側面とが平行になるように向きを定める。矢印７２に示すように、導電性樹脂９の真上から、Ｚ方向に第２ダイシングブレード６１を圧電体基板２６に押し当てて研削を行なう。この際、チャンネル壁２の高さ方向のみダイシングブレードを移動させて、圧電体基板２６の不要な電極材５３の一部と導電性樹脂９の一部とを除去する。すなわちチョッパ加工を行なって不要な電極材５３の一部と導電性樹脂９とを除去する。この際に、後に共通インク室を構成する第２段差部２３が同時に形成される。研削するＺ方向の深さは導電性樹脂９の一部が除去されて圧電体基板２６の一部が研削される深さである。
【０１５９】
第２ダイシングブレード６１をＺ方向に上昇させたのち、Ｙ方向（チャンネル壁２の長手方向と垂直な方向）に第２ダイシングブレード６１を移動して、同様の研削を繰り返す。導電性樹脂９が形成されている領域全体にわたって研削を行なう。図２３および図２６に示す圧電体基板２６のように、複数列の導電性樹脂９が充填されている場合、一の列の導電性樹脂９の研削が完了したら、Ｘ方向（チャンネル壁２の長手方向）に第２ダイシングブレード６１を移動したのち、他の列の導電性樹脂９の研削を行なう。図２３および図２６においては、一枚の圧電体基板に２列の導電性樹脂９が形成されており、それぞれの列について研削を行なう。本実施の形態においては、研削を行なう際のＺ方向の速度は１ｍｍ／ｓとした。
【０１６０】
次に図２７に示すように、チャンネル壁２の側面と第２ダイシングブレード６１の側面が平行になるようにダイシングブレードを配置して、一定のＺ方向の高さを維持しながら、矢印７３に示すように圧電体基板２６の一の端面から他の端面までＸ方向に水平送り加工を行って、チャンネル壁２の上面を含む面に配置されている電極材５３を除去する。この後、Ｙ方向に、ダイシングブレードを移動させ、同様の水平送り加工を繰返して、チャンネル壁２の上面を含む圧電体基板２６上面全体を研削する。水平送り加工においては、圧電体基板２６と第２ダイシングブレード６１との相対移動速度は２０ｍｍ／ｓ、Ｙ方向のピッチを２ｍｍとして圧電体基板２６の上面を複数回走査させた。このように、チャンネル壁上面の電極材料を除去する工程においては、チャンネル壁の長手方向に垂直な方向に研削を行うより、チャンネル壁の長手方向に研削を行なう方が、研削面に発生するチッピングを抑制して研削速度を上げることができ、製造効率を向上させることができる。
【０１６１】
第１研削工程を行なうことにより、圧電体基板の上面にある不要な電極材５３および不要な導電性樹脂９は除去されて、図２４を用いて説明したような導電性樹脂９の圧縮応力とチャンネル壁２の上面に形成された電極材５３の圧縮応力とによって発生した圧電体基板２６の圧縮応力は減少し、圧電体基板２６の反りは非常に小さくなる。特に、導電性樹脂９による圧縮応力は他の応力に比べて非常に大きく、導電性樹脂９の一部を除去した後に、圧電体基板２６の上面全体の研削を行なうことが好ましい。この方法を採用することによって、圧電体基板２６の圧縮応力が小さくなった状態で不要な電極材５３の除去を行なうことができ、研削の加工精度を向上させることができる。
【０１６２】
また、ダイシング装置で真空チャックを行うことによって、圧電体基板２６は真空チャック面に沿った状態に矯正されるが、圧電体基板２６の全ての位置において、真空チャック面に完全に沿っている訳ではなく、圧電体基板の加工表面は数〜数十μｍのうねりが生じている。しかし、圧電体基板２６の上面の全面を研削することによって、このうねりも除去してチャンネル壁上面を高精度に平面状にすることができる。
【０１６３】
また、予め圧電体基板のうち薄板の上面にドライフィルムレジストなどによりマスキングを行ない、電極材を形成後、アセトンなどの有機溶剤や金属腐食系無機溶剤を用いてチャンネル壁上面の電極剤を除去する方法と比較して、本発明の製造方法は、マスキング材の貼りつけやその剥離が不要であり、工程が比較的容易である。マスキング材を剥離するための有機溶剤は環境に有害であるが、本実施の形態における製造方法においては、剥離が不要であるので有機溶剤を用いる必要はない。また、マスキングを剥離するための金属腐食系無機溶剤は、チャンネル壁上面の不要な電極材を腐食するばかりでなく、チャンネル壁側面の必要な電極材の一部を腐食する恐れがあるが、本実施の形態の製造方法においては、チャンネル壁上面の不要な電極材のみを確実に除去することができる。さらに、マスキングを行なう方法は、マスキング材の剥離の際に剥離片がチャンネル溝もしくはチャンネル壁の上面に残って製品不良となり、歩留まりが低下する恐れがあるが、本実施の形態においては、不要な電極材の除去を乾式で行うために、研削片がインクジェットヘッド内に残る可能性は非常に小さい。このようにチャンネル壁上面の電極材をダイシングブレードで研削して除去することによって、安価で歩留まりが向上した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。
【０１６４】
本実施の形態の、第１研削工程で用いたダイシング加工には、ダイシング装置ＤＡＤ５６２（株式会社ディスコ製）を使用して、第２ダイシングブレードとして、厚さ２ｍｍ、粒度＃６００のダイシングブレードを５０００ｒｐｍで回転させて研削加工を行っている。第１研削工程においては、金属である電極材５３を研削するため、目詰まりが生じやすい。一方で、第２ダイシングブレードに表面粗さが粗いものを使用するとチッピングが発生し易くなる。ダイシングブレードの粒度を変化させて、ダイシングブレードの粒度に対する目詰まりおよびチッピングの発生の関係を調査した結果を表３に示す。
【０１６５】
【表３】
2004136634.tif 000005
【０１６６】
調査結果より粒度を下げていくと♯２００でチッピングが発生する。よって、第２ダイシングブレードの粒度は♯４００以上が好ましい。逆に粒度を上げていくと♯１０００以上で目詰まりが発生する。よって、第１研削工程に用いる第２ダイシングブレードの粒度は、♯８００以下が好ましい。これらの条件を満足する♯４００以上♯８００以下のダイシングブレードを用いることによって、目詰まりを抑制してツルーイング作業回数を少なくすることができ、なおかつ、研削面に生じるチッピングを抑制することができる。
【０１６７】
第１研削工程においては、金属物質を研削するために、ダイシングブレードは５〜１０μｍ程度摩耗する。ダイシングブレードが摩耗しながら加工するために、圧電体基板の厚さに差が生じるが、第１研削工程においては、圧電体基板上の不要な電極を除去することが主目的であり、厚さに差が生じていても、次の第２研削工程で厚さを調整するため差し支えない。なお、第１研削工程を、ダイシング装置の自動プログラムによって、一連の研削を自動で行なうことも可能である。
【０１６８】
次に、表面粗さが第２ダイシングブレードより細かい第３ダイシングブレードを用いて第２研削工程を行なう。第２研削工程は、圧電体基板の上面を再度研削し、圧電体基板の厚さを微調整すると共に、真空チャックしている基板裏面に対して平行度の高い基板表面を形成する工程と、研削された基板表面を基準として間隙部となるべき第１段差部をチャンネル壁の上面に形成する工程とを含む。
【０１６９】
圧電体基板２６を真空チャックで矯正したまま、図２８に示すように、第３ダイシングブレードの側面とチャンネル壁２の側面とが平行になるようにして、Ｘ方向に第３ダイシングブレード６２を移動させる水平送り加工を行なう。圧電体基板２６の一の端面から他の端面まで研削が完了したら、Ｙ方向に一定量のみ移動させ、同様の水平送り加工を繰返す。研削は基板表面の全面にわたって行ない、圧電体基板２６が所望の厚さになるように研削を行なう。この際、チャンネル壁２の長手方向に垂直なＹ方向に水平送り加工を行う方法もあるが、チャンネル壁２の長手方向に平行な方向に水平送り加工を行なった方が、研削面のチッピングの発生が少なく、さらに、チャンネル壁２にマイクロクラックなどの損傷を起こすことも少ない。よって、高速で精度の高い研削加工が可能であり、チャンネル壁２の長手方向に研削を行なう方が好ましい。本実施の形態では、圧電体基板２６と第３ダイシングブレード６２との相対移動速度は２０ｍｍ／ｓ、Ｙ方向へのピッチ（Ｙ方向への１回の移動量）を２ｍｍとして圧電体基板上面の全面を研削した。この工程において研削した圧電体基板の上面の一部が、後にカバー部材と接合される接合面となる。
【０１７０】
この方法を採用することにより、圧電体基板同士の接着層の厚さのむらに対してもチャンネル壁の高さを一定にすることができ、吐出性能のばらつきを抑制したインクジェットヘッドを製造することができる。
【０１７１】
上面研削工程が完了した圧電体基板２６の斜視図を図２９に示す。圧電体基板２６には、チャンネル溝３が形成され、チャンネル溝３のベース部材の後端部となるべき位置に導電性樹脂９が充填され、チャンネル壁２の側面には電極４が形成されている。圧電体基板２６の厚さは高精度に設計値と同一の厚さになっており、圧電体基板２６の上面には、第２段差部２３が形成されている。
【０１７２】
次に、前の工程にて形成した圧電体基板２６の上面（全面研削を行なった面）に対して、間隙部となるべき第１段差部を形成する。間隙部は、ベース部材の後端部となるべき位置を基準に所望の長さのみ形成する。図３０は、第１段差部を形成する工程の説明図であり、圧電体基板２６をＹＺ平面で切断した断面図である。本実施の形態においては、前の工程と同じ第３ダイシングブレード６２を用いて研削を行なう。第３ダイシングブレード６２の側面が、Ｙ方向と平行になるように（チャンネル壁２の長手方向と垂直になるように）研削を行なう。初めに矢印７４に示すように、チャンネル壁２の高さ方向に第３ダイシングブレード６２を移動させ、チャンネル溝３が形成されていない圧電体基板２６の周辺部に押し当てる。すなわち圧電体基板２６周辺部においてチョッパ加工を行なう。所望のＺ軸の高さまで研削を行ないながら、第３ダイシングブレード６２を下降させたのち、矢印７５に示すようにＹ方向に水平送り加工を行なって、圧電体基板２６の反対側の周辺部まで研削を行なう。この研削面が第１段差部となり、研削高さは、全面研削を行なった面を基準として定められる。その後、矢印７６に示すようにＺ方向に第３ダイシングブレード６２を移動させて、圧電体基板２６から遠ざける。
【０１７３】
矢印７４，７５，７６に示す研削が完了したら、第１段差部の大きさに応じて、Ｘ方向に第３ダイシングブレード６２を移動させ、同様の研削を繰返して第１段差部を形成する。本実施の形態においては、圧電体基板と第３ダイシングブレードの相対移動速度は５ｍｍ／ｓとして第１段差部を形成した。このように、チョッパ加工と水平送り加工とを組み合わせることにより、第１段差部の上面におけるチッピングの発生を抑制することができ、研削速度を上げた加工によって生産性を向上させることができる。また、インクジェットヘッド毎またはインクチャンネル毎に第１段差部の形状が異なることを防止して、高精度な吐出性能を有するインクジェットヘッドを製造することができる。
【０１７４】
第１段差部は後にカバー部材をチャンネル壁の上面に貼り合わせることにより、間隙部となる。第１段差部を形成する際の、第３ダイシングブレード６２の研削深さ（図３０におけるＺ方向の高さ）は間隙部の深さに直接影響する。本実施の形態においては、第１段差部を形成する際の第３ダイシングブレード６２のＺ方向の高さは、図２８に示す前の工程におけるチャンネル壁の上面全面を形成した第３ダイシングブレード６２のＺ方向の高さを基準として、第１段差部の深さのみ第３ダイシングブレード６２を下降させて、研削を行なっている。
【０１７５】
このように、第１段差部を形成する際に、圧電体基板上面の全面研削を行なった研削面をＺ軸方向の高さの基準として、相対的にダイシングブレードを移動させて第１段差部を形成することにより、間隙部の深さを定めるチャンネル壁の高さと第１段差部の深さとを精度良く形成することができる。具体的には、圧電体基板上面全体の研削と第１段差部の形成とを同一のダイシング装置を用いて行ない、上面研削工程における基板裏面（真空チャックステージ）からの高さが設定されているＺ軸の高さの設定値Ｚａと、第１段差部の研削工程におけるＺ軸の高さの設定値Ｚｂとの差、｜Ｚａ−Ｚｂ｜が第１段差部深さとブレード摩耗の補正値との和になるようにダイシング装置の高さの設定値を定める。接合面である全面研削面を基準面にして第１段差部を形成することにより、間隙部の深さの加工精度は機械装置の精度にのみ依存するため、再現性よく間隙部の深さを管理することが可能となる。よって、インクチャンネル毎または、インクジェットヘッド毎の吐出性能のばらつきを低減した、高品位な印刷を行なえるインクジェットヘッドを製造することができる。
【０１７６】
なお、本実施の形態では、全面研削後に間隙部の研削を行っているが、先に第１段差部の研削を行なって、後に圧電体基板の上面の全面研削を行っても同様の効果が得られる。すなわち、圧電体基板の上面全体を第３ダイシングブレードで研削してから、チャンネル壁の上面を基準にして第１段差部を形成したが、先に第１段差部を形成したのちに、第１段差部の上面を基準面にして、第３ダイシングブレードの高さを定め、圧電体基板上面全体の研削を行なっても同様の効果が得られる。
【０１７７】
また、第２研削工程においては、同一のダイシング装置（研削装置）を用いており、ダイシングブレードの高さを第１段差部の深さの分のみダイシング装置の設定を変更して研削を行なっている。この方法を採用することにより、後に間隙部となる第１段差部の深さの製作誤差は、ダイシング装置の動作誤差のみとして、深さが高精度な間隙部を形成することができる。さらに、第２研削工程を通じて同一の装置で研削を行なうことより、設備費用が少ない上に製造時間を短縮することが可能である。よって、吐出性能のばらつきを抑制した高品位印刷が可能なインクジェットヘッドを安価で製造することができる。以上の工程により、圧電体基板から第１段差部の深さの精度が高いベース部材を製造することができる。
【０１７８】
第１段差部２２が形成された圧電体基板２６の拡大斜視図を図３１に示す。第１段差部２２は第２段差部２３がその中央に配置されるように形成されている。また、水平送り加工にチョッパ加工を組み合わせることによって、Ｙ方向に第１段差部２２が貫通しないように形成する。第１段差部がＹ方向に貫通しないように形成することにより、インクジェットヘッド内部のインクが間隙部を通じて外部へ漏れることを防止する。
【０１７９】
ベース部材を大量生産する場合には、１枚の圧電体基板２６から多くのベース部材を製造する。たとえば、図３２に示すように、１枚の圧電体基板にチャンネル溝３を多く形成し、さらに導電性樹脂９を複数列形成する。図３２は、チャンネル溝３が５本形成されたベース部材を製造するための圧電体基板を製造例として挙げてあり、図３２に示す圧電体基板１枚から１６個のベース部材が形成される。この圧電体基板に対して第１段差部を形成する工程の説明図を図３３に示す。図３３はチャンネル壁の長手方向に垂直な平面で切断した断面図である。図３０で説明した研削方法と同様の研削加工を２回繰返している。すなわち、矢印７４に示すようにチョッパ加工で研削を開始し、矢印７５に示すように水平送り加工で第１段差部を形成し、矢印７６に示すように第３ダイシングブレードを遠ざける。その後、矢印７７に示すようにＹ方向に移動して、隣のベース部材となるべき領域にも同様の方法で第１段差部を形成する。その後に、Ｘ方向（図３３においては、紙面に垂直な方向）に移動して同じ研削を繰返して第１段差部を形成する。このように、多くのベース部材を得るための大きな圧電体基板に対しても、連続して第１段差部を形成することが可能である。
【０１８０】
第１研削工程においては、金属物質に起因する圧電体基板の反りを矯正した状態で不要な導電性樹脂を除去して膜応力を緩和し、膜応力が緩和された状態で圧電体基板の下面を基準に上面の機械研削を行なうことができ、圧電体基板の厚さを均一にすることができる。また、薄板と厚板とを接着した際に生じた圧電体基板の厚さのむらなども同時に除去することができる。第２研削工程においては、カバー部材と接着されるべき圧電体基板の上面の再研削と、圧電体基板の上面を研削高さの基準とした第１段差部の研削とを行なうことによって、深さのばらつきが少ない高精度な間隙部を形成することができ、インクの吐出のばらつきが少ない高性能なインクジェットヘッドを製造することができる。
【０１８１】
第１段差部２２を形成する際の水平送り加工は、チャンネル溝３の長手方向に直交するＹ方向にダイシングブレード６２を移動させて行なっている。（図３０参照）インクを吐出する圧力波は、チャンネル壁の上面とカバー部材とが接合されるアクティブ領域にて発生する。よってアクティブ領域の長手方向の長さはインク吐出の性能に直接関与するために、精度良く定める必要がある。第１段差部が形成される領域はアクティブ領域外であり、製造工程においては第１段差部の長さに従属して、アクティブ領域の長さが定まる。よって、第１段差部の長手方向の長さは精度良く加工する必要がある。
【０１８２】
チャンネル壁の長手方向に水平送り加工を行なって第１段差部を形成した場合、チャンネル壁の長手方向に第３ダイシングブレードの外周形状（円弧形状）を転写した断面となる。このような形状の第１段差部でも残留振動の低減には同等の効果を発揮するが、チャンネル壁の長手方向に垂直な方向（Ｙ方向）に水平送り加工を行なうほうが、より厳密に第１段差部のチャンネル壁の長手方向に平行な長さを定めることができる。詳しくは、チャンネル壁の長手方向に垂直な方向に水平送り加工を行なうことにより、アクティブ領域Ａと領域Ｃの境界の形状を急峻な段差（階段状）にしたインクジェットヘッドとすることができる（図６参照）。よって、領域Ｃのチャンネル壁の長手方向に平行な長さを精度良く加工することができ、それに伴って、アクティブ領域Ａのチャンネル壁の長手方向に平行な長さの精度も向上する。このように、インク吐出に寄与するアクティブ領域Ａの長さが均一で、さらに、インクチャンネル毎の残留振動を低減する性能が均一な高性能のインクジェットヘッドを提供することができる。
【０１８３】
本実施の形態においては、第３ダイシングブレードとして、ダイシング装置ＤＡＤ５６２（株式会社ディスコ製）を使用して、厚さが２ｍｍ、粒度が＃１０００のダイシングブレードを５０００ｒｐｍで回転させた状態で研削加工を行った。なお、第２研削工程で使用するダイシングブレードは、機上修正（例えば放電修正）を行ない、真空チャック面に対するダイシングブレード外周面の平行度が高いことが望ましい。
【０１８４】
アクティブ領域Ａとなるチャンネル壁の上面は第２研削工程において形成され、圧電体基板２６の全面研削が行なわれた面がカバー部材との貼り合わせ面となる。この貼り合わせ面の粒度は、研削を行なう第３ダイシングブレードの粒度によって異なり、カバー部材との接着層厚さに影響してインクの吐出性能に影響を与える。この観点からは、第３ダイシングブレードの粒度は大きく表面粗さは細かい方が好ましい。さらに、第１段差部を形成する工程において、チャンネル壁の上部にチッピングが発生することがあった。チッピングは、ダイシングブレードの粒度が小さく表面粗さが粗いほど発生しやすく、研削速度が大きい程多く発生する傾向がある。この観点からも、ダイシングブレードの粒度は大きく表面粗さは細かい方が好ましい。しかし、ダイシングブレードの表面粗さを細かくするとダイシングブレードの目詰まりが生じ易くなるという問題がある。第２研削工程において使用する第３ダイシングブレードの粒度を変更させて、吐出性能、ブレードの目詰まり、チッピングが発生する速度の限界を調査した結果を表４に示す。
【０１８５】
【表４】
2004136634.tif 000006
【０１８６】
ダイシングブレードの粒度が♯４００以下においては、インクの吐出性能が不十分であり、また、研削速度を下げてもチッピングが発生した。ダイシングブレードの粒度が♯６００の場合は、インクの吐出性能は確保でき、目詰まりも起こらなかったが研削速度が低速でもチッピングが発生した。ブレード粒度を大きくしていくと、研削結果は良好であったが、＃３０００以上では部分的に目詰まりが発生していた。この調査の結果から、第２研削工程で用いるダイシングブレードの粒度は＃８００以上が好ましく、より好ましくは略＃１０００である。粒度が♯１０００程度のダイシングブレードを選定することにより、吐出性能、ダイシングブレードの目詰まりの防止およびチッピングの抑制に対して優れた効果を発揮することができる。
【０１８７】
このように本実施の形態においては、研削方法として機械的な研削を行なっている。機械的な研削加工方法以外に、サンドブラストによる加工方法や、ケミカルエッチングによる加工方法などがある。しかし、機械的な研削加工方法と比較して、サンドブラストによる加工方法は、最適条件で加工を行なわないと基板にひびが入る、および、加工の深さの精度を一定にすることが難しいなどの欠点を有する。ケミカルエッチングによる加工方法は王水を用いるため処理設備が複雑になる、および、エッチングを行なう範囲を超えた領域も腐食してインクジェットヘッドの特性を劣化させる可能性があるなどの欠点を有する。機械的な研削加工を行なうことによって、精度よく容易に圧電体基板などを除去する加工を行なうことができる。
【０１８８】
本実施の形態においては、不要な導電性樹脂および不要な電極材を除去する第１研削工程と、圧電体基板の上面全体を再研削してチャンネル壁の高さの調整を行なってさらに第１段差部を形成する第２研削工程とに分けて研削を行なっている。第１研削工程では金属物質を研削するためにダイシングブレードの目詰まりや摩耗が大きい。よって、表面粗さの大きいダイシングブレードを用いた方が有利である。それに対して第２研削工程においては、第１段差部およびチャンネル壁の上面となるべき面を形成するために、表面粗さの小さいダイシングブレードを用いる方が有利である。研削を第１研削工程と第２研削工程とに分けることによって、それぞれの工程に最適なダイシングブレードを用いることができる。また、全ての研削工程にダイシングブレードを用いることによって、上面研削工程や、第１段差部を形成する工程など全ての研削を同一のダイシング装置で行なうことができる。したがって、新たな設備を必要とせず、低コストでインクジェットヘッドを製造することができる。また、加工が容易で、簡単な設備で加工を行なうことができる。よって、生産コストを抑え、なおかつ、生産歩留まりを向上させることができる。さらに、圧電体基板に大きなものを採用すると、多くのベース部材を一度に製造することができ、大量生産も可能である。
【０１８９】
圧電体基板２６への加工が完成したら、圧電体基板２６にカバー部材６を接着固定したのち、所望の大きさに切断して、インクジェットヘッドチップ（以下、ベース部材とカバー部材とを接合した部品を「インクジェットヘッドチップ」という。）を形成する。図３４は、図３１に示した圧電体基板２６にカバー部材６を取付けた状態を示す図である。カバー部材６を圧電体基板２６の上面にエポキシ系接着剤を用いて貼り合わせて加熱硬化させる。加熱硬化後、所望のサイズとなるように、ダイシングブレードを用いて切断面９５で切断加工を行なって、インクジェットヘッドチップを形成する。導電性樹脂９の略中央が切断面となるように切断して導電性樹脂９が露出した面がベース部材の後端部となる。または、導電性樹脂９同士に挟まれた中間点で切断した面がベース部材の前端部となる。このように、図２９に示す圧電体基板２６を用いた場合には４個のインクジェットヘッドチップを形成することができる。
【０１９０】
以上の製造工程は説明のしやすさから主に比較的小型の圧電体基板について説明したが、前述の通り大きな主表面の面積を有する圧電体基板およびカバー部材を用いることにより、一度の多くのインクジェットヘッドチップを製造するバッチ処理も可能である。また、説明の便宜上、本実施の形態において形成したチャンネル溝は１つのインクジェットヘッド当たり５本であるが、任意の数のチャンネル溝を形成することができる。
【０１９１】
得られたインクジェットヘッドチップに対して、図６に示した完成品のように、ノズル板１６、マニホールド１３などを取りつける。厚さが５０μｍのポリイミドシートに直径２０μｍの孔（ノズル孔１７）がチャンネル溝と略等ピッチで形成されているノズル板１６をベース部材１の前端部３０にエポキシ系接着剤を用いて接着する。ベース部材１の後端部３１には、異方性導電フィルム１０およびフレキシブルプリント基板１１とを押えこむようにマニフォールド１３をエポキシ系接着剤によって接着する。チャンネル溝３と略等ピッチで外部電極１２が形成されているフレキシブルプリント基板１１を、異方性導電フィルム１０を介してベース部材１に固定することにより、ベース部材１の後端面３１に露出している導電性樹脂９と外部電極１２とが電気的に接続される。外部電極１２は図示しない外部駆動用ＩＣに接続され、発信される電気信号に応じてチャンネル壁２が駆動してインクが吐出される。最後に、インクの漏れが生じないように、インクジェットヘッドの周囲部分を封止剤（図示せず）により封止する。以上の工程によりインクジェットヘッドは完成する。
【０１９２】
（実施の形態８）
図３５〜図４２を参照して、本発明に基づく実施の形態８におけるインクジェットヘッドの製造方法について説明する。本実施の形態における製造方法は、実施の形態４に示したインクジェットヘッドのうち、図１０に示した複数個の連通孔が等間隔に形成されたインクジェットヘッドについての製造方法である。説明の便宜上、形成されるチャンネル溝は１０本としているが、チャンネル溝の本数については限定されるものではない。
【０１９３】
図３５に示すように、矢印４０の方向に分極処理を施した圧電材料からなる厚板５１を準備する。次に、連通溝用ダイシングブレード６５の側面が厚板５１の主表面と垂直になるように配置して、矢印８０の向きに回転している連通溝用ダイシングブレード６５を降下させて研削を行なう。すなわちチョッパ加工を行なう。次に、矢印８１に示すように、連通溝用ダイシングブレード６５の回転軸が厚板５１の主表面と平行になるように移動して、１本の連通溝６７を形成する。すなわち、形成される連通溝６７が厚板５１の前端部３０および後端部３１になるべき端面と平行になるように連通溝用ダイシングブレード６５を移動して、厚板５１に対する水平送り加工を行なう。その後、矢印８２に示すように、厚板５１の主表面に垂直な方向に連通溝用ダイシングブレード８２を移動して、厚板５１から遠ざける。このように１本の連通溝６７を形成する。
【０１９４】
次に、連通孔の間隔（ピッチ）となる分のみ、連通溝用ダイシングブレード６５を移動して、矢印８０から矢印８２で示した同じ研削を繰返して複数の連通溝６７を形成する。本実施の形態の場合、連通溝６７は一定間隔で形成している。
【０１９５】
連通溝６７の長手方向の端部においては、連通溝形成用ダイシングブレード６５の外周形状に沿った円弧形状が形成されるが、端部以外においては連通溝６７の深さは矢印８１に示す水平送り加工によって一定である。連通孔に大きさのバラツキがあると、残留振動を抑制する効果にもばらつきが出てくるため、ダイシングブレード６５の外周の形状に沿った円弧形状となる両端部分には、後にチャンネル壁が形成されないように、十分に長い連通溝６７を形成する。ただし、連通溝６７は後に連通孔となり、厚板５１は後にベース部材の一部となるために、連通溝６７が、その長手方向において厚板５１の端面にまで到達していると、インクがインクジェットヘッドの外部に漏れ出る。これを避けるため、連通溝６７が厚板５１の端面に到達しないように研削を行なう。
【０１９６】
このように、ダイシングブレードを一の基板の主表面に垂直な方向に移動させて研削を行なう工程と、一の基板の主表面に平行な方向に移動させて研削を行なう工程を採用することにより、容易に連通孔となるべき連通溝を形成することができる。
【０１９７】
次に、図３６に示すように、矢印４１に示す分極処理を施した圧電材料からなる薄板５２を準備して、厚板５１の連通溝６７が形成された面に薄板５２を接着剤で接着固定して圧電体基板を形成する。このとき、分極方向が対向するように接着固定する。また、接着剤が連通溝６７の内部に入り込み、連通溝６７の深さや断面形状が変わる可能性があるため、接着剤の厚さは薄くする。接着剤の塗布には、予め、平板上にローラで接着剤を薄く引き延ばしておき、ローラ上に薄く配置された接着剤を厚板５１の主表面に転写する方法を採用する。この方法を採用することによって、接着剤の厚さを薄くすることができ、接着剤が連通溝６７の内部に充填されることを防止する。接着剤の厚さが５μｍ以上の場合は接着剤が連通溝６７の内部に充填される場合があり、残留振動の抑制の効果にバラツキが生じる。よって、接着剤の厚さは５μｍ以下が好ましく、接着剤の厚さが５μｍ以下であれば接着剤が連通溝６７の内部に充填されることを防止できる。このようにして厚板５１と薄版５２とを含む圧電体基板を形成する。
【０１９８】
次に、圧電体基板のうち薄板の上面にドライフィルムレジストをラミネートする（図示せず）。ラミネート方法としては、圧電体基板を約８０℃に加熱した状態で、ドライフィルムレジストをゴムローラなどで加圧しながら移動させることでラミネートを行なう。
【０１９９】
次に、図３７に示すように、圧電体基板２６のうち、ドライフィルムレジスト２８が形成された薄板５２の主表面にチャンネル溝３となる溝を形成する。チャンネル溝３は溝加工用ダイシングブレード６０を用いて、前端部３０から後端部３１まで溝の深さが一定になるように水平送り加工を行なう。矢印８３に示すように回転している溝加工用ダイシングブレード６０の軌跡が圧電体基板２６の主表面と平行になるように移動しながら研削を行なって、チャンネル溝３を形成する。一のチャンネル溝３の形成が完了したら、チャンネル溝３の間隔（ピッチ）の分のみ、矢印８４の方向に溝加工用ダイシングブレード６０を移動する。その後、同じ研削加工を繰返し行なって、複数のチャンネル溝３を形成する。チャンネル溝３の深さは、厚板５１と薄版５２との板境界面９６がチャンネル壁２の高さ方向の略中央になるように形成する。この際に前の工程で形成した連通溝が、チャンネル溝３の形成と同時にチャンネル壁２に形成された連通孔となる。
【０２００】
次に、図３８に示すようにチャンネル溝３が形成された圧電体基板２６に対して、２方向からの斜め蒸着により、チャンネル壁２の両側面にＡｌ、Ｃｕなどの電極材５３を配置する。この方法を採用することによって、チャンネル壁２の上面およびチャンネル溝３の側方の圧電体基板２６上面には電極材５３が蒸着されるが、チャンネル壁２に形成された連通孔の内部には、シャドーイング効果で電極材が配置されないようにすることができる。よって、連通孔を通じて隣合うチャンネル壁の側面の電極同士が導通することを防止できる。次に、ドライレジストフィルム２８を剥離して、チャンネル壁２の上面およびチャンネル溝３の側方の圧電体基板２６の主表面に配置された電極材５３を除去する（図示せず）。
【０２０１】
次に、チャンネル溝の後端部を含むように、ディスペンサ等を用いて導電性ペーストからなる導電性樹脂を塗布する。チャンネル溝の後端部付近に完全に充填させたのち、導電性樹脂を加熱硬化させる（図示せず）。この状態では各チャンネル溝同士が電気的に導通した状態である。
【０２０２】
次に、図３９に示すように、チャンネル溝３の後端部３１付近に導電性樹脂９を充填させた圧電体基板２６に対して、ダイシングブレード２５を矢印８５に示すように上下させて、圧電体基板２６の主表面を含む面より上方にある導電性樹脂９を研削する。すなわちチョッパ加工を行なう。その後、矢印８４の方向にダイシングブレード２５を移動して、同様のチョッパ加工を繰返して、導電性樹脂９の一部と圧電体基板２６の一部の除去加工を行って、チャンネル壁２の側面に形成された電極４同士を絶縁する。このように図４０に示すように、圧電体基板２６からベース部材が形成される。圧電体基板２６の表面にチャンネル溝３が形成され、チャンネル溝には側面に電極４が配置されて後端部３１付近には導電性樹脂９が形成されている。圧電体基板の後端部付近にはチョッパ加工を行なった際のダイシングブレードの外周形状に対応した曲面である窪み部６６が形成されている。また、断面が略長方形の複数の連通孔が、チャンネル壁２に形成されている。
【０２０３】
次に、図４１に示すようにカバー部材を形成する。カバー部材はベース部材と接着され、カバー部材とチャンネル溝とによってインクチャンネルが構成されるために、ベース部材の材料である圧電体基板と熱膨張率を合わせたほうが良く、また、加工性についても圧電体基板と大差ないものが好ましく、通常は快削性セラミクス、圧電材料などを材料として形成される。カバー部材６は、ベース部材と接着された時に共通インク室を構成するための切欠き部７が形成されており、圧電材料などからなるカバー基板にエッチング法、サンドブラスト法、ダイシングブレード等による研削などの加工を施して形成されている。次に、図４２に示すように、カバー部材６とベース部材１とを接着してインクジェットヘッドチップを形成する。
【０２０４】
最後に、実施の形態７と同様に、図１０に示すように、ベース部材１の前端部３０側に、ノズル孔１７が形成されたノズル板１６を接着剤によって接着し、後端部３１側に、異方性導電フィルム１０及びフレキシブルプリント基板１１を挟んで、マニホールド１３を接着固定するなどの工程を経てインクジェットヘッドが完成する。
【０２０５】
本実施の形態においては、連通孔となる連通溝を要求される深さまで直接的に形成する方法を説明したが、連通溝の深さを設計値より深く形成しておいて、後に有機膜をインクジェットヘッドの内部に成膜することで連通孔１０の深さを調整することもできる。この方法を採用することにより、連通溝を設計値より深く形成することができるため、厚板と薄版との接着時などに接着剤が連通溝に侵入し、連通孔が埋まってしまうことを防止でき、薄板と厚板との接着工程での接着剤量の高精度な管理の必要がなくなり、工程の簡略化が可能となる。さらに好ましくは、有機膜としてパリレン膜などを使用すると、有機膜自体に制振作用があるので、さらに残留振動抑制の効果が増加する。
【０２０６】
以上の製造方法によって、圧電体基板に連通溝を形成するという比較的容易な方法によって、残留振動を抑制する連通孔をチャンネル壁に形成することができる。
【０２０７】
上述のインクジェットの製造方法は、一つのインクジェットヘッドを製造する場合について説明したが、これに限ることはなく、一度に多数の製造を行なうバッチ処理を行なうことも可能である。すなわち、一枚の大きな圧電基板にチャンネル溝などを形成し、同様にカバー部材を一括して形成して圧電体基板に貼り合わせ、後に切断して多くのインクジェットヘッドチップを製造することなどが可能である。その他にも、カバー部材の形成方法や連通溝の形成方法をダイシングブレードによる研削とは異なる加工方法によって行なってもよい。
【０２０８】
上述の実施の形態における研削加工は、それぞれのダイシングブレードと圧電体基板などが相対的に移動すればよく、どちらかが固定されている場合に限定されるわけではない。また、各ダイシングブレードによる研削加工は、ダイシング装置の加工プログラムの変更のみで深さなどを変えることができ、連続する加工を一度に行なうことが可能である。
【０２０９】
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【０２１０】
【発明の効果】
本発明によれば、間隙部を設けることによって、インクの供給および吐出の際にインクチャンネルで発生する圧力波を、急速に減衰させることができる。この結果、後続するインクの吐出に影響を与えるような残留振動を抑制することができ、印字データに忠実な高速かつ高品質の印字が可能なインクジェットヘッドを提供することができる。また、機械的な研削加工によって、容易に上記のインクジェットヘッドを製造することができ、特にダイシングブレードを用いることで、精度のよい上記のインクジェットヘッドの大量生産を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく実施の形態１におけるインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明に基づく実施の形態１におけるインクジェットヘッドの正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＩＩＢ−ＩＩＢ線に関する矢視断面図である。
【図３】本発明に基づく実施の形態２における第１のインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図４】（ａ）は本発明に基づく実施の形態２における第１のインクジェットヘッドの正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＩＶＢ−ＩＶＢ線に関する矢視断面図である。
【図５】（ａ）は図４（ｂ）におけるＶＡ−ＶＡ線に関する矢視断面図であり、（ｂ）は図４（ｂ）におけるＶＢ−ＶＢ線に関する矢視断面図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態２における第２のインクジェットヘッドの断面図である。
【図７】本発明に基づく実施の形態３におけるインクジェットヘッドの断面図である。
【図８】本発明に基づく実施の形態４における第１のインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図９】（ａ）は本発明に基づく実施の形態４における第１のインクジェットヘッドの正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＩＸＢ−ＩＸＢ線に関する矢視断面図である。
【図１０】（ａ）は本発明に基づく実施の形態４における第２のインクジェットヘッドの正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＢ−ＸＢ線に関する矢視断面図である。
【図１１】（ａ）は本発明に基づく実施の形態４における第３のインクジェットヘッドの正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＩＢ−ＸＩＢ線に関する矢視断面図である。
【図１２】本発明に基づく実施の形態５におけるインクジェットヘッド製造方法の第１の工程を説明する図である。
【図１３】本発明に基づく実施の形態５におけるインクジェットヘッド製造方法の第２の工程を説明する図である。
【図１４】本発明に基づく実施の形態５におけるインクジェットヘッド製造方法の第３の工程を説明する図である。
【図１５】本発明に基づく実施の形態６におけるインクジェットヘッド製造方法の第１の工程を説明する図である。
【図１６】本発明に基づく実施の形態６におけるインクジェットヘッド製造方法の第２の工程を説明する図である。
【図１７】本発明に基づく実施の形態６におけるインクジェットヘッド製造方法の第３の工程を説明する図である。
【図１８】本発明に基づく実施の形態６におけるインクジェットヘッド製造方法の第４の工程を説明する図である。
【図１９】本発明に基づく実施の形態６におけるインクジェットヘッド製造方法の第５の工程を説明する図である。
【図２０】本発明に基づく実施の形態６におけるインクジェットヘッド製造方法の第６の工程を説明する図である。
【図２１】本発明に基づく実施の形態７におけるインクジェットヘッドの第１の製造工程を説明するものである。
【図２２】本発明に基づく実施の形態７におけるインクジェットヘッドの第２の製造工程を説明するものである。
【図２３】本発明に基づく実施の形態７におけるインクジェットヘッドの第３の製造工程を説明するものである。
【図２４】ベース部材を形成する際の圧電体基板の反りを説明する断面図である。
【図２５】（ａ）および（ｂ）は、ベース部材を形成する際の圧電体基板同士の接着層の厚さのばらつきを説明する図である。
【図２６】本発明に基づく実施の形態７におけるインクジェットヘッドの第４の製造工程を説明するものである。
【図２７】本発明に基づく実施の形態７におけるインクジェットヘッドの第５の製造工程を説明するものである。
【図２８】本発明に基づく実施の形態７におけるインクジェットヘッドの第６の製造工程を説明するものである。
【図２９】本発明に基づく実施の形態７におけるインクジェットヘッドの第６の製造工程後における圧電体基板の斜視図である。
【図３０】本発明に基づく実施の形態７におけるインクジェットヘッドの第７の製造工程を説明するものである。
【図３１】本発明に基づく実施の形態７におけるインクジェットヘッドの第７の製造工程後における圧電体基板の斜視図である。
【図３２】本発明に基づく実施の形態７におけるバッチ処理によって形成した圧電体基板の斜視図である。
【図３３】本発明に基づく実施の形態７におけるバッチ処理によるインクジェットヘッドの製造工程を説明するものである。
【図３４】本発明に基づく実施の形態７におけるインクジェットヘッドの第８の製造工程を説明するものである。
【図３５】本発明に基づく実施の形態８におけるインクジェットヘッドの製造方法の第１の工程を説明する図である。
【図３６】本発明に基づく実施の形態８におけるインクジェットヘッドの製造方法の第２の工程を説明する図である。
【図３７】本発明に基づく実施の形態８におけるインクジェットヘッドの製造方法の第３の工程を説明する図である。
【図３８】本発明に基づく実施の形態８におけるインクジェットヘッドの製造方法の第４の工程を説明する図である。
【図３９】本発明に基づく実施の形態８におけるインクジェットヘッドの製造方法の第５の工程を説明する図である。
【図４０】ベース部材の斜視図である。
【図４１】本発明に基づく実施の形態８におけるインクジェットヘッドの製造方法の第６の工程を説明する図である。
【図４２】本発明に基づく実施の形態８におけるインクジェットヘッドの製造方法の第７の工程を説明する図である。
【図４３】従来技術に基づくインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図４４】（ａ）および（ｂ）は、従来技術に基づくインクジェットヘッドのチャンネル壁のシェアモード変形を説明するための部分断面図である。
【図４５】（ａ）は従来技術に基づくインクジェットヘッドの正面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＬＶＢ−ＸＬＶＢ線に関する矢視断面図である。
【符号の説明】
１　ベース部材、２　チャンネル壁、３　チャンネル溝、４　電極、６　カバー部材、７　切欠き部、８　共通インク室、９　導電性樹脂、１０　異方性導電フィルム、１１　フレキシブルプリント基板、１２　外部電極、１３　マニホールド、１４　マニホールド空間、１５　インク供給口、１６　ノズル板、１７　ノズル孔、１９　貫通溝、２０　第１凹部、２１　第２凹部、２２　第１段差部、２３　第２段差部、２５　ダイシングブレード、２６　圧電体基板、２７　カバー基板、２８　ドライフィルムレジスト、３０　前端部、３１　後端部、３２前端部、３３　後端部、４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６　矢印、５０　連通孔、５１　厚板、５２　薄板、５３　電極材、５４　ディスペンサ、５５　接着層、５６　基板裏面、５７　基板表面、６０　溝加工用ダイシングブレード、６１　第２ダイシングブレード、６２　第３ダイシングブレード、６５連通溝用ダイシングブレード、６６　凹み部、６７　連通溝、７０，７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，８０，８１，８２，８３，８４，８５　矢印、９０　水平面、９１，９２　研削面、９５　切断面、９６　板境界面、９９製作誤差。
【図１】
2004136634.tif 000007
【図２】
2004136634.tif 000008
【図３】
2004136634.tif 000009
【図４】
2004136634.tif 000010
【図５】
2004136634.tif 000011
【図６】
2004136634.tif 000012
【図７】
2004136634.tif 000013
【図８】
2004136634.tif 000014
【図９】
2004136634.tif 000015
【図１０】
2004136634.tif 000016
【図１１】
2004136634.tif 000017
【図１２】
2004136634.tif 000018
【図１３】
2004136634.tif 000019
【図１４】
2004136634.tif 000020
【図１５】
2004136634.tif 000021
【図１６】
2004136634.tif 000022
【図１７】
2004136634.tif 000023
【図１８】
2004136634.tif 000024
【図１９】
2004136634.tif 000025
【図２０】
2004136634.tif 000026
【図２１】
2004136634.tif 000027
【図２２】
2004136634.tif 000028
【図２３】
2004136634.tif 000029
【図２４】
2004136634.tif 000030
【図２５】
2004136634.tif 000031
【図２６】
2004136634.tif 000032
【図２７】
2004136634.tif 000033
【図２８】
2004136634.tif 000034
【図２９】
2004136634.tif 000035
【図３０】
2004136634.tif 000036
【図３１】
2004136634.tif 000037
【図３２】
2004136634.tif 000038
【図３３】
2004136634.tif 000039
【図３４】
2004136634.tif 000040
【図３５】
2004136634.tif 000041
【図３６】
2004136634.tif 000042
【図３７】
2004136634.tif 000043
【図３８】
2004136634.tif 000044
【図３９】
2004136634.tif 000045
【図４０】
2004136634.tif 000046
【図４１】
2004136634.tif 000047
【図４２】
2004136634.tif 000048
【図４３】
2004136634.tif 000049
【図４４】
2004136634.tif 000050
【図４５】
2004136634.tif 000051