(57)【要約】【課題】基板とインク分配部材の接続部分からもインクが浸潤しないインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】インクジェットヘッドは、基板と、基板上に設置され、櫛の歯状に形成される側壁が形成する圧力室を有する圧電素子と、圧電素子を駆動させる電圧を印加させる電極と、圧電素子を囲むように配置される枠体と、圧力室に対応する位置に設けられるインク吐出孔を有し、圧電素子と枠体とを被覆するノズルプレートと、基板の圧電素子が設けられる面に対向する面に設けられるインク分配部材と、圧電素子を駆動させる駆動素子に接続する部分である駆動素子接続部を除いて、少なくとも基板、圧電素子、枠体、電極、インク分配部材を被覆する絶縁膜と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設置され、櫛の歯状に形成される側壁が形成する圧力室を有する圧電素子と、
前記圧電素子を駆動させる電圧を印加させる電極と、
前記圧電素子を囲むように配置される枠体と、
前記圧力室に対応する位置に設けられるインク吐出孔を有し、前記圧電素子と前記枠体とを被覆するノズルプレートと、
前記基板の前記圧電素子が設けられる面に対向する面に設けられるインク分配部材と、
前記圧電素子を駆動させる駆動素子に接続する部分を除いて、少なくとも前記基板、前記圧電素子、前記枠体、前記電極、前記インク分配部材を被覆する絶縁膜と、
を備えるインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記絶縁膜は、
前記基板と前記インク分配部材とを接着する接着剤層のうち露出する部分を被覆する請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記絶縁膜は、一体的に形成される請求項２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
基板に少なくとも圧電素子、前記圧電素子を駆動させる電圧を印加させる電極、前記圧電素子を囲むように配置される枠体、及び前記基板の前記圧電素子が設けられる面に対向する面に設けられるインク分配部材を設置する工程と、
前記圧電素子を駆動させる駆動素子に接続する部分を除いて、少なくとも前記基板、前記圧電素子、前記枠体、前記電極、前記インク分配部材を被覆する絶縁膜を生成する工程と、
を含むインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記絶縁膜は、
前記基板と前記インク分配部材とを接着する接着剤層のうち露出する部分を被覆する請求項４記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記絶縁膜は、一体的に形成される請求項５記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドは、上下に張り合わされた極性の異なる圧電素子によって形成される複数の側壁と、この側壁に設けられる電極と、側壁が形成する圧力室に対応する位置にインク吐出孔を有するノズルプレートと、を備える。電極に印加される電圧により側壁が弾性変形し、この変形により側壁が形成する圧力室の容積が変化する。この圧力室の容積変化により、インクの吸引と吐出がノズルプレートのインク吐出孔から行われる。
【０００３】
側壁に設けられる電極は基板上の配線パターンに接続し、配線パターンは印加する電圧を制御する駆動ＩＣに接続する。これらの電極及び配線はインクに接触して腐蝕しないように絶縁膜によって覆われる。
【０００４】
しかし、インクは浸潤性が強く、絶縁膜の端部から入り込んで電極や配線を腐食させることがある。
【０００５】
この点に関し、圧力室の端面の全体を絶縁膜によって被覆する技術が提案されている。
【０００６】
しかし、この技術によっても、基板と圧力室にインクを分配するマニホールドの接続部分からインクが浸潤し、電極や配線を腐食させる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１２７４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、基板とマニホールドの接続部分からもインクが浸潤しないインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態は、基板と、基板上に設置され、櫛の歯状に形成される側壁が形成する圧力室を有する圧電素子と、圧電素子を駆動させる電圧を印加させる電極と、圧電素子を囲むように配置される枠体と、圧力室に対応する位置に設けられるインク吐出孔を有し、圧電素子と枠体とを被覆するノズルプレートと、基板の圧電素子が設けられる面に対向する面に設けられるインク分配部材と、圧電素子を駆動させる駆動素子に接続する部分を除いて、少なくとも基板、圧電素子、枠体、電極、インク分配部材を被覆する絶縁膜と、を備えるインクジェットヘッドを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】インクジェットヘッドを含むインクジェットヘッド本体部の斜視図である。
【図２】インクジェットヘッドの斜視図である。
【図３】インクジェットヘッドの図２におけるＡＡ線断面図である。
【図４】インクジェットヘッドの図２におけるＢＢ線断面図である。
【図５】絶縁膜を形成する部位を示すインクジェットヘッドの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法の一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
本実施形態のインクジェットヘッドは、基板と、基板上に設置され、櫛の歯状に形成される側壁が形成する圧力室を有する圧電素子と、圧電素子を駆動させる電圧を印加させる電極と、圧電素子を囲むように配置される枠体と、圧力室に対応する位置に設けられるインク吐出孔を有し、圧電素子と枠体とを被覆するノズルプレートと、基板の圧電素子が設けられる面に対向する面に設けられるインク分配部材と、圧電素子を駆動させる駆動素子に接続する部分を除いて、少なくとも基板、圧電素子、枠体、電極、インク分配部材を被覆する絶縁膜と、を備える。
【００１３】
図１は、本実施形態のインクジェットヘッド１０１を含むインクジェットヘッド本体部１００の斜視図である。図１に示すように、インクジェットヘッド本体部１００は、先端に配置されるインクジェットヘッド１０１と、インクジェットヘッド１０１を支持するマスク２０１と、を備える。
【００１４】
図２は、インクジェットヘッド１０１の斜視図である。図２に示すように、インクジェットヘッド１０１は、アルミナなどによって形成される基板１１と、基板１１上に設置される圧電素子１２と、圧電素子１２を囲むように配置される枠体１３と、インク吐出孔１５を有し、圧電素子１２と枠体１３とを被覆するノズルプレート１４と、を備える。
【００１５】
インクジェットヘッド１０１は、基板１１、圧電素子１２、枠体１３及びノズルプレート１４によって囲まれる空間に共通液室１６を有する。
【００１６】
図３は、インクジェットヘッド１０１の図２におけるＡＡ線断面図である。図３に示すように、圧電素子１２は、極性の異なる圧電素子１２Ａ１、１２Ａ２を接着剤１２Ｂによって張り合わされ、くしの歯状の形状をなす複数の側壁１２Ｓを備える。側壁１２Ｓは、間隙に圧力室１２Ｒを形成する。
【００１７】
側壁１２Ｓ及び圧力室１２Ｒの底面には、表面に電極１２Ｃが配置される。さらに、電極１２Ｃを被覆する絶縁膜５００が設けられる。
【００１８】
圧力室１２Ｒは共通液室１６と連通する。電極１２Ｃは圧電素子１２に電圧を印加する駆動素子に接続する。ノズルプレート１４のインク吐出孔１５は圧力室１２Ｒに対応する位置に設けられる。
【００１９】
圧電素子１２は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を用いることができる。絶縁膜５００には、例えばパリレン（登録商標）などのパラキシリレン系ポリマーを用いることができる。パリレン（登録商標）を使用する場合は、いずれのグレードであってもよい。
【００２０】
電圧が印加されると側壁１２Ｓが変形し、この変形により圧力室１２Ｒの容積が変化する。この容積変化によりインクの吸引とインク吐出孔１５からの吐出が行われる。
【００２１】
図４は、インクジェットヘッド１０１の図２におけるＢＢ線断面図である。図４に示すように、インクジェットヘッド１０１はノズルプレート１４側を記録媒体側に向けてマスク２０１に取り付けられる。
【００２２】
側壁１２Ｓは断面が台形をなす。ノズルプレート１４はこの台形の上底に相当する上面に接着剤により固定される。
【００２３】
図５は、絶縁膜５００を形成する部位を示すインクジェットヘッド１０１の部分断面図である。図５に示すように、インクジェットヘッド１０１は、側壁１２Ｓを駆動させる駆動素子に接続する部分である駆動素子接続部１１Ａを除いて、基板に接着されたインク分配部材であるマニホールド５０１を含めて全体を被覆する絶縁膜５００を有する。
【００２４】
すなわち、絶縁膜５００は、側壁１２Ｓを駆動させる駆動素子に接続する部分である駆動素子接続部１１Ａを除いて、少なくとも基板１１、圧電素子１２、枠体１３、電極１２Ｃ、マニホールド５０１、インク排出孔５０３の内部、及びインク供給孔５０４の内部を被覆する。
【００２５】
駆動素子接続部１１Ａには、絶縁膜５００を形成する前にマスキングを施し、絶縁膜５００形成後にこのマスキングを除去する。
【００２６】
マニホールド５０１は、共通液室１６にインクを供給するインク供給孔５０４と、圧力室から排出されたインクを回収するインク排出孔５０３を有する。
【００２７】
マニホールド５０１は、基板１１の圧電素子１２が設置される面と対向する面に接着剤５０２によって固定される。
【００２８】
絶縁膜５００は、基板１１に圧電素子１２、電極１２Ｃ、枠体１３、マスキング、及びマニホールド５０１が設置された後に形成される。
【００２９】
絶縁膜５００は、一体的に形成されることが望ましい。
【００３０】
従って、絶縁膜５００は基板１１とマニホールド５０１との接着部分を接着剤５０２が形成する接着剤層のうち露出する部分を含めて被覆するため、この接着部分からインクが浸潤する虞がない。
【００３１】
次に、本実施形態のインクジェットヘッド１０１の製造方法について説明する。
【００３２】
（１）基板１１に一対の圧電素子１２を接着する。一対の圧電素子１２の距離は冶具にて位置決めされる。接着剤は熱硬化接着剤を用いることができる。  
（２）圧電素子１２を切削して圧力室１２Ｒとなる溝を形成する。この切削は、ダイアモンドホイールを用いることができる。  
（３）溝の内部に電極１２Ｃを形成する。電極１２Ｃは、例えば、無電解メッキによってニッケル薄膜を生成することによって形成される。なお、メッキによって生成される電極１２ＣにはニッケルＮｉのほか、銅Ｃｕ、金Ａｕを用いることができる。  
メッキを施す方法は、無電解メッキの他、真空蒸着法、スパッタリング法を用いることもできる。  
不要な金属は、レーザーパターニング法、フォトリソグラフィ法などにより除去する。  
（４）基板１１に枠体１３を接着する。接着剤は熱硬化接着剤を用いることができる。  
（５）駆動素子接続部１１Ａにマスキングを施す。  
（６）マニホールド５０１を基板１１の圧電素子１２が設置される面と対向する面に接着剤５０２によって固定する。接着剤は熱硬化接着剤を用いることができる。  
（７）上記（６）まで組み上げたインクジェットヘッド１０１の全体に絶縁膜５００を形成する。絶縁膜５００は、ＣＶＤ（化学気相成長法）により成膜する。  
駆動素子接続部１１Ａはマスキングされているため、この部分を冶具により支持して絶縁膜５００を形成する。  
絶縁膜５００にパリレン（登録商標）を使用する場合、パリレンＣを厚さ１μｍ〜１０μｍにより成膜する。なお、パリレン（登録商標）はいずれのグレードでもよい。  
絶縁膜５００には、窒化ケイ素ＳｉＮｘ、酸化ケイ素ＳｉＯｘなどの無機膜を用いてもよい。  
絶縁膜５００を生成する必要のない部位には例えばポリイミドテープなどのマスキングテープによりマスキングする。或いは、絶縁膜５００を成膜した後に、必要な部位だけ冶具によって被覆し、プラズマ処理によるエッジングにて不要な絶縁膜５００を除去してもよい。  
（８）ノズルプレート１４を側壁１２Ｓ及び枠体１３に接着する。  
（９）ノズルプレート１４にインク吐出孔１５を、レーザーを照射することにより形成する。  
（１０）マスク２０１を耐インク性の接着剤によって枠体１３に接着する。
【００３３】
以上述べたように、本実施形態のインクジェットヘッド１０１は、基板１１と、基板１１上に設置され、櫛の歯状に形成される側壁１２Ｓが形成する圧力室１２Ｒを有する圧電素子１２と、圧電素子１２を駆動させる電圧を印加させる電極１２Ｃと、圧電素子１２を囲むように配置される枠体１３と、圧力室１２Ｒに対応する位置に設けられるインク吐出孔１５を有し、圧電素子１２と枠体１３とを被覆するノズルプレート１４と、基板１１の圧電素子１２が設けられる面に対向する面に設けられるマニホールド５０１と、圧電素子１２を駆動させる駆動素子に接続する部分である駆動素子接続部１１Ａを除いて、少なくとも基板１１、圧電素子１２、枠体１３、電極１２Ｃ、マニホールド５０１、及びマニホールド５０１が有するインク排出孔５０３の内部並びにインク供給孔５０４の内部を被覆する絶縁膜５００と、を備える。
【００３４】
従って、基板１１に接着されたマニホールド５０１を含めて全体に絶縁膜５００を形成するため、基板とマニホールドの接続部分からもインクが浸潤しないという効果がある。
【００３５】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３６】
１１：基板
１２：圧電素子
１２Ｃ：電極
１３：枠体
１４：ノズルプレート
５００：絶縁膜
５０１：マニホールド
【図１】
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【図２】
2013188954.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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