(57)【要約】【課題】振動特性に優れた液滴吐出ヘッド用振動板、かかる液滴吐出ヘッド用振動板を効率よく製造可能な液滴吐出ヘッド用振動板の製造方法、インクの吐出特性に優れた液滴吐出ヘッド、および信頼性の高い液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】インクジェット式記録ヘッド１は、基板２０と、ノズルプレート１０と、振動フィルム３０および支持部４０で構成される振動板３５と、圧電素子５０とを有し、支持部４０が光硬化性樹脂で構成されていることを特徴とする。また、支持部４０は、未硬化の光硬化性樹脂を振動フィルム３０の一方の面上に塗布して塗布膜を得た後、前記塗布膜の一部を露光し、硬化させて得られたものであるのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動手段の振動に応じて変位し、吐出液を貯留する吐出液貯留室の容積を変化させる液滴吐出ヘッド用振動板であって、
樹脂材料で構成された振動フィルムと、
前記振動フィルムの一方の面上の一部に設けられ、前記振動手段の振動を前記振動フィルムに伝達する支持部と、を有し、
前記支持部は、光硬化性樹脂で構成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド用振動板。
【請求項２】
前記支持部は、未硬化の光硬化性樹脂を前記振動フィルムの一方の面上に塗布して塗布膜を得た後、前記塗布膜の一部を露光し、硬化させて得られたものである請求項１に記載の液滴吐出ヘッド用振動板。
【請求項３】
前記光硬化性樹脂は、ポリイミド樹脂を主成分とするものである請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッド用振動板。
【請求項４】
前記支持部は、平面視における縁部以外の領域に、その表面が凹没してなる凹部を有している請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド用振動板。
【請求項５】
前記凹部は、平面視において真円、楕円または長円のいずれかをなしている請求項４に記載の液滴吐出ヘッド用振動板。
【請求項６】
前記振動フィルムを構成する樹脂材料は、ポリフェニレンサルファイドである請求項１ないし５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド用振動板。
【請求項７】
振動手段の振動に応じて変位し、吐出液を貯留する吐出液貯留室の容積を変化させる液滴吐出ヘッド用振動板を製造する方法であって、
樹脂材料で構成された振動フィルムの一方の面上に、未硬化の光硬化性樹脂を塗布して塗布膜を得る工程と、
前記塗布膜の一部を露光し、硬化させ、前記振動手段の振動を前記振動フィルムに伝達する支持部を得る工程と、
前記露光により硬化しなかった部分の前記塗布膜を除去する工程と、を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド用振動板の製造方法。
【請求項８】
前記塗布膜の一部に露光する工程は、前記塗布膜上にマスクを載せて露光することにより行われる請求項７に記載の液滴吐出ヘッド用振動板の製造方法。
【請求項９】
吐出液を貯留する吐出液貯留室が形成された基板と、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の一方の面に設けられ、前記吐出液を液滴として吐出するノズル孔を備えるノズルプレートと、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の他方の面に設けられた振動板と、
前記振動板の前記基板とは反対側に設けられた振動手段と、を有する液滴吐出ヘッドであって、
前記振動板は、振動フィルムと、前記振動フィルムと前記振動手段との間に前記振動手段に当接するよう、前記振動フィルムの一方の面の一部に設けられた支持部と、を有するものであり、
前記支持部は、光硬化性樹脂で構成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項９に記載の液滴吐出ヘッドを有することを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド用振動板、液滴吐出ヘッド用振動板の製造方法、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インクジェットプリンターのような液滴吐出装置には、液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドが備えられている。このような液滴吐出ヘッドとしては、例えば、インクを液滴として吐出するノズルに連通し、インクを収容するインク室（キャビティー）と、このインク室の壁面を変形させる駆動用の圧電素子とを備えるものが知られている。
このような液滴吐出ヘッドにあっては、駆動用の圧電素子を伸縮させることにより、インク室の一部（振動板）を変位させる。これにより、インク室の容積を変化させて、ノズルからインク液滴が吐出される。
【０００３】
ところで、この液滴吐出ヘッドは、ノズルが形成されたノズルプレートと、インク室が形成された基板と、インク室の容積を変化させる振動板と、歪みにより振動板を振動させる圧電素子とを有しており、これらを接合することによって組み立てられている。
また、振動板は、圧電素子の歪みにより振動する振動フィルムと、圧電素子の歪みを振動フィルムに伝播する支持板とを有しており、これら同士を互いに接合することによって組み立てられている（例えば、特許文献１等参照。）。
特許文献１には、高分子フィルムと金属薄板とを接着剤で接着してなる振動板が開示されている。このうち、金属薄板には、接着後にエッチング加工を施されることにより、アイランド部が形成される。このアイランド部には圧電振動子が固定され、圧電振動子の変位を受けるようになっている。
【０００４】
ここで、液滴吐出ヘッドでは、あらゆる環境下でインクを正確に吐出する必要があるため、環境によらず、一定の関係性を維持しながら圧電振動子（圧電素子）の歪みをインク室の容積変化に変換する必要がある。このため、インク室の内壁の一部を担う振動板は、安定した振動が可能なものでなければならない。
ところが、高分子フィルムを構成する樹脂材料と金属薄板を構成する金属材料は、線膨張率が互いに大きく異なるため、接着界面に応力が発生し易い。このため、発生した応力が振動板の振動特性に悪影響を及ぼしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８７８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、振動特性に優れた液滴吐出ヘッド用振動板、かかる液滴吐出ヘッド用振動板を効率よく製造可能な液滴吐出ヘッド用振動板の製造方法、インクの吐出特性に優れた液滴吐出ヘッド、および信頼性の高い液滴吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴吐出ヘッド用振動板は、振動手段の振動に応じて変位し、吐出液を貯留する吐出液貯留室の容積を変化させる液滴吐出ヘッド用振動板であって、
樹脂材料で構成された振動フィルムと、
前記振動フィルムの一方の面上の一部に設けられ、前記振動手段の振動を前記振動フィルムに伝達する支持部と、を有し、
前記支持部は、光硬化性樹脂で構成されていることを特徴とする。
これにより、振動特性に優れた液滴吐出ヘッド用振動板が得られる。
【０００８】
本発明の液滴吐出ヘッド用振動板では、前記支持部は、未硬化の光硬化性樹脂を前記振動フィルムの一方の面上に塗布して塗布膜を得た後、前記塗布膜の一部を露光し、硬化させて得られたものであることが好ましい。
これにより、より柔軟性に富んだ液滴吐出ヘッド用振動板が得られる。また、支持部の外縁からの接着剤のはみ出し等の懸念がなくなるため、設計通りの振動特性を確実に再現し得る液滴吐出ヘッド用振動板が得られる。
【０００９】
本発明の液滴吐出ヘッド用振動板では、前記光硬化性樹脂は、ポリイミド樹脂を主成分とするものであることが好ましい。
これにより、振動を良好に伝達可能な支持部を備えた液滴吐出ヘッド用振動板が得られる。
本発明の液滴吐出ヘッド用振動板では、前記支持部は、平面視における縁部以外の領域に、その表面が凹没してなる凹部を有していることが好ましい。
これにより、凹部は、接着剤を確実に溜めることのできる形状となるため、支持部と圧電素子との間を接着する接着剤が多過ぎる場合でも、その余剰分を支持部の外側にはみ出させるのではなく、凹部内に押し込んで充填することができるようになり、振動板の振動特性が設計値からずれてしまうのを防止することができる。
【００１０】
本発明の液滴吐出ヘッド用振動板では、前記凹部は、平面視において真円、楕円または長円のいずれかをなしていることが好ましい。
これにより、接着剤と支持部との界面において応力集中を緩和し易くなり、応力集中に伴う接着剤の剥離や接着力の低下等の不具合が発生するのを確実に防止することができる。
本発明の液滴吐出ヘッド用振動板では、前記振動フィルムを構成する樹脂材料は、ポリフェニレンサルファイドであることが好ましい。
これにより、耐薬品性に優れ、長期にわたってインクに曝されたとしても変質・劣化し難い液滴吐出ヘッド用振動板が得られる。
【００１１】
本発明の液滴吐出ヘッド用振動板の製造方法は、振動手段の振動に応じて変位し、吐出液を貯留する吐出液貯留室の容積を変化させる液滴吐出ヘッド用振動板を製造する方法であって、
樹脂材料で構成された振動フィルムの一方の面上に、未硬化の光硬化性樹脂を塗布して塗布膜を得る工程と、
前記塗布膜の一部を露光し、硬化させ、前記振動手段の振動を前記振動フィルムに伝達する支持部を得る工程と、
前記露光により硬化しなかった部分の前記塗布膜を除去する工程と、を有することを特徴とする。
これにより、振動特性に優れた液滴吐出ヘッド用振動板を効率よく製造することができる。
本発明の液滴吐出ヘッド用振動板の製造方法では、前記塗布膜の一部に露光する工程は、前記塗布膜上にマスクを載せて露光することにより行われることが好ましい。
これにより、マスクによって露光領域を容易に選択することができるので、支持部の平面視形状も容易かつ高精度に調整することができる。
【００１２】
本発明の液滴吐出ヘッドは、吐出液を貯留する吐出液貯留室が形成された基板と、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の一方の面に設けられ、前記吐出液を液滴として吐出するノズル孔を備えるノズルプレートと、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の他方の面に設けられた振動板と、
前記振動板の前記基板とは反対側に設けられた振動手段と、を有する液滴吐出ヘッドであって、
前記振動板は、振動フィルムと、前記振動フィルムと前記振動手段との間に前記振動手段に当接するよう、前記振動フィルムの一方の面の一部に設けられた支持部と、を有するものであり、
前記支持部は、光硬化性樹脂で構成されていることを特徴とする。
これにより、インクの吐出特性に優れた液滴吐出ヘッドが得られる。
本発明の液滴吐出装置は、本発明の液滴吐出ヘッドを有することを特徴とする。
これにより、信頼性の高い液滴吐出装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すインクジェット式記録ヘッドを備えるインクジェットプリンターの実施形態を示す概略図である。
【図３】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
【図４】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
【図５】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
【図６】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
【図７】本発明の液滴吐出ヘッドの第２実施形態が備える振動板を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の液滴吐出ヘッド用振動板、かかる液滴吐出ヘッド用振動板を効率よく製造可能な液滴吐出ヘッド用振動板の製造方法、インクの吐出特性に優れた液滴吐出ヘッド、および信頼性の高い液滴吐出装置を、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜インクジェット式記録ヘッド＞
（第１実施形態）
まず、本発明の液滴吐出ヘッドの第１実施形態について説明する。なお、以下では、本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した場合を一例に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した実施形態を示す縦断面図、図２は、図１に示すインクジェット式記録ヘッドを備えるインクジェットプリンターの実施形態を示す概略図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図１に示すインクジェット式記録ヘッド１（以下、単に「ヘッド１」と言うこともある。）は、図２に示すようなインクジェットプリンター（本発明の液滴吐出装置）９に搭載されている。
【００１６】
図２に示すインクジェットプリンター９は、装置本体９２を備えており、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ９２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排紙口９２２と、上部面に操作パネル９７とが設けられている。
操作パネル９７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。
【００１７】
また、装置本体９２の内部には、主に、往復動するヘッドユニット９３を備える印刷装置（印刷手段）９４と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置９４に送り込む給紙装置（給紙手段）９５と、印刷装置９４および給紙装置９５を制御する制御部（制御手段）９６とを有している。
制御部９６の制御により、給紙装置９５は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、ヘッドユニット９３の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット９３が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。すなわち、ヘッドユニット９３の往復動と記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となって、インクジェット方式の印刷が行なわれる。
【００１８】
印刷装置９４は、ヘッドユニット９３と、ヘッドユニット９３の駆動源となるキャリッジモーター９４１と、キャリッジモーター９４１の回転を受けて、ヘッドユニット９３を往復動させる往復動機構９４２とを備えている。
ヘッドユニット９３は、その下部に、多数のノズル孔１１を備えるヘッド１と、ヘッド１にインクを供給するインクカートリッジ９３１と、ヘッド１およびインクカートリッジ９３１を搭載したキャリッジ９３２とを有している。
【００１９】
なお、インクカートリッジ９３１として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。
往復動機構９４２は、その両端をフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸９４３と、キャリッジガイド軸９４３と平行に延在するタイミングベルト９４４とを有している。
【００２０】
キャリッジ９３２は、キャリッジガイド軸９４３に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト９４４の一部に固定されている。
キャリッジモーター９４１の作動により、プーリーを介してタイミングベルト９４４を正逆走行させると、キャリッジガイド軸９４３に案内されて、ヘッドユニット９３が往復動する。そして、この往復動の際に、ヘッド１から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００２１】
給紙装置９５は、その駆動源となる給紙モーター９５１と、給紙モーター９５１の作動により回転する給紙ローラー９５２とを有している。
給紙ローラー９５２は、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラー９５２ａと駆動ローラー９５２ｂとで構成され、駆動ローラー９５２ｂは給紙モーター９５１に連結されている。これにより、給紙ローラー９５２は、トレイ９２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置９４に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ９２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。
【００２２】
制御部９６は、例えばパーソナルコンピューターやディジタルカメラ等のホストコンピューターから入力された印刷データに基づいて、印刷装置９４や給紙装置９５等を制御することにより印刷を行うものである。
制御部９６は、いずれも図示しないが、主に、各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリー、印刷装置９４（キャリッジモーター９４１）を駆動する駆動回路、給紙装置９５（給紙モーター９５１）を駆動する駆動回路、および、ホストコンピューターからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うＣＰＵとを備えている。
【００２３】
また、ＣＰＵには、例えば、インクカートリッジ９３１のインク残量、ヘッドユニット９３の位置等を検出可能な各種センサー等が、それぞれ電気的に接続されている。
制御部９６は、通信回路を介して、印刷データを入手してメモリーに格納する。ＣＰＵは、この印刷データを処理して、この処理データおよび各種センサーからの入力データに基づいて、各駆動回路に駆動信号を出力する。この駆動信号により印刷装置９４および給紙装置９５は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに印刷が行われる。
【００２４】
以下、ヘッド１について、図１を参照しつつ詳述する。
図１に示すように、ヘッド１は、ノズルプレート１０と、ノズルプレート１０上に設けられた吐出液貯留室形成基板（基板）２０と、吐出液貯留室形成基板２０上に設けられた振動フィルム３０と、振動フィルム３０上に設けられた支持部４０と、支持部４０上に設けられた圧電素子（振動手段）５０およびケースヘッド６０とを有している。なお、本実施形態では、このヘッド１は、ピエゾジェット式ヘッドを構成する。
【００２５】
吐出液貯留室形成基板２０（以下、省略して「基板２０」と言う。）には、インクを貯留する複数の吐出液貯留室（圧力室）２１が形成され、さらに、各吐出液貯留室２１に連通し、各吐出液貯留室２１にインクを供給する共通の吐出液供給室２２が形成されている。
図１に示すように、各吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２は、それぞれ、平面視においてほぼ長方形状をなし、各吐出液貯留室２１の幅（短辺）は、吐出液供給室２２の幅（短辺）より細幅となっている。
また、各吐出液貯留室２１は、吐出液供給室２２に対して、ほぼ垂直をなすように配置されており、各吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２は、平面視において全体で櫛状をなしている。
【００２６】
基板２０を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンのようなシリコン材料、ステンレス鋼のような金属材料、石英ガラスのようなガラス材料、アルミナのようなセラミックス材料、グラファイトのような炭素材料、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、シリコーン樹脂のような樹脂材料等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２７】
また、上記のような材料に、酸化処理（酸化膜形成）、めっき処理、不働態化処理、窒化処理等の各処理を施した材料でもよい。
これらの中でも、基板２０の構成材料は、シリコン材料またはステンレス鋼であるのが好ましい。このような材料は、耐薬品性に優れることから、長時間にわたってインクに曝されたとしても、基板２０が変質・劣化するのを確実に防止することができる。また、これらの材料は、加工性に優れるため、寸法精度の高い基板２０が得られる。このため、吐出液貯留室２１や吐出液供給室２２の容積の精度が高くなり、高品位の印字が可能なヘッド１が得られる。
【００２８】
また、吐出液供給室２２は、後述するケースヘッド６０に設けられた吐出液供給路６１と連通して複数の吐出液貯留室２１にインクを供給する共通のインク室として機能するリザーバー７０の一部を構成する。
基板２０の下面（振動フィルム３０と反対側の面）には、接着層１５を介して、吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２を覆うようにノズルプレート１０が接着されている。
【００２９】
ノズルプレート１０には、各吐出液貯留室２１に対応するように、それぞれノズル孔１１が形成（穿設）されている。このノズル孔１１から、吐出液貯留室２１に貯留されたインク（吐出液）を押し出すことにより、インクが液滴として吐出されることとなる。
また、ノズルプレート１０は、各吐出液貯留室２１や吐出液供給室２２の内壁面の下面を構成している。すなわち、ノズルプレート１０、基板２０および振動フィルム３０により、各吐出液貯留室２１や吐出液供給室２２が画成されている。
【００３０】
このようなノズルプレート１０を構成する材料としては、例えば、前述したようなシリコン材料、金属材料、ガラス材料、セラミックス材料、炭素材料、樹脂材料、またはこれらの各材料の１種または２種以上を組み合わせた複合材料等が挙げられる。
これらの中でも、ノズルプレート１０の構成材料は、シリコン材料またはステンレス鋼であるのが好ましい。このような材料は、耐薬品性に優れることから、長時間にわたってインクに曝されたとしても、ノズルプレート１０が変質・劣化するのを確実に防止することができる。また、これらの材料は、加工性に優れるため、寸法精度の高いノズルプレート１０が得られる。このため、信頼性の高いヘッド１が得られる。
【００３１】
なお、ノズルプレート１０の構成材料は、３００℃以下で線膨張係数が２．５×１０-6／℃以上４．５×１０-6／℃以下程度であるものが好ましい。
また、ノズルプレート１０の厚さは、特に限定されないが、０．０１ｍｍ以上１ｍｍ以下程度であるのが好ましい。
また、ノズルプレート１０の下面には、必要に応じて、撥液処理を施すのが好ましい。これにより、ノズル孔から吐出されるインク滴が意図しない方向に吐出されるのを防止することができる。
【００３２】
基板２０の上面（他方の面）には、接着層２５を介して、吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２を覆うように振動フィルム３０が接着されている。
また、振動フィルム３０は、各吐出液貯留室２１や吐出液供給室２２の内壁面の上面を構成している。すなわち、振動フィルム３０と、基板２０およびノズルプレート１０により、各吐出液貯留室２１や吐出液供給室２２が画成されている。そして、振動フィルム３０が基板２０と確実に接合されていることにより、各吐出液貯留室２１や吐出液供給室２２の液密性を確保している。
【００３３】
さらに、振動フィルム３０は、弾性変形する機能を有するものである。したがって、圧電素子５０で発生した歪みにより、支持部４０を介して振動フィルム３０を変位（振動）させることで、吐出液貯留室２１の容積を変化させることができ、その結果、インクが吐出される。
振動フィルム３０を構成する材料としては、例えば、前述したようなシリコン材料、金属材料、ガラス材料、セラミックス材料、炭素材料、樹脂材料、またはこれらの各材料の１種または２種以上を組み合わせた複合材料等が挙げられる。
【００３４】
これらの中でも、振動フィルム３０の構成材料は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、アラミド樹脂のような樹脂材料、シリコン材料またはステンレス鋼であるのが好ましく、ポリフェニレンサルファイドであるのがより好ましい。このような材料は、耐薬品性に優れることから、長時間にわたってインクに曝されたとしても、振動フィルム３０が変質・劣化するのを確実に防止することができる。このため、吐出液貯留室２１内および吐出液供給室２２内に、長期間にわたってインクを貯留することができる。さらに、これらは、高速で弾性変形することが可能な材料であるため、吐出液貯留室２１の容積を高速に変化させることができ、その結果、インクを高精度に吐出することができる。
【００３５】
振動フィルム３０の上面には、振動フィルム３０の一部に対応するように支持部４０が形成されている。
支持部４０は、圧電素子５０で発生した歪みを、このものを介して、振動フィルム３０に伝播する機能を有するものである。これにより、圧電素子５０に歪みを発生させることで、振動フィルム３０に変位が生じ、その結果、各吐出液貯留室２１における容積変化を確実に生じさせることができる。
【００３６】
本発明では、この支持部４０が光硬化性樹脂で構成されている。光硬化性樹脂は、露光領域の選択によって容易にパターニングを行うことができる材料である。このため、光硬化性樹脂を用いることにより、寸法精度の高い支持部４０が得られる。したがって、光硬化性樹脂で構成された支持部４０を有する振動板（本発明の液滴吐出ヘッド用振動板）３５は、設計通りの振動特性を有するものとなり、インクを高精度に吐出可能なヘッド１の実現に寄与する。
【００３７】
また、光硬化性樹脂は、光硬化反応または光架橋反応によって網目状の三次元構造を構築する。光硬化性樹脂は、樹脂材料の中でも機械的特性の等方性が高いものであるため、したがって光硬化性樹脂を用いることにより、振動を伝達するという支持部４０の機能をより確実に果たすことのできる支持部４０が得られる。
また、支持部４０の構成材料として樹脂材料を用いることにより、支持部４０と振動フィルム３０との間の線膨張率差を抑制することができる。その結果、製造時や使用時において支持部４０と振動フィルム３０との界面に、線膨張率差に基づいて発生する応力の大きさを抑制し、応力発生に伴う振動特性の低下を抑えることができる。
【００３８】
なお、支持部４０は、光硬化性樹脂の硬化物で構成された断片を振動フィルム３０の上面に対して貼り付けることにより形成されたものでもよいが、好ましくは、未硬化の光硬化性樹脂を振動フィルム３０の上面（一方の面）に塗布して塗布膜を得た後、この塗布膜の一部を露光し、硬化させることで得られたものとされる。このようにして形成された支持部４０は、接着剤を用いることなく振動フィルム３０の上面に接着された（付着した）ものとなる。このため、接着剤が一部にしか付着しない分、振動板３５はより柔軟性に富んだものとなる。また、支持部４０の外縁からの接着剤のはみ出し等の懸念がなくなるため、振動板３５は、設計通りの振動特性を確実に再現し得るものとなる。
【００３９】
光硬化性樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、メラミン系樹脂、エポキシ系樹脂、オキセタン系樹脂、フェノール系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合したものが用いられる。
このうち、光硬化性の（メタ）アクリル系樹脂としては、例えば、分子内に１個の（メタ）アクリロイル基を有する単官能（メタ）アクリレート化合物、分子内に２個または３個の（メタ）アクリロイル基を有する多官能（メタ）アクリレート化合物、スチレン系化合物、アクリル酸誘導体、分子内に４個以上８個以下の（メタ）アクリロイル基を有するアクリレート化合物、エポキシ（メタ）アクリレート化合物、ウレタン結合を有する（メタ）アクリレート化合物等が挙げられる。
【００４０】
分子内に１個の（メタ）アクリロイル基を有する単官能（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボニル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルモルフォリン、ラウリル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００４１】
また、光硬化性のメラミン系樹脂としては、例えば、メラミンとホルムアルデヒドの重合反応物が挙げられる。
また、光硬化性のエポキシ系樹脂としては、例えば、少なくとも１個のエポキシ基を有する化合物が挙げられる。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂のようなビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のようなノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタントリグリシジルエーテルのような芳香族エポキシ樹脂、およびこれらの水添化物や臭素化物等が挙げられる。
【００４２】
また、光硬化性のオキセタン系樹脂としては、例えば、少なくとも１個のオキセタン環を有する化合物が挙げられる。具体的には、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン、３−エチル−３−（２−エチルヘキシロキシメチル）オキセタン、３−エチル｛［−３−（トリエトキシリル）プロポキシ］メチル｝オキセタン、３−エチル−３−メタクリロキシメチルオキセタン、ジ［１−エチル（３−オキセタニル）］メチルエーテル、１，４−ビス｛［（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシ］メチル｝ベンゼン、４，４’−ビス［（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシメチル］ビフェニル等が挙げられる。
【００４３】
また、光硬化性のフェノール系樹脂としては、例えば、フェノール、クレゾールのようなフェノール類とホルムアルデヒド等とを反応させてなるノボラック等が挙げられる。
また、光硬化性のウレタン系樹脂としては、例えば、グリコール等のジオール類とジイソシアネートとを反応させてなる重合反応物等が挙げられる。
また、上述した光硬化性樹脂の中でも特にポリイミド系樹脂が好ましく用いられる。ポリイミド系樹脂は、耐候性に優れ、かつ機械的強度が高いことから、振動の伝達を担う支持部４０の構成材料として特に有用である。
【００４４】
光硬化性のポリイミド系樹脂としては、例えば、ポリイミド前駆体に感光性基を導入した化合物が挙げられる。ポリイミド前駆体としては、公知のものが用いられ、例えば、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物とを反応させて得られるポリアミド酸、またはこのポリアミド酸を部分的にイミド化したポリマー等が挙げられる。
このうち、ジアミン化合物としては、例えば、１，４−フェニレンジアミン、１，２−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジフェニルメタン、１，３−ジメチル−２，４−ジアミノベンゼン、２，３−ジメチル−１，４−ジアミノナフタレン、２，６−ジメチル−１，５−ジアミノナフタレン、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン及び３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタンのような炭素数６〜２０の芳香族ジアミン、１，２−エチレンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシル、ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミンのような炭素数２〜１４の脂肪族ジアミン等が挙げられる。
【００４５】
一方、テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、芳香族カルボン酸二無水物および脂肪族カルボン酸二無水物等が挙げられる。
このうち、芳香族カルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、１．４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物及び１，２，４，５−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物のような炭素数１０〜１４の芳香族カルボン酸二無水物等が挙げられる。
【００４６】
一方、脂肪族カルボン酸二無水物としては、例えば、シクロブタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、ブタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸二無水物、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸二無水物のような炭素数８〜１１の脂肪族カルボン酸二無水物等が挙げられる。
また、ポリアミド酸を部分的にイミド化するには、例えば、ポリアミド酸の溶液を加熱する方法、脱水剤を添加する方法等が用いられる。
【００４７】
そして、光硬化性のポリイミド系樹脂は、このようなポリイミド前駆体に感光性基を導入することにより得られる。具体的には、ポリイミド前駆体に３級アミンと（メタ）アクリロイル基を有する化合物とを混合して得られるポリイミド系樹脂、ポリイミド前駆体のカルボキシル基にエステル結合を介して（メタ）アクリロイル基を導入して得られるポリイミド系樹脂、ポリイミド前駆体のカルボキシル基に（メタ）アクリロイル基を有するイソシアネート化合物を導入して得られるポリイミド系樹脂、ポリイミド前駆体と（メタ）アクリル化合物とを混合して得られるポリイミド系樹脂、ポリイミド前駆体と光酸発生剤とを混合して得られるポリイミド系樹脂、ポリイミド前駆体と光塩基発生剤とを混合して得られるポリイミド系樹脂、ポリイミド前駆体とジアゾナフトキノン誘導体とを混合して得られるポリイミド系樹脂、ベンゾフェノン骨格を有するポリイミド前駆体で構成されたポリイミド系樹脂、ポリイミド前駆体とメチロール系架橋剤と光酸発生剤とを混合してなるポリイミド系樹脂、フェノール性の水酸基を有するポリイミド前駆体とジアゾナフトキノン誘導体とを混合して得られるポリイミド系樹脂等が挙げられる。
【００４８】
このような光硬化性樹脂は、いずれも未硬化のものであり、これらを硬化させることで支持部４０が形成される。すなわち、支持部４０は、上述したような光硬化性樹脂の硬化物で構成される。
なお、上記光硬化性（感光性）ポリイミド系樹脂には、市販のものも用いられる。例えば、東レ（株）製フォトニース、旭化成（株）製パイメル、日立化成デュポンマイクロシステムズ（株）ＨＤシリーズ、日産化学（株）ＲＮシリーズ、日東電工（株）ＪＲシリーズ、アーチケミカル製Ｐｒｏｂｉｍｉｄｅ（プローブイミド）シリーズ、Ｄｕｒｉｍｉｄｅ（デュリミド）シリーズ等が挙げられる。
【００４９】
また、上述した光硬化性樹脂には、ポジ型のものもネガ型のものも用いられる。この場合、互いに露光領域が異なることとなる。
支持部４０の上面の一部（図１では、支持部４０の上面の中央部付近）には、圧電素子（振動手段）５０が接着されている。
圧電素子５０は、圧電材料で構成された圧電体層５１と、この圧電体層５１に電圧を印加する電極膜５２との積層体で構成されている。このような圧電素子５０では、電極膜５２を介して圧電体層５１に電圧を印加することにより、圧電体層５１に電圧に応じた歪みが発生する（逆圧電効果）。この歪みが支持部４０を介して振動フィルム３０に撓み（振動）をもたらし、吐出液貯留室２１の容積を変化させる。かかる構成の圧電素子５０が支持部４０と確実に接合されていることにより、圧電素子５０に発生した歪みを、支持部４０を介して振動フィルム３０の変位へと確実に変換することができ、その結果、各吐出液貯留室２１が確実に容積変化することとなる。
【００５０】
また、圧電体層５１と電極膜５２との積層方向は、特に限定されず、支持部４０の上面に対して平行な方向であっても、直交する方向であってもよい。なお、圧電体層５１と電極膜５２との積層方向が、図１に示すように、支持部４０の上面に対して直交する方向である場合、このように配置された圧電素子５０を特にＭＬＰ（Multi Layer Piezo）と言う。圧電素子５０がＭＬＰであれば、支持部４０の変位量を大きくとることができるので、インクの吐出量の調整幅が大きいという利点がある。
【００５１】
圧電素子５０のうち、支持部４０に隣接する（接触する）面は、圧電素子５０の配置方法によって異なるが、圧電体層が露出した面、電極膜が露出した面、または圧電体層と電極膜の双方が露出した面のいずれかである。
圧電素子５０のうち、圧電体層５１を構成する材料としては、例えば、チタン酸バリウム、ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶等が挙げられる。
【００５２】
一方、電極膜５２を構成する材料としては、例えば、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、またはこれらを含む合金等の各種金属材料が挙げられる。
ここで、前述した支持部４０は、圧電素子５０に対応する位置に設けられた島状をなしている。すなわち、支持部４０は、振動フィルム３０上の一部に設けられており、環状の凹部５３を隔てて島状に孤立している。このような島状をなす部分に圧電素子５０を接合する構成とすることで、圧電素子５０で発生した歪みをより確実に、振動フィルム３０に伝播することができるため、振動フィルム３０における撓みがより確実に生じることとなる。
【００５３】
また、圧電素子５０の電極膜５２は、図示しない駆動ＩＣと電気的に接続されている。これにより、圧電素子５０の動作を駆動ＩＣによって制御することができる。
また、振動フィルム３０の上面の一部には、支持部４０の他に、支持部４０に対し、凹部５３を隔てて支持部４１が設けられている。この支持部４１も支持部４０と同様に形成することができる。
【００５４】
この支持部４１には、ケースヘッド６０が接合されている。このように、ケースヘッド６０と支持部４１とが接合されることで、ノズルプレート１０、基板２０、振動フィルム３０および支持部４１の積層体で構成された、いわゆるキャビティー部分を補強し、キャビティー部分のよじれや反り等を確実に抑制することができる。
ケースヘッド６０を構成する材料としては、例えば、前述したようなシリコン材料、金属材料、ガラス材料、セラミックス材料、炭素材料、樹脂材料、またはこれらの各材料の１種または２種以上を組み合わせた複合材料等が挙げられる。
【００５５】
これらの中でも、ケースヘッド６０の構成材料は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ザイロンのような変性ポリフェニレンエーテル樹脂（「ザイロン」は登録商標）またはステンレス鋼であるのが好ましい。これらの材料は、十分な剛性を備えていることから、ヘッド１を支持するケースヘッド６０の構成材料として好適である。
また、振動フィルム３０および支持部４１は、吐出液供給室２２に対応する位置に貫通孔２３を有する。この貫通孔２３により、ケースヘッド６０に設けられた吐出液供給路６１と吐出液供給室２２とが連通している。なお、吐出液供給路６１と吐出液供給室２２とにより、複数の吐出液貯留室２１にインクを供給する共通のインク室として機能するリザーバー７０の一部を構成する。
【００５６】
このようなヘッド１では、図示しない外部吐出液供給手段からインクを取り込み、リザーバー７０からノズル孔１１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣからの記録信号により、各吐出液貯留室２１に対応するそれぞれの圧電素子５０を動作させる。これにより、圧電素子５０の逆圧電効果によって支持部４０を介して振動フィルム３０に撓み（振動）が生じる。その結果、例えば、各吐出液貯留室２１内の容積が収縮すると、各吐出液貯留室２１内の圧力が瞬間的に高まり、ノズル孔１１からインクが液滴として押し出される（吐出される）。
【００５７】
このようにして、ヘッド１において、印刷したい位置の圧電素子５０に駆動ＩＣを介して電圧を印加すること、すなわち、吐出信号を順次入力することにより、任意の文字が図形等を印刷することができる。
なお、ヘッド１は、前述したような構成のものに限らず、例えば、振動手段としての圧電素子５０に代えて、静電アクチュエータを備えるものであってもよい。
ただし、本実施形態のように、振動手段が圧電素子で構成されていることにより、振動フィルム３０に発生する撓みの程度を容易に制御することができる。これにより、インク滴の大きさを容易に制御することができる。
【００５８】
＜インクジェット式記録ヘッドの製造方法＞
次に、本発明の液滴吐出ヘッド用振動板の製造方法を含む液滴吐出ヘッドの製造方法について説明する。なお、以下では、液滴吐出ヘッドの製造方法をインクジェット式記録ヘッドの製造方法に適用した場合を一例に説明する。
図３ないし図６は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を説明するための図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、図３ないし図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００５９】
本実施形態にかかるヘッド１の製造方法は、［１］振動フィルム３０の一方の面に未硬化の光硬化性樹脂を塗布する工程と、［２］塗布膜の一部を露光し、硬化させる工程と、［３］塗布膜の未硬化部分を除去し、振動板３５を得る工程と、［４］振動板３５と基板２０とを接着する工程と、［５］基板２０に対してノズルプレート１０を接着する工程と、を有する。
【００６０】
以下、各工程について順次説明する。
［１］まず、振動フィルム３０の一方の面に未硬化の光硬化性樹脂を含む液体原料を塗布する。これにより、図３（ａ）に示すように、振動フィルム３０の一方の面上に塗布膜４５を得る。
液体原料は、例えば未硬化の光硬化性樹脂が液状である場合には、そのままそれを原料として用いるか、あるいは溶媒で希釈して用いられ、未硬化の光硬化性樹脂が半硬化状（Ｂステージ）粉末である場合にはそれを分散媒中に分散させたものが原料として用いられる。
【００６１】
未硬化物を希釈する場合、または、未硬化状粉末を分散媒中に分散させる場合、液体原料における固形分濃度は、５質量％以上５０質量％以下であるのが好ましく、１０質量％以上４０質量％以下であるのがより好ましい。
また、溶媒および分散媒には、例えば、水、アルコール類の他、ｐ−クロロフェノール、ｍ−クレゾールのようなフェノール系溶媒、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドのようなアミド系溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、α−メチル−γ−プチロラクトンのような環状エステル溶媒等が用いられる。
【００６２】
振動フィルム３０の一方の面に対する液体原料の塗布は、いかなる方法で行われてもよく、その方法としては、例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、マイクログラビア、ディップコート印刷、バーコーターコーティング、ロールコーターコーティング、リップコーターコーティング、スプレーコーターコーティング等の各種方法が挙げられる。
また、振動フィルム３０の塗布面には、必要に応じて表面処理を施すようにしてもよい。表面処理としては、例えば、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、紫外線照射処理、オゾン処理、超音波洗浄等が挙げられる。
【００６３】
また、液体原料の塗布後、必要に応じて乾燥を行う。乾燥温度は、４０℃以上２００℃以下であるのが好ましく、５０℃以上１７０℃以下であるのがより好ましい。また、乾燥時間は、１０秒以上３６００秒以下であるのが好ましく、２０秒以上１８００秒以下であるのがより好ましい。
なお、液体原料中には、必要に応じて、光重合開始剤、増感剤、光架橋剤、チキソトロピー付与剤、消泡剤、硬化剤等を添加するようにしてもよい。
【００６４】
光重合開始剤および増感剤としては、例えば、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、２−ｔ−ブチルアントラキノン、１，２−ベンゾ−９，１０−アントラキノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、アセトフェノン、チオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、［４−（メチルフェニルチオ）フェニル］フェニルメタン、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、１，５−アセナフテン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、２−ベンジル−１，２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１，１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン等が挙げられる。
【００６５】
なお、液体原料における光重合開始剤および増感剤の含有量は、光重合開始剤および増感剤の合計で、光硬化性ポリイミド系樹脂１００質量部に対して１質量部以上３０質量部以下程度であるのが好ましく、２質量部以上１５質量部以下程度であるのがより好ましい。
また、光架橋剤としては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、リン酸（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００６６】
なお、液体原料における光架橋剤の含有量は、光硬化性ポリイミド系樹脂１００質量部に対して３０質量部以下程度であるのが好ましく、１５質量部以下程度であるのがより好ましい。
また、チキソトロピー付与剤としては、例えば、アエロジル、マイカ、タルク、硫酸バリウム、ワラストナイト等が挙げられ、その添加量は、光硬化性ポリイミド系樹脂１００質量部に対して１質量部以上１０質量部以下程度であるのが好ましい。
さらに、硬化剤としては、例えば、Ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂のような各種エポキシ樹脂等が挙げられ、その添加量は、光硬化性ポリイミド系樹脂１００質量部に対して３質量部以上２０質量部以下程度であるのが好ましい。
【００６７】
［２］次に、図３（ｂ）に示すように、得られた塗布膜４５の一部に露光する。これにより露光領域を硬化させる（図３（ｃ）参照）。なお、以下の説明では、光硬化性ポリイミド系樹脂としてネガ型のものを用いた場合について説明するが、ポジ型の場合も露光領域が異なる以外、ネガ型の場合と同様である。
露光には、紫外線を照射可能な光源であればいかなるものも用いられ、例えば、ＵＶランプ、ＵＶ−ＬＥＤ、ＵＶレーザー等が用いられる。また、露光装置として、各種ステッパー、各種スキャナー、各種アライナー等を用いることもできる。
【００６８】
また、露光の際には、塗布膜４５の一部をマスク４６で覆う。マスク４６を用いることで露光領域を容易に選択することができるので、支持部４０の平面視形状も容易かつ高精度に調整することができる。
なお、この場合、各種フォトマスクが用いられる。なお、光源の指向性が高い場合には、マスク４６を省略することもできる。
【００６９】
紫外線の波長は、特に限定されないが、１５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下程度であるのが好ましい。
また、単位面積当たりの積算光量は、５０ｍＪ／ｃｍ２以上５００ｍＪ／ｃｍ２以下程度であるのが好ましく、７０ｍＪ／ｃｍ２以上３００ｍＪ／ｃｍ２以下程度であるのがより好ましい。
このような露光により、塗布膜の露光領域のみが硬化に至る。
【００７０】
［３］次に、塗布膜４５の未硬化部分を除去する（現像）。これにより、図３（ｄ）に示す支持部４０および支持部４１を有する振動板３５が得られる。
未硬化部分の除去には、一般的な現像液が用いられる。現像液としては、例えば、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、スルホラン、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミドのような双極性非プロトン性溶媒と、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールのような低級アルコールとの混合液、双極性非プロトン性溶媒と水との混合液、双極性非プロトン性溶媒と芳香族炭化水素と水との混合液、双極性非プロトン性溶媒とエステル化合物（炭酸プロピレン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等）と水との混合液の他、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等が挙げられる。
【００７１】
また、現像後、現像液を除去するため、リンス液が用いられる。リンス液としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールのような低級アルコールが用いられる。
現像液やリンス液の適用は、例えば、被処理物を処理液中に浸漬する処理、浸漬しつつ超音波を照射する処理、処理液を噴霧する処理等の処理方法により行うことができる。
また、現像後、必要に応じて加熱処理を施すようにしてもよい。この際の加熱温度は、２００℃以上５００℃以下程度であるのが好ましく、３００℃以上４００℃以下程度であるのがより好ましい。また加熱時間は、１０秒以上６００秒以下程度であるのが好ましく、２０秒以上１８０秒以下程度であるのがより好ましい。
【００７２】
以上のように、露光、現像を経て形成された支持部４０は、寸法精度が極めて高くなる。このため、設計通りの寸法を忠実に再現することができ、設計通りの振動特性を有する振動板３５の実現に寄与する。そして、このような振動板３５は、その振動特性が設計値に極めて近くなるため、インクを正確に吐出可能なヘッド１の実現に寄与する。また、振動板３５は、その寸法や振動特性における個体差が極めて小さくなるため、ヘッド１におけるインクの吐出性能についても個体差を抑えることができる。
【００７３】
一例として、支持部４０の投影形状は、圧電素子５０の下面の形状と一致していることが好ましいが、本発明によればこのような形状の一致を確実に実現することができる。
このようにして得られる支持部４０、４１の平均厚さは、特に限定されないが、５μｍ以上３００μｍ以下程度であるのが好ましく、１０μｍ以上２００μｍ以下程度であるのがより好ましい。
【００７４】
［４］次に、振動板３５と基板２０とを接着する。
［４−１］基板２０は、図４（ａ）に示すような平板状の母材２０’を用意し、これに加工を施して、図４（ｂ）に示すような各吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２を形成することにより得られる。
吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２の形成は、ドライエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウエットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いて行うことができる。
【００７５】
次いで、接着層２５を介して振動板３５と基板２０とを積層し、得られた積層体を厚さ方向に加圧する。これにより、図４（ｃ）に示すように、接着層２５を介して振動板３５（振動フィルム３０）と基板２０とが接着される。
加圧時の圧力は、特に限定されず、被接着部材の材質等に応じて適宜設定されるものの、０．０１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下であるのが好ましく、０．０５ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であるのがより好ましい。これにより、接着層２５において必要かつ十分な接着力が得られる。
【００７６】
また、加圧処理は必要に応じて加熱下で行われる。その際の加熱温度は、８０℃以上３００℃以下であるのが好ましく、１００℃以上２５０℃以下であるのがより好ましい。
また、加圧時間は、０．１秒以上２０秒以下であるのが好ましく、０．５秒以上１０秒以下であるのがより好ましい。これにより、被接着部材を変質させることなく、効率よく強固な接着を行うことができる。
接着層２５を構成する接着剤としては、例えば、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤、熱可塑性ポリイミド系接着剤の他、各種ホットメルト接着剤（ポリエステル系、変性オレフィン系）等が挙げられる。
【００７７】
［４−２］続いて、図５（ａ）に示すように、振動フィルム３０および支持部４１のうち、基板２０の吐出液供給室２２に対応する位置に、すなわち、吐出液供給室２２に連通するように貫通孔２３を形成する。
貫通孔２３の形成は、例えば、レーザー加工、機械的加工、各種エッチング加工等により行うことができる。
【００７８】
［４−３］次に、圧電素子５０を用意し、支持部４０に圧電素子５０を接着することで、図５（ｂ）に示すように、振動板３５と圧電素子５０とを接着する。この接着には、前述した各種接着剤を用いることができる。
［４−４］次に、ケースヘッド６０を用意し、振動板３５の上面にケースヘッド６０を接合することで、図６（ａ）に示すように、振動板とケースヘッド６０とを接合する。
【００７９】
この際、吐出液供給室２２は、振動板３５に設けられた貫通孔２３、および、ケースヘッド６０に設けられた吐出液供給路６１と連通し、これにより、リザーバー７０が形成される。
なお、上記の説明では、予め母材２０’に加工を施して各吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２が形成された基板２０に対して振動板３５、圧電素子５０およびケースヘッド６０を接着する場合について説明したが、ヘッド１の製造方法はこれに限定されず、母材２０’に対して振動板３５を接着した後に、母材２０’に加工を施し、各吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２が形成して基板２０を得るようにしてもよい。
【００８０】
［５］次に、ノズルプレート１０を用意し、図６（ｂ）に示すように、接着層１５を介して基板２０とノズルプレート１０とを接着する。これによりヘッド１が得られる。
接着層１５の構成は、前述した接着層２５と同様とされる。
【００８１】
（第２実施形態）
次に、本発明の液滴吐出ヘッドの第２実施形態について説明する。
以下、第２実施形態について説明するが、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図７は、本発明の液滴吐出ヘッドの第２実施形態が備える振動板を示す斜視図である。
図７に示す振動板３５は、支持部４０が平面視における中央部近傍に、その上面が凹没してなる凹部４０１を有している以外、第１実施形態と同様である。
【００８２】
凹部４０１は、平面視において支持部４０のほぼ中央部に位置している。このような凹部４０１を設けることにより、凹部４０１には圧電素子５０との接着に用いる接着剤が入り込むことになる。このため、両者の接着には、支持部４０の上面のみならず、凹部４０１の内壁面も接着に寄与することになるため、実質的に接着面積が大きくなる。その結果、接着領域の投影面積を大きくすることなく実質的な接着面積を拡張することができるので、振動特性を低下させることなくヘッド１の信頼性を高めることができる。
【００８３】
また、凹部４０１を設けることにより、凹部４０１内に接着剤を溜めることが可能になる。これにより、支持部４０と圧電素子５０との間を接着する接着剤が多過ぎた場合でも、その余剰分を支持部４０の外側にはみ出させるのではなく、凹部４０１内に押し込んで充填することができるようになる。その結果、接着剤のはみ出しが防止され、振動板３５の振動特性が設計値からずれてしまうのを防止することができる。
【００８４】
なお、支持部４０と圧電素子５０とを接着する場合、支持部４０の上面に接着剤を載置し、その後、支持部４０と圧電素子５０との圧接によって接着剤を押し広げるようにしてもよいが、凹部４０１内に接着剤を載置することで、接着剤が支持部４０の外側にはみ出てしまうのを確実に防止することができる。
このような凹部４０１は、支持部４０を形成する際に、塗布膜４５の露光領域を選択することで容易に形成される。
【００８５】
凹部４０１の平面視における形状は、特に限定されず、三角形、四角形、五角形のような多角形、星型等の形状であってもよいが、好ましくは真円、楕円、長円等の各種円形とされる。円形であれば、接着剤と支持部４０との界面において応力集中を緩和し易い。このため、応力集中に伴う接着部の剥離や接着力の低下等の不具合を確実に防止することができる。
【００８６】
また、凹部４０１の位置は、これに限定されるものではないが、好ましくは縁部以外の位置であるのが好ましい。これにより、凹部４０１は、接着剤を確実に溜めることのできる形状となり、上記効果を確実に享受することができる。
以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００８７】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．インクジェット記録ヘッドの製造
（実施例１）
＜１＞まず、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）製の振動フィルムを用意し、その一方の面に、マイクログラビア方式により接着層の液体原料を塗布した。これにより、塗布膜を得た。振動フィルムの塗布面には、あらかじめコロナ放電処理を施しておいた。液体原料には、東レ（株）製、感光性ポリイミドワニス「フォトニースＵＲ−３１００Ｅ」をＮ−メチル−２−ピロリドンで５質量倍に希釈したものを用いた。
その後、得られた塗布膜を８０℃で１２分間加熱して乾燥させた。
【００８８】
＜２＞次に、マスクを介して塗布膜に紫外線を照射した。これにより露光領域を硬化させた。なお、紫外線の波長は３６５ｎｍ、積算光量は１００ｍＪ／ｃｍ２であった。
＜３＞次に、露光後の硬化膜を現像した。現像液には、東レ（株）製、現像液ＤＶ−６０５を用いた。
また、現像後の硬化膜をリンス液により洗浄した。リンス液には、イソプロピルアルコールを用いた。
その後、硬化膜に加熱処理を施した。加熱温度は２００℃、加熱時間は４分間とした。
このようにして振動フィルムの一方の面に所定の形状をなす支持部を有する振動板が得られた。なお、得られた支持部の厚さは１００μｍであった。
【００８９】
＜４＞次に、単結晶シリコン製の母材を用意し、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、母材を加工して各吐出液貯留室および吐出液供給室を形成した。これにより、吐出液貯留室形成基板を得た。
次いで、エポキシ系接着剤を介して振動板と吐出液貯留室形成基板を積層した。そして、厚さ方向に０．１５ＭＰａの圧力、２００℃の温度で、２秒間加圧することにより、振動板と吐出液貯留室形成基板とを接着した。
また、振動板にレーザー加工を施し、吐出液供給室と連通する貫通孔を形成した。
その後、圧電素子およびケースヘッドを用意し、これらについても上記接着層と同様の接着層を用いて接着した。
【００９０】
＜５＞次に、ステンレス鋼製のノズルプレートを用意し、エポキシ系接着剤を介してノズルプレートと吐出液貯留室形成基板とを積層した。その後、厚さ方向に０．１５ＭＰａの圧力、２００℃の温度で、２秒間加圧することにより、吐出液貯留室形成基板とノズルプレートとを接着した。
以上のようにしてインクジェット記録ヘッドを得た。
【００９１】
（実施例２〜９）
振動板の支持部の構成を表１に示すように変更した以外、それぞれ実施例１と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。
【００９２】
（比較例１）
振動板の製造に際して光硬化性樹脂を用いることなく、代わりにステンレス鋼箔を用いるようにした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。なお、この製造プロセスは以下の通りである。
＜１＞まず、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）製の振動フィルムを用意し、その一方の面にエポキシ系接着剤を塗布した。振動フィルムの塗布面には、あらかじめコロナ放電処理を施しておいた。
【００９３】
＜２＞次に、支持板形成用基板として平均厚さ１００μｍのステンレス鋼箔を用意した。そして、振動フィルムの一方の面に成膜された接着剤を介してステンレス鋼箔を積層した。その後、厚さ方向に０．１５ＭＰａの圧力、２００℃の温度で、２秒間加圧することにより、振動フィルムとステンレス鋼箔とを接着した。
次いで、ステンレス鋼箔にレジスト膜を形成した後、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によりレジスト膜をパターニングした。そして、パターニングしたレジスト膜をマスクとしてステンレス鋼箔にエッチング処理を施し、所定の形状にパターニングした。併せて、エッチング処理により、リザーバー用の貫通孔を形成した。その後、レジスト膜を除去して振動板を得た。なお、得られた振動板では、振動フィルムと接着剤層との積層体で構成され、その上面の一部にエッチングされたステンレス鋼箔が載置された構成となる。
【００９４】
＜３＞次に、単結晶シリコン製の母材を用意し、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、母材を加工して各吐出液貯留室および吐出液供給室を形成した。これにより、吐出液貯留室形成基板を得た。
次いで、振動フィルムの他方の面に成膜された接着層を介して吐出液貯留室形成基板を積層した。そして、厚さ方向に０．１５ＭＰａの圧力、２００℃の温度で、２秒間加圧することにより、振動フィルムと吐出液貯留室形成基板とを接着した。
また、圧電素子およびケースヘッドを用意し、これらについても上記接着層と同様の接着層を用いて接着した。
【００９５】
＜４＞次に、ステンレス鋼製のノズルプレートを用意し、その一方の面に上記と同様のポリオレフィン系樹脂で構成された平均厚さ５μｍの接着層を成膜した。そして、成膜した接着層を介してノズルプレートと吐出液貯留室形成基板とを積層した。その後、厚さ方向に０．１５ＭＰａの圧力、２００℃の温度で、２秒間加圧することにより、吐出液貯留室形成基板とノズルプレートとを接着した。
以上のようにしてインクジェット記録ヘッドを得た。
【００９６】
（比較例２）
エポキシ系接着剤に代えて、ウレタン系接着剤を用いるようにした以外は、実施例１と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。
（比較例３）
ステンレス鋼箔をエッチングした後、露出した接着剤を除去する処理液を適用し、支持部の陰に隠れていない接着剤を除去するようにした以外は、比較例１と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。
（比較例４）
ステンレス鋼箔をエッチングした後、露出した接着剤を除去する処理液を適用し、支持部の陰に隠れていない接着剤を除去するようにした以外は、比較例２と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。
【００９７】
【表１】
2013001054.tif 000003
【００９８】
２．インクジェット記録ヘッドの評価
各実施例および各比較例で得られたインクジェット記録ヘッドを用い、Ｎ−メチル−２−ピロリドンからなるインクを基板上に１時間吐出し続ける吐出動作を行った。
その後、吐出を一旦停止し、再度吐出したときのヘッドやインクの挙動について以下に示す評価（１回目）を行った。
次いで、インクを再び９９９時間吐出し続ける吐出動作を行った。
その後、吐出を一旦停止し、再度吐出したときのヘッドやインクの挙動について以下に示す評価（２回目）を行った。
【００９９】
２−１．インクの吐出速度の変動の評価
まず、インクジェット記録ヘッドから吐出されるインクの速度の平均値のバラツキを測定した。そして、その測定結果を以下に示す評価基準にしたがって評価した。
＜吐出速度の変動の評価基準＞
Ａ：速度のバラツキが±２％未満
Ｂ：速度のバラツキが±２％以上５％未満
Ｃ：速度のバラツキが±５％以上１０％未満
Ｄ：速度のバラツキが±１０％以上２０％未満
Ｅ：速度のバラツキが±２０％以上、またはインクを射出しない射出口が発生
【０１００】
２−２．インクの飛行曲がりの評価
次に、インクジェット記録ヘッドから吐出されるインクの着弾位置のズレ量を測定した。そして、その測定結果を以下に示す評価基準にしたがって評価した。
＜飛行曲がりの評価基準＞
Ａ：飛行曲がりが５μｍ未満
Ｂ：飛行曲がりが５μｍ以上１０μｍ未満
Ｃ：飛行曲がりが１０μｍ以上２０μｍ未満
Ｄ：飛行曲がりが２０μｍ以上３０μｍ未満
Ｅ：飛行曲がりが３０μｍ以上４０μｍ未満
【０１０１】
２−３．振動数補正の評価
次に、インクジェット記録ヘッドの振動板を振動させる圧電素子に印加する電圧について、インクの吐出動作を安定させるために（振動板の振動を安定させるために）必要な電圧の補正量を測定した。そして、その測定結果を以下に示す評価基準にしたがって評価した。
【０１０２】
＜振動数補正の評価基準＞
Ａ：電圧による振動数補正が２Ｖ未満
Ｂ：電圧による振動数補正が２Ｖ以上５Ｖ未満
Ｃ：電圧による振動数補正が５Ｖ以上、または電圧の波形を補正しても安定動作が困難である
【０１０３】
２−４．評価結果
２−１〜２−３から得られた評価結果について、表２に示す。
【０１０４】
【表２】
2013001054.tif 000004
【０１０５】
表２から明らかなように、各実施例で得られたインクジェット記録ヘッドでは、初期状態でも、また長期にわたる連続駆動の後でも、インクの吐出速度のバラツキやインクの飛行曲がりが少なく、かつ、必要な電圧の補正量が少ないという結果が得られた。これは、各ヘッドでは、振動板中の支持部が、寸法精度が高くかつ機械的特性の等方性が高く、さらに接着剤が不要であって振動フィルムの柔軟性を阻害しないため、振動板の優れた振動特性が長期にわたって維持されるからであると推察される。
【０１０６】
一方、各比較例で得られたインクジェット記録ヘッドでは、初期状態でも、また長期にわたる連続駆動の後でも、インクの吐出速度のバラツキやインクの飛行曲がりが多かった。また、インクの吐出動作を安定させるために、より大きな電圧の補正が必要になった。
また、各実施例で得られたインクジェット記録ヘッドでは、比較例１、２で得られたインクジェット記録ヘッドに比べて、同じ駆動電圧であっても吐出されるインク量が多いという結果になった。これは、振動板の振幅等、振動特性の差によるものと考えられる。
【符号の説明】
【０１０７】
１……インクジェット式記録ヘッド  １０……ノズルプレート  １１……ノズル孔  １５、２５……接着層  ２０……吐出液貯留室形成基板  ２０’……母材  ２１……吐出液貯留室  ２２……吐出液供給室  ２３……貫通孔  ３０……振動フィルム  ３５……振動板  ４０、４１……支持部  ４０１……凹部  ４５……塗布膜  ４６……マスク  ５０……圧電素子  ５１……圧電体層  ５２……電極膜  ５３……凹部  ６０……ケースヘッド  ６１……吐出液供給路  ７０……リザーバー  ９……インクジェットプリンター  ９２……装置本体  ９２１……トレイ  ９２２……排紙口  ９３……ヘッドユニット  ９３１……インクカートリッジ  ９３２……キャリッジ  ９４……印刷装置  ９４１……キャリッジモーター  ９４２……往復動機構  ９４３……キャリッジガイド軸  ９４４……タイミングベルト  ９５……給紙装置  ９５１……給紙モーター  ９５２……給紙ローラー  ９５２ａ……従動ローラー  ９５２ｂ……駆動ローラー  ９６……制御部  ９７……操作パネル  Ｐ……記録用紙
【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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