インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法
【課題】インクチャンネルで生じる圧力波の残留振動を均一に抑制することができ、インクの吐出が安定するインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】インクジェットヘッドは、チャンネル溝４に隔てられるようにチャンネル壁１４が形成されたベース部材１と、カバー部材２とを備える。チャンネル壁１４とカバー部材２とが接合されている面の延長上に広がり、圧力波を減衰するための間隙部７を備える。少なくとも間隙部７に配置されている有機保護膜６を備える。間隙部７は、チャンネル壁１４が延びる方向にほぼ垂直な方向において、ベース部材１に配置された有機保護膜６の表面とカバー部材２に配置された有機保護膜６の表面との距離がほぼ一定になるように形成されている。
【解決手段】インクジェットヘッドは、チャンネル溝４に隔てられるようにチャンネル壁１４が形成されたベース部材１と、カバー部材２とを備える。チャンネル壁１４とカバー部材２とが接合されている面の延長上に広がり、圧力波を減衰するための間隙部７を備える。少なくとも間隙部７に配置されている有機保護膜６を備える。間隙部７は、チャンネル壁１４が延びる方向にほぼ垂直な方向において、ベース部材１に配置された有機保護膜６の表面とカバー部材２に配置された有機保護膜６の表面との距離がほぼ一定になるように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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およ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】
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を採用した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、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、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る。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。）をシェアモードで変形させることにより、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。
【０００５】
図１２および図１３に、特開２００６−８２３４２号公報に開示されているインクジェットヘッドを示す。このインクジェットヘッドは、チャンネル壁のシェアモード変形を利用したインクジェットヘッドである。
【０００６】
図１２は、インクジェットヘッドの概略分解斜視図である。このインクジェットヘッドは、複数のチャンネル溝４が形成されたベース部材１と、インク供給経路となる共通インク室３が形成されたカバー部材３２と、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）１０と、外部電極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。ベース部材１とカバー部材３２とを貼り合わせることで、インク流路１３が形成されている。
【０００７】
ベース部材１は、圧電材料で形成されている。ベース部材１は、ノズル板１６が接合される側の端部である前端部４１と、前端部４１と反対側の端部である後端部４２とを有する。ベース部材１は、チャンネル壁１４を有する。チャンネル壁１４は、チャンネル溝４に挟まれている。チャンネル壁１４の側面には、電極が形成されている。
【０００８】
チャンネル溝４は、ベース部材１の前端部４１から後端部４２に向けて、ある程度まで一定の深さで切削され作製されており、その後ダイシングブレードの形状に従って浅くなり、最終的には後端部４２の近傍で約１０μｍ程度の一定の深さになっている。
【０００９】
インクジェットヘッドの内部の表面全体には、チャンネル壁１４の側面に形成された電極をインクから絶縁および保護することを目的として図示しない有機保護膜が形成されている（図示せず）。
【００１０】
図１３に、図１２のおけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に関する矢視断面図を示す。共通インク室３は、それぞれのチャンネル壁１４同士の間のチャンネル溝４に連通している。外部から共通インク室３に供給されたインクは、共通インク室３に溜められてチャンネル溝４に随時インクを供給する。チャンネル溝４に流入したインクは、チャンネル壁１４のシェアモード変形によってノズル孔１７から吐出される。
【００１１】
図１２および図１３を参照して、共通インク室３はインクジェットヘッドの一方の側の側面から他方の側の側面まで貫通するように形成されている。インクジェットヘッドの側面において紙面左右に開口部を有する。一方の開口部がインク供給口であり、他方の開口部がインク排出口である。
【００１２】
インクの吐出に必要な圧力は、チャンネル壁１４の側面の電極５が形成されている領域のうち、主にチャンネル壁１４の頂面がカバー部材３２と接着固定されている領域Ａで発生する。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。
【００１３】
図１２および図１３を参照して、チャンネル壁は、領域Ｂにおいてもシェアモード変形が生じる。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３と連通している。領域Ｂでは、共通インク室３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。
【００１４】
インクジェットヘッドにおいて、チャンネル壁１４が変形すると、アクティブ領域である領域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、領域Ａからチャンネル溝４に沿って後端部４２の向きにも伝播する。
【００１５】
伝播した圧力波は、チャンネル壁１４に挟まれた空間と共通インク室３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。
【００１６】
特に、インクジェットヘッドの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が生じていた。または、インクの吐出が止まってしまうことが生じていた。したがって、残留振動が収まるまで次の吐出を待たなければならず、駆動周波数を上げることができずに印字速度を抑える必要があった。
【００１７】
図１４に、特開２００４−１３６６３４号公報に開示されているインクジェットヘッドの分解斜視図を示す。このインクジェットヘッドは、前述した特開２００６−８２３４２号公報におけるインクジェットヘッドと同様に、ベース部材１、カバー部材３３、電極５、ノズル板１６を備える。このインクジェットヘッドは、チャンネル溝４が一定の深さで前端部４１から後端部４２まで貫通されて形成されている。
【００１８】
チャンネル溝４の後端部４２の近傍には、導電性樹脂１８が配置されている。フレキシブルプリント基板１１は、導電性樹脂１８に対してＡＣＦ１０を介して接続されている。このインクジェットヘッドは、ベース部材１の後端部４２に配置されたマニホールド２９を備える。マニホールド２９は、各チャンネル溝４に対してインクを供給可能に形成されている。
【００１９】
カバー部材３３は、ベース部材１と対向する表面に形成された凹部４７，４８を有する。凹部４７は、共通インク室を構成する。凹部４８は、凹部４７に連通するように形成され、アクティブ領域である領域Ａの後端部４２の側に配置されている。凹部４８により、カバー部材３３とベース部材１との間に間隙部が形成されている。
【００２０】
領域Ｃは、間隙部が形成されている領域である。チャンネル壁１４のシェアモード変形による圧力波が共通インク室に向かうときに、領域Ｃの間隙部を通過する。圧力波は、間隙部において、インクの大きな粘性抵抗により減衰される。したがって、このインクジェットヘッドは、圧力波の残留振動を抑制することができる。
【００２１】
ここで、図１５および図１６を参照して、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について説明する。
【００２２】
図１５に、アクティブ領域におけるチャンネル壁の概略断面図を示す。図１５はシェアモード変形する前の状態を示す図である。図１６に、アクティブ領域においてチャンネル壁がシェアモード変形したときの概略断面図を示す。
【００２３】
図１５を参照して、中央の２つのチャンネル壁１４に注目する。中央の２つのチャンネル壁１４は、互いに立設する方向がほぼ平行である。チャンネル溝４の両側面に互いに対向するように配置された電極５同士は同電位である。圧電材料で形成されたベース部材１は、矢印６６，６７に示すようにチャンネル壁１４のほぼ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。
【００２４】
図１６は、中央２つのチャンネル壁を駆動させた例である。中央２つのチャンネル壁１４において、内側の２つの電極５と外側の２つの電極５との間で異なる電圧が印加されると、圧電材料の分極方向と直交する方向に電界が生じる。この電界により２つのチャンネル壁１４は、シェアモード変形する。変形の向きは、チャンネル壁１４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。
【００２５】
図１６においては、中央のチャンネル溝４の容積が小さくなるように変形している。中央のチャンネル溝４の位置に対応したノズル孔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１６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、チャンネル壁を逆の向きに変形するように駆動させることによりチャンネル溝４にインクを供給する。
【特許文献１】特開２００６−８２３４２号公報
【特許文献２】特開２００４−１３６６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
前述の通り、インクジェットの内部には、電極の絶縁等を形成するために、有機保護膜が被膜されている。有機保護膜の形成においては、たとえば、原料を蒸発させて、インクジェットヘッドの内部の表面に重合反応を伴いながら蒸着させることにより形成する。
【００２７】
上記の特開２００４−１３６６３４号公報に開示されている間隙部を有するインクジェットヘッドにおいて、ベース部材とカバー部材とを接着固定した後に有機保護膜を形成すると、間隙部の部分に形成される有機保護膜の膜厚が不均一になり、間隙部の高さが不均一になるという問題があった。
【００２８】
特に、上記の特開２００６−８２３４２号公報に開示されているように、インク供給口およびインク排出口を備える場合においては、有機保護膜を形成するときに、主にチャンネル溝よりも大きな開口部であるインク供給口およびインク排出口から有機保護膜の原料ガスが供給される。このときに、間隙部の部分において、有機保護膜の膜厚が不均一になってしまう場合があった。この結果、間隙部の高さが不均一になる場合があった。
【００２９】
間隙部の高さが不均一になると、それぞれのインクチャンネルに対する間隙部の高さが異なり、圧力波の残留振動を抑制する効果がインクチャンネル間で異なってしまっていた。すなわち、それぞれのインクチャンネルの吐出特性に差が生じるという問題があった。
【００３０】
本発明は、インクチャンネルで生じる圧力波の残留振動を均一に抑制することができ、インクの吐出が安定するインクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明に基づくインクジェットヘッドは、チャンネル溝に隔てられるようにチャンネル壁が形成されたベース部材を備える。上記チャンネル壁の頂面の少なくとも一部に接合されたカバー部材を備える。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。上記ベース部材と上記カバー部材とに囲まれる空間の少なくとも一部に配置されている有機保護膜を備える。上記間隙部は、上記カバー部材に配置された上記有機保護膜の表面および上記ベース部材に配置された上記有機保護膜の表面で挟まれる空間を含む。上記間隙部は、上記チャンネル壁が延びる方向にほぼ垂直な方向に沿って一方の端面から他方の端面に向かって延びるように形成されている。上記間隙部は、上記垂直な方向において、上記ベース部材に配置された上記有機保護膜の表面と上記カバー部材に配置された上記有機保護膜の表面との距離がほぼ一定である。
【００３２】
上記発明において好ましくは、上記チャンネル壁の側面に配置された電極を備える。上記チャンネル壁は、少なくとも一部が圧電材料で形成されている。上記電極は、上記圧電材料の領域の少なくとも一部を挟むように形成されている。
【００３３】
上記発明において好ましくは、上記間隙部の領域において、上記ベース部材の表面と上記カバー部材の表面との距離が、上記垂直な方向の中央部よりも両側の端部の方が大きくなるように形成されている。
【００３４】
上記発明において好ましくは、上記間隙部に連通するように形成されたインク室を備える。上記インク室は、上記垂直な方向に沿って一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成されている。
【００３５】
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凹部と上記チャンネル壁の頂面とで挟まれる空間に配置されている。
【００３６】
上記発明において好ましくは、上記間隙部は、上記チャンネル壁の頂面に形成された凹部と上記カバー部材の表面とで挟まれる空間に配置されている。
【００３７】
上記発明において好ましくは、上記有機保護膜は、厚みが３μｍ以上１５μｍ以下で形成されている。上記垂直な方向の最も端に配置された上記チャンネル溝のうち、一方の上記チャンネル溝と他方の上記チャンネル溝との距離が３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下になるように形成されている。
【００３８】
上記発明において好ましくは、上記有機保護膜は、ポリパラキシリレンまたはポリパラキシリレンの誘導体のうち、少なくとも一方を含む。
【００３９】
本発明に基づくインクジェットヘッドの製造方法は、チャンネル溝に隔てられるチャンネル壁を含むベース部材を形成するベース部材形成工程を含む。カバー部材を形成するカバー部材形成工程を含む。上記チャンネル壁の頂面の少なくとも一部に上記カバー部材が接合されるように、上記ベース部材と上記カバー部材とを接合する工程を含む。上記ベース部材および上記カバー部材の内部の表面に有機保護膜を形成する工程を含む。上記ベース部材形成工程は、一の方向に延びるように上記チャンネル溝を形成する工程を含む。上記ベース部材形成工程および上記カバー部材形成工程のうち少なくとも一方の工程は、圧力波を減衰するための間隙部を構成する凹部を形成する凹部形成工程を含む。上記凹部形成工程は、上記有機保護膜が厚くなる領域において深くなるように、深さが変化する凹部を形成する工程を含む。
【００４０】
上記発明において好ましくは、上記カバー部材形成工程は、上記垂直な方向に沿って一の端面から他の端面まで貫通するようにインク室を構成する凹部を形成するインク室形成工程を含む。上記凹部形成工程は、上記垂直な方向の中央部よりも両側の端部の方が深くなるように上記間隙部を構成する凹部を形成する工程を含む。
【００４１】
上記発明において好ましくは、上記凹部形成工程は、ダイシングブレードを用いて上記間隙部を構成する凹部を形成する工程を含む。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、インクチャンネルで生じる圧力波の残留振動を均一に抑制することができ、インクの吐出が安定するインクジェットヘッドおよび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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
（実施の形態１）
図１から図８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およびインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
【００４４】
図１に、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの概略分解斜視図を示す。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を備える。ベース部材１は、圧電材料で形成されている。ベース部材１は、複数のチャンネル溝４を有する。チャンネル溝４により、それぞれのインクチャンネルが形成されている。ベース部材１は、複数のチャンネル壁１４を有する。チャンネル壁１４は、チャンネル溝４に隔てられるように形成されている。ベース部材１は、ノズル板１６が接合される側の端部である前端部４１と、前端部４１と反対側の端部である後端部４２とを有する。
【００４５】
チャンネル壁１４の側面には、チャンネル壁１４の内部に電界を発生させるための電極が配置されている。本実施の形態におけるチャンネル溝４は、ベース部材１の前端部４１から後端部４２に向けて一定の深さで切削され、後端部４２の近傍において浅く切削されることにより形成されている。ベース部材１の後端部４２の近傍には、電極引き出し部３５が形成されている。チャンネル壁１４の側面に形成されている電極は、電極引き出し部３５に電気的に接続されている。
【００４６】
外部電極が形成されたフレキシブルプリント基板１１は、ＡＣＦ１０を介して電極引き出し部３５に電気的に接続されている。ＡＣＦ１０の特性により、インクチャンネルごとに電気的な独立は保たれ、それぞれのチャンネル溝４における電極が同電位になる。
【００４７】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、カバー部材２を備える。カバー部材２は、インク供給経路となる共通インク室３を構成する凹部４４を有する。カバー部材２は、圧力波の残留振動を抑制するための間隙部を構成する凹部４５を有する。凹部４４および凹部４５は、カバー部材２の表面のうち、ベース部材１と対向する表面に形成されている。ベース部材１とカバー部材２とを貼り合わせることでインク流路１３が形成されている。
【００４８】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、ノズル孔１７を有するノズル板１６を備える。ノズル孔１７は、ノズル板１６を貫通している。ノズル孔１７は、チャンネル溝４の位置に対応するように形成されている。
【００４９】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、内部の表面に配置された有機保護膜を備える。本実施の形態においては、インクジェットヘッドの内部の表面全体および外側の表面の一部に有機保護膜が配置されている。有機保護膜は、電極をインクから絶縁または保護する機能を有する。
【００５０】
図２に、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの概略断面図を示す。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図である。図２は、インクジェットヘッドをチャンネル溝の幅の中心線においてチャンネル溝の長手方向に沿って切断したときの概略断面図である。
【００５１】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、インク室としての共通インク室３を有する。共通インク室３は、カバー部材２に形成された凹部４４およびベース部材１の頂面に挟まれる空間により構成されている。共通インク室３は、それぞれのチャンネル溝４に連通している。本実施の形態における電極５は、チャンネル壁１４の高さ方向全体にわたって形成されている。
【００５２】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、間隙部７を有する。間隙部７は、カバー部材２に形成された凹部４５およびベース部材１の頂面に挟まれる空間により構成されている。間隙部７は、チャンネル壁１４とカバー部材２とが接合されている面の延長上に広がるように形成されている。間隙部７は、平面的に広がるように形成されている。間隙部７は、それぞれのチャンネル溝４に連通している。間隙部７は、共通インク室３に連通している。
【００５３】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、チャンネル壁１４の頂面とカバー部材２とが接合されたアクティブ領域である領域Ａを有する。インクジェットヘッドは、共通インク室３を含む領域である領域Ｃを有する。インクジェットヘッドは、間隙部７の領域である領域Ｃを有する。
【００５４】
インクの吐出に必要な圧力は、チャンネル壁１４の側面に電極５が形成されている領域のうち、主にチャンネル壁１４の頂面がカバー部材３２と接合されている領域Ａで発生する。領域Ａにおいて、与えられた電気信号に応じて主にインク吐出のための加圧を行なったり、主にインクをインク流路に供給するための減圧を行なったりする。
【００５５】
チャンネル壁１４は、領域Ｂにおいても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３と連通しており、加圧されても共通インク室３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。
【００５６】
図３に、本実施の形態におけるインクジェットヘッド全体の概略斜視図を示す。図３においてはノズル板の記載を省略している。本実施の形態における共通インク室３は、チャンネル壁が延びる方向に垂直な方向において、一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成されている。すなわち、カバー部材２に形成された凹部４４は、インクジェットヘッドの幅方向において一方の端面から他方の端面まで形成されている。
【００５７】
凹部４４により、インクジェットヘッドの幅方向の一方の端面には、インク供給口８が形成されている。インクジェットヘッドの幅方向の他方の端面には、インク排出口９が形成されている。
【００５８】
本実施の形態における間隙部７は、チャンネル壁が延びる方向に垂直な方向において、一方の端面から他方の端面まで延びるように形成されている。本実施の形態においては、間隙部７は、一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成されている。カバー部材２に形成された凹部４５は、インクジェットヘッドの幅方向において一方の端面から他方の端面まで形成されている。
【００５９】
図１から図３を参照して、インクは、インク供給口８から共通インク室３に供給される。共通インク室３に供給されたインクは、共通インク室３に溜められてチャンネル溝４に随時インクを供給する。チャンネル溝４に流入したインクはチャンネル壁１４のシェアモード変形によって、矢印６１に示す向きに押圧される。インクは、ノズル孔１７から吐出される。
【００６０】
インクが吐出されるのと同時に、インク流路１３のアクティブ領域である領域Ａ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７を経由して共通インク室３の方向に進行していく波と、チャンネル壁１４に挟まれた空間と間隙部７との界面で反射する波と、チャンネル壁１４に挟まれた空間と共通インク室３との界面で反射する波とに分かれる。
【００６１】
本実施の形態においては、大部分の圧力波が間隙部７を通過して共通インク室３に向かう。チャンネル壁１４に挟まれた空間と共通インク室３との界面、またはチャンネル壁１４で挟まれた空間と間隙部７との界面で反射して領域Ａに戻る圧力波は少ない。圧力波は間隙部７を通過する際にインクの大きな粘性抵抗により減衰しながら共通インク室３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になる。
【００６２】
また、共通インク室３に連通するようにインク排出口９が形成されることにより、一定量のインクをインク排出口から排出することができ、混入した気泡を排出することができる。気泡の混入によるインクの不吐出状態が生じたときには、混入した気泡を排出して、吐出状態への回復動作を行なうことができる。
【００６３】
本実施の形態における有機保護膜は、間隙部７を構成する凹部４５の表面とチャンネル壁１４の頂面とを含むインクジェットヘッドの全ての内面に形成されている。本発明においては、チャンネル壁１４の頂面と凹部４５の表面との距離を「有機保護膜なしでの間隙部の高さ」といい、チャンネル壁１４の頂面に配置された有機保護膜６の表面と凹部４５の表面に配置された有機保護膜６の表面との距離を「実質的な間隙部の高さ」という。
【００６４】
図４に、本実施の形態における間隙部の部分の概略断面図を示す。図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線に関する矢視断面図である。図４は、チャンネル壁が延びる方向に垂直な方向に切断したときの概略断面図である。
【００６５】
ベース部材１の表面には有機保護膜６が配置されている。有機保護膜６は、電極５全体を覆うように形成されている。カバー部材２の表面には、有機保護膜６が配置されている。
【００６６】
ベース部材１は、間隙部７の領域において、カバー部材２と対向する表面１ａが、平面状に形成されている。ベース部材１は、チャンネル壁１４の頂面を含む面が平面状に形成されている。カバー部材２は、間隙部７の領域において、ベース部材１と対向する表面２ａが曲面状に形成されている。すなわち、凹部４５の底面が、曲面状に形成されている。
【００６７】
凹部４５は、チャンネル壁１４の頂面と凹部４５の表面との距離が、チャンネル壁１４が延びる方向に垂直な方向の中央部４５ａよりも両側の端部４５ｂの方が大きくなるように形成されている。有機保護膜なしでの間隙部の高さは、インクジェットヘッドの幅方向の中央部よりも両側の端部の方が大きくなるように形成されている。本実施の形態においては、凹部４５の中央部４５ａよりも両側の端部４５ｂの方が有機保護膜なしでの間隙部の高さが連続的に高くなるように形成されている。凹部４５は、両側の端部４５ｂが中央部４５ａよりも深くなるように形成されている。
【００６８】
有機保護膜６は、カバー部材２の間隙部７の領域において、凹部４５の中央部４５ａよりも両側の端部４５ｂの方が厚くなっている。また、ベース部材１の間隙部７の領域においても、有機保護膜６は、中央部よりも両側の端部の方が厚くなっている。本実施の形態においては、間隙部７において、ベース部材１に配置された有機保護膜６の表面と、カバー部材２に配置された有機保護膜６の表面との距離が、インクジェットヘッドの幅方向においてほぼ一定になるように形成されている。チャンネル壁１４が延びる方向に垂直な方向において、チャンネル壁１４の頂面に配置された有機保護膜６の表面と、カバー部材２の凹部４５の底面に配置された有機保護膜６の表面との距離が、ほぼ一定になるように形成されている。実質的な間隙部の高さは、インクジェットヘッドの幅方向にわたってほぼ一定になっている。
【００６９】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、幅方向において間隙部７の高さがほぼ一定であるために、インクジェットヘッドの幅方向にわたって、圧力波の残留振動を減衰する効果をほぼ均一にすることができる。この結果、それぞれのインクチャンネルの吐出特性を均一にすることができる。また、インクの吐出が安定するインクジェットヘッドを提供することができる。
【００７０】
図５に、本実施の形態における比較例としてのインクジェットヘッドの概略斜視図を示す。図６に、本実施の形態における比較例としてのインクジェットヘッドの概略断面図を示す。図６は、間隙部の部分の概略断面図である。図５においては、簡略化のために、ノズル板、フレキシブルプリント基板等の記載を省略している。
【００７１】
図５を参照して、比較例としてのインクジェットヘッドは、カバー部材３０を備える。カバー部材３０は、共通インク室３を構成するための凹部４４を含む。カバー部材３０は、間隙部を構成するための凹部４６を有する。
【００７２】
図６を参照して、比較例としてのインクジェットヘッドは、間隙部７において、カバー部材３０のベース部材１に対向する表面３０ａが、平面状に形成されている。すなわち、カバー部材３０の凹部４６の底面が平面状に形成されている。有機保護膜なしでの間隙部の高さは、凹部４６の中央部４６ａと両側の端部４６ｂにおいて、ほぼ同じなるように形成されている。
【００７３】
ベース部材１の表面およびカバー部材３０の表面には、有機保護膜６が配置されている。有機保護膜６は、カバー部材３０において、凹部４６の中央部４６ａの厚みよりも両側の端部４６ｂにおける厚みの方が厚くなっている。また、ベース部材１の間隙部７の領域において、有機保護膜６は、中央部よりも両側の端部の方が厚くなっている。すなわち、有機保護膜６は、インクジェットヘッドの幅方向において、厚みが不均一になっている。このため、実質的な間隙部の高さは、凹部４６の中央部４６ａにおいて高くなり、両側の端部４６ｂにおいて低くなっている。
【００７４】
比較例としてのインクジェットヘッドにおいては、間隙部において、実質的な間隙部の高さが、それぞれのチャンネルによって異なるため、それぞれのチャンネル間において、残留振動の抑制効果が異なっていた。このため、たとえば、インクジェットヘッドを高周波で駆動するときの吐出特性がチャンネル間でばらつく場合があるという問題があった。
【００７５】
図５を参照して、比較例のインクジェットヘッドにおいて有機保護膜を形成するときには、矢印６５に示すように、インクジェットヘッドのチャンネル溝４の開口から、原料となるモノマーガスが導入される。または、矢印６６に示すように、インクジェットヘッドの側面に形成されたインク供給口８およびインク排出口９から、原料となるモノマーガスが導入される。
【００７６】
インク供給口８およびインク排出口９は、チャンネル溝４と比べて大きな開口面積を有するために、原料となるモノマーガスは、大部分がインク供給口８およびインク排出口９から導入される。原料ガスは、インクジェットヘッドの側方から中央に向かって導入される。モノマーガスが順次ポリマー化されることにより、インクジェットヘッドの側方から中央に向かって有機保護膜が形成される。
【００７７】
有機保護膜は、インクジェットヘッドの側面から中央に向かって形成される。このため、インクジェットヘッドの幅方向において、インク供給口およびインク排出口の近傍では、有機保護膜が厚くなり、中央部に向かうにつれて薄くなる。このように、有機保護膜の膜厚勾配が生じる。
【００７８】
共通インク室においては、その空間が大きいために、膜厚勾配の実質的な影響は小さい。一方で、間隙部においては、たとえば高さが数十μｍである。このような圧力波の残留振動を減衰するための間隙部においては、有機保護膜の膜厚分布は、実質的な影響を与える。間隙部は、数μｍ程度の有機保護膜の膜厚分布により吐出性能に影響を与える場合がある。しかし、本実施の形態においては、上述の通り、有機保護膜の間隙部における膜厚勾配に対応して、間隙部となる凹部の深さを調整することにより、実質的な間隙部の高さをチャンネル間でほぼ一定にすることができる。この結果、吐出性能が安定するインクジェットヘッドを提供することができる。たとえば、高周波で駆動したときにおいても、安定した吐出性能を発揮することができる。
【００７９】
本実施の形態における有機保護膜は、ポリパラキシリレンを含む。有機保護膜が、ポリパラキシリレンまたはその誘導体を含むことにより、被覆効率を高くすることができ、また、被覆制御を容易に行なうことができる。したがって、有機保護膜の膜厚勾配を予め考慮することができ、凹部の深さの勾配を容易に設計することができる。さらに、ポリパラキシリレンまたはその誘導体は、耐薬品性に優れているため、使用するインクの適用範囲を広げることができる。
【００８０】
有機保護膜としては、薄すぎるとピンホールが発生しやすくなったり、対薬品性や絶縁性の信頼性が低下したりする。このため、有機保護膜は、厚みが３μｍ以上であることが好ましい。また、厚すぎると成膜に時間がかかってしまったり、材料費が高価になったりする。このため、有機保護膜は、厚みが１５μｍ以下であることが好ましい。
【００８１】
次に、本実施の形態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。図１および図２を参照して、まず、ベース部材１を形成するベース部材形成工程を行なう。本実施の形態においては、厚み方向に分極されたＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）基板同士を貼り合わせる。基板同士を貼り合せることにより、後に形成するチャンネル壁１４の高さ方向のほぼ中央で分極方向を相反させることができる。本実施の形態においては、約０．９ｍｍの厚みを有するベース部材１を形成する。
【００８２】
次に、ベース部材１にダイシング加工により複数の平行な等間隔の溝を形成する。これらの溝は、それぞれが一の方向に延びるチャンネル溝４になる。チャンネル溝４を形成することにより、該一の方向に延びるチャンネル壁１４が形成される。チャンネル壁１４は、チャンネル溝４に隔てられている。
【００８３】
本実施の形態においては、円板形状のダイシングブレードを用いて、チャンネル溝４を形成する。チャンネル溝４は、ベース部材１の前端部４１から後端部４２に向けて、ダイシングブレードを移動させることにより形成している。本実施の形態においては、厚さ７０μｍのダイシングブレードを用い、ダイシング装置ＤＡＤ５６２（株式会社ディスコ社製）を使用して研削加工を行なった。
【００８４】
次に、チャンネル溝４の内壁に蒸着法、スパッタリング法またはめっき法などにより、チャンネル壁１４をシェアモード変形させるための電極５を形成する。電極５の材料としては、アルミニウムや銅などが好ましい。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、銅をスパッタリング法により成膜することにより電極５を形成した。
【００８５】
上記の方法により電極５を形成すると、チャンネル壁１４の頂面などの、チャンネル溝４の内壁以外の部分にも電極５が形成される。互いに隣り合うチャンネル溝４の電極５同士が導通した状態となる。このため、次に、それぞれのチャンネル溝４の電極５同士を電気的に分離するために、ベース部材１の頂面を研削加工して、各チャンネル壁１４の頂面等に成膜された電極５を除去する。本実施の形態においては、成膜された電極５の一部をダイシングブレードによって研削することにより除去した。
【００８６】
次に、カバー部材を形成するカバー部材形成工程を行なう。カバー部材２は、ベース部材１と一体化されるため、ベース部材１の熱膨張率とほぼ同じかまたは近接している熱膨張率を有する材料が好ましい。また、カバー部材２の厚みは、共通インク室３などを形成する加工を行なっても十分な強度を有する厚みが好ましい。本実施の形態においては、カバー部材２の厚みを２ｍｍとした。
【００８７】
カバー部材２に、共通インク室３を構成する凹部４４を形成する。さらに、カバー部材２に、間隙部７を構成する凹部４５を形成する凹部形成工程を行なう。本実施の形態においては、ベース部材１の加工と同様にダイシングブレードによる研削にて凹部４４，４５を形成する。
【００８８】
図７に、間隙部を構成する凹部を形成する凹部形成工程の概略斜視図を示す。本実施の形態においては、共通インク室３を構成する凹部４４を、カバー部材２の一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成する。
【００８９】
間隙部を構成する凹部４５の形成においては、矢印６２，６３，６４に示す向きに、順にダイシングブレード１５を移動することにより研削を行なう。本実施の形態における凹部形成工程は、凹部４５の底面が曲面状になるように研削を行なっている。チャンネル壁が延びる方向に垂直な方向において、有機保護膜なしでの間隙部の高さが中央部よりも両側の端部の方が高くなるように凹部４５を形成している。すなわち、中央部４５ａよりも端部４５ｂの方が深くなるように凹部４５を形成している。
【００９０】
このように、本実施の形態においては、間隙部において、有機保護膜が厚くなる領域において深くなるように、深さが変化する凹部４５を形成している。また、有機保護膜の厚みに対応して深さが変化する凹部４５を形成する。
【００９１】
間隙部を構成する凹部を形成する凹部形成工程においては、この方法に限られず、多段階のチョッパー加工により階段状に凹部の深さを変化させても構わない。さらに、間隙部を構成する凹部の形成方法は、ダイシングによる研削に限られず、任意の形成方法を採用することができる。たとえば、エッチング法やサンドブラスト法などを採用することができる。本実施の形態においては凹部の深さを連続的に変化させている。このため、深さ方向の加工性や製作費用などの観点からダイシングによる研削方法が好ましい。
【００９２】
図１および図２を参照して、次に、ベース部材１とカバー部材２とを接合する。チャンネル壁１４の頂面の少なくとも一部にカバー部材２が接合されるように、ベース部材１とカバー部材２とを接合する。ベース部材１とカバー部材２とを接合することにより、インク流路１３が形成される。本実施の形態におけるベース部材１とカバー部材２との接着には、エポキシ系の接着剤を用いている。
【００９３】
次に、電極引き出し部３５に対して、ＡＣＦ１０を挟んでフレキシブルプリント基板１１を加熱および加圧することによって電気的に接続する。これにより、電極５に外部から電圧を印加して、インクジェットヘッドを駆動することが可能となる。本実施の形態においてはＡＣＦとして、ＣＰ９７４２ＫＳ（ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社製）を用いた。また、１５０℃の温度および１２０Ｎの押圧力で、７０ｓｅｃ間押圧することによりフレキシブルプリント基板１１を圧着した。
【００９４】
次に、インクジェットヘッド内部に対して有機保護膜を形成する有機保護膜形成工程を行なう。有機保護膜６は、インクジェットヘッド内部およびフレキシブルプリント基板１１などの露出している全ての部分に成膜されるため、成膜が不要な部分のマスキングを行なった。たとえば、成膜が不要な部分であるフレキシブルプリント基板１１の配線部にはマスキングテープ等でマスクを行なった。
【００９５】
有機保護膜としては耐薬品性やインクジェットヘッド内部への蒸着性の良さなどからポリパラキシリレンまたはその誘導体が好ましい。本実施の形態においては、ダイマーであるジクロロジパラキシリレンを材料として、下記の化１に示すポリモノクロロパラキシリレンを成膜した。
【００９６】
【化１】
【００９７】
有機保護膜の材料としては、この形態に限られず、ダイマーの各種誘導体を用いても構わない。たとえば、ダイマーであるジパラキシリレン（下記の化２参照）を材料としたポリパラキシリレン（下記の化３参照）や、他の誘導体を用いたポリパラキシリレン膜の一種としてのポリジクロロパラキシリレン（下記の化４参照）、または、有機保護膜は、その他の下記に示す化５や化６の物質などを含んでいても構わない。
【００９８】
【化２】
【００９９】
【化３】
【０１００】
【化４】
【０１０１】
【化５】
【０１０２】
【化６】
【０１０３】
図８に、本実施の形態における成膜装置の模式図を示す。成膜装置は、気化加熱ヒータ１９が配置された気化室２０を備える。また、熱分解加熱ヒータ２１が配置された熱分解炉２２を備える。また、試料ホルダーが内部に配置された成膜チャンバー２３を備える。さらに、未反応のモノマーガスを回収するために液体窒素２４で冷却されたコールドトラップ２５を備える。また、真空排気を行なうためのロータリーポンプ２６を備える。
【０１０４】
成膜においては、まず、気化室２０に原料となるダイマーを配置する。次に、ロータリーポンプ２６を駆動してほぼ２０ｍＴｏｒｒ（２．６６Ｐａ）以下の真空度まで排気する。熱分解炉２２に配置された熱分解加熱ヒータ２１に通電して、約７００℃まで昇温させる。
【０１０５】
また、成膜中に成膜には寄与しなかったモノマーガスを排気せずに回収するため、または、バックグラウンド真空度を良くするためにコールドトラップ２５に液体窒素２４を投入して、成膜の準備を行なう。
【０１０６】
次いで、気化加熱ヒータ１９に通電して気化室２０を１１０℃から１６０℃までステップ的に温度を変化させながら、材料を気化させてダイマーガスの状態にする。このとき、熱分解炉２２まで拡散して流れたダイマーガスは、熱分解および熱励起されてモノマーガスが形成される（化７および化８参照）。形成されたモノマーガスは、さらに成膜チャンバー２３まで拡散して、インクジェットヘッド本体の表面に衝突して吸着および重合反応を起こすことにより有機保護膜が形成される。このように有機保護膜が蒸着される。
【０１０７】
【化７】
【０１０８】
【化８】
【０１０９】
本実施の形態においてはポリモノクロロパラキシリレン膜を前端部４１の表面において７μｍの厚みで成膜した。
【０１１０】
間隙部を構成する凹部においては、主にインク供給口およびインク排出口からモノマーガスが侵入するため、凹部の中央部の厚みよりも両側の端部の厚みが厚くなる。しかし、凹部形成工程において、凹部の中央部よりも両側の端部の方が深くなるように凹部を形成しているために、インクジェットヘッドの幅方向において間隙部の高さがほぼ一定のインクジェットヘッドを製造することができる。
【０１１１】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、間隙部においてインクジェットヘッドの幅方向に高さの不均一が生じることが抑制されている。次に、インクジェットヘッドの幅の大きさを変化させたときの有機保護膜の膜厚勾配に関する試験を行なった。
【０１１２】
試験に用いたインクジェットヘッドは、インク供給口およびインク排出口の開口部の面積は共に約２．８ｍｍ2、１個のチャンネル溝における開口部の面積（チャンネル溝における流路断面積）は約０．０２ｍｍ2、チャンネル溝同士の間隔（ピッチ）は１７０μｍである。また、間隙部におけるベース部材の表面とカバー部材の表面との距離（有機保護膜なしでの間隙部の高さ）は４０μｍである。
【０１１３】
インクジェットヘッドの幅方向において、複数のチャンネル溝のうち両端に形成されているチャンネル溝同士の距離が異なるインクジェットヘッドを複数製造して、有機保護膜の膜厚を計測する試験を行なった。両端部のチャンネル溝同士の距離は、それぞれのチャンネル溝の幅の中心同士の距離を計測している。
【０１１４】
試験においては、間隙部におけるベース部材の頂面およびカバー部材の凹部の底面が平面状である従来の技術のインクジェットヘッドを製造して試験を行なった。有機保護膜を蒸着により成膜した後に、間隙部におけるインクジェットヘッドの幅方向の端部の有機保護膜の厚みと、中央部における有機保護膜の厚みとを測定した。試験結果を表１に示す。
【０１１５】
【表１】
【０１１６】
両側の端部のチャンネル溝同士の距離が大きくなるほど、中央部の有機保護膜の膜厚が薄くなり、膜厚勾配が大きくなることが分かる。有機保護膜の端部と中央部との膜厚差がほぼ１μｍ以下の場合、実質的に吐出特性に与える影響が小さいことが確認できている。試験結果より、両側の端部のチャンネル溝同士の距離が１５ｍｍ以下の場合は、実質的に吐出特性に与える影響が小さいことが分かる。両側の端部のチャンネル溝同士の距離が３０ｍｍ以上の場合には、膜厚勾配が大きくなって吐出特性に影響を与える。このため、両側の端部のチャンネル溝同士の距離が３０ｍｍ以上の場合には、本発明の効果が顕著になる。
【０１１７】
両側の端部のチャンネル溝同士の距離が２００ｍｍの場合においては、端部において有機保護膜の許容最大膜厚である１５μｍの厚みで成膜しても、間隙部の中央部においては、膜厚が２．５μｍであった。有機保護膜としては、前述の通り耐薬品性および絶縁性などの観点から、厚みが３μｍ以上であることが好ましい。両側の端部のチャンネル溝同士の距離が１５０ｍｍ以下の時には、中央部における厚みが３μｍ以上を確保している。したがって、両側の端部のチャンネル溝同士の距離は、１５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１１８】
本実施の形態においては、カバー部材の表面に圧力波を減衰するための凹部を形成したが、この形態に限られず、ベース部材に凹部を形成しても構わない。または、ベース部材およびカバー部材の両方の部材に凹部を形成しても構わない。
【０１１９】
本実施の形態においては、それぞれのチャンネル壁の少なくとも一部が圧電材料で形成されたインクジェットヘッドについて説明したが、この形態に限られず、複数のチャンネル溝を有するインクジェットヘッドに本発明を適用することができる。
【０１２０】
本実施の形態における間隙部は、インクジェットヘッドの一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成されているが、この形態に限られず、間隙部は貫通していなくてもよい。
【０１２１】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、インク供給口およびインク排出口を有しているが、この形態に限られず、インク排出口を有しないインクジェットヘッドにも本発明を適用することができる。この場合においては、間隙部を構成する凹部は、有機保護膜なしでの間隙部の高さが、インク供給口の近傍で高く、インク供給口から離れるに従って低くなるように形成されていることが好ましい。
【０１２２】
（実施の形態２）
図９から図１１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および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インクジェットヘッドは、間隙部の構成が実施の形態１と異なる。
【０１２３】
図９は、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの概略分解斜視図である。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３１を備える。本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、カバー部材３２を備える。本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、間隙部を構成する凹部４７がベース部材１に形成されている。
【０１２４】
ベース部材３１は、複数のチャンネル溝４を有する。ベース部材３１は、複数のチャンネル溝４同士の間にチャンネル壁１４を有する。カバー部材３２は、インクを供給するための共通インク室３を有する。ベース部材１は、チャンネル壁１４の頂面に凹部４７を有する。
【０１２５】
図１０に、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの概略断面図を示す。図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線に関する矢視断面図である。
【０１２６】
アクティブ領域である領域Ａは、ベース部材３１のチャンネル壁１４の頂面と、カバー部材３２とが接合される領域である。領域Ｃは、それぞれのチャンネル流路において生じる圧力波の残留振動を抑制するための間隙部７が形成されている領域である。領域Ｂは、共通インク室３が形成されている領域である。
【０１２７】
凹部４７は、チャンネル壁１４の頂面に形成されている。間隙部７は、凹部４７の表面とカバー部材３２とで挟まれる空間に形成されている。間隙部７は、チャンネル壁１４とカバー部材３２とが接合されている面の延長上に平面的に広がるように形成されている。本実施の形態における凹部４７は、共通インク室３が形成されている領域Ｂまで延びるように形成されている。間隙部７は、共通インク室３と連通している。間隙部７は、チャンネル溝４と連通している。
【０１２８】
図１１に、本実施の形態におけるインクジェットヘッドを、幅方向に切断したときの概略断面図を示す。図１１は、図９におけるＸＩ−ＸＩ線に関する矢視断面図である。図１１は、間隙部の部分の概略断面図である。
【０１２９】
ベース部材３１に形成された凹部４７は、インクジェットヘッドの幅方向において、チャンネル壁１４の頂面が曲面状になるように形成されている。凹部４７は、チャンネル壁１４が延びる方向と垂直な方向において、中央部４７ａおよび両側の端部４７ｂを有する。
【０１３０】
凹部４７は、チャンネル壁１４の頂面とカバー部材３２の表面との距離が、中央部４７ａよりも端部４７ｂの方が大きくなるように形成されている。有機保護膜なしでの間隙部の高さは、インクジェットヘッドの幅方向において、中央部よりも端部の方が高くなっている。カバー部材３２のベース部材３１に向かう側の表面３２ａは平面状である。
【０１３１】
有機保護膜６は、ベース部材３１の表面およびカバー部材３２の表面に沿って形成されている。有機保護膜６は、膜厚が中央部４７ａの部分よりも端部４７ｂの部分の方が厚くなっている。ベース部材３１に配置されている有機保護膜６の表面と、カバー部材３２に配置されている有機保護膜６の表面との距離は、インクジェットヘッドの幅方向において、ほぼ一定になっている。すなわち、間隙部７の高さは、ほぼ一定になっている。
【０１３２】
図９から図１１を参照して、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの製造方法においては、ベース部材を形成するベース部材形成工程を含む。ベース部材形成工程は、チャンネル壁とカバー部材との間に、圧力波を減衰するための間隙部を構成する凹部を形成する凹部形成工程を含む。本実施の形態においては、チャンネル壁１４の頂面に、凹部を形成する。本実施の形態における凹部形成工程は、チャンネル壁１４が延びる方向に垂直な方向において、中央部よりも両側の端部の方が深くなるように凹部を形成する工程を含む。本実施の形態においては、図１１に示すように、断面形状において凹部４７の底面がほぼ山型になるように形成している。
【０１３３】
ベース部材とカバー部材とが完成したら、ベース部材３１とカバー部材３２とを互いに固定する。この後に、インクジェットヘッドの内部全体において有機保護膜を形成する有機保護膜形成工程を行なう。本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、幅方向に延びる共通インク室に連通するインク供給口およびインク排出口を有する。インク供給口およびインク排出口から主に原料ガスが導入されることにより、インクジェットヘッドの内部に成膜が行なわれる。
【０１３４】
有機保護膜形成工程において、図１１に示すようにベース部材３１の凹部４７が曲面状に形成されているため、有機保護膜６の成膜に不均一が生じても、間隙部７の高さをほぼ一定にすることができる。本実施の形態においては、インクジェットヘッドの幅方向の端部において有機保護膜６が厚く形成され、中央部において有機保護膜６が薄く形成されるが、このような成膜であっても、間隙部７の高さを幅方向においてほぼ一定にすることができる。この結果、インクジェットヘッドのインク吐出特性を、それぞれのインクチャンネル間でほぼ均一にすることができる。
【０１３５】
その他の構成、作用、効果および製造方法については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。
【０１３６】
上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。また、上述の説明において、前、後などの記載は、絶対的な向きを示すものではなく、それぞれの位置関係を相対的に示すものである。
【０１３７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】実施の形態１におけるインクジェットヘッドの一部を破断した概略分解斜視図である。
【図２】実施の形態１におけるインクジェットヘッドの第１の概略断面図である。
【図３】実施の形態１におけるインクジェットヘッドの全体の概略斜視図である。
【図４】実施の形態１におけるインクジェットヘッドの第２の概略断面図である。
【図５】実施の形態１における比較例のインクジェットヘッドの全体の概略斜視図である。
【図６】実施の形態１における比較例のインクジェットヘッドの概略断面図である。
【図７】実施の形態１におけるインクジェットヘッドの製造方法を説明する概略斜視図である。
【図８】実施の形態１における成膜装置の概略図である。
【図９】実施の形態２におけるインクジェットヘッドの一部を破断した概略分解斜視図である。
【図１０】実施の形態２におけるインクジェットヘッドの第１の概略断面図である。
【図１１】実施の形態２におけるインクジェットヘッドの第２の概略断面図である。
【図１２】従来の技術に基づく第１のインクジェットヘッドの一部を破断した概略分解斜視図である。
【図１３】従来の技術に基づく第１のインクジェットヘッドの概略断面図である。
【図１４】従来の技術に基づく第２のインクジェットヘッドの一部を破断した概略分解斜視図である。
【図１５】インクジェットヘッドのシェアモード変形を説明する第１の概略断面図である。
【図１６】インクジェットヘッドのシェアモード変形を説明する第２の概略断面図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１，３１ ベース部材、１ａ，２ａ 表面、２，３０，３２，３３ カバー部材、３ 共通インク室、４ チャンネル溝、５ 電極、６ 有機保護膜、７ 間隙部、８ インク供給口、９ インク排出口、１０ ＡＣＦ（異方性導電フィルム）、１１ フレキシブルプリント基板、１３ インク流路、１４ チャンネル壁、１５ ダイシングブレード、１６ ノズル板、１７ ノズル孔、１８ 導電性樹脂、１９ 気化加熱ヒータ、２０ 気化室、２１ 熱分解加熱ヒータ、２２ 熱分解炉、２３ 成膜チャンバー、２４ 液体窒素、２５ コールドトラップ、２６ ロータリーポンプ、２９ マニホールド、３０ａ，３２ａ 表面、３５ 電極引き出し部、４１ 前端部、４２ 後端部、４４〜４８ 凹部、４５ａ，４６ａ，４７ａ 中央部、４５ｂ，４６ｂ，４７ｂ 端部、６１〜６７ 矢印。
【技術分野】
【０００１】
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およ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】
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を採用した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、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、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る。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。）をシェアモードで変形させることにより、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。
【０００５】
図１２および図１３に、特開２００６−８２３４２号公報に開示されているインクジェットヘッドを示す。このインクジェットヘッドは、チャンネル壁のシェアモード変形を利用したインクジェットヘッドである。
【０００６】
図１２は、インクジェットヘッドの概略分解斜視図である。このインクジェットヘッドは、複数のチャンネル溝４が形成されたベース部材１と、インク供給経路となる共通インク室３が形成されたカバー部材３２と、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）１０と、外部電極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。ベース部材１とカバー部材３２とを貼り合わせることで、インク流路１３が形成されている。
【０００７】
ベース部材１は、圧電材料で形成されている。ベース部材１は、ノズル板１６が接合される側の端部である前端部４１と、前端部４１と反対側の端部である後端部４２とを有する。ベース部材１は、チャンネル壁１４を有する。チャンネル壁１４は、チャンネル溝４に挟まれている。チャンネル壁１４の側面には、電極が形成されている。
【０００８】
チャンネル溝４は、ベース部材１の前端部４１から後端部４２に向けて、ある程度まで一定の深さで切削され作製されており、その後ダイシングブレードの形状に従って浅くなり、最終的には後端部４２の近傍で約１０μｍ程度の一定の深さになっている。
【０００９】
インクジェットヘッドの内部の表面全体には、チャンネル壁１４の側面に形成された電極をインクから絶縁および保護することを目的として図示しない有機保護膜が形成されている（図示せず）。
【００１０】
図１３に、図１２のおけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に関する矢視断面図を示す。共通インク室３は、それぞれのチャンネル壁１４同士の間のチャンネル溝４に連通している。外部から共通インク室３に供給されたインクは、共通インク室３に溜められてチャンネル溝４に随時インクを供給する。チャンネル溝４に流入したインクは、チャンネル壁１４のシェアモード変形によってノズル孔１７から吐出される。
【００１１】
図１２および図１３を参照して、共通インク室３はインクジェットヘッドの一方の側の側面から他方の側の側面まで貫通するように形成されている。インクジェットヘッドの側面において紙面左右に開口部を有する。一方の開口部がインク供給口であり、他方の開口部がインク排出口である。
【００１２】
インクの吐出に必要な圧力は、チャンネル壁１４の側面の電極５が形成されている領域のうち、主にチャンネル壁１４の頂面がカバー部材３２と接着固定されている領域Ａで発生する。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。
【００１３】
図１２および図１３を参照して、チャンネル壁は、領域Ｂにおいてもシェアモード変形が生じる。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３と連通している。領域Ｂでは、共通インク室３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。
【００１４】
インクジェットヘッドにおいて、チャンネル壁１４が変形すると、アクティブ領域である領域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、領域Ａからチャンネル溝４に沿って後端部４２の向きにも伝播する。
【００１５】
伝播した圧力波は、チャンネル壁１４に挟まれた空間と共通インク室３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。
【００１６】
特に、インクジェットヘッドの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が生じていた。または、インクの吐出が止まってしまうことが生じていた。したがって、残留振動が収まるまで次の吐出を待たなければならず、駆動周波数を上げることができずに印字速度を抑える必要があった。
【００１７】
図１４に、特開２００４−１３６６３４号公報に開示されているインクジェットヘッドの分解斜視図を示す。このインクジェットヘッドは、前述した特開２００６−８２３４２号公報におけるインクジェットヘッドと同様に、ベース部材１、カバー部材３３、電極５、ノズル板１６を備える。このインクジェットヘッドは、チャンネル溝４が一定の深さで前端部４１から後端部４２まで貫通されて形成されている。
【００１８】
チャンネル溝４の後端部４２の近傍には、導電性樹脂１８が配置されている。フレキシブルプリント基板１１は、導電性樹脂１８に対してＡＣＦ１０を介して接続されている。このインクジェットヘッドは、ベース部材１の後端部４２に配置されたマニホールド２９を備える。マニホールド２９は、各チャンネル溝４に対してインクを供給可能に形成されている。
【００１９】
カバー部材３３は、ベース部材１と対向する表面に形成された凹部４７，４８を有する。凹部４７は、共通インク室を構成する。凹部４８は、凹部４７に連通するように形成され、アクティブ領域である領域Ａの後端部４２の側に配置されている。凹部４８により、カバー部材３３とベース部材１との間に間隙部が形成されている。
【００２０】
領域Ｃは、間隙部が形成されている領域である。チャンネル壁１４のシェアモード変形による圧力波が共通インク室に向かうときに、領域Ｃの間隙部を通過する。圧力波は、間隙部において、インクの大きな粘性抵抗により減衰される。したがって、このインクジェットヘッドは、圧力波の残留振動を抑制することができる。
【００２１】
ここで、図１５および図１６を参照して、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について説明する。
【００２２】
図１５に、アクティブ領域におけるチャンネル壁の概略断面図を示す。図１５はシェアモード変形する前の状態を示す図である。図１６に、アクティブ領域においてチャンネル壁がシェアモード変形したときの概略断面図を示す。
【００２３】
図１５を参照して、中央の２つのチャンネル壁１４に注目する。中央の２つのチャンネル壁１４は、互いに立設する方向がほぼ平行である。チャンネル溝４の両側面に互いに対向するように配置された電極５同士は同電位である。圧電材料で形成されたベース部材１は、矢印６６，６７に示すようにチャンネル壁１４のほぼ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。
【００２４】
図１６は、中央２つのチャンネル壁を駆動させた例である。中央２つのチャンネル壁１４において、内側の２つの電極５と外側の２つの電極５との間で異なる電圧が印加されると、圧電材料の分極方向と直交する方向に電界が生じる。この電界により２つのチャンネル壁１４は、シェアモード変形する。変形の向きは、チャンネル壁１４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。
【００２５】
図１６においては、中央のチャンネル溝４の容積が小さくなるように変形している。中央のチャンネル溝４の位置に対応したノズル孔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１６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、チャンネル壁を逆の向きに変形するように駆動させることによりチャンネル溝４にインクを供給する。
【特許文献１】特開２００６−８２３４２号公報
【特許文献２】特開２００４−１３６６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
前述の通り、インクジェットの内部には、電極の絶縁等を形成するために、有機保護膜が被膜されている。有機保護膜の形成においては、たとえば、原料を蒸発させて、インクジェットヘッドの内部の表面に重合反応を伴いながら蒸着させることにより形成する。
【００２７】
上記の特開２００４−１３６６３４号公報に開示されている間隙部を有するインクジェットヘッドにおいて、ベース部材とカバー部材とを接着固定した後に有機保護膜を形成すると、間隙部の部分に形成される有機保護膜の膜厚が不均一になり、間隙部の高さが不均一になるという問題があった。
【００２８】
特に、上記の特開２００６−８２３４２号公報に開示されているように、インク供給口およびインク排出口を備える場合においては、有機保護膜を形成するときに、主にチャンネル溝よりも大きな開口部であるインク供給口およびインク排出口から有機保護膜の原料ガスが供給される。このときに、間隙部の部分において、有機保護膜の膜厚が不均一になってしまう場合があった。この結果、間隙部の高さが不均一になる場合があった。
【００２９】
間隙部の高さが不均一になると、それぞれのインクチャンネルに対する間隙部の高さが異なり、圧力波の残留振動を抑制する効果がインクチャンネル間で異なってしまっていた。すなわち、それぞれのインクチャンネルの吐出特性に差が生じるという問題があった。
【００３０】
本発明は、インクチャンネルで生じる圧力波の残留振動を均一に抑制することができ、インクの吐出が安定するインクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明に基づくインクジェットヘッドは、チャンネル溝に隔てられるようにチャンネル壁が形成されたベース部材を備える。上記チャンネル壁の頂面の少なくとも一部に接合されたカバー部材を備える。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。上記ベース部材と上記カバー部材とに囲まれる空間の少なくとも一部に配置されている有機保護膜を備える。上記間隙部は、上記カバー部材に配置された上記有機保護膜の表面および上記ベース部材に配置された上記有機保護膜の表面で挟まれる空間を含む。上記間隙部は、上記チャンネル壁が延びる方向にほぼ垂直な方向に沿って一方の端面から他方の端面に向かって延びるように形成されている。上記間隙部は、上記垂直な方向において、上記ベース部材に配置された上記有機保護膜の表面と上記カバー部材に配置された上記有機保護膜の表面との距離がほぼ一定である。
【００３２】
上記発明において好ましくは、上記チャンネル壁の側面に配置された電極を備える。上記チャンネル壁は、少なくとも一部が圧電材料で形成されている。上記電極は、上記圧電材料の領域の少なくとも一部を挟むように形成されている。
【００３３】
上記発明において好ましくは、上記間隙部の領域において、上記ベース部材の表面と上記カバー部材の表面との距離が、上記垂直な方向の中央部よりも両側の端部の方が大きくなるように形成されている。
【００３４】
上記発明において好ましくは、上記間隙部に連通するように形成されたインク室を備える。上記インク室は、上記垂直な方向に沿って一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成されている。
【００３５】
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凹部と上記チャンネル壁の頂面とで挟まれる空間に配置されている。
【００３６】
上記発明において好ましくは、上記間隙部は、上記チャンネル壁の頂面に形成された凹部と上記カバー部材の表面とで挟まれる空間に配置されている。
【００３７】
上記発明において好ましくは、上記有機保護膜は、厚みが３μｍ以上１５μｍ以下で形成されている。上記垂直な方向の最も端に配置された上記チャンネル溝のうち、一方の上記チャンネル溝と他方の上記チャンネル溝との距離が３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下になるように形成されている。
【００３８】
上記発明において好ましくは、上記有機保護膜は、ポリパラキシリレンまたはポリパラキシリレンの誘導体のうち、少なくとも一方を含む。
【００３９】
本発明に基づくインクジェットヘッドの製造方法は、チャンネル溝に隔てられるチャンネル壁を含むベース部材を形成するベース部材形成工程を含む。カバー部材を形成するカバー部材形成工程を含む。上記チャンネル壁の頂面の少なくとも一部に上記カバー部材が接合されるように、上記ベース部材と上記カバー部材とを接合する工程を含む。上記ベース部材および上記カバー部材の内部の表面に有機保護膜を形成する工程を含む。上記ベース部材形成工程は、一の方向に延びるように上記チャンネル溝を形成する工程を含む。上記ベース部材形成工程および上記カバー部材形成工程のうち少なくとも一方の工程は、圧力波を減衰するための間隙部を構成する凹部を形成する凹部形成工程を含む。上記凹部形成工程は、上記有機保護膜が厚くなる領域において深くなるように、深さが変化する凹部を形成する工程を含む。
【００４０】
上記発明において好ましくは、上記カバー部材形成工程は、上記垂直な方向に沿って一の端面から他の端面まで貫通するようにインク室を構成する凹部を形成するインク室形成工程を含む。上記凹部形成工程は、上記垂直な方向の中央部よりも両側の端部の方が深くなるように上記間隙部を構成する凹部を形成する工程を含む。
【００４１】
上記発明において好ましくは、上記凹部形成工程は、ダイシングブレードを用いて上記間隙部を構成する凹部を形成する工程を含む。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、インクチャンネルで生じる圧力波の残留振動を均一に抑制することができ、インクの吐出が安定するインクジェットヘッドおよび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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
（実施の形態１）
図１から図８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およびインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
【００４４】
図１に、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの概略分解斜視図を示す。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を備える。ベース部材１は、圧電材料で形成されている。ベース部材１は、複数のチャンネル溝４を有する。チャンネル溝４により、それぞれのインクチャンネルが形成されている。ベース部材１は、複数のチャンネル壁１４を有する。チャンネル壁１４は、チャンネル溝４に隔てられるように形成されている。ベース部材１は、ノズル板１６が接合される側の端部である前端部４１と、前端部４１と反対側の端部である後端部４２とを有する。
【００４５】
チャンネル壁１４の側面には、チャンネル壁１４の内部に電界を発生させるための電極が配置されている。本実施の形態におけるチャンネル溝４は、ベース部材１の前端部４１から後端部４２に向けて一定の深さで切削され、後端部４２の近傍において浅く切削されることにより形成されている。ベース部材１の後端部４２の近傍には、電極引き出し部３５が形成されている。チャンネル壁１４の側面に形成されている電極は、電極引き出し部３５に電気的に接続されている。
【００４６】
外部電極が形成されたフレキシブルプリント基板１１は、ＡＣＦ１０を介して電極引き出し部３５に電気的に接続されている。ＡＣＦ１０の特性により、インクチャンネルごとに電気的な独立は保たれ、それぞれのチャンネル溝４における電極が同電位になる。
【００４７】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、カバー部材２を備える。カバー部材２は、インク供給経路となる共通インク室３を構成する凹部４４を有する。カバー部材２は、圧力波の残留振動を抑制するための間隙部を構成する凹部４５を有する。凹部４４および凹部４５は、カバー部材２の表面のうち、ベース部材１と対向する表面に形成されている。ベース部材１とカバー部材２とを貼り合わせることでインク流路１３が形成されている。
【００４８】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、ノズル孔１７を有するノズル板１６を備える。ノズル孔１７は、ノズル板１６を貫通している。ノズル孔１７は、チャンネル溝４の位置に対応するように形成されている。
【００４９】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、内部の表面に配置された有機保護膜を備える。本実施の形態においては、インクジェットヘッドの内部の表面全体および外側の表面の一部に有機保護膜が配置されている。有機保護膜は、電極をインクから絶縁または保護する機能を有する。
【００５０】
図２に、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの概略断面図を示す。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図である。図２は、インクジェットヘッドをチャンネル溝の幅の中心線においてチャンネル溝の長手方向に沿って切断したときの概略断面図である。
【００５１】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、インク室としての共通インク室３を有する。共通インク室３は、カバー部材２に形成された凹部４４およびベース部材１の頂面に挟まれる空間により構成されている。共通インク室３は、それぞれのチャンネル溝４に連通している。本実施の形態における電極５は、チャンネル壁１４の高さ方向全体にわたって形成されている。
【００５２】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、間隙部７を有する。間隙部７は、カバー部材２に形成された凹部４５およびベース部材１の頂面に挟まれる空間により構成されている。間隙部７は、チャンネル壁１４とカバー部材２とが接合されている面の延長上に広がるように形成されている。間隙部７は、平面的に広がるように形成されている。間隙部７は、それぞれのチャンネル溝４に連通している。間隙部７は、共通インク室３に連通している。
【００５３】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、チャンネル壁１４の頂面とカバー部材２とが接合されたアクティブ領域である領域Ａを有する。インクジェットヘッドは、共通インク室３を含む領域である領域Ｃを有する。インクジェットヘッドは、間隙部７の領域である領域Ｃを有する。
【００５４】
インクの吐出に必要な圧力は、チャンネル壁１４の側面に電極５が形成されている領域のうち、主にチャンネル壁１４の頂面がカバー部材３２と接合されている領域Ａで発生する。領域Ａにおいて、与えられた電気信号に応じて主にインク吐出のための加圧を行なったり、主にインクをインク流路に供給するための減圧を行なったりする。
【００５５】
チャンネル壁１４は、領域Ｂにおいても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３と連通しており、加圧されても共通インク室３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。
【００５６】
図３に、本実施の形態におけるインクジェットヘッド全体の概略斜視図を示す。図３においてはノズル板の記載を省略している。本実施の形態における共通インク室３は、チャンネル壁が延びる方向に垂直な方向において、一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成されている。すなわち、カバー部材２に形成された凹部４４は、インクジェットヘッドの幅方向において一方の端面から他方の端面まで形成されている。
【００５７】
凹部４４により、インクジェットヘッドの幅方向の一方の端面には、インク供給口８が形成されている。インクジェットヘッドの幅方向の他方の端面には、インク排出口９が形成されている。
【００５８】
本実施の形態における間隙部７は、チャンネル壁が延びる方向に垂直な方向において、一方の端面から他方の端面まで延びるように形成されている。本実施の形態においては、間隙部７は、一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成されている。カバー部材２に形成された凹部４５は、インクジェットヘッドの幅方向において一方の端面から他方の端面まで形成されている。
【００５９】
図１から図３を参照して、インクは、インク供給口８から共通インク室３に供給される。共通インク室３に供給されたインクは、共通インク室３に溜められてチャンネル溝４に随時インクを供給する。チャンネル溝４に流入したインクはチャンネル壁１４のシェアモード変形によって、矢印６１に示す向きに押圧される。インクは、ノズル孔１７から吐出される。
【００６０】
インクが吐出されるのと同時に、インク流路１３のアクティブ領域である領域Ａ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７を経由して共通インク室３の方向に進行していく波と、チャンネル壁１４に挟まれた空間と間隙部７との界面で反射する波と、チャンネル壁１４に挟まれた空間と共通インク室３との界面で反射する波とに分かれる。
【００６１】
本実施の形態においては、大部分の圧力波が間隙部７を通過して共通インク室３に向かう。チャンネル壁１４に挟まれた空間と共通インク室３との界面、またはチャンネル壁１４で挟まれた空間と間隙部７との界面で反射して領域Ａに戻る圧力波は少ない。圧力波は間隙部７を通過する際にインクの大きな粘性抵抗により減衰しながら共通インク室３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になる。
【００６２】
また、共通インク室３に連通するようにインク排出口９が形成されることにより、一定量のインクをインク排出口から排出することができ、混入した気泡を排出することができる。気泡の混入によるインクの不吐出状態が生じたときには、混入した気泡を排出して、吐出状態への回復動作を行なうことができる。
【００６３】
本実施の形態における有機保護膜は、間隙部７を構成する凹部４５の表面とチャンネル壁１４の頂面とを含むインクジェットヘッドの全ての内面に形成されている。本発明においては、チャンネル壁１４の頂面と凹部４５の表面との距離を「有機保護膜なしでの間隙部の高さ」といい、チャンネル壁１４の頂面に配置された有機保護膜６の表面と凹部４５の表面に配置された有機保護膜６の表面との距離を「実質的な間隙部の高さ」という。
【００６４】
図４に、本実施の形態における間隙部の部分の概略断面図を示す。図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線に関する矢視断面図である。図４は、チャンネル壁が延びる方向に垂直な方向に切断したときの概略断面図である。
【００６５】
ベース部材１の表面には有機保護膜６が配置されている。有機保護膜６は、電極５全体を覆うように形成されている。カバー部材２の表面には、有機保護膜６が配置されている。
【００６６】
ベース部材１は、間隙部７の領域において、カバー部材２と対向する表面１ａが、平面状に形成されている。ベース部材１は、チャンネル壁１４の頂面を含む面が平面状に形成されている。カバー部材２は、間隙部７の領域において、ベース部材１と対向する表面２ａが曲面状に形成されている。すなわち、凹部４５の底面が、曲面状に形成されている。
【００６７】
凹部４５は、チャンネル壁１４の頂面と凹部４５の表面との距離が、チャンネル壁１４が延びる方向に垂直な方向の中央部４５ａよりも両側の端部４５ｂの方が大きくなるように形成されている。有機保護膜なしでの間隙部の高さは、インクジェットヘッドの幅方向の中央部よりも両側の端部の方が大きくなるように形成されている。本実施の形態においては、凹部４５の中央部４５ａよりも両側の端部４５ｂの方が有機保護膜なしでの間隙部の高さが連続的に高くなるように形成されている。凹部４５は、両側の端部４５ｂが中央部４５ａよりも深くなるように形成されている。
【００６８】
有機保護膜６は、カバー部材２の間隙部７の領域において、凹部４５の中央部４５ａよりも両側の端部４５ｂの方が厚くなっている。また、ベース部材１の間隙部７の領域においても、有機保護膜６は、中央部よりも両側の端部の方が厚くなっている。本実施の形態においては、間隙部７において、ベース部材１に配置された有機保護膜６の表面と、カバー部材２に配置された有機保護膜６の表面との距離が、インクジェットヘッドの幅方向においてほぼ一定になるように形成されている。チャンネル壁１４が延びる方向に垂直な方向において、チャンネル壁１４の頂面に配置された有機保護膜６の表面と、カバー部材２の凹部４５の底面に配置された有機保護膜６の表面との距離が、ほぼ一定になるように形成されている。実質的な間隙部の高さは、インクジェットヘッドの幅方向にわたってほぼ一定になっている。
【００６９】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、幅方向において間隙部７の高さがほぼ一定であるために、インクジェットヘッドの幅方向にわたって、圧力波の残留振動を減衰する効果をほぼ均一にすることができる。この結果、それぞれのインクチャンネルの吐出特性を均一にすることができる。また、インクの吐出が安定するインクジェットヘッドを提供することができる。
【００７０】
図５に、本実施の形態における比較例としてのインクジェットヘッドの概略斜視図を示す。図６に、本実施の形態における比較例としてのインクジェットヘッドの概略断面図を示す。図６は、間隙部の部分の概略断面図である。図５においては、簡略化のために、ノズル板、フレキシブルプリント基板等の記載を省略している。
【００７１】
図５を参照して、比較例としてのインクジェットヘッドは、カバー部材３０を備える。カバー部材３０は、共通インク室３を構成するための凹部４４を含む。カバー部材３０は、間隙部を構成するための凹部４６を有する。
【００７２】
図６を参照して、比較例としてのインクジェットヘッドは、間隙部７において、カバー部材３０のベース部材１に対向する表面３０ａが、平面状に形成されている。すなわち、カバー部材３０の凹部４６の底面が平面状に形成されている。有機保護膜なしでの間隙部の高さは、凹部４６の中央部４６ａと両側の端部４６ｂにおいて、ほぼ同じなるように形成されている。
【００７３】
ベース部材１の表面およびカバー部材３０の表面には、有機保護膜６が配置されている。有機保護膜６は、カバー部材３０において、凹部４６の中央部４６ａの厚みよりも両側の端部４６ｂにおける厚みの方が厚くなっている。また、ベース部材１の間隙部７の領域において、有機保護膜６は、中央部よりも両側の端部の方が厚くなっている。すなわち、有機保護膜６は、インクジェットヘッドの幅方向において、厚みが不均一になっている。このため、実質的な間隙部の高さは、凹部４６の中央部４６ａにおいて高くなり、両側の端部４６ｂにおいて低くなっている。
【００７４】
比較例としてのインクジェットヘッドにおいては、間隙部において、実質的な間隙部の高さが、それぞれのチャンネルによって異なるため、それぞれのチャンネル間において、残留振動の抑制効果が異なっていた。このため、たとえば、インクジェットヘッドを高周波で駆動するときの吐出特性がチャンネル間でばらつく場合があるという問題があった。
【００７５】
図５を参照して、比較例のインクジェットヘッドにおいて有機保護膜を形成するときには、矢印６５に示すように、インクジェットヘッドのチャンネル溝４の開口から、原料となるモノマーガスが導入される。または、矢印６６に示すように、インクジェットヘッドの側面に形成されたインク供給口８およびインク排出口９から、原料となるモノマーガスが導入される。
【００７６】
インク供給口８およびインク排出口９は、チャンネル溝４と比べて大きな開口面積を有するために、原料となるモノマーガスは、大部分がインク供給口８およびインク排出口９から導入される。原料ガスは、インクジェットヘッドの側方から中央に向かって導入される。モノマーガスが順次ポリマー化されることにより、インクジェットヘッドの側方から中央に向かって有機保護膜が形成される。
【００７７】
有機保護膜は、インクジェットヘッドの側面から中央に向かって形成される。このため、インクジェットヘッドの幅方向において、インク供給口およびインク排出口の近傍では、有機保護膜が厚くなり、中央部に向かうにつれて薄くなる。このように、有機保護膜の膜厚勾配が生じる。
【００７８】
共通インク室においては、その空間が大きいために、膜厚勾配の実質的な影響は小さい。一方で、間隙部においては、たとえば高さが数十μｍである。このような圧力波の残留振動を減衰するための間隙部においては、有機保護膜の膜厚分布は、実質的な影響を与える。間隙部は、数μｍ程度の有機保護膜の膜厚分布により吐出性能に影響を与える場合がある。しかし、本実施の形態においては、上述の通り、有機保護膜の間隙部における膜厚勾配に対応して、間隙部となる凹部の深さを調整することにより、実質的な間隙部の高さをチャンネル間でほぼ一定にすることができる。この結果、吐出性能が安定するインクジェットヘッドを提供することができる。たとえば、高周波で駆動したときにおいても、安定した吐出性能を発揮することができる。
【００７９】
本実施の形態における有機保護膜は、ポリパラキシリレンを含む。有機保護膜が、ポリパラキシリレンまたはその誘導体を含むことにより、被覆効率を高くすることができ、また、被覆制御を容易に行なうことができる。したがって、有機保護膜の膜厚勾配を予め考慮することができ、凹部の深さの勾配を容易に設計することができる。さらに、ポリパラキシリレンまたはその誘導体は、耐薬品性に優れているため、使用するインクの適用範囲を広げることができる。
【００８０】
有機保護膜としては、薄すぎるとピンホールが発生しやすくなったり、対薬品性や絶縁性の信頼性が低下したりする。このため、有機保護膜は、厚みが３μｍ以上であることが好ましい。また、厚すぎると成膜に時間がかかってしまったり、材料費が高価になったりする。このため、有機保護膜は、厚みが１５μｍ以下であることが好ましい。
【００８１】
次に、本実施の形態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。図１および図２を参照して、まず、ベース部材１を形成するベース部材形成工程を行なう。本実施の形態においては、厚み方向に分極されたＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）基板同士を貼り合わせる。基板同士を貼り合せることにより、後に形成するチャンネル壁１４の高さ方向のほぼ中央で分極方向を相反させることができる。本実施の形態においては、約０．９ｍｍの厚みを有するベース部材１を形成する。
【００８２】
次に、ベース部材１にダイシング加工により複数の平行な等間隔の溝を形成する。これらの溝は、それぞれが一の方向に延びるチャンネル溝４になる。チャンネル溝４を形成することにより、該一の方向に延びるチャンネル壁１４が形成される。チャンネル壁１４は、チャンネル溝４に隔てられている。
【００８３】
本実施の形態においては、円板形状のダイシングブレードを用いて、チャンネル溝４を形成する。チャンネル溝４は、ベース部材１の前端部４１から後端部４２に向けて、ダイシングブレードを移動させることにより形成している。本実施の形態においては、厚さ７０μｍのダイシングブレードを用い、ダイシング装置ＤＡＤ５６２（株式会社ディスコ社製）を使用して研削加工を行なった。
【００８４】
次に、チャンネル溝４の内壁に蒸着法、スパッタリング法またはめっき法などにより、チャンネル壁１４をシェアモード変形させるための電極５を形成する。電極５の材料としては、アルミニウムや銅などが好ましい。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、銅をスパッタリング法により成膜することにより電極５を形成した。
【００８５】
上記の方法により電極５を形成すると、チャンネル壁１４の頂面などの、チャンネル溝４の内壁以外の部分にも電極５が形成される。互いに隣り合うチャンネル溝４の電極５同士が導通した状態となる。このため、次に、それぞれのチャンネル溝４の電極５同士を電気的に分離するために、ベース部材１の頂面を研削加工して、各チャンネル壁１４の頂面等に成膜された電極５を除去する。本実施の形態においては、成膜された電極５の一部をダイシングブレードによって研削することにより除去した。
【００８６】
次に、カバー部材を形成するカバー部材形成工程を行なう。カバー部材２は、ベース部材１と一体化されるため、ベース部材１の熱膨張率とほぼ同じかまたは近接している熱膨張率を有する材料が好ましい。また、カバー部材２の厚みは、共通インク室３などを形成する加工を行なっても十分な強度を有する厚みが好ましい。本実施の形態においては、カバー部材２の厚みを２ｍｍとした。
【００８７】
カバー部材２に、共通インク室３を構成する凹部４４を形成する。さらに、カバー部材２に、間隙部７を構成する凹部４５を形成する凹部形成工程を行なう。本実施の形態においては、ベース部材１の加工と同様にダイシングブレードによる研削にて凹部４４，４５を形成する。
【００８８】
図７に、間隙部を構成する凹部を形成する凹部形成工程の概略斜視図を示す。本実施の形態においては、共通インク室３を構成する凹部４４を、カバー部材２の一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成する。
【００８９】
間隙部を構成する凹部４５の形成においては、矢印６２，６３，６４に示す向きに、順にダイシングブレード１５を移動することにより研削を行なう。本実施の形態における凹部形成工程は、凹部４５の底面が曲面状になるように研削を行なっている。チャンネル壁が延びる方向に垂直な方向において、有機保護膜なしでの間隙部の高さが中央部よりも両側の端部の方が高くなるように凹部４５を形成している。すなわち、中央部４５ａよりも端部４５ｂの方が深くなるように凹部４５を形成している。
【００９０】
このように、本実施の形態においては、間隙部において、有機保護膜が厚くなる領域において深くなるように、深さが変化する凹部４５を形成している。また、有機保護膜の厚みに対応して深さが変化する凹部４５を形成する。
【００９１】
間隙部を構成する凹部を形成する凹部形成工程においては、この方法に限られず、多段階のチョッパー加工により階段状に凹部の深さを変化させても構わない。さらに、間隙部を構成する凹部の形成方法は、ダイシングによる研削に限られず、任意の形成方法を採用することができる。たとえば、エッチング法やサンドブラスト法などを採用することができる。本実施の形態においては凹部の深さを連続的に変化させている。このため、深さ方向の加工性や製作費用などの観点からダイシングによる研削方法が好ましい。
【００９２】
図１および図２を参照して、次に、ベース部材１とカバー部材２とを接合する。チャンネル壁１４の頂面の少なくとも一部にカバー部材２が接合されるように、ベース部材１とカバー部材２とを接合する。ベース部材１とカバー部材２とを接合することにより、インク流路１３が形成される。本実施の形態におけるベース部材１とカバー部材２との接着には、エポキシ系の接着剤を用いている。
【００９３】
次に、電極引き出し部３５に対して、ＡＣＦ１０を挟んでフレキシブルプリント基板１１を加熱および加圧することによって電気的に接続する。これにより、電極５に外部から電圧を印加して、インクジェットヘッドを駆動することが可能となる。本実施の形態においてはＡＣＦとして、ＣＰ９７４２ＫＳ（ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社製）を用いた。また、１５０℃の温度および１２０Ｎの押圧力で、７０ｓｅｃ間押圧することによりフレキシブルプリント基板１１を圧着した。
【００９４】
次に、インクジェットヘッド内部に対して有機保護膜を形成する有機保護膜形成工程を行なう。有機保護膜６は、インクジェットヘッド内部およびフレキシブルプリント基板１１などの露出している全ての部分に成膜されるため、成膜が不要な部分のマスキングを行なった。たとえば、成膜が不要な部分であるフレキシブルプリント基板１１の配線部にはマスキングテープ等でマスクを行なった。
【００９５】
有機保護膜としては耐薬品性やインクジェットヘッド内部への蒸着性の良さなどからポリパラキシリレンまたはその誘導体が好ましい。本実施の形態においては、ダイマーであるジクロロジパラキシリレンを材料として、下記の化１に示すポリモノクロロパラキシリレンを成膜した。
【００９６】
【化１】
【００９７】
有機保護膜の材料としては、この形態に限られず、ダイマーの各種誘導体を用いても構わない。たとえば、ダイマーであるジパラキシリレン（下記の化２参照）を材料としたポリパラキシリレン（下記の化３参照）や、他の誘導体を用いたポリパラキシリレン膜の一種としてのポリジクロロパラキシリレン（下記の化４参照）、または、有機保護膜は、その他の下記に示す化５や化６の物質などを含んでいても構わない。
【００９８】
【化２】
【００９９】
【化３】
【０１００】
【化４】
【０１０１】
【化５】
【０１０２】
【化６】
【０１０３】
図８に、本実施の形態における成膜装置の模式図を示す。成膜装置は、気化加熱ヒータ１９が配置された気化室２０を備える。また、熱分解加熱ヒータ２１が配置された熱分解炉２２を備える。また、試料ホルダーが内部に配置された成膜チャンバー２３を備える。さらに、未反応のモノマーガスを回収するために液体窒素２４で冷却されたコールドトラップ２５を備える。また、真空排気を行なうためのロータリーポンプ２６を備える。
【０１０４】
成膜においては、まず、気化室２０に原料となるダイマーを配置する。次に、ロータリーポンプ２６を駆動してほぼ２０ｍＴｏｒｒ（２．６６Ｐａ）以下の真空度まで排気する。熱分解炉２２に配置された熱分解加熱ヒータ２１に通電して、約７００℃まで昇温させる。
【０１０５】
また、成膜中に成膜には寄与しなかったモノマーガスを排気せずに回収するため、または、バックグラウンド真空度を良くするためにコールドトラップ２５に液体窒素２４を投入して、成膜の準備を行なう。
【０１０６】
次いで、気化加熱ヒータ１９に通電して気化室２０を１１０℃から１６０℃までステップ的に温度を変化させながら、材料を気化させてダイマーガスの状態にする。このとき、熱分解炉２２まで拡散して流れたダイマーガスは、熱分解および熱励起されてモノマーガスが形成される（化７および化８参照）。形成されたモノマーガスは、さらに成膜チャンバー２３まで拡散して、インクジェットヘッド本体の表面に衝突して吸着および重合反応を起こすことにより有機保護膜が形成される。このように有機保護膜が蒸着される。
【０１０７】
【化７】
【０１０８】
【化８】
【０１０９】
本実施の形態においてはポリモノクロロパラキシリレン膜を前端部４１の表面において７μｍの厚みで成膜した。
【０１１０】
間隙部を構成する凹部においては、主にインク供給口およびインク排出口からモノマーガスが侵入するため、凹部の中央部の厚みよりも両側の端部の厚みが厚くなる。しかし、凹部形成工程において、凹部の中央部よりも両側の端部の方が深くなるように凹部を形成しているために、インクジェットヘッドの幅方向において間隙部の高さがほぼ一定のインクジェットヘッドを製造することができる。
【０１１１】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、間隙部においてインクジェットヘッドの幅方向に高さの不均一が生じることが抑制されている。次に、インクジェットヘッドの幅の大きさを変化させたときの有機保護膜の膜厚勾配に関する試験を行なった。
【０１１２】
試験に用いたインクジェットヘッドは、インク供給口およびインク排出口の開口部の面積は共に約２．８ｍｍ2、１個のチャンネル溝における開口部の面積（チャンネル溝における流路断面積）は約０．０２ｍｍ2、チャンネル溝同士の間隔（ピッチ）は１７０μｍである。また、間隙部におけるベース部材の表面とカバー部材の表面との距離（有機保護膜なしでの間隙部の高さ）は４０μｍである。
【０１１３】
インクジェットヘッドの幅方向において、複数のチャンネル溝のうち両端に形成されているチャンネル溝同士の距離が異なるインクジェットヘッドを複数製造して、有機保護膜の膜厚を計測する試験を行なった。両端部のチャンネル溝同士の距離は、それぞれのチャンネル溝の幅の中心同士の距離を計測している。
【０１１４】
試験においては、間隙部におけるベース部材の頂面およびカバー部材の凹部の底面が平面状である従来の技術のインクジェットヘッドを製造して試験を行なった。有機保護膜を蒸着により成膜した後に、間隙部におけるインクジェットヘッドの幅方向の端部の有機保護膜の厚みと、中央部における有機保護膜の厚みとを測定した。試験結果を表１に示す。
【０１１５】
【表１】
【０１１６】
両側の端部のチャンネル溝同士の距離が大きくなるほど、中央部の有機保護膜の膜厚が薄くなり、膜厚勾配が大きくなることが分かる。有機保護膜の端部と中央部との膜厚差がほぼ１μｍ以下の場合、実質的に吐出特性に与える影響が小さいことが確認できている。試験結果より、両側の端部のチャンネル溝同士の距離が１５ｍｍ以下の場合は、実質的に吐出特性に与える影響が小さいことが分かる。両側の端部のチャンネル溝同士の距離が３０ｍｍ以上の場合には、膜厚勾配が大きくなって吐出特性に影響を与える。このため、両側の端部のチャンネル溝同士の距離が３０ｍｍ以上の場合には、本発明の効果が顕著になる。
【０１１７】
両側の端部のチャンネル溝同士の距離が２００ｍｍの場合においては、端部において有機保護膜の許容最大膜厚である１５μｍの厚みで成膜しても、間隙部の中央部においては、膜厚が２．５μｍであった。有機保護膜としては、前述の通り耐薬品性および絶縁性などの観点から、厚みが３μｍ以上であることが好ましい。両側の端部のチャンネル溝同士の距離が１５０ｍｍ以下の時には、中央部における厚みが３μｍ以上を確保している。したがって、両側の端部のチャンネル溝同士の距離は、１５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１１８】
本実施の形態においては、カバー部材の表面に圧力波を減衰するための凹部を形成したが、この形態に限られず、ベース部材に凹部を形成しても構わない。または、ベース部材およびカバー部材の両方の部材に凹部を形成しても構わない。
【０１１９】
本実施の形態においては、それぞれのチャンネル壁の少なくとも一部が圧電材料で形成されたインクジェットヘッドについて説明したが、この形態に限られず、複数のチャンネル溝を有するインクジェットヘッドに本発明を適用することができる。
【０１２０】
本実施の形態における間隙部は、インクジェットヘッドの一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成されているが、この形態に限られず、間隙部は貫通していなくてもよい。
【０１２１】
本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、インク供給口およびインク排出口を有しているが、この形態に限られず、インク排出口を有しないインクジェットヘッドにも本発明を適用することができる。この場合においては、間隙部を構成する凹部は、有機保護膜なしでの間隙部の高さが、インク供給口の近傍で高く、インク供給口から離れるに従って低くなるように形成されていることが好ましい。
【０１２２】
（実施の形態２）
図９から図１１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および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インクジェットヘッドは、間隙部の構成が実施の形態１と異なる。
【０１２３】
図９は、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの概略分解斜視図である。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３１を備える。本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、カバー部材３２を備える。本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、間隙部を構成する凹部４７がベース部材１に形成されている。
【０１２４】
ベース部材３１は、複数のチャンネル溝４を有する。ベース部材３１は、複数のチャンネル溝４同士の間にチャンネル壁１４を有する。カバー部材３２は、インクを供給するための共通インク室３を有する。ベース部材１は、チャンネル壁１４の頂面に凹部４７を有する。
【０１２５】
図１０に、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの概略断面図を示す。図１０は、図９におけるＸ−Ｘ線に関する矢視断面図である。
【０１２６】
アクティブ領域である領域Ａは、ベース部材３１のチャンネル壁１４の頂面と、カバー部材３２とが接合される領域である。領域Ｃは、それぞれのチャンネル流路において生じる圧力波の残留振動を抑制するための間隙部７が形成されている領域である。領域Ｂは、共通インク室３が形成されている領域である。
【０１２７】
凹部４７は、チャンネル壁１４の頂面に形成されている。間隙部７は、凹部４７の表面とカバー部材３２とで挟まれる空間に形成されている。間隙部７は、チャンネル壁１４とカバー部材３２とが接合されている面の延長上に平面的に広がるように形成されている。本実施の形態における凹部４７は、共通インク室３が形成されている領域Ｂまで延びるように形成されている。間隙部７は、共通インク室３と連通している。間隙部７は、チャンネル溝４と連通している。
【０１２８】
図１１に、本実施の形態におけるインクジェットヘッドを、幅方向に切断したときの概略断面図を示す。図１１は、図９におけるＸＩ−ＸＩ線に関する矢視断面図である。図１１は、間隙部の部分の概略断面図である。
【０１２９】
ベース部材３１に形成された凹部４７は、インクジェットヘッドの幅方向において、チャンネル壁１４の頂面が曲面状になるように形成されている。凹部４７は、チャンネル壁１４が延びる方向と垂直な方向において、中央部４７ａおよび両側の端部４７ｂを有する。
【０１３０】
凹部４７は、チャンネル壁１４の頂面とカバー部材３２の表面との距離が、中央部４７ａよりも端部４７ｂの方が大きくなるように形成されている。有機保護膜なしでの間隙部の高さは、インクジェットヘッドの幅方向において、中央部よりも端部の方が高くなっている。カバー部材３２のベース部材３１に向かう側の表面３２ａは平面状である。
【０１３１】
有機保護膜６は、ベース部材３１の表面およびカバー部材３２の表面に沿って形成されている。有機保護膜６は、膜厚が中央部４７ａの部分よりも端部４７ｂの部分の方が厚くなっている。ベース部材３１に配置されている有機保護膜６の表面と、カバー部材３２に配置されている有機保護膜６の表面との距離は、インクジェットヘッドの幅方向において、ほぼ一定になっている。すなわち、間隙部７の高さは、ほぼ一定になっている。
【０１３２】
図９から図１１を参照して、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの製造方法においては、ベース部材を形成するベース部材形成工程を含む。ベース部材形成工程は、チャンネル壁とカバー部材との間に、圧力波を減衰するための間隙部を構成する凹部を形成する凹部形成工程を含む。本実施の形態においては、チャンネル壁１４の頂面に、凹部を形成する。本実施の形態における凹部形成工程は、チャンネル壁１４が延びる方向に垂直な方向において、中央部よりも両側の端部の方が深くなるように凹部を形成する工程を含む。本実施の形態においては、図１１に示すように、断面形状において凹部４７の底面がほぼ山型になるように形成している。
【０１３３】
ベース部材とカバー部材とが完成したら、ベース部材３１とカバー部材３２とを互いに固定する。この後に、インクジェットヘッドの内部全体において有機保護膜を形成する有機保護膜形成工程を行なう。本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、幅方向に延びる共通インク室に連通するインク供給口およびインク排出口を有する。インク供給口およびインク排出口から主に原料ガスが導入されることにより、インクジェットヘッドの内部に成膜が行なわれる。
【０１３４】
有機保護膜形成工程において、図１１に示すようにベース部材３１の凹部４７が曲面状に形成されているため、有機保護膜６の成膜に不均一が生じても、間隙部７の高さをほぼ一定にすることができる。本実施の形態においては、インクジェットヘッドの幅方向の端部において有機保護膜６が厚く形成され、中央部において有機保護膜６が薄く形成されるが、このような成膜であっても、間隙部７の高さを幅方向においてほぼ一定にすることができる。この結果、インクジェットヘッドのインク吐出特性を、それぞれのインクチャンネル間でほぼ均一にすることができる。
【０１３５】
その他の構成、作用、効果および製造方法については、実施の形態１と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。
【０１３６】
上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。また、上述の説明において、前、後などの記載は、絶対的な向きを示すものではなく、それぞれの位置関係を相対的に示すものである。
【０１３７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】実施の形態１におけるインクジェットヘッドの一部を破断した概略分解斜視図である。
【図２】実施の形態１におけるインクジェットヘッドの第１の概略断面図である。
【図３】実施の形態１におけるインクジェットヘッドの全体の概略斜視図である。
【図４】実施の形態１におけるインクジェットヘッドの第２の概略断面図である。
【図５】実施の形態１における比較例のインクジェットヘッドの全体の概略斜視図である。
【図６】実施の形態１における比較例のインクジェットヘッドの概略断面図である。
【図７】実施の形態１におけるインクジェットヘッドの製造方法を説明する概略斜視図である。
【図８】実施の形態１における成膜装置の概略図である。
【図９】実施の形態２におけるインクジェットヘッドの一部を破断した概略分解斜視図である。
【図１０】実施の形態２におけるインクジェットヘッドの第１の概略断面図である。
【図１１】実施の形態２におけるインクジェットヘッドの第２の概略断面図である。
【図１２】従来の技術に基づく第１のインクジェットヘッドの一部を破断した概略分解斜視図である。
【図１３】従来の技術に基づく第１のインクジェットヘッドの概略断面図である。
【図１４】従来の技術に基づく第２のインクジェットヘッドの一部を破断した概略分解斜視図である。
【図１５】インクジェットヘッドのシェアモード変形を説明する第１の概略断面図である。
【図１６】インクジェットヘッドのシェアモード変形を説明する第２の概略断面図である。
【符号の説明】
【０１３９】
１，３１ ベース部材、１ａ，２ａ 表面、２，３０，３２，３３ カバー部材、３ 共通インク室、４ チャンネル溝、５ 電極、６ 有機保護膜、７ 間隙部、８ インク供給口、９ インク排出口、１０ ＡＣＦ（異方性導電フィルム）、１１ フレキシブルプリント基板、１３ インク流路、１４ チャンネル壁、１５ ダイシングブレード、１６ ノズル板、１７ ノズル孔、１８ 導電性樹脂、１９ 気化加熱ヒータ、２０ 気化室、２１ 熱分解加熱ヒータ、２２ 熱分解炉、２３ 成膜チャンバー、２４ 液体窒素、２５ コールドトラップ、２６ ロータリーポンプ、２９ マニホールド、３０ａ，３２ａ 表面、３５ 電極引き出し部、４１ 前端部、４２ 後端部、４４〜４８ 凹部、４５ａ，４６ａ，４７ａ 中央部、４５ｂ，４６ｂ，４７ｂ 端部、６１〜６７ 矢印。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンネル溝に隔てられるようにチャンネル壁が形成されたベース部材と、
前記チャンネル壁の頂面の少なくとも一部に接合されたカバー部材と、
前記チャンネル壁と前記カバー部材とが接合されている面の延長上に平面的に広がり、圧力波を減衰するための間隙部と、
前記ベース部材と前記カバー部材とに囲まれる空間の少なくとも一部に配置されている有機保護膜と
を備え、
前記間隙部は、前記カバー部材に配置された前記有機保護膜の表面および前記ベース部材に配置された前記有機保護膜の表面で挟まれる空間を含み、
前記間隙部は、前記チャンネル壁が延びる方向にほぼ垂直な方向に沿って一方の端面から他方の端面に向かって延びるように形成され、
前記間隙部は、前記垂直な方向において、前記ベース部材に配置された前記有機保護膜の表面と前記カバー部材に配置された前記有機保護膜の表面との距離がほぼ一定である、インクジェットヘッド。
【請求項２】
前記チャンネル壁の側面に配置された電極を備え、
前記チャンネル壁は、少なくとも一部が圧電材料で形成され、
前記電極は、前記圧電材料の領域の少なくとも一部を挟むように形成されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記間隙部の領域において、前記ベース部材の表面と前記カバー部材の表面との距離が、前記垂直な方向の中央部よりも両側の端部の方が大きくなるように形成されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記間隙部に連通するように形成されたインク室を備え、
前記インク室は、前記垂直な方向に沿って一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記間隙部は、前記カバー部材に形成された凹部と前記チャンネル壁の頂面とで挟まれる空間に配置されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記間隙部は、前記チャンネル壁の頂面に形成された凹部と前記カバー部材の表面とで挟まれる空間に配置されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記有機保護膜は、厚みが３μｍ以上１５μｍ以下で形成され、
前記垂直な方向の最も端に配置された前記チャンネル溝のうち、一方の前記チャンネル溝と他方の前記チャンネル溝との距離が３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下になるように形成されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記有機保護膜は、ポリパラキシリレンまたはポリパラキシリレンの誘導体のうち、少なくとも一方を含む、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
チャンネル溝に隔てられるチャンネル壁を含むベース部材を形成するベース部材形成工程と、
カバー部材を形成するカバー部材形成工程と、
前記チャンネル壁の頂面の少なくとも一部に前記カバー部材が接合されるように、前記ベース部材と前記カバー部材とを接合する工程と、
前記ベース部材および前記カバー部材の内部の表面に有機保護膜を形成する工程と
を含み、
前記ベース部材形成工程は、一の方向に延びるように前記チャンネル溝を形成する工程を含み、
前記ベース部材形成工程および前記カバー部材形成工程のうち少なくとも一方の工程は、圧力波を減衰するための間隙部を構成する凹部を形成する凹部形成工程を含み、
前記凹部形成工程は、前記有機保護膜が厚くなる領域において深くなるように、深さが変化する凹部を形成する工程を含む、インクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記カバー部材形成工程は、前記垂直な方向に沿って一の端面から他の端面まで貫通するようにインク室を構成する凹部を形成するインク室形成工程を含み、
前記凹部形成工程は、前記垂直な方向の中央部よりも両側の端部の方が深くなるように前記間隙部を構成する凹部を形成する工程を含む、請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記凹部形成工程は、ダイシングブレードを用いて前記間隙部を構成する凹部を形成する工程を含む、請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１】
チャンネル溝に隔てられるようにチャンネル壁が形成されたベース部材と、
前記チャンネル壁の頂面の少なくとも一部に接合されたカバー部材と、
前記チャンネル壁と前記カバー部材とが接合されている面の延長上に平面的に広がり、圧力波を減衰するための間隙部と、
前記ベース部材と前記カバー部材とに囲まれる空間の少なくとも一部に配置されている有機保護膜と
を備え、
前記間隙部は、前記カバー部材に配置された前記有機保護膜の表面および前記ベース部材に配置された前記有機保護膜の表面で挟まれる空間を含み、
前記間隙部は、前記チャンネル壁が延びる方向にほぼ垂直な方向に沿って一方の端面から他方の端面に向かって延びるように形成され、
前記間隙部は、前記垂直な方向において、前記ベース部材に配置された前記有機保護膜の表面と前記カバー部材に配置された前記有機保護膜の表面との距離がほぼ一定である、インクジェットヘッド。
【請求項２】
前記チャンネル壁の側面に配置された電極を備え、
前記チャンネル壁は、少なくとも一部が圧電材料で形成され、
前記電極は、前記圧電材料の領域の少なくとも一部を挟むように形成されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記間隙部の領域において、前記ベース部材の表面と前記カバー部材の表面との距離が、前記垂直な方向の中央部よりも両側の端部の方が大きくなるように形成されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記間隙部に連通するように形成されたインク室を備え、
前記インク室は、前記垂直な方向に沿って一方の端面から他方の端面まで貫通するように形成されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記間隙部は、前記カバー部材に形成された凹部と前記チャンネル壁の頂面とで挟まれる空間に配置されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記間隙部は、前記チャンネル壁の頂面に形成された凹部と前記カバー部材の表面とで挟まれる空間に配置されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記有機保護膜は、厚みが３μｍ以上１５μｍ以下で形成され、
前記垂直な方向の最も端に配置された前記チャンネル溝のうち、一方の前記チャンネル溝と他方の前記チャンネル溝との距離が３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下になるように形成されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記有機保護膜は、ポリパラキシリレンまたはポリパラキシリレンの誘導体のうち、少なくとも一方を含む、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
チャンネル溝に隔てられるチャンネル壁を含むベース部材を形成するベース部材形成工程と、
カバー部材を形成するカバー部材形成工程と、
前記チャンネル壁の頂面の少なくとも一部に前記カバー部材が接合されるように、前記ベース部材と前記カバー部材とを接合する工程と、
前記ベース部材および前記カバー部材の内部の表面に有機保護膜を形成する工程と
を含み、
前記ベース部材形成工程は、一の方向に延びるように前記チャンネル溝を形成する工程を含み、
前記ベース部材形成工程および前記カバー部材形成工程のうち少なくとも一方の工程は、圧力波を減衰するための間隙部を構成する凹部を形成する凹部形成工程を含み、
前記凹部形成工程は、前記有機保護膜が厚くなる領域において深くなるように、深さが変化する凹部を形成する工程を含む、インクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記カバー部材形成工程は、前記垂直な方向に沿って一の端面から他の端面まで貫通するようにインク室を構成する凹部を形成するインク室形成工程を含み、
前記凹部形成工程は、前記垂直な方向の中央部よりも両側の端部の方が深くなるように前記間隙部を構成する凹部を形成する工程を含む、請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記凹部形成工程は、ダイシングブレードを用いて前記間隙部を構成する凹部を形成する工程を含む、請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−５５６３５（Ｐ２００８−５５６３５Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３２２９４（Ｐ２００６−２３２２９４）
【出願日】平成１８年８月２９日（２００６．８．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２９日（２００６．８．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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