インクジェットヘッドの製造方法
【課題】ハーモニカ型のヘッドチップを有するインクジェットヘッドにおいて、ヘッドチップの作成後に、駆動壁のせん断変形機能を調整することにより容易にチャネル特性を均一化することができるインクジェットヘッドの製造方法の提供。
【解決手段】圧電素子からなる駆動壁13とチャネル14とが交互に並設されると共に前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、駆動壁13に駆動電極15が形成されてなるヘッドチップを有し、駆動電極15に電圧を印加することにより駆動壁13をせん断変形させ、チャネル14内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、ヘッドチップを作成した後、該ヘッドチップの後面側から、駆動壁13のせん断変形機能を調整することを特徴とする。
【解決手段】圧電素子からなる駆動壁13とチャネル14とが交互に並設されると共に前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、駆動壁13に駆動電極15が形成されてなるヘッドチップを有し、駆動電極15に電圧を印加することにより駆動壁13をせん断変形させ、チャネル14内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、ヘッドチップを作成した後、該ヘッドチップの後面側から、駆動壁13のせん断変形機能を調整することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、ハーモニカ型のヘッドチップを有するインクジェットヘッドにおいても、容易に各チャネルのインクの速度分布を均一化することができる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、ノズルからインクを吐出することにより画像を記録するインクジェットヘッドは、記録速度及び画像品質を向上させる目的で多チャネル化が進んでいる。このような多チャネルのインクジェットヘッドにおいては、ノズルから吐出されるインクの速度分布の均一性が重要な性能である。ノズルから吐出されるインクの速度は、インク液滴の体積、インク液滴の径とも関連を有するため、これらを含めたチャネル特性を均一化することが必要である。
【０００３】
インクジェットヘッドには、記録紙に対してインクジェットヘッドが移動することにより画像を記録するタイプ、インクジェットヘッドは固定で記録紙が移動することにより画像を記録するタイプ等があるが、いずれの場合においてもチャネル特性の不均一は、吐出されるインクの速度分布の不均一によりインクの着弾精度のばらつきを引き起こし、得られる画像の品質を低下させる。現実のインクジェットヘッドは、材料となるＰＺＴの性能のばらつき、製造プロセスの不均一等により、通常、ある速度分布を持ったものとなる。
【０００４】
速度分布を均一にするには、各チャネル毎に駆動電圧を最適化する方法があるが、各チャネル毎に駆動回路を用意する必要があり、コストがかかる問題がある。通常は単一の電源から各チャネルに対して駆動電圧を印加するため、各駆動電圧は共通となり、各ノズルから吐出されるインクの速度にばらつきが発生してしまうことは避け難い。
【０００５】
従来、このような速度分布を均一にするための技術として、予め所望の電気機械特性となるように電極の一部を削除した圧電振動子を用いてヘッドを構成する技術（特許文献１）、ヘッドを組み立てた後、特性測定装置によりインクの噴射特性を調べ、各ノズル間で特性ばらつきがなくなるようにピエゾ素子の電極面をトリミングする技術（特許文献２）、各ノズルからのインク速度を計測し、各ノズル間でばらつきが生じている場合に、ユニモルフモードによる変形を行う圧電素子の圧電体表面の共通電極に切欠部を設け、インク速度の調整を図る技術（特許文献３）等が知られているが、実際に駆動することにより速度分布を求め、その速度分布の結果に基づいて電極をトリミングする等の調整を行うことが、速度分布を均一化させる上では好ましい。
【０００６】
ところで、インクジェットヘッドには、分極処理された圧電素子にチャネルを研削して、該チャネルを区画する駆動壁に駆動電極を形成し、該駆動電極に電圧を印加することにより駆動壁をくの字状にせん断変形させてチャネル内のインクをノズルから吐出させるようにしたせん断モードのインクジェットヘッドが知られている。
【０００７】
その中でも、インクを吐出させるためのアクチュエータを、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設されると共に前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置される所謂ハーモニカ型のヘッドチップにより構成したインクジェットヘッド（例えば特許文献４、５）は、１枚の基板から多数個のヘッドチップを一度に作成することができるため、極めて生産性が高く、また、チャネルが入口から出口にかけてストレートとなるため、泡抜けが良く、電力効率が高く、発熱が少なく、高速応答性に優れる等の多くの利点を有しており、このようなハーモニカ型のヘッドチップを有するインクジェットヘッドにおいても、各ノズル間の速度分布を均一化させることにより、より高画質の画像を記録できるようにすることが望まれている。
【０００８】
このようなハーモニカ型のヘッドチップは、駆動電極に駆動電圧を印加するための配線を接続することが難しく、通常、各駆動電極と電気的に接続する電極をヘッドチップの外面まで引き出し、ヘッドチップの外面において配線を接続することが行われている。
【０００９】
例えば、特許文献４に記載の技術では、ヘッドチップを２枚の基板で挟み、その基板に各駆動電極と電気的に接続する電極を形成することで、駆動回路からの駆動電圧を基板を介して各駆動電極に印加するようにしている。このとき、ヘッドチップの後面（チャネルの入口側）には、２枚の基板間に亘って壁部を設けることでインク供給室を形成している。
【００１０】
また、特許文献５に記載の技術では、ヘッドチップを２枚の基板で挟み、ヘッドチップの後面（チャネルの入口側）には２枚の基板間に亘って壁部を設けることでインク供給室を形成すると共に、その壁部を基板よりも更に後方へはみ出させ、基板及びはみ出し部に各駆動電極と電気的に接続する電極を形成することにより、これら基板及びはみ出し部を利用して駆動回路からの駆動電圧を各駆動電極に印加するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５７−１８１８７４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１１８２６１号公報
【特許文献３】特開２０００−１２７３８４号公報
【特許文献４】特開２００４−２０９７９６号公報
【特許文献５】特開２００４−３５８７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、ハーモニカ型のヘッドチップを有するインクジェットヘッドでは、特許文献４、５に開示されているように、駆動電極はチャネル内に完全に包囲された状態にあり、また、ヘッドチップの後面側に各駆動電極に駆動電圧を印加するための電極を引き出す基板が存在するため、この基板が邪魔となって、インクジェットヘッドを作成した後に駆動電極をトリミング等して調整を行うことが困難である。
【００１３】
各基板をＦＰＣのようにフレキシブルな材質とすれば、各駆動電極をトリミング等する際に、基板を大きく折り曲げておくことも可能であるが、作業時に基板の折り曲げ状態を保持する必要があり、また、基板の折損、剥離、断線といった危険があるため好ましくない。
【００１４】
そこで、本発明は、ハーモニカ型のヘッドチップを有するインクジェットヘッドにおいて、ヘッドチップの作成後に、駆動壁のせん断変形機能を調整することにより容易にチャネル特性を均一化することができるインクジェットヘッドの製造方法を提供することを課題とする。
【００１５】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１７】
１．圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設されると共に前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、前記駆動壁に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、前記駆動電極に電圧を印加することにより前記駆動壁をせん断変形させ、前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ヘッドチップを作成した後、該ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
２．前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の速度を測定することにより各インク液滴の速度分布を測定する工程と、
測定された速度分布に基づいて該速度分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする前記１．記載のインクジェットヘッドの製造方法。
３．前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の体積を測定することにより各インク液滴の体積分布を測定する工程と、
測定された体積分布に基づいて該体積分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする前記１．記載のインクジェットヘッドの製造方法。
４．前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の径を測定することにより各インク液滴の径分布を測定する工程と、
測定された各インク液滴の径分布に基づいて該径分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする前記１．記載のインクジェットヘッドの製造方法。
５．前記ヘッドチップを作成した後、該ヘッドチップの前面から全チャネルを閉蓋する工程と、
各チャネルに液体を充填し、前記駆動電極に電圧を印加して前記駆動壁をせん断変形させ、その時の前記液体の挙動をレーザードップラー測定器で測定することにより、各チャネル特性を測定する工程と、
前記測定されたチャネル特性に基づいて、該チャネル特性が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする前記１．記載のインクジェットヘッドの製造方法。
６．前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルの前記駆動壁の容量分布を測定する工程と、
前記測定された容量分布に基づいて、該容量分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする前記１．記載のインクジェットヘッドの製造方法。
７．前記ヘッドチップの後面に、前記駆動電極と電気的に接続する接続電極を形成する工程と、
前記接続電極に対応する配線電極が形成されると共に、前記ヘッドチップのチャネル列に対応する領域に開口部を有し、該ヘッドチップよりもチャネル列方向と直交する方向に張り出す大きさを有する配線基板を、前記接続電極と前記配線電極の一端とが電気的に接続し、且つ、前記開口部から前記ヘッドチップの全チャネルが露呈するように接合する工程を含むことを特徴とする前記１．〜６．のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
８．前記ヘッドチップの後面に、前記駆動電極と電気的に接続する接続電極を形成する工程と、
前記接続電極に対応する配線電極が形成された配線基板の一端を、前記接続電極と前記配線電極の一端とが電気的に接続し、且つ、前記ヘッドチップの全チャネルが露呈するように前記ヘッドチップの後面の前記接続電極の形成領域に接合する工程を含むことを特徴とする前記１．〜６．のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
９．前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、レーザーにより、前記駆動電極と前記駆動壁の少なくとも一方の一部を除去することにより行うことを特徴とする前記１．〜８．のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
１０．前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、前記駆動電極と前記駆動壁の少なくとも一方の一部を機械的に除去することにより行うことを特徴とする前記１．〜８．のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
１１．前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、レーザーにより、前記駆動壁の一部を加熱することにより行うことを特徴とする前記１．〜８．のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、作成後のハーモニカ型のヘッドチップの後面側から駆動壁のせん断変形機能を調整することで、各チャネル特性を均一化することができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項２記載の発明によれば、実際にインクを吐出して速度を測定した結果に基づいて各チャネルのインクの速度分布を均一化させることにより、各チャネル特性を均一化させることができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項３記載の発明によれば、実際にインクを吐出してインク液滴の体積を測定した結果に基づいて各チャネルのインクの体積分布を均一化させることにより、各チャネル特性を均一化させることができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項４記載の発明によれば、実際にインクを吐出してインク液滴の径を測定した結果に基づいて各チャネルのインク液滴の径分布を均一化させることにより、各チャネル特性を均一化させることができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項５記載の発明によれば、レーザードップラー測定器によって各チャネルの特性を測定することにより、その測定結果に基づいて各チャネル特性を均一化させることができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項６記載の発明によれば、各チャネルの駆動壁の容量分布を測定することにより、その測定結果に基づいて各チャネル特性を均一化させることができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項７記載の発明によれば、更に、ヘッドチップの後面に配線接続のための配線基板を設けても、その開口部を通して、ヘッドチップの後面から駆動壁のせん断変形機能を容易に調整することができる。
請求項８記載の発明によれば、更に、ヘッドチップの後面に配線接続のための配線基板を設けても、全チャネルを露呈させることができ、ヘッドチップの後面から駆動壁のせん断変形機能を容易に調整することができる。
請求項９記載の発明によれば、更に、レーザーを用いて簡単に駆動壁のせん断変形機能を調整することができる。
請求項１０記載の発明によれば、更に、機械的に簡単に駆動壁のせん断変形機能を調整することができる。
請求項１１記載の発明によれば、更に、レーザーによる熱を利用して簡単に駆動壁のせん断変形機能を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るインクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図
【図２】本発明に係るインクジェットヘッドの一例を示す断面図
【図３】（ａ）〜（ｄ）はヘッドチップを作成する方法を説明する図
【図４】ヘッドチップの別の作成方法を説明する図
【図５】１枚のヘッド基板からヘッドチップを作成する方法を説明する図
【図６】（ａ）（ｂ）は接続電極の形成方法を説明する図
【図７】ヘッドチップに配線基板を接合した状態を示す背面図
【図８】駆動壁のせん断変形機能を低下させる加工を施す状態の断面図
【図９】（ａ）〜（ｄ）は図７の(ix)−(ix)線に沿う断面図
【図１０】独立チャネルタイプの駆動壁のせん断変形機能を低下させる加工を施す様子を示すチャネル列方向に沿う断面図
【図１１】インクを吐出することなくチャネル特性を測定する方法の一例を説明する断面図
【図１２】インクを吐出することなくチャネル特性を測定する方法の他の一例を説明する斜視図
【図１３】配線基板の別の態様を示す背面側から見た斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係るインクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図、図２は断面図であり、図中、Ｈはインクジェットヘッド、１はヘッドチップ、２はヘッドチップ１の前面に接合されるノズルプレート、３はヘッドチップ１の後面に接合される配線基板、４は配線基板３に接合されるＦＰＣ、５は配線基板３の後面に接合されるインクマニホールドである。
【００２２】
なお、本明細書においては、ヘッドチップ１からインクが吐出される側の面を「前面」といい、その反対側の面を「後面」という。また、ヘッドチップ１を前面又は後面から見て、並設されるチャネルを挟んで上下に位置する外側面をそれぞれ「上面」及び「下面」という。
【００２３】
ヘッドチップ１は、圧電素子からなる駆動壁１３とチャネル１４とが交互に並設されている。チャネル１４の形状は、両側壁が上面及び下面に対してほぼ垂直に立ち上がっており、そして互いに平行である。図２に示すように、ヘッドチップ１の前面及び後面にそれぞれ各チャネル１４の出口１４２と入口１４１とが配置されると共に、各チャネル１４は入口１４１から出口１４２に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプである。
【００２４】
このヘッドチップ１において、各チャネル１４は図示上下に２列となるチャネル列を有している。各チャネル列はそれぞれ６個のチャネル１４からなるが、ヘッドチップ１中のチャネル列を構成するチャネル１４の数は何ら限定されない。
【００２５】
図３、図４はこのようなヘッドチップ１を作成する方法の一例を示している。
【００２６】
まず、１枚のベース基板１１上に、２枚の圧電素子基板１３ａ、１３ｂをそれぞれエポキシ系接着剤を用いて接合する（図３（ａ））。各圧電素子基板１３ａ、１３ｂに用いられる圧電材料としては、電圧を加えることにより変形を生じる公知の圧電材料を用いることができるが、特にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が好ましい。２枚の圧電素子基板１３ａ、１３ｂは互いに分極方向（矢印で示す）を反対方向に向けて積層し、基板１１に接着剤を用いて接着する。
【００２７】
次いで、その２枚の圧電素子基板１３ａ、１３ｂに亘って、ダイシングソー等を用いて複数の平行な溝を研削する。これにより、ベース基板１１上に高さ方向で分極方向が反対となる圧電素子からなる駆動壁１３が並設される。各溝は圧電素子基板１３ａ、１３ｂの一方の端から他方の端に亘ってほぼ同じ一定の深さで研削することで、長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレート状のチャネル１４となる（図３（ｂ））。
【００２８】
また、図示しないが、ベース基板１１を用いる代わりに圧電素子基板１３ｂを厚手のものとし、薄手の圧電素子基板１３ａ側から厚手の圧電素子基板１３ｂの中途部にまで至る複数の平行な溝を研削することにより、高さ方向で分極方向が反対となる駆動壁１３の形成と同時にベース基板１１の部分が圧電素子基板１３ｂによって一体に形成されるようにしてもよい。
【００２９】
次いで、このようにして形成した各チャネル１４の内面に駆動電極１５を形成する。駆動電極１５を形成する金属は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ等があり、電気抵抗の面からはＡｌやＣｕを用いることが好ましいが、腐食や強度、コストの面からＮｉが好ましく用いられる。また、Ａｌの上に更にＡｕを積層した積層構造としてもよい。
【００３０】
駆動電極１５の形成は、蒸着法、スパッタリング法、めっき法、ＣＶＤ（化学気相反応法）等の真空装置を用いた方法等によって金属被膜を形成する方法が挙げられるが、めっき法によるものが好ましく、特に無電解めっきにより形成することが好ましい。無電解めっきによれば、均一且つピンホールフリーの金属被膜を形成することができる。めっき膜の厚みは０．５〜５μｍの範囲が好ましい。
【００３１】
駆動電極１５はチャネル１４毎に独立させる必要があるため、駆動壁１３の上端面には金属被膜が形成されないようにする。このため、例えば各駆動壁１３の上端面に予めドライフィルムを貼着したり、レジストを形成しておき、金属被膜を形成した後に除去することで、各駆動壁１３の側面及び各チャネル１４の底面に選択的に駆動電極１５を形成するとよい（図３（ｃ））。
【００３２】
このようにして駆動電極１５を形成した後、駆動壁１３の上端面にカバー基板１２をエポキシ系接着剤を用いて接合し、１列のチャネル列を有するヘッド基板１０を作成する（図３（ｄ））。ベース基板１１及びカバー基板１２には、駆動壁１３を構成する圧電材料と同一の基板材料を脱分極して用いると、基板接着時の加熱や駆動の熱の影響による、熱膨張係数の差に起因する速度分布や駆動特性のばらつきを少なくすることができる。
【００３３】
また、このようなヘッド基板は、図３（ｄ）に示すようにして作成されるものに限らず、図４に示すように、ベース基板１１を用いる代わりに圧電素子基板を厚手のものとして、平行な溝を研削して駆動壁１３とチャネル１４とを交互に並設し、各チャネル１４の内面に駆動電極１５を形成したものを２組（上側基板１０ａと下側基板１０ｂ）用意し、これを駆動壁１３同士が相対するように接着することで、図３（ｄ）と類似のヘッド基板１０Ａとすることもできる。この場合、図３（ａ）のように薄い圧電素子基板１３ａを圧電素子基板１３ｂ上に接着する必要がないのでコスト上有利である。但し、以下では、図３（ｄ）のヘッド基板１０を用いて作成する場合について説明する。
【００３４】
図３（ｄ）に示すようにして作成されたヘッド基板１０を２枚用い、図５に示すように互いのカバー基板１２同士を重ね合わせ、エポキシ系接着剤を用いて接合することで、上下で２列のチャネル列を有する積層ヘッド基板１００を作成した後、この積層ヘッド基板１００を、チャネル１４の長さ方向と直交する方向に沿う複数のカットラインＣ１、Ｃ２・・・に沿って切断することにより、ハーモニカ型の複数のヘッドチップ１、１・・・を作成する。
【００３５】
このようにして作成されるヘッドチップ１、１・・・は、各チャネル列において圧電素子からなる駆動壁１３とチャネル１４とが交互に並設される。チャネル１４の形状は、両側壁がヘッドチップ１のベース基板１１からほぼ垂直方向に立ち上がっており、そして互いに平行である。ヘッドチップ１の前面及び後面には、それぞれ各チャネル１４の出口１４２と入口１４１とが配置される。各チャネル１４は、入口から出口に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプとなる。
【００３６】
このようなハーモニカ型のヘッドチップ１では、各チャネル１４内の駆動電極１５に駆動回路からの駆動電圧を印加するためのＦＰＣ等の配線を外部から接続できるようにするため、各駆動電極１５をヘッドチップ１の外面にまで引き出す必要がある。そこで、次に、ヘッドチップ１の後面に、駆動電極１５のうちのチャネル１４の底面に形成された部分（チャネル１４内に臨むベース基板１１の表面）からベース基板１１の後端面にかけて接続電極１６を引き出し形成する。
【００３７】
図６（ａ）（ｂ）は、ヘッドチップ１の外面に、各駆動電極１５と電気的に接続する接続電極１６を引き出し形成する方法の一例を説明する説明図である。
【００３８】
接続電極１６は、図６（ａ）に示すように、ヘッドチップ１の後面に、駆動電極１５のうちのチャネル１４内に臨むベース基板１１表面に形成された部分を少なくとも含み、ヘッドチップ１の上面側及び下面側にかけて開設された開口部２０１を有する感光性ドライフィルム２００を貼着し、Ａｌ等の電極形成用の金属を蒸着して、開口部２０１内に金属被膜を生成することによって形成することができる。
【００３９】
チャネル１４内の駆動電極１５と接続電極１６をスムーズに接続するためには、蒸着方向に対してヘッドチップ１の後面を垂直にするのではなく、所定の角度傾けて蒸着することが望ましい。具体的には、蒸着方向（金属粒子が飛来する方向）が、図６（ａ）の紙面に垂直ではく、垂直から上側及び下側に３０〜６０度程度傾いていることが望ましい。
【００４０】
また、接続電極１６は、Ａｌの金属被膜の上に更にＡｕを蒸着する等の方法によって積層構造としてもよい。更に、接続電極１６の形成は、蒸着に代えてスパッタリングによって行うようにしてもよい。
【００４１】
特にヘッドチップ１を図４に示すように作成したヘッド基板１０Ａを用いて切断加工した場合、上側基板１０ａの駆動電極１５と下側基板１０ｂの駆動電極１５は、間に接着剤が存在するので電気的に接続されていない。このため、感光性ドライフィルム２００の開口部２０１内に金属被膜を形成する際に、この２つの駆動電極１５、１５が接続されるようにする必要がある。これは電極形成を蒸着で行う場合は、蒸着方向を所定の方向に複数回行うか、または蒸着中に基板の方向を変化させることにより実現できる。スパッタリングで電極形成する際は、金属粒子が種々の方向より飛来するので特に基板の向きを変えなくても２つの駆動電極１５、１５の接続をとることができる。
【００４２】
なお、開口部２０１は、感光性ドライフィルム２００の現像工程・水洗工程での作業性を考え、チャネル１４の全面において開口していることが望ましい。全面において開口していることにより、チャネル１４内の現像液、洗浄水の除去が容易となる。
【００４３】
この後、感光性ドライフィルム２００を除去すると、図６（ｂ）に示すように、ヘッドチップ１の後面に、各チャネル１４から駆動電極１５と電気的に接続する接続電極１６がチャネル１４毎に独立して引き出される。
【００４４】
ノズルプレート２は、ヘッドチップ１の各チャネル１４に対応する位置にそれぞれノズル２１が開設されており、接続電極１６が形成されたヘッドチップ１の前面にエポキシ系接着剤を用いて接合される。
【００４５】
配線基板３は、ヘッドチップ１の各駆動電極１５に図示しない駆動回路からの駆動電圧を印加する配線を接続するための板状の部材である。この配線基板３に用いられる基板には、非分極のＰＺＴやＡｌＮ−ＢＮ、ＡｌＮ等のセラミックス材料からなる基板、低熱膨張のプラスチックやガラスからなる基板、ヘッドチップ１に使用されている圧電素子の基板材料と同一の基板材料を脱分極した基板等を用いることができる。好ましくは、熱膨張率の差に起因するヘッドチップ１の歪み等の発生を抑えるため、ヘッドチップ１との熱膨張係数の差が±１ｐｐｍ以内となるように材料を選定することである。
【００４６】
配線基板３を構成する基板は１枚板状のものに限らず、薄板状の基板材料を複数枚積層して所望の厚みとなるように形成してもよい。
【００４７】
この配線基板３は、ヘッドチップ１の幅方向と同一の幅を有すると共に、ヘッドチップ１のチャネル１４の並び方向（チャネル列方向）と直交する方向（図１、図２における上下方向）に延び、ヘッドチップ１の上面及び下面からそれぞれ大きく張り出しており、各張り出し端がＦＰＣ４、４を接続するための配線接続部３１、３１となっている。
【００４８】
また、配線基板３のほぼ中央部には開口部３２が貫通形成されている。この開口部３２は、ヘッドチップ１の全チャネル１４の入口１４１側を露呈させることができる程度の大きさに形成されている。従って、図７に示すように、ヘッドチップ１の後面に配線基板３を接合した状態で、この開口部３２を通して、ヘッドチップ１の全駆動壁１３、全チャネル１４及び全駆動電極１５を覗くことができるようになっている。
【００４９】
開口部３２の形成方法としては、基板材料に応じて、ダイシングソーで加工する方法、超音波加工機で加工する方法、焼結前のセラミックスを型成形し、焼成する方法等が採用できる。
【００５０】
配線基板３のヘッドチップ１との接合面側となる表面に、ヘッドチップ１の後面に形成された各接続電極１６と同数及び同ピッチで配線電極３３が形成され、各配線接続部３１、３１まで延びている。この配線電極３３は、ＦＰＣ４が接合される際、ＦＰＣ４に形成されている各配線４１と電気的に接続し、ＦＰＣ４の配線４１を介して供給される駆動回路からの駆動電圧を、接続電極１６を介してチャネル１４内の駆動電極１５に印加するための電極として機能する。
【００５１】
配線電極３３の形成は、配線基板３の表面にスピンコート法によりポジレジストをコーティングし、その後、このポジレジストをストライプ状のマスクを用いて露光し、現像することにより、ストライプ状のポジレジストの間に接続電極１６と同数及び同ピッチで配線基板３の表面を露呈させ、その表面に、蒸着法やスパッタリング法等によって電極形成用の金属によって金属被膜を形成することにより行うことができる。電極形成用の金属としては、接続電極１６と同一のものを使用することができる。
【００５２】
配線基板３は、各配線電極３３がヘッドチップ１の各接続電極１６と電気的に接続すると共に、開口部３２がヘッドチップ１の全チャネル１４の入口１４１側を露呈させるように位置合わせされ、異方導電性フィルム等によってヘッドチップ１の後面に接合される。電気的接続方法としては、この他に、導電性粒子を含む異方性導電ペースト、非導電性接着剤で接着する圧接接合、配線電極３３と接続電極１６の少なくとも一方に半田を使用し、加熱溶融させて接続する方法等、通常の実装技術で使用されている方法を用いることもできる。
【００５３】
このようにして配線基板３をヘッドチップ１の後面へ接合することにより、ヘッドチップ１の各チャネル１４内の駆動電極１５への駆動回路からの駆動電圧の印加を行うための電極（接続電極１６及び配線電極３３）が、チャネル列と直交する方向に向けて引き出される。このうち配線電極３３は、ヘッドチップ１から大きく張り出した配線接続部３１、３１に引き出されているため、ＦＰＣ４、４との電気的接続は容易であり、また、ＦＰＣ４、４を接合しても該ＦＰＣ４、４はヘッドチップ１の後方側には存在せず、ヘッドチップ１の後方側の空間を大きく開放させておくことができる。
【００５４】
インクマニホールド５は、配線基板３の開口部３２を介してヘッドチップ１の各チャネル１４に供給するインクを貯留する。インクマニホールド５は箱型に形成され、その開口５１が配線基板３に形成された開口部３２を覆うようにして接合される。
【００５５】
このインクマニホールド５の開口５１の大きさは、配線基板３の開口部３２を含み、各張り出し部３１、３１に至る程度の大きさとされ、ヘッドチップ１の後面の面積に比較して大きな開口５１を有している。このようにインクマニホールド５の接合においても配線基板３の張り出し部３１、３１を利用することによって、ヘッドチップ１の大きさに比較して大容量のインクを貯留させることができる。インクマニホールド５内には、インク供給口５２からインクが供給される。
【００５６】
なお、配線基板３が十分な厚みを有している場合には、インクマニホールド５を設ける代わりに、配線基板３の開口部３２をインク供給口を残して閉蓋することで、開口部３２内を全チャネル１４に共通にインクを供給するインク共通室として利用することも可能である。
【００５７】
次に、かかるインクジェットヘッドＨにおいて、ヘッドチップ１の後面側から、チャネル特性を均一化させるために駆動壁のせん断変形機能を調整する方法について説明する。
【００５８】
ここで、チャネル特性としては、インクジェットヘッドＨから吐出されるインクの速度分布に関連する特性で測定可能なものであれば特に限定されるものではないが、各ノズル２１から実際にインクを吐出することにより測定することが、より精度良くチャネル特性を測定できることから好ましく、例えば以下に説明するように、インク液滴の速度、インク液滴の体積、インク液滴の径を測定することが好ましい。
【００５９】
まず、各ノズル２１から吐出されるインク液滴の速度分布を測定して、その速度分布が均一となるように駆動壁１３のせん断変形機能を調整する方法について説明する。
【００６０】
インクジェットヘッドＨの製造過程において、製造されたヘッドチップ１にノズルプレート２、配線基板３及びＦＰＣ４、４をそれぞれ接合することで、ＦＰＣ４、４を介して図示しない駆動回路から各駆動電極１５に駆動電圧を印加して駆動可能となる図８に示す状態まで作成した後、配線基板３の開口部３２を介して各チャネル１４にインクを供給する。
【００６１】
このインクを供給する方法としては、開口部３２を覆う程度の大きさを有する仮のインク供給部材又はインクマニホールド５を、インクが漏洩しないように配線基板３に圧接する、あるいは剥離可能な接着剤等を用いて仮止めする方法が挙げられる。
【００６２】
このようにヘッドチップ１の各チャネル１４にインクを供給可能とした後、実際に共通の駆動電圧を各チャネル１４の駆動電極１５に印加することにより、駆動壁１３をせん断変形させて各ノズル２１からインクをそれぞれ吐出させ、そのときのインク液滴の吐出速度をそれぞれ測定し、全ノズル２１の速度分布を求める。
【００６３】
インクの吐出速度の測定方法は特に問わないが、例えばノズル２１から吐出されるインクを撮像し、そのインクの撮像位置から画像認識することにより速度を計算して求める方法、インクの飛翔経路に検出センサの光軸を配置し、インクが光軸を通過したときの受光センサの光量変化を検出し、インクの吐出タイミングと検出タイミングとから速度を計算して求める方法等が挙げられる。
【００６４】
速度分布を測定した後、仮のインク供給部材又はインクマニホールド５を取り外し、各チャネル１４間でインクの吐出速度にばらつきが生じている場合に、速度の速いインクを吐出するチャネル１４のインクの吐出速度を落とすように、ヘッドチップ１の後面側から、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工を施す。ヘッドチップ１の後面は、全駆動壁１３、全チャネル１４及び全駆動電極１５が配線基板３の開口部３２を通して露呈しており、また、ヘッドチップ１の後方側の空間は大きく開放しているので、加工作業は極めて容易である。更に、仮のインク供給部材又はインクマニホールド５を取り外しても、これら仮のインク供給部材やインクマニホールド５は電気的接続部品ではないため、取り外しによって断線等が生じるような心配はない。
【００６５】
次に、各ノズル２１から吐出されるインク液滴の体積分布を測定して、その体積分布が均一となるように駆動壁１３のせん断変形機能を調整する方法について説明する。
【００６６】
この場合も、上述の方法と同様にして、図８に示す状態まで作成した後、配線基板３の開口部３２を介して各チャネル１４にインクを供給する。
【００６７】
ヘッドチップ１の各チャネル１４にインクを供給可能とした後、実際に共通の駆動電圧を各チャネル１４の駆動電極１５に印加することにより、駆動壁１３をせん断変形させて各ノズル２１からインクをそれぞれ吐出させ、そのときのインク液滴の体積をそれぞれ測定し、全ノズル２１の体積分布を求める。
【００６８】
インク液滴の体積をＶ０、ノズル半径をｒ、吐出速度をＶ、駆動周波数をωとすると、Ｖ０＝πｒ×ｒ×Ｖ／（２ω）となる。ノズル加工の精度は十分に高く、ノズル半径はどのチャネルでも一定と考えてよいので、インク液滴の体積Ｖ０を測定することにより、吐出速度の分布がわかる。
【００６９】
インク液滴の体積の測定方法も特に問わないが、同一ノズルから所定の数（所定の時間）だけインクを吐出させ、その吐出された全インクの重量を測定することでインク液滴を測定することができる。例えば平均のインク液滴量が１０ｎｇである場合、駆動周波数が１０ｋＨｚであるとすると、吐出時間１０秒で、１０ｎｇ×１０ｋＨｚ×１０＝１ｍｇとなる。この重量を天秤を用いて測定することにより、インク液滴の体積を求めることができる。
【００７０】
このようにしてインク液滴の体積分布を測定した後は、上述の方法と同様にして、各チャネル１４間でインク液滴の体積にばらつきが生じている場合に、体積の大きいインク液滴を吐出するチャネル１４に対し、体積を小さくするように、ヘッドチップ１の後面側から、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工を施す。
【００７１】
更に、各ノズル２１から吐出されるインク液滴の径分布を測定して、その径分布が均一となるように駆動壁１３のせん断変形機能を調整する方法について説明する。
【００７２】
この場合も、上述の方法と同様にして、図８に示す状態まで作成した後、配線基板３の開口部３２を介して各チャネル１４にインクを供給する。
【００７３】
ヘッドチップ１の各チャネル１４にインクを供給可能とした後、実際に共通の駆動電圧を各チャネル１４の駆動電極１５に印加することにより、駆動壁１３をせん断変形させて各ノズル２１からインクをそれぞれ吐出させ、そのときのインク液滴の径をそれぞれ測定し、全ノズル２１の径分布を求める。
【００７４】
インク液滴の径の測定方法も特に問わないが、例えばノズル２１から吐出されるインク液滴を撮像し、そのインク液滴の径を画像上で測定することにより求める方法等が挙げられる。
【００７５】
このようにしてインク液滴の径分布を測定した後は、上述の方法と同様にして、各チャネル１４間でインク液滴の径にばらつきが生じている場合に、径の大きいインク液滴を吐出するチャネル１４に対し、径を小さくするように、ヘッドチップ１の後面側から、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工を施す。
【００７６】
駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工としては、まず、図９（ａ）のように、レーザー加工により駆動壁１３の表面に形成されている駆動電極１５の一部を除去する方法が挙げられる。
【００７７】
レーザーとしては、エキシマレーザー、ＳＨＧを用いた倍周波、ＴＨＧを用いた３倍周波レーザーが好ましく、図示するように、チャネル１４の入口１４１側から斜めとなるようにレーザー光を照射し、加工対象となる駆動壁１３の駆動電極１５の一部を除去する。圧電素子からなる駆動壁１３は、その両面の駆動電極１５に印加される電圧の電位差によってせん断変形を生ずるため、駆動電極１５の面積が減少することによって駆動壁１３の感度が低下し、その結果、駆動壁１３のせん断変形量が減少してインクの吐出速度が低下する。
【００７８】
一例として、チャネル１４のインク吐出方向の長さ（Ｌ長）が２．５ｍｍのヘッドチップ１において、チャネル１４の入口１４１から２５μｍの深さまで駆動電極１５を除去すれば、１％の駆動電極１５が減少することになり、その分感度が低下する。実際は、駆動電極１５の除去量と感度低下の程度とを予め測定して求めておき、そのデータに基づいて駆動電極１５の除去量を決定すればよい。
【００７９】
また、駆動壁１３は、それ自体を一部除去することによってもせん断変形量が低下する。従って、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工として、図９（ｂ）のように、レーザー加工により駆動壁１３の一部を除去する方法も挙げられる。レーザーは駆動電極１５を除去する場合と同様のレーザーを用いることができる。この場合も、駆動壁１３の除去量と感度低下の程度とを予め測定して求めておき、そのデータに基づいて駆動壁１３の除去量を決定すればよい。
【００８０】
更に、分極処理された圧電素子は、加熱することによって脱分極が起こる。脱分極された圧電素子は感度が低下することによりせん断変形機能が低下する。従って、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工として、図９（ｃ）のように、ヘッドチップ１の後面側から駆動壁１３を加熱する方法も挙げられる。加熱には、加工対象となる駆動壁１３のみをスポット状に加熱できるようにすることから、レーザーを用いることが好ましい。レーザーは駆動壁１３が除去されない程度の出力とすることで、駆動壁１３を加熱して感度を低下させることができる。
【００８１】
この場合に用いることのできるレーザーとしては、特に限定はされないが、赤外半導体レーザー、ＹＡＧレーザー等が好ましい。駆動壁１３の感度低下はレーザー照射部位で最も大きく、離れるに従って感度低下は少なくなるが、その程度は駆動電極１５と駆動壁１３の材質や厚さに依存する。従って、この場合も、駆動壁１３の加熱量（加熱温度、加熱時間）と感度低下の程度とを予め測定して求めておき、そのデータに基づいて駆動壁１３の加熱量を決定すればよい。
【００８２】
その他、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工として、ヘッドチップ１の後面側から駆動壁１３自体を機械的に加工する方法も挙げられる。図９（ｄ）は駆動壁１３自体を機械的に一部除去することにより感度を低下させる場合を示している。機械的な加工は、駆動壁１３をヘッドチップ１の後面側からエンドミル３００を用いて研削することにより行うことができる。この場合も、駆動壁１３の加工量と感度低下の程度とを予め測定して求めておき、そのデータに基づいて駆動壁１３の加工量を決定すればよい。
【００８３】
以上のように駆動壁１３のせん断変形機能を調整する際、レーザー加工では、蒸発した金属がノズル２１に付着する可能性があり、また、機械加工では、削り粉がノズル２１に詰まる可能性がある。このようなノズル２１へのダメージを避けるため、ノズル２１に後に除去可能な保護剤を予め塗布しておくことが好ましい。後に除去可能な保護剤としては、有機溶剤で除去可能なレジスト等の有機高分子膜が好適である。
【００８４】
駆動壁１３とチャネル１４とを交互に並設したインクジェットヘッドには、全てのチャネル１４をインク吐出チャネルとし、隣接するチャネル１４を３サイクルで順次駆動させるようにする３サイクルヘッドと、チャネル１４をインク吐出チャネルと空チャネルとに分け、それらを交互に配置する独立チャネルタイプとがある。
【００８５】
３サイクルヘッドの場合、一つの駆動壁１３を隣り合う２つのチャネル１４が共有するため、一つの駆動壁１３の感度を低下させると、その駆動壁１３の両側の２つのチャネル１４からのインクの吐出速度に影響する。一般には、速度分布等のチャネル特性の不均一の原因は駆動壁１３に起因することが多いので、以上のような方法で十分にチャネル特性を均一にすることができる。但し、まれに駆動壁１３以外の原因でチャネル特性の不均一が発生している場合があるが、この場合もチャネル特性の不均一は改善される方向である。
【００８６】
一方、独立チャネルタイプの場合、駆動壁１３はインク吐出チャネルに専属のものであり、共有されることはない。この場合は、駆動壁１３の加工はそれに専属のチャネル１４にしか影響を与えないので、完全にチャネル特性を調整することが可能である。
【００８７】
この独立チャネルタイプの場合、空チャネルにはインクが流入しないようにする必要がある。これは通常、ヘッドチップの後面に、図１０に示すように、インク吐出チャネルにはインクを供給するための穴４０１があるが、空チャネルにはインクが流入しないように穴のないプレート４００を貼ることで実現される。
【００８８】
このプレート４００を張った後で速度分布等のチャネル特性を測定し、ヘッドチップ１の後面側から加工を行う場合は、プレート４００のインク供給用の穴４０１をチャネル１４の入口面積より大きく形成しておき、図９（ａ）の様に斜めからレーザー光を照射することにより駆動電極１５を除去する、またはレーザー光の照射により駆動壁１３を加熱することにより加工を施すことができる。図９（ｂ）、（ｄ）の方法はこの場合適用することは困難である。
【００８９】
以上の説明では、ヘッドチップ１の前面にノズルプレート２を接合し、ノズル２１から実際にインクを吐出することにより、速度分布等のチャネル特性を測定したが、本発明に係るインクジェットヘッドＨの構造によれば、実際にインクを吐出することなくチャネル特性を測定することも可能である。
【００９０】
図１１は、インクを吐出することなくチャネル特性を測定する方法の一例を説明する断面図である。
【００９１】
ヘッドチップ１は、配線基板３及びＦＰＣ４、４を接合すれば、各駆動電極１５に駆動電圧を印加可能となるので、接続電極１６を形成したヘッドチップ１に配線基板３及びＦＰＣ４、４を接合し、ノズルプレートを接合しない状態まで作成した後、ヘッドチップ１の前面を閉塞する。ここではヘッドチップ１の前面に剥離可能な接着剤等を用いて蓋部材５００を貼り付けている。その他、ヘッドチップ１の前面を弾性部材等に圧接してチャネル１４の出口１４２側を密閉してもよい。
【００９２】
その後、ヘッドチップ１の前面側を下にして各チャネル１４内に液体Ｗを充填し、各チャネル１４の駆動電極１５に共通の駆動電圧を印加することにより駆動壁１３をせん断変形させる。各チャネル１４に充填される液体Ｗとしては、不揮発性の液体が好ましく、例えば油系インク等が挙げられる。
【００９３】
駆動電極１５に駆動電圧を印加すると、駆動壁１３はくの字型にせん断変形し、チャネル１４内の容積を縮小又は拡大させ、これによりチャネル１４内に充填された液体Ｗの液面は上下方向に動く。この液体Ｗの液面の挙動をレーザードップラー測定器６００を用いて測定することにより、各チャネル１４の特性を測定することができ、このチャネル特性から全チャネル１４の速度分布を予測することができる。
【００９４】
このようにして全チャネル１４のチャネル特性を測定した後、ヘッドチップ１の後面側から駆動壁１３のせん断変形機能を調整すればよい。ノズルプレート２は加工前、後のいずれに接合してもよいが、ノズル２１の保護の観点から、加工後に接合することが好ましい。
【００９５】
なお、インク吐出チャネルと空チャネルとを交互に配置した独立チャネルタイプの場合に、この方式でノズルプレート２を貼る前に各チャネル１４の特性を求める場合は、インク吐出チャネルにのみ液体Ｗを充填すればよい。これはインクジェットヘッドにより、液体Ｗを吐出するチャネルのみに充填することで行える。この場合も、前述した図９（ｂ）、（ｄ）の方法を適用すると、その後で、図１０に示すように後端を塞ぐプレート４００を貼ることが困難になるので、図９（ａ）、図９（ｃ）の方法が望ましい。
【００９６】
また、水系インクのように駆動電極１５を腐食させる液体を吐出する場合は、各駆動電極１５を保護するための保護膜を形成する必要がある。保護膜としては例えばポリパラキシリレン膜を使用することができる。
【００９７】
保護膜としてポリパラキシリレン膜を形成した後に、せん断変形機能を低下させる加工を行うと、保護膜の機能を低下させる恐れがある。また、ポリパラキシリレン膜はＣＶＤによって形成され、ヘッドチップ１の全面に付着するため、保護膜形成時にノズルプレート２がヘッドチップ１に貼り付けてあるのは好ましくない。従って、保護膜を形成する場合は、ノズルプレート２を貼る前に、図１１に示したようにレーザードップラー測定器６００を用いてチャネル特性を測定した後、せん断変形機能を調整する加工を行い、その後、保護膜を形成し、その後にノズルプレート２を貼り付けるようにすることが好ましい。または、チャネル特性を測定するために一時的にノズルプレート２を貼り付ける仮貼りを行い、測定後にノズルプレート２を除去し、せん断変形機能を調整する加工を行い、保護膜を形成した後にノズルプレート２を貼り付ける本貼りを行うようにすることが好ましい。
【００９８】
なお、保護膜として酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の耐熱性の高い膜を用いる場合は、保護膜を形成し、ノズルプレート２を貼付けた後、チャネル特性を測定し、レーザー光を照射して駆動壁１３を加熱することにより、外観上変化を与えない方法でせん断変形機能を調整する加工を行うことは可能である。
【００９９】
チャネル特性を均一にするための駆動壁１３の加工が終了したら、必要に応じて配線基板３にインクマニホールド５を接合してインクジェットヘッドＨを完成させる。
【０１００】
更に、インクを吐出することなくチャネル特性を測定する方法の他の一例としては、各チャネル１４の駆動壁１３の容量分布を測定する方法も挙げられる。
【０１０１】
駆動壁１３の容量を測定するには、例えば図１２に示すように、ＬＣＲメーター７００に接続した２本のプローバー７０１、７０１を、隣り合う配線電極３３に接触させることで、当該２本の配線電極３３に電気的に接続している駆動電極１５が形成されている駆動壁１３の容量を測定することができる。この測定には、自動ステージを使用し、コンピュータ制御することで、全駆動壁１３の容量測定を容易に行うことができ、この容量分布から全チャネル１４の速度分布を予測することができる。
【０１０２】
このようにして全チャネル１４の容量を測定した後、その容量分布に基づいてヘッドチップ１の後面側から駆動壁１３のせん断変形機能を調整すればよい。
【０１０３】
以上説明したチャネル特性の測定と駆動壁１３のせん断変形機能の調整は、必要に応じて複数回繰り返すことが好ましく、これにより更にチャネル特性を均一化させる効果を向上させることが可能である。
【０１０４】
図１３は配線基板の別の態様を示している。図１、図２と同一符号の部位は同一構成であるため、詳細な説明は省略する。
【０１０５】
この配線基板は、ヘッドチップ１の２列のチャネル列にそれぞれ独立した２枚の基板６、６により構成されている。各配線基板６、６を形成する基板は、配線基板３と同一のものを使用することができる。
【０１０６】
各配線基板６、６は、ヘッドチップ１との接合面に該ヘッドチップ１の接続電極１６とそれぞれ対応する配線電極６１が形成されており、ヘッドチップ１の後面の各チャネル列の接続電極１６の形成領域に、その一端が、各配線電極６１と各接続電極１６とが電気的に接続するように接合され、他端側はチャネル列と直交する方向に張り出している。この張り出し端は配線接続部６２、６２となっており、それぞれＦＰＣ４、４の各配線４１が各配線電極６１と電気的に接続するように接合されている。
【０１０７】
各配線基板６、６は間に空間部６３をおいて互いに離隔しており、その空間部６３にヘッドチップ１の後面に臨む全駆動壁１３、全チャネル１４及び全駆動電極１５が露呈している。従って、上記同様に、実際にインクを吐出して又は吐出することなくチャネル特性を測定した後にヘッドチップ１の後面側から空間部６３を通して各駆動壁１３のせん断変形機能を調整する加工を施すことが容易である。
【０１０８】
この配線基板６、６によれば、単純な構成の基板を用いるだけでよく、配線基板３のような開口部３２を加工する必要がないため、より低コスト化を図ることができる。また、各配線基板６、６を独立してヘッドチップ１に接合することができるため、一方の配線基板６の配線電極６１と接続電極１６との電気的接続が他方の配線基板６の電気的接続に影響を与えることがなく、ショートの危険の少ない確実な電気的接続が容易に行える。
【０１０９】
各配線基板６、６間の空間部６３も、配線基板６、６が十分な厚みを有している場合には、ヘッドチップ１の全チャネル１４に共通のインク共通室を構成することができる。配線基板６、６に更にインクマニホールド５を接合してもよい。
【０１１０】
空間部６３の両側の開放部６３１、６３２は図示しない部材によって閉塞してもよいし、インク供給口又はインク排出口として利用してもよい。また、空間部６３をインク共通室として利用する場合は、一方の開放部６３１をインク供給口として利用し、他方の開放部６３２をインク排出口として利用してインク共通室内をインクが循環するようにしてもよい。
【０１１１】
以上説明したインクジェットヘッドＨでは、配線基板３、６を板状の基板により形成し、その配線接続部３１、６２にＦＰＣ４を接続するようにしたが、配線基板３、６そのものをＦＰＣによって形成してもよい。これにより、ヘッドチップ１と配線基板との接合と各駆動電極１５への駆動電圧の印加のための配線接続とが同時に行え、工数が削減できる。
【０１１２】
また、以上説明したインクジェットヘッドＨのヘッドチップ１は、チャネル列が２列の場合であるが、チャネル列は１列のみであってもよく、また、３列以上の複数列であってもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１：ヘッドチップ
１０、１０Ａ：ヘッド基板
１１：ベース基板
１２：カバー基板
１３：駆動壁
１３ａ、１３ｂ：圧電素子基板
１４：チャネル
１４１：チャネルの入口
１４２：チャネルの出口
１５：駆動電極
１６：接続電極
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：配線基板
３１：配線接続部
３２：開口部
３３：配線電極
４：ＦＰＣ
４１：配線
５：インクマニホールド
５１：開口
５２：インク供給口
６：配線基板
６１：配線電極
６２：配線接続部
６３：空間部
６３１、６３２：開放部
１００：積層ヘッド基板
２００：感光性ドライフィルム
２０１：開口部
３００：エンドミル
４００：プレート
５００：蓋部材
６００：レーザードップラー測定器
７００：ＬＣＲメーター
７０１：プローバー
Ｈ：インクジェットヘッド
Ｗ：液体
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、ハーモニカ型のヘッドチップを有するインクジェットヘッドにおいても、容易に各チャネルのインクの速度分布を均一化することができる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、ノズルからインクを吐出することにより画像を記録するインクジェットヘッドは、記録速度及び画像品質を向上させる目的で多チャネル化が進んでいる。このような多チャネルのインクジェットヘッドにおいては、ノズルから吐出されるインクの速度分布の均一性が重要な性能である。ノズルから吐出されるインクの速度は、インク液滴の体積、インク液滴の径とも関連を有するため、これらを含めたチャネル特性を均一化することが必要である。
【０００３】
インクジェットヘッドには、記録紙に対してインクジェットヘッドが移動することにより画像を記録するタイプ、インクジェットヘッドは固定で記録紙が移動することにより画像を記録するタイプ等があるが、いずれの場合においてもチャネル特性の不均一は、吐出されるインクの速度分布の不均一によりインクの着弾精度のばらつきを引き起こし、得られる画像の品質を低下させる。現実のインクジェットヘッドは、材料となるＰＺＴの性能のばらつき、製造プロセスの不均一等により、通常、ある速度分布を持ったものとなる。
【０００４】
速度分布を均一にするには、各チャネル毎に駆動電圧を最適化する方法があるが、各チャネル毎に駆動回路を用意する必要があり、コストがかかる問題がある。通常は単一の電源から各チャネルに対して駆動電圧を印加するため、各駆動電圧は共通となり、各ノズルから吐出されるインクの速度にばらつきが発生してしまうことは避け難い。
【０００５】
従来、このような速度分布を均一にするための技術として、予め所望の電気機械特性となるように電極の一部を削除した圧電振動子を用いてヘッドを構成する技術（特許文献１）、ヘッドを組み立てた後、特性測定装置によりインクの噴射特性を調べ、各ノズル間で特性ばらつきがなくなるようにピエゾ素子の電極面をトリミングする技術（特許文献２）、各ノズルからのインク速度を計測し、各ノズル間でばらつきが生じている場合に、ユニモルフモードによる変形を行う圧電素子の圧電体表面の共通電極に切欠部を設け、インク速度の調整を図る技術（特許文献３）等が知られているが、実際に駆動することにより速度分布を求め、その速度分布の結果に基づいて電極をトリミングする等の調整を行うことが、速度分布を均一化させる上では好ましい。
【０００６】
ところで、インクジェットヘッドには、分極処理された圧電素子にチャネルを研削して、該チャネルを区画する駆動壁に駆動電極を形成し、該駆動電極に電圧を印加することにより駆動壁をくの字状にせん断変形させてチャネル内のインクをノズルから吐出させるようにしたせん断モードのインクジェットヘッドが知られている。
【０００７】
その中でも、インクを吐出させるためのアクチュエータを、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設されると共に前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置される所謂ハーモニカ型のヘッドチップにより構成したインクジェットヘッド（例えば特許文献４、５）は、１枚の基板から多数個のヘッドチップを一度に作成することができるため、極めて生産性が高く、また、チャネルが入口から出口にかけてストレートとなるため、泡抜けが良く、電力効率が高く、発熱が少なく、高速応答性に優れる等の多くの利点を有しており、このようなハーモニカ型のヘッドチップを有するインクジェットヘッドにおいても、各ノズル間の速度分布を均一化させることにより、より高画質の画像を記録できるようにすることが望まれている。
【０００８】
このようなハーモニカ型のヘッドチップは、駆動電極に駆動電圧を印加するための配線を接続することが難しく、通常、各駆動電極と電気的に接続する電極をヘッドチップの外面まで引き出し、ヘッドチップの外面において配線を接続することが行われている。
【０００９】
例えば、特許文献４に記載の技術では、ヘッドチップを２枚の基板で挟み、その基板に各駆動電極と電気的に接続する電極を形成することで、駆動回路からの駆動電圧を基板を介して各駆動電極に印加するようにしている。このとき、ヘッドチップの後面（チャネルの入口側）には、２枚の基板間に亘って壁部を設けることでインク供給室を形成している。
【００１０】
また、特許文献５に記載の技術では、ヘッドチップを２枚の基板で挟み、ヘッドチップの後面（チャネルの入口側）には２枚の基板間に亘って壁部を設けることでインク供給室を形成すると共に、その壁部を基板よりも更に後方へはみ出させ、基板及びはみ出し部に各駆動電極と電気的に接続する電極を形成することにより、これら基板及びはみ出し部を利用して駆動回路からの駆動電圧を各駆動電極に印加するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５７−１８１８７４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１１８２６１号公報
【特許文献３】特開２０００−１２７３８４号公報
【特許文献４】特開２００４−２０９７９６号公報
【特許文献５】特開２００４−３５８７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、ハーモニカ型のヘッドチップを有するインクジェットヘッドでは、特許文献４、５に開示されているように、駆動電極はチャネル内に完全に包囲された状態にあり、また、ヘッドチップの後面側に各駆動電極に駆動電圧を印加するための電極を引き出す基板が存在するため、この基板が邪魔となって、インクジェットヘッドを作成した後に駆動電極をトリミング等して調整を行うことが困難である。
【００１３】
各基板をＦＰＣのようにフレキシブルな材質とすれば、各駆動電極をトリミング等する際に、基板を大きく折り曲げておくことも可能であるが、作業時に基板の折り曲げ状態を保持する必要があり、また、基板の折損、剥離、断線といった危険があるため好ましくない。
【００１４】
そこで、本発明は、ハーモニカ型のヘッドチップを有するインクジェットヘッドにおいて、ヘッドチップの作成後に、駆動壁のせん断変形機能を調整することにより容易にチャネル特性を均一化することができるインクジェットヘッドの製造方法を提供することを課題とする。
【００１５】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１７】
１．圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設されると共に前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、前記駆動壁に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、前記駆動電極に電圧を印加することにより前記駆動壁をせん断変形させ、前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ヘッドチップを作成した後、該ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
２．前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の速度を測定することにより各インク液滴の速度分布を測定する工程と、
測定された速度分布に基づいて該速度分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする前記１．記載のインクジェットヘッドの製造方法。
３．前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の体積を測定することにより各インク液滴の体積分布を測定する工程と、
測定された体積分布に基づいて該体積分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする前記１．記載のインクジェットヘッドの製造方法。
４．前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の径を測定することにより各インク液滴の径分布を測定する工程と、
測定された各インク液滴の径分布に基づいて該径分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする前記１．記載のインクジェットヘッドの製造方法。
５．前記ヘッドチップを作成した後、該ヘッドチップの前面から全チャネルを閉蓋する工程と、
各チャネルに液体を充填し、前記駆動電極に電圧を印加して前記駆動壁をせん断変形させ、その時の前記液体の挙動をレーザードップラー測定器で測定することにより、各チャネル特性を測定する工程と、
前記測定されたチャネル特性に基づいて、該チャネル特性が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする前記１．記載のインクジェットヘッドの製造方法。
６．前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルの前記駆動壁の容量分布を測定する工程と、
前記測定された容量分布に基づいて、該容量分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする前記１．記載のインクジェットヘッドの製造方法。
７．前記ヘッドチップの後面に、前記駆動電極と電気的に接続する接続電極を形成する工程と、
前記接続電極に対応する配線電極が形成されると共に、前記ヘッドチップのチャネル列に対応する領域に開口部を有し、該ヘッドチップよりもチャネル列方向と直交する方向に張り出す大きさを有する配線基板を、前記接続電極と前記配線電極の一端とが電気的に接続し、且つ、前記開口部から前記ヘッドチップの全チャネルが露呈するように接合する工程を含むことを特徴とする前記１．〜６．のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
８．前記ヘッドチップの後面に、前記駆動電極と電気的に接続する接続電極を形成する工程と、
前記接続電極に対応する配線電極が形成された配線基板の一端を、前記接続電極と前記配線電極の一端とが電気的に接続し、且つ、前記ヘッドチップの全チャネルが露呈するように前記ヘッドチップの後面の前記接続電極の形成領域に接合する工程を含むことを特徴とする前記１．〜６．のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
９．前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、レーザーにより、前記駆動電極と前記駆動壁の少なくとも一方の一部を除去することにより行うことを特徴とする前記１．〜８．のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
１０．前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、前記駆動電極と前記駆動壁の少なくとも一方の一部を機械的に除去することにより行うことを特徴とする前記１．〜８．のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
１１．前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、レーザーにより、前記駆動壁の一部を加熱することにより行うことを特徴とする前記１．〜８．のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、作成後のハーモニカ型のヘッドチップの後面側から駆動壁のせん断変形機能を調整することで、各チャネル特性を均一化することができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項２記載の発明によれば、実際にインクを吐出して速度を測定した結果に基づいて各チャネルのインクの速度分布を均一化させることにより、各チャネル特性を均一化させることができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項３記載の発明によれば、実際にインクを吐出してインク液滴の体積を測定した結果に基づいて各チャネルのインクの体積分布を均一化させることにより、各チャネル特性を均一化させることができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項４記載の発明によれば、実際にインクを吐出してインク液滴の径を測定した結果に基づいて各チャネルのインク液滴の径分布を均一化させることにより、各チャネル特性を均一化させることができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項５記載の発明によれば、レーザードップラー測定器によって各チャネルの特性を測定することにより、その測定結果に基づいて各チャネル特性を均一化させることができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項６記載の発明によれば、各チャネルの駆動壁の容量分布を測定することにより、その測定結果に基づいて各チャネル特性を均一化させることができ、高品質の画像記録が可能な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。
請求項７記載の発明によれば、更に、ヘッドチップの後面に配線接続のための配線基板を設けても、その開口部を通して、ヘッドチップの後面から駆動壁のせん断変形機能を容易に調整することができる。
請求項８記載の発明によれば、更に、ヘッドチップの後面に配線接続のための配線基板を設けても、全チャネルを露呈させることができ、ヘッドチップの後面から駆動壁のせん断変形機能を容易に調整することができる。
請求項９記載の発明によれば、更に、レーザーを用いて簡単に駆動壁のせん断変形機能を調整することができる。
請求項１０記載の発明によれば、更に、機械的に簡単に駆動壁のせん断変形機能を調整することができる。
請求項１１記載の発明によれば、更に、レーザーによる熱を利用して簡単に駆動壁のせん断変形機能を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るインクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図
【図２】本発明に係るインクジェットヘッドの一例を示す断面図
【図３】（ａ）〜（ｄ）はヘッドチップを作成する方法を説明する図
【図４】ヘッドチップの別の作成方法を説明する図
【図５】１枚のヘッド基板からヘッドチップを作成する方法を説明する図
【図６】（ａ）（ｂ）は接続電極の形成方法を説明する図
【図７】ヘッドチップに配線基板を接合した状態を示す背面図
【図８】駆動壁のせん断変形機能を低下させる加工を施す状態の断面図
【図９】（ａ）〜（ｄ）は図７の(ix)−(ix)線に沿う断面図
【図１０】独立チャネルタイプの駆動壁のせん断変形機能を低下させる加工を施す様子を示すチャネル列方向に沿う断面図
【図１１】インクを吐出することなくチャネル特性を測定する方法の一例を説明する断面図
【図１２】インクを吐出することなくチャネル特性を測定する方法の他の一例を説明する斜視図
【図１３】配線基板の別の態様を示す背面側から見た斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係るインクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図、図２は断面図であり、図中、Ｈはインクジェットヘッド、１はヘッドチップ、２はヘッドチップ１の前面に接合されるノズルプレート、３はヘッドチップ１の後面に接合される配線基板、４は配線基板３に接合されるＦＰＣ、５は配線基板３の後面に接合されるインクマニホールドである。
【００２２】
なお、本明細書においては、ヘッドチップ１からインクが吐出される側の面を「前面」といい、その反対側の面を「後面」という。また、ヘッドチップ１を前面又は後面から見て、並設されるチャネルを挟んで上下に位置する外側面をそれぞれ「上面」及び「下面」という。
【００２３】
ヘッドチップ１は、圧電素子からなる駆動壁１３とチャネル１４とが交互に並設されている。チャネル１４の形状は、両側壁が上面及び下面に対してほぼ垂直に立ち上がっており、そして互いに平行である。図２に示すように、ヘッドチップ１の前面及び後面にそれぞれ各チャネル１４の出口１４２と入口１４１とが配置されると共に、各チャネル１４は入口１４１から出口１４２に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプである。
【００２４】
このヘッドチップ１において、各チャネル１４は図示上下に２列となるチャネル列を有している。各チャネル列はそれぞれ６個のチャネル１４からなるが、ヘッドチップ１中のチャネル列を構成するチャネル１４の数は何ら限定されない。
【００２５】
図３、図４はこのようなヘッドチップ１を作成する方法の一例を示している。
【００２６】
まず、１枚のベース基板１１上に、２枚の圧電素子基板１３ａ、１３ｂをそれぞれエポキシ系接着剤を用いて接合する（図３（ａ））。各圧電素子基板１３ａ、１３ｂに用いられる圧電材料としては、電圧を加えることにより変形を生じる公知の圧電材料を用いることができるが、特にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が好ましい。２枚の圧電素子基板１３ａ、１３ｂは互いに分極方向（矢印で示す）を反対方向に向けて積層し、基板１１に接着剤を用いて接着する。
【００２７】
次いで、その２枚の圧電素子基板１３ａ、１３ｂに亘って、ダイシングソー等を用いて複数の平行な溝を研削する。これにより、ベース基板１１上に高さ方向で分極方向が反対となる圧電素子からなる駆動壁１３が並設される。各溝は圧電素子基板１３ａ、１３ｂの一方の端から他方の端に亘ってほぼ同じ一定の深さで研削することで、長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレート状のチャネル１４となる（図３（ｂ））。
【００２８】
また、図示しないが、ベース基板１１を用いる代わりに圧電素子基板１３ｂを厚手のものとし、薄手の圧電素子基板１３ａ側から厚手の圧電素子基板１３ｂの中途部にまで至る複数の平行な溝を研削することにより、高さ方向で分極方向が反対となる駆動壁１３の形成と同時にベース基板１１の部分が圧電素子基板１３ｂによって一体に形成されるようにしてもよい。
【００２９】
次いで、このようにして形成した各チャネル１４の内面に駆動電極１５を形成する。駆動電極１５を形成する金属は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ等があり、電気抵抗の面からはＡｌやＣｕを用いることが好ましいが、腐食や強度、コストの面からＮｉが好ましく用いられる。また、Ａｌの上に更にＡｕを積層した積層構造としてもよい。
【００３０】
駆動電極１５の形成は、蒸着法、スパッタリング法、めっき法、ＣＶＤ（化学気相反応法）等の真空装置を用いた方法等によって金属被膜を形成する方法が挙げられるが、めっき法によるものが好ましく、特に無電解めっきにより形成することが好ましい。無電解めっきによれば、均一且つピンホールフリーの金属被膜を形成することができる。めっき膜の厚みは０．５〜５μｍの範囲が好ましい。
【００３１】
駆動電極１５はチャネル１４毎に独立させる必要があるため、駆動壁１３の上端面には金属被膜が形成されないようにする。このため、例えば各駆動壁１３の上端面に予めドライフィルムを貼着したり、レジストを形成しておき、金属被膜を形成した後に除去することで、各駆動壁１３の側面及び各チャネル１４の底面に選択的に駆動電極１５を形成するとよい（図３（ｃ））。
【００３２】
このようにして駆動電極１５を形成した後、駆動壁１３の上端面にカバー基板１２をエポキシ系接着剤を用いて接合し、１列のチャネル列を有するヘッド基板１０を作成する（図３（ｄ））。ベース基板１１及びカバー基板１２には、駆動壁１３を構成する圧電材料と同一の基板材料を脱分極して用いると、基板接着時の加熱や駆動の熱の影響による、熱膨張係数の差に起因する速度分布や駆動特性のばらつきを少なくすることができる。
【００３３】
また、このようなヘッド基板は、図３（ｄ）に示すようにして作成されるものに限らず、図４に示すように、ベース基板１１を用いる代わりに圧電素子基板を厚手のものとして、平行な溝を研削して駆動壁１３とチャネル１４とを交互に並設し、各チャネル１４の内面に駆動電極１５を形成したものを２組（上側基板１０ａと下側基板１０ｂ）用意し、これを駆動壁１３同士が相対するように接着することで、図３（ｄ）と類似のヘッド基板１０Ａとすることもできる。この場合、図３（ａ）のように薄い圧電素子基板１３ａを圧電素子基板１３ｂ上に接着する必要がないのでコスト上有利である。但し、以下では、図３（ｄ）のヘッド基板１０を用いて作成する場合について説明する。
【００３４】
図３（ｄ）に示すようにして作成されたヘッド基板１０を２枚用い、図５に示すように互いのカバー基板１２同士を重ね合わせ、エポキシ系接着剤を用いて接合することで、上下で２列のチャネル列を有する積層ヘッド基板１００を作成した後、この積層ヘッド基板１００を、チャネル１４の長さ方向と直交する方向に沿う複数のカットラインＣ１、Ｃ２・・・に沿って切断することにより、ハーモニカ型の複数のヘッドチップ１、１・・・を作成する。
【００３５】
このようにして作成されるヘッドチップ１、１・・・は、各チャネル列において圧電素子からなる駆動壁１３とチャネル１４とが交互に並設される。チャネル１４の形状は、両側壁がヘッドチップ１のベース基板１１からほぼ垂直方向に立ち上がっており、そして互いに平行である。ヘッドチップ１の前面及び後面には、それぞれ各チャネル１４の出口１４２と入口１４１とが配置される。各チャネル１４は、入口から出口に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプとなる。
【００３６】
このようなハーモニカ型のヘッドチップ１では、各チャネル１４内の駆動電極１５に駆動回路からの駆動電圧を印加するためのＦＰＣ等の配線を外部から接続できるようにするため、各駆動電極１５をヘッドチップ１の外面にまで引き出す必要がある。そこで、次に、ヘッドチップ１の後面に、駆動電極１５のうちのチャネル１４の底面に形成された部分（チャネル１４内に臨むベース基板１１の表面）からベース基板１１の後端面にかけて接続電極１６を引き出し形成する。
【００３７】
図６（ａ）（ｂ）は、ヘッドチップ１の外面に、各駆動電極１５と電気的に接続する接続電極１６を引き出し形成する方法の一例を説明する説明図である。
【００３８】
接続電極１６は、図６（ａ）に示すように、ヘッドチップ１の後面に、駆動電極１５のうちのチャネル１４内に臨むベース基板１１表面に形成された部分を少なくとも含み、ヘッドチップ１の上面側及び下面側にかけて開設された開口部２０１を有する感光性ドライフィルム２００を貼着し、Ａｌ等の電極形成用の金属を蒸着して、開口部２０１内に金属被膜を生成することによって形成することができる。
【００３９】
チャネル１４内の駆動電極１５と接続電極１６をスムーズに接続するためには、蒸着方向に対してヘッドチップ１の後面を垂直にするのではなく、所定の角度傾けて蒸着することが望ましい。具体的には、蒸着方向（金属粒子が飛来する方向）が、図６（ａ）の紙面に垂直ではく、垂直から上側及び下側に３０〜６０度程度傾いていることが望ましい。
【００４０】
また、接続電極１６は、Ａｌの金属被膜の上に更にＡｕを蒸着する等の方法によって積層構造としてもよい。更に、接続電極１６の形成は、蒸着に代えてスパッタリングによって行うようにしてもよい。
【００４１】
特にヘッドチップ１を図４に示すように作成したヘッド基板１０Ａを用いて切断加工した場合、上側基板１０ａの駆動電極１５と下側基板１０ｂの駆動電極１５は、間に接着剤が存在するので電気的に接続されていない。このため、感光性ドライフィルム２００の開口部２０１内に金属被膜を形成する際に、この２つの駆動電極１５、１５が接続されるようにする必要がある。これは電極形成を蒸着で行う場合は、蒸着方向を所定の方向に複数回行うか、または蒸着中に基板の方向を変化させることにより実現できる。スパッタリングで電極形成する際は、金属粒子が種々の方向より飛来するので特に基板の向きを変えなくても２つの駆動電極１５、１５の接続をとることができる。
【００４２】
なお、開口部２０１は、感光性ドライフィルム２００の現像工程・水洗工程での作業性を考え、チャネル１４の全面において開口していることが望ましい。全面において開口していることにより、チャネル１４内の現像液、洗浄水の除去が容易となる。
【００４３】
この後、感光性ドライフィルム２００を除去すると、図６（ｂ）に示すように、ヘッドチップ１の後面に、各チャネル１４から駆動電極１５と電気的に接続する接続電極１６がチャネル１４毎に独立して引き出される。
【００４４】
ノズルプレート２は、ヘッドチップ１の各チャネル１４に対応する位置にそれぞれノズル２１が開設されており、接続電極１６が形成されたヘッドチップ１の前面にエポキシ系接着剤を用いて接合される。
【００４５】
配線基板３は、ヘッドチップ１の各駆動電極１５に図示しない駆動回路からの駆動電圧を印加する配線を接続するための板状の部材である。この配線基板３に用いられる基板には、非分極のＰＺＴやＡｌＮ−ＢＮ、ＡｌＮ等のセラミックス材料からなる基板、低熱膨張のプラスチックやガラスからなる基板、ヘッドチップ１に使用されている圧電素子の基板材料と同一の基板材料を脱分極した基板等を用いることができる。好ましくは、熱膨張率の差に起因するヘッドチップ１の歪み等の発生を抑えるため、ヘッドチップ１との熱膨張係数の差が±１ｐｐｍ以内となるように材料を選定することである。
【００４６】
配線基板３を構成する基板は１枚板状のものに限らず、薄板状の基板材料を複数枚積層して所望の厚みとなるように形成してもよい。
【００４７】
この配線基板３は、ヘッドチップ１の幅方向と同一の幅を有すると共に、ヘッドチップ１のチャネル１４の並び方向（チャネル列方向）と直交する方向（図１、図２における上下方向）に延び、ヘッドチップ１の上面及び下面からそれぞれ大きく張り出しており、各張り出し端がＦＰＣ４、４を接続するための配線接続部３１、３１となっている。
【００４８】
また、配線基板３のほぼ中央部には開口部３２が貫通形成されている。この開口部３２は、ヘッドチップ１の全チャネル１４の入口１４１側を露呈させることができる程度の大きさに形成されている。従って、図７に示すように、ヘッドチップ１の後面に配線基板３を接合した状態で、この開口部３２を通して、ヘッドチップ１の全駆動壁１３、全チャネル１４及び全駆動電極１５を覗くことができるようになっている。
【００４９】
開口部３２の形成方法としては、基板材料に応じて、ダイシングソーで加工する方法、超音波加工機で加工する方法、焼結前のセラミックスを型成形し、焼成する方法等が採用できる。
【００５０】
配線基板３のヘッドチップ１との接合面側となる表面に、ヘッドチップ１の後面に形成された各接続電極１６と同数及び同ピッチで配線電極３３が形成され、各配線接続部３１、３１まで延びている。この配線電極３３は、ＦＰＣ４が接合される際、ＦＰＣ４に形成されている各配線４１と電気的に接続し、ＦＰＣ４の配線４１を介して供給される駆動回路からの駆動電圧を、接続電極１６を介してチャネル１４内の駆動電極１５に印加するための電極として機能する。
【００５１】
配線電極３３の形成は、配線基板３の表面にスピンコート法によりポジレジストをコーティングし、その後、このポジレジストをストライプ状のマスクを用いて露光し、現像することにより、ストライプ状のポジレジストの間に接続電極１６と同数及び同ピッチで配線基板３の表面を露呈させ、その表面に、蒸着法やスパッタリング法等によって電極形成用の金属によって金属被膜を形成することにより行うことができる。電極形成用の金属としては、接続電極１６と同一のものを使用することができる。
【００５２】
配線基板３は、各配線電極３３がヘッドチップ１の各接続電極１６と電気的に接続すると共に、開口部３２がヘッドチップ１の全チャネル１４の入口１４１側を露呈させるように位置合わせされ、異方導電性フィルム等によってヘッドチップ１の後面に接合される。電気的接続方法としては、この他に、導電性粒子を含む異方性導電ペースト、非導電性接着剤で接着する圧接接合、配線電極３３と接続電極１６の少なくとも一方に半田を使用し、加熱溶融させて接続する方法等、通常の実装技術で使用されている方法を用いることもできる。
【００５３】
このようにして配線基板３をヘッドチップ１の後面へ接合することにより、ヘッドチップ１の各チャネル１４内の駆動電極１５への駆動回路からの駆動電圧の印加を行うための電極（接続電極１６及び配線電極３３）が、チャネル列と直交する方向に向けて引き出される。このうち配線電極３３は、ヘッドチップ１から大きく張り出した配線接続部３１、３１に引き出されているため、ＦＰＣ４、４との電気的接続は容易であり、また、ＦＰＣ４、４を接合しても該ＦＰＣ４、４はヘッドチップ１の後方側には存在せず、ヘッドチップ１の後方側の空間を大きく開放させておくことができる。
【００５４】
インクマニホールド５は、配線基板３の開口部３２を介してヘッドチップ１の各チャネル１４に供給するインクを貯留する。インクマニホールド５は箱型に形成され、その開口５１が配線基板３に形成された開口部３２を覆うようにして接合される。
【００５５】
このインクマニホールド５の開口５１の大きさは、配線基板３の開口部３２を含み、各張り出し部３１、３１に至る程度の大きさとされ、ヘッドチップ１の後面の面積に比較して大きな開口５１を有している。このようにインクマニホールド５の接合においても配線基板３の張り出し部３１、３１を利用することによって、ヘッドチップ１の大きさに比較して大容量のインクを貯留させることができる。インクマニホールド５内には、インク供給口５２からインクが供給される。
【００５６】
なお、配線基板３が十分な厚みを有している場合には、インクマニホールド５を設ける代わりに、配線基板３の開口部３２をインク供給口を残して閉蓋することで、開口部３２内を全チャネル１４に共通にインクを供給するインク共通室として利用することも可能である。
【００５７】
次に、かかるインクジェットヘッドＨにおいて、ヘッドチップ１の後面側から、チャネル特性を均一化させるために駆動壁のせん断変形機能を調整する方法について説明する。
【００５８】
ここで、チャネル特性としては、インクジェットヘッドＨから吐出されるインクの速度分布に関連する特性で測定可能なものであれば特に限定されるものではないが、各ノズル２１から実際にインクを吐出することにより測定することが、より精度良くチャネル特性を測定できることから好ましく、例えば以下に説明するように、インク液滴の速度、インク液滴の体積、インク液滴の径を測定することが好ましい。
【００５９】
まず、各ノズル２１から吐出されるインク液滴の速度分布を測定して、その速度分布が均一となるように駆動壁１３のせん断変形機能を調整する方法について説明する。
【００６０】
インクジェットヘッドＨの製造過程において、製造されたヘッドチップ１にノズルプレート２、配線基板３及びＦＰＣ４、４をそれぞれ接合することで、ＦＰＣ４、４を介して図示しない駆動回路から各駆動電極１５に駆動電圧を印加して駆動可能となる図８に示す状態まで作成した後、配線基板３の開口部３２を介して各チャネル１４にインクを供給する。
【００６１】
このインクを供給する方法としては、開口部３２を覆う程度の大きさを有する仮のインク供給部材又はインクマニホールド５を、インクが漏洩しないように配線基板３に圧接する、あるいは剥離可能な接着剤等を用いて仮止めする方法が挙げられる。
【００６２】
このようにヘッドチップ１の各チャネル１４にインクを供給可能とした後、実際に共通の駆動電圧を各チャネル１４の駆動電極１５に印加することにより、駆動壁１３をせん断変形させて各ノズル２１からインクをそれぞれ吐出させ、そのときのインク液滴の吐出速度をそれぞれ測定し、全ノズル２１の速度分布を求める。
【００６３】
インクの吐出速度の測定方法は特に問わないが、例えばノズル２１から吐出されるインクを撮像し、そのインクの撮像位置から画像認識することにより速度を計算して求める方法、インクの飛翔経路に検出センサの光軸を配置し、インクが光軸を通過したときの受光センサの光量変化を検出し、インクの吐出タイミングと検出タイミングとから速度を計算して求める方法等が挙げられる。
【００６４】
速度分布を測定した後、仮のインク供給部材又はインクマニホールド５を取り外し、各チャネル１４間でインクの吐出速度にばらつきが生じている場合に、速度の速いインクを吐出するチャネル１４のインクの吐出速度を落とすように、ヘッドチップ１の後面側から、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工を施す。ヘッドチップ１の後面は、全駆動壁１３、全チャネル１４及び全駆動電極１５が配線基板３の開口部３２を通して露呈しており、また、ヘッドチップ１の後方側の空間は大きく開放しているので、加工作業は極めて容易である。更に、仮のインク供給部材又はインクマニホールド５を取り外しても、これら仮のインク供給部材やインクマニホールド５は電気的接続部品ではないため、取り外しによって断線等が生じるような心配はない。
【００６５】
次に、各ノズル２１から吐出されるインク液滴の体積分布を測定して、その体積分布が均一となるように駆動壁１３のせん断変形機能を調整する方法について説明する。
【００６６】
この場合も、上述の方法と同様にして、図８に示す状態まで作成した後、配線基板３の開口部３２を介して各チャネル１４にインクを供給する。
【００６７】
ヘッドチップ１の各チャネル１４にインクを供給可能とした後、実際に共通の駆動電圧を各チャネル１４の駆動電極１５に印加することにより、駆動壁１３をせん断変形させて各ノズル２１からインクをそれぞれ吐出させ、そのときのインク液滴の体積をそれぞれ測定し、全ノズル２１の体積分布を求める。
【００６８】
インク液滴の体積をＶ０、ノズル半径をｒ、吐出速度をＶ、駆動周波数をωとすると、Ｖ０＝πｒ×ｒ×Ｖ／（２ω）となる。ノズル加工の精度は十分に高く、ノズル半径はどのチャネルでも一定と考えてよいので、インク液滴の体積Ｖ０を測定することにより、吐出速度の分布がわかる。
【００６９】
インク液滴の体積の測定方法も特に問わないが、同一ノズルから所定の数（所定の時間）だけインクを吐出させ、その吐出された全インクの重量を測定することでインク液滴を測定することができる。例えば平均のインク液滴量が１０ｎｇである場合、駆動周波数が１０ｋＨｚであるとすると、吐出時間１０秒で、１０ｎｇ×１０ｋＨｚ×１０＝１ｍｇとなる。この重量を天秤を用いて測定することにより、インク液滴の体積を求めることができる。
【００７０】
このようにしてインク液滴の体積分布を測定した後は、上述の方法と同様にして、各チャネル１４間でインク液滴の体積にばらつきが生じている場合に、体積の大きいインク液滴を吐出するチャネル１４に対し、体積を小さくするように、ヘッドチップ１の後面側から、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工を施す。
【００７１】
更に、各ノズル２１から吐出されるインク液滴の径分布を測定して、その径分布が均一となるように駆動壁１３のせん断変形機能を調整する方法について説明する。
【００７２】
この場合も、上述の方法と同様にして、図８に示す状態まで作成した後、配線基板３の開口部３２を介して各チャネル１４にインクを供給する。
【００７３】
ヘッドチップ１の各チャネル１４にインクを供給可能とした後、実際に共通の駆動電圧を各チャネル１４の駆動電極１５に印加することにより、駆動壁１３をせん断変形させて各ノズル２１からインクをそれぞれ吐出させ、そのときのインク液滴の径をそれぞれ測定し、全ノズル２１の径分布を求める。
【００７４】
インク液滴の径の測定方法も特に問わないが、例えばノズル２１から吐出されるインク液滴を撮像し、そのインク液滴の径を画像上で測定することにより求める方法等が挙げられる。
【００７５】
このようにしてインク液滴の径分布を測定した後は、上述の方法と同様にして、各チャネル１４間でインク液滴の径にばらつきが生じている場合に、径の大きいインク液滴を吐出するチャネル１４に対し、径を小さくするように、ヘッドチップ１の後面側から、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工を施す。
【００７６】
駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工としては、まず、図９（ａ）のように、レーザー加工により駆動壁１３の表面に形成されている駆動電極１５の一部を除去する方法が挙げられる。
【００７７】
レーザーとしては、エキシマレーザー、ＳＨＧを用いた倍周波、ＴＨＧを用いた３倍周波レーザーが好ましく、図示するように、チャネル１４の入口１４１側から斜めとなるようにレーザー光を照射し、加工対象となる駆動壁１３の駆動電極１５の一部を除去する。圧電素子からなる駆動壁１３は、その両面の駆動電極１５に印加される電圧の電位差によってせん断変形を生ずるため、駆動電極１５の面積が減少することによって駆動壁１３の感度が低下し、その結果、駆動壁１３のせん断変形量が減少してインクの吐出速度が低下する。
【００７８】
一例として、チャネル１４のインク吐出方向の長さ（Ｌ長）が２．５ｍｍのヘッドチップ１において、チャネル１４の入口１４１から２５μｍの深さまで駆動電極１５を除去すれば、１％の駆動電極１５が減少することになり、その分感度が低下する。実際は、駆動電極１５の除去量と感度低下の程度とを予め測定して求めておき、そのデータに基づいて駆動電極１５の除去量を決定すればよい。
【００７９】
また、駆動壁１３は、それ自体を一部除去することによってもせん断変形量が低下する。従って、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工として、図９（ｂ）のように、レーザー加工により駆動壁１３の一部を除去する方法も挙げられる。レーザーは駆動電極１５を除去する場合と同様のレーザーを用いることができる。この場合も、駆動壁１３の除去量と感度低下の程度とを予め測定して求めておき、そのデータに基づいて駆動壁１３の除去量を決定すればよい。
【００８０】
更に、分極処理された圧電素子は、加熱することによって脱分極が起こる。脱分極された圧電素子は感度が低下することによりせん断変形機能が低下する。従って、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工として、図９（ｃ）のように、ヘッドチップ１の後面側から駆動壁１３を加熱する方法も挙げられる。加熱には、加工対象となる駆動壁１３のみをスポット状に加熱できるようにすることから、レーザーを用いることが好ましい。レーザーは駆動壁１３が除去されない程度の出力とすることで、駆動壁１３を加熱して感度を低下させることができる。
【００８１】
この場合に用いることのできるレーザーとしては、特に限定はされないが、赤外半導体レーザー、ＹＡＧレーザー等が好ましい。駆動壁１３の感度低下はレーザー照射部位で最も大きく、離れるに従って感度低下は少なくなるが、その程度は駆動電極１５と駆動壁１３の材質や厚さに依存する。従って、この場合も、駆動壁１３の加熱量（加熱温度、加熱時間）と感度低下の程度とを予め測定して求めておき、そのデータに基づいて駆動壁１３の加熱量を決定すればよい。
【００８２】
その他、駆動壁１３のせん断変形機能を低下させる加工として、ヘッドチップ１の後面側から駆動壁１３自体を機械的に加工する方法も挙げられる。図９（ｄ）は駆動壁１３自体を機械的に一部除去することにより感度を低下させる場合を示している。機械的な加工は、駆動壁１３をヘッドチップ１の後面側からエンドミル３００を用いて研削することにより行うことができる。この場合も、駆動壁１３の加工量と感度低下の程度とを予め測定して求めておき、そのデータに基づいて駆動壁１３の加工量を決定すればよい。
【００８３】
以上のように駆動壁１３のせん断変形機能を調整する際、レーザー加工では、蒸発した金属がノズル２１に付着する可能性があり、また、機械加工では、削り粉がノズル２１に詰まる可能性がある。このようなノズル２１へのダメージを避けるため、ノズル２１に後に除去可能な保護剤を予め塗布しておくことが好ましい。後に除去可能な保護剤としては、有機溶剤で除去可能なレジスト等の有機高分子膜が好適である。
【００８４】
駆動壁１３とチャネル１４とを交互に並設したインクジェットヘッドには、全てのチャネル１４をインク吐出チャネルとし、隣接するチャネル１４を３サイクルで順次駆動させるようにする３サイクルヘッドと、チャネル１４をインク吐出チャネルと空チャネルとに分け、それらを交互に配置する独立チャネルタイプとがある。
【００８５】
３サイクルヘッドの場合、一つの駆動壁１３を隣り合う２つのチャネル１４が共有するため、一つの駆動壁１３の感度を低下させると、その駆動壁１３の両側の２つのチャネル１４からのインクの吐出速度に影響する。一般には、速度分布等のチャネル特性の不均一の原因は駆動壁１３に起因することが多いので、以上のような方法で十分にチャネル特性を均一にすることができる。但し、まれに駆動壁１３以外の原因でチャネル特性の不均一が発生している場合があるが、この場合もチャネル特性の不均一は改善される方向である。
【００８６】
一方、独立チャネルタイプの場合、駆動壁１３はインク吐出チャネルに専属のものであり、共有されることはない。この場合は、駆動壁１３の加工はそれに専属のチャネル１４にしか影響を与えないので、完全にチャネル特性を調整することが可能である。
【００８７】
この独立チャネルタイプの場合、空チャネルにはインクが流入しないようにする必要がある。これは通常、ヘッドチップの後面に、図１０に示すように、インク吐出チャネルにはインクを供給するための穴４０１があるが、空チャネルにはインクが流入しないように穴のないプレート４００を貼ることで実現される。
【００８８】
このプレート４００を張った後で速度分布等のチャネル特性を測定し、ヘッドチップ１の後面側から加工を行う場合は、プレート４００のインク供給用の穴４０１をチャネル１４の入口面積より大きく形成しておき、図９（ａ）の様に斜めからレーザー光を照射することにより駆動電極１５を除去する、またはレーザー光の照射により駆動壁１３を加熱することにより加工を施すことができる。図９（ｂ）、（ｄ）の方法はこの場合適用することは困難である。
【００８９】
以上の説明では、ヘッドチップ１の前面にノズルプレート２を接合し、ノズル２１から実際にインクを吐出することにより、速度分布等のチャネル特性を測定したが、本発明に係るインクジェットヘッドＨの構造によれば、実際にインクを吐出することなくチャネル特性を測定することも可能である。
【００９０】
図１１は、インクを吐出することなくチャネル特性を測定する方法の一例を説明する断面図である。
【００９１】
ヘッドチップ１は、配線基板３及びＦＰＣ４、４を接合すれば、各駆動電極１５に駆動電圧を印加可能となるので、接続電極１６を形成したヘッドチップ１に配線基板３及びＦＰＣ４、４を接合し、ノズルプレートを接合しない状態まで作成した後、ヘッドチップ１の前面を閉塞する。ここではヘッドチップ１の前面に剥離可能な接着剤等を用いて蓋部材５００を貼り付けている。その他、ヘッドチップ１の前面を弾性部材等に圧接してチャネル１４の出口１４２側を密閉してもよい。
【００９２】
その後、ヘッドチップ１の前面側を下にして各チャネル１４内に液体Ｗを充填し、各チャネル１４の駆動電極１５に共通の駆動電圧を印加することにより駆動壁１３をせん断変形させる。各チャネル１４に充填される液体Ｗとしては、不揮発性の液体が好ましく、例えば油系インク等が挙げられる。
【００９３】
駆動電極１５に駆動電圧を印加すると、駆動壁１３はくの字型にせん断変形し、チャネル１４内の容積を縮小又は拡大させ、これによりチャネル１４内に充填された液体Ｗの液面は上下方向に動く。この液体Ｗの液面の挙動をレーザードップラー測定器６００を用いて測定することにより、各チャネル１４の特性を測定することができ、このチャネル特性から全チャネル１４の速度分布を予測することができる。
【００９４】
このようにして全チャネル１４のチャネル特性を測定した後、ヘッドチップ１の後面側から駆動壁１３のせん断変形機能を調整すればよい。ノズルプレート２は加工前、後のいずれに接合してもよいが、ノズル２１の保護の観点から、加工後に接合することが好ましい。
【００９５】
なお、インク吐出チャネルと空チャネルとを交互に配置した独立チャネルタイプの場合に、この方式でノズルプレート２を貼る前に各チャネル１４の特性を求める場合は、インク吐出チャネルにのみ液体Ｗを充填すればよい。これはインクジェットヘッドにより、液体Ｗを吐出するチャネルのみに充填することで行える。この場合も、前述した図９（ｂ）、（ｄ）の方法を適用すると、その後で、図１０に示すように後端を塞ぐプレート４００を貼ることが困難になるので、図９（ａ）、図９（ｃ）の方法が望ましい。
【００９６】
また、水系インクのように駆動電極１５を腐食させる液体を吐出する場合は、各駆動電極１５を保護するための保護膜を形成する必要がある。保護膜としては例えばポリパラキシリレン膜を使用することができる。
【００９７】
保護膜としてポリパラキシリレン膜を形成した後に、せん断変形機能を低下させる加工を行うと、保護膜の機能を低下させる恐れがある。また、ポリパラキシリレン膜はＣＶＤによって形成され、ヘッドチップ１の全面に付着するため、保護膜形成時にノズルプレート２がヘッドチップ１に貼り付けてあるのは好ましくない。従って、保護膜を形成する場合は、ノズルプレート２を貼る前に、図１１に示したようにレーザードップラー測定器６００を用いてチャネル特性を測定した後、せん断変形機能を調整する加工を行い、その後、保護膜を形成し、その後にノズルプレート２を貼り付けるようにすることが好ましい。または、チャネル特性を測定するために一時的にノズルプレート２を貼り付ける仮貼りを行い、測定後にノズルプレート２を除去し、せん断変形機能を調整する加工を行い、保護膜を形成した後にノズルプレート２を貼り付ける本貼りを行うようにすることが好ましい。
【００９８】
なお、保護膜として酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の耐熱性の高い膜を用いる場合は、保護膜を形成し、ノズルプレート２を貼付けた後、チャネル特性を測定し、レーザー光を照射して駆動壁１３を加熱することにより、外観上変化を与えない方法でせん断変形機能を調整する加工を行うことは可能である。
【００９９】
チャネル特性を均一にするための駆動壁１３の加工が終了したら、必要に応じて配線基板３にインクマニホールド５を接合してインクジェットヘッドＨを完成させる。
【０１００】
更に、インクを吐出することなくチャネル特性を測定する方法の他の一例としては、各チャネル１４の駆動壁１３の容量分布を測定する方法も挙げられる。
【０１０１】
駆動壁１３の容量を測定するには、例えば図１２に示すように、ＬＣＲメーター７００に接続した２本のプローバー７０１、７０１を、隣り合う配線電極３３に接触させることで、当該２本の配線電極３３に電気的に接続している駆動電極１５が形成されている駆動壁１３の容量を測定することができる。この測定には、自動ステージを使用し、コンピュータ制御することで、全駆動壁１３の容量測定を容易に行うことができ、この容量分布から全チャネル１４の速度分布を予測することができる。
【０１０２】
このようにして全チャネル１４の容量を測定した後、その容量分布に基づいてヘッドチップ１の後面側から駆動壁１３のせん断変形機能を調整すればよい。
【０１０３】
以上説明したチャネル特性の測定と駆動壁１３のせん断変形機能の調整は、必要に応じて複数回繰り返すことが好ましく、これにより更にチャネル特性を均一化させる効果を向上させることが可能である。
【０１０４】
図１３は配線基板の別の態様を示している。図１、図２と同一符号の部位は同一構成であるため、詳細な説明は省略する。
【０１０５】
この配線基板は、ヘッドチップ１の２列のチャネル列にそれぞれ独立した２枚の基板６、６により構成されている。各配線基板６、６を形成する基板は、配線基板３と同一のものを使用することができる。
【０１０６】
各配線基板６、６は、ヘッドチップ１との接合面に該ヘッドチップ１の接続電極１６とそれぞれ対応する配線電極６１が形成されており、ヘッドチップ１の後面の各チャネル列の接続電極１６の形成領域に、その一端が、各配線電極６１と各接続電極１６とが電気的に接続するように接合され、他端側はチャネル列と直交する方向に張り出している。この張り出し端は配線接続部６２、６２となっており、それぞれＦＰＣ４、４の各配線４１が各配線電極６１と電気的に接続するように接合されている。
【０１０７】
各配線基板６、６は間に空間部６３をおいて互いに離隔しており、その空間部６３にヘッドチップ１の後面に臨む全駆動壁１３、全チャネル１４及び全駆動電極１５が露呈している。従って、上記同様に、実際にインクを吐出して又は吐出することなくチャネル特性を測定した後にヘッドチップ１の後面側から空間部６３を通して各駆動壁１３のせん断変形機能を調整する加工を施すことが容易である。
【０１０８】
この配線基板６、６によれば、単純な構成の基板を用いるだけでよく、配線基板３のような開口部３２を加工する必要がないため、より低コスト化を図ることができる。また、各配線基板６、６を独立してヘッドチップ１に接合することができるため、一方の配線基板６の配線電極６１と接続電極１６との電気的接続が他方の配線基板６の電気的接続に影響を与えることがなく、ショートの危険の少ない確実な電気的接続が容易に行える。
【０１０９】
各配線基板６、６間の空間部６３も、配線基板６、６が十分な厚みを有している場合には、ヘッドチップ１の全チャネル１４に共通のインク共通室を構成することができる。配線基板６、６に更にインクマニホールド５を接合してもよい。
【０１１０】
空間部６３の両側の開放部６３１、６３２は図示しない部材によって閉塞してもよいし、インク供給口又はインク排出口として利用してもよい。また、空間部６３をインク共通室として利用する場合は、一方の開放部６３１をインク供給口として利用し、他方の開放部６３２をインク排出口として利用してインク共通室内をインクが循環するようにしてもよい。
【０１１１】
以上説明したインクジェットヘッドＨでは、配線基板３、６を板状の基板により形成し、その配線接続部３１、６２にＦＰＣ４を接続するようにしたが、配線基板３、６そのものをＦＰＣによって形成してもよい。これにより、ヘッドチップ１と配線基板との接合と各駆動電極１５への駆動電圧の印加のための配線接続とが同時に行え、工数が削減できる。
【０１１２】
また、以上説明したインクジェットヘッドＨのヘッドチップ１は、チャネル列が２列の場合であるが、チャネル列は１列のみであってもよく、また、３列以上の複数列であってもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１：ヘッドチップ
１０、１０Ａ：ヘッド基板
１１：ベース基板
１２：カバー基板
１３：駆動壁
１３ａ、１３ｂ：圧電素子基板
１４：チャネル
１４１：チャネルの入口
１４２：チャネルの出口
１５：駆動電極
１６：接続電極
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：配線基板
３１：配線接続部
３２：開口部
３３：配線電極
４：ＦＰＣ
４１：配線
５：インクマニホールド
５１：開口
５２：インク供給口
６：配線基板
６１：配線電極
６２：配線接続部
６３：空間部
６３１、６３２：開放部
１００：積層ヘッド基板
２００：感光性ドライフィルム
２０１：開口部
３００：エンドミル
４００：プレート
５００：蓋部材
６００：レーザードップラー測定器
７００：ＬＣＲメーター
７０１：プローバー
Ｈ：インクジェットヘッド
Ｗ：液体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設されると共に前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、前記駆動壁に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、前記駆動電極に電圧を印加することにより前記駆動壁をせん断変形させ、前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ヘッドチップを作成した後、該ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の速度を測定することにより各インク液滴の速度分布を測定する工程と、
測定された速度分布に基づいて該速度分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の体積を測定することにより各インク液滴の体積分布を測定する工程と、
測定された体積分布に基づいて該体積分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の径を測定することにより各インク液滴の径分布を測定する工程と、
測定された各インク液滴の径分布に基づいて該径分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記ヘッドチップを作成した後、該ヘッドチップの前面から全チャネルを閉蓋する工程と、
各チャネルに液体を充填し、前記駆動電極に電圧を印加して前記駆動壁をせん断変形させ、その時の前記液体の挙動をレーザードップラー測定器で測定することにより、各チャネル特性を測定する工程と、
前記測定されたチャネル特性に基づいて、該チャネル特性が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルの前記駆動壁の容量分布を測定する工程と、
前記測定された容量分布に基づいて、該容量分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記ヘッドチップの後面に、前記駆動電極と電気的に接続する接続電極を形成する工程と、
前記接続電極に対応する配線電極が形成されると共に、前記ヘッドチップのチャネル列に対応する領域に開口部を有し、該ヘッドチップよりもチャネル列方向と直交する方向に張り出す大きさを有する配線基板を、前記接続電極と前記配線電極の一端とが電気的に接続し、且つ、前記開口部から前記ヘッドチップの全チャネルが露呈するように接合する工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記ヘッドチップの後面に、前記駆動電極と電気的に接続する接続電極を形成する工程と、
前記接続電極に対応する配線電極が形成された配線基板の一端を、前記接続電極と前記配線電極の一端とが電気的に接続し、且つ、前記ヘッドチップの全チャネルが露呈するように前記ヘッドチップの後面の前記接続電極の形成領域に接合する工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、レーザーにより、前記駆動電極と前記駆動壁の少なくとも一方の一部を除去することにより行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、前記駆動電極と前記駆動壁の少なくとも一方の一部を機械的に除去することにより行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、レーザーにより、前記駆動壁の一部を加熱することにより行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１】
圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設されると共に前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、前記駆動壁に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、前記駆動電極に電圧を印加することにより前記駆動壁をせん断変形させ、前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ヘッドチップを作成した後、該ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の速度を測定することにより各インク液滴の速度分布を測定する工程と、
測定された速度分布に基づいて該速度分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の体積を測定することにより各インク液滴の体積分布を測定する工程と、
測定された体積分布に基づいて該体積分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルにインクを供給し、前記駆動電極に電圧を印加して各ノズルからそれぞれインクを吐出させ、各インク液滴の径を測定することにより各インク液滴の径分布を測定する工程と、
測定された各インク液滴の径分布に基づいて該径分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記ヘッドチップを作成した後、該ヘッドチップの前面から全チャネルを閉蓋する工程と、
各チャネルに液体を充填し、前記駆動電極に電圧を印加して前記駆動壁をせん断変形させ、その時の前記液体の挙動をレーザードップラー測定器で測定することにより、各チャネル特性を測定する工程と、
前記測定されたチャネル特性に基づいて、該チャネル特性が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記ヘッドチップを作成した後、各チャネルの前記駆動壁の容量分布を測定する工程と、
前記測定された容量分布に基づいて、該容量分布が均一となるように、前記ヘッドチップの後面側から、前記駆動壁のせん断変形機能を調整する工程とを有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記ヘッドチップの後面に、前記駆動電極と電気的に接続する接続電極を形成する工程と、
前記接続電極に対応する配線電極が形成されると共に、前記ヘッドチップのチャネル列に対応する領域に開口部を有し、該ヘッドチップよりもチャネル列方向と直交する方向に張り出す大きさを有する配線基板を、前記接続電極と前記配線電極の一端とが電気的に接続し、且つ、前記開口部から前記ヘッドチップの全チャネルが露呈するように接合する工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記ヘッドチップの後面に、前記駆動電極と電気的に接続する接続電極を形成する工程と、
前記接続電極に対応する配線電極が形成された配線基板の一端を、前記接続電極と前記配線電極の一端とが電気的に接続し、且つ、前記ヘッドチップの全チャネルが露呈するように前記ヘッドチップの後面の前記接続電極の形成領域に接合する工程を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、レーザーにより、前記駆動電極と前記駆動壁の少なくとも一方の一部を除去することにより行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、前記駆動電極と前記駆動壁の少なくとも一方の一部を機械的に除去することにより行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記駆動壁のせん断変形機能の調整は、レーザーにより、前記駆動壁の一部を加熱することにより行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２４０７１６（Ｐ２０１１−２４０７１６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９７５８０（Ｐ２０１１−１９７５８０）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【分割の表示】特願２００６−１６５３７８（Ｐ２００６−１６５３７８）の分割
【原出願日】平成１８年６月１４日（２００６．６．１４）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【分割の表示】特願２００６−１６５３７８（Ｐ２００６−１６５３７８）の分割
【原出願日】平成１８年６月１４日（２００６．６．１４）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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