インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法
【課題】ヘッドチップとマニホールド部材との接着面における電極とインクとの接触を防止し、電気信号の漏洩や電極の腐食による断線を低減できるインクジェットヘッド及びその製造方法の提供。
【解決手段】マニホールド部材20は、インクを供給する開口部211を有するマニホールド本体21と、マニホールド本体21の開口部211に設けられる取付け基板部22とで構成される。取付け基板部22は、ヘッドチップ10の後面10aのチャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップ10の同方向の幅以下であると共に、開口部211と連通し、マニホールド本体21内のインクをヘッドチップ10の複数のチャネル11の入口112に供給する流路開口部221を有する。ヘッドチップ10の後面10aの引き出し電極14の他端は、取付け基板部22の外側にはみ出してヘッドチップ10の表面に露出しており、保護膜Mは、チャネル11の内面から少なくとも流路開口部221の内壁面22aにかけて連続して形成される。
【解決手段】マニホールド部材20は、インクを供給する開口部211を有するマニホールド本体21と、マニホールド本体21の開口部211に設けられる取付け基板部22とで構成される。取付け基板部22は、ヘッドチップ10の後面10aのチャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップ10の同方向の幅以下であると共に、開口部211と連通し、マニホールド本体21内のインクをヘッドチップ10の複数のチャネル11の入口112に供給する流路開口部221を有する。ヘッドチップ10の後面10aの引き出し電極14の他端は、取付け基板部22の外側にはみ出してヘッドチップ10の表面に露出しており、保護膜Mは、チャネル11の内面から少なくとも流路開口部221の内壁面22aにかけて連続して形成される。
【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及びインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、電極をインクから保護する保護膜のリークの発生を低減することのできるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数並設されるチャネル間を区画する隔壁を圧電素子によって形成することで駆動壁とし、この駆動壁に形成された駆動電極に所定電圧の駆動信号を印加することにより駆動壁をせん断変形させ、そのとき発生する圧力を利用し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型のインクジェットヘッドとして、ヘッドチップの前面及び後面にそれぞれ各チャネルの出口と入口を配置することによりストレート状のチャネルとしたいわゆるハーモニカ型のヘッドチップを有するものが知られている。
【０００３】
ハーモニカ型のヘッドチップは、駆動電極がチャネル内に臨んでいて外部に露出していないため、一端がチャネル内の駆動電極と電気的に接続する引き出し電極を設け、この引き出し電極の他端を、ヘッドチップの後面に引き出すことで、駆動回路との間をつなぐＦＰＣ等の外部の電気配線部材との電気的接続を図り得るようにしている。
【０００４】
ハーモニカ型のヘッドチップと駆動回路との間をＦＰＣ等によって電気的に接続する方法として、特許文献１には、ヘッドチップの後面に、各チャネルに対応するピッチで配線が形成されたガラス板等からなる配線基板を、その端部がヘッドチップの側方に張り出す程度の大判に形成して接合することで、ヘッドチップ側の電極を配線基板の配線によって該配線基板の端部まで電気的に引き出し、この配線基板の端部において駆動回路との間をつなぐＦＰＣを接合することが記載されている。配線基板にはチャネルへのインク供給を行うための貫通穴が形成されており、この配線基板の上に更にマニホールド部材を接合することで、貫通穴を通して各チャネルにインクを供給するようにしている。
【０００５】
この特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、配線基板によってＦＰＣをヘッドチップの側方に引き出すように接続することが容易となる利点がある。しかし、駆動回路との間の電気的接続作業の作業性の観点からすると、ヘッドチップの引き出し電極と配線基板の配線とを精密に位置合わせした上で両者を電気的に接続し、更に、この配線基板の端部において、ＦＰＣの配線と配線基板の配線とを精密に位置合わせした上で両者を電気的に接続する作業を要し、２度の接続作業を行わなくてはならない。
【０００６】
一方、特許文献２の図６には、ハーモニカ型のヘッドチップの後面に、マニホールド部材を直接接合することが記載されている。この場合、各チャネル内の駆動電極は、引き出し電極によってマニホールドからはみ出したヘッドチップの表面、例えば特許文献３に記載のように、ヘッドチップの後面から側面まで引き出し形成することで、該側面においてＦＰＣとの接続を行うことができる。
【０００７】
従って、特許文献２の図６に記載のように、ヘッドチップの後面に直接マニホールド部材を接合したインクジェットヘッドによれば、配線基板を介在させないので、ヘッドチップの表面に露出する引き出し電極の端部に対してＦＰＣを直接接続するだけで、駆動回路との間の電気的接続作業が１度で済み、作業性の観点からは好ましい。また、ヘッドチップの側方に大きく張り出す配線基板を使用しない分、インクジェットヘッド全体をコンパクトにできるという利点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１６８１８５号公報
【特許文献２】特開２００９−６６４２号公報
【特許文献３】特開２００６−１５０６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、このようにチャネル間の駆動壁を変形させることによってインクに吐出のための圧力を付与するヘッドチップは、チャネルの内面の駆動電極とヘッドチップの表面に形成される引き出し電極とがインクと直に接触することになる。このため、インクとして特に水系インクを使用する場合には、インクと接触する駆動電極及び引き出し電極の表面に絶縁性の保護膜を被覆形成することによって、インクとの接触から電極を保護することが行われている。
【００１０】
しかし、特許文献２記載のように、ヘッドチップの後面に直接マニホールド部材を接合することによって駆動回路との間の電気的接続を簡易化したインクジェットヘッドの場合、次のような問題があった。
【００１１】
すなわち、マニホールド部材を接着した状態のヘッドチップは、後面側がマニホールド部材によって閉塞された状態となり、保護膜の形成材料が行き渡り難くなるため、保護膜は、ヘッドチップにマニホールド部材を接着する前に被覆形成しなくてはならない。このため、マニホールド部材は、ヘッドチップ表面に被覆形成された保護膜上に接着されることになる。このとき、マニホールド部材をヘッドチップの後面に対して当接させた後、両者の位置ずれを直すように相対的に位置修正した際、両者の接着部位にある保護膜が損傷してしまう場合があった。従って、これによって完成したインクジェットヘッドは、マニホールド部材とヘッドチップとの接着部位の保護膜の損傷部からインクが浸入してインクと電極とが接触してしまい、電気信号の漏洩が生じたり、電極の腐食による断線が生じたりするという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、マニホールド部材をマニホールド本体と取付け基板部とから構成し、保護膜をチャネルの内面から該取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけて連続して形成することにより、ヘッドチップとマニホールド部材との接着面における電極とインクとの接触を防止し、ひいては電気信号の漏洩や電極の腐食による断線を低減できるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することを課題とする。
【００１３】
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】
【００１４】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１５】
請求項１記載の発明は、チャネルと圧電素子を有する駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口及び入口が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極に一端が電気的に接続される引き出し電極がそれぞれ形成されてなるヘッドチップと、
インクと接する前記駆動電極及び前記引き出し電極の表面を該インクから保護する保護膜と、
前記引き出し電極が形成された前記ヘッドチップの後面に接着され、複数の前記チャネルの入口に対して共通にインクを供給するマニホールド部材とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記マニホールド部材は、一面にインクを供給するための開口部を有するマニホールド本体と、該マニホールド本体の前記開口部に設けられ、前記ヘッドチップの後面に対する接着基部となる取付け基板部とで構成され、
前記取付け基板部は、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅以下であると共に、前記マニホールド本体の前記開口部と連通し、該マニホールド本体内のインクを前記ヘッドチップの複数の前記チャネルの入口に供給するための流路開口部を有し、
前記引き出し電極の他端は、前記取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの表面に露出しており、
前記保護膜は、前記チャネルの内面から少なくとも前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面にかけて連続して形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドである。
【００１６】
請求項２記載の発明は、前記保護膜は、前記チャネルの内面から前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面を通り、該取付け基板部と前記マニホールド本体との間に挟持されるように連続して形成されていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドである。
【００１７】
請求項３記載の発明は、前記取付け基板部は、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅よりも細く、前記引き出し電極の他端が、該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に露出していることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドである。
【００１８】
請求項４記載の発明は、前記引き出し電極の他端は、該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に隣接する側面に露出していることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドである。
【００１９】
請求項５記載の発明は、前記取付け基板部の前記流路開口部は、前記ヘッドチップの後面に開口する全ての前記チャネルの入口を内側に含む大きさで一つだけ形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２０】
請求項６記載の発明は、前記チャネル列は、インクを吐出するインクチャネルとインクを吐出しないダミーチャネルとを交互に有し、
前記取付け基板部の前記流路開口部は、前記インクチャネルの入口に対応する部位のみに、該インクチャネルの入口の開口面積よりも大きな開口面積で個別に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２１】
請求項７記載の発明は、前記取付け基板部の前記流路開口部の前記内壁面は、前記ヘッドチップの後面から前記マニホールド本体に向けて漸次広がる傾斜面である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である。
【００２２】
請求項８記載の発明は、前記取付け基板部は、厚さが３００μｍ以上７００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２３】
請求項９記載の発明は、前記保護膜は、ポリパラキシリレン又はその誘導体からなる膜である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である。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、前記取付け基板部の外側にはみ出した前記引き出し電極の端部に、駆動回路との間を電気的に接続するための電気配線部材が接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２５】
請求項１１記載の発明は、前記電気配線部材は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１０記載のインクジェットヘッドである。
【００２６】
請求項１２記載の発明は、チャネルと圧電素子を有する駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口及び入口が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極に一端が電気的に接続される引き出し電極がそれぞれ形成されてなるヘッドチップと、
複数の前記チャネルに対して共通にインクを供給するためのマニホールド部材とを有し、
前記ヘッドチップに対して前記インクと接する前記駆動電極及び前記引き出し電極の表面を該インクから保護する保護膜を被覆形成した後に、前記ヘッドチップの後面に前記マニホールド部材を設けるようにしたインクジェットヘッドの製造方法において、
前記マニホールド部材を、一面にインクを供給するための開口部を有するマニホールド本体と、前記ヘッドチップの後面に対する接着基部となる取付け基板部とで構成し、該取付け基板部を、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅以下となるように形成すると共に、該取付け基板部に、前記マニホールド本体内のインクを前記ヘッドチップの複数の前記チャネルの入口に供給するための流路開口部を形成し、
前記引き出し電極を形成した後の前記ヘッドチップの後面に前記取付け基板部を接着し、前記引き出し電極の他端を該取付け基板部の外側にはみ出させて前記ヘッドチップの表面に露出させ、
次いで、前記取付け基板部を有する前記ヘッドチップに対し前記保護膜を被覆形成することで、前記チャネルの内面から少なくとも前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面にかけて連続した前記保護膜を形成し、
次いで、前記取付け基板部における前記ヘッドチップとの接着面の反対面に前記マニホールド本体の前記開口部を接着することにより、前記開口部と前記流路開口部とを連通させることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２７】
請求項１３記載の発明は、前記保護膜を、前記チャネルの内面から前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面を通り、該取付け基板部と前記マニホールド本体との間に挟持されるように連続して形成することを特徴とする請求項１２記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２８】
請求項１４記載の発明は、前記取付け基板部を、前記引き出し電極の他端が該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に露出するように、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅よりも細く形成することを特徴とする請求項１２又は１３記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２９】
請求項１５記載の発明は、前記引き出し電極の他端を、前記取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に隣接する側面に露出させることを特徴とする請求項１２又は１３記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、マニホールド部材をマニホールド本体と取付け基板部とから構成し、保護膜をチャネルの内面から該取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけて連続して形成することにより、ヘッドチップとマニホールド部材との接着面における電極とインクとの接触を防止し、ひいては電気信号の漏洩や電極の腐食による断線を低減できるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】インクジェットヘッドの分解斜視図
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの縦断面図
【図３】取付け基板部を接着した状態の図１に示すヘッドチップの部分背面図
【図４】図１に示すヘッドチップとマニホールド部材との接着部位の部分拡大断面図
【図５】（ａ）〜（ｃ）はインク滴をノズルから射出する動作を説明する図
【図６】（ａ）〜（ｃ）は３サイクル吐出法を説明する図
【図７】３サイクル吐出法における各組のチャネルに印加されるパルス波形のタイミングチャートの一例を示す図
【図８】３サイクル吐出法における各組のチャネルに印加されるパルス波形のタイミングチャートの他の例を示す図
【図９】図１に示すインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す工程図
【図１０】取付け基板部の内壁面形状の他の例を示す部分拡大断面図
【図１１】独立駆動タイプのヘッドチップを有するインクジェットヘッドの分解斜視図
【図１２】図１１に示すインクジェットヘッドの縦断面図
【図１３】取付け基板部を接着した状態の図１１に示すヘッドチップの部分背面図
【図１４】ヘッドチップの引き出し電極の他の例を示す部分斜視図
【図１５】図１４に示すヘッドチップを有するインクジェットヘッドの縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明に係るインクジェットヘッドは、ハーモニカ型のヘッドチップと、保護膜と、マニホールド部材とを有している。
【００３３】
ヘッドチップは、チャネルと圧電素子を有する駆動壁とが交互に配置され、これによってチャネル列を構成している。本発明においてヘッドチップに設けられるチャネル列数は特に問わない。ヘッドチップの前面及び後面には、それぞれチャネルの出口及び入口が配置されている。各チャネルは、後面のチャネル入口から前面のチャネル出口にかけて断面形状が変化しないストレート状に形成される。ヘッドチップの後面には、各チャネルの内面に臨む駆動電極に一端が電気的に接続される引き出し電極がそれぞれ形成される。
【００３４】
このようなヘッドチップは、一般に六面体形状のいわゆるせん断モード型のハーモニカ型ヘッドチップであり、引き出し電極を介してチャネル内に臨む駆動壁両面の各駆動電極に所定電圧の駆動信号を印加することによって該駆動壁をせん断変形させ、チャネル内に供給されたインクに吐出のための圧力変化を与えることによって、ヘッドチップの前面のチャネル入口に対応するように配置されたノズルからインク滴として吐出させる。
【００３５】
本発明では、このような六面体形状のハーモニカ型のヘッドチップにおいて、ノズルが配置されてインクが吐出される側の面を「前面」、その反対側の面を「後面」、これら前面と後面との間に挟まれ、該前面及び後面と隣接する面を「側面」と定義する。この側面は、六面体において前面と後面との間に四面存在するが、本発明では、ヘッドチップにおいて多数のチャネルが並設されるチャネル列方向に沿うように配置される二つの側面のことを指すものとする。
【００３６】
保護膜は、ヘッドチップの表面に被覆形成されることにより、インクと接する駆動電極及び引き出し電極の表面を該インクから保護する絶縁性の保護膜である。この保護膜は、化学蒸着法（Chemical Vapor Deposition、以下ＣＶＤ法という。）等のように気相からの蒸着により形成される膜であることが好ましく、特に、ポリパラキシリレン又はその誘導体からなる膜が好適である。
【００３７】
マニホールド部材は、引き出し電極が形成された後のヘッドチップの後面に設けられることで、複数のチャネル入口に対して共通にインクを供給する。本発明において、このマニホールド部材は、一面にインクを供給するための開口部を有するマニホールド本体と、該マニホールド本体の開口部に設けられ、ヘッドチップの後面に対する接着基部となる取付け基板部との二つの部材によって構成される。
【００３８】
このうちの取付け基板部は、ヘッドチップの後面におけるチャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅以下であると共に、マニホールド本体の開口部と連通し、該マニホールド本体内のインクをヘッドチップの複数のチャネル入口に供給するための流路開口部を有する。従って、この流路開口部内にチャネル入口が配置される。
【００３９】
引き出し電極の他端は、この取付け基板部の外側にはみ出してヘッドチップの表面に露出している。この露出した引き出し電極の端部が、駆動回路との間を電気的に接続するための外部の電気配線部材との接続部位となる。保護膜は、チャネルの内面から少なくとも取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけて連続して形成され、インクと接触する面に配置される駆動電極及び引き出し電極を被覆する。
【００４０】
従って、本発明によれば、マニホールド部材の取付け基板部とヘッドチップの後面との間に保護膜が存在しないインクジェットヘッドとすることができる。この場合、ヘッドチップの後面と直接接着されるマニホールド部材の取付け基板部を位置修正しながら接着しても、この接着面には保護膜がないので、従来のように保護膜を損傷させるおそれはなく、保護膜の損傷による電極とインクとの接触を防止できる。また、マニホールド部材は、この取付け基板部上にマニホールド本体を接着することによって形成されるが、この接着面には電極が存在しないため、仮にこの接着面において保護膜が損傷したとしても電極とインクとの接触は生じない。
【００４１】
なお、チャネルの内面から取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけてとは、チャネルの内面から連続する保護膜の端部が、流路開口部の内壁面の少なくとも一部を被覆していることを意味する。保護膜の端部が流路開口部の内壁面の少なくとも一部を被覆していれば、駆動電極及び引き出し電極におけるチャネル内と流路開口部内に露出する部位を保護膜で完全に被覆することができる。
【００４２】
より好ましくは、保護膜は、チャネルの内面から取付け基板部における流路開口部の内壁面を通り、該取付け基板部とマニホールド本体との間に挟持されるように連続して形成されることである。このようにすると、保護膜の端部がインクと接触する可能性がないため、万が一、端部で膜剥がれが生じても電極とインクとの接触が発生することはない。
【００４３】
ヘッドチップの後面におけるマニホールド部材の形成方法は、取付け基板部をヘッドチップの後面に接着し、次いでチャネルの内面から少なくとも取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけて連続した保護膜を形成した後に、該取付け基板部におけるヘッドチップとの接着面の反対面に、マニホールド本体の開口部を接着することによって行うことができる。マニホールド本体の開口部は取付け基板部の流路開口部と連通し、ヘッドチップの各チャネルに対してインク供給が可能となる。
【００４４】
これにより、チャネルの内面から取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけて連続した保護膜を容易に形成することができ、マニホールド部材の取付け基板部とヘッドチップの後面との間に配置される電極を保護膜によって保護することができる。
【００４５】
以下、本発明の具体例について図面を用いて更に説明する。
【００４６】
図１は本発明に係るインクジェットヘッドの分解斜視図、図２はその縦断面図、図３は取付け基板部を接着した状態のヘッドチップの部分背面図、図４はヘッドチップとマニホールド部材との接合部位の部分拡大断面図、図５はヘッドチップのインク吐出時の作動を示す図、図６はインクジェットヘッドの３サイクル吐出動作を説明する図、図７は吐出パルスの一例を示す図、図８は吐出パルスの他の一例を示す図である。
【００４７】
インクジェットヘッド１は、ハーモニカ型のヘッドチップ１０と、このヘッドチップ１０の後面１０ａに接着されるマニホールド部材２０と、ヘッドチップ１０の前面１０ｂに接着されるノズルプレート３０と、ヘッドチップ１０と外部の駆動回路（図示せず）との間を電気的に接続するための電気配線部材４０とを有している。
【００４８】
このヘッドチップ１０は、多数のチャネル１１が並列されてなるチャネル列を２列有している。各チャネル列は、チャネル１１と圧電素子（ＰＺＴ）を有する駆動壁１２とが交互に配置され、各チャネル１１は、ヘッドチップ１０の前面１０ｂと後面１０ａとに開口して、それぞれチャネル出口１１１とチャネル入口１１２とを形成している。
【００４９】
各チャネル１１の内面には駆動電極１３が形成されている。駆動電極１３は、各チャネル１１の内面のうちの、少なくとも対向する駆動壁１２の表面と、隣接するチャネル列と反対側に位置する壁面１１３とに亘って形成されている。このうち、この壁面１１３に形成された駆動電極１３には、チャネル入口１１２を通って引き出し電極１４の一端が電気的に接続されている。
【００５０】
引き出し電極１４は、各チャネル１１に対応してヘッドチップ１０の後面１０ａに形成されており、一端がチャネル入口１１２を経てチャネル１１内の駆動電極１３に電気的に接続され、他端がヘッドチップ１０の後面１０ａにおいて、それぞれ隣接するチャネル列とは反対側の端縁１０ｃ、１０ｃ又はその近傍まで延びている。これにより、各チャネル１１内の駆動電極１３は、引き出し電極１４によってヘッドチップ１０の後面１０ａに引き出され、チャネル１１と同ピッチで配列されている。
【００５１】
このヘッドチップ１０は、２列のチャネル列の全てのチャネル１１がインクを吐出可能なインクチャネルとされており、各チャネル１１の駆動電極１３に駆動信号発生部１００の制御により吐出パルスが印加されると、図５に例示する動作によってインク滴をノズル３１から射出する。
【００５２】
なお、各チャネル１１の動作は同一であるため、図５では１列のチャネル列の一部のチャネルのみを示している。また、図５においてノズルは省略している。
【００５３】
駆動壁１２は、その一部に圧電素子を有していればよいが、ここでは、それぞれ分極方向（矢印で示す。）が反対方向となる上壁部１２ａと下壁部１２ｂによって構成されている。まず、駆動電極１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのいずれにも吐出パルスが印加されない時は、駆動壁１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのいずれも変形しない。図５（ａ）に示す状態において、駆動電極１３Ａ及び１３Ｃを接地すると共に駆動電極１３Ｂに吐出パルスを印加すると、駆動壁１２Ｂ、１２Ｃを構成する圧電材料の分極方向に直角な方向の電界が生じる。これにより、各駆動壁１２Ｂ、１２Ｃ共に、それぞれ上壁部１２ａ、下壁部１２ｂの接合面にズリ変形を生じ、図５（ｂ）に示すように駆動壁１２Ｂ、１２Ｃは互いに外側に向けて変形し、チャネル１１Ｂの容積を拡大してチャネル１１Ｂ内に負の圧力が生じてインクが流れ込む（Draw）。
【００５４】
また、この状態から電位を０に戻すと、駆動壁１２Ｂ、１２Ｃは図５（ｂ）に示す膨張位置から図５（ａ）に示す中立位置に戻り、チャネル１１Ｂ内のインクに高い圧力が掛かる（Release）。
【００５５】
次いで、図５（ｃ）に示すように、駆動壁１２Ｂ、１２Ｃを互いに逆方向に変形するように吐出パルスを印加して、チャネル１１Ｂの容積を縮小すると、チャネル１１Ｂ内に正の圧力が生じる（Reinforce）。
【００５６】
これによりチャネル１１Ｂを満たしているインクの一部によるノズル内のインクメニスカスがノズルから押し出される方向に変化する。この正の圧力がインク滴をノズルから吐出する程に大きくなると、インク滴はノズルから吐出する。他の各チャネルも吐出パルスの印加によって上記と同様に動作する。このようなインク滴の射出法をＤＲＲ駆動法と呼び、せん断モードタイプのインクジェットヘッドの代表的な駆動法である。
【００５７】
このように少なくとも一部が圧電素子で構成された駆動壁１２によって隔てられた複数のチャネル１１を有するインクジェットヘッド１を駆動する場合、一つのチャネル１１の駆動壁１２が吐出の動作をすると、隣のチャネル１１が影響を受けるため、通常、複数のチャネル１１のうち、互いに１本以上のチャネル１１を挟んで離れているチャネル１１をまとめて１つの組となすようにして、複数のチャネル１１を２つ以上の組に分割し、各組毎にインク滴の吐出動作を時分割で順次行うように駆動制御される。例えば、全チャネル１１を駆動してベタ画像を出力する場合には、チャネル１１を２チャネルおきに選んで３相に分けて射出する、いわゆる３サイクル吐出法が行われる。
【００５８】
かかる３サイクル吐出動作について図６を用いて更に説明する。図６に示す例では、インクジェットヘッドはチャネルがＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の９つのチャネル１１で構成されているとして説明する。ここでも、１列のチャネル列の一部のチャネルのみを示している。また、このときのＡ、Ｂ、Ｃの各組のチャネル１１に印加されるパルス波形のタイミングチャートの一例を図７に示す。
【００５９】
インク滴の吐出時には、まずＡ組（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の各チャネルの駆動電極に電圧を掛け、その両隣のチャネルの駆動電極を接地する。例えばＡ組のチャネルに１ＡＬ幅の正電圧＋Ｖonの矩形波からなる吐出パルスを掛けると、吐出したいＡ組のチャネルの駆動壁が外側に変形し、そのチャネル１１内に負圧が発生する。この負圧により、後述するマニホールド部材２０からＡ組のチャネル１１にインクが流れ込む（Draw）。
【００６０】
この状態を１ＡＬ間保つと、圧力が正圧に反転するので、このタイミングで駆動電極を接地すると、駆動壁の変形が元に戻り、高い圧力がＡ組のチャネル１１内のインクに掛かる（Release）。更に、同じタイミングでＡ組の各チャネルの駆動電極に負電圧−Ｖoffの矩形波を掛けると、駆動壁が内側に変形し、更に高い圧力がインクに掛かり（Reinforce）、ノズルからインク柱が押し出される。１ＡＬ後、圧力が反転してチャネル１１内が負圧になり、更に１ＡＬ経過すると、チャネル１１内の圧力が反転して正圧になるので、このタイミング（２ＡＬ経過後）で駆動電極を接地すると、駆動壁の変形が元に戻り、残留する圧力波をキャンセルできる。
【００６１】
ここで、この吐出パルスの電圧は、｜Ｖon｜≧｜Ｖoff｜である。
【００６２】
続いてＢ組（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の各チャネル１１、更に続いてＣ組（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の各チャネル１１へと上記同様に動作する。
【００６３】
なお、ＡＬ（Acoustic Length）とは、チャネルの音響的共振周期の１／２である。このＡＬは、駆動壁１２に矩形波の電圧パルスを印加して吐出するインク滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、インク滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。また、パルスとは、一定電圧波高値の矩形波であり、０Ｖを０％、波高値電圧を１００％とした場合に、パルス幅とは、電圧の０Ｖからの立ち上がり１０％と波高値電圧からの立ち下がり１０％との間の時間として定義する。更に、ここで矩形波とは、電圧の１０％と９０％との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがＡＬの１／２以内、好ましくは１／４以内であるような波形を指す。
【００６４】
かかるせん断モードタイプのインクジェットヘッドでは、駆動壁１２の変形は該駆動壁１２の両側に設けられる駆動電極１３に掛かる電圧差で起こるので、インク滴の吐出を行うチャネル１１の駆動電極１３に負電圧を掛ける代わりに、図８に示すように、インク滴の吐出を行うチャネル１１の駆動電極１３を接地して、その両隣のチャネル１１の駆動電極１３に正電圧を掛けるようにしても同様に動作させることができる。この後者の方法によれば、正電圧だけで駆動させることができるために好ましい態様である。
【００６５】
次に、マニホールド部材２０について説明する。
【００６６】
マニホールド部材２０は、マニホールド本体２１と取付け基板部２２との二つの部材によって構成されている。
【００６７】
マニホールド本体２１は、例えば液晶ポリマー等の合成樹脂材からなる箱型形状を呈しており、その一面が開放された開口部２１１を有すると共に、内部が共通インク室２１２とされている。開口部２１１と対向する壁面２１３には、共通インク室２１２内にインクを流入させるための流入口２１４と、共通インク室２１２内のインクを流出させるための流出口２１５が設けられている。
【００６８】
取付け基板部２２は、マニホールド本体２１の開口部２１１の周囲の端面２１ａに接着剤層５０を介して接着され、マニホールド本体２１と一体となることによってマニホールド部材２０を構成している。この取付け基板部２２は、引き出し電極１４が形成された後のヘッドチップ１０の後面１０ａに対して、引き出し電極１４の一部を覆うように接着剤層５１を介して接着され、この取付け基板部２２上にマニホールド本体２１が接着されることによって、ヘッドチップ１０の後面１０ａにマニホールド部材２０が設けられる。
【００６９】
取付け基板部２２は、中央部に、マニホールド本体２１の開口部２１１と連通する一つの流路開口部２２１が形成されている。この流路開口部２２１は、ヘッドチップ１０の後面１０ａに開口する２列のチャネル列の全てのチャネル入口１１２を内部に含むことができる大きさを有している。従って、マニホールド本体２１と取付け基板部２２とが一体に接着された状態で、マニホールド本体２１の開口部２１１と取付け基板部２２の流路開口部２２１とが連通し、マニホールド本体２１の共通インク室２１２内のインクを、流路開口部２２１を経て複数のチャネル１１に対して共通に供給可能となっている。
【００７０】
更に詳細に説明すると、取付け基板部２２は、ヘッドチップ１０の後面１０ａにおけるチャネル列と直交する方向の幅Ｗ１が、該ヘッドチップ１０の同方向の幅Ｗ２よりも小さい。このＷ１はマニホールド本体２１の同方向の幅と同じである。一方、流路開口部２２１は、ヘッドチップ１０の後面１０ａにおけるチャネル列と直交する方向の幅Ｗ３が、２列のチャネル列の同方向の全幅Ｗ４と同等以上となっている。
【００７１】
このため、ヘッドチップ１０の後面１０ａの端縁１０ｃ、１０ｃ側は、マニホールド部材２０よりも外側に、それぞれ（Ｗ２−Ｗ１）／２だけはみ出し、このはみ出した部位における後面１０ａにそれぞれ引き出し電極１４の端部側が露出している。また、取付け基板部２２の流路開口部２２１内には、全てのチャネル入口１１２が開口している。
【００７２】
この取付け基板部２２は、マニホールド本体２１と同一材質とすることもできるが、異なる材質によって形成することもできる。取付け基板部２２の材質としては、例えばガラス板、アルミナ、窒化アルミ、窒化珪素、ジルコニア、炭化珪素等が挙げられ、これらの中から目的に応じて選択して使用することができる。また、複数種類を積層して使用することもできる。
【００７３】
取付け基板部２２の厚みは、３００μｍ以上７００μｍ以下とすることが好ましい。３００μｍ未満では材質の選択だけでは十分な強度を確保することが難しくなる。７００μｍを超えるようになると、後述する保護膜の形成材料を流路開口部２２１から浸入させ難くなるため、７００μｍ以下とすることが好ましい。
【００７４】
この取付け基板部２２は、ヘッドチップ１０に対して直接接着されるため、製造過程における加熱時又は駆動時の発熱による熱膨張に起因する反りや剥離を防止する観点から、その線膨張係数がヘッドチップ１０の線膨張係数に近いことが好ましい。
【００７５】
また、取付け基板部２２の材質のヤング率は、ヘッドチップ１０のヤング率よりも低いとヘッドチップの反りを抑制する効果が期待でき、例えばガラス板（ヤング率：６７．３ＧＰａ）であると、ヘッドチップ１０を構成するＰＺＴのヤング率（７６．８ＧＰａ）に近いので、ヘッドチップ１０の反りが生じにくい。
【００７６】
ノズルプレート３０は、ヘッドチップ１０の前面１０ｂに接着されており、各チャネル出口１１１に対応する位置にノズル３１が開設されている。
【００７７】
電気配線部材４０は、ヘッドチップ１０の後面１０ａにおいて、マニホールド部材２０よりも外側にそれぞれはみ出した部位に露出する引き出し電極１４の端部に、該電気配線部材４０が有する配線（図示せず）が電気的に接続されることで、駆動回路（図示せず）との間を電気的に接続している。ここでは電気配線部材４０としてＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を用い、駆動回路との間を電気的に接続するようにしたが、駆動ＩＣを実装した基板の配線を、この引き出し電極１４の端部に電気的に接続するようにしてもよい。
【００７８】
保護膜Ｐは、各チャネル１１内の駆動電極１３の表面から、チャネル入口１１２を通り、取付け基板部２２の流路開口部２２１内に露出するヘッドチップ１０の後面１０ａを経由して、該流路開口部２２１の内壁面２２ａに至り、更に、取付け基板部２２の上面（マニホールド本体２１との接着面）２２ｂを経て、内壁面２２ａと反対側の外壁面２２ｃに亘って被覆するように形成されていると共に、各チャネル１１内の駆動電極１３の表面から、チャネル出口１１１を通り、ヘッドチップ１０の前面１０ｂから側面１０ｄに亘って被覆するように形成されている。マニホールド本体２１は、この取付け基板部２２を被覆する保護膜Ｐの上に接着剤層５０を介して接着されている。
【００７９】
このため、マニホールド部材２０がヘッドチップ１０の後面１０ａに対して接着する接着端面２０ａには保護膜Ｐが介在されず、マニホールド部材２０と引き出し電極１４との間に保護膜Ｐが直接介在することが避けられる。これにより、マニホールド部材２０を設置する際に、引き出し電極１４とマニホールド部材２０との間で保護膜Ｐを損傷する事態を回避できる。
【００８０】
一般に、マニホールド部材が、従来のように一部材のみで形成された箱型形状である場合、このようなマニホールド部材をヘッドチップの後面に接合した後に保護膜を被覆形成することは困難である。マニホールド部材内が閉鎖された空間となるため、保護膜の形成材料をチャネル内からヘッドチップの後面及びマニホールド部材の内面に亘って均一に適用することが困難なためである。従って、従来では、ヘッドチップの表面に保護膜を被覆形成した後にマニホールド部材を接着せざるを得ず、ヘッドチップの後面の引き出し電極とマニホールド部材との間に介在される保護膜が損傷し、この損傷によってヘッドチップとマニホールド部材との間の電極にインクが接触して発生する、電気信号の漏洩や電極の腐食による断線が問題となっていた。
【００８１】
しかし、本発明によれば、マニホールド部材２０がマニホールド本体２１と取付け基板部２２とで構成されているため、ヘッドチップ１０の後面１０ａに取付け基板部２２を接着した後に保護膜Ｐを被覆形成し、その後にマニホールド本体２１を接合することが可能となり、ヘッドチップ１０の後面１０ａの引き出し電極１４とマニホールド部材２０との間で保護膜Ｐが損傷する問題はなくなる。ヘッドチップ１０の後面１０ａとマニホールド部材２０との間に存在する引き出し電極１４は、各チャネル１１内の駆動電極１３の表面から流路開口部２２１の内壁面２２ａに亘って被覆される保護膜Ｐによって保護されるので、この引き出し電極１４とインクとの接触が生じるおそれはない。
【００８２】
次に、このインクジェットヘッド１の製造方法について図９を用いて説明する。
【００８３】
まず、駆動電極１３及び引き出し電極１４を形成した後のハーモニカ型のヘッドチップ１０と、マニホールド部材２０の取付け基板部２２とを用意する。ここでは取付け基板部２２としてガラス基板を使用した。取付け基板部２２には、予めヘッドチップ１０の後面１０ａに開口する全てのチャネル入口を内部に含み得る大きさの一つの流路開口部２２１が、例えばサンドブラスト加工によって形成されている。
【００８４】
この取付け基板部２２を、ヘッドチップ１０の後面１０ａに対し、流路開口部２２１内に全てのチャネル入口が収容されるように、接着剤を用いて接着する（図９（ａ））。
【００８５】
取付け基板部２２は、ヘッドチップ１０の後面１０ａにおけるチャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップ１０の同方向の幅よりも細い。このため、ヘッドチップ１０の後面１０ａは、取付け基板部２２よりもチャネル列と直交する方向にはみ出し、引き出し電極１４の端部が露出している。この引き出し電極１４の露出部に亘ってテープ等のマスク部材Ｍを貼着しておく（図９（ｂ））。
【００８６】
次いで、取付け基板２２付きのヘッドチップ１０に対し、保護膜ＰをＣＶＤ法によって被覆形成する（図９（ｃ））。
【００８７】
保護膜Ｐは、チャネル１１内の駆動電極１３の表面から、取付け基板部２２の流路開口部２２１内に露出するヘッドチップ１０の後面１０ａを経由して、該流路開口部２２１の内壁面２２ａに至り、更に、取付け基板部２２の上面２２ｂを経て、内壁面２２ａと反対側の外壁面２２ｃに亘り、ここからマスク部材Ｍの表面にかけて被覆するように形成される。また、同時に、ヘッドチップ１０の前面１０ｂからヘッドチップ１０の側面１０ｄにかけても被覆形成される。
【００８８】
次いで、マスク部材Ｍを剥離すると、ヘッドチップ１０の後面１０ａには、取付け基板部２２からはみ出した引き出し電極１４が露出し、電気配線部材４０との電気的接続が可能な状態となる（図９（ｄ））。
【００８９】
次いで、保護膜Ｐが被覆形成された取付け基板部２２の上面２２ｂに、マニホールド本体２１の開口部２１１の周囲の端面２１ａを接着剤を用いて接着する。これにより、ヘッドチップ１０の後面１０ａに、マニホールド本体２１と取付け基板部２２とからなるマニホールド部材２０が設けられる（図９（ｅ））。
【００９０】
その後は、ヘッドチップ１０の前面１０ｂにノズルプレート３０を接着し、更に、ヘッドチップ１０の後面１０ｂに露出する引き出し電極１４に電気配線部材４０をＡＣＦ等によって接続することによってインクジェッヘッド１が完成する。
【００９１】
このインクジェットヘッド１によれば、インクと接触するチャネル１１内及び取付け基板部２２の流路開口部２２１内では、保護膜Ｐは完全に連続した膜状となり、保護膜Ｐの端部が配置されない。従って、万が一、保護膜Ｐが端部から剥離することがあっても、この保護膜Ｐの端部はインクと接触しないインクジェットヘッド１の外面に位置することになるため、インクが浸入するおそれが全くない。
【００９２】
駆動電極１３と引き出し電極１４の保護の観点からすれば、保護膜Ｐは、少なくとも取付け基板部２２の流路開口部２２１の内壁面２２ａまで形成されていればよいが、本実施形態に示すように、保護膜Ｐを、マニホールド本体２１と取付け基板部２２との間に挟持された状態となるように被覆形成すれば、この部位から保護膜Ｐの剥離が開始されるおそれはなく、保護膜Ｐの機能を長期に亘って維持することができる。
【００９３】
なお、マスク部材Ｍの剥離は、マニホールド本体２１を接着した後やノズルプレート３０を接着した後であってもよい。要するに、電気配線部材４０を接続する前までに剥離すればよい。
【００９４】
また、保護膜Ｐの被覆形成後にマスク部材Ｍを剥離して不要な保護膜Ｐを除去する代わりに、取付け基板部２２付きのヘッドチップ１０の全面に保護膜Ｐを被覆形成した後、保護したい部位にマスク部材Ｍを貼着し、それ以外の不要な保護膜Ｐをエッチングすることによって除去してもよい。
【００９５】
以上の製造方法によれば、ヘッドチップ１１の後面１０ａとマニホールド部材２０の取付け基板部２２との接着面に保護膜Ｐが存在せず、各チャネル１１内の駆動電極１３の表面から流路開口部２２１の内壁面２２ａに亘って被覆される保護膜Ｐによって引き出し電極１４とインクとの接触が生じることを回避できるが、本発明は、ヘッドチップ１１の後面１０ａとマニホールド部材２０の取付け基板部２２との接着面にも保護膜が存在することを排除するものではない。従って、従来同様に、引き出し電極を形成したヘッドチップの後面に保護膜を被覆形成した後に、取付け基板部２２を接着し、その後に上記同様にして、各チャネル１１内の駆動電極１３の表面から流路開口部２２１の内壁面２２ａに亘って保護膜Ｐを被覆形成するようにしてもよい。
【００９６】
以上説明したマニホールド部材２０の取付け基板部２２に形成される流路開口部２２１の内壁面２２ａは、ヘッドチップ１０の後面１０ａに対して垂直に切り立つ壁面となるように形成したが、この内壁面２２ａは、図１０に示すように、ヘッドチップ１０の後面１０ａからマニホールド本体２１に向けて漸次広がる傾斜面を有するように形成することもできる。
【００９７】
このように流路開口部２２１の内壁面２２ａが傾斜面を有するようにすると、保護膜Ｐの形成材料を含む流体が取付け基板部２２側からチャネル１１内に入り込む際、流路開口部２２１の内壁面２２ａの全面に行き亘り易くなる。特に、この流路開口部２２１の内側に露出する引き出し電極１４と内壁面２２ａとの境界部位が広く開放されるため、この境界部位の保護膜形成材料不足に起因するピンホールの発生のおそれを低減することができる。
【００９８】
この内壁面２２ａがヘッドチップ１０の後面１０ａとなす角度θは、小さすぎると内壁面２２ａが破損し易くなるため、４５°以上８８°以下が好ましく、更に好ましくは６０°以上８０°以下とすることである。
【００９９】
傾斜面からなる内壁面２２ａを有する取付け基板部２２は、ガラス基板をサンドブラスト加工する際の処理強度や処理時間を適宜調整することによって形成することができる。ガラス基板以外の基板材料を使用する場合は、ダイシングソー等による切削加工や型成形によって形成することもできる。例えばセラミックスの場合、焼結前のセラミックスを型成形し、焼成する方法によって形成することができる。
【０１００】
図１１〜図１３は、独立駆動タイプのヘッドチップを有するインクジェットヘッド２を示している。図１１はその分解斜視図、図１２は縦断面図、図１３は取付け基板部を接着した状態のヘッドチップの部分背面図である。図１〜図１０と同一符号の部位は同一構成の部位を示している。
【０１０１】
このヘッドチップ１０は、各チャネル列を構成するチャネル１１が、インクを吐出するインクチャネル１１ａとインクを吐出しないダミーチャネル１１ｂとからなり、これらが交互となるように配置された独立駆動タイプのヘッドチップである。独立駆動タイプのヘッドチップも、インクチャネル１１ａの吐出動作は図５に示した吐出動作と全く同様にして行われるが、インクチャネル１１ａの両隣はインクを吐出しないダミーチャネル１１ｂとなるため、図６に示したような時分割の吐出動作を行う必要はない。
【０１０２】
このヘッドチップ１０の後面１０ａに接合されるマニホールド部材２０は、取付け基板部２２に形成される流路開口部２２１が、インクチャネル１１ａのチャネル入口１１２に対応する部位のみに個別に開口形成されている。従って、ダミーチャネル１１ｂのチャネル入口１１２に対応する部位は、取付け基板部２２によって塞がれている。
【０１０３】
各流路開口部２２１は、ヘッドチップ１０のインクチャネル１１ａに１対１に対応して配置されており、その開口面積は、インクチャネル１１のチャネル入口１１２の開口面積よりも大きい。このため、この流路開口部２２１がインクチャネル１１ａへのインク供給に際して流路抵抗となることが防止される。
【０１０４】
このインクジェットヘッド２の場合も、ヘッドチップ１０の後面１０ａの引き出し電極１４と取付け基板部２２との間に保護膜Ｐが介在しないように該保護膜Ｐを被覆形成できるので、上記同様の効果が得られる。
【０１０５】
この各流路開口部２２１の内壁面２２ａも、図１０と同様にしてそれぞれ傾斜面とすることができる。
【０１０６】
ヘッドチップの表面に形成される引き出し電極１４は、後面１０ａのみに形成されるものに限らず、図１４に示すヘッドチップ１０’のように、側面１０ｄ、１０ｄにかけて引き出し形成するようにしてもよい。
【０１０７】
すなわち、各チャネル１１内の駆動電極１３に一端が電気的に接続される引き出し電極１４は、ヘッドチップ１０’の後面１０ａに形成される後面部分１４１と、更にこの後面１０ａからヘッドチップ１０’の側面１０ｄ、１０ｄにかけて連続して形成される側面部分１４２とによって構成することができる。
【０１０８】
このようなヘッドチップ１０’を使用したインクジェットヘッド３の縦断面図を図１５に示す。
【０１０９】
このマニホールド部材２０の取付け基板部２２は、ヘッドチップ１０’の後面１０ａにおけるチャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップ１０’の同方向の幅と同一となるように形成されている。このためヘッドチップ１０’の後面１０ａはマニホールド部材２０から側方にはみ出しておらず、ヘッドチップ１０’の側面１０ｄ、１０ｄの位置とマニホールド部材２０の側面２０ｂ、２０ｂの位置とがほぼ面一状となっている。
【０１１０】
電気配線部材４０、４０は、ヘッドチップ１０’の側面１０ｄ、１０ｄに露出する引き出し電極１４の側面部分１４２に対して接続される。この場合、ヘッドチップ１０’の側面１０ｄ、１０ｄには、保護膜の形成時に予めマスク部材を貼着しておき、保護膜形成後に剥離するか、保護膜の被覆形成後にエッチングによって除去することで、引き出し電極１４の側面部分１４２を露出しておけばよい。
【０１１１】
このインクジェットヘッド３は、ヘッドチップ１０’がマニホールド部材２０からはみ出さないので、ヘッドチップ１０’の大きさをインクジェットヘッド１、２の場合と同等とすれば、マニホールド部材２０を大きくでき、それだけ供給可能なインク量を多くできる。また、マニホールド部材２０の大きさをインクジェットヘッド１、２の場合と同等とすれば、ヘッドチップ１０’を小さくでき、それだけインクジェットヘッドの小型化、低コスト化を実現できる。
【符号の説明】
【０１１２】
１、２、３：インクジェットヘッド
１０、１０’：ヘッドチップ
１０ａ：後面
１０ｂ：前面
１０ｃ：端縁
１０ｄ：側面
１１：チャネル
１１ａ：インクチャネル
１１ｂ：ダミーチャネル
１１１：チャネル出口
１１２：チャネル入口
１１３：チャネル列と反対側に位置する壁面
１２：駆動壁
１３：駆動電極
１４：引き出し電極
１４１：後面部分
１４２：側面部分
２０：マニホールド部材
２０ａ：接着端面
２０ｂ：側面
２１：マニホールド本体
２１ａ：開口部の周囲の端面
２１１：開口部
２１２：共通インク室
２１３：開口部と対向する壁面
２１４：流入口
２１５：流出口
２２：取付け基板部
２２ａ：内壁面
２２ｂ：上面
２２ｃ：外壁面
２２１：流路開口部
３０：ノズルプレート
３１：ノズル
４０：電気配線部材
５０、５１：接着剤層
Ｍ：マスク部材
Ｐ：保護膜
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、電極をインクから保護する保護膜のリークの発生を低減することのできるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数並設されるチャネル間を区画する隔壁を圧電素子によって形成することで駆動壁とし、この駆動壁に形成された駆動電極に所定電圧の駆動信号を印加することにより駆動壁をせん断変形させ、そのとき発生する圧力を利用し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型のインクジェットヘッドとして、ヘッドチップの前面及び後面にそれぞれ各チャネルの出口と入口を配置することによりストレート状のチャネルとしたいわゆるハーモニカ型のヘッドチップを有するものが知られている。
【０００３】
ハーモニカ型のヘッドチップは、駆動電極がチャネル内に臨んでいて外部に露出していないため、一端がチャネル内の駆動電極と電気的に接続する引き出し電極を設け、この引き出し電極の他端を、ヘッドチップの後面に引き出すことで、駆動回路との間をつなぐＦＰＣ等の外部の電気配線部材との電気的接続を図り得るようにしている。
【０００４】
ハーモニカ型のヘッドチップと駆動回路との間をＦＰＣ等によって電気的に接続する方法として、特許文献１には、ヘッドチップの後面に、各チャネルに対応するピッチで配線が形成されたガラス板等からなる配線基板を、その端部がヘッドチップの側方に張り出す程度の大判に形成して接合することで、ヘッドチップ側の電極を配線基板の配線によって該配線基板の端部まで電気的に引き出し、この配線基板の端部において駆動回路との間をつなぐＦＰＣを接合することが記載されている。配線基板にはチャネルへのインク供給を行うための貫通穴が形成されており、この配線基板の上に更にマニホールド部材を接合することで、貫通穴を通して各チャネルにインクを供給するようにしている。
【０００５】
この特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、配線基板によってＦＰＣをヘッドチップの側方に引き出すように接続することが容易となる利点がある。しかし、駆動回路との間の電気的接続作業の作業性の観点からすると、ヘッドチップの引き出し電極と配線基板の配線とを精密に位置合わせした上で両者を電気的に接続し、更に、この配線基板の端部において、ＦＰＣの配線と配線基板の配線とを精密に位置合わせした上で両者を電気的に接続する作業を要し、２度の接続作業を行わなくてはならない。
【０００６】
一方、特許文献２の図６には、ハーモニカ型のヘッドチップの後面に、マニホールド部材を直接接合することが記載されている。この場合、各チャネル内の駆動電極は、引き出し電極によってマニホールドからはみ出したヘッドチップの表面、例えば特許文献３に記載のように、ヘッドチップの後面から側面まで引き出し形成することで、該側面においてＦＰＣとの接続を行うことができる。
【０００７】
従って、特許文献２の図６に記載のように、ヘッドチップの後面に直接マニホールド部材を接合したインクジェットヘッドによれば、配線基板を介在させないので、ヘッドチップの表面に露出する引き出し電極の端部に対してＦＰＣを直接接続するだけで、駆動回路との間の電気的接続作業が１度で済み、作業性の観点からは好ましい。また、ヘッドチップの側方に大きく張り出す配線基板を使用しない分、インクジェットヘッド全体をコンパクトにできるという利点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１６８１８５号公報
【特許文献２】特開２００９−６６４２号公報
【特許文献３】特開２００６−１５０６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、このようにチャネル間の駆動壁を変形させることによってインクに吐出のための圧力を付与するヘッドチップは、チャネルの内面の駆動電極とヘッドチップの表面に形成される引き出し電極とがインクと直に接触することになる。このため、インクとして特に水系インクを使用する場合には、インクと接触する駆動電極及び引き出し電極の表面に絶縁性の保護膜を被覆形成することによって、インクとの接触から電極を保護することが行われている。
【００１０】
しかし、特許文献２記載のように、ヘッドチップの後面に直接マニホールド部材を接合することによって駆動回路との間の電気的接続を簡易化したインクジェットヘッドの場合、次のような問題があった。
【００１１】
すなわち、マニホールド部材を接着した状態のヘッドチップは、後面側がマニホールド部材によって閉塞された状態となり、保護膜の形成材料が行き渡り難くなるため、保護膜は、ヘッドチップにマニホールド部材を接着する前に被覆形成しなくてはならない。このため、マニホールド部材は、ヘッドチップ表面に被覆形成された保護膜上に接着されることになる。このとき、マニホールド部材をヘッドチップの後面に対して当接させた後、両者の位置ずれを直すように相対的に位置修正した際、両者の接着部位にある保護膜が損傷してしまう場合があった。従って、これによって完成したインクジェットヘッドは、マニホールド部材とヘッドチップとの接着部位の保護膜の損傷部からインクが浸入してインクと電極とが接触してしまい、電気信号の漏洩が生じたり、電極の腐食による断線が生じたりするという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、マニホールド部材をマニホールド本体と取付け基板部とから構成し、保護膜をチャネルの内面から該取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけて連続して形成することにより、ヘッドチップとマニホールド部材との接着面における電極とインクとの接触を防止し、ひいては電気信号の漏洩や電極の腐食による断線を低減できるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することを課題とする。
【００１３】
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】
【００１４】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１５】
請求項１記載の発明は、チャネルと圧電素子を有する駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口及び入口が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極に一端が電気的に接続される引き出し電極がそれぞれ形成されてなるヘッドチップと、
インクと接する前記駆動電極及び前記引き出し電極の表面を該インクから保護する保護膜と、
前記引き出し電極が形成された前記ヘッドチップの後面に接着され、複数の前記チャネルの入口に対して共通にインクを供給するマニホールド部材とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記マニホールド部材は、一面にインクを供給するための開口部を有するマニホールド本体と、該マニホールド本体の前記開口部に設けられ、前記ヘッドチップの後面に対する接着基部となる取付け基板部とで構成され、
前記取付け基板部は、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅以下であると共に、前記マニホールド本体の前記開口部と連通し、該マニホールド本体内のインクを前記ヘッドチップの複数の前記チャネルの入口に供給するための流路開口部を有し、
前記引き出し電極の他端は、前記取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの表面に露出しており、
前記保護膜は、前記チャネルの内面から少なくとも前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面にかけて連続して形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドである。
【００１６】
請求項２記載の発明は、前記保護膜は、前記チャネルの内面から前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面を通り、該取付け基板部と前記マニホールド本体との間に挟持されるように連続して形成されていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドである。
【００１７】
請求項３記載の発明は、前記取付け基板部は、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅よりも細く、前記引き出し電極の他端が、該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に露出していることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドである。
【００１８】
請求項４記載の発明は、前記引き出し電極の他端は、該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に隣接する側面に露出していることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドである。
【００１９】
請求項５記載の発明は、前記取付け基板部の前記流路開口部は、前記ヘッドチップの後面に開口する全ての前記チャネルの入口を内側に含む大きさで一つだけ形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２０】
請求項６記載の発明は、前記チャネル列は、インクを吐出するインクチャネルとインクを吐出しないダミーチャネルとを交互に有し、
前記取付け基板部の前記流路開口部は、前記インクチャネルの入口に対応する部位のみに、該インクチャネルの入口の開口面積よりも大きな開口面積で個別に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２１】
請求項７記載の発明は、前記取付け基板部の前記流路開口部の前記内壁面は、前記ヘッドチップの後面から前記マニホールド本体に向けて漸次広がる傾斜面である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である。
【００２２】
請求項８記載の発明は、前記取付け基板部は、厚さが３００μｍ以上７００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２３】
請求項９記載の発明は、前記保護膜は、ポリパラキシリレン又はその誘導体からなる膜である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である。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、前記取付け基板部の外側にはみ出した前記引き出し電極の端部に、駆動回路との間を電気的に接続するための電気配線部材が接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２５】
請求項１１記載の発明は、前記電気配線部材は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１０記載のインクジェットヘッドである。
【００２６】
請求項１２記載の発明は、チャネルと圧電素子を有する駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口及び入口が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極に一端が電気的に接続される引き出し電極がそれぞれ形成されてなるヘッドチップと、
複数の前記チャネルに対して共通にインクを供給するためのマニホールド部材とを有し、
前記ヘッドチップに対して前記インクと接する前記駆動電極及び前記引き出し電極の表面を該インクから保護する保護膜を被覆形成した後に、前記ヘッドチップの後面に前記マニホールド部材を設けるようにしたインクジェットヘッドの製造方法において、
前記マニホールド部材を、一面にインクを供給するための開口部を有するマニホールド本体と、前記ヘッドチップの後面に対する接着基部となる取付け基板部とで構成し、該取付け基板部を、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅以下となるように形成すると共に、該取付け基板部に、前記マニホールド本体内のインクを前記ヘッドチップの複数の前記チャネルの入口に供給するための流路開口部を形成し、
前記引き出し電極を形成した後の前記ヘッドチップの後面に前記取付け基板部を接着し、前記引き出し電極の他端を該取付け基板部の外側にはみ出させて前記ヘッドチップの表面に露出させ、
次いで、前記取付け基板部を有する前記ヘッドチップに対し前記保護膜を被覆形成することで、前記チャネルの内面から少なくとも前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面にかけて連続した前記保護膜を形成し、
次いで、前記取付け基板部における前記ヘッドチップとの接着面の反対面に前記マニホールド本体の前記開口部を接着することにより、前記開口部と前記流路開口部とを連通させることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２７】
請求項１３記載の発明は、前記保護膜を、前記チャネルの内面から前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面を通り、該取付け基板部と前記マニホールド本体との間に挟持されるように連続して形成することを特徴とする請求項１２記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２８】
請求項１４記載の発明は、前記取付け基板部を、前記引き出し電極の他端が該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に露出するように、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅よりも細く形成することを特徴とする請求項１２又は１３記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２９】
請求項１５記載の発明は、前記引き出し電極の他端を、前記取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に隣接する側面に露出させることを特徴とする請求項１２又は１３記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、マニホールド部材をマニホールド本体と取付け基板部とから構成し、保護膜をチャネルの内面から該取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけて連続して形成することにより、ヘッドチップとマニホールド部材との接着面における電極とインクとの接触を防止し、ひいては電気信号の漏洩や電極の腐食による断線を低減できるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】インクジェットヘッドの分解斜視図
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの縦断面図
【図３】取付け基板部を接着した状態の図１に示すヘッドチップの部分背面図
【図４】図１に示すヘッドチップとマニホールド部材との接着部位の部分拡大断面図
【図５】（ａ）〜（ｃ）はインク滴をノズルから射出する動作を説明する図
【図６】（ａ）〜（ｃ）は３サイクル吐出法を説明する図
【図７】３サイクル吐出法における各組のチャネルに印加されるパルス波形のタイミングチャートの一例を示す図
【図８】３サイクル吐出法における各組のチャネルに印加されるパルス波形のタイミングチャートの他の例を示す図
【図９】図１に示すインクジェットヘッドの製造方法の一例を示す工程図
【図１０】取付け基板部の内壁面形状の他の例を示す部分拡大断面図
【図１１】独立駆動タイプのヘッドチップを有するインクジェットヘッドの分解斜視図
【図１２】図１１に示すインクジェットヘッドの縦断面図
【図１３】取付け基板部を接着した状態の図１１に示すヘッドチップの部分背面図
【図１４】ヘッドチップの引き出し電極の他の例を示す部分斜視図
【図１５】図１４に示すヘッドチップを有するインクジェットヘッドの縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明に係るインクジェットヘッドは、ハーモニカ型のヘッドチップと、保護膜と、マニホールド部材とを有している。
【００３３】
ヘッドチップは、チャネルと圧電素子を有する駆動壁とが交互に配置され、これによってチャネル列を構成している。本発明においてヘッドチップに設けられるチャネル列数は特に問わない。ヘッドチップの前面及び後面には、それぞれチャネルの出口及び入口が配置されている。各チャネルは、後面のチャネル入口から前面のチャネル出口にかけて断面形状が変化しないストレート状に形成される。ヘッドチップの後面には、各チャネルの内面に臨む駆動電極に一端が電気的に接続される引き出し電極がそれぞれ形成される。
【００３４】
このようなヘッドチップは、一般に六面体形状のいわゆるせん断モード型のハーモニカ型ヘッドチップであり、引き出し電極を介してチャネル内に臨む駆動壁両面の各駆動電極に所定電圧の駆動信号を印加することによって該駆動壁をせん断変形させ、チャネル内に供給されたインクに吐出のための圧力変化を与えることによって、ヘッドチップの前面のチャネル入口に対応するように配置されたノズルからインク滴として吐出させる。
【００３５】
本発明では、このような六面体形状のハーモニカ型のヘッドチップにおいて、ノズルが配置されてインクが吐出される側の面を「前面」、その反対側の面を「後面」、これら前面と後面との間に挟まれ、該前面及び後面と隣接する面を「側面」と定義する。この側面は、六面体において前面と後面との間に四面存在するが、本発明では、ヘッドチップにおいて多数のチャネルが並設されるチャネル列方向に沿うように配置される二つの側面のことを指すものとする。
【００３６】
保護膜は、ヘッドチップの表面に被覆形成されることにより、インクと接する駆動電極及び引き出し電極の表面を該インクから保護する絶縁性の保護膜である。この保護膜は、化学蒸着法（Chemical Vapor Deposition、以下ＣＶＤ法という。）等のように気相からの蒸着により形成される膜であることが好ましく、特に、ポリパラキシリレン又はその誘導体からなる膜が好適である。
【００３７】
マニホールド部材は、引き出し電極が形成された後のヘッドチップの後面に設けられることで、複数のチャネル入口に対して共通にインクを供給する。本発明において、このマニホールド部材は、一面にインクを供給するための開口部を有するマニホールド本体と、該マニホールド本体の開口部に設けられ、ヘッドチップの後面に対する接着基部となる取付け基板部との二つの部材によって構成される。
【００３８】
このうちの取付け基板部は、ヘッドチップの後面におけるチャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅以下であると共に、マニホールド本体の開口部と連通し、該マニホールド本体内のインクをヘッドチップの複数のチャネル入口に供給するための流路開口部を有する。従って、この流路開口部内にチャネル入口が配置される。
【００３９】
引き出し電極の他端は、この取付け基板部の外側にはみ出してヘッドチップの表面に露出している。この露出した引き出し電極の端部が、駆動回路との間を電気的に接続するための外部の電気配線部材との接続部位となる。保護膜は、チャネルの内面から少なくとも取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけて連続して形成され、インクと接触する面に配置される駆動電極及び引き出し電極を被覆する。
【００４０】
従って、本発明によれば、マニホールド部材の取付け基板部とヘッドチップの後面との間に保護膜が存在しないインクジェットヘッドとすることができる。この場合、ヘッドチップの後面と直接接着されるマニホールド部材の取付け基板部を位置修正しながら接着しても、この接着面には保護膜がないので、従来のように保護膜を損傷させるおそれはなく、保護膜の損傷による電極とインクとの接触を防止できる。また、マニホールド部材は、この取付け基板部上にマニホールド本体を接着することによって形成されるが、この接着面には電極が存在しないため、仮にこの接着面において保護膜が損傷したとしても電極とインクとの接触は生じない。
【００４１】
なお、チャネルの内面から取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけてとは、チャネルの内面から連続する保護膜の端部が、流路開口部の内壁面の少なくとも一部を被覆していることを意味する。保護膜の端部が流路開口部の内壁面の少なくとも一部を被覆していれば、駆動電極及び引き出し電極におけるチャネル内と流路開口部内に露出する部位を保護膜で完全に被覆することができる。
【００４２】
より好ましくは、保護膜は、チャネルの内面から取付け基板部における流路開口部の内壁面を通り、該取付け基板部とマニホールド本体との間に挟持されるように連続して形成されることである。このようにすると、保護膜の端部がインクと接触する可能性がないため、万が一、端部で膜剥がれが生じても電極とインクとの接触が発生することはない。
【００４３】
ヘッドチップの後面におけるマニホールド部材の形成方法は、取付け基板部をヘッドチップの後面に接着し、次いでチャネルの内面から少なくとも取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけて連続した保護膜を形成した後に、該取付け基板部におけるヘッドチップとの接着面の反対面に、マニホールド本体の開口部を接着することによって行うことができる。マニホールド本体の開口部は取付け基板部の流路開口部と連通し、ヘッドチップの各チャネルに対してインク供給が可能となる。
【００４４】
これにより、チャネルの内面から取付け基板部における流路開口部の内壁面にかけて連続した保護膜を容易に形成することができ、マニホールド部材の取付け基板部とヘッドチップの後面との間に配置される電極を保護膜によって保護することができる。
【００４５】
以下、本発明の具体例について図面を用いて更に説明する。
【００４６】
図１は本発明に係るインクジェットヘッドの分解斜視図、図２はその縦断面図、図３は取付け基板部を接着した状態のヘッドチップの部分背面図、図４はヘッドチップとマニホールド部材との接合部位の部分拡大断面図、図５はヘッドチップのインク吐出時の作動を示す図、図６はインクジェットヘッドの３サイクル吐出動作を説明する図、図７は吐出パルスの一例を示す図、図８は吐出パルスの他の一例を示す図である。
【００４７】
インクジェットヘッド１は、ハーモニカ型のヘッドチップ１０と、このヘッドチップ１０の後面１０ａに接着されるマニホールド部材２０と、ヘッドチップ１０の前面１０ｂに接着されるノズルプレート３０と、ヘッドチップ１０と外部の駆動回路（図示せず）との間を電気的に接続するための電気配線部材４０とを有している。
【００４８】
このヘッドチップ１０は、多数のチャネル１１が並列されてなるチャネル列を２列有している。各チャネル列は、チャネル１１と圧電素子（ＰＺＴ）を有する駆動壁１２とが交互に配置され、各チャネル１１は、ヘッドチップ１０の前面１０ｂと後面１０ａとに開口して、それぞれチャネル出口１１１とチャネル入口１１２とを形成している。
【００４９】
各チャネル１１の内面には駆動電極１３が形成されている。駆動電極１３は、各チャネル１１の内面のうちの、少なくとも対向する駆動壁１２の表面と、隣接するチャネル列と反対側に位置する壁面１１３とに亘って形成されている。このうち、この壁面１１３に形成された駆動電極１３には、チャネル入口１１２を通って引き出し電極１４の一端が電気的に接続されている。
【００５０】
引き出し電極１４は、各チャネル１１に対応してヘッドチップ１０の後面１０ａに形成されており、一端がチャネル入口１１２を経てチャネル１１内の駆動電極１３に電気的に接続され、他端がヘッドチップ１０の後面１０ａにおいて、それぞれ隣接するチャネル列とは反対側の端縁１０ｃ、１０ｃ又はその近傍まで延びている。これにより、各チャネル１１内の駆動電極１３は、引き出し電極１４によってヘッドチップ１０の後面１０ａに引き出され、チャネル１１と同ピッチで配列されている。
【００５１】
このヘッドチップ１０は、２列のチャネル列の全てのチャネル１１がインクを吐出可能なインクチャネルとされており、各チャネル１１の駆動電極１３に駆動信号発生部１００の制御により吐出パルスが印加されると、図５に例示する動作によってインク滴をノズル３１から射出する。
【００５２】
なお、各チャネル１１の動作は同一であるため、図５では１列のチャネル列の一部のチャネルのみを示している。また、図５においてノズルは省略している。
【００５３】
駆動壁１２は、その一部に圧電素子を有していればよいが、ここでは、それぞれ分極方向（矢印で示す。）が反対方向となる上壁部１２ａと下壁部１２ｂによって構成されている。まず、駆動電極１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのいずれにも吐出パルスが印加されない時は、駆動壁１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃのいずれも変形しない。図５（ａ）に示す状態において、駆動電極１３Ａ及び１３Ｃを接地すると共に駆動電極１３Ｂに吐出パルスを印加すると、駆動壁１２Ｂ、１２Ｃを構成する圧電材料の分極方向に直角な方向の電界が生じる。これにより、各駆動壁１２Ｂ、１２Ｃ共に、それぞれ上壁部１２ａ、下壁部１２ｂの接合面にズリ変形を生じ、図５（ｂ）に示すように駆動壁１２Ｂ、１２Ｃは互いに外側に向けて変形し、チャネル１１Ｂの容積を拡大してチャネル１１Ｂ内に負の圧力が生じてインクが流れ込む（Draw）。
【００５４】
また、この状態から電位を０に戻すと、駆動壁１２Ｂ、１２Ｃは図５（ｂ）に示す膨張位置から図５（ａ）に示す中立位置に戻り、チャネル１１Ｂ内のインクに高い圧力が掛かる（Release）。
【００５５】
次いで、図５（ｃ）に示すように、駆動壁１２Ｂ、１２Ｃを互いに逆方向に変形するように吐出パルスを印加して、チャネル１１Ｂの容積を縮小すると、チャネル１１Ｂ内に正の圧力が生じる（Reinforce）。
【００５６】
これによりチャネル１１Ｂを満たしているインクの一部によるノズル内のインクメニスカスがノズルから押し出される方向に変化する。この正の圧力がインク滴をノズルから吐出する程に大きくなると、インク滴はノズルから吐出する。他の各チャネルも吐出パルスの印加によって上記と同様に動作する。このようなインク滴の射出法をＤＲＲ駆動法と呼び、せん断モードタイプのインクジェットヘッドの代表的な駆動法である。
【００５７】
このように少なくとも一部が圧電素子で構成された駆動壁１２によって隔てられた複数のチャネル１１を有するインクジェットヘッド１を駆動する場合、一つのチャネル１１の駆動壁１２が吐出の動作をすると、隣のチャネル１１が影響を受けるため、通常、複数のチャネル１１のうち、互いに１本以上のチャネル１１を挟んで離れているチャネル１１をまとめて１つの組となすようにして、複数のチャネル１１を２つ以上の組に分割し、各組毎にインク滴の吐出動作を時分割で順次行うように駆動制御される。例えば、全チャネル１１を駆動してベタ画像を出力する場合には、チャネル１１を２チャネルおきに選んで３相に分けて射出する、いわゆる３サイクル吐出法が行われる。
【００５８】
かかる３サイクル吐出動作について図６を用いて更に説明する。図６に示す例では、インクジェットヘッドはチャネルがＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の９つのチャネル１１で構成されているとして説明する。ここでも、１列のチャネル列の一部のチャネルのみを示している。また、このときのＡ、Ｂ、Ｃの各組のチャネル１１に印加されるパルス波形のタイミングチャートの一例を図７に示す。
【００５９】
インク滴の吐出時には、まずＡ組（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の各チャネルの駆動電極に電圧を掛け、その両隣のチャネルの駆動電極を接地する。例えばＡ組のチャネルに１ＡＬ幅の正電圧＋Ｖonの矩形波からなる吐出パルスを掛けると、吐出したいＡ組のチャネルの駆動壁が外側に変形し、そのチャネル１１内に負圧が発生する。この負圧により、後述するマニホールド部材２０からＡ組のチャネル１１にインクが流れ込む（Draw）。
【００６０】
この状態を１ＡＬ間保つと、圧力が正圧に反転するので、このタイミングで駆動電極を接地すると、駆動壁の変形が元に戻り、高い圧力がＡ組のチャネル１１内のインクに掛かる（Release）。更に、同じタイミングでＡ組の各チャネルの駆動電極に負電圧−Ｖoffの矩形波を掛けると、駆動壁が内側に変形し、更に高い圧力がインクに掛かり（Reinforce）、ノズルからインク柱が押し出される。１ＡＬ後、圧力が反転してチャネル１１内が負圧になり、更に１ＡＬ経過すると、チャネル１１内の圧力が反転して正圧になるので、このタイミング（２ＡＬ経過後）で駆動電極を接地すると、駆動壁の変形が元に戻り、残留する圧力波をキャンセルできる。
【００６１】
ここで、この吐出パルスの電圧は、｜Ｖon｜≧｜Ｖoff｜である。
【００６２】
続いてＢ組（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の各チャネル１１、更に続いてＣ組（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の各チャネル１１へと上記同様に動作する。
【００６３】
なお、ＡＬ（Acoustic Length）とは、チャネルの音響的共振周期の１／２である。このＡＬは、駆動壁１２に矩形波の電圧パルスを印加して吐出するインク滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、インク滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。また、パルスとは、一定電圧波高値の矩形波であり、０Ｖを０％、波高値電圧を１００％とした場合に、パルス幅とは、電圧の０Ｖからの立ち上がり１０％と波高値電圧からの立ち下がり１０％との間の時間として定義する。更に、ここで矩形波とは、電圧の１０％と９０％との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがＡＬの１／２以内、好ましくは１／４以内であるような波形を指す。
【００６４】
かかるせん断モードタイプのインクジェットヘッドでは、駆動壁１２の変形は該駆動壁１２の両側に設けられる駆動電極１３に掛かる電圧差で起こるので、インク滴の吐出を行うチャネル１１の駆動電極１３に負電圧を掛ける代わりに、図８に示すように、インク滴の吐出を行うチャネル１１の駆動電極１３を接地して、その両隣のチャネル１１の駆動電極１３に正電圧を掛けるようにしても同様に動作させることができる。この後者の方法によれば、正電圧だけで駆動させることができるために好ましい態様である。
【００６５】
次に、マニホールド部材２０について説明する。
【００６６】
マニホールド部材２０は、マニホールド本体２１と取付け基板部２２との二つの部材によって構成されている。
【００６７】
マニホールド本体２１は、例えば液晶ポリマー等の合成樹脂材からなる箱型形状を呈しており、その一面が開放された開口部２１１を有すると共に、内部が共通インク室２１２とされている。開口部２１１と対向する壁面２１３には、共通インク室２１２内にインクを流入させるための流入口２１４と、共通インク室２１２内のインクを流出させるための流出口２１５が設けられている。
【００６８】
取付け基板部２２は、マニホールド本体２１の開口部２１１の周囲の端面２１ａに接着剤層５０を介して接着され、マニホールド本体２１と一体となることによってマニホールド部材２０を構成している。この取付け基板部２２は、引き出し電極１４が形成された後のヘッドチップ１０の後面１０ａに対して、引き出し電極１４の一部を覆うように接着剤層５１を介して接着され、この取付け基板部２２上にマニホールド本体２１が接着されることによって、ヘッドチップ１０の後面１０ａにマニホールド部材２０が設けられる。
【００６９】
取付け基板部２２は、中央部に、マニホールド本体２１の開口部２１１と連通する一つの流路開口部２２１が形成されている。この流路開口部２２１は、ヘッドチップ１０の後面１０ａに開口する２列のチャネル列の全てのチャネル入口１１２を内部に含むことができる大きさを有している。従って、マニホールド本体２１と取付け基板部２２とが一体に接着された状態で、マニホールド本体２１の開口部２１１と取付け基板部２２の流路開口部２２１とが連通し、マニホールド本体２１の共通インク室２１２内のインクを、流路開口部２２１を経て複数のチャネル１１に対して共通に供給可能となっている。
【００７０】
更に詳細に説明すると、取付け基板部２２は、ヘッドチップ１０の後面１０ａにおけるチャネル列と直交する方向の幅Ｗ１が、該ヘッドチップ１０の同方向の幅Ｗ２よりも小さい。このＷ１はマニホールド本体２１の同方向の幅と同じである。一方、流路開口部２２１は、ヘッドチップ１０の後面１０ａにおけるチャネル列と直交する方向の幅Ｗ３が、２列のチャネル列の同方向の全幅Ｗ４と同等以上となっている。
【００７１】
このため、ヘッドチップ１０の後面１０ａの端縁１０ｃ、１０ｃ側は、マニホールド部材２０よりも外側に、それぞれ（Ｗ２−Ｗ１）／２だけはみ出し、このはみ出した部位における後面１０ａにそれぞれ引き出し電極１４の端部側が露出している。また、取付け基板部２２の流路開口部２２１内には、全てのチャネル入口１１２が開口している。
【００７２】
この取付け基板部２２は、マニホールド本体２１と同一材質とすることもできるが、異なる材質によって形成することもできる。取付け基板部２２の材質としては、例えばガラス板、アルミナ、窒化アルミ、窒化珪素、ジルコニア、炭化珪素等が挙げられ、これらの中から目的に応じて選択して使用することができる。また、複数種類を積層して使用することもできる。
【００７３】
取付け基板部２２の厚みは、３００μｍ以上７００μｍ以下とすることが好ましい。３００μｍ未満では材質の選択だけでは十分な強度を確保することが難しくなる。７００μｍを超えるようになると、後述する保護膜の形成材料を流路開口部２２１から浸入させ難くなるため、７００μｍ以下とすることが好ましい。
【００７４】
この取付け基板部２２は、ヘッドチップ１０に対して直接接着されるため、製造過程における加熱時又は駆動時の発熱による熱膨張に起因する反りや剥離を防止する観点から、その線膨張係数がヘッドチップ１０の線膨張係数に近いことが好ましい。
【００７５】
また、取付け基板部２２の材質のヤング率は、ヘッドチップ１０のヤング率よりも低いとヘッドチップの反りを抑制する効果が期待でき、例えばガラス板（ヤング率：６７．３ＧＰａ）であると、ヘッドチップ１０を構成するＰＺＴのヤング率（７６．８ＧＰａ）に近いので、ヘッドチップ１０の反りが生じにくい。
【００７６】
ノズルプレート３０は、ヘッドチップ１０の前面１０ｂに接着されており、各チャネル出口１１１に対応する位置にノズル３１が開設されている。
【００７７】
電気配線部材４０は、ヘッドチップ１０の後面１０ａにおいて、マニホールド部材２０よりも外側にそれぞれはみ出した部位に露出する引き出し電極１４の端部に、該電気配線部材４０が有する配線（図示せず）が電気的に接続されることで、駆動回路（図示せず）との間を電気的に接続している。ここでは電気配線部材４０としてＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）を用い、駆動回路との間を電気的に接続するようにしたが、駆動ＩＣを実装した基板の配線を、この引き出し電極１４の端部に電気的に接続するようにしてもよい。
【００７８】
保護膜Ｐは、各チャネル１１内の駆動電極１３の表面から、チャネル入口１１２を通り、取付け基板部２２の流路開口部２２１内に露出するヘッドチップ１０の後面１０ａを経由して、該流路開口部２２１の内壁面２２ａに至り、更に、取付け基板部２２の上面（マニホールド本体２１との接着面）２２ｂを経て、内壁面２２ａと反対側の外壁面２２ｃに亘って被覆するように形成されていると共に、各チャネル１１内の駆動電極１３の表面から、チャネル出口１１１を通り、ヘッドチップ１０の前面１０ｂから側面１０ｄに亘って被覆するように形成されている。マニホールド本体２１は、この取付け基板部２２を被覆する保護膜Ｐの上に接着剤層５０を介して接着されている。
【００７９】
このため、マニホールド部材２０がヘッドチップ１０の後面１０ａに対して接着する接着端面２０ａには保護膜Ｐが介在されず、マニホールド部材２０と引き出し電極１４との間に保護膜Ｐが直接介在することが避けられる。これにより、マニホールド部材２０を設置する際に、引き出し電極１４とマニホールド部材２０との間で保護膜Ｐを損傷する事態を回避できる。
【００８０】
一般に、マニホールド部材が、従来のように一部材のみで形成された箱型形状である場合、このようなマニホールド部材をヘッドチップの後面に接合した後に保護膜を被覆形成することは困難である。マニホールド部材内が閉鎖された空間となるため、保護膜の形成材料をチャネル内からヘッドチップの後面及びマニホールド部材の内面に亘って均一に適用することが困難なためである。従って、従来では、ヘッドチップの表面に保護膜を被覆形成した後にマニホールド部材を接着せざるを得ず、ヘッドチップの後面の引き出し電極とマニホールド部材との間に介在される保護膜が損傷し、この損傷によってヘッドチップとマニホールド部材との間の電極にインクが接触して発生する、電気信号の漏洩や電極の腐食による断線が問題となっていた。
【００８１】
しかし、本発明によれば、マニホールド部材２０がマニホールド本体２１と取付け基板部２２とで構成されているため、ヘッドチップ１０の後面１０ａに取付け基板部２２を接着した後に保護膜Ｐを被覆形成し、その後にマニホールド本体２１を接合することが可能となり、ヘッドチップ１０の後面１０ａの引き出し電極１４とマニホールド部材２０との間で保護膜Ｐが損傷する問題はなくなる。ヘッドチップ１０の後面１０ａとマニホールド部材２０との間に存在する引き出し電極１４は、各チャネル１１内の駆動電極１３の表面から流路開口部２２１の内壁面２２ａに亘って被覆される保護膜Ｐによって保護されるので、この引き出し電極１４とインクとの接触が生じるおそれはない。
【００８２】
次に、このインクジェットヘッド１の製造方法について図９を用いて説明する。
【００８３】
まず、駆動電極１３及び引き出し電極１４を形成した後のハーモニカ型のヘッドチップ１０と、マニホールド部材２０の取付け基板部２２とを用意する。ここでは取付け基板部２２としてガラス基板を使用した。取付け基板部２２には、予めヘッドチップ１０の後面１０ａに開口する全てのチャネル入口を内部に含み得る大きさの一つの流路開口部２２１が、例えばサンドブラスト加工によって形成されている。
【００８４】
この取付け基板部２２を、ヘッドチップ１０の後面１０ａに対し、流路開口部２２１内に全てのチャネル入口が収容されるように、接着剤を用いて接着する（図９（ａ））。
【００８５】
取付け基板部２２は、ヘッドチップ１０の後面１０ａにおけるチャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップ１０の同方向の幅よりも細い。このため、ヘッドチップ１０の後面１０ａは、取付け基板部２２よりもチャネル列と直交する方向にはみ出し、引き出し電極１４の端部が露出している。この引き出し電極１４の露出部に亘ってテープ等のマスク部材Ｍを貼着しておく（図９（ｂ））。
【００８６】
次いで、取付け基板２２付きのヘッドチップ１０に対し、保護膜ＰをＣＶＤ法によって被覆形成する（図９（ｃ））。
【００８７】
保護膜Ｐは、チャネル１１内の駆動電極１３の表面から、取付け基板部２２の流路開口部２２１内に露出するヘッドチップ１０の後面１０ａを経由して、該流路開口部２２１の内壁面２２ａに至り、更に、取付け基板部２２の上面２２ｂを経て、内壁面２２ａと反対側の外壁面２２ｃに亘り、ここからマスク部材Ｍの表面にかけて被覆するように形成される。また、同時に、ヘッドチップ１０の前面１０ｂからヘッドチップ１０の側面１０ｄにかけても被覆形成される。
【００８８】
次いで、マスク部材Ｍを剥離すると、ヘッドチップ１０の後面１０ａには、取付け基板部２２からはみ出した引き出し電極１４が露出し、電気配線部材４０との電気的接続が可能な状態となる（図９（ｄ））。
【００８９】
次いで、保護膜Ｐが被覆形成された取付け基板部２２の上面２２ｂに、マニホールド本体２１の開口部２１１の周囲の端面２１ａを接着剤を用いて接着する。これにより、ヘッドチップ１０の後面１０ａに、マニホールド本体２１と取付け基板部２２とからなるマニホールド部材２０が設けられる（図９（ｅ））。
【００９０】
その後は、ヘッドチップ１０の前面１０ｂにノズルプレート３０を接着し、更に、ヘッドチップ１０の後面１０ｂに露出する引き出し電極１４に電気配線部材４０をＡＣＦ等によって接続することによってインクジェッヘッド１が完成する。
【００９１】
このインクジェットヘッド１によれば、インクと接触するチャネル１１内及び取付け基板部２２の流路開口部２２１内では、保護膜Ｐは完全に連続した膜状となり、保護膜Ｐの端部が配置されない。従って、万が一、保護膜Ｐが端部から剥離することがあっても、この保護膜Ｐの端部はインクと接触しないインクジェットヘッド１の外面に位置することになるため、インクが浸入するおそれが全くない。
【００９２】
駆動電極１３と引き出し電極１４の保護の観点からすれば、保護膜Ｐは、少なくとも取付け基板部２２の流路開口部２２１の内壁面２２ａまで形成されていればよいが、本実施形態に示すように、保護膜Ｐを、マニホールド本体２１と取付け基板部２２との間に挟持された状態となるように被覆形成すれば、この部位から保護膜Ｐの剥離が開始されるおそれはなく、保護膜Ｐの機能を長期に亘って維持することができる。
【００９３】
なお、マスク部材Ｍの剥離は、マニホールド本体２１を接着した後やノズルプレート３０を接着した後であってもよい。要するに、電気配線部材４０を接続する前までに剥離すればよい。
【００９４】
また、保護膜Ｐの被覆形成後にマスク部材Ｍを剥離して不要な保護膜Ｐを除去する代わりに、取付け基板部２２付きのヘッドチップ１０の全面に保護膜Ｐを被覆形成した後、保護したい部位にマスク部材Ｍを貼着し、それ以外の不要な保護膜Ｐをエッチングすることによって除去してもよい。
【００９５】
以上の製造方法によれば、ヘッドチップ１１の後面１０ａとマニホールド部材２０の取付け基板部２２との接着面に保護膜Ｐが存在せず、各チャネル１１内の駆動電極１３の表面から流路開口部２２１の内壁面２２ａに亘って被覆される保護膜Ｐによって引き出し電極１４とインクとの接触が生じることを回避できるが、本発明は、ヘッドチップ１１の後面１０ａとマニホールド部材２０の取付け基板部２２との接着面にも保護膜が存在することを排除するものではない。従って、従来同様に、引き出し電極を形成したヘッドチップの後面に保護膜を被覆形成した後に、取付け基板部２２を接着し、その後に上記同様にして、各チャネル１１内の駆動電極１３の表面から流路開口部２２１の内壁面２２ａに亘って保護膜Ｐを被覆形成するようにしてもよい。
【００９６】
以上説明したマニホールド部材２０の取付け基板部２２に形成される流路開口部２２１の内壁面２２ａは、ヘッドチップ１０の後面１０ａに対して垂直に切り立つ壁面となるように形成したが、この内壁面２２ａは、図１０に示すように、ヘッドチップ１０の後面１０ａからマニホールド本体２１に向けて漸次広がる傾斜面を有するように形成することもできる。
【００９７】
このように流路開口部２２１の内壁面２２ａが傾斜面を有するようにすると、保護膜Ｐの形成材料を含む流体が取付け基板部２２側からチャネル１１内に入り込む際、流路開口部２２１の内壁面２２ａの全面に行き亘り易くなる。特に、この流路開口部２２１の内側に露出する引き出し電極１４と内壁面２２ａとの境界部位が広く開放されるため、この境界部位の保護膜形成材料不足に起因するピンホールの発生のおそれを低減することができる。
【００９８】
この内壁面２２ａがヘッドチップ１０の後面１０ａとなす角度θは、小さすぎると内壁面２２ａが破損し易くなるため、４５°以上８８°以下が好ましく、更に好ましくは６０°以上８０°以下とすることである。
【００９９】
傾斜面からなる内壁面２２ａを有する取付け基板部２２は、ガラス基板をサンドブラスト加工する際の処理強度や処理時間を適宜調整することによって形成することができる。ガラス基板以外の基板材料を使用する場合は、ダイシングソー等による切削加工や型成形によって形成することもできる。例えばセラミックスの場合、焼結前のセラミックスを型成形し、焼成する方法によって形成することができる。
【０１００】
図１１〜図１３は、独立駆動タイプのヘッドチップを有するインクジェットヘッド２を示している。図１１はその分解斜視図、図１２は縦断面図、図１３は取付け基板部を接着した状態のヘッドチップの部分背面図である。図１〜図１０と同一符号の部位は同一構成の部位を示している。
【０１０１】
このヘッドチップ１０は、各チャネル列を構成するチャネル１１が、インクを吐出するインクチャネル１１ａとインクを吐出しないダミーチャネル１１ｂとからなり、これらが交互となるように配置された独立駆動タイプのヘッドチップである。独立駆動タイプのヘッドチップも、インクチャネル１１ａの吐出動作は図５に示した吐出動作と全く同様にして行われるが、インクチャネル１１ａの両隣はインクを吐出しないダミーチャネル１１ｂとなるため、図６に示したような時分割の吐出動作を行う必要はない。
【０１０２】
このヘッドチップ１０の後面１０ａに接合されるマニホールド部材２０は、取付け基板部２２に形成される流路開口部２２１が、インクチャネル１１ａのチャネル入口１１２に対応する部位のみに個別に開口形成されている。従って、ダミーチャネル１１ｂのチャネル入口１１２に対応する部位は、取付け基板部２２によって塞がれている。
【０１０３】
各流路開口部２２１は、ヘッドチップ１０のインクチャネル１１ａに１対１に対応して配置されており、その開口面積は、インクチャネル１１のチャネル入口１１２の開口面積よりも大きい。このため、この流路開口部２２１がインクチャネル１１ａへのインク供給に際して流路抵抗となることが防止される。
【０１０４】
このインクジェットヘッド２の場合も、ヘッドチップ１０の後面１０ａの引き出し電極１４と取付け基板部２２との間に保護膜Ｐが介在しないように該保護膜Ｐを被覆形成できるので、上記同様の効果が得られる。
【０１０５】
この各流路開口部２２１の内壁面２２ａも、図１０と同様にしてそれぞれ傾斜面とすることができる。
【０１０６】
ヘッドチップの表面に形成される引き出し電極１４は、後面１０ａのみに形成されるものに限らず、図１４に示すヘッドチップ１０’のように、側面１０ｄ、１０ｄにかけて引き出し形成するようにしてもよい。
【０１０７】
すなわち、各チャネル１１内の駆動電極１３に一端が電気的に接続される引き出し電極１４は、ヘッドチップ１０’の後面１０ａに形成される後面部分１４１と、更にこの後面１０ａからヘッドチップ１０’の側面１０ｄ、１０ｄにかけて連続して形成される側面部分１４２とによって構成することができる。
【０１０８】
このようなヘッドチップ１０’を使用したインクジェットヘッド３の縦断面図を図１５に示す。
【０１０９】
このマニホールド部材２０の取付け基板部２２は、ヘッドチップ１０’の後面１０ａにおけるチャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップ１０’の同方向の幅と同一となるように形成されている。このためヘッドチップ１０’の後面１０ａはマニホールド部材２０から側方にはみ出しておらず、ヘッドチップ１０’の側面１０ｄ、１０ｄの位置とマニホールド部材２０の側面２０ｂ、２０ｂの位置とがほぼ面一状となっている。
【０１１０】
電気配線部材４０、４０は、ヘッドチップ１０’の側面１０ｄ、１０ｄに露出する引き出し電極１４の側面部分１４２に対して接続される。この場合、ヘッドチップ１０’の側面１０ｄ、１０ｄには、保護膜の形成時に予めマスク部材を貼着しておき、保護膜形成後に剥離するか、保護膜の被覆形成後にエッチングによって除去することで、引き出し電極１４の側面部分１４２を露出しておけばよい。
【０１１１】
このインクジェットヘッド３は、ヘッドチップ１０’がマニホールド部材２０からはみ出さないので、ヘッドチップ１０’の大きさをインクジェットヘッド１、２の場合と同等とすれば、マニホールド部材２０を大きくでき、それだけ供給可能なインク量を多くできる。また、マニホールド部材２０の大きさをインクジェットヘッド１、２の場合と同等とすれば、ヘッドチップ１０’を小さくでき、それだけインクジェットヘッドの小型化、低コスト化を実現できる。
【符号の説明】
【０１１２】
１、２、３：インクジェットヘッド
１０、１０’：ヘッドチップ
１０ａ：後面
１０ｂ：前面
１０ｃ：端縁
１０ｄ：側面
１１：チャネル
１１ａ：インクチャネル
１１ｂ：ダミーチャネル
１１１：チャネル出口
１１２：チャネル入口
１１３：チャネル列と反対側に位置する壁面
１２：駆動壁
１３：駆動電極
１４：引き出し電極
１４１：後面部分
１４２：側面部分
２０：マニホールド部材
２０ａ：接着端面
２０ｂ：側面
２１：マニホールド本体
２１ａ：開口部の周囲の端面
２１１：開口部
２１２：共通インク室
２１３：開口部と対向する壁面
２１４：流入口
２１５：流出口
２２：取付け基板部
２２ａ：内壁面
２２ｂ：上面
２２ｃ：外壁面
２２１：流路開口部
３０：ノズルプレート
３１：ノズル
４０：電気配線部材
５０、５１：接着剤層
Ｍ：マスク部材
Ｐ：保護膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルと圧電素子を有する駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口及び入口が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極に一端が電気的に接続される引き出し電極がそれぞれ形成されてなるヘッドチップと、
インクと接する前記駆動電極及び前記引き出し電極の表面を該インクから保護する保護膜と、
前記引き出し電極が形成された前記ヘッドチップの後面に接着され、複数の前記チャネルの入口に対して共通にインクを供給するマニホールド部材とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記マニホールド部材は、一面にインクを供給するための開口部を有するマニホールド本体と、該マニホールド本体の前記開口部に設けられ、前記ヘッドチップの後面に対する接着基部となる取付け基板部とで構成され、
前記取付け基板部は、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅以下であると共に、前記マニホールド本体の前記開口部と連通し、該マニホールド本体内のインクを前記ヘッドチップの複数の前記チャネルの入口に供給するための流路開口部を有し、
前記引き出し電極の他端は、前記取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの表面に露出しており、
前記保護膜は、前記チャネルの内面から少なくとも前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面にかけて連続して形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記保護膜は、前記チャネルの内面から前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面を通り、該取付け基板部と前記マニホールド本体との間に挟持されるように連続して形成されてい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。
【請求項３】
前記取付け基板部は、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅よりも細く、前記引き出し電極の他端が、該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に露出していることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記引き出し電極の他端は、該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に隣接する側面に露出していることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記取付け基板部の前記流路開口部は、前記ヘッドチップの後面に開口する全ての前記チャネルの入口を内側に含む大きさで一つだけ形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記チャネル列は、インクを吐出するインクチャネルとインクを吐出しないダミーチャネルとを交互に有し、
前記取付け基板部の前記流路開口部は、前記インクチャネルの入口に対応する部位のみに、該インクチャネルの入口の開口面積よりも大きな開口面積で個別に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記取付け基板部の前記流路開口部の前記内壁面は、前記ヘッドチップの後面から前記マニホールド本体に向けて漸次広がる傾斜面である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。
【請求項８】
前記取付け基板部は、厚さが３００μｍ以上７００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記保護膜は、ポリパラキシリレン又はその誘導体からなる膜である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。
【請求項１０】
前記取付け基板部の外側にはみ出した前記引き出し電極の端部に、駆動回路との間を電気的に接続するための電気配線部材が接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記電気配線部材は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１０記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
チャネルと圧電素子を有する駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口及び入口が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極に一端が電気的に接続される引き出し電極がそれぞれ形成されてなるヘッドチップと、
複数の前記チャネルに対して共通にインクを供給するためのマニホールド部材とを有し、
前記ヘッドチップに対して前記インクと接する前記駆動電極及び前記引き出し電極の表面を該インクから保護する保護膜を被覆形成した後に、前記ヘッドチップの後面に前記マニホールド部材を設けるようにしたインクジェットヘッドの製造方法において、
前記マニホールド部材を、一面にインクを供給するための開口部を有するマニホールド本体と、前記ヘッドチップの後面に対する接着基部となる取付け基板部とで構成し、該取付け基板部を、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅以下となるように形成すると共に、該取付け基板部に、前記マニホールド本体内のインクを前記ヘッドチップの複数の前記チャネルの入口に供給するための流路開口部を形成し、
前記引き出し電極を形成した後の前記ヘッドチップの後面に前記取付け基板部を接着し、前記引き出し電極の他端を該取付け基板部の外側にはみ出させて前記ヘッドチップの表面に露出させ、
次いで、前記取付け基板部を有する前記ヘッドチップに対し前記保護膜を被覆形成することで、前記チャネルの内面から少なくとも前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面にかけて連続した前記保護膜を形成し、
次いで、前記取付け基板部における前記ヘッドチップとの接着面の反対面に前記マニホールド本体の前記開口部を接着することにより、前記開口部と前記流路開口部とを連通させ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１３】
前記保護膜を、前記チャネルの内面から前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面を通り、該取付け基板部と前記マニホールド本体との間に挟持されるように連続して形成することを特徴とする請求項１２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記取付け基板部を、前記引き出し電極の他端が該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に露出するように、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅よりも細く形成することを特徴とする請求項１２又は１３記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記引き出し電極の他端を、前記取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に隣接する側面に露出させることを特徴とする請求項１３又は１３記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１】
チャネルと圧電素子を有する駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口及び入口が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極に一端が電気的に接続される引き出し電極がそれぞれ形成されてなるヘッドチップと、
インクと接する前記駆動電極及び前記引き出し電極の表面を該インクから保護する保護膜と、
前記引き出し電極が形成された前記ヘッドチップの後面に接着され、複数の前記チャネルの入口に対して共通にインクを供給するマニホールド部材とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記マニホールド部材は、一面にインクを供給するための開口部を有するマニホールド本体と、該マニホールド本体の前記開口部に設けられ、前記ヘッドチップの後面に対する接着基部となる取付け基板部とで構成され、
前記取付け基板部は、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅以下であると共に、前記マニホールド本体の前記開口部と連通し、該マニホールド本体内のインクを前記ヘッドチップの複数の前記チャネルの入口に供給するための流路開口部を有し、
前記引き出し電極の他端は、前記取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの表面に露出しており、
前記保護膜は、前記チャネルの内面から少なくとも前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面にかけて連続して形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記保護膜は、前記チャネルの内面から前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面を通り、該取付け基板部と前記マニホールド本体との間に挟持されるように連続して形成されてい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。
【請求項３】
前記取付け基板部は、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅よりも細く、前記引き出し電極の他端が、該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に露出していることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記引き出し電極の他端は、該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に隣接する側面に露出していることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記取付け基板部の前記流路開口部は、前記ヘッドチップの後面に開口する全ての前記チャネルの入口を内側に含む大きさで一つだけ形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記チャネル列は、インクを吐出するインクチャネルとインクを吐出しないダミーチャネルとを交互に有し、
前記取付け基板部の前記流路開口部は、前記インクチャネルの入口に対応する部位のみに、該インクチャネルの入口の開口面積よりも大きな開口面積で個別に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記取付け基板部の前記流路開口部の前記内壁面は、前記ヘッドチップの後面から前記マニホールド本体に向けて漸次広がる傾斜面である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。
【請求項８】
前記取付け基板部は、厚さが３００μｍ以上７００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記保護膜は、ポリパラキシリレン又はその誘導体からなる膜である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。
【請求項１０】
前記取付け基板部の外側にはみ出した前記引き出し電極の端部に、駆動回路との間を電気的に接続するための電気配線部材が接続されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記電気配線部材は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１０記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
チャネルと圧電素子を有する駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口及び入口が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極に一端が電気的に接続される引き出し電極がそれぞれ形成されてなるヘッドチップと、
複数の前記チャネルに対して共通にインクを供給するためのマニホールド部材とを有し、
前記ヘッドチップに対して前記インクと接する前記駆動電極及び前記引き出し電極の表面を該インクから保護する保護膜を被覆形成した後に、前記ヘッドチップの後面に前記マニホールド部材を設けるようにしたインクジェットヘッドの製造方法において、
前記マニホールド部材を、一面にインクを供給するための開口部を有するマニホールド本体と、前記ヘッドチップの後面に対する接着基部となる取付け基板部とで構成し、該取付け基板部を、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅以下となるように形成すると共に、該取付け基板部に、前記マニホールド本体内のインクを前記ヘッドチップの複数の前記チャネルの入口に供給するための流路開口部を形成し、
前記引き出し電極を形成した後の前記ヘッドチップの後面に前記取付け基板部を接着し、前記引き出し電極の他端を該取付け基板部の外側にはみ出させて前記ヘッドチップの表面に露出させ、
次いで、前記取付け基板部を有する前記ヘッドチップに対し前記保護膜を被覆形成することで、前記チャネルの内面から少なくとも前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面にかけて連続した前記保護膜を形成し、
次いで、前記取付け基板部における前記ヘッドチップとの接着面の反対面に前記マニホールド本体の前記開口部を接着することにより、前記開口部と前記流路開口部とを連通させ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１３】
前記保護膜を、前記チャネルの内面から前記取付け基板部における前記流路開口部の内壁面を通り、該取付け基板部と前記マニホールド本体との間に挟持されるように連続して形成することを特徴とする請求項１２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記取付け基板部を、前記引き出し電極の他端が該取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に露出するように、前記ヘッドチップの後面における前記チャネル列と直交する方向の幅が該ヘッドチップの同方向の幅よりも細く形成することを特徴とする請求項１２又は１３記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記引き出し電極の他端を、前記取付け基板部の外側にはみ出して前記ヘッドチップの後面に隣接する側面に露出させることを特徴とする請求項１３又は１３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】
【公開番号】特開２０１３−６２９６（Ｐ２０１３−６２９６Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３８９５６（Ｐ２０１１−１３８９５６）
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（３０５００２３９４）コニカミノルタＩＪ株式会社 (317)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２２日（２０１１．６．２２）
【出願人】（３０５００２３９４）コニカミノルタＩＪ株式会社 (317)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]