インクジェットヘッド
【課題】チャネルの高密度化のために絶縁性保護膜の膜厚を低下させてもピンホールを生じることなく電極を充分に保護することが可能なインクジェットヘッドの提供。
【解決手段】チャネル14内から入口を経て後面にかけて連続するチップ側電極が形成されてなるヘッドチップ1と、ヘッドチップ1の後面に接合され、チャネル14の入口を露出させる開口部32を有すると共に、ヘッドチップ1に配向される面に、後面に露出しているチップ側電極と電気的に接続される配線電極を有する配線基板3とを有するインクジェットヘッドにおいて、配線基板3におけるヘッドチップ1に配向される面36から開口部32の内壁面34にかけて成す角度が45°以上88°以下の範囲であり、少なくともヘッドチップ1のチャネル14内から配線基板3の開口部32の内壁面34にかけて、チップ側電極及び配線電極の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜が連続的に形成されていることを特徴とする。
【解決手段】チャネル14内から入口を経て後面にかけて連続するチップ側電極が形成されてなるヘッドチップ1と、ヘッドチップ1の後面に接合され、チャネル14の入口を露出させる開口部32を有すると共に、ヘッドチップ1に配向される面に、後面に露出しているチップ側電極と電気的に接続される配線電極を有する配線基板3とを有するインクジェットヘッドにおいて、配線基板3におけるヘッドチップ1に配向される面36から開口部32の内壁面34にかけて成す角度が45°以上88°以下の範囲であり、少なくともヘッドチップ1のチャネル14内から配線基板3の開口部32の内壁面34にかけて、チップ側電極及び配線電極の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜が連続的に形成されてい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に関し、詳しくは、絶縁性保護膜の膜厚を低下させてもピンホールを生じず電極が充分に保護され、ノズルの高密度化を実現できるインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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。
【０００３】
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（特許文献１）が知られている。
【０００４】
近年、印刷画像の高画質化のために、ノズルをより高密度に並設することが要求されており、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の場合では、チャネル幅をより細幅状に形成し、チャネル密度を高密度にすることで、ノズルの高密度化の要求に応えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８３７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、チャネル内部やインク供給路となる部位の壁面は、インクと直に接触するため、特に水系インクを使用した場合、これらの部位に電極が露出していると、電極の腐食を引き起こす問題がある。このため、少なくとも電極が露出する部位には、絶縁性保護膜を被覆形成することでインクからの保護を行うようにしている。
【０００７】
しかし、このように絶縁性保護膜を被覆形成したインクジェットヘッドにおいて、チャネル幅を更に細幅状に形成してノズルの高密度化を図ろうとすると、新たな問題があることがわかった。
【０００８】
以下に図１１〜１３を用いて説明する。
【０００９】
図１１（ａ）は、ハーモニカ型ヘッドチップのチャネル密度を１８０ｄｐｉとした場合の一つのチャネルをインクの吐出方向から見た図であり、図１１（ｂ）は、同じくハーモニカ型ヘッドチップのチャネル密度を３００ｄｐｉに高密度化した場合を示している。
【００１０】
前者の１８０ｄｐｉの場合、チャネル幅は８２μｍ程度まで確保されるのに対し、後者の３００ｄｐｉの場合、チャネル幅は４２μｍまで縮小される。これらいずれの場合でも、チャネルの出口に配置されるノズル６２１の径は、所定のインク滴径やインクの吐出特性を維持するため、所定のノズル径を維持する必要があり、ここではいずれも２６μｍに形成されている。また、いずれのチャネルの内面にも、ここでは３μｍの厚みの駆動電極６１５が形成されている。
【００１１】
ここで、チャネル内面の駆動電極６１５を保護するために絶縁性保護膜Ｍを形成すると、前者の１８０ｄｐｉの場合では、充分な厚み（具体的には７μｍ±１５％程度）で形成することができた。
【００１２】
しかしながら、後者の３００ｄｐｉの場合では、４２μｍの幅を有するチャネルの内面に駆動電極６１５が３μｍの厚みで形成されると、チャネル内面に形成可能な絶縁性保護膜Ｍの膜厚は３μｍが限度となってしまう。これは、ノズルプレートを貼着する際にノズル６２１の位置の誤差が±２μｍ程度生じることを考慮した場合、絶縁性保護膜Ｍの膜厚が３μｍを超えると、該絶縁性保護膜Ｍがノズル６２１の部分までかかってしまい、最悪の場合ノズル６２１が塞がれてしまうおそれがあるからである。
【００１３】
このように絶縁性保護膜Ｍの膜厚が３μｍという薄い膜厚の絶縁性保護膜Ｍを成膜した場合、電極の保護が部分的に不十分となり、電極の腐食が発生する問題が生じ、このことが、ノズルの高密度化、即ち印刷画像の高画質化を妨げていた。
【００１４】
本発明者は、従来技術における３μｍという薄い膜厚で絶縁性保護膜を成膜した場合に電極が充分に保護されない原因の解明を試みた。その結果、ヘッドチップの後面に接合される配線基板との接合部位において、絶縁保護膜の成膜が不十分になる箇所が発生することを見出した。
【００１５】
すなわち、ハーモニカ型のヘッドチップの後面には、各チャネル内の駆動電極に対して駆動回路からの電圧を印加するため、各チャネルの内部からヘッドチップの後面まで引き出された電極を介して電圧印加のための外部配線部材（ＦＰＣ）を接続させるための配線基板が接合される。
【００１６】
図１２はこのような配線基板を接合したヘッドチップの断面図であり、６０１はハーモニカ型のヘッドチップ、６０２はヘッドチップ６０１の前面に接合されたノズルプレート、６０３はヘッドチップ６０１の後面に接合された配線基板である。
【００１７】
ヘッドチップ６０１は複数並設されたチャネル６１４を有し、その内面には駆動電極６１５が形成されている。チャネル６１４は、ヘッドチップ６２１の前面及び後面にそれぞれチャネル６１４の出口６４２と入口６４１とが配置され、また、ヘッドチップ６０１の後面には、チャネル６１４の内面の駆動電極６１５と導通し、入口６４１を経て後面にかけて形成された接続電極６１６が形成されている。各接続電極６１６は、各チャネル６１４の入口６４１からヘッドチップ６０１の外側に向けて延びている。
【００１８】
配線基板６０３には、ヘッドチップ６０１との接合される面に、接続電極６１６を介して駆動電極６１５に駆動回路からの電圧を印加するための配線電極６３３が形成され、ヘッドチップ６０１の後面に接合されることで、配線電極６３３と接続電極６１６との電気的接続が図られている。
【００１９】
この配線基板６０３には、ヘッドチップ６０１の後面に全チャネル６１４の入口６４１が露呈するように開口する開口部６３２が形成されている。この開口部６３２の形成は、通常サンドブラスト処理によってなされるが、サンドブラスト処理は、切削が表面から内部に進むにつれて加工効率が低下する性質を有するため、従来は、配線基板６０３に対して効率的に切削加工を行うために、両面からサンドブラスト処理を行っている。
【００２０】
このサンドブラスト処理は、切削が表面から内部に進むにつれて加工範囲が狭くなる性質を有する。そのため、図１２における領域Ａの部分拡大図である図１３に示す通り、両面からサンドブラスト処理により開口部６３２を形成すると、開口部６３２の内壁面６３４は、図示するように「く」の字状に突出する形状となる。
【００２１】
「く」の字状に突出する形状では、開口部６３２のヘッドチップ６０１に配向される面６３６側の周縁部６３５において、配線基板６０３におけるヘッドチップ６０１に配向される面６３６から開口部６３２の内壁面６３４にかけて成す角度αが９０°以上の鈍角となるので、絶縁性保護膜Ｍを形成すべき部位は逆に入り組んだ形状となり、絶縁性保護膜Ｍの被膜成分が行き渡らず、絶縁性保護膜Ｍの形成が不安定となってピンホールが生じやすくなっていた。
【００２２】
絶縁性保護膜Ｍにピンホールが形成されていると、接着剤にインクが浸み込んで長期使用によって接着強度を低下させてしまう問題もある。
【００２３】
この知見に基づいて、本発明者は、この角度αと絶縁性保護膜Ｍの成膜状態との関係に着目して鋭意検討を行い、角度αを所定の範囲で鋭角とすることにより、上述したような薄い絶縁性保護膜Ｍを成膜する際においても、ピンホールを生じることなく充分な成膜が可能となることを見出し、本発明に至った。
【００２４】
そこで、本発明の課題は、チャネルの高密度化のために絶縁性保護膜の膜厚を低下させてもピンホールを生じることなく電極を充分に保護することが可能なインクジェットヘッドを提供することにある。
【００２５】
本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００２７】
請求項１記載の発明は、複数並設されるチャネルを有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口と入口とが配置されると共に前記チャネル内から該チャネルの入口を経て前記後面にかけて連続するチップ側電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に接合され、前記ヘッドチップのインクを供給させる前記チャネルの入口を露出させる開口部を有すると共に、前記ヘッドチップに配向される面に、前記ヘッドチップの後面に露出している前記チップ側電極と電気的に接続される配線電極を有する配線基板とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記配線基板における前記ヘッドチップに配向される面から前記開口部の内壁面にかけて成す角度が４５°以上８８°以下の範囲であり、
少なくとも前記ヘッドチップの前記チャネル内から前記配線基板の前記開口部の内壁面にかけて、前記チップ側電極及び前記配線電極の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜が連続的に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。
【００２８】
請求項２記載の発明は、前記開口部は、全ての前記チャネルの入口を露出させる１つの開口部であ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である。
【００２９】
請求項３記載の発明は、前記開口部は、前記チャネルの入口をそれぞれ独立して露出させるように複数設けら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である。
【００３０】
請求項４記載の発明は、前記ヘッドチップは、複数のチャネル列を有しており、
前記開口部は、前記チャネル列毎に設けら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である。
【００３１】
請求項５記載の発明は、前記複数並設されるチャネルは、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が交互に並設されており、
前記開口部は、前記インクチャネルの入口を露出させ、前記ダミーチャネルの入口を露出させないように設けら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である。
【００３２】
請求項６記載の発明は、前記絶縁性保護膜の膜厚は、１μｍ以上３μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインクジェットヘッドである。
【００３３】
請求項７記載の発明は、前記絶縁性保護膜は、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１〜６の何れかに記載のインクジェットヘッドである。
【００３４】
請求項８記載の発明は、前記配線基板は、厚さが３００μｍ以上７００μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のインクジェットヘッドである。
【００３５】
請求項９記載の発明は、前記配線基板は、ガラス、セラミックス又はアルミナからなることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のインクジェットヘッドである。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、チャネルの高密度化のために絶縁性保護膜の膜厚を低下させてもピンホールを生じることなく電極を充分に保護することが可能なインクジェットヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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】図１におけるii−ii線断面図
【図３】図２における領域Ａの部分拡大図
【図４】配線基板の開口縁における角度αの形成方法の一例を説明する図
【図５】配線基板の他の態様を説明する断面図
【図６】配線基板の更に他の態様を説明する断面図
【図７】本発明に係るインクジェットヘッドの他の態様を示す後面図
【図８】図７におけるviii−viii線断面図
【図９】本発明に係るインクジェットヘッドの更なる他の態様を示す後面図
【図１０】本発明に係るインクジェットヘッドの更にまた他の態様を示す後面図
【図１１】チャネル密度とチャネル幅の関係を説明する図
【図１２】従来技術に係るインクジェットヘッドの一例を示す要部断面図
【図１３】図１２における領域Ａの部分拡大図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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。
【００３９】
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である。
【００４０】
インクジェットヘッドは、ヘッドチップ１、ヘッドチップ１の前面に接合されるノズルプレート２、ヘッドチップ１の後面に接合される配線基板３、配線基板３に接合される外部配線基板であるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）４、及び、配線基板３の後面に接合されるインクマニホールド５を備えている。
【００４１】
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。
【００４２】
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。なお、この態様では、全てのチャネル１４がインクを吐出するインクチャネルであり、全てのチャネル１４にインクマニホールド５からインクが供給される。
【００４３】
このヘッドチップ１において、各チャネル１４は図１において上下に２列となるチャネル列を有しており、また、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中のチャネル列の数及び各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。
【００４４】
図２は、図１におけるii−ii線断面図であり、ノズルプレート２、ヘッドチップ１、配線基板３を拡大して示している。
【００４５】
図２に示すように、チャネル１４の形状は、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。すなわち、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、チャネル１４、１４、・・は互いに平行である。
【００４６】
また、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。
【００４７】
ヘッドチップ１の内面には、少なくとも駆動壁１３と密着するように、それぞれ駆動電極１５が形成されており、ヘッドチップ１の後面には、各チャネル１４の内面から入口１４１を経てヘッドチップ１の後面にかけて、各駆動電極１５と導通する接続電極１６が形成されている。これら駆動電極１５及び接続電極１６は本発明におけるチップ側電極である。
【００４８】
ヘッドチップ１の前面に貼着されるノズルプレート２は、各チャネル１４の出口１４２に対応するように、それぞれノズル２１が開設されている。
【００４９】
ヘッドチップ１の後面に接合される配線基板３には、ヘッドチップ１と接合される面に、ヘッドチップ１の後面に露出する接続電極１６を介して、各駆動電極１５に駆動回路からの電圧を印加するための配線電極３３が形成されている。また、ヘッドチップ１のチャネル列に対応する領域に、ヘッドチップ１の後面に開口する全チャネル１４の入口１４１が露呈するように、平面視矩形状となる開口部３２が表裏に貫通するように形成されている。図２では、２列のチャネル列に対して、これらを全て含む大きさの１つの開口部３２が形成されているが、開口部３２は、チャネル列毎にそれぞれ形成されていてもよい。
【００５０】
配線基板３は、ヘッドチップ１とインクマニホールド５との連結部を成すと同時に、ＦＰＣ４との接続部位を提供するため、ある程度の強度を有する必要があり、好ましくは、厚さが３００μｍ以上７００μｍ以下の範囲に形成されている。配線基板３の材質としては、ガラス、セラミックス又はアルミナ等を好ましく例示できる。特にガラス（耐熱ガラス）が、安価で加工も容易であるために好ましい。
【００５１】
配線基板３の大きさ（面積）は、ヘッドチップ１の後面の面積よりも十分に大きく、これにより、ヘッドチップ１の側方（上面側及び下面側）に大きく張り出すＦＰＣ４との接側領域が確保されている。一方、開口部３２の大きさ（開口面積）は、ヘッドチップ１との接合代が形成されるように、ヘッドチップ１の後面の面積よりも小さいが、ヘッドチップ１の後面に対する接合位置に若干のずれが発生しても、配線基板３の基板部分がヘッドチップ１４の入口１４１を塞ぐことのないようにすることを考慮して、全チャネル１４の入口１４１が含まれる領域よりも若干大きめに形成されている。
【００５２】
これにより、配線基板３がヘッドチップ１の後面に接合された際、開口部３２におけるヘッドチップ１に配向される側の開口部周縁３５は、ヘッドチップ１の後面におけるチャネル１４の入口１４１の周縁１４３よりも外側に位置しており、両者の間には３００μｍ程度の離間距離Ｄが形成されている（図３参照）。このため、ヘッドチップ１の後面側から見た場合、開口部３２内には、前記チャネル１４の入口１４１と、その周囲のヘッドチップ１の後面部分が、全入口１４１を取り囲むように露出している。
【００５３】
これらヘッドチップ１と配線基板３との接合は、接続電極１６と配線電極３３との間に、導電性接着剤を介層することによってなされている。導電性接着剤としては、格別限定されないが、ニッケル粒子を分散させた接着剤を好ましく例示できる。
【００５４】
インクマニホールド５は、配線基板３のヘッドチップ１と反対側の面に接合されている。５２はインクマニホールド５へのインク流入口である。
【００５５】
絶縁性保護膜Ｍは、ヘッドチップ１と配線基板３とが接合された後の、少なくともヘッドチップ１のチャネル１４内から配線基板３の開口部３２の内壁面３４にかけて連続的に形成される。すなわち絶縁性保護膜Ｍは、駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３のそれぞれの露出部位を被覆している。
【００５６】
「駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３のそれぞれの露出部位」とは、駆動電極１５の露出部位は、チャネル１４の内面全面である。また、接続電極１６の露出部位は、チャネル１４の入口周縁１４３から配線電極３３との電気的接続部位との間の該配線電極３３と重なり合っていない部位であり、配線電極３３の露出部位は、電気的に接続された接続電極１６の表面と配線基板３３のヘッドチップ１に配向される面３６との間で、開口部３２側に向いた側面（配線電極３３の厚みを形成する側面）である。
【００５７】
絶縁性保護膜Ｍが連続的に形成されるとは、これら駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３とに亘って被覆される部位に、部分的な途切れ部が存在していないことである。
【００５８】
本発明において、絶縁性保護膜Ｍは、化学蒸着法（Chemical Vapor Deposition、以下ＣＶＤという場合がある）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。
【００５９】
絶縁性保護膜Ｍの膜厚は、チャネル１４の内面における膜厚として、１μｍ以上３μｍ以下、好ましくは、２μｍ以上３μｍ以下の範囲であることが好ましい。３μｍを超えると、チャネル１４の高密度化、即ち印刷画像の高画質化を実現する上で障害となり易く、１μｍに満たないと、十分な保護機能を発現できない場合がある。
【００６０】
ここで、図２のＡ部分拡大図である図３に示す通り、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度α（以下、開口縁断面角度αという場合がある。）は、４５°以上８８°以下、好ましくは、６０°以上８０°以下となっている。これにより、接続電極１６と配線電極３３との電気的接続部位の周辺部分は、ヘッドチップ１の後面から配線基板３の後方に向けて広く拡開して開放された形状となり、後方側から開口部３２内を見た場合、影となる部位が形成されにくくなる。
【００６１】
このため、気相等から絶縁性保護膜Ｍを形成する際に、保護膜成分を含む流体が、配線基板３の後方側から開口部３２に入り込んだ際、開口部周縁３５近傍にまで流れ込み易くなり、膜厚としてノズル径を考慮して１μｍ以上３μｍ以下の薄膜を形成しても、開口部３２の開口部周縁３５近傍において保護膜成分の不足に起因するピンホールの発生が防止される。これにより、駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３、並びに、導電性接着剤を、絶縁性保護膜Ｍによってインクから確実に隔離することができ、電極の腐食や接着剤の強度低下の問題は解決され、長期に亘ってインクジェットヘッドの性能維持を図ることができる。
【００６２】
この角度αが４５°に満たない場合は、配線基板３が開口部周縁３５の近傍において強度不足となり、特にヘッドチップ１との接合時（熱圧着等）において破損を生じやすく、一方、８８°を超える場合は、開口部周縁３５近傍において保護膜成分の入れ込みが不足しがちとなり、ピンホールの発生を有効に防止することができなくなる。
【００６３】
これらの結果、絶縁性保護膜Ｍを薄く成膜することが可能となるので、ノズルの高密度化、即ち印刷画像の高画質化を実現することが可能となる。
【００６４】
次に、このような配線基板３３の開口部３２の開口部周縁３５に角度αを形成する方法の一例について、図４を用いて説明する。
【００６５】
配線基板３における角度αの形成方法は、格別限定されるものではないが、サンドブラストにより形成する方法、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、焼成する方法等が挙げられる。中でもサンドブラストにより形成する方法が、角度αの調整が容易であるために好ましい。ここではガラス基板にサンドブラストによって形成する場合を例示する。
【００６６】
まず、配線基板３となる一枚の平板状のガラス基板３００を用意し（図４（ａ））、その一方の面に、開口部３２を形成すべき領域以外の非加工領域にマスキング材３０１を被覆して、ステージにセットする（図４（ｂ））。
【００６７】
次いで、ガラス基板３００に対し、マスキング材３０１を被覆した面から研磨剤拭き付け装置３０２により、ガラス基板３００に向けて研磨剤を吹き付け、マスキングされていない部位を削り取る（図４（ｃ））。
【００６８】
サンドブラスト処理は、加工が表面から深さ方向に進むにつれて加工範囲が狭くなる性質を有する。そのため、加工部位が貫通するまで吹き付け処理を行うと、ガラス基板３００には、貫通孔からなる開口部３２が形成されると共に、その内壁面３４は深くなるに従って徐々に狭くなるテーパ状に形成され、その開口部周縁３５の角度αは、９０°未満となる（図４（ｄ））。
【００６９】
この角度αは、一方の面のみからのサンドブラスト処理の処理強度や処理時間により調整することができるので、これらを適宜調整することにより、４５°以上８８°以下の範囲となるように調整することができる。
【００７０】
この後、マスキング材３０１を除去することにより、開口部３２を有する配線基板３が作製される（図４（ｅ））。
【００７１】
なお、配線電極３３は、開口部３２の加工前又は加工後のいずれで行ってもよい。配線電極３３は、スパッタリング法や蒸着法等の適宜公知の方法によってパターニングすることができる。
【００７２】
以上の態様では、配線基板３が一枚板からなるものについて説明したが、配線基板３は複数枚の基板を積層して形成したものであってもよい。この場合は、ヘッドチップ１側に積層される基板３ａにおいて、ヘッドチップに配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αが４５°以上８８°以下の範囲に調整されていれば、電極保護の目的を達成することができる。
【００７３】
従って、図５に示すように、例えば２枚の基板３ａ、３ｂからなる配線基板３の場合、ヘッドチップに配向される面３６から開口部３２の内壁面３４ａにかけて成す角度αが４５°以上８８°以下の範囲であれば、基板３ｂ側の内壁面３４ｂを同程度の角度のテーパを持ったものとしてもよく、また、図６に示すように、ヘッドチップ１と反対側に積層される基板３ｂは、異なる角度のテーパを持ったものとしてもよい。
【００７４】
但し、ヘッドチップ１と反対側に積層される基板３ｂ側の開口部３２の部分は、ヘッドチップ１側に配置される基板３ａ側の開口部３２の部分にかからないように形成されることが望ましい。
【００７５】
また、ヘッドチップ１と配線基板３とを接合する接着剤層を絶縁性保護膜Ｍによってより好適に保護する観点からも、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αは、開口部３２の全周に亘って上記角度とすることが好ましい。
【００７６】
以上に示した態様においては、配線基板３に設けられた１つの開口部３２が、ヘッドチップ１が備える全てのチャネル１４の入口１４１を露出させる構成を示したが、本発明はかかる構成に限定されるものではない。
【００７７】
図７は、本発明に係るインクジェットヘッドの他の態様を示す図（ヘッドチップ１の後面側から見た図）であり、開口部３２が、チャネル１４の入口１４１をそれぞれ独立して露出させるように複数設けられる態様を示している。この態様において、チャネル１４と開口部３２とは、１対１に対応している。
【００７８】
図８は、図７におけるviii−viii線断面図であり、インクジェットヘッドにおけるヘッドチップ１、配線基板３を拡大して示している。なお、３７はヘッドチップ１と配線基板３とを接合する接着剤層である。
【００７９】
図８に示す通り、本態様においても、各々の開口部３２において、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αが４５°以上８８°以下、好ましくは、６０°以上８０°以下の範囲とされている。
【００８０】
そして、少なくともヘッドチップ１のチャネル１４内から配線基板３の開口部３２の内壁面３４にかけて、チップ側電極（駆動電極１５、接続電極１６）及び配線電極３３の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜Ｍが連続的に形成されている。
【００８１】
これにより、図１〜３に示した態様と同様に、チャネル１４の高密度化のために絶縁性保護膜Ｍの膜厚を低下させてもピンホールを生じることなく電極（駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３）を充分に保護することが可能となる効果を奏する。
【００８２】
なお、この態様では特に、各チャネル１４の入口１４１の周囲が配線基板３の開口部３２によって取り囲まれるため、絶縁性保護膜Ｍによる接着剤層３７の保護を図る観点からも、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αは、開口部３２の全周に亘って上記角度とすることが好ましい。
【００８３】
また、図９は、本発明に係るインクジェットヘッドの更なる他の態様を示す図（ヘッドチップ１の後面側から見た図）である。
【００８４】
図示の態様において、開口部３２ａ、３２ｂは、チャネル列１４０ａ、１４０ｂ毎に独立して設けられている。また、この態様において、２つの開口部３２ａ、３２ｂは、それぞれ１つのチャネル列１４０ａ又は１４０ｂを構成する全てのチャネル１４の入口１４１を露出するように形成されている。更にまた、この態様において、チャネル列１４０ａ、１４０ｂと開口部３２ａ、３２ｂとは、１対１に対応している。
【００８５】
本態様においても、図７及び図８の態様と同様に、各々の開口部３２において、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度が４５°以上８８°以下、好ましくは、６０°以上８０°以下の範囲とされている。
【００８６】
そして、少なくともヘッドチップ１のチャネル１４内から配線基板３の開口部３２の内壁面３４にかけて、チップ側電極（駆動電極１５、接続電極１６）及び配線電極３３の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜Ｍが連続的に形成されている。
【００８７】
これにより、図１〜３に示した態様と同様に、チャネル１４の高密度化のために絶縁性保護膜Ｍの膜厚を低下させてもピンホールを生じることなく電極（駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３）を充分に保護することが可能となる効果を奏する。
【００８８】
また、この態様においても、絶縁性保護膜Ｍによる接着剤層３７の保護を図る観点からも、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αは、開口部３２の全周に亘って上記角度とすることが好ましい。
【００８９】
また、本発明においては、インクジェットヘッドの印字品質や印字速度の向上等のために、ヘッドチップ１に複数並設されるチャネル１４が、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が交互に並設されたものであってもよい。
【００９０】
図１０は、本発明に係るインクジェットヘッドの更にまた他の態様を示す図（ヘッドチップ１の後面側から見た図）であり、ヘッドチップ１において、ダミーチャネルとして設けられたエアチャネル１４Ｂが、インクチャネル１４Ａに隣接して交互に形成されている態様を示している。
【００９１】
このように、インクチャネル１４Ａ間にエアチャネル１４Ｂが介在することにより、他のインクチャンネル１４Ａに影響を与えることなく所望のインクチャンネル１４Ａからインクを噴射することができ、さらに、インクチャネル１４Ａに隣接する駆動壁１３の駆動性を向上できるため、印字品質及び印字速度の向上を図ることができる。
【００９２】
このようにエアチャネル１４Ｂを備えるインクジェットヘッド１においては、エアチャネル１４Ｂ内へのインクの流入を防ぐために、エアチャネル１４Ｂの入口を配線基板３により閉鎖してインクに露出させないようにすると共に、インクが供給されるインクチャネル１４Ａの入口１４１のみを露出させるように、開口部３２が形成されている。
【００９３】
また、図示の態様では、開口部３２は、インクチャネル１４Ａの入口１４１をそれぞれ独立して露出させるように複数設けられている。従って、この態様では、開口部３２は、インクを吐出するインクチャネル１４Ａのみと１対１に対応している。
【００９４】
本態様においても、図７及び図８の態様と同様に、各々の開口部３２において、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度が４５°以上８８°以下、好ましくは、６０°以上８０°以下の範囲とされている。
【００９５】
そして、少なくともヘッドチップ１のインクチャネル１４Ａ内から配線基板３の開口部３２の内壁面３４にかけて、チップ側電極（駆動電極１５、接続電極１６）及び配線電極３３の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜Ｍが連続的に形成されている。
【００９６】
これにより、図１〜３に示した態様と同様に、インクチャネル１４Ａの高密度化のために絶縁性保護膜Ｍの膜厚を低下させてもピンホールを生じることなく電極（駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３）を充分に保護することが可能となる効果を奏する。
【００９７】
また、この態様においても特に、各チャネル１４の入口１４１の周囲が配線基板３の開口部３２によって取り囲まれるため、絶縁性保護膜Ｍによる接着剤層３７の保護を図る観点からも、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αは、開口部３２の全周に亘って上記角度とすることが好ましい。
【００９８】
以上、図７〜１０に示す配線基板３も、図４と同様にして作製することができる。
【実施例】
【００９９】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されない。
【０１００】
（実施例１）
チャネル幅が４２μｍとなる３００ｄｐｉのハーモニカ型ヘッドチップを作製し、そのチャネルの内面（駆動壁）に厚さが３μｍとなるように駆動電極を形成すると共に、ヘッドチップの後面に各駆動電極と導通する接続電極を形成した。
【０１０１】
厚み３００μｍのガラス板に、その片面のみからサンドブラスト処理により、ヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αが４５°となる開口部を形成することにより配線基板を作製し、その片面に配線電極とを形成した後、配線電極とヘッドチップの後面の接続電極とが電気的に接続されるように、ニッケルを分散させた導電性接着剤を用いて熱圧着により接合した。
【０１０２】
次いで、チャネルの内部から配線基板の開口部の内壁面にかけて連続する絶縁性保護膜（ポリパラキシリレン膜）を、ＣＶＤ法によって膜厚が３μｍとなるように被覆形成した。
【０１０３】
次いで、ヘッドチップの前面にノズル（直径２６μｍ）を有するノズルプレートを貼着し、ヘッドチップの後面に配線基板を介してインクマニホールドを接合し、更に、配線基板の端部にＦＰＣを接続し、インクジェットヘッドを得た。
【０１０４】
＜評価方法＞
１．保護膜リーク電流の測定
インクジェットヘッドを、１００℃において１時間加熱処理した後、各チャネルに１０ｍＳ／ｍの導電率の検査液を充填し、検査液と電極（配線電極の部位）との間に電位を印加して、絶縁性保護膜からのリーク電流を測定した。
【０１０５】
絶縁性保護膜にピンホールや断絶部があれば、検査液と電極との間に電流が流れるため、この電流を測定することによって、絶縁性保護膜の成膜状態を確認することができる。
【０１０６】
評価は以下の基準で行った。
○：リーク電流が１ｎＡ／Ｖ未満
×：リーク電流が１ｎＡ／Ｖ以上
その結果を表１に示す。
【０１０７】
２．電極腐食発生の観察
絶縁性保護膜の膜剥がれに起因する電極腐食を調べた。
【０１０８】
各チャネルにインク（マゼンタ）を充填したインクジェットヘッドのノズルをインクの入った容器に浸漬した状態で、６０℃において１ヶ月間放置した後、インクに対して配線電極から駆動電極に＋１０Ｖの直流電圧を印加してリーク電流があるかを調べた。
【０１０９】
絶縁性保護膜に膜剥がれがあると、電極の腐食が進行し、インクに電流がリークするため、この電流を測定することによって、絶縁性保護膜の膜剥がれに起因する電極腐食発生の有無を確認することができる。
【０１１０】
評価は以下の基準で行った。
○：リーク電流が１ｎＡ未満
×：リーク電流が１ｎＡ以上
その結果を表１に示す。
【０１１１】
３．接着剤層染色の観察
絶縁性保護膜の膜剥がれに起因する接着剤層への影響（染色）の有無を調べた。
【０１１２】
各チャネルにインク（マゼンタ）を充填したインクジェットヘッドのノズルをインクの入った容器に浸漬した状態で、６０℃において１ヶ月間放置した後、インクを排出し、インクジェットヘッドを分解して配線基板とヘッドチップとの間の接着剤の着色の有無を観察した。
【０１１３】
絶縁性保護膜に膜剥がれがあると、接着剤層がインクと接触して膨潤し、マゼンタに染色されるため、マゼンタに染色されているか否かを配線基板のガラスを通して観察した。
【０１１４】
評価は以下の基準で行った。
○：染色が確認されない
×：染色が確認された
その結果を表１に示す。
【０１１５】
４．配線基板の強度の観察
角度αの大きさによる配線基板の強度について調べた。
【０１１６】
ヘッドチップの後面に配線基板を熱圧着した際に、配線基板の開口部周縁において破損の発生の有無を観察した。
【０１１７】
評価は以下の基準で行った。
○：破損がなかった
×：破損が発生していた
その結果を表１に示す。
【０１１８】
（実施例２）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを５０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１１９】
（実施例３）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを６０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２０】
（実施例４）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを７０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２１】
（実施例５）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを８８°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２２】
（実施例６）
絶縁性保護膜の膜厚を２μｍとした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２３】
（実施例７）
絶縁性保護膜の膜厚を２μｍとし、配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを５０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２４】
（実施例８）
絶縁性保護膜の膜厚を２μｍとし、配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを６０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２５】
（実施例９）
絶縁性保護膜の膜厚を２μｍとし、配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを８０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２６】
（実施例１０）
絶縁性保護膜の膜厚を２μｍとし、配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを８８°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２７】
（比較例１）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを４０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２８】
（比較例２）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを９０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２９】
【表１】
【０１３０】
以上のように、角度αが４５°以上８８°以下の範囲である実施例１〜１０のインクジェットヘッドは、絶縁保護膜が、チャネル内面における膜厚として２〜３μｍという薄さであるにも関わらず、保護膜リーク電流の測定、及び、電極腐食発生の観察において、リーク電流が認められず、接着剤層の観察においても接着剤のインクによる染色が認められなかったことから、絶縁保護膜にピンホールや断絶部が発生することなく、電極が確実に保護（インクから隔離）されていることがわかる。また、ヘッドチップとの接合時において、配線基板の開口部周縁における破損も生じなかった。
【０１３１】
これに対して、角度αが４０°の比較例１では、ヘッドチップとの接合時において、配線基板に破損が生じ、強度が低下するため不適であることがわかる。
【０１３２】
一方、角度αが９０°の比較例２では、保護膜リーク電流の測定、及び、電極腐食発生の観察において、リーク電流が認められ、接着剤層の観察においても接着剤のインクによる染色が認められたことから、絶縁性保護膜にピンホールや断絶部が発生し、電極の保護が不十分となることがわかる。
【０１３３】
また、絶縁性保護膜のチャネル内面における膜厚を更に薄く２μｍとした実施例６〜１０では、一部のインクジェットヘッドにおいて実用上問題のない範囲で導電性接着剤のインクによる染色が認められたが、角度αが４５°以上８０°以下の範囲である実施例６〜９では染色が認められなかった。このことから、角度αが４５°以上８０°以下の範囲であることにより、絶縁性保護膜による保護機能がより好適に発現していることがわかる。
【符号の説明】
【０１３４】
１：ヘッドチップ
１４：チャネル
１４Ａ：インクチャネル
１４Ｂ：エアチャネル
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
３２：開口部
３３：配線電極
３４：開口部の内壁面
３５：開口部周縁
３６：ヘッドチップに配向される面
４：ＦＰＣ
５：インクマニホールド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドに関し、詳しくは、絶縁性保護膜の膜厚を低下させてもピンホールを生じず電極が充分に保護され、ノズルの高密度化を実現できるインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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。
【０００３】
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（特許文献１）が知られている。
【０００４】
近年、印刷画像の高画質化のために、ノズルをより高密度に並設することが要求されており、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の場合では、チャネル幅をより細幅状に形成し、チャネル密度を高密度にすることで、ノズルの高密度化の要求に応えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８３７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、チャネル内部やインク供給路となる部位の壁面は、インクと直に接触するため、特に水系インクを使用した場合、これらの部位に電極が露出していると、電極の腐食を引き起こす問題がある。このため、少なくとも電極が露出する部位には、絶縁性保護膜を被覆形成することでインクからの保護を行うようにしている。
【０００７】
しかし、このように絶縁性保護膜を被覆形成したインクジェットヘッドにおいて、チャネル幅を更に細幅状に形成してノズルの高密度化を図ろうとすると、新たな問題があることがわかった。
【０００８】
以下に図１１〜１３を用いて説明する。
【０００９】
図１１（ａ）は、ハーモニカ型ヘッドチップのチャネル密度を１８０ｄｐｉとした場合の一つのチャネルをインクの吐出方向から見た図であり、図１１（ｂ）は、同じくハーモニカ型ヘッドチップのチャネル密度を３００ｄｐｉに高密度化した場合を示している。
【００１０】
前者の１８０ｄｐｉの場合、チャネル幅は８２μｍ程度まで確保されるのに対し、後者の３００ｄｐｉの場合、チャネル幅は４２μｍまで縮小される。これらいずれの場合でも、チャネルの出口に配置されるノズル６２１の径は、所定のインク滴径やインクの吐出特性を維持するため、所定のノズル径を維持する必要があり、ここではいずれも２６μｍに形成されている。また、いずれのチャネルの内面にも、ここでは３μｍの厚みの駆動電極６１５が形成されている。
【００１１】
ここで、チャネル内面の駆動電極６１５を保護するために絶縁性保護膜Ｍを形成すると、前者の１８０ｄｐｉの場合では、充分な厚み（具体的には７μｍ±１５％程度）で形成することができた。
【００１２】
しかしながら、後者の３００ｄｐｉの場合では、４２μｍの幅を有するチャネルの内面に駆動電極６１５が３μｍの厚みで形成されると、チャネル内面に形成可能な絶縁性保護膜Ｍの膜厚は３μｍが限度となってしまう。これは、ノズルプレートを貼着する際にノズル６２１の位置の誤差が±２μｍ程度生じることを考慮した場合、絶縁性保護膜Ｍの膜厚が３μｍを超えると、該絶縁性保護膜Ｍがノズル６２１の部分までかかってしまい、最悪の場合ノズル６２１が塞がれてしまうおそれがあるからである。
【００１３】
このように絶縁性保護膜Ｍの膜厚が３μｍという薄い膜厚の絶縁性保護膜Ｍを成膜した場合、電極の保護が部分的に不十分となり、電極の腐食が発生する問題が生じ、このことが、ノズルの高密度化、即ち印刷画像の高画質化を妨げていた。
【００１４】
本発明者は、従来技術における３μｍという薄い膜厚で絶縁性保護膜を成膜した場合に電極が充分に保護されない原因の解明を試みた。その結果、ヘッドチップの後面に接合される配線基板との接合部位において、絶縁保護膜の成膜が不十分になる箇所が発生することを見出した。
【００１５】
すなわち、ハーモニカ型のヘッドチップの後面には、各チャネル内の駆動電極に対して駆動回路からの電圧を印加するため、各チャネルの内部からヘッドチップの後面まで引き出された電極を介して電圧印加のための外部配線部材（ＦＰＣ）を接続させるための配線基板が接合される。
【００１６】
図１２はこのような配線基板を接合したヘッドチップの断面図であり、６０１はハーモニカ型のヘッドチップ、６０２はヘッドチップ６０１の前面に接合されたノズルプレート、６０３はヘッドチップ６０１の後面に接合された配線基板である。
【００１７】
ヘッドチップ６０１は複数並設されたチャネル６１４を有し、その内面には駆動電極６１５が形成されている。チャネル６１４は、ヘッドチップ６２１の前面及び後面にそれぞれチャネル６１４の出口６４２と入口６４１とが配置され、また、ヘッドチップ６０１の後面には、チャネル６１４の内面の駆動電極６１５と導通し、入口６４１を経て後面にかけて形成された接続電極６１６が形成されている。各接続電極６１６は、各チャネル６１４の入口６４１からヘッドチップ６０１の外側に向けて延びている。
【００１８】
配線基板６０３には、ヘッドチップ６０１との接合される面に、接続電極６１６を介して駆動電極６１５に駆動回路からの電圧を印加するための配線電極６３３が形成され、ヘッドチップ６０１の後面に接合されることで、配線電極６３３と接続電極６１６との電気的接続が図られている。
【００１９】
この配線基板６０３には、ヘッドチップ６０１の後面に全チャネル６１４の入口６４１が露呈するように開口する開口部６３２が形成されている。この開口部６３２の形成は、通常サンドブラスト処理によってなされるが、サンドブラスト処理は、切削が表面から内部に進むにつれて加工効率が低下する性質を有するため、従来は、配線基板６０３に対して効率的に切削加工を行うために、両面からサンドブラスト処理を行っている。
【００２０】
このサンドブラスト処理は、切削が表面から内部に進むにつれて加工範囲が狭くなる性質を有する。そのため、図１２における領域Ａの部分拡大図である図１３に示す通り、両面からサンドブラスト処理により開口部６３２を形成すると、開口部６３２の内壁面６３４は、図示するように「く」の字状に突出する形状となる。
【００２１】
「く」の字状に突出する形状では、開口部６３２のヘッドチップ６０１に配向される面６３６側の周縁部６３５において、配線基板６０３におけるヘッドチップ６０１に配向される面６３６から開口部６３２の内壁面６３４にかけて成す角度αが９０°以上の鈍角となるので、絶縁性保護膜Ｍを形成すべき部位は逆に入り組んだ形状となり、絶縁性保護膜Ｍの被膜成分が行き渡らず、絶縁性保護膜Ｍの形成が不安定となってピンホールが生じやすくなっていた。
【００２２】
絶縁性保護膜Ｍにピンホールが形成されていると、接着剤にインクが浸み込んで長期使用によって接着強度を低下させてしまう問題もある。
【００２３】
この知見に基づいて、本発明者は、この角度αと絶縁性保護膜Ｍの成膜状態との関係に着目して鋭意検討を行い、角度αを所定の範囲で鋭角とすることにより、上述したような薄い絶縁性保護膜Ｍを成膜する際においても、ピンホールを生じることなく充分な成膜が可能となることを見出し、本発明に至った。
【００２４】
そこで、本発明の課題は、チャネルの高密度化のために絶縁性保護膜の膜厚を低下させてもピンホールを生じることなく電極を充分に保護することが可能なインクジェットヘッドを提供することにある。
【００２５】
本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００２７】
請求項１記載の発明は、複数並設されるチャネルを有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口と入口とが配置されると共に前記チャネル内から該チャネルの入口を経て前記後面にかけて連続するチップ側電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に接合され、前記ヘッドチップのインクを供給させる前記チャネルの入口を露出させる開口部を有すると共に、前記ヘッドチップに配向される面に、前記ヘッドチップの後面に露出している前記チップ側電極と電気的に接続される配線電極を有する配線基板とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記配線基板における前記ヘッドチップに配向される面から前記開口部の内壁面にかけて成す角度が４５°以上８８°以下の範囲であり、
少なくとも前記ヘッドチップの前記チャネル内から前記配線基板の前記開口部の内壁面にかけて、前記チップ側電極及び前記配線電極の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜が連続的に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。
【００２８】
請求項２記載の発明は、前記開口部は、全ての前記チャネルの入口を露出させる１つの開口部であ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である。
【００２９】
請求項３記載の発明は、前記開口部は、前記チャネルの入口をそれぞれ独立して露出させるように複数設けら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である。
【００３０】
請求項４記載の発明は、前記ヘッドチップは、複数のチャネル列を有しており、
前記開口部は、前記チャネル列毎に設けら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である。
【００３１】
請求項５記載の発明は、前記複数並設されるチャネルは、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が交互に並設されており、
前記開口部は、前記インクチャネルの入口を露出させ、前記ダミーチャネルの入口を露出させないように設けら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である。
【００３２】
請求項６記載の発明は、前記絶縁性保護膜の膜厚は、１μｍ以上３μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインクジェットヘッドである。
【００３３】
請求項７記載の発明は、前記絶縁性保護膜は、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１〜６の何れかに記載のインクジェットヘッドである。
【００３４】
請求項８記載の発明は、前記配線基板は、厚さが３００μｍ以上７００μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のインクジェットヘッドである。
【００３５】
請求項９記載の発明は、前記配線基板は、ガラス、セラミックス又はアルミナからなることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のインクジェットヘッドである。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、チャネルの高密度化のために絶縁性保護膜の膜厚を低下させてもピンホールを生じることなく電極を充分に保護することが可能なインクジェットヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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】図１におけるii−ii線断面図
【図３】図２における領域Ａの部分拡大図
【図４】配線基板の開口縁における角度αの形成方法の一例を説明する図
【図５】配線基板の他の態様を説明する断面図
【図６】配線基板の更に他の態様を説明する断面図
【図７】本発明に係るインクジェットヘッドの他の態様を示す後面図
【図８】図７におけるviii−viii線断面図
【図９】本発明に係るインクジェットヘッドの更なる他の態様を示す後面図
【図１０】本発明に係るインクジェットヘッドの更にまた他の態様を示す後面図
【図１１】チャネル密度とチャネル幅の関係を説明する図
【図１２】従来技術に係るインクジェットヘッドの一例を示す要部断面図
【図１３】図１２における領域Ａの部分拡大図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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。
【００３９】
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である。
【００４０】
インクジェットヘッドは、ヘッドチップ１、ヘッドチップ１の前面に接合されるノズルプレート２、ヘッドチップ１の後面に接合される配線基板３、配線基板３に接合される外部配線基板であるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）４、及び、配線基板３の後面に接合されるインクマニホールド５を備えている。
【００４１】
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。
【００４２】
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。なお、この態様では、全てのチャネル１４がインクを吐出するインクチャネルであり、全てのチャネル１４にインクマニホールド５からインクが供給される。
【００４３】
このヘッドチップ１において、各チャネル１４は図１において上下に２列となるチャネル列を有しており、また、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中のチャネル列の数及び各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。
【００４４】
図２は、図１におけるii−ii線断面図であり、ノズルプレート２、ヘッドチップ１、配線基板３を拡大して示している。
【００４５】
図２に示すように、チャネル１４の形状は、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。すなわち、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、チャネル１４、１４、・・は互いに平行である。
【００４６】
また、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。
【００４７】
ヘッドチップ１の内面には、少なくとも駆動壁１３と密着するように、それぞれ駆動電極１５が形成されており、ヘッドチップ１の後面には、各チャネル１４の内面から入口１４１を経てヘッドチップ１の後面にかけて、各駆動電極１５と導通する接続電極１６が形成されている。これら駆動電極１５及び接続電極１６は本発明におけるチップ側電極である。
【００４８】
ヘッドチップ１の前面に貼着されるノズルプレート２は、各チャネル１４の出口１４２に対応するように、それぞれノズル２１が開設されている。
【００４９】
ヘッドチップ１の後面に接合される配線基板３には、ヘッドチップ１と接合される面に、ヘッドチップ１の後面に露出する接続電極１６を介して、各駆動電極１５に駆動回路からの電圧を印加するための配線電極３３が形成されている。また、ヘッドチップ１のチャネル列に対応する領域に、ヘッドチップ１の後面に開口する全チャネル１４の入口１４１が露呈するように、平面視矩形状となる開口部３２が表裏に貫通するように形成されている。図２では、２列のチャネル列に対して、これらを全て含む大きさの１つの開口部３２が形成されているが、開口部３２は、チャネル列毎にそれぞれ形成されていてもよい。
【００５０】
配線基板３は、ヘッドチップ１とインクマニホールド５との連結部を成すと同時に、ＦＰＣ４との接続部位を提供するため、ある程度の強度を有する必要があり、好ましくは、厚さが３００μｍ以上７００μｍ以下の範囲に形成されている。配線基板３の材質としては、ガラス、セラミックス又はアルミナ等を好ましく例示できる。特にガラス（耐熱ガラス）が、安価で加工も容易であるために好ましい。
【００５１】
配線基板３の大きさ（面積）は、ヘッドチップ１の後面の面積よりも十分に大きく、これにより、ヘッドチップ１の側方（上面側及び下面側）に大きく張り出すＦＰＣ４との接側領域が確保されている。一方、開口部３２の大きさ（開口面積）は、ヘッドチップ１との接合代が形成されるように、ヘッドチップ１の後面の面積よりも小さいが、ヘッドチップ１の後面に対する接合位置に若干のずれが発生しても、配線基板３の基板部分がヘッドチップ１４の入口１４１を塞ぐことのないようにすることを考慮して、全チャネル１４の入口１４１が含まれる領域よりも若干大きめに形成されている。
【００５２】
これにより、配線基板３がヘッドチップ１の後面に接合された際、開口部３２におけるヘッドチップ１に配向される側の開口部周縁３５は、ヘッドチップ１の後面におけるチャネル１４の入口１４１の周縁１４３よりも外側に位置しており、両者の間には３００μｍ程度の離間距離Ｄが形成されている（図３参照）。このため、ヘッドチップ１の後面側から見た場合、開口部３２内には、前記チャネル１４の入口１４１と、その周囲のヘッドチップ１の後面部分が、全入口１４１を取り囲むように露出している。
【００５３】
これらヘッドチップ１と配線基板３との接合は、接続電極１６と配線電極３３との間に、導電性接着剤を介層することによってなされている。導電性接着剤としては、格別限定されないが、ニッケル粒子を分散させた接着剤を好ましく例示できる。
【００５４】
インクマニホールド５は、配線基板３のヘッドチップ１と反対側の面に接合されている。５２はインクマニホールド５へのインク流入口である。
【００５５】
絶縁性保護膜Ｍは、ヘッドチップ１と配線基板３とが接合された後の、少なくともヘッドチップ１のチャネル１４内から配線基板３の開口部３２の内壁面３４にかけて連続的に形成される。すなわち絶縁性保護膜Ｍは、駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３のそれぞれの露出部位を被覆している。
【００５６】
「駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３のそれぞれの露出部位」とは、駆動電極１５の露出部位は、チャネル１４の内面全面である。また、接続電極１６の露出部位は、チャネル１４の入口周縁１４３から配線電極３３との電気的接続部位との間の該配線電極３３と重なり合っていない部位であり、配線電極３３の露出部位は、電気的に接続された接続電極１６の表面と配線基板３３のヘッドチップ１に配向される面３６との間で、開口部３２側に向いた側面（配線電極３３の厚みを形成する側面）である。
【００５７】
絶縁性保護膜Ｍが連続的に形成されるとは、これら駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３とに亘って被覆される部位に、部分的な途切れ部が存在していないことである。
【００５８】
本発明において、絶縁性保護膜Ｍは、化学蒸着法（Chemical Vapor Deposition、以下ＣＶＤという場合がある）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。
【００５９】
絶縁性保護膜Ｍの膜厚は、チャネル１４の内面における膜厚として、１μｍ以上３μｍ以下、好ましくは、２μｍ以上３μｍ以下の範囲であることが好ましい。３μｍを超えると、チャネル１４の高密度化、即ち印刷画像の高画質化を実現する上で障害となり易く、１μｍに満たないと、十分な保護機能を発現できない場合がある。
【００６０】
ここで、図２のＡ部分拡大図である図３に示す通り、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度α（以下、開口縁断面角度αという場合がある。）は、４５°以上８８°以下、好ましくは、６０°以上８０°以下となっている。これにより、接続電極１６と配線電極３３との電気的接続部位の周辺部分は、ヘッドチップ１の後面から配線基板３の後方に向けて広く拡開して開放された形状となり、後方側から開口部３２内を見た場合、影となる部位が形成されにくくなる。
【００６１】
このため、気相等から絶縁性保護膜Ｍを形成する際に、保護膜成分を含む流体が、配線基板３の後方側から開口部３２に入り込んだ際、開口部周縁３５近傍にまで流れ込み易くなり、膜厚としてノズル径を考慮して１μｍ以上３μｍ以下の薄膜を形成しても、開口部３２の開口部周縁３５近傍において保護膜成分の不足に起因するピンホールの発生が防止される。これにより、駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３、並びに、導電性接着剤を、絶縁性保護膜Ｍによってインクから確実に隔離することができ、電極の腐食や接着剤の強度低下の問題は解決され、長期に亘ってインクジェットヘッドの性能維持を図ることができる。
【００６２】
この角度αが４５°に満たない場合は、配線基板３が開口部周縁３５の近傍において強度不足となり、特にヘッドチップ１との接合時（熱圧着等）において破損を生じやすく、一方、８８°を超える場合は、開口部周縁３５近傍において保護膜成分の入れ込みが不足しがちとなり、ピンホールの発生を有効に防止することができなくなる。
【００６３】
これらの結果、絶縁性保護膜Ｍを薄く成膜することが可能となるので、ノズルの高密度化、即ち印刷画像の高画質化を実現することが可能となる。
【００６４】
次に、このような配線基板３３の開口部３２の開口部周縁３５に角度αを形成する方法の一例について、図４を用いて説明する。
【００６５】
配線基板３における角度αの形成方法は、格別限定されるものではないが、サンドブラストにより形成する方法、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、焼成する方法等が挙げられる。中でもサンドブラストにより形成する方法が、角度αの調整が容易であるために好ましい。ここではガラス基板にサンドブラストによって形成する場合を例示する。
【００６６】
まず、配線基板３となる一枚の平板状のガラス基板３００を用意し（図４（ａ））、その一方の面に、開口部３２を形成すべき領域以外の非加工領域にマスキング材３０１を被覆して、ステージにセットする（図４（ｂ））。
【００６７】
次いで、ガラス基板３００に対し、マスキング材３０１を被覆した面から研磨剤拭き付け装置３０２により、ガラス基板３００に向けて研磨剤を吹き付け、マスキングされていない部位を削り取る（図４（ｃ））。
【００６８】
サンドブラスト処理は、加工が表面から深さ方向に進むにつれて加工範囲が狭くなる性質を有する。そのため、加工部位が貫通するまで吹き付け処理を行うと、ガラス基板３００には、貫通孔からなる開口部３２が形成されると共に、その内壁面３４は深くなるに従って徐々に狭くなるテーパ状に形成され、その開口部周縁３５の角度αは、９０°未満となる（図４（ｄ））。
【００６９】
この角度αは、一方の面のみからのサンドブラスト処理の処理強度や処理時間により調整することができるので、これらを適宜調整することにより、４５°以上８８°以下の範囲となるように調整することができる。
【００７０】
この後、マスキング材３０１を除去することにより、開口部３２を有する配線基板３が作製される（図４（ｅ））。
【００７１】
なお、配線電極３３は、開口部３２の加工前又は加工後のいずれで行ってもよい。配線電極３３は、スパッタリング法や蒸着法等の適宜公知の方法によってパターニングすることができる。
【００７２】
以上の態様では、配線基板３が一枚板からなるものについて説明したが、配線基板３は複数枚の基板を積層して形成したものであってもよい。この場合は、ヘッドチップ１側に積層される基板３ａにおいて、ヘッドチップに配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αが４５°以上８８°以下の範囲に調整されていれば、電極保護の目的を達成することができる。
【００７３】
従って、図５に示すように、例えば２枚の基板３ａ、３ｂからなる配線基板３の場合、ヘッドチップに配向される面３６から開口部３２の内壁面３４ａにかけて成す角度αが４５°以上８８°以下の範囲であれば、基板３ｂ側の内壁面３４ｂを同程度の角度のテーパを持ったものとしてもよく、また、図６に示すように、ヘッドチップ１と反対側に積層される基板３ｂは、異なる角度のテーパを持ったものとしてもよい。
【００７４】
但し、ヘッドチップ１と反対側に積層される基板３ｂ側の開口部３２の部分は、ヘッドチップ１側に配置される基板３ａ側の開口部３２の部分にかからないように形成されることが望ましい。
【００７５】
また、ヘッドチップ１と配線基板３とを接合する接着剤層を絶縁性保護膜Ｍによってより好適に保護する観点からも、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αは、開口部３２の全周に亘って上記角度とすることが好ましい。
【００７６】
以上に示した態様においては、配線基板３に設けられた１つの開口部３２が、ヘッドチップ１が備える全てのチャネル１４の入口１４１を露出させる構成を示したが、本発明はかかる構成に限定されるものではない。
【００７７】
図７は、本発明に係るインクジェットヘッドの他の態様を示す図（ヘッドチップ１の後面側から見た図）であり、開口部３２が、チャネル１４の入口１４１をそれぞれ独立して露出させるように複数設けられる態様を示している。この態様において、チャネル１４と開口部３２とは、１対１に対応している。
【００７８】
図８は、図７におけるviii−viii線断面図であり、インクジェットヘッドにおけるヘッドチップ１、配線基板３を拡大して示している。なお、３７はヘッドチップ１と配線基板３とを接合する接着剤層である。
【００７９】
図８に示す通り、本態様においても、各々の開口部３２において、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αが４５°以上８８°以下、好ましくは、６０°以上８０°以下の範囲とされている。
【００８０】
そして、少なくともヘッドチップ１のチャネル１４内から配線基板３の開口部３２の内壁面３４にかけて、チップ側電極（駆動電極１５、接続電極１６）及び配線電極３３の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜Ｍが連続的に形成されている。
【００８１】
これにより、図１〜３に示した態様と同様に、チャネル１４の高密度化のために絶縁性保護膜Ｍの膜厚を低下させてもピンホールを生じることなく電極（駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３）を充分に保護することが可能となる効果を奏する。
【００８２】
なお、この態様では特に、各チャネル１４の入口１４１の周囲が配線基板３の開口部３２によって取り囲まれるため、絶縁性保護膜Ｍによる接着剤層３７の保護を図る観点からも、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αは、開口部３２の全周に亘って上記角度とすることが好ましい。
【００８３】
また、図９は、本発明に係るインクジェットヘッドの更なる他の態様を示す図（ヘッドチップ１の後面側から見た図）である。
【００８４】
図示の態様において、開口部３２ａ、３２ｂは、チャネル列１４０ａ、１４０ｂ毎に独立して設けられている。また、この態様において、２つの開口部３２ａ、３２ｂは、それぞれ１つのチャネル列１４０ａ又は１４０ｂを構成する全てのチャネル１４の入口１４１を露出するように形成されている。更にまた、この態様において、チャネル列１４０ａ、１４０ｂと開口部３２ａ、３２ｂとは、１対１に対応している。
【００８５】
本態様においても、図７及び図８の態様と同様に、各々の開口部３２において、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度が４５°以上８８°以下、好ましくは、６０°以上８０°以下の範囲とされている。
【００８６】
そして、少なくともヘッドチップ１のチャネル１４内から配線基板３の開口部３２の内壁面３４にかけて、チップ側電極（駆動電極１５、接続電極１６）及び配線電極３３の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜Ｍが連続的に形成されている。
【００８７】
これにより、図１〜３に示した態様と同様に、チャネル１４の高密度化のために絶縁性保護膜Ｍの膜厚を低下させてもピンホールを生じることなく電極（駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３）を充分に保護することが可能となる効果を奏する。
【００８８】
また、この態様においても、絶縁性保護膜Ｍによる接着剤層３７の保護を図る観点からも、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αは、開口部３２の全周に亘って上記角度とすることが好ましい。
【００８９】
また、本発明においては、インクジェットヘッドの印字品質や印字速度の向上等のために、ヘッドチップ１に複数並設されるチャネル１４が、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が交互に並設されたものであってもよい。
【００９０】
図１０は、本発明に係るインクジェットヘッドの更にまた他の態様を示す図（ヘッドチップ１の後面側から見た図）であり、ヘッドチップ１において、ダミーチャネルとして設けられたエアチャネル１４Ｂが、インクチャネル１４Ａに隣接して交互に形成されている態様を示している。
【００９１】
このように、インクチャネル１４Ａ間にエアチャネル１４Ｂが介在することにより、他のインクチャンネル１４Ａに影響を与えることなく所望のインクチャンネル１４Ａからインクを噴射することができ、さらに、インクチャネル１４Ａに隣接する駆動壁１３の駆動性を向上できるため、印字品質及び印字速度の向上を図ることができる。
【００９２】
このようにエアチャネル１４Ｂを備えるインクジェットヘッド１においては、エアチャネル１４Ｂ内へのインクの流入を防ぐために、エアチャネル１４Ｂの入口を配線基板３により閉鎖してインクに露出させないようにすると共に、インクが供給されるインクチャネル１４Ａの入口１４１のみを露出させるように、開口部３２が形成されている。
【００９３】
また、図示の態様では、開口部３２は、インクチャネル１４Ａの入口１４１をそれぞれ独立して露出させるように複数設けられている。従って、この態様では、開口部３２は、インクを吐出するインクチャネル１４Ａのみと１対１に対応している。
【００９４】
本態様においても、図７及び図８の態様と同様に、各々の開口部３２において、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度が４５°以上８８°以下、好ましくは、６０°以上８０°以下の範囲とされている。
【００９５】
そして、少なくともヘッドチップ１のインクチャネル１４Ａ内から配線基板３の開口部３２の内壁面３４にかけて、チップ側電極（駆動電極１５、接続電極１６）及び配線電極３３の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜Ｍが連続的に形成されている。
【００９６】
これにより、図１〜３に示した態様と同様に、インクチャネル１４Ａの高密度化のために絶縁性保護膜Ｍの膜厚を低下させてもピンホールを生じることなく電極（駆動電極１５、接続電極１６及び配線電極３３）を充分に保護することが可能となる効果を奏する。
【００９７】
また、この態様においても特に、各チャネル１４の入口１４１の周囲が配線基板３の開口部３２によって取り囲まれるため、絶縁性保護膜Ｍによる接着剤層３７の保護を図る観点からも、配線基板３におけるヘッドチップ１に配向される面３６から開口部３２の内壁面３４にかけて成す角度αは、開口部３２の全周に亘って上記角度とすることが好ましい。
【００９８】
以上、図７〜１０に示す配線基板３も、図４と同様にして作製することができる。
【実施例】
【００９９】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例によって限定されない。
【０１００】
（実施例１）
チャネル幅が４２μｍとなる３００ｄｐｉのハーモニカ型ヘッドチップを作製し、そのチャネルの内面（駆動壁）に厚さが３μｍとなるように駆動電極を形成すると共に、ヘッドチップの後面に各駆動電極と導通する接続電極を形成した。
【０１０１】
厚み３００μｍのガラス板に、その片面のみからサンドブラスト処理により、ヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αが４５°となる開口部を形成することにより配線基板を作製し、その片面に配線電極とを形成した後、配線電極とヘッドチップの後面の接続電極とが電気的に接続されるように、ニッケルを分散させた導電性接着剤を用いて熱圧着により接合した。
【０１０２】
次いで、チャネルの内部から配線基板の開口部の内壁面にかけて連続する絶縁性保護膜（ポリパラキシリレン膜）を、ＣＶＤ法によって膜厚が３μｍとなるように被覆形成した。
【０１０３】
次いで、ヘッドチップの前面にノズル（直径２６μｍ）を有するノズルプレートを貼着し、ヘッドチップの後面に配線基板を介してインクマニホールドを接合し、更に、配線基板の端部にＦＰＣを接続し、インクジェットヘッドを得た。
【０１０４】
＜評価方法＞
１．保護膜リーク電流の測定
インクジェットヘッドを、１００℃において１時間加熱処理した後、各チャネルに１０ｍＳ／ｍの導電率の検査液を充填し、検査液と電極（配線電極の部位）との間に電位を印加して、絶縁性保護膜からのリーク電流を測定した。
【０１０５】
絶縁性保護膜にピンホールや断絶部があれば、検査液と電極との間に電流が流れるため、この電流を測定することによって、絶縁性保護膜の成膜状態を確認することができる。
【０１０６】
評価は以下の基準で行った。
○：リーク電流が１ｎＡ／Ｖ未満
×：リーク電流が１ｎＡ／Ｖ以上
その結果を表１に示す。
【０１０７】
２．電極腐食発生の観察
絶縁性保護膜の膜剥がれに起因する電極腐食を調べた。
【０１０８】
各チャネルにインク（マゼンタ）を充填したインクジェットヘッドのノズルをインクの入った容器に浸漬した状態で、６０℃において１ヶ月間放置した後、インクに対して配線電極から駆動電極に＋１０Ｖの直流電圧を印加してリーク電流があるかを調べた。
【０１０９】
絶縁性保護膜に膜剥がれがあると、電極の腐食が進行し、インクに電流がリークするため、この電流を測定することによって、絶縁性保護膜の膜剥がれに起因する電極腐食発生の有無を確認することができる。
【０１１０】
評価は以下の基準で行った。
○：リーク電流が１ｎＡ未満
×：リーク電流が１ｎＡ以上
その結果を表１に示す。
【０１１１】
３．接着剤層染色の観察
絶縁性保護膜の膜剥がれに起因する接着剤層への影響（染色）の有無を調べた。
【０１１２】
各チャネルにインク（マゼンタ）を充填したインクジェットヘッドのノズルをインクの入った容器に浸漬した状態で、６０℃において１ヶ月間放置した後、インクを排出し、インクジェットヘッドを分解して配線基板とヘッドチップとの間の接着剤の着色の有無を観察した。
【０１１３】
絶縁性保護膜に膜剥がれがあると、接着剤層がインクと接触して膨潤し、マゼンタに染色されるため、マゼンタに染色されているか否かを配線基板のガラスを通して観察した。
【０１１４】
評価は以下の基準で行った。
○：染色が確認されない
×：染色が確認された
その結果を表１に示す。
【０１１５】
４．配線基板の強度の観察
角度αの大きさによる配線基板の強度について調べた。
【０１１６】
ヘッドチップの後面に配線基板を熱圧着した際に、配線基板の開口部周縁において破損の発生の有無を観察した。
【０１１７】
評価は以下の基準で行った。
○：破損がなかった
×：破損が発生していた
その結果を表１に示す。
【０１１８】
（実施例２）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを５０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１１９】
（実施例３）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを６０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２０】
（実施例４）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを７０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２１】
（実施例５）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを８８°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２２】
（実施例６）
絶縁性保護膜の膜厚を２μｍとした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２３】
（実施例７）
絶縁性保護膜の膜厚を２μｍとし、配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを５０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２４】
（実施例８）
絶縁性保護膜の膜厚を２μｍとし、配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを６０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２５】
（実施例９）
絶縁性保護膜の膜厚を２μｍとし、配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを８０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２６】
（実施例１０）
絶縁性保護膜の膜厚を２μｍとし、配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを８８°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２７】
（比較例１）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを４０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２８】
（比較例２）
配線基板のヘッドチップに配向される面から開口部の内壁面にかけて成す角度αを９０°とした以外は、実施例１と同様にして、インクジェットヘッドを得、実施例１と同様の評価を行った。結果を表１に示す。
【０１２９】
【表１】
【０１３０】
以上のように、角度αが４５°以上８８°以下の範囲である実施例１〜１０のインクジェットヘッドは、絶縁保護膜が、チャネル内面における膜厚として２〜３μｍという薄さであるにも関わらず、保護膜リーク電流の測定、及び、電極腐食発生の観察において、リーク電流が認められず、接着剤層の観察においても接着剤のインクによる染色が認められなかったことから、絶縁保護膜にピンホールや断絶部が発生することなく、電極が確実に保護（インクから隔離）されていることがわかる。また、ヘッドチップとの接合時において、配線基板の開口部周縁における破損も生じなかった。
【０１３１】
これに対して、角度αが４０°の比較例１では、ヘッドチップとの接合時において、配線基板に破損が生じ、強度が低下するため不適であることがわかる。
【０１３２】
一方、角度αが９０°の比較例２では、保護膜リーク電流の測定、及び、電極腐食発生の観察において、リーク電流が認められ、接着剤層の観察においても接着剤のインクによる染色が認められたことから、絶縁性保護膜にピンホールや断絶部が発生し、電極の保護が不十分となることがわかる。
【０１３３】
また、絶縁性保護膜のチャネル内面における膜厚を更に薄く２μｍとした実施例６〜１０では、一部のインクジェットヘッドにおいて実用上問題のない範囲で導電性接着剤のインクによる染色が認められたが、角度αが４５°以上８０°以下の範囲である実施例６〜９では染色が認められなかった。このことから、角度αが４５°以上８０°以下の範囲であることにより、絶縁性保護膜による保護機能がより好適に発現していることがわかる。
【符号の説明】
【０１３４】
１：ヘッドチップ
１４：チャネル
１４Ａ：インクチャネル
１４Ｂ：エアチャネル
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
３２：開口部
３３：配線電極
３４：開口部の内壁面
３５：開口部周縁
３６：ヘッドチップに配向される面
４：ＦＰＣ
５：インクマニホールド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数並設されるチャネルを有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口と入口とが配置されると共に前記チャネル内から該チャネルの入口を経て前記後面にかけて連続するチップ側電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に接合され、前記ヘッドチップのインクを供給させる前記チャネルの入口を露出させる開口部を有すると共に、前記ヘッドチップに配向される面に、前記ヘッドチップの後面に露出している前記チップ側電極と電気的に接続される配線電極を有する配線基板とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記配線基板における前記ヘッドチップに配向される面から前記開口部の内壁面にかけて成す角度が４５°以上８８°以下の範囲であり、
少なくとも前記ヘッドチップの前記チャネル内から前記配線基板の前記開口部の内壁面にかけて、前記チップ側電極及び前記配線電極の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜が連続的に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】
前記開口部は、全ての前記チャネルの入口を露出させる１つの開口部であ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】
前記開口部は、前記チャネルの入口をそれぞれ独立して露出させるように複数設けら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４】
前記ヘッドチップは、複数のチャネル列を有しており、
前記開口部は、前記チャネル列毎に設けら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５】
前記複数並設されるチャネルは、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が交互に並設されており、
前記開口部は、前記インクチャネルの入口を露出させ、前記ダミーチャネルの入口を露出させないように設けら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６】
前記絶縁性保護膜の膜厚は、１μｍ以上３μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記絶縁性保護膜は、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１〜６の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記配線基板は、厚さが３００μｍ以上７００μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記配線基板は、ガラス、セラミックス又はアルミナからなることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１】
複数並設されるチャネルを有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの出口と入口とが配置されると共に前記チャネル内から該チャネルの入口を経て前記後面にかけて連続するチップ側電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に接合され、前記ヘッドチップのインクを供給させる前記チャネルの入口を露出させる開口部を有すると共に、前記ヘッドチップに配向される面に、前記ヘッドチップの後面に露出している前記チップ側電極と電気的に接続される配線電極を有する配線基板とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記配線基板における前記ヘッドチップに配向される面から前記開口部の内壁面にかけて成す角度が４５°以上８８°以下の範囲であり、
少なくとも前記ヘッドチップの前記チャネル内から前記配線基板の前記開口部の内壁面にかけて、前記チップ側電極及び前記配線電極の露出部位を被覆するように、絶縁性保護膜が連続的に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】
前記開口部は、全ての前記チャネルの入口を露出させる１つの開口部であ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】
前記開口部は、前記チャネルの入口をそれぞれ独立して露出させるように複数設けら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４】
前記ヘッドチップは、複数のチャネル列を有しており、
前記開口部は、前記チャネル列毎に設けら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５】
前記複数並設されるチャネルは、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が交互に並設されており、
前記開口部は、前記インクチャネルの入口を露出させ、前記ダミーチャネルの入口を露出させないように設けら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６】
前記絶縁性保護膜の膜厚は、１μｍ以上３μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記絶縁性保護膜は、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１〜６の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記配線基板は、厚さが３００μｍ以上７００μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記配線基板は、ガラス、セラミックス又はアルミナからなることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【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２０１２−１３１１７５（Ｐ２０１２−１３１１７５Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８６６５５（Ｐ２０１０−２８６６５５）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【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２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（３０５００２３９４）コニカミノルタＩＪ株式会社 (317)
【Ｆターム（参考）】
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