JP2019005980A - Method for manufacturing ink jet head - Google Patents

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Abstract

To provide a method for manufacturing an ink jet head, by which piezoelectric elements can be provided highly densely and highly accurately and variation in ejection of ink from respective nozzles can be hindered.SOLUTION: A method for manufacturing an ink jet head 1 comprising a nozzle N, a pressure chamber 21, a vibration plate 30 and a piezoelectric element 63 is provided that comprises the steps of: adhering a piezoelectric plate 302 to a substrate 300; forming a resist layer 303; forming a mask pattern 303p; forming a piezoelectric element unit 63U and a dummy part 63D by performing a sand- blasting process; and adhering the piezoelectric element 63 to the vibration plate 30. Distances A1, A2 between the outer peripheral part of the piezoelectric element unit 63U and the dummy parts 63D are greater than distances B1, B2 between piezoelectric elements, in an arrayed direction D1 of the piezoelectric elements 63 and a direction D2 orthogonal to the direction D1.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、インクジェットヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an inkjet head.

従来、インクジェットヘッドに設けられている複数の微細なノズルからインクを射出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。また、このようなインクジェットヘッドにおけるインクの射出は、例えば、インクジェットヘッド内に設けられた圧力室内部に、圧電素子等によって圧力変化を生じさせることで行われる。   2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet recording apparatus that forms an image on a recording medium by ejecting ink from a plurality of fine nozzles provided in an ink jet head is known. Ink ejection in such an ink jet head is performed, for example, by causing a pressure change in a pressure chamber provided in the ink jet head by a piezoelectric element or the like.

ところで、近年、インクジェットヘッドの小型化の要請により、多数のノズルを二次元的に高密度かつ高精度に配列したインクジェットヘッドを製造することが求められている。また、このようなインクジェットヘッドでは、圧電素子も高密度かつ高精度に二次元的に配列させて設ける必要がある。   By the way, in recent years, due to a demand for miniaturization of an inkjet head, it is required to manufacture an inkjet head in which a large number of nozzles are two-dimensionally arranged with high density and high accuracy. In such an ink jet head, the piezoelectric elements also need to be arranged two-dimensionally with high density and high accuracy.

圧電素子を高密度に二次元的に配列させて設ける方法としては、基板に圧電プレートを接着し、当該圧電プレートに対してサンドブラスト加工を施すことで形成する方法が知られている。
しかし、サンドブラスト加工により二次元的に配列された圧電素子を形成する場合、最外周に配置された圧電素子の形状精度が悪くなるという問題があった。
具体的には、図16に示すように、基板300上に二次元的に配列された圧電素子63を形成する過程において、サンドブラスト用ノズル400の位置が圧電素子63を設ける領域の外側に位置するときに、最外周に配置された圧電素子63の側面に研磨剤が吹き付けられ、当該圧電素子63の形状精度が悪化するという問題があった。
As a method of providing piezoelectric elements by arranging them two-dimensionally at high density, a method of forming a piezoelectric plate by bonding the piezoelectric plate to a substrate and subjecting the piezoelectric plate to sandblasting is known.
However, when forming two-dimensionally arranged piezoelectric elements by sandblasting, there is a problem that the shape accuracy of the piezoelectric elements arranged on the outermost periphery is deteriorated.
Specifically, as shown in FIG. 16, in the process of forming the piezoelectric elements 63 arranged two-dimensionally on the substrate 300, the position of the sandblast nozzle 400 is positioned outside the region where the piezoelectric elements 63 are provided. In some cases, the abrasive is sprayed on the side surface of the piezoelectric element 63 arranged on the outermost periphery, and the shape accuracy of the piezoelectric element 63 deteriorates.

そこで、特許文献1には、サンドブラスト加工する際に、圧電素子と同形状のダミー部を、圧電素子の外周部に、圧電素子間隔と同間隔で配置することで、圧電素子の形状精度を向上させる方法が提案されている。   Therefore, in Patent Document 1, when sandblasting, a dummy portion having the same shape as the piezoelectric element is arranged on the outer peripheral portion of the piezoelectric element at the same interval as the interval between the piezoelectric elements, thereby improving the shape accuracy of the piezoelectric element. There is a proposed method.

特開2003−48323号公報JP 2003-48323 A

しかしながら、特許文献1に記載されている方法であっても、圧電素子を圧電素子の配列方向に直交する方向に対して傾斜するように並べて配置する場合や、圧電素子形状自体を平面視した際に丸形状としたような場合には、サンドブラスト加工する際に、ダミー部間の隙間から研磨剤が吹き付けられることがあり、最外周に配置された圧電素子の形状精度が悪くなるという問題を解決できない場合があった。   However, even in the method described in Patent Document 1, the piezoelectric elements are arranged side by side so as to be inclined with respect to the direction orthogonal to the arrangement direction of the piezoelectric elements, or when the piezoelectric element shape itself is viewed in plan view. In the case of a round shape, the abrasive may be sprayed from the gaps between the dummy parts when sandblasting, which solves the problem that the shape accuracy of the piezoelectric elements arranged on the outermost circumference deteriorates There were cases where it was not possible.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、圧電素子を高密度かつ高精度に設けることができ、各ノズルからのインクの射出のばらつきを抑え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である。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide piezoelectric elements with high density and high accuracy, and to suppress variations in ink ejection from each nozzle. It is providing the manufacturing method of an inkjet head which can be performed.

上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
インクを射出する複数のノズルと、インクが供給される複数の圧力室と、振動板と、前記複数の圧力室に供給されたインクに前記振動板を介して圧力を発生させることにより、前記ノズルからインクを射出させる複数の圧電素子と、を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
基板上に圧電プレートを接着する工程と、
前記圧電プレート表面にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層をパターニングすることにより、前記複数の圧電素子が二次元的に配列された圧電素子ユニットを形成するための圧電素子マスクパターンと、当該圧電素子ユニットの外周部に設けられたダミー部を形成するためのダミーマスクパターンと、を有するマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターン上からサンドブラスト加工を施し、前記圧電プレートをパターニングして、前記圧電素子ユニット及び前記ダミー部を形成する工程と、
前記圧電素子ユニットの各圧電素子を前記振動板に接着する工程と、
前記基板を前記圧電素子ユニットの各圧電素子から剥離する工程と、を有し、
前記基板上において、前記圧電素子の配列方向及び当該配列方向に直交する方向のそれぞれに対し、前記圧電素子ユニットの外周部と前記ダミー部との距離が、前記圧電素子ユニットにおける圧電素子間距離よりも大きいことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
A plurality of nozzles for ejecting ink, a plurality of pressure chambers to which ink is supplied, a vibration plate, and the nozzles by generating pressure through the vibration plate in the ink supplied to the plurality of pressure chambers A plurality of piezoelectric elements for ejecting ink from the inkjet head,
Bonding the piezoelectric plate on the substrate;
Forming a resist layer on the surface of the piezoelectric plate;
By patterning the resist layer, a piezoelectric element mask pattern for forming a piezoelectric element unit in which the plurality of piezoelectric elements are two-dimensionally arranged, and a dummy portion provided on the outer periphery of the piezoelectric element unit are provided. Forming a mask pattern having a dummy mask pattern for forming;
Applying sandblasting on the mask pattern, patterning the piezoelectric plate, and forming the piezoelectric element unit and the dummy part;
Bonding each piezoelectric element of the piezoelectric element unit to the diaphragm;
Separating the substrate from each piezoelectric element of the piezoelectric element unit,
On the substrate, the distance between the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit and the dummy portion is greater than the distance between the piezoelectric elements in the piezoelectric element unit with respect to each of the arrangement direction of the piezoelectric elements and the direction orthogonal to the arrangement direction. Is also large.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ダミー部のうち、前記サンドブラスト加工する際のサンドブラストの主走査方向に交差する方向に設けられたダミー部は、少なくとも前記圧電素子ユニットの一端部から他端部までに対応する部分が覆われるように一続きで形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the method of manufacturing an ink jet head according to claim 1,
Among the dummy parts, the dummy part provided in the direction intersecting the main scanning direction of the sandblast when the sandblasting is performed covers at least a part corresponding to one end part to the other end part of the piezoelectric element unit. It is characterized by being formed in a single line.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ダミー部は、前記圧電素子ユニットの外周部を全て覆うように設けられていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing an ink jet head according to the first or second aspect,
The dummy portion is provided so as to cover the entire outer peripheral portion of the piezoelectric element unit.

請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記サンドブラスト加工する際のサンドブラストの主走査方向が、前記圧電素子ユニットにおける前記複数の圧電素子が二次元的に配列する方向のうち、当該圧電素子の配列数の多い方向と平行であることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing an ink jet head according to any one of the first to third aspects,
The main scanning direction of sandblasting when the sandblasting is performed is parallel to a direction in which the plurality of piezoelectric elements in the piezoelectric element unit are two-dimensionally arranged and in which the number of piezoelectric elements is arranged. And

請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ダミー部の厚さが、前記圧電素子ユニットの厚さよりも厚いことを特徴とする。
Invention of Claim 5 is a manufacturing method of the inkjet head as described in any one of Claim 1- Claim 4,
The dummy portion is thicker than the piezoelectric element unit.

本発明によれば、圧電素子を高密度かつ高精度に設けることができ、各ノズルからのインクの射出のばらつきを抑え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ができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ink jet head manufacturing method in which piezoelectric elements can be provided with high density and high accuracy, and variation in ink ejection from each nozzle can be suppressed.

インクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図A perspective view showing a schematic configuration of an ink jet recording apparatus インクジェットヘッドの上側からの斜視図Perspective view from above of inkjet head インクジェットヘッドの下側からの斜視図Perspective view from below of inkjet head インクジェットヘッドの要部を示す図2AのIII-III部分で切断した断面図Sectional view cut along the III-III portion of FIG. 2A showing the main part of the inkjet head 図3のヘッドチップの一部を拡大した断面図FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part of the head chip of FIG. スペーサー基板と圧電素子との位置関係を示す平面図Plan view showing the positional relationship between the spacer substrate and the piezoelectric element 基板上に設けられた圧電素子ユニット及びダミー部を示す平面図Plan view showing a piezoelectric element unit and a dummy part provided on a substrate 基板に圧電プレートを接着した後を示す断面図Sectional view showing after bonding the piezoelectric plate to the substrate 圧電プレート表面にレジスト層を形成した後を示す断面図Sectional view showing after the resist layer is formed on the surface of the piezoelectric plate 露光によりマスクのパターンを転写した後を示す断面図Sectional drawing which shows after transferring mask pattern by exposure 現像によりマスクパターンを形成した後を示す断面図Sectional drawing showing after forming a mask pattern by development サンドブラスト加工後を示す断面図Sectional view after sandblasting レジスト層除去後を示す断面図Sectional view showing the resist layer after removal 圧電素子ユニット及びダミー部の変形例を示す平面図The top view which shows the modification of a piezoelectric element unit and a dummy part 圧電素子ユニット及びダミー部の他の変形例を示す平面図The top view which shows the other modification of a piezoelectric element unit and a dummy part 圧電素子ユニット及びダミー部の他の変形例を示す平面図The top view which shows the other modification of a piezoelectric element unit and a dummy part 基板上の圧電素子表面に接着剤を塗布した後を示す断面図Sectional drawing which shows after apply | coating an adhesive agent on the piezoelectric element surface on a board | substrate 圧電素子を振動板に接着固定させた後を示す断面図Sectional view showing the piezoelectric element after being bonded and fixed to the diaphragm 圧電素子から基板を剥離した後を示す断面図Sectional view showing the substrate after peeling off from the piezoelectric element スペーサー基板に接着剤を塗布した後、スペーサー基板に振動板を接着する直前を示す断面図Sectional view showing just before bonding the diaphragm to the spacer substrate after applying the adhesive to the spacer substrate スペーサー基板に振動板を接着した後、両面から加圧した状態を示す断面図Sectional view showing a state where pressure is applied from both sides after bonding the diaphragm to the spacer substrate スペーサー基板から接着用保持部材を剥離した後を示す断面図Sectional drawing which shows after peeling the holding member for adhesion from the spacer substrate スペーサー基板に接着剤を塗布し、配線基板を接着する直前を示す断面図Sectional view showing just before bonding the wiring board by applying adhesive to the spacer board 従来のサンドブラスト加工による圧電素子の形成を説明するための平面図Plan view for explaining formation of piezoelectric element by conventional sandblasting 圧電素子ユニットの外周部とダミー部との距離が近い場合において、サンドブラスト加工時に、圧電素子ユニットの最外周に位置する圧電素子に研磨剤が吹き付けられることを説明するための説明図Explanatory drawing for demonstrating that an abrasive | polishing agent is sprayed on the piezoelectric element located in the outermost periphery of a piezoelectric element unit at the time of sandblasting when the distance of the outer peripheral part of a piezoelectric element unit and a dummy part is near

以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the illustrated example.

[インクジェット記録装置の概略]
インクジェット記録装置100は、プラテン101、搬送ローラー102、ラインヘッド103,104,105,106等を備える(図1)。
プラテン101は、上面に記録媒体Mを支持しており、搬送ローラー102が駆動されると、記録媒体Mを搬送方向に搬送する。
ラインヘッド103,104,105,106は、記録媒体Mの搬送方向の上流側から下流側にかけて、搬送方向に直交する幅方向に並列して設けられている。そして、ラインヘッド103,104,105,106の内部には、後述するインクジェットヘッド1が少なくとも一つ設けられており、例えば、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、又は黒(K)のインクを記録媒体Mに向けて吐出する。
なお、ラインヘッドを用いた記録媒体の搬送のみで描画を行う1パス描画方式での実施形態を例にして説明したが、適宜の描画方式に適用可能であり、例えば、スキャン方式を用いた描画方式を採用しても良い。
[Outline of inkjet recording apparatus]
The ink jet recording apparatus 100 includes a platen 101, a transport roller 102, line heads 103, 104, 105, 106, etc. (FIG. 1).
The platen 101 supports the recording medium M on the upper surface, and transports the recording medium M in the transport direction when the transport roller 102 is driven.
The line heads 103, 104, 105, and 106 are provided in parallel in the width direction orthogonal to the transport direction from the upstream side to the downstream side in the transport direction of the recording medium M. In the line heads 103, 104, 105, 106, at least one inkjet head 1 described later is provided. For example, cyan (C), magenta (M), yellow (Y), or black ( The ink K) is ejected toward the recording medium M.
Note that although the description has been given of the embodiment of the one-pass drawing method in which the drawing is performed only by transporting the recording medium using the line head, the present invention can be applied to an appropriate drawing method, for example, the drawing using the scan method. A method may be adopted.

[インクジェットヘッド]
インクジェットヘッド1は、ヘッドチップ2、共通インク室70、保持基板80、接続部材4及び駆動部5等を備えている(図2A、図2B、図3)。
以下、複数のノズルNが設けられた平面をX−Y平面とし、当該平面に沿う方向であって、互いに直交する方向をそれぞれX方向、Y方向とする。また、X−Y平面に直交する方向をZ方向とする。
[Inkjet head]
The inkjet head 1 includes a head chip 2, a common ink chamber 70, a holding substrate 80, a connection member 4, a drive unit 5, and the like (FIGS. 2A, 2B, and 3).
Hereinafter, a plane provided with a plurality of nozzles N is defined as an XY plane, and directions along the plane and orthogonal to each other are defined as an X direction and a Y direction, respectively. A direction orthogonal to the XY plane is taken as a Z direction.

ヘッドチップ2は、Z方向に複数の基板が積層されて構成されており、ヘッドチップ2の最下部に位置するノズル基板10と最上部に位置する配線基板50とは平行になるように配置されている。また、ヘッドチップ2の内部には、各ノズルNに対応して、インクが供給される圧力室21と、当該圧力室21内のインクに圧力を付与する圧力発生手段としての圧電素子63とが設けられている。圧力室21内部に貯留されたインクは、圧電素子63の変位によって加圧されると、圧力室21に連通するノズルNからインクの液滴が射出される。   The head chip 2 is configured by laminating a plurality of substrates in the Z direction, and the nozzle substrate 10 positioned at the bottom of the head chip 2 and the wiring substrate 50 positioned at the top are arranged in parallel. ing. In addition, inside the head chip 2, corresponding to each nozzle N, there are a pressure chamber 21 to which ink is supplied, and a piezoelectric element 63 as pressure generating means for applying pressure to the ink in the pressure chamber 21. Is provided. When the ink stored in the pressure chamber 21 is pressurized by the displacement of the piezoelectric element 63, ink droplets are ejected from the nozzle N communicating with the pressure chamber 21.

共通インク室70は、ヘッドチップ2の上部に設けられたインク室形成部材70aの内部に形成され、ヘッドチップ2の内部に供給するインクを貯留している。インク室形成部材70aの上部には、共通インク室70にインクを供給するインク供給部71と、共通インク室70のインクを排出するインク排出部72とがそれぞれ設けられている(図2A)。また、共通インク室70は、下面においてヘッドチップ2の導通路51、41、31(図4参照)と連通している。   The common ink chamber 70 is formed inside an ink chamber forming member 70 a provided on the top of the head chip 2, and stores ink to be supplied to the inside of the head chip 2. An ink supply portion 71 that supplies ink to the common ink chamber 70 and an ink discharge portion 72 that discharges ink from the common ink chamber 70 are provided above the ink chamber forming member 70a (FIG. 2A). The common ink chamber 70 communicates with the conduction paths 51, 41, 31 (see FIG. 4) of the head chip 2 on the lower surface.

保持基板80は、ヘッドチップ2の上面に接合されており、共通インク室70を形成するインク室形成部材70aを保持している。   The holding substrate 80 is bonded to the upper surface of the head chip 2 and holds an ink chamber forming member 70 a that forms the common ink chamber 70.

接続部材4は、例えばFPC(Flexible Printed Circuits)等からなる配線部材であり、ヘッドチップ2のX方向の両端部で、それぞれ配線基板50の上面の配線57(図4参照)に接続されている。また、配線57と接続された接続部材4は、保持基板80のX方向両端部付近に設けられた貫通孔から保持基板80の上面に引き出されている。   The connection member 4 is a wiring member made of, for example, FPC (Flexible Printed Circuits), and is connected to the wiring 57 (see FIG. 4) on the upper surface of the wiring substrate 50 at both ends of the head chip 2 in the X direction. . Further, the connection member 4 connected to the wiring 57 is drawn to the upper surface of the holding substrate 80 from through holes provided in the vicinity of both end portions in the X direction of the holding substrate 80.

駆動部5は、IC(Integrated Circuit)等で構成されており、圧電素子63に供給する駆動電流を出力する給電側の端子と、電流が流れ込む接地された接地側の端子と、を有している。駆動部5は、接続部材4に接続しており、接続部材4と配線57とを通じて、圧電素子63に電気(駆動電位)を供給し、圧電素子63を変位させる。   The drive unit 5 is configured by an IC (Integrated Circuit) or the like, and includes a power supply side terminal that outputs a drive current supplied to the piezoelectric element 63 and a grounded ground side terminal through which a current flows. Yes. The drive unit 5 is connected to the connection member 4, supplies electricity (drive potential) to the piezoelectric element 63 through the connection member 4 and the wiring 57, and displaces the piezoelectric element 63.

[ヘッドチップ]
次に、ヘッドチップ2について詳細に説明する。
ヘッドチップ2は、複数の基板が積層されて形成されており、例えば、ノズル基板10、圧力室基板20、振動板30、スペーサー基板40、及び配線基板50がZ方向に沿って下側から順に積層されている(図4)。
なお、Z方向に沿う方向のうち、ノズル基板10を基準として、インクが吐出される所定の方向を下方と記載し、その反対方向を上方と記載する。
[Head chip]
Next, the head chip 2 will be described in detail.
The head chip 2 is formed by laminating a plurality of substrates. For example, the nozzle substrate 10, the pressure chamber substrate 20, the vibration plate 30, the spacer substrate 40, and the wiring substrate 50 are sequentially arranged from the lower side along the Z direction. They are stacked (FIG. 4).
Note that, among the directions along the Z direction, a predetermined direction in which ink is ejected is described as “downward” with the nozzle substrate 10 as a reference, and the opposite direction is described as “upward”.

ノズル基板10は、例えば、シリコン製の基板であり、複数のノズルNが形成されている。ノズルNは、例えば、ノズル基板10に対するドライエッチングにより形成することで、ノズルNが形成される位置や径の精度をより高精度に形成できる。また、ノズルNは、ノズルの配列方向(圧電素子の配列方向D1)に直交する方向D2に対して、複数列で設けられている。   The nozzle substrate 10 is, for example, a silicon substrate, and a plurality of nozzles N are formed. For example, the nozzle N is formed by dry etching with respect to the nozzle substrate 10, so that the position and diameter of the nozzle N can be formed with higher accuracy. The nozzles N are provided in a plurality of rows with respect to a direction D2 orthogonal to the nozzle arrangement direction (piezoelectric element arrangement direction D1).

圧力室基板20は、例えば、シリコン製の基板であり、ノズル基板10の上面に積層されている。圧力室基板20には、ノズルNに連通してインクが供給される圧力室21が形成されている。   The pressure chamber substrate 20 is a silicon substrate, for example, and is stacked on the upper surface of the nozzle substrate 10. The pressure chamber substrate 20 is formed with a pressure chamber 21 that communicates with the nozzle N and is supplied with ink.

振動板30は、例えば、シリコン製の基板であり、圧力室21の上面に設けられ、圧力室21の一面(上面)を構成する。即ち、振動板30は、圧力室21に対して、インクが吐出される所定の方向(下方)の反対側(上方)に設けられている。また、振動板30の上面には、圧力発生手段としての圧電素子63が設けられている。   The vibration plate 30 is, for example, a silicon substrate, is provided on the upper surface of the pressure chamber 21, and constitutes one surface (upper surface) of the pressure chamber 21. That is, the vibration plate 30 is provided on the opposite side (upper side) to the pressure chamber 21 in a predetermined direction (lower side) in which ink is ejected. A piezoelectric element 63 is provided on the upper surface of the diaphragm 30 as pressure generating means.

スペーサー基板40は、インクの流路となる導通路41と、振動板30と配線基板50との間で、圧電素子63を格納する部分としての第1格納部42Nと、ダミー部63Dを格納する部分としての第2格納部42Dと、を有している(図4及び図5)。導通路41、第1格納部42N及び第2格納部42Dは、スペーサー基板40をZ方向に貫通している。
第1格納部42Nは、振動板30上に二次元的に配列された圧電素子63を格納する。第1格納部42Nは、圧電素子63を格納できれば形状は特に限られないが、例えば、図5に示すように、圧電素子63の配列方向D1に沿って並べられた複数の圧電素子63が全て格納できるような略直方体形状で、圧電素子の配列方向D1に直交する方向D2に対して、複数列となるように形成されている。
また、第2格納部42Dは、二次元的に配列された圧電素子63の外周部に設けられたダミー部63Dを格納する。ダミー部63Dは、二次元的に配列された圧電素子63を形成する際に同時に形成されたものであり、詳細については、後述するインクジェットヘッド1の製造方法で説明する。
また、第2格納部42Dも、ダミー部63Dが格納できれば形状は特に限られない。例えば、図5に示すように、ダミー部63Dの形状に沿って、ダミー部63Dよりもやや大きな形状となるように設けられている。
The spacer substrate 40 stores a conductive path 41 serving as an ink flow path, a first storage part 42N as a part for storing the piezoelectric element 63, and a dummy part 63D between the diaphragm 30 and the wiring board 50. And a second storage section 42D as a part (FIGS. 4 and 5). The conduction path 41, the first storage portion 42N, and the second storage portion 42D penetrate the spacer substrate 40 in the Z direction.
The first storage unit 42N stores the piezoelectric elements 63 arranged two-dimensionally on the diaphragm 30. The shape of the first storage unit 42N is not particularly limited as long as the piezoelectric element 63 can be stored. For example, as illustrated in FIG. 5, the plurality of piezoelectric elements 63 arranged along the arrangement direction D1 of the piezoelectric elements 63 are all included. It has a substantially rectangular parallelepiped shape that can be stored, and is formed in a plurality of rows in a direction D2 orthogonal to the arrangement direction D1 of the piezoelectric elements.
The second storage unit 42D stores a dummy part 63D provided on the outer periphery of the piezoelectric elements 63 arranged two-dimensionally. The dummy portion 63D is formed at the same time when the two-dimensionally arranged piezoelectric elements 63 are formed, and the details will be described in a method for manufacturing the inkjet head 1 described later.
The shape of the second storage unit 42D is not particularly limited as long as the dummy unit 63D can be stored. For example, as shown in FIG. 5, it is provided along the shape of the dummy part 63D so as to be slightly larger than the dummy part 63D.

また、スペーサー基板40は、振動板30及び配線基板50と熱膨張係数の近い材料によって形成されていることが好ましい。例えば、振動板30及び配線基板50がシリコン製である場合には、スペーサー基板40は、シリコン、42アロイ、又はガラス等によって形成することが好ましい。
また、スペーサー基板40の第1格納部42N及び第2格納部42Dは、サンドブラスト加工によって形成することができる。サンドブラスト加工に適するという観点からは、スペーサー基板40はガラス製であることが好ましい。また、ガラス製の透明基板は、部材の位置合わせのしやすさの観点からも好ましい。
The spacer substrate 40 is preferably formed of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the diaphragm 30 and the wiring substrate 50. For example, when the diaphragm 30 and the wiring substrate 50 are made of silicon, the spacer substrate 40 is preferably formed of silicon, 42 alloy, glass, or the like.
The first storage portion 42N and the second storage portion 42D of the spacer substrate 40 can be formed by sandblasting. From the viewpoint of being suitable for sandblasting, the spacer substrate 40 is preferably made of glass. Moreover, the glass-made transparent substrate is preferable also from a viewpoint of the ease of positioning of a member.

また、スペーサー基板40には、表面処理が施されていることが好ましい。表面処理としては、例えば、ニッケル(Ni)によるメッキ処理が施されている好ましい。表面処理は、スペーサー基板40に、導通路41や、第1格納部42N及び第2格納部42D等の形状加工が行われた後に施される。
スペーサー基板40は、表面処理により、防錆性や溶剤に対する耐性を得ることができることから、スペーサー基板40の耐久性をより向上させることができる。特に、スペーサー基板40には導通路41が設けられているので、インクに含まれている溶剤等に対する耐性を確保するため、表面処理は有効に機能する。
なお、表面処理は、ニッケル(Ni)によるメッキ処理に限らず、防錆性や溶剤に対する耐性を得られる表面処理であればよい。表面処理の他の具体例として、例えば、TEOS(Tetraethyl orthosilicate)のような珪酸エチルによる膜や、パリレン(登録商標)等のパラキシリレン系ポリマーによる膜をスペーサー基板40の表面に形成するための処理が挙げられる。当該膜を形成するための具体的な処理としては、例えば、スパッタリング等の蒸着処理を用いることができる。表面処理に係るこれらの例示はあくまで一例であり、これに限られるものでない。
The spacer substrate 40 is preferably subjected to a surface treatment. As the surface treatment, for example, a plating treatment with nickel (Ni) is preferably performed. The surface treatment is performed after the spacer substrate 40 is subjected to shape processing of the conduction path 41, the first storage portion 42N, the second storage portion 42D, and the like.
Since the spacer substrate 40 can obtain resistance to rust and solvent by surface treatment, the durability of the spacer substrate 40 can be further improved. In particular, since the conductive path 41 is provided in the spacer substrate 40, the surface treatment functions effectively in order to ensure resistance to the solvent and the like contained in the ink.
The surface treatment is not limited to the plating treatment with nickel (Ni), but may be any surface treatment that can obtain rust prevention and resistance to solvents. As another specific example of the surface treatment, for example, a treatment for forming a film made of ethyl silicate such as TEOS (Tetraethyl orthosilicate) or a film made of a paraxylylene polymer such as Parylene (registered trademark) on the surface of the spacer substrate 40 may be used. Can be mentioned. As a specific process for forming the film, for example, a vapor deposition process such as sputtering can be used. These illustrations relating to the surface treatment are merely examples, and are not limited thereto.

圧電素子63は、例えば、振動板30を変形させるためのPZT(lead zirconium titanate)からなるアクチュエーターであり、圧力室21に供給されたインクに、振動板30を介して圧力を発生させることができる。また、圧電素子63は、圧電体60の上面に第1電極61及び下面に第2電極62が設けられている。   The piezoelectric element 63 is an actuator made of, for example, PZT (lead zirconium titanate) for deforming the vibration plate 30, and can generate pressure to the ink supplied to the pressure chamber 21 via the vibration plate 30. . The piezoelectric element 63 is provided with a first electrode 61 on the upper surface of the piezoelectric body 60 and a second electrode 62 on the lower surface.

第1電極61は、図4に示すように、接続部90を介して、配線基板50の下面側に設けられた配線52と電気的に接続されている。接続部90は、第1電極61と配線52とをZ方向に沿って接続するよう設けられている。
接続部90は、配線基板50に形成されたバンプ91を有する。具体的には、バンプ91は、例えば、金を材料としたワイヤーボンディングにより形成される。また、バンプ91は、例えば、配線52の下面に形成される。配線52は、例えば、少なくとも下面が平坦な面となるよう設けられた導電性を有する金属(例えば、アルミニウム)製の板により構成されている。
また、バンプ91の下端側には導電性材料92が塗布されている。具体的には、導電性材料92は、例えば、導電性接着材である。導電性接着剤とは、導電性を有する金属粉末(例えば、銀粉等)が混入された接着剤であり、導電性を有する。
このように、接続部90は、配線基板50に形成されたバンプ91とバンプ91に塗布された導電性材料92を介して配線基板50と圧電素子63とを電気的に接続する。
As shown in FIG. 4, the first electrode 61 is electrically connected to the wiring 52 provided on the lower surface side of the wiring substrate 50 via the connection portion 90. The connection unit 90 is provided to connect the first electrode 61 and the wiring 52 along the Z direction.
The connection part 90 has bumps 91 formed on the wiring board 50. Specifically, the bump 91 is formed by wire bonding using gold as a material, for example. The bump 91 is formed on the lower surface of the wiring 52, for example. The wiring 52 is made of, for example, a conductive metal (for example, aluminum) plate provided so that at least the lower surface is a flat surface.
A conductive material 92 is applied to the lower end side of the bump 91. Specifically, the conductive material 92 is, for example, a conductive adhesive. The conductive adhesive is an adhesive mixed with conductive metal powder (for example, silver powder) and has conductivity.
As described above, the connection portion 90 electrically connects the wiring substrate 50 and the piezoelectric element 63 via the bump 91 formed on the wiring substrate 50 and the conductive material 92 applied to the bump 91.

ここで、スペーサー基板40の厚さは、圧電素子63及び接続部90のZ方向の厚さの和に対応する。より具体的には、スペーサー基板40の厚さは、例えば、50μm以上200μm以下のように薄く形成することが好ましい。このように、スペーサー基板40をより薄く設けることで、スペーサー基板40の熱膨張の度合いを最低限に抑えることができることから、基板どうしの熱膨張係数の差による基板の反りや基板間の剥離による問題の発生をより確実に防止することができる。   Here, the thickness of the spacer substrate 40 corresponds to the sum of the thicknesses of the piezoelectric element 63 and the connection portion 90 in the Z direction. More specifically, it is preferable to form the spacer substrate 40 as thin as 50 μm to 200 μm, for example. Thus, by providing the spacer substrate 40 thinner, the degree of thermal expansion of the spacer substrate 40 can be minimized, so that the substrate warp due to the difference in the thermal expansion coefficient between the substrates or peeling between the substrates. Problems can be prevented more reliably.

配線基板50は、例えば、シリコン製の基板である板状のインターポーザー53を備えている。インターポーザー53の上面及び下面には、それぞれ絶縁層54及び絶縁層55が被覆されている。また、配線基板50は、Z方向に貫通する貫通孔に設けられた貫通電極56と、絶縁層54の上面に設けられて貫通電極56の上側の端部と電気的に接続された配線57と、配線57の上面及び配線57が設けられていない絶縁層54の上面を被覆する絶縁層58と、絶縁層55の下面に設けられて貫通電極56の下側の端部と電気的に接続された配線52と、配線52のうちバンプ91が形成されない部分の下面及び絶縁層55のうち配線52が設けられていない下面を被覆する絶縁層59と、を有する。
配線52は、貫通電極56、配線57を介して、圧電素子63への電圧の印加に係る図示しない制御部に接続されている。
The wiring board 50 includes, for example, a plate-shaped interposer 53 that is a silicon substrate. The upper and lower surfaces of the interposer 53 are covered with an insulating layer 54 and an insulating layer 55, respectively. The wiring substrate 50 includes a through electrode 56 provided in a through hole penetrating in the Z direction, and a wiring 57 provided on the upper surface of the insulating layer 54 and electrically connected to an upper end portion of the through electrode 56. The insulating layer 58 covering the upper surface of the wiring 57 and the insulating layer 54 where the wiring 57 is not provided, and the lower surface of the insulating layer 55 and electrically connected to the lower end of the through electrode 56. Wiring 52, and an insulating layer 59 covering the lower surface of the wiring 52 where the bump 91 is not formed and the lower surface of the insulating layer 55 where the wiring 52 is not provided.
The wiring 52 is connected to a control unit (not shown) related to the application of voltage to the piezoelectric element 63 via the through electrode 56 and the wiring 57.

また、第2電極62は、振動板30に当接している。振動板30は、導電体であり、第2電極62と制御部とを電気的に接続する電極として機能している。具体的には、第2電極62は、例えば、振動板30及び振動板30に接続された図示しない配線を介して制御部に接続されている。
圧電素子63は、第1電極61が、接続部90、配線52、貫通電極56、配線57を介して制御部に接続されるとともに、第2電極62が、振動板30及び図示しない配線を介して制御部に接続されることで、制御部の制御下で動作する。
Further, the second electrode 62 is in contact with the diaphragm 30. The diaphragm 30 is a conductor and functions as an electrode that electrically connects the second electrode 62 and the control unit. Specifically, the second electrode 62 is connected to the control unit via, for example, the diaphragm 30 and a wiring (not shown) connected to the diaphragm 30.
In the piezoelectric element 63, the first electrode 61 is connected to the control unit via the connection unit 90, the wiring 52, the through electrode 56, and the wiring 57, and the second electrode 62 is connected to the diaphragm 30 and a wiring (not shown). By being connected to the control unit, it operates under the control of the control unit.

また、振動板30、スペーサー基板40及び配線基板50には、それぞれ圧力室21に連通する導通路31、41、51が設けられている。導通路31、41、51により形成されるインク流路は、圧力室21と、配線基板50の上方に設けられた共通インク室70とを接続する。   The diaphragm 30, the spacer substrate 40, and the wiring substrate 50 are provided with conduction paths 31, 41, and 51 that communicate with the pressure chamber 21, respectively. The ink flow path formed by the conduction paths 31, 41, 51 connects the pressure chamber 21 and the common ink chamber 70 provided above the wiring board 50.

共通インク室70は、例えば、配線基板50の上方に立設するインク室形成部材70a内に設けられており、共通インク室70は図示しないインクの供給機構に接続されている。そして、当該インクの供給機構から共通インク室70に供給されたインクは、共通インク室70、導通路51、41、31を通って圧力室21に供給される。そして、圧力室21に供給されたインクは、圧電素子63の動作に応じて振動板30が振動することで圧力室21内のインクに圧力が付与され、ノズルNから射出される。   The common ink chamber 70 is provided, for example, in an ink chamber forming member 70a standing above the wiring substrate 50, and the common ink chamber 70 is connected to an ink supply mechanism (not shown). Then, the ink supplied from the ink supply mechanism to the common ink chamber 70 is supplied to the pressure chamber 21 through the common ink chamber 70 and the conduction paths 51, 41, and 31. The ink supplied to the pressure chamber 21 is ejected from the nozzle N by applying pressure to the ink in the pressure chamber 21 by the vibration of the vibration plate 30 according to the operation of the piezoelectric element 63.

[インクジェットヘッドの製造方法]
次に、本実施形態のインクジェットヘッド1の製造方法について説明する。
本実施形態のインクジェットヘッド1の製造方法は、(1)基板300上に圧電プレート302を接着する工程と、(2)圧電プレート302表面にレジスト層303を形成する工程と、(3)レジスト層303をパターニングすることによりマスクパターンを303p形成する工程と、(4)マスクパターン303p上からサンドブラスト加工を施し、圧電素子ユニット63U及びダミー部63Dを形成する工程と、(5)圧電素子ユニット63Uの各圧電素子63を振動板30に接着する工程と、(6)基板300を各圧電素子63から剥離する工程と、を有する。図6には、基板300上に形成した圧電素子ユニット63U及びダミー部63Dを示す。
[Inkjet head manufacturing method]
Next, the manufacturing method of the inkjet head 1 of this embodiment is demonstrated.
The manufacturing method of the inkjet head 1 of this embodiment includes (1) a step of bonding the piezoelectric plate 302 on the substrate 300, (2) a step of forming a resist layer 303 on the surface of the piezoelectric plate 302, and (3) a resist layer. Forming a mask pattern 303p by patterning 303, (4) performing a sandblasting process on the mask pattern 303p to form the piezoelectric element unit 63U and the dummy part 63D, and (5) the piezoelectric element unit 63U. A step of bonding each piezoelectric element 63 to the diaphragm 30; and (6) a step of peeling the substrate 300 from each piezoelectric element 63. FIG. 6 shows the piezoelectric element unit 63U and the dummy part 63D formed on the substrate 300.

また、本発明でいう「圧電素子ユニット」とは、ヘッドチップ2内に二次元的に所定間隔で配列された圧電素子63の集合体のことをいう。また、本発明では、二次元的に配列された圧電素子63の並ぶ方向のうち、より数の多くの圧電素子63が一列で並ぶ方向を「圧電素子の配列方向D1」という。
また、本発明でいう「ダミー部」とは、ノズルNからインクを射出する圧力発生手段としては使用しない圧電素子のことをいう。本実施形態におけるダミー部63Dは、圧電素子ユニット63Uの外周部に設けられており(図6)、サンドブラスト用ノズルが圧電素子ユニット63Uの外側に位置するときに、当該サンドブラスト用ノズルから吹き出される研磨剤を遮る役割を果たす。
The “piezoelectric element unit” in the present invention refers to an assembly of piezoelectric elements 63 that are two-dimensionally arranged in the head chip 2 at a predetermined interval. In the present invention, among the directions in which the two-dimensionally arranged piezoelectric elements 63 are arranged, the direction in which a larger number of piezoelectric elements 63 are arranged in a row is referred to as “piezoelectric element arrangement direction D1”.
The “dummy part” in the present invention refers to a piezoelectric element that is not used as pressure generating means for ejecting ink from the nozzle N. The dummy portion 63D in the present embodiment is provided on the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit 63U (FIG. 6), and is blown out from the sandblast nozzle when the sandblast nozzle is located outside the piezoelectric element unit 63U. Plays the role of blocking the abrasive.

以下、これらの工程について図7を用いて説明する。図7は、図6に示す圧電素子ユニット63U及びダミー部63DのVII−VII部分に対応する位置の各工程における断面図を示す。   Hereinafter, these steps will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view in each process at a position corresponding to the VII-VII portion of the piezoelectric element unit 63U and the dummy part 63D shown in FIG.

まず、基板300上に、例えば剥離可能な粘着剤301を介して、圧電プレート302を接着する(図7A)。
基板300としては、例えば、後の工程で行うサンドブラスト加工する際の好適な基板であるガラス基板が用いられる。
また、剥離可能な粘着剤301としては、適宜公知の粘着剤を使用可能であり、例えば、加熱発泡剤を含有する粘着剤や、紫外線の照射処理によって粘着力が低下する粘着剤等を使用することができる。
First, the piezoelectric plate 302 is bonded onto the substrate 300 via, for example, a peelable adhesive 301 (FIG. 7A).
As the substrate 300, for example, a glass substrate which is a suitable substrate for sandblasting performed in a later process is used.
Moreover, as the peelable pressure-sensitive adhesive 301, a publicly known pressure-sensitive adhesive can be used as appropriate. For example, a pressure-sensitive adhesive containing a heating foaming agent or a pressure-sensitive adhesive whose adhesive strength is reduced by ultraviolet irradiation treatment is used. be able to.

次に、公知のフォトリソグラフィー技術により、まず圧電プレート302表面にレジスト層303を形成する(図7B)。次に、露光によりマスク304のパターンを転写した後(図7C)、現像を行うことで本実施形態に係るマスクパターン303pを形成する(図7D)。
次に、マスクパターン303p上からサンドブラスト加工を施し、圧電プレート302をパターニングして、圧電素子ユニット63Uを構成する各圧電素子63と、ダミー部63Dとを形成し(図7E)、レジスト層303(マスクパターン303p)を除去する(図7F)。
Next, a resist layer 303 is first formed on the surface of the piezoelectric plate 302 by a known photolithography technique (FIG. 7B). Next, after transferring the pattern of the mask 304 by exposure (FIG. 7C), development is performed to form a mask pattern 303p according to the present embodiment (FIG. 7D).
Next, sandblasting is performed on the mask pattern 303p, and the piezoelectric plate 302 is patterned to form the respective piezoelectric elements 63 constituting the piezoelectric element unit 63U and the dummy portion 63D (FIG. 7E), and the resist layer 303 ( The mask pattern 303p) is removed (FIG. 7F).

ここで、本実施形態のマスクパターン303pは、複数の圧電素子63が二次元的に配列された圧電素子ユニット63Uを形成するための圧電素子マスクパターン303nと、当該圧電素子ユニット63Uの外周部に設けられたダミー部63Dを形成するためのダミーマスクパターン303dと、を有する(図7D)。   Here, the mask pattern 303p of this embodiment includes a piezoelectric element mask pattern 303n for forming a piezoelectric element unit 63U in which a plurality of piezoelectric elements 63 are two-dimensionally arranged, and an outer peripheral portion of the piezoelectric element unit 63U. And a dummy mask pattern 303d for forming the provided dummy portion 63D (FIG. 7D).

ここで、圧電素子マスクパターン303nによって圧電素子ユニット63Uを設ける部分をマスクし、かつダミーマスクパターン303dによってダミー部63Dを設ける部分をマスクすることで、後述するサンドブラスト加工において、基板300上に圧電素子ユニット63Uとダミー部63Dとを形成することができる(図7E及び図6参照)。   Here, by masking the portion where the piezoelectric element unit 63U is provided with the piezoelectric element mask pattern 303n and masking the portion where the dummy portion 63D is provided with the dummy mask pattern 303d, the piezoelectric element is formed on the substrate 300 in the sand blast processing described later. The unit 63U and the dummy part 63D can be formed (see FIGS. 7E and 6).

また、基板300上の圧電素子ユニット63U及びダミー部63Dは、圧電素子63の配列方向D1及び当該配列方向D1に直交する方向D2のそれぞれにおいて、圧電素子ユニット63Uの外周部とダミー部63Dとの距離A1,A2が、圧電素子ユニット63Uにおける圧電素子間距離B1,B2よりも大きくなっている(図6)。   In addition, the piezoelectric element unit 63U and the dummy part 63D on the substrate 300 are formed between the outer peripheral part of the piezoelectric element unit 63U and the dummy part 63D in each of the arrangement direction D1 of the piezoelectric elements 63 and the direction D2 orthogonal to the arrangement direction D1. The distances A1 and A2 are larger than the distances B1 and B2 between the piezoelectric elements in the piezoelectric element unit 63U (FIG. 6).

ここで、本発明でいう「圧電素子ユニットの外周部とダミー部との距離」とは、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63から、ダミー部63Dまでの距離をいう。ここで、図6に一例を示すように、圧電素子63の配列方向D1における「圧電素子ユニットの外周部とダミー部との距離」をA1、圧電素子の配列方向D1に直交する方向D2における「圧電素子ユニットの外周部とダミー部との距離」をA2として示している。
また、本発明でいう「圧電素子間距離」とは、図6に一例を示すように、圧電素子63の配列方向D1においては、隣接する圧電素子63同士の間の距離B1を意味し、電素子の配列方向D1に直交する方向D2においては、圧電素子の配列間の距離B2を意味する。
Here, the “distance between the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit and the dummy portion” in the present invention refers to the distance from the piezoelectric element 63 located at the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U to the dummy portion 63D. Here, as shown in FIG. 6 as an example, the “distance between the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit and the dummy portion” in the arrangement direction D1 of the piezoelectric elements 63 is A1, and “the distance in the direction D2 orthogonal to the arrangement direction D1 of the piezoelectric elements” A distance between the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit and the dummy portion "is indicated as A2.
Further, the “distance between piezoelectric elements” in the present invention means a distance B1 between adjacent piezoelectric elements 63 in the arrangement direction D1 of the piezoelectric elements 63, as shown in an example in FIG. In a direction D2 orthogonal to the element arrangement direction D1, it means a distance B2 between the arrangements of the piezoelectric elements.

したがって、図6に示した一例の場合、圧電素子の配列方向D1においては、圧電素子ユニット63Uの外周部とダミー部との距離をA1が、圧電素子間距離B1よりも大きくなっている。さらに、圧電素子の配列方向D1に直交する方向D2においては、圧電素子ユニット63Uの外周部とダミー部63Dとの距離A2が、圧電素子間距離B2よりも大きくなっている。   Therefore, in the example shown in FIG. 6, in the arrangement direction D1 of the piezoelectric elements, the distance A1 between the outer peripheral part of the piezoelectric element unit 63U and the dummy part is larger than the distance B1 between the piezoelectric elements. Further, in the direction D2 orthogonal to the arrangement direction D1 of the piezoelectric elements, the distance A2 between the outer peripheral part of the piezoelectric element unit 63U and the dummy part 63D is larger than the distance B2 between the piezoelectric elements.

このような本実施形態のインクジェットヘッド1の製造方法では、サンドブラスト加工する際に、サンドブラスト用ノズルがダミー部63Dの外側まで走査されることとなる。ここで、当該サンドブラスト用ノズルがダミー部63Dの外側に位置するときには、ダミー部63Dが防御壁の役割を果たすこととなる。より詳細には、サンドブラスト用ノズルが圧電素子ユニット63Uの外側に位置するときに、当該サンドブラスト用ノズルから吹き出される研磨剤が、ダミー部63Dによって遮られる。したがって、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63の形状精度を向上させることができる。
また、圧電素子の配列方向D1及び当該方向D1に直交する方向D2において、圧電素子ユニット63Uの外周部とダミー部63Dとの距離A1,A2を、圧電素子間距離B1,B2より大きくすることで、サンドブラスト加工する際にサンドブラスト用ノズルを圧電素子ユニット63Uの外周部からより遠くの位置まで走査させることができる。これにより、サンドブラスト用ノズルがダミー部63Dの外側に位置するときに、サンドブラスト用ノズルから圧電素子ユニット63Uまでの距離がより遠くなり、研磨剤が圧電素子ユニット63Uに吹き付けられにくくなるので、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63の形状精度を向上させることができる。
In such a method of manufacturing the inkjet head 1 of the present embodiment, when sandblasting, the sandblast nozzle is scanned to the outside of the dummy portion 63D. Here, when the sandblast nozzle is located outside the dummy portion 63D, the dummy portion 63D serves as a defense wall. More specifically, when the sandblast nozzle is located outside the piezoelectric element unit 63U, the abrasive blown from the sandblast nozzle is blocked by the dummy portion 63D. Therefore, the shape accuracy of the piezoelectric element 63 located on the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U can be improved.
Further, in the piezoelectric element arrangement direction D1 and the direction D2 orthogonal to the direction D1, the distances A1, A2 between the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit 63U and the dummy part 63D are made larger than the distances B1, B2 between the piezoelectric elements. When sandblasting, the sandblast nozzle can be scanned to a position farther from the outer periphery of the piezoelectric element unit 63U. Accordingly, when the sandblast nozzle is positioned outside the dummy portion 63D, the distance from the sandblast nozzle to the piezoelectric element unit 63U is further increased, and the abrasive is less likely to be sprayed onto the piezoelectric element unit 63U. The shape accuracy of the piezoelectric element 63 located on the outermost periphery of the unit 63U can be improved.

また、仮に、圧電素子ユニット63Uの外周部とダミー部63Dとの距離A1,A2が近い場合には、図17に破線の矢印で示すように、ダミー部63Dの側面で反射した研磨剤が、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63に吹き付けられて、当該圧電素子63の形状精度が悪くなるという問題が生じる。
これに対し、本実施形態のインクジェットヘッド1の製造方法では、圧電素子ユニット63Uの外周部とダミー部63Dとの距離A1,A2を、圧電素子間距離B1,B2より大きくすることで、当該距離A1,A2を大きくしているので、図6に破線の矢印で示すように、ダミー部63Dの側面で反射した研磨剤が、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63に吹き付けられにくく、当該圧電素子63の形状精度を向上させることができる。
In addition, if the distances A1 and A2 between the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit 63U and the dummy portion 63D are short, the abrasive reflected on the side surface of the dummy portion 63D as shown by the dashed arrows in FIG. There is a problem that the shape accuracy of the piezoelectric element 63 is deteriorated by being sprayed to the piezoelectric element 63 located on the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U.
On the other hand, in the manufacturing method of the ink jet head 1 of the present embodiment, the distances A1 and A2 between the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit 63U and the dummy part 63D are made larger than the distances B1 and B2 between the piezoelectric elements. Since A1 and A2 are made larger, the abrasive reflected by the side surface of the dummy part 63D is difficult to be sprayed onto the piezoelectric element 63 located on the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U, as shown by the broken arrows in FIG. The shape accuracy of the piezoelectric element 63 can be improved.

また、圧電素子ユニット63Uの外周部とダミー部63Dとの距離A1,A2は、圧電素子間距離B1,B2よりも大きくすれば本発明の効果は得られるので、本発明の効果が得られればその上限は特に限られない。ただし、製造効率の観点からは、圧電素子ユニット63Uの外周部との距離A1,A2が、それぞれ、圧電素子間距離B1,B2の3倍よりも小さくすることが好ましく、圧電素子間距離B1,B2の2倍よりも小さくすることがより好ましい。   Further, if the distances A1, A2 between the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit 63U and the dummy portion 63D are larger than the distances B1, B2 between the piezoelectric elements, the effect of the present invention can be obtained. The upper limit is not particularly limited. However, from the viewpoint of manufacturing efficiency, it is preferable that the distances A1 and A2 with the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit 63U be smaller than three times the distances B1 and B2 between the piezoelectric elements, respectively. It is more preferable to make it smaller than twice B2.

また、図6には、ダミー部63Dが、圧電素子ユニット63Uの外周部において、圧電素子の配列方向D1にそれぞれ1つずつ、かつ圧電素子の配列方向D1に直交する方向D2にそれぞれ1つずつ、計4つ設けた例を示しているが、これに限られない。
ダミー部63D、例えば、図8に示すように複数に分割したものとしてもよいし(図8)、圧電素子の配列方向D1については複数に分割したものとし、当該方向D1に直交する方向D2については一続きで形成したものとしてもよいし(図9)、圧電素子ユニット63Uの外周部を全て覆うように設けてもよい(図10)。
また、ダミー部63Dを複数に分割する場合は、当該ダミー部63Dと平行な位置の圧電素子ユニット63Uを8割以上覆うように設けることが、本発明の効果を得る観点から好ましい。
Further, in FIG. 6, one dummy portion 63D is provided in each of the outer peripheral portions of the piezoelectric element unit 63U in the piezoelectric element arrangement direction D1 and in each of the directions D2 orthogonal to the piezoelectric element arrangement direction D1. However, the present invention is not limited to this example.
The dummy part 63D, for example, may be divided into a plurality of pieces as shown in FIG. 8 (FIG. 8), or the piezoelectric element array direction D1 may be divided into a plurality of parts, and the direction D2 orthogonal to the direction D1. May be formed continuously (FIG. 9), or may be provided so as to cover the entire outer periphery of the piezoelectric element unit 63U (FIG. 10).
In addition, when the dummy part 63D is divided into a plurality of parts, it is preferable to provide the piezoelectric element unit 63U at a position parallel to the dummy part 63D so as to cover 80% or more from the viewpoint of obtaining the effects of the present invention.

また、ダミー部63Dのうち、少なくともサンドブラスト加工する際のサンドブラストの主走査方向MDに交差する方向に設けられたダミー部63Dが、少なくとも圧電素子ユニット63Uの一端部から他端部までに対応する部分が覆われるように一続きで形成されていることが好ましい。
また、本発明でいう「サンドブラストの主走査方向」とは、サンドブラスト加工を複数のラインに分割して行う際に、当該ライン方向と平行な方向をいう。また、本発明では、次のラインに移動することを副走査といい、その移動方向である主走査方向と直交する方向を副走査方向という。
また、サンドブラスト加工は、基板300を固定してサンドブラスト用ノズルを移動してもよく、サンドブラスト用ノズルを固定して基板300側を移動させることとしてもよい。
Of the dummy portion 63D, at least a portion corresponding to at least one end portion of the piezoelectric element unit 63U from the other end portion of the dummy portion 63D provided in a direction intersecting with the main scanning direction MD of the sandblast when sandblasting is performed. It is preferable that it is formed in a stretch so as to be covered.
The “sandblast main scanning direction” in the present invention refers to a direction parallel to the line direction when the sandblasting process is performed by dividing it into a plurality of lines. In the present invention, the movement to the next line is called sub-scanning, and the direction perpendicular to the main scanning direction, which is the moving direction, is called sub-scanning direction.
In the sandblasting process, the substrate 300 may be fixed and the sandblast nozzle may be moved, or the sandblasting nozzle may be fixed and the substrate 300 may be moved.

また、図9には、基板300上のサンドブラスト加工する際のサンドブラストの主走査方向MD及び副走査方向SDの一例を示す。また、図9では、サンドブラストの主走査方向MDに交差する方向の1つである直交する方向(副走査方向)において、ダミー部63Dが、少なくとも圧電素子ユニット63Uの一端部から他端部まで覆うように一続きで形成したものとなっている。なお、図9に示した例では、サンドブラストの主走査方向MDと圧電素子の配列方向D1が平行となる例を示している。
サンドブラスト加工を行う際には、サンドブラストの主走査方向MDに交差する方向に設けられたダミー部63Dの外側にサンドブラスト用ノズルが留まる時間が長くなる。ここで、サンドブラスト加工する際のサンドブラストの主走査方向MDに交差する方向に設けられたダミー部63Dが、圧電素子ユニット63Uの一端部から他端部までに対応する部分が覆われるように一続きで形成されていると、ダミー部63Dの外側にサンドブラスト用ノズルが留まっているときに、研磨剤が圧電素子ユニット63Uには吹き付けられにくくなる。したがって、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63の形状精度をより向上させることができる。
FIG. 9 shows an example of sandblast main scanning direction MD and sub-scanning direction SD when sandblasting on the substrate 300. In FIG. 9, the dummy portion 63 </ b> D covers at least from one end portion to the other end portion of the piezoelectric element unit 63 </ b> U in the orthogonal direction (sub-scanning direction) which is one of the directions intersecting the main scanning direction MD of sandblast. As a result, it is formed as a series. The example shown in FIG. 9 shows an example in which the main scanning direction MD of sandblast and the arrangement direction D1 of the piezoelectric elements are parallel.
When sandblasting is performed, the time during which the sandblast nozzle stays outside the dummy portion 63D provided in the direction intersecting the main scanning direction MD of sandblasting becomes longer. Here, the dummy part 63D provided in the direction intersecting with the main scanning direction MD of sandblasting when sandblasting is continued so as to cover a part corresponding to one end part to the other end part of the piezoelectric element unit 63U. When the sandblast nozzle remains on the outside of the dummy portion 63D, the abrasive is less likely to be sprayed onto the piezoelectric element unit 63U. Therefore, the shape accuracy of the piezoelectric element 63 located on the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U can be further improved.

また、本発明の効果を有効に得る観点からは、ダミー部63Dは、圧電素子ユニット63Uの外周部を全て覆うように設けられていることが好ましい(図10)。これにより、ダミー部63D間の隙間がなく、ダミー部63Dでより防御しやすくなるので、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63の形状精度をより向上させることができる。   Further, from the viewpoint of effectively obtaining the effects of the present invention, the dummy portion 63D is preferably provided so as to cover the entire outer peripheral portion of the piezoelectric element unit 63U (FIG. 10). As a result, there is no gap between the dummy parts 63D, and the dummy part 63D makes it easier to protect, so that the shape accuracy of the piezoelectric element 63 located on the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U can be further improved.

また、サンドブラスト加工する際のサンドブラストの主走査方向MDが、圧電素子ユニット63Uにおける複数の圧電素子63が二次元的に配列する方向のうち、配列数の多い方向(圧電素子の配列方向D1)と平行であることが好ましい(図9)。これにより、サンドブラスト加工時に、サンドブラストの主走査方向MDに交差する方向に設けられたダミー部63Dの外側にサンドブラスト用ノズルが留まるとき、サンドブラスト用ノズルから近くに位置する圧電素子63の数が少なくなるので、圧電素子ユニット63Uの形状精度をより向上させることができる。   Also, the sandblast main scanning direction MD during sandblasting is a direction in which the plurality of piezoelectric elements 63 in the piezoelectric element unit 63U are two-dimensionally arranged (piezoelectric element arrangement direction D1). It is preferable that they are parallel (FIG. 9). As a result, when the sandblast nozzle stays outside the dummy portion 63D provided in the direction intersecting the sandblast main scanning direction MD during sandblasting, the number of piezoelectric elements 63 located near the sandblast nozzle is reduced. Therefore, the shape accuracy of the piezoelectric element unit 63U can be further improved.

また、ダミー部63Dの厚さが、圧電素子ユニット63Uの厚さよりも厚いことが好ましい。これにより、ダミー部63Dの防御能力が向上するので、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63の形状精度をより向上させることができる。
また、ダミー部63Dの厚さを、圧電素子ユニット63Uの厚さよりも厚くするためには、例えば、ダミー部63Dを形成する部分を厚くした圧電プレート302を用いることで製造することができる。
Moreover, it is preferable that the thickness of the dummy part 63D is thicker than the thickness of the piezoelectric element unit 63U. Thereby, since the defense capability of dummy part 63D improves, the shape precision of the piezoelectric element 63 located in the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U can be improved more.
Moreover, in order to make the thickness of the dummy part 63D thicker than the thickness of the piezoelectric element unit 63U, for example, it can be manufactured by using the piezoelectric plate 302 in which the part for forming the dummy part 63D is thickened.

次に、基板300上に形成した圧電素子ユニット63Uの各圧電素子63表面に、接着剤310を塗布する(図11A)。次に、当該接着剤310が塗布された圧電素子63表面を、ノズル基板10、圧力室基板20及び振動板30が積層された基板の振動板30上に接着させ(図11B)、両面から加圧することで圧電素子63と振動板30とを密着させる。
ここで、ダミー部63Dについても、圧電素子ユニット63Uを構成する各圧電素子63と同様の方法で振動板30に接着させることができる。ただし、ダミー部63Dはインクの射出には使用しないので、ダミー部63D部分を切り取った後で、圧電素子ユニット63Uのみを振動板30に接着させてもよい。
また、図5には、ダミー部63Dも振動板30に接着する場合の、スペーサー基板40とダミー部Dの位置関係を示している。
Next, an adhesive 310 is applied to the surface of each piezoelectric element 63 of the piezoelectric element unit 63U formed on the substrate 300 (FIG. 11A). Next, the surface of the piezoelectric element 63 to which the adhesive 310 is applied is adhered on the vibration plate 30 of the substrate on which the nozzle substrate 10, the pressure chamber substrate 20 and the vibration plate 30 are stacked (FIG. 11B) and applied from both sides. By pressing, the piezoelectric element 63 and the diaphragm 30 are brought into close contact with each other.
Here, the dummy portion 63D can also be bonded to the diaphragm 30 in the same manner as the piezoelectric elements 63 constituting the piezoelectric element unit 63U. However, since the dummy part 63D is not used for ink ejection, only the piezoelectric element unit 63U may be bonded to the diaphragm 30 after the dummy part 63D is cut off.
FIG. 5 shows the positional relationship between the spacer substrate 40 and the dummy part D when the dummy part 63D is also bonded to the diaphragm 30.

次に、基板300を圧電素子63から剥離する(図11C)。基板300に剥離可能な粘着剤301を介して圧電素子63が接着されているので、例えば、剥離可能な粘着剤として加熱発泡剤を含有する粘着剤を用いた場合には、加熱することで、基板300を各圧電素子63から剥離することができる。   Next, the substrate 300 is peeled from the piezoelectric element 63 (FIG. 11C). Since the piezoelectric element 63 is bonded to the substrate 300 via the peelable adhesive 301, for example, when a pressure sensitive adhesive containing a heating foaming agent is used as the peelable adhesive, by heating, The substrate 300 can be peeled from each piezoelectric element 63.

次に、圧電素子63を格納する第1格納部42Nを有するスペーサー基板40を準備する(図12)。なお、図5に示すように、ダミー部63Dも振動板30に接着する場合には、スペーサー基板40には第2格納部42Dも形成しておく必要がある。   Next, the spacer board | substrate 40 which has the 1st storage part 42N which stores the piezoelectric element 63 is prepared (FIG. 12). As shown in FIG. 5, when the dummy portion 63 </ b> D is also bonded to the vibration plate 30, the spacer substrate 40 needs to be formed with the second storage portion 42 </ b> D.

次に、スペーサー基板40を、基板201上に剥離可能な粘着剤200を介して接着し、スペーサー基板40の表面に接着剤210を塗布する(図12)。なお、図12では、スペーサー基板40の表面に有する接着剤210のうち、スペーサー基板40の切断面の下面に有する接着剤210aと、導通路41及び第1格納部42Nの奥のスペーサー基板40の下面に有する接着剤210bとをそれぞれ別の符号を付して示している。
次に、スペーサー基板40を振動板30に接着させ、スペーサー基板40と振動板30とが密着するように加圧(例えば、両面から加圧)する(図13)。
Next, the spacer substrate 40 is bonded to the substrate 201 via the peelable adhesive 200, and the adhesive 210 is applied to the surface of the spacer substrate 40 (FIG. 12). In FIG. 12, of the adhesive 210 on the surface of the spacer substrate 40, the adhesive 210a on the lower surface of the cut surface of the spacer substrate 40 and the spacer path 40 and the spacer substrate 40 at the back of the first storage portion 42N. The adhesive 210b on the lower surface is shown with different reference numerals.
Next, the spacer substrate 40 is bonded to the diaphragm 30, and pressure is applied (for example, pressure is applied from both sides) so that the spacer substrate 40 and the diaphragm 30 are in close contact with each other (FIG. 13).

次に、スペーサー基板40から基板201を剥離する(図14)。剥離可能な粘着剤200として加熱発泡剤を含有する粘着剤を用いた場合には、加熱することで、基板201をスペーサー基板40から剥離することができる。   Next, the substrate 201 is peeled from the spacer substrate 40 (FIG. 14). When a pressure-sensitive adhesive containing a heating foaming agent is used as the peelable pressure-sensitive adhesive 200, the substrate 201 can be peeled from the spacer substrate 40 by heating.

次に、スペーサー基板40の上面に接着剤220を塗布し(図15)、スペーサー基板40の上面に配線基板50を接着固定し、導電性材料92によって配線基板50と圧電素子63を接続することで、本実施形態のヘッドチップ2を製造することができる(図4)。
なお、図15では、スペーサー基板40の表面に有する接着剤220のうち、スペーサー基板40の切断面の上面に有する接着剤220aと、導通路41及び第1格納部42Nの奥のスペーサー基板40の上面に有する接着剤220bとをそれぞれ別の符号を付して示している。
Next, an adhesive 220 is applied to the upper surface of the spacer substrate 40 (FIG. 15), the wiring substrate 50 is bonded and fixed to the upper surface of the spacer substrate 40, and the wiring substrate 50 and the piezoelectric element 63 are connected by the conductive material 92. Thus, the head chip 2 of this embodiment can be manufactured (FIG. 4).
In FIG. 15, among the adhesives 220 on the surface of the spacer substrate 40, the adhesive 220 a on the upper surface of the cut surface of the spacer substrate 40, the conductive path 41, and the spacer substrate 40 in the back of the first storage portion 42 </ b> N. The adhesive 220b on the upper surface is shown with different symbols.

[本発明の技術的効果]
以上、説明した通り、本発明に係るインクジェットヘッド1は、インクを射出する複数のノズルNと、インクが供給される複数の圧力室21と、振動板30と、複数の圧力室21に供給されたインクに振動板30を介して圧力を発生させることにより、ノズルNからインクを射出させる複数の圧電素子63と、を備える。そして、本発明のインクジェットヘッド1の製造方法では、基板300上に圧電プレート302を接着する工程と、圧電プレート302表面にレジスト層303を形成する工程と、レジスト層303をパターニングすることにより、複数の圧電素子63が二次元的に配列された圧電素子ユニット63Uを形成するための圧電素子マスクパターン303nと、当該圧電素子ユニット63Uの外周部に設けられたダミー部63Dを形成するためのダミーマスクパターン303dと、を有するマスクパターン303pを形成する工程と、当該マスクパターン303p上からサンドブラスト加工を施し、圧電プレート302をパターニングして、圧電素子ユニット63U及びダミー部63Dを形成する工程と、圧電素子ユニット63Uの各圧電素子63を振動板30に接着する工程と、基板300を圧電素子ユニット63Uの各圧電素子63から剥離する工程と、を有する。また、基板300上において、圧電素子63の配列方向D1及び当該配列方向D1に直交する方向D2のそれぞれに対し、圧電素子ユニット63Uの外周部とダミー部63Dとの距離A1,A2が、圧電素子ユニット63Uにおける圧電素子間距離B1,B2よりも大きくなっている。
このような本実施形態のインクジェットヘッド1の製造方法では、サンドブラスト加工する際に、サンドブラスト用ノズルがダミー部63Dの外側まで走査されることとなる。ここで、当該サンドブラスト用ノズルがダミー部63Dの外側に位置するときには、ダミー部63Dが防御壁の役割を果たすこととなる。より詳細には、サンドブラスト用ノズルが圧電素子ユニット63Uの外側に位置するときに、当該サンドブラスト用ノズルから吹き出される研磨剤が、ダミー部63Dによって遮られる。したがって、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63の形状精度を向上させることができる。
また、圧電素子の配列方向D1及び当該方向D1に直交する方向D2において、圧電素子ユニット63Uの外周部とダミー部63Dとの距離A1,A2を、圧電素子間距離B1,B2より大きくすることで、サンドブラスト加工する際にサンドブラスト用ノズルを圧電素子ユニット63Uの外周部からより遠くの位置まで走査させることができる。これにより、サンドブラスト用ノズルがダミー部63Dの外側に位置するときに、サンドブラスト用ノズルから圧電素子ユニット63Uまでの距離がより遠くなり、研磨剤が圧電素子ユニット63Uに吹き付けられにくくなるので、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63の形状精度を向上させることができる。
さらに、圧電素子ユニット63Uの外周部とダミー部63Dとの距離A1,A2を、圧電素子間距離B1,B2より大きくすることで、当該距離A1,A2を大きくしているので、ダミー部63Dの側面で反射した研磨剤が、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63に吹き付けられにくく、当該圧電素子63の形状精度を向上させることができる。
[Technical effects of the present invention]
As described above, the inkjet head 1 according to the present invention is supplied to the plurality of nozzles N that eject ink, the plurality of pressure chambers 21 to which ink is supplied, the vibration plate 30, and the plurality of pressure chambers 21. And a plurality of piezoelectric elements 63 for ejecting ink from the nozzles N by generating pressure on the ink through the vibration plate 30. In the method of manufacturing the inkjet head 1 according to the present invention, a step of bonding the piezoelectric plate 302 on the substrate 300, a step of forming the resist layer 303 on the surface of the piezoelectric plate 302, and patterning the resist layer 303 are performed. Piezoelectric element mask pattern 303n for forming a piezoelectric element unit 63U in which the piezoelectric elements 63 are two-dimensionally arranged, and a dummy mask for forming a dummy part 63D provided on the outer periphery of the piezoelectric element unit 63U A step of forming a mask pattern 303p having a pattern 303d, a step of performing sandblasting on the mask pattern 303p, patterning the piezoelectric plate 302, and forming a piezoelectric element unit 63U and a dummy portion 63D, and a piezoelectric element Each piezoelectric element 6 of the unit 63U The has a step of bonding the diaphragm 30, a step of separating the substrate 300 from each of the piezoelectric elements 63 of the piezoelectric element unit 63U, a. In addition, on the substrate 300, the distances A1 and A2 between the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit 63U and the dummy portion 63D with respect to the arrangement direction D1 of the piezoelectric elements 63 and the direction D2 orthogonal to the arrangement direction D1 are piezoelectric elements. The distance between the piezoelectric elements B1 and B2 in the unit 63U is larger.
In such a method of manufacturing the inkjet head 1 of the present embodiment, when sandblasting, the sandblast nozzle is scanned to the outside of the dummy portion 63D. Here, when the sandblast nozzle is located outside the dummy portion 63D, the dummy portion 63D serves as a defense wall. More specifically, when the sandblast nozzle is located outside the piezoelectric element unit 63U, the abrasive blown from the sandblast nozzle is blocked by the dummy portion 63D. Therefore, the shape accuracy of the piezoelectric element 63 located on the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U can be improved.
Further, in the piezoelectric element arrangement direction D1 and the direction D2 orthogonal to the direction D1, the distances A1, A2 between the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit 63U and the dummy part 63D are made larger than the distances B1, B2 between the piezoelectric elements. When sandblasting, the sandblast nozzle can be scanned to a position farther from the outer periphery of the piezoelectric element unit 63U. Accordingly, when the sandblast nozzle is positioned outside the dummy portion 63D, the distance from the sandblast nozzle to the piezoelectric element unit 63U is further increased, and the abrasive is less likely to be sprayed onto the piezoelectric element unit 63U. The shape accuracy of the piezoelectric element 63 located on the outermost periphery of the unit 63U can be improved.
Furthermore, since the distances A1 and A2 between the outer periphery of the piezoelectric element unit 63U and the dummy part 63D are larger than the distances B1 and B2 between the piezoelectric elements, the distances A1 and A2 are increased. The abrasive reflected on the side surface is difficult to be sprayed on the piezoelectric element 63 located on the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U, and the shape accuracy of the piezoelectric element 63 can be improved.

また、本実施形態のインクジェットヘッド1の製造方法では、ダミー部63Dのうち、サンドブラスト加工する際のサンドブラストの主走査方向MDに交差する方向に設けられたダミー部63Dは、少なくとも圧電素子ユニット63Uの一端部から他端部までに対応する部分が覆われるように一続きで形成されていることが好ましい。
サンドブラスト加工を行う場合、サンドブラストの主走査方向MDに交差する方向に設けられたダミー部63Dの外側にサンドブラスト用ノズルが留まる時間が長くなる。ここで、サンドブラスト加工する際のサンドブラストの主走査方向MDに交差する方向に設けられたダミー部63Dが、圧電素子ユニット63Uの一端部から他端部までに対応する部分が覆われるように一続きで形成されていると、ダミー部63Dの外側にサンドブラスト用ノズルが留まっているときに、研磨剤が圧電素子ユニット63Uには吹き付けられにくくなる。したがって、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63の形状精度をより向上させることができる。
Further, in the method for manufacturing the inkjet head 1 of the present embodiment, of the dummy portions 63D, the dummy portions 63D provided in the direction intersecting the main blasting direction MD of sandblasting when sandblasting are at least provided for the piezoelectric element unit 63U. It is preferable that the portions corresponding to the one end portion to the other end portion are continuously formed so as to be covered.
When sandblasting is performed, the time during which the sandblast nozzle stays outside the dummy portion 63D provided in the direction intersecting the main scanning direction MD of sandblasting becomes longer. Here, the dummy part 63D provided in the direction intersecting with the main scanning direction MD of sandblasting when sandblasting is continued so as to cover a part corresponding to one end part to the other end part of the piezoelectric element unit 63U. When the sandblast nozzle remains on the outside of the dummy portion 63D, the abrasive is less likely to be sprayed onto the piezoelectric element unit 63U. Therefore, the shape accuracy of the piezoelectric element 63 located on the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U can be further improved.

また、本実施形態のインクジェットヘッド1の製造方法では、ダミー部63Dが、圧電素子ユニット63Uの外周部を全て覆うように設けられていることが好ましい。これにより、ダミー部63D間の隙間がなく、ダミー部63Dでより防御しやすくなるので、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63の形状精度をより向上させることができる。   In the method for manufacturing the inkjet head 1 of the present embodiment, it is preferable that the dummy portion 63D is provided so as to cover the entire outer peripheral portion of the piezoelectric element unit 63U. As a result, there is no gap between the dummy parts 63D, and the dummy part 63D makes it easier to protect, so that the shape accuracy of the piezoelectric element 63 located on the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U can be further improved.

また、本実施形態のインクジェットヘッド1の製造方法では、サンドブラスト加工する際のサンドブラストの主走査方向MDが、圧電素子ユニット63Uにおける複数の圧電素子63が二次元的に配列する方向のうち、圧電素子の配列数の多い方向D1と平行であることが好ましい。これにより、サンドブラスト加工時に、サンドブラストの主走査方向MDに交差する方向に設けられたダミー部63Dの外側にサンドブラスト用ノズルが留まるとき、サンドブラスト用ノズルから近くに位置する圧電素子63の数が少なくなるので、圧電素子ユニット63Uの形状精度をより向上させることができる。   Further, in the method of manufacturing the inkjet head 1 according to the present embodiment, the main blasting direction MD of sandblasting during sandblasting is a piezoelectric element among the directions in which the plurality of piezoelectric elements 63 in the piezoelectric element unit 63U are two-dimensionally arranged. It is preferable to be parallel to the direction D1 where the number of arrangements is large. As a result, when the sandblast nozzle stays outside the dummy portion 63D provided in the direction intersecting the sandblast main scanning direction MD during sandblasting, the number of piezoelectric elements 63 located near the sandblast nozzle is reduced. Therefore, the shape accuracy of the piezoelectric element unit 63U can be further improved.

また、本実施形態のインクジェットヘッド1の製造方法では、ダミー部63Dの厚さが、圧電素子ユニット63Uの厚さよりも厚いことが好ましい。これにより、ダミー部63Dの防御能力が向上するので、圧電素子ユニット63Uの最外周に位置する圧電素子63の形状精度をより向上させることができる。   In the method for manufacturing the inkjet head 1 of the present embodiment, it is preferable that the thickness of the dummy portion 63D is thicker than the thickness of the piezoelectric element unit 63U. Thereby, since the defense capability of dummy part 63D improves, the shape precision of the piezoelectric element 63 located in the outermost periphery of the piezoelectric element unit 63U can be improved more.

[その他]
なお、本発明の実施の形態は、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[Others]
The embodiment of the present invention should be considered that the embodiment disclosed this time is illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

例えば、ヘッドチップ2の層構成としては、ノズル基板10と圧力室基板20との間に、さらに、別の基板(以下、中間基板という。)が設けられていてもよい。中間基板には、例えば、ノズルNと圧力室21とを連通する導通路を形成し、その導通路をインクが通過する経路の径を絞る形状とする等によって、インクの吐出に係りインクに加えられる運動エネルギーを調整してもよい。   For example, as a layer configuration of the head chip 2, another substrate (hereinafter referred to as an intermediate substrate) may be further provided between the nozzle substrate 10 and the pressure chamber substrate 20. In the intermediate substrate, for example, a conduction path that communicates the nozzle N and the pressure chamber 21 is formed, and the conduction path is shaped so as to reduce the diameter of the path through which the ink passes. The kinetic energy produced may be adjusted.

また、本実施形態のヘッドチップ2では、圧力室基板20と振動板30とが個別に設けられて積層された例を示したが、これに限られず、圧力室基板20と振動板30とが一体形成されていてもよい。   Further, in the head chip 2 of the present embodiment, an example in which the pressure chamber substrate 20 and the vibration plate 30 are separately provided and laminated has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the pressure chamber substrate 20 and the vibration plate 30 are provided. It may be integrally formed.

1 インクジェットヘッド
2 ヘッドチップ
10 ノズル基板
20 圧力室基板
21 圧力室
30 振動板
40 スペーサー基板
42 格納部
50 配線基板
63 圧電素子
63D ダミー部
63U 圧電素子ユニット
100 インクジェット記録装置
300 基板
302 圧電プレート
303 レジスト層
303d ダミーマスクパターン
303n 圧電素子マスクパターン
303p マスクパターン
N ノズル
MD サンドブラストの主走査方向
D1 圧電素子の配列方向
A1 圧電素子ユニットの外周部とダミー部との距離(圧電素子の配列方向)
A2 圧電素子ユニットの外周部とダミー部との距離(圧電素子の配列方向に直交する方向)
B1 圧電素子ユニットにおける圧電素子間距離(圧電素子の配列方向)
B2 圧電素子ユニットにおける圧電素子間距離(圧電素子の配列方向に直交する方向)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 2 Head chip 10 Nozzle substrate 20 Pressure chamber substrate 21 Pressure chamber 30 Vibrating plate 40 Spacer substrate 42 Storage unit 50 Wiring substrate 63 Piezoelectric element 63D Dummy unit 63U Piezoelectric element unit 100 Inkjet recording apparatus 300 Substrate 302 Piezoelectric plate 303 Resist layer 303d Dummy mask pattern 303n Piezoelectric element mask pattern 303p Mask pattern N Nozzle MD Sandblast main scanning direction D1 Piezoelectric element arrangement direction A1 Distance between the outer periphery of the piezoelectric element unit and the dummy part (piezoelectric element arrangement direction)
A2 Distance between the outer peripheral part of the piezoelectric element unit and the dummy part (a direction orthogonal to the arrangement direction of the piezoelectric elements)
B1 Distance between piezoelectric elements in piezoelectric element unit (arrangement direction of piezoelectric elements)
B2 Distance between piezoelectric elements in the piezoelectric element unit (direction orthogonal to the arrangement direction of the piezoelectric elements)

Claims (5)

インクを射出する複数のノズルと、インクが供給される複数の圧力室と、振動板と、前記複数の圧力室に供給されたインクに前記振動板を介して圧力を発生させることにより、前記ノズルからインクを射出させる複数の圧電素子と、を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
基板上に圧電プレートを接着する工程と、
前記圧電プレート表面にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層をパターニングすることにより、前記複数の圧電素子が二次元的に配列された圧電素子ユニットを形成するための圧電素子マスクパターンと、当該圧電素子ユニットの外周部に設けられたダミー部を形成するためのダミーマスクパターンと、を有するマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターン上からサンドブラスト加工を施し、前記圧電プレートをパターニングして、前記圧電素子ユニット及び前記ダミー部を形成する工程と、
前記圧電素子ユニットの各圧電素子を前記振動板に接着する工程と、
前記基板を前記圧電素子ユニットの各圧電素子から剥離する工程と、を有し、
前記基板上において、前記圧電素子の配列方向及び当該配列方向に直交する方向のそれぞれに対し、前記圧電素子ユニットの外周部と前記ダミー部との距離が、前記圧電素子ユニットにおける圧電素子間距離よりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
A plurality of nozzles for ejecting ink, a plurality of pressure chambers to which ink is supplied, a vibration plate, and the nozzles by generating pressure through the vibration plate in the ink supplied to the plurality of pressure chambers A plurality of piezoelectric elements for ejecting ink from the inkjet head,
Bonding the piezoelectric plate on the substrate;
Forming a resist layer on the surface of the piezoelectric plate;
By patterning the resist layer, a piezoelectric element mask pattern for forming a piezoelectric element unit in which the plurality of piezoelectric elements are two-dimensionally arranged, and a dummy portion provided on the outer periphery of the piezoelectric element unit are provided. Forming a mask pattern having a dummy mask pattern for forming;
Applying sandblasting on the mask pattern, patterning the piezoelectric plate, and forming the piezoelectric element unit and the dummy part;
Bonding each piezoelectric element of the piezoelectric element unit to the diaphragm;
Separating the substrate from each piezoelectric element of the piezoelectric element unit,
On the substrate, the distance between the outer peripheral portion of the piezoelectric element unit and the dummy portion is greater than the distance between the piezoelectric elements in the piezoelectric element unit with respect to each of the arrangement direction of the piezoelectric elements and the direction orthogonal to the arrangement direction. A method for manufacturing an ink-jet head, wherein
前記ダミー部のうち、前記サンドブラスト加工する際のサンドブラストの主走査方向に交差する方向に設けられたダミー部は、少なくとも前記圧電素子ユニットの一端部から他端部までに対応する部分が覆われるように一続きで形成されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   Among the dummy parts, the dummy part provided in the direction intersecting the main scanning direction of the sandblast when the sandblasting is performed covers at least a part corresponding to one end part to the other end part of the piezoelectric element unit. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the ink jet head is formed in a continuous manner. 前記ダミー部は、前記圧電素子ユニットの外周部を全て覆うように設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the dummy portion is provided so as to cover the entire outer peripheral portion of the piezoelectric element unit. 前記サンドブラスト加工する際のサンドブラストの主走査方向が、前記圧電素子ユニットにおける前記複数の圧電素子が二次元的に配列する方向のうち、当該圧電素子の配列数の多い方向と平行であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The main scanning direction of sandblasting when the sandblasting is performed is parallel to a direction in which the plurality of piezoelectric elements in the piezoelectric element unit are two-dimensionally arranged and in which the number of piezoelectric elements is arranged. The manufacturing method of the inkjet head as described in any one of Claim 1- Claim 3. 前記ダミー部の厚さが、前記圧電素子ユニットの厚さよりも厚いことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The method of manufacturing an ink jet head according to any one of claims 1 to 4, wherein a thickness of the dummy portion is larger than a thickness of the piezoelectric element unit.
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