JP2004001436A

JP2004001436A - インクジェットヘッド、その製造方法、及び該インクジェットヘッドを備えるインクジェットプリンタ

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Publication number: JP2004001436A
Application number: JP2003081346A
Authority: JP
Inventors: Jun Nagata; 永田　純; Tomohiko Koda; 甲田　智彦; Yasuhiro Yoshimura; 吉村　保廣
Original assignee: Hitachi Printing Solutions Inc
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP4239639B2

Abstract

【課題】高集積ヘッドを有するインクジェットプリンタにおいても振動板の加圧面積、加圧位置を安定に決定させ、幅広い用途に応用でき、品質の高い印刷を可能にするインクジェットヘッド、その製造方法、及び該インクジェットヘッドを備えるインクジェットプリンタの提供。
【解決手段】インクジェットプリンタに使用するインクジェットヘッドにおいて、インク室のノズル配列方向の幅よりも狭い幅よりなる第１の当接面で振動板に当接し、第１の当接面のノズル配列方向の幅よりも大きく、かつ圧電振動子と等しいか、それ以下の幅よりなる第２の当接面で圧電振動子と接合されている中継部材を設けることにより、第１の当接面がインク室の中心線上に位置決めされる。
【選択図】　図２３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットヘッドの構成及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電振動子を駆動源としたインクジェットプリンタは、圧電振動子を伸縮させることにより圧電振動子に機械的に結合された振動板を変位させ、これによりインク室に圧力変動を発生させ、ノズルよりインクを吐出させる。従来のインクジェットプリンタは、高集積、高解像度を実現するため、ヘッド部において、振動板中央に細長いアイランド状の肉厚部を設けることにより、圧電振動子によって加圧される面積を一定にしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような振動板の作製には、以前よりニッケルのエレクトロフォーミングが採用されてきたが、ニッケルは元来化学反応を起こし易く、インクに腐食され易い。そこで最近では樹脂と金属の２層構造からなる振動板が考案されている。すなわちポリエチレン・テレフタラート、ポリイミド樹脂などの耐薬品性の良好な樹脂に薄い金属板をラミネートし、金属層を所望のパターンにエッチングすることにより肉厚部を形成する。この方法によれば、インクに直接接触するのは樹脂層のみなので、インクによる腐食を回避できる。
【０００４】
一方、圧電振動子の先端にモールドで成形した突起部材を接着する方法も考案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】
特許第３０７０６２５号公報
【特許文献２】
米国特許第４７５１７７４号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、樹脂の熱膨張係数は大きいので、他の流路部材と接着した場合位置ずれを起こし易く、特に、±２μｍの高精度でエッチング加工が可能なため注目されているシリコンなどの低熱膨張材料を流路部材に使用した場合、インク室中央にアイランド状の肉厚部を精度良く設置するには複雑な接着工程を要する。その対応策として流路部材の接着に低温硬化型接着剤を使用する方法もあるが、６０℃程度の低温硬化では硬化時間が長いため生産効率が悪く、また、接着剤の幅広い選定が不可能になる。このことは、インクジェットプリンタの使用環境温度や、使用できるインクの種類が制限される原因となる。
【０００６】
また、肉厚部をエッチングで形成するため、７５ｄｐｉ（ｄｏｔ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）以上の、集積度の高いヘッドにおいては、アイランド部の幅寸法が狭く、寸法精度の確保が困難であり、また、エッチングでアイランドを形成する際、アイランドが脱落しやすくなり、歩留まりの低下を招く。金属層の厚さを制限することにより寸法精度を上げると同時にエッチング時間を短縮し、アイランドの脱落を防ぐこともできるが、金属層が薄いため、振動板の振動に肉厚部が追従していまい、肉厚部としての十分な機能を果たせなくなる。
【０００７】
また、圧電振動子の先端にモールドで成形した突起部材を接着する方法を用いると、７５ｄｐｉ以上の高集積型ヘッドを有するインクジェットプリンタにおいては、このような突起部材を圧電振動子先端部に接着することが困難であり、更には、インク室と突起部材の相対位置を精度良く決定することは不可能である。
【０００８】
そこで、本発明は高集積ヘッドを有するインクジェットプリンタにおいても振動板の加圧面積、加圧位置を安定に決定させ、幅広い用途に応用でき、品質の高い印刷を可能にするインクジェットヘッド、その製造方法、及び該インクジェットヘッドを備えるインクジェットプリンタを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、インク流路に連通するインク室と、該インク室に連通する複数のノズルと、前記インク室の一部をなす振動板と、該振動板のインク室と対向した位置に設けられた圧電振動子よりなり、該圧電振動子の伸縮によりインク室内圧を変化させ、前記ノズルよりインクを吐出させるインクジェットヘッドにおいて、前記インク室のノズル配列方向の幅よりも狭い幅よりなる第１の当接面で前記振動板に当接し、前記第１の当接面のノズル配列方向の幅よりも大きく、かつ前記圧電振動子と等しいか、それ以下の幅よりなる第２の当接面で圧電振動子と接合されている中継部材を設け、前記第１の当接面が前記インク室の中心線上に位置決めされているインクジェットヘッドを提供している。
【００１０】
ここで、前記圧電振動子は支持台に固定されており、該支持台と前記振動板の間には、前記中継部材と等しいか、またはそれ以下の厚さを有する中間部材が設けられていることが望ましい。また、前記中間部材は、前記中継部材と前記インク室との相対位置を決定せしめるように、位置決め穴を有することが望ましい。
【００１１】
また、前記圧電振動子は支持台に固定されており、前記支持台は前記中継部材と前記インク室との相対位置を決定せしめるように位置決め穴を有することが望ましい。また、前記中継部材の第１面には、該振動板との接着面内に接着剤流れ出し防止のための孔または溝が設けられていることが望ましい。
【００１２】
また、該中継部材は、シリコン、ステンレス、または高剛性樹脂、またはセラミック、またはガラスより選ばれた材料よりなることが望ましい。また、該中継部材は、エレクトロフォーミングで形成可能な鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロウム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、及び、これらのうち少なくとも一種を含む合金よりなることが望ましい。更に、前記中継部材には、硫黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）のうち少なくとも一種が添加されていることが望ましい。また、前記振動板の非流路領域には、該振動板に当接する補強プレートを設けることが望ましい。
【００１３】
また、本発明は、インク流路に連通するインク室と、該インク室に連通する複数のノズルと、前記インク室の一部をなす振動板と、該振動板のインク室と対向した位置に設けられた圧電振動子よりなり、該圧電振動子の伸縮によりインク室内圧を変化させ、前記ノズルよりインクを吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、前記圧電振動子の変位を前記振動板に伝達する中継部材を連結した中継部材群と、前記インク室と前記中継部材群との相対位置を決定する位置決め部とを有する中継プレートを圧電ブロックの端部に接着し、前記中継プレートと圧電ブロックを個々のインク室に対応するように同時に切断した後、前記中継部材の自由端部を前記振動板に接着するインクジェットヘッドの製造方法を提供している。
【００１４】
更に、本発明は、インク流路に連通するインク室と、該インク室に連通する複数のノズルと、前記インク室の一部をなす振動板と、該振動板のインク室と対向した位置に設けられた圧電振動子よりなり、該圧電振動子の伸縮によりインク室内圧を変化させ、前記ノズルよりインクを吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、該圧電振動子が固定される支持台の一面に圧電ブロックを固着させる工程と、該圧電振動子の変位を該振動板に伝達する複数の中継部材と、該インク室と該中継部材との相対位置を決定する位置決め部と、該複数の中継部材と該位置決め部を連結する連結部と、を有する中継プレートを該圧電ブロックの端部に固着する工程と、該連結部を該複数の中継部材の配列方向に平行な方向に切断することにより、該中継プレートを該位置決め部と個々の該中継部材に分割する工程と、該圧電ブロックを個々の該インク室に対応するように分割することにより該圧電振動子を形成して該インクジェットヘッドの駆動部を完成させる工程と、該インク室を有する流路部を形成する工程と、該駆動部と該流路部を結合する工程とからなるインクジェットヘッドの製造方法を提供している。
【００１５】
ここで、前記中継プレートはエッチングまたはエッチングと切削加工を併用して形成することが望ましい。また、前記中継プレートは粉末成形または粉末成形と切削加工を併用して形成することが望ましい。また、前記中継プレートはエレクトロフォーミングまたはエレクトロフォーミングと切削加工を併用して形成することが望ましい。また、前記中継プレートはモールド成形またはモールド成形と切削加工を併用して形成することが望ましい。また、前記中継プレートは、中継部材として使用される材質からなる高平面度を有するプレートに、前記圧電振動子の間の中央に対応する位置に溝加工を施し、非溝加工部を中継部材、溝加工部を中継部材間の連結部とすることが望ましい。
【００１６】
更に、該位置決め部に位置決め穴を形成することが望ましい。また、該位置決め穴は、該中継部材をエッチングするマスクと同一のマスクにより形成されることが望ましい。また、該位置決め穴は、該中継プレートの第１面から所定深さ分だけ第１孔を形成した後、該第１面と反対側の第２面上であって該第１孔と対応する位置に該第１孔よりも大きな孔径の第２孔を形成して該第１孔と貫通させることにより形成されることが望ましい。また、該第２孔と該第１孔を貫通させたときに残留する残留部をオーバーエッチングにより除去することが望ましい。また、該オーバーエッチングを行う際に、該第１面にエッチングストップ層を形成することが望ましい。
【００１７】
更に、本発明は、インク流路に連通するインク室と、該インク室に連通する複数のノズルと、前記インク室の一部をなす振動板と、該振動板のインク室と対向した位置に設けられた圧電振動子よりなり、該圧電振動子の伸縮によりインク室内圧を変化させ、前記ノズルよりインクを吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、該圧電振動子が固定される支持台の一面に圧電ブロックを固着させる工程と、該圧電振動子の変位を該振動板に伝達する複数の中継部材と、該インク室と該中継部材との相対位置を決定する位置決め部と、該複数の中継部材と該位置決め部を連結する連結部とを有する中継プレートを、該位置決め部に形成された第１位置決め穴と該支持台に形成された第２位置決め穴の両方に挿嵌される位置決め部材により位置決めされた状態で、該圧電ブロックの端部に固着する工程と、該中継プレートと該圧電ブロックを個々のインク室に対応するように切断すると共に該位置決め部を切断除去して、該インクジェットヘッドの駆動部を完成させる工程と、該インク室を有する流路部を形成する工程と、該駆動部と該流路部を結合する工程とからなるインクジェットヘッドの製造方法を提供している。
【００１８】
ここで、該駆動部と該流路部を相互に固着させるための接着剤塗布部分に、接着剤の流れ出し防止及び接着強度向上のための切り欠き部又は凹部を形成することが望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態によるインクジェットプリンタについて図１乃至図２３に基づき説明する。図２に示すように、インクジェットヘッド２２は、大きく分けて流路部１５と駆動部１４とからなる。
【００２０】
流路部１５は、ノズル２９を有するオリフィスプレート１２と、インク室２４を有するチャンバプレート１１、振動板２５を有するダイアフラムプレート１０、及び流路を補強するための補強プレート８により構成される。
【００２１】
駆動部１４は、夫々のインク室２４に対応して設けられた中継部材７及び圧電振動子５と、支持台４より構成され、信号伝達系は銅箔付きセラミックプレート２とＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１で構成される。
【００２２】
図４に示すように、中継部材７は、ノズル配列方向の中継部材７の幅よりも狭い幅よりなる突起部７ａを有する。中継部材７は、インク室２４のノズル配列方向の幅よりも狭い幅よりなる第１の当接面（突起部７ａ）で振動板２５に当接し、第１の当接面のノズル配列方向の幅よりも大きく、かつ圧電振動子５とほぼ等しい幅よりなる第２の当接面で圧電振動子５と接合されている。中継部材７の第１の当接面の中心位置（突起部７ａの中心位置）は、ノズル列の両端にある中間部材３１の基準穴２３と第２基準ピン１３によって、常にインク室２４の中心線上に位置決めされている。
【００２３】
中間部材３１は、振動板２５に中継部材７が良好に接着されるよう、もしくは、振動板２５に対し多少の予荷重が加えられるよう、その厚さが中継部材７にほぼ等しいか、それ以下であることが望ましい。また、中継部材７と振動板２５との接着面において、接着剤２８の流れ出しは、インク吐出性能の低下や不安定を招く要因となる。これを防止するため、中継部材７の接着面には、たとえば、接着剤の逃げ穴２６などの加工を施す必要がある。
【００２４】
図３及び図４に示すように、圧電振動子５が電気信号により伸縮すると、その変位が細長形状の中継部材７を介して振動板２５に伝達され、インク室２４に圧力変動が生じる。この圧力変動により、インク室２４に溜まったインクはノズル２９より１０ｍ／ｓ前後の速度で吐出される。
【００２５】
このとき、中継部材７は、インク室２４に対して、圧電振動子５やダイアフラムプレート１０よりも優先的に位置決めされているので、圧電振動子５の多少の位置ズレに関係無く、その変位は常に振動板２５の同じ面積、同じ位置に伝達することができる。
【００２６】
中継部材７において考え得る材質と形成方法を表１に示す。なお、後で述べる製造方法により、基準穴２３を有する中間部材３１の材質は常に中継部材７と同一となる。
【表１】

上記表１において、圧電振動子５の変位あるいは振動の伝達感度を高めるには中継部材の硬度が高いほど良好である点、及び、基準穴２３を高精度に形成できる点を考慮すると、中継部材７の材質はシリコンが最も望ましい。また、エレクトロフォーミングによる中継部材７の形成では、その材質において、硬度が柔らかい、化学的に不安定で腐食し易いなどの問題点がある。この対策としては、金属の硬度を上げるための硫黄、炭素、リンや、耐食性を上げるためのボロンを材料に添加すると良い。
【００２７】
次に、本発明の第１の実施の形態によるインクジェットプリンタに使用されるインクジェットヘッドの製造方法を説明する。
【００２８】
図５に示すように、まず、ＳＵＳ４３０等の防振性を有する剛性材で形成された支持台４の内側にＳｉＯ_２などの絶縁層２０を厚さ５００ｎｍほどスパッタ蒸着し、圧電ブロック１６を支持台４のエッジ部に合わせ接着する。圧電ブロック１６は印加された電界に対し平行に変位するｄ_３３型、印加された電界に対し直角方向に変位するｄ_３１型のいずれのタイプも使用可能であるが、外部電極１８からの信号線の引き出しが容易なｄ_３３型が使いやすい。
【００２９】
圧電ブロック１６を接着した後、図６に示すように、銅箔付きセラミックプレート２及び中継プレート６を接着する。
【００３０】
中継プレート６は、図７の斜視図及び図８の断面図に示すように、中継部材７がインク室２４に一対一で対応するように連結部３６により連結、配列された中継部材群７ｂを有しており、各中継部材７は、インク室２４上面の振動板２５と接着される突起部７ａを有している。更に、中継部材７の配列の両端には、各中継部材７が各インク室２４の中央線上に位置決めされるように基準穴２３を備えた中間部材３１を備えている。
【００３１】
なお、中継プレートとしてシリコンなどの高硬度の材料を採用する場合は、図９及び図１０に示すような薄型の中継プレート３０６でも十分に機能を発揮でき、高集積ヘッドに対してはむしろこのような簡素な構造が望まれる。また、図１１及び図１２に示す別の中継プレート４０６においては、中間部材４３１に接着強度を向上するために複数の接着剤逃げ穴４２６が形成されている。
【００３２】
次に、図１３に示すように、圧電ブロック１６と支持台４との接着部近傍において、圧電ブロック１６の外部電極１８を導電性ペースト１９で銅箔付きセラミックプレート２の銅箔層３０と導通させる。
【００３３】
次に、図１４に示すように、第１のカットライン（図中Ａ方向）に沿って圧電ブロック１６を個々の圧電振動子にカットすると同時に中継プレート６をカットし、中間部材３１と個々の中継部材７に分離する。その後、第２のカットライン（図中Ｂ方向）に沿って銅箔付きセラミックプレート２をカットする。中継プレート６と圧電ブロック１６は予め支持台４に強固に接着されているので、このようなカット工程後においても、個々の中継部材７と基準穴２３との位置関係に変化は無く、したがって、個々の中継部材７は、基準穴２３と第２基準ピン１３を介して、インク室の中心線上に高精度に位置決めされたままである。なお、このカットの順序は本例に拘泥されるものではない。即ち、第２のカットラインに沿ってセラミックプレート２のカットを行った後、第１のカットラインに基づいて圧電ブロック１６を個々の圧電振動子にカットしても製造上問題は生じない。
【００３４】
図１５に、個々の素子に切断された後の圧電振動子５の先端部の様子を示す。図１５において、寸法ａは中継部材７と振動板２５とのノズル列方向の接着幅、寸法ｂは中継部材７と圧電振動子５とのノズル列方向の接着幅のノズル列方向の幅、寸法ｃは中継部材７と振動板２５とのノズル列と直角の方向の接着長さ、寸法ｄは中継部材７と圧電振動子５とのノズル列と直角の方向の接着長さである。
【００３５】
各圧電振動子５先端部に、圧電振動子５の幅とほぼ等しい幅の中継部材７が接着された状態となっている。各中継部材７には突起部７ａが形成されており、寸法ａ＜寸法ｂ（式１）となるように寸法設定されている。（式１）の関係とする理由は、圧電振動子５の静電容量を確保しつつ高集積化に対応するためである。なお、寸法ａは振動板の変位量が最大となるようインク室２４の幅の３分の１程度が望ましい。また、寸法ｂは圧電振動子５の静電容量を確保するため許される限り広くすべきである。これにより、７５ｄｐｉ以上の高集積ヘッドにおいても圧電振動子の発生力が強く、インク量を確保することができる。
【００３６】
一方、図１６に示すように、流路部１５を構成する補強プレート８、ダイアフラムプレート１０、チャンバプレート１１、オリフィスプレート１２は、シート接着材等（図示せず）で接着されてインク室２４を形成する。これらは、全て第１の基準ピン９により位置決めされている。
【００３７】
次に、図１７に示すように、第２基準ピン１３を使って、常温硬化接着剤（図示せず）で流路部１５と駆動部１４を接合し、更にインク供給管３を挿入する。最後にＦＰＣ１を装着し、図１に示したインクジェットヘッド２２が完成する。
【００３８】
次に、中継プレート６、３０６、４０６の製造方法を説明する。第１の方法として、図１８（ａ）〜（ｊ）にフォトリソグラフィー法を用いたシリコン製の中継プレート４０６の製作方法を示す。各工程（ａ）〜（ｊ）に示す図は、中継プレート４０６の断面図である。
【００３９】
まず、工程（ａ）では、二層マスクを形成する。面方位が（１００）で厚みが２００μｍのシリコンウエハ４０１を、水蒸気雰囲気下１１５０℃で酸化し、第１面（図１８（ａ）〜（ｅ）における上側面）及び第２面（同下側面）にＳｉＯ_２膜４０２を１．０〜２．０μｍ形成する。次に、フォトリソグラフィー法により、第１面のＳｉＯ_２膜４０２をフッ酸でパターンニングし、基準穴４２３と接着剤逃げ穴４２６ａ、４２６ｂと中継部材４０７を形成するための一層目のエッチングマスクを形成する。
【００４０】
次に、一層目のエッチングマスクの上に、Ａｌ膜４０３をスパッタリングで１μｍ以下の膜厚となるように形成した後、フォトリソグラフィー法により、Ａｌ膜４０３を１％のフッ酸水溶液でパターンニングする。これが、基準穴４２３を形成するための二層目のエッチングマスクとなる。
【００４１】
この二層のエッチングマスクにおいて、Ａｌ膜４０３の孔４０５の孔径は、ＳｉＯ_２膜４０２の孔４０４の孔径よりも大きく設定されている。これは、フォトリソグラフィー時のフォトマスクの位置ずれを吸収するためである。具体的には、孔４０５の孔径を、孔４０４の孔径よりも１０μｍ以上大きく設定することが好ましいが、フォトマスクの位置ずれ量は、フォトリソグラフィーの装置に依存するため、孔４０４及び孔４０５の孔径は適宜設定すればよい。
【００４２】
次に、工程（ｂ）では、高周波誘導結合型プラズマ反応性イオンエッチング装置を用いて、第１面の二層目のＡｌ膜４０３をマスクとして、ドライエッチングを行い、基準穴４２３を１２０μｍ程度形成する。このとき、基準穴４２３部分のマスクは、上記のようにＳｉＯ_２膜４０２が露出しているため、基準穴４２３の孔径は孔４０４の直径で規定される。
【００４３】
次に、工程（ｃ）では、二層目のＡｌ膜４０３を１％フッ酸水溶液で溶解除去し、一層目のＳｉＯ_２膜４０２を表面に露出させる。工程（ｄ）では、ドライエッチングにより、接着剤逃げ穴４２６ａ、４２６ｂと中継部材４０７を５０μｍ程度エッチングする。このとき、基準穴４２３も同時にエッチングされるので、孔の深さは１７０（＝１２０＋５０）μｍとなる。そして、工程（ｅ）では、第１面及び第２面のＳｉＯ_２膜４０２をフッ酸で除去する。
【００４４】
続いて第２面の加工工程に進む。図１８（ｆ）〜（ｊ）においては、第２面が上側面、第１面が下側面として示されている。
【００４５】
工程（ｆ）では、工程（ａ）と同様に、まず、第１面及び第２面に熱酸化によりＳｉＯ_２膜４１０を０．１〜１．５μｍ形成する。そして、フォトリソグラフィー法により、第２面のＳｉＯ_２膜４１０をフッ酸でパターンニングし、基準穴４２３と接着剤逃げ穴４２６ｃを形成するための一層目のエッチングマスクを形成する。その後、一層目のエッチングマスクの上に、Ａｌ膜４１１をスパッタリングで１μｍ以下の膜厚となるように形成し、フォトリソグラフィー法により、Ａｌ膜４１１を１％のフッ酸水液でパターンニングし、基準穴４２３を形成するための二層目のエッチングマスクを形成する。
【００４６】
このとき、一層目のエッチングマスクＳｉＯ_２膜４１０と二層目のエッチングマスクＡｌ膜４１１の位置決め孔４１２の孔径は、基準穴４２３の孔径よりも１０μｍ程度大きく設定する。これにより、フォトリソグラフィー時にフォトマスクの位置ずれが発生して孔４１２の中心が基準穴４２３の中心からずれた場合でも、孔の外周が干渉しないため位置合わせずれを吸収することができる。このため、中継プレート４０６の基準穴４２３の直径は、第１面のドライエッチングで形成した基準穴４２３、即ち、孔４０４の孔径で規定される。
【００４７】
次に、工程（ｇ）では、二層目のＡｌ膜４１１をマスクとしてドライエッチングにより、位置決め孔４１３が貫通するまで（およそ３０μｍ）エッチングする。貫通後、位置決め孔４１３の底面と壁面の境界部分に残留するバリを除去するために、後述のオーバーエッチングを行う。このとき、第１面に形成したＳｉＯ_２膜がエッチングストップ層（エッチングされにくい層）となる。
【００４８】
第１面のＳｉＯ_２膜には、エッチング面の反対面（第１面）側に充填されている冷却用ヘリウムガスの漏れを防止又は抑制するという効果がある。もし、ヘリウムガスが大量に漏れた状態でドライエッチングを続けると、シリコンウエハの冷却が悪くなり、熱影響によりエッチング部の断面形状が所望の形状とならない（例えば壁面が傾斜する）ことがある。なお、ＳｉＯ_２膜の厚みが１．０μｍ未満では、ヘリウムガスの圧力によりＳｉＯ_２膜の破れる部分があるが、１．０μｍ以上では、ＳｉＯ_２膜が破れずヘリウムガスの漏れがないことが実験により確認されている。
【００４９】
次に、工程（ｈ）では、二層目のＡｌ膜４１１を１％フッ酸水溶液で溶解除去し、一層目のＳｉＯ_２膜４１０を表面に露出させる。工程（ｉ）では、接着剤逃げ穴４２６ｃを１０μｍドライエッチングする。同時に、位置決め孔４１３も後述のオーバーエッチングされる。そして、工程（ｊ）では、ＳｉＯ_２膜４１０をフッ酸で除去する。最後に、耐腐食性、及び、接着剤の付着性を高めるため、シリコン製の中継プレート４０６を熱酸化してＳｉＯ_２膜を０．２〜０．５μｍ形成して完成する。
【００５０】
ここで、オーバーエッチングを説明する。工程（ｇ）において、第２面の位置決め孔４１３をドライエッチングするときに、エッチングしている孔４１３の周辺近傍部分のエッチングレートが中央部分に対して若干遅いため、貫通してもバリが残留する。そのため、バリが除去されるまで、貫通後も余分にエッチングする必要がある。これをオーバーエッチングという。よって、第２面の位置決め孔４１３のエッチング深さ、すなわち実際にドライエッチングを行う量は、オーバーエッチング量を考慮して、必要なエッチング深さより大きく設定する。適切なオーバーエッチング量は、エッチング時のドライエッチング装置条件にもよるが、２０μｍから８０μｍが好ましいことが分かった。
【００５１】
本実施の形態では、バリを除去する為に必要なオーバーエッチング量を４０μｍとした。工程（ｉ）では、接着剤逃げ穴４２６ｃの１０μｍのドライエッチングの際に、貫通孔は１０μｍ分だけ同時にオーバーエッチングされる。よって、工程（ｇ）における貫通孔のエッチングは、実際のエッチング深さ３０μｍにオーバーエッチング量４０μｍを加えた総エッチング深さ７０μｍ相当の時間をかけてドライエッチングを行う。
【００５２】
なお、本実施の形態では二層目のエッチングマスクにＡｌ膜を使用したが、二層目のエッチングマスクにもウエハを熱酸化して形成したＳｉＯ_２膜を使用しても良い。即ち、熱酸化シリコン（ＳｉＯ_２）膜の二層マスクとなる。この場合、パターン精度が若干低下するので、これを考慮する必要がある。この点を考慮すれば、二層目にＡｌ膜を使用した方法と同様に製造することができる。また、本実施の形態では、中継プレート４０６の第１面、第２面の順序で加工を行ったが、第１面と第２面の加工順序を逆にしても同様に実施することができる。
【００５３】
上記の制作方法によれば、高精度な中継プレート４０６を製作することができる。特に、中継プレート４０６の基準穴４２３は、中継部材４０７をエッチングするマスクと同一のマスクにより形成されるため、中継部材４０７に対する位置ずれがないことが特徴である。
【００５４】
次に、第２の方法として、図１９にエッチングによる中継プレート６の製造工程を示す。まず、工程（ａ）で、Ｈ型のプレートを用意し、所望のパターンにレジスト５０１を形成し、ハーフエッチングを行う。この際、中継部材７に相当する部分の幅は、図１５の寸法ｂの幅と同等にする。次に、工程（ｂ）で、中継部材７の突起部７ａの幅に合わせ、再度、レジスト５０１を形成し、ハーフエッチングを行い、突起部７ａ及び中継部材７を形成する。続いて、工程（ｃ）で、再びレジスト５０１を形成し、エッチングを行い、基準穴２３を形成する。最後に、工程（ｄ）で、レジスト５０１を剥離し、中継プレート６が完成する。
【００５５】
第３の方法として、図２０に、エレクトロフォーミングにて中継プレート３０６を作製する工程を示す。まず、工程（ａ）で、少なくとも基準穴３２３に相当する部分を含む所望のパターンとなるようにレジスト５０１を形成し、エレクトロフォーミングを施すと、めっき層が形成される。次いで、工程（ｂ）で、中継部材３０７の突起部３０７ａに相当する部分を含む所望のパターンとなるようにレジスト５０１を形成する。続いて、工程（ｃ）で、同様にエレクトロフォーミングを施すと、中継部材３０７の突起部３０７ａに相当する部分のめっき層が形成される。このように、基板５０５上に中継プレート３０６を形成した後、工程（ｄ）で、レジスト５０１を剥離して、中継プレート３０６が完成する。なお、通常、エレクトロフォーミンクによる作製では中継プレート３０６の厚さは１００μｍ程度が限度である。
【００５６】
第４の方法として、図２１に、モールドあるいは粉末成形にて中継プレート６を作製する場合の製造工程を示す。（ａ）に示すように、エレクトロフォーミング又は放電加工で作製した高精度の専用金型５０２を使用する。工程（ｂ）で、専用金型５０２に樹脂３２（または金属紛）を注入して固める。樹脂３２が固化した後、工程（ｃ）で、専用金型５０２を外し、中継プレート６が完成する。
【００５７】
第５の方法として、図２２に、切削加工で中継プレート６を作製する場合について示す。（ａ）に示すようにセラミック板３４又はガラス板３５を使用する。まず、工程（ｂ）で基準穴３２３を開ける。工程（ｃ）で、中継部材群３０７ｂに相当する部分以外をダイシング加工する。工程（ｄ）で、基準穴３２３を基準としてダイシング加工にて切り溝５０３をつける。これにより非ダイシング加工部５０４が中継部材３０７及び突起部３０７ａ、ダイシング加工部（切り溝５０３）が連結部３３６となる。
【００５８】
表２にそれぞれの加工方法に対するおおよその寸法精度を示す。
【表２】

中継プレート６（又は中継プレート４０６）及び、インク室２４を形成するチャンバプレート１１の双方の材料にシリコンを採用した場合、それぞれの寸法精度は±２μｍである。適切な第２基準ピン１３を選定することで、インク室２４と突起部７ａとの相対位置ズレ量は±５μｍ以内とすることが可能である（但し、第２基準ピン１３と基準穴２３とのクリアランスを３μｍとした場合）。
【００５９】
図２３は本製造方法で作製したインクジェットヘッド２２の断面図である。図中一点鎖線で示したように、中継部材７の突起部７ａはインク室２４の中心になるよう精密に位置決めされている。これに対し、圧電振動子５はインク室２４に対して多少のズレがみられるが、突起部７ａによって振動板２５を加圧する面積、寸法、位置がバラツキ無く決定されているので、上記圧電振動子５の位置ズレはインクの吐出特性になんら影響せず、バラツキの無い安定したインク吐出が得られる。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッド１２２の製造方法について図２４乃至図３０に基づき説明する。図２４に示すように、第２の実施の形態によるインクジェットヘッド１２２も、第１の実施の形態によるインクジェットヘッド２２と同様に、流路部１１５と駆動部１１４とからなり、その基本的な構成も同様である。
【００６１】
まず、図２５に示すように、支持台１０４に圧電ブロック１１６を接着する。圧電ブロック１１６を研磨し平面度を上げる。図２６に示すように、中継プレート１０６を第２基準ピン１１３で位置決めして、圧電ブロック１１６に接着する。従って、中継部材１０７と圧電ブロック１１６は、中継プレート１０６の基準穴１２３、支持台１０４の第２基準穴１３９、及び、第２基準ピン１１３によって、位置決めされている。ここで、図２７に示すように、第２基準ピン１１３は一旦抜き取られる。
【００６２】
次に、図２８に示すように、圧電ブロック１１６と中継プレート１０６を同時にダイシング加工し、個々の圧電振動子１０５に分割する。このとき、中間部材１３１もダイサーでカットすることにより除去される。
【００６３】
そして、転写などの方法により、接着剤を中継部材１０７に塗布し、再び第２基準ピン１１３を第２の基準穴１３９に差込んで、流路部１１５と駆動部１１４を接着して組み立てる。このとき、中間部材１３１は既に除去されているので、中継部材１０７を振動板２５に接着する際に、圧電振動子１０５から振動板２５に向かって、圧電振動子１０５及び中継部材１０７のみに適度な荷重を加えることができ、確実に接着できる。最後にＦＰＣ１０１を取り付け、インクジェットヘッド１２２が完成する。図２９に、完成したインクジェットヘッド１２２を示す。
【００６４】
図３０は、第２の実施の形態による製造方法により製作したインクジェットヘッド１２２の拡大断面図である。中間部材１３１は既に切断除去されているが、インク室２４と中継部材１０７の突起部１０７ａの相対位置は、第２基準穴１３９及び第２基準ピン１１３によって正確に位置決めされている。
【００６５】
また、第２基準ピン１１３と支持台１０４、及び、流路部１１５と駆動部１１４は、第２基準ピン１１３に接着剤２８を塗布し硬化させることにより固定する。このため、支持台１０４の、第２基準ピン１１３が貫通する部分には、接着剤２８を塗布するための凹部４１が形成されている。同様に、ダイアフラムプレート１１０及びチャンバプレート１１１の、第２基準ピン１１３が貫通する部分には、凹部４２が形成されている。更に、第２基準ピン１１３の、凹部４１及び凹部４２の近傍には、切り欠き部４０が形成されている。
【００６６】
このように、切り欠き部４０や凹部４１、４２を形成することにより、接着面積が広くなり、接着強度を向上させることができる。また、接着剤２８が圧電振動子１０５へ流れ出すと、インク吐出性能の低下や不安定を招く要因となるが、切り欠き部４０や凹部４１、４２により接着剤２８の流れ出しを防止することができる。
【００６７】
次に、本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法について図３１乃至図４０に基づき説明する。
【００６８】
まず、図３１に示すように、支持台２０４の端面に圧電ブロック２１６を接着する。第１の実施の形態で説明したように、圧電ブロックにはｄ_３３型とｄ_３１型があるが、本実施の形態においてもｄ_３３型の圧電ブロック２１６使用する。ｄ_３１型を使用する場合は、圧電ブロックを図３１における支持台２０４の上面（圧電ブロック２１６を接着した支持台２０４の端面と略垂直な面）に接着する。
【００６９】
次に、図３２に示すように、接着された支持台２０４と圧電ブロック２１６に中継プレート２０６を接着する工程に進むが、ここで中継プレート２０６について説明する。
【００７０】
図３３（ａ）及び（ｂ）に示すように、中継プレート２０６は、複数の中継部材２０７、基準穴２２３が形成された中間部材２３１、及び、連結部２６１から構成され、これら各部は一体的に形成されている。従って、各中継部材２０７の基準穴２２３からの距離が正確に決定されている。本実施の形態では、中継プレート２０６は、シリコン（Ｓｉ）で形成されているので、中継部材２０７の位置精度は±２μｍ以下である。なお、中継部材２０７の配列方向の幅は圧電振動子２０５の幅よりも小さくする。これにより、後述する圧電ブロック２１６の分割加工時に中継部材２０７の剥離が防止できる。
【００７１】
図３２に示すように、中継プレート２０６の基準穴２２３と支持台２０４の第２基準穴２３９が一致した状態で、接着された支持台２０４と圧電ブロック２１６に、中継プレート２０６を接着する。このとき、中継部材２０７は、圧電ブロック２１６の端面と接着される。また、連結部２６１は、支持台２０４又は圧電ブロック２１６に接着されず、圧電ブロック２１６の長手方向と平行に位置する。
【００７２】
次に、図３４に示すように、連結部２６１を中継部材２０７の配列方向と平行な方向Ｃへダイシングにより切断し除去する。この工程では中継プレート２０６の材料であるシリコンのみを切断すればよいので、シリコンのチッピングが発生しないように粒度＃２０００程度のダイシングブレード２６２を使用する。材料に合ったダイシングブレード２６２を選択することにより、送り速度約２ｃｍ／分で十分に切断可能である。
【００７３】
図３５に、連結部２６１を切断除去した後の駆動部２１４を示す。圧電ブロック２１６はまだ個々の圧電振動子２０５に分割されていないが、中継部材２０７は既に分割された状態になっている。各中継部材２０７の基準穴２２３からの距離、及び、各中継部材２０７間のピッチが正確に決定されている。
【００７４】
次に、図３６に示すように、支持台２０４上面に、ＦＰＣ２０１を接着する。接着の際、ＦＰＣ２０１の個々の電極２３０が各中継部材２０７と一対一に対応するように、支持台２０４に形成された位置決め穴２５０によって位置決めされる。
【００７５】
図３７、図３８に示すように、各電極２３０と圧電ブロック２１６との接着部に導電性ペースト２１９を塗布する。また、支持台２０４の貫通孔２５１を使って、共通電極２１８を接続する。共通電極２１８と圧電ブロック２１６との接着部にも導電性ペースト２１９を塗布する。
【００７６】
そして、図３８に示すように、各中継部材２０７間を所定のピッチで溝加工を行い、圧電ブロック２１６を個々の圧電振動子２０５に分割する。各圧電振動子２０５は、各インク室（図示せず）に対応している。以上により、駆動部２１４が完成する。
【００７７】
最後に、図３９に示すように、完成した駆動部２１４の先端部（中間部材２３１の部分）に接着剤を塗布し、位置決めピン２１３及び基準穴２２３により位置決めした状態で、駆動部２１４と流路部２１５を接着する。完成したインクジェットヘッド２２２を図４０に示す。
【００７８】
なお、中継部材２０７の材料には、高精度加工が可能なシリコンやジルコニアが適しており、一方、支持台２０４の材料には、比重の高い金属、特に、圧電振動子２０５の振動を吸収し、クロストークを抑えるＳＵＳ４３０等の防振材が理想的である。しかしながら、支持台２０４、圧電ブロック２１６、中継部材２０７という異なる材料から成る部材から構成される駆動部２１４を、各インク室に対応するように分割加工するのは非常に困難である。
【００７９】
なぜなら、シリコン、ジルコニアなどの高硬度材料を加工する場合と、ＳＵＳ４３０などのやわらかい金属を加工する場合とでは、ダイシング加工に使用するブレードの仕様や加工条件が全く異なるからである。即ち、高硬度材料の場合はチッピングを防止するためにブレードの粒度を高くし、金属などの柔らかい材料の場合は、粒度を低くし、ブレードの目詰まりを防止する必要がある。従って、このような加工の場合、ダイシング工程を数度に分け、ブレードや加工条件を変えながら加工を行うため、加工効率が著しく落ちてしまう。ワイヤーソーで分割溝加工を行うことも考えられるが、加工コストが高く、また専用の砥粒を使用するため、圧電振動子２０５の汚れ、不良が発生するという問題点を有する。
【００８０】
しかし、本実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法によれば、中継部材２０７、圧電振動子２０５、及び、支持台２０４を同時に切断する必要がないので、圧電振動子２０５に適した仕様のダイシングブレードを使用することができる。よって、圧電振動子２０５を切断加工する際に、チッピングや目詰まりが無いので、効率良く作業を行うことができる。
【００８１】
本発明によるインクジェットヘッド、その製造方法、及び該インクジェットヘッドを備えるインクジェットプリンタは上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、上記実施の形態においては、圧電ブロックとして、印加された電界に対し平行に変位するｄ_３３型の圧電ブロック１６、１１６、２１６を使用したが、印加された電界に対し直角方向に変位するｄ_３１型の圧電ブロックを使用することも可能である。また、圧電振動子２０５の導通手段としてＦＰＣ２０１を使用する代わりに、支持台２０４に絶縁部材を用い、支持台２０４上に電極パターンを直接形成しても良い。
【００８２】
【発明の効果】
請求項１記載のインクジェットヘッドによれば、インク室内圧が変化するように、インク室の中心線上に位置決めされ、インク室の上面積よりも狭い領域で、インク室に対し振動板を介して固定された細長形状の中継部材を圧電振動子と振動板との間に設けることにより以下の効果を奏する。第一に、中継部材が、他のヘッド流路部材と独立した構成なので、流路構成部材の熱膨張係数に関係無く常にインク室の中心線上に位置せしめることが出来る。第二に、振動板と独立した中継部材は、流路形成後に中継部材を固定できるので、流路作製に使用する接着剤の幅広い選定が可能であり、このことは、使用インクや使用環境温度の許容範囲を大幅に広げることを可能とする。
【００８３】
請求項２記載のインクジェットヘッドによれば、支持台と振動板の間には、中継部材と等しいか又はそれ以下の厚さを有する中間部材が設けられているため、振動板に対し多少の予荷重が加えられ、振動板に中継部材が良好に接着される。
【００８４】
請求項３記載のインクジェットヘッドによれば、中間部材は、中継部材とインク室との相対位置を決定せしめるように位置決め穴を有するので、中継部材が常にインク室の中心線上に位置するようにすることが出来る。
【００８５】
請求項４記載のインクジェットヘッドによれば、支持台は中継部材とインク室との相対位置を決定せしめるように位置決め穴を有するので、中継部材が常にインク室の中心線上に位置するようにすることが出来る。
【００８６】
請求項５記載のインクジェットヘッドによれば、中継部材の第１面には、振動板との接着面内に接着剤流れ出し防止のための孔または溝が設けられているので、接着強度を向上させ、インク吐出性能の低下や不安定化を防止することができる。
【００８７】
請求項６記載のインクジェットヘッドによれば、中継部材は、シリコン、ステンレス、または高剛性樹脂、またはセラミック、またはガラスより選ばれた材料よりなるため、高い効率で振動を伝達し、中継部材の高精度加工が可能である。特に、硬度が金属の２倍以上であるシリコンを採用すれば、たとえ僅かな振幅であっても高い効率で振動を伝達する。また、シリコンはドライエッチング等の加工手段を使うことにより中継部材の高精度加工が可能である。
【００８８】
請求項７記載のインクジェットヘッドによれば、中継部材は、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロウム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、及び、これらのうち少なくとも一種を含む合金よりなるため、エレクトロフォーミングで形成可能である。
【００８９】
請求項８記載のインクジェットヘッドによれば、中継部材には、硫黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）のうち少なくとも一種が添加されているので、エレクトロフォーミングで形成した中継部材の硬度及び耐食性を向上させることができる。
【００９０】
請求項９記載のインクジェットヘッドによれば、振動板の非流路領域には、振動板に当接する補強プレートが設けられているので、流路部を補強して流路構成部材の剛性を上げると共に、流路部の湾曲を防ぎ、中間部材と振動板との接着の確実性を向上させることができる。
【００９１】
請求項１０記載のインクジェットプリンタによれば、振動板の加圧面積、加圧位置を一定にできるので品質の高い印刷が可能となり、また使用インクや使用環境温度の許容範囲が大幅に広がるので幅広い用途に応用可能となる。
【００９２】
請求項１１記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、圧電振動子の変位を振動板に伝達する中継部材を連結した中継部材群と、インク室と中継部材群との相対位置を決定する位置決め部とを有する中継プレートを圧電ブロックの端部に接着し、中継プレートと圧電ブロックを個々のインク室に対応するように同時に切断した後、中継部材の自由端部を振動板に接着する。従って、高集積ヘッドにおいても振動板の加圧面積、加圧位置を安定に決定させ、幅広い用途に応用でき、品質の高い印刷を可能にするインクジェットヘッドを容易に製造できる。
【００９３】
請求項１２記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、中継プレートの各中継部材が、各インク室に対して、基準穴によって精密に位置決めされた後に、連結部を切断する。従って、各中継部材は、各インク室に対して精密に位置決めされるので、振動板を加圧する面積、位置にばらつきがなく、高品質の印刷を行うことができる。また、中継部材、圧電振動子、及び、支持台を同時に切断する必要がないので、圧電振動子に適した仕様のダイシングブレードを使用することができる。よって、圧電振動子を切断加工する際に、チッピングや目詰まりが無いので、効率良く作業を行うことができる。
【００９４】
請求項１３記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、シリコン、ステンレス、鉄ニッケル合金等を材料として、エッチングまたはエッチングと切削加工を併用して中継プレートを形成することができる。
【００９５】
請求項１４記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、鉄、ニッケル、クロウム、亜鉛、錫、インジウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、イリジウム、及び、これらの合金等を材料として、粉末成形または粉末成形と切削加工を併用して中継プレートを形成することができる。
【００９６】
請求項１５記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、鉄、ニッケル、クロウム、亜鉛、錫、インジウム、金、銀、銅、白金、パラジウム、イリジウム、及び、これらの合金等を材料として、エレクトロフォーミングまたはエレクトロフォーミングと切削加工を併用して中継プレートを形成することができる。
【００９７】
請求項１６記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、エポキシ系樹脂などの高剛性樹脂等を材料として、モールド成形またはモールド成形と切削加工を併用して中継プレートを形成することができる。
【００９８】
請求項１７記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、セラミック、ガラス等を材料として、切削加工（溝加工）により中継プレートを形成することができる。
【００９９】
請求項１８記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、位置決め部に位置決め穴を形成するので、中継部材が常にインク室の中心線上に位置するようにすることができる。
【０１００】
請求項１９記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、位置決め穴は、中継部材をエッチングするマスクと同一のマスクにより形成されるので、中継部材に対する位置ずれを排除することができる。
【０１０１】
請求項２０記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、位置決め穴は、中継プレートの第１面から所定深さ分だけ第１孔を形成した後、第１面と反対側の第２面上であって第１孔と対応する位置に第１孔よりも大きな孔径の第２孔を形成して第１孔と貫通させることにより形成されるので、フォトリソグラフィー時にフォトマスクの位置ずれが発生して、第２孔の中心が第１孔からずれた場合でも、孔の外周が干渉しないため、位置合わせずれを吸収することができる。
【０１０２】
請求項２１記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、第２孔と第１孔を貫通させたときに残留する残留部をオーバーエッチングにより除去するので、位置決め穴を精密に形成することができる。
【０１０３】
請求項２２記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、オーバーエッチングを行う際に、第１面にエッチングストップ層を形成するので、エッチング面の反対面、即ち第１面側に充填されている冷却用ガスの漏れを防止又は抑制することができる。
【０１０４】
請求項２３記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、中継プレートの位置決め部は圧電ブロックを圧電振動子に加工する際除去され、位置決め手段は位置決め部に形成された第１位置決め決め穴から支持台に形成された第２位置決め穴に移行する。従って、中継部材を振動板に接着する際に、圧電振動子から振動板に向かって、圧電振動子及び中継部材のみに適度な荷重を加えることができ、確実に接着できる。即ち、位置決め部にも荷重がかかることによる接着不良を起こすことがない。しかも、インク室と中継部材の突起部の相対位置は、第２位置決め穴によって正確に位置決めされる。
【０１０５】
請求項２４記載のインクジェットヘッドの製造方法によれば、駆動部と流路部を相互に固着させるための接着剤塗布部分に、接着剤の流れ出し防止及び接着強度向上のための切り欠き部又は凹部を形成するので、接着強度を向上させインク吐出性能の低下や不安定化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの分解斜視図。
【図３】図１に示すインクジェットヘッドの側面断面図。
【図４】図１に示すインクジェットヘッドの正面断面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（支持台の絶縁処理及び圧電ブロックの接着工程）を示す斜視図。
【図６】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（中継プレート及び銅箔付きセラミックプレートの接着工程）を示す斜視図。
【図７】本発明の第１の実施の形態による中継プレートの第１の例を示す斜視図。
【図８】図７に示す中継プレートの断面図。
【図９】本発明の第１の実施の形態による中継プレートの第２の例を示す斜視図。
【図１０】図９に示す中継プレートの断面図。
【図１１】本発明の第１の実施の形態による中継プレートの第３の例を示す斜視図。
【図１２】図１１に示す中継プレートの断面図。
【図１３】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（圧電ブロックの電気的結線を形成する工程）を示す断面図。
【図１４】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（圧電ブロック及び銅箔付きセラミックプレートの切断工程）を示す斜視図。
【図１５】圧電振動子先端部の様子を示す拡大斜視図。
【図１６】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの流路部の斜視図。
【図１７】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（流路部と駆動部の接合工程）を示す斜視図。
【図１８】中継プレートの第１の製造方法による製造工程を示す図。
【図１９】中継プレートの第２の製造方法による製造工程を示す図。
【図２０】中継プレートの第３の製造方法による製造工程を示す図。
【図２１】中継プレートの第４の製造方法による製造工程を示す図。
【図２２】中継プレートの第５の製造方法による製造工程を示す図。
【図２３】本発明の第１の実施の形態により作製したインクジェットヘッドの正面断面図。
【図２４】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの分解斜視図。
【図２５】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（支持台と圧電ブロックの接着工程）を示す斜視図。
【図２６】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（中継プレートの接着工程）を示す斜視図。
【図２７】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（第２基準ピンを抜き取る工程）を示す斜視図。
【図２８】本発明の第２の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（圧電ブロック及び中継プレートをダイシング加工すると共に中間部材を除去した後に、流路部と駆動部を接合する工程）を示す斜視図。
【図２９】本発明の第２の実施の形態により作製したインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図３０】本発明の第２の実施の形態により作製したインクジェットヘッドの正面断面図。
【図３１】本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（支持台と圧電ブロックの接着工程）を示す斜視図。
【図３２】本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（中継プレートの接着工程）を示す斜視図。
【図３３】（ａ）は本発明の第３の実施の形態による中継プレートの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＸＸＩＩＩ（ｂ）−ＸＸＸＩＩＩ（ｂ）線断面図。
【図３４】本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（中継プレートの連結部を切断除去する工程）を示す斜視図。
【図３５】連結部を切断除去した後の駆動部を示す斜視図。
【図３６】本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（支持台にＦＰＣを接着する工程）を示す斜視図。
【図３７】本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（各電極と圧電ブロックとの接着部に導電性ペーストを塗布し、又共通電極を接続する工程）を示す拡大断面図。
【図３８】本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（圧電ブロックを個々の圧電振動子に分割する工程）を示した斜視図。
【図３９】本発明の第３の実施の形態によるインクジェットヘッドの製造方法（流路部と駆動部を接着する工程）を示す斜視図。
【図４０】本発明の第３の実施の形態により作製したインクジェットヘッドを示す斜視図。
【符号の説明】
１はＦＰＣ、２は銅箔付きセラミックプレート、３インク供給管、４は支持台、５は圧電振動子、６は中継プレート、７は中継部材、７ａは突起部、７ｂは中継部材群、８は補強プレート、９は第１の基準ピン、１０はダイアフラムプレート、１１はチャンバプレート、１２はオリフィスプレート、１３は第２基準ピン、１４は駆動部、１５は流路部、１６は圧電ブロック、１７は内部電極、１８は外部電極、１９は導電性ペースト、２０は絶縁層、２１は接着層、２２は本発明によるインクジェットプリンタに使用するインクジェットヘッド、２３は基準穴、２４はインク室、２５は振動板、２６は接着材逃げ穴、２７はダイアフラムの肉厚部、２８は接着材、２９はノズル、３０は銅箔層、３１は中間部材、３２は樹脂、３３は金属紛、３４はセラミック板、３５はガラス板、３６は連結部、４０は切り欠き部、４１は凹部、１０１はＦＰＣ、１０４は支持台、１０５は圧電振動子、１０６は中継プレート、１０７は中継部材、１０７ａは突起部、１１０はダイアフラムプレート、１１１はチャンバプレート、１１４は駆動部、１１５は流路部、１１６は圧電ブロック、１１３は第２基準ピン、１２２はインクジェットヘッド、１２３は基準穴、１３１は中間部材、１３９は第２基準穴、２０１はＦＰＣ、２０４は支持台、２０５は圧電振動子、２０６は中継プレート、２０７は中継部材、２１３は位置決めピン、２１４は駆動部、２１５は流路部、２１６は圧電ブロック、２１８は共通電極、２１９は導電性ペースト、２２２はインクジェットヘッド、２２３は基準穴、２３０は電極、２３１は中間部材、２３９は第２基準穴、２５０は位置決め穴、２５１は貫通孔、２６１は連結部、２６２はダイシングブレード、３０６は中継プレート、３０７は中継部材、３０７ａは突起部、３２３は基準穴、３３６は連結部、４０１はシリコンウエハ、４０２はＳｉＯ_２膜、４０３はＡｌ膜、４０４、４０５は孔、４０６は中継プレート、４０７は中継部材、４１０はＳｉＯ_２膜、４１１はＡｌ膜、４１２、４１３は位置決め孔、４２３は基準穴、４２６ａ、４２６ｂ、４２６ｃは接着剤逃げ穴、５０１はレジスト、５０２は専用金型、５０３は切り溝、５０４は非ダイシング加工部、５０５は基板。

Claims

インク流路に連通するインク室と、該インク室に連通する複数のノズルと、前記インク室の一部をなす振動板と、該振動板のインク室と対向した位置に設けられた圧電振動子よりなり、該圧電振動子の伸縮によりインク室内圧を変化させ、前記ノズルよりインクを吐出させるインクジェットヘッドにおいて、
前記インク室のノズル配列方向の幅よりも狭い幅よりなる第１の当接面で前記振動板に当接し、前記第１の当接面のノズル配列方向の幅よりも大きく、かつ前記圧電振動子と等しいか、それ以下の幅よりなる第２の当接面で圧電振動子と接合されている中継部材を設け、前記第１の当接面が前記インク室の中心線上に位置決めされていることを特徴とするインクジェットヘッド。
前記圧電振動子は支持台に固定されており、該支持台と前記振動板の間には、前記中継部材と等しいか、またはそれ以下の厚さを有する中間部材が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。
前記中間部材は、前記中継部材と前記インク室との相対位置を決定せしめるように、位置決め穴を有することを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。
前記圧電振動子は支持台に固定されており、前記支持台は前記中継部材と前記インク室との相対位置を決定せしめるように位置決め穴を有することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
前記中継部材の第１面には、該振動板との接着面内に接着剤流れ出し防止のための孔または溝が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。
該中継部材は、シリコン、ステンレス、または高剛性樹脂、またはセラミック、またはガラスより選ばれた材料よりな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。
該中継部材は、エレクトロフォーミングで形成可能な鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロウム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、及び、これらのうち少なくとも一種を含む合金よりな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。
前記中継部材には、硫黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）、リン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）のうち少なくとも一種が添加されていることを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッド。
前記振動板の非流路領域には、該振動板に当接する補強プレートを設け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１乃至９の何れか一記載のインクジェットヘッドを備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
インク流路に連通するインク室と、該インク室に連通する複数のノズルと、前記インク室の一部をなす振動板と、該振動板のインク室と対向した位置に設けられた圧電振動子よりなり、該圧電振動子の伸縮によりインク室内圧を変化させ、前記ノズルよりインクを吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、
前記圧電振動子の変位を前記振動板に伝達する中継部材を連結した中継部材群と、前記インク室と前記中継部材群との相対位置を決定する位置決め部とを有する中継プレートを圧電ブロックの端部に接着し、前記中継プレートと圧電ブロックを個々のインク室に対応するように同時に切断した後、前記中継部材の自由端部を前記振動板に接着することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
インク流路に連通するインク室と、該インク室に連通する複数のノズルと、前記インク室の一部をなす振動板と、該振動板のインク室と対向した位置に設けられた圧電振動子よりなり、該圧電振動子の伸縮によりインク室内圧を変化させ、前記ノズルよりインクを吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、
該圧電振動子が固定される支持台の一面に圧電ブロックを固着させる工程と、
該圧電振動子の変位を該振動板に伝達する複数の中継部材と、該インク室と該中継部材との相対位置を決定する位置決め部と、該複数の中継部材と該位置決め部を連結する連結部と、を有する中継プレートを該圧電ブロックの端部に固着する工程と、
該連結部を該複数の中継部材の配列方向に平行な方向に切断することにより、該中継プレートを該位置決め部と個々の該中継部材に分割する工程と、
該圧電ブロックを個々の該インク室に対応するように分割することにより該圧電振動子を形成して該インクジェットヘッドの駆動部を完成させる工程と、
該インク室を有する流路部を形成する工程と、
該駆動部と該流路部を結合する工程とからなることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
前記中継プレートはエッチングまたはエッチングと切削加工を併用して形成したことを特徴とする請求項１１又は１２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
前記中継プレートは粉末成形または粉末成形と切削加工を併用して形成したことを特徴とする請求項１１又は１２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
前記中継プレートはエレクトロフォーミングまたはエレクトロフォーミングと切削加工を併用して形成したことを特徴とする、請求項１１又は１２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
前記中継プレートはモールド成形またはモールド成形と切削加工を併用して形成したことを特徴とする請求項１１又は１２記載のインクジェットヘッド製造方法。
前記中継プレートは、中継部材として使用される材質からなる高平面度を有するプレートに、前記圧電振動子の間の中央に対応する位置に溝加工を施し、非溝加工部を中継部材、溝加工部を中継部材間の連結部とすることを特徴とする請求項１１又は１２記載のインクジェットヘッド製造方法。
該位置決め部に位置決め穴を形成することを特徴とする請求項１１又は１２記載のインクジェットヘッド製造方法。
該位置決め穴は、該中継部材をエッチングするマスクと同一のマスクにより形成されることを特徴とする請求項１８記載のインクジェットヘッド製造方法。
該位置決め穴は、該中継プレートの第１面から所定深さ分だけ第１孔を形成した後、該第１面と反対側の第２面上であって該第１孔と対応する位置に該第１孔よりも大きな孔径の第２孔を形成して該第１孔と貫通させることにより形成されることを特徴とする請求項１８又は１９記載のインクジェットヘッド製造方法。
該第２孔と該第１孔を貫通させたときに残留する残留部をオーバーエッチングにより除去することを特徴とする請求項２０記載のインクジェットヘッド製造方法。
該オーバーエッチングを行う際に、該第１面にエッチングストップ層を形成することを特徴とする請求項２１記載のインクジェットヘッド製造方法。
インク流路に連通するインク室と、該インク室に連通する複数のノズルと、前記インク室の一部をなす振動板と、該振動板のインク室と対向した位置に設けられた圧電振動子よりなり、該圧電振動子の伸縮によりインク室内圧を変化させ、前記ノズルよりインクを吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、
該圧電振動子が固定される支持台の一面に圧電ブロックを固着させる工程と、
該圧電振動子の変位を該振動板に伝達する複数の中継部材と、該インク室と該中継部材との相対位置を決定する位置決め部と、該複数の中継部材と該位置決め部を連結する連結部とを有する中継プレートを、該位置決め部に形成された第１位置決め穴と該支持台に形成された第２位置決め穴の両方に挿嵌される位置決め部材により位置決めされた状態で、該圧電ブロックの端部に固着する工程と、
該中継プレートと該圧電ブロックを個々のインク室に対応するように切断すると共に該位置決め部を切断除去して、該インクジェットヘッドの駆動部を完成させる工程と、
該インク室を有する流路部を形成する工程と、
該駆動部と該流路部を結合する工程とからなることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
該駆動部と該流路部を相互に固着させるための接着剤塗布部分に、接着剤の流れ出し防止及び接着強度向上のための切り欠き部又は凹部を形成することを特徴とする請求項２３記載のインクジェットヘッドの製造方法。