JP2006218858A - インクジェットヘッド及びインクジェットヘッド製造方法 - Google Patents

インクジェットヘッド及びインクジェットヘッド製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】接着剤による間隙部の目詰まりを防止してインク滴の吐出不良の発生を防止する。
【解決手段】複数の溝６のそれぞれの間に隔壁６ａを有するアクチュエータ部材１と、接着面７において隔壁６ａの上面に接着剤８を用いて接着されたカバー部材２と、接着されたアクチュエータ部材１及びカバー部材２における複数の溝６の一端部側の面に接着されたノズルプレート９と、複数の溝６の長手方向の一部において複数の溝６を連通させる間隙部４と、を備え、また斜線に示す境界周辺部１０に接着剤の濡れ性を向上させる表面処理を施す。
【選択図】図１

Description

この発明は、ノズル孔からインク滴を吐出するインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドの製造方法に関する。
ノズル孔からインク滴を吐出するインクジェットヘッドは、複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する圧電材料で形成されたアクチュエータ部材、隔壁の上面に対向するように接着されたカバー部材、及び、複数のノズル孔を有するノズルプレート等から構成されている。
インクジェットヘッドは、各溝及びカバー部材等から構成されたインク室にインクを収容する。ノズルプレートは、複数のノズル孔のそれぞれが各インク室に対向するようにアクチュエータ部材及びカバー部材におけるインク室の一端側の面に接着されている。カバー部材は、複数のインク室に連通する共通インク室を有する。この共通インク室を介してインク室にインクが供給される。
インクジェットヘッドは、隔壁の両壁面に形成された金属電極に電圧を印加すると隔壁が変形し、この時のインク室の容積の変化に伴って発生した圧力波の変動を利用してノズル孔からインク滴を吐出させる。
ところが、上述のインクジェットヘッドでは、インクに付与された圧力波が隔壁に挟まれた領域と共通インク室との界面で反射し、減衰することなく再びノズル孔の位置する方向に向かって伝播してしまう。このため、画像形成速度を上げるために隔壁の駆動周波数を上げて単位時間当たりのインク滴の吐出回数を増加させると、インク室内における圧力波による残留振動によって後続のインク滴の吐出が不安定になってしまっていた。
そこで、この残留振動の発生を防止するために近年のインクジェットヘッドには、隔壁の上面とカバー部材との接着面上に深さ約３０μｍ程度の間隙部を設けた構成がある（例えば、特許文献１参照。）。この間隙部は、共通インク室及びノズルプレートの間に位置し、複数の溝の長手方向の一部において複数の溝を連通させ、圧力波によって発生した振動を他のインク室に逃がすことで圧力波を減衰させる。
また、このインクジェットヘッドは、間隙部及び共通インク室が形成されたカバー部材の接着面に、剛性の高い金属ローラ等に転写された接着剤を均一な膜厚になるように塗布した後、複数の溝が形成されたアクチュエータ部材を貼り合わせて形成される。
この時に用いる接着剤は、塗布量が少ないとアクチュエータ部材とカバー部材とが剥がれてしまうが、逆に多すぎるとカバー部材への接着剤塗布時に間隙部に溢れ出し、またカバー部材とアクチュエータ部材とを貼り合わせた時に間隙部にはみ出し、毛管力により間隙部を目詰まりさせてしまう。そのため、インク吐出時に発生する圧力波を減衰させる効果が失われ、吐出不良を引き起こす可能性がある。また、インク室毎に間隙部の目詰まりする量がばらつき、各インク室における吐出電圧がばらついてしまう。
なお、従来より接着面に均一に接着剤を塗布する技術としては、凸形状を有する樹脂部材を用いて接着面に接着剤を塗布する方法がある（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−１３６６３４公報 特開平１０−１００４１９公報
しかしながら、上述の特許文献１の構成では、接着剤の塗布を行う金属ローラをカバー部材の接着面に押し当てる荷重が不均一であり、またカバー部材の接着面内での濡れ性のばらつき等の原因から、全ての間隙部を目詰まりすることのないように接着剤の膜圧を均一にカバー部材の接着面に塗布することが困難である。
また、特許文献２に記載されている方法を用いても、粘度や表面張力の異なる様々な接着剤の全てに対して接着面に塗布する量を均一にすることは困難である。
しかも、接着する部材と部材との接着面の形状が異なる場合、一方の部材の接着面の全面に接着剤を塗布すると、接着面のうち他方の部材に当接しない部分（非接合部）にも接着剤を塗布することになるため、接着に寄与しない余剰の接着剤が発生し、間隙部が目詰まりしてしまう。
この発明の目的は、接着剤による間隙部の目詰まりを防止してインク滴の吐出不良の発生を防止することができ、また間隙部が目詰まりすることなく、且つ、アクチュエータ部材とカバー部材とが剥離しないように接着剤の塗布量と膜厚とを適切にコントロールして塗布することができるインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を備えている。
（１）複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、
接着面において前記隔壁の上面に接着剤を用いて接着された第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、
前記複数の溝の長手方向の一部において上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備え、
前記第２基板は、前記接着面における前記間隙部の前記ノズルプレート側の端部に位置する部分に、濡れ性を向上させる表面処理を施したことを特徴とする。
この構成においては、複数の溝を有する第１基板の隔壁の上面に第２基板の接着面が接着剤によって接着され、間隙部が第１基板及び第２基板の内部に形成されている。また、第２基板の接着面における間隙部のノズルプレート側の端部に位置する部分が、間隙部を含めた他の部分よりも濡れ性が高くなるように表面処理が施され、接着剤が定着し易くなっている。
したがって、第１基板の隔壁の上面と第２基板の接着面とが接着される際、接着剤が溢れて間隙部に流れ込みそうな時に第２基板の接着面における間隙部のノズルプレート側の端部に位置する部分に定着し、間隙部に流れ込むことが抑制される。
（２）複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、
接着面において前記隔壁の上面に接着剤を用いて接着された第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、
前記複数の溝の長手方向の一部において上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備え、
前記第１基板は、前記隔壁の上面における前記間隙部の前記ノズルプレート側の端部に位置する部分に、濡れ性を向上させる表面処理を施したことを特徴とする。
この構成においては、複数の溝を有する第１基板の隔壁の上面に第２基板の接着面が接着剤によって接着され、間隙部が第１基板及び第２基板の内部に形成されている。また、隔壁の上面における間隙部のノズルプレート側の端部に位置する部分が、間隙部を含めた他の部分よりも濡れ性が高くなるように表面処理が施され、接着剤が定着し易くなっている。
したがって、第１基板の隔壁の上面と第２基板の接着面とが接着される際、接着剤が溢れて間隙部に流れ込みそうな時に隔壁の上面における間隙部のノズルプレート側の端部に位置する部分に定着し、間隙部に流れ込むことが抑制される。
（３）複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、
接着面において前記隔壁の上面に接着剤を用いて接着された第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、
前記複数の溝の長手方向の一部において上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備え、
前記間隙部における前記第２基板側の面又は前記隔壁側の面の少なくとも一方に、濡れ性を低減させる表面処理を施したことを特徴とする。
この構成においては、複数の溝を有する第１基板の隔壁の上面に第２基板の接着面が接着剤によって接着され、間隙部が第１基板及び第２基板の内部に形成されている。また、間隙部における第２基板側の面又は隔壁側の面の少なくとも一方が、他の部分よりも濡れ性が低くなるように表面処理が施され、接着剤が定着し難くなっている。
したがって、第２基板側の面と隔壁側の面とが接着される際、接着剤が溢れて間隙部に流れ込みそうな時に隔壁の上面及び第２基板の接着面における間隙部よりも定着し易い部分に接着剤が定着し、間隙部に流れ込むことが抑制される。
（４）複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、
下面において前記第１基板の上面に接着剤を用いて接着された第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、
前記複数の溝の長手方向の一部において上下方向について前記第２基板の下面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備え、
前記第１基板と前記第２基板との接合部における前記第１基板の上面又は前記第２基板下面の少なくとも一方に、濡れ性を向上させる表面処理を施したことを特徴とする。
この構成においては、複数の溝を有する第１基板の上面に第２基板の下面が接着剤によって接着され、間隙部が第１基板及び第２基板の内部に形成されている。また、表面処理によって、第１基板と第２基板とが接着される部分（接合部）における第１基板の上面又は第２基板の下面の少なくとも一方について接着剤に対する濡れ性が向上している。そのため、第１基板の上面又は第２基板の下面における接着剤が塗布された面（接着剤塗布面）のうち接合部以外の部分（非接合部）に塗布された接着剤が接合部に移動し、定着する。
したがって、第１基板の上面と第２基板の下面とが接着される際、接合部にのみ接着剤が存在することから、接着に寄与しない余剰の接着剤が毛細管力により間隙部に流れ込むことが抑制される。
（５）複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、
下面において前記第１基板の上面に接着剤を用いて接着された第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、
前記複数の溝の長手方向の一部において上下方向について前記第２基板の下面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備え、
前記第１基板と前記第２基板との接合部を除く部分における前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面の少なくとも一方に、濡れ性を低減させる表面処理を施したことを特徴とする。
この構成においては、複数の溝を有する第１基板の上面に第２基板の下面が接着剤によって接着され、間隙部が第１基板及び第２基板の内部に形成されている。また、表面処理によって、第１基板と第２基板とが接着される部分（接合部）を除く非接合部における第１基板の上面又は第２基板の下面の少なくとも一方について接着剤に対する濡れ性が低減している。そのため、第１基板の上面又は第２基板の下面における接着剤が塗布された面（接着剤塗布面）のうち非接合部に塗布された接着剤が接合部に移動し、定着する。
したがって、第１基板の上面と第２基板の下面とが接着される際、接合部にのみ接着剤が存在することから、接着に寄与しない余剰の接着剤が毛細管力により間隙部に流れ込むことが抑制される。
（６）前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面のいずれか一方における接着剤を塗布する接着剤塗布面の面積をＳ1 、前記接合部の面積をＳ2 、第１基板及び第２基板を接着する直前の前記接着剤塗布面の接着剤の層厚をＴ、前記間隙部の幅をＷ、前記間隙部の深さをＨ、前記間隙部の長さをＬ、前記間隙部の個数をｎとしたときの関係式が、
Ｓ2 ≦Ｓ1 −０．０５ｎＨＷＬ／Ｔ
となることを特徴とする。
この構成においては、上記関係式を満たす構成の第１基板及び第２基板が接着剤によって接着される。上記関係式は、接着剤塗布面の面積Ｓ1 から、接着剤塗布面における接着剤が間隙部に入り込んでも影響をほぼ無視できる量が占める面積（０．０５ｎＨＷＬ／Ｔ）を引いた面積が、接合部の面積以上であることを示している。つまり、上記関係式を満たす場合は、インクの吐出特性に影響を与える量の余分の接着剤が発生し易い。
そのため、濡れ性を向上または低減させる表面処理を施さなければ、非接合部の余剰の接着剤が間隙部に入り込んでしまうが、表面処理を施すことにより接合部にのみ接着剤が存在することから、接着に寄与しない余剰の接着剤が毛細管力により間隙部に流れ込むことが抑制される。
つまり、上記関係式を満たす第１基板及び第２基板を接着する際には、余剰の接着剤が特に多く発生するので、濡れ性を向上または低減する表面処理が施されることで、より効果的に間隙部に流れ込むことが抑制される。
（７）前記表面処理を施した前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面のいずれか一方における接触角の異なる２以上の領域の最も大きい接触角と最も小さい接触角との差が６０°以上であることを特徴とする。
この構成においては、表面処理によって、濡れ性が向上もしくは低減した第１基板の上面又は第２基板の下面に接触角が異なる２以上の領域が形成される。また、この２以上の領域の最も大きい接触角と最も小さい接触角との差が６０°以上で形成されている。接着剤に対する濡れ性の差が大きいほど、接着剤が濡れ性の低い領域から濡れ性の高い領域に移動しやすくなり、接触角の差が６０°以上であると濡れ性の異なる領域の境界が明瞭になり、非接合部に接着剤が定着することが防止される。
（８）複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、接着面において前記隔壁の上面に接着された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、前記複数の溝の長手方向の一部における上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を有するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記接着面における前記間隙部の前記ノズルプレート側の端部に位置する部分に、濡れ性を向上させる表面処理を施す表面処理工程と、
前記接着面と前記隔壁の上面とを接着剤を用いて接着する接着工程と、を含むことを特徴とする。
この構成においては、表面処理工程によって、第２基板の接着面における間隙部のノズルプレート側の端部に位置する部分が、間隙部を含めた他の部分よりも濡れ性が高くなるように表面処理が施され、接着剤が定着し易くなっている。
したがって、第１基板の隔壁の上面と第２基板の接着面とが接着される際、接着剤が溢れて間隙部に流れ込みそうな時に第２基板の接着面における間隙部のノズルプレート側の端部に位置する部分に定着し、間隙部に流れ込むことが抑制される。
（９）複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、接着面において前記隔壁の上面に接着された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、前記複数の溝の長手方向の一部における上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を有するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記隔壁の上面における前記間隙部の前記ノズルプレート側の端部に位置する部分に、濡れ性を向上させる表面処理を施す表面処理工程と、
前記接着面と前記隔壁の上面とを接着剤を用いて接着する接着工程と、を含むことを特徴とする。
この構成においては、表面処理工程によって、第１基板の隔壁の上面における間隙部のノズルプレート側の端部に位置する部分が、間隙部を含めた他の部分よりも濡れ性が高くなるように表面処理が施され、接着剤が定着し易くなっている。
したがって、第１基板の隔壁の上面と第２基板の接着面とが接着される際、接着剤が溢れて間隙部に流れ込みそうな時に隔壁の上面における間隙部のノズルプレート側の端部に位置する部分に定着し、間隙部に流れ込むことが抑制される。
（１０）複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、接着面において前記隔壁の上面に接着された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、前記複数の溝の長手方向の一部における上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を有するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記間隙部における前記第２基板側の面又は前記隔壁側の面の少なくとも一方に、濡れ性を低減させる表面処理を施す表面処理工程と、
前記接着面と前記隔壁の上面とを接着剤を用いて接着する接着工程と、を含むことを特徴とする。
この構成においては、表面処理工程によって、間隙部における第２基板側の面又は第１基板側の面の少なくとも一方が、他の部分よりも濡れ性が低くなるように表面処理が施され、接着剤が定着し難くなっている。
したがって、第２基板側の面と第１基板側の面とが接着される際、接着剤が溢れて間隙部に流れ込みそうな時に隔壁の上面及び第２基板の接着面における間隙部よりも定着し易い部分に接着剤が定着し、間隙部に流れ込むことが抑制される。
（１１）複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、下面において前記第１基板の上面に接着された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、前記複数の溝の長手方向の一部における上下方向について前記第２基板の下面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を有するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第１基板と前記第２基板との接合部における前記第１基板の上面又は前記第２基板下面の少なくとも一方に、濡れ性を向上させる表面処理を施す表面処理工程と、
前記第２基板の下面と前記第１基板の上面とを接着剤を用いて接着する接着工程と、を含むことを特徴とする。
この構成においては、表面処理工程によって、第１基板と第２基板とが接着される部分（接合部）における第１基板の上面又は第２基板の下面の少なくとも一方について接着剤に対する濡れ性が向上している。そのため、第１基板の上面又は第２基板の下面における接着剤が塗布された面（接着剤塗布面）のうち接合部以外の部分（非接合部）に塗布された接着剤が接合部に移動し、定着する。
したがって、第１基板の上面と第２基板の下面とが接着される際、接合部にのみ接着剤が存在することから、接着に寄与しない余剰の接着剤が毛細管力により間隙部に流れ込むことが抑制される。
（１２）複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、下面において前記第１基板の上面に接着された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、前記複数の溝の長手方向の一部における上下方向について前記第２基板の下面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を有するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第１基板と前記第２基板との接合部を除く部分における前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面の少なくとも一方に、濡れ性を低減させる表面処理を施す表面処理工程と、
前記第２基板の下面と前記第１基板の上面とを接着剤を用いて接着する接着工程と、を含むことを特徴とする。
この構成においては、表面処理工程によって、第１基板と第２基板とが接着される部分（接合部）を除く非接合部における第１基板の上面又は第２基板の下面の少なくとも一方について接着剤に対する濡れ性が低減している。そのため、第１基板の上面又は第２基板の下面における接着剤が塗布された面（接着剤塗布面）のうち非接合部に塗布された接着剤が接合部に移動し、定着する。
したがって、第１基板の上面と第２基板の下面とが接着される際、接合部にのみ接着剤が存在することから、接着に寄与しない余剰の接着剤が毛細管力により間隙部に流れ込むことが抑制される。
（１３）前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面のいずれか一方における接着剤を塗布する接着剤塗布面の面積をＳ1 、前記接合部の面積をＳ2 、前記第１基板と前記第２基板とを接着した後の接着剤の層厚をＴ1 、塗布時の前記接着剤塗布面の接着剤の層厚をＴ2 、前記間隙部の幅をＷ、前記間隙部の深さをＨ、前記間隙部の長さをＬ、前記間隙部の個数をｎとしたときの関係式が、
（Ｓ2 Ｔ1＋０．０５ｎＨＷＬ）／Ｓ1 ≧Ｔ2 ≧Ｓ2 Ｔ1 ／Ｓ1
となるように前記接着工程において接着剤を塗布することを特徴とする。
この構成においては、接合部もしくは非接合部に、接着剤に対する濡れ性を変化させる表面処理を行うことにより、接着剤塗布面に塗布した接着剤うち非接合部に塗布された接着剤は接合部に移動する。つまり、接合部の接着層の厚さは、塗布した時の接着剤の厚さよりも厚くなる。
塗布する接着剤の量が少ない場合には、十分な接着強度が得られずに接着不良となり、反対に塗布する接着剤の量が多すぎる場合には、貼り合わせの際に接着層が押しつぶされて、非接合部に接着剤が回り込み、余剰の接着剤が発生し、毛細管力により間隙部等への入り込みが発生する虞がある。そこで、上記関係式を満たす厚さＴ2 の接着剤を塗布することにより、十分な接着強度が得られ、且つ余剰の接着剤の発生を抑制することができる。
つまり上記関係式は、塗布時の接着剤の層厚Ｔ2 が、接着に必要最低限な接着剤の量以上、且つ、インクジェットヘッドの吐出特性への影響を無視できる量の余剰の接着剤を含んだ接着剤の最大量以下となるように規定している。
したがって、上記関係式を満たす層厚Ｔ2 で接着剤が塗布されるので、接着強度が得られ、また余剰の接着剤の発生が抑制される。
（１４）前記表面処理工程は、前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面いずれか一方における最も大きい接触角と最も小さい接触角との差が少なくとも６０°以上となるように接触角の異なる２以上の領域を形成する工程であることを特徴とする。
この構成においては、表面処理工程によって、濡れ性が向上もしくは低減した第１基板の上面又は第２基板の下面に接触角が異なる２以上の領域が形成される。また、この２以上の領域の最も大きい接触角と最も小さい接触角との差が６０°以上で形成されている。接着剤に対する濡れ性の差が大きいほど、接着剤が濡れ性の低い領域から濡れ性の高い領域に移動しやすくなり、接触角の差を６０°以上であると濡れ性の異なる領域の境界が明瞭になり、非接合部に接着剤が定着することが防止される。
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）第２基板の接着面における間隙部のノズルプレート側の端部に位置する部分を間隙部よりも接着剤を定着し易くすることによって、第１基板の隔壁の上面と第２基板の接着面とを接着する際に接着剤が間隙部に流れ込むことを抑制できるので、間隙部の目詰まりを防止し、インク滴の吐出不良を防止することができる。
（２）第１基板の隔壁の上面における間隙部のノズルプレート側の端部に位置する部分を間隙部よりも接着剤を定着し易くすることによって、第１基板の隔壁の上面と第２基板の接着面とが接着される際に接着剤が間隙部に流れ込むことを抑制できるので、間隙部の目詰まりを防止し、インク滴の吐出不良を防止することができる。
（３）間隙部における第２基板側の面又は隔壁側の面の少なくとも一方を接着剤を定着し難くすることによって、第１基板の隔壁の上面と第２基板の接着面とが接着される際に接着剤が間隙部に流れ込むことを抑制できるので、間隙部の目詰まりを防止し、インク滴の吐出不良を防止することができる。
（４）第１基板と第２基板との接合部における第１基板の上面又は第２基板下面の少なくとも一方に濡れ性を向上させる、又は、第１基板と第２基板との非接合部における第１基板の上面又は第２基板下面の少なくとも一方に濡れ性を低減させる表面処理を施すことによって、接合部にのみ接着剤を定着させることができるので、接着に寄与しない余剰の接着剤が間隙部に流れ込むことを抑制できる。これにより、間隙部の目詰まりを防止し、インク滴の吐出不良を防止することができる。
（５）関係式Ｓ2 ≦Ｓ1 −０．０５ｎＨＷＬ／Ｔを満たす第１基板及び第２基板を用いることによって、接着に寄与しない余剰の接着剤が間隙部に流れ込むことをより効果的に抑制できる。
（６）第１基板の上面又は第２基板の下面のいずれか一方における接触角の異なる２以上の領域の最も大きい接触角と最も小さい接触角との差を６０°以上とすることによって、異なる接触角の領域の境界を明瞭にすることができ、非接合部に接着剤が留まることを効果的に抑制することができる。
（７）関係式（Ｓ2 Ｔ1＋０．０５ｎＨＷＬ）／Ｓ1 ≧Ｔ2 ≧Ｓ2 Ｔ1 ／Ｓ1を満たす層厚Ｔ2 で接着剤を塗布して第１基板の上面及び第２基板の下面を接着することによって、十分接着強度が得られ、且つ必要最低限の量の接着剤を塗布することにより余剰の接着剤の発生を抑制することができるので、接着に寄与しない余剰の接着剤が間隙部に流れ込むことを抑制できる。これにより、間隙部の目詰まりを防止し、インク滴の吐出不良を防止することができる。
以下、この発明の最良の実施形態に係るインクジェットヘッドを図面を参照しつつ詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの一部を示す分解図であり、図２は側面断面図である。インクジェットヘッド１００は、液晶用カラーフィルタ基板等の製造を行うのに用いられ、アクチュエータ部材１、カバー部材２及びノズルプレート９等から構成されている。
この発明の第１基板であるアクチュエータ部材１は、圧電材料で形成され、複数の溝６等を備えている。複数の溝６は、それぞれの間に隔壁６ａを有し、インクを収容する。隔壁６ａは、両壁面にアルミニウム等の金属材料で形成された金属電極６ｂが薄く形成されている。隔壁６ａは、図２に示すように壁面方向における溝６の長手方向である矢印Ｙ方向に直交する方向の略中央で分極方向が相反するように分極処理が施され、金属電極６ｂに電圧を印加すると剪断変形する。
カバー部材２は、間隙部４及び共通インク室５等から構成され、この間隙部４及び共通インク室５が隔壁６ａの上面に対向する面である接着面７においてアクチュエータ部材１に接着されている。間隙部４は、共通インク室５よりもノズルプレート９が接着される前面側に位置し、矢印Ｙ方向の一部において複数の溝６を連通させる。また、間隙部４は、隔壁６ａを剪断変形させる際に発生する圧力波を減衰させる。共通インク室５は、矢印Ｙ方向の一部において複数の溝６を連通させ、矢印Ｙ方向に直交する方向である矢印Ｚ方向の両端に接続された図示しないマニホールドから供給されるインクを溜め、各溝６に供給する。
なお、カバー部材２は、アクチュエータ部材１に接着された時に熱膨張により接着部分が剥離しないようアクチュエータ部材１と線膨張係数が同じ圧電材料を用いるのが望ましい。この複数の溝６及びカバー部材２等に囲まれた箇所がインク室となる。
複数の溝６のそれぞれには、図２に示すように背面側の端部に導電性部材６ｃが備えられている。導電性部材６ｃは、溝６の背面側の端部をインクが漏れないよう塞いでいる。また、導電性部材６ｃは、金属電極６ｂ及び基板２０を電気的に接続する。基板２０は、金属電極６ｂに電圧を印加する。
ノズルプレート９は、エキシマレーザによって加工された複数のノズル孔９ａを有し、アクチュエータ部材１及びカバー部材２の前面に接着されている。各ノズル孔９ａは、複数の溝６のそれぞれに連通し、インク滴を外部に吐出する。
インクジェットヘッド１００からインクを吐出するには、基板２０から導電性部材６ｃを介して金属電極６ｂに電圧を印加する。この電圧によって隔壁６ａが剪断変形する。この剪断変形によって、インク室内の容積が減少するとともに圧力波がインクに付与される。そのため、インクはノズル孔９ａに向かって押し出され、外部にインク滴が吐出される。
また、発生した圧力波は、反射等によって間隙部４を通過するが、間隙部４を介して連通する他の溝６に収容されているインクに伝播・分散して減衰していく。したがって、圧力波は、次のインク滴の吐出時まで残留しない。
インクジェットヘッド１００の製造手順は、まずカバー部材２にダイシングブレードを複数回一定方向に走査して深さ約３０μｍの間隙部４と、深さ約１ｍｍの共通インク室５とをそれぞれ形成する。次に、平坦性を向上させるためにカバー部材２の接着面７を平面研削する。
その後、ダイシングブレードを用いてアクチュエータ部材１に所定の間隔で複数の溝６を形成する。次に、アクチュエータ部材１に銅等の金属をスパッタリングにより成膜することで隔壁６ａの壁面に金属電極６ｂを形成し、壁面方向における矢印Ｙ方向に直交する方向の略中央で分極方向が相反するように分極処理を行う。
その後、平坦性を向上させるために、アクチュエータ部材１の隔壁６ａの上面を平面研削する工程を実施する。次に、ディスペンサ等を用いて導電性部材６ｃを複数の溝６に充填する。
その後、図１及び図３示すように、カバー部材２の接着面７における斜線部に示された境界周辺部１０に接着剤８の濡れ性が高くなるように表面処理する表面処理工程を実施する。具体的には、カバー部材２の全面に感光性レジスト材料をスピンコート法により塗布した後、カバー部材２の表面を露光によりパターニングして境界周辺部１０の不要な感光性レジスト材料を除去して界面活性剤等を塗布する。これによって、境界周辺部１０の接着剤の濡れ性を他の領域よりも高めることができる。したがって、アクチュエータ部材１とカバー部材２とを貼り合せた時に生じた余剰の接着剤８が、表面処理を行った境界周辺部１０に選択的に濡れ広がって定着していくため間隙部４への接着剤の侵入を抑制することができる。
その後、カバー部材２をアクチュエータ部材１に接着する接着工程を実施する。具体的には、図２及び図３に示すように、間隙部４及び共通インク室５が形成されたカバー部材２の接着面７における間隙部４及び共通インク室５以外の領域に、剛性の高い金属ローラ等に転写された接着剤８を約４μｍの膜厚になるよう塗布した後、アクチュエータ部材１に貼り合わせ、３５℃の温度下で４８時間放置して接着する。カバー部材２への接着剤８の塗布方法としては、金属ローラで接着剤を塗り広がらせる塗布方法も可能であるが、正確な膜厚で塗布することができるバーコータ方式が望ましい。
その後、ノズルプレート９のアクチュエータ部材１及びカバー部材２への接着や基板２０の接着、マニホールドのカバー部材２への接着等を公知の手法を用いて実施する。
最後に、インク室内部にインクの濡れ性の良い薄膜を形成する薄膜形成工程を実施する。具体的には、真空チャンバー内にインクジェットヘッド１００と有機分子であるパリレン（パラテック社製）とを蒸着ボートに置き、その後蒸着ボートを加熱することで有機分子を蒸発させインクジェットヘッド１００のインク室内壁に成膜する。
これによって、薄膜を形成することによりインク室内全面を均一な濡れ性にできるので、境界周辺部１０との濡れ性の違いによりインクを充填したときに混入した気泡がノズル孔９ａから排出されず局所的にインク室内に溜まってしまうことを防止できる。
以上のように、この発明のインクジェットヘッド１００を構成するカバー部材２の境界周辺部１０を、間隙部４に比べて接着剤８を定着させ易くすることによって、隔壁６ａの上面とカバー部材２の接着面７とを接着する際に接着剤８が間隙部４に流れ込むことを抑制できるので、間隙部４の目詰まりを防止し、インク滴の吐出不良を防止することができる。
なお、本実施形態では、境界周辺部１０に表面処理を施しているが、図４に示すように少なくともカバー部材２の接着面７における間隙部４のノズルプレート９側の端部に位置する部分だけであっても上述と同様の効果を得ることができる。
また、本実施形態では、カバー部材２の境界周辺部１０の表面処理工程において界面活性剤等の塗布を挙げているが、界面活性剤等を塗布する前に境界周辺部１０表面を酸素プラズマ処理することが望ましい。これによって、境界周辺部１０表面の汚染物が取り除かれる等のクリーンニングが行われるため、界面活性剤等が均一に濡れ広がり、より界面活性剤等による表面処理の効果を期待できる。
さらに、本実施形態では、カバー部材２の境界周辺部１０に接着剤８の濡れ性を向上させる表面処理を行ったが、特にこれに限定されるものではなく、境界周辺部１０に対向するアクチュエータ部材１の隔壁６ｂの上面に表面処理を行ってもよく、少なくともどちらか一方が実施されていれば上述と同様の効果をえることができる。
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と略同様の構成であるが、表面処理工程において境界周辺部１０ではなく、図５の斜線部に示すようにカバー部材２の接着面７における間隙部４及び共通インク室５以外の接着剤８を塗布する箇所全体に表面処理を施している。
したがって、接着剤８を塗布する箇所は間隙部４よりも接着剤８の濡れ性が高くなり、上述と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施形態では、カバー部材２の接着面７に接着剤８の濡れ性を向上させる表面処理を行ったが、特にこれに限定されるものではなく、カバー部材２の接着面に対向するアクチュエータ部材１の隔壁６ｂの上面に表面処理を行ってもよく、少なくともどちらか一方が実施されていれば上述と同様の効果をえることができる。
（第３実施形態）
本実施形態は、第１実施形態と略同様の構成であるが、境界周辺部１０に接着剤８の濡れ性を向上させる表面処理工程を実施せず、図６の斜線部に示すように間隙部４を構成するカバー部材２の接着面７の一部に、間隙部４を構成しないカバー部材２の接着面７よりも接着剤８の濡れ性が低くなるように表面処理を行う表面処理工程を実施する。
具体的には、カバー部材２の全面に感光性レジスト材料をスピンコート法により塗布した後、カバー部材２の表面を露光によりパターニングして間隙部４を構成する接着面７の一部の不要な感光性レジスト材料を除去し、表面にフッ素原子やフッ素系樹脂を含んだコーティング剤等で撥水性をもった膜を形成する。これによって、間隙部４に余剰の接着剤８が侵入しても接着剤８に対する撥水性によって接着剤８をはじくことができ、間隙部４の目詰まりを防止することができる。
なお、本実施形態では、間隙部４を構成するカバー部材２の接着面７の一部に接着剤８の濡れ性を低減する表面処理工程を実施しているが、間隙部４を構成する隔壁６ａの上面の一部に実施してもよく、少なくともどちらか一方に実施されていれば上述と同様の効果を得ることができる。
（第４実施形態）
本実施形態は、第１実施形態と略同様の構成であるが、図７及び図８に示すように間隙部４４がアクチュエータ部材１に形成されている。また、図８に示すようにアクチュエータ部材１の境界周辺部１１に対して表面処理工程を実施する。
本実施形態に係るインクジェットヘッド１００の製造は、まずカバー部材２をダイシングブレードで研削することにより共通インク室５を形成し、第１実施形態と同様に平坦性を向上させためにカバー部材２の接着面７を平面研削する。
その後、第１実施形態と同様に、アクチュエータ部材１にダイシングブレードを用いて複数の溝６を形成し、アクチュエータ部材１に銅等の金属をスパッタリングにより成膜することで隔壁６ａの壁面に金属電極６ｂを形成する。次に、第１実施形態と同様に面方向における溝６の長手方向である矢印Ｙ方向に直交する方向の略中央で分極方向が相反するように分極処理を行う。
その後、第１実施形態と同様に、アクチュエータ部材１の隔壁６ａの上面を平面研削し、ディスペンサ等を用いて導電性部材６ｃを複数の溝６に充填する。次に、図９に示すようにダイシングブレード５０を用いて間隙部４４を形成する。
その後、アクチュエータ部材１の隔壁６ｂの上面における間隙部４４に隣接する境界周辺部１１に接着剤８の濡れ性を向上させるように表面処理する表面処理工程を実施する。具体的には、アクチュエータ部材１の全面に感光性レジスト材料をスピンコート法により塗布した後、アクチュエータ部材１の表面を露光によりパターニングして境界周辺部１１の不要な感光性レジスト材料を除去し、次に界面活性剤等を塗布する。
その後、第１実施形態と同様にノズルプレート９のアクチュエータ部材１及びカバー部材２への接着や基板２０の接着、マニホールドのカバー部材２への接着等を公知の手法を用いて実施する。最後に第１実施形態と同様に、カバー部材２をアクチュエータ部材１に接着する接着工程を実施し、インク室内部にインクの濡れ性の良い薄膜を形成する。
これによって、上述と同様の効果を得ることができる。
なお、本実施形態では、アクチュエータ部材１の境界周辺部１１に接着剤８の濡れ性を向上させる表面処理を行ったが、特にこれに限定されるものではなく、境界周辺部１１に対向するカバー部材２の接着面７の一部に表面処理を行ってもよく、少なくともどちらか一方が実施されていれば上述と同様の効果をえることができる。
また、これらの実施形態では、液晶用カラーフィルタ基板等の製造に用いるインクジェットヘッドについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、インクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドに適用しても同様の効果を得ることができる。
（第５実施形態）
本実施形態は、第１実施形態と略同様の構成であるが、アクチュエータ部材１とカバー部材２との接合部を除く部分（非接合部）におけるカバー部材２の接着面７に接着剤の濡れ性が低減する第３実施形態と同様な表面を処理を行う。また、本実施形態では、図１０（Ａ）に示すような１枚に複数のアクチュエータ部材１を形成したウェハ１００、図１０（Ｂ）に示すような１枚に複数のカバー部材２を形成したウェハ１１０を用いる。
接着面７は、図１１（Ａ）の斜線部に示すようにカバー部材２のウェハ１１０の下面であり、アクチュエータ部材１のウェハ１００の上面に張り合わせる面である。また、貼り合わせを行うために接着剤８を塗布する面（接着剤塗布面）でもある。
接合部１２は、図１１（Ｂ）の斜線部に示すように、アクチュエータ部材１のウェハ１００とカバー部材２のウェハ１１０とを接着する際に、実際にウェハ１００とウェハ１１０とが接着剤８を介して接着される部分である。また、接着面７において接合部１２に該当せず接着剤８を介して接着されない部分が非接合部１３（図１１（Ｂ）に示す空白部）である。
本実施形態では、同一の構造のカバー部材２のウェハ１１０を６個用意して実験を行った。本実施形態では、ウェハ１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ，１１０Ｅ，１１０Ｆと表記する。
本実施形態のウェハ１１０Ａ〜１１０Ｆは、接着面７の面積が１５００ｍｍ2 、各間隙部４の幅が１２ｍｍ、各間隙部４の深さが３０μｍ、各間隙部４の長さが１ｍｍである。なお、本実施形態のウェハ１１０Ａ〜１１０Ｆには、４０のカバー部材２が形成され、４０の間隙部４が形成されているものを用いた。また、本実施形態では、実験に用いるアクチュエータ部材１として、溝６の幅が異なる３種類のアクチュエータ部材１のウェハ１００をそれぞれ２個ずつ、計６個用意した。本実施形態では、ウェハ１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃと表記する。
このウェハ１００Ａ〜１００Ｃ，１００Ａ〜１００Ｃとウェハ１１０Ａ〜１１０Ｆとを接着することにより、図１２に示すようにウェハ１００Ａ〜１００Ｃ，１００Ａ〜１００Ｃ及びウェハ１１０Ａ〜１１０Ｆのそれぞれの接合部１２の面積を５００ｍｍ2 、７００ｍｍ2 、１２００ｍｍ2 とすることができる。これは、接合部１２は、アクチュエータ部材１のウェハ１００の上面とカバー部材２のウェハ１１０の接着面７との形状が異なる場合には、接着面７の面積と異なってくるからである。
まず、カバー部材２のウェハ１１０Ａ〜１１０Ｃについて、非接合部１３に接着剤８の濡れ性が低減する第３実施形態と同様な表面処理を施した後、接着面７に接着剤８を層厚１．５μｍとなるように塗布した。この時、濡れ性を低減させる材料として旭硝子社製のサイトップを用いた。表面処理を施した非接合部１３の接着剤に対する接触角は８５°であり、表面処理を施していない接合部１２の接着剤８に対する接触角は１４°であった。
次に、このウェハ１１０Ａ〜１１０Ｃの接着面７に接着剤８を塗布すると、非接合部１３に塗布された接着剤８は濡れ性の違いから接合部１２へ移動し、接合部１２にのみ定着した。ウェハ１１０Ａ〜１１０Ｃのそれぞれの非接合部１３に塗布された接着剤８が、全て接合部１２に移動するまでに要する時間はおよそ３分であった。この時の接合部１２における接着剤８の層厚は、図１２に示すように４．５μｍ、３．２μｍ、２．０μｍであった。なお、本実施形態におけるアクチュエータ部材１及びカバー部材２の十分な接着強度が得られる接着剤８の層厚は２．０μｍ以上である。
一方、残る３個のカバー部材２のウェハ１１０Ｄ〜１１０Ｆについては、上述の表面処理を一切施さず、接着面７に接着剤８を層厚が２μｍとなるように塗布した。全てのウェハ１１０Ａ〜１１０Ｆへの接着剤塗布方法はスピンコート法を用いた。
塗布した接着剤８が移動した後、アクチュエータ部材１のウェハ１００Ａ〜１００Ｃ，１００Ａ〜１００Ｃ及びカバー部材２のウェハ１１０Ａ〜１１０Ｆのそれぞれを接着させた。接着方法、条件は第１実施形態と同様である。完全に接着剤８が硬化した後に、ウェハ１００Ａ〜１００Ｃ，１００Ａ〜１００Ｃとウェハ１１０Ａ〜１１０Ｆとを引き剥がし、接着剤８の間隙部４への入り込みを確認したところ図１２に示す結果となった。
なお、本実施形態では、実験のためウェハ１００Ａ〜１００Ｃ，１００Ａ〜１００Ｃとウェハ１１０Ａ〜１１０Ｆとを引き剥がしたが、本来は接着させた後に切断によって単一の接着状態のアクチュエータ部材１及びカバー部材２を形成する切断処理を行う。
引き剥がした状態を確認したところ、表面処理を施していないウェハ１１０Ｄ〜１１０Ｆには間隙部４の全てに接着剤８が流入していた。これに対し、表面処理を施したカバー部材Ａ〜Ｃには間隙部４の全てに接着剤８は流入していなかった。つまり、非接合部１３の接着剤８に対する濡れ性を低減させる表面処理を施すことにより、接着に寄与しない余剰の接着剤の発生を抑制し、間隙部４に接着剤８が流入を防ぐことができることを確認した。
また、接合部１２の面積と接着面７の面積との差が大きいほど、非接合部１３に存在する余剰の接着剤８が多いため、接合部１２もしくは非接合部１３に上述の表面処理を施して接合部１２に接着剤８を保持させる構成が、間隙部４への接着剤の流入を抑制するためにより効果的である。しかも、間隙部４に接着剤８が流入して、インク室の長さを変動させることによりヘッド特性のばらつきを顕著に引き起こすのは、接着剤８の間隙部４への入り込みが、少なくとも間隙部４の長さの５％以上である場合が経験上明らかである。
したがって、接合部１２もしくは非接合部１３に接着剤８に対する濡れ性を変化させる表面処理を施すことにより、接合部１２に接着剤を定着させ、ばらつきの小さい吐出特性を有するインクジェットヘッドを製造するためには、下記の関係式（１）を満たす構成にすると効果的であることが分かった。

Ｓ2 ≦Ｓ1 −０．０５ｎＨＷＬ／Ｔ ・・・・・（１）
（Ｓ1 ：接着剤塗布面の面積、Ｓ2 ：接合部の面積、Ｔ：アクチュエータ部材１及びカバー部材２を接着する直前の接着剤塗布面の接着剤８の層厚、Ｗ：間隙部４の幅、Ｈ：間隙部４の深さ、Ｌ：間隙部４の長さ、ｎ：間隙部４の個数）
なお、間隙部４の個数ｎは、ウェハ１１０において形成される複数のカバー部材２のそれぞれに形成される間隙部４の総数を示す。本実施形態ではｎ＝４０となる。ｎの個数は１以上であればよい。また、本実施形態ではＴを２μｍとした。本実施形態において十分な接着に必要な最低限の接着剤の厚さを示すためこれを用いた。
関係式（１）を満たす場合は、インクの吐出に影響を与える量の余分の接着剤８が非接合部１３に発生していることになる。そのため、濡れ性を低減させる表面処理を施さなければ、間隙部４に接着剤８が入り込むことによりインクジェットヘッドの吐出特性を低下させる虞があるが、表面処理を施すことにより接合部１２にのみ接着剤８が存在する。つまり、接着に寄与しない余剰の接着剤８が毛細管力により間隙部４に流れ込むことが抑制される。
本実施形態の構成を関係式（１）に当てはめると、Ｓ2 ≦１１４０ｍｍ2 となる。したがって、ウェハ１１０Ｃ，１１０Ｆの接合部１２の面積が１２００ｍｍ2 の場合には関係式（１）式を満たしていない。この結果は表面処理を施さない場合でも、間隙部４への接着剤８の入り込み量は、間隙部４の長さの５％以内であり、インクジェットヘッドの吐出特性に及ぼす影響は無視できる。つまり表面処理の効果が小さかった結果と一致する。
一方、接合部１２の面積が５００ｍｍ2 、７００ｍｍ2 となる場合は、関係式（１）を満たす。したがって、図１２に示すように表面処理を施さない場合には間隙部４への接着剤８の入り込み量が間隙部４の長さの１１〜１４％であるのに対し、表面処理を施した場合には一切入り込みがなく、大きな効果が得られた結果と一致する。
つまり、関係式（１）を満たすような、接着面７と接合部１２の面積の差が大きく、非接合部に余剰の接着剤が大量に存在する構成においては、接着面７に表面処理を施すことにより接合部１２にのみ接着剤８を保持することが、間隙部４への接着剤８の流入を抑制するために非常に効果的であることが分かった。
なお、本実施形態では、複数のアクチュエータ部材１及びカバー部材２を有するウェハ１００、１１０を用いたが、単一のアクチュエータ部材１及びカバー部材２を用いてもよい。
また、本実施形態では、カバー部材２の接着面７の非接合部１３に接着剤８の濡れ性を低減させる表面処理を行ったが、特にこれに限定されるものではなく、アクチュエータ部材１の上面において、非接合部１３に上述のように接着剤８に対する濡れ性が低減する表面処理を行い、その後に接着剤８を塗布しても、上述と同様の効果を得ることができる。
さらに、カバー部材２の接合部１２に対して接着剤８の濡れ性を向上させる表面処理を行い、カバー部材２に接着剤８を塗布した場合も同様の効果が得られる。また、アクチュエータ部材１の接合部１２に対して接着剤８の濡れ性を向上させる表面処理を行い、アクチュエータ部材１に接着剤を塗布した場合も同様の効果が得られる。
（第６実施形態）
本実施形態は、第５実施形態と同様の構成である。本実施形態では、非接合部１３に濡れ性を低減させる表面処理を施した同一構造のカバー部材２のウェハ１１０を３個用意して実験を行った。本実施形態ではウェハ１１０Ｇ、１１０Ｈ、１１０Ｉと表記する。また、ウェハ１１０Ｇ〜１１０Ｉと同一の構造であって表面処理を施さなかったウェハ１１０を３個用意し、ウェハ１１０Ｊ，１１０Ｋ，１１０Ｌと表記する。
本実施形態のウェハ１１０Ｇ〜１１０Ｌは、接着面７の面積が１５００ｍｍ2、各間隙部４の幅が１２ｍｍ、各間隙部４の深さが３０μｍ、各間隙部４の長さが１ｍｍである。なお、本実施形態のウェハ１１０Ｇ〜１１０Ｌには、４０のカバー部材２が形成され、４０の間隙部４が形成されているものを用いた。また、同一の構造のアクチュエータ部材１のウェハ１００のを６個用意した。このアクチュエータ部材１とウェハ１１０Ｇ〜１１０Ｌとのそれぞれの接合部１２の面積は７００ｍｍ2 である。
まず、ウェハ１１０Ｇ〜１１０Ｌに接着剤８をスピンコート法により塗布した。表面処理が施されているウェハ１１０Ｇ〜１１０Ｉの非接合部１３に塗布された接着剤８は、濡れ性が高い接合部１２に移動する。この移動に要する時間はおよそ３分であった。
ウェハ１１０Ｇ〜１１０Ｌの接着面７に塗布した接着剤８の層厚と、表面処理が施されたウェハ１１０Ｇ〜１１０Ｉの非接合部１３に塗布された接着剤８が接合部１２に完全に移動した３分後の接合部１２と非接合部１３の接着剤８の層厚と、間隙部４への接着剤８の入り込み量の結果を図１３（Ａ）に示す。なお、本構成における十分な接着強度が得られる接着剤８の層厚は２μｍ以上である。
この後、６つのアクチュエータ部材１のウェハ１００とカバー部材２のウェハ１１０Ｇ〜１１０Ｌのそれぞれを接着させた。接着方法、条件は第１実施形態と同じである。完全に接着剤が硬化後に、ウェハ１００及びウェハ１１０Ｇ〜１１９Ｌのそれぞれを引き剥がし、接着剤８の間隙部４への入り込みを確認した。結果を図１３（Ｂ）に示す。
表面処理を施さなかったウェハ１１０Ｊ〜１１０Ｌでは、間隙部４に接着剤８が入り込んでいることが確認された。また、図１３（Ｂ）に示す接着強度の結果から、ウェハ１１０Ｊ〜１１０Ｌは接着剤８の層厚が不足して接着不良を発生しているにもかかわらず、毛細管力により間隙部４に接着剤８が入り込んでおり、接着剤８の層厚を小さくすることにより間隙部４への接着剤８の入り込みを抑制することは困難であることが分かった。また、接着剤８の量が多かったウェハ１１０Ｌでは、接着剤８がインク室に流入してインク室つまりが発生していた。
これに対し、表面処理を施したウェハ１１０Ｇ〜１１０Ｉでは、接着剤８の間隙部４への入り込みは確認されなかった。つまり非接合部１３に接着剤８に対する濡れ性を低減させる表面処理を施すことにより、接着剤８は接合部１２にのみ保持されるため、接着の際に毛細管力によって間隙部４に入り込む余剰な接着剤が存在しない。つまり、接着剤８が間隙部４に入り込むことを抑制することができることが確認された。
なお、接合部１２の接着剤８の層厚が最も大きかったウェハ１１０Ｉでは、間隙部４への接着剤８の入り込みは確認されなかったが、接着に必要最低限の量の接着剤８の層厚を２μｍに対して過剰な量の接着剤８が接合部１２に保持されていたため、アクチュエータ部材１のウェハ１００に貼り合わせた後にカバー部材Ｉの自重等の影響により、接合部１２の接着剤８の層が押しつぶされてインク室に流入し、インク室詰まりを発生させていた。
つまり、適量の接着剤８を接合部１２に保持させることが、インク室詰まりや間隙部４への接着剤８の入り込みを抑制することができることが分かった。これは、下記の関係式（２）を満たす層厚Ｔ2 の接着剤８を接着剤塗布面（本実施形態では接着面７）に塗布することによって実現できる。

（Ｓ2 Ｔ1 ＋０．０５ｎＨＷＬ）／Ｓ1 ≧Ｔ2 ≧Ｓ2 Ｔ1 ／Ｓ1 ・・・・（２）
（Ｓ1 ：接着剤塗布面の面積、Ｓ2 ：接合部１２の面積、Ｔ1 ：張り合わせ後の接着剤８の層厚、Ｔ2 ：塗布時の接着剤８の層厚、Ｗ：間隙部４の幅、Ｈ：間隙部４の深さ、Ｌ：間隙部４長さ、ｎ：間隙部４の個数）
なお、張り合わせ後の接着剤８の層厚Ｔ1 は、アクチュエータ部材１（ウェハ１００）及びカバー部材２（ウェハ１１０）を接着した後の接合部１２の厚さを示す。また、層厚Ｔ1 は、非接合部１３の接着剤８が接合部１２に完全に移動するまでの時間経過後の接合部１２の接着剤８の厚さに等しい。なお、本実施形態ではＴ1 を２μｍとした。本実施形態において十分な接着に必要な最低限の接着剤の厚さを示すためこれを用いた。塗布時の接着剤８の層厚Ｔ2 は、接着剤塗布面へ塗布すべき接着剤８の層厚を示す。また、間隙部４の個数ｎは、本実施形態ではｎ＝４０とした。ｎの個数は１以上であればよい。
この関係式（２）は、張り合わせ後の接合部の接着剤８の量（Ｓ2Ｔ1）とインクジェットヘッドの吐出特性への影響を無視できる余剰の接着剤量（０．０５ｎＨＷＬ）との和を、接着剤塗布面Ｓ1 で割った値以下、且つ、張り合わせ後（接着した後）の接合部の接着剤８の量（Ｓ2Ｔ1）を接着剤塗布面Ｓ1 で割った値以上に、塗布時の接着剤８の層厚Ｔ2 を規定している。つまり、関係式（２）は、塗布時の接着剤８の層厚Ｔ2が、接合部１２に必要最低限の接着剤８の量以上、且つ、インクジェットヘッドの吐出特性への影響を無視できる量の余剰の接着剤を含んだ接着剤８の最大量以下となるように規定している。
本実施形態の条件を関係式（２）に代入して計算すると０．９３≦Ｔ2 ≦１．４となる。この結果は、図１３（Ｂ）に示すウェハＧ〜Ｉの間隙部４やインク室への接着剤の流入の結果とよく一致していることがわかった。つまり、接合部１２もしくは非接合部１３に、接着剤８に対する濡れ性を変化させる表面処理を施す場合、関係式（２）を満たす層厚Ｔ2 で接着剤８を塗布すればよいことを確認できた。
なお、本実施形態では、複数のアクチュエータ部材１及びカバー部材２を有するウェハ１００、１１０を用いたが、単一のアクチュエータ部材１及びカバー部材２を用いてもよい。
また、本実施形態では、カバー部材２の非接合部１３に接着剤８の濡れ性を低減させる表面処理を行ったが、特にこれに限定されるものではなく、アクチュエータ部材１の非接合部１３に接着剤８に対する濡れ性が低減する表面処理を行い、アクチュエータ部材１の上面に接着剤８を塗布しても、上述と同様の効果をえることができる。
さらに、カバー部材２の接合部１２に対して接着剤８の濡れ性を向上させる表面処理を行い、カバー部材２の接着面７に接着剤８を塗布した場合も同様の効果が得られる。また、アクチュエータ部材１の接合部１２に対して接着剤８の濡れ性を向上させる表面処理を行い、アクチュエータ部材１に接着剤８を塗布した場合も同様の効果が得られる。
（第７実施形態）
本実施形態は、第５実施形態と同様の構成である。本実施形態では、濡れ性を低減させる表面処理を施す材料として旭硝子社製のサイトップを同社製の希釈剤を用いて希釈した濃度の異なる３種類の表面処理材料を用いて実験を行った。まず、サイトップとサイトップ希釈液との混合割合を３：２、１：１、１：２とした表面処理材料Ｍ，Ｎ，Ｏを作成した。３つの同一の構造のカバー部材２のウェハ１１０（ウェハ１１０Ｍ〜１１０Ｏと表記する。）のそれぞれに、これらの表面処理材料Ｍ〜Ｏを用いて第５実施形態と同様に非接合部１３に濡れ性を低減させる表面処理を行った。
ウェハ１１０Ｍ〜１１０Ｏの非接合部１３の接着剤８に対する接触角はそれぞれ、８５°、７６°、５３°であった。表面処理を施していない接合部１２の接着剤８に対する接触角は１４°であった。したがって、ウェハ１１０Ｍ〜１１０Ｏのそれぞれの濡れ性が最も高い領域と濡れ性が最も低い領域の接着剤８に対する接触角の差はそれぞれ、７１°、６２°、３９°となる。
この後、接着剤８の層厚が２μｍとなるようにウェハ１１０Ｍ〜１１０Ｏの接着面７に接着剤８を塗布した。接着剤８の塗布方法にはスピンコート法を用いた。接触角の差が７１°、６２°であったウェハ１１０Ｍ，１１０Ｎの非接合部１３に塗布された接着剤８は、濡れ性が高い接合部１２に移動した。接着剤８の移動が完了するまでに要する時間は３分ほどであった。
一方で、接着剤８に対する接触角が３９°であったウェハ１１０Ｏの非接合部１３に塗布された接着剤８は、接合部１２への移動が完了するまでに１０分ほどかかった。また、接合部１２と非接合部１３とは、接触角が１４°と３９°と差が小さく境界が不明瞭であったため、境界部分の一部に接着剤８が定着したままであった。つまり、非接合部１３の接着剤８が完全に接合部１２に移動しなかった。
接着剤８の移動に要する時間が長いほど、タクトタイムは増加し、また待機中にダスト等が塗布された接着剤８に混入する可能性が高くなるため、接着後の歩留まりを低下させる。また、接合部１２と非接合部１３との境界部分が不明瞭になることにより、非接合部１３に接着剤８の一部が残存する。したがって、接合部１２にのみ接着剤８を定着させるには、接着剤８に対する濡れ性の異なる領域の接触角の差は少なくとも６０°以上あることが好ましいことが分かった。なお、６２°以上ではなく６０°以上としたのは、６２°の誤差を考慮したものである。
本実施形態では、カバー部材２の非接合部１３に、接着剤８に対する濡れ性を低減させる表面処理を施した構成を用いたが、カバー部材２の接合部１２に濡れ性を向上させる表面処理を施した構成であっても同様に上述の接触角の差が６０°であることが好ましい。また、アクチュエータ部材１の非接合部１３に濡れ性を低減させる表面処理を施した構成、アクチュエータ部材１の接合部１２に濡れ性を向上させる表面処理を施した構成も同様である。
なお、本実施形態では、複数のアクチュエータ部材１及びカバー部材２を有するウェハ１００、１１０を用いたが、単一のアクチュエータ部材１及びカバー部材２を用いてもよい。
これらの実施形態では、液晶用カラーフィルタ基板等の製造に用いるインクジェットヘッドについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、インクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドに適用しても同様の効果を得ることができる。
この発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの一部を示す分解図である。 同インクジェットヘッドの側面断面図である。 同インクジェットヘッドを構成するカバー部材の上面図である。 同インクジェットヘッドの側面断面図である。 同インクジェットヘッドを構成するカバー部材の上面図である。 同インクジェットヘッドを構成するカバー部材の上面図である。 同インクジェットヘッドの一部を示す分解図である。 同インクジェットヘッドの側面断面図である。 同インクジェットヘッドに備えられる間隙部を形成する手順を示す説明図である。 アクチュエータ部材の上面及びカバー部材の下面（接着面）の構成を説明する説明図である。 カバー部材の接着面の構成を説明する説明図である。 接合部の面積に対する間隙部への接着剤の入り込み量の実験結果を示す説明図である。 接着剤塗布量に対する３分後の接合部の接着剤の層厚変化の実験結果および接着剤塗布量に対する間隙部への接着剤の入り込み量の実験結果を示す説明図である。
符号の説明
１−アクチュエータ部材
２−カバー部材
４，４４−間隙部
６−溝
６ａ−隔壁
７−接着面
８−接着剤
９−ノズルプレート
９ａ−ノズル孔
１０，１１−境界周辺部
１００−インクジェットヘッド

Claims (14)

  1. 複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、
    接着面において前記隔壁の上面に接着剤を用いて接着された第２基板と、
    前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、
    前記複数の溝の長手方向の一部において上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備え、
    前記第２基板は、前記接着面における前記間隙部の前記ノズルプレート側の端部に位置する部分に、濡れ性を向上させる表面処理を施したことを特徴とするインクジェットヘッド。
  2. 複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、
    接着面において前記隔壁の上面に接着剤を用いて接着された第２基板と、
    前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、
    前記複数の溝の長手方向の一部において上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備え、
    前記第１基板は、前記隔壁の上面における前記間隙部の前記ノズルプレート側の端部に位置する部分に、濡れ性を向上させる表面処理を施したことを特徴とするインクジェットヘッド。
  3. 複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、
    接着面において前記隔壁の上面に接着剤を用いて接着された第２基板と、
    前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、
    前記複数の溝の長手方向の一部において上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備え、
    前記間隙部における前記第２基板側の面又は前記隔壁側の面の少なくとも一方に、濡れ性を低減させる表面処理を施したことを特徴とするインクジェットヘッド。
  4. 複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、
    下面において前記第１基板の上面に接着剤を用いて接着された第２基板と、
    前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、
    前記複数の溝の長手方向の一部において上下方向について前記第２基板の下面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備え、
    前記第１基板と前記第２基板との接合部における前記第１基板の上面又は前記第２基板下面の少なくとも一方に、濡れ性を向上させる表面処理を施したことを特徴とするインクジェットヘッド。
  5. 複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、
    下面において前記第１基板の上面に接着剤を用いて接着された第２基板と、
    前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、
    前記複数の溝の長手方向の一部において上下方向について前記第２基板の下面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を備え、
    前記第１基板と前記第２基板との接合部を除く部分における前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面の少なくとも一方に、濡れ性を低減させる表面処理を施したことを特徴とするインクジェットヘッド。
  6. 前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面のいずれか一方における接着剤を塗布する接着剤塗布面の面積をＳ1 、前記接合部の面積をＳ2 、第１基板及び第２基板を接着する直前の前記接着剤塗布面の接着剤の層厚をＴ、前記間隙部の幅をＷ、前記間隙部の深さをＨ、前記間隙部の長さをＬ、前記間隙部の個数をｎとしたときの関係式が、
    Ｓ2 ≦Ｓ1 −０．０５ｎＨＷＬ／Ｔ
    となることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のインクジェットヘッド。
  7. 前記表面処理を施した前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面のいずれか一方における接触角の異なる２以上の領域の最も大きい接触角と最も小さい接触角との差が６０°以上であることを特徴とする請求項４〜６の何れかに記載のインクジェットヘッド。
  8. 複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、接着面において前記隔壁の上面に接着された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、前記複数の溝の長手方向の一部における上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を有するインクジェットヘッドの製造方法において、
    前記接着面における前記間隙部の前記ノズルプレート側の端部に位置する部分に、濡れ性を向上させる表面処理を施す表面処理工程と、
    前記接着面と前記隔壁の上面とを接着剤を用いて接着する接着工程と、を含むことを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
  9. 複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、接着面において前記隔壁の上面に接着された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、前記複数の溝の長手方向の一部における上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を有するインクジェットヘッドの製造方法において、
    前記隔壁の上面における前記間隙部の前記ノズルプレート側の端部に位置する部分に、濡れ性を向上させる表面処理を施す表面処理工程と、
    前記接着面と前記隔壁の上面とを接着剤を用いて接着する接着工程と、を含むことを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
  10. 複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、接着面において前記隔壁の上面に接着された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、前記複数の溝の長手方向の一部における上下方向について前記接着面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を有するインクジェットヘッドの製造方法において、
    前記間隙部における前記第２基板側の面又は前記隔壁側の面の少なくとも一方に、濡れ性を低減させる表面処理を施す表面処理工程と、
    前記接着面と前記隔壁の上面とを接着剤を用いて接着する接着工程と、を含むことを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
  11. 複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、下面において前記第１基板の上面に接着された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、前記複数の溝の長手方向の一部における上下方向について前記第２基板の下面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を有するインクジェットヘッドの製造方法において、
    前記第１基板と前記第２基板との接合部における前記第１基板の上面又は前記第２基板下面の少なくとも一方に、濡れ性を向上させる表面処理を施す表面処理工程と、
    前記第２基板の下面と前記第１基板の上面とを接着剤を用いて接着する接着工程と、を含むことを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
  12. 複数の溝のそれぞれの間に隔壁を有する第１基板と、下面において前記第１基板の上面に接着された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板における前記複数の溝の一端部側の面に接着されたノズルプレートと、前記複数の溝の長手方向の一部における上下方向について前記第２基板の下面を含む位置で前記複数の溝を連通させる間隙部と、を有するインクジェットヘッドの製造方法において、
    前記第１基板と前記第２基板との接合部を除く部分における前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面の少なくとも一方に、濡れ性を低減させる表面処理を施す表面処理工程と、
    前記第２基板の下面と前記第１基板の上面とを接着剤を用いて接着する接着工程と、を含むことを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
  13. 前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面のいずれか一方における接着剤を塗布する接着剤塗布面の面積をＳ1 、前記接合部の面積をＳ2 、前記第１基板と前記第２基板とを接着した後の接着剤の層厚をＴ1 、塗布時の前記接着剤塗布面の接着剤の層厚をＴ2 、前記間隙部の幅をＷ、前記間隙部の深さをＨ、前記間隙部の長さをＬ、前記間隙部の個数をｎとしたときの関係式が、
    （Ｓ2 Ｔ1＋０．０５ｎＨＷＬ）／Ｓ1 ≧Ｔ2 ≧Ｓ2 Ｔ1 ／Ｓ1
    となるように前記接着工程において接着剤を塗布することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のインクジェットヘッド製造方法。
  14. 前記表面処理工程は、前記第１基板の上面又は前記第２基板の下面いずれか一方における最も大きい接触角と最も小さい接触角との差が６０°以上となるように接触角の異なる２以上の領域を形成する工程であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載のインクジェットヘッド製造方法。
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