JP2019155590A - インクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】保護膜がより確実に所望の特性を有するインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及び当該インクジェットヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】インクジェットヘッドは、ノズルに連通するインク流路と、インクの流入経路を有しない空気室とが設けられた流路部と、流路部の外壁面及びインク流路の内壁面の少なくとも一部に設けられた保護膜と、を備え、流路部は、空気室の内壁面の一部をなす第１の部分と、空気室の内壁面のうち上記一部を除く部分をなし前記第１の部分に接合されている第２の部分と、を有し、流路部には、空気室の内壁面と流路部の外壁面との間を貫通する孔部が設けられており、孔部による空気室と流路部の外部との間の連通が遮断部材により遮断されている。【選択図】図４
Description
本発明は、インクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。
従来、インクジェットヘッドに設けられたノズルから記録媒体に対してインクを吐出させて画像などを形成するインクジェット記録装置がある。インクジェットヘッドは、ノズルに連通するインク流路に設けられたインク貯留部（圧力室）を有し、このインク貯留部内のインクの圧力を変動させることによりノズルからインクを吐出させる。インク貯留部内のインクの圧力を変動させる方式としては、インク貯留部の壁面を剪断変形させるシアモードや、インク貯留部の壁面の一部をなす振動板をたわませるベントモードなどがある。
インクジェットヘッドには、上記のインク流路が設けられている流路部において、インクの流入経路を有しない空気室が設けられているものがある。特許文献１には、このような空気室を有する流路部を、空気室の内壁面の一部をなす第１の部分と、空気室の内壁面のうち上記一部を除く部分をなす第２の部分とを接合する方法で形成する技術が開示されている。
また、インクジェットヘッドでは、流路部の外壁面やインク流路の内壁面に保護膜を形成することで、流路部がインクにより浸食される不具合の発生を抑制する技術がある。保護膜は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）やＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）といった、減圧環境下で保護膜の材料を形成対象面に堆積させる従来公知の成膜技術により形成されている。
しかしながら、流路部の第１の部分と第２の部分とを、接合面が完全な気密性を有する状態で接合するのは手間やコストがかかる。接合面が完全な気密性を有しない通常の方法で空気室を形成した後に減圧環境下で保護膜を形成すると、接合面から外部に漏れ出した空気に含まれる酸素等の成分により、保護膜の組成に異常が生じて所望の特性（耐インク特性）が得られなくなるという課題がある。
この発明の目的は、保護膜がより確実に所望の特性を有するインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及び当該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。
上記目的を達成するため、請求項１に記載のインクジェットヘッドの発明は、
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドであって、
前記ノズルに連通するインク流路と、インクの流入経路を有しない空気室とが設けられた流路部と、
前記流路部の外壁面及び前記インク流路の内壁面の少なくとも一部に設けられた保護膜と、
を備え、
前記流路部は、前記空気室の内壁面の一部をなす第１の部分と、前記空気室の内壁面のうち前記一部を除く部分をなし前記第１の部分に接合されている第２の部分と、を有し、
前記流路部には、前記空気室の内壁面と前記流路部の外壁面との間を貫通する孔部が設けられており、
前記孔部による前記空気室と前記流路部の外部との間の連通が遮断部材により遮断されている。
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドであって、
前記ノズルに連通するインク流路と、インクの流入経路を有しない空気室とが設けられた流路部と、
前記流路部の外壁面及び前記インク流路の内壁面の少なくとも一部に設けられた保護膜と、
を備え、
前記流路部は、前記空気室の内壁面の一部をなす第１の部分と、前記空気室の内壁面のうち前記一部を除く部分をなし前記第１の部分に接合されている第２の部分と、を有し、
前記流路部には、前記空気室の内壁面と前記流路部の外壁面との間を貫通する孔部が設けられており、
前記孔部による前記空気室と前記流路部の外部との間の連通が遮断部材により遮断されている。
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において、
前記孔部は、前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方の内部を貫通している。
前記孔部は、前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方の内部を貫通している。
請求項３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において、
前記孔部の内壁面の少なくとも一部は、前記第１の部分と前記第２の部分との接合面に設けられた溝である。
前記孔部の内壁面の少なくとも一部は、前記第１の部分と前記第２の部分との接合面に設けられた溝である。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記遮断部材は、前記保護膜である。
前記遮断部材は、前記保護膜である。
請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記遮断部材は、前記保護膜とは一体的に形成されていない部材である。
前記遮断部材は、前記保護膜とは一体的に形成されていない部材である。
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記遮断部材は、前記孔部の内部の少なくとも一部を塞いでいる。
前記遮断部材は、前記孔部の内部の少なくとも一部を塞いでいる。
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記保護膜は、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物若しくは無機窒化物、又はポリパラキシリレンである。
前記保護膜は、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物若しくは無機窒化物、又はポリパラキシリレンである。
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第１の部分は、酸性のインク及びアルカリ性のインクの少なくとも一方により浸食され得る材質であり、
前記保護膜は、前記第１の部分に設けられている。
前記第１の部分は、酸性のインク及びアルカリ性のインクの少なくとも一方により浸食され得る材質であり、
前記保護膜は、前記第１の部分に設けられている。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第１の部分は、Ｓｉ又はＮｉからなる。
前記第１の部分は、Ｓｉ又はＮｉからなる。
請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第２の部分には、前記インク流路の途中に、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させるインク貯留部が設けられている。
前記第２の部分には、前記インク流路の途中に、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させるインク貯留部が設けられている。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第１の部分は、前記ノズルが設けられたノズル基板である。
前記第１の部分は、前記ノズルが設けられたノズル基板である。
請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は１１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第２の部分は、圧電体からなる基材を有し、当該基材に前記インク貯留部が設けられている。
前記第２の部分は、圧電体からなる基材を有し、当該基材に前記インク貯留部が設けられている。
請求項１３に記載の発明は、請求項１０又は１１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第２の部分は、一方の面が前記インク貯留部の内壁面の一部をなし、他方の面が前記空気室の内壁面の一部をなす振動板を有し、
前記振動板の前記空気室側の内壁面には圧電素子が固着されている。
前記第２の部分は、一方の面が前記インク貯留部の内壁面の一部をなし、他方の面が前記空気室の内壁面の一部をなす振動板を有し、
前記振動板の前記空気室側の内壁面には圧電素子が固着されている。
また、上記目的を達成するため、請求項１４に記載のインクジェット記録装置の発明は、
請求項１から１３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備える。
請求項１から１３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備える。
また、上記目的を達成するため、請求項１５に記載のインクジェット記録装置の製造方法の発明は、
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記ノズルに連通するインク流路と、インクの流入経路を有しない空気室とが設けられた流路部を備え、
前記流路部は、前記空気室の内壁面の一部をなす第１の部分と、前記空気室の内壁面のうち前記一部を除く部分をなし前記第１の部分に接合されている第２の部分と、を有し、
当該インクジェットヘッドの製造方法は、
前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方に、前記第１の部分と前記第２の部分とを接合させたときに、前記空気室の内壁面と前記流路部の外壁面との間を貫通する孔部となる孔部構造を形成する孔部構造形成工程、
前記第１の部分と、前記第２の部分とを、前記空気室が形成されるように接合させて、前記孔部が設けられている前記流路部を形成する流路部形成工程、
減圧環境下で前記流路部の外壁面及び前記インク流路の内壁面の少なくとも一部に保護膜を形成する保護膜形成工程、
を含み、
前記保護膜形成工程では、前記孔部による前記空気室と前記流路部の外部との間の連通が前記保護膜により遮断されるように前記保護膜を形成する。
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記ノズルに連通するインク流路と、インクの流入経路を有しない空気室とが設けられた流路部を備え、
前記流路部は、前記空気室の内壁面の一部をなす第１の部分と、前記空気室の内壁面のうち前記一部を除く部分をなし前記第１の部分に接合されている第２の部分と、を有し、
当該インクジェットヘッドの製造方法は、
前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方に、前記第１の部分と前記第２の部分とを接合させたときに、前記空気室の内壁面と前記流路部の外壁面との間を貫通する孔部となる孔部構造を形成する孔部構造形成工程、
前記第１の部分と、前記第２の部分とを、前記空気室が形成されるように接合させて、前記孔部が設けられている前記流路部を形成する流路部形成工程、
減圧環境下で前記流路部の外壁面及び前記インク流路の内壁面の少なくとも一部に保護膜を形成する保護膜形成工程、
を含み、
前記保護膜形成工程では、前記孔部による前記空気室と前記流路部の外部との間の連通が前記保護膜により遮断されるように前記保護膜を形成する。
また、上記目的を達成するため、請求項１６に記載のインクジェット記録装置の製造方法の発明は、
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記ノズルに連通するインク流路と、インクの流入経路を有しない空気室とが設けられた流路部を備え、
前記流路部は、前記空気室の内壁面の一部をなす第１の部分と、前記空気室の内壁面のうち前記一部を除く部分をなし前記第１の部分に接合されている第２の部分と、を有し、
当該インクジェットヘッドの製造方法は、
前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方に、前記第１の部分と前記第２の部分とを接合させたときに、前記空気室の内壁面と前記流路部の外壁面との間を貫通する孔部となる孔部構造を形成する孔部構造形成工程、
前記第１の部分と、前記第２の部分とを、前記空気室が形成されるように接合させて、前記孔部が設けられている前記流路部を形成する流路部形成工程、
減圧環境下で前記流路部の外壁面及び前記インク流路の内壁面の少なくとも一部に保護膜を形成する保護膜形成工程、
前記孔部による前記空気室と前記流路部の外部との間の連通を遮断する遮断部材を形成する遮断部材形成工程、
を含む。
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記ノズルに連通するインク流路と、インクの流入経路を有しない空気室とが設けられた流路部を備え、
前記流路部は、前記空気室の内壁面の一部をなす第１の部分と、前記空気室の内壁面のうち前記一部を除く部分をなし前記第１の部分に接合されている第２の部分と、を有し、
当該インクジェットヘッドの製造方法は、
前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方に、前記第１の部分と前記第２の部分とを接合させたときに、前記空気室の内壁面と前記流路部の外壁面との間を貫通する孔部となる孔部構造を形成する孔部構造形成工程、
前記第１の部分と、前記第２の部分とを、前記空気室が形成されるように接合させて、前記孔部が設けられている前記流路部を形成する流路部形成工程、
減圧環境下で前記流路部の外壁面及び前記インク流路の内壁面の少なくとも一部に保護膜を形成する保護膜形成工程、
前記孔部による前記空気室と前記流路部の外部との間の連通を遮断する遮断部材を形成する遮断部材形成工程、
を含む。
本発明に従うと、保護膜がより確実に所望の特性を有するインクジェットヘッドが得られるという効果がある。
以下、本発明のインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る第１の実施形態であるインクジェット記録装置１の概略構成を示す図である。
インクジェット記録装置１は、搬送部２と、ヘッドユニット３などを備える。
図１は、本発明に係る第１の実施形態であるインクジェット記録装置１の概略構成を示す図である。
インクジェット記録装置１は、搬送部２と、ヘッドユニット３などを備える。
搬送部２は、図１のＸ方向に延びる回転軸を中心に回転する２本の搬送ローラー２ａ、２ｂにより内側が支持された輪状の搬送ベルト２ｃを備える。搬送部２は、搬送ベルト２ｃの搬送面上に記録媒体Ｍが載置された状態で搬送ローラー２ａが図示略の搬送モーターの動作に応じて回転して搬送ベルト２ｃが周回移動することで記録媒体Ｍを搬送ベルト２ｃの移動方向（搬送方向；図１のＹ方向）に搬送する。
記録媒体Ｍは、一定の寸法に裁断された枚葉紙とすることができる。記録媒体Ｍは、図示略の給紙装置により搬送ベルト２ｃ上に供給され、ヘッドユニット３からインクが吐出されて画像が記録された後に搬送ベルト２ｃから所定の排紙部に排出される。なお、記録媒体Ｍとしては、ロール紙が用いられてもよい。また、記録媒体Ｍとしては、普通紙や塗工紙といった紙のほか、布帛又はシート状の樹脂等、表面に着弾したインクを定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。
ヘッドユニット３は、搬送部２により搬送される記録媒体Ｍに対して画像データに基づいて適切なタイミングでインクを吐出して画像を記録する。本実施形態のインクジェット記録装置１では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つのヘッドユニット３が記録媒体Ｍの搬送方向上流側からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。なお、ヘッドユニット３の数は３つ以下又は５つ以上であってもよい。
図２は、ヘッドユニット３の構成を示す図であり、ヘッドユニット３を搬送ベルト２ｃの搬送面に相対する側から見た平面図である。ヘッドユニット３は、板状の基部３ａと、基部３ａに設けられた貫通孔に篏合した状態で基部３ａに固定された複数の（ここでは８つの）インクジェットヘッド１００とを有する。インクジェットヘッド１００は、ノズル１１１の開口部が設けられたノズル開口面が基部３ａの貫通孔から−Ｚ方向に向けて露出した状態で基部３ａに固定されている。
インクジェットヘッド１００では、複数のノズル１１１が記録媒体Ｍの搬送方向と交差する方向（本実施形態では搬送方向と直交する幅方向、すなわちＸ方向）に等間隔にそれぞれ配列されている。詳しくは、各インクジェットヘッド１００は、Ｘ方向に等間隔に一次元配列されたノズル１１１の列（ノズル列）を有している。
なお、インクジェットヘッド１００は、ノズル列を複数有していても良い。この場合には、複数のノズル列は、ノズル１１１のＸ方向についての位置が重ならないようにＸ方向の位置が互いにずらされて配置される。
なお、インクジェットヘッド１００は、ノズル列を複数有していても良い。この場合には、複数のノズル列は、ノズル１１１のＸ方向についての位置が重ならないようにＸ方向の位置が互いにずらされて配置される。
ヘッドユニット３における８つのインクジェットヘッド１００は、ノズル１１１のＸ方向についての配置範囲が連続するように千鳥格子状に配置されている。ヘッドユニット３に含まれるノズル１１１のＸ方向についての配置範囲は、搬送ベルト２ｃにより搬送される記録媒体Ｍのうち画像が記録可能な領域のＸ方向の幅をカバーしている。ヘッドユニット３は、画像の記録時には位置が固定されて用いられ、記録媒体Ｍの搬送に応じて搬送方向についての所定間隔（搬送方向間隔）の各位置に対してノズル１１１からインクを吐出することで、シングルパス方式で画像を記録する。
インクジェットヘッド１００から吐出されるインクは、用途に応じて各種公知のものを用いることができる。これらのインクには、酸性のインクやアルカリ性のインクが含まれる。例えば、顔料を分散させた顔料インクは、通常、アルカリ性の分散剤が用いられることから、アルカリ性となる場合が多い。また、綿や麻といった天然繊維などの記録媒体Ｍに対して好適に用いられる反応染料インクは、酸性のものが多い。また、特に布帛に対して染料インクを吐出して画像を記録する場合、染料の発色性などを向上させるための機能性インク（前処理剤）を吐出するヘッドユニット３が設けられる場合があるが、この前処理剤は、通常、アルカリ性である。
本実施形態のインクジェットヘッド１００では、これらの酸性のインクやアルカリ性のインクからインクジェットヘッド１００を保護するために保護膜が設けられている。この保護膜の形成位置や形成方法については後に詳述する。
本実施形態のインクジェットヘッド１００では、これらの酸性のインクやアルカリ性のインクからインクジェットヘッド１００を保護するために保護膜が設けられている。この保護膜の形成位置や形成方法については後に詳述する。
図３は、インクジェットヘッド１００の主要部の分解斜視図である。
また、図３におけるＡ−Ａ線を通りＹ方向に垂直な断面が、図４（ｄ）に示されている。
図３では、インクジェットヘッド１００の構成要素のうち、図示略の外装部材の内部に収容されている主要な構成要素が示されている。具体的には、図３では、ノズル基板１１、流路スペーサー基板１２、圧力室基板１３及び配線基板１４を有するヘッドチップ１０と、ヘッドチップ１０の配線基板１４に電気的に接続されたＦＰＣ２０（Flexible Printed Circuit）とが示されている。
本実施形態では、流路スペーサー基板１２、圧力室基板１３及び配線基板１４により構成される構造を流路部９０（図４（ｄ））と記す。また、当該流路部９０においてインクが流動する経路を、以下ではインク流路と記す。インク流路には、後述する吐出流路１２１、圧力室１０１（インク貯留部）、共通排出流路１３２、供給流路１４１及び排出流路１４２が含まれる。
また、図３では、インクジェットヘッド１００のノズル開口面が上方となるように各部材が描かれている。以下では、各部材の−Ｚ方向側の面を上面、＋Ｚ方向側の面を下面とも記す。また、図３では、便宜上、ノズル１１１が４つのみ記載され、他のノズルは記載が省略されている。
また、図３におけるＡ−Ａ線を通りＹ方向に垂直な断面が、図４（ｄ）に示されている。
図３では、インクジェットヘッド１００の構成要素のうち、図示略の外装部材の内部に収容されている主要な構成要素が示されている。具体的には、図３では、ノズル基板１１、流路スペーサー基板１２、圧力室基板１３及び配線基板１４を有するヘッドチップ１０と、ヘッドチップ１０の配線基板１４に電気的に接続されたＦＰＣ２０（Flexible Printed Circuit）とが示されている。
本実施形態では、流路スペーサー基板１２、圧力室基板１３及び配線基板１４により構成される構造を流路部９０（図４（ｄ））と記す。また、当該流路部９０においてインクが流動する経路を、以下ではインク流路と記す。インク流路には、後述する吐出流路１２１、圧力室１０１（インク貯留部）、共通排出流路１３２、供給流路１４１及び排出流路１４２が含まれる。
また、図３では、インクジェットヘッド１００のノズル開口面が上方となるように各部材が描かれている。以下では、各部材の−Ｚ方向側の面を上面、＋Ｚ方向側の面を下面とも記す。また、図３では、便宜上、ノズル１１１が４つのみ記載され、他のノズルは記載が省略されている。
ヘッドチップ１０は、ノズル１１１が設けられたノズル基板１１と、ノズル１１１に連通する吐出流路１２１が設けられた流路スペーサー基板１２と、圧力室１０１及び空気室１０２等が設けられた圧力室基板１３と、圧力室基板１３に電気的に接続された配線１４３を有する配線基板１４とが積層された構造を有している。ノズル基板１１、流路スペーサー基板１２、圧力室基板１３及び配線基板１４は、いずれもＸ方向に長尺な略四角柱状の板状部材である。
圧力室基板１３には、吐出流路１２１を介してノズル１１１に連通する圧力室１０１、及び圧力室１０１に連通されておらずインクの流入経路を有しない空気室１０２が設けられている。
圧力室基板１３は、セラミックスの圧電体（電圧の印加に応じて変形する部材）からなる基材を加工して得られたものである。このような圧電体の例としては、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛などが挙げられる。本実施形態の圧力室基板１３では、ＰＺＴが用いられている。
圧力室基板１３は、セラミックスの圧電体（電圧の印加に応じて変形する部材）からなる基材を加工して得られたものである。このような圧電体の例としては、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛などが挙げられる。本実施形態の圧力室基板１３では、ＰＺＴが用いられている。
圧力室１０１は、圧力室基板１３のうちＺ方向から見てノズル１１１と重なる位置に各々設けられた貫通孔であり、Ｘ−Ｙ平面に沿った断面がＹ方向に長い矩形をなしている。圧力室１０１の大きさは、特には限られないが、例えばＸ方向の幅は約８０μｍ、Ｙ方向の幅は約１５０〜２００μｍとすることができる。
各圧力室１０１には、配線基板１４に設けられた供給流路１４１を介してインクが供給される。また、各圧力室１０１は、流路スペーサー基板１２の吐出流路１２１を介してノズル１１１に連通している。
各圧力室１０１には、配線基板１４に設けられた供給流路１４１を介してインクが供給される。また、各圧力室１０１は、流路スペーサー基板１２の吐出流路１２１を介してノズル１１１に連通している。
空気室１０２は、隣り合う圧力室１０１の間に設けられている。したがって、圧力室基板１３では、圧力室１０１及び空気室１０２がＸ方向について交互に配列されて列をなしている。
空気室１０２は、圧力室１０１とほぼ同等の形状を有する貫通孔である。空気室１０２の図３における下方の開口部は、配線基板１４により閉止されており、上方の開口部は、流路スペーサー基板１２により閉止されている。詳しくは、流路スペーサー基板１２には、空気室１０２に連通する孔部１０３が設けられているが、当該孔部１０３の内部の一部が遮断部材としての保護膜８０（図４（ｄ））により塞がれて孔部１０３が閉止されていることで、空気室１０２の上側の開口部が閉止されている。これにより、孔部１０３による空気室１０２と流路部９０の外部との連通が遮断されて、空気室１０２にインクが流入しないようになっている。
空気室１０２は、圧力室１０１とほぼ同等の形状を有する貫通孔である。空気室１０２の図３における下方の開口部は、配線基板１４により閉止されており、上方の開口部は、流路スペーサー基板１２により閉止されている。詳しくは、流路スペーサー基板１２には、空気室１０２に連通する孔部１０３が設けられているが、当該孔部１０３の内部の一部が遮断部材としての保護膜８０（図４（ｄ））により塞がれて孔部１０３が閉止されていることで、空気室１０２の上側の開口部が閉止されている。これにより、孔部１０３による空気室１０２と流路部９０の外部との連通が遮断されて、空気室１０２にインクが流入しないようになっている。
圧力室基板１３では、隣り合う圧力室１０１と空気室１０２との間が圧電体の隔壁により仕切られている。圧力室１０１及び空気室１０２の各々における隔壁の内壁面には、図示しない金属の駆動電極が設けられている。各駆動電極は、圧力室基板の下面のうち圧力室１０１及び空気室１０２の開口部近傍に引き出されており、配線基板１４の配線１４３、及びＦＰＣ２０の配線２１を介して外部の駆動回路に電気的に接続されている。
圧力室基板１３では、駆動電極に印加された駆動信号に応じて隔壁がシアモード型の変位を繰り返すことで、圧力室１０１内のインクの圧力が変動する。この圧力の変動に応じて、圧力室１０１内のインクが吐出流路１２１を介してノズル１１１から吐出される。すなわち、本実施形態のヘッドチップ１０は、シアモード型のインク吐出を行うヘッドチップである。ここで、隣り合う圧力室１０１の間に空気室１０２が設けられていることで、圧力室１０１の隔壁が変形した際に、隣り合う圧力室１０１に当該変形の影響が及ばないようになっている。これにより、隣り合う圧力室１０１との間でノズル１１１からのインクの吐出タイミングを調整する必要がないため、インク吐出動作を高周波数で行うことができる。
また、圧力室基板１３には、圧力室１０１から流路スペーサー基板１２の吐出流路１２１に供給されたインクのうちノズル１１１から吐出されなかったインクの一部が戻入する共通排出流路１３２が設けられている。共通排出流路１３２は、Ｙ方向について複数の圧力室１０１の一方側に設けられている。共通排出流路１３２は、圧力室基板１３の上面におけるＹ方向の端部近傍で、当該上面に沿ってＸ方向に延びる溝状の水平共通排出流路１３２ａと、水平共通排出流路１３２ａの＋Ｘ方向側の端部で水平共通排出流路１３２ａに接続され圧力室基板１３をＺ方向に貫通する垂直共通排出流路１３２ｂと、からなる。流路スペーサー基板１２の吐出流路１２１から水平共通排出流路１３２ａに戻入したインクは、垂直共通排出流路１３２ｂ、及び配線基板１４に設けられた排出流路１４２を通ってインクジェットヘッド１００の外部に排出される。
流路スペーサー基板１２は、平面視で圧力室基板１３と略同等の大きさを有する直方体形状の板状部材である。流路スペーサー基板１２は、圧力室基板１３の上面に接着剤７２を介して接着（固着）されている。本実施形態の流路スペーサー基板１２は、シリコン基板からなる。流路スペーサー基板１２の厚さは、特には限られないが、数百μｍ程度とされる。なお、流路スペーサー基板１２は、ポリイミド等の樹脂や、ＳＵＳ、Ｎｉ等の金属などにより構成されていても良い。また、接着剤７２としては、エポキシ系接着剤等の各種公知のものを用いることができる。
流路スペーサー基板１２に設けられた吐出流路１２１は、Ｚ方向から見て圧力室１０１の形成位置と重なる位置において流路スペーサー基板１２を貫通する貫通流路１２２と、貫通流路１２２から分岐する個別排出流路１２３と、を有している。
貫通流路１２２のＸ−Ｙ平面に平行な断面形状は、圧力室１０１の断面形状と略同一の矩形となっている。貫通流路１２２は、圧力室基板１３側の開口部が圧力室１０１に接続され、ノズル基板１１側の開口部がノズル１１１に接続されている。
個別排出流路１２３は、貫通流路１２２のノズル基板１１側の開口部から流路スペーサー基板１２の上面に沿ってＹ方向に延びる溝状の水平個別排出流路１２３ａと、当該水平個別排出流路１２３ａの端部から流路スペーサー基板１２を貫通するように設けられた垂直個別排出流路１２３ｂとを有する。垂直個別排出流路１２３ｂの圧力室基板１３側の開口部は、共通排出流路１３２の水平共通排出流路１３２ａに接続されている。したがって、個別排出流路１２３は、貫通流路１２２から水平個別排出流路１２３ａに流入したインクの一部を垂直個別排出流路１２３ｂを介して共通排出流路１３２に導く。
貫通流路１２２のＸ−Ｙ平面に平行な断面形状は、圧力室１０１の断面形状と略同一の矩形となっている。貫通流路１２２は、圧力室基板１３側の開口部が圧力室１０１に接続され、ノズル基板１１側の開口部がノズル１１１に接続されている。
個別排出流路１２３は、貫通流路１２２のノズル基板１１側の開口部から流路スペーサー基板１２の上面に沿ってＹ方向に延びる溝状の水平個別排出流路１２３ａと、当該水平個別排出流路１２３ａの端部から流路スペーサー基板１２を貫通するように設けられた垂直個別排出流路１２３ｂとを有する。垂直個別排出流路１２３ｂの圧力室基板１３側の開口部は、共通排出流路１３２の水平共通排出流路１３２ａに接続されている。したがって、個別排出流路１２３は、貫通流路１２２から水平個別排出流路１２３ａに流入したインクの一部を垂直個別排出流路１２３ｂを介して共通排出流路１３２に導く。
また、流路スペーサー基板１２には、Ｚ方向から見て空気室１０２の形成位置と重なる位置に、当該流路スペーサー基板１２の内部を貫通する円筒状の孔部１０３が設けられている。孔部１０３の直径は、特には限られないが、１０〜３０μｍとすることができる。図４（ｄ）に示されるように、孔部１０３は、空気室１０２の内壁面における第１開口部１０３１から流路スペーサー基板１２の外壁面（流路部９０の外壁面）にける第２開口部１０３２に至る形状で設けられている。孔部１０３は、後述する保護膜８０の形成工程において空気室１０２と流路部９０の外部とを連通させて通気を行うために設けられたものである。また、図４（ｄ）に示されるように、孔部１０３による空気室１０２と流路部９０の外部との間の連通は、当該保護膜８０の形成工程において孔部１０３の内部の一部が保護膜８０により塞がれることで遮断されている。ここで、孔部１０３による連通が遮断された状態とは、第１開口部１０３１と第２開口部１０３２との間のいずれかの位置が閉止されている状態であって、インクが通らない状態をいう。
ノズル基板１１は、厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する孔であるノズル１１１がＸ方向に列をなすように設けられているシリコン基板であり、接着剤７３を介して流路スペーサー基板１２の上面に接着されている。各ノズル１１１は、Ｚ方向から見て、流路スペーサー基板１２の吐出流路１２１のうち貫通流路１２２と重なる位置に設けられている。ノズル基板１１の平面形状は、流路スペーサー基板１２及び圧力室基板１３とほぼ同一である。ノズル基板１１の上面は、インクジェットヘッド１００のノズル開口面をなす。ノズル基板１１の厚さは、例えば数十μｍから数百μｍ程度である。また、接着剤７３としては、エポキシ系接着剤等の各種公知のものを用いることができる。
なお、ノズル１１１の内壁面は、Ｚ方向に垂直な断面積が、インク吐出側の開口部に近いほど小さくなるようなテーパー形状を有していても良い。また、ノズル基板１１は、ポリイミド等の樹脂や、ＳＵＳ、Ｎｉ等の金属などにより構成されていても良い。また、ノズル基板１１のノズル開口面には、フッ素樹脂粒子等の撥液性物質を含む撥水膜を設けることが望ましい。撥水膜を設けることで、ノズル開口面に対するインクや異物の付着を抑えることができ、当該インクや異物等の付着に起因するインク吐出不良の発生を抑制することができる。
なお、ノズル１１１の内壁面は、Ｚ方向に垂直な断面積が、インク吐出側の開口部に近いほど小さくなるようなテーパー形状を有していても良い。また、ノズル基板１１は、ポリイミド等の樹脂や、ＳＵＳ、Ｎｉ等の金属などにより構成されていても良い。また、ノズル基板１１のノズル開口面には、フッ素樹脂粒子等の撥液性物質を含む撥水膜を設けることが望ましい。撥水膜を設けることで、ノズル開口面に対するインクや異物の付着を抑えることができ、当該インクや異物等の付着に起因するインク吐出不良の発生を抑制することができる。
配線基板１４は、圧力室基板１３との接合領域を確保する観点から圧力室基板１３の面積よりも大きな面積を有する平板状の基板であることが好ましく、接着剤７１を介して圧力室基板１３の下面に接着されている。配線基板１４としては、例えばシリコン、ガラス、セラミックス、プラスチックなどの基板を用いることができる。また、接着剤７１としては、エポキシ系接着剤等の各種公知のものを用いることができる。
配線基板１４には、Ｚ方向から見て圧力室基板１３の複数の圧力室１０１と重なる位置に複数の供給流路１４１が設けられており、また、垂直共通排出流路１３２ｂと重なる位置に排出流路１４２が設けられている。また、配線基板１４の圧力室基板１３との接着面には、複数の供給流路１４１の各々の端部から配線基板１４の端部に向かって延びる複数の配線１４３が設けられている。
配線基板１４の下面には、図示しないインクマニホールド（共通インク室）が接続されており、当該インクマニホールドから供給流路１４１にインクが供給される。
配線基板１４の下面には、図示しないインクマニホールド（共通インク室）が接続されており、当該インクマニホールドから供給流路１４１にインクが供給される。
圧力室基板１３と配線基板１４とは、導電性粒子を含有させた導電性接着剤を介して接着される。これにより、圧力室基板１３の表面に引き出された駆動電極と、配線基板１４上の配線１４３とが、導電性粒子を介して電気的に接続される。
また、配線基板１４のうち配線１４３が設けられている端部には、ＦＰＣ２０が、例えばＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電フィルム）を介して接続される。この接続により、配線基板１４の複数の配線１４３と、ＦＰＣ２０上の複数の配線２１とが、一対一で対応するようにそれぞれ電気的に接続される。
図４（ｄ）に示されるように、流路部９０は、流路スペーサー基板１２から構成される第１の部分９１と、圧力室基板１３及び配線基板１４から構成される第２の部分９２と、を有する。上述の空気室１０２は、第１の部分９１及び第２の部分９２によって形成されている。すなわち、第１の部分９１は、空気室１０２の内壁面のうち一部（上面）をなし、第２の部分９２は、空気室１０２の内壁面のうち上記一部を除く部分（上面以外の５面）をなす。
また、図４（ｄ）に示されるように、流路部９０の外壁面及びインク流路の内壁面には、酸性のインク及びアルカリ性のインクなどから流路部９０を保護する保護膜８０が設けられている。
保護膜８０としては、特には限られないが、例えばポリパラキシリレンといった有機保護膜や、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物又は無機窒化物からなる保護膜を用いることができる。このような保護膜８０を設けることで、インク流路がインクにより浸食されたり、流路部９０の外壁面に付着したインクが流路部９０内に侵入してインクのリーク経路が形成されたりする不具合の発生を抑制することができる。
なお、保護膜８０は、必ずしも流路部９０の外壁面及びインク流路の内壁面の全面に設けられていなくても良く、流路部９０の外壁面及びインク流路の内壁面の少なくとも一部に設けられていても良い。例えば、インクによる浸食が生じやすい部分やインクによる浸食が問題となりやすい部分に選択的に設けられていても良い。
保護膜８０としては、特には限られないが、例えばポリパラキシリレンといった有機保護膜や、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物又は無機窒化物からなる保護膜を用いることができる。このような保護膜８０を設けることで、インク流路がインクにより浸食されたり、流路部９０の外壁面に付着したインクが流路部９０内に侵入してインクのリーク経路が形成されたりする不具合の発生を抑制することができる。
なお、保護膜８０は、必ずしも流路部９０の外壁面及びインク流路の内壁面の全面に設けられていなくても良く、流路部９０の外壁面及びインク流路の内壁面の少なくとも一部に設けられていても良い。例えば、インクによる浸食が生じやすい部分やインクによる浸食が問題となりやすい部分に選択的に設けられていても良い。
次に、インクジェットヘッド１００の製造方法について説明する。
図４は、インクジェットヘッド１００の製造方法を説明する断面図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）の各断面図では、各工程における、図３のＡ−Ａ線を通りＹ方向に垂直な断面に対応する部分が示されている。
図４は、インクジェットヘッド１００の製造方法を説明する断面図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）の各断面図では、各工程における、図３のＡ−Ａ線を通りＹ方向に垂直な断面に対応する部分が示されている。
本実施形態のインクジェットヘッド１００の製造方法では、まず、ＰＺＴからなる基材に圧力室１０１、空気室１０２及び共通排出流路１３２を形成し、当該基材に駆動電極を形成して圧力室基板１３を製造する。また、シリコン基板に供給流路１４１及び排出流路１４２を形成し、当該基板に配線１４３を形成して配線基板１４を製造する。そして、得られた圧力室基板１３と配線基板１４とを接着剤７１を介して接合する（図４（ａ））。
次に、シリコン基板に、孔部１０３となる貫通孔（孔部構造）と吐出流路１２１とを形成して流路スペーサー基板１２を製造し、流路スペーサー基板１２と圧力室基板１３とを接着剤７２を介して接合する（図４（ｂ））。これにより、孔部１０３によって外部と連通した状態の空気室１０２を有する流路部９０が形成される（孔部構造形成工程、流路部形成工程）。
孔部１０３は、各種公知の基板加工技術により形成することができる。例えば、本実施形態のように流路スペーサー基板１２がシリコン基板からなる場合には、フォトリソグラフィー技術により形成されたエッチングマスクを用いてシリコン基板をエッチングする方法を用いることができる。また、流路スペーサー基板がポリイミド基板からなる場合には、所定のマスクを介してポリイミド基板にエキシマレーザー等を照射することで孔部１０３を形成する方法を用いることができる。
孔部１０３は、各種公知の基板加工技術により形成することができる。例えば、本実施形態のように流路スペーサー基板１２がシリコン基板からなる場合には、フォトリソグラフィー技術により形成されたエッチングマスクを用いてシリコン基板をエッチングする方法を用いることができる。また、流路スペーサー基板がポリイミド基板からなる場合には、所定のマスクを介してポリイミド基板にエキシマレーザー等を照射することで孔部１０３を形成する方法を用いることができる。
次に、流路部９０の外壁面及び圧力室１０１等のインク流路の内壁面に保護膜８０を形成する（図４（ｃ））（保護膜形成工程）。保護膜８０は、流路部９０を１０Ｐａ以下といった減圧環境下に置いた上で、保護膜８０の材料を形成対象面に堆積させる公知の成膜技術を用いることで形成することができる。例えば、保護膜８０としてポリパラキシリレンを用いる場合には、蒸着法などを用いることができる。また、保護膜８０としてＺｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物又は無機窒化物を用いる場合には、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用いることができる。
保護膜８０を形成する際には、空気室１０２は孔部１０３を介して流路部９０の外部と連通した状態となっているため、空気室１０２の内部は、外部と同等の気圧（本実施形態では、約１０Ｐａ）に減圧される。このため空気室１０２と流路部９０の外部との間での空気の流動はほとんどなく、安定した状態で保護膜８０を形成することができる。
また、上述のとおり、孔部１０３の直径は１０〜３０μｍ程度と小さいため、保護膜８０の形成時には、孔部１０３の内部に形成（充填）された保護膜８０により孔部１０３が閉止され、孔部１０３による空気室１０２と流路部９０の外部との間の連通が遮断される。これにより、空気室１０２は、インクの流入経路を有しない状態となる。
保護膜８０を形成する際には、空気室１０２は孔部１０３を介して流路部９０の外部と連通した状態となっているため、空気室１０２の内部は、外部と同等の気圧（本実施形態では、約１０Ｐａ）に減圧される。このため空気室１０２と流路部９０の外部との間での空気の流動はほとんどなく、安定した状態で保護膜８０を形成することができる。
また、上述のとおり、孔部１０３の直径は１０〜３０μｍ程度と小さいため、保護膜８０の形成時には、孔部１０３の内部に形成（充填）された保護膜８０により孔部１０３が閉止され、孔部１０３による空気室１０２と流路部９０の外部との間の連通が遮断される。これにより、空気室１０２は、インクの流入経路を有しない状態となる。
次に、シリコン基板にノズル１１１を形成してノズル基板１１を製造し、流路スペーサー基板１２の上面に接着剤７３を介してノズル基板１１を接合する（図４（ｄ））。これにより得られたヘッドチップ１０にＦＰＣ２０を接合して、インクジェットヘッド１００の外装部材の内部に他の構成要素とともに組み込んでインクジェットヘッド１００が完成する。
続いて、上記のインクジェットヘッド１００の製造方法により得られる効果について説明する。
図５は、孔部１０３が設けられていない従来のインクジェットヘッド１００の製造方法を説明する断面図である。
この従来の製造方法では、まず、流路スペーサー基板１２、圧力室基板１３及び配線基板１４を接着剤７１、７２を介して接合し、外部との連通が遮断されてインクの流入経路を有しない状態の空気室１０２を有する流路部９０を製造する。そして、保護膜８０の形成のために、流路部９０を１０Ｐａの減圧環境下に設置する（図５（ａ））。
このとき、空気室１０２の内部の気圧は、ほぼ大気圧（約１×１０5Ｐａ）に維持されているため、流路部９０の外部の気圧（約１０Ｐａ）との気圧差が大きくなる。ここで、空気室１０２を密封している接着剤７１、７２は、このような気圧差においても空気を完全に遮断可能なほど高い気密性は有していない。このため、図５（ａ）の破線の矢印で示されるように、空気室１０２の内部の空気が徐々に接着剤７１、７２を通って外部に漏れ出してしまう。
このように空気が漏れ出している箇所では、空気に含まれている酸素等の成分を取り込みつつ保護膜８０が形成されるため、所期の組成とは異なる組成の不良保護膜８０ａが形成されてしまう（図５（ｂ））。このような不良保護膜８０ａは、正常な保護膜８０よりも酸性のインクやアルカリ性のインクに対する耐性（耐インク性）が小さいため、流路部９０に十分な耐インク性を持たせることができなくなる。
図５は、孔部１０３が設けられていない従来のインクジェットヘッド１００の製造方法を説明する断面図である。
この従来の製造方法では、まず、流路スペーサー基板１２、圧力室基板１３及び配線基板１４を接着剤７１、７２を介して接合し、外部との連通が遮断されてインクの流入経路を有しない状態の空気室１０２を有する流路部９０を製造する。そして、保護膜８０の形成のために、流路部９０を１０Ｐａの減圧環境下に設置する（図５（ａ））。
このとき、空気室１０２の内部の気圧は、ほぼ大気圧（約１×１０5Ｐａ）に維持されているため、流路部９０の外部の気圧（約１０Ｐａ）との気圧差が大きくなる。ここで、空気室１０２を密封している接着剤７１、７２は、このような気圧差においても空気を完全に遮断可能なほど高い気密性は有していない。このため、図５（ａ）の破線の矢印で示されるように、空気室１０２の内部の空気が徐々に接着剤７１、７２を通って外部に漏れ出してしまう。
このように空気が漏れ出している箇所では、空気に含まれている酸素等の成分を取り込みつつ保護膜８０が形成されるため、所期の組成とは異なる組成の不良保護膜８０ａが形成されてしまう（図５（ｂ））。このような不良保護膜８０ａは、正常な保護膜８０よりも酸性のインクやアルカリ性のインクに対する耐性（耐インク性）が小さいため、流路部９０に十分な耐インク性を持たせることができなくなる。
これに対し、本実施形態の製造方法では、上述のとおり、保護膜８０の形成時には空気室１０２が孔部１０３を介して外部と連通しているため、空気室１０２の内部は、外部と同等の気圧に減圧される。よって、空気室１０２と流路部９０の外部との間での空気の流動がほとんど生じないため、空気の成分を取り込んだ状態で不良保護膜８０ａが形成される不具合の発生が抑制される。
また、保護膜８０の形成後には孔部１０３が保護膜８０により閉止されるため、インクジェットヘッド１００の製造後に、空気室１０２にインクが進入して空気室１０２の機能が損なわれる不具合の発生が抑制される。
また、保護膜８０の形成後には孔部１０３が保護膜８０により閉止されるため、インクジェットヘッド１００の製造後に、空気室１０２にインクが進入して空気室１０２の機能が損なわれる不具合の発生が抑制される。
（変形例１）
続いて第１の実施形態の変形例１について説明する。本変形例は、孔部１０３の形状が上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
続いて第１の実施形態の変形例１について説明する。本変形例は、孔部１０３の形状が上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
図６は、本変形例に係るインクジェットヘッド１００の主要部の分解斜視図である。
また、図７は、本変形例に係るインクジェットヘッド１００の断面図であり、図７（ａ）は、図６のＢ−Ｂ線を通りＹ方向に垂直な断面を示し、図７（ｂ）は、図６のＣ−Ｃ線を通りＹ方向に垂直な断面を示している。
また、図７は、本変形例に係るインクジェットヘッド１００の断面図であり、図７（ａ）は、図６のＢ−Ｂ線を通りＹ方向に垂直な断面を示し、図７（ｂ）は、図６のＣ−Ｃ線を通りＹ方向に垂直な断面を示している。
図６及び図７に示されるように、本変形例のインクジェットヘッド１００では、流路スペーサー基板１２のうち圧力室基板１３との接合面に、圧力室基板１３と接合させたときに孔部１０３となる溝（孔部構造）が設けられている。この構造の流路スペーサー基板１２と圧力室基板１３とを接合させることで、接合面に孔部１０３が形成される。すなわち、本変形例の孔部１０３の内壁面の少なくとも一部は、第１の部分９１及び第２の部分９２の接合面に設けられた溝である。
具体的には、孔部１０３は、流路スペーサー基板１２の下面のうち、Ｚ方向から見て複数の空気室１０２と重なる位置の各々から−Ｙ方向に延びる複数の第１溝部１０３ａと、複数の第１溝部１０３ａの−Ｙ方向側端部に接続され＋Ｘ方向に延びる第２溝部１０３ｂとからなる。第１溝部１０３ａ及び第２溝部１０３ｂの深さや幅は、特には限られないが、例えば深さを１０〜３０μｍ、幅を５０〜７０μｍ程度とすることができる。
孔部１０３のうち、第１溝部１０３ａのＺ方向から見て空気室１０２と重なる部分は、空気室１０２の内壁面における第１開口部１０３１を形成する。また、孔部１０３のうち、第２溝部１０３ｂの＋Ｘ方向側の端部は、流路スペーサー基板１２の側面（流路部９０の外壁面）における第２開口部１０３２（切り欠き部）を形成する。すなわち、孔部１０３は、空気室１０２の内壁面と、流路部９０のうち流路スペーサー基板１２の外壁面との間を貫通する形状となっており、閉止される前（保護膜８０の形成前）の段階において、空気室１０２と流路部９０の外部とを連通させる。
孔部１０３のうち、第１溝部１０３ａのＺ方向から見て空気室１０２と重なる部分は、空気室１０２の内壁面における第１開口部１０３１を形成する。また、孔部１０３のうち、第２溝部１０３ｂの＋Ｘ方向側の端部は、流路スペーサー基板１２の側面（流路部９０の外壁面）における第２開口部１０３２（切り欠き部）を形成する。すなわち、孔部１０３は、空気室１０２の内壁面と、流路部９０のうち流路スペーサー基板１２の外壁面との間を貫通する形状となっており、閉止される前（保護膜８０の形成前）の段階において、空気室１０２と流路部９０の外部とを連通させる。
本変形例のインクジェットヘッド１００の製造方法では、流路スペーサー基板１２と圧力室基板１３とを接合する際には、流路スペーサー基板１２及び圧力室基板１３の接合面のうち、孔部１０３となる溝が形成されていない領域に接着剤７２を設けて接合する。これにより、孔部１０３により空気室１０２と流路部９０の外部とが連通した状態の流路部９０が製造される。その後、上記実施形態と同様に、減圧環境下で保護膜８０を形成し、ノズル基板１１を接合する。
なお、保護膜８０によって孔部１０３を閉止させることができない場合などでは、図７（ｂ）に示されるように、孔部１０３を遮断部材としての接着剤７４により塞ぐことで孔部１０３を閉止しても良い（遮断部材形成工程）。また、この場合に孔部１０３を塞ぐ部材は接着剤に限られず、保護膜８０とは一体的に設けられない他の任意の部材、例えば、流動性を有した状態で孔部１０３を塞ぐように設けられ、その後硬化させることができる各種公知の部材を用いることができる。
なお、保護膜８０によって孔部１０３を閉止させることができない場合などでは、図７（ｂ）に示されるように、孔部１０３を遮断部材としての接着剤７４により塞ぐことで孔部１０３を閉止しても良い（遮断部材形成工程）。また、この場合に孔部１０３を塞ぐ部材は接着剤に限られず、保護膜８０とは一体的に設けられない他の任意の部材、例えば、流動性を有した状態で孔部１０３を塞ぐように設けられ、その後硬化させることができる各種公知の部材を用いることができる。
（変形例２）
続いて第１の実施形態の変形例２について説明する。本変形例のインクジェットヘッド１００は、流路スペーサー基板１２が設けられておらず、ノズル基板１１に孔部１０３が設けられている点で上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
続いて第１の実施形態の変形例２について説明する。本変形例のインクジェットヘッド１００は、流路スペーサー基板１２が設けられておらず、ノズル基板１１に孔部１０３が設けられている点で上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
図８は、本変形例に係るインクジェットヘッド１００の主要部の分解斜視図である。
また、図９は、本変形例に係るインクジェットヘッド１００の断面図であり、図９（ａ）は、図８のＤ−Ｄ線を通りＹ方向に垂直な断面を示し、図９（ｂ）は、図８のＥ−Ｅ線を通りＹ方向に垂直な断面を示している。
また、図９は、本変形例に係るインクジェットヘッド１００の断面図であり、図９（ａ）は、図８のＤ−Ｄ線を通りＹ方向に垂直な断面を示し、図９（ｂ）は、図８のＥ−Ｅ線を通りＹ方向に垂直な断面を示している。
図８及び図９に示されるように、本変形例のインクジェットヘッド１００では、流路スペーサー基板１２が設けられておらず、圧力室基板１３にノズル基板１１が直接接合されている。よって、ノズル基板１１が空気室１０２の内壁面の一部を構成する。すなわち、本変形例の流路部９０は、ノズル基板１１からなる第１の部分９１と、圧力室基板１３及び配線基板１４からなる第２の部分９２とを有している。
また、本変形例では、インク排出流路（圧力室基板１３の共通排出流路１３２や配線基板１４の排出流路１４２）が設けられていない。
また、本変形例では、インク排出流路（圧力室基板１３の共通排出流路１３２や配線基板１４の排出流路１４２）が設けられていない。
また、本変形例では、ノズル基板１１のうち圧力室基板１３との接合面に、圧力室基板１３と接合させたときに孔部１０３となる溝（孔部構造）が設けられている。この構造のノズル基板１１と圧力室基板１３とを接合させることで、接合面に孔部１０３が形成される。孔部１０３となる溝の形状は、変形例１において流路スペーサー基板１２の下面に設けられる溝と同様であるので、説明は省略する。
本変形例のインクジェットヘッド１００の製造方法では、ノズル基板１１、圧力室基板１３及び配線基板１４を接合して流路部９０を製造する。ノズル基板１１と圧力室基板１３とを接合する際には、ノズル基板１１及び圧力室基板１３の接合面のうち、孔部１０３となる溝が形成されていない領域に接着剤７２を設けて接合する。これにより、孔部１０３により空気室１０２と流路部９０の外部とが連通した状態の流路部９０が製造される。
流路部９０の製造後、減圧環境下で流路部９０に保護膜８０を形成する。よって、本変形例では、図９に示されるように、ノズル基板１１の外壁面やノズル１１１の内壁面にも保護膜８０が形成される。
本変形例においても、保護膜８０によっては孔部１０３を閉止させることができない場合などでは、図９（ｂ）に示されるように、孔部１０３を接着剤７４などで塞ぐことで孔部１０３を閉止しても良い（遮断部材形成工程）。
流路部９０の製造後、減圧環境下で流路部９０に保護膜８０を形成する。よって、本変形例では、図９に示されるように、ノズル基板１１の外壁面やノズル１１１の内壁面にも保護膜８０が形成される。
本変形例においても、保護膜８０によっては孔部１０３を閉止させることができない場合などでは、図９（ｂ）に示されるように、孔部１０３を接着剤７４などで塞ぐことで孔部１０３を閉止しても良い（遮断部材形成工程）。
なお、ノズル基板１１に孔部１０３となる溝を設ける構成に代えて、ノズル基板１１を貫通する貫通孔により孔部１０３を形成しても良い。
以上のように、本実施形態のインクジェットヘッド１００は、ノズル１１１からインクを吐出するインクジェットヘッド１００であって、ノズル１１１に連通するインク流路と、インクの流入経路を有しない空気室１０２とが設けられた流路部９０と、流路部９０の外壁面及びインク流路の内壁面の少なくとも一部に設けられた保護膜８０と、を備え、流路部９０は、空気室１０２の内壁面の一部をなす第１の部分９１と、空気室１０２の内壁面のうち上記一部を除く部分をなし第１の部分９１に接合されている第２の部分９２と、を有し、流路部９０には、空気室１０２の内壁面と流路部９０の外壁面との間を貫通する孔部１０３が設けられており、孔部１０３による空気室１０２と流路部９０の外部との間の連通が遮断部材としての保護膜８０又は接着剤７４により遮断されている。
このような構成によれば、減圧環境下で保護膜８０を形成する際に空気室１０２と流路部９０の外部とを孔部１０３を介して連通させることができ、空気室１０２と流路部９０の外部との間を空気がほとんど流動しない状態で保護膜８０を形成することができる。これにより、形成される保護膜８０に空気中の酸素等が取り込まれて不良保護膜となる不具合の発生を抑制することができる。よって、保護膜がより確実に所望の特性を有するようにすることができる。すなわち、本実施形態のインクジェット記録装置１は、容易に所望の特性の保護膜８０を有した状態で製造することができる。
また、孔部１０３が遮断部材により閉止されていることで空気室１０２がインクの流入経路を有しない状態となっているため、所望の特性の保護膜８０の形成を容易にしつつ、空気室１０２にインクが流入して空気室１０２の機能が阻害される不具合の発生を抑制することができる。
このような構成によれば、減圧環境下で保護膜８０を形成する際に空気室１０２と流路部９０の外部とを孔部１０３を介して連通させることができ、空気室１０２と流路部９０の外部との間を空気がほとんど流動しない状態で保護膜８０を形成することができる。これにより、形成される保護膜８０に空気中の酸素等が取り込まれて不良保護膜となる不具合の発生を抑制することができる。よって、保護膜がより確実に所望の特性を有するようにすることができる。すなわち、本実施形態のインクジェット記録装置１は、容易に所望の特性の保護膜８０を有した状態で製造することができる。
また、孔部１０３が遮断部材により閉止されていることで空気室１０２がインクの流入経路を有しない状態となっているため、所望の特性の保護膜８０の形成を容易にしつつ、空気室１０２にインクが流入して空気室１０２の機能が阻害される不具合の発生を抑制することができる。
また、孔部１０３は、流路部９０の第１の部分９１の内部を貫通している。これにより、流路部９０の第１の部分９１に貫通孔を開ける簡易な方法で孔部１０３を形成することができる。
また、変形例１及び変形例２における孔部１０３の内壁面の少なくとも一部は、流路部９０の第１の部分９１と第２の部分９２との接合面に設けられた溝である。これにより、接合面に溝を形成した後に第１の部分９１と第２の部分９２とを接合する簡易な方法で、孔部１０３を形成することができる。
また、保護膜８０を遮断部材とすることで、保護膜８０の形成工程において孔部１０３を閉止して、孔部１０３による空気室１０２と流路部９０の外部との間の連通を遮断することができる。よって、孔部１０３を閉止するための別個の部材が不要となるため、インクジェットヘッド１００の製造コストの上昇を抑えることができる。また、孔部１０３を閉止するための、保護膜８０の形成工程とは別個の工程が不要となるため、簡易な方法でインクジェットヘッド１００を製造することができる。
また、保護膜８０とは一体的に形成されていない接着剤７４を遮断部材とすることで、孔部１０３が、保護膜８０により閉止させることが困難な大きさであっても、当該孔部１０３を確実に閉止させることができる。
また、遮断部材としての保護膜８０や接着剤７４が孔部１０３の内部の少なくとも一部を塞いでいる構造とすることで、孔部１０３をより確実に閉止させることができる。
また、保護膜８０として、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物若しくは無機窒化物、又はポリパラキシリレンを用いることで、流路部９０がインクにより浸食される不具合の発生を効果的に抑制することができる。
また、流路部９０の第１の部分９１としての流路スペーサー基板１２やノズル基板１１（変形例２）に、酸性のインク及びアルカリ性のインクの少なくとも一方により浸食され得る材質、例えばＳｉやＮｉからなるものを用いた場合に、第１の部分９１に保護膜８０を設けることで、第１の部分９１がインクにより浸食される不具合の発生を効果的に抑制することができる。
また、流路部９０の第２の部分９２には、インク流路の途中に、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力室１０１が設けられている。このような構成によれば、圧力室１０１内のインクの圧力の変動に応じてノズル１１１からインクを吐出させることができる。
また、変形例２では、流路部９０の第１の部分９１は、ノズル１１１が設けられたノズル基板１１である。このような構成によれば、ノズル基板１１の外壁面やノズル１１１の内壁面に保護膜８０を形成することができる。よって、ノズル基板１１がインクにより浸食される不具合の発生を効果的に抑制することができる。
また、流路部９０の第２の部分９２は、圧電体からなる基材を有し、当該基材に圧力室１０１が設けられている。このような構成によれば、耐インク性の高い流路部９０を有するシアモードのインクジェットヘッド１００が得られる。
また、インクジェット記録装置１に上記のインクジェットヘッド１００を用いることで、所望の特性の保護膜８０を有した信頼性の高いインクジェット記録装置１が得られる。
また、本実施形態のインクジェットヘッド１００の製造方法は、流路部９０の第１の部分９１及び第２の部分９２の少なくとも一方に、第１の部分９１と第２の部分９２とを接合させたときに、空気室１０２の内壁面と流路部９０の外壁面との間を貫通する孔部１０３となる孔部構造を形成する孔部構造形成工程、第１の部分９１と、第２の部分９２とを、空気室１０２が形成されるように接合させて、孔部１０３が設けられている流路部９０を形成する流路部形成工程、減圧環境下で流路部９０の外壁面及びインク流路の内壁面の少なくとも一部に保護膜８０を形成する保護膜形成工程、を含み、保護膜形成工程では、孔部１０３による空気室１０２と流路部９０の外部との間の連通が保護膜８０により遮断されるように保護膜８０を形成する。
このような製造方法によれば、減圧環境下で保護膜８０を形成する際に空気室１０２と流路部９０の外部とを孔部１０３を介して連通させることができ、空気室１０２と流路部９０の外部との間をほとんど空気が流動しない状態で保護膜８０を形成することができる。これにより、形成される保護膜８０に空気中の酸素等が取り込まれて不良保護膜となる不具合の発生を抑制することができる。よって、容易に所望の特性の保護膜８０を有するインクジェットヘッド１００を製造することができる。
また、孔部１０３を保護膜８０により閉止することで、孔部１０３を閉止するための別個の部材や工程が不要となる。よって、インクジェットヘッド１００の製造コストの上昇を抑えることができ、また、簡易な方法でインクジェットヘッド１００を製造することができる。また、保護膜８０により孔部１０３を閉止することで、空気室１０２をインクの流入経路を有しない状態とすることができる。よって、インクジェットヘッド１００の完成後に空気室１０２にインクが流入して空気室１０２の機能が阻害される不具合の発生も抑制することができる。
このような製造方法によれば、減圧環境下で保護膜８０を形成する際に空気室１０２と流路部９０の外部とを孔部１０３を介して連通させることができ、空気室１０２と流路部９０の外部との間をほとんど空気が流動しない状態で保護膜８０を形成することができる。これにより、形成される保護膜８０に空気中の酸素等が取り込まれて不良保護膜となる不具合の発生を抑制することができる。よって、容易に所望の特性の保護膜８０を有するインクジェットヘッド１００を製造することができる。
また、孔部１０３を保護膜８０により閉止することで、孔部１０３を閉止するための別個の部材や工程が不要となる。よって、インクジェットヘッド１００の製造コストの上昇を抑えることができ、また、簡易な方法でインクジェットヘッド１００を製造することができる。また、保護膜８０により孔部１０３を閉止することで、空気室１０２をインクの流入経路を有しない状態とすることができる。よって、インクジェットヘッド１００の完成後に空気室１０２にインクが流入して空気室１０２の機能が阻害される不具合の発生も抑制することができる。
また、本実施形態のインクジェットヘッド１００の製造方法は、流路部９０の第１の部分９１及び第２の部分９２の少なくとも一方に、第１の部分９１と第２の部分９２とを接合させたときに、空気室１０２の内壁面と流路部９０の外壁面との間を貫通する孔部１０３となる孔部構造を形成する孔部構造形成工程、第１の部分９１と、第２の部分９２とを、空気室１０２が形成されるように接合させて、孔部１０３が設けられている流路部９０を形成する流路部形成工程、減圧環境下で流路部９０の外壁面及びインク流路の内壁面の少なくとも一部に保護膜８０を形成する保護膜形成工程、孔部１０３による空気室１０２と流路部９０の外部との間の連通を遮断する遮断部材としての接着剤７４により閉止する遮断部材形成工程、を含む。
このような製造方法によれば、減圧環境下で保護膜８０を形成する際に空気室１０２と流路部９０の外部とを孔部１０３を介して連通させることができ、空気室１０２と流路部９０の外部との間をほとんど空気が流動しない状態で保護膜８０を形成することができる。これにより、形成される保護膜８０に空気中の酸素等が取り込まれて不良保護膜となる不具合の発生を抑制することができる。よって、容易に所望の特性の保護膜８０を有するインクジェットヘッド１００を製造することができる。
また、保護膜形成工程とは別個の閉止工程で孔部１０３を閉止するため、孔部１０３が、保護膜８０により閉止させることが困難な大きさであっても、当該孔部１０３を確実に閉止させることができる。また、孔部１０３を接着剤７４により閉止することで、空気室１０２をインクの流入経路を有しない状態とすることができる。よって、インクジェットヘッド１００の完成後に空気室１０２にインクが流入して空気室１０２の機能が阻害される不具合の発生も抑制することができる。
このような製造方法によれば、減圧環境下で保護膜８０を形成する際に空気室１０２と流路部９０の外部とを孔部１０３を介して連通させることができ、空気室１０２と流路部９０の外部との間をほとんど空気が流動しない状態で保護膜８０を形成することができる。これにより、形成される保護膜８０に空気中の酸素等が取り込まれて不良保護膜となる不具合の発生を抑制することができる。よって、容易に所望の特性の保護膜８０を有するインクジェットヘッド１００を製造することができる。
また、保護膜形成工程とは別個の閉止工程で孔部１０３を閉止するため、孔部１０３が、保護膜８０により閉止させることが困難な大きさであっても、当該孔部１０３を確実に閉止させることができる。また、孔部１０３を接着剤７４により閉止することで、空気室１０２をインクの流入経路を有しない状態とすることができる。よって、インクジェットヘッド１００の完成後に空気室１０２にインクが流入して空気室１０２の機能が阻害される不具合の発生も抑制することができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、圧力室の壁面をなす振動板を圧電素子の変形により変動させてインクを吐出する、いわゆるベントモード型のヘッドチップ１０が用いられている点で第１の実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、圧力室の壁面をなす振動板を圧電素子の変形により変動させてインクを吐出する、いわゆるベントモード型のヘッドチップ１０が用いられている点で第１の実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
図１０は、本実施形態のヘッドチップ１０を示す模式断面図である。
本実施形態のヘッドチップ１０は、下側から順にノズル基板１１、流路スペーサー基板１２、振動基板３０、圧電素子スペーサー基板４０、配線基板５０及び保護層６０が積層された構造を有している。
本実施形態のヘッドチップ１０は、下側から順にノズル基板１１、流路スペーサー基板１２、振動基板３０、圧電素子スペーサー基板４０、配線基板５０及び保護層６０が積層された構造を有している。
ノズル基板１１には、ノズル１１１と、ノズル１１１と連通しノズル１１１よりも直径の大きな孔である大径部１１３と、大径部１１３から分岐して設けられインクの排出に用いられる個別インク排出流路１１４と、が形成されている。
流路スペーサー基板１２には、大径部１１３に連通する大径部１２４と、個別インク排出流路１１４に連通する絞り部１２５と、絞り部１２５に連通する共通インク排出流路１２６と、が形成されている。
共通インク排出流路１２６は、図面に垂直な方向に延びており、複数のノズル１１１から分岐した複数の個別インク排出流路１１４に接続されている。また、共通インク排出流路１２６は、流路スペーサー基板１２からヘッドチップ１０の最上面まで貫通する図示しない貫通孔を有し、当該貫通孔からインクジェットヘッド１００のアウトレット（インク排出口）にインクを排出させることができるようになっている。
共通インク排出流路１２６は、図面に垂直な方向に延びており、複数のノズル１１１から分岐した複数の個別インク排出流路１１４に接続されている。また、共通インク排出流路１２６は、流路スペーサー基板１２からヘッドチップ１０の最上面まで貫通する図示しない貫通孔を有し、当該貫通孔からインクジェットヘッド１００のアウトレット（インク排出口）にインクを排出させることができるようになっている。
振動基板３０は、大径部１２４に連通する圧力室１０１が設けられたシリコン基板からなる圧力室層３１と、振動板３２とからなる。振動板３２は、圧力室１０１の上側の開口を覆うように圧力室層３１の上面に積層され、圧力室１０１の上壁部を構成している。また、振動板３２には、圧力室１０１と連通して上方向に貫通する貫通孔３２１が形成されている。
圧電素子スペーサー基板４０は、４２アロイにより構成された基板であり、振動板３２と配線基板５０との間に、圧電素子４２等を収容するための空気室１０２を形成する層である。空気室１０２は、インク流路などとは連通しておらず、インクの流入経路を有しない状態となっている。
圧電素子４２は、平面視で圧力室１０１と略同一の形状を有しており、振動板３２を挟んで圧力室１０１と対向する位置に設けられている。圧電素子４２は、振動板３２を変形させるための圧電体（ここでは、ＰＺＴ）からなるアクチュエーターである。また、圧電素子４２には、上面及び下面に２つの電極４２１、４２２が設けられており、このうち下面側の電極４２２が振動板３２に固着されている。
また、圧電素子スペーサー基板４０には、振動板３２の貫通孔３２１と連通して上方向に貫通する貫通孔４０１が、空気室１０２とは独立して形成されている。
圧電素子４２は、平面視で圧力室１０１と略同一の形状を有しており、振動板３２を挟んで圧力室１０１と対向する位置に設けられている。圧電素子４２は、振動板３２を変形させるための圧電体（ここでは、ＰＺＴ）からなるアクチュエーターである。また、圧電素子４２には、上面及び下面に２つの電極４２１、４２２が設けられており、このうち下面側の電極４２２が振動板３２に固着されている。
また、圧電素子スペーサー基板４０には、振動板３２の貫通孔３２１と連通して上方向に貫通する貫通孔４０１が、空気室１０２とは独立して形成されている。
配線基板５０は、シリコン製の基板であるインターポーザー５１を備えている。インターポーザー５１の下面には、２層の酸化ケイ素の絶縁層５２、５３が被覆され、上面には、同じく酸化ケイ素の絶縁層５４が被覆されている。そして、絶縁層５２、５３のうち下方に位置する絶縁層５３が、圧電素子スペーサー基板４０の上面に積層されている。
インターポーザー５１には、上方向に貫通するスルーホール５１１が形成されており、このスルーホール５１１には、貫通電極５５が挿通されている。貫通電極５５の下端には、水平方向に延在する配線５６の一端が接続されている。
この配線５６の他端は、接続部５６１を介して圧電素子４２上面の電極４２１上に接続されている。接続部５６１は、配線５６の下面に設けられたスタッドバンプ５６１ａと、スタッドバンプ５６１ａの下端側に塗布されて形成された導電性材料５６１ｂとからなる。
また、貫通電極５５の上端には、個別配線５７が接続されており、個別配線５７は水平方向に延在し、ＦＰＣ等からなる配線部材に接続されている。そして、配線部材に接続される駆動回路から、配線部材及び個別配線５７を介して、圧電素子４２に駆動信号が供給されるようになっている。
また、インターポーザー５１には、圧電素子スペーサー基板４０の貫通孔４０１と連通して上方向に貫通する貫通孔５１２が形成されている。なお、絶縁層５２〜５４のうち、貫通孔５１２の近傍を被覆する各部分は、貫通孔５１２よりも大きい開口径となるように形成されている。
インターポーザー５１には、上方向に貫通するスルーホール５１１が形成されており、このスルーホール５１１には、貫通電極５５が挿通されている。貫通電極５５の下端には、水平方向に延在する配線５６の一端が接続されている。
この配線５６の他端は、接続部５６１を介して圧電素子４２上面の電極４２１上に接続されている。接続部５６１は、配線５６の下面に設けられたスタッドバンプ５６１ａと、スタッドバンプ５６１ａの下端側に塗布されて形成された導電性材料５６１ｂとからなる。
また、貫通電極５５の上端には、個別配線５７が接続されており、個別配線５７は水平方向に延在し、ＦＰＣ等からなる配線部材に接続されている。そして、配線部材に接続される駆動回路から、配線部材及び個別配線５７を介して、圧電素子４２に駆動信号が供給されるようになっている。
また、インターポーザー５１には、圧電素子スペーサー基板４０の貫通孔４０１と連通して上方向に貫通する貫通孔５１２が形成されている。なお、絶縁層５２〜５４のうち、貫通孔５１２の近傍を被覆する各部分は、貫通孔５１２よりも大きい開口径となるように形成されている。
保護層６０は、個別配線５７を保護する層であり、配線基板５０の上面に配設された個別配線５７を覆いつつ、インターポーザー５１の絶縁層５４の上面に積層されている。また、保護層６０には、貫通孔５１２と連通するインク流入口６０１が形成されている。
このような構成の本実施形態のヘッドチップ１０では、インク流入口６０１から供給されたインクは、貫通孔５１２、４０１、圧力室１０１を順に流動して圧力室１０１に貯留され、インク吐出時には、大径部１２４、大径部１１３及びノズル１１１を順に流動する。また、大径部１１３に流入したインクの一部は、個別インク排出流路１１４及び共通インク排出流路１２６を通って外部に排出される。
また、本実施形態のヘッドチップ１０では、配線基板５０及び保護層６０により流路部９０の第１の部分９１が構成され、流路スペーサー基板１２、振動基板３０及び圧電素子スペーサー基板４０によって流路部９０の第２の部分９２が構成される。また、この第１の部分９１及び第２の部分９２を有する流路部９０の外壁面やインク流路の内壁面に、保護膜８０が形成されている。なお、図１０では、インク流路の内壁面に形成された保護膜８０は記載が省略されている。
また、本実施形態のヘッドチップ１０では、空気室１０２の上側の内壁面から、配線基板５０及び保護層６０を貫通する孔部１０３が設けられている。すなわち、孔部１０３は、空気室１０２の内壁面における第１開口部１０３１と、保護層６０の外壁面における第２開口部１０３２との間を貫通する形状で設けられている。
本実施形態の孔部１０３も、保護膜８０の形成時において空気室１０２と流路部９０の外部とを連通させるため、保護膜８０の形成時に空気室１０２と流路部９０の外部との気圧差が生じないようにすることができる。これにより、所望の特性の保護膜８０を形成することができる。
また、孔部１０３は、保護膜８０の形成時に保護膜８０によって充填されることで閉止されて、孔部１０３よる空気室１０２と流路部９０の外部との間の連通が遮断されている。孔部１０３は、保護膜８０とは一体的に設けられていない部材、例えば接着剤などにより閉止されていても良い。
本実施形態の孔部１０３も、保護膜８０の形成時において空気室１０２と流路部９０の外部とを連通させるため、保護膜８０の形成時に空気室１０２と流路部９０の外部との気圧差が生じないようにすることができる。これにより、所望の特性の保護膜８０を形成することができる。
また、孔部１０３は、保護膜８０の形成時に保護膜８０によって充填されることで閉止されて、孔部１０３よる空気室１０２と流路部９０の外部との間の連通が遮断されている。孔部１０３は、保護膜８０とは一体的に設けられていない部材、例えば接着剤などにより閉止されていても良い。
なお、孔部１０３は、配線基板５０及び保護層６０を貫通するものに限られず、空気室１０２と流路部９０の外部とを繋ぐ任意の位置に設けることができる。例えば、第１の実施形態に係る変形例１及び変形例２と同様に、第１の部分９１と第２の部分９２との接合面に設けられた溝により孔部１０３を形成しても良い。
以上のように、本実施形態のインクジェットヘッド１００では、第２の部分９２は、一方の面が圧力室１０１の内壁面の一部をなし、他方の面が空気室１０２の内壁面の一部をなす振動板３２を有し、振動板３２の空気室１０２側の内壁面には圧電素子４２が固着されている。このような構成によれば、耐インク性の高い流路部９０を有するベントモードのインクジェットヘッド１００が得られる。
なお、本発明は、上記実施形態及び変形例に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態及び変形例では、流路部９０の第２の部分９２に空気室１０２となる凹部が設けられ、平板上の第１の部分９１により蓋をすることで空気室１０２が形成される構成を例に挙げて説明したが、これに限られず、第１の部分９１及び第２の部分９２が各々空気室１０２の内壁面の一部をなす他の任意の構成としても良い。例えば、第１の部分９１及び第２の部分９２の双方に、空気室１０２の一部となる凹部が設けられた構成としても良い。
例えば、上記実施形態及び変形例では、流路部９０の第２の部分９２に空気室１０２となる凹部が設けられ、平板上の第１の部分９１により蓋をすることで空気室１０２が形成される構成を例に挙げて説明したが、これに限られず、第１の部分９１及び第２の部分９２が各々空気室１０２の内壁面の一部をなす他の任意の構成としても良い。例えば、第１の部分９１及び第２の部分９２の双方に、空気室１０２の一部となる凹部が設けられた構成としても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、第１の部分９１と第２の部分９２とが接着剤により接合されている構成を例に挙げて説明したが、これに限られず、熱圧着等の他の接合方法により接合されていても良い。
また、遮断部材は、孔部１０３の内部に充填されたものに限られず、例えば孔部１０３の第１開口部１０３１や第２開口部１０３２を塞ぐように孔部１０３の外部に設けられていても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、流路部９０の第１の部分９１に孔部１０３となる貫通孔や溝が設けられている例を挙げて説明したが、これに限られず、孔部１０３は、流路部９０の第２の部分９２に形成されていても良いし、第１の部分９１及び第２の部分９２に亘って形成されていても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、搬送ベルト２ｃを備える搬送部２により記録媒体Ｍを搬送する例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、搬送部２は、例えば回転する搬送ドラムの外周面上で記録媒体Ｍを保持して搬送するものであっても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、シングルパス形式のインクジェット記録装置１を例に挙げて説明したが、記録ヘッドを走査させながら画像の記録を行うインクジェット記録装置に本発明を適用しても良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
１ インクジェット記録装置
２ 搬送部
３ ヘッドユニット
１０ ヘッドチップ
１１ ノズル基板
１２ 流路スペーサー基板
１３ 圧力室基板
１４ 配線基板
２０ ＦＰＣ
２１ 配線
３０ 振動基板
４０ 圧電素子スペーサー基板
５０ 配線基板
６０ 保護層
７１〜７４ 接着剤
８０ 保護膜
８０ａ 不良保護膜
９０ 流路部
９１ 第１の部分
９２ 第２の部分
１００ インクジェットヘッド
１０１ 圧力室
１０２ 空気室
１０３ 孔部
１０３ａ 第１溝部
１０３ｂ 第２溝部
１１１ ノズル
１２１ 吐出流路
１２２ 貫通流路
１２３ 個別排出流路
１３２ 共通排出流路
１４１ 供給流路
１４２ 排出流路
１４３ 配線
１０３１ 第１開口部
１０３２ 第２開口部
Ｍ 記録媒体
２ 搬送部
３ ヘッドユニット
１０ ヘッドチップ
１１ ノズル基板
１２ 流路スペーサー基板
１３ 圧力室基板
１４ 配線基板
２０ ＦＰＣ
２１ 配線
３０ 振動基板
４０ 圧電素子スペーサー基板
５０ 配線基板
６０ 保護層
７１〜７４ 接着剤
８０ 保護膜
８０ａ 不良保護膜
９０ 流路部
９１ 第１の部分
９２ 第２の部分
１００ インクジェットヘッド
１０１ 圧力室
１０２ 空気室
１０３ 孔部
１０３ａ 第１溝部
１０３ｂ 第２溝部
１１１ ノズル
１２１ 吐出流路
１２２ 貫通流路
１２３ 個別排出流路
１３２ 共通排出流路
１４１ 供給流路
１４２ 排出流路
１４３ 配線
１０３１ 第１開口部
１０３２ 第２開口部
Ｍ 記録媒体
Claims (16)
- ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドであって、
前記ノズルに連通するインク流路と、インクの流入経路を有しない空気室とが設けられた流路部と、
前記流路部の外壁面及び前記インク流路の内壁面の少なくとも一部に設けられた保護膜と、
を備え、
前記流路部は、前記空気室の内壁面の一部をなす第１の部分と、前記空気室の内壁面のうち前記一部を除く部分をなし前記第１の部分に接合されている第２の部分と、を有し、
前記流路部には、前記空気室の内壁面と前記流路部の外壁面との間を貫通する孔部が設けられており、
前記孔部による前記空気室と前記流路部の外部との間の連通が遮断部材により遮断されているインクジェットヘッド。 - 前記孔部は、前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方の内部を貫通している請求項１に記載のインクジェットヘッド。
- 前記孔部の内壁面の少なくとも一部は、前記第１の部分と前記第２の部分との接合面に設けられた溝である請求項１に記載のインクジェットヘッド。
- 前記遮断部材は、前記保護膜である請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記遮断部材は、前記保護膜とは一体的に形成されていない部材である請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記遮断部材は、前記孔部の内部の少なくとも一部を塞いでいる請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記保護膜は、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ及びＳｉの少なくとも一つを含む無機酸化物若しくは無機窒化物、又はポリパラキシリレンである請求項１から６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記第１の部分は、酸性のインク及びアルカリ性のインクの少なくとも一方により浸食され得る材質であり、
前記保護膜は、前記第１の部分に設けられている請求項１から７のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第１の部分は、Ｓｉ又はＮｉからなる請求項８に記載のインクジェットヘッド。
- 前記第２の部分には、前記インク流路の途中に、変形に応じて内部に貯留されたインクの圧力を変動させるインク貯留部が設けられている請求項１から９のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記第１の部分は、前記ノズルが設けられたノズル基板である請求項１０に記載のインクジェットヘッド。
- 前記第２の部分は、圧電体からなる基材を有し、当該基材に前記インク貯留部が設けられている請求項１０又は１１に記載のインクジェットヘッド。
- 前記第２の部分は、一方の面が前記インク貯留部の内壁面の一部をなし、他方の面が前記空気室の内壁面の一部をなす振動板を有し、
前記振動板の前記空気室側の内壁面には圧電素子が固着されている請求項１０又は１１に記載のインクジェットヘッド。 - 請求項１から１３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置。
- ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記ノズルに連通するインク流路と、インクの流入経路を有しない空気室とが設けられた流路部を備え、
前記流路部は、前記空気室の内壁面の一部をなす第１の部分と、前記空気室の内壁面のうち前記一部を除く部分をなし前記第１の部分に接合されている第２の部分と、を有し、
当該インクジェットヘッドの製造方法は、
前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方に、前記第１の部分と前記第２の部分とを接合させたときに、前記空気室の内壁面と前記流路部の外壁面との間を貫通する孔部となる孔部構造を形成する孔部構造形成工程、
前記第１の部分と、前記第２の部分とを、前記空気室が形成されるように接合させて、前記孔部が設けられている前記流路部を形成する流路部形成工程、
減圧環境下で前記流路部の外壁面及び前記インク流路の内壁面の少なくとも一部に保護膜を形成する保護膜形成工程、
を含み、
前記保護膜形成工程では、前記孔部による前記空気室と前記流路部の外部との間の連通が前記保護膜により遮断されるように前記保護膜を形成するインクジェットヘッドの製造方法。 - ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記ノズルに連通するインク流路と、インクの流入経路を有しない空気室とが設けられた流路部を備え、
前記流路部は、前記空気室の内壁面の一部をなす第１の部分と、前記空気室の内壁面のうち前記一部を除く部分をなし前記第１の部分に接合されている第２の部分と、を有し、
当該インクジェットヘッドの製造方法は、
前記第１の部分及び前記第２の部分の少なくとも一方に、前記第１の部分と前記第２の部分とを接合させたときに、前記空気室の内壁面と前記流路部の外壁面との間を貫通する孔部となる孔部構造を形成する孔部構造形成工程、
前記第１の部分と、前記第２の部分とを、前記空気室が形成されるように接合させて、前記孔部が設けられている前記流路部を形成する流路部形成工程、
減圧環境下で前記流路部の外壁面及び前記インク流路の内壁面の少なくとも一部に保護膜を形成する保護膜形成工程、
前記孔部による前記空気室と前記流路部の外部との間の連通を遮断する遮断部材を形成する遮断部材形成工程、
を含むインクジェットヘッドの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2018040312A JP7010067B2 (ja) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018040312A JP7010067B2 (ja) | 2018-03-07 | 2018-03-07 | インクジェットヘッドの製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2020090054A (ja) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | ヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置 |
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