JP4483363B2

JP4483363B2 - インクジェットヘッドの製造方法

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Publication number: JP4483363B2
Application number: JP2004085419A
Authority: JP
Inventors: 一彦坪井; 徹平井
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: JP2005271305A

Description

本発明は、インクジェットヘッドの製造方法に関し、特に、互いの形成位置が所定量だけずれた２列のインクチャネルを有するシェアモードインクジェットヘッドを高精度に且つ容易に製造する技術に関する。

従来から、インクジェットヘッドの中には、高速記録を可能とするために、互いの形成位置が半ピッチだけずれた２列のインクチャネルを有するものが存在している。このようなインクジェットヘッドによれば、これまでの２倍の画像形成密度を得ることができる。

この２列のインクチャネルを有するインクジェットヘッドを製造する手法としては、例えば、特開平５−２６９９９５号公報に記載されるように、１枚の圧電性材料基板に対してその両面から互いの形成位置が半ピッチだけずれた２列のインクチャネルとなる溝部を形成するもの（例えば、特許文献１参照）がある。

特開平５−２６９９９５号公報（段落〔００１４〕‐〔００１５〕、第１図）

しかしながら、上述した１枚の圧電性材料基板に対してその両面から溝部を形成する手法においては、両面の溝部の位置調整は、同一の研削基準位置を用いて行うものの、両面で各々位置認識が必要なため、各々誤差をもち、最悪の場合、誤差が２倍になる可能性があった。さらに、表面性が良くなく微小な欠けを生じ易い圧電性材料に対してその位置認識精度を上げることは難しい問題があった。

因みに、上述した特開平５−２６９９９５号公報に記載されるように、以前のインクジェットヘッドにおいては、溝部の幅は、１００μｍ程度であり、そのピッチは、１７０μｍ程度であったが、近年のインクジェットヘッドにおいては、さらに高密度化（例えば、溝部の幅は６０μｍ程度であり、そのピッチは１００μｍ程度となっている）が進んでいることから、このような問題がより深刻となっている。

本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧電性材料基板の外形切断加工と溝部形成加工とを、研削加工機に取り付けられた１つの研削工具を使用して、同一工程にて行うことで、当該圧電性材料基板の外形端面から溝部までの位置関係を機械精度のみで決定して、外形端面に対して溝部を高精度な位置に形成することを実現すると共に、互いに所定量だけずれた位置に溝部を形成したそれら２枚の圧電性材料基板を、その外形端面を平坦な面に突き当てて位置決めした上で貼り合わせることで、それら２枚の圧電性材料基板の各々に形成された溝部の位置関係を容易に調整することと、それら２枚の圧電性材料基板を高精度な位置に貼り合わせることを実現して、それらをもって、高精度のインクジェットヘッドを容易に生産することを可能にする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。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、研削加工機に取り付けられた研削工具によって、第１の圧電性材料基板に対して、その外形部分の１端を切断することで第１の基準面を形成する第１の基準面形成工程と、前記第１の圧電性材料基板に対して、所定位置に所定ピッチにてインクチャネルとなる第１の複数列の溝部を形成する第１の溝部形成工程と、を有し、前記第１の基準面と前記第１の複数列の溝部とが、第１の所定の相対位置関係となるように形成された後、第２の圧電性材料基板に対して、前記研削工具と同一の研削工具によって、その外形部分の１端を切断することで第２の基準面を形成する第２の基準面形成工程と、前記第２の圧電性材料基板に対して、前記所定位置に対して決められた量だけずれた位置に前記所定ピッチで前記インクチャネルとなる第２の複数列の溝部を形成する第２の溝部形成工程と、を有し、前記第２の基準面と前記第２の複数列の溝部とが、第２の所定の相対位置関係となるように形成される外形／溝部形成工程と、前記第１の圧電性材料基板の前記第１の複数列の溝部を形成した面に、当該複数列の溝部を覆うための第１のカバー基板を接着すると共に、前記第２の圧電性材料基板の前記第２の複数列の溝部を形成した面に、当該複数列の溝部を覆うための第２のカバー基板を接着するカバー基板接着工程と、前記第１の圧電性材料基板の前記第１の基準面と、前記第２の圧電性材料基板の前記第２の基準面とを１つの平坦な面に突き当てて位置決めした上で、前記第１の圧電性材料基板の前記第１のカバー基板を接着した面と反対側の面と、前記第２の圧電性材料基板の前記第２のカバー基板を接着した面と反対側の面とを貼り合わせる貼合工程と、前記貼り合わされた第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板を、それらに形成された前記第１の複数列の溝部及び前記第２の複数列の溝部の溝形成方向と直交する方向にて分割する分割工程と、前記分割された第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板の分割面に、当該分割面に露出する前記第１の複数列の溝部及び前記第２の複数列の溝部の各々に対応してノズル孔が形成されたノズルプレートを接着することで、前記第１の複数列の溝部及び前記第２の複数列の溝部の各々に対応する前記インクチャネルを形成するノズルプレート接着工程と、を含むことを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、前記外形／溝部形成工程では、前記第１の基準面形成工程において前記第１の基準面を形成した後、前記第１の溝部形成工程において前記第１の基準面から前記第１の所定の相対位置関係となる位置に前記第１の複数列の溝部を形成し、前記第２の基準面形成工程において前記第２の基準面を形成した後、前記第２の溝部形成工程において前記第２の基準面から前記第２の所定の相対位置関係となる位置に前記第２の複数列の溝部を形成することを特徴とする。

上記課題を解決するために、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の製造方法であって、前記外形／溝部形成工程では、前記第１の溝部形成工程において前記所定位置に前記第１の複数列の溝部を形成した後、前記第１の基準面形成工程において前記第１の複数列の溝部から前記第１の所定の相対位置関係となる位置で、その外形部分の１端を切断することで前記第１の基準面を形成し、前記第２の溝部形成工程において前記所定位置に対して決められた量だけずれた位置に前記第２の複数列の溝部を形成した後、前記第２の基準面形成工程において前記第２の複数列の溝部から前記第２の所定の相対位置関係となる位置で、その外形部分の１端を切断することで前記第２の基準面を形成することを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、前記外形／溝部形成工程では、前記第１の基準面形成工程において前記第１の基準面を形成した後、前記第１の溝部形成工程において前記第１の基準面から前記第１の所定の相対位置関係となる位置に前記第1の複数列の溝部を形成し、前記第２の溝部形成工程において前記所定位置に対して決められた量だけずれた位置に前記第２の複数列の溝部を形成した後、前記第２の基準面形成工程において前記第２の複数列の溝部から前記第２の所定の相対位置関係となる位置で、その外形部分の１端を切断することで前記第２の基準面を形成することを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、前記外形／溝部形成工程では、前記第１の溝部形成工程において前記所定位置に前記第１の複数列の溝部を形成した後、前記第１の基準面形成工程において前記第１の複数列の溝部から前記第１の所定の相対位置関係となる位置で、その外形部分の１端を切断することで前記第１の基準面を形成し、前記第２の基準面形成工程において前記第２の基準面を形成した後、前記第２の溝部形成工程において前記第２の基準面から前記第２の所定の相対位置関係となる位置に前記第２の複数列の溝部を形成することを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、前記第１の圧電性材料基板及び前記第２の圧電性材料基板の各々は、相対的に薄い基板にこれよりも外形の大きい相対的に厚い基板を接着した構成であり、前記外形部分の１端は、前記薄基板から突出した前記厚基板の１端であることを特徴とする。

本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法によれば、圧電性材料基板の外形切断と溝部形成とを、研削加工機に取り付けられた１つの研削工具を使用して、同一工程にて行うので、当該圧電性材料基板の外形端面から溝部までの位置関係が機械精度のみで決定されることとなり、外形端面に対して溝部を高精度な位置に形成することが実現されると共に、互いに所定量だけずれた位置に溝部を形成したそれら２枚の圧電性材料基板を、それらの外形端面を１つの平坦な面に突き当てて位置決めした上で貼り合わせるので、それら２枚の圧電性材料基板の各々に形成された溝部の位置関係を容易に調整することと、それら２枚の圧電性材料基板を高精度な位置に貼り合わせることが実現されることになり、従って、それらをもって、高精度のインクジェットヘッドを容易に生産することが可能になる。

［インクジェットヘッドの製造方法］
以下、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の好適な一実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

図１乃至図１１は、本実施形態におけるインクジェットヘッドの製造方法の各工程を示す概略図である。図１２は、本実施形態におけるインクジェットヘッドの製造方法の各工程の流れを説明するためのフローチャートである。

（薄基板／厚基板接着工程）
以下、図１２に示すフローチャートの流れに沿って説明する。まず、図１に示すように、例えばＰＺＴ等の圧電性材料からなる薄基板１ａと、これよりも全幅が大きく同じく圧電性材料からなる厚基板２ａを用意する。同様に、圧電性材料からなる薄基板１ｂと、これよりも全幅が大きく同じく圧電性材料からなる厚基板２ｂを用意する。因みに、薄基板１ａ、１ｂは同様の大きさを有するものであり、その厚さは、凡そ１００μｍである。また、厚基板２ａ、２ｂは同様の大きさを有するものであり、その厚さは、凡そ４００μｍである。

次に、図２に示すように、薄基板１ａを厚基板２ａの中央部に接着することで、厚基板２ａの両端部分が残された圧電性材料基板３ａを作成する。同様に、薄基板１ｂを厚基板２ｂの中央部に接着することで、厚基板２ｂの両端部分が残された圧電性材料基板３ｂを作成する（ステップ１）。尚、この際、薄基板１ａの分極方向と厚基板２ａの分極方向は、互いに１８０度異なるように接着される。同様に、薄基板１ｂの分極方向と厚基板２ｂの分極方向は、互いに１８０度異なるように接着される。

ここで、厚基板２ａ、２ｂの両端部分が残された圧電性材料基板３ａ、３ｂを作成することの理由について説明すると、後述するように、圧電性材料基板３ａ、３ｂ上に“インクチャネルや電極を形成するための溝群”を形成するためのダイヤモンドブレードの厚さは、５０μｍ〜１００μｍといったように非常に薄いことから、これを圧電性材料基板３ａ、３ｂ（但し、薄基板１ａ、１ｂと厚基板２ａ、２ａとが重なっているとする）の外形切断用に使用すると、当該圧電性材料基板３ａ、３ｂの厚さは５００μｍといったように非常に厚いことから、切断面が蛇行して垂直に切れないばかりか、加工中にブレードが割れてしまったりする問題が生じる。そこで、このような問題が生じることを回避するべく、ブレードの刃先出し量（これをホールドするフランジからの刃先出し量）を基板の切断に必要な最小限に抑えると共に、切断すべき基板の厚さを極力減らすために、薄基板１ａ、１ｂの全幅を厚基板２ａ、２ｂの外形よりも小さくして、圧電性材料基板３ａ、３ｂの外形切断を行う際には、薄基板１ａ、１ｂから突出した厚基板２ａ、２ｂの部分のみを切断すれば良い構成とする。このような構成により、圧電性材料基板３ａ、３ｂ上に“インクチャネルや電極を形成するための溝群”を形成するためのダイヤモンドブレードを使用して、同一工程において、圧電性材料基板３ａ、３ｂの外形切断を行うことが容易になる。

（駆動電極パターン描画工程）
次に、図３に示すように、圧電性材料基板３ａの薄基板１ａ上にドライフィルム４ａを貼り、このドライフィルム４ａに露光現像処理を施すことで、後述する“インクチャネルや電極を形成するためのインクチャネル溝群５ａ”の加工位置を描画したパターンを作成する。同様に、圧電性材料基板３ｂの薄基板１ｂ上にドライフィルム４ｂを貼り、このドライフィルム４ｂに露光現像処理を施すことで、後述する“インクチャネル溝群５ｂ”の加工位置を描画したパターンを形成する（ステップ２）。尚、圧電性材料基板３ａの薄基板１ａ上に描画される“インクチャネルや電極を形成するための溝”の加工位置と、圧電性材料基板３ｂの薄基板１ｂ上に描画される“インクチャネルや電極を形成するための溝”の加工位置とは、互いに半ピッチだけずれている。

（外形／溝部形成工程；基準面形成工程と溝部形成工程からなる）
次は、図４に示すように、ダイシングソーによる加工工程である。ダイヤモンドブレードによって、薄基板１ａ上のドライフィルム４ａに形成されたパターン従って、そのパターンに描画された加工位置にて溝加工を行い、その溝加工方向に沿って２つのインクチャネル溝群５ａを所定ピッチで形成すると共に、厚基板２ａの両端部分を、このインクチャネル溝群５ａから所定位置のところで切断する（これにより、その切断面が、後述する基準面３Ａとなる）。同様に、薄基板１ｂ上のドライフィルム４ｂに対して、そのパターンに描画された加工位置にて溝加工を行い、その溝加工方向に沿って２つのインクチャネル溝群５ｂを上述した薄基板１ｂのインクチャネル溝群５ｂの所定ピッチに対して半ピッチだけずれた位置に形成すると共に、厚基板２ｂの両端部分を、このインクチャネル溝群５ｂから所定位置のところで切り落とす（これにより、その切断面が、後述する基準面３Ｂとなる）（ステップ３）。因みに、インクチャンネル溝群５ａ、５ｂの幅は、凡そ６０μｍであり、その深さは、厚基板２ａ、２ｂにまで及ぶ、凡そ２００μｍであり、そのピッチは、凡そ１０６μｍである。

このように、当該“外形／溝部形成工程”においては、厚基板２ａ、２ｂの外形切断用とインクチャネル溝群５ａ、５ｂの加工用とに同一のダイヤモンドブレードを使用して、同一工程において、これら厚基板２ａ、２ｂの外形加工とインクチャネル溝群５ａ、５ｂの溝加工とを行うので、厚基板２ａ、２ｂの外形端部からインクチャネル溝群５ａ、５ｂまでの位置関係が機械精度のみで決定されることとなり、それらを高精度な位置に形成することができる。尚、これら厚基板２ａ、２ｂの外形加工とインクチャネル溝群５ａ、５ｂの溝加工は、各々、それらの何れを先に行うことにしても良いが、外形加工を先に行う場合には、それらの端面（後述する基準面３Ａ、３Ｂ）から所定位置のところにインクチャネル溝群５ａ、５ｂを形成する溝加工を行うことになる。

（電極形成工程）
次に、図５に示すように、薄基板１ａ上に形成された２つのインクチャネル溝群５ａの各々の溝側面に、Ａｌ蒸着により不図示の駆動電極を形成した後、ドライフィルム４ａを剥がして、この駆動電極群の両端部の各々に、電気的に接続される取出電極群６ａを形成する。同様に、薄基板１ｂ上に形成された２つのインクチャネル溝群５ｂの各々の溝側面に、Ａｌ蒸着により不図示の駆動電極を形成した後、ドライフィルム４ｂを剥がして、この駆動電極群の両端部に電気的に接続される取出電極群６ｂを形成する（ステップ４）。

（カバー基板接着工程）
次に、図６に示すように、圧電性材料基板３ａ、３ｂ上に形成された２つのインクチャネル溝群５ａ、５ｂを覆うためのカバー基板７ａ、７ｂを２つ用意する。因みに、このカバー基板７ａ、７ｂの厚さは、凡そ５００μｍである。

次に、図７に示すように、圧電性材料基板３ａに、２つのインクチャネル溝群５ａの各々を覆う２つのカバー基板７ａをその両端部にある取出電極群６ａを残した状態で接着する。同様に、圧電性材料基板３ｂに、２つのインクチャネル溝群５ｂの各々を覆う２つのカバー基板７ｂをその両端部にある取出電極群６ｂを残した状態で接着する（ステップ５）。

（貼合工程）
次に、図８に示すように、圧電性材料基板３ａの２つのカバー基板７ａを接着した側と反対側の面と、圧電性材料基板３ｂの２つのカバー基板７ｂを接着した側と反対側の面を貼り合わせる。

但し、この際には、図９に示すように、圧電性材料基板３ａの基準面３Ａと圧電性材料基板３ｂの基準面３Ｂとを突当て部材１０の突当て面１０Ａに突き当てることで、圧電性材料基板３ａの上に形成されたインクチャネル溝群５ａと、圧電性材料基板３ｂの上に形成されたインクチャネル溝群５ｂとが互いに半ピッチだけずれた位置に位置決めした上で、圧電性材料基板３ａのカバー基板７ａを接着した側と反対側の面と、圧電性材料基板３ｂのカバー基板７ｂを接着した側と反対側の面を貼り合わせることで圧電性材料基板部材８を作成する（ステップ６）。

このように、当該“貼合工程”においては、圧電性材料基板３ａと圧電性材料基板３ｂとを貼り合わせる際に、それらの外形端部である基準面３Ａ、３Ｂを突当て部材１０の突当て面１０Ａに突き当てるだけで、これら圧電性材料基板３ａ、３ｂの各々に形成されたインクチャネル溝群５ａ、５ｂの位置を正確に半ピッチだけずらした位置に調整することができる。従って、それらを高精度の位置に貼り合わせることができる。

（分割工程）
次に、図１０に示すように、当該圧電性材料基板部材８の２つのインクチャネル溝群５ａ、５ｂ間を切断する位置（図における切断位置Ａ）と、同じく、２つのカバー基板７ａ、７ｂの各々の中央部（各々１箇所の計２箇所；図における切断位置Ｂ）をダイシングソーにより切断することで、これを４分割する（ステップ７）。

これにより、図１１に示すように、インクチャネル溝群５ａ、５ｂが互いに半ピッチだけずれた２列となって露出した４個のヘッド基材９ａ〜９ｄが作成される。

（ノズルプレート接着工程）
次に、ヘッド基材９ａ〜９ｄの各々のインクチャネル溝群５ａ、５ｂが露出する面に、これらインクチャネル溝群５ａ、５ｂの各々に対応して複数のノズル孔が形成されたノズルプレート１１ａ〜１１ｄを貼り付けて、４個のインクジェットヘッド本体を製造する（ステップ８）。

さらに、４個のインクジェットヘッド本体の各々について、圧電性材料基板２ａ、２ｂに、インクをインクチャネル５ａ、５ｂに供給するマニホールドを接続すると共に、取出電極群６ａ、６ｂに配線基板を接続して、同時に４個のインクジェットヘッドを製造する。

以上に説明したように、本実施形態におけるインクジェットヘッドの製造方法においては、“外形／溝部形成工程”において、厚基板２ａ、２ｂの外形切断用とインクチャネル溝群５ａ、５ｂの加工用とに同一のダイヤモンドブレードを使用して、同一工程にて、これら厚基板２ａ、２ｂの外形加工とインクチャネル溝群５ａ、５ｂの溝加工とを行うので、厚基板２ａ、２ｂの外形端部からインクチャネル溝群５ａ、５ｂまでの位置関係が機械精度のみで決定されることとなり、それらを高精度な位置に形成することができる。また、“貼合工程”において、圧電性材料基板３ａと圧電性材料基板３ｂとを貼り合わせる際に、それらの外形端部である基準面３Ａ、３Ｂを突当て部材１０の突当て面１０Ａに突き当てるだけで、これら圧電性材料基板３ａ、３ｂの各々に形成されたインクチャネル溝群５ａ、５ｂの位置を容易に且つ正確に半ピッチだけずらした位置に調整することができるので、それらを高精度の位置に貼り合わせることができる。従って、これらにより高精度のインクジェットヘッドを容易に生産することができる。

ここで、基板厚（本発明の厚基板２ａ、２ｂに対応する）の厚さと加工精度の関係について説明する。

・基板の厚さと刃先出し量の関係
図１３に示すように、フルカットすべき基板１１の厚さは、ダイヤモンドブレード１２の刃先出し量δ（ブレードを固定するフランジ１４からはみ出す量）と密接に関係する。通常、研削加工に伴いブレード１２の先端は磨耗し、当然、その径が小さくなっていく。また、フルカットされる基板１１は、シート１３上に貼られ、フルカットは、ブレード１２の厚さ程度、このシート１３を切り込むように行われる。このようにすることで、基板１１の平坦な加工断面を得ている。その他、機械的精度等を考慮すると、フルカットすべき基板１１の厚さ＋０．１ｍｍ程度の刃先出し量は、最低限必要になる。

さらに、加工に伴うブレード１２先端の磨耗を考えると、少なくともフルカットすべき基板１１の厚さ＋０．３ｍｍ程度の刃先出し量が望ましい。このプラス量を０．１ｍｍに近づける程、加工できる基板１１の枚数は減り、加工効率は損なわれることになる。

特に、全自動運転を行う場合、夜間無人加工はメリットが大きいが、この刃先出し量を抑える程、加工できる時間が短くなり、せっかくのメリットが減ってしまう。

従って、切断部が０．５ｍｍ厚の基板の場合、０．８ｍｍの刃先出し量が、また、０．４ｍｍ厚の基板の場合は、０．７ｍｍの刃先出し量が望ましい。

・フルカット面の評価方法と結果
尚、厚さｔ＝６０μｍのブレードで、薄板基板（厚さ＝０．１ｍｍ）のサイズが厚板基板（厚さ＝０．４ｍｍ）より小さく、切断部の厚さが０．４ｍｍの場合、又、各々が同サイズで切断部の厚さが０．５ｍｍの場合でフルカットした結果は、以下の通りであった。

図１４に示すように、ブレード１２の加工面によって断面形状が変形してしまった。程度の差を除けば、常にこのような傾向があった。そのため、上述した突当て部材１０の突当て面１０Ａに突き合わせる圧電性材料基板部材３ａ、３ｂ（厚基板２ａ、２ｂ）の基準面３Ａ、３Ｂは、必ず、図における右側（基板１１（外側））の比較的良い面を使用することする。以下、この面における下記変形量（γ_１）、（γ_２）、（γ_３）を測定して評価した。
（γ_１）ブレード１２の入り側での変形量
（γ_２）ブレード１２の抜け側での変形量
（γ_３）切断部分を上から見たときのこの面に対応するうねりの振幅
良否の判定基準は、２μｍ以下を良とし、これを超える場合を不良とした。この値は、実質的には、測定誤差範囲に相当する。

ブレード１２による基板１１の切断速度は、０．３ｍｍ／ｓ、０．５ｍｍ／ｓ、０．８ｍｍ／ｓ、１．０ｍｍ／ｓ、１．２ｍｍ／ｓ、５ｍｍ／ｓの６通りとした。判定結果は、これらの切断速度に依存しなかったため、以下においては、区別せずに示す。

・基板１１の切断部の厚さ＝０．５ｍｍ、ブレード１２の刃先出し量＝０．７ｍｍの場合
ブレード１２の厚さ＝６０μｍ（γ_１）、（γ_２）、（γ_３）ともＯＫ
・基板１１の切断部の厚さ＝０．４ｍｍ、ブレード１２の刃先出し量＝０．７ｍｍの場合
ブレード１２の厚さ＝６０μｍ（γ_１）、（γ_２）、（γ_３）ともＯＫ

以上のことから、例えば２４０ｄｐｉ（＝１０５．８μｍピッチ）のインクチャネル溝群５ａ、５ｂの加工用に６０μｍ厚のブレードを使用するとした場合、切断部の厚さが０．５ｍｍ厚程度であると、切断部の基板厚＋０．２ｍｍの刃先出し量を確保することができた。これ以上の刃先出し量の場合、ブレードの割れが発生する場合があった。一方、切断部の厚さが（本実施形態における場合のように）０．４ｍｍ厚程度であれば、切断部の基板厚＋０．３ｍｍの刃先出し量を確保することができると共に、その切断面である圧電性材料基板部材３ａ、３ｂの基準面３Ａ、３Ｂの変形量は、判定基準を満たすことが分かった。

経験的に、（γ_１）、（γ_２）、（γ_３）は、ブレード厚、刃先出し量、基板厚に対して敏感であり、ある限界を超えると急激に変形が悪化して、場合によってはブレードが加工中に破損するといったことがある。また、上記結果は、ブレードのボンド材、ダイヤの粒径、ダイヤの密度、使用前のブレードの目立て方法等によって大きく異なってくるので、上述した結果は、これらを最適化した上で得た結果である。

尚、本発明係るインクジェットヘッドの製造方法は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱することのない範囲内で、種々の変形が可能である。

例えば、上述した“外形／溝部形成工程”においては、圧電性材料基板部材３ａの薄基板１ａ上のドライフィルム４ａに形成されたパターンに従って、そのパターンに描画された加工位置にて溝加工を行い、２つのインクチャネル溝群５ａを形成して、同様に、圧電性材料基板部材３ｂの薄基板１ｂ上のドライフィルム４ｂに対して、そのパターンに描画された加工位置にて溝加工を行い、上述した２つのインクチャネル溝群５ａと半ピッチだけずれた２つのインクチャネル溝群５ｂを形成することとしたが、この他にも、これらインクチャネル溝群５ａ、５ｂは、各々、薄基板１ａ、１ｂ上に１つ又は３つ以上を形成することにしても良い。この際、４つ以上を形成する場合には、インクチャネル溝群５ａ、５ｂを複数の行×複数の列にわたって配置することにしても良い。また、薄基板１ａ、１ｂ上に、各々、互いに半ピッチだけずれた２つのインクチャネル溝群を形成することにして、上述した“貼付工程”においては、それら２枚の圧電性材料基板部材を、互いの２つのインクチャネル溝群の各々が、異なるピッチのインクチャネル溝群と対応する向きに貼り合わせることにしても良い。また、インクチャネル溝群５ａとインクチャネル溝群５ｂとで異なるブレードを用いて溝加工を行っても良い。また、回転軸に所定間隔をおいて複数のブレードを取り付けて、同時にインクチャネル溝群５ａ、５ｂの各々の複数の溝加工を行っても良い。また、インクチャネル溝群５ａ、５ｂの中には、インクを吐出しないチャネルを含んでいても良い。

また、本発明は、特開平２００３−３４１０７３号公報に記載されるようなヘッド（ハーモニカ）にも適用することができる。また、本発明にいう“圧電材料基板”とは、非圧電材料と圧電材料の積層材料も含み、少なくとも圧電材料を含むという意味で用いている。

本実施形態におけるインクジェットヘッドの製造方法の第１工程である“薄基板／厚基板接着工程”を示す概略図である。図１に続き、当該インクジェットヘッドの製造方法の第１工程である“薄基板／厚基板接着工程”を示す概略図である。図２に続き、当該インクジェットヘッドの製造方法の第２工程である“駆動電極パターン描画工程”を示す概略図である。図３に続き、当該インクジェットヘッドの製造方法の第３工程である“外形／溝部形成工程”を示す概略図である。図４に続き、当該インクジェットヘッドの製造方法の第４工程である“電極形成工程”を示す概略図である。図５に続き、当該インクジェットヘッドの製造方法の第５工程である“カバー基板接着工程”を示す概略図である。図６に続き、当該インクジェットヘッドの製造方法の第５工程である“カバー基板接着工程”を示す概略図である。図７に続き、当該インクジェットヘッドの製造方法の第６工程である“貼合工程”を示す概略図である。図８に示す“貼合工程”において、２つの圧電性材料基板を接着する手法を示す説明図である。図８に続き、当該インクジェットヘッドの製造方法の第７工程である“分割工程”を示す概略図である。図１０に続き、当該インクジェットヘッドの製造方法の第８工程である“ノズルプレート接着工程”を示す概略図である。本実施形態におけるインクジェットヘッドの製造方法の各工程の流れを示すフローチャートである。基板の厚さと刃先出し量の関係について説明するための説明図である。図１３に続き、基板の厚さと刃先出し量の関係について説明するための説明図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ薄基板
２ａ、２ｂ厚基板
３ａ、３ｂ圧電性材料基板
４ａ、４ｂドライフィルム
５ａ、５ｂインクチャネル溝群
６ａ、６ｂ取出電極群
７ａ、７ｂカバー部材
８圧電性材料基板部材
９ａ〜９ｄヘッド基材
１０突当て部材
３Ａ、３Ｂ基準面
１０Ａ突当て面
１１ａ〜１１ｄノズルプレート

Claims

研削加工機に取り付けられた研削工具によって、第１の圧電性材料基板に対して、その外形部分の１端を切断することで第１の基準面を形成する第１の基準面形成工程と、前記第１の圧電性材料基板に対して、所定位置に所定ピッチにてインクチャネルとなる第１の複数列の溝部を形成する第１の溝部形成工程と、を有し、前記第１の基準面と前記第１の複数列の溝部とが、第１の所定の相対位置関係となるように形成された後、第２の圧電性材料基板に対して、前記研削工具と同一の研削工具によって、その外形部分の１端を切断することで第２の基準面を形成する第２の基準面形成工程と、前記第２の圧電性材料基板に対して、前記所定位置に対して決められた量だけずれた位置に前記所定ピッチで前記インクチャネルとなる第２の複数列の溝部を形成する第２の溝部形成工程と、を有し、前記第２の基準面と前記第２の複数列の溝部とが、第２の所定の相対位置関係となるように形成される外形／溝部形成工程と、
前記第１の圧電性材料基板の前記第１の複数列の溝部を形成した面に、当該複数列の溝部を覆うための第１のカバー基板を接着すると共に、前記第２の圧電性材料基板の前記第２の複数列の溝部を形成した面に、当該複数列の溝部を覆うための第２のカバー基板を接着するカバー基板接着工程と、
前記第１の圧電性材料基板の前記第１の基準面と、前記第２の圧電性材料基板の前記第２の基準面とを１つの平坦な面に突き当てて位置決めした上で、前記第１の圧電性材料基板の前記第１のカバー基板を接着した面と反対側の面と、前記第２の圧電性材料基板の前記第２のカバー基板を接着した面と反対側の面とを貼り合わせる貼合工程と、
前記貼り合わされた第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板を、それらに形成された前記第１の複数列の溝部及び前記第２の複数列の溝部の溝形成方向と直交する方向にて分割する分割工程と、
前記分割された第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板の分割面に、当該分割面に露出する前記第１の複数列の溝部及び前記第２の複数列の溝部の各々に対応してノズル孔が形成されたノズルプレートを接着することで、前記第１の複数列の溝部及び前記第２の複数列の溝部の各々に対応する前記インクチャネルを形成するノズルプレート接着工程と、を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
前記外形／溝部形成工程では、前記第１の基準面形成工程において前記第１の基準面を形成した後、前記第１の溝部形成工程において前記第１の基準面から前記第１の所定の相対位置関係となる位置に前記第１の複数列の溝部を形成し、前記第２の基準面形成工程において前記第２の基準面を形成した後、前記第２の溝部形成工程において前記第２の基準面から前記第２の所定の相対位置関係となる位置に前記第２の複数列の溝部を形成することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
前記外形／溝部形成工程では、前記第１の溝部形成工程において前記所定位置に前記第１の複数列の溝部を形成した後、前記第１の基準面形成工程において前記第１の複数列の溝部から前記第１の所定の相対位置関係となる位置で、その外形部分の１端を切断することで前記第１の基準面を形成し、前記第２の溝部形成工程において前記所定位置に対して決められた量だけずれた位置に前記第２の複数列の溝部を形成した後、前記第２の基準面形成工程において前記第２の複数列の溝部から前記第２の所定の相対位置関係となる位置で、その外形部分の１端を切断することで前記第２の基準面を形成することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
前記外形／溝部形成工程では、前記第１の基準面形成工程において前記第１の基準面を形成した後、前記第１の溝部形成工程において前記第１の基準面から前記第１の所定の相対位置関係となる位置に前記第１の複数列の溝部を形成し、前記第２の溝部形成工程において前記所定位置に対して決められた量だけずれた位置に前記第２の複数列の溝部を形成した後、前記第２の基準面形成工程において前記第２の複数列の溝部から前記第２の所定の相対位置関係となる位置で、その外形部分の１端を切断することで前記第２の基準面を形成することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
前記外形／溝部形成工程では、前記第１の溝部形成工程において前記所定位置に前記第１の複数列の溝部を形成した後、前記第１の基準面形成工程において前記第１の複数列の溝部から前記第１の所定の相対位置関係となる位置で、その外形部分の１端を切断することで前記第１の基準面を形成し、前記第２の基準面形成工程において前記第２の基準面を形成した後、前記第２の溝部形成工程において前記第２の基準面から前記第２の所定の相対位置関係となる位置に前記第２の複数列の溝部を形成することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
前記第１の圧電性材料基板及び前記第２の圧電性材料基板の各々は、相対的に薄い基板にこれよりも外形の大きい相対的に厚い基板を接着した構成であり、前記外形部分の１端は、前記薄基板から突出した前記厚基板の１端であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。