JP5015192B2 - インクジェットヘッドの製造装置、およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、微小インク滴を吐出させて印刷するインクジェットヘッドの製造装置、およびその製造方法に関する。

インクジェットヘッドとして、ＰＺＴ基板にインク流路となる複数の溝を形成し、各溝の内面に駆動電極となる電極膜を形成し、電極膜の表面に絶縁膜等を被覆して、電極膜を保護するようにしたインクジェットヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。

電極膜表面に絶縁膜を被覆する場合、電極膜を形成した組み上げ後のヘッドを電着塗料に浸漬し、同様に電着塗料に浸漬させた陽極側の導電部材とヘッドの電極膜との間に直流電圧を印加する。これにより、電着塗料が電極膜表面に堆積して絶縁膜が成膜される。

しかし、電極膜を形成した溝の幅および深さは、例えば、それぞれ、８０［μｍ］、３００［μｍ］程度であるため、このような微細な溝の内面に均一な薄い膜を形成することは難しい。例えば、上述したディッピング法によると、成膜後、ヘッドを電着塗料から引き上げた際に、液垂れが生じ、膜厚が不均一になる可能性が高い。また、ヘッドを電着塗料に浸漬する前の状態で、ヘッドにゴミが付着している場合、その部位で膜厚が不均一になる。

また、成膜後に余剰の電着塗料を溝から除去する必要があるが、上記のように微細な溝内に残った電着塗料を除去するのは難しく、残った電着塗料がインク流路に固着してインクの流れが悪くなる可能性がある。最悪の場合、隣接する電極同士が架橋してショートする可能性もある。

この発明の目的は、駆動電極の表面に均一な絶縁膜を成膜できるインクジェットヘッドの製造装置、およびそ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、本発明のインクジェットヘッドの製造装置は、インクを流通させる互いに平行に並んだ細長い複数の圧力室、これら複数の圧力室の一端側からインクを供給する供給口、上記複数の圧力室の他端側からインクを排出する排出口、上記供給口から上記複数の圧力室を介して上記排出口に至るインク流路を通してインクを流通させるための空間を規定するインク室、上記各圧力室の内面にそれぞれ独立して形成した薄膜状の複数の駆動電極、および、上記複数の圧力室それぞれに対応して上記インク室の壁を貫通して設けられた複数のインク吐出口を有するインクジェットヘッドの製造装置であって、上記インク流路を通して電着液を流通させるポンプと、このポンプで上記インク流路を通して電着液を流通させた状態で上記複数の駆動電極にバイアス電圧を印加して各駆動電極の表面に上記電着液による絶縁膜を成膜する電源装置と、を有し、上記ポンプは、上記複数の駆動電極の全表面を上記電着液で濡らすことができる最小の流量以上で且つ上記インク流路のうち上記電着液が最も滞留し易い箇所に上記電着液が付着しない最大の流量以下の流量で上記電着液を流通させる。

また、本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、インクを流通させる互いに平行に並んだ細長い複数の圧力室、これら複数の圧力室の一端側からインクを供給する供給口、上記複数の圧力室の他端側からインクを排出する排出口、上記供給口から上記複数の圧力室を介して上記排出口に至るインク流路を通してインクを流通させるための空間を規定するインク室、上記各圧力室の内面にそれぞれ独立して形成した薄膜状の複数の駆動電極、および、上記複数の圧力室それぞれに対応して上記インク室の壁を貫通して設けられた複数のインク吐出口を有するインクジェットヘッドの製造方法であって、上記インク流路を通して電着液を流通させる流通工程と、この流通工程で上記インク流路を通して電着液を流通させた状態で上記複数の駆動電極にバイアス電圧を印加して各駆動電極の表面に上記電着液による絶縁膜を成膜する成膜工程と、を有し、上記流通工程では、上記複数の駆動電極の全表面を上記電着液で濡らすことができる最小の流量以上で且つ上記インク流路のうち上記電着液が最も滞留し易い箇所に上記電着液が付着しない最大の流量以下の流量で上記電着液を流通させる。

上記発明によると、インクジェットヘッドのインク流路に流す電着液の流量を適正化したため、駆動電極の全表面を確実に濡らすことができ、インク流路内の滞留し易い箇所に電着液が付着することもなく、均一な膜厚の絶縁層を形成できる。

この発明のインクジェットヘッドの製造装置は、上記のような構成および作用を有しているので、駆動電極の表面に均一な絶縁膜を成膜できる。

図１は、この発明の実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す外観斜視図である。 図２は、図１のインクジェットヘッドをII-IIで切断した断面図である。 図３は、図１のインクジェットヘッドの製造方法を説明するためのフローチャートである。 図４は、基板に圧電部材を接着した状態を示す断面図である。 図５は、圧電部材の側面を切削加工した状態を示す断面図である。 図６は、電極および配線を形成して枠部材を接着した状態を示す断面図である。 図７は、枠部材の端部および壁の端部にカバー部材を接着した状態を示す断面図である。 図８は、図７の状態のインクジェットヘッドをセットして駆動電極表面の絶縁層を修復するための電着装置の概略構造を示す外観斜視図である。 図９は、図３の修復工程Ｓ８をより詳細に説明するためのフローチャートである。 図１０は、図８の電着装置の治具を示す分解斜視図である。 図１１は、図８の電着装置の機能を説明するための模式図である。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１には、この発明の実施の形態に係る製造装置を用いて製造されるインクジェットヘッド１１の外観斜視図を示してある。図１では、インクジェットヘッド１１の内部構造を説明するため、ヘッドの一部を部分的に破断して図示してある。また、図２には、図１のインクジェットヘッド１１をII-IIで切断した断面図を示してある。図２では、後述する圧力室２４に沿ってヘッドを切断した断面図を示してある。ここでは、本発明の実施の形態に係る製造装置について説明する前に、まず、インクジェットヘッド１１について詳細に説明する。

図１および図２に示すように、インクジェットヘッド１１は、略矩形板状の基板１２と、この基板１２の表面上に接着された枠部材１３と、この枠部材１３の基板１２から離間した端部に接着された略矩形板状のカバー部材１４と、枠部材１３の内側で基板１２の表面上に接着された一対の圧電部材１５と、これら一対の圧電部材１５を駆動するためのヘッド駆動用の複数個のＩＣ１６と、を有している。ＩＣ１６は、図２のみに図示してある。このインクジェットヘッド１１は、いわゆるインク循環式のサイドシュータ型のインクジェットヘッドである。

基板１２は、アルミナやＰＺＴなどのセラミック材料により形成されている。この基板１２には、複数の供給口３１と複数の排出口３２が基板１２を貫通して形成されている。複数の供給口３１は、基板１２の長手方向に沿って略中央に並べて形成され、複数の排出口３２は、基板１２の長手方向に沿ってエッジ寄りに並べて形成されている。

枠部材１３は、セラミック材料或いは金属材料によって形成され、表面が絶縁材料によって被覆されている。枠部材１３の内周壁は、図１に示すように、基板１２に形成した複数の排出口３２を基板１２のエッジ側（外側）から囲むように波状に湾曲している。

カバー部材１４は、矩形のポリイミド製の板状部材によって形成されている。カバー部材１４には、一対のノズル列２１が形成されている。各ノズル列２１には、それぞれがインク滴の吐出孔（インク吐出口）として機能する複数のノズル２２が等間隔でカバー部材１４を貫通して形成されている。

このカバー部材１４は、他の樹脂フィルムで形成しても良く、後述するようにレーザーを用いてノズル２２を形成容易な材料であれば良い。また、このカバー部材１４のインク滴吐出側の表面には、フッ素樹脂などにより撥水膜４３が形成されている。なお、カバー部材１４は、図２に示すように表面側の樹脂フィルム層４２と裏面側の金属箔層４４の２層構造として、面方向の強度を高めることが望ましい。

一対の圧電部材１５は、それぞれ、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）製の２枚の圧電板２３を互いの分極方向を対向させるように張り合わせて形成されている。各圧電部材１５は、断面台形状で、主走査方向に延びた棒状に形成されている。なお、上述した複数の供給口３１は２本の圧電部材１５の間で主走査方向に並んで設けられ、複数の排出口３２は各圧電部材１５を供給口３１との間に挟む位置で主走査方向に沿って並んで形成されている。

また、各圧電部材１５には、基板１２から離間した側から、その長手方向（主走査方向）と交差する方向（副走査方向）に延びた複数本の微細な溝が切削形成され、主走査方向に等間隔で並んだ複数の細長い圧力室２４が形成されている。このように、主走査方向に並べて複数本の圧力室２４を形成することで、各圧電部材１５には、主走査方向に隣接する圧力室２４を区画するように、各圧力室２４の両側部に設けられる複数の壁２５が形成される。これら複数の壁２５は、この発明の駆動素子として機能する。

そして、それぞれ、隣接する２つの壁２５が圧力室２４に対面する側面およびその間の圧力室２４の底部を連続して（すなわち、各圧力室２４の内面に）駆動電極２６が形成されている。言い換えると、各駆動電極２６は、各壁２５の端部で電気的に分断されている。つまり、駆動電極２６は、各圧力室２４毎に設けられている。

各圧電部材１５は、カバー部材１４に形成されたノズル列２１に対応するよう位置決めされて基板１２の表面上に接着される。このとき、各ノズル列２１の複数のノズル２２と各圧電部材１５の複数の圧力室２４が対向するよう、カバー部材１４が圧電部材１５に対して位置決めされる。つまり、圧力室２４および壁２５は、ノズル２２と同じピッチで形成されている。

このとき、カバー部材１４の周縁部が枠部材１３の基板１２から離間した端部に接着され、基板１２、枠部材１３、およびカバー部材１４によって囲まれたインク室４０が形成される。また、このとき、カバー部材１４が、圧電部材１５の複数の壁２５の基板１２から離間した端部に接着される。

この他に、基板１２上には、複数の電気配線２７が設けられている。各電気配線２７は、その一端で上述した駆動電極２６に接続されるとともに、他端でヘッド駆動用のＩＣ１６に接続されている。つまり、この電気配線２７も上述したノズル２２、圧力室２４、および壁２５と同じピッチで形成されている。

上記構造のインクジェットヘッド１１を搭載したプリンタ（図示せず）で印刷処理を実行する場合、まず、プリンタの図示しないインクタンクからインクジェットヘッド１１にインクが供給される。このとき、インクは、基板１２に形成された複数の供給口３１を介してインクジェットヘッド１１へ供給される。

複数の供給口３１を介してヘッド１１へ供給されたインクは、基板１２、枠部材１３、およびカバー部材１４によって概ね密閉されたチャンバー４０内に流入される。このとき、供給口３１を介して流入されたインクは、２つの圧電部材１５にそれぞれ形成された複数本の圧力室２４を通って基板１２の外方に向けて流通し、基板１２のエッジ近くに形成された複数の排出口３２を介してヘッド１１から排出される。

このとき、インクジェットヘッド１１に供給されるインクの供給圧力および排出量は、チャンバー４０の内壁に付着する気泡を押し流すことができ且つカバー部材１４の複数のノズル２２からインクが押し出されることのない適当な値に設定される。つまり、ヘッド１１に供給されるインクは、チャンバー４０を概ね満たすとともに滞留することのないよう流通される。なお、ヘッド１１で使用されなかったインクは、排出口３２を介して排出されて図示しないインクタンクに回収される。

この状態で、ユーザーがプリンタに対して印刷を指示すると、プリンタの図示しない制御部は、インクジェットヘッド１１のヘッド駆動用のＩＣ１６に対して印刷信号を出力する。印刷信号を受けたヘッド駆動用のＩＣ１６は、電気配線２７を介して駆動パルス電圧を駆動電極２６に印加する。これにより、インク滴を吐出させることが選択された圧力室２４の両側にある左右一対の壁２５は、シェアモード変形を行って湾曲するように離反する。そして、これらを初期位置に復帰させて当該圧力室２４内の圧力を高くすることで、対向するノズル２２からインク滴が勢い良く吐出され、印刷信号に基づく画像が印刷される。

このインクジェットヘッド１１を介して斑のない良好な画像を印刷するためには、インク滴の吐出状態を全ての圧力室２４で均一にすることが重要である。このため、本実施の形態では、この対策の１つとして、枠部材１３の内側面を波形にした。つまり、本実施の形態のインクジェットヘッド１１は、複数の円形の供給口３１をその長手方向に沿って互いに離間せしめて有するとともに、複数の円形の排出口３２をその長手方向に沿って互いに離間せしめて有するため、供給口３１や排出口３２に対向する位置の圧力室２４と供給口３１や排出口３２に対向しない位置の圧力室２４とでは、インクの流れ方に僅かな違いが出る。よって、この流れ方の違いを緩和するため、枠部材１３の内側壁を波形に形成している。

次に、上述したインクジェットヘッド１１の製造方法について、図３に示すフローチャートとともに図４乃至図８を参照して説明する。
まず、焼成前のセラミックスシートで構成される基板１２に対して、機械加工によって上述した複数の供給口３１および排出口３２を形成する（図３、ステップ１）。これら供給口３１および排出口３２の位置精度は低くて良い。なお、基板１２は焼成しておく。

続いて、基板１２の表面に一対の圧電部材１５を接着する（ステップ２）。各圧電部材１５は、上述した供給口３１の両側で排出口３２との間に接着される。このとき、一対の圧電部材１５は、図示しない治具によって保持されて、互いに高精度に位置決めされる。一対の圧電部材１５を基板１２に接着した状態を図４に示す。

圧電部材１５は、図４に示すように、２枚の圧電板２３を分極方向が逆向きになるように接着剤１８を挟んで貼り合せて形成されている。２枚の圧電板２３を貼り合せる接着剤１８、および圧電部材１５を基板１２に貼り合せる接着剤１８は、加熱により硬化するエポキシ系の接着剤であり、本実施の形態では、１２０［℃］で２［ｈ］加熱して硬化させるようにしている。なお、接着剤１８は、接着の対象となる部材との間に気泡が残らないようにすることが望ましい。

圧電部材１５を基板１２に接着した後、図５に示すように、各圧電部材１５の長手方向に沿った両側面１５ａを斜めに切削加工する。このとき、各側面１５ａに連続するように基板１２の表面も少し削り取る。これにより、基板１２と圧電部材１５を接着した接着剤１８の余剰部分を削り取ることができる。または、基板１２と圧電部材１５との間に接着剤１８が不足した場合、この不足した空洞部分を削り取ることができる。

さらにこの後、図５に示すように断面台形状にした圧電部材１５の基板１２から離間した図示上方から複数の溝２４（圧力室２４）を形成する（ステップ３）。この溝加工は、例えば、ＩＣウェハーの切断等に用いられているダイシングソーのダイヤモンドホイールを用いる。複数の圧力室２４は、図１に示すように、圧電部材１５の長手方向に沿って等間隔で並べて形成される。この結果、隣接する圧力室２４の間には、それぞれ、壁２５が形成される。

そして、図６に示すように、複数の圧力室２４の内面に駆動電極２６を形成するとともに、基板１２上に電気配線２７を形成する（ステップ４）。駆動電極２６および電気配線２７は、無電解メッキによって形成された例えばニッケル薄膜で構成されている。駆動電極２６および電気配線２７を形成する際には、まずニッケル薄膜を基板１２および圧電部材１５の全表面にメッキし、レーザーでパターニングして駆動電極２６および電気配線２７以外の部位のニッケル薄膜を除去する。なお、このとき、駆動電極２６および電気配線２７の表面には、絶縁膜を被膜しておく。

この後、図６に示すように、一対の圧電部材１５を囲むように、基板１２の表面に枠部材１３を接着し（ステップ５）、図７に示すように、枠部材１３および圧電部材１５を覆うようにカバー部材１４を接着する（ステップ６）。カバー部材１４は、上述したように、枠部材１３の端部１３ａ（図６）および圧電部材１５の複数の壁２５の端部２５ａ（図６）に接着される。

さらにこの後、カバー部材１４にレーザーを照射して複数のノズル２２を形成する（ステップ７）。各ノズル２２は、カバー部材１４の表面に円形の吐出口を形成し、複数の圧力室２４にそれぞれ連通するよう形成される。

このとき、レーザー照射によってカバー部材１４を通過したレーザーによって駆動電極２６の表面に被覆した絶縁層が部分的に破壊されることがある。このままにしておくと、絶縁層が破壊された部位でインクの流れに乱れを生じたり、放電を生じたりしてしまうため、基板１２の配線２７にＩＣ１６を取り付ける前に、この部分的に破壊された絶縁層の部位を補修する必要がある。

つまり、ステップ７でノズル２２を形成した後、ＩＣ１６を搭載していない図１に示す状態のインクジェットヘッド１１を、図８に示す電着装置５０にセットする。そして、インクジェットヘッド１１の供給口３１を介してチャンバー４０内に電着塗料（電着液）を流し入れ、排出口３２を介して電着塗料を排出し、ヘッド１１内に電着塗料を流通させる。この状態で、電気配線２７を介して複数の駆動電極２６にバイアス電圧を印加し、駆動電極２６の表面に電着塗料を付着させ、レーザー照射によって破壊された絶縁層の部位を修復する（ステップ８）。このステップ８の修復工程については後で詳細に説明する。

そして、絶縁層の修復を終えたインクジェットヘッド１１を電着装置５０から取り出して、基板１２上の電気配線２７に接続するように駆動回路（ヘッド駆動用のＩＣ１６）を取り付ける（ステップ９）。さらに、基板１２に対して図示しないインクケースを接着して（ステップ１０）、インクジェットヘッド１１の製造工程が終了する。

以下、上述したステップ８の修復工程について、修復工程を実施するための電着装置５０の構造とともに、図８乃至図１１を参照してより詳細に説明する。図８には、この発明の製造装置として機能する電着装置５０の外観斜視図を示してあり、図９には、修復工程を説明するためのフローチャートを示してあり、図１０には、電着装置５０にインクジェットヘッド１１をセットするための冶具について説明するための分解斜視図を示してあり、図１１には、電着装置５０の機能について説明するための概略図を示してある。なお、図１１では、説明を分かり易くするため、一対の圧電部材１５のうち片方のみを図示してある。

図９に示すように、上述したステップ８の修復工程は、前洗浄工程（ステップ８１）、電着工程（ステップ８２）、後洗浄工程（ステップ８３）、およびエアパージ工程（ステップ８４）を有する。前洗浄工程Ｓ８１では、インクジェットヘッド１１のインク流路に存在するゴミを予め除去する。電着工程Ｓ８２では、駆動電極２６表面のレーザーによって破壊された絶縁層の部位に電着塗料を付着させて修復する。後洗浄工程Ｓ８３では、電着工程Ｓ８２の後、インク流路に残っている余分な電着塗料を水で流して洗浄する。そして、エアパージ工程では、図示しないエアパージ装置を介してインク流路に温風を吹き込んでゴミや水分を吹き飛ばして除去する。修復工程Ｓ８の各工程Ｓ８１〜Ｓ８４については、電着装置５０の構造を説明した後に、再度、詳細に説明する。

図８および図１０に示すように、電着装置５０は、位置決めのための複数本のピン５１（図８にのみ図示）を立設したベース部材５２、修復の対象となるインクジェットヘッド１１を上下両面から挟む位置に配置される下側弾性部材５３および上側弾性部材５４、ベース部材５２の上に重ねてセットされた下側弾性部材５３、インクジェットヘッド１１、および上側弾性部材５４をベース部材５２との間で挟む位置にセットされる押さえブロック５５、および、この押さえブロック５５を上方から押圧して上述した冶具５２、５３、５４、５５をインクジェットヘッド１１とともに圧接させるためのトグル機構５６を有する。

ベース部材５２の上面には、図１０に示すように複数本（本実施の形態では６本）のピン５１を圧入するための複数の穴５２ａが形成されている。また、下側弾性部材５３および上側弾性部材５４は、弾性変形可能なゴム材料によって形成されている。

図１１に示すように、電着装置５０は、電着装置５０にセットしたインクジェットヘッド１１に洗浄液、電着塗料、空気などの流体を流通させるための流通管６１、この流通管６１の途中に取り付けられたポンプ６２、このポンプ６２を作動させて流通管６１を通して流通させた流体を排出させるためのバルブ６４、流通管６１を流れる電着塗料に含まれる気泡を除去する脱気装置６６、インクジェットヘッド１１の基板１２の表面に導出された電気配線２７を介して複数の駆動電極２６にバイアス電圧を印加するための電源装置６８を有する。

図１１には、ステップ８２の電着工程で電着装置５０に電着塗料を流通させて絶縁層を修復するために必要な構成を図示してあるが、この他に、電着装置５０は、ステップ８１、８３で洗浄液としてのエタノールや純水を電着装置５０に流通させるための構成（７３、７４）、およびステップ８４のエアパージ工程で電着装置５０に空気を流すための構成（７５〜７７）を有している。これら図１１に図示していない構成７３〜７７については、他の図面を参照しつつ後で説明する。

少なくとも電着塗料を流通させるための流通管６１は、導電性の材料によって形成されており、接地されている。そして、電源装置６８は、治具５２、５３、５４、５５に形成されたそれぞれ２つの切り欠き部分に露出したインクジェットヘッド１１の基板１２の部位に通電のための図示しないクリップを挟んでバイアス電圧を印加する。

上記構造の電着装置５０にインクジェットヘッド１１をセットする場合、まず、図８に示すように、ベース部材５２に立設された複数本のピン５１の間に、下側弾性部材５３をセットする。そして、インクジェットヘッド１１、上側弾性部材５４、押さえブロック５５の順に下側弾性部材５３に重ねてピン５１の間にセットする。さらに、ベース部材５２と押さえブロック５５との間に、下側弾性部材５３、インクジェットヘッド１１、および上側弾性部材５４を挟むように、トグル機構５６によって全ての部材５２、５３、１１、５４、５５を密着させる。このとき、各治具５２、５３、５４、５５、およびインクジェットヘッド１１の面方向の位置決めは適当でよく、６本のピン５１の案内によってただ単に重ねれば良い。

下側弾性部材５３は、図１０に示すように、インクジェットヘッド１１の複数の供給口３１に連通するよう長手方向に延びた細長いスリット５３ａ、および、インクジェットヘッド１１の複数の排出口３２に連通するよう長手方向に延び且つスリット５３ａの両側に配置された２本のスリット５３ｂを、下側弾性部材５３を貫通して有する。

一方、ベース部材５２の下側弾性部材５３が載置される上面には、図１０に示すように、下側弾性部材５３の中央のスリット５３ａと略一致する形状の細長い溝５２ｂ、および、下側弾性部材５３の排出用の２本のスリット５３ｂと略一致する形状の細長い２本の溝５２ｃが形成されている。つまり、複数本のピン５１によって案内されて下側弾性部材５３がベース部材５２の上面に載置されると、下側弾性部材５３の中央のスリット５３ａとベース部材５２の中央の溝５２ｂが対向し、且つ下側弾性部材５３の両側のスリット５３ｂとベース部材５２の両側の溝５２ｃがそれぞれ対向するようになっている。

図１０に示すように、ベース部材５２の図中前面には、電着塗料を流通させるための流通管６１を接続するための排出側の孔７１が形成されている。また、ベース部材５２の図中右側面には、流通管６１を接続するための供給側の孔７２が形成されている。そして、供給側の孔７２は、ベース部材５２の中を通って上述した中央の溝５２ｂに連通し、排出側の孔７１は、ベース部材５２の中を通って上述した２本の溝５２ｃに連通している。

また、ベース部材５２の図中前面には、上述した電着塗料を排出するための孔７１に並べて、エタノールや純水などの洗浄液を流通させるための流通管７３を接続するための排出側の孔７４が形成されている。そして、この孔７４も、ベース部材５２の中を通って上述した２本の溝５２ｃに連通している。

さらに、押さえブロック５５の図中右側側面には、図示しないヒーターで熱した空気を送り込むための給気孔７６が形成されている。給気孔７６は、押さえブロック５５内部を通って押さえブロック５５の図中下面に露出するよう連通されている。そして、この給気孔７６には、図８に示すように、途中にバルブ７７を有する給気管７５が接続される。

例えば、ポンプ６２を作動することで流通管６１を通して孔７２からベース部材５２に流入された電着塗料は、ベース部材５２の上面にある中央の溝５２ｂおよび下側弾性部材５３の中央のスリット５３ａを順次満たして、インクジェットヘッド１１の複数の供給口３１を介してチャンバー４０内へ流入される。また、インクジェットヘッド１１の複数の排出口３２を介してチャンバー４０から排出された電着塗料は、下側弾性部材５３の２つのスリット５３ｂおよびベース部材５２の２つの溝５２ｃを順次満たして、ベース部材５２の孔７１に接続された流通管６１へ流出される。このように、電着塗料は、インクジェットヘッド１１内を流通される。

電着工程では、上述したように電着塗料を流通させた状態で、電源装置６８を介して複数の駆動電極２６にバイアス電圧を印加し、電着塗料を駆動電極２６に付着せしめて堆積させ、レーザー照射によって破壊された絶縁層の部位を修復する。

同様に、エタノールや純水などの洗浄液は、図示しないポンプを作動することで、流通管６１を通して孔７２からベース部材５２に流入されて、インクジェットヘッド１１のチャンバー４０内へ流入され、電着塗料と略同じ経路を通って、ベース部材５２の孔７４に接続された流通管７３へ流出される。このように、洗浄液は、電着塗料と略同じ経路を通って電着装置５０内を流通され、電着塗料とは異なる流通管７３を介して流出される。つまり、電着塗料と洗浄液を別系統に分けて排出することで、回収した電着塗料を再利用できる。

このとき、チャンバー４０内を流通される電着塗料や洗浄液が、複数の圧力室２４に対応して形成された複数のノズル２２を介して、僅かに流出することが考えられる。しかし、ノズル２２からインクジェットヘッド１１の外へ流出した電着塗料や洗浄液は、上側弾性部材５４の比較的大きな開口部５４ａと押さえブロック５５とカバー部材１４との間で規定された空間Ｓに溜まり、外部へ流出する心配は無い。

また、この空間Ｓに溜まった電着塗料や洗浄液は、その流通の過程で、チャンバー４０内に再び戻ることも考えられる。つまり、この空間Ｓを設けることで、ノズル２２を通して電着塗料や洗浄液を流通させることもできる。

電着塗料は、上述したようにインクジェットヘッド１１をセットした電着装置５０内を流通され、適当なタイミングでバルブ６４を開くことで排出される。また、洗浄液は、電着塗料と略同じ経路を流通されて図示しないバルブを介して図示しない別の回収容器に排出される。

一方、押さえブロック５５の給気孔７６を介して図示しないエアパージ装置から送り込まれた高温の空気は、押さえブロック５５の下面側の空間Ｓを満たしてこの空間Ｓを加圧する。そして、この加圧された空気は、空間Ｓの下面側を規定したインクジェットヘッド１１のカバー部材１４に形成された複数のノズル２２を介してチャンバー４０内に吹き込まれる。このようにしてチャンバー４０内に吹き込まれた空気は、複数の圧力室２４を通ってベース部材５２の排出側の２つの孔７１、７４、および供給側の孔７２を介して排出される。

空気は、これ以外に、例えば、供給側の孔７２を介してインクジェットヘッド１１内に送り込んでも良い。この場合、ベース部材５２の排出側の２つの孔７１、７４に接続された流通管６１、７３、および押さえブロック５５の給気孔７６に接続した給気管７５を介して空気を排気する。或いは、複数のノズル２２に積極的に空気を通したい場合には、排出側の流通管６１のバルブを閉じるとともに、排出側の流通管７３の図示しないバルブを閉じた状態で、空気を流しても良い。

ここで、図８のフローチャートにある各工程について、詳細に説明する。なお、修復工程Ｓ８は、修復の対象となるインクジェットヘッド１１を電着装置５０に装着した状態で実施される。

ステップ８１の前洗浄工程では、洗浄液として、揮発性を有する液体の一例であるエタノールをインクジェットヘッド１１内に流通させ、インク流路にあるゴミを洗い流す。このとき、図８の給気管７５に設けたバルブ７７も開けて複数のノズル２２にもエタノールを積極的に流通させることが望ましい。つまり、エタノールは、図８の供給側の流通管６１を介してインクジェットヘッド１１のチャンバー４０内へ流入され、複数の圧力室２４を流通する途中で複数のノズル２２を介して押さえブロック５５との間の空間Ｓに流入するとともに、複数の圧力室２４を通過した後、排出側の流通管７３を介してインクジェットヘッド１１から排出される。

このように、電着塗料で絶縁層を修復する電着工程Ｓ８２の前処理として、揮発性の洗浄液を流してインク流路を洗浄することにより、インク流路に付着したゴミを効果的に除去することができ、電着塗料による被膜に凸部を形成してしまう不具合を防止でき、インクの安定した流れを阻害する要因を排除できる。また、このとき、洗浄液として揮発性の液体を使用することで、電着工程Ｓ８２の際にインク流路に洗浄液が残る不具合を防止できるとともに、洗浄液を乾燥させる工程を省略することもできる。

ステップ８２の電着工程では、インクジェットヘッド１１のインク流路に電着塗料を流通させるとともに、複数の駆動電極２６にバイアス電圧を印加し、駆動電極２６の表面に電着塗料を付着させて、ノズル２２形成時におけるレーザー照射によって破壊された絶縁層の部位を修復する。このとき、給気管７５に設けたバルブ７７は閉じておく。また、このとき、電着塗料の流量を以下に説明する範囲に調整することで、結果的に、絶縁層の膜厚を均一にすることができ、この後説明する種々の不具合を防止することができる。

理想的には、電着塗料は、インク流路のうち、レーザー照射によって絶縁層が破壊された部位にだけ付着させることが望ましい。具体的には、複数の圧力室２４の駆動電極２６を被覆した絶縁層の極僅かな部位にだけ電着塗料を付着させれば良い。言い換えると、この必要箇所以外には、電着塗料を付着させたくない。特に、この後の後洗浄工程Ｓ８３で洗浄できない部位には電着塗料を付着しないようにする必要がある。電着塗料がインク流路に残ったままのインクジェットヘッド１１を使用に供した場合、インクの流れを乱すとともに、この残った電着塗料がインクに混入して異物となる可能性がある。

このため、本願発明者等は、電着塗料の流量を種々変更してステップ８２の電着工程を実施した場合における、インク流路に残る電着塗料の状態を観察し、電着塗料が殆ど残らない適切な電着塗料の流量を調べた。その結果、本実施の形態では、インクジェットヘッド１１のインク流路に流通させる電着塗料の流量を１ｃｃ／ｓｅｃ〜３ｃｃ／ｓｅｃの範囲内に調整することで、インク流路内に電着塗料が殆ど残ることなく修復を確実に実施できた。

インクジェットヘッド１１内に形成されたインク流路のうち、電着塗料が最も滞留し易い箇所は、基板１２に形成した複数の排出口３２の縁と枠部材１３の波状に湾曲した内周壁との間の角部Ｃ（図１および図１１参照）であるものと考えられる。つまり、この角部Ｃに電着塗料が残らない流量で電着塗料を流通させれば他の部位にも電着塗料が残る心配は無い。

これに対し、電着塗料の流量が１ｃｃ／ｓｅｃを下回ると、修復すべき複数の駆動電極２６の全表面を電着塗料で濡らすことができなくなり、電着塗料が斑になり、修復が不十分になる。また、電着塗料の流量が３ｃｃ／ｓｅｃを越えると、インクジェットヘッド１１内を流れる電着塗料の液圧が高くなって、上述した角部Ｃに電着塗料が付着してこの部位に塗料が滞留してしまう。

このため、本実施の形態では、電着塗料の流量を１ｃｃ／ｓｅｃ〜３ｃｃ／ｓｅｃの範囲内に設定するようにした。しかし、この適切な流量の範囲は、インク流路の構造や電着塗料の粘度などによって変化する。つまり、この適切な流量の範囲を一般化すると、インク流路のうち最も電着塗料が滞留し易い箇所に電着塗料が付着することが無く、且つ修復対象物（駆動電極２６）の全表面を電着塗料で十分に濡らすことができる程度の流量とすることができる。

ステップ８３の後洗浄工程では、基本的に、上述した電着工程Ｓ８２における電着塗料と同じ流量で洗浄液を流通させるようにした。言い換えると、電着塗料と同じ経路を通って洗浄液が流れるようにした。つまり、本実施の形態では、給気管７５のバルブ７７を閉じて、１ｃｃ／ｓｅｃ〜３ｃｃ／ｓｅｃの流量で洗浄液を流通させた。なお、本実施の形態では、この工程Ｓ８３で使用する洗浄液として純水を用いた。

これに対し、この工程Ｓ８３で、試しに純水を１ｃｃ／ｓｅｃ未満の流量で流通させて電着塗料の洗浄状態を観察したところ、純水の流れが悪くなって流れが不均一になったことに起因して、インク流路内に付着して残留した余剰の電着塗料を十分に洗浄することができなかった。また、試しに純水を３ｃｃ／ｓｅｃより多い流量で流通させたところ、一度洗浄した電着塗料をインク流路内の他の部位に押し広げてしまう現象が見られた。つまり、純水の流量を多くし過ぎると、電着塗料が付着してほしくない上述した角部Ｃなどにも電着塗料が広がって付着してしまう可能性がある。

この洗浄液の適切な流量も、インク流路の形状や洗浄液の種類によって異なる。電着塗料の場合と同様に、この後洗浄工程Ｓ８３における洗浄液の適切な流量の範囲を一般化すると、修復対象物（駆動電極２６）の全表面を洗浄液で十分に洗い流すことができ、且つ電着塗料が付着していなかった他の部位に電着塗料が押し広げられることのない流量とすることができる。より分かり易く一般化すると、電着塗料と同じ位置を通って洗浄液が流れるように洗浄液を流通させれば良いことになる。

ステップ８４のエアパージ工程では、上述した後洗浄工程Ｓ８３で使用した洗浄液（純水）をインク流路から完全に除去するとともに、万が一残った電着塗料やゴミをインク流路から除去すべく、図示しないエアパージ装置を介してインク流路に温風を吹き込むようにした。本実施の形態では、図示しないバルブを含む全てのバルブ６４、７７を開いて、給気管７５からインクジェットヘッド１１へ温風を吹き込んで、ベース部材５２の２つの排出側の孔７１、７４に接続した２本の流通管６１、７３を介して排気するようにした。

このように、温風をインク流路に吹き込むことで、インク流路に残留した洗浄液やゴミを吹き飛ばすことができるとともに、洗浄液を気化させて完全に排出することができ、このインクジェットヘッド１１を使用に供した場合に、インクの流れをスムーズにでき、インク突出特性を安定させることができる。なお、本実施の形態では、エアパージ工程Ｓ８４で、給気管７５を介して温風を送り込んだが、例えば、排出側の一方の流通管６１のバルブを閉じて、供給側の流通管６１から温風を送り込んでも良く、給気管７５を介してエアーを排出しても良い。

以上のように、本実施の形態によると、インクジェットヘッド１１の複数の圧力室２４に形成した複数の駆動電極２６を被覆した絶縁層を修復する修復工程Ｓ８において、インク流路に電着塗料を流す電着工程Ｓ８２の前に、エタノールなどの揮発性を有する洗浄液を流通させてインク流路を前もって洗浄するようにしたため、インク流路に付着したゴミが電着塗料に混ざってインク流路内面に凸部が形成されてしまう不具合を防止でき、均一な膜厚の絶縁膜を形成できる。

また、本実施の形態によると、電着工程Ｓ８２において、インク流路に流通させる電着塗料の流量を適正化したため、インク流路内の電着塗料が最も滞留し易い部位Ｃに電着塗料が不所望に付着してしまう不具合を防止でき、不要な電着塗料がインク流路に残ることが無い。このように、電着塗料がインク流路内に残らないようにすることで、インクジェットヘッド１１の使用時に、残った電着塗料がインクに混ざるような不具合を防止でき、良好な印刷が可能となる。

また、本実施の形態によると、後洗浄工程Ｓ８３において、電着塗料と略同じ経路を通して流量を適正化した洗浄液をインク流路に流通させるようにしたため、インク流路に残った電着塗料を確実に洗い流すことができ、インク流路内に残った電着塗料を滞留し易い部位Ｃに押し広げてしまうことも無い。

また、本実施の形態によると、エアパージ工程Ｓ８４において、インク流路に温風を流し込んで、インク流路に残った洗浄液を吹き飛ばすようにしたため、万が一、インク流路にゴミなどの異物が残っていたとしても、この異物を確実に除去することができ、良好な印刷が可能なインクジェットヘッド１１を提供することができる。また、温風を用いることで、洗浄液を効果的に気化させることができ、より確実に洗浄液を除去することができる。

また、本実施の形態によると、電着工程Ｓ８２において、インクジェットヘッド１１の複数の圧力室２４を通して電着塗料を流通させながら複数の駆動電極２６にバイアス電圧を印加するようにしたため、幅８０［μｍ］程度の微細な圧力室２４の隅々まで電着塗料を行き渡らせることができ、駆動電極２６表面の部分的に破壊された絶縁層の部位を確実に修復することができる。特に、本実施の形態によると、電着塗料を流動させながら電着させるため、電着塗料に含まれる気泡が圧力室２４内に滞留することがなく、駆動電極２６表面の修復部位で気泡の存在によって絶縁層にピンホールが形成されることも無い。なお、圧力室２４内を流通する電着塗料の一部がノズル２２を介して流出するため、圧力室２４内の気泡をノズル２２を介して排出することもできる。

さらに、本実施の形態の電着装置５０は、電着塗料を流通させる流通管６１の途中に脱気装置６６を有するため、脱気装置６６で気泡を除去した電着塗料を流通管６１を介してインクジェットヘッド１１へ供給することができ、電着塗料に含まれる気泡をより効果的に除去することができる。さらに、本実施の形態の電着装置５０は、流通管６１の途中にバルブ６４を有し、気泡を含む電着塗料を排出することもできる。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。

例えば、上述した実施の形態では、インク流路内で電着塗料が最も滞留し易い部位Ｃを基板１２と枠部材１３の波形の側壁部との間の角部に想定したが、これに限らず、この滞留し易い部位は、インク流路の形状に応じて種々異なるものである。つまり、本発明は、この滞留し易い部位Ｃを基準に、洗浄液および電着塗料の流量を適正化すれば良く、他のいかなる形状のインク流路に対しても適用可能である。

１１…インクジェットヘッド、１２…基板、１３…枠部材、１４…カバー部材、１５…圧電部材、１６…ＩＣ、２１…ノズル列、２２…ノズル、２４…圧力室、２５…壁、２６…駆動電極、２７…電気配線、３１…供給口、３２…排出口、４０…インク室、５０…電着装置、５１…ピン、５２…ベース部材、５２ｂ、５２ｃ…溝、５３…下側弾性部材、５３ａ、５３ｂ…スリット、５４…上側弾性部材、５４ａ…開口、５５…押さえブロック、６１、７３…流通管、６２…ポンプ、６４、７７…バルブ、６６…脱気装置、６８…電源装置、７５…給気管、Ｃ…角部、Ｓ…空間。

特開２００４−１２２６８４号公報（［００３４］、［００４５］段落、図３）

Claims (8)

1. インクを流通させる互いに平行に並んだ細長い複数の圧力室、これら複数の圧力室の一端側からインクを供給する供給口、上記複数の圧力室の他端側からインクを排出する排出口、上記供給口から上記複数の圧力室を介して上記排出口に至るインク流路を通してインクを流通させるための空間を規定するインク室、上記各圧力室の内面にそれぞれ独立して形成した薄膜状の複数の駆動電極、および、上記複数の圧力室それぞれに対応して上記インク室の壁を貫通して設けられた複数のインク吐出口を有するインクジェットヘッドの製造装置であって、
   上記インク流路を通して電着液を流通させるポンプと、
   このポンプで上記インク流路を通して電着液を流通させた状態で上記複数の駆動電極にバイアス電圧を印加して各駆動電極の表面に上記電着液による絶縁膜を成膜する電源装置と、を有し、
   上記ポンプは、上記複数の駆動電極の全表面を上記電着液で濡らすことができる最小の流量以上で且つ上記インク流路のうち上記電着液が最も滞留し易い箇所に上記電着液が付着しない最大の流量以下の流量で上記電着液を流通させることを特徴とするインクジェットヘッドの製造装置。
2. 上記電着液を流通させて上記絶縁膜を成膜した後、上記インク流路を通して洗浄液を流通させる別のポンプをさらに有し、
   この別のポンプは、上記複数の駆動電極の全表面を上記洗浄液で洗い流すことができる最小の流量以上で且つ上記電着塗料が付着していなかった他の部位に電着塗料が押し広げられることのない最大の流量以下の流量で上記洗浄液を流通させ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装置。
3. 上記洗浄液を流通させた後、上記インク流路を通して温風を吹き込むエアパージ装置をさらに有することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドの製造装置。
4. 上記電着液を流通させる前に、上記インク流路を通して揮発性を有する別の洗浄液を流通させる別のポンプをさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造装置。
5. インクを流通させる互いに平行に並んだ細長い複数の圧力室、これら複数の圧力室の一端側からインクを供給する供給口、上記複数の圧力室の他端側からインクを排出する排出口、上記供給口から上記複数の圧力室を介して上記排出口に至るインク流路を通してインクを流通させるための空間を規定するインク室、上記各圧力室の内面にそれぞれ独立して形成した薄膜状の複数の駆動電極、および、上記複数の圧力室それぞれに対応して上記インク室の壁を貫通して設けられた複数のインク吐出口を有するインクジェットヘッドの製造方法であって、
   上記インク流路を通して電着液を流通させる流通工程と、
   この流通工程で上記インク流路を通して電着液を流通させた状態で上記複数の駆動電極にバイアス電圧を印加して各駆動電極の表面に上記電着液による絶縁膜を成膜する成膜工程と、を有し、
   上記流通工程では、上記複数の駆動電極の全表面を上記電着液で濡らすことができる最小の流量以上で且つ上記インク流路のうち上記電着液が最も滞留し易い箇所に上記電着液が付着しない最大の流量以下の流量で上記電着液を流通させることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
6. 上記流通工程で電着液を流通させて上記成膜工程で絶縁膜を成膜した後、上記インク流路を通して洗浄液を流通させてインク流路を洗浄する後洗浄工程をさらに有し、
   この後洗浄工程では、上記複数の駆動電極の全表面を上記洗浄液で洗い流すことができる最小の流量以上で且つ上記電着塗料が付着していなかった他の部位に電着塗料が押し広げられることのない最大の流量以下の流量で上記洗浄液を流通させることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
7. 上記後洗浄工程で上記インク流と内に洗浄液を流通させた後、上記インク流路を通して温風を吹き込むエアパージ工程をさらに有することを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
8. 上記流通工程で上記電着液を流通させる前に、上記インク流路を通して揮発性を有する別の洗浄液を流通させる前洗浄工程をさらに有することを特徴とする請求項５乃至請求項７のうちいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。

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