JP6295684B2 - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
近年、インクジェットヘッドの分野では多数のノズルを二次元的に配列し、ヘッドサイズの大型化を抑えつつノズルの高密度に配置するインクジェットヘッドが考えられている。
上述したインクジェットヘッドにおいて、各アクチュエーターを圧力室基板に設けるためには、サンドブラスト等のパターニングによって基板上に複数のアクチュエーターを形成しておき、当該複数のアクチュエーターと圧力室基板と貼り合わせて接着する。上述した方法で接着することにより、複数のアクチュエーターをユニット単位で扱うことができ、簡便に各アクチュエーターを圧力室基板に設けることができる。
上述したインクジェットヘッドにおいて、各アクチュエーターを圧力室基板に設けるためには、サンドブラスト等のパターニングによって基板上に複数のアクチュエーターを形成しておき、当該複数のアクチュエーターと圧力室基板と貼り合わせて接着する。上述した方法で接着することにより、複数のアクチュエーターをユニット単位で扱うことができ、簡便に各アクチュエーターを圧力室基板に設けることができる。
特許文献１（特開２０００−１１７９８９号公報）は、圧電材料からなるシートを基板上に仮固定し、該シートをエッチングしてアクチュエーターを形成する。その後、アクチュエーターが形成された基板と振動層を貼り付けた後、アクチュエーターと基板を剥離することにより、アクチュエーターと振動層を接着する製造方法について記載されている。
ところで、上記の通りインクジェットヘッドにおいて、複数のアクチュエーターを各圧力室の一部である振動板に簡便に接着することは可能となったが、依然として各ノズルから吐出されるインク滴量及びノズルからインク滴が射出される速度を安定化させる点については特許文献１においても課題があった。
図１８は、横軸を接着層の厚み（μｍ）とし、縦軸をノズルからインクが射出される速度（ｍ／ｓ）とし、接着層の厚みと射出速度との関係を示した図である。図１８から本発明者は、アクチュエーターと振動板との接着層の厚みに応じて射出速度が変化すると共に、接着層の厚みが薄い場合は接着層の厚みが厚い場合と比較してアクチュエーターが変形する力を効率的に振動板に与えることができるので同じ駆動電圧でも射出速度を上げることができることを見出した。従って接着層を薄くするために各ノズルにおけるアクチュエーターと振動板とを接着層を介して接着するときに接着層をできるだけ薄くすべく、圧力を付与して接着することが考えられる。図１７（ａ）は圧力を加えて複数のノズルに対応するアクチュエーターと振動板とを接着層を介して接着した場合において、横軸が各ノズルの番号（Nozzle No）を示し、縦軸に各ノズルの射出速度（ｍ／ｓ）を示したものである。図１７（ａ）に示される通り、各ノズルからインクが射出される射出速度にばらつきが生じている。本発明者はインク滴が射出される速度にばらつきが生じる原因を鋭意検討した結果、各ノズルに備えられるアクチュエーターと振動板との接着層の厚みにばらつきが生じ、各ノズルの接着層に厚いものと薄いものが混在していることを見出した。これは、複数のノズルに対応するアクチュエーターと振動板を接着する際に、例えば複数のノズルに対応するアクチュエーターに同時に圧力を加えても、圧力が均一に付与されず、それに伴い接着層の厚みがノズル毎に変化してしまうことに起因するものである。
図１８は、横軸を接着層の厚み（μｍ）とし、縦軸をノズルからインクが射出される速度（ｍ／ｓ）とし、接着層の厚みと射出速度との関係を示した図である。図１８から本発明者は、アクチュエーターと振動板との接着層の厚みに応じて射出速度が変化すると共に、接着層の厚みが薄い場合は接着層の厚みが厚い場合と比較してアクチュエーターが変形する力を効率的に振動板に与えることができるので同じ駆動電圧でも射出速度を上げることができることを見出した。従って接着層を薄くするために各ノズルにおけるアクチュエーターと振動板とを接着層を介して接着するときに接着層をできるだけ薄くすべく、圧力を付与して接着することが考えられる。図１７（ａ）は圧力を加えて複数のノズルに対応するアクチュエーターと振動板とを接着層を介して接着した場合において、横軸が各ノズルの番号（Nozzle No）を示し、縦軸に各ノズルの射出速度（ｍ／ｓ）を示したものである。図１７（ａ）に示される通り、各ノズルからインクが射出される射出速度にばらつきが生じている。本発明者はインク滴が射出される速度にばらつきが生じる原因を鋭意検討した結果、各ノズルに備えられるアクチュエーターと振動板との接着層の厚みにばらつきが生じ、各ノズルの接着層に厚いものと薄いものが混在していることを見出した。これは、複数のノズルに対応するアクチュエーターと振動板を接着する際に、例えば複数のノズルに対応するアクチュエーターに同時に圧力を加えても、圧力が均一に付与されず、それに伴い接着層の厚みがノズル毎に変化してしまうことに起因するものである。
そこで本発明は、振動板とアクチュエーターとの間を接着する際に、複数のノズルに対応する振動板とアクチュエーターとの間を接着する際にもその接着層を簡易に薄くかつ均一にすることができ、各ノズルから吐出されるインク滴量及びインク滴の射出速度を安定化することができるインクジェットヘッドを提供することを目的とする。また、振動板とアクチュエーターとの間の接着層を薄くすることにより、射出速度を向上させたインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
本発明は上述した課題を解決するために、
請求項１記載の発明は、
液滴を吐出して画像を形成するノズルと、
圧力室基板と、
振動板と、
前記圧力室基板と前記振動板とから形成され、前記ノズルと連通する圧力室と、
前記振動板の側に第１電極層が設けられたアクチュエーターとを備え、
前記振動板と前記第１電極層とが接着層を介して接着されて前記アクチュエーターが前記振動板を変形させて液滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、
前記第１電極層の前記振動板との接着面を横断するように溝が設けられていることを特徴とするインクジェットヘッドである。
請求項１記載の発明は、
液滴を吐出して画像を形成するノズルと、
圧力室基板と、
振動板と、
前記圧力室基板と前記振動板とから形成され、前記ノズルと連通する圧力室と、
前記振動板の側に第１電極層が設けられたアクチュエーターとを備え、
前記振動板と前記第１電極層とが接着層を介して接着されて前記アクチュエーターが前記振動板を変形させて液滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、
前記第１電極層の前記振動板との接着面を横断するように溝が設けられていることを特徴とするインクジェットヘッドである。
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、
前記溝を複数備えることを特徴とする。
前記溝を複数備えることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第１電極層の接着面に形成される前記複数の溝が平行に設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接着面は矩形であり、
前記複数の溝の各々は、前記矩形の辺に対して傾斜した方向に沿って設けられており、
前記複数の溝は、前記矩形の各辺に少なくとも一つの溝の端部が位置するように設けられていることを特徴とする。
前記第１電極層の接着面に形成される前記複数の溝が平行に設けられていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接着面は矩形であり、
前記複数の溝の各々は、前記矩形の辺に対して傾斜した方向に沿って設けられており、
前記複数の溝は、前記矩形の各辺に少なくとも一つの溝の端部が位置するように設けられていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項２から４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、
前記溝が形成される第１電極層の接着面に対して直交する断面、かつ前記溝のうち、所定の溝に対して直交する断面において、
前記溝の幅をG、前記溝が形成されていない部分の幅Fとすると、
０．３＜G/F＜０．７
となるように前記溝が形成され、該溝が前記第１電極の接着面の面積の６０％以上にわたって形成されていることを特徴とする。
前記溝が形成される第１電極層の接着面に対して直交する断面、かつ前記溝のうち、所定の溝に対して直交する断面において、
前記溝の幅をG、前記溝が形成されていない部分の幅Fとすると、
０．３＜G/F＜０．７
となるように前記溝が形成され、該溝が前記第１電極の接着面の面積の６０％以上にわたって形成されていることを特徴とする。
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、
前記溝の深さｄが０μｍ＜ｄ≦１．０μｍであることを特徴とする。
前記溝の深さｄが０μｍ＜ｄ≦１．０μｍであることを特徴とする。
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、
前記ノズルは複数備えられると共に、
前記ノズルに対応して前記第１電極層を備える前記アクチュエーター及び前記振動板が設けられていることを特徴とする。
前記ノズルは複数備えられると共に、
前記ノズルに対応して前記第１電極層を備える前記アクチュエーター及び前記振動板が設けられていることを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、
液滴を吐出して画像を形成するノズルと、
圧力室基板と、
前記圧力室基板と反対側に第２電極層が設けられた振動板と、
前記圧力室基板と前記振動板とから形成され、前記ノズルと連通する圧力室と、
前記振動板の側に第１電極層が設けられた前記アクチュエーターと、
を備え、
前記第１電極層と前記第２電極層とが接着層を介して接着されて前記アクチュエーターが前記振動板を変形させて液滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、
前記第１電極層と前記第２電極層とが積層方向において接着層を介して重なる領域を接着面とし、
前記第２電極層の接着面側に溝が前記積層方向と直交する方向に貫通するように前記接着面に設けられると共に、前記溝の端部が前記接着面の領域外の位置となるように設けられていることを特徴とするインクジェットヘッドである。
液滴を吐出して画像を形成するノズルと、
圧力室基板と、
前記圧力室基板と反対側に第２電極層が設けられた振動板と、
前記圧力室基板と前記振動板とから形成され、前記ノズルと連通する圧力室と、
前記振動板の側に第１電極層が設けられた前記アクチュエーターと、
を備え、
前記第１電極層と前記第２電極層とが接着層を介して接着されて前記アクチュエーターが前記振動板を変形させて液滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、
前記第１電極層と前記第２電極層とが積層方向において接着層を介して重なる領域を接着面とし、
前記第２電極層の接着面側に溝が前記積層方向と直交する方向に貫通するように前記接着面に設けられると共に、前記溝の端部が前記接着面の領域外の位置となるように設けられていることを特徴とするインクジェットヘッドである。
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、
前記溝を複数備えることを特徴とする。
前記溝を複数備えることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第２電極層に形成される前記複数の溝が平行に設けられていることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接着面は矩形であり、
前記複数の溝の各々は、前記矩形の辺に対して傾斜した方向に沿って設けられており、
前記複数の溝は、前記接着面に垂直な方向から見て前記矩形の各辺に対して少なくとも一つの溝が交差するように設けられていることを特徴とする。
前記第２電極層に形成される前記複数の溝が平行に設けられていることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接着面は矩形であり、
前記複数の溝の各々は、前記矩形の辺に対して傾斜した方向に沿って設けられており、
前記複数の溝は、前記接着面に垂直な方向から見て前記矩形の各辺に対して少なくとも一つの溝が交差するように設けられていることを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項９から１１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、
前記溝が形成される第１電極層の接着面に対して直交する断面、かつ前記溝のうち、所定の溝に対して直交する断面において、
前記溝の幅をG、前記溝が形成されていない部分の幅Fとすると、
０．３＜G/F＜０．７
となるように前記溝が形成され、該溝が前記第２電極の接着面の面積の６０％以上にわたって形成されていることを特徴とする。
前記溝が形成される第１電極層の接着面に対して直交する断面、かつ前記溝のうち、所定の溝に対して直交する断面において、
前記溝の幅をG、前記溝が形成されていない部分の幅Fとすると、
０．３＜G/F＜０．７
となるように前記溝が形成され、該溝が前記第２電極の接着面の面積の６０％以上にわたって形成されていることを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項８から１２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、
前記溝の深さｄが０μｍ＜ｄ≦１．０μｍであることを特徴とする。
前記溝の深さｄが０μｍ＜ｄ≦１．０μｍであることを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項８から１３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、
前記ノズルは複数備えられると共に、
前記ノズルに対応して前記第１電極層を備える前記アクチュエーター及び前記第２電極層を備える振動板が設けられていることを特徴とする。
前記ノズルは複数備えられると共に、
前記ノズルに対応して前記第１電極層を備える前記アクチュエーター及び前記第２電極層を備える振動板が設けられていることを特徴とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項１から１４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置である。
本発明によれば、アクチュエーターと振動板との接着層を薄くすることによって、各ノズルから吐出されるインク滴量及びインク滴の射出速度を安定化することができる。また、射出速度を速くすることができる。図１７（ｂ）は、複数のノズルに対応するアクチュエーターと振動板とを接着層で接着する際に溝を設けた場合を示したものであり、図１７（ｂ）からわかる通り、溝を設けることで圧力がノズル毎に均一にかからなかったとしても接着層の厚みを均一とすることができ、射出速度を安定化することができる。
以下に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図１は、本発明に係るインクジェットヘッド１の斜視図である。
図１に示すように、インクジェットヘッド１は、平面に沿って設けられた複数のノズルＮを備える。
以下、複数のノズルＮが設けられた平面をＸ−Ｙ平面とし、当該平面に沿う方向であって、互いに直交する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ−Ｙ平面に直交する方向をＺ方向とする。
図１に示すように、インクジェットヘッド１は、平面に沿って設けられた複数のノズルＮを備える。
以下、複数のノズルＮが設けられた平面をＸ−Ｙ平面とし、当該平面に沿う方向であって、互いに直交する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ−Ｙ平面に直交する方向をＺ方向とする。
図２は、Ｘ−Ｙ平面における複数のノズルＮの配置例を示す図である。
図２に示すように、インクジェットヘッド１には、例えば、Ｙ方向に沿って設けられた複数のノズルＮによるノズル列が、Ｘ方向に複数列設けられている。
なお、図２では、多数存するノズルＮのうち、最左に存するノズル列のノズルＮについて符号を付し、他のノズルＮの符号を省略している。
図２に示すように、インクジェットヘッド１には、例えば、Ｙ方向に沿って設けられた複数のノズルＮによるノズル列が、Ｘ方向に複数列設けられている。
なお、図２では、多数存するノズルＮのうち、最左に存するノズル列のノズルＮについて符号を付し、他のノズルＮの符号を省略している。
図３は、インクジェットヘッド１の断面図である。なお、図３では、便宜上、複数のノズルＮのうち、四つのノズルＮについて図示している。
図３に示すように、複数のノズルＮは、ノズル基板１０に形成されている。
また、ノズル基板１０のうち、複数のノズルＮからインクが吐出される方向の反対側には、Ｚ方向に沿って、複数の基板等が積層されている。具体的には、例えば、ノズル基板１０に近い側から、圧力室基板２０、振動板３０、スペーサー基板４０、配線基板５０が積層されている。
以下、便宜上、ノズル基板１０、圧力室基板２０、振動板３０、スペーサー基板４０及び配線基板５０が積層された複数の基板からなる構造体を積層体Ａと記載する。また、Ｚ方向に沿う方向のうち、ノズル基板１０を基準として、インクが吐出される所定の方向を下方と記載し、その反対方向を上方と記載する。
図３に示すように、複数のノズルＮは、ノズル基板１０に形成されている。
また、ノズル基板１０のうち、複数のノズルＮからインクが吐出される方向の反対側には、Ｚ方向に沿って、複数の基板等が積層されている。具体的には、例えば、ノズル基板１０に近い側から、圧力室基板２０、振動板３０、スペーサー基板４０、配線基板５０が積層されている。
以下、便宜上、ノズル基板１０、圧力室基板２０、振動板３０、スペーサー基板４０及び配線基板５０が積層された複数の基板からなる構造体を積層体Ａと記載する。また、Ｚ方向に沿う方向のうち、ノズル基板１０を基準として、インクが吐出される所定の方向を下方と記載し、その反対方向を上方と記載する。
図４は、図３に示す断面図のうち、一つのノズルＮに係る構成の拡大図である。
図３、図４に示すように、圧力室基板２０には、ノズルＮに連通する圧力室２１が形成されている。
また、振動板３０は、圧力室２１の上方に設けられており、圧力室２１の一面（上面）を構成する。即ち、振動板３０は、圧力室２１に対して、インクが吐出される所定の方向（下方）の反対側（上方）に設けられている。また、振動板３０の上面には、アクチュエーター６０が設けられている。ここで、アクチュエーター６０は、振動板３０に当接している。
図３、図４に示すように、圧力室基板２０には、ノズルＮに連通する圧力室２１が形成されている。
また、振動板３０は、圧力室２１の上方に設けられており、圧力室２１の一面（上面）を構成する。即ち、振動板３０は、圧力室２１に対して、インクが吐出される所定の方向（下方）の反対側（上方）に設けられている。また、振動板３０の上面には、アクチュエーター６０が設けられている。ここで、アクチュエーター６０は、振動板３０に当接している。
また、振動板３０、スペーサー基板４０及び配線基板５０には、圧力室２１に連通する導通路３１、４１、５１が設けられている。導通路３１、４１、５１により形成されるインクの流路は、圧力室２１と、配線基板５０の上方に設けられた共通流路７０とを接続する。
共通流路７０は、例えば、配線基板５０の上方に立設する筐体８０内に設けられて、図示しないインクの供給機構に接続されている。当該インクの供給機構から共通流路７０に供給されたインクは、共通流路７０、導通路５１、４１、３１を通って圧力室２１に供給される。圧力室２１に供給されたインクは、アクチュエーター６０の動作に応じて振動板３０が振動することで圧力室２１内のインクに圧力を加えることで、ノズルＮから吐出される。
ここで、共通流路７０は、圧力室２１に供給されるインクの供給部として機能する。圧力室２１には、ノズルＮから吐出されるインクが収容される。また、アクチュエーター６０は、ノズルＮからインクを吐出するための圧力を圧力室２１に加える。
以下、積層体Ａのうち、ノズルＮが形成されたノズル基板１０、圧力室２１が形成されている圧力室基板２０と、圧力室２１の上面を構成する振動板３０及びアクチュエーター６０から構成される構造体をヘッド基板Ｂとする。ここで、配線基板５０には、圧力室２１に供給されるインクの供給部（共通流路７０）とヘッド基板Ｂとの間に設けられて供給部から圧力室２１に連通するインクの導通路（導通路５１）が形成されている。
ここで、共通流路７０は、圧力室２１に供給されるインクの供給部として機能する。圧力室２１には、ノズルＮから吐出されるインクが収容される。また、アクチュエーター６０は、ノズルＮからインクを吐出するための圧力を圧力室２１に加える。
以下、積層体Ａのうち、ノズルＮが形成されたノズル基板１０、圧力室２１が形成されている圧力室基板２０と、圧力室２１の上面を構成する振動板３０及びアクチュエーター６０から構成される構造体をヘッド基板Ｂとする。ここで、配線基板５０には、圧力室２１に供給されるインクの供給部（共通流路７０）とヘッド基板Ｂとの間に設けられて供給部から圧力室２１に連通するインクの導通路（導通路５１）が形成されている。
アクチュエーター６０は、配線基板５０に設けられた配線５２と電気的に接続されている。
具体的には、アクチュエーター６０は、例えば、Ｘ−Ｙ平面に沿う上面及び下面を有する方形状のアクチュエーターである。アクチュエーター６０は、その上面に配線電極６１が設けられている。また、アクチュエーター６０は、その下面に第１電極６２が設けられている。
具体的には、アクチュエーター６０は、例えば、Ｘ−Ｙ平面に沿う上面及び下面を有する方形状のアクチュエーターである。アクチュエーター６０は、その上面に配線電極６１が設けられている。また、アクチュエーター６０は、その下面に第１電極６２が設けられている。
配線電極６１は、図４に示すように、接続部９０を介して、配線基板５０の下面側に設けられた配線５２と電気的に接続されている。接続部９０は、配線電極６１と配線５２とをＺ方向に沿って接続するよう設けられている。
接続部９０は、配線基板５０に形成されたバンプ９１を有する。
具体的には、バンプ９１は、例えば、金を材料としたワイヤーボンディングにより形成される。また、バンプ９１は、例えば、配線５２の下面に形成される。配線５２は、例えば、少なくとも下面が平坦な面となるよう設けられた導電性を有する金属（例えば、アルミニウム）製の板により構成されている。
また、バンプ９１の下端側には導電性材料９２が塗布されている。具体的には、導電性材料９２は、例えば、導電性接着剤である。導電性接着剤とは、導電性を有する金属粉末（例えば、銀粉等）が混入された接着剤であり、導電性を有する。
このように、接続部９０は、配線基板５０に形成されたバンプ９１とバンプ９１に塗布された導電性材料９２を介して配線基板５０とアクチュエーター６０とを電気的に接続する。
接続部９０は、配線基板５０に形成されたバンプ９１を有する。
具体的には、バンプ９１は、例えば、金を材料としたワイヤーボンディングにより形成される。また、バンプ９１は、例えば、配線５２の下面に形成される。配線５２は、例えば、少なくとも下面が平坦な面となるよう設けられた導電性を有する金属（例えば、アルミニウム）製の板により構成されている。
また、バンプ９１の下端側には導電性材料９２が塗布されている。具体的には、導電性材料９２は、例えば、導電性接着剤である。導電性接着剤とは、導電性を有する金属粉末（例えば、銀粉等）が混入された接着剤であり、導電性を有する。
このように、接続部９０は、配線基板５０に形成されたバンプ９１とバンプ９１に塗布された導電性材料９２を介して配線基板５０とアクチュエーター６０とを電気的に接続する。
配線基板５０は、例えば、配線基板５０の基部である板状のインターポーザー５３と、インターポーザー５３の上面、下面をそれぞれ被覆する絶縁層５４、５５と、絶縁層５４、インターポーザー５３及び絶縁層５５を貫通する貫通孔に設けられた貫通電極５６と、絶縁層５４の上面に設けられて貫通電極５６の上側の端部と電気的に接続された配線５７と、配線５７の上面及び配線５７が設けられていない絶縁層５４の上面を被覆する絶縁層５８と、絶縁層５５の下面に設けられて貫通電極５６の下側の端部と電気的に接続された配線５２と、配線５２のうちバンプ９１が形成されない部分の下面及び絶縁層５５のうち配線５２が設けられていない下面を被覆する絶縁層５９と、絶縁層５８、絶縁層５４、インターポーザー５３、絶縁層５５及び絶縁層５９を貫通する導通路５１と、を有する。
配線５２は、貫通電極５６、配線５７を介して、アクチュエーター６０への電圧の印加に係る図示しない制御部に接続されている。
配線５２は、貫通電極５６、配線５７を介して、アクチュエーター６０への電圧の印加に係る図示しない制御部に接続されている。
また、図４に示す通り、第１電極６２（以下、第１電極層６２とも記載する）は、振動板３０に当接している。振動板３０は、導電体であり、第１電極６２と制御部とを電気的に接続する電極として機能している。具体的には、第１電極６２は、例えば、振動板３０及び振動板３０に接続された図示しない配線を介して制御部に接続されている。なお、上記では振動板３０に電気的に接続する電極としての機能を持たせたが、例えば後述する第２電極６３（以下、第２電極層とも記載する）のように別途設けることもできる。
アクチュエーターは、配線電極６１が、接続部９０、配線５２、貫通電極５６、配線５７を介して制御部に接続されるとともに、第１電極６２が、振動板３０及び図示しない配線を介して制御部に接続されることで、制御部の制御下で、アクチュエーター６０として動作する。
アクチュエーターは、配線電極６１が、接続部９０、配線５２、貫通電極５６、配線５７を介して制御部に接続されるとともに、第１電極６２が、振動板３０及び図示しない配線を介して制御部に接続されることで、制御部の制御下で、アクチュエーター６０として動作する。
スペーサー基板４０は、振動板３０と配線基板５０との間で、アクチュエーター６０及び接続部９０のＺ方向に沿った幅に対応したスペースを確保する。
具体的には、スペーサー基板４０は、振動板３０の上面側におけるアクチュエーター６０の配設位置に応じた開口部４２を有する。開口部４２は、スペーサー基板４０をＺ方向に貫通している。
具体的には、スペーサー基板４０は、振動板３０の上面側におけるアクチュエーター６０の配設位置に応じた開口部４２を有する。開口部４２は、スペーサー基板４０をＺ方向に貫通している。
次に、第１電極６２のうち、接着層Ｓ側の接着面に溝を有するインクジェットヘッドの実施態様を第１の実施態様として詳細な説明を行う。
図５及び図６は、図４に示したアクチュエーター６０、第１電極６２、第２電極６３、及び振動板３０のうち、第１電極６２における接着層Ｓを形成する側の面（接着面）に溝を形成した場合の実施態様を示した図である。
振動板３０に設けられた第２電極６３とアクチュエーター６０に設けられた第１電極６２とが接着層Ｓを介して接着されることによってアクチュエーター６０は第２電極６３と電気的に接続されると共に制御部に接続される。また、第１電極６２と第２電極６３とが接着層Ｓを介して接着されることによってアクチュエーター６０が振動板３０を変形させ、インクを吐出することができる。
なお、第２電極６３に替えて、導電性をもつ振動板３０を用い、第１電極６２と振動板３０とを接着層Ｓを介して接着することもできるが、第１電極６２と第２電極６３とを接着層Ｓを介して接着する実施態様を以下で例示する。本実施態様では、第１電極６２のうち、接着層Ｓ側の接着面を横断するように溝を設ける。以下において第１電極６２の接着層Ｓ側の接着面を横断するように設けられる溝について詳述する。
図５及び図６は、図４に示したアクチュエーター６０、第１電極６２、第２電極６３、及び振動板３０のうち、第１電極６２における接着層Ｓを形成する側の面（接着面）に溝を形成した場合の実施態様を示した図である。
振動板３０に設けられた第２電極６３とアクチュエーター６０に設けられた第１電極６２とが接着層Ｓを介して接着されることによってアクチュエーター６０は第２電極６３と電気的に接続されると共に制御部に接続される。また、第１電極６２と第２電極６３とが接着層Ｓを介して接着されることによってアクチュエーター６０が振動板３０を変形させ、インクを吐出することができる。
なお、第２電極６３に替えて、導電性をもつ振動板３０を用い、第１電極６２と振動板３０とを接着層Ｓを介して接着することもできるが、第１電極６２と第２電極６３とを接着層Ｓを介して接着する実施態様を以下で例示する。本実施態様では、第１電極６２のうち、接着層Ｓ側の接着面を横断するように溝を設ける。以下において第１電極６２の接着層Ｓ側の接着面を横断するように設けられる溝について詳述する。
図５（ａ）、（ｂ）及び図６（ａ）〜（ｃ）は第１電極６２と振動板３０のうち、第１電極６２における接着層Ｓを形成する側の面（接着面）に溝を形成した実施態様を示した図である。図５（ａ）は第２電極６３が形成された振動板３０にアクチュエーター６０を接着層を介して接着した際の上面図である。図５（ａ）の通り、本実施態様では振動板３０のうち、第１電極６２と対向する面は第１電極６２よりも広い領域となっている。また、図５（ｂ）は振動板３０に第１電極６２及びアクチュエーター６０を積層させた時の概略斜視図である。図５（ｂ）の通り、振動板３０とアクチュエーター６０及び第１電極６２を接着する際には、第１電極６２と振動板３０との間に接着層Ｓを設けて接着する。なお、図５（ｂ）は、第１電極６２の接着面を横断するように溝を形成しているが、図示されていない。
図６は、本実施態様における溝の形成について例示したものである。図６（ａ）は第１電極６２の接着面において単数の溝を設けた場合であり、図６（ｂ）は第１電極６２の接着面において複数の溝を設けた場合を示す。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示した複数の溝の配置の変形例を示したものである。本実施態様は、図６（ａ）〜（ｃ）のように第１電極６２の接着面を横断するように溝を設ける。本発明において「横断」とは、溝の端部（Ｍａ及びＭｂ）が第１電極層６２の接着面の端部と一致することを示す。
このように第１電極６２の接着面には、単数又は複数の溝が設けられている。第１電極６２に溝が形成されておらず、かつ第１電極６２と第２電極６３とを接着する際により接着層Ｓを薄くしようとした場合、接着層Ｓを形成する接着剤のうち、余分な接着剤を接着層Ｓの側面まで移動させて逃がす必要があるため、例えば接着層Ｓの中央部に存在する余分な接着剤に対しては、余分な接着剤を接着層Ｓの中央部から接着層Ｓの側面への長い距離を移動させて排出する必要がある。従って、例えば上記の場合、余分な接着剤を接着層Ｓの側面から排出させるために、より強い圧力をかける必要が生じることや、第１電極６２の中央部から端部に向かって圧力をかける等の圧力のかけ方を工夫する必要が生じる。一方、上述した溝、例えば単数の溝を形成しておくことにより、圧力を第１電極６２にかけた際に余分な接着剤を溝に流入させることができるので、溝を形成しない場合と比較して、圧力をかけて余分な接着剤を移動させる距離を短くすることができる。また、溝が「横断」するように設けられているので、溝に流入した余分な接着剤が溝に通って接着層の側面から排出される。従って、より強い圧力をかけることや、第１電極６２の中央部から端部に向かって圧力をかける等の圧力のかけ方を工夫することなく、接着層Ｓを薄くすることができる。
さらに上述した溝を複数設けることにより、さらに圧力をかけて余分な接着剤を移動させる距離を短くすることができるので、接着層Ｓをより薄くすることができ、より好ましい。
上述した構成によって接着層Ｓの厚みを０＜接着層Ｓの厚み（μｍ）＜０．７とすることができ、各ノズルから吐出されるインク滴量及びインク滴の射出速度を安定化することができる。
図６は、本実施態様における溝の形成について例示したものである。図６（ａ）は第１電極６２の接着面において単数の溝を設けた場合であり、図６（ｂ）は第１電極６２の接着面において複数の溝を設けた場合を示す。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示した複数の溝の配置の変形例を示したものである。本実施態様は、図６（ａ）〜（ｃ）のように第１電極６２の接着面を横断するように溝を設ける。本発明において「横断」とは、溝の端部（Ｍａ及びＭｂ）が第１電極層６２の接着面の端部と一致することを示す。
このように第１電極６２の接着面には、単数又は複数の溝が設けられている。第１電極６２に溝が形成されておらず、かつ第１電極６２と第２電極６３とを接着する際により接着層Ｓを薄くしようとした場合、接着層Ｓを形成する接着剤のうち、余分な接着剤を接着層Ｓの側面まで移動させて逃がす必要があるため、例えば接着層Ｓの中央部に存在する余分な接着剤に対しては、余分な接着剤を接着層Ｓの中央部から接着層Ｓの側面への長い距離を移動させて排出する必要がある。従って、例えば上記の場合、余分な接着剤を接着層Ｓの側面から排出させるために、より強い圧力をかける必要が生じることや、第１電極６２の中央部から端部に向かって圧力をかける等の圧力のかけ方を工夫する必要が生じる。一方、上述した溝、例えば単数の溝を形成しておくことにより、圧力を第１電極６２にかけた際に余分な接着剤を溝に流入させることができるので、溝を形成しない場合と比較して、圧力をかけて余分な接着剤を移動させる距離を短くすることができる。また、溝が「横断」するように設けられているので、溝に流入した余分な接着剤が溝に通って接着層の側面から排出される。従って、より強い圧力をかけることや、第１電極６２の中央部から端部に向かって圧力をかける等の圧力のかけ方を工夫することなく、接着層Ｓを薄くすることができる。
さらに上述した溝を複数設けることにより、さらに圧力をかけて余分な接着剤を移動させる距離を短くすることができるので、接着層Ｓをより薄くすることができ、より好ましい。
上述した構成によって接着層Ｓの厚みを０＜接着層Ｓの厚み（μｍ）＜０．７とすることができ、各ノズルから吐出されるインク滴量及びインク滴の射出速度を安定化することができる。
次に上述した実施態様のアクチュエーター６０、振動板３０、接着層Ｓ、及び第１電極６２とを接着する方法について以下に詳述する。
まず、第１電極６２を備えたアクチュエーターの作成方法について以下で説明する。
図１１（ａ）に示すように、第１固定台８０にバルク型アクチュエーター部材２００を熱剥離シート等の第１粘着固定シート８２を介して固定する。この時、予めバルク型アクチュエーター部材２００の両面には、配線電極６１及び第１電極６２をスパッタリング法等で形成しておくと良い。なお、配線電極６１及び第１電極６２としては、導電性のある層であり、支持層との密着性が良ければどの様な材料及び構成でも構わないが、例えばSiO2を150μm、Crを50μm、Auを300μmを順次スパッタリング法で形成したものを第１電極６２として使用できる。
上述したように配線電極６１及び第１電極６２が形成されたバルク型アクチュエーター部材２００の表面に、フォトリソグラフィー技術により短冊格子状の第１マスク８６を形成する。この後、図１１（ｂ）に示すように酸化アルミナ等の微小球を吹き付ける（矢印で示す）ブラスト加工を行う。
図１１（ａ）に示すように、第１固定台８０にバルク型アクチュエーター部材２００を熱剥離シート等の第１粘着固定シート８２を介して固定する。この時、予めバルク型アクチュエーター部材２００の両面には、配線電極６１及び第１電極６２をスパッタリング法等で形成しておくと良い。なお、配線電極６１及び第１電極６２としては、導電性のある層であり、支持層との密着性が良ければどの様な材料及び構成でも構わないが、例えばSiO2を150μm、Crを50μm、Auを300μmを順次スパッタリング法で形成したものを第１電極６２として使用できる。
上述したように配線電極６１及び第１電極６２が形成されたバルク型アクチュエーター部材２００の表面に、フォトリソグラフィー技術により短冊格子状の第１マスク８６を形成する。この後、図１１（ｂ）に示すように酸化アルミナ等の微小球を吹き付ける（矢印で示す）ブラスト加工を行う。
ブラスト加工を行った後、第１のマスクを剥離し、第２のマスク（図示しない）をフォトリソグラフィー技術により形成する。第２のマスクは、第１電極６２の接着面を横断する溝を形成できるような形状となっており、上述した方法と同様に酸化アルミナ等の微小球を吹き付ける（矢印で示す）ブラスト加工を行うことによって溝が形成される。この時、第１のマスク８６を用いてブラスト加工を行う時よりも第１電極６２をブラストする深さが浅くなるように例えばブラスト時間を短くすることが好ましい。
なお、ブラスト加工の他に例えばダイシングによっても上述したような第１電極６２を備えたアクチュエーター６０を作成することができる。図１１に示すように、第１固定台８０に、バルク型アクチュエーター部材２００をダイシングシート等の第１粘着固定シート８２を介して固定し、刃先がテーパ状のブレード８４（例えば、（株）ディスコ ＮＢＣ−Ｚ１０９０ＬＧ２Ｓ３Ｔ２ ５６×０．１５×４０×４５°）を備えたダイサーを用いて直交する２方向に短冊状に切断する。尚、図１１に示すバルク型アクチュエーター部材２００においては、上下面の配線電極６１、第１電極６２を省略している。
バルク型アクチュエーター部材２００を切断し、２方向の断面が略台形の短冊状のアクチュエーター６０とした様子の一部分を図１２に示す。図１２に示す様に、アクチュエーター６０は、バルク型アクチュエーター部材２００を規則正しく切断して得ることができるため、廃棄する部分の発生を抑えて、複数のアクチュエーター６０をバルク型アクチュエーター部材２００から効率良く得ることができる。尚、断面形状を長方形とする場合は、例えば、刃先がテーパ状でない板状のブレードを用いればよい。
次に第１電極６２を備えたアクチュエーター６０を接着層Ｓを介して振動板３０に備えられた第２電極６３に接着する方法について以下に詳述する。
図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように図１３（ａ）は第１電極６２を備えたアクチュエーターが第１固定板８０に第１粘着固定シート８２を介して固定されている状態を示したものである。図１３（ｂ）は、ノズル基板１０を第２固定台８１に熱剥離シート等の第２粘着固定シート８３を介して固定した後、ノズル基板１０上に圧力室基板２０、振動板３０、及び第２電極６３を順次接合した状態を示したものである。図１３（ｃ）は、第２電極６３の接着面に対して、接着剤を塗布して接着層Ｓを形成した状態を示したものである。図１３（ｄ）は第２電極６３上に接着層Ｓを形成した後、第１電極６２のうち、固定されている第１固定台８０と逆側の面を振動板３０に目合わせして接合する状態を示したものである。また接着層Ｓを介して接合する際にかける圧力としては、１．０×１０６Ｐａ［Ｎ／ｍ２］が好ましい。この際、例えば複数のノズルに対応するアクチュエーター６０に圧力を付与して接着層Ｓを介して第２電極層６３を備えた振動板３０を接着する場合、複数のノズルに対応したアクチュエーター６０に均一に圧力がかかることが好ましい。また、第１電極６２に溝を設けておくと、アクチュエーター６０それぞれに同時に圧力をかけて接着する際にかける圧力のずれがあっても、第１電極６２に形成された溝によってスムーズに接着層Ｓの側面に余分な接着剤をはみ出させて接着することができるので複数のノズルに対応した接着層を均一な厚みで形成することができる。この際に第１固定板８０及び第２固定板８１には、第１電極６２と振動板３０とを位置合わせして接合するために、それぞれ第１位置決め穴８４及び第２位置決め穴８５を設けておくと良い。第１位置決め穴８４及び第２位置決め穴８５は、例えばサンドブラスト加工等によって形成する。第１電極６２のうち、固定されている第１固定台８０と逆側の面を振動板３０に備えられた第２電極６３に目合わせして接合する際に、光学顕微鏡等を通して第１位置決め穴８４と第２位置決め穴８５を合わせるようにして接合することにより、二次元配列のアクチュエーター６０を、振動板３０上に一括して高精度に接合することができる。
図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように図１３（ａ）は第１電極６２を備えたアクチュエーターが第１固定板８０に第１粘着固定シート８２を介して固定されている状態を示したものである。図１３（ｂ）は、ノズル基板１０を第２固定台８１に熱剥離シート等の第２粘着固定シート８３を介して固定した後、ノズル基板１０上に圧力室基板２０、振動板３０、及び第２電極６３を順次接合した状態を示したものである。図１３（ｃ）は、第２電極６３の接着面に対して、接着剤を塗布して接着層Ｓを形成した状態を示したものである。図１３（ｄ）は第２電極６３上に接着層Ｓを形成した後、第１電極６２のうち、固定されている第１固定台８０と逆側の面を振動板３０に目合わせして接合する状態を示したものである。また接着層Ｓを介して接合する際にかける圧力としては、１．０×１０６Ｐａ［Ｎ／ｍ２］が好ましい。この際、例えば複数のノズルに対応するアクチュエーター６０に圧力を付与して接着層Ｓを介して第２電極層６３を備えた振動板３０を接着する場合、複数のノズルに対応したアクチュエーター６０に均一に圧力がかかることが好ましい。また、第１電極６２に溝を設けておくと、アクチュエーター６０それぞれに同時に圧力をかけて接着する際にかける圧力のずれがあっても、第１電極６２に形成された溝によってスムーズに接着層Ｓの側面に余分な接着剤をはみ出させて接着することができるので複数のノズルに対応した接着層を均一な厚みで形成することができる。この際に第１固定板８０及び第２固定板８１には、第１電極６２と振動板３０とを位置合わせして接合するために、それぞれ第１位置決め穴８４及び第２位置決め穴８５を設けておくと良い。第１位置決め穴８４及び第２位置決め穴８５は、例えばサンドブラスト加工等によって形成する。第１電極６２のうち、固定されている第１固定台８０と逆側の面を振動板３０に備えられた第２電極６３に目合わせして接合する際に、光学顕微鏡等を通して第１位置決め穴８４と第２位置決め穴８５を合わせるようにして接合することにより、二次元配列のアクチュエーター６０を、振動板３０上に一括して高精度に接合することができる。
また、第２位置決め穴８５の構成に替えて第２固定板８１に十字状の位置決めマーク（図示しない）を予め形成しておいても良い。第１固定板８０に設けられた第１位置決め穴を通して、位置決めマークを光学顕微鏡等によって光学的に検知しつつ、二次元配列のアクチュエーター６０を、振動板３０上に一括して高精度に接合することができる。
上述したように第２電極６３と第１電極６２とを接着層Ｓを介して接合した後、第１固定板８０及び第２固定板８１を剥離するため、第１粘着固定シート８２及び第２粘着固定シート８３の接着力を低減させて離間させることによって、上述した第１電極６２と第２電極６３とが接合された積層体を得ることができる。
上述したように、アクチュエーター６０に備えられる第１電極６２の接着面と振動板３０に設けられる第２電極６３を接着層Ｓを介して接着する場合を示したが、例えば第２電極６３に替えて導電性を備える振動板３０とし、該振動板３０を第１電極６２の接着面と接着層Ｓを介して接着するようにしても良い。また、上述した実施態様では、第１電極６２に溝を形成する例を示したが、第２電極６２に溝を形成するようにしても良い。
図７（ａ）、（ｂ）は、第２の実施態様として振動板３０に設けられた第２電極６３のうち、接着層Ｓと接する面に溝を設ける場合を示したものである。
図７（ａ）は振動板３０にアクチュエーター６０を接着層を介して接着した際の上面図である。図７（ａ）の通り、本実施態様では振動板３０に設けられた第２電極層６３のうち、第１電極６２と対向する面は第１電極６２よりも広い領域となっている。また、図７（ｂ）は第２電極層６３が形成された振動板３０に第１電極６２及びアクチュエーター６０を積層させた時の概略斜視図である。図７（ｂ）の通り、第２電極６３が形成された振動板３０とアクチュエーター６０及び第１電極６２を接着する際には、第１電極６２と第２電極６３との間に接着層Ｓを設けて接着する。なお、図７（ｂ）は、第２電極６３の接着面に形成されている溝について図示していない。本実施態様においては、第２電極層６３に積層方向に対して直交する方向に溝Ｍが形成される。また該溝Ｍの両端部は、第１電極６２と第２電極６３とが接着層Ｓを介して接着する領域（接着領域）の外まで延在して設けられる。上述した構成を備えることにより、接着層Ｓを介してアクチュエーターに設けられた第１電極層６２と振動板３０に設けられた第２電極層６３とを接着する際に、第２電極層６３に設けられた溝Ｍが接着領域の外まで延在して設けられているので、溝Ｍに入り込む余分な接着剤を接着領域の外まで延在して設けられている溝Ｍの両端部を通じて排出することができる。従って、第２電極層６３のうち、溝が形成されていない接着面と、第１電極層６２の接着面との間の接着層Ｓの厚みを薄くすることができる。
図７（ａ）は振動板３０にアクチュエーター６０を接着層を介して接着した際の上面図である。図７（ａ）の通り、本実施態様では振動板３０に設けられた第２電極層６３のうち、第１電極６２と対向する面は第１電極６２よりも広い領域となっている。また、図７（ｂ）は第２電極層６３が形成された振動板３０に第１電極６２及びアクチュエーター６０を積層させた時の概略斜視図である。図７（ｂ）の通り、第２電極６３が形成された振動板３０とアクチュエーター６０及び第１電極６２を接着する際には、第１電極６２と第２電極６３との間に接着層Ｓを設けて接着する。なお、図７（ｂ）は、第２電極６３の接着面に形成されている溝について図示していない。本実施態様においては、第２電極層６３に積層方向に対して直交する方向に溝Ｍが形成される。また該溝Ｍの両端部は、第１電極６２と第２電極６３とが接着層Ｓを介して接着する領域（接着領域）の外まで延在して設けられる。上述した構成を備えることにより、接着層Ｓを介してアクチュエーターに設けられた第１電極層６２と振動板３０に設けられた第２電極層６３とを接着する際に、第２電極層６３に設けられた溝Ｍが接着領域の外まで延在して設けられているので、溝Ｍに入り込む余分な接着剤を接着領域の外まで延在して設けられている溝Ｍの両端部を通じて排出することができる。従って、第２電極層６３のうち、溝が形成されていない接着面と、第１電極層６２の接着面との間の接着層Ｓの厚みを薄くすることができる。
本実施態様は、図８（ａ）のように第２電極層６３に設けられた溝Ｍの両端部が接着領域の外まで延在して設けられている。図８（ｂ）は第２電極層６３、第２電極層６３における接着領域、及び溝Ｍにおける上面図である。図８（ｂ）に示されるように上述した溝Ｍが複数設けられているので、余分な接着剤が溝Ｍを通じて排出しやすく、より接着層の厚みを薄くすることができる。また溝Ｍは溝Ｍの両端部が接着領域の外まで延在して設けられていれば良く、図８（ｃ）のように溝Ｍを配置しても良い。
第２電極層６３の接着面に溝が形成されていない場合と比較して、接着層Ｓを形成する接着剤のうち、余分な接着剤を接着層Ｓの側面まで移動させて逃がす必要があるため、例えば接着層Ｓの中央部に存在する余分な接着剤に対しては、余分な接着剤を接着層Ｓの中央部から接着層Ｓの側面への長い距離を移動させて排出する必要がある。一方、図８（ａ）に示されるように、第２電極６３に単数の溝を設ける場合、圧力を第２電極６２にかけた際に余分な接着剤を溝に流入させることができるので、溝を形成しない場合と比較して、圧力をかけて余分な接着剤を移動させる距離を短くすることができる。また、溝Ｍは溝Ｍの両端部が接着領域の外まで延在して設けられているので、溝に流入した余分な接着剤が溝に通って溝Ｍの両端部から排出される。従って、より強い圧力をかけることや、第２電極６２の中央部から端部に向かって圧力をかける等の圧力のかけ方を工夫することなく、接着層Ｓを薄くすることができる。上述した構成によって接着層Ｓの厚みを０＜接着層Ｓの厚み（μｍ）＜０．７とすることができ、各ノズルから吐出されるインク滴量及びインク滴の射出速度を安定化することができる。
第２電極層６３の接着面に溝が形成されていない場合と比較して、接着層Ｓを形成する接着剤のうち、余分な接着剤を接着層Ｓの側面まで移動させて逃がす必要があるため、例えば接着層Ｓの中央部に存在する余分な接着剤に対しては、余分な接着剤を接着層Ｓの中央部から接着層Ｓの側面への長い距離を移動させて排出する必要がある。一方、図８（ａ）に示されるように、第２電極６３に単数の溝を設ける場合、圧力を第２電極６２にかけた際に余分な接着剤を溝に流入させることができるので、溝を形成しない場合と比較して、圧力をかけて余分な接着剤を移動させる距離を短くすることができる。また、溝Ｍは溝Ｍの両端部が接着領域の外まで延在して設けられているので、溝に流入した余分な接着剤が溝に通って溝Ｍの両端部から排出される。従って、より強い圧力をかけることや、第２電極６２の中央部から端部に向かって圧力をかける等の圧力のかけ方を工夫することなく、接着層Ｓを薄くすることができる。上述した構成によって接着層Ｓの厚みを０＜接着層Ｓの厚み（μｍ）＜０．７とすることができ、各ノズルから吐出されるインク滴量及びインク滴の射出速度を安定化することができる。
次に、溝が設けられた第２電極６３とアクチュエーターに備えられた第１電極層６２とを接着する方法について、図１３を参照して以下に詳述する。なお、第１の実施態様と共通する部分については、説明を省略する。
まず、圧力室基板２０及び予め第２電極６３をスパッタリング法等で形成しておいた振動板３０を順次接合した積層体としておく。第２電極６３としては、導電性のある層であり、支持層との密着性が良ければどの様な材料及び構成でも構わないが、例えばSiO2を150μm、Crを50μm、Auを300μmを順次スパッタリング法で形成したものを第２電極６３として使用できる。
まず、圧力室基板２０及び予め第２電極６３をスパッタリング法等で形成しておいた振動板３０を順次接合した積層体としておく。第２電極６３としては、導電性のある層であり、支持層との密着性が良ければどの様な材料及び構成でも構わないが、例えばSiO2を150μm、Crを50μm、Auを300μmを順次スパッタリング法で形成したものを第２電極６３として使用できる。
次に第２電極層６３の接着面に対して溝Ｍを形成する方法について詳述する。上述したように、第２固定台８１に熱剥離シート等の第２粘着固定シート８３を介して固定されている第２電極層６３に対し、溝Ｍの両端部が接着領域の外まで延在するように形成された第３のマスクをフォトリソグラフィー技術により形成する。そして第１の実施態様に示したブラスト加工及びダイシングにより第３のマスクが形成されていない領域を加工することによって溝Ｍを形成することができる。
溝Ｍが形成された第２電極層６３と第１電極層６２が形成されたアクチュエーター６０との接着については、第１の実施態様と同様の方法を用いることができる。
次に第１の実施態様及び第２の実施態様において形成される溝について図９（ａ）、（ｂ）を用いて詳述する。図９（ａ）は、第１電極６２に接着面に対して直交し、かつ該溝に対して直交する断面図を示したものであり、図９（ｂ）は図９（ａ）の第１電極６２に形成された溝部分を拡大した図である。
第１の実施態様に示される第１電極層６２に形成される溝は、０＜溝の深さｄ（μｍ）≦１．０であることが好ましく、より好ましくは０＜ｄ≦０．７であり、最も好ましくは０＜ｄ≦０．５である。上述した溝を形成することにより、接着層Ｓを形成する接着剤のうち、余分な接着剤を流出させると共に、第１電極６２からアクチュエーター６０の方向に凹み量を小さくすることにより、第１電極６２の厚みを薄くしても第１電極６２の強度を維持することができる。
第１の実施態様に示される第１電極層６２に形成される溝は、０＜溝の深さｄ（μｍ）≦１．０であることが好ましく、より好ましくは０＜ｄ≦０．７であり、最も好ましくは０＜ｄ≦０．５である。上述した溝を形成することにより、接着層Ｓを形成する接着剤のうち、余分な接着剤を流出させると共に、第１電極６２からアクチュエーター６０の方向に凹み量を小さくすることにより、第１電極６２の厚みを薄くしても第１電極６２の強度を維持することができる。
また、第１電極６２の接着面に溝を設ける場合、第１電極６２に接着面に対して直交し、かつ該溝に対して直交する断面において、第１電極６２の接着面に形成されている１本の溝の幅をＦとし、該溝に隣接する溝が形成されていない部分の幅をＧとすると、アクチュエーター６０と第１電極６２の接着面が０＜G/F＜０．７となるように溝が形成されていることが好ましい。より好ましくは０．３＜G/F＜０．７である。さらに第１電極６２の接着面に複数の溝を設ける場合、図９（ｂ）に示す通り、上述したようにＧ及びＦで規定した溝を第１電極６２の接着面にわたって連続して形成すれば良く、単数の溝を設ける場合と比較してより接着層に残った余分な接着剤を流出させて薄くすることができるので好ましい。また、接着面の全面に亘って連続して溝を複数設けても良いが、第１電極６２の接着面の６０％以上の面積にわたって溝が形成されていれば良い。より好ましくは上述したG/Fの範囲を満たす溝が接着面の６０％以上の面積にわたって形成されていることがより好ましい。上述した構成により、より多くの余分な接着剤を第１電極６２の接着面に複数形成された溝を通じて流出させることができるので、第１電極６２と振動板３０の間の接着層Ｓを薄くする観点で好ましい。また、第２の実施形態に示した第２電極６３に形成された溝についても同様である。なお、図９（ｂ）においては第１電極６２に複数形成される溝が平行である場合を示したが、例えば複数の溝が平行となっていない場合、第１電極６２の接着面に対して直交する断面かつ、複数の溝のうち、ある溝（所定の溝）に対して直交する断面において該所定の溝がG/Fを満たすと共に、前記所定の溝が第１電極６２の接着面の６０％以上の面積にわたって複数形成されていれば良い。
なお、例えば第１電極６２に複数の溝を形成する場合、図１０に示す通り、第１電極６２と振動板３０、もしくは、第１電極６２と第２電極６３とが接着層Ｓを介して接着される接着面において２つの溝（Ｍ１、Ｍ２）が交わらないように複数の溝同士が間隔をおいて配置されていれば良い。余分な接着剤を溝の両端部から排出させることが容易であるという観点で複数の溝が平行となることがより好ましい。
なお、例えば第１電極６２に複数の溝を形成する場合、図１０に示す通り、第１電極６２と振動板３０、もしくは、第１電極６２と第２電極６３とが接着層Ｓを介して接着される接着面において２つの溝（Ｍ１、Ｍ２）が交わらないように複数の溝同士が間隔をおいて配置されていれば良い。余分な接着剤を溝の両端部から排出させることが容易であるという観点で複数の溝が平行となることがより好ましい。
図１４（ａ）〜（ｃ）は、振動板３０とスペーサー基板４０との接合例に係る説明図である。
図１４（ａ）に示すように、スペーサー基板４０が用意される。また、図１４（ｂ）に示すように、ヘッド基板Ｂが用意される。ここで、振動板３０の上面には、アクチュエーター６０が設けられている。
そして、図１４（ｃ）に示すように、スペーサー基板４０の開口部４２の位置にアクチュエーター６０が位置するように、スペーサー基板４０と振動板３０とが接合されて、ヘッド基板Ｂとスペーサー基板４０との接合体が形成される。
図１４（ａ）に示すように、スペーサー基板４０が用意される。また、図１４（ｂ）に示すように、ヘッド基板Ｂが用意される。ここで、振動板３０の上面には、アクチュエーター６０が設けられている。
そして、図１４（ｃ）に示すように、スペーサー基板４０の開口部４２の位置にアクチュエーター６０が位置するように、スペーサー基板４０と振動板３０とが接合されて、ヘッド基板Ｂとスペーサー基板４０との接合体が形成される。
その後、図１４（ｃ）に示すヘッド基板Ｂとスペーサー基板４０との接合体と、図４に示す接続部９０が形成された配線基板５０とが加熱接着されることで、積層体Ａが形成されるとともに、接続部９０を介してアクチュエーター６０と配線基板５０の配線５２とが電気的に接続される。
ここで、スペーサー基板４０の厚みは、アクチュエーター６０及び接続部９０のＺ方向に沿った幅に対応する。具体的には、スペーサー基板４０の厚みは、アクチュエーター６０のＺ方向の幅と、接続部９０のＺ方向の幅との和に対応する。より具体的には、スペーサー基板４０の厚みは、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下である。このように、スペーサー基板４０をより薄く設けることで、スペーサー基板４０の熱膨張の度合いを最低限に抑えることができることから、基板どうしの熱膨張係数の差による基板の反りや基板間の剥離による問題の発生をより確実に防止することができる。
ここで、スペーサー基板４０の厚みは、アクチュエーター６０及び接続部９０のＺ方向に沿った幅に対応する。具体的には、スペーサー基板４０の厚みは、アクチュエーター６０のＺ方向の幅と、接続部９０のＺ方向の幅との和に対応する。より具体的には、スペーサー基板４０の厚みは、例えば、５０μｍ以上２００μｍ以下である。このように、スペーサー基板４０をより薄く設けることで、スペーサー基板４０の熱膨張の度合いを最低限に抑えることができることから、基板どうしの熱膨張係数の差による基板の反りや基板間の剥離による問題の発生をより確実に防止することができる。
また、スペーサー基板４０の厚みは、共通流路７０と圧力室２１との間の導通路４１の長さに影響を与える。ここで、導通路４１は、より短いほうが、導通路４１内を通過するインクに対する流路抵抗を小さくすることができる。よって、アクチュエーター６０及び接続部９０のＺ方向に沿った幅をより小さくすることで、スペーサー基板４０の厚みをより薄くすることができることから、インクに対する流路抵抗をより小さくすることができる。
また、スペーサー基板４０には、スペーサー基板４０と配線基板５０とを接着する接着剤が開口部４２側に入り込まないようにするための構造（グルーガード）や、空気を逃がすための構造（エアー逃がし）が設けられている。
具体的には、スペーサー基板４０は、例えば、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｙ方向に沿って設けられた開口部４２により形成された開口部４２の列の両端に、Ｙ方向に沿う直線状のパターン４３が形成されている。パターン４３が、グルーガード及び空気逃がしとして機能する。
より具体的には、スペーサー基板４０には、開口部４２を形成するために、両面にフォトリソグラフィーが施される。ここで、片方の面（上面）にのみ、パターン４３を形成することで、当該面に線上のザグリが形成される。
具体的には、スペーサー基板４０は、例えば、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｙ方向に沿って設けられた開口部４２により形成された開口部４２の列の両端に、Ｙ方向に沿う直線状のパターン４３が形成されている。パターン４３が、グルーガード及び空気逃がしとして機能する。
より具体的には、スペーサー基板４０には、開口部４２を形成するために、両面にフォトリソグラフィーが施される。ここで、片方の面（上面）にのみ、パターン４３を形成することで、当該面に線上のザグリが形成される。
図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、開口部４２の列を形成する複数の開口部４２のうち、Ｙ方向に沿って隣接する開口部４２どうしは連続している。そして、開口部４２の列の両端に位置する開口部４２から連続するように、パターン４３が形成されている。これにより、図１４（ｃ）に示すヘッド基板Ｂとスペーサー基板４０との接合体と、図４に示す接続部９０が形成された配線基板５０とが加熱接着される際に、加熱されることで体積が増加する開口部４２内の空気をパターン４３から逃がすことができる。即ち、パターン４３は、エアー逃がしとして機能する。また、スペーサー基板４０と配線基板５０との間を接着するための接着剤は、図１５（ｂ）に示すスペーサー基板４０の上板面の枠部分に当接することになるが、ここで、接着剤に余剰があると、余剰の接着剤は行き場を求めて上板面に沿って移動することとなる。ここで、パターン４３が存在するので、余剰の接着剤はパターン４３に入り込み、開口部４２に進入することがない。即ち、パターン４３は、グルーガードとして機能する。
なお、図１５では、多数存する開口部４２、パターン４３及びアクチュエーター６０のうち、一部について符号を付し、残りの同一構成の符号を省略している。
なお、図１５では、多数存する開口部４２、パターン４３及びアクチュエーター６０のうち、一部について符号を付し、残りの同一構成の符号を省略している。
圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０及びスペーサー基板４０は、各々の熱膨張係数の差が所定値以下である。ここで、「各々の熱膨張係数の差が所定値以下である」とは、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０及びスペーサー基板４０の各々の熱膨張係数の差が、各々の基板の反りによる問題が発生しない範囲であることをさす。
具体的には、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０の材料は、シリコン（Ｓｉ）である。また、スペーサー基板４０の材料は、４２アロイである。
より具体的には、圧力室基板２０及び振動板３０は全体がシリコンで形成されている。配線基板５０は、インターポーザー５３がシリコンで形成されている。インターポーザー５３は、配線基板５０の構成の大部分を占める構成であることから、インターポーザー５３がシリコンで形成されていることで、配線基板５０の熱膨張係数を、圧力室基板２０や振動板３０と略同一とすることができる。
また、スペーサー基板４０の材料である４２アロイは、重量パーセントでニッケルが４２％、鉄が５７％で、残りが微量の添加物質（例えば、銅、マンガン等）からなる合金である。
具体的には、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０の材料は、シリコン（Ｓｉ）である。また、スペーサー基板４０の材料は、４２アロイである。
より具体的には、圧力室基板２０及び振動板３０は全体がシリコンで形成されている。配線基板５０は、インターポーザー５３がシリコンで形成されている。インターポーザー５３は、配線基板５０の構成の大部分を占める構成であることから、インターポーザー５３がシリコンで形成されていることで、配線基板５０の熱膨張係数を、圧力室基板２０や振動板３０と略同一とすることができる。
また、スペーサー基板４０の材料である４２アロイは、重量パーセントでニッケルが４２％、鉄が５７％で、残りが微量の添加物質（例えば、銅、マンガン等）からなる合金である。
ここで、シリコンの熱膨張係数は、２．５×１０＾−６／℃〜４×１０＾−６／℃である。また、４２アロイの熱膨張係数は、４．５×１０＾−６／℃〜６×１０＾−６／℃である。このように、シリコンの熱膨張係数及び４２アロイの熱膨張係数はともに、極めて小さい。また、シリコンの熱膨張係数と４２アロイの熱膨張係数の差は、０．５×１０＾−６／℃〜３．５×１０＾−６／℃である。言い換えれば、シリコンの熱膨張係数と４２アロイの熱膨張係数の差は、３．５×１０＾−６／℃以下であるので、所定値は、３．５×１０＾−６／℃である。このように、シリコンの熱膨張係数及び４２アロイの熱膨張係数は、略同一である。このため、積層体Ａの形成に際して行われる各基板に対する加熱等による温度変化や、インクジェットヘッド１の動作に伴う発熱による温度変化等、各種の要因による温度変化が各基板に生じたとしても、各基板の熱膨張の度合いが極めて小さく、また、略同一となることから、基板どうしの熱膨張係数の差による基板の反りや基板間の剥離による問題の発生を防止することができる。即ち、基板の反りによるノズルＮからのインクの吐出角度の変化を防止することができる。また、基板間の剥離部分からインクが漏れ出すこともなくなる。このように、本実施形態のインクジェットヘッド１によれば、インクジェットヘッド１の信頼性をより向上させることができる。
また、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０及びスペーサー基板４０の各々の材料は、例えば、各々の熱膨張係数の差によって生じうる基板の反りを原因とする基板間の剥離によって、インクジェットヘッド１内の電気的接続（例えば、接続部９０等）が切断されてしまうことがない範囲で決定される。
一例として、スペーサー基板４０が、本実施形態で想定される最大の厚み（２００μｍ）を有する場合において、インクジェットヘッド１が常温（例えば、２５℃前後）から８０℃となるまで加熱された場合に、基板間の引き剥がしの度合いが０．１６μｍ以下であれば問題ない。係る引き剥がしの度合いを実現するために基板の材料に求められる条件は、熱膨張係数１０×１０＾−６／℃以下であることとなる。
なお、上記は、スペーサー基板４０が、本実施形態で想定される最大の厚み（２００μｍ）を有する場合の例であり、スペーサー基板４０がより薄い場合には、当然、スペーサー基板４０の熱膨張の度合いが小さくなることから、熱膨張係数の上限はより緩和されることとなる。このように、材料に求められる熱膨張係数は、具体的な構成に応じて適宜変更されうるが、１０×１０＾−６／℃以下であればよいと考えられる。シリコン及び４２アロイは、ともに、１０×１０＾−６／℃を下回る熱膨張係数を示す材料である。
一例として、スペーサー基板４０が、本実施形態で想定される最大の厚み（２００μｍ）を有する場合において、インクジェットヘッド１が常温（例えば、２５℃前後）から８０℃となるまで加熱された場合に、基板間の引き剥がしの度合いが０．１６μｍ以下であれば問題ない。係る引き剥がしの度合いを実現するために基板の材料に求められる条件は、熱膨張係数１０×１０＾−６／℃以下であることとなる。
なお、上記は、スペーサー基板４０が、本実施形態で想定される最大の厚み（２００μｍ）を有する場合の例であり、スペーサー基板４０がより薄い場合には、当然、スペーサー基板４０の熱膨張の度合いが小さくなることから、熱膨張係数の上限はより緩和されることとなる。このように、材料に求められる熱膨張係数は、具体的な構成に応じて適宜変更されうるが、１０×１０＾−６／℃以下であればよいと考えられる。シリコン及び４２アロイは、ともに、１０×１０＾−６／℃を下回る熱膨張係数を示す材料である。
また、ノズル基板１０の材料は、シリコンである。
ノズル基板１０がシリコンであることで、ノズル基板１０の熱膨張係数が、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０及びスペーサー基板４０の熱膨張係数と略同一となる。よって、ノズル基板１０と圧力室基板２０との間の引き剥がしによる隙間からのインクの漏れ出しを防止することができる等、ノズル基板１０の熱膨張係数と他の基板の熱膨張係数との差により生じうる反りによる問題の発生を防止することができる。
ノズル基板１０がシリコンであることで、ノズル基板１０の熱膨張係数が、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０及びスペーサー基板４０の熱膨張係数と略同一となる。よって、ノズル基板１０と圧力室基板２０との間の引き剥がしによる隙間からのインクの漏れ出しを防止することができる等、ノズル基板１０の熱膨張係数と他の基板の熱膨張係数との差により生じうる反りによる問題の発生を防止することができる。
また、ノズルＮは、例えば、ノズル基板１０に対するドライエッチングにより形成される。
ドライエッチングによりノズルＮを形成することで、ノズルＮが形成される位置や径の精度をより高精度にすることができる。即ち、ノズルＮから吐出されるインクの量や吐出位置をより高精度に調整されたものとすることができることから、より高精度なインクの吐出を行うことができるインクジェットヘッド１を提供することができる。
ドライエッチングによりノズルＮを形成することで、ノズルＮが形成される位置や径の精度をより高精度にすることができる。即ち、ノズルＮから吐出されるインクの量や吐出位置をより高精度に調整されたものとすることができることから、より高精度なインクの吐出を行うことができるインクジェットヘッド１を提供することができる。
また、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０及びスペーサー基板４０は、熱伝導率が１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上の材料からなる。
具体的には、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０の材料であるシリコンの熱伝導率は、１６８［Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１］である。また、スペーサー基板４０の材料である４２アロイの熱伝導率は、１５［Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１］である。
このように、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０及びスペーサー基板４０の材料を、熱伝導率が１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上のものとすることで、積層体Ａ内の温度分布、特に、面方向の温度分布において、温度を均一にすることができることから、複数のノズルＮの温度が均一となり、各ノズルＮの温度条件を略同一にすることができる。また、インクジェットヘッド１の複数のノズルＮは、各々のノズルＮの射出率の差により各々で生じる熱量が異なるが、積層体Ａが熱伝導率が１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上の材料からなることから、各ノズル間での熱伝達が良好に行われ、各々のノズルＮの射出率に関わらず、複数のノズルＮの温度が均一となる。よって、各ノズルＮの温度差により生じうるインクの射出特性のバラツキをより小さくすることができることから、より高精度なインクの吐出を行うことができる。
具体的には、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０の材料であるシリコンの熱伝導率は、１６８［Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１］である。また、スペーサー基板４０の材料である４２アロイの熱伝導率は、１５［Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１］である。
このように、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０及びスペーサー基板４０の材料を、熱伝導率が１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上のものとすることで、積層体Ａ内の温度分布、特に、面方向の温度分布において、温度を均一にすることができることから、複数のノズルＮの温度が均一となり、各ノズルＮの温度条件を略同一にすることができる。また、インクジェットヘッド１の複数のノズルＮは、各々のノズルＮの射出率の差により各々で生じる熱量が異なるが、積層体Ａが熱伝導率が１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上の材料からなることから、各ノズル間での熱伝達が良好に行われ、各々のノズルＮの射出率に関わらず、複数のノズルＮの温度が均一となる。よって、各ノズルＮの温度差により生じうるインクの射出特性のバラツキをより小さくすることができることから、より高精度なインクの吐出を行うことができる。
また、スペーサー基板４０には、表面処理が施されている。
具体的には、スペーサー基板４０には、表面処理として、例えば、ニッケル（Ｎｉ）によるメッキ処理が施されている。表面処理は、スペーサー基板４０に導通路４１や、開口部４２等の形状加工が行われた後に施される。
スペーサー基板４０は、表面処理により、防錆性や溶剤に対する耐性を得ることができることから、スペーサー基板４０の耐久性をより向上させることができる。特に、スペーサー基板４０には導通路４１が設けられているので、インクに含まれている溶剤等に対する耐性を確保するため、表面処理は有効に機能する。
なお、表面処理は、ニッケル（Ｎｉ）によるメッキ処理に限らず、防錆性や溶剤に対する耐性を得られる表面処理であればよい。表面処理の他の具体例として、例えば、ＴＥＯＳ（Tetraethyl orthosilicate）のような珪酸エチルによる膜や、パリレン（登録商標）等のパラキシリレン系ポリマーによる膜をスペーサー基板４０の表面に形成するための処理が挙げられる。当該膜を形成するための具体的な処理として、例えば、スパッタリング等の蒸着処理を用いることができる。表面処理に係るこれらの例示はあくまで一例であり、これに限られるものでない。
具体的には、スペーサー基板４０には、表面処理として、例えば、ニッケル（Ｎｉ）によるメッキ処理が施されている。表面処理は、スペーサー基板４０に導通路４１や、開口部４２等の形状加工が行われた後に施される。
スペーサー基板４０は、表面処理により、防錆性や溶剤に対する耐性を得ることができることから、スペーサー基板４０の耐久性をより向上させることができる。特に、スペーサー基板４０には導通路４１が設けられているので、インクに含まれている溶剤等に対する耐性を確保するため、表面処理は有効に機能する。
なお、表面処理は、ニッケル（Ｎｉ）によるメッキ処理に限らず、防錆性や溶剤に対する耐性を得られる表面処理であればよい。表面処理の他の具体例として、例えば、ＴＥＯＳ（Tetraethyl orthosilicate）のような珪酸エチルによる膜や、パリレン（登録商標）等のパラキシリレン系ポリマーによる膜をスペーサー基板４０の表面に形成するための処理が挙げられる。当該膜を形成するための具体的な処理として、例えば、スパッタリング等の蒸着処理を用いることができる。表面処理に係るこれらの例示はあくまで一例であり、これに限られるものでない。
以上、本実施形態のインクジェットヘッド１によれば、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０及びスペーサー基板４０は、各々の熱膨張係数の差が所定値以下であるので、基板の反りによるノズルＮからのインクの吐出角度の変化や、基板間の剥離部分からのインクが漏れ出し等、基板どうしの熱膨張係数の差による基板の反りや基板間の剥離による問題の発生を防止することができる。
また、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０及びスペーサー基板４０が、熱伝導率が１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１以上の材料からなるので、インクジェットヘッド１を構成する各基板の温度分布、特に、面方向の温度分布において、温度を均一にすることができることから、複数のノズルＮの温度が均一となり、各ノズルＮの温度条件を略同一にすることができる。これによって、各ノズルＮの温度差により生じうるインクの射出特性のバラツキをより小さくすることができることから、より高精度なインクの吐出を行うことができる。
また、圧力室基板２０、振動板３０、配線基板５０の材料は、シリコンであり、スペーサー基板４０の材料は、鉄に４２％のニッケルが配合された合金であるので、一般的に入手可能な材料により、基板どうしの熱膨張係数の差による基板の反りや基板間の剥離による問題の発生を防止することができるより信頼性の高いインクジェットヘッド１を製造することができる。
また、スペーサー基板４０の厚みが５０μｍ以上２００μｍ以下であるので、スペーサー基板４０の薄さにより、スペーサー基板４０の熱膨張の度合いを最低限に抑えることができることから、基板どうしの熱膨張係数の差による基板の反りや基板間の剥離による問題の発生をより確実に防止することができる。
さらに、本実施形態のように、スペーサー基板４０に導通路４１が形成されている場合、スペーサー基板４０の薄さにより、導通路４１をより短くすることができることから、インクに対する流路抵抗をより小さくすることができる。
また、スペーサー基板４０に表面処理が施されているので、防錆性や溶剤に対する耐性を得ることができることから、スペーサー基板４０の耐久性をより向上させることができる。
また、ノズル基板１０の材料が、シリコンであるので、ノズル基板１０の熱膨張係数と他の基板の熱膨張係数との差により生じうる反りによる問題の発生を防止することができる。
また、ノズルＮが、ノズル基板１０に対するドライエッチングにより形成されるので、ノズルＮが形成される位置や径の精度をより高精度にすることができることから、ノズルＮから吐出されるインクの量や吐出位置をより高精度に調整されたものとすることができ、より高精度なインクの吐出を行うことができるインクジェットヘッド１を提供することができる。
さらに、バンプ９１が配線基板５０に形成されるので、バンプ９１の形成に伴う熱や振動によりアクチュエーター６０が破損してしまうことがなくなり、インクジェットヘッド１の製造においてインクジェットヘッド１の歩留まりをより向上させることができる。
さらに、本実施形態のように、アクチュエーター６０の場合、アクチュエーターの表面には凹凸があることから、仮に、アクチュエーター側にバンプ９１が形成された場合、バンプ９１と第１電極６１との密着性に問題が生じる場合があるが、本実施形態のインクジェットヘッド１によれば、下面が平坦な面となるよう設けられた配線５２の下面側にバンプ９１が形成されるので、バンプ９１と配線５２との良好な密着性を確保することができる。
さらに、バンプ９１に導電性材料９２が塗布されるので、導電性材料９２によりバンプ９１とアクチュエーター６０とを導電性材料９２で接続することができることから、バンプ９１と導電性材料９２によりアクチュエーター６０と配線基板５０とをより良好に接続することができる。
さらに、導電性材料９２は、導電性を有する接着剤であるので、バンプ９１に対して容易に導電性材料９２を塗布することができることに加えて、アクチュエーター６０への導電性材料９２の接着を容易に行うことができることから、アクチュエーター６０と配線基板５０との接続を含むインクジェットヘッド１の製造に係る工程をより容易なものとすることができる。
なお、本発明の実施の形態は、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、上記の実施形態では、導電性材料９２として導電性接着剤が用いられているが、一例であってこれに限られるものでない。
例えば、導電性材料９２は、はんだでもよい。具体的には、例えば、図４に示すようにバンプ９１が形成された配線基板５０に対して、スクリーン印刷機でクリームはんだを塗布することで、はんだを導電性材料９２として用いることができる。この場合、複数のノズルＮに対応する複数のバンプ９１に対して導電性材料９２の塗布を一括して行うことができる。
また、導電性材料９２として、他に、銀が６０％〜７０％含まれたペースト等を用いることもできる。
例えば、導電性材料９２は、はんだでもよい。具体的には、例えば、図４に示すようにバンプ９１が形成された配線基板５０に対して、スクリーン印刷機でクリームはんだを塗布することで、はんだを導電性材料９２として用いることができる。この場合、複数のノズルＮに対応する複数のバンプ９１に対して導電性材料９２の塗布を一括して行うことができる。
また、導電性材料９２として、他に、銀が６０％〜７０％含まれたペースト等を用いることもできる。
また、上記の実施形態では、圧力室基板２０、振動板３０、スペーサー基板４０及び配線基板５０の各々の熱膨張係数の差が所定値以下であるという条件を満たす材料として、圧力室基板２０、振動板３０及び配線基板５０にシリコンが用いられ、スペーサー基板４０に４２アロイが用いられているが、一例であってこれに限られるものでない。即ち、当該記載は、現在及び将来において、圧力室基板２０、振動板３０、スペーサー基板４０及び配線基板５０の各々の熱膨張係数の差が所定値以下である他の材料を採用することを何ら妨げるものでない。
また、上記の実施形態では、スペーサー基板４０の全体に表面処理が施されているが、一例であってこれに限られるものでない。最低限、スペーサー基板４０に設けられた導通路４１に表面処理が施されていれば、インクとの接触に係る防錆性や溶剤に対する耐性を確保することができる。
また、上記の実施形態における積層体Ａの構成はあくまで一例であって、これに限られるものでない。
例えば、図１６に示すように、ノズル基板１０と圧力室基板２０との間に、さらに、別の基板（中間基板１００）が設けられていてもよい。中間基板１００は、例えば、導通路１０１をノズル基板１０と圧力室基板２０との間に設ける目的で設けられる。図１６に示すように、中間基板１００により導通路１０１を設けることで、インクが通過する経路の径を絞る形状とする等、ノズルＮに至るインクの流路の形状をより容易に任意の形状とすることができることから、インクの吐出に係りインクに加えられる運動エネルギーを調整するためのインクの経路の形状の調整をより容易に行うことができる。
なお、図１６に示す例の場合、中間基板１００も、他の基板との熱膨張係数の差が所定値以下であることが望ましい。具体的には、中間基板１００は、例えば、シリコンを材料とすることで、他の基板との熱膨張係数の差を所定値以下とすることができる。
例えば、図１６に示すように、ノズル基板１０と圧力室基板２０との間に、さらに、別の基板（中間基板１００）が設けられていてもよい。中間基板１００は、例えば、導通路１０１をノズル基板１０と圧力室基板２０との間に設ける目的で設けられる。図１６に示すように、中間基板１００により導通路１０１を設けることで、インクが通過する経路の径を絞る形状とする等、ノズルＮに至るインクの流路の形状をより容易に任意の形状とすることができることから、インクの吐出に係りインクに加えられる運動エネルギーを調整するためのインクの経路の形状の調整をより容易に行うことができる。
なお、図１６に示す例の場合、中間基板１００も、他の基板との熱膨張係数の差が所定値以下であることが望ましい。具体的には、中間基板１００は、例えば、シリコンを材料とすることで、他の基板との熱膨張係数の差を所定値以下とすることができる。
また、上述した第１の実施態様及び第２の実施態様で示した第１電極６２及び第２電極６３としてSiO2、Cr、及びAuの順にスパッタリング法等でSiO2、Cr、及びAuの順に積層することで形成されることを示したが、例えばSiO2（150μｍ）、Ti（50μｍ）、Au（200μｍ）やSiO2（150μｍ）、TiW（50μｍ）、Au（200μｍ）等が積層されて形成される電極を用いても良い。またSiO2として、熱酸化膜を備えるSiO2を用いることもできる。
また、上記の実施形態では、圧力室基板２０と振動板３０とが個別に設けられて積層されているが、一例であってこれに限られるものでない。例えば、圧力室基板２０と振動板３０とが一体形成されていてもよい。
１ インクジェットヘッド
１０ ノズル基板
２０ 圧力室基板
２１ 圧力室
３０ 振動板
４０ スペーサー基板
４１、５１ 導通路
５０ 配線基板
５２ 配線
５３ インターポーザー
６０ アクチュエーター
６１ 配線電極
６２ 第１電極（層）
６３ 第２電極（層）
７０ 共通流路
９０ 接続部
９１ バンプ
９２ 導電性材料
Ａ 積層体
Ｂ ヘッド基板
Ｎ ノズル
Ｓ 接着層
１０ ノズル基板
２０ 圧力室基板
２１ 圧力室
３０ 振動板
４０ スペーサー基板
４１、５１ 導通路
５０ 配線基板
５２ 配線
５３ インターポーザー
６０ アクチュエーター
６１ 配線電極
６２ 第１電極（層）
６３ 第２電極（層）
７０ 共通流路
９０ 接続部
９１ バンプ
９２ 導電性材料
Ａ 積層体
Ｂ ヘッド基板
Ｎ ノズル
Ｓ 接着層
Claims (15)
- 液滴を吐出して画像を形成するノズルと、
圧力室基板と、
振動板と、
前記圧力室基板と前記振動板とから形成され、前記ノズルと連通する圧力室と、
前記振動板の側に第１電極層が設けられたアクチュエーターとを備え、
前記振動板と前記第１電極層とが接着層を介して接着されて前記アクチュエーターが前記振動板を変形させて液滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、
前記第１電極層の前記振動板との接着面を横断するように溝が設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記溝を複数備え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。
- 前記第１電極層の接着面に形成される前記複数の溝が平行に設けられてい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。
- 前記接着面は矩形であり、
前記複数の溝の各々は、前記矩形の辺に対して傾斜した方向に沿って設けられており、
前記複数の溝は、前記矩形の各辺に少なくとも一つの溝の端部が位置するように設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットヘッド。 - 前記溝が形成される第１電極層の接着面に対して直交する断面、かつ前記溝のうち、所定の溝に対して直交する断面において、
前記溝の幅をG、前記溝が形成されていない部分の幅Fとすると、
０．３＜G/F＜０．７
となるように前記溝が形成され、該溝が前記第１電極の接着面の面積の６０％以上にわたって形成されていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記溝の深さｄが０μｍ＜ｄ≦１．０μｍであることを特徴とする請求項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。
- 前記ノズルは複数備えられると共に、
前記ノズルに対応して前記第１電極層を備える前記アクチュエーター及び前記振動板が設けられていることを特徴とする請求項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。 - 液滴を吐出して画像を形成するノズルと、
圧力室基板と、
前記圧力室基板と反対側に第２電極層が設けられた振動板と、
前記圧力室基板と前記振動板とから形成され、前記ノズルと連通する圧力室と、
前記振動板の側に第１電極層が設けられた前記アクチュエーターと、
を備え、
前記第１電極層と前記第２電極層とが接着層を介して接着されて前記アクチュエーターが前記振動板を変形させて液滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、
前記第１電極層と前記第２電極層とが積層方向において接着層を介して重なる領域を接着面とし、
前記第２電極層の接着面側に溝が前記積層方向と直交する方向に貫通するように前記接着面に設けられると共に、前記溝の端部が前記接着面の領域外の位置となるように設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記溝を複数備えることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッド。
- 前記第２電極層に形成される前記複数の溝が平行に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッド。
- 前記接着面は矩形であり、
前記複数の溝の各々は、前記矩形の辺に対して傾斜した方向に沿って設けられており、
前記複数の溝は、前記接着面に垂直な方向から見て前記矩形の各辺に対して少なくとも一つの溝が交差するように設けられていることを特徴とする請求項９又は１０に記載のインクジェットヘッド。 - 前記溝が形成される第１電極層の接着面に対して直交する断面、かつ前記溝のうち、所定の溝に対して直交する断面において、
前記溝の幅をG、前記溝が形成されていない部分の幅Fとすると、
０．３＜G/F＜０．７
となるように前記溝が形成され、該溝が前記第２電極の接着面の面積の６０％以上にわたって形成されていることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記溝の深さｄが０μｍ＜ｄ≦１．０μｍであることを特徴とする請求項８から１２のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記ノズルは複数備えられると共に、
前記ノズルに対応して前記第１電極層を備える前記アクチュエーター及び前記第２電極層を備える振動板が設けられていることを特徴とする請求項８から１３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 - 請求項１から１４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。
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|---|---|---|---|
| JP2014016733A JP6295684B2 (ja) | 2014-01-31 | 2014-01-31 | インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2014016733A JP6295684B2 (ja) | 2014-01-31 | 2014-01-31 | インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 |
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ID=53888386
Family Applications (1)
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| JP2014016733A Active JP6295684B2 (ja) | 2014-01-31 | 2014-01-31 | インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 |
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