JP2013006295A - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チャネル幅が狭い場合でも、インクチャネルの位置精度が高く、高密度且つ高精度な画像形成を実現するインクジェットヘッドの製造方法の提供。
【解決手段】基板10に、チャネル11と、チャネル11の外側に所定寸法離れた位置に設けられ、底面と底面から立ち上がる２つの側壁とを有する位置合わせ溝とを、同一の切削工具を用いて形成する溝形成工程と、溝形成工程の後に、位置合わせ溝のチャネル11側の側壁を外形基準面として残し、位置合わせ溝12のチャネル11と反対側の側壁を除去するように基板の外形を切断する切断工程と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、インクチャネルの位置精度が高く、高密度且つ高精度な画像形成を実現するインクジェットヘッドの製造方法に関する。

多数のチャネルを並設し、該チャネル内のインクを圧電材料からなる側壁を駆動壁としてせん断変形させることによってノズルから吐出させるせん断モードタイプのインクジェットヘッドは、構造が簡単でノズルの高密度化が容易である等の優れた利点を有している。

このようなインクジェットヘッドは、通常、ＰＺＴ等の圧電基板の表面にチャネル加工用ブレードを用いて溝加工することで多数並列するチャネルを形成し、その上面にカバー基板を接合して基板間に多数のチャネルを有する大判のチャネル基板を作成した後、その外形を所定寸法となるように切り落とす切断工程を経てヘッドチップを作成し、このヘッドチップにノズルプレート、インクマニホールド、ＦＰＣ等を接合することによって製造される（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

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列のチャネル列を有するものが存在している。

２列のチャネル列を有するインクジェットヘッドは、各々１列のチャネル列が設けられたチャネル基板を２枚貼り合せて作成することができる。

このとき、２枚のチャネル基板を接着する際に、それぞれのチャネル基板が備えるチャネル列間の位置関係にずれが生じていると、画像記録精度が著しく低下することになる。特に、２枚のチャネル基板によって形成される２列のチャネル列に対して、２列のノズル列が形成された１枚のノズルプレートを貼り合せる場合は、ノズルプレートのノズル位置とチャネル位置とにズレが生じてしまうため、収率が低下する。

これについて、特許文献３には、以下のような方法で、２枚のチャネル基板がそれぞれ備えるチャネル列間の位置関係を高精度化する技術が開示されている。

まず、図１６に示すように、圧電基板１００の一面にチャネル加工用ブレードを用いて多数のチャネル１０１を並設した後、これらチャネル１０１から所定距離をおいた位置で、チャネル１０１と平行に外形を切断加工する。

このとき、外形の切断加工を、チャネル１０１の形成に用いたものと同一のチャネル加工用ブレード２００を用いて、チャネル１０１の加工と同一工程において行うことで、外形の切断面１００Ａからチャネル１０１までの位置関係を機械精度のみで決定することができ、高精度な位置関係とすることができる。

次いで、図１７に示すように、チャネル１０１が形成された圧電基板１００のチャネル１０１形成面にカバー基板３００を接合して、チャネル基板４００を得た後、これと同様にして得たチャネル基板４００と貼り合せて、２列のチャネル列を有するインクジェットヘッドを作成する。

その際、各々のチャネル基板４００が有する圧電基板１００の外形の切断面１００Ａを１つの平坦な面５００に突き当てて位置決めした上で、接着する。

このように、圧電基板１００の外形の切断面１００Ａからチャネル列までの位置関係が高精度であることを利用して、互いの形成位置が半ピッチだけずれるように、２枚のチャネル基板４００、４００がそれぞれ備えるチャネル列間の位置関係を高精度化するものである。

なお、特許文献４には、圧電基板のチャネル加工面と同面にチャネル加工用ブレードを用いて位置合わせ溝を加工した後、該圧電基板にカバー基板を接合してチャネル基板を形成し、次いで、チャネル基板の表面から位置合わせ溝が露出するようにざぐり加工を行い、次いで、そのざぐり加工によって露出した前記位置合わせ溝を基準位置として、チャネル基板を該基準位置から所定寸法に切断加工するインクジェットヘッドの製造方法が記載されている。かかる特許文献４に記載の技術では、圧電基板に外形を付与するために、位置合わせ溝の加工、ざぐり加工、及び、切断加工という３工程を必要とするため生産性に限界があった。

特開２０００−２２９４１４号公報 特開２００３−３４１０７３号公報 特開２００５−２７１３０５号公報 特開２００６−３４１４６９号公報

近年、インクジェットヘッドには、画像形成密度の更なる向上が要求されており、インクチャネルを更に高密度に配列することが求められている。

この要求を受けて、チャネル１０１は極めて細密に加工する必要がある。具体的には、チャネル幅が、好ましくは３５μｍ以上６０μｍ以下の範囲、より好ましくは４０μｍ以上５０μｍ以下の範囲である。

チャネル１０１のチャネル幅は、チャネル加工用ブレード２００のブレード幅と略等しいものとなる。従って、上記のような細密なチャネル１０１の形成に用いられるチャネル加工用ブレード２００は、ブレード幅が、好ましくは３５μｍ以上６０μｍ以下の範囲、より好ましくは４０μｍ以上５０μｍ以下の範囲の極薄のものを用いる。

図１８は、かかるチャネル加工用ブレード２００を示す斜視図である。

図示した通り、チャネル加工用ブレード２００は、円盤状のブレード２０１と、該ブレード２０１よりも小径に設けられ該ブレードを両面から支持する２枚の円盤状のフランジ２０２、２０２と、回転軸２０３とを備えている。ブレード２０１とフランジ２０２、２０２はそれぞれ同心状に回転軸２０３に固定されている。一方、圧電基板１００は、加工ステージ３００上に樹脂接着層３０１を介して固定されている。

このようなチャネル加工用ブレード２００を、特許文献３のように圧電基板１００の切断加工に用いる場合、ブレード２０１のフランジ２０２からの径方向のはみ出し量（刃先出し量）δは、少なくとも切断される圧電基板１００の厚さ以上でなければならない。さらに、ブレード２０１の先端部（円周部）は、加工に伴って摩耗することになるため、刃先出し量δは、少なくとも１００μｍ程度は余分に確保する必要がある。特に、生産性を向上するために継続的に加工を行う場合は、摩耗を考慮して３００μｍ程度は余分に確保する必要がある。

ブレード２０１は、ブレード幅が狭いほど、加工時に反りを生じやすくなる。また、ブレード２０１は、刃先出し量δが大きいほど、加工時に反りを生じやすくなる。つまり、極薄のブレード２０１を備えるチャネル加工用ブレード２００を用いて圧電基板１００を切断する場合は、加工時にブレード２０１が反りを生じる問題が深刻なものとなる。

あるいは、圧電基板１００の切断が進行する過程では、接着樹脂層３００が比較的柔らかいことにより、互いに切り離された圧電基板１００間の間隔が、ブレード２０１の進行方向Ｆの後方にくさび状に広がってしまう場合がある。これにより、ブレード２０１の圧電基板１００に対する加工位置精度が低下すると共に、ブレード２０１と圧電基板１００との間に間隙が生じることによって、更なるブレード２０１の反りが生じるようになる。

ブレード２０１の反りは、加工速度を低下させることにより、ある程度防止することも可能であるが、このような対応は生産性の低下を招く。特に、切断される圧電基板１００の厚さが、５００μｍ以上、６００μｍ以上、更には８００μｍ以上と厚くなっていくに連れ、加工速度を低下させてもブレード２０１の反りを防止しきれない場合があった。

ブレード２０１に反りが生じると、本来の走行ラインに対してブレード２０１が蛇行してしまい、切断面１００Ａの面精度が低下する。その結果、上述したように切断面１００Ａを１つの平坦な面５００に突き当てて位置決めを行っても、十分な位置精度が得られない問題があった。

このような問題を回避するために、切断加工時は、より厚い（例えば３００μｍ厚）切断加工用ブレードに切り替えて切断することも考えられる。

しかし、切断加工用ブレードはチャネル加工用ブレード２００に比べて厚いため、ブレード自体の公差が大きく、切断時の加工誤差が大きくなりやすい。また、ブレードが厚いためテーパが発生しやすく、切断加工後の切断面が厳密には垂直となり難い。

さらに、チャネル加工用ブレード２００を切断加工用ブレードに切り替える際に、圧電基板１００に対する加工位置にズレが生じ易く、その結果、切断面１００Ａとチャネル１０１との距離に誤差が生じ易い。このように、ブレードを切り替える場合は、圧電基板１００に設けられた加工基準を再度読み取ってアラインメントを取り直すことになるため、チャネル加工時のアラインメントとの誤差が生じ易い問題もある。

このように、２枚のチャネル基板４００がそれぞれ備えるチャネル列間の位置関係に更なるズレが生じる恐れがあった。

従って、切断加工用ブレードに切り替えて圧電基板１００の切断加工を行っても、やはり切断面１００Ａの面精度が得られず、さらに、切断面１００Ａとチャネル１０１との距離精度も低下するため、十分な位置精度が得られない問題があった。

従来は、これらの問題によってインクジェットヘッドのチャネル１０１の細密加工に限界があり、インクチャネルの高密度化による画像形成密度の更なる向上を実現する上での大きな障害となっていた。

そこで、本発明の課題は、チャネル幅が狭い場合でも、インクチャネルの位置精度が高く、高密度且つ高精度な画像形成を実現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。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

請求項１記載の発明は、基板に切削工具でチャネルを形成した後、該基板の外形を切断してヘッドチップを作成するインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記基板に、前記チャネルと、該チャネルの外側に所定寸法離れた位置に設けられ、底面と該底面から立ち上がる２つの側壁とを有する位置合わせ溝とを、同一の切削工具を用いて形成する溝形成工程と、
前記溝形成工程の後に、前記位置合わせ溝の前記チャネル側の前記側壁を外形基準面として残し、前記位置合わせ溝の前記チャネルと反対側の前記側壁を除去するように前記基板の外形を切断する切断工程と、
を備えることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。

請求項２記載の発明は、前記切断工程において、前記位置合わせ溝の底面を切断面の一端として前記基板を切断することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法である。

請求項３記載の発明は、前記溝形成工程において、前記位置合わせ溝を前記チャネルよりも深く形成することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドの製造方法である。

請求項４記載の発明は、前記切断工程において、前記溝形成工程で用いた切削工具より切削幅の厚い切削工具を用いて前記基板を切断することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法である。

請求項５記載の発明は、前記切断工程で得られた複数枚の前記基板が備える外形基準面を各々突き当て具に突き当てることにより該複数枚の前記基板間の位置合わせをする位置合わせ工程を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法である。

請求項６記載の発明は、前記基板には、複数の前記チャネルが並設されてなり、前記位置合わせ工程において、２枚の前記基板の前記複数のチャネルの並設方向及び該チャネルの延伸方向に平行な面同士を対向させた状態で前記位置合わせを行い、次いで、該面同士を接着することを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッドの製造方法である。

本発明によれば、チャネル幅が狭い場合でも、インクチャネルの位置精度が高く、高密度且つ高精度な画像形成を実現するインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。

圧電基板にチャネルを加工する様子を示す斜視図 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図 圧電基板を切断加工する様子を示す正面図 （ａ）は駆動電極を形成後の圧電基板を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図 チャネル基板を示す平面図 ２枚のチャネル基板間を位置合わせする一例を示す正面図 チャネル基板からヘッドチップを作成する様子を示す側面図 インクジェットヘッドの断面図 ２枚のチャネル基板間を位置合わせする他の例を示す正面図 ２枚のチャネル基板間を位置合わせする他の例を示す正面図 チャネル列間にＮ分の１ピッチのずれを付与する一例を示す正面図 チャネル列間にＮ分の１ピッチのずれを付与する他の例を示す正面図 他の態様に係るチャネル加工された後の圧電基板を示す斜視図 ２枚のチャネル基板間を位置合わせする他の例を示す正面図 ４つの位置合わせ溝が形成された圧電基板を示す平面図 従来の圧電基板の幅を切断加工する様子を示す正面図 従来の２枚のチャネル基板間を位置合わせする様子を示す正面図 チャネル加工用ブレードの一例を示す斜視図

以下、図面に基づいて本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の一例について詳細に説明する。

まず、ヘッドチップの作成方法について説明する。ここでは、チャネルの一端部が徐々に浅くなり、その浅溝部を通ってチャネルの長さ方向に対して交叉する側からインクが供給されるタイプのヘッドチップを作成する場合を示している。

図１は、所定サイズの圧電基板にチャネルを加工する様子を示す斜視図、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。

圧電基板１０は、上記した圧電基板１００と同様に電圧を加えることにより変形を生じる分極処理された圧電材料を少なくとも含んでいる。圧電材料は圧電基板１０の全体であってもよいし、非圧電材料からなる基板上に圧電材料からなる基板を積層することにより圧電基板１０を構成してもよい。

圧電基板１０の厚さは、格別限定されるものではないが、本発明の効果を顕著に得る上で、５００μｍ以上であることが好ましく、６００μｍ以上であることがより好ましく、８００μｍ以上であることが最も好ましい。

この圧電基板１０上に、切削工具であるチャネル加工用ブレードＢ１を用いて複数の平行なチャネル１１と位置合わせ溝１２を平行に切削して溝加工する（溝形成工程）。

チャネル加工用ブレードＢ１としては、図１８に示したものと同様の円盤状のブレードを備えるものを好ましく用いることができる。ブレード幅は、格別限定されないが、好ましくは３５μｍ以上６０μｍ以下の範囲、より好ましくは４０μｍ以上５０μｍ以下の範囲の極薄のものを好適に用いることができる。

チャネル加工用ブレードＢ１により形成されるチャネル１１及び位置合わせ溝１２の溝幅は、通常ブレード幅に一致するものであり、好ましくは３５μｍ以上６０μｍ以下の範囲、より好ましくは４０μｍ以上５０μｍ以下の範囲である。

チャネル１１は、チャネル加工用ブレードＢ１を圧電基板１０の一端部付近から下降させた後、他端部に向けて溝加工し、他端部付近で上昇させることで、各チャネル１１の長さ方向両端部に浅溝部１１ａを形成する。

このチャネル１１の加工により、各チャネル１１間には圧電材料を含む駆動壁１３が該チャネル１１と交互に形成される。

このチャネル１１の加工と同時に、同一のチャネル加工用ブレードＢ１を用いて、チャネル１１と平行に位置合わせ溝１２を溝加工する。

位置合わせ溝１２は、圧電基板１０の一方の端から他方の端に亘ってほぼ同じ一定の深さで切削形成されている。

また、位置合わせ溝１２は、底面１２ｃと、該底面１２ｃから立ち上がる２つの側壁１２ａ、１２ｂを有している。側壁１２ａは、チャネル１１側（チャネル１１に近い側）に配置され、側壁１２ｂは、チャネル１１の反対側（チャネル１１から遠い側）に配置されている。

さらに、位置合わせ溝１２は、チャネル１１の外側に所定寸法離れた位置に設けられる。本明細書において、「位置合わせ溝１２をチャネル１１の外側に所定寸法離れた位置に設ける」とは、複数並設されたチャネル１１のうち、一番外側に配されたチャネル１１の一側縁から所定寸法離れた位置に、位置合わせ溝１２のチャネル１１側の側壁１２ａが配置されるように設けることを指す。なお、位置合わせ溝１２は、一番外側ではないチャネル１１から所定寸法離れた位置に設けても良い。また、チャネル１１が１つしか形成されない場合であれば、「位置合わせ溝１２をチャネル１１の外側に所定寸法離れた位置に設ける」とは、該チャネル１１の一側縁から所定寸法離れた位置に、位置合わせ溝１２の側壁１２ａが配置されるように設けることを指す。チャネル１１が１つしか形成されない場合、チャネル１１を削ってしまってはチャネルが一本も無くなってしまうので、所定寸法は０より大きい値でなければならない。

この位置合わせ溝１２は、チャネル加工用ブレードＢ１によって加工されるため、チャネル１１の加工と同一シーケンス内の加工であり、チャネル１１と同様に極めて良好な加工精度で、チャネル１１の外側に所定寸法離れた位置に設けることができる。

なお、チャネル１１、位置合わせ溝１２の加工順序は特に問わない。

位置合わせ溝１２の加工深さは、各チャネル１１と同程度とすることもできるが、図示するように各チャネル１１よりも深溝状とすることが、チャネル１１との見分けが付き易くなる点、及び、後述する位置合わせ時において、突き当て具との接触角を安定して、位置合わせ精度を向上できる点で好ましい。

次に、図３に示すように、位置合わせ溝１２のチャネル１１と反対側の側壁１２ｂを除去すると共に、チャネル１１側の側壁１２ａを残して該側壁１２ａを外形基準面とするように、圧電基板１０の外形を切断する（切断工程）。

ここでは、チャネル加工用ブレードＢ１とは異なる切断加工用ブレードＢ２に切り替えて、圧電基板１０の表面（チャネル１１及び位置合わせ溝１２が形成されている面）から、溝状に掘り進んでいき、圧電基板１０を切断している。

このとき、切断加工用ブレードＢ２のチャネル１１側の側面が、位置合わせ溝１２のチャネル１１側の側壁１２ａと、チャネル１１と反対側の側壁１２ｂとの間に配置された状態で、圧電基板１０の切断を行うことが好ましい。つまり、位置合わせ溝１２ａの底面１２ｃを切断面１２ｅの一端として圧電基板を切断することが好ましい。

このような切断を確実に実現する上では、図示したように、切断加工用ブレードＢ２のチャネル１１側の側面が、位置合わせ溝１２の底面１２ｃにおける溝幅方向の中心Ｃで圧電基板１０を切断するように、切断加工用ブレードＢ２の位置を設定することが好ましい。つまり、実際に切断加工用ブレードＢ２による切断を行うときに設定位置に対して若干の誤差が生じても、その誤差が位置合わせ溝１２の幅の半分以下である限り、位置合わせ溝１２のチャネル１１側の側壁１２ａを残すと共に、チャネル１１と反対側の側壁１２ｂを除去するように圧電基板１０を切断できる効果が得られる。

切断加工用ブレードＢ２としては、圧電基板１０を効率的に切断するために、チャネル加工用ブレードＢ１よりもブレード幅（切削幅）が厚い円盤状のブレードを備えるものを好適に用いることができる。切断加工用ブレードＢ２のブレード幅は、格別限定されないが、具体的には、３００μｍ程度であることが好ましい。

以上のように切断を行うことにより、圧電基板１０に外形が付与されると共に、位置合わせ溝１２の側壁１２ａが外形基準面を成す。本明細書において、外形基準面とは、圧電基板１０の側方（図中矢印Ｍ方向、つまり切断面側からチャネル１１側を臨む方向）から見て露出した状態にある側壁１２ａを指す。

このように本発明では、位置合わせ溝１２の加工、及び、切断加工の２工程のみにより圧電基板１０に外形を付与することができる。つまり、本発明では、上述した特許文献４のように位置合わせ溝の加工、ざぐり加工、及び、切断加工という３工程を必要としないため、生産性に優れる効果を奏する。

次いで、各チャネル１１の内面及び各チャネル１１の両端部の浅溝部１１ａを通って圧電基板１０の表面にかけて、蒸着法、スパッタリング法、めっき法、ＣＶＤ（化学気相反応法）等の真空装置を用いた方法等によって金属被膜を形成することで駆動電極１４及び接続電極１５を形成する。

図４（ａ）は駆動電極を形成後の圧電基板を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。

駆動電極１４及び接続電極１５はチャネル１１毎に独立させる必要があるため、隣接するチャネル１１間の圧電基板１０表面には金属被膜が形成されないように、例えば圧電基板１０の上面に予めドライフィルムを貼着したり、レジストを形成しておき、金属被膜を形成した後に除去したりすることで、各駆動壁１３の側面、各チャネル１１の底面及び浅溝部１１ａを通って圧電基板１０の表面に選択的に駆動電極１４及び接続電極１５を形成するとよい。

この後、圧電基板１０の上面にカバー基板２０を、エポキシ系接着剤を用いて接合することでチャネル基板３０を作成する。

図５は、カバー基板２０を接合した圧電基板１０の平面図である。カバー基板２０は、チャネル１１の長さ方向に沿う長さが該チャネル１１の長さよりも短く形成されている。このため、各チャネル１１は、その両端の浅溝部１１ａがカバー基板２０の両側に露呈する。

カバー基板２０には、圧電基板１０と同一の基板材料を脱分極して用いると、駆動時の熱の影響による熱膨張係数の差に起因する反りや変形を少なくすることができる。

以上に説明した工程により、図５に示したものと同様の２枚のチャネル基板３０、３０を用意し、以下に説明するように、これらを位置合わせした後、接合する。

まず、図６に示すように、２枚のチャネル基板３０、３０をステージ６０上に重ねて載置し、２枚のチャネル基板３０、３０がそれぞれ有する圧電基板１０、１０に形成された外形基準面１２ａ、１２ａを、ステージ６０に対して固定された突き当て具６にそれぞれ突き当てて位置決めする（位置合わせ工程）。

図示のように、それぞれ複数のチャネル１１が並設されてなる２枚のチャネル基板３０、３０を、各々の複数のチャネル１１の並設方向及び該チャネル１１の延伸方向に平行な面同士を対向させた状態で位置合わせに供することが好ましい。ここでは、各々のチャネル基板３０、３０が有する圧電基板１０、１０の背面同士を対向させた状態で位置合わせに供している。本明細書において、圧電基板１０の背面とは、圧電基板１０におけるチャネル１１形成面の反対側の面を指す。

突き当て具６は、格別限定されるものではないが、図示したように、各々の圧電基板１０が有する外形基準面１２ａに接触するように凸設された接触部６１、６１を有していることが好ましい。

図示の例において、接触部６１は面状に形成され、外形基準面１２ａに対して面接触するようにしているが、これに限定されず、例えば、接触部６１、６１を錐状ないし針状に形成して、外形基準面１２ａ、１２ａに対して点接触するようにしてもよい。

接触部６１、６１を凸設することにより、例えば上述した切断工程において外形基準面１２ａよりも外形の外側に突出した圧電基板１０の残留部１２ｄ、１２ｄが形成されていても、該残留部１２ｄ、１２ｄとの衝突を避けて、外形基準面１２ａ、１２ａと好適に接触できる効果を奏する。

残留部１２ｄの外形基準面１２ａからの突出幅は、通常位置合わせ溝１２の溝幅以下となるため、接触部６１、６１の突出幅を位置合わせ溝１２の溝幅以上とすることが、外形基準面１２ａ、１２ａとの接触をより確実なものとする上で好ましい。

本発明では、接触部６１が必ずしも上記のように凸設される場合に限定されず、例えば、残留部１２ｄが接触部６１、６１間に配置されない場合等は、各接触部６１、６１を同一平面上に形成してもよい。

図示の例では、各々のチャネル基板３０、３０がそれぞれ有するチャネル列を、互いのチャネル形成位置が、１つのチャネル列におけるチャネル配列方向と直行する方向で一致するように位置決めする様子を示しているが、本発明はこれに限定されず、例えば、各チャネル列毎に、互いのチャネル形成位置が２分の１ピッチ（１つのチャネル列において隣接するチャネル間距離を１ピッチとする）だけずれるように位置決めすることも可能であり、これについては後述する。

このようにして位置決めが完了したら、各々のチャネル基板３０、３０間を接着する。接着方法は格別限定されないが、例えば、エポキシ接着剤等を好適に用いることができる。

次に、接着された状態の２枚のチャネル基板３０、３０を、図７に示すように、チャネル１１とほぼ直交する方向Ｄに沿って切断加工することによって、２列のチャネル列を有する２つのヘッドチップ１、１を作成する。

このようにして作成されたヘッドチップ１を用いてインクジェットヘッドを作成する場合、図８に示すように、ヘッドチップ１の前面に、ノズル２１を有するノズルプレート２を貼着すると共に、ヘッドチップ１における各チャネル１１のカバー基板２０からの露呈部分（即ちチャネル１１の入口）を覆うように共通インク室４を接合することで、インクジェットヘッドＨが完成する。

各接続電極１５にＦＰＣ５を接合することで、駆動回路からの駆動信号を各チャネル１１内の駆動電極１４に印加可能とする。

本発明では、位置合わせ溝１２を、チャネル１１の加工時のチャネル加工用ブレードＢ１をそのまま用いて同一シーケンス内での加工でチャネル１１から所定寸法離れた位置に高精度に形成する。つまり、チャネル１１から外形基準面１２ａまでの寸法精度が極めて高いものとなる。

さらに、本発明においては、位置合わせ溝１２のチャネル１１側の側壁１２ａを形成する際に、圧電基板１０を切断する必要がない。つまり、微細加工が可能な極薄幅（好ましくは３５μｍ以上６０μｍ以下の範囲、より好ましくは４０μｍ以上５０μｍ以下の範囲）のブレードを備えたチャネル加工用ブレードＢ１を用いても、該チャネル加工用ブレードＢ１が反りを生じない浅い範囲の研削で、外形基準面１２ａを形成できる。従って、チャネル１１の幅を狭く加工する場合においても、後に切断される圧電基板１０の厚さ（好ましくは５００μｍ以上、より好ましくは６００μｍ以上、最も好ましくは８００μｍ以上）に関係なく、外形基準面１２ａの面精度を極めて高いものとすることができる。

従って、本発明によれば、２枚の圧電基板１０、１０間を、外形基準面１２ａ、１２ａに基づいて位置決めした状態で接着することにより、２枚の圧電基板１０、１０がそれぞれ備えるチャネル１１間（チャネル列間）の位置関係を高精度化することが可能となる効果が得られる。

また、本発明によれば、例えば、インクジェットヘッドＨをハウジング（不図示）に装着する際の位置合わせ時などにおいても、外形基準面１２ａに基づいて位置合わせすることで、ハウジングに対してチャネル列を高精度に位置決めすることができる効果を奏する。

つまり、本発明によれば、インクチャネルの位置精度が高く、高密度且つ高精度な画像形成を実現するインクジェットヘッドが得られる効果を奏する。

以上の説明では、２枚のチャネル基板３０、３０が有する圧電基板１０、１０の背面同士を対向させた状態で位置決めして接着（背面接着）することで、２列のチャネル列を有するインクジェットヘッドを得る場合について説明したが、本発明は、この背面接着に限定されるものではない。

例えば、図９に示すように、２枚のチャネル基板３０、３０を、カバー基板２０の上面同士を対向させた状態（つまり各圧電基板１０、１０のチャネル１１形成面同士を対向させた状態）で位置決めして接着してもよい。あるいは、図１０に示すように、２枚のチャネル基板３０、３０を、一方のチャネル基板３０のカバー基板２０の上面に他方のチャネル基板３０の圧電基板１０の背面を対向させた状態（つまり各圧電基板１０、１０を同一方向に配向させた状態）で位置決めして接着してもよい。

以上の説明では、主に２列のチャネル列を有するインクジェットヘッドを得る場合について説明したが、これと同様にして、３列以上のチャネル列を有するインクジェットヘッドを得ることもできる。これらの場合においても、各チャネル基板がそれぞれ備える外形基準面を突き当て具６に突き当てて位置決めするが行われる。

以上の説明では、各々のチャネル基板がそれぞれ有するチャネル列を、互いのチャネル形成位置が、１つのチャネル列におけるチャネル配列方向と直行する方向で一致するように位置決めする例について主に説明した。このような位置設定は、特に２色ヘッドの場合、つまり２つのチャネル列がそれぞれ異なる色のインクを吐出する場合等において好ましい態様である。

これに対して、Ｎ枚（Ｎは２以上の整数とする）のチャネル基板を接合してＮ列のチャネル列を有するインクジェットヘッドを作成する場合、各チャネル列毎に、互いのチャネル形成位置がＮ分の１ピッチだけずれるように位置決めして接着し、インクジェットヘッドを製造する方法が存在する。つまり、例えば、２列のチャネル列を有するヘッドであれば、チャネル列毎に、互いのチャネル形成位置が２分の１ピッチだけずれるように位置決めされ、３列のチャネル列を有するヘッドであれば、チャネル列毎に、互いのチャネル形成位置が３分の１ピッチだけずれるように位置決めされる。

本発明によれば、以下に説明するように、このようなＮ分の１ピッチのずれを正確に設けることが可能となる効果を奏する。

つまり、図１１に示すように、各々のチャネル基板３０が有する圧電基板１０ごとにチャネル１１からの距離を距離ＡよりもＮ分の１ピッチずつずらして外形基準面１２ａを形成しておき、各外形基準面１２ａに接触する各々の接触部６１の突出幅が等しい突き当て具６に突き当てて、Ｎ分の１ピッチのずれを正確に付与することができる。

あるいは、図１２に示すように、各々のチャネル基板３０が有する各々の圧電基板においてチャネルから等距離に外形基準面を形成しておき、各外形基準面に接触する接触部６１の突出幅をそれぞれＮ分の１ピッチずらした突き当て具６に突き当てて、Ｎ分の１ピッチのずれを正確に付与することができる。

ここでは、Ｎ＝３（３列のチャネル列）の場合について説明したが、２列又は４列以上のチャネル列の場合も同様にして行うことができる。

以上の説明では、チャネルの一端部が徐々に浅くなり、その浅溝部を通ってチャネルの長さ方向に対して交叉する側からインクが供給されるタイプのインクジェットヘッドの製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、入口から出口にかけてストレート状となる多数のチャネルを備える所謂ハーモニカタイプのインクジェットヘッドの製造方法にも好ましく適用することができる。

ハーモニカタイプの場合であれば、まず、図１３に示すように、溝形成工程において、圧電基板１０上に、チャネル加工用ブレードＢ１を用いて該圧電基板１０の一方の端から他方の端に亘って複数の平行なチャネル１１と位置合わせ溝１２を平行に切削して溝加工する。

このチャネル１１の加工により、各チャネル１１間には圧電材料を含む駆動壁１３が該チャネル１１と交互に形成される。

その後は、チャネルの一端部が徐々に浅くなり、その浅溝部を通ってチャネルの長さ方向に対して交叉する側からインクが供給されるタイプのインクジェットヘッドの製造方法と同様に、位置合わせ溝１２のチャネル１１側の側壁１２ａを残して、チャネル１１と反対側の側壁１２ｂを除去するように圧電基板１０を切断し、更に、必要に応じて、２枚の圧電基板１０がそれぞれ有する外形基準面１２ａを突き当て具６に突き当てることにより、２枚の圧電基板１０間の位置合わせ、即ち、２列のチャネル列間の位置合わせをする工程を経て、ハーモニカタイプのインクジェットヘッドが得られる。

また、ハーモニカタイプのインクジェットヘッドの場合、好ましい態様として、図１４に示すように、２枚の圧電基板１０のチャネル１１形成面同士を、各々の圧電基板１０のチャネル１１の形成位置が一致するように位置決めした後、隔壁１３の上面を含むチャネル１１形成面同士を直接接着してヘッドチップを形成するものが挙げられる。これにより、２枚の圧電基板１０、１０がそれぞれ備えるチャネル１１、１１同士の合体によりチャネル１１’が形成され、更に、隔壁１３、１３同士の合体により隔壁１３’が形成される。このようにして得られたヘッドチップを用いることにより、１列のチャネル列を備えるハーモニカタイプのインクジェットヘッドが得られる。

ここで、２枚の圧電基板１０は分極方向が互いに異なっていることにより、得られたインクジェットヘッドは、駆動信号に応じて、２枚の圧電基板１０、１０からなる隔壁１３’を「く」の字状に変形させて、チャネル１１’にインク吐出圧を形成する。

本態様では、各々の圧電基板１０のチャネル１１同士、及び、隔壁１３同士を精度良く一致させることが強く要求されるが、本発明によれば、２枚の圧電基板１０間の位置合わせ精度に優れることにより、極めて好適にその要求を満たすことができる。

以上の説明では、主に圧電基板１０ごとにカバー基板２０が設けられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、１枚のカバー基板２０を介して２枚の圧電基板１０が接着される場合や、図１４に示したようにカバー基板２０を設けない場合にも適用できる。

また、以上の説明では、位置合わせ溝１２を、圧電基板１０の一端から他端にかけて連続して形成する場合について説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されず、位置合わせ溝１２を、圧電基板１０の一端から他端にかけて部分的に、あるいは断続的に形成することにより、圧電基板１０の１辺において、部分的、あるいは断続的な外形基準面１２ａを形成してもよい。

また、本発明において、切断加工用ブレードＢ２を用いて圧電基板１０を切断することによって圧電基板１０の外形端に露呈する外形基準面１２ａは、必ずしも位置合わせ溝１２のチャネル１１側の側壁の全体である必要はない。少なくとも位置合わせ溝１２のチャネル１１側の側壁の一部が露呈して外形基準面１２ａを成していれば、安定性は比較的劣るものの、該外形基準面１２ａを突き当て具６に突き当てて位置合わせが可能であり、本発明の効果を奏することができる。

さらにまた、以上の説明では、位置合わせ溝１２を、圧電基板１０において、チャネル１１の配列方向の外側の１辺に１つ設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

即ち、本発明においては、例えば、圧電基板１０において、チャネル１１の配列方向の両外側の２辺に１本ずつ、チャネル１１と平行な位置合わせ溝１２を設けてもよい。これにより、圧電基板１０におけるチャネル１１の配列方向の両外側の２辺に外形基準面１２ａを設けることができる。

更に、本発明において、チャネル１１と位置合わせ溝１２とは互いに平行である場合に限定されず、例えば、チャネル１１に対して垂直な位置合わせ溝１２を形成してもよい。チャネル１１に対して垂直な位置合わせ溝１２は、チャネル１１の加工時と位置合わせ溝１２の加工時とで、例えば圧電基板１０を固定する加工ステージを９０度回転させる等によって、圧電基板１０に対するチャネル加工用ブレードＢ１の加工方向（ブレード方向）を相対的に９０度回転させることで形成することができる。

チャネル１１に平行な位置合わせ溝１２と、チャネル１１に垂直な位置合わせ溝１２を共に２ずつ形成して、例えば図１５に示すように、圧電基板１０の４辺すべてに位置合わせ溝１２を形成してもよい。このように本発明によれば、圧電基板１０の１、２、３又は４辺に対して、適宜、位置合わせ溝１２を形成し、外形基準面１２ａを付与することができる。

以上の説明では、外形基準面１２ａを複数列のチャネル列間の位置合わせに用いる場合について説明したが、外形基準面１２ａによって位置合わせされる対象はこれに限定されるものではない。例えば、インクジェットヘッドＨをハウジングに装着する際の位置合わせ時などにおいて、外形基準面１２ａに基づいて位置合わせすることで、ハウジングに対してチャネル列を高精度に位置決めすることができる効果を奏する。あるいは、外形基準面１２ａを、例えば圧電基板１０にカバー基板２０を貼付ける際の位置合わせに用いることも好ましいことである。

また、以上の説明では、圧電基板１０を切断する工具として、切断加工用ブレードＢ２を用いる場合について説明したが、圧電基板１０を切断する切断用工具は、位置合わせ溝１２のチャネル１１側の側壁１２ａを残すと共に、チャネル１１と反対側の側壁１２ｂを除去することが可能な工具であれば格別限定されず好適に用いることができる。このような切断用工具としては、円盤状ブレードの他に、例えばワイヤーソー等を好ましく例示できる。

以上の説明では、圧電基板に形成されたチャネル間の隔壁を駆動壁としてせん断変形させることによってノズルから吐出させるせん断モードタイプのインクジェットヘッドの製造方法について説明したが、本発明はこれに限定されず、基板に多数のチャネルを形成し、該チャネル内のインクを、例えばピエゾ方式やサーマル方式等によって、ノズルから吐出する構成を有するインクジェットヘッドであれば好適に適用できる。

１：ヘッドチップ
１０：圧電基板
１１：チャネル
１２：位置合わせ溝
１２ａ：外形基準面
１２ｅ：切断面
１３：駆動壁
１４：駆動電極
１５：接続電極
２０：カバー基板
３０：チャネル基板
２：ノズルプレート
２１：ノズル
６：突き当て具
６１：接触部
Ｂ１：チャネル加工用ブレード
Ｂ２：切断加工用ブレード
Ｈ：インクジェットヘッド

Claims (6)

1. 基板に切削工具でチャネルを形成した後、該基板の外形を切断してヘッドチップを作成するインクジェットヘッドの製造方法であって、
   前記基板に、前記チャネルと、該チャネルの外側に所定寸法離れた位置に設けられ、底面と該底面から立ち上がる２つの側壁とを有する位置合わせ溝とを、同一の切削工具を用いて形成する溝形成工程と、
   前記溝形成工程の後に、前記位置合わせ溝の前記チャネル側の前記側壁を外形基準面として残し、前記位置合わせ溝の前記チャネルと反対側の前記側壁を除去するように前記基板の外形を切断する切断工程と、
   を備えることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
2. 前記切断工程において、前記位置合わせ溝の底面を切断面の一端として前記基板を切断することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
3. 前記溝形成工程において、前記位置合わせ溝を前記チャネルよりも深く形成することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
4. 前記切断工程において、前記溝形成工程で用いた切削工具より切削幅の厚い切削工具を用いて前記基板を切断することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
5. 前記切断工程で得られた複数枚の前記基板が備える外形基準面を各々突き当て具に突き当てることにより該複数枚の前記基板間の位置合わせをする位置合わせ工程を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
6. 前記基板には、複数の前記チャネルが並設されてなり、前記位置合わせ工程において、２枚の前記基板の前記複数のチャネルの並設方向及び該チャネルの延伸方向に平行な面同士を対向させた状態で前記位置合わせを行い、次いで、該面同士を接着することを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッドの製造方法。
   

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