JP2015229314A - インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度化したノズル開口部の吐出不良を防止する。
【解決手段】記録媒体に対してインクを吐出するノズル開口部Ｎを備えるノズルプレート１０と、ノズル開口部に対応して設けられ、当該ノズル開口部から吐出するインクを貯留する圧力室２１を含み、ノズルプレートと接合されることにより、圧力室とノズル開口部とが連通するように設けられる導通路１０１を備えるヘッドチップ１１０と、を備え、ノズルプレートにおいて複数のヘッドチップが設けられると共に、複数のヘッドチップに対応して導通路とノズル開口部とが連通するようにアライメントマークＭ１がノズルプレートに設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。

従来、複数のノズル開口部からインクを吐出させて記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置では、形成画像の高精度化に伴い、より多くのノズル開口部が高密度で配置されるようになっている。
例えば、高密度化の目的を達成するために、搬送方向に直交する方向(幅方向とする)に複数のインクジェットヘッドをずらして配置することにより、高密度化する技術が用いられている。
しかしながら、上記高密度配置を実施する場合、複数のインクジェットヘッドが個々に高精度に配置されていないと、複数のインクジェットヘッドの各ノズル開口部にもズレが生じ、隣接するドット間が密又は疎となる現象が生じ、印字ばらつきやスジ等が生じ、画像の劣化につながる。従って、印字ばらつきやスジ等が生じず、画像の劣化を防止するためには、複数のインクジェットヘッドを個々に高精度に位置決めし、各々のインクジェットヘッドに備えられたノズル開口部を高精度に位置決めする必要がある。

そこで、特許文献１及び特許文献２には、個々のノズル開口部を位置合わせする際の位置精度を向上させる方法が提案されている。
例えば特許文献１では、複数のヘッドチップをノズル開口部が設けられたノズルプレートに位置調整部材を用いて配置することによって形成されるインクジェットヘッドが開示されており、複数のヘッドチップのノズル開口部間における位置ずれを防止できることが開示されている。

また、特許文献２にも、配線基板に設けられたアライメントマークを基準として複数のヘッドチップを配置し、該複数のチップに対して共通する一枚のノズルプレートを配置する構成により、複数のヘッドチップのノズル開口部間において位置ずれを防止できることが開示されている。

特開２０１０−１０５２５５号公報 特開２０１０−１８７２７８号公報

しかしながら、特許文献１では、位置調整部材に設けられた溝にヘッドチップを差し込み、ノズルプレートに配置するため、ヘッドチップとノズルプレートとの位置合わせは、位置調整部材の機械精度、取り付け精度、加工精度等に依存する。したがって、位置調整部材の精度を超えてヘッドチップとノズル開口部とをより高精度に位置合わせをすることは困難であり、ヘッドチップのインク流路とノズル開口部とが連通せず、ノズル欠等が生じ、画像の劣化を生じるおそれがあった。

また、特許文献２では、配線基板に設けられたアライメントマークで位置合わせを行い、複数のヘッドチップを配線基板上に形成した後に、各ヘッドチップに対して一枚のノズルプレートを接合する。このため、例えば、配線基板で反りや伸び縮み等が生じた場合や複数のヘッドチップ間で反りや伸び縮み等が生じた場合、ノズルプレートを張り合わせる際に各々のヘッドチップに設けられたインク流路と該インク流路に対応したノズル開口部とを良好に連通させることが難しく、ノズル欠等が生じ、画像の劣化につながるおそれがあった。

本願発明は、ノズル開口部の高密度化を図りつつも、ヘッドチップとノズルプレートとの位置ズレによるノズル欠の発生を低減することができるインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によるインクジェットヘッドは、
記録媒体に対してインクを吐出するノズル開口部を備えるノズルプレートと、
前記ノズル開口部に対応して設けられ、当該ノズル開口部から吐出するインクを貯留する圧力室を含み、前記ノズルプレートと接合されることにより、前記圧力室と前記ノズル開口部とが連通するように設けられる導通路を備えるヘッドチップと、
を備え、
前記ノズルプレートにおいて複数の前記ヘッドチップが設けられると共に、
前記複数のヘッドチップに対応して前記導通路と前記ノズル開口部とが連通するようにアライメントマークが前記ノズルプレートに設けられていることを特徴とする。

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であって、
前記ノズルプレートに設けられたアライメントマークを用いて前記ノズルプレートと前記ヘッドチップとを相互に位置決めするためのアライメントマークが、前記ノズルプレートに設けられたアライメントマークに対応して前記ヘッドチップにも設けられてい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であって、
前記ヘッドチップのアライメントマークと前記ノズルプレートのアライメントマークの少なくともいずれか一方は、前記ノズルプレートに対する前記ヘッドチップの取り付ける方向に沿った貫通穴であることを特徴とする。

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であって、
前記ノズルプレートは、シリコン、ＳＵＳ、４２アロイ又はポリイミドのいずれか一つから形成さ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１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドであって、
前記複数のヘッドチップの取り付け位置を除いて前記ノズルプレートの前記ヘッドチップの取り付け面を覆う補強板を前記ノズルプレートに装備したことを特徴とする。

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であって、
前記複数のヘッドチップは、中間ガラス基板を備え、
前記複数のヘッドチップは、前記中間ガラス基板を接着剤により前記ノズルプレートに接合したことを特徴とする。

請求項７に記載の発明によるインクジェットヘッドの製造方法は、
圧力室、インクの導通路、配線基板を個別に有する複数のヘッドチップと、前記複数のヘッドチップに対応するノズル開口部が形成され、前記複数のヘッドチップが取り付けられる一枚のノズルプレートとを備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記ヘッドチップと前記ノズルプレートとの双方に、一つのヘッドチップにつき少なくとも二つ以上のアライメントマークを設け、当該アライメントマークにより相互の位置決めを行って前記複数のヘッドチップと前記ノズルプレートとを接合することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記ヘッドチップのアライメントマークと前記ノズルプレートのアライメントマークの少なくともいずれか一方を、前記ノズルプレートに対する前記ヘッドチップの取り付ける方向に沿った貫通穴としたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は８記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記複数のヘッドチップの中間ガラス基板を接着剤により前記ノズルプレートに接合したことを特徴とする。

本発明によれば、ノズル開口部の高密度化を図りつつも、ヘッドチップとノズルプレートとの位置ズレによるノズル欠の発生を低減することが可能となる。

本発明に係るインクジェットヘッドの斜視図である。 ノズルプレートの平面図である。 一つのヘッドチップに対応する複数のノズル開口部Ｎの配置例を示す図である。 インクジェットヘッドの断面図である。 図５（Ａ）〜図５（Ｃ）はノズルプレートの上面にヘッドチップが形成されるまでの工程を示した図である。 、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は図５（Ｃ）からの続きであって、ノズルプレートの上面にヘッドチップが形成されるまでの工程を示した図である。 図７（Ａ）、図７（Ｂ）は図６（Ｃ）からの続きであって、ノズルプレートの上面にヘッドチップが形成されるまでの工程を示した図である。 インクジェットヘッドをインクジェット記録装置のキャリッジに搭載する場合の配置例の平面図である。 インクジェットヘッドに補強板を設けた例を示す平面図である。 ノズルプレートの他の形状の例を示す平面図である。 ヘッドチップの他の配置の例を示す平面図である。 ヘッドチップの個体数を増やした例を示す平面図である。

［発明の実施の形態］
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開口部Ｎが形成された一枚のノズルプレート１０と、当該ノズルプレート１０に搭載される二つのヘッドチップ１１０とを備えている。
以下、ノズルプレート１０における複数のノズル開口部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はノズルプレート１０の平面図、図３は一つのヘッドチップ１１０に対応する複数のノズル開口部Ｎの配置例を示す図である。
ノズルプレート１０は、長方形状のシリコン（Ｓｉ）からなる平板であり、その長辺がＸ方向に平行であり、短辺がＹ方向に平行になっている。
そして、ノズルプレート１０の上面に、Ｘ方向に並んで二つのヘッドチップ１１０が搭載される。
ノズルプレート１０の上面における二つのヘッドチップ１１０のそれぞれの搭載位置Ｎ１，Ｎ２には、複数のノズル開口部Ｎがノズルプレート１０をＺ方向に貫通して形成されている。
また、ノズルプレート１０の下面側には撥水膜が形成され、ノズル開口部Ｎから吐出するインクの付着が防止されている。

上記各搭載位置Ｎ１，Ｎ２における複数のノズル開口部Ｎは、フォトリソグラフィを用いたドライエッチングにより形成される。また、各搭載位置Ｎ１，Ｎ２にはそれぞれ二つのアライメントマークＭ１がそのＸ方向の両端部に形成されている。これらのアライメントマークＭ１は、ノズルプレート１０をＺ方向に貫通した貫通穴からなる。このアライメントマークＭ１の貫通する方向はノズルプレート１０に対するヘッドチップ１１０の取り付ける方向に一致している。そして、各搭載位置Ｎ１，Ｎ２のアライメントマークＭ１は、複数のノズル開口部Ｎを、フォトリソグラフィを用いたドライエッチングにより形成する際に一緒に形成される。
ドライエッチングによりノズル開口部Ｎ及びアライメントマークＭ１を形成することで、ノズルプレート１０とヘッドチップ１１０とを接合する場合に、互いに精度良く位置決めすることができ、高密度で配置されたノズル開口部Ｎに対するインクの導通路１０１（図４参照）のズレによる吐出不良の発生を効果的に低減することができる。
また、ノズル開口部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。

図３に示すように、ノズルプレート１０におけるヘッドチップ１１０の一つの搭載位置Ｎ１（又はＮ２）には、例えば、Ｙ方向に対して僅かに傾斜した方向に沿って設けられた複数のノズル開口部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３では、多数存在するノズル開口部Ｎのうち、最左に存在するノズル列のノズル開口部Ｎについて符号を付し、他のノズル開口部Ｎの符号を省略している。

図４は、インクジェットヘッド１の断面図である。なお、図４では、便宜上、複数のノズル開口部Ｎのうち、前述したアライメントマークＭ１に隣接する一つのノズル開口部Ｎからインクの吐出を行うための構成について図示している。
図４に示すように、ノズルプレート１０の上面において、ヘッドチップ１１０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、ノズルプレート１０に近い側から、中間ガラス基板１００、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。
即ち、ノズルプレート１０に搭載された二つのヘッドチップ１１０は、いずれも、中間ガラス基板１００、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を個別に備え、これらが順番に積層された複数の基板からなる構造体となっている。
なお、Ｚ方向に沿う方向のうち、ノズルプレート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に示すように、圧力室基板２０には、中間ガラス基板１００の導通路１０１を介してノズル開口部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、上側に設けられている。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、中間ガラス基板１００、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には、圧力室２１に連通する導通路１０２、２２、３１、４１、５１が設けられている。導通路１０２、２２、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の上方に設けられる外部のインク供給流路とを接続する。

外部のインク供給流路は、例えば、各ヘッドチップ１１０の配線基板５０の上方に立設される図示しない筐体内に設けられて、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インク供給流路に供給されたインクは、当該インク供給流路、導通路５１、４１、３１、２２、１０２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内のインクに圧力が加わり、ノズル開口部Ｎから吐出される。

上記圧力室２１には、ノズル開口部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、ノズル開口部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。
配線基板５０には、外部のインク供給流路から圧力室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平面に沿った上面及び下面を有する方形状の圧電素子である。アクチュエーター６０は、その上面に第１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２電極６２が設けられている。

第１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、第１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、フォトリソグラフィ等を用い、導電性を有する金属（例えば、Cr、Ti、Au）をパターニングして形成することができる。例えば、Crをパターニングし、その後Auをパターニングすることによって形成することができる。CrやTiはAuの密着層として利用される。
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。

また、第２電極６２は、振動板３０に形成された電極層に当接している。振動板３０に形成された電極層は、第２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２電極６２は、例えば、振動板３０に形成された電極層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。電極層は、例えば、フォトリソグラフィ等を用い、導電性を有する金属（例えば、Cr、Ti、Au）を振動板３０にパターニングして形成することができる。例えば、Crをパターニングし、その後Auをパターニングすることによって形成することができる。CrやTiはAuの密着層として利用される。
圧電素子は、第１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２電極６２が、振動板３０に形成された電極層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。

中間ガラス基板１００は、例えば、導通路１０１をノズルプレート１０と圧力室基板２０との間に設ける目的で設けられる。図４に示すように、中間ガラス基板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、ノズル開口部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。

上記中間ガラス基板１００、圧力室基板２０、振動板３０、スペーサー基板４０、配線基板５０には、これらの各基板の相互の接合時において、相互間を正確に位置決めするために、各々のＸ方向における両端部にアライメントマークＭ２〜Ｍ５が形成されている。また、ノズルプレート１０には、ヘッドチップ１１０の二つの搭載位置Ｎ１、Ｎ２のＸ方向における両端部にそれぞれアライメントマークＭ１が形成されている。
また、図４〜図７では、二つの内の一方のアライメントマークＭ１〜Ｍ５のみを図示している。

これらのアライメントマークＭ１〜Ｍ５は、いずれも、ノズルプレート１０、中間ガラス基板１００、圧力室基板２０、振動板３０、スペーサー基板４０、配線基板５０のＸ−Ｙ平面における規定の位置をＺ方向に沿って貫通する円形の貫通穴である。そして、アライメントマークＭ１〜Ｍ５は、ノズルプレート１０、中間ガラス基板１００、圧力室基板２０、振動板３０、スペーサー基板４０、配線基板５０がＸ−Ｙ平面に沿って相対的に正確に位置決めされた状態で接合された場合に、Ｚ方向から見て同心となるように形成されている。
そして、アライメントマークＭ１〜Ｍ５は、上に位置するものほど内径が大きく設定されている。つまり、それぞれのアライメントマークＭ１〜Ｍ５の内径はＭ１＜Ｍ２＜Ｍ３＜Ｍ４＜Ｍ５となっている。
例えば、アライメントマークＭ２，Ｍ３を用いて、中間ガラス基板１００と圧力室基板２０とを接合する際には、例えば、精密ステージ等により、中間ガラス基板１００を圧力室基板２０に対してＸ方向とＹ方向とに任意に移動可能に保持し、且つ、中間ガラス基板１００を圧力室基板２０に対してＺ方向の軸回りに回転可能に保持する。なお、移動と回転は圧力室基板２０側が行ってもよい。また、Ｘ方向の移動とＹ方向の移動とＺ方向を軸とする回転のいずれか一部の動作を中間ガラス基板１００側で行い、残りの動作を圧力室基板２０側が行ってもよい。
そして、二つのカメラを用いて、内径の大きなそれぞれのアライメントマークＭ３を介して、Ｚ方向に沿った視線により、内径の小さなアライメントマークＭ２の撮像を行う。さらに、撮像画像の画像処理を行って、二つのアライメントマークＭ３に対して二つのアライメントマークＭ２がそれぞれ正確に同心となったか否かを判定しつつ、Ｘ方向移動、Ｙ方向移動及びＺ方向の軸回りの回転と撮像とを繰り返し実行する。
これにより、二つのアライメントマークＭ３に対して二つのアライメントマークＭ２がそれぞれ正確に同心となった位置で、中間ガラス基板１００と圧力室基板２０の相互の接合を実行する。これにより、中間ガラス基板１００と圧力室基板２０とが正確に位置決めされた状態で接合される。
なお、これら以外の基板、即ち、ノズルプレート１０、中間ガラス基板１００、圧力室基板２０、振動板３０、スペーサー基板４０、配線基板５０の中で隣接する基板同士の接合の場合も、相互のアライメントマークＭ１〜Ｍ５を利用して同一の方法で位置決めが行われる。

図５（Ａ）〜図５（Ｃ）、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）、図７（Ａ）、図７（Ｂ）はノズルプレート１０の上面にヘッドチップ１１０が形成されるまでの工程を示した図である。
まず、図５（Ａ）に示すように、配線基板５０が単独で用意される。
次に、金を材料としたワイヤーボンディングにより、図５（Ｂ）に示すように、バンプ９１が形成される。
次に、図示しないアプリケーターを用いた導電性材料９２の塗布により、図５（Ｃ）に示すように、バンプ９１の下端側に導電性材料９２が塗布される。
なお、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、一つのノズル開口部Ｎに関する構成の形成に係る記載であるが、実際には、インクジェットヘッド１が有する複数のノズル開口部Ｎの各々に対応する複数の配線５２の各々の下面に対して、上記工程が一括して行われる。

次に、図６（Ａ）に示すように、スペーサー基板４０が用意される。
そして、図６（Ｂ）に示すように、圧力室基板２０が用意される。この圧力室基板２０の上面には振動板３０が接合されている。さらに、振動板３０の上面における圧力室２１の真上となる位置にアクチュエーター６０が設けられている。
そして、圧力室基板２０の下面に、中間ガラス基板１００が接合される。圧力室基板２０及び振動板３０と中間ガラス基板１００の接合には、互いのアライメントマークＭ３、Ｍ２が利用される。

そして、図６（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と圧力室基板２０とを振動板３０を介して接合する。これらの接合の際には、互いのアライメントマークＭ４、Ｍ３が位置決めに利用される。

その後、図６（Ｃ）に示すスペーサー基板４０、振動板３０、圧力室基板２０及び中間ガラス基板１００からなる接合体におけるスペーサー基板４０の上面と、図５（Ｃ）に示す接続部９０が形成された配線基板５０の下面とが加熱接着されることで、図７（Ａ）に示すヘッドチップ１１０が形成され、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。

次に、ヘッドチップ１１０の下面、即ち、中間ガラス基板１００の下面とノズルプレート１０の上面との接合が行われる。これらの接合の際には、互いのアライメントマークＭ２、Ｍ１が利用される。インクジェットヘッド１は、ヘッドチップ１１０を二つ備えているが、いずれのヘッドチップ１１０もアライメントマークＭ２、Ｍ１を利用して接合される。

以上のように、上記インクジェットヘッド１は、二つのヘッドチップ１１０に対応する搭載位置Ｎ１，Ｎ２を備える一枚のノズルプレートを備え、各ヘッドチップ１１０は個別に配線基板５０を有している。
このため、二つのヘッドチップ１１０のノズル開口部Ｎが一枚のノズルプレート１０に形成されることから、二つのヘッドチップ１１０のノズル開口部Ｎの相互の位置ズレを効果的に低減することが可能となる。
この場合、ノズル開口部Ｎをエッチングにより形成しているので、個々のノズル開口部Ｎをより高精度な配置で形成することができ、ノズル開口部Ｎの相互の位置ズレをさらに効果的に低減することが可能となる。

また、各ヘッドチップ１１０は別々の配線基板５０を有するので、従来のように、複数のヘッドチップ１１０についてノズルプレート１０と配線基板５０とを共用する場合に比べて、配線基板５０側の反り等の影響により、各ヘッドチップ１１０のノズルプレート１０に対する位置ズレの発生を低減することができる。このため、ノズル開口部Ｎの高密度化を図った場合でも、上記の問題によるインクの吐出不良の発生を抑制し、ノズル欠の発生を低減することが可能となる。

さらに、各ヘッドチップ１１０の中間ガラス基板１００には二つのアライメントマークＭ２が形成され、ノズルプレート１０には搭載位置Ｎ１，Ｎ２ごとに二つのアライメントマークＭ１が形成されているので、ノズルプレート１０に対して正確に二つのヘッドチップ１１０を位置決めして接合することが可能となる。
また、ノズルプレート１０側のアライメントマークＭ１は、ノズル開口部Ｎと共にエッチングにより形成されるので、ノズル開口部Ｎに対してアライメントマークＭ１を高精度に配置することができ、ノズルプレート１０に対してより正確にヘッドチップ１１０を位置決めして接合することが可能となる。
また、アライメントマークＭ１とＭ２の少なくともいずれか一方は貫通穴で形成しているので、貫通穴であるアライメントマークを通して他方のアライメントマークを認識することができ、相互の位置合わせを容易且つ高精度に行うことが可能となる。

また、中間ガラス基板１００とノズルプレート１０の接合は、エポキシ系の接着剤を使用した接着により行われる。ガラスとシリコンの接合は、陽極接合が知られているが、前述したように、ノズルプレート１０の下面側には撥水膜が形成されており、陽極接合の際の加熱温度には耐久できない。従って、エポキシ系の接着剤を使用することにより、低温で中間ガラス基板１００とノズルプレート１０とを接合し、撥水膜の保護を図ることが可能となる。

また、上記圧力室基板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（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。また、中間ガラス基板１００の材料はガラスである。そして、ノズルプレート１０の材料はシリコンである。
これらの各種材料の熱膨張係数の差は十分に小さく、このため、各基板の接合時の温度変化や、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、温度変化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。

［インクジェットヘッドの配置例］
図８はインクジェットヘッド１をインクジェット記録装置のキャリッジに搭載する場合の配置例の平面図を示す。
図示のように、インクジェットヘッド１をＸ方向に沿って並べた列をＹ方向に複数列配置する場合に、一方の列においてＸ方向に沿って並んだヘッドチップ１１０の間に、隣接する列の各ヘッドチップ１１０が位置するように、互いに隣接する列と列とでＸ方向にオフセット配置することにより、Ｘ方向に隙間なくドット形成を行うことができる。つまり、インクジェットヘッド１を上記配置とすることにより、フルライン型のインクジェット記録装置を構成することができる。
なお、図８における符号Ｍは同一位置となるアライメントマークＭ１〜Ｍ５全体を示している。

［補強板］
図９に示すように、インクジェットヘッド１のノズルプレート１０の上面には、強度をより高く維持するための補強板１０３を装備しても良い。この補強板１０３は、搭載位置Ｎ１，Ｎ２が開口しており、ノズルプレート１０の上面に接合される。
補強板１０３は、ノズルプレート１０よりも強度が高く、熱膨張係数が近似する材料から形成することが望ましい。例えば、ノズルプレート１０をシリコンとする場合には補強板１０３は、４２アロイやＳＵＳ等から形成することが望ましい。
また、ノズルプレート１０に対する補強板１０３の接合は、撥水膜への影響を考慮して低温で接着可能な接着剤による接着が望ましい。
また、ノズルプレート１０に対する補強板１０３の接合は、ノズルプレート１０に対する各ヘッドチップ１１０の接合の前、或いは接合の後のいずれに行っても良い。

［ノズルプレートの他の形状の例］
ノズルプレート１０の形状は、前述した長方形状に限られず、任意の形状とすることができる。例えば、図１０に示すように、二つの長方形を斜めに配置してつなぎ合わせた形状としても良い。この場合、複数のインクジェットヘッド１をＸ方向に並べて配置する場合に、相互の凹凸部分が嵌合し、無駄なく配置することが可能である。

また、ノズルプレート１０に対するヘッドチップ１１０の配置も任意である。例えば、図１１に示すように、Ｙ方向に沿って記録媒体が搬送されることを前提とする場合に、ノズルプレート１０の上面において二つのヘッドチップ１１０をＹ方向に並べて配置しても良い。この場合、ヘッドチップ１１０が形成するドットピッチの半分のピッチで二つのヘッドチップ１１０，１１０をＸ方向にずらして配置することにより、倍の密度でドットを形成することができる。

また、一つのノズルプレート１０に対するヘッドチップ１１０の搭載個数は、二以上であれば任意である。
例えば、図１２に示すように、三つのヘッドチップ１１０を搭載する場合には、これのヘッドチップ１１０をＸ方向に沿って千鳥状に配置しても良い。これにより、幅の広い画像形成に対応することが可能となる。
また、図１１や図１２に示すインクジェットヘッド１をインクジェット記録装置のキャリッジに複数搭載しても良いことは言うまでもない。

［その他］
なお、本発明の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、ヘッドチップにアライメントマークを設ける場合、ノズルプレートのアライメントマークＭ１に対応してヘッドチップを構成する全てのプレート（基板）にアライメントマークを形成する必要はなく、ヘッドチップのうち、ノズルプレートと接合される側に設けられる導通路出口と前記ノズル開口部とが連通するように少なくとも導通路を有するプレート（基板）にアライメントマークが形成されていれば良い。例えば、図７（Ｂ）においては、ノズルプレート１０におけるアライメントマークＭ１に対応して少なくとも中間ガラス基板１００にアライメントマークＭ２が設けられていれば良い。

また、アライメントマークＭ１〜Ｍ５については円形に限定されず、他のいずれの形状でもよいが、アライメントマークＭ１〜Ｍ５がそれぞれ相似形状であることが望ましい。
また、アライメントマークＭ１〜Ｍ５の大きさは、Ｍ１＜Ｍ２＜Ｍ３＜Ｍ４＜Ｍ５としたが、大小関係を逆、即ち、Ｍ５＜Ｍ４＜Ｍ３＜Ｍ２＜Ｍ１としてもよい。いずれの場合でも、位置決めの際には、大きい方のアライメントマークを通じて小さい方のアライメントマークを撮像し、位置合わせを行う。
また、アライメントマークＭ１〜Ｍ５は、全てが同心上に並ぶ配置としたが、少なくとも接合する二枚の基板同士のアライメントマークが同心であればよい。その場合、上面と下面の両方に他の基板が設けられる基板（例えば、図７における圧力室基板２０、スペーサー基板４０、ガラス基板１００等）については、上面側に接合される基板と下面側に接合される基板とに対して個別にアライメントマークを形成しても良い。但し、各基板を積層する過程でアライメントマークが隠れないように配慮する必要がある。
また、アライメントマークは一部については貫通穴としなくともよい。接合する二つの基板の内の一方が貫通穴からなるアライメントマークであれば、他方は貫通していない穴や刻印、ペイント等の印であってもよい。
また、アライメントマークＭ１〜Ｍ５はいずれも二つずつ形成しているが、この個数は三以上としても良い。その場合、三つのアライメントマークについてカメラで撮像しながら基板の相互の位置決めを行うことが望ましい。

また、ノズルプレート１０の素材は、シリコンに限定されない。例えば、ＳＵＳ、４２アロイ又はポリイミド等を利用することも可能である。ＳＵＳ、４２アロイを素材とする場合には、剛性が得られるため、ノズルプレート１０をより薄くすることが可能である。
また、ノズルプレート１０の素材としてＳＵＳ、４２アロイ又はポリイミド等を使用する場合にも、前述した補強板１０３をノズルプレート１０に装備してもよい。

また、上記の実施形態におけるヘッドチップ１１０は、圧力室基板２０、振動板３０等の複数の基板が積層された構造体であるが、これは一例であってこれに限られるものでない。ヘッドチップ１１０は、ノズル開口部Ｎから吐出されるインクが収容される圧力室２１と、圧力室２１の所定の方向の反対側の面に当接するよう設けられたアクチュエーター６０と、配線基板５０と、インクの導通路と、ノズル開口部Ｎへの導通路１０１を有するものであればよい。

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。

また、インクジェットヘッド１には、配線基板５０の導通路５１にインクを供給するインク供給路が形成され、配線基板５０への配線が施された筐体を備えてもよい。その場合、筐体は、ヘッドチップ１１０を個別に格納するものをヘッドチップ１１０ごとに個別に用意しても良いし、二つのヘッドチップ１１０をまとめて格納するものを用意しても良い。
また、二つのヘッドチップ１１０をまとめて格納する筐体には、これら両方のヘッドチップ１１０にインクを供給するインク室を形成しても良い。
また、インクジェットヘッド１は筐体を備えないでインク供給路としてのホースや配線基板５０への配線を直接的に配線基板５０に接続する構成としても良い。

１ インクジェットヘッド
１０ ノズルプレート
２０ 圧力室基板
２１ 圧力室
３０ 振動板
３１ 導通路
４０ スペーサー基板
５０ 配線基板
５１ 導通路
５３ インターポーザー
６０ アクチュエーター
１００ 中間ガラス基板
１０１ 導通路
１０２ 導通路
１０３ 補強板
１１０ ヘッドチップ
Ｍ１〜Ｍ５ アライメントマーク
Ｎ ノズル開口部
Ｎ１，Ｎ２ 搭載位置

Claims (9)

1. 記録媒体に対してインクを吐出するノズル開口部を備えるノズルプレートと、
   前記ノズル開口部に対応して設けられ、当該ノズル開口部から吐出するインクを貯留する圧力室を含み、前記ノズルプレートと接合されることにより、前記圧力室と前記ノズル開口部とが連通するように設けられる導通路を備えるヘッドチップと、
   を備え、
   前記ノズルプレートにおいて複数の前記ヘッドチップが設けられると共に、
   前記複数のヘッドチップに対応して前記導通路と前記ノズル開口部とが連通するようにアライメントマークが前記ノズルプレート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。
2. 前記ノズルプレートに設けられたアライメントマークを用いて前記ノズルプレートと前記ヘッドチップとを相互に位置決めするためのアライメントマークが、前記ノズルプレートに設けられたアライメントマークに対応して前記ヘッドチップにも設けられてい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。
3. 前記ヘッドチップのアライメントマークと前記ノズルプレートのアライメントマークの少なくともいずれか一方は、前記ノズルプレートに対する前記ヘッドチップの取り付ける方向に沿った貫通穴であることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。
4. 前記ノズルプレートは、シリコン、ＳＵＳ、４２アロイ又はポリイミドのいずれか一つから形成されていることを特徴とする請求項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。
5. 前記複数のヘッドチップの取り付け位置を除いて前記ノズルプレートの前記ヘッドチップの取り付け面を覆う補強板を前記ノズルプレートに装備したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記複数のヘッドチップは、中間ガラス基板を備え、
   前記複数のヘッドチップは、前記中間ガラス基板を接着剤により前記ノズルプレートに接合した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。
7. 圧力室、インクの導通路、配線基板を個別に有する複数のヘッドチップと、前記複数のヘッドチップに対応するノズル開口部が形成され、前記複数のヘッドチップが取り付けられる一枚のノズルプレートとを備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
   前記ヘッドチップと前記ノズルプレートとの双方に、一つのヘッドチップにつき少なくとも二つ以上のアライメントマークを設け、当該アライメントマークにより相互の位置決めを行って前記複数のヘッドチップと前記ノズルプレートとを接合することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
8. 前記ヘッドチップのアライメントマークと前記ノズルプレートのアライメントマークの少なくともいずれか一方を、前記ノズルプレートに対する前記ヘッドチップの取り付ける方向に沿った貫通穴としたことを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
9. 前記複数のヘッドチップの中間ガラス基板を接着剤により前記ノズルプレートに接合したことを特徴とする請求項７又は８記載のインクジェットヘッドの製造方法。

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