(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズル面に付着しているインク等の残留物を拭き取るワイプ部材の使用寿命を飛躍的に延ばすことができる液体吐出装置及び液体吐出装置の製造方法を提供する。【解決手段】複数のエネルギー発生素子と、エネルギー発生素子によって発生したエネルギーにより液体を吐出するノズル１１が形成されたノズル層４１と、複数のエネルギー発生素子に電気エネルギーを供給する複数の電極端子と、を有する記録素子基板と、複数の電極端子のそれぞれに対応して電気的に接続される複数の導体を有する電気配線基板３と、記録素子基板と電気配線基板３とが液体供給側端面に固着される液体供給部と、を備え、複数の電極端子と複数の導体とは、隣接して配置され、ノズル層４１の液体吐出方向側の表面と電気配線基板３の表面とが略同一高さとなるように設けられ、複数の電極端子の側面部と複数の導体とを導電性を有する導電性接続部材によって電気的に接続する。【選択図】図９
2014188702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子によって発生したエネルギーにより液体を吐出するノズルが形成されたノズル層と、前記複数のエネルギー発生素子に電気エネルギーを供給する複数の電極端子と、を有する記録素子基板と、
前記複数の電極端子のそれぞれに対応して電気的に接続される複数の導体を有する電気配線基板と、
前記記録素子基板と前記電気配線基板とが液体供給側端面に固着される液体供給部と、
を備え、
前記複数の電極端子と前記複数の導体とは、隣接して配置され、
前記ノズル層の液体吐出方向側の表面と前記電気配線基板の表面とが略同一高さとなるように設けられ、
前記複数の電極端子の液体吐出方向に対して垂直方向における側面部と前記複数の導体とが導電性を有する導電性接続部材によって電気的に接続されることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記電気配線基板は、前記複数の電極端子及び前記複数の導体を被覆する被覆部材を有し、
前記被覆部材は、前記複数の導体と前記ノズル層との間に、前記ノズル層の液体吐出方向側の表面と略同一の高さの表面が形成されることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記複数の電極端子は、前記記録素子基板の端に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記複数の電極端子の液体吐出方向側を覆う保護層を備えたことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記液体供給部は、前記液体供給側端面から突出して前記複数の導体を前記複数の電極端子側へ折り曲げた状態で支持する支持部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液体吐出装置。
【請求項６】
エネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子によって発生したエネルギーにより液体を吐出するノズルが形成されたノズル層と、前記複数のエネルギー発生素子に電気エネルギーを供給する複数の電極端子と、を有する記録素子基板を形成する記録素子基板形成工程と、
前記複数の電極端子のそれぞれに対応して電気的に接続される複数の導体を有する電気配線基板を、前駆複数の導体が前記複数の電極端子に隣接するように配置する電気配線基板配置工程と、
前記複数の電極端子の液体吐出方向に対して垂直方向における側面部と前記複数の導体とを導電性を有する導電性接続部材によって電気的に接続する接続工程と、
前記複数の導体と前記ノズル層との間に、前記ノズル層の液体吐出方向側の表面と略同一の高さの表面を形成するように前記複数の電極端子及び前記複数の導体を被覆する被覆部材を塗布する塗布工程と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置の製造方法。
【請求項７】
前記記録素子基板形成工程は、
ウエハー上に前記複数のエネルギー発生素子と前記ノズル層とを有する前記記録素子基板を複数個隣接して一括形成する一括形成工程と、
前記複数の電極端子を隣接する前記記録素子基板間に跨がるように形成する電極端子形成工程と、
前記複数の電極端子の液体吐出方向側を覆う保護層を形成する保護層形成工程と、
前記複数の電極端子をダイシングして隣接する前記記録素子基板を分離するダイシング工程と、
を有することを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ等に用いられる液体吐出装置及び液体吐出装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクジェットプリンタ等に用いられる液体吐出装置及び液体吐出装置の製造方法に関して種々提案されている。
例えば、インク供給路が設けられたベース板には、支持板と、記録素子基板とが接着剤により接合されている。記録素子基板には、インクを吐出するための吐出エネルギーを発生する複数の電気熱変換体と、電気熱変換体に対応した複数のインク路と複数の吐出口とが形成されている。記録素子基板の両側部の上面部には、各電気熱変換体に電力を供給する電極端子がそれぞれ複数個ずつ形成されている。各電極端子には、金メッキバンプやボールバンプ等の接続層が形成されている。
【０００３】
また、記録素子基板のインクの吐出口が露出するように形成された開口部を有する電気配線基板が支持板に接着固定されている。この電気配線基板は、開口部の各電極端子に対向する一対の端縁部から内方に向けて突出する複数のリード端子と、複数のリード端子と外部入力端子とを連結する配線パターンと、配線パターンを厚さ方向に挟むように設けられたベース材とカバーフィルム等から構成されている。
【０００４】
電気配線基板の各リード端子は、相対向する各電極端子上に配置されている。そして、ボンドツールを用いて、リード端子の端子列毎に、各リード端子を各電極端子上に加圧しつつ加熱して電気的に接続する。その後、各リード端子の上部を覆うようにリード封止剤が塗布されて構成されたインクジェット記録ヘッドがある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９７７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記した特許文献１に記載されたインクジェット記録ヘッドでは、リード封止剤の上端面と電気配線基板の開口部周縁部とが、記録素子基板のインク吐出面よりもインク吐出方向に高くなって、大きな段差が形成されている。このため、記録素子基板のインク吐出面に付着しているインク等の残留物を拭き取るワイプ部材の先端が、電気配線基板の開口部周縁で強く曲げられ、使用寿命が短くなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ノズル面に付着しているインク等の残留物を拭き取るワイプ部材の使用寿命を飛躍的に延ばすことができる液体吐出装置及び液体吐出装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため請求項１に係る液体吐出装置は、エネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子によって発生したエネルギーにより液体を吐出するノズルが形成されたノズル層と、前記複数のエネルギー発生素子に電気エネルギーを供給する複数の電極端子と、を有する記録素子基板と、前記複数の電極端子のそれぞれに対応して電気的に接続される複数の導体を有する電気配線基板と、前記記録素子基板と前記電気配線基板とが液体供給側端面に固着される液体供給部と、を備え、前記複数の電極端子と前記複数の導体とは、隣接して配置され、前記ノズル層の液体吐出方向側の表面と前記電気配線基板の表面とが略同一高さとなるように設けられ、前記複数の電極端子の液体吐出方向に対して垂直方向における側面部と前記複数の導体とが導電性を有する導電性接続部材によって電気的に接続されることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る液体吐出装置は、請求項１に記載の液体吐出装置において、前記電気配線基板は、前記複数の電極端子及び前記複数の導体を被覆する被覆部材を有し、前記被覆部材は、前記複数の導体と前記ノズル層との間に、前記ノズル層の液体吐出方向側の表面と略同一の高さの表面が形成されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る液体吐出装置は、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出装置において、前記複数の電極端子は、前記記録素子基板の端に配置されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る液体吐出装置は、請求項３に記載の液体吐出装置において、前記複数の電極端子の液体吐出方向側を覆う保護層を備えたことを特徴とする。
【００１２】
更に、請求項５に係る液体吐出装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液体吐出装置において、前記液体供給部は、前記液体供給側端面から突出して前記複数の導体を前記複数の電極端子側へ折り曲げた状態で支持する支持部を有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に係る液体吐出装置の製造方法は、エネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子と、前記エネルギー発生素子によって発生したエネルギーにより液体を吐出するノズルが形成されたノズル層と、前記複数のエネルギー発生素子に電気エネルギーを供給する複数の電極端子と、を有する記録素子基板を形成する記録素子基板形成工程と、前記複数の電極端子のそれぞれに対応して電気的に接続される複数の導体を有する電気配線基板を、前駆複数の導体が前記複数の電極端子に隣接するように配置する電気配線基板配置工程と、前記複数の電極端子の液体吐出方向に対して垂直方向における側面部と前記複数の導体とを導電性を有する導電性接続部材によって電気的に接続する接続工程と、前記複数の導体と前記ノズル層との間に、前記ノズル層の液体吐出方向側の表面と略同一の高さの表面を形成するように前記複数の電極端子及び前記複数の導体を被覆する被覆部材を塗布する塗布工程と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に係る液体吐出装置の製造方法は、請求項６に記載の液体吐出装置の製造方法において、前記記録素子基板形成工程は、ウエハー上に前記複数のエネルギー発生素子と前記ノズル層とを有する前記記録素子基板を複数個隣接して一括形成する一括形成工程と、前記複数の電極端子を隣接する前記記録素子基板間に跨がるように形成する電極端子形成工程と、前記複数の電極端子の液体吐出方向側を覆う保護層を形成する保護層形成工程と、前記複数の電極端子をダイシングして隣接する前記記録素子基板を分離するダイシング工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る液体吐出装置及び請求項６に係る液体吐出装置の製造方法では、記録素子基板と電気配線基板とを液体供給部の液体供給側端面に固着した場合には、複数の電極端子と複数の導体とは、隣接して配置されると共に、ノズル層の液体吐出方向側の表面と、電気配線基板の表面とが略同一高さとなるように設けられる。また、複数の電極端子の液体吐出方向に対して垂直方向における側面部と複数の導体とが、ハンダ等の導電性を有する導電性接続部材によって電気的に接続される。これにより、記録素子基板と電気配線基板との間の段差を無くすことができ、ノズル面に付着しているインク等の残留物を拭き取るワイプ部材の使用寿命を飛躍的に延ばすことができる。
【００１６】
また、請求項２に係る液体吐出装置では、複数の導体とノズル層との間に、被覆部材をノズル層の液体吐出方向側の表面と略同一の高さの表面を形成するように塗布することによって、記録素子基板と電気配線基板との間の段差を確実に無くすか、あるいは極めて小さくすることができる。また、段差がないために複数の電極端子、複数の導体及び導電性接続部材を被覆部材でその高さ方向に均等に覆うことができ、被覆ムラを生じさせない。従って、ワイプ部材によって拭き取られるインク等の侵入による端子間の短絡を確実に防止することができる。
【００１７】
また、請求項３に係る液体吐出装置では、複数の電極端子は、記録素子基板の端に配置されるため、各電極端子を設けるためのスペースの省スペース化を図ることができる。また、複数の電極端子は、電気配線基板に相対的に近い記録素子基板の端に配置される。複数の電極端子が電気配線基板に近いため、電気配線基板から遠い場合と比較して、各電極端子と各導体とを電気的に接続するハンダ等の導電性を有する導電性接続部材が断線する可能性が少ない。このため、各電極端子と各導体との電気的接続の信頼性の向上を図ることができる。また、複数の電極端子は、ノズル層から離れた記録素子基板の端に配置されるため、隣接する記録素子基板をダイシングして分離する際に、ダイシング時の負荷がノズル層にかかりにくい。このため、基板面積を抑えて、且つ、ノズルの信頼性の向上を図ることができる。
【００１８】
また、請求項４に係る液体吐出装置及び請求項７に係る液体吐出装置の製造方法では、複数の電極端子を隣接する記録素子基板間に跨がるように一括形成した後、複数の電極端子の液体吐出方向側を覆う保護層を形成して、その後に、複数の電極端子をダイシングして隣接する記録素子基板を分離する。これにより、複数の電極端子は、液体吐出方向側、つまり、上側に保護層が形成されているため、基板との密着性が向上しており、隣接する記録素子基板をダイシングして分離する際に、各電極端子の破損を防止することができる。
【００１９】
また、請求項５に係る液体吐出装置では、複数の導体は、液体供給部の液体供給側端面から突出する支持部によって、複数の電極端子側へ折り曲げられた状態で支持される。これにより、各導体が相対向する各電極端子へ近くなり、各電極端子と各導体との導電性接続部材による電気的接続を更に確実に行うことができる。更に、該支持部は、記録素子基板及び電気配線基板と液体供給部を固着する際の位置基準として用いることができるので、より確実に各電極端子と各導体との位置決めができ、電気的接続の信頼性を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係るインクカートリッジ１を示す分解斜視図である。
【図２】インク吐出ヘッド５と電気配線基板３との電気的接続を模式的に示す部分拡大平面図である。
【図３】インク吐出ヘッド５の製造方法を示す工程断面図で、（Ａ）は、基板８上にヒータ３２、耐キャビテーション膜３５、密着層４２、４５、電極パッド１２を形成した状態を模式的に示し、（Ｂ）は、犠牲層４８を形成した状態を模式的に示す工程断面図である。
【図４】図３に続いて、（Ｃ）は、インク室形成層５１を形成した状態を模式的に示し、（Ｄ）は、現像してノズル１１、インク流路壁３８、保護層１３を形成した状態を模式的に示す工程断面図である。
【図５】図４に続いて、（Ｅ）は、ウエハー８を切断（ダイシング）した状態を模式的に示す工程断面図である。
【図６】インクカートリッジ１の製造方法を示す工程断面図で、インク吐出ヘッド５をインクタンク２の上面に接着した状態を模式的に示す工程断面図である。
【図７】図６に続いて、電気配線基板３をインクタンク２の上面に接着した状態を模式的に示す工程断面図である。
【図８】図７に続いて、インク吐出ヘッド５の電極パッド１２と電気配線基板３の導体２１とにクリームハンダ２２を滴下した状態を模式的に示す工程断面図である。
【図９】図８に続いて、熱風又は赤外線により半田付け後、電極パッド１２と導体２１を被覆部材２３で被覆した状態を模式的に示す工程断面図である。
【図１０】他の第１実施形態に係るインクカートリッジ６１における、インク吐出ヘッド５、電極パッド１２及び導体２１を含む、部分拡大断面図である。
【図１１】他の第２実施形態に係るインクカートリッジ７１を模式的に示す平面図である。
【図１２】図１１のＸ１−Ｘ１矢視部分の断面を模式的に示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る液体吐出装置及び液体吐出装置の製造方法をインクカートリッジについて具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るインクカートリッジ１の概略構成について図１、図２及び図９に基づいて説明する。尚、以下の説明において、図１に示すインクタンク２の幅方向における左方向、右方向、インクタンク２の長手方向における手前側方向、奥側方向、インクタンク２の各スリット２Ｃからインクを供給するインク供給方向、このインク供給方向に対して反対方向が、それぞれインクカートリッジ１及びインク吐出ヘッド５の左方向、右方向、前方向、後方向、上方向、下方向である。従って、インク吐出ヘッド５のインク吐出方向は、上方向である。
【００２２】
［インクカートリッジ１の概略構成］
図１及び図２に示すように、インクカートリッジ１は、インクタンク２と、電気配線基板３と、インク吐出ヘッド５とから構成されている。
インクタンク２は、上面の前側部分が上方に突出する、略直方体形状に形成され、内部にインクを収容可能なインク収容部２Ａが設けられている。インクタンク２の上方に突出する上端面２Ｂには、インク収容部２Ａと連通する各スリット２Ｃが形成されている。各スリット２Ｃは、上端面２Ｂのインク吐出ヘッド５が接着される部分の前後方向における両端にそれぞれ設けられ、図９に示すように、インク吐出ヘッド５のインク供給口６に連通する。
【００２３】
図１、図２、図９に示すように、インク吐出ヘッド５は、平板状で平面視矩形に形成され、インクタンク２の上端面２Ｂに位置決めされて、接着剤７によって基板８の側面部が全周に渡って上端面２Ｂに接着固定されている。インク吐出ヘッド５の上端面には複数のノズル１１が前後方向に２列に並んで形成されている。また、インク吐出ヘッド５の左右方向の両側端縁部には、複数の電極端子の一例としての各電極パッド１２が、基板８の上側にそれぞれ形成されている。各電極パッド１２の周縁部及び上方側は、エポキシ樹脂等によって形成された保護層１３によって被覆され、各電極パッド１２の左右方向外側の端面部は、露出している。
【００２４】
図１、図２及び図９に示すように、電気配線基板３は、インクタンク２の前面、右面、及び上端面２Ｂに延設されて、インクタンク２に接着固定されている。電気配線基板３は、例えば、ベース材１５としての厚さ２５μｍのポリイミドフィルムと、接続配線１６としての厚さ３５μｍの銅箔と、配線保護材としての厚さ２５μｍのカバーフィルム１７と、それぞれを接着する厚さ約３０μｍのエポキシ接着剤等から構成されている。尚、エポキシ接着剤等を用いず、ベース材１５とカバーフィルム１７を熱溶着等によって直接貼り合わせて、接続配線１６を挟持するようにしてもよい。
【００２５】
また、電気配線基板３は、インク吐出ヘッド５が露出するように形成された矩形の開口部１８が設けられている。開口部１８の各電極パッド１２に相対向する側縁部には、各接続配線１６及びベース材１５の一端部が、カバーフィルム１７から内方に向けて露出して、各接続配線１６の一端部に電気的に接続される複数の導体２１が形成されている。各導体２１は、それぞれ電極パッド１２に相対向するように設けられる。各導体２１は、各電極パッド１２にハンダ２２により電気的に接続されている。各電極パッド１２及び各導体２１は、電気的に接続された後、エポキシ樹脂等の被覆部材２３によって被覆されている。
【００２６】
電気配線基板３のインクタンク２に接着固定された前側部分には、銅箔により形成された各ランド２５が、それぞれカバーフィルム１７から露出するように設けられ、各接続配線１６の他端部に電気的に接続されている。従って、各ランド２５は、各接続配線１６、各導体２１及び各ハンダ２２を介して、各導体２１に相対向する各電極パッド１２に電気的に接続される。尚、各導体２１及び各ランド２５の表面には金メッキ等の接続層を形成してもよい。
【００２７】
［インク吐出ヘッド５の概略構成］
次に、インク吐出ヘッド５の概略構成について図５（Ｅ）に基づいて説明する。図５（Ｅ）に示すように、インク吐出ヘッド５の所定のピッチで前後方向に２列に並んで形成された各ノズル１１は、それぞれインク室３１に連通している。各インク室３１内には、インクを吐出するためのエネルギー発生素子として機能するヒータ３２がそれぞれ設けられ、保護膜３３が積層されてノズル１１に対応する部分に耐キャビテーション膜３５が形成されている。
【００２８】
また、インク供給口６が、インク吐出ヘッド５の下面からシリコン製の基板８の表裏面を上下方向に貫通して、２列のヒータ３２の間に開口し、各インク室３１へインクタンク２のスリット２Ｃからインクが供給される。各インク室３１に供給されたインクの一部は、ヒータ３２の加熱により気泡となって、インク室３１内のインクを押し出し、ノズル１１から吐出される。
【００２９】
図５（Ｅ）に示すように、インク吐出ヘッド５の層構造は、各ヒータ３２を駆動する駆動回路３６等が形成された基板８と、ヒータ３２と、インク室部３７とから主に構成されている。インク室部３７は、基板８の上面に形成される。インク室部３７は、基板８から上方に立設されてインク室３１を区画するインク流路壁３８と、このインク流路壁３８の上端から左右方向に延出されてインク流路の天井部を形成するノズル層４１とから構成されている。
【００３０】
インク流路壁３８は各ヒータ３２及び各耐キャビテーション膜３５を囲み、エポキシ樹脂からなる密着層４２を一部介してヒータ３２上に形成された保護膜３３に接合されている。また、ノズル層４１に形成された各ノズル１１は、ヒータ３２の真上に設けられている。尚、インク流路壁３８は、ヒータ３２及びインク供給口６を全周に渡って囲む態様であっても、インク流路壁３８の一部や一辺が開口した状態で囲む態様であっても、どちらでも差し支えない。
【００３１】
基板８は、研磨面の結晶方位が＜１００＞面のシリコンからなる。但し、結晶方位は＜１００＞面に限定されるわけではなく、例えば、＜１１０＞面等の他の結晶方位でもよい。各ヒータ３２は、上下に電極４３が積層され、駆動回路３６から駆動電流が供給され発熱駆動される。また、インク吐出ヘッド５の両側縁部の各電極４３上には、駆動回路３６に対して駆動信号や電力を供給するための電極パッド１２が形成されている。電極パッド１２の内方側の保護膜３３の略水平部分の上側にエポキシ樹脂からなる密着層４５が積層される。密着層４５及び電極パッド１２の上側に保護層１３が形成されている。尚、ノズル層４１の上端面において、各ノズル１１の吐出口を囲む面上にのみ撥水層を積層してもよい。
【００３２】
［インク吐出ヘッド５の製造方法］
次に、インク吐出ヘッド５の製造方法を図３乃至図５に基づいて説明する。
先ず、図３（Ａ）に示すように、シリコン製の基板（ウエハー）８の上に、複数個のインク吐出ヘッド５が左右方向に隣接した状態で前後方向に配列されて一括形成される。先ず、基板８の上に各インク吐出ヘッド５の駆動回路３６を形成し、この駆動回路３６の両側縁部に各電極４３を形成する。続いて、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて、駆動回路３６等の上側に、絶縁膜４６となる酸化シリコン（ＳｉＯ２）や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を、１μｍ〜５μｍの厚さになるように形成する。また、基板８の裏面の全面に、酸化膜４７となる酸化シリコン（ＳｉＯ２）を、プラズマＣＶＤ、若しくは、駆動回路３６を形成する工程中の熱酸化により１μｍ〜５μｍの厚さになるように形成する。
【００３３】
続いて、絶縁膜４６の上に、スパッタリング法によって、ヒータ３２の発熱抵抗体となるタンタルアルミニウム（Ｔａ−Ａｌ）を３０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さに形成し、その後、ヒータ３２の電極４３となるアルミ銅（Ａｌ−Ｃｕ）を２００ｎｍ〜１０００ｎｍの厚さに形成する。そして、フォトリソグラフィ法によって、タンタルアルミニウム層とアルミ銅層とを予め定められた形状にパターニングする。タンタルアルミニウム層とアルミ銅層は、ドライエッチングによって同時に配線パターンの形状が形成される。
【００３４】
その後、フォトリソグラフィ法によって、ヒータ３２の配置部分等をパターニングする。ヒータ３２の配置部分等に対応するアルミ銅層は、ウエットエッチングにより除去されて、ヒータ３２の配置部分をパターニングした形状が形成される。
【００３５】
更に、プラズマＣＶＤ法によって、保護膜３３となる窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を２００ｎｍ〜１０００ｎｍの厚さに形成する。その後、保護膜３３の上に、スパッタリング法によって、耐キャビテーション膜３５となるタンタル（Ｔａ）を１００ｎｍ〜５００ｎｍの厚さに形成する。そして、フォトリソグラフィ法によって、タンタル膜及び保護膜３３をパターニングする。耐キャビテーション膜３５及び電極パッド１２の配置部分に対応する保護膜３３は、ドライエッチングによって除去する。
【００３６】
ここで、電極パッド１２の配置部分に対応する保護膜３３の左右方向の幅が約２００μｍ〜３００μｍで、左右方向に隣接するインク吐出ヘッド５の境界部分を左右方向略均等に跨がるように、ドライエッチングによって除去する。続いて、金（ＡＵ）のメッキバンプ等によって、上下方向の高さが約２０μｍで、左右方向の幅が約２００μｍ〜３００μｍの電極パッド１２を形成する。従って、電極パッド１２は、左右方向に隣接するインク吐出ヘッド５の境界部分を左右方向略均等に跨がるように形成される。
【００３７】
次に、保護膜３３の上に、例えば、スピンコートによって、各密着層４２、４５となるエポキシ樹脂をベースとして感光した部分が残るネガ型レジスト（例えば、日本化薬株式会社製の光硬化エポキシ樹脂ＳＵ−８等である。）を１μｍ〜３μｍの厚さに形成し、加熱（以下、「ベーク」という。）により乾燥する。そして、フォトリソグラフィ法によって、各密着層４２、４５に対応する予め定められた形状にパターニングし、各密着層４２、４５を形成する。その後、高温でベークにより硬化させ、基板との密着性を高める。
【００３８】
次に、図３（Ｂ）に示すように、保護膜３３の上に、例えば、スピンコートによって、犠牲層４８となる感光した部分が溶解するポジ型レジスト（例えば、東京応化工業株式会社製のＰＭＥＲＰ−ＬＡ９００ＰＭ等である。）を１０μｍ〜２０μｍの厚さに形成し、ベークにより乾燥する。そして、フォトリソグラフィ法により、ポジ型レジストをインク流路となる形状にパターニングした後、弱アルカリ水溶液で現像して犠牲層４８を形成する。
【００３９】
次に、図４（Ｃ）に示すように、犠牲層４８の上に、例えば、スピンコートによって、ネガ型レジスト（例えば、日本化薬株式会社製の光硬化エポキシ樹脂ＳＵ−８等である。）を犠牲層４８の上端面から１０μｍ〜２０μｍの厚さになるように形成して、ベークにより乾燥させ、インク流路壁３８、ノズル層４１、及び、保護層１３となるインク室形成層５１を保護膜３３の全面を覆うように形成する。従って、ノズル層４１の厚さは、犠牲層４８の上端面から１０μｍ〜２０μｍの厚さに形成される。また、電極パッド１２周辺の犠牲層４８を残さないので、保護層１３の厚さは、密着層４５の上端面から１０μｍ〜２０μｍの厚さに形成され、保護層１３の上端面は、ノズル層４１の上端面よりも上下方向において低くなる。
【００４０】
続いて、フォトマスクをインク室形成層５１の上に載置し、紫外線露光を行って、各インク室部３７、各ノズル１１及び各保護層１３をパターニングする。従って、インク室形成層５１の各インク室部３７に対応する部分は、各ノズル１１に対応する部分を除き、犠牲層４８及び密着層４２に達する深さまで紫外線によって感光される。また、インク室形成層５１の各保護層１３に対応する部分は、電極パッド１２及び密着層４５に達する深さまで紫外線によって感光される。その後、インク室形成層５１をキシレンを用いて現像した後、１００℃前後でベークする。
【００４１】
従って、図４（Ｄ）に示すように、犠牲層４８を囲んでインク室３１を区画するインク流路壁３８、及びこのインク流路壁３８と犠牲層４８との上側にノズル層４１が形成される。また、ノズル層４１に各ノズル１１が形成される。これにより、基板８の上面に、インク流路壁３８及びノズル層４１から構成されたインク室部３７が形成される。また、各電極パッド１２と各密着層４５の上側に保護層１３が形成される。
【００４２】
その後、基板８の下面の酸化膜４７上に、例えば、スピンコートによって、ポジ型レジスト（例えば、東京応化工業株式会社製のＯＦＰＲ−８００等である。）を１μｍ程度の厚さに形成し、ベークにより硬化する。そして、フォトリソグラフィ法により、ポジ型レジストをインク供給口６に対応する形状に現像してパターニングした後、酸化膜４７をドライエッチング、またはウエットエッチング等によってインク供給口６に対応する形状にパターニングした後、ポジ型レジストを除去する。
【００４３】
続いて、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液やテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液等のアルカリ溶液を用いたウエットエッチングによって、酸化膜４７から基板８の上面に向かってＳｉ異方性エッチング（化学的エッチング）を行う。基板８の方位は＜１００＞又は＜１１０＞であるため、基板８の裏面から進行するＳｉ異方性エッチングは、＜１１１＞面を残すように行われ、基板８の上面に形成された絶縁膜４６に容易に到達し、インク供給口６が形成される。その後、ドライエッチング等により、インク供給口６の上に位置する絶縁膜４６、保護膜３３を除去する。
【００４４】
そして、全体をアセトンやプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）等の有機溶剤に浸すことによって、犠牲層４８を有機溶剤に溶解させ、インク供給口６から流出させて除去し、乾燥する。これにより、インク室部３７内に、各インク室３１及び各インク室３１とインク供給口６とを連通するインク流路が形成される。
【００４５】
その後、図５（Ｅ）に示すように、左右方向に隣接するインク吐出ヘッド５を厚さ約４０μｍ〜１００μｍのダイシングソーによって切断分離することによって、インク吐出ヘッド５がチップ化される。また、左右方向に隣接するインク吐出ヘッド５の境界部分に跨がるように形成された各電極パッド１２は、ダイシングソーによって左右方向中央部が、保護層１３の上側から切断され、各電極パッド１２の左右方向外側の側面部が露出している。ここで、保護層１３は樹脂からなり比較的柔らかいので、ダイシングソーの長寿命化にも貢献する。
【００４６】
［インクカートリッジ１の製造方法］
次に、インクカートリッジ１の製造方法を図６乃至図９に基づいて説明する。
図６に示すように、先ず、インク吐出ヘッド５を、インク供給口６の前後方向における両端部がインクタンク２の上方に突出する上端面２Ｂに形成された各スリット２Ｃの上側にそれぞれ重なるように載置して位置決めする。そして、インク吐出ヘッド５の上端面２Ｂに当接する基板８の側面部の下端部に沿って全周に渡って光硬化型の接着剤（例えば、グレースジャパン株式会社製の光硬化接着剤ＵＶ-２０１等である。）７を塗布する。その後、接着剤７に紫外線を照射して硬化させ、インク吐出ヘッド５を上端面２Ｂ上に固定する。尚、接着剤７は、基板８の上端面よりも基板８の下側の側面部に塗布される。これにより、接着剤７が電極パッド１２に付着して導通不良が発生することを防止できる。
【００４７】
続いて、図７に示すように、電気配線基板３の開口部１８をインク吐出ヘッド５に嵌め込み、各導体２１をインク吐出ヘッド５の各電極パッド１２に対向させる。そして、電気配線基板３のベース材１５の内方側端縁部を接着剤７に接触若しくは近傍に位置するように位置決めして、ベース材１５を上端面２Ｂに接着固定する。また、電気配線基板３をインクタンク２の前面と右面にそれぞれ位置決めして、ベース材１５をインクタンク２の前面、右面に接着固定する。これにより、インクタンク２の上端面２Ｂから電気配線基板３のカバーフィルム１７の上端面までの高さは、上端面２Ｂからインク吐出ヘッド５のノズル層４１の上端面までの高さと略同一高さとなる。
【００４８】
そして、図８に示すように、ディスペンサ等を使用して各導体２１の上側にクリームハンダ２２を塗布する。また、クリームハンダ２２の塗布量は、導体２１に対向する電極パッド１２の露出する側面部と導体２１を覆うと共に、隣接するクリームハンダ２２とは接触しない必要かつ十分な量だけ適宜塗布する。
【００４９】
続いて、図９に示すように、クリームハンダ２２を熱風又は赤外線により加熱して溶融させた後、冷して、各導体２１と各導体２１に対向する各電極パッド１２とをハンダ２２によって電気的に接続する。この工程は電子部品実装法の一つであるハンダリフローと同等であるので、溶融したハンダはその表面張力と濡れ性によって、端子部に集合し、端子間からは排除される。結果、端子間のハンダブリッジによる導通不良が防止され、信頼性が向上する。
【００５０】
その後、インク吐出ヘッド５のノズル層４１の各電極パッド１２側の左右両側縁部と、電気配線基板３の開口部１８の各電極パッド１２に対向する両側縁部との間に、加熱硬化型エポキシ樹脂（例えば、株式会社スリーボンド製の一液性エポキシ樹脂ＴＢ２２７４Ｓ等である。）を塗布し、加熱硬化させて被覆部材２３を形成する。従って、被覆部材２３は、インク吐出ヘッド５のノズル層４１と、電気配線基板３の各導体２１との間を被覆する。
【００５１】
加熱硬化型エポキシ樹脂の塗布量は、各導体２１と各電極パッド１２を電気的に接続する各ハンダ２２を覆うと共に、被覆部材２３の上端面が、インク吐出ヘッド５のノズル層４１の上端面と略同一の高さになる必要かつ十分な量だけ適宜塗布する。これにより、インク吐出ヘッド５のノズル層４１の上端面から電気配線基板３のカバーフィルム１７の上端面まで左右方向に段差が形成されず、滑らかな面が形成される。従って、インク吐出ヘッド５のノズル層４１の上端面をワイプ部材の一例であるワイパー５２によって、電気配線基板３側へクリーニングした際には、ノズル層４１から電気配線基板３のカバーフィルム１７の上端面へワイパー５２がスムーズに移動する。ワイパー５２は、例えば、ウレタンゴムの薄板からなる。
【００５２】
ここで、ヒータ３２は、エネルギー発生素子の一例として機能する。また、インク吐出ヘッド５は、記録素子基板の一例として機能する。また、インクタンク２は、液体供給部の一例として機能する。また、インクタンク２の上端面２Ｂは、液体供給側端面の一例として機能する。また、電極パッド１２は、電極端子の一例として機能する。また、ハンダ２２は、導電性接続部材の一例として機能する。
【００５３】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るインクカートリッジ１では、インク吐出ヘッド５と電気配線基板３とをインクタンク２の上方に突出する上端面２Ｂに接着固定した場合には、複数の電極パッド１２の露出した側面部と複数の導体２１とは、それぞれ相対向して隣接して配置される。また、インク吐出ヘッド５のノズル層４１のインク吐出方向側の表面、つまり、ノズル層４１の上端面と、電気配線基板３のカバーフィルム１７の上側表面とが略同一高さとなるように設けられる。
【００５４】
そして、複数の電極パッド１２のインク吐出方向に対して垂直方向、つまり、左右方向外側における側面部と複数の導体２１とが、ハンダ２２によって電気的に接続される。更に、複数の導体２１とノズル層４１との間に、加熱硬化型エポキシ樹脂の被覆部材２３をノズル層４１のインク吐出方向側の表面と略同一の高さの表面を形成するように塗布して、加熱硬化させる。
【００５５】
尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。また、以下の説明において、上記図１乃至図９に示す前記実施形態に係るインクカートリッジ１の構成等と同一符号は、前記実施形態に係るインクカートリッジ１の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００５６】
［第２実施形態］
（Ａ）先ず、他の第１実施形態に係るインクカートリッジ６１について図１０に基づいて説明する。
他の第１実施形態に係るインクカートリッジ６１の概略構成は、前記実施形態に係るインクカートリッジ１の構成とほぼ同じ構成である。但し、図１０に示すように、インクタンク２に替えて、インクタンク６２が設けられている点で異なっている。
【００５７】
図１０に示すように、インクタンク６２は、インクタンク２の構成とほぼ同じ構成である。但し、インクタンク６２の上端面２Ｂには、インク吐出ヘッド５の基板８の各導体２１に対向する側面部８Ａから左右方向外側に所定距離、例えば、距離約１００μｍ離間した位置に、断面略直角三角形状の支持リブ６３が、この側面部８Ａに対して略平行に立設されている。支持リブ６３の上端面２Ｂからの高さは、基板８の厚さとほぼ等しい寸法に形成されている。
【００５８】
支持リブ６３の基板８の側面部８Ａに対向する側面は、インクタンク６２の上端面２Ｂに対して垂直な面を形成している。支持リブ６３の各導体２１に対向する側面は、上端面２Ｂに対して右斜め下方向に傾斜する傾斜面６３Ａ、つまり、各導体２１から各電極パッド１２側の斜め上方向へ傾斜する傾斜面６３Ａを形成している。
【００５９】
次に、このように構成されたインクカートリッジ６１の製造方法を図１０に基づいて説明する。図１０に示すように、インク吐出ヘッド５のインクタンク６２の上端面２Ｂへの取り付けは、インク吐出ヘッド５を、インク供給口６の前後方向における両端部がインクタンク６２の上方に突出する上端面２Ｂに形成された各スリット２Ｃの上側にそれぞれ重なるように載置して位置決めする。
【００６０】
そして、基板８の側面部８Ａと支持リブ６３との間と、基板８の残り３辺の側面部の上端面２Ｂに当接する下端部に沿って全周に渡って光硬化型の接着剤７を塗布する。その後、接着剤７に紫外線を照射して硬化させ、インク吐出ヘッド５を上端面２Ｂ上に固定する。尚、接着剤７は、基板８の上端面よりも下側の各側面部に塗布される。これにより、接着剤７が電極パッド１２に付着して導通不良が発生することを防止できる。
【００６１】
続いて、電気配線基板３の開口部１８をインク吐出ヘッド５に嵌め込み、各導体２１を支持リブ６３の傾斜面６３Ａに押し付けて、ベース材１５と各導体２１を各電極パッド１２側へ折り曲げた状態で、各導体２１が各電極パッド１２に対向するように位置決めして、ベース材１５を上端面２Ｂに接着固定する。また、電気配線基板３をインクタンク６２の前面と右面にそれぞれ位置決めして、ベース材１５をインクタンク６２の前面、右面に接着固定する。これにより、インクタンク６２の上端面２Ｂから電気配線基板３のカバーフィルム１７の上端面までの高さは、上端面２Ｂからインク吐出ヘッド５のノズル層４１の上端面までの高さと略同一高さとなる。
【００６２】
ここで、インクタンク６２は、液体供給部の一例として機能する。また、支持リブ６３は、支持部の一例として機能する。
【００６３】
［第３実施形態］
（Ｂ）次に、他の第２実施形態に係るインクカートリッジ７１について図１１及び図１２に基づいて説明する。
他の第２実施形態に係るインクカートリッジ７１の概略構成は、前記実施形態に係るインクカートリッジ１の構成とほぼ同じ構成である。但し、図１１及び図１２に示すように、インクタンク２に替えて、液体供給部の一例として機能するインクタンク７２が設けられている点で異なっている。
【００６４】
図１１及び図１２に示すように、インクタンク７２は、インクタンク２の構成とほぼ同じ構成である。但し、インクタンク７２の上端面２Ｂには、インク吐出ヘッド５が載置される各スリット２Ｃを含む領域７３が、上端面２Ｂよりも少し上側へ、例えば、約５０μｍ〜１００μｍ上側へ突出して、平面視矩形状の段差部７５が形成されている。
【００６５】
従って、インクカートリッジ７１では、前記実施形態に係るインクカートリッジ１と同様に、インク吐出ヘッド５を段差部７５の上端面７５Ａに接着固定すると共に、インクタンク７２の上端面２Ｂに電気配線基板３を接着固定する。これにより、インク吐出ヘッド５のノズル層４１の上端面は、電気配線基板３のカバーフィルム１７の上端面よりも所定高さ上側へ、例えば、高さ約５０μｍ〜１００μｍ上側へ突出する。
【００６６】
そして、前記実施形態に係るインクカートリッジ１と同様に、各電極パッド１２と各導体２１とをハンダ２２によって電気的に接続する。続いて、インク吐出ヘッド５のノズル層４１の各電極パッド１２側の左右両側縁部と、電気配線基板３の開口部１８の各電極パッド１２に対向する両側縁部との間に、加熱硬化型エポキシ樹脂を塗布し、加熱硬化させて被覆部材２３を形成する。従って、被覆部材２３は、インク吐出ヘッド５のノズル層４１と、電気配線基板３の各導体２１との間を被覆する。
【００６７】
加熱硬化型エポキシ樹脂の塗布量は、各導体２１と各電極パッド１２を電気的に接続する各ハンダ２２を覆うと共に、被覆部材２３の上端面が、インク吐出ヘッド５のノズル層４１の上端面から電気配線基板３のカバーフィルム１７の上端面側へ向かって、斜め下方向に傾斜する必要かつ十分な量だけ適宜塗布する。これにより、インク吐出ヘッド５のノズル層４１の上端面から電気配線基板３のカバーフィルム１７の上端面まで左右方向に段差が形成されず、滑らかな斜め下方向に傾斜する傾斜面が形成される。
【００６８】
従って、他の第２実施形態に係るインクカートリッジ７１では、前記実施形態に係るインクカートリッジ１と同様の効果を奏することができる。具体的には、インク吐出ヘッド５のノズル層４１の上端面をワイパー５２によって、電気配線基板３側へクリーニングした際には、ノズル層４１から電気配線基板３のカバーフィルム１７の上端面へワイパー５２がスムーズに移動する。
【００６９】
これにより、インク吐出ヘッド５のノズル層４１の上端面と電気配線基板３のカバーフィルム１７の上端面との間の段差を無くすことができ、ノズル層４１の上端面に付着しているインク等の残留物を拭き取るワイパー５２の使用寿命を飛躍的に延ばすことができる。また、複数の電極パッド１２、複数の導体２１及びハンダ２２を被覆部材２３で覆うことができ、ワイパー５２によって拭き取られるインク等による隣接する電極パッド１２間及び隣接する導体２１間の短絡を確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１、６１、７１      インクカートリッジ
２、６２、７２      インクタンク
２Ｂ、７５Ａ      上端面
３      電気配線基板
５      インク吐出ヘッド
８      基板（ウエハー）
１１      ノズル
１２      電極パッド
１３      保護層
２１      導体
２２      ハンダ（クリームハンダ）
２３      被覆部材
４１      ノズル層
６３      支持リブ
【図１】
2014188702.tif 000003
【図２】
2014188702.tif 000004
【図３】
2014188702.tif 000005
【図４】
2014188702.tif 000006
【図５】
2014188702.tif 000007
【図６】
2014188702.tif 000008
【図７】
2014188702.tif 000009
【図８】
2014188702.tif 000010
【図９】
2014188702.tif 000011
【図１０】
2014188702.tif 000012
【図１１】
2014188702.tif 000013
【図１２】
2014188702.tif 000014