(57)【要約】【課題】ヘッドチップと配線基板との間のチャネル周囲に接着剤中の導電性粒子が凝集することを抑制し、導電性粒子の凝集に起因するショートの発生を防止する。【解決手段】インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネル11bとが交互に配置されたチャネル列を有し、後面にチャネル内の駆動電極13と導通する接続電極14bが形成されたヘッドチップ1と、ヘッドチップ1の後面1bにチャネル列を覆うように接合され、接続電極14bと電気的に接続される配線電極が形成され、駆動チャネルの開口部に対応する位置にインク供給用の貫通穴を有する配線基板3とを備え、ダミーチャネル11bの接続電極14bを、該ダミーチャネル11bの開口部110を取り囲むように形成し、導電性粒子61の粒子径を、ヘッドチップ後面1bと配線基板3表面との間隔a以下で、且つ、ヘッドチップ後面1bの接続電極14bと配線基板3表面との間隔cよりも大きくした。【選択図】図４
2014128941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルと、圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置されており、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極とそれぞれ導通する接続電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に前記チャネル列を覆うように接合されると共に、前記ヘッドチップと接合される側の面に前記接続電極と電気的に接続される配線電極が形成され、前記ヘッドチップの前記駆動電極に、前記配線電極を介して電圧を印加するための配線基板とを有し、
前記ヘッドチップのチャネル列は、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されており、
前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置にインク供給用の貫通穴をそれぞれ有し、導電性粒子を含有する接着剤によって前記ヘッドチップの後面に接合されることによって、前記ダミーチャネルの開口部を閉塞しているインクジェットヘッドであって、
前記ダミーチャネルの前記接続電極は、該ダミーチャネルの開口部を取り囲むように形成されており、
前記導電性粒子の粒子径は、前記ヘッドチップ後面と前記配線基板表面との間隔以下であり、且つ、前記ヘッドチップ後面の前記接続電極と前記配線基板表面との間隔よりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
チャネルと、圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置されており、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極とそれぞれ導通する接続電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に前記チャネル列を覆うように接合されると共に、前記ヘッドチップと接合される側の面に前記接続電極と電気的に接続される配線電極が形成され、前記ヘッドチップの前記駆動電極に、前記配線電極を介して電圧を印加するための配線基板とを有し、
前記ヘッドチップのチャネル列は、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されており、
前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置にインク供給用の貫通穴をそれぞれ有し、導電性粒子を含有する接着剤によって前記ヘッドチップの後面に接合されることによって、前記ダミーチャネルの開口部を閉塞しているインクジェットヘッドであって、
前記ダミーチャネルの前記接続電極と導通する前記配線電極の一端は、該ダミーチャネルの開口部に対応する領域を取り囲む部位を有するように形成されており、
前記導電性粒子の粒子径は、前記ヘッドチップ後面と前記配線基板表面との間隔以下であり、且つ、前記ヘッドチップ後面と前記配線基板の前記配線電極表面との間隔よりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記ダミーチャネルの開口部は四角形状であり、該ダミーチャネルの開口部において、前記接着剤によって形成される接着剤フィレットが、該ダミーチャネルの開口部の四隅に独立して存在してい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。
【請求項４】
前記ヘッドチップは、前記チャネル列を２列以上有しており、
前記配線基板は、少なくとも１列のチャネル列における隣接するチャネル間に対応する面に、他のチャネル列の前記接続電極と電気的に接続される前記配線電極が配線されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
チャネルと、圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置されており、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極とそれぞれ導通する接続電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に前記チャネル列を覆うように接合されると共に、前記ヘッドチップと接合される側の面に前記接続電極と電気的に接続される配線電極が形成され、前記ヘッドチップの前記駆動電極に、前記配線電極を介して電圧を印加するための配線基板とを有し、
前記ヘッドチップのチャネル列は、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されており、
前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置にインク供給用の貫通穴をそれぞれ有し、導電性粒子を含有する接着剤によって前記ヘッドチップの後面に接合されることによって、前記ダミーチャネルの開口部を閉塞しているインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記ダミーチャネルの前記接続電極は、該ダミーチャネルの開口部を取り囲むように形成されており、
前記導電性粒子の粒子径は、前記ヘッドチップ後面と前記配線基板表面との間隔以下であり、且つ、前記ヘッドチップ後面の前記接続電極と前記配線基板表面との間隔よりも大きく、
前記ヘッドチップと前記配線基板とを前記接着剤を介して貼り合せると共に、前記配線基板の接合面と反対側の前記ダミーチャネルの開口部を密閉した状態で加熱を行い、前記ダミーチャネル内に封入されている気体を膨張させ、該気体の膨張により前記ダミーチャネル内に入り込んだ前記接着剤を該ダミーチャネルの開口部から押し出した状態で硬化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。
【請求項６】
チャネルと、圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置されており、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極とそれぞれ導通する接続電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に前記チャネル列を覆うように接合されると共に、前記ヘッドチップと接合される側の面に前記接続電極と電気的に接続される配線電極が形成され、前記ヘッドチップの前記駆動電極に、前記配線電極を介して電圧を印加するための配線基板とを有し、
前記ヘッドチップのチャネル列は、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されており、
前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置にインク供給用の貫通穴をそれぞれ有し、導電性粒子を含有する接着剤によって前記ヘッドチップの後面に接合されることによって、前記ダミーチャネルの開口部を閉塞しているインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記ダミーチャネルの前記接続電極と導通する前記配線電極の一端は、該ダミーチャネルの開口部に対応する領域を取り囲む部位を有するように形成されており、
前記導電性粒子の粒子径は、前記ヘッドチップ後面と前記配線基板表面との間隔以下であり、且つ、前記ヘッドチップ後面の前記接続電極と前記配線基板表面との間隔よりも大きく、
前記ヘッドチップと前記配線基板とを前記接着剤を介して貼り合せると共に、前記配線基板の接合面と反対側の前記ダミーチャネルの開口部を密閉した状態で加熱を行い、前記ダミーチャネル内に封入されている気体を膨張させ、該気体の膨張により前記ダミーチャネル内に入り込んだ前記接着剤を該ダミーチャネルの開口部から押し出した状態で硬化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。
【請求項７】
前記ダミーチャネルの開口部は四角形状であり、気体の膨張により前記ダミーチャネル内に入り込んだ前記接着剤を押し出すことによって、前記ダミーチャネルの開口部において前記接着剤によって形成される接着剤フィレットを、前記ダミーチャネルの開口部の四隅に独立して存在させることを特徴とする請求項５又は６記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記ヘッドチップを弾性部材からなるシール材と前記配線基板との間で挟み込んだ状態で加熱を行うことを特徴とする請求項５、６又は７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記接着剤は熱硬化型接着剤であり、該接着剤を加熱硬化させる際の熱によって、前記気体を膨張させることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、ヘッドチップと配線基板とを接着する接着剤中の導電性粒子が流動して凝集することに起因するショートの発生を防止した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。
【背景技術】
【０００２】
チャネル内のインクを吐出させることによって各種画像の記録を行うインクジェットヘッドとして、せん断モード型のインクジェットヘッドがある。これは、多数並設されるチャネルの間を区画する隔壁を圧電素子によって形成することで駆動壁とし、この駆動壁をせん断変形させ、チャネルの容積変化による圧力を利用してチャネル内のインクをノズルから吐出させるものである。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドとして、いわゆるハーモニカ型のヘッドチップを有するものが知られている。このハーモニカ型のヘッドチップは六面体形状を呈しており、相反する前面と後面とにそれぞれチャネルの開口部が配置されることにより、ストレート状のチャネルを有している。このようなストレート状のチャネル構造は、駆動壁に電圧を印加するための駆動電極がチャネル内に臨んでいて外部に露出していないため、各駆動電極へ電圧印加を行うことが難しい。このため、従来、ヘッドチップの後面側に電極取り出し用の配線基板を接合することにより、この配線基板を利用して各駆動電極をヘッドチップの外部に電気的に引き出し、駆動電極への電圧印加の容易化を図る工夫が採られている。
【０００４】
例えば特許文献１には、複数のチャネル列を有するハーモニカ型のヘッドチップの後面に、チャネル内の駆動電極の端部を露出させて電気的接点を形成しておき、この後面を覆うようにフレキシブルな配線基板を接合することで、この配線基板の表面を利用して各駆動電極をヘッドチップの外面に電気的に引き出すことが開示されている。配線基板には各チャネルに対応する位置のみにそれぞれインク供給用の貫通穴が開設され、配線基板の背面側に接合されるマニホールド内のインクを、この貫通穴を介して各チャネル内に個別に供給できるようにしている。
【０００５】
ところで、このようなヘッドチップと配線基板との接合作業は、ヘッドチップと配線基板とを接着剤を介して貼り合せることによって行われる。接合には、両者の電極間の電気的接続を確実に行うため、導電性粒子を含有する接着剤が一般に用いられている。接着剤が熱硬化型接着剤である場合は、接合時に所定の硬化温度まで加熱される。
【０００６】
ヘッドチップと配線基板との接合により、ヘッドチップ後面に形成された電極と配線基板表面の電極とが重なり合うことによって、両者間には両電極の厚みを足し合わせた分の間隙が形成される。接着剤はこの間隙に存在し、貼り合せ直後の低粘度状態にあるときに間隙内を毛細管力によって流動し、間隙のほぼ全域に広がっていく。
【０００７】
しかし、この流動の過程で、ヘッドチップの後面に開口している各チャネルの開口部内に、毛細管力によって接着剤が流れ込んでしまう場合がある。チャネル内に流れ込んだ接着剤は、チャネルを閉塞するおそれがあるのみならず、駆動壁の動作を阻害し、インクの射出特性に影響を与えるおそれがある。このため、チャネル内に流れ込んだ接着剤は、硬化する前にチャネル外に排出させることが望まれる。
【０００８】
このため本発明者は、ヘッドチップと配線基板との接合時に、両者を両側から挟み付け、その際、チャネルの開口部を密閉した状態とし、全体を所定の温度に加熱する方法を採用した。この方法は、チャネルの開口部を密閉することでチャネル内に気体（空気）を封入させ、加熱によって気体が膨張する力を利用して、チャネル内に流れ込んだ接着剤をヘッドチップと配線基板との間隙に押し出し、この状態で接着剤を硬化させるものである。
【０００９】
この方法によれば、簡単な方法で接着剤によるチャネルの閉塞の問題を解決することができる。しかも、接着剤が熱硬化型接着剤である場合は硬化のための加熱手段を利用することができるため、製造工数や製造設備が煩雑になることもない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１７８５０９号公報（図１８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、本発明者の実験によると、このようにしてチャネル内の気体を押し出して接着剤を硬化させると、ヘッドチップと配線基板との間で導電性粒子が部分的に凝集することにより、本来導通すべきでない箇所に導通が発生してショートを引き起こすおそれがあり、歩留まりが悪くなることが判明した。導電性粒子の凝集はチャネルの周囲、特に隣接するチャネル間に多く発生しており、本発明者はその原因について鋭意検討したところ、次のような知見を得た。
【００１２】
ヘッドチップと配線基板とを接着剤を介して貼り合せると、未だ十分な加圧を行っていない段階でも、両者間の接着剤は毛細管力によって周囲に広がっていく。そして、加圧後は、両者間の接着剤の毛細管力による流動はほぼ終了した状態となっている。導電性粒子は接着剤中に均一に分散されているため、この状態では導電性粒子は均一に分散しており、部分的に凝集するようなことはない。しかし、この状態から加熱し、チャネル内の気体を膨張させて接着剤をチャネル内から押し出すと、押し出された接着剤がチップと配線基板の狭い隙間を流動するため、導電性粒子の凝集が引き起こされる。これは導電性粒子自体が凝集し易い性質を持っており、制限された領域での接着剤の流動がその性質を助長させていることが原因である。  
【００１３】
ヘッドチップには、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されたチャネル列を有するものがある。また、これに接合される配線基板として、駆動チャネルに対応する位置のみにインク供給用の貫通穴を有するものがある。このようなヘッドチップと配線基板とを接合すると、ダミーチャネルは配線基板によって完全に閉塞されるため、配線基板の表面を伝ってダミーチャネル内に接着剤が流れ込み易く、流れ込んだ接着剤が押し出されることによって、特にダミーチャネルの周囲に凝集が発生し易くなる。
【００１４】
このようにしてチャネルの周囲に凝集した導電性粒子は、隣接するチャネル間の電極同士をショートさせてしまうおそれがある。
【００１５】
また、導電性粒子の凝集に起因するショートの問題は、以下に示すように２列以上のチャネル列を有する多列ヘッドの場合に更に顕著となる。
【００１６】
図１４、図１５は２列のチャネル列を有するインクジェットヘッドを示している。図１４は分解斜視図、図１５はそのうちの並設される３つのチャネルの断面図である。図中、１００はヘッドチップ、２００はノズルプレート、３００は配線基板、４００は接着剤、Ａは導電性粒子の凝集部である。
【００１７】
ここでは、ヘッドチップ１００の各チャネル列は、それぞれ駆動チャネル１０１とダミーチャネル１０２とが交互に配置されたものを例示している。ノズルプレート２００には、駆動チャネル１０１に対応してノズル２０１が形成されている。配線基板３００には、駆動チャネル１０１に対応する位置のみにインク供給用の貫通穴３０１が形成されていると共に、一方のチャネル列に対応する隣接する貫通穴３０１の間に、他方のチャネル列の駆動チャネル１０１及びダミーチャネル１０２への電圧印加用の配線電極３０２が配線されている。
【００１８】
このように配線基板３００における少なくとも１列のチャネル列における隣接するチャネル１０１、１０２の間に対応する面に、他のチャネル列に対応する配線電極３０２が配線される高密度配線を行う場合、ダミーチャネル１０２からの接着剤４００の押し出しによってその周囲に導電性粒子の凝集部Ａが形成されてしまうと、ダミーチャネル１０２の開口部に露出している駆動電極１０３と配線電極３０２との間がショートしてしまう可能性が高いという問題がある。
【００１９】
また、チャネル列が更に増えることにより、チャネル間に複数本の配線電極が高密度に配線されるようになると、導電性粒子の凝集によって配線電極同士のショートが更に発生し易くなる。
【００２０】
そこで、本発明は、ヘッドチップと配線基板との間において、チャネルの周囲に接着剤中の導電性粒子が凝集することを抑制し、導電性粒子の凝集に起因するショートの発生を防止し得る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を提供することを課題とする。
【００２１】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００２３】
１．チャネルと、圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置されており、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極とそれぞれ導通する接続電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に前記チャネル列を覆うように接合されると共に、前記ヘッドチップと接合される側の面に前記接続電極と電気的に接続される配線電極が形成され、前記ヘッドチップの前記駆動電極に、前記配線電極を介して電圧を印加するための配線基板とを有し、
前記ヘッドチップのチャネル列は、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されており、
前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置にインク供給用の貫通穴をそれぞれ有し、導電性粒子を含有する接着剤によって前記ヘッドチップの後面に接合されることによって、前記ダミーチャネルの開口部を閉塞しているインクジェットヘッドであって、
前記ダミーチャネルの前記接続電極は、該ダミーチャネルの開口部を取り囲むように形成されており、
前記導電性粒子の粒子径は、前記ヘッドチップ後面と前記配線基板表面との間隔以下であり、且つ、前記ヘッドチップ後面の前記接続電極と前記配線基板表面との間隔よりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
【００２４】
２．チャネルと、圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置されており、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極とそれぞれ導通する接続電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に前記チャネル列を覆うように接合されると共に、前記ヘッドチップと接合される側の面に前記接続電極と電気的に接続される配線電極が形成され、前記ヘッドチップの前記駆動電極に、前記配線電極を介して電圧を印加するための配線基板とを有し、
前記ヘッドチップのチャネル列は、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されており、
前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置にインク供給用の貫通穴をそれぞれ有し、導電性粒子を含有する接着剤によって前記ヘッドチップの後面に接合されることによって、前記ダミーチャネルの開口部を閉塞しているインクジェットヘッドであって、
前記ダミーチャネルの前記接続電極と導通する前記配線電極の一端は、該ダミーチャネルの開口部に対応する領域を取り囲む部位を有するように形成されており、
前記導電性粒子の粒子径は、前記ヘッドチップ後面と前記配線基板表面との間隔以下であり、且つ、前記ヘッドチップ後面と前記配線基板の前記配線電極表面との間隔よりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
【００２５】
３．前記ダミーチャネルの開口部は四角形状であり、該ダミーチャネルの開口部において、前記接着剤によって形成される接着剤フィレットが、該ダミーチャネルの開口部の四隅に独立して存在していることを特徴とする前記１又は２記載のインクジェットヘッド。
【００２６】
４．前記ヘッドチップは、前記チャネル列を２列以上有しており、
前記配線基板は、少なくとも１列のチャネル列における隣接するチャネル間に対応する面に、他のチャネル列の前記接続電極と電気的に接続される前記配線電極が配線されていることを特徴とする前記１、２又は３記載のインクジェットヘッド。
【００２７】
５．チャネルと、圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置されており、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極とそれぞれ導通する接続電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に前記チャネル列を覆うように接合されると共に、前記ヘッドチップと接合される側の面に前記接続電極と電気的に接続される配線電極が形成され、前記ヘッドチップの前記駆動電極に、前記配線電極を介して電圧を印加するための配線基板とを有し、
前記ヘッドチップのチャネル列は、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されており、
前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置にインク供給用の貫通穴をそれぞれ有し、導電性粒子を含有する接着剤によって前記ヘッドチップの後面に接合されることによって、前記ダミーチャネルの開口部を閉塞しているインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記ダミーチャネルの前記接続電極は、該ダミーチャネルの開口部を取り囲むように形成されており、
前記導電性粒子の粒子径は、前記ヘッドチップ後面と前記配線基板表面との間隔以下であり、且つ、前記ヘッドチップ後面の前記接続電極と前記配線基板表面との間隔よりも大きく、
前記ヘッドチップと前記配線基板とを前記接着剤を介して貼り合せると共に、前記配線基板の接合面と反対側の前記ダミーチャネルの開口部を密閉した状態で加熱を行い、前記ダミーチャネル内に封入されている気体を膨張させ、該気体の膨張により前記ダミーチャネル内に入り込んだ前記接着剤を該ダミーチャネルの開口部から押し出した状態で硬化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。
【００２８】
６．チャネルと、圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成されたチャネル列を有し、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置されており、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極とそれぞれ導通する接続電極が形成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に前記チャネル列を覆うように接合されると共に、前記ヘッドチップと接合される側の面に前記接続電極と電気的に接続される配線電極が形成され、前記ヘッドチップの前記駆動電極に、前記配線電極を介して電圧を印加するための配線基板とを有し、
前記ヘッドチップのチャネル列は、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されており、
前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置にインク供給用の貫通穴をそれぞれ有し、導電性粒子を含有する接着剤によって前記ヘッドチップの後面に接合されることによって、前記ダミーチャネルの開口部を閉塞しているインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記ダミーチャネルの前記接続電極と導通する前記配線電極の一端は、該ダミーチャネルの開口部に対応する領域を取り囲む部位を有するように形成されており、
前記導電性粒子の粒子径は、前記ヘッドチップ後面と前記配線基板表面との間隔以下であり、且つ、前記ヘッドチップ後面の前記接続電極と前記配線基板表面との間隔よりも大きく、
前記ヘッドチップと前記配線基板とを前記接着剤を介して貼り合せると共に、前記配線基板の接合面と反対側の前記ダミーチャネルの開口部を密閉した状態で加熱を行い、前記ダミーチャネル内に封入されている気体を膨張させ、該気体の膨張により前記ダミーチャネル内に入り込んだ前記接着剤を該ダミーチャネルの開口部から押し出した状態で硬化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。
【００２９】
７．前記ダミーチャネルの開口部は四角形状であり、気体の膨張により前記ダミーチャネル内に入り込んだ前記接着剤を押し出すことによって、前記ダミーチャネルの開口部において前記接着剤によって形成される接着剤フィレットを、前記ダミーチャネルの開口部の四隅に独立して存在させることを特徴とする前記５又は６記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【００３０】
８．前記ヘッドチップを弾性部材からなるシール材と前記配線基板との間で挟み込んだ状態で加熱を行うことを特徴とする前記５、６又は７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【００３１】
９．前記接着剤は熱硬化型接着剤であり、該接着剤を加熱硬化させる際の熱によって、前記気体を膨張させることを特徴とする前記５〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ヘッドチップと配線基板との間において、チャネルの周囲に接着剤中の導電性粒子が凝集することを抑制し、導電性粒子の凝集に起因するショートの発生を防止し得る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を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るインクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図
【図２】図１に示すインクジェットヘッドのヘッドチップの背面図
【図３】ヘッドチップと配線基板との接着部分を拡大して示す断面図
【図４】図３中の破線で囲んだ部位を拡大して示す断面図
【図５】図３中の（ｖ）−（ｖ）線に沿う断面図
【図６】ヘッドチップと配線基板との接合部分の拡大図
【図７】ヘッドチップの接続電極の他の態様を説明する図
【図８】配線基板の配線電極の他の態様を説明する図
【図９】ヘッドチップと図８に示す配線電極を有する配線基板との接合部位における一つのダミーチャネルの部位の拡大断面図
【図１０】配線基板の配線電極の更に他の態様を説明する図
【図１１】配線基板におけるヘッドチップとの接合面を示す図
【図１２】ヘッドチップと配線基板を加圧板で挟持した状態を説明する図
【図１３】加圧板で挟持された状態での加熱時の接着剤の様子を説明する図
【図１４】従来技術を説明する２列のチャネル列を有するインクジェットヘッドの分解斜視図
【図１５】図１４中の並設される３つのチャネルの断面図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３５】
図１は、インクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図、図２は、図１に示すインクジェットヘッドのヘッドチップの背面図である。
【００３６】
図中、Ｈはインクジェットヘッド、１はヘッドチップ、２はノズルプレート、３は配線基板、４はマニホールドである。
【００３７】
ヘッドチップ１は、前面１ａ及び後面１ｂと、これら前面１ａ及び後面１ｂに挟まれた上下左右の４つの側面とを有する六面体からなる。このうち相反する位置にある前面１ａと後面１ｂとにかけて、ストレート状のインク流路である多数のチャネル１１が形成されている。隣接するチャネル１１の間を区画する隔壁は圧電素子によって形成された駆動壁１２であり、多数のチャネル１１と駆動壁１２とが交互に配置されることによって１列のチャネル列を構成している。ここでは４列のチャネル列１０Ａ〜１０Ｄを有しており、これらが図１における上下方向に並設されている。
【００３８】
なお、本発明において、ヘッドチップ１の「前面」とは、ノズルが配置されてインクが吐出される側の面をいい、「後面」とは、その反対側の面をいうものとする。
【００３９】
このインクジェットヘッドＨは、各チャネル列１０Ａ〜１０Ｄ内のチャネル１１は、インクが供給されてインク吐出を行う駆動チャネル１１ａと、インクが供給されずインク吐出を行わないダミーチャネル１１ｂとからなる独立駆動タイプのインクジェットヘッドである。各チャネル列１０Ａ〜１０Ｄは、それぞれ駆動チャネル１１ａとダミーチャネル１１ｂとが交互に配置されている。
【００４０】
このヘッドチップ１はせん断モード型のヘッドチップであり、駆動チャネル１１ａにおいて、前面１ａ側の開口部がインクの出口、後面１ｂ側の開口部１１０がインクの入口とされている。同様の開口部はダミーチャネル１１ｂも有しているが、ダミーチャネル１１ｂの開口部は、後述するノズルプレート２と配線基板３とによって閉塞され、インクが入ることも出ることもない。
【００４１】
なお、以下、単にチャネルの開口部というときは、後面１ｂ側に開口する開口部１１０のことを指す。
【００４２】
各チャネル列１０Ａ〜１０Ｄの各チャネル１１ａ、１１ｂは、それぞれ圧電素子基板の表面からダイシングブレードによって所定深さとなるストレート状の溝を研削加工し、その上面をカバー基板によって覆うことによって形成されている。このため、後面１ｂに開口している各チャネル１１ａ、１１ｂの開口部１１０は四角形状となっている。
【００４３】
各チャネル１１ａ、１１ｂの内部に臨む駆動壁１２の表面には、該駆動壁１２を変形駆動させるための電圧印加用の駆動電極１３（図３参照）が、スパッタ、蒸着又は無電解めっき等によって密着形成されている。そして、ヘッドチップ１の後面１ｂには、各チャネル１１ａ、１１ｂの開口部１１０を介して駆動電極１３と導通する接続電極１４が、スパッタ、蒸着又は無電解めっき等によって、各チャネル１１ａ、１１ｂ毎に個別に形成されている。
【００４４】
接続電極１４のパターンは駆動チャネル１１ａとダミーチャネル１１ｂとで異なっている。本実施形態では、駆動チャネル１１ａの接続電極１４ａは、駆動チャネル１１ａの開口部１１０の一辺から引き出されるように形成されているのに対し、ダミーチャネル１１ｂの接続電極１４ｂは、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周囲を取り囲むように形成されている。
【００４５】
また、各チャネル列１０Ａ〜１０Ｄのうち、２列のチャネル列１０Ａ、１０Ｂの各チャネル１１ａ、１１ｂの接続電極１４ａ、１４ｂは、各チャネル１１ａ、１１ｂの開口部１１０からチャネル列１０Ａに近接する側縁ｅ１に向けて延びるように形成され、他の２列のチャネル列１０Ｃ、１０Ｄの各チャネル１１ａ、１１ｂの接続電極１４ａ、１４ｂは、各チャネル１１ａ、１１ｂの開口部１１０からチャネル列１０Ｄに近接する側縁ｅ２に向けて延びるように形成されている。チャネル列１０Ｂ、１０Ｃの各接続電極１４ａ、１４ｂは、それぞれ隣接するチャネル列１０Ａ、１０Ｄの手前で止まっている。
【００４６】
ここでは、各接続電極１４ａ、１４ｂはヘッドチップ１の後面１ｂに対して同時に形成されており、同一の厚みを有するものとなっている。
【００４７】
ヘッドチップ１の前面１ａには、ノズルプレート２が接着されている。ノズルプレート２には、駆動チャネル１１ａに対応する位置のみにノズル２１が貫通形成されている。このため、ダミーチャネル１１ｂの前面１ａ側の開口部はノズルプレート２によって閉塞されている。
【００４８】
ヘッドチップ１の後面１ｂには、配線基板３が接着されている。配線基板３は、ヘッドチップ１の後面１ｂの面積よりも大きな面積を有しており、ヘッドチップ１の後面１ｂに接着された状態で、チャネル列方向と直交する方向に配置される両端部３ａ、３ｂが該ヘッドチップ１よりもはみ出して、側方（図１中の上下方向）に大きく張り出すようになっている。
【００４９】
配線基板３には、ヘッドチップ１の駆動チャネル１１ａに対応する位置のみに、該配線基板３の背面側に接合されるマニホールド４内に貯留されたインクを各駆動チャネル１１ａに供給するための貫通穴３１がそれぞれ個別に開設されている。貫通穴３１は駆動チャネル１１ａの開口部１１０と同様に四角形状であり、ヘッドチップ１と対向する表面側は、該開口部１１０と同程度の開口面積を有している。一方、配線基板３におけるダミーチャネル１１ｂに対応する部位には貫通穴が形成されていない。このため、ダミーチャネル１１ｂの後面１ｂ側の開口部１１０は、配線基板３によって閉塞されている。
【００５０】
配線基板３のヘッドチップ１との接合面となる表面には、ヘッドチップ１の後面１ｂに配列されている各接続電極１４ａ、１４ｂに１対１に対応するように、配線電極３２がスパッタ、蒸着又は無電解めっき等によって形成されている。各配線電極３２の一端は、ヘッドチップ１と配線基板３とが接着された状態で、それぞれ対応する駆動チャネル１１ａ及びダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の近傍に達していると共に、他端は、ヘッドチップ１の側方へ張り出した配線基板３の各端部３ａ、３ｂに向けてそれぞれ延びている。
【００５１】
配線電極３２の他端は隣接する２列のチャネル列毎に端部３ａと３ｂとに振り分けられている。すなわち、チャネル列１０Ａ、１０Ｂに対応する配線電極３２の他端は図示上側の端部３ａに向けて延びており、チャネル列１０Ｃ、１０Ｄに対応する配線電極３２の他端は図示下側の端部３ｂに向けて延びている。
【００５２】
内側の２列のチャネル列１０Ｂ、１０Ｃに対応する各配線電極３２は、それぞれ外側のチャネル列１０Ａ、１０Ｄに対応する各配線電極３２の間を通って各端部３ａ、３ｂまで達するように配線されている。詳しくは、外側のチャネル列１０Ａ、１０Ｄに対応する隣接する貫通穴３１、３１の間に、内側のチャネル列１０Ｂ、１０Ｃに対応する２本の配線電極３２が通って配線基板３の端部３ａ、３ｂまで延びている。これにより配線電極３２を高密度に配線することができる。
【００５３】
配線基板３の各端部３ａ、３ｂには、それぞれＦＰＣ等の外部配線部材５、５（図１参照）が接合され、不図示の駆動回路との間を電気的に接続している。これにより、駆動回路からの駆動信号（駆動電圧）が、外部配線部材５、５、配線基板３の配線電極３２、ヘッドチップ１の接続電極１４を介して、各チャネル１１ａ、１１ｂ内の駆動電極１３に印加されるようになっている。
【００５４】
配線基板３の材質は、例えばガラス、セラミックス、シリコン、プラスチック等の適宜の材料を用いることができる。中でも適度に剛性を備え、安価で加工も容易である点でガラス製とすることが好ましい。ガラス製の配線基板３は、貫通穴３１をブラスト加工することによって高精度に形成することができる。また、透明なガラス板を使用することで、配線基板３の背面側から配線電極３２やヘッドチップ１の接続電極１４ａ、１４ｂを透視することができ、配線電極３２と接続電極１４ａ、１４ｂとの位置合わせも容易である。
【００５５】
ヘッドチップ１と配線基板３とは、接着剤を介して接合されている。接着剤塗布後にヘッドチップ１と配線基板３とを位置決めして貼り合せることによって、ヘッドチップ１の各接続電極１４と配線基板３の各配線電極３２とが１対１に対応して電気的に接続される。このとき使用される接着剤は導電性接着剤であり、接着剤中には導電性粒子が分散されている。
【００５６】
このとき、ダミーチャネル１１ｂの接続電極１４ｂは、開口部１１０を取り囲むように形成されているのに対し、配線電極３２は、この接続電極１４ｂの一部と重なり合うだけであるため、接続電極１４ｂの周囲の大部分は配線電極３２と重なり合っておらず、配線基板３の表面に対面している。
【００５７】
図３は、接着剤が硬化した後のヘッドチップ１と配線基板３との接合部位の部分断面図、図４は、図３中の破線で囲まれた部分の拡大図、図５は、図３中の（ｖ）−（ｖ）線に沿う断面図を示している。図３、図４中の上方向がインク吐出方向である。
【００５８】
図３、図４に示すように、ヘッドチップ１と配線基板３とを接合した状態では、両者間に僅かに間隙Ｇが形成されている。この間隙Ｇは、ヘッドチップ１の後面１ｂに形成されている接続電極１４ａ、１４ｂと、配線基板３に形成されている配線電極３２（図３、図４では示されていない。）の一端とが重なり合うことによって、ヘッドチップ１の後面１ｂと配線基板３の表面との間に形成されるものである。このため、間隙Ｇの寸法ａは、接続電極１４ａ、１４ｂの厚みと配線電極３２の厚みとを足し合わせた寸法に相当する。
【００５９】
接着剤６はこの間隙Ｇに十分な量で存在している。ヘッドチップ１と配線基板３とが貼り合された後で加圧前の接着剤６は、この間隙Ｇ内を毛細管力によって流動し、その一部が配線基板３の表面を伝ってダミーチャネル１１ｂの開口部１１０に至り、該ダミーチャネル１１ｂ内にも流れ込む。その結果、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０には、接着剤６による接着剤フィレット６ａが形成されている。このダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周縁に形成される接着剤フィレット６ａは、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０を閉塞してしまうことなく、その開口部１１０の四隅にそれぞれ独立して存在している。
【００６０】
ここで、接着剤フィレット６ａが独立して存在するとは、図５に示すように、ヘッドチップ１の後面１ｂからダミーチャネル１１ｂの開口部１１０を観察した場合、四角形状の開口部１１０の四隅にそれぞれ接着剤フィレット６ａが存在するが、四隅の各接着剤フィレット６ａ同士が開口部１１０の周縁で互いにつながっていないことを意味する。従って、この開口部１１０の周縁において、隣接する接着剤フィレット６ａの間には、接着剤フィレットが形成されない領域Ｓがそれぞれ存在している。
【００６１】
このように開口部１１０の四隅に独立して接着剤フィレット６ａが存在する状態であれば、各接着剤フィレット６ａはダミーチャネル１１ｂの内部まで一部入り込んではいるものの、その量は極く僅かであるため、図４に示すようにダミーチャネル１１ｂの開口部１１０から僅かに入り込む程度にとどまり、奥深くまで入り込んでしまうようなことはない。従って、硬化した接着剤フィレット６ａが駆動壁１２の動作に大きな影響を及ぼすことはなく、安定吐出を阻害するようなことはない。また、接着剤フィレット６ａは四隅に独立して存在しているだけであるため、硬化時に膨張した接着剤フィレット６ａが駆動壁１２を外側に押し広げるように作用することはほとんどなくなり、駆動壁１２にダメージを与えるおそれはない。
【００６２】
しかも、このようにダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の四隅に接着剤フィレット６ａが形成される状態では、ヘッドチップ１の後面１ｂにおいてダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周囲にも、該開口部１１０を取り囲むのに十分な接着剤６が存在する状態となっている。このため、図５で示すように、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周囲は十分な量の接着剤６によって取り囲まれて完全に封止される。従って、隣接する駆動チャネル１１ａに供給されるインクがダミーチャネル１１ｂに流れ込み、駆動壁１２の動作を阻害するような事態は発生しない。
【００６３】
このような接着剤フィレット６ａは、ヘッドチップ１に形成されている全てのダミーチャネル１１ｂの開口部１１０において同様に形成されている。駆動チャネル１１ａは、配線基板３に貫通穴３１が形成され、接着剤６が配線基板３の表面を伝って駆動チャネル１１ａの開口部１１０まで流れてくることができないため、この貫通穴３１よりも内側に接着剤６が流れ込むことがなく、上記のような接着剤フィレット６ａが形成されることはない。
【００６４】
接着剤６には導電性粒子６１が含有されている。導電性粒子６１としては、ＡｕやＮｉ等の金属粒子そのものの他、合成樹脂粒子の表面にＡｕやＮｉ等の金属膜をメッキしたもの等があり、本発明ではいずれを用いることもできる。
【００６５】
本実施形態において、この導電性粒子６１の粒子径ｂは、ヘッドチップ１の後面１ｂと配線基板３の表面との間隔以下、すなわち間隙Ｇの寸法ａ以下であり、且つ、ヘッドチップ１の後面１ｂの接続電極１４ａ、１４ｂと配線基板３の表面との間隔、すなわち図４中の寸法ｃよりも大きい（ａ≧ｂ＞ｃ）。この寸法ｃは、配線電極３２の厚みに相当する。
【００６６】
なお、粒子径は平均粒子径であり、等体積球相当径によって規定される。
【００６７】
ダミーチャネル１１ｂの接続電極１４ｂは、開口部１１０を取り囲むように形成されているため、接続電極１４ｂにおける配線電極３２と重なり合っていない部位では、接着剤６が配線基板３の表面との間（寸法ｃの部分）を流動することがあっても、導電性粒子６１は、この寸法ｃの部分を通過することができない。このため、ヘッドチップ１と配線基板３とを貼り合せた後に間隙Ｇに存在する接着剤６中の導電性粒子６１は、このダミーチャネル１１ｂの接続電極１４ｂの部位において、接続電極１４ｂを境にして、その内側（開口部１１０内）に存在するものとその外側（ヘッドチップ１の後面１ｂと配線基板３の表面との間）に存在するものとに分断され、相互に行き来することはない。
【００６８】
ヘッドチップ１と配線基板３とが貼り合されて加圧される前の段階では、寸法ｃは導電性粒子６１の粒子径ｂよりも大きく、間隙Ｇにおける接着剤６が加圧及び硬化前の低粘度状態にあるときに、毛細管力によって導電性粒子６１と共にダミーチャネル１１ｂ内に流れ込む。しかし、その後、ヘッドチップ１と配線基板３とが加圧、接合されると、寸法ｃは導電性粒子６１の粒子径ｂよりも小さくなり、ダミーチャネル１１ｂ内に流れ込んだ接着剤６が、接続電極１４ｂを越えてダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周囲に流動することがあっても、その接着剤６中に含まれる導電性粒子６１は、接続電極１４ｂを越えてダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周囲に向けて流動することはない。従って、接続電極１４ｂの内側と外側の導電性粒子６１同士が混ざり合うことはなく、これらが混ざり合うことによって生じる導電性粒子６１の凝集を防止することができる。
【００６９】
特に、このヘッドチップ１の２列以上のチャネル列を有するものでは、図１に示すように、配線基板３に、例えばチャネル列１０Ａにおける隣接するチャネル１１間に対応する面に、これと隣接する他のチャネル列１０Ｂの接続電極と電気的に接続される配線電極３２が配線されるため、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周囲に導電性粒子６１の凝集が発生すると、電極間のショートが発生し易い。しかし、上記のように、導電性粒子６１の凝集を防止できることにより、多列のインクジェットヘッドとしてもショートを発生させることのない信頼性の高いインクジェットヘッドとすることができる。
【００７０】
間隙Ｇの寸法ａ、導電性粒子６１の粒子径ｂ及び接続電極１４ａ、１４ｂと配線基板３の表面との間隔の寸法ｃが上記の関係を満たすようにするには、導電性粒子６１の粒子径ｃと配線電極３２の厚みの少なくともいずれかを適宜選択又は調整すればよい。
【００７１】
なお、インクジェットヘッドＨは、図６に示すように、ヘッドチップ１と配線基板３との間に塗布された接着剤６よって、ヘッドチップ１の後面１ｂ側の周縁１ｃと配線基板３とに亘る部位にも接着剤フィレット６ｂが形成されていることが好ましい。この接着剤フィレット６ｂの存在によって、ヘッドチップ１と配線基板３との接着強度を向上させることができる。
【００７２】
以上の態様では、ダミーチャネル１１ｂの接続電極１４ｂのみを、該ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０を取り囲むように形成したが、駆動チャネル１１ａの接続電極１４ａについても、該駆動チャネル１１ａの開口部１１０を取り囲むように形成することに特に制限はない。
【００７３】
図７は、ヘッドチップ１の後面１ｂに形成される接続電極のパターンの他の態様を示している。
【００７４】
この態様では、全ての接続電極１４は、駆動チャネル１１ａとダミーチャネル１１ｂとでパターンを同一としている。すなわち、全ての接続電極１４は同一パターンで、各チャネル１１ａ、１１ｂの各開口部１１０の一辺から引き出されるように形成されている。
【００７５】
一方、図８には、この図７に示すヘッドチップ１に接合される配線基板３の配線電極３２のパターンの他の態様を示している。ここでは配線基板３の一方の端部３ｂ側の２列のチャネル列に対応する一部のみを示しているが、他方の端部３ａ側の２列のチャネル列も同様に形成される。
【００７６】
この態様では、配線基板３に形成された配線電極３２のうち、ダミーチャネル１１ｂの接続電極１４と電気的に接続される配線電極３２の一端に、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０を覆うことができるように、該開口部１１０の開口面積よりも若干大きな面積を有する金属膜からなる被覆部３２ａを一体に形成している。従って、この配線基板３がヘッドチップ１と接合された際、この被覆部３２ａの部位は、対応するダミーチャネル１１ｂの開口部１１０を覆うと共に、接続電極１４と重なり合うように配置される。
【００７７】
この被覆部３２ａは、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の開口面積よりも大きな面積を有しているため、被覆部３２ａの外周部分は、配線基板３の表面において、該ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０に対応する領域を取り囲むように配置される。
【００７８】
図９は、このヘッドチップ１と配線基板３との接合部位における一つのダミーチャネル１１ｂの部位の拡大断面図である。図中の上方向がインク吐出方向である。
【００７９】
この場合も、ダミーチャネル１１ｂ内には、ヘッドチップ１と配線基板３とを貼り合せた際に、配線基板３を伝って接着剤６の一部が流れ込み、接着剤フィレット６ａを形成している。この接着剤フィレット６ａも、図５と同様に開口部１１０の四隅に独立して形成されている。
【００８０】
ヘッドチップ１と配線基板３との間に形成される間隙Ｇは、ヘッドチップ１の後面１ｂに形成されている接続電極１４（図９では示されていない。）と、配線基板３に形成されている配線電極３２の被覆部３２ａとが重なり合うことによって、ヘッドチップ１の後面１ｂと配線基板３の表面との間に形成される。この間隙Ｇの寸法ａは、接続電極１４の厚みと配線電極３２の被覆部３２ａの厚みとを足し合わせた寸法に相当する。
【００８１】
そして、この場合、導電性粒子６１の粒子径ｂは、ヘッドチップ１の後面１ｂと配線基板３の表面との間隔以下、すなわち間隙Ｇの寸法ａ以下であり、且つ、ヘッドチップ１の後面１ｂと配線基板３の配線電極３２（被覆部３２ａ）の表面との間隔、すなわち図９中の寸法ｄよりも大きい（ａ≧ｂ＞ｄ）。この寸法ｄは、接続電極１４の厚みに相当する。
【００８２】
配線電極３２の被覆部３２ａは、配線基板３の表面において、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０に対応する領域を取り囲むように形成されているため、被覆部３２ａにおける接続電極１４と重なり合っていない部位では、接着剤６がヘッドチップ１の後面１ｂとの間（寸法ｄの部分）を流動することがあっても、導電性粒子６１は、この寸法ｄの部分を通過することができない。このため、ヘッドチップ１と配線基板３とを貼り合せた後に間隙Ｇに存在する接着剤６中の導電性粒子６１は、このダミーチャネル１１ｂの開口部１１０において、該開口部１１０を取り囲むように配置される被覆部３２ａの外周部分を境にして、その内側（開口部１１０内）に存在するものとその外側（ヘッドチップ１の後面１ｂと配線基板３の表面との間）に存在するものとに分断され、相互に行き来することはない。
【００８３】
ヘッドチップ１と配線基板３とが貼り合されて加圧される前の段階では、寸法ｄは導電性粒子６１の粒子径ｂよりも大きく、間隙Ｇにおける接着剤６が加圧及び硬化前の低粘度状態にあるときに、毛細管力によって導電性粒子６１と共にダミーチャネル１１ｂ内に流れ込む。しかし、その後、ヘッドチップ１と配線基板３とが加圧、接合されると、寸法ｄは導電性粒子６１の粒子径ｂよりも小さくなり、ダミーチャネル１１ｂ内に流れ込んだ接着剤６が、被覆部３２ａの外周を越えてダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周囲に流動することがあっても、その接着剤６中に含まれる導電性粒子６１は、被覆部３２ａの外周を越えてダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周囲に向けて流動することはない。従って、被覆部３２ａの外周よりも内側と外側の導電性粒子６１同士が混ざり合うことはなく、これらが混ざり合うことによって生じる導電性粒子６１の凝集を防止することができる。
【００８４】
間隙Ｇの寸法ａ、導電性粒子６１の粒子径ｂ及びヘッドチップ１の後面１ｂと配線基板３の被覆部３２ａ表面との間隔の寸法ｄが上記の関係を満たすようにするには、導電性粒子６１の粒子径ｂと接続電極１４の厚みの少なくともいずれかを適宜選択又は調整すればよい。
【００８５】
このように配線基板３におけるダミーチャネル１１ｂの開口部１１０に対応する領域を取り囲む部位を有する配線電極３２は、図８に示した態様の他、図１０に示すように、四角い枠状の囲み部３２ｂを配線電極３２の一端に形成したものであってもよい。
【００８６】
この囲み部３２ｂは、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０に対応する領域に、該開口部１１０の開口面積と同程度の大きさで金属膜が形成されていない領域ｘが形成されている。従って、囲み部３２ｂは、配線基板３の表面において開口部１１０の周囲を取り囲むことができるように四角く形成されている。このような配線電極３２でも、上記と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
以上説明したダミーチャネル１１ｂの開口部１１０を取り囲む接続電極１４ｂ、配線電極３２の被覆部３１ａ、囲み部３２ｂの各構成は、適宜組み合わせるようにしてもよい。すなわち、図示しないが、例えば複数列のチャネル列のいずれかのチャネル列のダミーチャネル１１ｂの接続電極１４ｂを、図２に示したように開口部１１０を取り囲むように形成し、他のチャネル列の接続電極１４ｂを、図７に示したように開口部１１０の一辺から引き出すように形成し、これに対応する配線電極３２の一端に、図８示す被覆部３１ａ又は図１０に示す囲み部３２ｂを形成するようにしてもよい。
【００８８】
次に、上記のインクジェットヘッドＨの製造方法の一例について、図１１〜図１３を用いて説明する。なお、ここではダミーチャネル１１ｂの接続電極１４ｂを、該ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０を取り囲むように形成した態様を用いて説明するが、図７〜図１０に示した態様でも全く同様にして製造することができる。
【００８９】
図１１は、配線基板３の表面（ヘッドチップ１との接合面）を示している。まず、同図に示すように、貫通穴３１及び各配線電極３２が形成された配線基板３に対し、ヘッドチップ１の各接続電極１４ａ、１４ｂと配線電極３２とが重なり合う部分に亘って帯状となるように、導電性粒子６１を含有する接着剤６を塗布し、その後、ヘッドチップ１を位置決めして貼り合せる。これにより、帯状に塗布された接着剤６は毛細管力によってヘッドチップ１と配線基板３との間を流動していく。この過程で、接着剤６の一部は、図９中の破線で示すように、導電性粒子６１と共にダミーチャネル１１ｂ内にも流れ込む。
【００９０】
次いで、ヘッドチップ１における配線基板３との接合面と反対側に位置する前面１ａに開口するダミーチャネル１１ｂの開口部を密閉する。
【００９１】
図１２は、この密閉状態を形成するために好ましい方法を示す断面図である。７ａ、７ｂは上下で一対となる加圧板であり、この加圧板７ａ、７ｂの間に、貼り合わされたヘッドチップ１と配線基板３とを装着する。次いで、両加圧板７ａ、７ｂ間でヘッドチップ１と配線基板３とを挟持することにより所定の圧力をかける。
【００９２】
両加圧板７ａ、７ｂのうち、ヘッドチップ１の前面１ａ側に配置される加圧板７ａの表面には、弾性材料からなるシート状のシール材８が設けられており、このシール材８がヘッドチップ１の前面１ａと当接するようになっている。弾性材料としては一般にはゴムを用いることができ、中でもシリコンゴムが好ましい。
【００９３】
このシール材８を設ける理由は次の通りである。一般にヘッドチップ１は、ダイシングブレード等によってセラミックスをフルカットすることによって作製されるため、フルカット面（前面１ａ及び後面１ｂ）に切断時の痕跡が微細な凹凸状となって残っていることがある。この状態では、平板状の加圧板７ａのみではダミーチャネル１１ｂを密閉し難いものとなる。この問題はフルカット面を研摩することによって改善されるが、本実施形態に示すように弾性材料からなるシール材８を間に挟むことによって、ヘッドチップ１の前面１ａが凹凸状となっていても、わざわざ研摩作業を行うことなくヘッドチップ１の前面１ａの開口部を効果的に密閉することができる。
【００９４】
配線基板３側のダミーチャネル１１ｂの開口部１１０は、その周囲に流れ込んだ接着剤６によって密閉状態にある。このため、この配線基板３側の加圧板７ｂには必ずしもシール材８を設ける必要はない。ヘッドチップ１のダミーチャネル１１ｂは、加圧板７ａのシール材８と配線基板３との間で密閉され、内部に気体（空気）が封入された状態となる。
【００９５】
次いで、この状態でヘッドチップ１と配線基板３を加熱することにより、ダミーチャネル１１ｂ内に封入されている気体を膨張させる。
【００９６】
この加熱は、接着剤６が熱硬化型の接着剤である場合は加熱硬化時の熱を利用することができる。接着剤６が熱硬化型でない場合は、加圧板７ａ、７ｂで挟持された状態でオーブン等の適宜の加熱手段によって加熱すればよい。ここでは接着剤６が熱硬化型であり、加熱硬化時の熱を利用して上記の加熱を行う場合について説明する。
【００９７】
ヘッドチップ１の加熱によってダミーチャネル１１ｂ内の気体が膨張すると、図１３に示すように、この気体の膨張によってダミーチャネル１１ｂ内に入り込んだ導電性粒子６１を含有する接着剤６は、該ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０から、ヘッドチップ１の後面１ｂに形成されている接続電極１４ｂと配線基板３の表面との隙間（図４中の寸法ｂの部分）を通って、該開口部１１０の周囲に押し出される。このとき、接着剤６中の導電性粒子６１は、この隙間を通過することができないため、ダミーチャネル１１ｂ内の接着剤６中の導電性粒子６１は、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０内に留まる（図４参照）。
【００９８】
そして、この状態で接着剤６を硬化させることによって、図４、図５に示したように、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０内に残留する接着剤６による接着剤フィレット６ａを、該開口部１１０の四隅に独立して存在させる。
【００９９】
これにより、接着剤６中の導電性粒子６１がダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周囲で部分的に凝集することが抑制されると共に、開口部１１０内に流れ込んだ接着剤６中の導電性粒子６１は、該開口部１１０内に残存するので、接続電極１４ｂと配線電極３２との電気的接続の信頼性も向上する。しかも、接着剤６によってダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周囲を取り囲んで封止する図５の状態を容易に作り出すことができる。
【０１００】
また、この方法によると、最初に塗布される接着剤６を十分な量で塗布しても、ダミーチャネル１１ｂが接着剤６によって閉塞されてしまうことが避けられる。このため、ヘッドチップ１の後面１ｂ側の周縁１ｃと配線基板３とに亘って、図６に示すように十分な接着剤フィレット６ｂを同時に形成することができる。これにより、ヘッドチップ１と配線基板３との接合状態が強固に維持されたインクジェットヘッドＨとすることが容易に可能である。
【０１０１】
このようにダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の四隅に図４、図５のように接着剤フィレット６ａを独立して存在させるには、ダミーチャネル１１ｂ内に封入されている気体の膨張度合が重要である。気体の膨張が足りないと、接着剤フィレット６ａを開口部１１０の四隅に独立させることが難しい。また、膨張させすぎると、接着剤６を押し出しすぎてしまい、ダミーチャネル１１ｂの開口部１１０の周囲に部分的に接着剤６が途切れる箇所が発生し易くなる。このため接着剤フィレット６ａが開口部１１０の四隅に独立して存在し得る程度に、ダミーチャネル１１ｂ内の気体を適度に膨張させる必要がある。この気体の膨張度合は、ダミーチャネル１１ｂのサイズ（容積）に応じて加熱時の温度を適切に制御することによって可能である。
【０１０２】
気体を膨張させる際の加熱温度は、接着剤６の粘度を上昇させすぎず、流動状態を維持し得る程度の温度である必要がある。具体的な温度は、使用される接着剤６の種類（硬化温度、粘度）、ダミーチャネル１１ｂの容積、ヘッドチップ１の大きさや熱伝導率等に応じて適宜調整される。
【０１０３】
このようにしてヘッドチップ１と配線基板３とを接合した後、ヘッドチップ１の前面１ａにノズルプレート２を接合すると共に、配線基板３の背面側にマニホールド４を接合し、更に、配線基板３の両端部３ａ、３ｂにそれぞれ外部配線部材５、５を接合することによってインクジェットヘッドＨが完成する。
【０１０４】
以上説明したインクジェットヘッドＨは、ヘッドチップ１が４列のチャネル列１０Ａ〜１０Ｄを備えるものとして説明したが、本発明においてヘッドチップ１のチャネル列数は特に問わない。１列のみであってもよく、また２列、３列、更には５列以上の複数列であってもよい。
【０１０５】
また、インクジェットヘッドの製造方法において、加圧板７ａにシール材８を設ける態様に代えて、加圧板７ａ自体を弾性材料によって形成してもよい。これによりシール材８を不要にすることができる。
【０１０６】
また、ヘッドチップ１にノズルプレート２を接合した後に配線基板３を接合してもよい。この場合、シール材８はなくてもよい。しかし、配線基板３を接合した後に、電極表面に絶縁保護膜を形成する場合、ノズルプレート２を接合する前に絶縁保護膜の形成作業を行うことができるようにするため、ヘッドチップ１と配線基板３との接合の段階では、ヘッドチップ１にノズルプレート２を接合していないことが好ましい。
【実施例】
【０１０７】
以下、実施例によって本発明の効果を例証する。
【０１０８】
（実施例１〜３）
ヘッドチップは、駆動壁材料としてＰＺＴを用いてせん断モード型のヘッドチップを作製した。ヘッドチップは両端面（前面及び後面）をフルカットすることによって切り出した。切り出したヘッドチップの端面は特に研摩作業しなかった。ヘッドチップの後面に、図２と同様にして接続電極を形成した。
【０１０９】
ヘッドチップの仕様は以下の通りである。
チャネル列数：４
１列のチャネル数：５１２
ダミーチャネルのサイズ：深さ３６０μｍ×幅８２μｍ×Ｌ長３．０ｍｍ
【０１１０】
ヘッドチップの接続電極は、図２と同様に、ダミーチャネルの接続電極のみ、該ダミーチャネルの開口部を取り囲むように形成した。
【０１１１】
全ての接続電極の厚みは、２．５μｍとした。
【０１１２】
配線基板は、透明なガラス製基板に、ヘッドチップの駆動チャネルに対応する位置のみに貫通穴をブラスト加工によって形成すると共に、図１に示した配線基板と同様にして、ヘッドチップの接続電極に対応する配線電極を形成した。
【０１１３】
配線電極の厚み（図４中の寸法ｃ）は全て１．５μｍとした。
【０１１４】
このヘッドチップと配線基板とを、導電性粒子を含有させた熱硬化型接着剤（EPOTEK社製353ND 、最終硬化温度：１００℃）を介して貼り合せた。接着剤は図１１と同様に配線基板側に帯状に塗布した。
【０１１５】
各実施例において、この接着剤中に含有させる導電性粒子の粒子径ｂを、表１に示す通り異ならせた。なお、粒子径は平均粒子径であり、粒度分布は±０．０５μｍであった。
【０１１６】
ヘッドチップと配線基板とを、図１２と同様にして金属板（ＳＵＳ）からなる一対の加圧板間にシール材と共に挟持して、所定の加圧及び加熱硬化を行った。加熱によってダミーチャネル内に流れ込んだ接着剤の一部は、ダミーチャネル内から押し出され、図５に示したように、ダミーチャネルの開口部の四隅に独立した接着剤フィレットが存在するインクジェットヘッドが完成した。ヘッドチップ後面と配線基板の表面との間の距離（図４中の寸法ａ）は４μｍであった。
【０１１７】
同様にして各実施例につき２０個ずつのインクジェットヘッドを作製し、２０個×２０４８チャネルに対し、ヘッドチップ当たりの導電性粒子の凝集に起因するショートの平均発生箇所数を電気的にショートの有無を確認した後で、ショート箇所を顕微鏡で確認することにより確認した。配線基板は透明なガラス基板であるため、配線基板側から観察することで、凝集している様子を確認することができる。その結果を表１に示す。
【０１１８】
（比較例１〜３）
駆動チャネルとダミーチャネルの接続電極のパターンを、図７と同様に、開口部の一辺から引き出されたパターンで全て同一とした以外は、それぞれ実施例１〜３と同様にして、各比較例につき２０個ずつのインクジェットヘッドを作製し、同様にして２０個×２０４８チャネルに対し、ヘッドチップ当たりの導電性粒子の凝集に起因するショートの平均発生箇所数を確認した。その結果を表１に示す。
【表１】
2014128941.tif 000003
【０１１９】
いずれの比較例も、接続電極がダミーチャネルの開口部を取り囲むパターンではないことにより、該開口部の周囲において、接続電極表面と配線基板表面との間の寸法ｃが、導電性粒子の粒子径ｂよりも大きくなっている部分を有している。このため加熱によってダミーチャネル内の接着剤が周囲に押し出される際、導電性粒子も共に押し出されることとなる結果、完成したインクジェットヘッドにおいて導電性粒子の凝集に起因するショートの発生が見られた。
【０１２０】
一方、いずれの実施例も、接続電極がダミーチャネルの開口部の周囲を取り囲むパターンで形成されているため、該開口部の周囲において、接続電極表面と配線基板表面との間の寸法ｃが、導電性粒子の粒子径ｂよりも小さくなっている。このため加熱によってダミーチャネル内の接着剤が周囲に押し出される際、導電性粒子は接続電極よりも外側に流出することはできず、完成したインクジェットヘッドにおいて導電性粒子の凝集に起因するショートの発生は見られなかった。
【符号の説明】
【０１２１】
Ｈインクジェットヘッド
１：ヘッドチップ
１ａ：前面
１ｂ：後面
１０Ａ〜１０Ｄ：チャネル列
１１：チャネル
１１ａ：駆動チャネル
１１ｂ：ダミーチャネル
１１０：開口部
１２：駆動壁
１３：駆動電極
１４ａ、１４ｂ：接続電極
ｅ１、ｅ２：側縁
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：配線基板
３ａ、３ｂ：端部
３１：貫通穴
３２：配線電極
４：マニホールド
５：外部配線部材
６：接着剤
６ａ、６ｂ：接着剤フィレット  
６１：導電性粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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