(57)【要約】【課題】絶縁膜の剥離を抑制できるインクジェットヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造方法は、基部の取付面に、駆動素子と、当該駆動素子を囲む枠部材とを取り付け、前記取付面と、前記駆動素子と、前記枠部材との表面に絶縁膜を形成し、レーザによって、前記枠部材の外側に位置する前記取付面の一部である接続領域の縁に沿って前記絶縁膜を切断し、前記接続領域に形成された前記絶縁膜を除去する。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部の取付面に、駆動素子と、当該駆動素子を囲む枠部材とを取り付け、
前記取付面と、前記駆動素子と、前記枠部材との表面に絶縁膜を形成し、
レーザによって、前記枠部材の外側に位置する前記取付面の一部である接続領域の縁に沿って前記絶縁膜を切断し、
前記接続領域に形成された前記絶縁膜を除去する、
ことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記接続領域の表面に離型剤を設けた後に前記絶縁膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接続領域を洗浄することで、前記接続領域に形成された前記絶縁膜を除去することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記離型剤が前記接続領域の外にまで設けられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記レーザは、前記絶縁膜を切断するとともに、前記離型剤の厚み方向の一部を除去することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタのようなインクジェット記録装置は、インクを吐出するインクジェットヘッドを備える。例えばシェアモード型のインクジェットヘッドは、インクを加圧して吐出させる駆動素子を有する。
【０００３】
前記駆動素子は、例えば、インクが供給される圧力室と、当該圧力室の内面を覆う電極とを有する。前記電極に電圧が印加されると、前記圧力室を規定する壁部がシェアモード変形し、前記圧力室に充填されたインクを加圧する。駆動回路が配線を介して前記電極に接続され、当該電極に電圧を印加する。
【０００４】
例えばインクによる短絡や電極の腐食を防ぐため、前記電極の上に絶縁膜が形成される。当該絶縁膜は、前記駆動回路が接続される前記配線の一部からは除去される。前記絶縁膜は、例えばマスキングによって、成膜後に除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２０２４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マスキングによって前記絶縁膜を除去する場合、マスキングテープが剥離される際に、残される絶縁膜にも剥がされる方向への力が作用する。このため、前記絶縁膜の端部が僅かに剥がれ、絶縁膜剥離の原因となるおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、絶縁膜の剥離を抑制でき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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造方法は、基部の取付面に、駆動素子と、当該駆動素子を囲む枠部材とを取り付け、前記取付面と、前記駆動素子と、前記枠部材との表面に絶縁膜を形成し、レーザによって、前記枠部材の外側に位置する前記取付面の一部である接続領域の縁に沿って前記絶縁膜を切断し、前記接続領域に形成された前記絶縁膜を除去する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図２】第１の実施形態のインクジェットヘッドを分解して示す斜視図。
【図３】第１の実施形態のインクジェットヘッドを図２のＦ３−Ｆ３線に沿って示す断面図。
【図４】第１の実施形態の基板と回路基板とを分解して示す斜視図。
【図５】第１の実施形態の製造工程中の基板および枠部材を示す断面図。
【図６】第１の実施形態の絶縁膜が切断された基板および枠部材を示す断面図。
【図７】第２の実施の形態に係る絶縁膜が切断された基板および枠部材を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、第１の実施の形態について、図１から図６を参照して説明する。なお、複数の表現が可能な各要素に、一つ以上の他の表現の例を付すことがある。しかし、これは、他の表現が付されていない要素について異なる表現がされることを否定するものではないし、例示されていない他の表現がされることを制限するものでもない。
【００１１】
図１は、第１の実施の形態に係るインクジェットヘッド１０を示す斜視図である。図２は、インクジェットヘッド１０を分解して示す斜視図である。図３は、インクジェットヘッド１０を図２のＦ３−Ｆ３線に沿って示す断面図である。図１および図２に示すように、インクジェットヘッド１０は、いわゆるサイドシュータ型の、シェアモード型インクジェットヘッドである。
【００１２】
インクジェットヘッド１０は、基板１１と、一対の駆動素子１２と、枠部材１３と、オリフィスプレート１４と、一対の回路基板１５と、マニホールド１６と、外枠１７と、ケーシング１８とを備えている。基板１１は、基部の一例である。インクジェットヘッド１０の内部に、図３に示すインク室１９が形成されている。
【００１３】
基板１１は、例えばアルミナのようなセラミックスによって矩形の板状に形成される。基板１１は、平坦な取付面２１を有する。取付面２１に、複数の供給孔２２と、複数の排出孔２３とが設けられる。
【００１４】
複数の供給孔２２は、基板１１の中央部において、基板１１の長手方向に並んで設けられる。図３に示すように、供給孔２２は、マニホールド１６のインク供給部１６ａに連通する。供給孔２２は、インク供給部１６ａを介してインクタンクに接続されている。
【００１５】
複数の排出孔２３は、供給孔２２を挟むように二列に並んで設けられる。排出孔２３は、マニホールド１６のインク排出部１６ｂに連通する。排出孔２３は、インク排出部１６ｂを介して前記インクタンクに接続されている。
【００１６】
図２に示すように、オリフィスプレート１４は、例えばポリイミド製の矩形のフィルムによって形成される。なお、オリフィスプレート１４は、ステンレスのような他の材料で形成されても良い。オリフィスプレート１４は、基板１１の取付面２１に対向する。
【００１７】
オリフィスプレート１４に、複数のオリフィス２５が設けられている。複数のオリフィス２５は、オリフィスプレート１４の長手方向に沿って二列に並ぶ。オリフィス２５は、取付面２１の供給孔２２と排出孔２３との間の部分に対向する。
【００１８】
枠部材１３は、例えばニッケル合金によって矩形の枠状に形成される。枠部材１３は、基板１１の取付面２１とオリフィスプレート１４との間に介在する。枠部材１３は、取付面２１とオリフィスプレート１４とにそれぞれ接着される。
【００１９】
図３に示すように、インク室１９は、基板１１と、オリフィスプレート１４と、枠部材１３とに囲まれて形成される。インク室１９は、基板１１とオリフィスプレート１４との間に形成されている。前記インクタンクのインクが、供給孔２２からインク室１９に供給される。
【００２０】
一対の駆動素子１２は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）によって形成された板状の二つの圧電体によってそれぞれ形成される。当該二つの圧電体は、分極方向がその厚さ方向に互いに逆向きになるように貼り合わされる。
【００２１】
一対の駆動素子１２は、基板１１の取付面２１に接着される。駆動素子１２は、二列に並ぶオリフィス２５に対応して、インク室１９の中に平行に並んで配置される。駆動素子１２は、枠部材１３に囲まれている。駆動素子１２の頂部は、オリフィスプレート１４に接着される。
【００２２】
駆動素子１２に、複数の圧力室３７が設けられる。圧力室３７は、駆動素子１２に形成された溝である。圧力室３７は、駆動素子１２の長手方向と交差する方向にそれぞれ延びており、駆動素子１２の長手方向に並ぶ。
【００２３】
複数の圧力室３７に、オリフィスプレート１４の複数のオリフィス２５が開口する。圧力室３７は、インク室１９に開放される。言い換えると、圧力室３７とインク室１９とは連通する。このため、駆動素子１２の圧力室３７と、インク室１９との間でインクが流動する。インクは、圧力室３７に充填され、圧力室３７を通過する。
【００２４】
圧力室３７に、それぞれ電極４２が設けられる。電極４２は、例えばニッケル薄膜によって形成される。電極４２は、圧力室３７の内面を覆う。
【００２５】
基板１１の取付面２１から駆動素子１２に亘って、複数の配線パターン４３が設けられる。配線パターン４３は、例えばニッケル薄膜によって形成される。配線パターン４３は、駆動素子１２の圧力室３７に形成された電極４２から、取付面２１の側端部２１ａまでそれぞれ延びる。側端部２１ａは、取付面２１の幅方向の端部である。なお、側端部２１ａは、取付面２１の端縁だけでなく、当該端縁に隣接する一定の領域を含む。配線パターン４３は、基板１１と枠部材１３との間を通っている。配線パターン４３と枠部材１３との間は、例えば接着剤によって絶縁されている。
【００２６】
図２に示すように、回路基板１５は、フィルムキャリアパッケージ（ＦＣＰ）であり、樹脂製のフィルム４７と、駆動ＩＣ４８とをそれぞれ有する。なお、ＦＣＰは、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）とも称される。
【００２７】
フィルム４７は、複数の配線が形成されるとともに柔軟性を有する。フィルム４７は、例えばテープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）である。
【００２８】
駆動ＩＣ４８は、フィルム４７の前記複数の配線に接続される。駆動ＩＣ４８は、電極４２にパルス信号（電圧）を印加する部品である。駆動ＩＣ４８は、例えば樹脂によってフィルム４７に固定される。
【００２９】
図３に示すように、フィルム４７の端部は、異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）４９によって、配線パターン４３に熱圧着接続される。これにより、フィルム４７の前記複数の配線は、取付面２１の側端部２１ａに設けられた配線パターン４３に電気的に接続される。フィルム４７が配線パターン４３に接続されることで、駆動ＩＣ４８が、フィルム４７の前記配線を介して電極４２に電気的に接続される。
【００３０】
外枠１７およびケーシング１８は、インクジェットヘッド１０の他の部品を収容する。外枠１７は、オリフィスプレート１４を露出させるように枠部材１３に取り付けられる。図１に示すように、ケーシング１８は、外枠１７に固定され、回路基板１５などを覆う。
【００３１】
図３に示すように、インクジェットヘッド１０に絶縁膜５１が設けられている。絶縁膜５１は、例えばパリレンＣによって形成されている。なお、絶縁膜５１はこれに限らず、例えば、パリレンＤ、パリレンＮ、または他の絶縁性の材料によって形成されても良い。
【００３２】
絶縁膜５１は、基板１１の取付面２１の一部と、配線パターン４３の一部と、駆動素子１２と、電極４２と、枠部材１３の表面とを覆っている。インク室１９における導電性の部分は、絶縁膜５１によって覆われる。
【００３３】
図４は、基板１１と回路基板１５とを分解して示す斜視図である。図４に示すように、基板１１の取付面２１は、被覆領域Ａ１と、一対の接続領域Ａ２とに区画される。言い換えると、被覆領域Ａ１と接続領域Ａ２とは、取付面２１の一部である。図４において、被覆領域Ａ１と接続領域Ａ２とは、二点鎖線Ｅによって区切られている。言い換えると、二点鎖線Ｅは、被覆領域Ａ１の縁を示している。
【００３４】
被覆領域Ａ１は、絶縁膜５１によって覆われる領域である。駆動素子１２および枠部材１３は、被覆領域Ａ１の上に配置される。図３に示すように、被覆領域Ａ１に設けられた配線パターン４３は、絶縁膜５１によって覆われる。
【００３５】
接続領域Ａ２は、絶縁膜５１に覆われずに露出された領域である。図４に示すように、接続領域Ａ２は、取付面２１の側端部２１ａから所定の範囲に亘ってそれぞれ設けられる。一対の接続領域Ａ２は、取付面２１の長手方向にそれぞれ延び、被覆領域Ａ１を挟む。図３に示すように、接続領域Ａ２は、枠部材１３の外側に位置している。
【００３６】
接続領域Ａ２に設けられた配線パターン４３は、絶縁膜５１に覆われずに露出される。接続領域Ａ２の配線パターン４３に、回路基板１５が、ＡＣＦ４９によって接続される。言い換えると、接続領域Ａ２は、回路基板１５が接続される領域を含んだ領域である。
【００３７】
次に、図５および図６を参照して、インクジェットヘッド１０の製造方法の一例について説明する。まず、焼成前のセラミックスシート（セラミックスグリーンシート）で構成される基板１１に、プレス成形によって供給孔２２と排出孔２３とを形成する。続いて、この基板１１を焼成する。
【００３８】
次に、基板１１の取付面２１に、加工前の駆動素子１２（圧電体）を接着する。このとき、一対の駆動素子１２は、治具によって互いの距離が一定に維持されている。また、一対の駆動素子１２は、当該治具を介して位置決めされる。駆動素子１２を接着する接着剤は、熱硬化される。
【００３９】
次に、基板１１に接着された一対の駆動素子１２に対して、研削加工または切削加工を行う。これにより、駆動素子１２の断面が台形状に形成される。次に、駆動素子１２に、圧力室３７をそれぞれ形成する。例えば、スラーサのような切削加工機が、駆動素子１２を切削し、圧力室３７を形成する。
【００４０】
次に、複数の電極４２および複数の配線パターン４３を形成する。駆動素子１２および基板１１の取付面２１に、例えば無電解メッキによってニッケルを析出させる。さらに、電解または無電解メッキによって金を析出させる。
【００４１】
駆動素子１２および取付面２１に金属膜を形成した後、当該金属膜の不要な部分を除去し、複数の電極４２および複数の配線パターン４３を形成する。例えば、金属膜の残す部分をレジストで覆い、金属膜の不要な部分をエッチングによって溶解する。または、レーザ照射によるパターニングにより、金属膜の不要な部分を除去する。
【００４２】
続いて、枠部材１３を、一対の駆動素子１２を囲むように、取付面２１に接着する。枠部材１３は直接、または配線パターン４３を介して、接着剤によって取付面２１に固定される。
【００４３】
図５は、製造工程中の基板１１および枠部材１３を示す断面図である。次に、接続領域Ａ２の表面に、界面活性効果が高い離型剤５５を設ける。離型剤５５は、例えば、刷毛による塗布、印刷、またはディスペンサによる供給のような、種々の手段で接続領域Ａ２に設けられる。
【００４４】
離型剤５５の厚さは、例えば１［ｎｍ］である。なお、離型剤５５の厚さはこれに限らない。離型剤５５は、取付面２１の接続領域Ａ２の上に、分子が一層でも存在していれば良い。
【００４５】
次に、基板１１の取付面２１と、駆動素子１２と、枠部材１３と、電極４２と、配線パターン４３との表面に、例えばＣＶＤ法によって絶縁膜５１を形成する。図５に示すように、絶縁膜５１は、被覆領域Ａ１に設けられた離型剤５５を覆う。絶縁膜５１の厚さは均一であって、例えば１〜１０［μｍ］である。
【００４６】
次に、例えば半導体レーザによって、接続領域Ａ２の縁Ｅに沿って絶縁膜５１を切断する。当該半導体レーザは、接続領域Ａ２の縁Ｅに沿って移動するレーザ照射装置５８によって、絶縁膜５１に照射される。なお、レーザは半導体レーザに限らず、他の種類のレーザであっても良い。
【００４７】
図６は、絶縁膜５１が切断された基板１１および枠部材１３を示す断面図である。図６に示すように、上記半導体レーザによって、被覆領域Ａ１から接続領域Ａ２に亘って連続していた絶縁膜５１の連続性が絶たれる。言い換えると、被覆領域Ａ１に設けられた絶縁膜５１と、接続領域Ａ２に設けられた絶縁膜５１とが切り離される。
【００４８】
前記半導体レーザは、絶縁膜５１を切断する一方、離型剤５５の厚み方向の一部を除去する。言い換えると、前記半導体レーザは、配線パターン４３を損傷させないように出力および照射時間を制御されている。なお、前記半導体レーザは、離型剤５５を切断して配線パターン４３を僅かに除去しても良い。
【００４９】
次に、接続領域Ａ２を洗浄する。例えば布で、接続領域Ａ２を拭く。接続領域Ａ２への絶縁膜５１の密着力は、離型剤５５によって弱まっている。このため、上記の拭き取りによって、接続領域Ａ２に形成された絶縁膜５１が除去される。言い換えると、接続領域Ａ２を洗浄することで、接続領域Ａ２に形成された絶縁膜５１が除去される。さらに、当該洗浄によって、接続領域Ａ２の配線パターン４３の上に設けられた離型剤５５も除去される。なお、洗浄は拭き取りに限らず、例えば流体での洗い流しでも良い。
【００５０】
次に、接着剤３２によってオリフィスプレート１４を頂面２８に接着する。オリフィスプレート１４は、枠部材１３の頂面２８に接着されるとともに、駆動素子１２の頂部にも接着される。接着剤３２は、熱硬化させられる。
【００５１】
次に、接続領域Ａ２において、配線パターン４３に、ＡＣＦ４９によって回路基板１５を取り付ける。接続領域Ａ２における配線パターン４３は露出しているため、回路基板１５に電気的に接続される。
【００５２】
次に、基板１１にマニホールド１６を取り付ける。さらに、枠部材１３に外枠１７を取り付けるとともに、外枠１７にケーシング１８を取り付ける。以上により、図１に示すインクジェットヘッド１が形成される。
【００５３】
第１の実施形態のインクジェットヘッド１０によれば、接続領域Ａ２の縁Ｅに沿って絶縁膜５１を切断することで、接続領域Ａ２に形成された絶縁膜５１と、接続領域Ａ２の外（被覆領域Ａ１）に形成された絶縁膜５１とが切り離される。このため、接続領域Ａ２から絶縁膜５１を除去する際に、被覆領域Ａ１の絶縁膜５１に剥がれる方向の力が作用することが抑制される。したがって、被覆領域Ａ１の絶縁膜５１が剥離することを抑制できる。さらに、レーザによって絶縁膜５１を切断することで、絶縁膜５１にバリが生じたり、ゴミが生じたりすることを抑制できる。加えて、絶縁膜５１を除去する際にバリの発生等を考慮する必要がないため、リードタイムの増加を抑制できる。
【００５４】
絶縁膜５１と、接続領域Ａ２と、の間に離型剤５５が介在する。このため、切り離された接続領域Ａ２の絶縁膜５１を容易に除去することができる。離型剤５５は、例えばマスキングテープ剥離後に残る糊よりも容易に除去することができるため、接続領域Ａ２を洗浄する工程を短くすることができる。
【００５５】
接続領域Ａ２を洗浄することで、絶縁膜５１が除去される。言い換えると、接続領域Ａ２の洗浄と、絶縁膜５１の除去とが同時に行われる。これにより、リードタイムを短縮できる。
【００５６】
レーザは、絶縁膜５１を切断する一方で、離型剤５５の厚み方向の一部のみを除去する。すなわち、レーザは接続領域Ａ２に到達しない。したがって、レーザによって接続領域Ａ２に設けられる配線パターン４３が損傷することを抑制できる。
【００５７】
次に、図７を参照して、第２の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する少なくとも一つの実施形態において、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同様の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付す。さらに、当該構成部分については、その説明を一部または全て省略することがある。
【００５８】
図７は、第２の実施の形態に係る絶縁膜５１が切断された基板１１および枠部材１３を示す断面図である。図７に示すように、第２の実施形態のインクジェットヘッド１０の製造工程において、離型剤５５は、接続領域Ａ２の外である被覆領域Ａ１の一部にまで設けられる。言い換えると、レーザ照射装置５８は、塗布された離型剤５５の端部よりも取付面２１の側端部２１ａに近い位置で、絶縁膜５１を切断する。
【００５９】
上記のように絶縁膜５１が切断された場合でも、接続領域Ａ２の絶縁膜５１と取付面２１との間には、離型剤５５が介在する。このため接続領域Ａ２の絶縁膜５１と取付面２１との間の密着力は弱く、接続領域Ａ２の絶縁膜５１は容易に除去される。
【００６０】
被覆領域Ａ１の絶縁膜５１に、非密着部６１が形成される。非密着部６１は、被覆領域Ａ１の絶縁膜の端部であり、取付面２１に貼り付いていない。非密着部６１と取付面２１との間には、離型剤５５が介在している。なお、離型剤５５が除去され、非密着部６１と取付面２１との間に隙間が介在しても良い。
【００６１】
第２の実施形態のインクジェットヘッド１０によれば、第１の実施形態と同様に、接続領域Ａ２の絶縁膜５１と取付面２１との間に離型剤５５が介在する。このため、接続領域Ａ２から絶縁膜５１を除去する際に、被覆領域Ａ１の絶縁膜５１に剥がれる方向の力が作用することが抑制される。したがって、被覆領域Ａ１の絶縁膜５１が剥離することを抑制できる。
【００６２】
非密着部６１と取付面２１との間には、離型剤５５または隙間が介在する。しかし、非密着部６１以外の被覆領域Ａ１の絶縁膜５１は、取付面２１に直接形成され、取付面２１に貼り付いている。取付面２１に直接形成された被覆領域Ａ１の絶縁膜５１には、上記のように、接続領域Ａ２の絶縁膜５１が除去される際に剥がれる方向の力が作用しない。このため、非密着部６１が形成されるとしても、被覆領域Ａ１の絶縁膜５１が剥離することを抑制できる。
【００６３】
離型剤５５は、接続領域Ａ２の外にまで設けられる。このため、レーザによる絶縁膜５１の切断にずれが生じたとしても、接続領域Ａ２と絶縁膜５１との間に離型剤５５が介在する。これにより、接続領域Ａ２に直接絶縁膜５１が付着することを抑制でき、絶縁膜５１を除去する際にバリやゴミが生じることを抑制できる。
【００６４】
以上述べた少なくとも一つのインクジェットヘッドの製造方法によれば、レーザによって、接続領域の縁に沿って絶縁膜を切断する。このため、絶縁膜を除去する際に、残される絶縁膜に剥がれる方向の力が作用しない。したがって、絶縁膜が剥離することを抑制できる。
【００６５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１０…インクジェットヘッド、１１…基板、１２…駆動素子、１３…枠部材、２１…取付面、５１…絶縁膜、５５…離型剤、Ａ２…接続領域、Ｅ…縁。
【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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