(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が圧電材料で形成され、かつその表面に互いに壁で仕切られ、平行に並ぶ複数の第１の溝が設けられ、さらに、それぞれの第１の溝の側壁の一部に電極が設けられたベース部材と、
前記複数の第１の溝を覆うように前記ベース部材の上に設けられ、圧力室となるインクチャンネルを構成するカバー部材と、
前記インクチャンネルに連通するノズルと、
前記ベース部材の表面に設けられ、それぞれの前記電極と導通して外部と接続するための複数の電極引出し部と、を備え、
前記電極に駆動電圧を印加して、前記側壁に剪断変形を生じさせることにより前記インクチャンネルに圧力振動を生じさせて前記ノズルよりインクを吐出させるインクジェットヘッドにおいて、
前記複数の電極引出し部は、前記ベース部材の表面に設けられた第２の溝によって、互いに電気的に分離されており、
それぞれの前記電極引出し部の表面は、前記壁の上表面と実質的に面一にされていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記第１の溝の、前記ノズルが設けられない側の端部は、斜面になっており、該斜面の上に前記電極引出し部が延在しており、この延在部を介して、前記電極と前記電極引出し部が導通している、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記斜面になっている部分は、前記ノズルに向かう方向において、一部、平坦にされた面を含み、
前記平坦な面の前記ベース部材の表面からの距離は、１００μｍ以下にされている、請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
それぞれの前記電極引出し部は、前記斜面を基点にし、前記ノズルから遠ざかる方向に延びている、請求項２または３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記斜面の部分における前記電極引出し部の長さは、５０μｍ以上である、請求項２、３または４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記電極引出し部の幅は、４０μｍ以上１００μｍ以下である、請求項２、３、４または５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
少なくとも一部が圧電材料で形成され、かつその表面に互いに壁で仕切られ、平行に並ぶ複数の第１の溝が設けられ、さらにそれぞれの第１の溝の側壁の一部に電極が設けられたベース部材と、
前記ベース部材の前記複数の溝を覆うように設けられて圧力室となるインクチャンネルを構成するカバー部材と、
前記インクチャンネルに連通するノズルとを備え、前記電極に駆動電圧を印加して、前記側壁に剪断変形を生じさせることにより前記インクチャンネルに圧力振動を生じさせて前記ノズルよりインクを吐出させるインクジェットヘッドの製造方法において、
少なくとも一部が圧電材料で形成された基板を準備する工程と、
所定のパターンを有するレジストを用いて、前記基板の表面を溝加工し、それによって、その、前記ノズルが設けられる位置と反対側の、端部が斜面になるような、前記第１の溝であるインクチャンネルを形成する工程と、
前記インクチャンネルの底部を除いて、前記斜面および前記基板の表面に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜を複数の部分に分割し、それによって、互いに電気的に分離された複数個の電極引出し部を形成する工程、を備えるインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記レジストで被覆された領域と被覆されていない領域の境界が、前記斜面が形成される領域である、請求項７に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記電極引出し部の分割は、前記金属膜と前記ベース部材の一部を物理的に除去し、第２の溝を形成する溝加工を行なうことによって実現する、請求項７または８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記電極引出し部を個別に分割するための前記第２の溝は、前記壁の上表面にまで延びている、請求項９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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般に、インクジェットヘッドに関するものであり、より特定的には、外部の電極と電極引出し部をワイヤボンディング等で確実に接続することができるように改良されたインクジェットヘッドに関する。この発明は、また、そのようなインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、インパクト印字装置に代わり、カラー化、多階調化に適したインクジェット方式等のノンインパクト印字装置が急速に普及している。中でも、印字時のみに必要なインクを吐出させるドロップ・オン・デマンド型が、印字効率の良さ、低コスト化、低ランニングコスト化に有利であるなどの点から注目されており、圧電素子を用いたカイザー方式や、サーマルジェット方式が主流となっている。
【０００３】
しかしながら、カイザー方式は、小型化が難しく、高密度化には適さないという欠点を有していた。また、サーマルジェット方式は、高密度には適しているものの、ヒータを加熱することで、インク内にバブル（泡）を生じさせて、そのバブルのエネルギを吐出に使用するため、インクの耐久性に対する要求が厳しく、また、ヒータの寿命を長くすることが困難であり、さらに、消費電力も大きくなるという問題を有していた。
【０００４】
このような欠点を解決するものとして、圧電材料の剪断モードを利用したインクジェット方式が提案されている。この方式は、圧電材料からなるインクチャンネル壁に形成した電極により、圧電材料の分極方向と直交する方向に電界を加え、チャンネル壁を剪断モードで変形させて、その際に生じる圧力波変動を利用してインク滴を吐出させるものであり、ノズルの高密度化、低消費電力化、高駆動周波数化に適している。このような、剪断モードを利用したインクジェットヘッドの構造を図２０を用いて説明する。
【０００５】
図２０を参照して、インクジェットヘッドは、図の上下方向に分極処理を施した圧電体に複数の溝４が形成されたベース部材１と、インク供給口２１と共通インク室２２が形成されたカバー部材２と、ノズル孔１０が開けられたノズル板９を貼り合せることで、インクチャンネル４が形成されている。チャンネル壁３には、電界を印加するための電極５が上方半分に形成されている。インクチャンネルの後端部は、溝加工時に使用されるダイシングブレードの直径に対応したＲ形状に加工されており、６には外部との通電のための電極引出し部としての浅溝部が同じくダイシングブレードにより加工されている。浅溝部６に形成された電極は、浅溝部６の後端部でたとえばフレキシブル基板のような外部の電極８とワイヤボンディング７により接続されている。
【０００６】
次に、図２０に示したインクジェットヘッドの製造方法について、図２１と図２２を用いて説明する。
【０００７】
図２１に示すように、上下方向に分極処理が施された圧電体１２に、ダイシング加工が可能なドライレートフィルム１１をラミネートする。
【０００８】
次に、図２２に示すように、ダイシングブレードによりインクチャンネル４となる溝部と浅溝部６（斜面）を加工する。その後、電極となる金属がチャンネル壁３の上半分にだけ付着するように、入射方向を設定して、図２２のＡ方向、Ｂ方向から斜方蒸着する。その後、ドライレートフィルム１１をリフトオフすることで、図２０に示すような、チャンネル壁３の上半分と浅溝部６内に金属膜５が形成されたアクチュエータとしてのベース部材１を作製する。
【０００９】
図２０に戻って、カバー部材２には、機械加工あるいはサンドブラスト加工にて、インク供給口２１と共通インク室２２が設けられる。サンドブラスト加工を行なう場合は、インク供給口２１と共通インク室２２以外を、レジストフィルムあるいは、メタルマスクでマスキングした後に施せばよい。
【００１０】
ノズル板９は、高分子材料の場合は、エキシマレーザ加工にて、所定の大きさのノズル孔が孔開け加工されるが、パンチング加工等で、金属材料にノズル孔を設けてもよい。このようにして作製されたベース部材１とカバー部材２とノズル板９は、それぞれ、所望の位置に接着剤により貼り合される。
【００１１】
このようにして製造されたインクジェットヘッドは、インク供給口２１が、図示しない外部のインク貯蔵タンクに接続され、インクが共通インク室２２を介して、複数のインクチャンネル４ごとに供給される。チャンネル壁３の上半分に設けられた電極は、それぞれ１つのインクチャンネル４の内部では、同電位になるようにインクチャンネル後端部のＲ形状部で接続され、浅溝部６を介して外部の電極８と接続される。そして、それぞれのインクチャンネル４に形成されている電極同士は、独立して、外部電極８と接続されている。
【００１２】
印字データに応じて所定のインクチャンネルが選択され、チャンネル壁３の分極方向と直交する方向に電界がかかるように、外部の電極８より電圧が印加される。電圧が印加されたチャンネル壁３は剪断変形を起し、その結果インクチャンネル内に圧力波変動が生じて、ノズル孔１０よりインク滴が吐出する。なお、図２０では、電極引出し部と外部の電極はワイヤボンディング７により接続されているが、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて接続する方法も従来より採用されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のインクジェットヘッドでは、電極引出し部として浅溝部６に形成された金属膜を使用している。そのため、浅溝の凹部に金属膜が位置している。さらに、この金属膜は、チャンネル壁３の上半分に電極となる金属膜を形成するとき、同時に形成されたものであるので、その際、浅溝の溝部以外は、マスクとなるドライレジストフィルム１１が存在し、斜方蒸着によるシャドウイング効果で、浅溝部６の溝の底には十分な厚みの金属膜が形成されないという問題があった。
【００１４】
これらの課題について、詳細に説明する。
図２３は、浅溝部６の断面図で、金属膜の形成の様子を示している。ベース部材１に形成されたチャンネルの幅を８１μｍ、チャンネルの深さを３００μｍ、ドライレジストフィルム１１の厚みを３０μｍとすると、チャンネル壁の上半分に金属膜を形成するには、斜方蒸着の入射角度は法線に対して約２４°となる。この場合、図２０に示す浅溝部６でも、図２３に示すように、同様の入射角度で斜方蒸着されることになる。図２４は、浅溝部の深さが２５μｍ、ドライレジストの厚みが３０μｍ、斜方蒸着の入射角度が法線に対して２４°のとき、浅溝部に形成された金属膜を示した断面写真である。なお、図２４では、ドライレジストフィルムをリフトオフした後の状態を示している。
【００１５】
図２４のように、浅溝部の深さが２５μｍの場合、浅溝の底の中心部で、幅約３２μｍの領域で金属膜が積層されたような形状に段差を持って形成されている。したがって、この部分にワイヤボンディングを行なうためには、段差中央部にボンディングを行なう必要がある。すなわち、段差に対してワイヤボンディングの位置がずれると、ワイヤが倒れたり、あるいは傾く等するので、正確な位置決めが必要になる。
【００１６】
また、電極部の高さは、ベース部材１より低いものとなっている。浅溝部の深さを浅くすれば、溝底部に形成される金属膜の幅は広くなるが、加工精度、ダイシングブレードの刃のエッジ部分のＲを考慮すると、浅溝部の深さとしては、最低限１０μｍは必要となる。これについて、図２５のダイシングブレードの断面図を用いて詳しく説明すると、ダイシングブレード３０のエッジ形状は、未使用状態では、図２５（ａ）に示すようなコーナー部のＥの箇所が直角になった状態であるが、使用していくと、図２５（ｂ）に示すようにコーナーが丸みを帯びた形状に変化してくる。図２５（ｂ）のような形状のダイシングブレード３０を使用すると浅溝の深さを１０μｍとした場合、実際には、ドライレジストフィルムは、幅６０μｍしか、削れなくなり、結果的に、浅溝部の金属膜の形成される幅が狭くなってしまう。
【００１７】
一方、図２５（ａ）に示すような形状のダイシングブレードの使用に限定すれば、浅溝の深さを限りなくゼロに近づけることができるが、生産コストの上昇を招くという問題があり、浅溝部の深さは、最低限１０μｍ以上は必要となる。
【００１８】
このように、電極引出し部の電極が浅溝部の底に形成されている場合、外部の電極との接続をワイヤボンディングで行なうときに、ボンディング不良が生じるという問題がある。これについて、図２６のワイヤボンディングに用いるキャピラリ４０およびボンディングワイヤ５０の断面図を用いて詳細に説明する。
【００１９】
図２６に示すように、キャピラリ４０は、ボンディング用のワイヤ４０がキャピラリの幅からずれないように、キャピラリの両端部４１で囲まれるように下側に凹形状をしており、また、ワイヤボンディングのワイヤ径は、通常φ５０μｍ程度であるので、キャピラリ４０の幅は１００μｍ程度である。図２６に示すような形状のキャピラリ４０でワイヤボンディングを行なうと、浅溝部６の両横にあるベース部材１の凸部（図のＡ部）にキャピラリの端（図のＢ部）が触れてしまい、ワイヤに効率よくボンディングのための超音波エネルギが伝わらなくなる。その結果、ボンディングワイヤが十分溶着せず、ワイヤと浅溝部の金属膜との密着が悪くなってしまう。また、電極引出し部と外部の電極との接続を、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて接合する場合でも、電極引出し部の凹部に金属膜がある場合には、接続不良が生じるという問題があった。
【００２０】
電極引出し部の電極の金属膜を厚く形成すれば、電極面をベース部材より高くすることが可能であるが、前述したように、浅溝部６の深さとして１０μｍ以上必要であるので、金属膜を１０μｍ以上形成する必要があり、生産コストおよび生産時間上、問題となる。また、従来のインクジェットヘッドの製造方法で、図２０に示すようなドライレジストフィルムを用いずに、圧電体基板１２に溝加工を行ない、金属膜形成後、チャンネル壁３の上部に形成された金属膜と、電極引出し部の金属膜を個別に分離するように機械加工で除去する方法もある。この場合、電極引出し部２３の電極面を凸部に形成することは可能となるが、チャンネル壁の上部を機械加工するため、チャンネル壁を破壊するおそれがあり、歩留りが悪くなる。さらに、各チャンネル壁の高さを均一に揃えることが困難となり、カバー部材２を接着した場合、チャンネル壁３の上部とカバー部材２との接着が不十分となり、隣接するチャンネル同士でインクがリークするという問題がある。
【００２１】
以上述べたように、電極引出し部の電極が浅溝部の底の部分に形成されている従来のインクジェットヘッドでは、ワイヤボンディングあるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて外部の電極と接続する際に、接続不良を起すという問題があり、電極引出し部の浅溝の深さを浅くする場合には、使用するダイシングブレードのエッジ形状が直角であることが必要となり、生産コストの上昇を招くという問題があった。
【００２２】
また、チャンネル壁の上部の金属膜を機械加工で除去して電極引出し部を凸部に設ける場合に、チャンネル壁を破壊してしまい歩留りが悪くなり、また、チャンネル壁の高さも不揃いになり、隣接チャンネル間でインクがリークするという問題があった。
【００２３】
この発明は、このような問題を解決するためになされたもので、製造コストを上げることなく、外部との電極の接続が確実に行なえるように改良されたインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【００２４】
この発明の他の目的は、そのような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。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の局面に従うインクジェットヘッドは、少なくとも一部が圧電材料で形成され、かつその表面に互いに壁で仕切られ、平行に並ぶ複数の第１の溝が設けられ、さらに、それぞれの第１の溝の側壁の一部に電極が設けられたベース部材を備える。上記複数の第１の溝を覆うように、上記ベース部材の上に、圧力室となるインクチャンネルを構成するカバー部材が設けられている。上記インクチャンネルにノズルが連通している。上記ベース部材の表面に、それぞれの上記電極と導通して外部と接続するための複数の電極引出し部が設けられている。当該インクジェットヘッドは、上記電極に駆動電圧を印加して、上記側壁に剪断変形を生じさせることにより上記インクチャンネルに圧力振動を生じさせて上記ノズルよりインクを吐出させるものである。上記複数の電極引出し部は、上記ベース部材の表面に設けられた第２の溝によって、互いに電気的に分離されている。それぞれの上記電極引出し部の表面は、上記壁の上表面と実質的に面一にされている。
【００２６】
この構成においては、インクジェットヘッドの圧電体に電圧を供給するための電極引出し部と外部の電極を接続する際、電極引出し部の電極を形成する金属膜が壁の上表面と実質的に面一にされているので、ワイヤボンディングあるいは、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた接合方法で、接合不良を起すことなく、確実に接続することができる。
【００２７】
この発明の好ましい実施態様によれば、上記第１の溝の、上記ノズルが設けられない側の端部は、斜面になっており、該斜面の上に上記電極引出し部が延在しており、この延在部を介して、上記電極と上記電極引出し部が導通している。
【００２８】
この構成においては、チャンネル壁に設けられた電極が、斜面に形成された金属膜とそれぞれ個別に接続され、しかも、斜面は、金属膜形成の際、シャドウイングによる影響が少なくなり、十分な厚さの金属膜を斜面に形成することができる。そして、この斜面の金属膜を介して、インクチャンネルを構成するチャンネル壁に設けられた電極と電極引出し部の接続を行なうので、チャンネル壁に設けられた電極同士が短絡することはなく、しかも、接続不良を起すことなく、確実に接続することができる。
【００２９】
この発明のさらに好ましい実施態様によれば、上記斜面になっている部分は、上記ノズルに向かう方向において、一部、平坦にされた面を含み、上記平坦な面の上記ベース部材の表面からの距離は、１００μｍ以下にされている。
【００３０】
この構成においては、金属膜形成の際、シャドウイング効果の影響が少なくなり、斜面の底面にも電極となる金属膜が形成されるので、電極引出し部とチャンネル壁に設けられた電極との電気的な接続を確実に行なうことができる。
【００３１】
この発明のさらに好ましい実施態様によれば、それぞれの上記電極引出し部は、上記斜面を基点にし、上記ノズルから遠ざかる方向に延びている。
【００３２】
この構成においては、個別に分離されている電極引出し部の分離されている領域が、斜面が形成されている領域内に存在するので、チャンネル壁に設けられた電極を、それぞれが短絡することなく分離して、電極引出し部と接続することができる。また、電極引出し部を個別に分離するために溝加工を行なう場合、その溝加工部分がチャンネル壁の領域に及ばないので、チャンネル壁の強度を低下させることがない。
【００３３】
この発明のさらに好ましい実施態様によれば、上記斜面の部分における上記電極引出し部の長さは、５０μｍ以上である。
【００３４】
この構成においては、個別に分離されている電極引出し部の分離されている領域が、斜面が形成されている領域内に存在し、しかも５０μｍ以上の長さにわたって、チャンネル壁に設けられた電極と電気的に接続されている上記斜面の領域内に位置されているので、チャンネル壁に設けられている電極が、短絡することなく確実に分離されて、電極引出し部と接続することができる。
【００３５】
この発明の、さらに好ましい実施態様によれば、上記電極引出し部の幅は、４０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００３６】
この構成においては、外部の電極と接続するための電極引出し部の電極幅が、４０μｍ以上１００μｍ以下であるので、ワイヤボンディングあるいは、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた場合に、確実に電気的に接続することができる。
【００３７】
この発明の第２の局面に従う方法は、少なくとも一部が圧電材料で形成され、かつその表面に互いに壁で仕切られ、平行に並ぶ複数の第１の溝が設けられ、さらにそれぞれの第１の溝の側壁の一部に電極が設けられたベース部材と、上記ベース部材の上記複数の溝を覆うように設けられて圧力室となるインクチャンネルを構成するカバー部材と、上記インクチャンネルに連通するノズルとを備え、上記電極に駆動電圧を印加して、上記側壁に剪断変形を生じさせることにより上記インクチャンネルに圧力振動を生じさせて上記ノズルよりインクを吐出させるインクジェットヘッドの製造方法にかかる。まず、少なくとも一部が圧電材料で形成された基板を準備する。所定のパターンを有するレジストを用いて、上記基板の表面を溝加工し、それによって、その、上記ノズルが設けられる位置と反対側の、端部が斜面になるような、上記第１の溝であるインクチャンネルを形成する。上記インクチャンネルの底部を除いて、上記斜面および上記基板の表面に金属膜を形成する。上記金属膜を複数の部分に分割し、それによって、互いに電気的に分離された複数個の電極引出し部を形成する。
【００３８】
この構成においては、ワイヤボンディングあるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）によって、外部の電極と接続される電極引出し部が、高分子材料で被覆されていない状態で金属膜を形成することができるので、金属膜形成時に不要なシャドウイング効果が生じずに、十分な厚みの金属膜を形成することができる。さらに、電極引出し部は、金属膜形成後に個別に分離する加工が行なわれるので、電極引出し部の電極部を容易に凸部に設けることが可能となり、外部の電極とワイヤボンディングあるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて接続する際の接続を、確実に行なうことができる。
【００３９】
この発明の好ましい実施態様によれば、上記レジストで被覆された領域と被覆されていない領域の境界が、上記斜面が形成される領域である。
【００４０】
この構成においては、高分子材料で被覆された領域と被覆されていない領域の境界が、斜面が形成されている領域に位置するので、斜面の高分子材料が被覆されていない領域には、金属膜形成時に不要なシャドウイング効果が生じずに、十分な厚さの金属膜を形成することが可能となり、チャンネル壁に設けられた電極と電極引出し部との電気的な接続を確実に行なうことができる。
【００４１】
この発明のさらに好ましい実施態様によれば、上記電極引出し部の分割は、上記金属膜と上記ベース部材の一部を物理的に除去し、第２の溝を形成する溝加工を行なうことによって実現する。
【００４２】
この構成においては、ベース材に金属膜を形成後、電極引出し部を分離するための溝加工を行なうので電極引出し部の電極面を、容易に凸部に形成することが可能となるとともに、溝加工を物理的に行なうので、電極引出し部の電極を確実に分離することができる。
【００４３】
この発明のさらに好ましい実施態様によれば、上記電極引出し部を個別に分割するための上記第２の溝は、上記壁の上表面にまで延びている。
【００４４】
この構成においては、個別に分離された電極引出し部を分離するための溝が、高分子材料で被覆されていた領域にも位置するため、高分子材料により予め個別に分離されていたチャンネル壁に設けられた電極と、そのチャンネル壁に設けられた電極と個別に接続された斜面の電極と、外部の電極と接続される電極引出し部が、それぞれ、１対１に対応して接続されることになり、チャンネル壁に設けられた電極を、それぞれが短絡することなしに、確実に外部の電極と接続することができる。
【００４５】
【実施例】
以下、本発明による実施例を、図１から図１９を用いて詳細に説明する。
【００４６】
＜実施例１＞
図１は、本発明の第１の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。図２は、図１におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【００４７】
図１および図２を参照して、インクジェットヘッドは、図の上下方向に分極処理を施した圧電体に複数の溝が形成されたベース部材１と、インク供給口２１と共通インク室２２が設けられたカバー部材２と、ノズル孔１０が設けられたノズル板９より構成され、ベース部材１とカバー部材２と、ノズル板９とを貼り合せることで、インクが充填されるインクチャンネル４を構成する。
【００４８】
チャンネル壁３には、チャンネル壁３の上半分に、圧電体の分極方向と直交する方向に電界を加えるための電極５としての金属膜が、各チャンネル壁の両サイドに形成されている。インクチャンネル４は、Ａの領域では、３００μｍの等しい深さで、幅は８０μｍで、長さは３ｍｍである。
【００４９】
Ｂの領域では、溝深さは徐々に浅くなる。このＢ領域の長さは、溝加工に用いるダイシングブレードの直径とＡの領域の深さより一義的に決定されるが、本実施例では、ダイシングブレードの直径が５２ｍｍであるので、Ｂの領域の長さは約３．９ｍｍである。電極５を形成する金属膜は、Ｂの領域で、電極引出し部の側には、ベース部材１の上面に設けられている。
【００５０】
Ｃの領域では、それぞれのインクチャンネルの間に、深さ３０μｍ、幅５０μｍ、長さ６ｍｍで、電極を分離するための溝２４が設けられている。溝２４は、本実施例では、長さ２ｍｍでＤの領域にオーバーラップしている。ここで、Ｄの領域とは、図１１において後述するように、チャンネル壁３の上部の、金属膜が設けられていない領域のことである。また、Ｅの領域は、チャンネル壁３の上部の、金属膜が設けられている領域のことである。さらに、それらの境界をＤＥとしている。
【００５１】
インクチャンネル４と、浅溝部６（斜面部）を形成する溝、および電極を分離するための溝２４は、それぞれ、１４１μｍピッチで平行に形成されている。電極を分離するための溝２４は、浅すぎると、隣接する電極を短絡してしまうが、必要以上に深くする必要はなく、本実施例では、深さ３０μｍである。
【００５２】
各インクチャンネル内のチャンネル壁３の上半分に形成されている電極５は、浅溝部６を介して、個別に電極引出し部２３に接続されて外部へ引出されて、ワイヤボンディング７により外部の電極８と接続されている。なお、本実施例では、金属膜として、Ａｌを蒸着法により形成し、チャンネル壁３の側面部で厚みが１．２μｍ、電極引出し部２３で厚みが４μｍである。金属膜はＡｌ以外にも、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ等の導電材料を用いることもできる。この金属膜は、溝２４により電極引出し部が個別に分離される前は、ＤＥの位置より後方の外部電極接続側の領域で、ベース部材１の上面の全面に形成されている。
【００５３】
次に、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図を図３に示す。
図３で、電極引出し部２３は、インクチャンネルの間を溝加工することで個別に分離されているので、ベース部材１の凸部に設けられている。そして、凸部の幅は９１μｍ（＝１４１−５０μｍ）となる。なお、この凸部の幅は、４０μｍ以下になると、ワイヤボンディングあるいは、異方性導電膜（ＡＣＦ）で接続する際、導通不良を起すおそれがある。また、凸部の幅が１００μｍ以上になると、分離のための溝加工を、たとえばインクチャンネルのピッチが１４１μｍの場合、４１μｍ（＝１４１−１００μｍ）以下の幅で加工する必要があり、加工が困難になる。このような形状の電極引出し部に、外部の電極との接続のためのワイヤボンディングを行なった場合、電極引出し部の電極面が、幅９１μｍの凸形状となるので、ボンディングキャピラリが、従来例の図２６のように、電極面の両サイドに触れることがなくなり、ボンディングワイヤに効率よく、ボンディングの超音波エネルギを伝えることができるので、接続不良がなくなり、確実に接続することが可能となる。
【００５４】
図４に、本発明によるところの、電極引出し部が凸形状になった場合の、外部の電極との接続をワイヤボンディングで行なったときの、ボンディング部の写真を示す。なお、図４では、電極引出し部へのワイヤボンディングの状態を見やすくするため、外部の電極は個別に分離されていないものを用いている。
【００５５】
図４を見ると、電極引出し部の電極が凸部に設けられているので、接続不良を起すことなく、電極引出し部へワイヤボンディングできており、確実に接続できていることがわかる。なお、本実施例では、外部の電極との接続をワイヤボンディングにより行なった例を示したが、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて接続する場合でも、電極引出し部の電極が凸部に設けられているので、接続不良を起すことなく、確実に接続することが可能となる。
【００５６】
これについて、図５および図６を用いて説明する。
図５は、本発明によるところの電極引出し部を、異方性導電膜（ＡＣＦ）６０を用いて、外部の電極８と接合した場合、図６は、従来の電極引出し部２３を異方性導電膜（ＡＣＦ）６０を用いて、外部の電極８と接合した場合を示している。電極引出し部２３の電極が凹部に設けられている従来のインクジェットヘッドでは、図６に示すように、異方性導電膜（ＡＣＦ）と電極引出し部との接合時に、異方性導電膜（ＡＣＦ）を凹部に押込むように変形させる必要があり、接続不良を起すことがあった。これに対し、本発明によるところのインクジェットヘッドは、電極引出し部２３が、凸部に設けられて入るので、図５に示すように、異方性導電膜（ＡＣＦ）６０と電極引出し部との接続を確実に行なうことができる。
【００５７】
このように、本発明によるところのインクジェットヘッドは、電極引出し部の電極が、凸部に設けられているので、外部の電極との接続を、ワイヤボンディングあるいは、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて行なう場合、接続不良を起すことなく、確実に接続することができ、すべてのインクチャンネルで、吐出不良を起すことがなくなる。
【００５８】
なお、インクチャンネルのＡの領域の深さ、長さ、幅、Ｂの領域の長さ、Ｃの領域の深さ、長さ、幅は本実施例の寸法に限定されるものではない。また、本実施例では、ベース部材１として、上下方向に分極処理が施された圧電体を用いたが、チャンネル壁の上半部だけが、上下方向に分極処理が施された圧電体である複合材料を用いることもできる。
【００５９】
＜実施例２＞
図７は、本発明の第２の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。図８は、図７におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【００６０】
図７および図８を参照して、インクジェットヘッドは、図の上下方向に分極処理を施した圧電体に複数の溝４が形成されたベース部材１とインク供給口２１と共通インク室２２が設けられたカバー部材２と、ノズル孔１０が設けられたノズル板９より構成され、ベース部材１とカバー部材２とノズル板９とを貼り合せることによって、インクが充填されるインクチャンネル４を構成する。チャンネル壁３には、チャンネル壁３の上半分に、圧電体の分極方向と直交する方向に電界を加えるための電極５が、各チャンネル壁の両サイドに形成されている。インクチャンネル４は、Ａの領域では、３００μｍの等しい深さで、幅は８０μｍで、長さ３ｍｍである。Ｂ１の領域では、溝深さは徐々に浅くなり、Ｂ２の領域では、深さ５０μｍの浅溝が、長さ２ｍｍで形成されている。Ｂ３の領域では、Ｂ１の領域と同様に、溝深さは徐々に浅くなる。Ｂ１およびＢ３の領域の長さは、溝加工に用いるダイシンググレードの直径とＡの領域およびＢ２の領域の深さより一義的に決定されるが、本実施例では、ダイシングブレードの直径が５２ｍｍであるので、Ｂ１の領域の長さが約３．６ｍｍ、Ｂ３の領域の長さが約１．６ｍｍである。Ｃの領域では、それぞれのインクチャンネルの間に位置して、深さ３０μｍ、幅５０μｍ、長さ５ｍｍで、電極を分離するための溝加工２４が施されており、Ｂ２あるいはＢ３の領域とオーバーラップするように設けられている。
【００６１】
本実施例では、長さ０．４ｍｍで、Ｂ２とＢ３の領域にオーバーラップしている。インクチャンネル４と、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の領域からなる浅溝部６と、電極を分離するための溝２４は、それぞれ、１４１μｍピッチで平行に形成されている。Ｂ２の領域の深さは、１００μｍより深くなると、金属膜形成時のシャドウイング効果が大きくなり、金属膜が十分な面積で形成されなくなり、接続不良を起してしまうので、１００μｍ以下に設定する必要がある。電極を分離するための溝２４は、浅すぎると、隣接する電極を短絡してしまうが、必要以上に深い必要はなく、本実施例では、深さ２０μｍである。
【００６２】
金属膜は、図７および図８の斜線領域に形成されており、各インクチャンネル内のチャンネル壁３の上半分に形成されている電極は、浅溝部６を介して、個別に電極引出し部２３に接続されて外部へ引出されて、ワイヤボンディング７により外部の電極８と接続されている。
【００６３】
本実施例では、金属膜として、Ａｌを蒸着法により形成し、チャンネル壁３の側面部で厚みが１．２μｍ、電極引出し部２３で厚みが４μｍである。金属膜はＡｌ以外にも、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ等の導電材料を用いることもできる。この金属膜は、電極引出し部が個別に分離される前は、ＢＥの位置より後方の外部電極接続側の領域で、ベース部材１の上面の全面に形成されている。
【００６４】
本実施例では、浅溝部６の領域Ｂ２およびＢ３と、電極を分離するための溝２４の領域Ｃは、長さ２ｍｍにわたり、オーバーラップするように設けられているので、電極を分離するための溝２４の端部Ｃ０は、領域Ｂに位置している。このオーバーラップの長さが５０μｍ以下となると、上記の全面に形成されている金属膜の端部ＢＥと溝２０の端部ＢＥを、５０μｍ以下の精度で位置決めする必要があり、加工精度が少しでも悪くなると、各インクチャンネルの電極を個別に分離して、外部に接続することが困難となる。
【００６５】
次に、図７のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図を図９に示す。図９を参照して、電極引出し部２３は、インクチャンネル４の間の位置を溝加工することで個別に分離されているので、ベース部材１の凸部に設けられている。そして、電極引出し部の幅は９１μｍである。このような形状の電極引出し部に外部の電極との接続のためのワイヤボンディングを行なった場合、電極引出し部の電極面が幅９１μｍの凸形状となるので、ボンディングキャピラリが、従来例の図２６のように、電極面の両サイドに増えることがなくなり、ボンディングワイヤに、効率よく、ボンディングの超音波エネルギを伝えることができるので、接続不良がなくなり、確実に接続することが可能となる。
【００６６】
なお、本実施例では、外部の電極との接続をワイヤボンディングにより行なった例を示したが、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて接続する場合でも、電極引出し部の電極が凸部に設けられているので、接続不良を起すことなく、確実に接続することが可能となる。
【００６７】
このように、本発明によるところのインクジェットヘッドは、電極引出し部の電極が、凸部に設けられているので、外部の電極との接続を、ワイヤボンディングあるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて行なう場合、接続不良を起すことなく、確実に接続することができ、すべてのインクチャンネルで、吐出不良を起すことがなくなる。なお、インクチャンネルのＡの領域の深さおよび長さ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の領域の深さおよび長さ、Ｃの領域の深さおよび長さは、本実施例の寸法に限定されるものではない。
【００６８】
＜実施例３＞
図１０〜図１４は、本発明によるところのインクジェットヘッドの製造方法について説明したもので、図１０は、図の上下方向に分極処理が施された、圧電体基板１２にドライレジストフィルム１１をフィルムラミネータを用いて形成したものを示している。
【００６９】
圧電体１２には、ＰＺＴ（チタンサンジルコン酸鉛）等を用いることができる。ドライレジストフィルム１１は、日本合成化学工業株式会社製のドライレジストフィルム（商品名日合ＡＬＰＨＯ  ＮＩＴ６２５）を用い、膜厚は３０μｍである。ドライレジストフィルム１１が形成された圧電体基板１２は、露光、現像処理により、図１１に示すような形状にパターニングされる。露光は、フォトマスクを用い、露光量４００ｍＪ／ｃｍ２、現像は、１ｗｔ％の炭酸ソーダを用いて、現像時間２分で行なった。次に、パターニングされたドライレジストフィルムが形成された圧電体基板１２は、ダイシングソーによる溝加工を行ない、図１２に示すようなインクチャンネル４と浅溝部６が形成される。溝加工は、厚み７５μｍ、直径φ５２ｍｍのダイヤモンドブレード（Ｄｉｓｃｏ社製）を用いて、溝ピッチ１４１μｍで行ない、加工後の溝幅（インクチャンネル幅）は８０μｍ、溝深さは３００μｍである。Ｂの領域では、溝深さは徐々に浅くなるが、本実施例では、Ｂの領域の長さは約３．９ｍｍである。なおこのダイシング加工による浅溝加工６は、端部ＢＥがドライレジストフィルム１１の端部ＤＥよりも後方に位置すればよく、本実施例では、ＢＥとＤＥの距離は２ｍｍである。続いて、ドライレジストフィルムが形成され、溝加工が施された圧電体１２は、斜方蒸着により、金属膜５を、チャンネル壁３の上半分に設けられる。この際、Ｅの領域には、全面に金属膜が形成されて各インクチャンネルに形成された金属膜は、電気的には、個別に分離されていない状態である。
【００７０】
次に、ドライレジストフィルム１１を、ドライレジストフィルム１１上に形成された金属膜とともにリフトオフすることで、図１３に示すような、金属膜５が形成されたベース部材１を得る。図１３では、チャンネル壁に形成された電極５は、個別に分離されておらず、Ｅの領域に形成された金属膜を介して、電気的に接続されている状態である。
【００７１】
次に、図１４に示すように、各インクチャンネル４の間の、全面に金属膜が形成されているＥの領域と、浅溝部６が形成されているＢの領域の一部に、ダイシング加工により溝２４を形成し、各インクチャンネルと個別に接続された電極引出し部２３を形成する。電極引出し部２３を形成するための溝２４は、幅４５μｍのダイシングブレードを用い、幅５０μｍ、深さ３０μｍで加工する。また、この溝２４は、Ｄの領域に端部Ｃ０が位置するように加工されるので、各インクチャンネルに設けられた金属膜による電極５を、互いに短絡することなく、確実に分離して、電極引出し部２３に接続することができる。
【００７２】
以上述べたように、本発明によるところのインクジェットヘッドの製造方法では、予め、電極引出し部となる領域には、全面に電極となる金属膜が形成されており、電極を個別に分離するための溝加工を後から施すので、電極引出し部の電極を凸部に形成することが可能となり、外部の電極との接続の際、ワイヤボンディングあるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた場合、接続不良を起すことなく確実に接続することができるという効果がある。さらに、ベース部材１で、チャンネル壁の上部は、圧電体１２の平面性を保たれているので、カバー部材２を接着した場合に接着が確実に行なわれ、隣接するインクチャンネル同士で、インクがリークすることがないという効果がある。
【００７３】
＜実施例４＞
図１５〜図１９は、本発明によるところのインクジェットヘッドの製造方法について説明したもので、図１５および図１６は、実施例３に説明したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。パターニングされたドライレジストフィルムが形成された圧電体基板１２は、ダイシングソーによる溝加工を行ない、図１７に示すようなインクチャンネル４と浅溝部６が形成される。溝加工は、厚み７５μｍ、直径φ５１ｍｍのダイヤモンドブレード（Ｄｉｓｃｏ社製）を用いて、溝ピッチ１４１μｍで行ない、加工後の溝幅（インクチャンネル幅）は８０μｍである。Ａの領域では、均一の深さに加工され、溝深さは３００μｍ、長さは３ｍｍである。
【００７４】
浅溝加工部６は、インクチャンネルの加工と同時に行なわれ、Ｂ１の領域では、徐々に深さが浅くなり、Ｂ２の領域では、均一の深さに加工され、溝深さが５０μｍ、長さが２ｍｍである。
【００７５】
Ｂ３の領域では、Ｂ１の領域と同様に、徐々に深さが浅くなる。浅溝部６の端部ＢＥは、ドライレジストフィルム１１の端部ＤＥよりも後方に位置するように加工され、本実施例では、ＢＥとＤＥの距離は２ｍｍである。
【００７６】
続いて、ドライレジストフィルムが形成され、溝加工が施された圧電体１２は、斜方蒸着により、金属膜５を、チャンネル壁３の上半分に設けられる。この際、Ｅの領域には、全面に金属膜が形成され、各インクチャンネルに形成された金属膜は、電気的には、個別に分離されていない状態である。次に、ドライレジストフィルム１１を、ドライレジストフィルム１１上に形成された金属膜とともにリフトオフすることで、図１８に示すような、金属膜５が形成されたベース部材１を得る。
【００７７】
図１８では、チャンネル壁３に形成された電極５は、個別に分離されておらず、Ｅの領域に形成された金属膜を介して、電気的に接続されている状態である。次に、図１９に示すように、各インクチャンネル４の間の、全面に金属膜が形成されているＥの領域と、浅溝部６が形成されているＢ２とＢ３の領域の一部に、ダイシング加工により溝２４を形成し、各インクチャンネルと個別に接続された電極引出し部２３を形成する。電極引出し部を形成するための溝２４は、幅４５μｍのダイシングブレードを用い、幅５０μｍ、深さ３０μｍで加工し、溝の端部Ｃ０は、ＡおよびＢ１の領域には位置しないように加工される。また、この溝２４は、Ｄの領域に端部Ｃ０が位置するように加工されるので、各インクチャンネルに設けられた金属膜による電極５を、互いに短絡することなく、確実に分離して、電極引出し部２３に接続することができる。
【００７８】
以上述べたように、本発明によるところのインクジェットヘッドの製造方法では、予め、電極引出し部となる領域には、全面に電極となる金属膜が形成されており、電極を個別に分離するための溝加工を後から施すので、電極引出し部の電極を凸部に形成することが可能となり、外部の電極との接続の際、ワイヤボンディングあるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた場合、接続不良を起すことなく確実に接続することができる。さらに、ベース部材１で、チャンネル壁の上部は、圧電体１２の平面性を保たれているので、カバー部材２を接着した場合に接着が確実に行なわれ、隣接するインクチャンネル同士で、インクがリークすることがない。
【００７９】
また、本実施例による製造方法では、前記実施例に比べ、電極を分離するための溝が浅溝部の溝深さの浅い領域に位置し、チャンネル壁の部分や浅溝部の深さの深い領域に位置しないので、チャンネル壁の強度を低下させることがないというさらなる効果も有する。
【００８０】
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。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるところのインクジェットヘッドは、外部の電極と接続するための電極引出し部の電極面が凸部に設けられているので、外部の電極と、ワイヤボンディング、あるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて接続する際に、導通不良を起すことがなく、確実に接続することが可能となる。また、本発明によるところのインクジェットヘッドの製造方法は、電極引出し部を形成する部分が凸部になり、しかも、チャンネル壁の上面の平坦度を低下させることがないので、隣接するインクチャンネルとのインクのリークがなく、外部の電極との接続を確実に行なうことができるインクジェットヘッドを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェットヘッドの第１の実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明のインクジェットヘッドの第１の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明のインクジェットヘッドの第１の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明のインクジェットヘッドの、ワイヤボンディングによる外部電極との接続状態を示した写真図である。
【図５】本発明のインクジェットヘッドの、異方性導電膜（ＡＣＦ）による接続状態を示した断面図である。
【図６】従来のインクジェットヘッドの、異方性導電膜（ＡＣＦ）による接続状態を示した断面図である。
【図７】本発明のインクジェットヘッドの第２の実施例を示す断面図である。
【図８】本発明のインクジェットヘッドの第２の実施例を示す断面図である。
【図９】本発明のインクジェットヘッドの第２の実施例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施例に係るインクジェットヘッドの製造方法の第１の工程を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施例に係るインクジェットヘッドの製造方法の第２の工程を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第３の実施例に係るインクジェットヘッドの製造方法の第３の工程を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第３の実施例に係るインクジェットヘッドの製造方法の第４の工程を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第３の実施例に係るインクジェットヘッドの製造方法の第５の工程を示す斜視図である。
【図１５】本発明の第４の実施例に係るインクジェットヘッドの製造方法の第１の工程を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第４の実施例に係るインクジェットヘッドの製造方法の第２の工程を示す斜視図である。
【図１７】本発明の第４の実施例に係るインクジェットヘッドの製造方法の第３の工程を示す斜視図である。
【図１８】本発明の第４の実施例に係るインクジェットヘッドの製造方法の第４の工程を示す斜視図である。
【図１９】本発明の第４の実施例に係るインクジェットヘッドの製造方法の第５の工程を示す斜視図である。
【図２０】従来のインクジェットヘッドの斜視図である。
【図２１】従来のインクジェットヘッドの製造方法の順序の第１の工程を示す斜視図である。
【図２２】従来のインクジェットヘッドの製造方法の順序の第２の工程を示す斜視図である。
【図２３】従来のインクジェットヘッドの電極引出し部を示した断面図である。
【図２４】従来のインクジェットヘッドの電極引出し部を示した断面写真図である。
【図２５】ダイシング加工に用いるダイシングブレードの形状を示した断面図である。
【図２６】従来のインクジェットヘッドの電極引出し部のワイヤボンディング方法について示した断面図である。
【符号の説明】
１  ベース部材、２  カバー部材、３  チャンネル壁、４  インクチャンネル、５  電極（金属膜）、６  浅溝部、７  ボンディングワイヤ、８  外部電極、９  ノズル板、１０  ノズル孔、１１  ドライレジストフィルム、１２  圧電体、２１  インク供給口、２２  共通インク室、２３  電極引出し部、２４  電極分離溝、３０  ダイシングブレード、４０  ボンディングキャピラリ、５０  ボンディングワイヤ、６０  異方性導電膜（ＡＣＦ）。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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