(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方の面に第１の電極が形成された第１の基板と、少なくとも一方の面に第２の電極が形成された第２の基板との接着面の一方又は両方に、少なくとも一つの貫通孔を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板とが、接着剤層を介して接着されることにより、前記第１の電極と前記第２の電極とが電気的に接続されており、
前記接着剤層は、表面に複数の突起を有し粒子径が前記貫通孔の開口径よりも小さい導電性粒子が、該導電性粒子よりも粒子径が小さいフィラー粒子の介在により分散されてなる接着剤によって形成されており、
前記フィラー粒子のピーク粒径は、前記導電性粒子の前記突起の高さよりも小さく、
前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、０．５％〜２０％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．０１％〜１０％であり、前記フィラー粒子の体積混合比率が、前記導電性粒子の体積混合比率よりも大きいことを特徴とする接続構造体。
【請求項２】
前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、２％〜８％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．５％〜３％であることを特徴とする請求項１記載の接続構造体。
【請求項３】
前記フィラー粒子は、絶縁体であることを特徴とする請求項１又は２記載の接続構造体。
【請求項４】
前記フィラー粒子は、シリカ、アルミナ及びジルコニアから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項３記載の接続構造体。
【請求項５】
前記フィラー粒子は、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１又は２記載の接続構造体。
【請求項６】
前記導電性粒子は、有機コアの表面に、前記突起が形成された金属膜からなるシェルを有するコアシェル粒子であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の接続構造体。
【請求項７】
前記導電性粒子は、前記有機コアのヤング率よりも前記シェルのヤング率の方が高いことを特徴とする請求項６記載の接続構造体。
【請求項８】
前記導電性粒子の前記シェルは、Ａｕからなる最表層の下に、Ａｕよりもヤング率の高い金属からなる下層を有し、該下層が前記突起を形成していることを特徴とする請求項６又は７記載の接続構造体。
【請求項９】
前記第１の電極と前記第２の電極の少なくとも一方は、電極表面に酸化被膜を有していることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の接続構造体。
【請求項１０】
前記導電性粒子の前記突起の高さは、前記酸化被膜の膜厚よりも大きいことを特徴とする請求項９記載の接続構造体。
【請求項１１】
前記接着剤は、熱硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の接続構造体。
【請求項１２】
前記貫通孔は、前記第１の基板と前記第２の基板の対応する位置にそれぞれ設けられていると共に、前記第１の基板と前記第２の基板とが接着されることにより、前記第１の基板の前記貫通孔と前記第２の基板の前記貫通孔とが連通していることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の接続構造体。
【請求項１３】
前記第１の基板と前記第２の基板の接着面同士が平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の接続構造体。
【請求項１４】
チャネルが貫通形成されると共に、前記チャネルの開口部を介して、該チャネル内に設けられた駆動電極に電気的に接続される接続電極が形成されたヘッドチップと、インク流路孔が貫通形成されると共に前記接続電極に対応する配線電極が形成された配線基板とが、接着剤層を介して接着されることにより、前記接続電極と前記配線電極とが電気的に接続されており、
前記接着剤層は表面に複数の突起を有し粒子径が前記チャネル及び前記インク流路孔の開口径よりも小さい導電性粒子が、該導電性粒子よりも粒子径が小さいフィラー粒子の介在により分散されてなる接着剤によって形成されており、
前記フィラー粒子のピーク粒径は、前記導電性粒子の前記突起の高さよりも小さく、
前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、０．５％〜２０％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．０１％〜１０％であり、前記フィラー粒子の体積混合比率が、前記導電性粒子の体積混合比率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１５】
前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、２％〜８％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．５％〜３％であることを特徴とする請求項１４記載のインクジェットヘッド。
【請求項１６】
前記フィラー粒子は、絶縁体であることを特徴とする請求項１４又は１５記載のインクジェットヘッド。
【請求項１７】
前記フィラー粒子はシリカ、アルミナ及びジルコニアから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１６記載のインクジェットヘッド。
【請求項１８】
前記フィラー粒子は、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１４又は１５記載のインクジェットヘッド。
【請求項１９】
前記導電性粒子は、有機コアの表面に、前記突起が形成された金属膜からなるシェルを有するコアシェル粒子であることを特徴とする請求項１４〜１８の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項２０】
前記導電性粒子は、前記有機コアのヤング率よりも前記シェルのヤング率の方が高いことを特徴とする請求項１９記載のインクジェットヘッド。
【請求項２１】
前記導電性粒子の前記シェルは、Ａｕからなる最表層の下に、Ａｕよりもヤング率の高い金属からなる下層を有し、該下層が前記突起を形成していることを特徴とする請求項１９又は２０記載のインクジェットヘッド。
【請求項２２】
前記接続電極と前記配線電極の少なくとも一方は、電極表面に酸化被膜を有していることを特徴とする請求項１４〜２１の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項２３】
前記導電性粒子の前記突起の高さは、前記酸化被膜の膜厚よりも大きいことを特徴とする請求項２２記載のインクジェットヘッド。
【請求項２４】
前記接着剤は、熱硬化型接着剤であることを特徴とする請求項１４〜２３の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項２５】
前記ヘッドチップと前記配線基板の接着面同士が平行に配置されていることを特徴とする請求項１４〜２４の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項２６】
チャネルが貫通形成されると共に、前記チャネルの開口部を介して、該チャネル内に設けられた駆動電極に電気的に接続される接続電極が形成されたヘッドチップと、インク流路孔が貫通形成されると共に前記接続電極に対応する配線電極が形成された配線基板とを、接着剤を介して接着し、
次いで、前記接着剤を硬化させ、前記接続電極と前記配線電極とを電気的に接続する際に、
接着に用いる前記接着剤として、表面に複数の突起を有し粒子径が前記チャネル及び前記インク流路孔の開口径よりも小さい導電性粒子が、該導電性粒子よりも粒子径が小さいフィラー粒子の介在により分散されてなり、前記フィラー粒子のピーク粒径が、前記導電性粒子の前記突起の高さよりも小さいく、前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、０．５％〜２０％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．０１％〜１０％であり、前記フィラー粒子の体積混合比率が、前記導電性粒子の体積混合比率よりも大きい接着剤を用い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２７】
前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、２％〜８％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．５％〜３％であることを特徴とする請求項２６記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２８】
前記フィラー粒子は、絶縁体であることを特徴とする請求項２６又は２７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２９】
前記フィラー粒子は、シリカ、アルミナ及びジルコニアから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項２８記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３０】
前記フィラー粒子は、カーボンブラックであることを特徴とする請求項２６又は２７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３１】
前記導電性粒子は、有機コアの表面に、前記突起が形成された金属膜からなるシェルを有するコアシェル粒子であることを特徴とする請求項２６〜３０の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３２】
前記導電性粒子は、前記有機コアのヤング率よりも前記シェルのヤング率の方が高いことを特徴とする請求項３１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３３】
前記導電性粒子の前記シェルは、Ａｕからなる最表層の下に、Ａｕよりもヤング率の高い金属からなる下層を有し、該下層が前記突起を形成していることを特徴とする請求項３１又は３２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３４】
前記接続電極と前記配線電極の少なくとも一方は、電極表面に酸化被膜を有していることを特徴とする請求項２６〜３３の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３５】
前記導電性粒子の前記突起の高さは、前記酸化被膜の膜厚よりも大きいことを特徴とする請求項３４記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３６】
前記接着剤は、熱硬化型接着剤であることを特徴とする請求項２６〜３５の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３７】
前記ヘッドチップと前記配線基板の接着面同士が平行に配置されていることを特徴とする請求項２６〜３６の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３８】
請求項１４〜２５の何れかに記載のインクジェットヘッドを備え、
前記インクジェットヘッドの前記配線電極及び前記接続電極を介して前記駆動電極に電圧を印加することにより、前記チャネル内のインクをノズルから吐出させ、記録媒体上に画像を記録することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続構造体、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法及びインクジェット記録装置に関し、詳しくは、貫通孔やチャネルへの接着剤の流れ込みと導電性粒子の凝集を防止できる接続構造体、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。このインクジェットヘッドのヘッドチップは、複数並設されるチャネルを区画する隔壁が圧電素子によって形成された駆動壁を有し、その駆動壁の表面に駆動電極が形成されている。そして、駆動壁を挟んでいる一対の駆動電極に所定の電圧が印加されると、駆動壁がせん断変形してチャネルの容積を変化させ、その際に発生する圧力を利用して、チャネル内のインクをノズルから吐出させる。
【０００３】
せん断モード型のインクジェットヘッドのヘッドチップとして、いわゆるハーモニカ型のヘッドチップが知られている。このヘッドチップは六面体形状を呈しており、チャネルがヘッドチップの前面と後面とに亘ってストレート状に貫通する貫通孔として形成されている。このため、駆動壁表面の駆動電極はチャネル内に存在し、外部に露出していない。そこで、チャネルの開口部を介して駆動電極と導通する接続電極を、該開口部と同一の面に形成し、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】
従来、このヘッドチップの接続電極が形成された面に対し、接続電極に対応する配線電極が形成された配線基板を、導電性粒子を含有させた接着剤を用いて接着することにより、接続電極と配線電極との電気的接続を行うようにしたインクジェットヘッドが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１２８９４１号公報
【特許文献２】特開２０１５−５７７６９号公報：導電性粒子の外表層に絶縁物質を担持させる技術。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ハーモニカ型のヘッドチップに配線基板を接着する際、しばしばチャネル内への接着剤の流れ込みが問題となる。すなわち、接着時の加圧によってヘッドチップと配線基板との間を流動した接着剤がチャネル内に流れ込むことにより、チャネルを閉塞させるおそれがある。
【０００７】
また、ヘッドチップに接着される配線基板には、チャネルに対応する貫通孔が形成されており、この貫通孔にも接着剤が流れ込むことにより、該貫通孔を閉塞させるおそれもある。
【０００８】
特に接着剤が熱硬化型接着剤である場合、加熱による一時的な粘度の低下によって流動が活発となり、チャネルや貫通孔への接着剤の流れ込みが起こり易くなる。
【０００９】
さらに、接着剤が流動すると、接着剤中の導電性粒子が凝集し易くなる問題もある。隣接する電極間に導電性粒子の凝集が発生すると、ショートを引き起こすおそれがある。
【００１０】
このような接着剤の流れ込みは、高粘度ポリマーを用いた接着剤を使用することによってある程度抑制できる。しかし、高粘度の接着剤は、加圧接着時の流動性が悪く、接着剤が接着面全域に行き亘りにくい。このため、単に高粘度ポリマーを用いた接着剤を使用するだけでは、接着不良を招くおそれがあり、生産性が低下する問題がある。
【００１１】
さらに、ヘッドチップと配線基板との間の接着剤は、ヘッドチップの各チャネルに供給されるインクと接触することによって膨潤する場合がある。特にインクが水系インクである場合、接着剤の膨潤は顕著となる。接着剤が膨潤すると、ヘッドチップと配線基板との距離が大きくなる。これにより、導電性粒子が接続電極と配線電極とに接触しない場合が発生し、その結果、電気的接続状態が不良となり、インクジェットヘッドの耐久性（電気的接続の耐久性）が低下する。
【００１２】
このような問題は、一対の基板の接着面にそれぞれ電極を有し、少なくとも何れか一方の基板に、接着剤の流れ込みを避けなくてはならないような貫通孔を有する基板同士を接着することにより、各基板上の電極同士が導電性粒子によって電気的接続される接続構造体に同様に見られる問題である。
【００１３】
そこで、本発明の課題は、接着剤の流れ込みを避けなくてはならないような貫通孔を有する基板同士を接着しても、貫通孔への接着剤の流れ込みと導電性粒子の凝集を防止できる接続構造体を提供することにある。
【００１４】
また、本発明の他の課題は、チャネルを有するヘッドチップの表面に配線基板を接着しても、チャネルへの接着剤の流れ込みと導電性粒子の凝集を防止できるインクジェットヘッドを提供することを課題とする。
【００１５】
さらに、本発明の他の課題は、チャネルを有するヘッドチップの表面に配線基板を接着する際に、チャネルへの接着剤の流れ込みと導電性粒子の凝集を防止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を課題とする。
【００１６】
また、本発明の他の課題は、チャネルへの接着剤の流れ込みと導電性粒子の凝集の恐れがないインクジェットヘッドを備え、高品質な画像記録を行うことができるインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【００１７】
本発明のさらに他の課題は、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】
【００１８】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１９】
１．
少なくとも一方の面に第１の電極が形成された第１の基板と、少なくとも一方の面に第２の電極が形成された第２の基板との接着面の一方又は両方に、少なくとも一つの貫通孔を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板とが、接着剤層を介して接着されることにより、前記第１の電極と前記第２の電極とが電気的に接続されており、
前記接着剤層は、表面に複数の突起を有する導電性粒子が、該導電性粒子よりも粒子径が小さいフィラー粒子の介在により分散されてなる接着剤によって形成されており、
前記フィラー粒子のピーク粒径は、前記導電性粒子の前記突起の高さよりも小さいことを特徴とする接続構造体。
２．
前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、０．５％〜２０％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．０１％〜１０％であり、前記フィラー粒子の体積混合比率が、前記導電性粒子の体積混合比率よりも大きいことを特徴とする前記１記載の接続構造体。
３．
前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、２％〜８％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．５％〜３％であり、前記フィラー粒子の体積混合比率が、前記導電性粒子の体積混合比率よりも大きいことを特徴とする前記１記載の接続構造体。
４．
前記フィラー粒子は、絶縁体であることを特徴とする前記１、２又は３記載の接続構造体。
５．
前記フィラー粒子は、シリカ、アルミナ及びジルコニアから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする前記４記載の接続構造体。
６．
前記フィラー粒子は、カーボンブラックであることを特徴とする前記１、２又は３記載の接続構造体。
７．
前記導電性粒子の粒子径は、前記貫通孔の開口径よりも小さいことを特徴とする前記１〜６の何れかに記載の接続構造体。
８．
前記導電性粒子は、有機コアの表面に、前記突起が形成された金属膜からなるシェルを有するコアシェル粒子であることを特徴とする前記１〜７の何れかに記載の接続構造体。
９．
前記導電性粒子は、前記有機コアのヤング率よりも前記シェルのヤング率の方が高いことを特徴とする前記８記載の接続構造体。
１０．
前記導電性粒子の前記シェルは、Ａｕからなる最表層の下に、Ａｕよりもヤング率の高い金属からなる下層を有し、該下層が前記突起を形成していることを特徴とする前記８又は９記載の接続構造体。
１１．
前記第１の電極と前記第２の電極の少なくとも一方は、電極表面に酸化被膜を有していることを特徴とする前記１〜１０の何れかに記載の接続構造体。
１２．
前記導電性粒子の前記突起の高さは、前記酸化被膜の膜厚よりも大きいことを特徴とする前記１１記載の接続構造体。
１３．
前記接着剤は、熱硬化型接着剤であることを特徴とする前記１〜１２の何れかに記載の接続構造体。
１４．
前記貫通孔は、前記第１の基板と前記第２の基板の対応する位置にそれぞれ設けられていると共に、前記第１の基板と前記第２の基板とが接着されることにより、前記第１の基板の前記貫通孔と前記第２の基板の前記貫通孔とが連通していることを特徴とする前記１〜１３の何れかに記載の接続構造体。
１５．
前記第１の基板と前記第２の基板の接着面同士が平行に配置されていることを特徴とする前記１〜１４の何れかに記載の接続構造体。
１６．
チャネルが貫通形成されると共に、前記チャネルの開口部を介して、該チャネル内に設けられた駆動電極に電気的に接続される接続電極が形成されたヘッドチップと、インク流路孔が貫通形成されると共に前記接続電極に対応する配線電極が形成された配線基板とが、接着剤層を介して接着されることにより、前記接続電極と前記配線電極とが電気的に接続されており、
前記接着剤層は表面に複数の突起を有する導電性粒子が、該導電性粒子よりも粒子径が小さいフィラー粒子の介在により分散されてなる接着剤によって形成されており、
前記フィラー粒子のピーク粒径は、前記導電性粒子の前記突起の高さよりも小さいことを特徴とするインクジェットヘッド。
１７．
前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、０．５％〜２０％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．０１％〜１０％であり、前記フィラー粒子の体積混合比率が、前記導電性粒子の体積混合比率よりも大きいことを特徴とする前記１６記載のインクジェットヘッド。
１８．
前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、２％〜８％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．５％〜３％であり、前記フィラー粒子の体積混合比率が、前記導電性粒子の体積混合比率よりも大きいことを特徴とする前記１６記載のインクジェットヘッド。
１９．
前記フィラー粒子は、絶縁体であることを特徴とする前記１６、１７又は１８記載のインクジェットヘッド。
２０．
前記フィラー粒子はシリカ、アルミナ及びジルコニアから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする前記１９記載のインクジェットヘッド。
２１．
前記フィラー粒子は、カーボンブラックであることを特徴とする前記１６、１７又は１８記載のインクジェットヘッド。
２２．
前記導電性粒子の粒子径は、前記チャネル及び前記インク流路孔の開口径よりも小さいことを特徴とする前記１６〜２１の何れかに記載のインクジェットヘッド。
２３．
前記導電性粒子は、有機コアの表面に、前記突起が形成された金属膜からなるシェルを有するコアシェル粒子であることを特徴とする前記１６〜２２の何れかに記載のインクジェットヘッド。
２４．
前記導電性粒子は、前記有機コアのヤング率よりも前記シェルのヤング率の方が高いことを特徴とする前記２３記載のインクジェットヘッド。
２５．
前記導電性粒子の前記シェルは、Ａｕからなる最表層の下に、Ａｕよりもヤング率の高い金属からなる下層を有し、該下層が前記突起を形成していることを特徴とする前記２３又は２４記載のインクジェットヘッド。
２６．
前記接続電極と前記配線電極の少なくとも一方は、電極表面に酸化被膜を有していることを特徴とする前記１６〜２５の何れかに記載のインクジェットヘッド。
２７．
前記導電性粒子の前記突起の高さは、前記酸化被膜の膜厚よりも大きいことを特徴とする前記２６記載のインクジェットヘッド。
２８．
前記接着剤は、熱硬化型接着剤であることを特徴とする前記１６〜２７の何れかに記載のインクジェットヘッド。
２９．
前記ヘッドチップと前記配線基板の接着面同士が平行に配置されていることを特徴とする前記１６〜２８の何れかに記載のインクジェットヘッド。
３０．
チャネルが貫通形成されると共に、前記チャネルの開口部を介して、該チャネル内に設けられた駆動電極に電気的に接続される接続電極が形成されたヘッドチップと、インク流路孔が貫通形成されると共に前記接続電極に対応する配線電極が形成された配線基板とを、接着剤を介して接着し、
次いで、前記接着剤を硬化させ、前記接続電極と前記配線電極とを電気的に接続する際に、
接着に用いる前記接着剤として、表面に複数の突起を有する導電性粒子が、該導電性粒子よりも粒子径が小さいフィラー粒子の介在により分散されてなり、前記フィラー粒子のピーク粒径が、前記導電性粒子の前記突起の高さよりも小さい接着剤を用いることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
３１．
前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、０．５％〜２０％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．０１％〜１０％であり、前記フィラー粒子の体積混合比率が、前記導電性粒子の体積混合比率よりも大きいことを特徴とする前記３０記載のインクジェットヘッドの製造方法。
３２．
前記接着剤に対する前記フィラー粒子の体積混合比率が、２％〜８％で、前記導電性粒子の体積混合比率が、０．５％〜３％であり、前記フィラー粒子の体積混合比率が、前記導電性粒子の体積混合比率よりも大きいことを特徴とする前記３０記載のインクジェットヘッドの製造方法。
３３．
前記フィラー粒子は、絶縁体であることを特徴とする前記３０、３１又は３２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
３４．
前記フィラー粒子は、シリカ、アルミナ及びジルコニアから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする前記３３記載のインクジェットヘッドの製造方法。
３５．
前記フィラー粒子は、カーボンブラックであることを特徴とする前記３０、３１又は３２記載のインクジェットヘッドの製造方法。
３６．
前記導電性粒子の粒子径は、前記チャネル及び前記インク流路孔の開口径よりも小さいことを特徴とする前記３０〜３５の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
３７．
前記導電性粒子は、有機コアの表面に、前記突起が形成された金属膜からなるシェルを有するコアシェル粒子であることを特徴とする前記３０〜３６の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
３８．
前記導電性粒子は、前記有機コアのヤング率よりも前記シェルのヤング率の方が高いことを特徴とする前記３７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
３９．
前記導電性粒子の前記シェルは、Ａｕからなる最表層の下に、Ａｕよりもヤング率の高い金属からなる下層を有し、該下層が前記突起を形成していることを特徴とする前記３７又は３８記載のインクジェットヘッドの製造方法。
４０．
前記接続電極と前記配線電極の少なくとも一方は、電極表面に酸化被膜を有していることを特徴とする前記３０〜３９の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
４１．
前記導電性粒子の前記突起の高さは、前記酸化被膜の膜厚よりも大きいことを特徴とする前記４０記載のインクジェットヘッドの製造方法。
４２．
前記接着剤は、熱硬化型接着剤であることを特徴とする前記３０〜４１の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
４３．
前記ヘッドチップと前記配線基板の接着面同士が平行に配置されていることを特徴とする前記２８〜４２の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
４４．
前記１６〜２９の何れかに記載のインクジェットヘッドを備え、
前記インクジェットヘッドの前記配線電極及び前記接続電極を介して前記駆動電極に電圧を印加することにより、前記チャネル内のインクをノズルから吐出させ、記録媒体上に画像を記録することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、接着剤の流れ込みを避けなくてはならないような貫通孔を有する基板同士を接着しても、貫通孔への接着剤の流れ込みと導電性粒子の凝集を防止でき、両基板の電極同士の確実な電気的接続を長期に亘って維持できる接続構造体を提供することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、チャネルを有するヘッドチップの表面に配線基板を接着しても、チャネルへの接着剤の流れ込みと導電性粒子の凝集を防止でき、ヘッドチップと配線基板の各電極同士の確実な電気的接続を長期に亘って維持できるインクジェットヘッドを提供することができる。
【００２２】
さらに、本発明によれば、チャネルを有するヘッドチップの表面に配線基板を接着する際に、チャネルへの接着剤の流れ込みと導電性粒子の凝集を防止でき、ヘッドチップと配線基板の各電極同士の確実な電気的接続を長期に亘って維持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ができる。
【００２３】
また、本発明によれば、チャネルへの接着剤の流れ込みと導電性粒子の凝集がなく、ヘッドチップと配線基板の各電極同士の確実な電気的接続が長期に亘って維持されたインクジェットヘッドを備え、高品質な画像記録を行うことができるインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成図
【図２】インクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図
【図３】図２に示すインクジェットヘッドのヘッドチップの部分背面図
【図４】ヘッドチップと配線基板との接合状態を示す図
【図５】図４の（ｖ）−（ｖ）線に沿う断面図
【図６】導電性粒子を一部切欠して示す概念図
【図７】導電性粒子を含有する接着剤層によって接続電極と配線電極とが電気的に接続された状態を示す断面図
【図８】導電性粒子の粒子径に対する粒子数の分布を示すグラフ
【図９】インクジェットヘッドの製造方法の一例を示す配線基板の表面を示す平面図
【図１０】ヘッドチップと配線基板とを一対の加圧板で挟持した状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２６】
（インクジェット記録装置）
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００２７】
インクジェット記録装置１００において、記録媒体Ｐは、搬送機構１０１の搬送ローラー対１０１ａに挟持され、さらに、搬送モーター１０１ｃによって回転駆動される搬送ローラー１０１ｂにより図示Ｙ方向（副走査方向）に搬送されるようになっている。
【００２８】
搬送ローラー１０１ｂと搬送ローラー対１０１ａの間には、インクジェットヘッド１０が設けられている。インクジェットヘッド１０は、ノズル面側が記録媒体Ｐの記録面ＰＳと対向するようにキャリッジ１０２に搭載され、フレキシブルケーブル１０３を介して、図示しない制御装置に電気的に接続されている。キャリッジ１０２は、図示しない駆動手段によって、記録媒体Ｐの幅方向に亘って掛け渡されたガイドレール１０４に沿って、記録媒体Ｐの搬送方向（副走査方向）と略直交する図示Ｘ−Ｘ’方向（主走査方向）に往復移動可能に設けられている。
【００２９】
インクジェットヘッド１０は、キャリッジ１０２の主走査方向の移動の過程で、チャネル（駆動チャネル）内のインクを、該チャネルに連通して設けられたノズルから吐出させ、記録媒体Ｐの記録面ＰＳ上に所望のインクジェット画像を記録する。
【００３０】
（インクジェットヘッド）
次に、インクジェットヘッド１０の構成について図面を用いて説明する。
【００３１】
図２はインクジェットヘッド１０の一実施形態を示す分解斜視図、図３は、図２に示すインクジェットヘッド１０のヘッドチップの部分背面図、図４はヘッドチップと配線基板との接合状態を示す図、図５は図４の（ｖ）−（ｖ）線に沿う断面図である。
【００３２】
インクジェットヘッド１０は、ヘッドチップ１と、ヘッドチップ１の前面１ａに接合されるノズルプレート２と、ヘッドチップ１の後面１ｂに接合される配線基板３と、配線基板３の端部３ａに電気的に接続されるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）４とを備えている。
【００３３】
ヘッドチップ１は六面体からなるいわゆるハーモニカ型のヘッドチップであり、本発明における第１の基板の一例である。このヘッドチップ１は、Ａ列、Ｂ列の２列のチャネル列を有している。ここでは、図３に示す下側のチャネル列をＡ列、上側のチャネル列をＢ列とする。各チャネル列は、それぞれ駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂとダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂとが交互に配置されることによって構成されている。隣接する駆動チャネル１１Ａ又は１１Ｂとダミーチャネル１２Ａ又は１２Ｂとの間の隔壁は、圧電素子からなる駆動壁１３Ａ、１３Ｂとなっている。
【００３４】
各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂと各ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂは、ヘッドチップ１の前面１ａと後面１ｂとに亘るストレート状に形成されている。各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ及び各ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂの一端は、ヘッドチップ１の前面１ａに開口し、他端は後面１ｂに開口している。これらチャネル１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂは、ヘッドチップ１に設けられた本発明における貫通孔の一例を示している。
【００３５】
図３中の符号１１ａ、１１ｂは、駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂの開口部であり、符号１２ａ、１２ｂは、ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂの開口部である。各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂの内面及び各ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂの内面のうち、少なくとも駆動壁１３Ａ、１３Ｂの表面には、駆動電極１４がそれぞれ形成されている。
【００３６】
このヘッドチップ１は、各チャネル列において駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂとダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂとが交互に配置される独立駆動型のヘッドチップであり、各駆動電極１４に所定電圧の駆動信号が印加されると、１対の駆動電極１４、１４に挟まれた駆動壁１３Ａ、１３Ｂがせん断変形する。これによって駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ内に供給されたインクには吐出のための圧力変化が与えられ、ヘッドチップ１の前面１ａに接合されたノズルプレート２のノズル２１からインク滴として吐出する。
【００３７】
なお、本実施形態に示すヘッドチップ１において、ノズル２１が配置されてインクが吐出される側の面を「前面」、その反対側の面を「後面」と定義する。また、ヘッドチップ１の前面１ａ又は後面１ｂと平行な方向であって、ヘッドチップ１から離れる方向をヘッドチップ１の「側方」と定義する。
【００３８】
また、駆動チャネルとは、画像記録時に画像データに応じてインク吐出を行うチャネルであり、ダミーチャネルとは、画像データに関わらず常にインク吐出を行わないチャネルである。ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂはインク吐出を行う必要がないため、通常、インクが充填されないか、ノズルプレート２にノズル２１が形成されない。本実施形態に示すノズルプレート２のノズル２１は、各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂに対応する位置のみに形成されている。
【００３９】
ヘッドチップ１の後面１ｂには、駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ及びダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂに１対１で対応するように接続電極１５Ａ、１５Ｂが形成されている。各接続電極１５Ａ、１５Ｂの一端は、対応する駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂの開口部１１ａ、１１ｂ又はダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂの開口部１２ａ、１２ｂを介して、各駆動電極１４と電気的に接続している。
【００４０】
図３に示すように、Ａ列の各接続電極１５Ａの他端は、各チャネルの開口部１１ａ、１２ａからヘッドチップ１の後面１ｂにおける一方の端縁１ｃに向けて延びている。また、Ｂ列の各接続電極１５Ｂの他端は、各チャネルの開口部１１ｂ、１２ｂからＡ列に向けて延び、該Ａ列のチャネル列との間に間隔をあけて止まっている。従って、全ての接続電極１５Ａ、１５Ｂは、各開口部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂから、ヘッドチップ１の同一の端縁１ｃに向けて延びている。
【００４１】
配線基板３は、本発明における第２の基板の一例であり、接着剤層５を介してヘッドチップ１の後面１ｂに接着されている（図５参照）。この配線基板３は、ヘッドチップ１との接着面である接着領域３１（図２中に一点鎖線で示す。）を確保する観点から、ヘッドチップ１の後面１ｂの面積よりも大きな面積を有する平板であることが好ましい。すなわち、配線基板３は、図２に示すように、ヘッドチップ１との接着後の少なくとも１つの端部３ａが、接着領域３１の外側に延びて、ヘッドチップ１のチャネル列の並び方向に沿う側方に大きく張り出していることが好ましい。これにより、張り出した端部３ａによってＦＰＣ４との広い接続スペースを確保できる。
【００４２】
配線基板３の材質は、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質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が好ましい。
【００４３】
配線基板３の表面は、ヘッドチップ１の後面１ｂと平行に配置されており、該後面１ｂに対して接着剤層５によって接着されている。この配線基板３の接着領域３１には、配線基板３の背面側に接合される図示しないインクマニホールド内のインクを各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂに供給するためのインク流路孔３２Ａ、３２Ｂがそれぞれ個別に貫通形成されている。このインク流路孔３２Ａ、３２Ｂは、配線基板３に設けられた本発明における貫通孔の他の一例を示している。
【００４４】
インク流路孔３２Ａ、３２Ｂは、ヘッドチップ１の後面１ｂの駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂの開口部と合致する位置に形成されている。これにより、ヘッドチップ１と配線基板３との接着により、各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂと各インク流路孔３２Ａ、３２Ｂとが連通している。各インク流路孔３２Ａ、３２Ｂは、ヘッドチップ１側の開口部が、各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂの開口部１１ａ、１１ｂと同一形状となるように形成されている。
【００４５】
このような貫通孔同士の連通部位は、接着剤の流れ込みによって接着剤詰りを発生させ易い場所であるが、本発明の適用によって接着剤詰りを防止する顕著な効果が得られる。
【００４６】
一方、配線基板３おけるダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂに対応する部位にはこのようなインク流路孔は形成されていない。このため、ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂは配線基板３によって塞がれている。
【００４７】
配線基板３のヘッドチップ１との接着面となる表面には、配線電極３３Ａ、３３Ｂが形成されている。配線電極３３ＡはＡ列のチャネル列の各接続電極１５Ａに１対１に対応し、配線電極３３ＢはＢ列のチャネル列の各接続電極１５Ｂに１対１に対応している。
【００４８】
図４に示すように、配線電極３３Ａの一端は、対応する駆動チャネル１１Ａ及びダミーチャネル１２Ａの近傍に達し、対応する接続電極１５Ａと重なり合っていると共に、他端は、ヘッドチップ１の側方へ張り出した配線基板３の同一の端部３ａに向けて延びている。
【００４９】
また、配線電極３３Ｂの一端は、対応する駆動チャネル１１Ｂ及びダミーチャネル１２Ｂの近傍に達し、対応する接続電極１５Ｂと重なり合っている。配線電極３３Ｂの他端は、Ａ列のチャネル列の隣り合う駆動チャネル１１Ａ、１１Ａ間を通って該Ａ列のチャネル列を跨ぎ、配線電極３３Ａと同様に、配線基板３の端部３ａに向けて延びている。このため、ヘッドチップ１の側方に張り出した配線基板３の表面には、接着領域３１の内側から端部３ａにかけて延びる配線電極３３Ａ、３３Ｂが、チャネル列方向に沿って交互となるように並設されている。
【００５０】
ＦＰＣ４は外部配線部材の一例であり、配線基板３の端部３ａに例えばＡＣＦ（異方性導電フィルム）等を介して接続され、図示しない駆動回路との間を電気的に接続している。駆動回路には、フレキシブルケーブル１０３を介して、制御装置から画像データに基づく制御信号が送信される。駆動回路は、この制御信号によってヘッドチップ１に所定電圧の駆動信号を出力する。これにより、駆動回路からの所定電圧の駆動信号が、ＦＰＣ４、配線基板３の各配線電極３３Ａ、３３Ｂ、ヘッドチップ１の接続電極１５Ａ、１５Ｂを介して、各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ内の駆動電極１４に印加される。
【００５１】
（接着剤）
本発明において、接着剤層５は、図５に示すように、表面に複数の突起を有する導電性粒子６が、該導電性粒子６よりも粒子径が小さいフィラー粒子の介在により分散されてなる接着剤によって形成される。この接着剤層５によってヘッドチップ１と配線基板３とが接着されることにより、ヘッドチップ１の後面１ｂの各接続電極１５Ａ、１５Ｂと、これに対応する配線基板３の配線電極３３Ａ、３３Ｂとが、導電性粒子６を介して電気的に接続されている。
【００５２】
接着剤層５に用いられる接着剤は特に限定されず、常温で硬化させる常温硬化型接着剤、加熱によって重合を促進させて硬化させる熱硬化型接着剤、紫外線等の活性エネルギー線の照射によって重合を促進させて硬化させる活性エネルギー線硬化型接着剤等を用いることができる。中でも、熱硬化型接着剤が好ましく、例えばエポキシ系接着剤が好ましく用いられるが、特に限定されない。
【００５３】
＜導電性粒子＞
図６は、導電性粒子６を一部切欠して示す概念図、図７は、フィラー粒子７の介在により導電性粒子６が分散された接着剤によって、接続電極１５Ａ（１５Ｂ）と配線電極３３Ａ（３３Ｂ）とが電気的に接続された状態を拡大して示す概念図である。
【００５４】
導電性粒子６は、表面から突出する複数の突起６３を有している。このため、ヘッドチップ１と配線基板３との接着時、接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとの間に挟まれた導電性粒子６は、突起６３の先端によって各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面と接触する。これにより接着剤中に共に混合されるフィラー粒子７による導通阻害の影響を抑えて、各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ同士を確実に電気的接続することができる。
【００５５】
導電性粒子６と各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面との接触は、突起６３の先端によって点接触に近くなる。このため、突起を有さない導電性粒子を使用する場合に比較して接触面積は小さくなる。これにより、ヘッドチップ１と配線基板３とを加圧接着する際の荷重は、各突起６３の先端の小さな接触面積に集中する。その結果、各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面に対して掛かる圧力は高くなる。このため、導電性粒子６は、各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面に対して十分な接触状態を形成することができる。
【００５６】
特に、ヘッドチップ１や配線基板３に反りやうねりがある場合でも、加圧接着時に付与する圧力を格別に高くしなくても、導電性粒子６と各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面とを十分に接触させることができ、接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとの確実な電気的接続を可能にする。
【００５７】
また、加圧によって、導電性粒子６の各突起６３が各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面に突き刺さるようになるため、接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとの間の抵抗のばらつきを低減できると共に、電気的な接続状態を長期に亘って安定化させることができ、電気的接続の耐久性を向上させることができる。これは、インクジェットヘッド１０の耐久性の向上につながる。
【００５８】
特に、ヘッドチップ１と配線基板３との間の接着剤層５は、ヘッドチップ１の各チャネルに供給されるインクと接触することによって膨潤する場合がある。この接着剤層５の膨潤は、インクが水系インクである場合に顕著となる。接着剤層５が膨潤すると、ヘッドチップ１と配線基板３との距離が大きくなる。これにより、導電性粒子６が接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとに接触しない場合が発生し、その結果、電気的接続状態が不良となり、インクジェットヘッド１０の耐久性（電気的接続の耐久性）が低下するおそれがある。しかし、本発明によれば、接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂが電気的に接続される際、電極間に挟まれる導電性粒子６が突起６３を有することによって両電極に突き刺さることで、電気的接続の耐久性が向上し、結果としてインクジェットヘッド１０の耐久性にもつながる。
【００５９】
さらに、突起６３を有する導電性粒子６は、接着剤中において転がりにくくなるため、導電性粒子６が接着剤中で凝集しにくくなる効果もある。
【００６０】
本発明において使用される導電性粒子６としては、表面に突起６３を有し、導電性を備えるものであれば特に限定されないが、図６に示すように、有機コア６１の表面に、突起６３が形成された金属膜からなるシェル６２を有するコアシェル粒子であることが好ましい。加圧接着時に電極間に導電性粒子６が挟まれた際、有機コア６１が変形し、圧力分布のばらつきを吸収するため、導電性粒子６と電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの押し付け圧力を均一化することができる。
【００６１】
有機コア６１は、特に限定されないが、主成分モノマーがジビニルベンゼン等である樹脂製粒子を用いることができる。
【００６２】
一方、シェル６２は、有機コア６１の表面を覆う金属膜からなる。シェル６２を構成する具体的な金属は特に限定されないが、例えばＮｉやＡｕ等を用いることができる。但し、導電性粒子６は、このシェル６２の表面に突起６３を有しているため、突起６３が電極表面に突き刺さって電気的接続を安定化させる観点から、有機コア６１のヤング率よりもシェル６２のヤング率の方が高いことが好ましい。これにより、加圧接着時に導電性粒子６が電極間に挟まれた際、有機コア６１に比較して突起６３は変形しにくくなる。従って、導電性粒子６の突起６３は、突起形状を保持した状態で電極表面に突き刺さるため、電気的接続をより安定化させることができる。
【００６３】
導電性粒子６がコアシェル粒子である場合、シェル６２は、図６に示すように、Ａｕからなる最表層６２１の下に、Ａｕよりもヤング率の高い金属からなる下層６２２を有し、該下層６２２が突起６３の土台を形成していることが好ましい。図６は、有機コア６１の表面にＮｉ（ヤング率：２００ＧＰａ）をめっきすることによって突起６３を有する下層６２２を形成し、この下層６２２の表面にＡｕ（ヤング率：７９ＧＰａ）をめっきしたものを示している。
【００６４】
最表層６２１は電気伝導性の高いＡｕであるため、接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとの間を好ましく電気的接続できる。また、Ａｕは加圧接着時にある程度変形するため、突起６３と各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面との接触面積を稼ぐことができる。その一方で、ヤング率の高い下層６２２は最表層６２１に比べて変形しにくく、該下層６２２によって形成される突起６３自体の変形は抑制される。このため、突起６３による電極間の良好な電気的接続の確保と、加圧接着時の突起６３の変形抑制とを両立させることができ、点接触に近い良好な接触状態を形成することができる。
【００６５】
接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとのうちの何れか一方又は両方が、例えばアルミニウム等のように表面に酸化被膜を形成する電極である場合、突起６３を有する導電性粒子６は特に顕著な効果を奏する。すなわち、表面に酸化被膜を有する電極は、一般に接続抵抗が高くなるが、この導電性粒子６を使用することにより、突起６３が酸化被膜を突き破ってその下の金属表面と接触することができる。これより、加圧接着時に格別高い圧力を付与しなくても、導電性粒子６を各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面と直に接触させることができるため、接続抵抗を抑え、より安定した良好な電気的接続を行うことができる。
【００６６】
突起６３の突出高さは、酸化被膜を確実に突き破ることができるようにする観点から、１５ｎｍ以上であることが好ましい。電極表面に形成される酸化被膜の厚みは、およそ５ｎｍ〜１０ｎｍであるためである。突起６３の突出高さの上限は、３００ｎｍ程度が適当である。
【００６７】
突起６３の形状は、導電性粒子６の表面から突出する形状であれば格別限定されないが、各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面に対して点接触に近い接触状態を形成でき、加圧によって該表面に効果的に突き刺さるようにする観点から、先細り状であるものが好ましい。
【００６８】
突起６３の数は、格別限定されないが、各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面に対して点接触に近い接触状態を形成でき、加圧によって該表面に効果的に突き刺さるようにする観点から、１個当たりの個数が２０個〜２００個であることが好ましい。
【００６９】
導電性粒子６の粒子径は、接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとの間を好ましく電気的接続できるようにする観点から、（接続電極１５Ａ、１５Ｂの厚み）＋（配線電極３３Ａ、３３Ｂの厚み）よりも小さいものであることが好ましく、また、ヘッドチップ１の各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ及び配線基板３のインク流路孔３２Ａ、３２Ｂを導電性粒子６で閉塞しないようにする観点から、これら各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ及びインク流路孔３２Ａ、３２Ｂの開口径よりも小さいものであることが好ましい。開口径とは、円形の場合はその直径を指し、円形でない場合は、最も幅狭となる部位の寸法を指す。
【００７０】
具体的な粒子径は、これらの条件を適宜考慮して決められるが、一例を挙げれば、１μｍ〜５μｍである。
【００７１】
ここで、導電性粒子６の粒子径は平均粒子径である。粒子径は、図８に示すような粒子径に対応する粒子数の分布をとる。この分布曲線が線対象となる場合、粒子数のピークの粒子径が平均粒子径となる。なお、粒子径は突起６３の先端までの径であり、電子顕微鏡写真により測定される。
【００７２】
このような突起６３を有する導電性粒子６には、市販品を使用することができる。
【００７３】
接着剤中の導電性粒子６の含有量は、分散性と電気的接続の確実性の観点から、接着剤に対する体積混合比率で０．０１％〜１０％であることが好ましい。これよりも少ないと、導電性粒子６が不足して電気的接続の不良箇所が発生し易くなる。また、これよりも多いと、ショートが発生するおそれが高くなる。より好ましくは、０．５％〜３％である。
【００７４】
＜フィラー粒子＞
フィラー粒子７は、接着剤中で、導電性粒子６間に隔壁を形成するように混合され、導電性粒子６を分離分散する役割を果たす。また、接着剤がチキソトロピックな性質（以下、チキソ性という。）を持つことにより、接着剤による良好な接着状態を維持しながら、ヘッドチップ１の各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ及び配線基板３のインク流路孔３２Ａ、３２Ｂへの流れ込みを効果的に抑制する役割をも果たす。
【００７５】
すなわち、フィラー粒子７が混合・分散された接着剤は、フィラー粒子７同士の相互作用によって高粘度となり、チキソ性を発現する。ヘッドチップ１と配線基板３とに挟まれた接着剤は、加圧によって発生するせん断力によって、フィラー粒子７同士の相互作用が崩れて低粘度となることにより、ヘッドチップ１と配線基板３との間の接着面の全域に亘って流動する。しかし、加圧後は、せん断力が作用しなくなることにより、再びフィラー粒子７同士の相互作用が生じて高粘度となり、各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ付近及びインク流路孔３２Ａ、３２Ｂ付近に到達した接着剤のそれ以上の流動が抑えられ、流れ込みが防止される。しかも、フィラー粒子７が混合・分散された接着剤は、加圧後の接着剤ベークによる加熱時でも高粘度を維持するため、加熱による接着剤の粘度低下も抑えられ、ベーク時における流れ込みも防止される。これにより、接着剤詰りによる歩留まりの低下を抑え、インクジェットヘッド１０の生産安定性を大きく向上させることができる。
【００７６】
また、フィラー粒子７同士の相互作用によって接着剤が高粘度となることにより、フィラー粒子７同士の凝集のみならず、導電性粒子６同士の凝集も防止される効果がある。導電性粒子６同士の凝集が防止されることにより、隣接する接続電極１５Ａ、１５Ａ間が複数の導電性粒子６によって電気的に接続されてしまうことを効果的に防止することができる。この凝集防止効果は、上記の接着剤ベーク時にも同様に発揮される。
【００７７】
フィラー粒子７は、導電性粒子６よりも径が小さい粒子である。これにより、導電性粒子６による接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとの間の電気的接続にほとんど影響を与えることがない。
【００７８】
具体的には、フィラー粒子７のピーク粒径は、導電性粒子６の突起６３の高さよりも小さいことが好ましい。これにより、たとえ接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとの間に挟まれた導電性粒子６がフィラー粒子７を噛み込むようなことがあっても、突起６３の先端が各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面と接触して、確実に電気的接続を行うことができる。
【００７９】
このようなフィラー粒子７の噛み込みは、接着剤のチキソ性を向上させるために、フィラー粒子７を多く含有させる程顕著に見られるが、上記の条件を満たすことにより、フィラー粒子７の含有量が多くなっても、導電性粒子６による電気的接続を阻害することはない。すなわち、フィラー粒子７のピーク粒径が上記の条件を満たす場合、導電性粒子６による電気的接続を阻害することなく、接着剤層５のチキソ性を向上させることができる。
【００８０】
ここでピーク粒径とは、コールターカウンターを用いて計測した平均粒径のことをいう。具体的には、標準粒子（粒径既知）を用いて、コールターカウンターを校正する。校正されたコールターカウンターを用いて、粒径分布を測定し、体積平均粒径、ＣＶ値（変動係数）を求める。測定個数：５００００個、コールターカウンター機種：マルチタイザーIII（ベックマンコールター社製）。
【００８１】
接着剤のチキソ性の発現と導電性粒子６の凝集の防止とを効果的に両立できるようにする観点から、接着剤に対するフィラー粒子７の体積混合比率は、接着剤に対する導電性粒子６の体積混合比率よりも大きいことが好ましい。
【００８２】
具体的なフィラー粒子７の含有量は、接着剤に対する体積混合比率で０．５％〜２０％であることが好ましく、より好ましくは、２％〜８％である。
【００８３】
フィラー粒子７は、チキソ性の発現の観点からは、絶縁体であるか否かを問わず使用することができるが、ショートの発生を確実に防止する観点からは、絶縁体であることが好ましい。絶縁体からなるフィラー粒子７としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア等が挙げられる。中でも少量でもチキソ性を効果的に発現できる点でシリカが好ましい。
【００８４】
シリカは、未処理のものであってもよいが、フィラー粒子７同士の相互作用を高め、チキソ性を良好に発現できる点で、分子中にケイ素原子を含有する処理剤で疎水化処理された疎水性シリカ粉末を使用することが好ましい。このような疎水性シリカ粉末は、例えば特開２００６−５２３８６号に開示されている。
【００８５】
非絶縁体のフィラー粒子７としては、カーボンブラックが例示できる。特にカーボンブラックは砕け易いため、導電性粒子６に噛み込まれた場合でも、加圧接着時に容易に砕け、導電性粒子６による電気的接続に全く影響を与えない利点がある。
【００８６】
（インクジェットヘッドの製造方法）
次に、上記のインクジェットヘッド１０の製造方法の一例について、図９、図１０を用いて説明する。
【００８７】
図９は、ヘッドチップ１に接着する前の配線基板３の平面図である。まず、インク流路孔３２Ａ、３２Ｂ、配線電極３３Ａ、３３Ｂが形成された配線基板３の表面に対し、ヘッドチップ１の接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂ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６がフィラー粒子７の介在により分散された接着剤を塗布する。
【００８８】
その後、ヘッドチップ１を配線基板３の接着領域３１に位置決めして貼り合せ、加圧接着する。このとき、ヘッドチップ１の接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとが重なり合うと共に、ヘッドチップ１の駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂと配線基板３のインク流路孔３２Ａ、３２Ｂとが合致するように貼り合される。
【００８９】
図１０は、ヘッドチップ１と配線基板３とを貼り合せて加圧接着する状態を示す断面図である。貼り合されたヘッドチップ１及び配線基板３を、上下一対の加圧板８ａ、８ｂの間に装着し、両加圧板８ａ、８ｂ間で挟持することによって所定の圧力をかける。図１０中の符号９は、加圧板８ａの表面に設けられた弾性材料からなるシート状のシール材である。
【００９０】
帯状に塗布された接着剤層５は、この加圧によって発生するせん断力によって流動性を示し、ヘッドチップ１と配線基板３との間を流動し、接着面の全域に行き亘るようになる。しかし、ヘッドチップ１の各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ及び配線基板３のインク流路孔３２Ａ、３２Ｂに差し掛かると、接着剤層５にせん断力が作用しなくなるため、接着剤層５が持つチキソ性によって粘度が上昇し、それ以上流動しなくなる。このため、各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂやインク流路孔３２Ａ、３２Ｂに接着剤が流れ込むことが防止される。
【００９１】
ヘッドチップ１と配線基板３との加圧に伴い、接着剤層５中の導電性粒子６のうちの一部が、接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとの間に挟まれる。この導電性粒子６は、両加圧板８ａ、８ｂによる加圧に伴い、押し潰され、表面の突起６３が各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面に突き刺さる。これにより、ヘッドチップ１の接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線基板３の配線電極３３Ａ、３３Ｂとの電気的接続を確実に行うことができる。フィラー粒子７は、導電性粒子６よりも粒子径が小さいため、導電性粒子６による電気的接続を阻害することはない。
【００９２】
このとき、導電性粒子６と各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面との接触は、突起６３の先端による点接触に近くなり、接触面積は小さくなる。このため、ヘッドチップ１と配線基板３との接着の際に付与する圧力を、突起を有さない球状の導電性粒子を使用する場合に比較して格別に高くしなくても、導電性粒子６と各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面との十分な接触状態を形成することができる。
【００９３】
次いで、接着剤層５が熱硬化型である場合は、この状態でヘッドチップ１と配線基板３とを加熱し、接着剤層５を硬化させる。その後、ヘッドチップ１の前面１ａにノズルプレート２を接着し、配線基板３の端部３ａにＦＰＣ４をＡＣＦ等によって電気的に接続することにより、インクジェットヘッド１０が得られる。
【００９４】
本実施形態に示すインクジェットヘッド１０のように、配線基板３が、ヘッドチップ１の後面１ｂと平行に配置されて接着される場合、ヘッドチップ１と配線基板３との間の接着剤層５が流動する領域が広くなる。しかし、チキソ性を有する接着剤層５によって、各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂやインク流路孔３２Ａ、３２Ｂへの接着剤の流れ込みが防止されると共に、導電性粒子６のみが凝集することが防止されるため、本発明において特に顕著な効果が得られる。
【００９５】
以上説明したインクジェットヘッド１０は、ヘッドチップ１が駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂとダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂを有する独立駆動型のものを例示したが、何らこれに限定されない。従って、ヘッドチップ１は、全てのチャネルがインク吐出を行うものであってもよい。また、チャネル列の数及びチャネル列を構成するチャネルの数についても、図示したものに何ら限定されない。
【００９６】
また、以上説明した実施形態は、接続構造体が、ヘッドチップ１と配線基板３とを接合したインクジェットヘッド１０の場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、少なくとも何れか一方に接着剤の流れ込みが避けられるべき貫通孔を有する２つの基板同士を電気的に接続してなる接続構造体に同様に適用できる。
【実施例】
【００９７】
以下、実施例によって本発明の効果を例証する。本発明は、かかる実施例によって限定されない。
【００９８】
駆動壁材料としてＰＺＴを用いて、図２に示すせん断モード型のヘッドチップを作製した。ヘッドチップの後面には、該後面に配置されるチャネルの開口部を介して、内部の駆動電極に電気的に接続する接続電極を図３に示すように形成した。ヘッドチップは、チャネル列数を２列、１列のチャネル数を５１２チャネル、接続電極を３μｍ厚のアルミニウムで形成することで共通とし、チャネルの開口径を表１に示すように変化させた。
【００９９】
なお、チャネルの開口形状は矩形状であり、チャネルの開口径とは、チャネルの開口部の短手方向の幅のことである。
【０１００】
配線基板は、透明なガラス製基板に、ヘッドチップのチャネルに対応する位置のみにインク流路孔をブラスト加工によって形成すると共に、図４に示すように、ヘッドチップの接続電極に１対１で対応する配線電極を形成した。配線電極は、アルミニウムによって１μｍ厚に形成した。
【０１０１】
このヘッドチップと配線基板とを、表１に示す条件の熱硬化型接着剤（ＥＰＯＴＥＫ社製「３５３ＮＤ」、最終硬化温度：１００℃）を介して貼り合せ、全て同じ圧力で加圧接着することによってインクジェットヘッドを作製した。接着剤は図９と同様に配線基板側に帯状に塗布した。
【０１０２】
なお、接着剤中の導電性粒子及びフィラー粒子の混合比率は、接着剤に対する体積混合比率である。
【０１０３】
（評価方法）
接着剤詰り：ヘッドチップと配線基板を接着後、各チャネルを目視観察し、接着剤の詰まりが認められるチャネルの有無を確認した。
○：接着剤の詰まりが認められるチャネルが一つもない。
×：接着剤の詰まりが認められるチャネルが一つ以上ある。
【０１０４】
導電性粒子の凝集：得られたインクジェットヘッドの各チャネルについて導通検査を実施し、隣接チャネル間にショートが発生しているチャネル数をカウントした。
○：ショートが発生しているチャネルが一つもない。
△：ショートが発生しているチャネルが二つある。
×：ショートが発生しているチャネルが三つ以上ある。
【０１０５】
耐久性：得られたインクジェットヘッドに反応性水系染料インクを導入し、４０℃に維持した保温器で保管した後、その後、射出試験を実施した。
◎：３ヶ月保管後まで全ノズル出射した。
○：２ヶ月保管後まで全ノズル出射したが、３ヶ月目で射出しないノズルが発生した。
△：１ヶ月保管後まで全ノズル出射したが、２ヶ月目で射出しないノズルが発生した。
×：１ヶ月保管後までで射出しないノズルが発生した。
【０１０６】
【表１】
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【０１０７】
以上のように、表面に突起を有する導電性粒子とフィラー粒子とを含有させた接着剤を使用して作製されたインクジェットヘッド（実施例１〜６）は、導電性粒子の凝集、接着剤詰り及び耐久性の何れの項目においても優れていた。
【符号の説明】
【０１０８】
１：ヘッドチップ
１ａ：前面
１ｂ：後面
１ｃ：端縁
１１Ａ、１１Ｂ：駆動チャネル
１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ：開口部
１２Ａ、１２Ｂ：ダミーチャネル
１３Ａ、１３Ｂ：駆動壁
１４：駆動電極
１５Ａ、１５Ｂ：接続電極
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：配線基板
３ａ：端部
３１：接着領域
３２Ａ、３２Ｂ：インク流路孔
３３Ａ、３３Ｂ：配線電極
４：ＦＰＣ
５：接着剤層
６：導電性粒子
６１：有機コア
６２：シェル
６２１：最表層
６２２：下層
６３：突起
７：フィラー粒子
８ａ、８ｂ：加圧板
９：シール部材
１００：インクジェット記録装置
１０１：搬送機構
１０１ａ：搬送ローラー対
１０１ｂ：搬送ローラー
１０１ｃ：搬送モーター
１０２：キャリッジ
１０３：フレキシブルケーブル
１０４：ガイドレール
１０：インクジェットヘッド
Ｐ：記録媒体
ＰＳ：記録面
【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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