(57)【要約】【課題】インク室アレイが狭ピッチ化されても、外部回路と低い接続抵抗で安定に接続することができ、環境信頼性に優れ、高速印字が可能で安価なインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】複数列の溝状に形成された各インク室２２の両側を仕切る隔壁２４に設けた駆動用電極２５を外部回路に接続するための外部回路接続用電極１１が、各インク室２２に充填された導電性材料１０のヘッド後端部における露出面に形成され、かつ、前記露出面が、インク室アレイ直交方向のインク室断面積よりも広い面積を有する。【選択図】図１
2004268526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数列の溝状に並設された各インク室の両側を仕切る隔壁に設けた駆動用電極を外部回路に接続するための外部回路接続用電極が、前記各インク室に充填された導電性材料のヘッド後端部における露出面に形成され、かつ、前記露出面が、前記インク室における溝幅方向の断面積よりも広い面積を有することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記導電性材料は、前記インク室におけるヘッド後端部に部分的に深く形成された深溝部に充填されることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記導電性材料は、前記インク室におけるヘッド後端部に部分的に広く形成された形成された幅広溝に充填されることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記外部回路接続用電極は、前記インク室に充填された導電性材料の上部露出面に形成されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記導電性材料の露出面の面積が３９６０μｍ２  以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
複数列の溝状に並設された各インク室の両側を仕切る隔壁に設けた駆動用電極を外部回路に接続するための外部回路接続用電極が、前記各インク室に充填された導電性材料のヘッド後端部における露出面に形成され、かつ、前記露出面が、前記インク室における溝幅方向の断面積よりも広い面積を有し、前記導電性材料の露出面は、少なくとも５つ以上の異方性導電材料の導電粒子を介して、前記外部回路と電気的に接続されることを特徴とするインクジェットヘッドモジュール。
【請求項７】
前記外部回路との接続部の面積は、前記外部回路接続用電極の面積よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッドモジュール。
【請求項８】
厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハに、所定ピッチで複数のインク室溝を形成する工程と、
前記インク室のヘッド後端部となる部分に、部分的に深く形成された深溝部を形成する工程と、
前記インク室の両側を仕切る隔壁内に駆動用電極を形成する工程と、
前記深溝部に導電性材料を充填する工程と、
前記導電性材料を硬化させる工程と、
前記圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、
前記接着された圧電材料ウエハとカバーウエハを小片化する工程と、
を含む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９】
厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハに、所定ピッチで複数のインク室溝を形成する工程と、
前記インク室のヘッド後端部となる部分に、部分的に広く形成された広溝部を形成する工程と、
前記インク室の両側を仕切る隔壁内に駆動用電極を形成する工程と、
前記広溝部に導電性材料を充填する工程と、
前記導電性材料を硬化させる工程と、
前記圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、
前記接着された圧電材料ウエハを小片化する工程と、
を含む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１０】
厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハに、所定ピッチでインク室溝を形成する工程と、
前記インク室の両側を仕切る隔壁内に駆動用電極を形成する工程と、
前記インク室内の駆動用電極に導通するように前記インク室溝に導電性材料を充填する工程と、
前記導電性材料を硬化させる工程と、
充填された前記導電性材料の上部の少なくとも一部が空間を有する状態で圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、
前記接着された圧電材料ウエハを前記導電性材料の上部の少なくとも一部のカバーウエハを削除して小片化する工程と、
を含むことを特徴とする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】
本発明は、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドモジュール及びその製造方法に係り、特に、外部取り出し電極まわりの構造及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電材料のシェアモードを利用してインクを吐出するようにしたインクジェットヘッドが従来より提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような従来のインクジェットヘッドは、例えば、図１３に示すように、厚さ方向に分極処理を施した圧電材料を分極方向が相反する方向になるように貼り合わせた圧電材料に複数の溝が形成されたアクチュエータ部材１００と、インク供給口１１１及び共通インク室１１２が形成されたカバー部材１１０と、ノズル孔１２１が開けられたノズルプレート１２０と、を貼り合わせることで、複数の溝によりインク室１１２が形成されており、その各インク室１１２を仕切る隔壁には、電界を印加するための電極１０１が形成されている。
【０００３】
インク室１１２の後半部１０２は、その底面がＲ形状に加工されており、さらに、外部回路との接続のための電極引き出し部として平坦部１０３が形成されている。また、支持基板１４０上に配置されたインクジェットヘッドと駆動用ＩＣ１３０は、平坦部１０３上に形成された電極１０４とワイヤボンディング技術によりアルミニウムワイヤ１３１で電気的な接続を行っている。その他、例えば駆動用ＩＣ１３０が接続されているフレキシブル基板などに形成された外部電極とＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ：  異方性導電フィルム）接続技術により接続することもできる。
【０００４】
次に、従来のインクジェットヘッドのインク室内電極を平坦部に延出させる方法について、図１４により説明する。まず、アクチュエータ部材１００の主表面にドライフィルムレジスト１５０をラミネートして硬化させる。次に、ダイサーのダイシングブレード１６０を用いて圧電材料をハーフダイスすることにより、後にインク室になる溝を形成し、ダイシングブレード１６０を上昇させてダイシングブレードの直径に対応したインク室後半部１０２のＲ形状部を形成し、その後平坦部ではドライフィルムレジスト１５０のみをカットする。
【０００５】
このようにして、インク室アレイを形成した後に、インク室内にスパッタリング技術やめっき技術を用いてＡｌやＣｕなどの金属電極材料を形成する。また、インク室後半部１０２のＲ形状部及び平坦部のドライフィルムレジスト１５０の開口部分にも同様に金属膜形成が行われ、外部回路との接続電極となる。
【０００６】
このように形成されたアクチュエータ部材１００は、インク室を仕切る隔壁に形成された電極において、隔壁を介して向い合う電極に逆位相の電位を印加することでシェアモード駆動を行う。つまり、厚さ方向で分極方向を対称に貼り合わされたインク室隔壁の貼り合わせた境目でインク室隔壁が“く”の字に変形し、インク室内の容積変化、それに伴うインク室内のインク圧力変化を利用してインク室先端部に配置した微小なノズルからインク液滴が吐出される。
【０００７】
上記のような従来のインクジェットヘッド構造では、図１３に示すように、インクの吐出動作に寄与するいわゆるアクティブ領域は、インク供給孔１１１及び共通インク室１１２より先端側（前半部）のみであり、インク供給孔１１１を含む後端側（後半部）はインクを供給するための領域であり、さらに大きなＲ部分及び平坦部１０３はインク室内の電極１０１を外部回路に接続するための取り出し電極とし、平坦部１０３で駆動用ＩＣ１３０に導通した電極との電気的接続を行うための領域である。
【０００８】
このようなインクジェットヘッドの構成では、本来インク吐出に寄与するアクティブエリア以外の部分が非常に大きく、そのため、材料コストが高くなり、インクジェットヘッドを安価に製造できないという問題があった。
【０００９】
また、高い誘電率を有するＰＺＴなどの圧電材料上で平坦部分１０３までインク室内の電極１０１を延出させる必要があるため、インクジェットヘッドの静電容量が大きくなりアクチュエータ駆動に際して、印加駆動パルス波形が鈍ることで高速駆動による高速印字が困難になるという問題があった。
【００１０】
この印加駆動波形の鈍りは、印加電圧を上昇させることで改善できるが、印加電圧を上げることでアクチュエータの駆動による発熱量が増大してアクチュエータの温度が上昇することによりインク粘度が変化し、安定で高精度な印字が行えないという問題や高い電圧を印加できる駆動用ＩＣがコスト高になるという問題、高電圧印加が原因で早期の圧電材料特性劣化による耐久性の問題、低消費電力化が困難であるという問題があった。
【００１１】
このため、アクチュエータのインク室内電極１０１のアクティブエリア以外の部分では、圧電材料と電極との間に低誘電膜を予め製膜することで、アクティブエリア以外の部分での静電容量をほぼ無視できるレベルにすることが行われる。しかし、約２００℃という低温度のキューリー点を有する圧電材料であるＰＺＴに対して、低温のプロセスで低誘電率のＳｉ−Ｎ膜などを形成するためには非常に高価なＥＣＲ−ＣＶＤ装置が必要であり、製造コストが上昇して安価なインクジェットヘッドを製造できなくなるという問題があった。
【００１２】
このような問題に対処するために、例えば、図１５に示すように、インク供給孔及びインク室内電極を延出させるための領域を圧電素子の長手方向に求めないようにした構造のものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この提案では、インクを供給するために、圧電材料のアクティブエリアの後端部にインク供給孔を設け、インク室１１２内の電極１０１をインク供給側側面もしくはインク吐出側側面に延長させ、駆動用ＩＣ１７０に導通する電極１７１との電気的な接続を行っている。
【００１３】
この場合、アクチュエータ１００のアクティブエリア以外の部分が少ないため、圧電材料の材料コストの低減化は図られるが、インク室１１２内の電極１０１をアクチュエータ側面に略直角に折曲させて電極の引き出しを行わなければならない。そのためには、個々のアクチュエータ１００に小片化してからインク室１１２内の電極１０１に導通するようにアクチュエータ側面に金属膜を形成する必要がある。このような金属膜の形成方法は、きわめて非能率である。
【００１４】
また、引き出した電極間を分離するためには、予めレジストパターニングもしくはベタ電極に引き出した後にダイシングやＹＡＧレーザーによる電極分離工程を必要とし、工程が非常に煩雑となり、生産性が低く、生産歩留りが低下し、生産コストが高くなるという問題があった。また、引き出した電極も、インク室１１２からアクチュエータ側面に引き出される屈曲部分で、後の工程や搬送で断線（破断）する可能性が高く、生産歩留りが低下するという問題や環境信頼性が低いという問題があった。
【００１５】
さらに、このような難点を解消することを課題として、本出願人によって、外部接続用の電極がインク室内に充填された導電性材料により形成されたインクジェットヘッドも提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１６】
この提案では、図１６に示すように、外部接続用の電極がインク室内に充填された導電性材料１０５により形成されているため、従来のようにインク室内電極を実装するためにインク室外に引き出す必要がなくなり、アクチュエータ１００のアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、材料コストの削減を実現できる。
【００１７】
また、静電容量が低減することにより、駆動周波数を高くできるため高速印字が可能となり、かつ、駆動電圧を低減できるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能となり、駆動用ＩＣコストと駆動消費電力の低減化を図ることもできる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平０４−２５９５６３号公報（段落「００１８」，図４）
【特許文献２】
特開平０９−０９４９５４号公報（段落「０００８」，図１）
【特許文献３】
特開２００２−１７８５１８号公報（段落「００６７」〜「００７２
」，図１）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、さらなる材料コストの低減化及び高速印字の要求により、インクジェットヘッドのインク室アレイの狭ピッチ化が進展した結果、それに伴い、図１６に示すような構成では、外部回路との電気的な接続のための電極面積が小さくなる。
【００２０】
そのため、インクジェットヘッドとフレキシブル基板などの外部回路との電気的接続において大きな接続抵抗の増加やばらつきを引き起こし、環境信頼性が低下するという問題、及び、アクチュエータ駆動に際して、印加駆動波形が鈍り高速駆動による高速印字が困難になるという問題が発生した。
【００２１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、インク室アレイが狭ピッチ化されても、外部回路と低い接続抵抗で安定に接続することができ、環境信頼性に優れ、高速印字が可能で安価なインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を、以下のように構成している。
【００２３】
（１）複数列の溝状に並設された各インク室の両側を仕切る隔壁に設けた駆動用電極を外部回路に接続するための外部回路接続用電極が、前記各インク室に充填された導電性材料のヘッド後端部における露出面に形成され、かつ、前記露出面が、前記インク室における溝幅方向の断面積よりも広い面積を有することを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、外部回路と接続するための外部回路接続用電極は、溝幅方向のインク室断面積よりも広い断面積を持ち、かつインク室に通ずる溝に充填された導電性材料のヘッド後端部における露出面に形成されている。
【００２５】
従って、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能となり、材料コスト削減を実現できる。
【００２６】
また、アクティブエリア以外の部分の大幅な減少により、インクジェットヘッドの静電容量が低減する。これにより、駆動周波数を高くすることができるため、高速印字を実現することができる。また、駆動電圧を低減できるため、駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能となり、駆動用ＩＣコストのと駆動消費電力の低減化を実現できる。
【００２７】
さらに、充填導電性材料の外部回路接続用電極は、インク室断面積よりも広い断面積を有するため、狭ピッチインクジェットヘッドであっても広い面積で外部回路電極との電気的接続を行え、低い接続抵抗で安定して接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【００２８】
（２）前記導電性材料は、前記インク室におけるヘッド後端部に部分的に深く形成された深溝部に充填されることを特徴とする。
【００２９】
この構成においては、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極は、インク室におけるヘッド後端部に部分的に深く形成された深溝部に充填された導電性材料の露出面に形成される。
【００３０】
従って、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能となり、材料コスト削減を実現できる。
【００３１】
また、アクティブエリア以外の部分の大幅な減少により、インクジェットヘッドの静電容量が低減する。これにより、駆動周波数を高くすることができるため高速印字が可能となり、また、駆動電圧を低減できるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能となり、駆動用ＩＣコスト及び駆動消費電力の低減化を実現することができる。
【００３２】
そして、インク室のヘッド後端部に部分的に深く形成された深溝部に導電性材料を充填し、その断面を外部回路接続用電極とするため、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行えるため、低い接続抵抗で安定して接続することが可能となる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定した駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【００３３】
（３）前記導電性材料は、前記インク室におけるヘッド後端部に部分的に広く形成された形成された幅広溝に充填されることを特徴とする。
【００３４】
この構成においては、外部回路接続用電極は、インク室に通じるインク室幅よりも幅広に形成された溝（幅広溝）に充填された導電性材料のインクジェットヘッド後端部の導電性材料露出面に形成される。
【００３５】
従って、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能となり、材料コスト削減を実現できる。
【００３６】
また、インクジェットヘッドの静電容量を低減できるため、駆動周波数を高くすることができ、高速印字が可能となる。そして、駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能となり、駆動用ＩＣコストの低減化及び駆動消費電力の削減化を実現することができる。
【００３７】
さらに、インク室幅よりも幅広の溝に導電性材料を充填し、その断面を外部回路接続用電極とするため、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行えることから、低い接続抵抗で安定して接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数の安定した駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【００３８】
（４）前記外部回路接続用電極は、前記インク室に充填された導電性材料の上部露出面に形成されることを特徴とする。
【００３９】
この構成においては、外部回路接続用電極は、インク室に充填された導電性材料の上部の露出面に形成される。従って、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能となり、材料コストの削減を実現できる。
【００４０】
また、インクジェットヘッドの静電容量の低減により、駆動周波数を高くすることができるため、高速印字が可能となり、かつ、駆動電圧を低減できるため、駆動用ＩＣの低耐電圧化が行え、駆動用ＩＣコストと駆動消費電力の低減化を実現することもできる。
【００４１】
そして、インク室に充填された導電性材料上部の露出面を外部回路接続用電極とするため、インク室アレイの長手方向に所望の電極面積で外部回路との電気的な接続が行える。従って、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行えるため、低い接続抵抗で安定して接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を確保でき、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【００４２】
（５）前記導電性材料の露出面の面積が３９６０μｍ２  以上であることを特徴とする。
【００４３】
この構成においては、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極は、外部回路接続用電極として有効な充填導電性材料の露出面積が３９６０μｍ２  以上である。従って、外部回路との電気的な接続において、十分な電極面積を確保できるため、接続抵抗が低くばらつきの少ない安定な外部回路接続を行うことができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【００４４】
（６）複数列の溝状に並設された各インク室の両側を仕切る隔壁に設けた駆動用電極を外部回路に接続するための外部回路接続用電極が、前記各インク室に充填された導電性材料のヘッド後端部における露出面に形成され、かつ、前記露出面が、前記インク室における溝幅方向の断面積よりも広い面積を有し、前記導電性材料の露出面は、少なくとも５つ以上の異方性導電材料の導電粒子を介して、前記外部回路と電気的に接続されることを特徴とする。
【００４５】
この構成においては、外部回路との接続は、異方性導電材料を介して外部回路接続用電極である導電性材料の露出面と外部回路とを少なくとも５個以上の異方性導電材料の導電粒子で電気的に接続するように行われる。
【００４６】
従って、外部回路との電気的な接続において、十分な異方性導電材料の導電粒子が介在するため、接続抵抗が低くばらつきの少ない安定な外部回路接続を行うことができる。これにより、優れた環境信頼性を確保でき、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【００４７】
（７）前記外部回路との接続部の面積は、前記外部回路接続用電極の面積よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００４８】
外部回路との電気的な接続において、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極の形状及び面積と外部回路の形状及び面積とが同じ場合は、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極と外部回路との接続位置合わせを高精度に行う必要があり、そのために、生産歩留まりの低下が懸念される。
【００４９】
しかし、この構成においては、インクジェットヘッドモジュールの外部回路との接続部は、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極の面積よりも大きい。
【００５０】
従って、接続位置合わせのマージンを大きく確保することができるため、外部回路接続用電極全体を安定して電気的接続に利用することができる。
【００５１】
これにより、生産性の向上が実現し、かつ、接続抵抗が低くばらつきの少ない安定した外部回路接続を行うことができる。また、優れた環境信頼性を確保でき、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【００５２】
（８）厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハに、所定ピッチで複数のインク室溝を形成する工程と、前記インク室のヘッド後端部となる部分に、部分的に深く形成された深溝部を形成する工程と、前記インク室の両側を仕切る隔壁内に駆動用電極を形成する工程と、前記深溝部に導電性材料を充填する工程と、前記導電性材料を硬化させる工程と、前記圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、前記接着された圧電材料ウエハとカバーウエハを小片化する工程と、を含むことを特徴とする。
【００５３】
上述の工程により形成されるインクジェットヘッドは、外部回路と接続するための外部回路接続用電極が、溝幅方向のインク室断面積よりも広い断面積を持ち、かつインク室に通ずる溝に充填された導電性材料のヘッド後端部における露出面に形成されている。
【００５４】
従って、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能とり、材料コスト削減を実現できる。
【００５５】
また、アクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、静電容量を低減することもできる。静電容量の低減により、駆動周波数を高くすることができるため、高速印字が可能となる。また、駆動電圧を低減でき、かつ、駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能になるため、駆動用ＩＣコスト及び駆動消費電力の低減化を図ることができる。
【００５６】
そして、上述の工程は、特に、インク室のヘッド後端部となる部分に、部分的に深く形成された深溝部を形成する工程と、その深溝部に導電性材料を充填する工程と、を含む。
【００５７】
従って、その深溝部に充填された導電性材料の外部回路接続用電極は、インク室断面積よりも広い断面積を持つため、後に行う外部回路との電気的な接続をより安定に行うことができ、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行える。
【００５８】
これにより、安定して低い接続抵抗で接続することができるため、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定した駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【００５９】
（９）厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハに、所定ピッチで複数のインク室溝を形成する工程と、前記インク室のヘッド後端部となる部分に、部分的に広く形成された広溝部を形成する工程と、前記インク室の両側を仕切る隔壁内に駆動用電極を形成する工程と、前記広溝部に導電性材料を充填する工程と、前記導電性材料を硬化させる工程と、前記圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、前記接着された圧電材料ウエハを小片化する工程と、を含むことを特徴とする。
【００６０】
上述の工程により形成されるインクジェットヘッドは、外部回路と接続するための外部回路接続用電極が、溝幅方向のインク室断面積よりも広い断面積を持ち、かつインク室に通ずる溝に充填された導電性材料のヘッド後端部における露出面に形成されている。
【００６１】
従って、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能とり、材料コスト削減を実現できる。
【００６２】
また、アクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、静電容量を低減することもできる。静電容量の低減により、駆動周波数を高くすることができるため、高速印字が可能となる。また、駆動電圧を低減でき、かつ、駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能になるため、駆動用ＩＣコスト及び駆動消費電力の低減化を図ることができる。
【００６３】
そして、上述の工程は、特に、インク室のヘッド後端部となる部分に、部分的に広く形成された広溝部を形成する工程と、前記広溝部に導電性材料を充填する工程と、を含む。
【００６４】
従って、その広溝部に充填された導電性材料の外部回路接続用電極は、インク室断面積よりも広い断面積を持つため、後に行う外部回路との電気的な接続をより安定に行うことができ、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行える。
【００６５】
これにより、安定して低い接続抵抗で接続することができるため、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定した駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【００６６】
（１０）厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハに、所定ピッチでインク室溝を形成する工程と、前記インク室の両側を仕切る隔壁内に駆動用電極を形成する工程と、前記インク室内の駆動用電極に導通するように前記インク室溝に導電性材料を充填する工程と、前記導電性材料を硬化させる工程と、充填された前記導電性材料の上部の少なくとも一部が空間を有する状態で圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、前記接着された圧電材料ウエハを前記導電性材料の上部の少なくとも一部のカバーウエハを削除して小片化する工程と、を含むことを特徴とする。
【００６７】
上述の工程により形成されるインクジェットヘッドの外部回路接続用電極は、インク室に充填された導電性材料の上部の露出面に形成される。従って、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能となり、材料コストの削減を実現できる。
【００６８】
また、インクジェットヘッドの静電容量の低減により駆動周波数を高くすることができるため、高速印字が可能となり、かつ、駆動電圧を低減できるため、駆動用ＩＣの低耐電圧化が行え、駆動用ＩＣコストと駆動消費電力の低減化を実現することもできる。
【００６９】
そして、インク室に充填された導電性材料上部の露出面を外部回路接続用電極とするため、インク室アレイの長手方向に所望の電極面積で外部回路との電気的な接続が行える。従って、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行えるため、低い接続抵抗で安定して接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を確保でき、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【００７０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係るインクジェットヘッド、インクジェットヘッドモジュール及びその製造方法について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００７１】
《実施の形態１》
図１は、インクジェットヘッドの断面図である。このインクジェットヘッドは、ＰＺＴ圧電材料からなるアクチュエータ２０の後端部（ヘッド後端部）２１のインク室２２に通ずる溝２３内にＡｇ導電性フィラーを含有する導電性樹脂１０が充填されており、アクチュエータ２０の後端部２１で導電性樹脂１０が切断された端面において導電性樹脂１０が露出した部分（露出面）が、外部回路接続用電極としての導電性樹脂電極１１となっている。
【００７２】
また、インク室２２はアクチュエータ２０の後端側で溝深さが深くなっており（図１（ｃ）参照）、その深溝部２３の溝深さは、インク室深さ１００μｍに対して後端部２１では１１０μｍに設定されている。また、インク室２２の幅は３６μｍに設定されている。従って、導電性樹脂１０の露出面積は３９６０μｍ２  になる。
【００７３】
本実施の形態では、ＰＺＴ圧電材料はお互いに逆向きに分極処理されたＰＺＴ基板を貼り合わせたシェブロンタイプの圧電材料ウエハを用いており、インク室２２の深さは１００μｍであり、各インク室２２は８４．６５μｍピッチ（３００ＤＰＩ相当）でアレイ状に形成され、インク室２２の上部半分（５０μｍ）と下部半分（５０μｍ）で分極方向が逆向きになっている。
【００７４】
インク室２２内、つまりインク室２２アレイのインク室２２を仕切るインク室隔壁２４のインク室内表面及びインク室２２の溝底面には、アクチュエータ駆動用電極（本発明の駆動用電極）２５が形成されており、充填された導電性樹脂１０と該アクチュエータ駆動用電極２５は導通状態に接続されている。
【００７５】
また、アクチュエータ２０のインク吐出面２６には、微小なノズル４０を有するノズルプレート４１が接着されており、アクチュエータ２０の後端部２１の上方にはカバー部材４３に予め形成されたインク供給口４２が配設されている。
【００７６】
このような構成で、アレイ状に並ぶ各インク室２２は圧電材料からなるインク室隔壁２４によって仕切られており、各隔壁２４に形成されたアクチュエータ駆動用電極２５に導通した導電性樹脂１０が外部接続用電極として後の工程において外部回路電極（本発明の外部回路）と接続される。
【００７７】
インク室隔壁２４の上部半分と下部半分とが厚さ方向に逆向きに分極されているため、インク室隔壁２４の表裏で対向する電極に逆位相の電圧印加を行うことによって、隔壁２４がシェアモードで駆動するアクチュエータの役目をしてインク室２２内のインク圧力をコントロールすることにより、ノズル４０からインク微小液滴を吐出させることができる。
【００７８】
そして、図２に示すように、このインクジェットヘッドは、駆動用ＩＣ５０に導通したＴＡＢテープ５１上に形成されたアウタリード５２とアクチュエータ２０の後端部２１の導電性樹脂電極１１において、詳細を図示しないＢステージで安定なエポキシ系樹脂バインダー中にφ５μｍのプラスチック粒子の表面にＮｉ及びＡｕめっきを施した導電粒子を分散含有したＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ：異方導電性フィルム  ）５３を介して、電気的、機械的に接続することができる。
【００７９】
このとき、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極として形成した導電性樹脂電極１１の露出面積は、前述したように、３９６０μｍ２  に設定しており、表１に示すように、安価で市販されている通常の分散導電粒子量を含有する、例えばソニーケミカル株式会社製ＦＰ１６６１３やＦＰ１３４１３、または日立化成工業株式会社製ＡＣ−７０７３などのＡＣＦを用いた接続において、低コストで、低い接続抵抗で安定に電気的な接続を行うことができるために、優れた環境信頼性を確保することができる。また、駆動用電極２５に対して、高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため高速印字が可能なインクジェットヘッドを得ることができる。
【００８０】
【表１】
2004268526.tif 000003
【００８１】
表１に示すように、サンプルＡの場合には、導電性樹脂電極１１の面積が３６００μｍ２  であるため、接続抵抗（Ω）はかなり高い値となっているが、サンプルＢ，Ｃ，Ｄの各場合には、いずれも導電性樹脂電極１１の面積が３９６０μｍ２以上に設定されているため、接続抵抗（Ω）は充分に低い値となっている。
【００８２】
また、インクジェットヘッドとＴＡＢテープ５１の外部回路リード５２とのＡＣＦ接続において、前述した通常の分散導電粒子量を含有する安価なＡＣＦを用いた接続では、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極である導電性樹脂電極１１の露出面と外部回路電極であるアウタリード５２とを少なくとも５個以上のＡＣＦ中に含まれる導電粒子で電気的接続が行われているため、良好な接続性を示すことが判った。
【００８３】
これを受けて、ＡＣＦ中に分散する導電粒子数を通常のＡＣＦよりも多く分散させたＡＣＦを作製して用いることで、単位面積当りの電気的接続において有効な導電粒子数を増加させることができ、例えば、表２に示すように、導電性樹脂電極１１の面積で３９６０μｍ２  以下であっても、ＡＣＦ接続における導電粒子数が５個以上であれば、安定な電気的接続を行うことができ、導電性樹脂電極１１の縮小化に対応する有効な手段であることを確認することができる。
【００８４】
【表２】
2004268526.tif 000004
【００８５】
表２において、サンプルＥの場合には、導電性樹脂電極１１の面積が３６００μｍ２  であるにもかかわらず、導電粒子数を６に設定しているため、接続抵抗（Ω）は充分に低い値となっていることを確認することができる。但し、ＡＣＦのコスト上昇により、インクジェットヘッドのコスト上昇を招くという問題があるが、特にハイエンド機種に関しては、さらに高信頼性化が要求されるため、通常品よりも多くの導電粒子を分散した高価なＡＣＦを利用して、狭ピッチのインクジェットヘッドでの電極接続において確実に５個以上のＡＣＦ導電粒子で電気的接続を行うことが得策である。
【００８６】
つまり、低コストヘッドを実現するためには、安価なＡＣＦで接続安定性が得られる条件として、３９６０μｍ２  以上の導電性樹脂電極１１の面積に設計すべきである。そして、コストよりも信頼性を最優先させて、さらなる狭ピッチインクジェットヘッドを実現するためには、高価な高分散導電粒子を含むＡＣＦを選択して接続に寄与する導電粒子を５個以上確保できるように電極面積の設計を行う必要がある。
【００８７】
また、本実施の形態では、インクジェットヘッドの導電性樹脂電極１１の面積よりも外部回路電極５２における接続に有効な面積の方が大きい。言い換えれば、外部回路電極５２の電極リード幅が導電性樹脂電極１１のピッチ方向の幅（溝幅）よりも広く、また導電性樹脂電極１１の溝深さ方向で平行に外部回路電極５２のリードが接続される場合は導電性樹脂電極１１の溝底部から溝上端まですべての領域で外部回路電極５２の長手方向で重なるように導電性樹脂電極１１と外部回路電極５２とを接続することで、ＡＣＦ接続プロセスでの位置合わせの精度が緩和されるため、生産歩留まりが向上して低コストで、低い接続抵抗で安定に電気的な接続を行うことができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、駆動用電極２５に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能なインクジェットヘッドを実現することができる。
【００８８】
次に、インクジェットヘッドの製造方法について図３により説明する。まず、図３（ａ）に示すように、ダイサーのダイシングブレード６０を用いて相反する方向に分極処理した５０μｍ厚の圧電材料７０及び７１を貼り合わせたシェブロンタイプの圧電材料ウエハ７２をハーフダイスすることにより後にインク室２２になる１００μｍ深さの溝を形成する。
【００８９】
次いで、図３（ｂ）に示すように、後に導電性樹脂１０を供給する部分の溝をさらに１０μｍだけ深くするために、同じダイシングブレード６０を用いて、溝直上からブレードを降下させてチョッパー研削加工を行う。このとき、インク室形成時に深溝部２３を一連の工程で同時に形成することもできる。
【００９０】
さらに、図４（ａ）に示すように、スパッタリング技術によって、ＡｕやＮｉ，Ａｌ，Ｃｕなどの電極材料になる金属膜７３をインク室内全面に製膜する。そして、図４（ｂ）に示すように、圧電材料ウエハ７２のインク室２２のアレイに対して直交方向に液状導電性樹脂１０をディスペンサー６１を用いて０．５ｍｍ幅でインク室２２上及びインク室隔壁２４上に一文字に塗布供給する。このとき、導電性樹脂１０の粘度を５００〜１５００ｃｐｓに調整することで、自然にインク室２２の底部まで充填される。
【００９１】
また、粘度の比較的高い導電性樹脂を使用しても、ディスペンス後に硬化反応があまり進行しない適当な温度に調整したホットプレート上で放置することにより、導電性樹脂１０の低粘度化に伴って自然にインク室２２の底までの充填が可能である。
【００９２】
その後、加熱して導電性樹脂１０を硬化させる。このとき、加熱硬化を行わずに室温で反応が進行する樹脂をバインダーとした導電性樹脂では室温放置にて硬化させることもできる。
【００９３】
そして、図５（ａ）に示すように、インク室隔壁２４上で短絡している金属膜７３と導電性樹脂１０を図示しないラッピングフィルム等で研削することで、駆動用電極２５及び充填された導電性樹脂１０のインク室２２毎の電気的な分離を行う。
【００９４】
次に、インク供給口４２用のザグリを形成した圧電材料から成るカバーウエハ７４を用意する。これは、後にインクジェットヘッドに構成されたときにインク供給口４２を形成し、インク室２２の上部を封じるカバー部材４３になる。
【００９５】
通常、カバーウエハ７４はインク室２２を形成するアクチュエータとの熱膨張率のマッチングを良くするためにインク室２２を構成する圧電材料と同じ材料を使うが、熱膨張率が比較的近い安価なアルミナセラミックを用いてもよい。
【００９６】
そして、インク室２２アレイを形成したインク室ウエハ７２とカバーウエハ７４とを市販の接着剤で接着する。このとき、導電性樹脂１０が充填された部分はカバーウエハ７４のインク供給口４２のためのザグリ部分中央部に来るように位置合わせを行い、図５（ｂ）の断面図に示すように両者を貼り合わせる。
【００９７】
その後、図５（ｂ）に破線で示すダイシングラインで、カバーウエハ７４のインク供給口用ザグリ部分でインク室ウエハ７２の導電性樹脂充填部分を図示しないダイサーのダイシングブレードにより、個々のアクチュエータ（インクジェットヘッド）に小片化する。
【００９８】
切断されたアクチュエータの切断面には、導電性樹脂１０の切断面がアクチュエータ側面の片方に露出しおり、後に接続される駆動用ＩＣに導通した外部回路電極との電気的接続用電極、すなわち外部回路接続用電極１１となる。導電性樹脂１０が露出しないもう一方の側面はインク室２２の上面がカバー部材４３で封じられてインク室内の圧力コントロールをするための駆動部分となっており、その側面にノズルプレート４１を貼り付けて、先に説明した図１，図２に示すアクチュエータ（インクジェットヘッド又はインクジェットヘッドモジュール）が完成する。
【００９９】
本実施の形態における構成では、外部回路接続用電極１１は、インク室アレイ直交方向のインク室２２の断面積よりも広い断面積を持ち、かつインク室２２に通ずる溝に充填された導電性樹脂１０のインクジェットヘッド後端部２１における露出面に形成される。
【０１００】
従って、従来インク室内電極を実装のためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、材料コスト削減を大幅に実現することができる。
【０１０１】
また、静電容量が低減されるため、駆動周波数を高くすることができるため高速印字が可能となり、駆動電圧を低減できるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能となることから、駆動用ＩＣコスト及び駆動消費電力の低減化が可能となる。
【０１０２】
そして、充填された導電性樹脂１０の切断面に形成される外部回路接続用電極１１は、インク室断面積よりも広い断面積を持つため、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路電極５２との電気的接続を行え、安定して低い接続抵抗で接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を有し、インクジェットヘッドに高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１０３】
また、外部回路電極５２と接続される外部回路接続用電極１１は、その接続面となる導電性樹脂１０の露出面積を３９６０μｍ２  以上確保することができる。従って、インクジェットヘッドと外部回路電極５２との電気的な接続において、導電粒子分散量が比較的少ない安価なＡＣＦを用いた接続においても、十分な電極面積を持つため、低接続抵抗で接続抵抗ばらつきが少なく、安定な外部回路接続を行うことができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、駆動用電極２５に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１０４】
一方、インクジェットヘッドと、駆動用ＩＣ５０に接続した外部回路電極５２との接続体であるインクジェットヘッドモジュールは、インクジェットヘッドと外部回路電極５２との接続において、異方性導電材料を介してインクジェットヘッドの外部回路接続用電極１１である導電性材料露出面と外部回路電極５２とを少なくとも５個以上の異方性導電材料の導電粒子で電気的な接続が行われている。
【０１０５】
従って、インクジェットヘッドと外部回路電極５２との電気的な接続において十分な異方性導電材料の導電粒子が介在するため、低接続抵抗で接続抵抗ばらつきが少なく、安定な外部回路接続を行うことができ、これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、駆動用電極２５に対して、高周波数で安定した駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１０６】
また、インクジェットヘッドモジュールの外部回路電極５２の接続部の面積は、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極１１の面積よりも大きい。従って、接続位置合わせのマージンを大きく確保することができ、接続位置精度が緩和されるため、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極全体を安定して電気的接続に利用することができる。従って、生産性向上が実現し、低接続抵抗で接続抵抗ばらつきが少なく、安定な外部回路接続を行うことができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、駆動用電極２５に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１０７】
なお、インクジェットヘッドと外部回路電極５２との電気的な接続において、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極１１の形状及び面積と外部回路電極５２の形状が同じで面積が等しい場合には、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極１１と外部回路電極５２との接続位置合わせに高い精度が必要とされるため、生産歩留まりが低下する。
【０１０８】
このようなインクジェットヘッドは、少なくとも以下のような工程を含む製造方法で製作することができる。すなわち、厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハを所定ピッチでインク室溝を形成する工程と、前記インク室溝に通ずるインク室溝よりも深い溝を形成する工程と、前記インク室溝及び前記インク室溝よりも深い溝内部に駆動用電極を形成する工程と、前記インク室溝内の電極に導通するように前記インク室溝よりも深い溝に導電性材料を充填する工程と、前記導電性材料を硬化する工程と、前記圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、前記接着された圧電材料ウエハを小片化する工程と、を含む製造工程で製作することができる。
【０１０９】
このような製造方法で製作されたインクジェットヘッドは、前述したように、充填導電性材料の外部回路接続用電極１１は、インク室断面積よりも広い断面積を持つため、後に行う外部回路電極５２との電気的な接続を安定に行える。すなわち、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積の接続用電極で外部回路電極１１との電気的接続が行えるため、安定して低い接続抵抗で接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、インクジェットヘッドに高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１１０】
また、インク室２２よりも深い溝２３に導電性樹脂１０を充填して、後にインクジェットヘッド小片化切断面に露出する導電性樹脂電極１１の面積を拡大しているが、図６に示すように、溝幅をインク室２２よりも広くして幅広溝２７に形成することでも同様の効果を期待することができる。
【０１１１】
図６に示すインク室２２の深さは１００μｍであり、導電性樹脂電極１１の断面形状は深さ９０μｍに加工されており、インク室幅３６μｍに対して後端部では溝幅４５μｍに加工されており、導電性樹脂電極１１の面積としてはインク室２２よりも大きく、３９６０μｍ２  に設定しているため、図７に示すように、駆動用ＩＣ５０に接続された外部回路リード５２とを安価なＡＣＦ５３を用いて低コストで安定した外部回路接続が実現できる。また、溝幅が広いため、導電性樹脂１０の充填性も良好で、導電性樹脂１０の充填工程における生産歩留まり向上が実現できる。
【０１１２】
このようなインクジェットヘッドは、少なくとも以下のような工程を含む製造方法で製作することができる。すなわち、厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハを所定ピッチでインク室溝を形成する工程と、前記インク室溝に通ずるインク室溝よりも幅広の溝を形成する工程と、前記インク室溝及び前記インク室溝よりも幅広の溝内部に駆動用電極を形成する工程と、前記インク室溝内の電極に導通するように前記インク室溝よりも幅広の溝に導電性材料を充填する工程と、前記導電性材料を硬化する工程と、前記圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、前記接着された圧電材料ウエハを小片化する工程と、を含む製造工程で製作することができる。
【０１１３】
このような製造方法で製作されたインクジェットヘッドは、充填導電性材料の外部回路接続用電極１１は、インク室２２の断面積よりも広い断面積を持つため、後に行う外部回路電極５２との電気的な接続をより安定に行える。すなわち、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積の接続用電極で外部回路電極５２との電気的接続が行え、安定して低い接続抵抗で接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を有し、インクジェットヘッドに高周波数で駆動波形を安定に送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１１４】
《実施の形態２》
次いで、本発明の別の実施の形態について図面を用いて説明する。図８は、インクジェットヘッドの断面図である。このインクジェットヘッドは、ＰＺＴ圧電材料からなるアクチュエータ２８の後端部にＡｇ導電性フィラーを含有する導電性樹脂１０が充填されており、アクチュエータ２８の後端部の導電性樹脂１０が充填された上面において導電性樹脂１０が露出している部分を外部回路接続用電極１２としている。
【０１１５】
また、インク室２２はアクチュエータ２８の後端側で溝深さが浅くなっているが、深く均一なインク室形状よりもインク室隔壁を挟んだ電極面積が小さくなるため、不要な静電容量を小さくすることができる。これにより、駆動消費電力の低減や駆動波形の鈍りをさらに効果的に防止でき、かつ、インクがアクチュエータ後端部近傍のカバーウエハのインク供給口４４から供給されるため、インクの流れがスムーズにすることができる。
【０１１６】
そして、インク室２２の深さ１００μｍに対して導電性樹脂１０が充填される後端部では溝深さを５０μｍ、インク室幅を３６μｍに設定している。また、導電性樹脂１０の充填上部２９の導電性樹脂１０の露出面の寸法は、幅３６μｍで長さ６００μｍであることから、後に行う外部回路電極との接続では、長さが１１０μｍ以上あれば３９６０μｍ２  以上の接続面積を確保できるため、実施の形態１で説明したように、低コストで安定な電気的接続を行うことができる。
【０１１７】
インク室２２内には二つのアクチュエータ駆動用電極３０，３０がインク室２２内で向い合った状態で形成されており、充填された導電性樹脂１０を介して、一つのインク室２２内で二つの電極は導通状態が得られている。また、アクチュエータ２８のインク吐出面には、微小なノズル４０を有するノズルプレート４１が接着されており、アクチュエータ２８の後端部の上方には、カバー部材４５に予め形成されたインク供給口４４が配設されている。
【０１１８】
このような構成で、アレイ状に並ぶインク室２２は圧電材料からなるインク室隔壁によって仕切られており、各隔壁の上部半分（アクチュエータ後端部近傍では５０μｍ深さの浅溝であるため、溝底部までの隔壁面全面に電極が形成される）に配置した電極を導電性樹脂１０で一つの外部接続用電極として集約させたアクチュエータ後端部上面２９に露出した導電性樹脂電極１２に電圧を印加し、インク室隔壁３２の表裏で対向する電極に逆位相の電圧印加を行うことによって隔壁３２がインク室内電極を形成している境目で折れ曲がるようにシェアモードで駆動する。これにより、アクチュエータとしての機能が発揮され、インク室２２内のインク圧力をコントロールすることによって、ノズル４０からインク微小液滴を吐出させることができる。
【０１１９】
本実施の形態のインクジェットヘッドは、図９に示すように、駆動用ＩＣ５０に導通したＴＡＢテープ５１上に形成されたアウタリード５２とアクチュエータ２８の後端部上面の導電性樹脂電極１２とを、ＡＣＦ５３等を介して、電気的、機械的に接続し、インクジェットヘッドモジュールとすることができる。
【０１２０】
次いで、上記インクジェットヘッドの製造方法について図１０を用いて説明する。まず、図１０（ａ）に示すように、ダイサーのダイシングブレード６０を用いて圧電材料ウエハ７５に、後にインク室２２になる溝を３６μｍ幅で形成する。このとき、図１０（ｂ）に示すように、後に導電性樹脂１０を充填する部分は、インク室２２部分よりも浅くすることで、導電性樹脂１０の充填性が良好となり、導電性樹脂１０の充填工程のマージンを大きくとることができるため、生産管理が容易になり、生産歩留まりの向上を実現することができる。
【０１２１】
このようにして、インク室アレイを形成した後に、図１１（ａ）に示すように、インク室２２の長手方向に対して直交方向斜め上方からＡｌやＣｕなどの電極材料になる金属を斜め蒸着する。この作業をインク室２２の長手方向に対して左右二方向から行うことでインク室隔壁３２の表面に金属電極７６が形成され、各々のインク室隔壁３２のシャドーイング効果により、インク室２２の深さ方向で約１／２まで金属膜７６の形成が行われ、後に導電性樹脂１０を充填する浅溝領域は、およそ溝底部まで電極形成が行われる。このとき、インク室２２内で向かい合う電極３０及び３１が駆動用電極となる。
【０１２２】
次に、図１１（ｂ）に示すように、圧電材料ウエハ７５のインク室２２アレイに対して直交方向に液状導電性樹脂をディスペンサー６１を用いて、２．０ｍｍ幅でインク室２２上及びインク室隔壁３２上に一文字に塗布供給し、その後に導電性樹脂１０を硬化させる。
次に、図１２（ａ）に示すように、インク室隔壁３２上で斜方蒸着した金属膜７６及び導電性樹脂１０が各インク室２２で短絡しているので、インク室隔壁３２上の金属膜７６及び導電性樹脂１０を図示しないエンドミル等を利用して研削機械加工等によって取り除く。
【０１２３】
次に、インク供給口４４用の貫通穴７７及び後に導電性樹脂電極１２になる導電性樹脂１０充填上面２９部分の全てを覆わないように逃げザグリ部７８を形成した圧電材料から成るカバーウエハ７９を用意する。このカバーウエハ７９は、後に、インクジェットヘッドに小片化されたときに、インク室２２の上部を封じ、アクチュエータ後端部の導電性樹脂電極１２を除くインク室２２の後端を封じるカバー部材になる。
【０１２４】
次に、図１２（ｂ）の断面図に示すように、インク室アレイを形成したインク室ウエハ７５とカバーウエハ７９とを市販の接着剤を用いて、両者を貼り合わせる。このとき、インク室後端部内側で導電性樹脂１０充填上面２９の一部をカバーウエハ７９（カバー部材４５）でインク室２２を封じるようにしており、前述した実施の形態１とは異なり、インクはカバー部材４５の貫通穴７７（インク供給口４４）から供給されることとなり、カバー部材４５と導電性樹脂１０の充填上面２９との接着部分を除く導電性樹脂１０の充填上面２９部分で後に外部回路電極との接続を行うこととなる。
【０１２５】
その後、図１２（ｂ）の破線で示すダイシングラインで、導電性樹脂電極１２を避けた位置に設定されているザグリ７８部分のみをダイシングで除去して外部回路接続用電極１２の直上を開放し、同時に太破線部で示したカバーウエハ７９のザグリ７８部分及びインク室２２の上部が封じられているインク室駆動部分の中央部で図示しないダイサーのダイシングブレードにより、個々のアクチュエータ２８に小片化し、アクチュエータ２８が完成する。
【０１２６】
本実施の形態では、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極は、インク室アレイに充填された導電性材料充填上部の露出面に形成される。従って、材料コスト削減を実現でき、また静電容量の低減により、駆動周波数を高くすることができるため高速印字が可能となり、駆動電圧を低減できるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能となり、駆動用ＩＣコスト及び駆動消費電力の低減化を実現することができる。
【０１２７】
また、インク室アレイに充填された導電性材料の上部の露出面を外部回路接続用電極とするため、インク室アレイの長手方向に所望の電極面積を確保して、外部回路電極との電気的な接続が行えるため、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積の接続用電極で外部回路電極との電気的接続が行え、安定して低い接続抵抗で接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、インクジェットヘッドに高周波数で安定した駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１２８】
このようなインクジェットヘッドは、少なくとも以下のような工程を含む製造方法で製作できる。すなわち、厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハを所定ピッチでインク室溝を形成する工程と、前記インク室溝内部に駆動用電極を形成する工程と、前記インク室溝内の電極に導通するように前記インク室溝に導電性材料を充填する工程と、前記導電性材料を硬化する工程と、前記導電性材料充填上部の少なくとも一部が充填上部に空間を有する状態で圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、前記接着された圧電材料ウエハを前記導電性材料充填上部の少なくとも一部のカバーウエハを削除して小片化する工程と、を含む製造工程で製作することができる。
【０１２９】
このような製造方法で製作されたインクジェットヘッドは、インク室アレイに充填された導電性材料の充填上部の導電性材料露出面を外部回路接続用電極とするため、インク室アレイの長手方向に所望の電極面積を確保することができる。従って、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積の接続用電極で外部回路との電気的接続が行え、安定して低い接続抵抗で接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、駆動用電極に高周波数で安定した駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１３０】
なお、本発明は、上記各実施の形態によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、設計変更や改良、工程変更等は自由である。
【０１３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、以下の効果を奏する。
【０１３２】
（１）インクジェットヘッドの外部回路接続用電極は、溝幅方向のインク室断面積よりも広い断面積を持ち、かつインク室に通ずる溝に充填された導電性材料のヘッド後端部における露出面に形成されているため、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能となり、材料コスト削減を実現できる。
【０１３３】
また、アクティブエリア以外の部分の大幅な減少により、インクジェットヘッドの静電容量が低減する。これにより、駆動周波数を高くすることができるため、高速印字を実現することができる。また、駆動電圧を低減できるため、駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能となり、駆動用ＩＣコストのと駆動消費電力の低減化を実現できる。
【０１３４】
さらに、充填導電性材料の外部回路接続用電極は、インク室断面積よりも広い断面積を有するため、狭ピッチインクジェットヘッドであっても広い面積で外部回路電極との電気的接続を行え、低い接続抵抗で安定して接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１３５】
（２）インクジェットヘッドの外部回路接続用電極は、インク室におけるヘッド後端部に部分的に深く形成された深溝部に充填された導電性材料の露出面に形成されるため、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能となり、材料コスト削減を実現できる。
【０１３６】
また、アクティブエリア以外の部分の大幅な減少により、インクジェットヘッドの静電容量が低減する。これにより、駆動周波数を高くすることができるため高速印字が可能となり、また、駆動電圧を低減できるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能となり、駆動用ＩＣコスト及び駆動消費電力の低減化を実現することができる。
【０１３７】
そして、インク室のヘッド後端部に部分的に深く形成された深溝部に導電性材料を充填し、その断面を外部回路接続用電極とするため、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行えるため、低い接続抵抗で安定して接続することが可能となる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定した駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１３８】
（３）インクジェットヘッドの外部回路接続用電極は、インク室に通じるインク室幅よりも幅広に形成された溝（幅広溝）に充填された導電性材料のインクジェットヘッド後端部の導電性材料露出面に形成されるため、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能となり、材料コスト削減を実現できる。
【０１３９】
また、インクジェットヘッドの静電容量を低減できるため、駆動周波数を高くすることができ、高速印字が可能となる。そして、駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能となり、駆動用ＩＣコストの低減化及び駆動消費電力の削減化を実現することができる。
【０１４０】
さらに、インク室幅よりも幅広の溝に導電性材料を充填し、その断面を外部回路接続用電極とするため、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行えることから、低い接続抵抗で安定して接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数の安定した駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１４１】
（４）インクジェットヘッドの外部回路接続用電極は、インク室に充填された導電性材料の上部の露出面に形成されるため、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能となり、材料コストの削減を実現できる。
【０１４２】
また、インクジェットヘッドの静電容量の低減により、駆動周波数を高くすることができるため、高速印字が可能となり、かつ、駆動電圧を低減できるため、駆動用ＩＣの低耐電圧化が行え、駆動用ＩＣコストと駆動消費電力の低減化を実現することもできる。
【０１４３】
そして、インク室に充填された導電性材料上部の露出面を外部回路接続用電極とするため、インク室アレイの長手方向に所望の電極面積で外部回路との電気的な接続が行える。従って、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行えるため、低い接続抵抗で安定して接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を確保でき、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１４４】
（５）インクジェットヘッドの外部回路接続用電極は、外部回路接続用電極として有効な充填導電性材料の露出面積が３９６０μｍ２  以上であるため、外部回路との電気的な接続において、十分な電極面積を確保できる。従って、接続抵抗が低くばらつきの少ない安定な外部回路接続を行うことができる。これにより、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１４５】
（６）このインクジェットヘッドモジュールにあっては、インクジェットヘッドと外部回路との接続は、異方性導電材料を介して外部回路接続用電極である導電性材料の露出面と外部回路とを少なくとも５個以上の異方性導電材料の導電粒子で電気的に接続するように行われる。
【０１４６】
従って、外部回路との電気的な接続において、十分な異方性導電材料の導電粒子が介在するため、接続抵抗が低くばらつきの少ない安定な外部回路接続を行うことができる。これにより、優れた環境信頼性を確保でき、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１４７】
（７）このインクジェットヘッドモジュールの外部回路との接続部は、インクジェットヘッドの外部回路接続用電極の面積よりも大きいため、接続位置合わせのマージンを大きく確保することができるため、外部回路接続用電極全体を安定して電気的接続に利用することができる。
【０１４８】
これにより、生産性の向上が実現し、かつ、接続抵抗が低くばらつきの少ない安定した外部回路接続を行うことができる。また、優れた環境信頼性を確保でき、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能となる。
【０１４９】
（８）このインクジェットヘッドの製造方法は、厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハに、所定ピッチで複数のインク室溝を形成する工程と、前記インク室のヘッド後端部となる部分に、部分的に深く形成された深溝部を形成する工程と、前記インク室の両側を仕切る隔壁内に駆動用電極を形成する工程と、前記深溝部に導電性材料を充填する工程と、前記導電性材料を硬化させる工程と、前記圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、前記接着された圧電材料ウエハとカバーウエハを小片化する工程と、を含むため、この製造方法で製作されたインクジェットヘッドは、外部回路と接続するための外部回路接続用電極が、溝幅方向のインク室断面積よりも広い断面積を持ち、かつインク室に通ずる溝に充填された導電性材料のヘッド後端部における露出面に形成されている。
【０１５０】
従って、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能とり、材料コスト削減を実現できる。
【０１５１】
また、アクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、静電容量を低減することもできる。静電容量の低減により、駆動周波数を高くすることができるため、高速印字が可能となる。また、駆動電圧を低減でき、かつ、駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能になるため、駆動用ＩＣコスト及び駆動消費電力の低減化を図ることができる。
【０１５２】
そして、上述の工程は、特に、インク室のヘッド後端部となる部分に、部分的に深く形成された深溝部を形成する工程と、その深溝部に導電性材料を充填する工程と、を含むため、その深溝部に充填された導電性材料の外部回路接続用電極は、インク室断面積よりも広い断面積を持つため、後に行う外部回路との電気的な接続をより安定に行うことができ、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行える。
【０１５３】
これにより、安定して低い接続抵抗で接続することができるため、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定した駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能なインクジェットヘッドを提供することができる。
【０１５４】
（９）このインクジェットヘッドの製造方法は、厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハに、所定ピッチで複数のインク室溝を形成する工程と、前記インク室のヘッド後端部となる部分に、部分的に広く形成された広溝部を形成する工程と、前記インク室の両側を仕切る隔壁内に駆動用電極を形成する工程と、前記広溝部に導電性材料を充填する工程と、前記導電性材料を硬化させる工程と、前記圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、前記接着された圧電材料ウエハを小片化する工程と、を含むため、この製造方法で製作されたインクジェットヘッドは、外部回路と接続するための外部回路接続用電極が、溝幅方向のインク室断面積よりも広い断面積を持ち、かつインク室に通ずる溝に充填された導電性材料のヘッド後端部における露出面に形成されている。
【０１５５】
従って、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能とり、材料コスト削減を実現できる。
【０１５６】
また、アクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、静電容量を低減することもできる。静電容量の低減により、駆動周波数を高くすることができるため、高速印字が可能となる。また、駆動電圧を低減でき、かつ、駆動用ＩＣの低耐電圧化が可能になるため、駆動用ＩＣコスト及び駆動消費電力の低減化を図ることができる。
【０１５７】
そして、上述の工程は、特に、インク室のヘッド後端部となる部分に、部分的に広く形成された広溝部を形成する工程と、前記広溝部に導電性材料を充填する工程と、を含むため、その広溝部に充填された導電性材料の外部回路接続用電極は、インク室断面積よりも広い断面積を持つため、後に行う外部回路との電気的な接続をより安定に行うことができ、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行える。
【０１５８】
これにより、安定して低い接続抵抗で接続することができるため、優れた環境信頼性を確保することができ、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定した駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能なインクジェットヘッドを提供することができる。
【０１５９】
（１０）このインクジェットヘッドの製造方法は、厚さ方向に分極処理が行われた圧電材料ウエハに、所定ピッチでインク室溝を形成する工程と、前記インク室の両側を仕切る隔壁内に駆動用電極を形成する工程と、前記インク室内の駆動用電極に導通するように前記インク室溝に導電性材料を充填する工程と、前記導電性材料を硬化させる工程と、充填された前記導電性材料の上部の少なくとも一部が空間を有する状態で圧電材料ウエハとカバーウエハとを接着する工程と、前記接着された圧電材料ウエハを前記導電性材料の上部の少なくとも一部のカバーウエハを削除して小片化する工程と、を含むため、この製造方法で製作されたインクジェットヘッドの外部回路接続用電極は、インク室に充填された導電性材料の上部の露出面に形成される。従って、従来では、インク室内電極を実装するためにインク室外に引き出していたが、その必要がなくなり、アクチュエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となるため、アクチュエータのコンパクト化が可能となり、材料コストの削減を実現できる。
【０１６０】
また、インクジェットヘッドの静電容量の低減により駆動周波数を高くすることができるため、高速印字が可能となり、かつ、駆動電圧を低減できるため、駆動用ＩＣの低耐電圧化が行え、駆動用ＩＣコストと駆動消費電力の低減化を実現することもできる。
【０１６１】
そして、インク室に充填された導電性材料上部の露出面を外部回路接続用電極とするため、インク室アレイの長手方向に所望の電極面積で外部回路との電気的な接続が行える。従って、狭ピッチインクジェットヘッドであっても大面積で外部回路との電気的接続が行えるため、低い接続抵抗で安定して接続することができる。これにより、優れた環境信頼性を確保でき、かつ、駆動用電極に対して高周波数で安定な駆動波形を送ることができるため、高速印字が可能なインクジェットヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図２】同駆動用ＩＣと接続されたインクジェットヘッドモジュールの断面図である。
【図３】同インクジェットヘッドの製造方法の説明図である。
【図４】同説明図である。
【図５】同説明図である。
【図６】同異なる実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図７】同駆動用ＩＣと接続された異なる実施形態に係るインクジェットヘッドモジュールの断面図である。
【図８】同別の実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す断面図である。
【図９】同駆動用ＩＣと接続された別の実施の形態に係るインクジェットヘッドモジュールの断面図である。
【図１０】同別の実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造方法の説明図である。
【図１１】同説明図である。
【図１２】同説明図である。
【図１３】従来例のインクジェットヘッドの一例を示す断面図である。
【図１４】同製造方法の説明図である。
【図１５】同インクジェットヘッドの異なる例を示す断面図である。
【図１６】同インクジェットヘッドの別の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０−導電性材料
１１，１２−外部回路接続用電極
２１−ベッド後端部
２２−インク室
２３−深溝部
２４−隔壁
２５−駆動用電極
２７−幅広溝
７２，７５−圧電材料ウエハ
７４，７９−カバーウエハ
【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】
2004268526.tif 000009
【図６】
2004268526.tif 000010
【図７】
2004268526.tif 000011
【図８】
2004268526.tif 000012
【図９】
2004268526.tif 000013
【図１０】
2004268526.tif 000014
【図１１】
2004268526.tif 000015
【図１２】
2004268526.tif 000016
【図１３】
2004268526.tif 000017
【図１４】
2004268526.tif 000018
【図１５】
2004268526.tif 000019
【図１６】
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