(57)【要約】【課題】ヘッドチップと配線基板との接着の際に付与する圧力を高くしなくても、ヘッドチップ側の電極と配線基板側の電極との電気的接続を確実に行うことができる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を提供すること。【解決手段】チャネルの開口部と、チャネル内に設けられた駆動電極に開口部を介して電気的に接続する接続電極15A,15Bとが同一の面に形成されたヘッドチップと、接続電極15A,15Bに対応する配線電極33A,33Bが表面に形成された配線基板とを有するインクジェットヘッドにおいて、ヘッドチップと配線基板とが、突起6aを有する導電性粒子6を含有させた接着剤5によって接着されることにより、接続電極15A,15Bと配線電極33A,33Bとが電気的に接続されていることを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルの開口部と、前記チャネル内に設けられた駆動電極に前記開口部を介して電気的に接続する接続電極とが同一の面に形成されたヘッドチップと、
前記接続電極に対応する配線電極が表面に形成された配線基板とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記ヘッドチップと前記配線基板とが、突起を有する導電性粒子を含有させた接着剤によっ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記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
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２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
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２又は３記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
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１〜４の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記導電性粒子の前記突起の高さが、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５記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
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１〜６の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記配線基板は、前記ヘッドチップにおける前記開口部及び前記接続電極が形成された面と平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
チャネルの開口部と、前記チャネル内に設けられた駆動電極に前記開口部を介して電気的に接続する接続電極とが同一の面に形成されたヘッドチップと、
前記接続電極に対応する配線電極が表面に形成された配線基板とを有するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ヘッドチップと前記配線基板とを、突起を有する導電性粒子を含有させた接着剤を介して貼り合せた後、前記接着剤を硬化することにより、前記接続電極と前記配線電極とを電気的に接続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１０】
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９記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１１】
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１０記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１２】
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１０又は１１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１３】
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９〜１２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１４】
前記導電性粒子の前記突起の高さが、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１３記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１５】
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９〜１４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１６】
前記配線基板を、前記ヘッドチップにおける前記開口部及び前記接続電極が形成された面と平行に配置させることを特徴とする請求項９〜１５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１７】
請求項１〜８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該チャネルに設けられた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、ヘッドチップと配線基板との接着の際に付与する圧力を高くしなくても、ヘッドチップ側の電極と配線基板側の電極との電気的接続を確実に行うことができる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は、インクが供給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とされ、その駆動壁の表面に駆動電極が形成されたヘッドチップを有している。そして、この駆動電極に所定の電圧が印加されることにより、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】
このような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、チャネルがストレート状に形成されている。このため、駆動壁表面の駆動電極はチャネル内に臨んで外部に露出せず、駆動電極に対して直接電圧を印加することができない。そこで、ヘッドチップの表面に形成される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開口部と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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ヘッドチップと配線基板との接着は所定の圧力を付与することによって行われる。特に、表面に酸化被膜が形成される電極の場合、酸化被膜が形成されない電極同士を電気的接続する場合に比べて接続抵抗が大きいため、より高い圧力を付与して、電極間の導電性粒子が電極表面と直に接触できるようにする必要がある。
【０００７】
また、特にハーモニカ型のヘッドチップは容易に長尺化できることが特徴であるが、長尺化により特にヘッドチップに反りやうねりが発生し易い。このため、均等に圧力を付与して電気的接続を行っても、各電極に付与される圧力に偏りが生じる場合がある。このとき、接着剤中の導電性粒子にかかる圧力にも偏りが生じるため、電極間に介在される導電性粒子が十分に加圧されることによって良好に電気的接続がなされる部位と、電極間に介在される導電性粒子が十分に加圧されないことによって電気的接続が不十分になる部位とが発生するおそれがある。このため、ヘッドチップと配線基板との接着の際、全ての電極同士が良好に電気的接続されるように、より高い圧力を付与する必要がある。
【０００８】
しかしながら、このようにヘッドチップと配線基板とを接着する際、より高い圧力を付与することは、ヘッドチップや配線基板の損傷につながるおそれがある。特にハーモニカ型のヘッドチップは、接着時の圧力が直に圧電材料に加わる構造なので、過度な圧力は圧電特性の低下を引き起こし、インクジェットヘッドの射出特性の悪化を招くおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、ヘッドチップと配線基板との接着の際に付与する圧力を高くしなくても、ヘッドチップ側の電極と配線基板側の電極との電気的接続を確実に行うことが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。
【００１０】
また、本発明は、ヘッドチップと配線基板との接着の際に付与する圧力を高くしなくても、ヘッドチップ側の電極と配線基板側の電極との電気的接続を確実に行うことが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。
【００１１】
さらに、本発明は、ヘッドチップと配線基板との接着の際に付与する圧力を高くしなくても、ヘッドチップ側の電極と配線基板側の電極との電気的接続を確実に行うことができる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の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。
【００１２】
また、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】
【００１３】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１４】
１．チャネルの開口部と、前記チャネル内に設けられた駆動電極に前記開口部を介して電気的に接続する接続電極とが同一の面に形成されたヘッドチップと、
前記接続電極に対応する配線電極が表面に形成された配線基板とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記ヘッドチップと前記配線基板とが、突起を有する導電性粒子を含有させた接着剤によっ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いることを特徴とするインクジェットヘッド。
【００１５】
２．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記載のインクジェットヘッド。
【００１６】
３．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２記載のインクジェットヘッド。
【００１７】
４．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２又は３記載のインクジェットヘッド。
【００１８】
５．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１〜４の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【００１９】
６．前記導電性粒子の前記突起の高さが、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５記載のインクジェットヘッド。
【００２０】
７．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１〜６の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【００２１】
８．前記配線基板は、前記ヘッドチップにおける前記開口部及び前記接続電極が形成された面と平行に配置されていることを特徴とする前記１〜７の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【００２２】
９．チャネルの開口部と、前記チャネル内に設けられた駆動電極に前記開口部を介して電気的に接続する接続電極とが同一の面に形成されたヘッドチップと、
前記接続電極に対応する配線電極が表面に形成された配線基板とを有するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ヘッドチップと前記配線基板とを、突起を有する導電性粒子を含有させた接着剤を介して貼り合せた後、前記接着剤を硬化することにより、前記接続電極と前記配線電極とを電気的に接続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。
【００２３】
１０．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９記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【００２４】
１１．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１０記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【００２５】
１２．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１０又は１１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【００２６】
１３．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９〜１２の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【００２７】
１４．前記導電性粒子の前記突起の高さが、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１３記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【００２８】
１５．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９〜１４の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【００２９】
１６．前記配線基板を、前記ヘッドチップにおける前記開口部及び前記接続電極が形成された面と平行に配置させることを特徴とする前記９〜１５の何れかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【００３０】
１７．前記１〜８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該チャネルに設けられた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】
【００３１】
本発明によれば、ヘッドチップと配線基板との接着の際に付与する圧力を高くしなくても、ヘッドチップ側の電極と配線基板側の電極との電気的接続を確実に行うことができるインクジェットヘッドを提供することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、ヘッドチップと配線基板との接着の際に付与する圧力を高くしなくても、ヘッドチップ側の電極と配線基板側の電極との電気的接続を確実に行うことが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。
【００３３】
さらに、本発明によれば、ヘッドチップと配線基板との接着の際に付与する圧力を高くしなくても、ヘッドチップ側の電極と配線基板側の電極との電気的接続を確実に行うことができる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の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】
【００３４】
【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
【図１１】ダミーチャネル内の基体を加熱膨張させた状態の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００３６】
（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概略構成図である。
【００３７】
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。
【００３８】
搬送ローラー１０１ｂと搬送ローラー対１０１ａの間には、記録媒体Ｐの記録面ＰＳと対向するように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、不図示の制御装置に電気的に接続されている。キャリッジ１０２は、不図示の駆動手段によって、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）に沿って往復移動可能に設けられている。
【００３９】
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に伴って記録媒体Ｐの記録面ＰＳを図示Ｘ−Ｘ’方向に移動し、この移動の過程で、インクジェットヘッド１０に設けられたチャネル（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。
【００４０】
（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。
【００４１】
図２はインクジェットヘッドの一例を示す分解斜視図、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。
【００４２】
このインクジェットヘッド１０は、ヘッドチップ１、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、ヘッドチップ１の後面１ｂに接合される配線基板３、配線基板３の端部３ａに接続されるＦＰＣ（フレキシブル基板）４等を備えている。
【００４３】
ヘッドチップ１は六面体からなり、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、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。
【００４４】
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、ヘッドチップ１の前面１ａと後面１ｂにそれぞれ開口している。図３中の符号１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂは、ヘッドチップ１の後面１ｂに配置されたチャネルの開口部である。各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ内及び各ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ内に臨んでいる壁面のうちの少なくとも駆動壁１３Ａ、１３Ｂの表面には、駆動電極１４がそれぞれ形成されている。
【００４５】
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を印加することによって、１対の駆動電極１４、１４に挟まれた駆動壁１３Ａ、１３Ｂをせん断変形させる。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吐出のための圧力変化を与え、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させる。
【００４６】
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が離れる方向をヘッドチップ１の「側方」と定義する。
【００４７】
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開設されている。
【００４８】
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に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。
【００４９】
図３に示すように、Ａ列の駆動チャネル１１Ａ及びダミーチャネル１２Ａに対応する各接続電極１５Ａの他端は、各チャネル１１Ａ、１２Ａ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列の駆動チャネル１１Ｂ及びダミーチャネル１２Ｂに対応する各接続電極１５Ｂの他端は、各チャネル１１Ｂ、１２Ｂ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、接続電極１５Ａ、１５Ｂの何れも、各開口部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂから同一方向に向けて延びている。
【００５０】
配線基板３は、接着剤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状の基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との接続スペースを大きく確保できる。
【００５１】
なお、接着領域３１は、配線基板３の表面がヘッドチップ１の後面１ｂによって覆われる領域であり、ヘッドチップ１の後面１ｂの外周縁から配線基板３に垂下した線によって規定される。
【００５２】
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が好ましい。
【００５３】
配線基板３は、ヘッドチップ１の後面１ｂに配置される全てのチャネルの開口部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂを覆うように接着される。具体的には、配線基板３は、ヘッドチップ１における開口部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ及び接続電極１５Ａ、１５Ｂが形成された後面１ｂと平行に配置され、接着剤５によって接着されている。
【００５４】
この配線基板３におけるヘッドチップ１の接着領域３１内には、配線基板３の背面側からインクを各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂに供給するための貫通孔３２Ａ、３２Ｂがそれぞれ個別に開設されている。貫通孔３２Ａ、３２Ｂは、ヘッドチップ１の駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂに対応する位置のみに形成されている。各貫通孔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。
【００５５】
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貫通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。
【００５６】
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、ヘッドチップ１の後面１ｂに配列されている各接続電極１５Ａ、１５Ｂに１対１に対応するように、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に対応している。
【００５７】
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。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、配線電極３３Ａ、３３Ｂが交互となるように並設されている。
【００５８】
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、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に印加されるようになっている。
【００５９】
（導電性粒子を含有させた接着剤）
ヘッドチップ１と配線基板３との接着に使用される接着剤５としては、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。
【００６０】
本発明において、この接着剤５は、突起を有する導電性粒子６を含有させた導電性接着剤である。この接着剤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とが電気的に接続されている。
【００６１】
図６は、この導電性粒子６を一部切欠して示す概念図、図７は、導電性粒子６を含有する接着剤５によって接続電極１５Ａと配線電極３３Ａ（３３Ｂ）とが電気的に接続された状態を示す断面図である。
【００６２】
導電性粒子６は、表面から突出する複数の突起６ａ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６ａの先端によって各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面と接触する。すなわち、導電性粒子６と各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面との接触は、突起６ａの先端によって点接触に近くなり、突起６ａ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接触面積が小さくなる。
【００６３】
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６ａの先端の小さな接触面積に集中する。その結果、導電性粒子６と各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面との単位面積当たりにか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、接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとの電気的接続を確実に行うことができる。
【００６４】
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。
【００６５】
また、加圧によって、導電性粒子６の各突起６ａ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、電気的な接続状態も安定化させることができる。
【００６６】
さらに、表面に突起６ａを有する導電性粒子６は、接着剤５中において転がりにくくなるため、ヘッドチップ１と配線基板３との間で凝集しにくくなる効果もある。特に接着剤５として熱硬化型接着剤を使用する場合、硬化のために所定温度まで加熱を行うと、接着剤の粘度が一時的に低下して流動し易くなり、これに伴って接着剤中の導電性粒子の流動も活発化することで凝集し易くなることが知られている。しかし、表面に突起６ａを有する導電性粒子６を使用することにより、加熱時の接着剤５の粘度低下に伴う導電性粒子６の流動を不活発化させることができるため、導電性粒子６の凝集を抑制することができる。これにより、凝集に起因する電極間の短絡を効果的に抑制することができる。
【００６７】
このような導電性粒子６の流動に伴う凝集は、熱硬化型接着剤でなくても起こり得るが、特に熱硬化型接着剤は加熱による接着剤５の粘度低下によって流動し易くなり、導電性粒子６の転がりが発生し易い。従って、本発明において接着剤５は、上記のように凝集を抑制できる顕著な効果が得られるため、熱硬化型接着剤を用いることが好ましい。熱硬化型接着剤としては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。
【００６８】
本発明において、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に、この導電性粒子６を含有する接着剤５を使用することが好ましい。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６ａが酸化被膜を容易に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て電気的接続できるため、本発明において顕著な効果が得られる。
【００６９】
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６ａ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６ａ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。
【００７０】
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。
【００７１】
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ず、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６ａを有しているため、突起６ａ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６ａは変形しにくくなる。従って、導電性粒子６の突起６ａ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。
【００７２】
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６ａ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６ａ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。
【００７３】
最表層６２１が電気伝導性の高い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６ａ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６ａ自体の変形は抑制される。このため、突起６ａ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６ａ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。
【００７４】
導電性粒子６の粒子径は特に限定されないが、（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、具体的には１μｍ〜５μｍの範囲のものが好ましい。この範囲とすることにより、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。
【００７５】
なお、こ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６ａ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。
【００７６】
突起６ａの突出高さは、上記粒子径の範囲内である限り格別限定されるものではないが、電極表面に形成される酸化被膜の厚みがおよそ５ｎｍ〜１０ｎｍであることから、加圧によって突起６ａがこの酸化被膜を突き破って各電極１５Ａ、１５Ｂ、３３Ａ、３３Ｂの表面に対して突き刺さることで、接続抵抗を小さくすることができるようにする観点から、この酸化被膜の膜厚よりも大きいものであることが好ましく、具体的には１５ｎｍ以上とすることが好ましい。上限は３００ｎｍ程度が適当である。
【００７７】
突起６ａ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、先端に行くに従って先細り状であるものが好ましい。
【００７８】
突起６ａ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。
【００７９】
このような突起６ａ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。
【００８０】
接着剤５中の導電性粒子６の含有量は、分散性の観点から、体積混合比率（接着剤に対して）０．１％〜５％であることが好ましい。
【００８１】
（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１１を用いて説明する。
【００８２】
図９は、ヘッドチップ１に接着する前の配線基板３の表面を示す平面図である。まず、貫通孔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を含有する接着剤５を塗布する。その後、ヘッドチップ１を接着領域３１に位置決めして貼り合せ、加圧接着する。
【００８３】
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７ａ、７ｂの間に装着し、両加圧板７ａ、７ｂ間で挟持することによって所定の圧力をかける。これにより、帯状に塗布された接着剤５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。なお、図１０では接着剤５は図示省略している。
【００８４】
このとき、ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂに到達した接着剤５は、その一部が配線基板３を伝ってダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ内に入り込む。ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂの開口部１２ａ、１２ｂは配線基板３によって閉塞されているためである。一方、駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂには、その開口部１１ａ、１１ｂと同一形状で貫通孔３２Ａ、３２Ｂが形成されているため、接着剤５は配線基板３を伝って駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ内に入り込む。
【００８５】
また、ヘッドチップ１と配線基板３との加圧に伴い、流動した接着剤５中の導電性粒子６の一部は、図７に示したように、接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとの間に挟まれた状態とされる。その後、この導電性粒子６は、両加圧板７ａ、７ｂによるヘッドチップ１と配線基板３との加圧に伴い、押し潰され、表面の突起６ａ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。
【００８６】
また、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６ａの先端による点接触に近くなり、接触面積は小さくなるため、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６ａ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。
【００８７】
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が設けられている。加圧時、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。
【００８８】
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ヘッドチップ材料である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。このとき、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１２Ａ、１２Ｂ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、図示するようにシール材８を挟むことによって、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の各開口部を効果的に密閉することができる。
【００８９】
配線基板３側のダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂの開口部１２ａ、１２ｂは、その周囲に流れ込んだ接着剤５と配線基板３とによって密閉状態にある。このため、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１２Ａ、１２Ｂ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。
【００９０】
次いで、この状態でヘッドチップ１と配線基板３とを加熱することにより、ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ内に封入されている気体を膨張させる。
【００９１】
接着剤５が熱硬化型接着剤である場合、加熱時の熱は、この接着剤５を硬化させる際の熱を利用することができる。接着剤５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５が熱硬化型接着剤であり、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、図１１を用いて説明する。図１１は、ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ内の基体を加熱膨張させた状態の説明図である。
【００９２】
ヘッドチップ１の加熱によってダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ内の気体が膨張すると、図１１に示すように、この気体の膨張によってダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ内に入り込んだ接着剤５は、ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂの開口部１２ａ、１２ｂから、ヘッドチップ１の後面１ｂと配線基板３との間に押し出される。そして、この状態で接着剤５を硬化させることにより、ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂの内部が接着剤５によって閉塞されてしまうことが避けられる。
【００９３】
この加熱膨張時、接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線電極３３Ａ、３３Ｂとの間に挟まれなかった接着剤５中の導電性粒子６は、加熱によって粘度が低下することで流動し易くなった接着剤５と共に流動しようとする。しかし、導電性粒子６は、表面に突起６ａを有して転がりにくくなっているため、導電性粒子６の流動は不活発化され、凝集は抑制される。従って、接着剤５は、導電性粒子６の凝集が抑制された状態で硬化されるため、電極間の短絡は発生しにくくなる。
【００９４】
特に、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における開口部１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ及び接続電極１５Ａ、１５Ｂが形成された後面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５が流動する領域が広くなる。しかし、突起６ａによって導電性粒子６の流動は不活発化され、凝集は抑制されるため、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るものではない。
【実施例】
【００９６】
以下、実施例によって本発明の効果を例証する。
【００９７】
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。ヘッドチップの仕様は以下の通りである。
【００９８】
チャネル列数：２
１列のチャネル数：５１２
チャネルのサイズ：深さ３６０μｍ×幅８２μｍ×長さ３．０ｍｍ
接続電極：アルミニウム、３μｍ厚
【００９９】
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貫通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に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。この配線電極の表面には、５〜１０ｎｍの範囲の酸化被膜が形成されていた。
【０１００】
このヘッドチップと配線基板とを、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９と同様に配線基板側に帯状に塗布した。
【０１０１】
接着剤は、突起を有さない導電性粒子を含有させたものと、突起を有する導電性粒子を含有させたものとを使用し、全て同じ圧力で加圧接着することによってそれぞれインクジェットヘッドを作製した。接着剤中の導電性粒子の含有量は、接着剤に対する体積混合比率１％で共通とした。各導電性粒子の粒子径及び突起の突出高さは表１に記載の通りである。
【０１０２】
（評価方法）
接続抵抗：得られたインクジェットヘッドにおいて、配線抵抗を除いた導電性粒子及び導電性粒子と電極との接続抵抗をデジタルマルチメータによって測定し、以下の基準に従って評価した。その結果を表１に示す。
［評価基準］
○：１Ω未満
△：１Ω以上１０Ω未満
×：１０Ω以上
【０１０３】
導電性粒子凝集：接着剤を配線基板に塗布する前の接着剤中の導電性粒子の分散状態と、ヘッドチップと配線基板を貼り合せた後の接着剤中の導電性粒子の分散状態とを顕微鏡観察し、以下の基準に従って評価した。その結果を表１に示す。
［評価基準］
○：１０個以上の導電性粒子の凝集無し
×：１０個以上の導電性粒子の凝集有り
※初期状態は○
【０１０４】
【表１】
2016215382.tif 000003
【０１０５】
以上のように、表面に突起を有する導電性粒子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（Ｎｏ．２〜６、８〜１２）では、突起を有さない導電性粒子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（Ｎｏ．１、７）に比べて、接続抵抗及び導電性凝集の何れの項目においても優れていた。
【符号の説明】
【０１０６】
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：貫通孔
３３Ａ、３３Ｂ：配線電極
４：ＦＰＣ
５：接着剤
６：導電性粒子
６ａ：突起
６１：有機コア
６２：シェル
６２１：最表層
６２２：下層
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】
2016215382.tif 000004
【図２】
2016215382.tif 000005
【図３】
2016215382.tif 000006
【図４】
2016215382.tif 000007
【図５】
2016215382.tif 000008
【図６】
2016215382.tif 000009
【図７】
2016215382.tif 000010
【図８】
2016215382.tif 000011
【図９】
2016215382.tif 000012
【図１０】
2016215382.tif 000013
【図１１】
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