(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出面の反対側に外部回路が接続される外部接続用電極断面を有するインクジェットヘッドであって、
厚さ方向に分極処理がされたチャンネルウエハに形成された複数の溝と、
前記複数の溝のそれぞれの両側面に形成されたアクチュエータ駆動用電極と、
前記複数の溝のそれぞれの内部において、前記アクチュエータ駆動用電極に電気的に接続されるように充填された導電性接着剤と、
前記アクチュエータ駆動用電極とは別に形成され、前記導電性接着剤に覆われるように前記複数の溝のそれぞれの内部に配置されたリード電極と、
を備えており、
前記導電性接着剤および前記リード電極は、前記外部接続用電極断面に沿って切断されることによって形成された切断面を有し、前記導電性接着剤および前記リード電極の切断面が前記外部接続用電極断面に含まれており、かつ、
前記リード電極は、インク室側面若しくは底面に着設するように形成された、前記アクチュエータ駆動用電極より厚みが大きい金属膜であることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記リード電極は、少なくとも二層以上の積層膜からな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３】
前記リード電極は、前記導電性樹脂と接する部分が駆動用電極構成物質と同一物質で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記リード電極は、前記インク室が形成されるチャンネル溝内面から第一層を高融点金属、第二層をＣｕ、Ａｇ、Ａｌとして形成される積層膜からなり、第一層の厚みが０．０５μｍ以上で、第二層の厚みが１μｍ以上かつ５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
液滴吐出面の反対側に外部回路が接続される外部接続用電極断面を有するインクジェットヘッドであって、
厚さ方向に分極処理がされたチャンネルウエハに形成された複数の溝と、
前記複数の溝のそれぞれの両側面に形成されたアクチュエータ駆動用電極と、
前記複数の溝のそれぞれの内部において、前記アクチュエータ駆動用電極に電気的に接続されるように充填された導電性接着剤と、
前記アクチュエータ駆動用電極とは別に形成され、前記導電性接着剤に覆われるように前記複数の溝のそれぞれの内部に配置されたリード電極と、
を備えており、
前記導電性接着剤および前記リード電極は、前記外部接続用電極断面に沿って切断されることによって形成された切断面を有し、前記導電性接着剤および前記リード電極の切断面が前記外部接続用電極断面に含まれており、かつ、
前記リード電極は、前記導電性樹脂中に埋設された高融点金属物質からなることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項６】
請求項ｌ〜５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの電極接続構造であって、
前記インクジェットヘッドの外部接続用電極断面に露出したリード電極に、アクチュエータ駆動用ＩＣに導通した電極（駆動電極）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の電極接続構造。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの電極接続構造であって、
前記インクジェットヘッドの外部接続用電極断面に露出したリード電極及び導電性樹脂電極に、アクチュエータ駆動用ＩＣに導通した電極（アクチュエータ駆動用電極）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の電極接続構造。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、
厚さ方向に分極処理を行い所定ピッチで溝加工が行われたチャンネルウエハに対して、各インク室内に独立した複数のアクチュエータ駆動用電極を形成する工程と、
前記チャンネルウエハの溝のうち少なくとも外部接続用電極が形成される部分の溝底面若しくは溝側面に、前記アクチュエータ駆動用電極より厚みが大きい金属膜からなるリード電極を形成する工程と、
前記外部接続用電極となる部分のインク室内に導電性接着剤を充填させる工程と、
充填された前記導電性接着剤を硬化させる工程と、
前記チャンネルウエハとカバーウエハとを接着する工程と、
前記導電性接着剤充填部及び前記リード電極部を切断するようにチャンネル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】
前記外部接続用電極となる部分の溝底面及び溝側面にリード電極を形成する工程が、
前記外部接続用電極となる部分以外の溝上方開口部分を塞ぐ第一の工程と、
真空プロセスを用いてリード電極を形成する第二の工程と、を含むことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
請求項５に記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、
厚さ方向に分極処理を行い所定ピッチで溝加工が行われたチャンネルウエハに対して、各インク室内に独立した複数の駆動用電極を形成する工程と、
外部接続用電極となる部分に前記高融点金属部材からなるワイヤーを被着形成する工程と、
導電性接着剤により前記外部接続用電極となる部分のインク室内を充填させる工程と、
充填された前記導電性接着剤を硬化させる工程と、
前記チャンネルウエハとカバーウエハとを接着する工程と、
前記導電性接着剤充填部及び前記導電性リード電極部を切断するようにチャンネル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。
【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とその電極接続構造及び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】
インクジェットヘッドの駆動用ＩＣを含む外部回路との電気的接続においては、インク室内に形成された電極はインク室外に延出されて外部取り出し電極（外部接続用電極）を形成し、前記外部回路との電気的接続が行われる。
【０００３】
従来のインクジェットヘッドは、例えば、図１４〜１６に示すように、アクチュエータ２００のインク室内電極２０１は、アクチュエータ２００の平坦部に延出されたインク室外電極（外部取り出し電極）２０２が、ボンディングワイヤ２０５やＴＡＢリード（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ  Ｒｅｅｄ）２０６、フレキシブル基板２０７等を介して、駆動用ＩＣ４０と電気的に接続されている。
【０００４】
例えば、図１４に示すように、ボンディングワイヤ２０５で電気的接続をおこなう場合では、インク室内電極２０１を平坦部まで延出し、Ａｌウェッジワイヤボンディング技術や、Ａｕウェッジワイヤボンディング技術が用いられ、平坦な電極面の垂直方向にボンディングキャピラリーでワイヤを押圧し、かつ、加熱超音波印加により金属の固相拡散接合を行う。
【０００５】
また、図１５に示すように、ＴＡＢリードのアウタリード２０６でのボンディングの場合では、インク室内電極２０１を平坦部まで延出し、アクチュエータ２００上の延出された平坦な電極と平行にＴＡＢデバイスのアウタリード２０６を位置合わせして平坦な電極面の垂直方向から加熱加圧機構を有するリード押圧具を用いて、アウタリード２０６表面に予めめっき供給されているハンダを溶融させてハンダ接合を行う。また、ハンダ接合の代わりにＡＣＦ（異方性導電フィルム）やＡＣＰ（異方性導電ペースト）を介して電気的接続を行うこともある。
【０００６】
さらに、図１６に示すように、フレキシブル基板２０７の接続の場合でも、上記ＴＡＢリード２０６の接合と同様に、ハンダ接合やＡＣＦ、ＡＣＰによる接合が行われる。
【０００７】
次に、図１７により、これらのインク室内電極２０１を平坦部に延出させる方法について説明する。まず、厚さ方向に分極させた圧電素子２６０の一表面にドライフィルムレジスト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を用いて圧電素子２６０をハーフダイスすることによりインク室２２６を形成し、ダイシングブレードを上昇させてインク室後端部のアール部分Ｒを形成し、その後平坦部はドライフィルムレジストのみをカットする。
【０００８】
このようにして、複数のインク室（インク室アレイ）２２６…を形成した後に、インク室２２６の長手方向に対して垂直方向からＡｌやＣｕ等の電極材料となる金属を斜めに蒸着する。この作業を、インク室２２６の長手方向に対して左右二方向（図１４の矢印参照）から行うことで、インク室隔壁の表面に金属電極（インク室内電極）２０１が形成され、ドライフィルムレジストおよび各々のインク室隔壁のシャドーイング効果により、金属電極２１０となる金属膜形成は、インク室の厚さ方向で約１／２まで行われる。
【０００９】
また、インク室後端部のアール部分Ｒおよび平坦部のドライフィルムレジスト開口部分にも同様のシャドーイングで金属膜形成が行われるが、左右二方向から平坦部に金属蒸着を行った後に二層の金属膜が重なり合うようにドライフィルムレジスト厚および開口幅を設定することで、平坦部においては開口部分全面に金属膜を形成することができ、アール部分Ｒでは、インク室２２６内で向い合う金属電極２０１，２０１同士を接続することができる。その後、インク供給孔２０９を有するカバー２１０を接着して、アクチュェータ２００は完成する。
【００１０】
このように形成されたアクチュエータ２００は、インク室２２６を形成する隔壁に形成された電極２０１，２０１において、隔壁を介して向い合う電極２０１，２０１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、電極形成領域と電極未形成領域との境目でインク室隔壁が“く”の字に変形し、インク室２２６内の体積変化に伴うインク室２２６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ノズルプレート２１１の微小なノズル２１２からインク液滴が吐出されるものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のインクジェットヘッド構造では、例えば、図１４に示すように、インク吐出に寄与するアクティブエリアはインク供給孔２０９より先端側のみであり、インク供給孔２０９を含む後方側は、インクを供給するための領域であり、かつ、アール部分Ｒおよび平坦電極部はインク室２２６内で向い合う二つの電極２０１，２０１を接続して一つの外部取り出し電極２０２として駆動用ＩＣ４０と電気的接続を行うための領域である。
【００１２】
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なり、材料コストが高くて安価なインクジェットヘッドを製造できないという問題があった。
【００１３】
また、高い誘電率を有するＰＺＴなどの圧電素子上で平坦部分までインク室内の電極を延出させる必要があるため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。
【００１４】
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２００の駆動による発熱量が増大してアクチュエータ２００の温度が上昇することによりインク粘度が変化して安定で高精度な印加が行えないという問題や、高い電圧を印加できる駆動用ＩＣ４０はコスト高になるという問題、さらに、低消費電力化が困難であるという問題もあった。
【００１５】
このため、アクチュエータ２００のインク室内電極２０１，２０１のアクティブエリア以外の部分では、圧電素子２６０と電極２０１，２０１との間に低誘電膜を予め成膜することで、アクティブエリア以外の部分での静電容量を極力少なくするような対応策が採られていた。
【００１６】
しかし、約２００℃という低温度のキューリー点を有するＰＺＴに対して、低温のプロセスで低誘電率のＳｉ−Ｎ膜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いという問題があった。
【００１７】
また、上記のような問題に対して、図１８に示すようなインク室（インク供給孔）１１０およびインク室内電極１１１を延出させるための領域を圧電素子２６０の長手方向に求めない構造のものが、特開平９−９４９５４号公報に開示されている。すなわち、該公報では、インク供給は圧電素子２６０のアクティブエリアの後端部にインク室１１０を設け、インク室内の電極１１１は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ＩＣ１１５に導通した電極１１２との電気的な接続を行っている。この場合は、アクチュエータ２００のアクティブエリア以外の部分が無いため、圧電素子２６０の材料コスト低減は図られるが、やはり余分な静電容量に問題が残る。
【００１８】
また、インク室内電極１１１をアクチュエータ側面に９０°の角度で屈曲させて電極の引き出しを行うことになり、アクチュエータ側面への電極引き出しのためには、インク室１１０内の隔壁電極形成のようにウエハ状態で斜方蒸着で形成することは不可能であり、アクチュエータに小片化してから、インク室内電極１１１とアクチュエータ側面に同時に金属膜を蒸着して導通を得る必要がある。
【００１９】
そして、確実に、二つのインク室内電極１１１，１１１をアクチュエータ側面に電気的導通をもたせた状態で延出させるためには、少なくとも二方向からの斜方蒸着が必要であり、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パターニングをおこなわない場合は、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、生産性が低く歩留りが低下し、生産コストが嵩むという問題があった。
【００２０】
引き出し配線は、他にめっき技術により形成することもできるが、蒸着技術同様に、パターニング工程もしくは電極分離工程を必要とするため、工程が煩雑に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１１０からアクチュエータ側面に引き出される曲面部分で、後の工程やハンドリングで断線する可能性が高く、生産の歩留りが低下するという問題や環境信頼性が低下するという問題もあった。
【００２１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、材料費が安く製作容易で量産化に適して安価に製作でき、ランニングコストも安く、高速印字が可能なインクジェットヘッドとその電極接続構造及びインクジェットヘッドの製造方法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】
この発明は、上記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）  液滴吐出面の反対側に外部回路が接続される外部接続用電極断面を有するインクジェットヘッドであって、
厚さ方向に分極処理がされたチャンネルウエハに形成された複数の溝と、
前記複数の溝のそれぞれの両側面に形成されたアクチュエータ駆動用電極と、
前記複数の溝のそれぞれの内部において、前記アクチュエータ駆動用電極に電気的に接続されるように充填された導電性接着剤と、
前記アクチュエータ駆動用電極とは別に形成され、前記導電性接着剤に覆われるように前記複数の溝のそれぞれの内部に配置されたリード電極と、
を備えており、
前記導電性接着剤および前記リード電極は、前記外部接続用電極断面に沿って切断されることによって形成された切断面を有し、前記導電性接着剤および前記リード電極の切断面が前記外部接続用電極断面に含まれることを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、インク室内に充填されている導電性樹脂は、インク室側面に対向して配置されている駆動用電極を互いに導通させると共に、リード電極と駆動用電極を導通させる役目を担う。
【００２５】
リード電極は、インクヘッド後端部の断面に露出しており、後端面において駆動用ＩＣと導通している電極と電気的に接続する役目を担う。したがって、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、その必要が無くなり、リード電極に直に駆動用ＩＣと導通している電極をコンタクトさせることが可能となる。
【００２６】
よって、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な小型のインクジェットヘッドを製作することが可能となる。これにより、材料コストを削減し低コストのインクジエットヘッドを提供できる。
【００２７】
また、静電容量の低減により、駆動周波数向上が行えるため高速印字が実現でき、駆動電圧の低減が行えるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が行えることから駆動用ＩＣコストの低減および駆動消費電力を削減したインクジェットヘッドを提供できる。
【００２９】
（２）  さらに、駆動用ＩＣと導通している電極は、リード電極断面及び導電性樹脂断面の両方にコンタクトさせることが可能となり、駆動用ＩＣと導通している電極がコンタクトする外部接続用電極断面において、導電性樹脂はリード電極の機械的な補強部材としての役目も担う。
【００３０】
また、インクヘツド後端面に導電性樹脂断面のみが露出する構成では、導電性樹脂の切断面表層では、金属フイラーは機械的なダメージを受けてマイクロクラックの発生や金属フイラーの脱離が生じる恐れがあるため、導電性樹脂断面に駆動用ＩＣと導通している電極をコンタクトさせても、導通不良や経時劣化を起こす恐れがあったが、本構成では、機械的強度があるリード電極を設けているため、そのような不具合が生じない。
【００３１】
よって、（１）項に比べて、駆動用ＩＣと導通している電極と駆動用電極の導通をより確実にすることができるため、（１）項において説明した効果に加え、生産歩留まりが向上し、さらに低コスト生産を可能とする。また、長期の使用に渡っても接続信頼性を確保することができ、製品寿命の長いインクジェットヘッドを実現できる。
【００３２】
（３）前記リード電極は、インク室側面若しくは底面に着設していることを特徴とする。
【００３３】
この構成においては、外部接続用電極断面では、リード電極は、機械的強度のあるインク室構成部材に密着されているため機械的な強度が強く、駆動用ＩＣと導通している電極とのコンタクトにおいても破損する恐れが少なくなる。また、リード電極がインク室形状に沿って形成されていることにより、導電性樹脂の充填が容易であり、充填不足などの不具合が生じにくく、外部接続用電極を安定して製作することが可能となる。
【００３４】
よって、（１）項及び（２）項に比べて、駆動用ＩＣと導通している電極と駆動用電極の導通をより確実にすることができ、また、生産時のリード電極の破損及び外部接続用電極の作製不良が少なくなる。ゆえに、（１）項及び（２）項において説明した効果に加え、生産歩留まりが向上し、さらに低コスト生産を可能とする。また、長期の使用に渡っても接続信頼性を確保することができ、製品寿命が長いインクジェットヘッドを実現できる。
【００３５】
（４）前記リード電極は、真空蒸着法により形成された金属膜であることを特徴とする。
【００３６】
この構成においては、真空蒸着法を用いることにより、凹んだ領域の溝底面近傍においても容易に導電性リード電極を形成することが可能となる。真空蒸着法により作成した金属膜をリード電極として用いることは、複数のインクジェットヘッドを一括して大面積基板から作製するような量産プロセスにおいて非常に簡便な作製方法である。
【００３７】
また、駆動電極は真空蒸着により作製されるのが一般的であり、リード電極を真空蒸着で作製すれば真空装置を共用できる。したがって、不要な設備投資を必要とせず、製造コストへの負担が少ないため、インクジェットヘッドの低コスト化が図れる。すなわち、（１）（２）（３）（４）項でも前述したような効果を有するインクジェットヘッドを、量産化に適した方法でかつ低コストに作製することが可能となる。
【００３８】
さらに、真空蒸着法は真空プロセスの中で最も成膜速度を早く作成することができる方法であり、比較的高速で簡便な製造プロセスにより、膜応力が小さく剥離の恐れも少なく、かつ電気抵抗の小さく、厚膜化が可能なリード電極を容易に得ることができる。なお、金属膜はＣｕ膜若しくはＡｌ膜とすることで、上記効果が著しく発揮される。
【００３９】
よって、この構成により、製造プロセスが容易で製造歩留まりが良く、かつ製造コストが安価なインクジエットヘッドを提供することができる。
【００４０】
（５）前記リード電極は、少なくとも二層以上の積層膜からなることを特徴とする。
【００４１】
この構成においては、具体的には、インク室構成部材側にインク室構成部材との密着性が良い補助膜を形成し、その上から厚膜化が容易な主膜を積層することで、インク室構成部材との密着性が良く、さらに厚膜化が容易なリード電極を得ることが可能である。すなわち、積層膜とすることで、高速成膜性及び厚膜化と密着性を両立させたリード電極を形成することが可能となる。
【００４２】
よって、外部接続用電極と駆動用ＩＣと導通している電極を接続するコンタクト面積が広く、接続による電気抵抗の小さくなり、駆動周波数向上が行えるため高速印字が実現でき、駆動電圧の低減が行えるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が行えることから駆動用ＩＣコストの低減および駆動消費電力の削減を実現できる。
【００４３】
さらに、厚膜化により懸念される膜応力によるリード電極の剥離の恐れが少なく、生産歩留まりが向上し、生産コストの低減と、経時劣化を防止することができる。
【００４４】
（６）前記リード電極は、前記導電性樹脂と接する部分が駆動用電極構成物質と同一物質で構成されていることを特徴とする。
【００４５】
この構成においては、外部接続用電極部分において駆動用電極とリード電極を導電性樹脂で電気的に導通させる場合において、電極材料と導電性樹脂の電気的導通特性は、導電性樹脂の硬化剤成分、金属フィラー材質及び形状、硬化条件などの条件により著しく異なるが、駆動用電極とリード電極を同一物質とすることにより、駆動用電極と導電性樹脂間およびリード電極と導電性樹脂間が同一の電気的接続条件となるため、同一の最適条件を使用することが可能となり、駆動用電極と導電性樹脂間およびリード電極と導電性樹脂間が同一の電気的接続が確実となる。よって、電気的接続の信頼性が高いインクジェットプリンターを提供することができる。
【００４６】
（７）前記リード電極は、前記インク室が形成されるチャンネル溝内面から第一層を高融点金属、第二層をＣｕ、Ａｇ、Ａｌとして形成される積層膜からなり、第一層の厚みが０．０５μｍ以上で、第二層の厚みが１μｍ以上かつ５０μｍ以下であることを特徴とする。
【００４７】
この構成においては、圧電材料及び第２層となる金属膜の両者との密着性が良いチタン膜をチャンネル溝面と金属膜の間に設けることにより、第二層膜の膜応力による圧電材料からの剥離を抑制する役目をなす。なお、チタン膜の厚みは０．０５μｍ以上であれば十分であり、第二層膜の厚みは５０μｍまでの範囲で剥離をする恐れがない。
【００４８】
（８）前記リード電極は、前記導電性樹脂中に埋設された高融点金属物質からなることを特徴とする。
【００４９】
この構成においては、（１）項及び（２）項におけるリード電極として溝幅以下の大きさの高融点金属物質を嵌挿し、インク室内を導電性樹脂で充填することにより、導電性樹脂に埋設された高融点金属物質をリード電極とすることを特徴とする。従って、真空蒸着等の真空プロセスによりリード電極を作製する必要がなく、製造プロセスの低コスト化を図ることができる。
【００５０】
また、真空蒸着では困難である高融点金属をリード電極とすることができるため、機械的強度が強く破損の恐れが少ないリード電極を簡便に得ることができる。また、リード電極に高融点金属を用いることにより、リード電極と駆動用ＩＣと導通している電極の電気的接続において、ワイヤーボンディング等の金属拡散結合を利用した接続方法を用いることができる。よって、リード電極と駆動用ＩＣと導通している電極の電気的接続をより確実として、電気的接続の信頼性が高いインクジェットプリンターを提供することができる。
【００５１】
（９）前記インクジェットヘッドの外部接続用電極断面に露出したリード電極に、アクチュエータ駆動用ＩＣに導通した電極（駆動電極）が電気的に接続されていることを特徴とする。
【００５２】
この構成においては、（１）項および（２）項と同様に、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、その必要が無くなり、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であり材料コスト削減を実現できる。
【００５３】
また、静電容量の低減により、駆動周波数向上が行えるため高速印字が実現でき、駆動電圧の低減が行えるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が行えることから駆動用ＩＣコストの低減および駆動消費電力の削減を実現できる。
【００５４】
（１０）前記インクジェットヘッドの外部接続用電極断面に露出したリード電極及び導電性樹脂電極に、アクチュエータ駆動用ＩＣに導通した電極（アクチュエータ駆動用電極）が電気的に接続されていることを特徴とする。
【００５５】
この構成においては、（１）項および（２）項と同様に、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の削減を実現できる。
【００５６】
また、静電容量の低減により、駆動周波数向上が行えるため高速印字を実現でき、駆動電圧の低減が行えるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が行えることから駆動用ＩＣコストの低減および駆動消費電力の削減を実現できる。
【００５７】
さらに、リード電極断面だけでなく、導電性樹脂断面にも、アクチュエータ駆動用ＩＣに導通した電極を電気的に接続することで、（９）項に比べ長期使用の耐久性のあるインクジエットヘッドを提供することが可能となる。
【００５８】
（１１）厚さ方向に分極処理を行い所定ピッチで溝加工が行われたチャンネルウエハに対して、各インク室内に独立した複数のアクチュエータ駆動用電極を形成する工程と、前記チャンネルウエハの溝のうち少なくとも外部接続用電極が形成される部分の溝底面若しくは溝側面にリード電極を形成する工程と、前記外部接続用電極となる部分のインク室内に導電性接着剤を充填させる工程と、充填された前記導電性接着剤を硬化させる工程と、前記チャンネルウエハとカバーウエハとを接着する工程と、前記導電性接着剤充填部及び前記リード電極部を切断するようにチャンネルウエハを小片化する工程と、を含むことを特徴とする。
【００５９】
（１２）前記外部接続用電極となる部分の溝底面及び溝側面にリード電極を形成する工程が、前記外部接続用電極となる部分以外の溝上方開口部分を塞ぐ第一の工程と、真空プロセスを用いてリード電極を形成する第二の工程と、を含むことを特徴とする。
【００６０】
この構成においては、（１１）項において説明した効果に加え、不要な静電容量が少ないインクジェットヘッドを、量産化に適し、かつ低コスト化が可能な方法により作製することが可能となる。
【００６１】
（１３）厚さ方向に分極処理を行い所定ピッチで溝加工が行われたチャンネルウエハに対して、各インク室内に独立した複数の駆動用電極を形成する工程と、外部接続用電極となる部分に前記高融点金属部材を被着形成する工程と、導電性接着剤により前記外部接続用電極となる部分のインク室内を充填させる工程と、充填された前記導電性接着剤を硬化させる工程と、前記チャンネルウエハとカバーウエハとを接着する工程と、前記導電性接着剤充填部及び前記導電性リード電極部を切断するようにチャンネルウエハを小片化する工程と、を含むことを特徴とする。
【００６２】
この構成においては、リード電極の製作にあたり、真空プロセスを必要とせず、製造コストを削減し、さらに、真空蒸着では不可能である高融点金属をリード電極としたインクジェットヘッドを製作することが可能となる。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドと電極接続構造及びインクジェットヘッドの製造方法を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００６４】
（実施形態１）
以下に、本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッドと電極接続構造及びインクジェットヘッドの製造方法について図面を参照しつつ説明する。
【００６５】
（構成）
図１は、インクジェットヘッドを示す断面図である。本実施形態では、ＰＺＴ圧電素子からなるアクチュエータ２０の後端部の溝中に外部接続用電極３０が設けられており、その外部接続用電極３０は、金属膜からなるリード電極３１と導電性接着剤を溝に充填し硬化させて形成した導電性樹脂部材３２で構成されている。
【００６６】
リード電極３１はインクジェットヘッド後端部の溝底面に設けられた電極であり、導電性樹脂部材３２はエポキシ樹脂をベースとしてＡｇ導電性フィラーを含有し硬化後に直ちに導電性を発揮する特性を有する。アクチュエータ２０の後端部では、リード電極３１及び導電性樹脂部材３２が切断された端面において、リード電極３１及び導電性樹脂部材３２が露出した構成となっている。
【００６７】
インク室２１内には二つのアクチュエータ駆動用の電極２２Ａ，２２Ｂがインク室２１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３２を介して、二つの駆動電極２２Ａ，２２Ｂは導通されている。また、アクチュエータ２０のインク吐出面２３には、微小なノズル２４を有するノズルプレート２５が形成されており、アクチュエータ２０の後端部にある外部接続用電極部３０の上方には、カバー部材４０に予め形成されたインク供給口４１が配置されている。
【００６８】
このような構成で、アレイ状に並ぶインク室２１は圧電素子からなるインク室隔壁２６によって仕切られており、各隔壁２６の上部半分に配置した駆動電極２２Ａ，２２Ｂはインクジェットヘッド後端部にある外部接続用電極部３０において、導電性樹脂部材３２を介して電気的に導通し集約され同電位となる。また駆動電極２２Ａ，２２Ｂは、導電性樹脂部材３２を介してリード電極３１に導通している。
【００６９】
なお、本実施形態では、インク室２１の溝幅は７７μｍ、溝深さが３００μｍである。また、駆動電極２２Ａ，２２ＢはＣｕ膜であり、厚みが０．５μｍ、溝深さ方向の幅が１５０μｍである。また、導電性樹脂部材３２は、インク室隔壁２６の頂上部と同一の高さまで溝内に充填されており、インク室２１の長手方向に０．７ｍｍの厚みを有する。
【００７０】
リード電極３１は、駆動電極２２Ａ，２２Ｂと同様にＣｕ膜であり、溝深さ方向の厚みが５０μｍで、溝長手方向の長さが０．５ｍｍである。また、インクジェットヘッドの全長は３．３ｍｍであり、インクを吐出する駆動をおこなう部分であるアクティブ部分（溝上面をカバー部材４０により塞がれている部分）の長さは１．１５ｍｍである。
【００７１】
なお、アクティブ部分における駆動電極２２Ａ，２２Ｂの厚みは、１μｍ以下であることが望ましい。これは、駆動電極２２Ａ，２２Ｂの厚みが大きいほど、インク隔２９の振動に対する機械的な拘束が大きくなりインク滴の吐出性能を低下させるためである。
【００７２】
また、本実施形態では、駆動電極２２Ａ，２２Ｂとリード電極３１の構成材料を同一物質であるＣｕとしている。これは、溝内に埋め込んだ液状の導電性樹脂を硬化させて密接している電極との間で電気的な接合をおこなうに当たり、電極材料と導電性樹脂材料毎に最適な硬化条件が存在するが、駆動電極２２Ａ，２２Ｂとリード電極３１の構成材料を同一物質とすることにより、導電性樹脂と駆動電極２２Ａ，２２Ｂ及び導電性樹脂とリード電極３１の界面における電気的接続において、いずれに対しても、最適な硬化条件を選定することができるためである。なお、リード電極３１については、導電性樹脂と接している最外層の物質が駆動電極と同一物質であれば差し支えない。
【００７３】
次に、図２は、インクジェットヘッドチップと駆動用ＩＣとの接続を示す図面である。同図から、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は、アクチュエータ−２０の後端部にある外部接続用電極３０のリード電極３１及び導電性樹脂部材３２の切断露出面に、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ：異方導電性フィルム）５３を介して、電気的、機械的に接続されている。
【００７４】
なお、本実施形態では、溝底面近傍においてリード電極３１切断面と導電性樹脂３２切断面の一部において接続しているが、リード電極３１の切断面と導電性樹脂断面の全体に対して接続してもよい。また、リード電極３１の切断面のみで接続しても接続は可能である。
【００７５】
また、リード電極３１の切断面の断面積は、１×１０-5（ｍｍ2）以上であることが望ましく、その場合、駆動用ＩＣ５０の電気接続がより確実となる。
【００７６】
このような構成により、駆動用ＩＣ５０とインク室２１内の駆動電極２２Ａ，２２Ｂを導通させることができ、インク室隔壁２６の表裏で対向する駆動電極２２Ａ，２２Ｂに逆位相の電圧印加を行うことによって隔壁２９がシェアモードで駆動するアクチュエータ２０の役目をしてインク室２１内のインク圧力をコントロールすることにより、ノズル２４からインク微小液滴を吐出させる。
【００７７】
（製造方法）
次に、上記インクジェットヘッドの製造方法について図３を用いて説明する。まず、第１の工程は、厚さ方向に分極させた圧電素子６０の一表面にダイサーのダイシングブレードを用いて圧電素子ウエハ６０をハーフダイスすることによりインク室２１を形成する工程である。これにより、図３（ａ）に示すようなインク室アレイを有する圧電素子ウエハー６０を製作する。
【００７８】
第２の工程は、真空蒸着法により外部接続用電極となる部分の溝底面にリード電極３１を形成する工程である。図３（ｂ）に示すように、本実施形態では、開口幅１ｍｍ、開口ピッチ４ｍｍのメタルマスク５５をインク室アレイの圧電素子ウエハ６０に密着させて溝底面法線方向、即ち矢印方向からＣｕを真空蒸着し、外部接続用電極となる部分の溝底面に溝長手方向の幅が約１ｍｍで、厚みが５０μｍのＣｕ膜を形成しリード電極３１とする。このようにして、図３（ｃ）に示すような圧電素子ウエハを得る。
【００７９】
第３の工程は、真空蒸着法により、インク室隔壁２６の上半分に駆動電極２２Ａ，２２Ｂを形成する工程である。本実施形態では、インク室２１の長手方向に対して垂直方向からＣｕ金属を斜め蒸着する。
【００８０】
この作業をインク室２１の長手方向に対して左右二方向からおこなうことで、インク室隔壁２６の表面に金属電極（駆動電極２２Ａ，２２Ｂ）が形成され、各々のインク室隔壁のシャドーイング効果により、金属膜形成は、インク室２１の深さ方向で約１／２までおこなわれる。このようにして、インク室アレイの全てのインク室隔壁の  上半分に厚み０．５μｍのＣｕ膜が形成され、図３（ｄ）に示すような圧電素子ウエハを形成することができる。
【００８１】
第４の工程は、外部電極となる部分の構内に導電性接着剤を流し込み、さらに硬化させて導電性樹脂部材３２を形成する工程である。ここでは、圧電素子ウエハ６０のインク室２１のアレイに対して直交方向に液状の導電性接着剤をディスペンサー等を用いて、１ｍｍ幅でインク室２１上およびインク室隔壁２６上に一文字に塗布供給する。次に、圧電素子ウエハ６０を加熱して、導電性接着剤を硬化させて導電性樹脂部材３２を形成する。このようにして、図３（ｅ）に示すような圧電素子ウエハ６０を得る。
【００８２】
第５の工程は、インク室隔壁２６上の不要な電極を除去する工程である。ここでは、研削機を用いてインク室隔壁２６上の導電性樹脂部材、リード電極、駆動電極を研磨して取り除き、各インク室２１内の導電性樹脂部材が電気的に導通しないようにする。このようにして、図３（ｆ）に示すような圧電素子ウエハ６０を得る。
【００８３】
第６の工程は、予めサンドブラスト加工によりインク供給口用のザグリが形成されている圧電素子から成るカバーウエハ６５を、第５の工程により製作された圧電素子ウエハ６０に接着する工程である。図４に示すように、カバーウエハ６５は、ドライレジストを全面に塗布した後、インク供給口４１用のザグリ６６が形成される部分については、レジストを選択的にケミカルエッチングすることにより除去し、サンドブラスト加工を行い、所望のパターンのザグリ６６が形成される。
【００８４】
そして、インク室アレイを形成した圧電素子ウエハ６０とカバーウエハ６５を市販の接着剤で接着する。このとき、導電性樹脂が充填された部分はカバーウエハ６５のインク供給口４１のためのザグリ部分６６中央部に来るように位置合わせを行い、図４の断面図にあるように両者を貼り合わせる。
【００８５】
第７の工程は、第６の工程で貼り合わされた圧電素子ウエハ６０を個々のアクチュエータ２０に小片化する工程である。ここでは、図４の破線Ｘ−Ｘで示したダイシングラインで、カバーウエハ６５のインク供給口用ザグリ６６部分とインク室ウエハ６０の導電性樹脂充填部分及びリード電極部分において、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に小片化する。
【００８６】
このとき、切断面には導電性樹脂の切断面がアクチュエータ側面に露出しており、後に接続される駆動用ＩＣに導通した外部回路との電気的接続用電極となり、アクチュエータ２０が完成する。また、図４の破線Ｙ−Ｙで示したダイシングラインで、インク吐出面を形成する。
【００８７】
（変形例）
上述の実施形態では、外部接続用電極部にあたる溝底面にのみ選択的にリード電極３１を配置した例を示したが、必ずしも選択的に配置されている必要はなく、図５に示すように、溝底面全域に渡ってリード電極３１が形成されていてもよい。この場合、実施形態１のインクジェットヘッドと比べて、不要な静電容量が増加するため高速な駆動をおこなう上では不利になるが、マスクをおこなう工程を省略することができるため、製造コストが少なく、安価なインクジェットヘッドを得ることができる。
【００８８】
また、リード電極３１を真空蒸着により被着形成したＣｕ膜をしているが、必ずしもこの構成である必要はなく、メッキ処理法、若しくは真空プロセス法、若しくは真空プロセス法及びメッキ処理法によって形成された導電性膜であれば良い。
【００８９】
上記方法により作製された導電性膜は、外部接続用電極部分のみに選択的に形成することが可能である。選択的に導電性膜を成膜することにより、不要な静電容量の発生を低減することができ、駆動周波数向上が行えるため高速印字が実現できる。また、駆動電圧の低減が行えるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が行えることから駆動用ＩＣコストの低減および駆動消費電力の削減を実現することもできる。
【００９０】
また、上記方法により作製された導電成膜は、電気抵抗ばらつきや膜厚ばらつき、成膜面積に起因する静電容量ばらつきの少ない、均質な特性を有する厚膜となるため、容易なプロセスで安価に得ることができる。よって、製造コストを低減し、さらにチャンネル間の電気抵抗や静電容量のバラツキの少ない装置を提供することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、リード電極３１を単層膜としているが、必ずしも単層膜である必要はなく、図６に示すように、積層膜であっても良い。特に、インク室構成部材に接する第１層膜３３として、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ などの高融点金属を厚み０．０５μｍ以上で形成し、次に、第２層膜３４として、安価で、蒸着速度及び電気伝導性の良いＡｌ，Ｃｕを積層したものをリード電極３１とすることにより、厚膜となっても剥離の虞れのない良好なリード電極３１を得ることができる。
【００９２】
また同様に、インク室２１に接する第１層膜として真空プロセスにより形成したＮｉ膜上に、無電解メッキ処理により第２層を形成してリード電極とすることもできる。この場合、厚膜であるリード電極の成膜時間を早く、かつ安価な方法により作製することができる。
【００９３】
また、本実施形態では、溝底面にのみリード電極３１が形成されている構成を示している。これは、溝底面に垂直な方向から真空蒸着することにより、リード電極３１の成膜時間を極力短くすることができるためである。しかしながら、この構成にとらわれず、溝底面及び溝側面に沿ってＵ字型に形成されたリード電極３１を用いてもよい。その一例としては図７に示すように、ヘッド後端部の溝側面の一側面にリード電極３１が設けられているものが挙げられる。
【００９４】
（実施形態２）
以下に、本発明の実施形態２について図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図８はインクジェットヘッドの断面を示す断面図である。本実施形態では、外部接続用電極３０は、ＰＺＴ圧電素子からなるアクチュエータ２０の後端部近傍のインク室２１内に充填された導電性樹脂部材３２とインク室２１の底面に着設されたリード電極３１からなり、リード電極３１は、ヘッド後端面まで引き延ばされた構造となっている。インク吐出面の反対側のヘッド後端面では、リード電極３１の断面が露出しているが、導電性樹脂部材３２は露出していない。
【００９５】
外部接続用電極３０は金属膜からなるリード電極３１と導電性接着剤を溝に充填し硬化させて形成した導電性樹脂部材３２で構成されている。リード電極３１はインクジェットヘッド後端部の溝底面に設けられた電極であり、導電性樹脂部材３２は、エポキシ樹脂をベースとしてＡｇ導電性フイラーを含有し硬化後に直ちに導電性を発揮する特性を有する。
【００９６】
アクチュエータ２０の後端部では、リード電極３１が切断された端面においてリード電極３１の切断面が露出した構成となっている。
【００９７】
インク室２１内には二つのアクチュエータ駆動電極２２Ａ，２２Ｂがインク室２１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部材３２を介して、二つの駆動電極２２Ａ，２２Ｂは導通されている。また、アクチュエータ２０のインク吐出面２３には、微小なノズル２４を有するノズルプレート２５が形成されており、アクチュエータ２０の後端部にある外部接続用電極部３０の上方には、カバー部材４０に予め形成されたインク供給口４１が配置されている。
【００９８】
このような構成で、アレイ状に並ぶインク室２１は圧電素子からなるインク室隔壁２６によって仕切られており、各隔壁２６の上部半分に配置した駆動電極２２Ａ，２２Ｂは、インクジェットヘッド後端部にある外部接続用電極部３０において、導電性樹脂部材３２を介して電気的に導通し集約され同電位となる。また両駆動電極２２Ａ，２２Ｂは、導電性樹脂部材３２を介してリード電極３１に導通している。
【００９９】
なお、本実施形態では、インク室２１の溝幅は７７μｍ、溝深さが３００μｍである。また、駆動電極２２Ａ，２２ＢはＣｕ膜であり、厚みが０．５μｍ、溝深さ方向の幅が１５０μｍである。リード電極３１は、駆動電極２２Ａ，２２Ｂと同様にＣｕ膜であり、溝深さ方向の厚みが５０μｍで、溝長手方向の長さが０．７ｍｍである。また、インクジェットヘッドの全長は３．３ｍｍであり、インクを吐出する駆動を行う部分であるアクティブ部分（溝上面をカバー部材により塞がれている部分）の長さは１．１５ｍｍである。
【０１００】
（製造方法）
本実施形態におけるインクジェットヘッドの製造方法は、前実施形態の製
造方法の説明の第１から３の工程までは、同様であるため説明を省く。
【０１０１】
本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法の第４の工程は、導電性接着剤を溝中に充填する工程である。ここでは、溝底面に形成されたリード電極の両端部上（図９の矢印）から、圧電素子ウエハ６０のインク室２１のアレイに対して直交方向に液状の導電性接着剤をディスペンサー等を用いて、１ｍｍ幅でインク室２１上およびインク室隔壁上に一文字に塗布供給する。次に、圧電素子ウエハを加熱して、導電性接着剤を硬化させて導電性樹脂部材３２を形成する。
【０１０２】
第５の工程は、インク室隔壁２６上の不要な電極を除去する工程である。ここでは、研削機を用いてインク隔壁２６上の導電性樹脂部材、リード電極、駆動電極を研磨して取り除き、各インク室２１内の導電性樹脂部材３２が電気的に導通しないようにする。
【０１０３】
第６の工程は、予めサンドブラスト加工によりインク供給口４１用のザグリ６６が形成されている圧電素子から成るカバーウエハ６５を、第５の工程により製作された圧電素子ウエハ６０に接着する工程である。カバーウエハ６５は、ドライレジストを全面に塗布した後、インク供給口４１用のザグリ６６が形成される部分については、レジストを選択的にケミカルエッチングすることにより除去し、サンドブラスト加工を行い、所望のパターンのザグリが形成される。
【０１０４】
そして、インク室２１アレイを形成した圧電素子ウエハ６０とカバーウエハ６５を市販の接着剤で接着する。このとき、導電性樹脂が充填された部分はカバーウエハ６１のインク供給口４１のためのザグリ部分６６の直上に来るように位置合わせを行い、図９（ｂ）に示すように両者を貼り合わせる。
【０１０５】
第７の工程は、第６の工程で貼り合わされたウエハを個々のアクチュエータに小片化する工程である。ここでは、図４の破線Ｘ−Ｘで示したダイシングラインで、カバーウエハ６５のインク供給口用ザグリ部分６６とインク室ウエハ６０のリード電極部分３１において、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に小片化する。
【０１０６】
このとき、切断面にはリード電極３１の切断面がアクチュエータ側面に露出しており、後に接続される駆動用ＩＣに導通した外部回路との電気的接続用電極となり、アクチュエータ２０が完成する。また、図４の破線Ｙ−Ｙで示したダイシングラインで、インク吐出面を形成する。
【０１０７】
（実施形態３）
以下に、本発明の実施形態３について図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１０はインクジエットヘッドの断面図である。ＰＺＴ圧電素子からなるアクチュエータ２０の後端部の溝中に外部接続用電極３０が設けられており、外部接続用電極３０は金属製ワイヤーからなるリード電極３１と導電性接着剤を溝に充填し硬化させて形成した導電性樹脂部材３２で構成されている。
【０１０８】
リード電極３１は導電性樹脂中に埋設されている高融点金属からなるワイヤーであり、ワイヤー直径は約３０μｍである。導電性樹脂部材３２は、エポキシ樹脂をベースとしてＡｇ導電性フィラーを含有し硬化後に直ちに導電性を発揮する特性を有する。
【０１０９】
アクチュエータ２０の後端部では、リード電極３１及び導電性樹脂部材３２が切断された端面において、リード電極３１及び導電性樹脂部材３２が露出している構成である。
【０１１０】
インク室２１内には、二つのアクチュエータ駆動電極２２Ａ，２２Ｂがインク室２１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３２を介して、二つの駆動電極２２Ａ，２２Ｂは導通が得られている。また、アクチュエータ２０のインク吐出面２３には、微小なノズル２４を有するノズルプレート２５が形成されており、アクチュエータ２０の後端部にある外部接続用電極部３０の上方には、カバー部材４０に予め形成されたインク供給口４１が配置されている。
【０１１１】
このような構成で、アレイ状に並ぶインク室２１は圧電素子からなるインク室隔壁２６によって仕切られており、各隔壁２６の上部半分に配置した駆動電極２２Ａ，２２Ｂはインクジェットヘッド後端部にある外部接続用電極部３０において、導電性樹脂部材３２を介して電気的に導通し集約され同電位となる。また駆動電極２２Ａ，２２Ｂは、導電性樹脂部材３２を介してリード電極３１に導通している。
【０１１２】
なお、本実施形態では、インク室２１の溝幅は７７μｍ、溝深さが３００μｍである。また、駆動電極２２Ａ，２２ＢはＣｕ膜であり、厚みが０．５μｍ、溝深さ方向の幅が１５０μｍである。また、導電性樹脂部材３２は、インク室隔壁頂上部と同一の高さまで溝に充填されており、インク室長手方向に０．５ｍｍの厚みを有する。リード電極３１は、Ｔａの金属ワイヤーを使用し、ワイヤーの直径は約３０μｍである。また、インクジエットヘッドの全長は３．３ｍｍであり、インクを吐出する駆動を行う部分であるアクティブ部分（溝上面をカバー部材により塞がれている部分）の長さは１．１５ｍｍである。
【０１１３】
また、リード電極３１となる金属ワイヤーの直径は１５〜６０ｍｍであることが望ましい。直径が１５ｍｍ以下では、駆動用ＩＣと導通している駆動電極２２Ａ，２２Ｂとのコンタクト面積が不十分であるため導通不良を起こす虞れがあるのに加え、製造時にワイヤーの切断により製造歩留まりが低下する虞れが生じる。一方、直径が６０μｍ以上では、導電性接着剤の溝中への充填が不十分となり、導電性樹脂中にボイドが生じ、その機械的強度を低下させて経時劣化のもととなる虞れがある。なお、駆動用ＩＣとの電気的接続は、前実施形態の場合と同様であるため、説明を省く。
【０１１４】
（製造方法）
次に、インクジェットヘッドの製造方法について図１１を用いて説明する。  まず第１の工程は、厚さ方向に分極させた圧電素子ウエハ６０の一表面にダイサーのダイシングブレードを用いて圧電素子ウエハ６０をハーフダイスすることによりインク室２１を形成する工程である。これにより図１１（ａ）に示すインク室アレイを有する圧電素子ウエハ６０を製作する。
【０１１５】
第２の工程は、真空蒸着法により、インク室隔壁２６の上半分に駆動電極２２Ａ，２２Ｂを形成する工程である。本実施形態では、インク室２１の長手方向に対して垂直方向からＣｕ金属を斜め蒸着する。
【０１１６】
この作業をインク室２１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２６…の表面に金属電極（駆動電極２２Ａ，２２Ｂ）が形成され、各々のインク室隔壁２６…のシャドーイング効果により金属膜形成は、インク室２１の深さ方向で約１／２まで行われる。このようにして、インク室アレイの全てのインク室隔壁２９の上半分に厚み０．５μｍのＣｕ 膜が形成される。これにより、図１１（ｂ）に示すような圧電素子ウエハ６０を得る。
【０１１７】
第３の工程は、インク室２１内にリード電極３１となる金属ワイヤーを没入する工程である。この工程では、図１１（ｃ）に示すように、溝ピッチと等ピッチで複数本配列しているタングステン製ワイヤーを、溝進行方向と平行に帳架させたのち、溝内に入るように位置合わせを行い、溝底面に向かって没入させる。これにより、図１１（ｄ）に示すような圧電素子ウエハ６０を製作する。
【０１１８】
第４の工程は、外部電極となる部分の溝内に導電性接着剤を流し込み、さらに硬化させて導電性樹脂部材３２を形成する工程である。ここでは、圧電素子ウエハ６０のインク室２１のアレイに対して直交方向に液状の導電性接着剤をディスペンサー等を用いて、１ｍｍ幅でインク室２１上およびインク室隔壁２６上に一文字に塗布供給する。
【０１１９】
次に、圧電素子ウエハ６０を加熱して、導電性接着剤を硬化させて導電性樹脂部材３２を形成する。このようにして、図１１（ｃ）に示すような圧電素子ウエハー６０を得る。
【０１２０】
以下の第５から７の工程は、実施形態１において説明した製造方法と同様であるため、説明を省略する。
【０１２１】
ところで、本発明では、インク室２１内の両駆動電極２２Ａ，２２Ｂを導通させるためにインク室２１内に導電性樹脂部材３２を充填している。従って、前記各実施形態において、例えば、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、カバー部材４０のインク供給口４１に臨む部分のインク室２１内の導電性樹脂部材３２を断面凹状に形成して、その部分にインク供給口４１に臨む空隙部Ｃを形成してエア抜けを良好にすることができる。
【０１２２】
その空隙部Ｃは、例えば、導電性樹脂部材３２をインク室２１の底部に向けてスロープ状に形成し、その断面を凹状に形成した傾斜面Ｓの上に形成することができる。言い換えれば、その凹状の傾斜面Ｓは、インク室２１の底部から斜め上方に向けて立ち上がるように形成されてインク供給口４１に臨むように形成される。
【０１２３】
このような空隙部Ｃを形成することにより、ノズルプレート２５のノズル２４からインク室２１内部に侵入するエアを、その凹状の傾斜面Ｓによって上方に誘導してインク供給口４１にスムーズに排出させることができる。つまり、凹状に形成した傾斜面Ｓがエアをインク供給口４１に誘導するガイド壁として機能する。従って、インク室２１内でのエアの滞留による吐出性能の低下やエアの発生したノズルと他のノズルとの間での吐出のバラツキの発生を効果的に防ぐことができ、吐出動作の安定化を図り、高い印字品位を維持することができる。
【０１２４】
このような空隙部Ｃを形成することによるエアの滞留防止効果については、例えば、図１３（ａ）（ｂ）に示すような構成と比較すれば明らかである。すなわち、この比較例では、導電性樹脂１１０を、インクの抜けを防止するための封止部材としてインク室１２６の後端部に充填している。
【０１２５】
勿論、このように封止のために充填した導電性樹脂１１０によっても両電極１２７，１２８を導通させることができるため、本発明もこのような構成を採りうる。しかし、この場合、インク室１２６の後端部が導電性樹脂１１０で埋め尽くされるのみであり、カバー部材１３０のインク供給口１３１に臨むような空隙部は形成されない。
【０１２６】
従って、ノズルプレート１２５のノズル１２４からインク室１２６内部に侵入したエアが導電性樹脂１１０の前部に滞留してエア溜まりＨが発生し易くなり、上述のように、吐出性能の低下やノズル間での吐出のバラツキが発生しやすくなり印字品位の低下を来しやすくなる。このような比較例における難点は、図１２に示すような構成で解消することができる。
【０１２７】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、使用環境や使用条件等に応じて適宜改良変更等自由であるのは言うまでもない。
【０１２８】
【発明の効果】
以上の説明で明かなように、本発明は、以下の効果を奏する。
【０１２９】
請求項１によれば、インク室内に充填されている導電性樹脂はインク室側面に対向して配置されている駆動用電極を互いに導通させるとともに、リード電極と駆動用電極を導通させる。また、リード電極は、インクヘッド後端部の断面に露出しており、その後端面において駆動用ＩＣと導通している電極と電気的に接続する。
【０１３０】
したがって、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、リード電極に直に駆動用ＩＣと導通している電極をコンタクトさせることが可能となる。
【０１３１】
よって、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な小型のインクジエットヘッドを作製することが可能となる。これにより、材料コスト削減し低コストのインクジェットヘッドを提供できる。
【０１３２】
また、静電容量の低減により、駆動周波数向上が行えるため高速印字が実現できる。さらに、駆動電圧の低減が行えるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が行えることから駆動用ＩＣコストの低減を図れ、駆動消費電力を削減化したインクジェットヘッドを提供することができる。
【０１３３】
さらに、インクジェットヘッドの後端面となる外部接続用電極断面に、リード電極断面と導電性樹脂断面を露出させているので、駆動用ＩＣと導通している電極は、リード電極断面及び導電性樹脂断面にコンタクトさせることが可能となる。
【０１３４】
また、駆動用ＩＣと導通している電極がコンタクトする外部接続用電極断面において、導電性樹脂はリード電極の機械的な補強部材としての役目も担う。また、インクヘッド後端面に導電性樹脂断面のみが露出する構成では、導電性樹脂の切断面表層では、金属フィラーは機械的なダメージを受けてマイクロクラックの発生や金属フィラーの脱離が生じる恐れがあるため、導電性樹脂断面に駆動用ＩＣと導通している電極をコンタクトさせても、導通不良や経時劣化を起こす虞れがあったが、本構成では、機械的強度があるリード電極を設けているため、そのような不具合が生じない。
【０１３５】
したがって、請求項１の発明に比べて、駆動用ＩＣと導通している電極と駆動用電極の導通をより確実にすることができるため、請求項１の発明において説明した効果に加え、生産歩留まりが向上し、さらに低コスト生産を可能とする。また、長期の使用に渡っても接続信頼性を確保することができ、製品寿命が長いインクジエットヘッドを実現できる。
【０１３６】
また、リード電極は、インク室側面若しくは底面に着設しており、導電性樹脂とインク室構成部材の界面部分にリード電極を設けているので、外部接続用電極断面では、リード電極は、機械的強度のあるインク室構成部材に密着されているため機械的な強度が強く、駆動用ＩＣと導通している電極とのコンタクトにおいても破損する虞れが少なくなる。
【０１３７】
また、リード電極がインク室形状に沿って形成されていることにより、導電性樹脂の充填が容易であり、充填不足などの不具合が生じにくく、外部接続用電極を安定して製作することが可能となる。
【０１３８】
したがって、請求項１および２の発明に比べて、駆動用ＩＣと導通している電極と駆動用電極の導通が確実にすることができ、また生産時のリード電極の破損及び外部接続用電極の作製不良が少なくなる。ゆえに、請求項１および２の発明において説明した効果に加え、生産歩留まりが向上し、さらに低コスト生産を可能とする。また、長期の使用に渡っても接続信頼性を確保することができ、製品寿命が長いインクジェットヘッドを実現できる。
【０１３９】
また、真空蒸着法を用いれば、凹んだ領域の溝底面近傍においても容易に導電性リード電極を形成することが可能となる。真空蒸着法により作成した金属膜をリード電極として用いることは、複数のインクジェットヘッドを一括して大面積基板から製作するような量産プロセスにおいて非常に簡便な作製方法である。
【０１４０】
また、駆動電極は真空蒸着により製作されるのが一般的であり、リード電極を真空プロセスで作製すれば真空装置を共用できる。したがって、不要な設備投資を必要とせず、製造コストへの負担が少ないため、インクジエットヘッドの低コスト化が図れる。すなわち、請求項１，２，３，４の発明でも前述したような効果を有するインクジエットヘッドを、量産化に適した方法でかつ低コストに製作することが可能となる。
【０１４１】
さらに、真空蒸着法は真空プロセスの中で最も成膜速度を早く作製することができる方法であり、比較的高速で簡便な製造プロセスにより、膜応力が小さく、かつ電気抵抗も小さく、厚膜化が可能なリード電極を得ることができる。
【０１４２】
真空蒸着法は真空プロセスの中で最も成膜速度を早く作製することができる方法であり、さらに真空蒸着法により作製された金属膜は膜応力が小さいため剥離の虞れの少ないため、厚膜を容易に得ることが可能である。
【０１４３】
なお、金属膜はＣｕ膜若しくはＡｌ膜とすることで、上記効果をより一層顕著に発揮させることができる。したがって、このような構成により、製造プロセスが容易で製造歩留まりが良く、かつ製造コストが安価なインクジェットヘッドを提供することができる。
【０１４４】
請求項２によれば、インク室の後端部にある外部用電極を構成するリード電極を、二層以上の積層構造とし、具体的には、インク室構成部材側にインク室構成部材との密着性が良い補助膜を形成し、その上から厚膜化が容易な主膜を積層することで、インク室構成部材との密着性が良く、さらに厚膜化が容易なリード電極を得ることが可能となる。すなわち、積層膜とすることで、高速成膜性及び厚膜化と密着性を両立させたリード電極を形成することが可能となる。
【０１４５】
したがって、外部接続用電極と駆動用ＩＣと導通している電極を接続するコンタクト面積が広くなり、接続による電気抵抗が小さくなり、駆動周波数向上が行えるため高速印字を実現することができる。
【０１４６】
そして、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ることから駆動用ＩＣコストの低減化と、駆動消費電力の削減化を図ることができる。
【０１４７】
さらに、厚膜化により懸念される膜応力によるリード電極の剥離の虞れが少なく、生産歩留まりが向上し、生産コストの低減化と、経時劣化を効果的に防止することができる。
【０１４８】
請求項３によれば、リード電極の導電性樹脂と接する部分が駆動用電極構成物質と同一物質で構成されるので、外部接続用電極部分において駆動用電極とリード電極を導電性樹脂で電気的に連通させる場合において、電極材料と導電性樹脂の電気導通特性は、導電性樹脂の硬化剤成分、金属フィラー材質及び形状、硬化条件などの条件により著しく異なるが、駆動用電極とリード電極を同一物質とすることにより、駆動用電極と導電性樹脂間およびリード電極と導電性樹脂間が同一の電気的接続条件となるため、同一の最適条件を使用することが可能となり、駆動用電極と導電性樹脂間およびリード電極と導電性樹脂間が同一の電気的接続が確実となる。よって、電気的接続の信頼性が高いインクジェットプリンターを提供することができる。
請求項４によれば、リード電極は積層膜であり、チャンネル溝内面から第一層を高融点金属、第二層をＣｕ、Ａｇ、Ａｌとした積層膜からなり、第一層の厚みが０．０５μｍ以上で、第二層の厚みがｌμｍ以上かつ５０μｍ以下とするので、圧電材料及び第２層となる金属膜の両者との密着性が良いチタン膜をチャンネル溝面と金属膜の間に設けることにより、銅の膜応力による圧電材料からの剥離を抑制する役目を果たす。なお、第１層膜の厚みは０．１μｍ以上であれば十分であり、第２層膜の厚みは５０μｍまでの範囲で剥離の虞れはない。
【０１４９】
請求項５によれば、高融点金属物質をリード電極とするので、真空蒸着等の真空プロセスによりリード電極を製作する必要がなく、製造プロセスの低コスト化を図ることができる。
【０１５０】
また、真空蒸着では困難である高融点金属をリード電極とすることができるため、機械的強度が強く破損の虞れが少ないリード電極を簡便に得ることができる。また、リード電極に高融点金属を用いることにより、リード電極と駆動用ＩＣと導通している電極の電気的接続において、ワイヤーボンディング等の金属拡散結合を利用した接続方法を用いることができる。
【０１５１】
よって、リード電極と駆動用ＩＣと導通している電極の電気的接続をより確実なものとして、電気的接続の信頼性が高いインクジェットプリンターを提供することができる。
【０１５２】
請求項６によれば、インク室後端面に露出したリード電極断面に（アクチュエータ駆動用ＩＣに導通した）駆動電極を電気的に接続しているので、請求項１と同様に、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り材料コストの削減を実現できる。
【０１５３】
また、静電容量の低減により、駆動周波数向上が行えるため高速印字が実現でき、かつ、駆動電圧の低減が行えるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が行えることから駆動用ＩＣコストの低減および駆動消費電力の削減を実現できる。
【０１５４】
請求項７によれば、インクジェットヘッドのインク室後端面に露出したリード電極断面と導電性樹脂断面の両方に、（アクチュエータ駆動用ＩＣに導通した）駆動電極を電気的に接続しているので、請求項１と同様に、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り材料コストを削減することができる。また、静電容量の低減により、駆動周波数向上が行えるため高速印字が実現でき、かつ、駆動電圧の低減が行えるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が行えることから駆動用ＩＣコストの低減および駆動消費電力の削減を実現できる。
【０１５５】
さらに、リード電極断面だけでなく、導電性樹脂断面にも、（アクチュエータ駆動用ＩＣに導通した）駆動電極を電気的に接続することで、請求項９に比べ長期使用の耐久性のあるインクジエットヘッドを提供することができる。
【０１５６】
請求項８によれば、一連の工程により、請求項１ないし５において説明した効果を有するインクジェットヘッドを、量産化に適し、かつ低コスト化が可能な方法により製作することが可能となる。
【０１５７】
請求項９によれば、リード電極を形成する工程が、外部接続用電極となる部分以外の溝上方開口部分を塞ぐ第一の工程と、真空プロセスを用いてリード電極を形成する第二の工程と、を含むので、請求項８の発明による効果に加え、不要な静電容量が少ないインクジェットヘッドを、量産化に適し、かつ低コスト化が可能な方法により製作することが可能となる。
【０１５８】
請求項１０によれば、一連の工程により、リード電極の製作にあたり、真空プロセスを必要とせず、製造コストを削減し、さらに、真空蒸着では不可能である高融点金属をリード電極としたインクジェットヘッドを製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１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の断面図である。
【図３】同インクジエットヘッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図４】同別の断面図である。
【図５】同インクジェットヘッドの変形例を示す断面図である。
【図６】同別の変形例を示す断面図である。
【図７】同さらに別の変形例を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図９】同インクジエットヘッドの製造方法を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の実施形態３に係るインクジエットを示す断面図である。
【図１１】同製造方法を説明するための断面図である。
【図１２】本発明に係るインクジェットヘッドにおいてインク供給口に臨む空隙部を導電性樹脂に形成した場合の説明図である。
【図１３】空隙部を形成しない場合の比較例の説明図である。
【図１４】従来のインクジェットヘッドの構造及び電極接続方法を示す断面図である。
【図１５】同別の例を示す断面図である。
【図１６】同異なる例を示す断面図である。
【図１７】同インクジェットヘッドの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１８】同別のインクジェットヘッドの構造及び電極接続方法を示す断面図である。
【符号の説明】
２０−アクチュエータ
２１−インク室
２２Ａ，２２Ｂ−電極（アクチュエータ駆動用の電極）
３０−外部接続用電極
３１−リード電極
３２−導電性樹脂部材
【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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