JP2001334665A - インクジェットヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造コストを上げることなく、外部との電極
の接続が確実に行なえるように改良されたインクジェッ
トヘッドを提供することを主要な目的とする。 【解決手段】 インクジェットヘッドは、ベース部材１
と、カバー部材２と、ノズル板９と、複数の電極引出し
部２３を備える。電極引出し部２３は、ベース部材１の
表面に設けられた第２の溝２４によって、互いに電気的
に分離されている。それぞれの電極引出し部２３の表面
は、壁３の上表面と実質的に面一にされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般に、インク
ジェットヘッドに関するものであり、より特定的には、
外部の電極と電極引出し部をワイヤボンディング等で確
実に接続することができるように改良されたインクジェ
ットヘッドに関する。この発明は、また、そのようなイ
ンクジェットヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、インパクト印字装置に代わり、カ
ラー化、多階調化に適したインクジェット方式等のノン
インパクト印字装置が急速に普及している。中でも、印
字時のみに必要なインクを吐出させるドロップ・オン・
デマンド型が、印字効率の良さ、低コスト化、低ランニ
ングコスト化に有利であるなどの点から注目されてお
り、圧電素子を用いたカイザー方式や、サーマルジェッ
ト方式が主流となっている。

【０００３】しかしながら、カイザー方式は、小型化が
難しく、高密度化には適さないという欠点を有してい
た。また、サーマルジェット方式は、高密度には適して
いるものの、ヒータを加熱することで、インク内にバブ
ル（泡）を生じさせて、そのバブルのエネルギを吐出に
使用するため、インクの耐久性に対する要求が厳しく、
また、ヒータの寿命を長くすることが困難であり、さら
に、消費電力も大きくなるという問題を有していた。

【０００４】このような欠点を解決するものとして、圧
電材料の剪断モードを利用したインクジェット方式が提
案されている。この方式は、圧電材料からなるインクチ
ャンネル壁に形成した電極により、圧電材料の分極方向
と直交する方向に電界を加え、チャンネル壁を剪断モー
ドで変形させて、その際に生じる圧力波変動を利用して
インク滴を吐出させるものであり、ノズルの高密度化、
低消費電力化、高駆動周波数化に適している。このよう
な、剪断モードを利用したインクジェットヘッドの構造
を図２０を用いて説明する。

【０００５】図２０を参照して、インクジェットヘッド
は、図の上下方向に分極処理を施した圧電体に複数の溝
４が形成されたベース部材１と、インク供給口２１と共
通インク室２２が形成されたカバー部材２と、ノズル孔
１０が開けられたノズル板９を貼り合せることで、イン
クチャンネル４が形成されている。チャンネル壁３に
は、電界を印加するための電極５が上方半分に形成され
ている。インクチャンネルの後端部は、溝加工時に使用
されるダイシングブレードの直径に対応したＲ形状に加
工されており、６には外部との通電のための電極引出し
部としての浅溝部が同じくダイシングブレードにより加
工されている。浅溝部６に形成された電極は、浅溝部６
の後端部でたとえばフレキシブル基板のような外部の電
極８とワイヤボンディング７により接続されている。

【０００６】次に、図２０に示したインクジェットヘッ
ドの製造方法について、図２１と図２２を用いて説明す
る。

【０００７】図２１に示すように、上下方向に分極処理
が施された圧電体１２に、ダイシング加工が可能なドラ
イレートフィルム１１をラミネートする。

【０００８】次に、図２２に示すように、ダイシングブ
レードによりインクチャンネル４となる溝部と浅溝部６
（斜面）を加工する。その後、電極となる金属がチャン
ネル壁３の上半分にだけ付着するように、入射方向を設
定して、図２２のＡ方向、Ｂ方向から斜方蒸着する。そ
の後、ドライレートフィルム１１をリフトオフすること
で、図２０に示すような、チャンネル壁３の上半分と浅
溝部６内に金属膜５が形成されたアクチュエータとして
のベース部材１を作製する。

【０００９】図２０に戻って、カバー部材２には、機械
加工あるいはサンドブラスト加工にて、インク供給口２
１と共通インク室２２が設けられる。サンドブラスト加
工を行なう場合は、インク供給口２１と共通インク室２
２以外を、レジストフィルムあるいは、メタルマスクで
マスキングした後に施せばよい。

【００１０】ノズル板９は、高分子材料の場合は、エキ
シマレーザ加工にて、所定の大きさのノズル孔が孔開け
加工されるが、パンチング加工等で、金属材料にノズル
孔を設けてもよい。このようにして作製されたベース部
材１とカバー部材２とノズル板９は、それぞれ、所望の
位置に接着剤により貼り合される。

【００１１】このようにして製造されたインクジェット
ヘッドは、インク供給口２１が、図示しない外部のイン
ク貯蔵タンクに接続され、インクが共通インク室２２を
介して、複数のインクチャンネル４ごとに供給される。
チャンネル壁３の上半分に設けられた電極は、それぞれ
１つのインクチャンネル４の内部では、同電位になるよ
うにインクチャンネル後端部のＲ形状部で接続され、浅
溝部６を介して外部の電極８と接続される。そして、そ
れぞれのインクチャンネル４に形成されている電極同士
は、独立して、外部電極８と接続されている。

【００１２】印字データに応じて所定のインクチャンネ
ルが選択され、チャンネル壁３の分極方向と直交する方
向に電界がかかるように、外部の電極８より電圧が印加
される。電圧が印加されたチャンネル壁３は剪断変形を
起し、その結果インクチャンネル内に圧力波変動が生じ
て、ノズル孔１０よりインク滴が吐出する。なお、図２
０では、電極引出し部と外部の電極はワイヤボンディン
グ７により接続されているが、異方性導電膜（ＡＣＦ）
を用いて接続する方法も従来より採用されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来のインクジェット
ヘッドでは、電極引出し部として浅溝部６に形成された
金属膜を使用している。そのため、浅溝の凹部に金属膜
が位置している。さらに、この金属膜は、チャンネル壁
３の上半分に電極となる金属膜を形成するとき、同時に
形成されたものであるので、その際、浅溝の溝部以外
は、マスクとなるドライレジストフィルム１１が存在
し、斜方蒸着によるシャドウイング効果で、浅溝部６の
溝の底には十分な厚みの金属膜が形成されないという問
題があった。

【００１４】これらの課題について、詳細に説明する。
図２３は、浅溝部６の断面図で、金属膜の形成の様子を
示している。ベース部材１に形成されたチャンネルの幅
を８１μｍ、チャンネルの深さを３００μｍ、ドライレ
ジストフィルム１１の厚みを３０μｍとすると、チャン
ネル壁の上半分に金属膜を形成するには、斜方蒸着の入
射角度は法線に対して約２４°となる。この場合、図２
０に示す浅溝部６でも、図２３に示すように、同様の入
射角度で斜方蒸着されることになる。図２４は、浅溝部
の深さが２５μｍ、ドライレジストの厚みが３０μｍ、
斜方蒸着の入射角度が法線に対して２４°のとき、浅溝
部に形成された金属膜を示した断面写真である。なお、
図２４では、ドライレジストフィルムをリフトオフした
後の状態を示している。

【００１５】図２４のように、浅溝部の深さが２５μｍ
の場合、浅溝の底の中心部で、幅約３２μｍの領域で金
属膜が積層されたような形状に段差を持って形成されて
いる。したがって、この部分にワイヤボンディングを行
なうためには、段差中央部にボンディングを行なう必要
がある。すなわち、段差に対してワイヤボンディングの
位置がずれると、ワイヤが倒れたり、あるいは傾く等す
るので、正確な位置決めが必要になる。

【００１６】また、電極部の高さは、ベース部材１より
低いものとなっている。浅溝部の深さを浅くすれば、溝
底部に形成される金属膜の幅は広くなるが、加工精度、
ダイシングブレードの刃のエッジ部分のＲを考慮する
と、浅溝部の深さとしては、最低限１０μｍは必要とな
る。これについて、図２５のダイシングブレードの断面
図を用いて詳しく説明すると、ダイシングブレード３０
のエッジ形状は、未使用状態では、図２５（ａ）に示す
ようなコーナー部のＥの箇所が直角になった状態である
が、使用していくと、図２５（ｂ）に示すようにコーナ
ーが丸みを帯びた形状に変化してくる。図２５（ｂ）の
ような形状のダイシングブレード３０を使用すると浅溝
の深さを１０μｍとした場合、実際には、ドライレジス
トフィルムは、幅６０μｍしか、削れなくなり、結果的
に、浅溝部の金属膜の形成される幅が狭くなってしま
う。

【００１７】一方、図２５（ａ）に示すような形状のダ
イシングブレードの使用に限定すれば、浅溝の深さを限
りなくゼロに近づけることができるが、生産コストの上
昇を招くという問題があり、浅溝部の深さは、最低限１
０μｍ以上は必要となる。

【００１８】このように、電極引出し部の電極が浅溝部
の底に形成されている場合、外部の電極との接続をワイ
ヤボンディングで行なうときに、ボンディング不良が生
じるという問題がある。これについて、図２６のワイヤ
ボンディングに用いるキャピラリ４０およびボンディン
グワイヤ５０の断面図を用いて詳細に説明する。

【００１９】図２６に示すように、キャピラリ４０は、
ボンディング用のワイヤ４０がキャピラリの幅からずれ
ないように、キャピラリの両端部４１で囲まれるように
下側に凹形状をしており、また、ワイヤボンディングの
ワイヤ径は、通常φ５０μｍ程度であるので、キャピラ
リ４０の幅は１００μｍ程度である。図２６に示すよう
な形状のキャピラリ４０でワイヤボンディングを行なう
と、浅溝部６の両横にあるベース部材１の凸部（図のＡ
部）にキャピラリの端（図のＢ部）が触れてしまい、ワ
イヤに効率よくボンディングのための超音波エネルギが
伝わらなくなる。その結果、ボンディングワイヤが十分
溶着せず、ワイヤと浅溝部の金属膜との密着が悪くなっ
てしまう。また、電極引出し部と外部の電極との接続
を、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて接合する場合で
も、電極引出し部の凹部に金属膜がある場合には、接続
不良が生じるという問題があった。

【００２０】電極引出し部の電極の金属膜を厚く形成す
れば、電極面をベース部材より高くすることが可能であ
るが、前述したように、浅溝部６の深さとして１０μｍ
以上必要であるので、金属膜を１０μｍ以上形成する必
要があり、生産コストおよび生産時間上、問題となる。
また、従来のインクジェットヘッドの製造方法で、図２
０に示すようなドライレジストフィルムを用いずに、圧
電体基板１２に溝加工を行ない、金属膜形成後、チャン
ネル壁３の上部に形成された金属膜と、電極引出し部の
金属膜を個別に分離するように機械加工で除去する方法
もある。この場合、電極引出し部２３の電極面を凸部に
形成することは可能となるが、チャンネル壁の上部を機
械加工するため、チャンネル壁を破壊するおそれがあ
り、歩留りが悪くなる。さらに、各チャンネル壁の高さ
を均一に揃えることが困難となり、カバー部材２を接着
した場合、チャンネル壁３の上部とカバー部材２との接
着が不十分となり、隣接するチャンネル同士でインクが
リークするという問題がある。

【００２１】以上述べたように、電極引出し部の電極が
浅溝部の底の部分に形成されている従来のインクジェッ
トヘッドでは、ワイヤボンディングあるいは異方性導電
膜（ＡＣＦ）を用いて外部の電極と接続する際に、接続
不良を起すという問題があり、電極引出し部の浅溝の深
さを浅くする場合には、使用するダイシングブレードの
エッジ形状が直角であることが必要となり、生産コスト
の上昇を招くという問題があった。

【００２２】また、チャンネル壁の上部の金属膜を機械
加工で除去して電極引出し部を凸部に設ける場合に、チ
ャンネル壁を破壊してしまい歩留りが悪くなり、また、
チャンネル壁の高さも不揃いになり、隣接チャンネル間
でインクがリークするという問題があった。

【００２３】この発明は、このような問題を解決するた
めになされたもので、製造コストを上げることなく、外
部との電極の接続が確実に行なえるように改良されたイ
ンクジェットヘッドを提供することを目的とする。

【００２４】この発明の他の目的は、そのようなインク
ジェットヘッドの製造方法を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の局面に
従うインクジェットヘッドは、少なくとも一部が圧電材
料で形成され、かつその表面に互いに壁で仕切られ、平
行に並ぶ複数の第１の溝が設けられ、さらに、それぞれ
の第１の溝の側壁の一部に電極が設けられたベース部材
を備える。上記複数の第１の溝を覆うように、上記ベー
ス部材の上に、圧力室となるインクチャンネルを構成す
るカバー部材が設けられている。上記インクチャンネル
にノズルが連通している。上記ベース部材の表面に、そ
れぞれの上記電極と導通して外部と接続するための複数
の電極引出し部が設けられている。当該インクジェット
ヘッドは、上記電極に駆動電圧を印加して、上記側壁に
剪断変形を生じさせることにより上記インクチャンネル
に圧力振動を生じさせて上記ノズルよりインクを吐出さ
せるものである。上記複数の電極引出し部は、上記ベー
ス部材の表面に設けられた第２の溝によって、互いに電
気的に分離されている。それぞれの上記電極引出し部の
表面は、上記壁の上表面と実質的に面一にされている。

【００２６】この構成においては、インクジェットヘッ
ドの圧電体に電圧を供給するための電極引出し部と外部
の電極を接続する際、電極引出し部の電極を形成する金
属膜が壁の上表面と実質的に面一にされているので、ワ
イヤボンディングあるいは、異方性導電膜（ＡＣＦ）を
用いた接合方法で、接合不良を起すことなく、確実に接
続することができる。

【００２７】この発明の好ましい実施態様によれば、上
記第１の溝の、上記ノズルが設けられない側の端部は、
斜面になっており、該斜面の上に上記電極引出し部が延
在しており、この延在部を介して、上記電極と上記電極
引出し部が導通している。

【００２８】この構成においては、チャンネル壁に設け
られた電極が、斜面に形成された金属膜とそれぞれ個別
に接続され、しかも、斜面は、金属膜形成の際、シャド
ウイングによる影響が少なくなり、十分な厚さの金属膜
を斜面に形成することができる。そして、この斜面の金
属膜を介して、インクチャンネルを構成するチャンネル
壁に設けられた電極と電極引出し部の接続を行なうの
で、チャンネル壁に設けられた電極同士が短絡すること
はなく、しかも、接続不良を起すことなく、確実に接続
することができる。

【００２９】この発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、上記斜面になっている部分は、上記ノズルに向かう
方向において、一部、平坦にされた面を含み、上記平坦
な面の上記ベース部材の表面からの距離は、１００μｍ
以下にされている。

【００３０】この構成においては、金属膜形成の際、シ
ャドウイング効果の影響が少なくなり、斜面の底面にも
電極となる金属膜が形成されるので、電極引出し部とチ
ャンネル壁に設けられた電極との電気的な接続を確実に
行なうことができる。

【００３１】この発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、それぞれの上記電極引出し部は、上記斜面を基点に
し、上記ノズルから遠ざかる方向に延びている。

【００３２】この構成においては、個別に分離されてい
る電極引出し部の分離されている領域が、斜面が形成さ
れている領域内に存在するので、チャンネル壁に設けら
れた電極を、それぞれが短絡することなく分離して、電
極引出し部と接続することができる。また、電極引出し
部を個別に分離するために溝加工を行なう場合、その溝
加工部分がチャンネル壁の領域に及ばないので、チャン
ネル壁の強度を低下させることがない。

【００３３】この発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、上記斜面の部分における上記電極引出し部の長さ
は、５０μｍ以上である。

【００３４】この構成においては、個別に分離されてい
る電極引出し部の分離されている領域が、斜面が形成さ
れている領域内に存在し、しかも５０μｍ以上の長さに
わたって、チャンネル壁に設けられた電極と電気的に接
続されている上記斜面の領域内に位置されているので、
チャンネル壁に設けられている電極が、短絡することな
く確実に分離されて、電極引出し部と接続することがで
きる。

【００３５】この発明の、さらに好ましい実施態様によ
れば、上記電極引出し部の幅は、４０μｍ以上１００μ
ｍ以下である。

【００３６】この構成においては、外部の電極と接続す
るための電極引出し部の電極幅が、４０μｍ以上１００
μｍ以下であるので、ワイヤボンディングあるいは、異
方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた場合に、確実に電気的に
接続することができる。

【００３７】この発明の第２の局面に従う方法は、少な
くとも一部が圧電材料で形成され、かつその表面に互い
に壁で仕切られ、平行に並ぶ複数の第１の溝が設けら
れ、さらにそれぞれの第１の溝の側壁の一部に電極が設
けられたベース部材と、上記ベース部材の上記複数の溝
を覆うように設けられて圧力室となるインクチャンネル
を構成するカバー部材と、上記インクチャンネルに連通
するノズルとを備え、上記電極に駆動電圧を印加して、
上記側壁に剪断変形を生じさせることにより上記インク
チャンネルに圧力振動を生じさせて上記ノズルよりイン
クを吐出させるインクジェットヘッドの製造方法にかか
る。まず、少なくとも一部が圧電材料で形成された基板
を準備する。所定のパターンを有するレジストを用い
て、上記基板の表面を溝加工し、それによって、その、
上記ノズルが設けられる位置と反対側の、端部が斜面に
なるような、上記第１の溝であるインクチャンネルを形
成する。上記インクチャンネルの底部を除いて、上記斜
面および上記基板の表面に金属膜を形成する。上記金属
膜を複数の部分に分割し、それによって、互いに電気的
に分離された複数個の電極引出し部を形成する。

【００３８】この構成においては、ワイヤボンディング
あるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）によって、外部の電極
と接続される電極引出し部が、高分子材料で被覆されて
いない状態で金属膜を形成することができるので、金属
膜形成時に不要なシャドウイング効果が生じずに、十分
な厚みの金属膜を形成することができる。さらに、電極
引出し部は、金属膜形成後に個別に分離する加工が行な
われるので、電極引出し部の電極部を容易に凸部に設け
ることが可能となり、外部の電極とワイヤボンディング
あるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて接続する際の
接続を、確実に行なうことができる。

【００３９】この発明の好ましい実施態様によれば、上
記レジストで被覆された領域と被覆されていない領域の
境界が、上記斜面が形成される領域である。

【００４０】この構成においては、高分子材料で被覆さ
れた領域と被覆されていない領域の境界が、斜面が形成
されている領域に位置するので、斜面の高分子材料が被
覆されていない領域には、金属膜形成時に不要なシャド
ウイング効果が生じずに、十分な厚さの金属膜を形成す
ることが可能となり、チャンネル壁に設けられた電極と
電極引出し部との電気的な接続を確実に行なうことがで
きる。

【００４１】この発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、上記電極引出し部の分割は、上記金属膜と上記ベー
ス部材の一部を物理的に除去し、第２の溝を形成する溝
加工を行なうことによって実現する。

【００４２】この構成においては、ベース材に金属膜を
形成後、電極引出し部を分離するための溝加工を行なう
ので電極引出し部の電極面を、容易に凸部に形成するこ
とが可能となるとともに、溝加工を物理的に行なうの
で、電極引出し部の電極を確実に分離することができ
る。

【００４３】この発明のさらに好ましい実施態様によれ
ば、上記電極引出し部を個別に分割するための上記第２
の溝は、上記壁の上表面にまで延びている。

【００４４】この構成においては、個別に分離された電
極引出し部を分離するための溝が、高分子材料で被覆さ
れていた領域にも位置するため、高分子材料により予め
個別に分離されていたチャンネル壁に設けられた電極
と、そのチャンネル壁に設けられた電極と個別に接続さ
れた斜面の電極と、外部の電極と接続される電極引出し
部が、それぞれ、１対１に対応して接続されることにな
り、チャンネル壁に設けられた電極を、それぞれが短絡
することなしに、確実に外部の電極と接続することがで
きる。

【００４５】

【実施例】以下、本発明による実施例を、図１から図１
９を用いて詳細に説明する。

【００４６】＜実施例１＞図１は、本発明の第１の実施
例に係るインクジェットヘッドの構成を示す斜視図であ
る。図２は、図１におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図であ
る。

【００４７】図１および図２を参照して、インクジェッ
トヘッドは、図の上下方向に分極処理を施した圧電体に
複数の溝が形成されたベース部材１と、インク供給口２
１と共通インク室２２が設けられたカバー部材２と、ノ
ズル孔１０が設けられたノズル板９より構成され、ベー
ス部材１とカバー部材２と、ノズル板９とを貼り合せる
ことで、インクが充填されるインクチャンネル４を構成
する。

【００４８】チャンネル壁３には、チャンネル壁３の上
半分に、圧電体の分極方向と直交する方向に電界を加え
るための電極５としての金属膜が、各チャンネル壁の両
サイドに形成されている。インクチャンネル４は、Ａの
領域では、３００μｍの等しい深さで、幅は８０μｍ
で、長さは３ｍｍである。

【００４９】Ｂの領域では、溝深さは徐々に浅くなる。
このＢ領域の長さは、溝加工に用いるダイシングブレー
ドの直径とＡの領域の深さより一義的に決定されるが、
本実施例では、ダイシングブレードの直径が５２ｍｍで
あるので、Ｂの領域の長さは約３．９ｍｍである。電極
５を形成する金属膜は、Ｂの領域で、電極引出し部の側
には、ベース部材１の上面に設けられている。

【００５０】Ｃの領域では、それぞれのインクチャンネ
ルの間に、深さ３０μｍ、幅５０μｍ、長さ６ｍｍで、
電極を分離するための溝２４が設けられている。溝２４
は、本実施例では、長さ２ｍｍでＤの領域にオーバーラ
ップしている。ここで、Ｄの領域とは、図１１において
後述するように、チャンネル壁３の上部の、金属膜が設
けられていない領域のことである。また、Ｅの領域は、
チャンネル壁３の上部の、金属膜が設けられている領域
のことである。さらに、それらの境界をＤＥとしてい
る。

【００５１】インクチャンネル４と、浅溝部６（斜面
部）を形成する溝、および電極を分離するための溝２４
は、それぞれ、１４１μｍピッチで平行に形成されてい
る。電極を分離するための溝２４は、浅すぎると、隣接
する電極を短絡してしまうが、必要以上に深くする必要
はなく、本実施例では、深さ３０μｍである。

【００５２】各インクチャンネル内のチャンネル壁３の
上半分に形成されている電極５は、浅溝部６を介して、
個別に電極引出し部２３に接続されて外部へ引出され
て、ワイヤボンディング７により外部の電極８と接続さ
れている。なお、本実施例では、金属膜として、Ａｌを
蒸着法により形成し、チャンネル壁３の側面部で厚みが
１．２μｍ、電極引出し部２３で厚みが４μｍである。
金属膜はＡｌ以外にも、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ等の導電材料
を用いることもできる。この金属膜は、溝２４により電
極引出し部が個別に分離される前は、ＤＥの位置より後
方の外部電極接続側の領域で、ベース部材１の上面の全
面に形成されている。

【００５３】次に、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図を
図３に示す。図３で、電極引出し部２３は、インクチャ
ンネルの間を溝加工することで個別に分離されているの
で、ベース部材１の凸部に設けられている。そして、凸
部の幅は９１μｍ（＝１４１−５０μｍ）となる。な
お、この凸部の幅は、４０μｍ以下になると、ワイヤボ
ンディングあるいは、異方性導電膜（ＡＣＦ）で接続す
る際、導通不良を起すおそれがある。また、凸部の幅が
１００μｍ以上になると、分離のための溝加工を、たと
えばインクチャンネルのピッチが１４１μｍの場合、４
１μｍ（＝１４１−１００μｍ）以下の幅で加工する必
要があり、加工が困難になる。このような形状の電極引
出し部に、外部の電極との接続のためのワイヤボンディ
ングを行なった場合、電極引出し部の電極面が、幅９１
μｍの凸形状となるので、ボンディングキャピラリが、
従来例の図２６のように、電極面の両サイドに触れるこ
とがなくなり、ボンディングワイヤに効率よく、ボンデ
ィングの超音波エネルギを伝えることができるので、接
続不良がなくなり、確実に接続することが可能となる。

【００５４】図４に、本発明によるところの、電極引出
し部が凸形状になった場合の、外部の電極との接続をワ
イヤボンディングで行なったときの、ボンディング部の
写真を示す。なお、図４では、電極引出し部へのワイヤ
ボンディングの状態を見やすくするため、外部の電極は
個別に分離されていないものを用いている。

【００５５】図４を見ると、電極引出し部の電極が凸部
に設けられているので、接続不良を起すことなく、電極
引出し部へワイヤボンディングできており、確実に接続
できていることがわかる。なお、本実施例では、外部の
電極との接続をワイヤボンディングにより行なった例を
示したが、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて接続する場
合でも、電極引出し部の電極が凸部に設けられているの
で、接続不良を起すことなく、確実に接続することが可
能となる。

【００５６】これについて、図５および図６を用いて説
明する。図５は、本発明によるところの電極引出し部
を、異方性導電膜（ＡＣＦ）６０を用いて、外部の電極
８と接合した場合、図６は、従来の電極引出し部２３を
異方性導電膜（ＡＣＦ）６０を用いて、外部の電極８と
接合した場合を示している。電極引出し部２３の電極が
凹部に設けられている従来のインクジェットヘッドで
は、図６に示すように、異方性導電膜（ＡＣＦ）と電極
引出し部との接合時に、異方性導電膜（ＡＣＦ）を凹部
に押込むように変形させる必要があり、接続不良を起す
ことがあった。これに対し、本発明によるところのイン
クジェットヘッドは、電極引出し部２３が、凸部に設け
られて入るので、図５に示すように、異方性導電膜（Ａ
ＣＦ）６０と電極引出し部との接続を確実に行なうこと
ができる。

【００５７】このように、本発明によるところのインク
ジェットヘッドは、電極引出し部の電極が、凸部に設け
られているので、外部の電極との接続を、ワイヤボンデ
ィングあるいは、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて行な
う場合、接続不良を起すことなく、確実に接続すること
ができ、すべてのインクチャンネルで、吐出不良を起す
ことがなくなる。

【００５８】なお、インクチャンネルのＡの領域の深
さ、長さ、幅、Ｂの領域の長さ、Ｃの領域の深さ、長
さ、幅は本実施例の寸法に限定されるものではない。ま
た、本実施例では、ベース部材１として、上下方向に分
極処理が施された圧電体を用いたが、チャンネル壁の上
半部だけが、上下方向に分極処理が施された圧電体であ
る複合材料を用いることもできる。

【００５９】＜実施例２＞図７は、本発明の第２の実施
例に係るインクジェットヘッドの構成を示す斜視図であ
る。図８は、図７におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図であ
る。

【００６０】図７および図８を参照して、インクジェッ
トヘッドは、図の上下方向に分極処理を施した圧電体に
複数の溝４が形成されたベース部材１とインク供給口２
１と共通インク室２２が設けられたカバー部材２と、ノ
ズル孔１０が設けられたノズル板９より構成され、ベー
ス部材１とカバー部材２とノズル板９とを貼り合せるこ
とによって、インクが充填されるインクチャンネル４を
構成する。チャンネル壁３には、チャンネル壁３の上半
分に、圧電体の分極方向と直交する方向に電界を加える
ための電極５が、各チャンネル壁の両サイドに形成され
ている。インクチャンネル４は、Ａの領域では、３００
μｍの等しい深さで、幅は８０μｍで、長さ３ｍｍであ
る。Ｂ１の領域では、溝深さは徐々に浅くなり、Ｂ２の
領域では、深さ５０μｍの浅溝が、長さ２ｍｍで形成さ
れている。Ｂ３の領域では、Ｂ１の領域と同様に、溝深
さは徐々に浅くなる。Ｂ１およびＢ３の領域の長さは、
溝加工に用いるダイシンググレードの直径とＡの領域お
よびＢ２の領域の深さより一義的に決定されるが、本実
施例では、ダイシングブレードの直径が５２ｍｍである
ので、Ｂ１の領域の長さが約３．６ｍｍ、Ｂ３の領域の
長さが約１．６ｍｍである。Ｃの領域では、それぞれの
インクチャンネルの間に位置して、深さ３０μｍ、幅５
０μｍ、長さ５ｍｍで、電極を分離するための溝加工２
４が施されており、Ｂ２あるいはＢ３の領域とオーバー
ラップするように設けられている。

【００６１】本実施例では、長さ０．４ｍｍで、Ｂ２と
Ｂ３の領域にオーバーラップしている。インクチャンネ
ル４と、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の領域からなる浅溝部６と、
電極を分離するための溝２４は、それぞれ、１４１μｍ
ピッチで平行に形成されている。Ｂ２の領域の深さは、
１００μｍより深くなると、金属膜形成時のシャドウイ
ング効果が大きくなり、金属膜が十分な面積で形成され
なくなり、接続不良を起してしまうので、１００μｍ以
下に設定する必要がある。電極を分離するための溝２４
は、浅すぎると、隣接する電極を短絡してしまうが、必
要以上に深い必要はなく、本実施例では、深さ２０μｍ
である。

【００６２】金属膜は、図７および図８の斜線領域に形
成されており、各インクチャンネル内のチャンネル壁３
の上半分に形成されている電極は、浅溝部６を介して、
個別に電極引出し部２３に接続されて外部へ引出され
て、ワイヤボンディング７により外部の電極８と接続さ
れている。

【００６３】本実施例では、金属膜として、Ａｌを蒸着
法により形成し、チャンネル壁３の側面部で厚みが１．
２μｍ、電極引出し部２３で厚みが４μｍである。金属
膜はＡｌ以外にも、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ等の導電材料を用
いることもできる。この金属膜は、電極引出し部が個別
に分離される前は、ＢＥの位置より後方の外部電極接続
側の領域で、ベース部材１の上面の全面に形成されてい
る。

【００６４】本実施例では、浅溝部６の領域Ｂ２および
Ｂ３と、電極を分離するための溝２４の領域Ｃは、長さ
２ｍｍにわたり、オーバーラップするように設けられて
いるので、電極を分離するための溝２４の端部Ｃ０は、
領域Ｂに位置している。このオーバーラップの長さが５
０μｍ以下となると、上記の全面に形成されている金属
膜の端部ＢＥと溝２０の端部ＢＥを、５０μｍ以下の精
度で位置決めする必要があり、加工精度が少しでも悪く
なると、各インクチャンネルの電極を個別に分離して、
外部に接続することが困難となる。

【００６５】次に、図７のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図を
図９に示す。図９を参照して、電極引出し部２３は、イ
ンクチャンネル４の間の位置を溝加工することで個別に
分離されているので、ベース部材１の凸部に設けられて
いる。そして、電極引出し部の幅は９１μｍである。こ
のような形状の電極引出し部に外部の電極との接続のた
めのワイヤボンディングを行なった場合、電極引出し部
の電極面が幅９１μｍの凸形状となるので、ボンディン
グキャピラリが、従来例の図２６のように、電極面の両
サイドに増えることがなくなり、ボンディングワイヤ
に、効率よく、ボンディングの超音波エネルギを伝える
ことができるので、接続不良がなくなり、確実に接続す
ることが可能となる。

【００６６】なお、本実施例では、外部の電極との接続
をワイヤボンディングにより行なった例を示したが、異
方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて接続する場合でも、電極
引出し部の電極が凸部に設けられているので、接続不良
を起すことなく、確実に接続することが可能となる。

【００６７】このように、本発明によるところのインク
ジェットヘッドは、電極引出し部の電極が、凸部に設け
られているので、外部の電極との接続を、ワイヤボンデ
ィングあるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いて行なう
場合、接続不良を起すことなく、確実に接続することが
でき、すべてのインクチャンネルで、吐出不良を起すこ
とがなくなる。なお、インクチャンネルのＡの領域の深
さおよび長さ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の領域の深さおよび長
さ、Ｃの領域の深さおよび長さは、本実施例の寸法に限
定されるものではない。

【００６８】＜実施例３＞図１０〜図１４は、本発明に
よるところのインクジェットヘッドの製造方法について
説明したもので、図１０は、図の上下方向に分極処理が
施された、圧電体基板１２にドライレジストフィルム１
１をフィルムラミネータを用いて形成したものを示して
いる。

【００６９】圧電体１２には、ＰＺＴ（チタンサンジル
コン酸鉛）等を用いることができる。ドライレジストフ
ィルム１１は、日本合成化学工業株式会社製のドライレ
ジストフィルム（商品名日合ＡＬＰＨＯ ＮＩＴ６２
５）を用い、膜厚は３０μｍである。ドライレジストフ
ィルム１１が形成された圧電体基板１２は、露光、現像
処理により、図１１に示すような形状にパターニングさ
れる。露光は、フォトマスクを用い、露光量４００ｍＪ
／ｃｍ²、現像は、１ｗｔ％の炭酸ソーダを用いて、現
像時間２分で行なった。次に、パターニングされたドラ
イレジストフィルムが形成された圧電体基板１２は、ダ
イシングソーによる溝加工を行ない、図１２に示すよう
なインクチャンネル４と浅溝部６が形成される。溝加工
は、厚み７５μｍ、直径φ５２ｍｍのダイヤモンドブレ
ード（Disco社製）を用いて、溝ピッチ１４１μｍで行
ない、加工後の溝幅（インクチャンネル幅）は８０μ
ｍ、溝深さは３００μｍである。Ｂの領域では、溝深さ
は徐々に浅くなるが、本実施例では、Ｂの領域の長さは
約３．９ｍｍである。なおこのダイシング加工による浅
溝加工６は、端部ＢＥがドライレジストフィルム１１の
端部ＤＥよりも後方に位置すればよく、本実施例では、
ＢＥとＤＥの距離は２ｍｍである。続いて、ドライレジ
ストフィルムが形成され、溝加工が施された圧電体１２
は、斜方蒸着により、金属膜５を、チャンネル壁３の上
半分に設けられる。この際、Ｅの領域には、全面に金属
膜が形成されて各インクチャンネルに形成された金属膜
は、電気的には、個別に分離されていない状態である。

【００７０】次に、ドライレジストフィルム１１を、ド
ライレジストフィルム１１上に形成された金属膜ととも
にリフトオフすることで、図１３に示すような、金属膜
５が形成されたベース部材１を得る。図１３では、チャ
ンネル壁に形成された電極５は、個別に分離されておら
ず、Ｅの領域に形成された金属膜を介して、電気的に接
続されている状態である。

【００７１】次に、図１４に示すように、各インクチャ
ンネル４の間の、全面に金属膜が形成されているＥの領
域と、浅溝部６が形成されているＢの領域の一部に、ダ
イシング加工により溝２４を形成し、各インクチャンネ
ルと個別に接続された電極引出し部２３を形成する。電
極引出し部２３を形成するための溝２４は、幅４５μｍ
のダイシングブレードを用い、幅５０μｍ、深さ３０μ
ｍで加工する。また、この溝２４は、Ｄの領域に端部Ｃ
０が位置するように加工されるので、各インクチャンネ
ルに設けられた金属膜による電極５を、互いに短絡する
ことなく、確実に分離して、電極引出し部２３に接続す
ることができる。

【００７２】以上述べたように、本発明によるところの
インクジェットヘッドの製造方法では、予め、電極引出
し部となる領域には、全面に電極となる金属膜が形成さ
れており、電極を個別に分離するための溝加工を後から
施すので、電極引出し部の電極を凸部に形成することが
可能となり、外部の電極との接続の際、ワイヤボンディ
ングあるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた場合、接
続不良を起すことなく確実に接続することができるとい
う効果がある。さらに、ベース部材１で、チャンネル壁
の上部は、圧電体１２の平面性を保たれているので、カ
バー部材２を接着した場合に接着が確実に行なわれ、隣
接するインクチャンネル同士で、インクがリークするこ
とがないという効果がある。

【００７３】＜実施例４＞図１５〜図１９は、本発明に
よるところのインクジェットヘッドの製造方法について
説明したもので、図１５および図１６は、実施例３に説
明したものと同様であるので、詳細な説明は省略する。
パターニングされたドライレジストフィルムが形成され
た圧電体基板１２は、ダイシングソーによる溝加工を行
ない、図１７に示すようなインクチャンネル４と浅溝部
６が形成される。溝加工は、厚み７５μｍ、直径φ５１
ｍｍのダイヤモンドブレード（Disco社製）を用いて、
溝ピッチ１４１μｍで行ない、加工後の溝幅（インクチ
ャンネル幅）は８０μｍである。Ａの領域では、均一の
深さに加工され、溝深さは３００μｍ、長さは３ｍｍで
ある。

【００７４】浅溝加工部６は、インクチャンネルの加工
と同時に行なわれ、Ｂ１の領域では、徐々に深さが浅く
なり、Ｂ２の領域では、均一の深さに加工され、溝深さ
が５０μｍ、長さが２ｍｍである。

【００７５】Ｂ３の領域では、Ｂ１の領域と同様に、徐
々に深さが浅くなる。浅溝部６の端部ＢＥは、ドライレ
ジストフィルム１１の端部ＤＥよりも後方に位置するよ
うに加工され、本実施例では、ＢＥとＤＥの距離は２ｍ
ｍである。

【００７６】続いて、ドライレジストフィルムが形成さ
れ、溝加工が施された圧電体１２は、斜方蒸着により、
金属膜５を、チャンネル壁３の上半分に設けられる。こ
の際、Ｅの領域には、全面に金属膜が形成され、各イン
クチャンネルに形成された金属膜は、電気的には、個別
に分離されていない状態である。次に、ドライレジスト
フィルム１１を、ドライレジストフィルム１１上に形成
された金属膜とともにリフトオフすることで、図１８に
示すような、金属膜５が形成されたベース部材１を得
る。

【００７７】図１８では、チャンネル壁３に形成された
電極５は、個別に分離されておらず、Ｅの領域に形成さ
れた金属膜を介して、電気的に接続されている状態であ
る。次に、図１９に示すように、各インクチャンネル４
の間の、全面に金属膜が形成されているＥの領域と、浅
溝部６が形成されているＢ２とＢ３の領域の一部に、ダ
イシング加工により溝２４を形成し、各インクチャンネ
ルと個別に接続された電極引出し部２３を形成する。電
極引出し部を形成するための溝２４は、幅４５μｍのダ
イシングブレードを用い、幅５０μｍ、深さ３０μｍで
加工し、溝の端部Ｃ０は、ＡおよびＢ１の領域には位置
しないように加工される。また、この溝２４は、Ｄの領
域に端部Ｃ０が位置するように加工されるので、各イン
クチャンネルに設けられた金属膜による電極５を、互い
に短絡することなく、確実に分離して、電極引出し部２
３に接続することができる。

【００７８】以上述べたように、本発明によるところの
インクジェットヘッドの製造方法では、予め、電極引出
し部となる領域には、全面に電極となる金属膜が形成さ
れており、電極を個別に分離するための溝加工を後から
施すので、電極引出し部の電極を凸部に形成することが
可能となり、外部の電極との接続の際、ワイヤボンディ
ングあるいは異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いた場合、接
続不良を起すことなく確実に接続することができる。さ
らに、ベース部材１で、チャンネル壁の上部は、圧電体
１２の平面性を保たれているので、カバー部材２を接着
した場合に接着が確実に行なわれ、隣接するインクチャ
ンネル同士で、インクがリークすることがない。

【００７９】また、本実施例による製造方法では、前記
実施例に比べ、電極を分離するための溝が浅溝部の溝深
さの浅い領域に位置し、チャンネル壁の部分や浅溝部の
深さの深い領域に位置しないので、チャンネル壁の強度
を低下させることがないというさらなる効果も有する。

【００８０】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるとこ
ろのインクジェットヘッドは、外部の電極と接続するた
めの電極引出し部の電極面が凸部に設けられているの
で、外部の電極と、ワイヤボンディング、あるいは異方
性導電膜（ＡＣＦ）を用いて接続する際に、導通不良を
起すことがなく、確実に接続することが可能となる。ま
た、本発明によるところのインクジェットヘッドの製造
方法は、電極引出し部を形成する部分が凸部になり、し
かも、チャンネル壁の上面の平坦度を低下させることが
ないので、隣接するインクチャンネルとのインクのリー
クがなく、外部の電極との接続を確実に行なうことがで
きるインクジェットヘッドを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のインクジェットヘッドの第１の実施
例を示す斜視図である。

【図２】 本発明のインクジェットヘッドの第１の実施
例を示す断面図である。

【図３】 本発明のインクジェットヘッドの第１の実施
例を示す断面図である。

【図４】 本発明のインクジェットヘッドの、ワイヤボ
ンディングによる外部電極との接続状態を示した写真図
である。

【図５】 本発明のインクジェットヘッドの、異方性導
電膜（ＡＣＦ）による接続状態を示した断面図である。

【図６】 従来のインクジェットヘッドの、異方性導電
膜（ＡＣＦ）による接続状態を示した断面図である。

【図７】 本発明のインクジェットヘッドの第２の実施
例を示す断面図である。

【図８】 本発明のインクジェットヘッドの第２の実施
例を示す断面図である。

【図９】 本発明のインクジェットヘッドの第２の実施
例を示す断面図である。

【図１０】 本発明の第３の実施例に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法の第１の工程を示す斜視図である。

【図１１】 本発明の第３の実施例に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法の第２の工程を示す斜視図である。

【図１２】 本発明の第３の実施例に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法の第３の工程を示す斜視図である。

【図１３】 本発明の第３の実施例に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法の第４の工程を示す斜視図である。

【図１４】 本発明の第３の実施例に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法の第５の工程を示す斜視図である。

【図１５】 本発明の第４の実施例に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法の第１の工程を示す斜視図である。

【図１６】 本発明の第４の実施例に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法の第２の工程を示す斜視図である。

【図１７】 本発明の第４の実施例に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法の第３の工程を示す斜視図である。

【図１８】 本発明の第４の実施例に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法の第４の工程を示す斜視図である。

【図１９】 本発明の第４の実施例に係るインクジェッ
トヘッドの製造方法の第５の工程を示す斜視図である。

【図２０】 従来のインクジェットヘッドの斜視図であ
る。

【図２１】 従来のインクジェットヘッドの製造方法の
順序の第１の工程を示す斜視図である。

【図２２】 従来のインクジェットヘッドの製造方法の
順序の第２の工程を示す斜視図である。

【図２３】 従来のインクジェットヘッドの電極引出し
部を示した断面図である。

【図２４】 従来のインクジェットヘッドの電極引出し
部を示した断面写真図である。

【図２５】 ダイシング加工に用いるダイシングブレー
ドの形状を示した断面図である。

【図２６】 従来のインクジェットヘッドの電極引出し
部のワイヤボンディング方法について示した断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ベース部材、２ カバー部材、３ チャンネル壁、
４ インクチャンネル、５ 電極（金属膜）、６ 浅溝
部、７ ボンディングワイヤ、８ 外部電極、９ ノズ
ル板、１０ ノズル孔、１１ ドライレジストフィル
ム、１２ 圧電体、２１ インク供給口、２２ 共通イ
ンク室、２３ 電極引出し部、２４ 電極分離溝、３０
ダイシングブレード、４０ ボンディングキャピラ
リ、５０ ボンディングワイヤ、６０ 異方性導電膜
（ＡＣＦ）。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一部が圧電材料で形成され、
   かつその表面に互いに壁で仕切られ、平行に並ぶ複数の
   第１の溝が設けられ、さらに、それぞれの第１の溝の側
   壁の一部に電極が設けられたベース部材と、 前記複数の第１の溝を覆うように前記ベース部材の上に
   設けられ、圧力室となるインクチャンネルを構成するカ
   バー部材と、 前記インクチャンネルに連通するノズルと、 前記ベース部材の表面に設けられ、それぞれの前記電極
   と導通して外部と接続するための複数の電極引出し部
   と、を備え、 前記電極に駆動電圧を印加して、前記側壁に剪断変形を
   生じさせることにより前記インクチャンネルに圧力振動
   を生じさせて前記ノズルよりインクを吐出させるインク
   ジェットヘッドにおいて、 前記複数の電極引出し部は、前記ベース部材の表面に設
   けられた第２の溝によって、互いに電気的に分離されて
   おり、 それぞれの前記電極引出し部の表面は、前記壁の上表面
   と実質的に面一にされていることを特徴とするインクジ
   ェットヘッド。
2. 【請求項２】 前記第１の溝の、前記ノズルが設けられ
   ない側の端部は、斜面になっており、該斜面の上に前記
   電極引出し部が延在しており、この延在部を介して、前
   記電極と前記電極引出し部が導通している、請求項１に
   記載のインクジェットヘッド。
3. 【請求項３】 前記斜面になっている部分は、前記ノズ
   ルに向かう方向において、一部、平坦にされた面を含
   み、 前記平坦な面の前記ベース部材の表面からの距離は、１
   ００μｍ以下にされている、請求項２に記載のインクジ
   ェットヘッド。
4. 【請求項４】 それぞれの前記電極引出し部は、前記斜
   面を基点にし、前記ノズルから遠ざかる方向に延びてい
   る、請求項２または３に記載のインクジェットヘッド。
5. 【請求項５】 前記斜面の部分における前記電極引出し
   部の長さは、５０μｍ以上である、請求項２、３または
   ４に記載のインクジェットヘッド。
6. 【請求項６】 前記電極引出し部の幅は、４０μｍ以上
   １００μｍ以下である、請求項２、３、４または５に記
   載のインクジェットヘッド。
7. 【請求項７】 少なくとも一部が圧電材料で形成され、
   かつその表面に互いに壁で仕切られ、平行に並ぶ複数の
   第１の溝が設けられ、さらにそれぞれの第１の溝の側壁
   の一部に電極が設けられたベース部材と、 前記ベース部材の前記複数の溝を覆うように設けられて
   圧力室となるインクチャンネルを構成するカバー部材
   と、 前記インクチャンネルに連通するノズルとを備え、前記
   電極に駆動電圧を印加して、前記側壁に剪断変形を生じ
   させることにより前記インクチャンネルに圧力振動を生
   じさせて前記ノズルよりインクを吐出させるインクジェ
   ットヘッドの製造方法において、 少なくとも一部が圧電材料で形成された基板を準備する
   工程と、 所定のパターンを有するレジストを用いて、前記基板の
   表面を溝加工し、それによって、その、前記ノズルが設
   けられる位置と反対側の、端部が斜面になるような、前
   記第１の溝であるインクチャンネルを形成する工程と、 前記インクチャンネルの底部を除いて、前記斜面および
   前記基板の表面に金属膜を形成する工程と、 前記金属膜を複数の部分に分割し、それによって、互い
   に電気的に分離された複数個の電極引出し部を形成する
   工程、を備えるインクジェットヘッドの製造方法。
8. 【請求項８】 前記レジストで被覆された領域と被覆さ
   れていない領域の境界が、前記斜面が形成される領域で
   ある、請求項７に記載のインクジェットヘッドの製造方
   法。
9. 【請求項９】 前記電極引出し部の分割は、前記金属膜
   と前記ベース部材の一部を物理的に除去し、第２の溝を
   形成する溝加工を行なうことによって実現する、請求項
   ７または８に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記電極引出し部を個別に分割するた
    めの前記第２の溝は、前記壁の上表面にまで延びてい
    る、請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方
    法。