JP2002103629A - Method for manufacturing shear mode head - Google Patents

Method for manufacturing shear mode head

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JP2002103629A
JP2002103629A JP2000299980A JP2000299980A JP2002103629A JP 2002103629 A JP2002103629 A JP 2002103629A JP 2000299980 A JP2000299980 A JP 2000299980A JP 2000299980 A JP2000299980 A JP 2000299980A JP 2002103629 A JP2002103629 A JP 2002103629A
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▲祐▼一 茜部
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奥野  哲生
Minoru Yamada
穣 山田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a shear mode head having good bubble breaking properties, low heat generation and ejecting both aqueous ink and solvent ink at low cost by a simple wet technology. SOLUTION: Two polarized piezoelectric plates 1a and 1b are bonded while directing the direction of polarization oppositely to form a head and after the upper surface thereof is coated with a plating resist layer 2, ink grooves 3 and air grooves 4a and 4b extending back and forth are made alternately. After a plating catalyst is adsorbed by etching, an electrode is formed by electroless plating and an organic insulation film is formed thereon by electrodeposition. Subsequently, a part of the plating film is removed by means of laser to form head wiring. Finally, a top plate, a nozzle plate and a manifold are bonded and connected with a flexible print cable through an anisotropic conductive film.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シェヤーモードヘ
ッドの製造方法に関し、詳しくは湿式法を主体とする極
めて簡易な方法で、且つ、コストの低い方法で、泡抜け
性が良く、駆動周波数が高く、発熱が少なく、水系イン
クでも、溶剤系インクでも吐出できる、より高性能を有
するシェヤーモードヘッドの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a shear mode head, and more particularly, to a very simple method mainly based on a wet method and a low cost method, which has good bubble removal properties and a driving frequency. The present invention relates to a method for manufacturing a high-performance shear mode head which is high in heat generation, generates little heat, and can be ejected with either a water-based ink or a solvent-based ink.

【0002】[0002]

【従来の技術】シェヤーモードヘッドの原理は、分極し
た圧電素子板に、多数の平行な溝を研削してインク溝を
形成し、インク溝の側壁に電極を設け、側壁を挟んでそ
の両側に存在する電極の間に電界を掛けると、側壁がせ
ん断変形して、インクに圧力が掛かり、インクを吐出す
るものである。しかし、インク溝の側壁を変形させてイ
ンクを吐出する方式のため、吐出の影響が隣接する溝に
伝わり、吐出したインク溝のインクメニスカスのみなら
ず、両隣のインク溝のインクメニスカスも振動する。こ
のインクメニスカスの振動が静止するまでは、吐出した
インク溝のみならず、両隣のインク溝からも吐出できな
いので、プリント速度が遅くなる問題がある。
2. Description of the Related Art The principle of a shear mode head is that a plurality of parallel grooves are ground on a polarized piezoelectric element plate to form ink grooves, electrodes are provided on the side walls of the ink grooves, and both sides of the side wall are sandwiched therebetween. When an electric field is applied between the electrodes existing in the above, the side wall is sheared and deformed, and pressure is applied to the ink to discharge the ink. However, since the ink is ejected by deforming the side wall of the ink groove, the influence of the ejection is transmitted to the adjacent groove, and not only the ink meniscus of the ejected ink groove but also the ink meniscus of the adjacent ink grooves vibrate. Until the vibration of the ink meniscus is stopped, not only the ejected ink grooves but also the ink grooves adjacent to the ink meniscus cannot be ejected, so that there is a problem that the printing speed is reduced.

【0003】このためインク溝と空気溝を交互に設けて
プリント速度を上昇する技術も提案されている。
For this reason, a technique for increasing the printing speed by alternately providing ink grooves and air grooves has been proposed.

【0004】たとえば、特開昭63−247051号公
報には、インク溝と空気溝を持ち、インク溝側の電極に
電圧を掛け、空気溝側の電極を接地して、ヘッドを駆動
する、シェヤーモードヘッドが開示されている。しか
し、この技術では、溶剤インクしか吐出できない欠点が
ある。即ち、インク室の電極は、インクに接するので、
水系インクを使用する場合、電極表面で水が電気分解さ
れ、酸素が発生する。水の理論分解電圧は1.23Vな
ので、1〜2ボルトの電圧でも、水が電気分解されて、
電極表面から、微細な気泡が無数に発生し、同時に電極
が陽極酸化されて溶解する。インクに気泡が入ると吐出
の為インクに掛けた圧力が気泡に吸収されて、吐出不能
となる。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-247051 discloses a method of driving a head having an ink groove and an air groove, applying a voltage to an electrode on the ink groove side, grounding the electrode on the air groove side, and driving the head. A yam mode head is disclosed. However, this technique has a disadvantage that only solvent ink can be ejected. That is, since the electrode of the ink chamber is in contact with the ink,
When a water-based ink is used, water is electrolyzed on the electrode surface, and oxygen is generated. Since the theoretical decomposition voltage of water is 1.23V, even at a voltage of 1-2 volts, water is electrolyzed,
Countless fine bubbles are generated from the electrode surface, and at the same time, the electrode is anodized and dissolved. When bubbles enter the ink, the pressure applied to the ink for ejection is absorbed by the bubbles, and ejection becomes impossible.

【0005】また特開平7−132589号公報には、
インク室の電極を接地して、空気室の電極に電圧を掛け
て駆動する、シェヤーモードヘッドが開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-132589 discloses that
There is disclosed a shear mode head in which the electrodes of the ink chamber are grounded and the electrodes of the air chamber are driven by applying a voltage.

【0006】この駆動法は、インク室に電圧を掛けない
ので、特開昭63−247051号公報に記載の技術の
ような気泡の発生の問題がなく、水系インクを吐出でき
る利点があるが、電極形成が極めて困難である欠点があ
る。
In this driving method, no voltage is applied to the ink chamber, so that there is no problem of bubble generation as in the technique described in JP-A-63-247051, and there is an advantage that water-based ink can be discharged. There is a disadvantage that electrode formation is extremely difficult.

【0007】また特開平8−174822号や特開平8
−309977号の各公報には、無電解メッキと研削
で、シェヤーモードヘッドを製造する方法が開示されて
いる。
[0007] Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-174822 and
Each publication of 309977 discloses a method of manufacturing a shear mode head by electroless plating and grinding.

【0008】特開平8−174822号によると、分極
した2枚のPZT板に、前後方向に伸びる、インク溝と
成る浅い溝と前後方向に伸びる空気溝と成る深い溝を形
成する。この2枚のPZT板を、溝と溝が向き合う様に
接着する。ヘッドの天井部に、溝と直交し、空気溝には
到達するが、インク溝には到達しない、左右に伸びる溝
を研削する。更に、前壁に、上下方向に伸びる、インク
室につながる、縦溝を形成する。これを、全面、無電解
メッキして、前端部を切断し、更に、天井に、左右に伸
びる浅い溝を形成して、グランドと信号を分離する。更
に、空気室上部の天井部に、前後に伸びる浅い溝を形成
して、インク室につながる個別の配線を形成する。
According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-174822, a shallow groove which extends in the front-rear direction and which becomes an ink groove and a deep groove which becomes an air groove which extends in the front-rear direction are formed on two polarized PZT plates. The two PZT plates are bonded so that the grooves face each other. On the ceiling of the head, a groove extending perpendicularly to the groove and reaching the air groove, but not reaching the ink groove, is ground. Further, a vertical groove extending in the up-down direction and leading to the ink chamber is formed in the front wall. The entire surface is subjected to electroless plating, the front end is cut, and further, a shallow groove extending left and right is formed on the ceiling to separate the ground and the signal. Further, a shallow groove extending back and forth is formed in the ceiling above the air chamber to form individual wirings leading to the ink chamber.

【0009】この方法は、溝に蓋をして、インク室と空
気室を形成してから、それらの内面に、無電解メッキす
る必要がある。無電解メッキ中、メッキ箇所から大量の
水素が発生するので、溝に蓋をして、インク室と空気室
を形成してからメッキすると、発生する気泡が抜けにく
く、気泡が貯まり、貯まった気泡がメッキの析出を妨げ
る欠点がある。
In this method, it is necessary to cover the groove, form an ink chamber and an air chamber, and then perform electroless plating on the inner surfaces thereof. During electroless plating, a large amount of hydrogen is generated from the plating location, so if you cover the groove and form the ink chamber and air chamber before plating, the generated bubbles are difficult to escape, the bubbles are stored, and the stored bubbles However, there is a disadvantage that the deposition of the plating is hindered.

【0010】更に、これらの方法は、ストレートなイン
ク流路の中に形成した電極につなぐ為、インク室の入り
口側に縦溝を研削し、この溝の中に配線を形成する。こ
の溝は、インクの入り口溝としても使用するので、イン
ク流路が、この部分でクランク状に曲がり、この部分に
気泡やゴミ等が溜まったり、縦溝からインクが漏れたり
する欠点がある。
Further, in these methods, a vertical groove is ground on the entrance side of the ink chamber in order to connect to an electrode formed in a straight ink flow path, and a wiring is formed in this groove. Since this groove is also used as an ink inlet groove, there is a disadvantage that the ink flow path bends in a crank shape at this portion, and that air bubbles, dust and the like accumulate at this portion, and ink leaks from the vertical groove.

【0011】縦溝にゴミが貯まったり、気泡が貯まるこ
とを防ぎ、又、インク漏れを防ぐ為、完全なシールをす
ることも考えられるが、一個のヘッドには、溝が、数十
本から数百本あるので、数十から数百カ所もある数十μ
オーダの領域をインク流路に影響を与えることなく完全
にシールすることは困難である。
It is conceivable to completely seal the flutes in order to prevent dust and bubbles from accumulating in the flutes, and to prevent ink leakage. Since there are several hundreds, several tens to several hundreds of tens of μ
It is difficult to completely seal the order area without affecting the ink flow path.

【0012】更に、これらの方法では、溝を形成した2
枚のPZT板の、溝と溝を位置を正確に合わせて接着し
ないと、接着部に塗布した接着剤がインク室にあふれ出
し、インク室を閉塞する恐れがある。
Further, in these methods, a groove 2 is formed.
If the grooves of the PZT plates are not adhered with the grooves aligned exactly, the adhesive applied to the bonding portion may overflow into the ink chamber and block the ink chamber.

【0013】更に、これらのヘッドは、インク室の電極
に電圧を掛ける駆動方式を使用しているため、前述のよ
うに、水系インクは吐出できない欠点がある。
Further, since these heads use a drive system in which a voltage is applied to the electrodes of the ink chamber, there is a disadvantage that the water-based ink cannot be ejected as described above.

【0014】更に、従来のシェヤーモードヘッドの電極
形成は、インク室側壁に電極を蒸着する方法で行われて
いる。一枚のPZTで溝を形成する場合、側壁の上半分
に電極を設ける必要があるので、斜め蒸着が行われてい
る。ヘッドを傾けて、斜め方向から蒸着すると、蒸発物
が側壁に遮られ、側壁の下半分には蒸気が到達しない。
しかし、二枚のPZTを分極方向を反対に向けて接着し
てから、溝を形成すると、側壁が分極方向が反対の二枚
の圧電素子により形成されるので、二枚の圧電素子を駆
動する為、側壁全面に電極を形成する必要があるが、従
来の斜め蒸着法では、側壁の下半分に電極を形成するこ
とは極めて困難である。
Further, the electrodes of the conventional shear mode head are formed by depositing the electrodes on the side walls of the ink chamber. When a groove is formed with one sheet of PZT, it is necessary to provide an electrode in the upper half of the side wall, so that oblique deposition is performed. When the head is tilted and vapor deposition is performed from an oblique direction, the evaporated material is blocked by the side wall, and the vapor does not reach the lower half of the side wall.
However, if two PZTs are bonded with their polarization directions opposite to each other and then a groove is formed, the side walls are formed by two piezoelectric elements with opposite polarization directions, so that the two piezoelectric elements are driven. Therefore, it is necessary to form an electrode on the entire side wall, but it is extremely difficult to form an electrode on the lower half of the side wall by the conventional oblique deposition method.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、これらの従来乾式技術に比べて、極めて簡易な湿式
技術で、且つ、コストの低い方法で、泡抜け性が良く、
発熱が少なく、水系インクでも溶剤系インクでも吐出で
きる、より高性能を有するシェヤーモードヘッドの製造
方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an extremely simple wet-type technique and a low-cost method as compared with these conventional dry-type techniques, and to provide good bubble removal properties.
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a high-performance shear mode head that generates less heat and can be ejected with both a water-based ink and a solvent-based ink.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題は以下の発明に
よって解決される。従来、電極形成は蒸着法で、絶縁膜
はCVD法(共に乾式)で行われていたが、本発明は、
電極形成はメッキで、絶縁膜は電着で行うものであり、
共に湿式技術を採用していることに、従来技術とは異な
る大きな特徴がある。
The above object is achieved by the following invention. Conventionally, electrode formation has been performed by a vapor deposition method, and an insulating film has been performed by a CVD method (both are dry).
The electrode is formed by plating, and the insulating film is formed by electrodeposition.
The employment of the wet technology has a significant feature different from the conventional technology.

【0017】1.以下の(1)〜(11)の工程を順に
有することを特徴とするシェヤーモードヘッドの製造方
法。
1. A method for manufacturing a shear mode head, comprising the following steps (1) to (11) in order.

【0018】(1)分極した二枚の圧電素子板を、分極
方向を反対に向けて接合して直方体又は立方体状のヘッ
ドを形成する工程 (2)該ヘッドの上面にメッキ用レジスト層を塗設する
工程 (3)該ヘッドの上面側に前後方向に伸びるインク溝と
空気溝を形成し、該インク溝と空気溝を交互に配置する
工程 (4)前記ヘッドの全面をエッチングして無電解メッキ
触媒を吸着させるエッチング触媒吸着工程 (5)前記触媒吸着面に無電解メッキする無電解メッキ
工程 (6)メッキ用レジスト層をアルカリで除去する工程 (7)前記ヘッドの前壁を研磨してメッキ皮膜を取り除
く工程 (8)前記無電解メッキ工程で形成されたメッキ皮膜に
有機絶縁膜を電着する電着工程 (9)前記ヘッドの後壁と底面のメッキ皮膜の一部をレ
ーザーで除去して、後壁から底面に連続するヘッド配線
を形成する工程 (10)前記ヘッドの上面に天板を、前記ヘッドの前壁
にノズル板を、前記ヘッドの後壁にマニホールドを各々
接合する工程 (11)前記後壁から底面に連続するヘッド配線を異方
導電性フィルム(ACF)を介してフレキシブルプリント
ケーブル(FPC)と接続する工程
(1) Step of joining two polarized piezoelectric element plates with their polarization directions opposite to each other to form a rectangular or cubic head (2) Coating a plating resist layer on the upper surface of the head (3) Forming ink grooves and air grooves extending in the front-rear direction on the upper surface side of the head, and alternately arranging the ink grooves and air grooves. (4) Etching the entire surface of the head for electroless (5) Electroless plating step of electroless plating on the catalyst adsorbing surface (6) Step of removing plating resist layer with alkali (7) Polishing the front wall of the head Step of removing the plating film (8) Electrodeposition step of electrodepositing an organic insulating film on the plating film formed in the electroless plating step (9) Part of the plating film on the rear wall and the bottom surface of the head is removed by laser. (10) bonding a top plate to the top surface of the head, a nozzle plate to the front wall of the head, and a manifold to the rear wall of the head. 11) A step of connecting the head wiring continuous from the rear wall to the bottom surface with a flexible printed cable (FPC) via an anisotropic conductive film (ACF).

【0019】2.以下の(1)〜(10)の工程を順に
有することを特徴とするシェヤーモードヘッドの製造方
法。
2. A method for manufacturing a shear mode head, comprising the following steps (1) to (10) in order.

【0020】(1)分極した二枚の圧電素子板を、分極
方向を反対に向けて接着して直方体又は立方体状のヘッ
ドを形成する工程 (2)該ヘッドの上面にメッキ用レジスト層を塗設する
工程 (3)該ヘッドの上面側に前後方向に伸びるインク溝と
空気溝を形成し、該インク溝と空気溝を交互に配置する
工程 (4)前記ヘッドの全面に無電解メッキ触媒を吸着させ
る触媒吸着工程 (5)前記ヘッドの後壁と底面のヘッド配線部以外の触
媒にレーザーを照射して失活させる工程 (6)前記ヘッドに残存する触媒吸着面に無電解メッキ
する無電解メッキ工程 (7)メッキ用レジスト層をアルカリで除去する工程 (8)前記無電解メッキ工程で形成されたメッキ皮膜に
有機絶縁膜を電着する電着工程 (9)前記ヘッドの前壁を研磨してメッキ皮膜を取り除
く工程 (10)前記ヘッドの上面に天板を、前記ヘッドの前壁
にノズル板を、前記ヘッドの後壁にマニホールドを各々
接合する工程 (11)前記後壁から底面に連続するヘッド配線を異方
導電性フィルム(ACF)を介してフレキシブルプリント
ケーブル(FPC)と接続する工程
(1) A step of forming a rectangular or cubic head by bonding two polarized piezoelectric element plates with their polarization directions opposite to each other. (2) Coating a plating resist layer on the upper surface of the head. (3) Forming ink grooves and air grooves extending in the front-rear direction on the upper surface side of the head, and arranging the ink grooves and air grooves alternately. (4) Applying an electroless plating catalyst to the entire surface of the head. (5) A step of irradiating a laser to the catalyst other than the head wiring portion on the rear wall and bottom surface of the head to deactivate the catalyst (6) Electroless plating of the catalyst adsorption surface remaining on the head by electroless plating Plating step (7) Step of removing the plating resist layer with alkali (8) Electrodeposition step of electrodepositing an organic insulating film on the plating film formed in the electroless plating step (9) Polishing the front wall of the head Then plating skin (10) bonding a top plate to the top surface of the head, a nozzle plate to the front wall of the head, and a manifold to the rear wall of the head (11) head wiring continuous from the rear wall to the bottom surface Of connecting to a flexible printed cable (FPC) via an anisotropic conductive film (ACF)

【0021】本発明の好ましい態様は、前記(3)の
工程で、インク溝の両側壁はヘッドの上面に対して垂直
方向に研削され、且つ互いに平行に研削されること、
前記フレキシブルプリントケーブル(FPC)が、駆動IC
に繋がっていることである。
In a preferred aspect of the present invention, in the step (3), both side walls of the ink groove are ground in a direction perpendicular to an upper surface of the head and are ground in parallel with each other.
The flexible printed cable (FPC) is a driving IC
It is connected to.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0023】始めに、第1の発明について説明する。First, the first invention will be described.

【0024】図1〜図6は第1の発明の(1)〜(1
1)の各工程を説明する図である。
FIGS. 1 to 6 show (1) to (1) of the first invention.
It is a figure explaining each process of 1).

【0025】(1)の工程は、分極した二枚の圧電素子
板1a,1bを、分極方向を反対に向けて固着して直方
体又は立方体状のヘッドを形成する工程である(図1参
照)。
The step (1) is a step of fixing two polarized piezoelectric element plates 1a and 1b with their polarization directions opposite to each other to form a rectangular parallelepiped or cubic head (see FIG. 1). .

【0026】分極した圧電素子板壁をせん断変形させる
方法は、分極した一枚の圧電素子板で溝の壁を形成す
る場合は、壁の上半分に電極を形成して、壁の上半分を
せん断変形させる方法があり、分極した二枚の圧電素
子板を分極方向を反対に向けて接着して溝の壁を形成す
る場合は、壁の全面に電極を設け、壁全体をせん断変形
させる方法がある。前者は、壁の上半分を変形させる
だけであるが、後者は壁の上半分と下半分を同時に、
反対方向に変形させるので、変形量が大きく、変形効率
が良い。同じ電圧を掛けても、後者の方が、壁の変形
量が大きいので、発生する圧力が高く、吐出したインク
滴の速度が早く、インクの着弾ずれが少なく、画質が大
幅に向上する。又、同じ変位を与える場合、後者は電
圧が約半分で済むので、ヘッドの発熱を抑えることがで
きる。かかる理由で、本発明では、後者の2枚の圧電
素子板を、分極方向を反対に向けて接着して壁を形成し
て、壁の全面に電極を形成する方法を採用した。
The method of shearing the polarized piezoelectric element plate wall is as follows. When a grooved wall is formed by one polarized piezoelectric element plate, an electrode is formed on the upper half of the wall and the upper half of the wall is sheared. There is a method of deforming, and when two polarized piezoelectric element plates are bonded with the polarization direction opposite to form a groove wall, an electrode is provided on the entire surface of the wall, and the entire wall is subjected to shear deformation. is there. The former only deforms the upper half of the wall, while the latter simultaneously deforms the upper and lower halves of the wall,
Since the deformation is performed in the opposite direction, the deformation amount is large and the deformation efficiency is good. Even when the same voltage is applied, the latter has a larger amount of wall deformation, so that the generated pressure is higher, the speed of the ejected ink droplets is faster, ink landing displacement is less, and the image quality is greatly improved. In addition, when the same displacement is applied, the latter requires only about half the voltage, so that heat generation of the head can be suppressed. For this reason, the present invention employs a method in which the latter two piezoelectric element plates are bonded with their polarization directions opposite to each other to form a wall, and electrodes are formed on the entire surface of the wall.

【0027】圧電素子板1a,1bとしては、電圧を加える
ことにより変形を生じる圧電材料を用いて形成された基
板を用いることができる。この圧電材料としては、公知
のものを用いることができ、有機材料からなる圧電基
板、非金属性の圧電基板などがある。特に、非金属性の
圧電基板が好ましく、このような基板としては、成形、
焼成等の工程を経て形成される圧電セラミックス基板、
又は成形、焼成を必要としないで形成される基板等があ
る。
As the piezoelectric element plates 1a and 1b, a substrate formed of a piezoelectric material which is deformed by applying a voltage can be used. As the piezoelectric material, known materials can be used, and examples thereof include a piezoelectric substrate made of an organic material and a nonmetallic piezoelectric substrate. In particular, a non-metallic piezoelectric substrate is preferable.
A piezoelectric ceramic substrate formed through a process such as firing,
Alternatively, there is a substrate formed without the need for molding and firing.

【0028】この基板用の有機材料としては、ポリフッ
化ビニリデン等の有機ポリマーや、有機ポリマーと無機
物とのハイブリッド材料等が挙げられる。
Examples of the organic material for the substrate include an organic polymer such as polyvinylidene fluoride, a hybrid material of an organic polymer and an inorganic substance, and the like.

【0029】成形、焼成等の工程を経て形成される圧電
セラミックス基板としては、チタン酸ジルコン酸鉛(商
品名「PZT」)が好ましい。
As the piezoelectric ceramic substrate formed through steps such as molding and firing, lead zirconate titanate (trade name "PZT") is preferable.

【0030】PZTとしては、PZT(PbZrO3
PbTiO3、)と、第三成分添加PZTがある。添加
する第三成分としてはPb(Mg1/2Nb2/3)O3、P
b(Mn1/3Sb2/3)O3、Pb(Co1/3Nb2/3)O3
等があり、さらにBaTiO3、ZnO、LiNbO3
LiTaO3等を用いてもよい。
As PZT, PZT (PbZrO 3-
PbTiO 3 ) and PZT with a third component added. Pb (Mg 1/2 Nb 2/3 ) O 3 , P
b (Mn 1/3 Sb 2/3 ) O 3 , Pb (Co 1/3 Nb 2/3 ) O 3
And BaTiO 3 , ZnO, LiNbO 3 ,
LiTaO 3 or the like may be used.

【0031】また、成形、焼成を必要としないで形成さ
れる基板として、例えば、ゾル−ゲル法、積層基板コー
ティング等で形成することができる。ゾル−ゲル法によ
れば、ゾルは所定の化学組成を持つ均質な溶液に、水、
酸あるいはアルカリを添加し、加水分解等の化学変化を
起こさせることによって調整される。さらに、溶媒の蒸
発や冷却等の処理を加えることによって、目的組成の微
粒子あるいは非金属性、無機微粒子の前躯体を分散した
ゾルが作成され、基板とすることができる。異種元素の
微量添加も含めて、化学組成の均一な化合物を得ること
ができる。出発原料に、一般にケイ酸ナトリウム等の水
に可溶な金属塩あるいは金属アルコキシドが用いられ、
金属アルコキシドは、一般式M(OR)nで表される化
合物で、OR基が強い塩基性を持つため容易に加水分解
され、有機高分子のような縮合過程を経て、金属酸化物
あるいはその水和物に変化する。
The substrate formed without the need for molding and firing can be formed by, for example, a sol-gel method, a laminated substrate coating, or the like. According to the sol-gel method, a sol is formed into a homogeneous solution having a predetermined chemical composition by adding water,
It is adjusted by adding an acid or an alkali to cause a chemical change such as hydrolysis. Further, by performing a treatment such as evaporation or cooling of the solvent, a sol in which fine particles of a target composition or a precursor of non-metallic or inorganic fine particles are dispersed can be prepared and used as a substrate. A compound having a uniform chemical composition can be obtained, including the addition of a small amount of a different element. As a starting material, generally a water-soluble metal salt or metal alkoxide such as sodium silicate is used,
A metal alkoxide is a compound represented by the general formula M (OR) n, which is easily hydrolyzed because the OR group has strong basicity, and undergoes a condensation process like an organic polymer to form a metal oxide or its water. Change to Japanese.

【0032】また、積層基板のコーティング法として
は、気相から析出させる蒸着法があり、気相からセラミ
ック基板を作成する方法は、物理的手段による蒸着法
と、気相から基板表面に化学反応により析出させる化学
析出法の二通りに分類される。更に、物理蒸着法(PV
D)は、真空蒸着法、スパッター法、イオンプレーティ
ング法等に細分され、また化学的方法は、気相化学反応
法(CVD)、プラズマCVD法などがある。物理蒸着
法(PVD)としての真空蒸着法は、真空中で対象とす
る物質を加熱して蒸発させ、その蒸気を基板上に付着さ
せる方法で、スパッター法は目的物質(ターゲット)に
高エネルギー粒子を衝突させ、ターゲット表面の原子・
分子が衝突粒子と運動量を交換して、表面からはじきだ
されるスパッタリング現象を利用する方法である。また
イオンプレーティング法、イオン化したガス雰囲気中で
蒸着を行う方法である。また、CVD法では、膜を構成
する原子・分子あるいはイオンを含む化合物を気相状体
にしたのち、適当なキャリヤーガスで反応部に導き、加
熱した基板上で反応あるいは反応析出させることによっ
て膜を形成し、プラズマCVD法はプラズマエネルギー
で気相状態を発生させ、400℃〜500℃までの比較
的低い温度範囲の気相化学反応で、膜を析出させる。
As a method of coating a laminated substrate, there is a vapor deposition method of depositing from a gas phase, and a method of forming a ceramic substrate from a gas phase includes a vapor deposition method by physical means and a chemical reaction from the gas phase to a substrate surface. Are classified into two types of chemical deposition methods. Furthermore, physical vapor deposition (PV
D) is subdivided into a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method and the like, and a chemical method includes a gas phase chemical reaction method (CVD), a plasma CVD method and the like. Vacuum evaporation as physical vapor deposition (PVD) is a method in which a target substance is heated and evaporated in a vacuum, and the vapor is deposited on a substrate. Sputtering is a method in which high-energy particles are applied to a target substance (target). To collide with atoms and atoms on the target surface.
This is a method in which molecules exchange momentum with colliding particles and utilize a sputtering phenomenon that is repelled from the surface. Further, an ion plating method is a method in which vapor deposition is performed in an ionized gas atmosphere. In the CVD method, a compound containing atoms, molecules or ions constituting a film is formed into a gaseous phase, and then guided to a reaction section with an appropriate carrier gas, and then reacted or deposited on a heated substrate. In the plasma CVD method, a gas phase state is generated by plasma energy, and a film is deposited by a gas phase chemical reaction in a relatively low temperature range from 400 ° C. to 500 ° C.

【0033】圧電素子板1aと1bを接合する手段とし
ては、接着剤を用いた接合を採用できるが、接合可能で
あれば、特に限定される訳ではない。接着剤を用いて接
着層を形成する場合、その接着層の硬化後の厚みは、5
〜10μmの範囲が好ましい。
As means for joining the piezoelectric element plates 1a and 1b, joining using an adhesive can be adopted, but is not particularly limited as long as joining is possible. When the adhesive layer is formed using an adhesive, the thickness of the adhesive layer after curing is 5
A range of from 10 to 10 μm is preferred.

【0034】本明細書で、製造工程を説明する上で、ヘ
ッドの方向が重要であるので、図1において、上面と底
面、前方と後方を明らかにしておく。図1における、図
面上奥側を「前方」、手前側を「後方」と称し、前方の
面を「前壁」、手前の壁を「後壁」と称する。また図面
上上側を「上面」、下側を「底面」と称する。
In this specification, since the direction of the head is important in describing the manufacturing process, the top and bottom surfaces, and the front and rear sides are clarified in FIG. In FIG. 1, the far side in the drawing is referred to as “front”, the near side is referred to as “rear”, the front surface is referred to as “front wall”, and the near wall is referred to as “rear wall”. Further, the upper side in the drawing is referred to as an “upper surface”, and the lower side is referred to as a “bottom surface”.

【0035】本発明では、上記のような接合によって、
直方体又は立方体状のヘッド1が形成される。
In the present invention, by the above-described joining,
A rectangular or cubic head 1 is formed.

【0036】次に(2)の工程は、ヘッドの上面に、メ
ッキ用レジスト層を塗設する工程である。図2におい
て、2はヘッド1 の上面に形成されたメッキ用レジス
ト層である。メッキ用レジスト層2を形成する手段は、
好ましくはメッキ用レジストの塗布液をスピンコートす
ることによって一定の厚みに塗設することである。スピ
ンコートによると、一定の膜厚に精度よく塗設できるの
で好ましい。
Next, the step (2) is a step of applying a plating resist layer on the upper surface of the head. In FIG. 2, reference numeral 2 denotes a plating resist layer formed on the upper surface of the head 1. Means for forming the plating resist layer 2 includes:
Preferably, a coating solution of a plating resist is applied to a predetermined thickness by spin coating. Spin coating is preferable because it can be applied to a constant thickness with high accuracy.

【0037】メッキ用レジストの塗布剤としては、たと
えばアルカリ可溶タイプのノボラック樹脂等を用いるこ
とができる。
As a coating agent for the plating resist, for example, an alkali-soluble novolak resin or the like can be used.

【0038】メッキ用レジスト層の乾燥膜厚は、5〜1
0μの範囲が好ましい。
The dry film thickness of the plating resist layer is 5 to 1
A range of 0μ is preferred.

【0039】次に(3)の工程は、図3に示すように、
ヘッド1の上面側に前後方向(前壁5から後壁6に向か
う方向)に伸びるインク溝3と空気溝4a,4bを形成
し、該インク溝3と空気溝4a,4bを交互に配置する
工程である。
Next, in the step (3), as shown in FIG.
An ink groove 3 and air grooves 4a, 4b extending in the front-rear direction (a direction from the front wall 5 to the rear wall 6) are formed on the upper surface side of the head 1, and the ink grooves 3 and the air grooves 4a, 4b are alternately arranged. It is a process.

【0040】この工程において、インク溝と空気溝は交
互に配置され、インク溝とインク溝の間に空気溝を配置
すると、従来の技術で指摘したように高速吐出が可能に
なる効果がある。
In this step, the ink grooves and the air grooves are alternately arranged, and if the air grooves are arranged between the ink grooves, the high-speed ejection can be achieved as pointed out in the prior art.

【0041】溝の形成手段は、公知の研削機による研削
が好ましい。
The groove is preferably formed by a known grinding machine.

【0042】本発明では、二枚のPZT板を接着してか
ら、溝を研削するので、溝を研削した二枚のPZT板を
接着する方法に比べて、接着剤が、インク溝にあふれ出
す恐れがない。
In the present invention, the grooves are ground after the two PZT plates are bonded, so that the adhesive overflows into the ink grooves as compared with the method of bonding the two PZT plates whose grooves are ground. There is no fear.

【0043】インク溝と空気溝は、図示のように、垂直
方向に研削され、その両側壁は互いに平行に形成され
る。深さはレジスト層2及び圧電素子板1aを貫通し、
圧電素子板1bの上部に至るように研削することが好ま
しい。
The ink groove and the air groove are ground in the vertical direction as shown in the figure, and both side walls are formed parallel to each other. The depth penetrates through the resist layer 2 and the piezoelectric element plate 1a,
It is preferable to grind to reach the upper part of the piezoelectric element plate 1b.

【0044】インク溝の形は、上記のように溝の両側壁
が垂直方向に向いており、そして互いに平行であるか
ら、溝の入口と出口で大きさと形状が変わらないストレ
ートタイプになる。従来の入り口浅溝タイプに比べ、泡
抜けが良く、電力効率が高く、発熱が少なく、高速応答
性が良いからである。
The shape of the ink groove is a straight type in which the size and shape do not change at the entrance and the exit of the groove since the side walls of the groove are oriented vertically and are parallel to each other as described above. This is because bubbles are better removed, power efficiency is higher, heat generation is lower, and high-speed response is better than the conventional entrance shallow groove type.

【0045】この点について更に言及すると、ヘッドか
らインクを吐出する時、先ず、インク溝の左右の壁を外
側に変形させ、インク溝を膨らませて、溝に負圧を発生
させ、マニホールドから溝にインクを吸引する。この
時、発生した負の圧力波は、ノズルから出発し、溝内を
移動し、溝の入口の、溝断面積が急変する部分で、位相
を反転して、反射される。このタイミングで、壁の変形
を元に戻して、インクを圧縮すれば、インクに高い圧力
が掛かる。これがnmオーダーの極く微少な壁の変位
で、インクを吐出する、シェヤーモードヘッドの特徴で
ある。
To further mention this point, when ink is ejected from the head, first, the left and right walls of the ink groove are deformed outward, the ink groove is expanded, a negative pressure is generated in the groove, and the manifold is moved from the manifold to the groove. Suction ink. At this time, the generated negative pressure wave departs from the nozzle, moves in the groove, and is reflected at the entrance of the groove at the portion where the groove cross-sectional area changes suddenly, with its phase inverted. At this timing, if the deformation of the wall is restored and the ink is compressed, a high pressure is applied to the ink. This is a feature of the shear mode head that discharges ink with extremely minute displacement of the wall on the order of nm.

【0046】この様に、シェヤーモードヘッドが、イン
クを吐出できる周期は、インク室の長さを、インク中の
音速で割った時間の、整数倍に限られる。
As described above, the period in which the shear mode head can eject ink is limited to an integral multiple of the time obtained by dividing the length of the ink chamber by the speed of sound in the ink.

【0047】高周波で、吐出するには、インク溝の長さ
を短くすることが好ましいので、インク溝の形は、長い
浅溝部を持つ、入口浅溝型より、短い溝を持つ、ストレ
ート溝型が好ましい。
In order to discharge at high frequency, it is preferable to shorten the length of the ink groove. Therefore, the shape of the ink groove is a straight groove type having a long shallow groove portion and a shorter groove than the inlet shallow groove type. Is preferred.

【0048】次に(4)の工程は、前記ヘッドの全面を
エッチングして、無電解メッキ触媒を吸着させるエッチ
ング触媒吸着工程である。前述のようにヘッドにはイン
ク溝と空気溝が形成され、上面はレジスト層が形成され
ている。かかるヘッド(以下、必要によりPZT基板と
いう場合がある)をエッチングして、無電解メッキ触媒
を吸着させる方法は、たとえば以下の方法が挙げられ
る。なおエッチングとはPZTの粒界を1部溶解して、
PZT表面にクレバス状の凹みを形成することである。
メッキ金属がクレバスの奥深くまで浸入して析出するの
でこれがアンカーとなり、メッキ皮膜が強固に付着す
る。PZTを0.5%HBF4と5%HNO3溶液に3分
間、室温で漬けると、PZT粒子の粒界が選択的にエッ
チングされ溶解し、PZT表面にクレバス状の凹を生じ
る。
Next, the step (4) is an etching catalyst adsorbing step of etching the entire surface of the head to adsorb the electroless plating catalyst. As described above, the ink groove and the air groove are formed in the head, and the resist layer is formed on the upper surface. A method for etching such a head (hereinafter, sometimes referred to as a PZT substrate as needed) to adsorb the electroless plating catalyst includes, for example, the following method. In addition, etching means dissolving one part of the grain boundary of PZT,
To form a crevice-shaped depression on the PZT surface.
The plating metal penetrates deep into the crevasse and precipitates out, so that it serves as an anchor, and the plating film adheres firmly. When PZT is immersed in a 0.5% HBF 4 and 5% HNO 3 solution for 3 minutes at room temperature, the grain boundaries of the PZT particles are selectively etched and dissolved, resulting in crevice-shaped depressions on the PZT surface.

【0049】上記PZT基板を、濃度0.1%の塩化第
1錫水溶液に浸漬して塩化第1錫を吸着させ、続いて濃
度0.01%の塩化パラジューム水溶液に浸漬して塩化
パラジュームを吸着させ、先に吸着した、塩化第1錫と
塩化パラジウムの間で、酸化還元反応(SnCl2+PdCl2→S
nCl4+Pd↓)を起こさせて、金属パラジウムを形成す
る。この金属パラジウムが無電解メッキの触媒となる。
The PZT substrate is immersed in a 0.1% aqueous solution of stannous chloride to adsorb stannous chloride, and then immersed in a 0.01% aqueous solution of palladium chloride to adsorb palladium chloride. And a redox reaction (SnCl 2 + PdCl 2 → S) between stannous chloride and palladium chloride adsorbed earlier.
nCl 4 + Pd ↓) to form metallic palladium. This metallic palladium serves as a catalyst for electroless plating.

【0050】次に(5)の工程では、触媒が吸着された
ヘッド(PZT基板)の触媒吸着面に無電解メッキを行
う。
Next, in step (5), electroless plating is performed on the catalyst-adsorbed surface of the head (PZT substrate) on which the catalyst has been adsorbed.

【0051】電極金属は、Ni(ニッケル)、Co(コバル
ト)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)等があるが、Niや
Cuが好ましく、特に好ましくはNiである。
The electrode metal includes Ni (nickel), Co (cobalt), Cu (copper), Al (aluminum) and the like.
Cu is preferred, and Ni is particularly preferred.

【0052】無電解メッキによる電極形成においては、
Ni−Pメッキ又はNi−Bメッキを単独で使用してもよい
し、あるいはNi−PとNi−Bを重層してもよい。
In forming an electrode by electroless plating,
Ni-P plating or Ni-B plating may be used alone, or Ni-P and Ni-B may be overlaid.

【0053】Ni−PメッキはP含量が高くなると電気抵
抗が増大するので、P含量が1〜数%程度がよい。Ni−
BメッキのB含量は、普通1%以下なので、Ni−PよりNi
含量が多く、電気抵抗が低く、且つ、外部配線との接続
性が良いため、Ni−PよりNi−Bの方が好ましいが、Ni−
Bは高価なので、Ni−PとNi−Bを組み合わせることも好
ましい。
In Ni-P plating, the electric resistance increases as the P content increases, so that the P content is preferably about 1 to several percent. Ni−
Since the B content of B plating is usually 1% or less, Ni-P
Ni-B is preferable to Ni-P because the content is large, the electric resistance is low, and the connectivity with external wiring is good.
Since B is expensive, it is also preferable to combine Ni-P and Ni-B.

【0054】メッキ膜の厚みは、0.5〜5μmの範囲
が好ましい。更に好ましくは、1〜3μmの範囲であ
る。
The thickness of the plating film is preferably in the range of 0.5 to 5 μm. More preferably, it is in the range of 1 to 3 μm.

【0055】本発明では、前記工程で、メッキ金属が付
着しないようにメッキ用レジスト層を塗布しているの
で、無電解メッキしてもレジスト上にはメッキが析出し
ない。
In the present invention, since the plating resist layer is applied so that the plating metal does not adhere in the above step, plating does not deposit on the resist even when electroless plating is performed.

【0056】またメッキが前記レジスト上に析出しない
ようにする上で、さらに好ましいのはメッキの前処理と
してエッチング工程を設けることである。メッキ前処理
のエッチング工程はメッキの密着性を高めるため必須で
あるが、同時にレジストが酸化されるので、無電解メッ
キは、還元反応の為、金属の析出を防止できるからであ
る。
In order to prevent plating from depositing on the resist, it is more preferable to provide an etching step as a pretreatment for plating. The etching step of the pre-plating process is indispensable to enhance the adhesion of the plating, but at the same time, the resist is oxidized, and thus the electroless plating can prevent the deposition of metal due to the reduction reaction.

【0057】従来、側壁の屋根部にメッキが析出するこ
とを防ぐ方法としては、例えば、特開平5−26999
3号公報に記載の方法が知られている。この方法は圧電
素子に溝を研削し、ヘッド全体に、触媒を吸着させた
後、感光性ドライフイルムをラミネートし、マスク露
光、現像して、溝の側壁の屋根部をドライフイルムで覆
ってから、触媒を吸着して無電解メッキして、ドライフ
イルムを剥離する方法がある。この方法は、感光性ドラ
イフイルムのラミネート、露光、現像、剥離と言うやっ
かいな工程が必要となる。しかし、圧電性セラミック、
例えば、PZTは粒径数μの粒子から形成されているの
で、表面が粗く、感光性ドライフイルムでは、表面に密
着できず、処理中にラミネートが剥がれて、マスキング
不良を起こしやすい欠点がある。
Conventionally, as a method for preventing the deposition of plating on the roof portion of the side wall, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 5-26999
The method described in Japanese Patent Publication No. 3 is known. In this method, after grinding the groove in the piezoelectric element, adsorbing the catalyst on the entire head, laminating a photosensitive dry film, exposing with a mask, developing, and covering the roof of the groove side wall with the dry film, There is a method in which the catalyst is adsorbed and electroless plating is performed to remove the dry film. This method requires complicated steps of laminating, exposing, developing, and peeling a photosensitive dry film. However, piezoelectric ceramics,
For example, since PZT is formed from particles having a particle size of several μm, the surface is rough, and a photosensitive dry film cannot adhere to the surface, and the laminate is peeled off during processing, which is likely to cause a masking defect.

【0058】また特開平8−267769号公報には、
圧電素子に溝を研削し、感光性ドライフイルムをラミネ
ートし、マスク露光、現像して、溝の側壁の屋根をドラ
イフイルムで覆ってから、メッキ触媒を吸着させて、ド
ライフイルムを剥離して、無電解メッキする方法が開示
されている。触媒は、溝の中のみならず、ドライフイル
ム上にも吸着されるので、ドライフイルム上に金属が析
出すると、ドライフイルムが剥離できなく成ることを防
ぐ為に、触媒が吸着したドライフイルムを除去してから
メッキする方法である。しかし、ドライフイルムを、ア
ルカリや有機溶剤で剥離する時、敏感なメッキ触媒を失
活させる恐れが有り、メッキが安定せず好ましくない。
更にドライフイルムのラミネート、マスク露光、現像剥
離と言うやっかいな工程が必要となる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-26769 discloses that
Grind the groove on the piezoelectric element, laminate the photosensitive dry film, mask exposure, develop, cover the roof of the groove side wall with the dry film, adsorb the plating catalyst, peel off the dry film, A method for electroless plating is disclosed. The catalyst is adsorbed not only in the grooves but also on the dry film, so if the metal deposits on the dry film, the dry film that the catalyst has adsorbed is removed to prevent the dry film from being unable to peel off. And then plating. However, when the dry film is peeled off with an alkali or an organic solvent, the sensitive plating catalyst may be deactivated, and the plating is not stable, which is not preferable.
Further, complicated steps such as lamination of a dry film, mask exposure, and development peeling are required.

【0059】本発明では、圧電素子板にメッキ用レジス
トをスピンコートしてから、溝を研削するので、溝の側
壁の屋根部分が自動的にマスクされる。このメッキ用レ
ジストを、前処理のエッチング工程で酸化すると、無電
解メッキは、還元反応の為、このメッキ用レジスト上に
は、メッキが析出せず、メッキ前にレジストを剥離する
必要がない。メッキレ用ジストは、後述するように、メ
ッキ後、アルカリで容易に剥離できる。またメッキ用レ
ジストは圧電素子板上にコーテイングするので、ラミネ
ートしたドライフイルムの様に、前処理中やメッキ中に
剥がれることは無い。又、マスク露光、現像等の厄介な
操作も不要である。
In the present invention, the groove is ground after the plating resist is spin-coated on the piezoelectric element plate, so that the roof on the side wall of the groove is automatically masked. If the plating resist is oxidized in a pre-treatment etching step, electroless plating is a reduction reaction, so that plating does not deposit on the plating resist, and there is no need to remove the resist before plating. The plating resist can be easily peeled off with an alkali after plating, as described later. Further, since the plating resist is coated on the piezoelectric element plate, unlike the laminated dry film, it does not peel off during pretreatment or plating. Further, troublesome operations such as mask exposure and development are not required.

【0060】更に本発明によると、溝に蓋をする前に無
電解メッキするので、発生する水素が抜け易く、均一に
メッキすることができる。
Further, according to the present invention, since the electroless plating is performed before the groove is covered, the generated hydrogen can be easily removed and the plating can be performed uniformly.

【0061】次に、(6)の工程は、メッキ後にメッキ
用レジスト層をアルカリで除去する工程である。この工
程で使用するアルカリは苛性ソーダが用いられる。
Next, the step (6) is a step of removing the plating resist layer with alkali after plating. Caustic soda is used as the alkali used in this step.

【0062】次に、(7)の工程は、前記ヘッド1の前
壁5のメッキ皮膜を取り除く工程である。前壁に析出し
たメッキを取り除くには、通常の研磨機で研磨するか、
超音波砥粒研磨するか、放電加工して取り除いてもよ
い。
Next, the step (7) is a step of removing the plating film on the front wall 5 of the head 1. To remove the plating deposited on the front wall, use a regular polishing machine or
It may be removed by ultrasonic polishing or electric discharge machining.

【0063】ヘッド1の前壁5に析出したメッキ金属を
研磨除去する方法の一例を説明すると、たとえば(株)
日本エンギス製の「ハイプラス ラッピング機」を使用
する。セラミック製の試料張り付け板の上に、メッキし
たヘッドを乗せて、ワックスで固定する。これを回転す
るラッピングプレート上に載せ、3μmのダイヤモンド
スラリーを噴射しながら、3分間、ヘッドの前壁を研磨
すると、析出した金属が除かれる。
An example of a method of polishing and removing the plating metal deposited on the front wall 5 of the head 1 will be described.
Use "High Plus Wrapping Machine" manufactured by Nippon Engis. The plated head is placed on a ceramic sample attachment plate and fixed with wax. This is placed on a rotating lapping plate, and the front wall of the head is polished for 3 minutes while spraying a 3 μm diamond slurry to remove deposited metal.

【0064】かかる研磨によって、メッキ皮膜、たとえ
ばニッケル皮膜を除去すると、ヘッド1の上面と前壁に
は、電極が存在しないヘッド(圧電素子板)が得られ
る。
When a plating film, for example, a nickel film is removed by such polishing, a head (piezoelectric element plate) having no electrodes on the upper surface and the front wall of the head 1 is obtained.

【0065】次に(8)の工程は、前記無電解メッキ工
程で形成されたメッキ皮膜に有機絶縁膜を電着する電着
工程である。
Next, the step (8) is an electrodeposition step of electrodepositing an organic insulating film on the plating film formed in the electroless plating step.

【0066】有機絶縁膜を形成する方法は、電着法や塗
布法があるが、塗布法では電極上に、ポリマー皮膜をス
ピンコーテイングしたり、コンフオーマルコーテイング
すれば良いが、電極以外の部分もコーテイングされるの
で、面倒なマスキングが必要になる。また乾式法による
有機皮膜の形成法、例えば、パリレンコンフオーマルコ
ーテイングでは、大掛かりな真空装置、蒸発装置や加熱
装置を必要とする。
The method for forming the organic insulating film includes an electrodeposition method and a coating method. In the coating method, a polymer film may be spin-coated or conformally coated on the electrode. Since it is coated, troublesome masking is required. In addition, a method of forming an organic film by a dry method, for example, parylene conformal coating requires a large-scale vacuum device, evaporator, and heating device.

【0067】本発明は、塗布法、乾式法の様な欠点のな
い優れた方法として、電着法を採用する。電着法は、電
導性のある処にだけ皮膜が形成されること、又一度薄い
皮膜が形成されると、その箇所が絶縁され電導性がなく
なるので、それ以上その場所には析出せず、別の電導性
のある場所を探して析出するので、複雑な形状の上でも
均一な薄膜をコーテイングできる効果がある。この様
に、電着は微細な溝の底まで均一に有機薄膜を簡単に形
成できるので好ましい。
The present invention employs an electrodeposition method as an excellent method free from defects such as a coating method and a dry method. In the electrodeposition method, a film is formed only in a place having conductivity, and once a thin film is formed, the place is insulated and the conductivity is lost, so it does not precipitate any more in that place, Since deposition is performed by searching for another conductive place, there is an effect that a uniform thin film can be coated even on a complicated shape. As described above, electrodeposition is preferable because an organic thin film can be easily formed uniformly to the bottom of a fine groove.

【0068】本発明は、電着法によりメッキ皮膜上に有
機絶縁薄膜を形成するが、電着とメッキは相性が良く、
メッキ後そのまま電着できる利点がある。
According to the present invention, an organic insulating thin film is formed on a plating film by an electrodeposition method.
There is an advantage that electrodeposition can be performed as it is after plating.

【0069】電着によって有機絶縁膜を形成する方法と
しては、たとえば、15%濃度のアミノアクリル樹脂を
含む、電着液に、電極を形成した、たとえばPZTを室
温で浸漬して、50Vの直流を2分間印加すると、厚さ
2μm程度のピンホールフリーの絶縁膜が形成される。
As a method of forming an organic insulating film by electrodeposition, for example, a PZT having electrodes formed thereon is immersed in an electrodeposition solution containing a 15% concentration of aminoacrylic resin at room temperature, and a DC voltage of 50 V is applied. Is applied for 2 minutes, a pinhole-free insulating film having a thickness of about 2 μm is formed.

【0070】本発明において、有機絶縁膜を形成する効
果について更に言及すると、以下の点が挙げられる。即
ち、本発明では、インク溝側の電極に電圧を掛け、空気
溝側の電極を接地して、駆動する方法を取ることになる
が、その場合、水系インクを吐出するには、電極を絶縁
する必要がある。かかる電極の絶縁において、電極の表
面に、硬くて剥離し易い無機皮膜を被覆するのと比べ、
有機絶縁膜の方が、柔軟で剥離しにくく、防水性を有す
るので好ましい。従って、電極に、有機絶縁膜を設ける
と、水系インクでも、溶剤系インクでも、吐出できる効
果がある。
In the present invention, the effects of forming the organic insulating film will be further described as follows. That is, in the present invention, a method is adopted in which a voltage is applied to the electrode on the ink groove side and the electrode on the air groove side is grounded to drive the electrode. There is a need to. In the insulation of such an electrode, compared to coating the surface of the electrode with a hard and easily peelable inorganic film,
The organic insulating film is preferred because it is flexible, hard to peel off, and has waterproofness. Therefore, when an organic insulating film is provided on the electrode, there is an effect that the ink can be ejected using either a water-based ink or a solvent-based ink.

【0071】次に、(9)の工程は、図5、6に示すよ
うに、前記ヘッド1の後壁6と底面7のメッキ皮膜の一
部を、レーザーで除去して、後壁6から底面7に連続す
るヘッド配線8を形成する工程である。
Next, in the step (9), as shown in FIGS. 5 and 6, a part of the plating film on the rear wall 6 and the bottom surface 7 of the head 1 is removed by laser, and This is a step of forming a head wiring 8 continuous with the bottom surface 7.

【0072】無電解メッキの場合は、つき周りが良いの
で、ヘッド表面の凹凸に沿って均一に金属が析出する。
しかし、各溝の電極を外部から独立に駆動する為、各溝
の電極を独立させ、これに配線をつないで、外部と信号
をやり取りできる様にしなければならない。このため、
本発明では、前記(7)の工程でヘッドの前壁のメッキ
を除去し、更にこの(9)の工程で、前記ヘッド1の後
壁6と底面7のメッキ皮膜の一部を、レーザーで除去し
て、後壁6から底面7に連続するヘッド配線8を形成す
るようにしている。
In the case of electroless plating, the surroundings are good, so that the metal is uniformly deposited along the irregularities on the head surface.
However, in order to drive the electrodes of each groove independently from the outside, it is necessary to make the electrodes of each groove independent and connect a wiring to the electrodes so that signals can be exchanged with the outside. For this reason,
In the present invention, the plating on the front wall of the head is removed in the step (7), and further, in the step (9), a part of the plating film on the rear wall 6 and the bottom surface 7 of the head 1 is irradiated with a laser. By removing, the head wiring 8 which continues from the rear wall 6 to the bottom surface 7 is formed.

【0073】レーザー除去条件は、レーザーの波長や、
パルスレートにも依存するが、約2μm厚のNiメッキ
を除去するのに、約50J/cm2 のエネルギー密度を
要する。
The laser removal conditions include the laser wavelength,
Depending on the pulse rate, an energy density of about 50 J / cm 2 is required to remove the Ni plating of about 2 μm thickness.

【0074】例えば、被加工面で約40μm平方に集束
された、YAGレーザーの第2高調波光を、1パルスエ
ネルギー0.4mJ、パルスレート3KHz、送りのス
テップ20μmで被加工物を送りながら、照射していく
ことで、メッキが除去され、絶縁が確保できる。
For example, the second harmonic light of the YAG laser focused on the surface to be processed to about 40 μm square is irradiated while sending the workpiece at a pulse energy of 0.4 mJ, a pulse rate of 3 KHz, and a feed step of 20 μm. By doing so, plating is removed and insulation can be secured.

【0075】この場合、被加工物表面での照射エネルギ
ー密度は、0.4mJ/(0.004cm×0.002
cm)=50J/cm2である。
In this case, the irradiation energy density on the surface of the workpiece is 0.4 mJ / (0.004 cm × 0.002
cm) = 50 J / cm 2 .

【0076】次に、(10)の工程は、図5に示すよう
に、前記ヘッド1の上面に天板9を、前記ヘッド1の前
壁5にノズル板10を、前記ヘッド1の後壁6にマニホ
ールド11を各々接合する工程である。
Next, in the step (10), as shown in FIG. 5, a top plate 9 is provided on the upper surface of the head 1, a nozzle plate 10 is provided on the front wall 5 of the head 1, and a rear wall of the head 1 is provided. 6 is a step of joining the manifolds 11 to each other.

【0077】次に、(11)の工程は、図6に示すよう
に、前記後壁6から底面7に連続するヘッド配線8を異
方導電性フィルム(ACF)12を介してフレキシブルプ
リントケーブル(FPC)13と接続する工程である。な
お、図6では、便宜上、ノズル板10を接合した前壁5
側が図示手前側になるように示している。
Next, in the step (11), as shown in FIG. 6, a head wiring 8 continuous from the rear wall 6 to the bottom surface 7 is connected to a flexible printed cable (ACF) 12 through an anisotropic conductive film (ACF) 12. FPC) 13. In FIG. 6, for convenience, the front wall 5 to which the nozzle plate 10 is joined is shown.
The side is shown to be the near side in the figure.

【0078】上記工程で、各溝の電極を独立さ、更に、
これらの電極につながる配線を、メッキ金属で、ヘッド
後壁とヘッド裏面に形成して、裏面において、異方導電
性フィルム(ACF)12により、フレキシブルプリント
ケーブル(FPC)13と接続すれば良い。
In the above process, the electrodes of each groove are made independent.
Wiring connected to these electrodes may be formed on the rear wall of the head and the back surface of the head using a plating metal, and connected to the flexible printed cable (FPC) 13 on the back surface by an anisotropic conductive film (ACF) 12.

【0079】更に、前記フレキシブルプリントケーブル
(FPC)13が、図示しない駆動ICに繋がっていること
が好ましく、駆動回路によってシェヤーモードヘッドを
駆動させることができる。
Further, it is preferable that the flexible printed cable (FPC) 13 is connected to a drive IC (not shown), and the drive circuit can drive the shear mode head.

【0080】次に本発明の第2の発明を説明する。Next, the second invention of the present invention will be described.

【0081】第1の発明では、メッキを析出後にヘッド
の後壁と底面のヘッド配線部以外の部分の金属をレーザ
ー除去しているが、第2の発明では、前記ヘッド1の後
壁6と底面7のヘッド配線部8以外の触媒にレーザーを
照射して失活させている点で異る。
In the first invention, after the plating is deposited, the metal is removed by laser except for the rear wall and the bottom surface of the head except for the head wiring portion. In the second invention, the rear wall 6 of the head 1 is removed. The difference is that the catalyst is irradiated with a laser to deactivate the catalyst other than the head wiring portion 8 on the bottom surface 7.

【0082】固い金属を除去するのは、高いエネルギー
を必要とするので、触媒吸着後、無電解メッキ前に、メ
ッキが析出しては困る箇所に吸着した触媒を失活させて
から、メッキする手法を採用したものである。
Removal of a hard metal requires high energy, and therefore, after adsorbing the catalyst and before electroless plating, deactivate the adsorbed catalyst at a place where plating is difficult to deposit and then perform plating. It adopts a method.

【0083】触媒の段階でレーザー照射した場合には、
第1の発明よりは約1桁小さい、5J/cm2 以下のエ
ネルギー密度で、触媒を不活性化することが可能であ
る。
When laser irradiation is performed at the catalyst stage,
It is possible to deactivate the catalyst at an energy density of 5 J / cm 2 or less, which is about one digit smaller than that of the first invention.

【0084】例えば、被加工面で約40μm平方に集束
された、YAGレーザーの第2高調波光を、1パルスエ
ネルギー0.04mJ、パルスレート3KHz、送りの
ステップ20μmで被加工物を送りながら、照射してい
くことで、メッキが除去され、絶縁が確保できた。
For example, the second harmonic light of the YAG laser focused on the surface to be processed into about 40 μm square is irradiated while sending the workpiece at a pulse energy of 0.04 mJ, a pulse rate of 3 KHz, and a feed step of 20 μm. By doing so, plating was removed and insulation was secured.

【0085】この場合、被加工物表面での照射エネルギ
ー密度は、0.04mJ/(0.004cm×0.00
2cm)=5J/cm2である。
In this case, the irradiation energy density on the surface of the workpiece is 0.04 mJ / (0.004 cm × 0.00
2 cm) = 5 J / cm 2 .

【0086】従って、触媒の段階でレーザー照射を行え
ば、それが5J/cm2 以下のエネルギー密度で、メッ
キのパターンを形成することが可能である。
Therefore, if laser irradiation is performed at the catalyst stage, it is possible to form a plating pattern with an energy density of 5 J / cm 2 or less.

【0087】[0087]

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はかかる実施例によって何ら限定さ
れるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention.

【0088】実施例 1 厚さ150μm(PZT板1)と厚さ900μm(PZT
板2)の二枚のPZT板を分極する。分極は、150℃
に熱した、絶縁油に漬けて、10KVの直流電圧を掛け
て行う。
Example 1 A thickness of 150 μm (PZT plate 1) and a thickness of 900 μm (PZT plate 1)
Polarize the two PZT plates of plate 2). Polarization is 150 ° C
Immersed in insulating oil and applied with a DC voltage of 10 KV.

【0089】次に、エポキシ接着剤で、2枚のPZT板
を、分極方向が反対になる様に接着する。接着層の厚み
は、硬化後、5μmである。
Next, the two PZT plates are bonded with an epoxy adhesive so that the polarization directions are opposite. The thickness of the adhesive layer after curing is 5 μm.

【0090】接着した複合PZT板の、薄い板の側を
「表面」、厚い板の側を「裏面」と呼ぶ。
The thinner side of the bonded composite PZT board is called the “front side”, and the thicker side is called the “back side”.

【0091】複合PZT板の表面に、(株)ワールドメ
タル製「メッキレジスト、AH79」をブチルセロソルブで
2倍に希釈して、乾燥膜厚5μmに成る様に、スピンコ
ートする。
On the surface of the composite PZT plate, “plating resist, AH79” manufactured by World Metal Co., Ltd. was diluted twice with butyl cellosolve and spin-coated so as to have a dry film thickness of 5 μm.

【0092】100℃のオーブンに30分間入れてキュ
アーする。
Cure in an oven at 100 ° C. for 30 minutes.

【0093】複合PZT板の表面から、ダイヤモンドブ
レードを使用して、前後方向に伸びる、幅70μm、深
さ300μmのインク溝と、前後方向に伸びる、幅70
μm、深さ300μmの空気溝を交互に70μm間隔で研
削する。
From the surface of the composite PZT plate, using a diamond blade, an ink groove having a width of 70 μm and a depth of 300 μm extending in the front-rear direction and a width of 70 μm extending in the front-rear direction.
Air grooves having a depth of 300 μm and a depth of 300 μm are alternately ground at intervals of 70 μm.

【0094】次いで、超音波洗浄して、研削屑を取り除
き、Ni無電解メッキする。
Next, ultrasonic cleaning is performed to remove grinding dust, and Ni electroless plating is performed.

【0095】無電解メッキ法は、溝を研削した、PZT
板を、50℃に加熱した脱脂液、(株)ワールドメタル
製「PT−0」(有機酸塩0.4%+無機アルカリ塩
0.2%+ノニオン活性剤0.5%、pH=1)に、3
0秒間つけて洗浄する。水洗後、エッチング液、(株)
ワールドメタル製「PT−1」(無機酸塩5%+アンモ
ニヤ系硫酸塩4%、弗素系塩1.5%、pH=2)に3
0秒間漬ける。水洗して、酸化液、(株)ワールドメタ
ル製「PT−2」(有機酸塩15%+無機塩2%、pH
=1)に30秒間漬ける。水洗した後、塩化第一錫溶
液、(株)ワールドメタル製「PT−3」(有機酸塩
0.4%+無機酸塩0.8%+塩化第一錫0.6%+Na
Cl 3.5%、pH= 1)に30秒間漬ける。軽く水洗
して、塩化パラジウム溶液、(株)ワールドメタル製
「PT−4」(有機酸塩1%+無機酸塩3%+塩化パラ
ジウム0.1%、pH=1)に45秒漬ける。水洗後、
「PT−3」と「PT−4」をもう一度繰り返す。
In the electroless plating method, a PZT
A plate was degreased by heating to 50 ° C., “PT-0” manufactured by World Metal Co., Ltd. (organic acid salt 0.4% + inorganic alkali salt 0.2% + nonionic activator 0.5%, pH = 1) ), 3
Wash for 0 seconds. After washing with water, etching solution, Co., Ltd.
3 for World Metal "PT-1" (5% inorganic salt + 4% ammonium sulfate, 1.5% fluorine salt, pH = 2)
Soak for 0 seconds. After washing with water, the oxidizing solution, "PT-2" manufactured by World Metal Co., Ltd. (organic acid salt 15% + inorganic salt 2%, pH
= 1) for 30 seconds. After washing with water, a stannous chloride solution, "PT-3" manufactured by World Metal Co., Ltd. (organic acid salt 0.4% + inorganic acid salt 0.8% + stannous chloride 0.6% + Na
Soak in 3.5% Cl, pH = 1) for 30 seconds. Lightly washed with water and immersed in a palladium chloride solution "PT-4" (1% organic acid salt + 3% inorganic acid salt + 0.1% palladium chloride, pH = 1, manufactured by World Metal Co., Ltd.) for 45 seconds. After washing with water
Repeat "PT-3" and "PT-4" again.

【0096】前処理の終わった試料を、80℃に加熱し
た、ニッケル−燐無電解メッキ液、(株)ワールドメタ
ル製「リンデン202H」に、界面活性剤「AP55
5」を添加した液で、10分間、ヘッドを垂直方向に
2.5cm/secの速度で、揺動させながらメッキする
と、1.5μmのメッキ皮膜が析出する。
The sample after the pretreatment was heated at 80 ° C. in a nickel-phosphorus electroless plating solution “Linden 202H” manufactured by World Metal Co., Ltd.
When plating is performed for 10 minutes while the head is oscillated at a speed of 2.5 cm / sec for 10 minutes with a solution to which "5" is added, a plating film of 1.5 μm is deposited.

【0097】次いで、5%NaOH溶液にヘッドを浸漬し
て、メッキレジストを取り除く。
Next, the head is immersed in a 5% NaOH solution to remove the plating resist.

【0098】次いで、セラミックス製の試料取り付け板
の上に、メッキしたヘッドの前壁を上に向けて、ワック
スで固定する。これを(株)日本エンギス製のハイプラ
スラッピング機の回転するラッピングプレート上に載せ
て、3ミクロンのダイヤモンドスラリーを噴射しなが
ら、3分間、ヘッド前壁を研磨してメッキ金属を除去す
る。
Next, the front wall of the plated head is fixed on a ceramic sample mounting plate with the front wall facing upward. This is placed on a rotating lapping plate of a high-plus lapping machine manufactured by Nippon Engis Co., Ltd., and the front wall of the head is polished for 3 minutes while spraying a 3-micron diamond slurry to remove plating metal.

【0099】次いで、ヘッドを、15wt%のアミノアク
リル樹脂を含む電着液、(株)シミズ製の「AE−4K
X」に浸漬して、超音波を掛けて、溝の底の水を電着液
と置換して、室温で、50V直流を2分間印加する。そ
の後、20kg/cm2の高圧水で洗浄して、溝の中の
電着液を取り除き、100℃で予備乾燥した後、180
℃で、20分間硬化させる。
Then, the head was treated with an electrodeposition solution containing 15 wt% aminoacrylic resin, "AE-4K" manufactured by Shimizu Corporation.
X ", apply ultrasonic waves to replace the water at the bottom of the groove with the electrodeposition solution, and apply 50 V DC for 2 minutes at room temperature. After that, the electrodeposition liquid was washed with high-pressure water of 20 kg / cm 2 to remove the electrodeposition liquid in the groove, and preliminarily dried at 100 ° C.
Cure at 20 ° C. for 20 minutes.

【0100】引き続き、後壁と底面に析出したメッキ金
属を、配線部を除いて、波長532nmのYAGレーザー
で、約50J/cm2 のエネルギー密度で除去する。具
体的には、被加工面で約40μm平方に集束された、Y
AGレーザーの第2高調波光を、1パルスエネルギー
0.4mJ、パルスレート3KHz、送りのステップ2
0μmで被加工物を送りながら、照射して、メッキを除
去する。
Subsequently, the plating metal deposited on the rear wall and the bottom surface, except for the wiring portion, is removed with a YAG laser having a wavelength of 532 nm at an energy density of about 50 J / cm 2 . Specifically, Y focused on a surface to be processed to about 40 μm square,
Step 2 of sending the second harmonic light of the AG laser at a pulse energy of 0.4 mJ, a pulse rate of 3 KHz, and
Irradiation is performed while feeding the workpiece at 0 μm to remove the plating.

【0101】次に、天板を接着する。未分極の厚さ0.
5mmの圧電素子板と同じPZT板に接着剤を塗布して、
14〜20kg/cm2の圧力と、90〜100℃の温度を掛
けて30分間硬化させる。
Next, the top plate is bonded. Unpolarized thickness
Apply an adhesive to the same PZT plate as the 5 mm piezoelectric element plate,
The composition is cured for 30 minutes by applying a pressure of 14 to 20 kg / cm 2 and a temperature of 90 to 100 ° C.

【0102】18μm径のノズルを128個有するエキ
シマレーザーで、穿孔した125μmのポリイミドシー
トを、ヘッド前壁にエポキシ接着剤で接着し、80℃で
40分間硬化させる。
Using an excimer laser having 128 nozzles having a diameter of 18 μm, a perforated 125 μm polyimide sheet is adhered to the front wall of the head with an epoxy adhesive, and cured at 80 ° C. for 40 minutes.

【0103】次いで、ポリエーテルイミド樹脂を射出成
形したマニホールドをエポキシ接着剤で、後壁に接着す
る。
Next, a manifold formed by injection molding a polyetherimide resin is adhered to the rear wall with an epoxy adhesive.

【0104】ヘッド配線は、異方導電性フィルム(AC
F)を用いて、約170℃で、約20秒、約14kgの過
重を均一に掛けて加熱押圧することによって、駆動制御
基盤に設けられたフレキシブルプリント回路と電気的に
接続する。
The head wiring is made of an anisotropic conductive film (AC
By using F), at about 170 ° C. for about 20 seconds, about 14 kg is uniformly applied and heated and pressed to electrically connect to a flexible printed circuit provided on the drive control board.

【0105】実施例 2 この実施例は、実施例1において、メッキ触媒を吸着さ
せた後、後壁と底面の配線形成部以外に吸着したメッキ
触媒をレーザーで除去する態様である。この態様は実施
例1よりプロセスが簡単になる効果がある。
Embodiment 2 This embodiment is an embodiment in which, in the embodiment 1, after the plating catalyst is adsorbed, the plating catalyst adsorbed to portions other than the wiring forming portions on the rear wall and the bottom surface is removed by laser. This embodiment has the effect that the process is simpler than in the first embodiment.

【0106】厚さ150μm(PZT板1)と厚さ90
0μm(PZT板2)の二枚のPZT板を分極する。分
極は、150℃に熱した、絶縁油に漬けて、10KVの
直流電圧を掛けて行う。
The thickness of 150 μm (PZT plate 1) and the thickness of 90
Polarize two PZT plates of 0 μm (PZT plate 2). Polarization is performed by immersing in insulating oil heated to 150 ° C. and applying a DC voltage of 10 KV.

【0107】次に、エポキシ接着剤で、2枚のPZT板
を、分極方向が反対になる様に接着する。接着層の厚み
は、硬化後、5μmである。
Next, the two PZT plates are bonded with an epoxy adhesive so that the polarization directions are opposite. The thickness of the adhesive layer after curing is 5 μm.

【0108】複合PZT板の表面に、(株)ワールドメ
タル製「メッキレジスト、AH79」をブチルセロソル
ブで2倍に希釈して、乾燥膜厚5μmに成る様に、スピ
ンコートする。
On the surface of the composite PZT plate, “plating resist, AH79” manufactured by World Metal Co., Ltd. was diluted twice with butyl cellosolve, and spin-coated to a dry film thickness of 5 μm.

【0109】100℃のオーブンに30分間入れてキュ
アーする。
Cure in an oven at 100 ° C. for 30 minutes.

【0110】複合PZT板の表面から、ダイヤモンドブ
レードを使用して、前後方向に伸びる、幅70μm、深
さ300μmのインク溝と、前後方向に伸びる、幅70
μm、深さ300μmの空気溝を交互に70μm間隔で研
削する。
From the surface of the composite PZT plate, using a diamond blade, an ink groove having a width of 70 μm and a depth of 300 μm, extending in the front-rear direction, and a width of 70 μm extending in the front-rear direction.
Air grooves having a depth of 300 μm and a depth of 300 μm are alternately ground at intervals of 70 μm.

【0111】次いで、超音波洗浄して、研削屑を取り除
き、Ni無電解メッキする。
Then, ultrasonic cleaning is performed to remove grinding dust, and Ni electroless plating is performed.

【0112】無電解メッキ法は、溝を研削した、PZT
板を、50℃に加熱した脱脂液、(株)ワールドメタル
製「PT−0」(有機酸塩0.4%+無機アルカリ塩
0.2%+ノニオン活性剤0.5%、pH=1)に、3
0秒間つけて洗浄する。水洗後、エッチング液、(株)
ワールドメタル製「PT−1」(無機酸塩5%+アンモ
ニヤ系硫酸塩4%、弗素系塩1.5%、pH=2)に3
0秒間漬ける。水洗して、酸化液、(株)ワールドメタ
ル製、「PT−2」(有機酸塩15%+無機塩2%、p
H=1)に30秒間漬ける。水洗した後、塩化第一錫溶
液、(株)ワールドメタル製「PT−3」(有機酸塩
0.4%+無機酸塩0.8%+塩化第一錫0.6%+Na
Cl 3.5%、pH= 1)に30秒間漬ける。軽く水洗
して、塩化パラジウム溶液、(株)ワールドメタル製
「PT−4」(有機酸塩1%+無機酸塩3%+塩化パラ
ジウム0.1%、pH=1)に45秒漬ける。水洗後、
「PT−3」と「PT−4」をもう一度繰り返する。
In the electroless plating method, a groove is ground, and PZT
A plate was degreased by heating to 50 ° C., “PT-0” manufactured by World Metal Co., Ltd. (organic acid salt 0.4% + inorganic alkali salt 0.2% + nonionic activator 0.5%, pH = 1) ), 3
Wash for 0 seconds. After washing with water, etching solution, Co., Ltd.
3 for World Metal "PT-1" (5% inorganic salt + 4% ammonium sulfate, 1.5% fluorine salt, pH = 2)
Soak for 0 seconds. After washing with water, oxidizing solution, manufactured by World Metal Co., Ltd., "PT-2" (organic acid salt 15% + inorganic salt 2%, p
H = 1) for 30 seconds. After washing with water, stannous chloride solution, “PT-3” (World Organic Co., Ltd.) (organic acid salt 0.4% + inorganic acid salt 0.8% + stannic chloride 0.6% + Na
Soak in 3.5% Cl, pH = 1) for 30 seconds. After gently washing with water, it is immersed in a palladium chloride solution, "PT-4" manufactured by World Metal Co., Ltd. (organic acid salt 1% + inorganic acid salt 3% + palladium chloride 0.1%, pH = 1) for 45 seconds. After washing with water
"PT-3" and "PT-4" are repeated once.

【0113】ここまでは実施例1と同じであり、この
後、前処理の終わった試料の後壁と底面の配線形成部以
外に吸着したメッキ触媒をレーザーで除去する。具体的
には、被加工面で約40μm平方に集束された、YAG
レーザーの第2高調波光を、1パルスエネルギー0.0
4mJ、パルスレート3KHz、送りのステップ20μ
mで被加工物を送りながら、照射する。
Up to this point, the process is the same as that of the first embodiment. After that, the plating catalyst adsorbed on the portion other than the rear wall and the bottom wiring forming portion of the pretreated sample is removed by laser. More specifically, YAG focused on a surface to be processed to about 40 μm square is used.
The second harmonic light of the laser is converted to a pulse energy of 0.0
4mJ, pulse rate 3KHz, feed step 20μ
Irradiation while feeding the workpiece with m.

【0114】この試料を、80℃に加熱した、ニッケル
−燐無電解メッキ液、(株)ワールドメタル製「リンデ
ン202H」に、界面活性剤「AP555」を添加した
液で、10分間、ヘッドを垂直方向に2.5cm/sec
の速度で、揺動させながらメッキすると、1.5μmの
メッキ皮膜が析出する。
This sample was heated to 80 ° C., a head obtained by adding a surfactant “AP555” to a nickel-phosphorus electroless plating solution “Linden 202H” manufactured by World Metal Co., Ltd. for 10 minutes. 2.5cm / sec vertically
When the plating is performed while rocking at a speed of 1.5 mm, a plating film of 1.5 μm is deposited.

【0115】次いで、水洗して、メッキ液を除去する。Next, the plating solution is removed by washing with water.

【0116】次いで、5%NaOH溶液にヘッドを浸漬し
て、メッキレジストを取り除く。
Next, the head is immersed in a 5% NaOH solution to remove the plating resist.

【0117】ヘッドを、15wt%のアミノアクリル樹脂
を含む電着液、(株)シミズ製の「AE−4KX」に浸
漬して、超音波を掛けて、溝の底の水を電着液と置換し
て、室温で、50V直流を2分間印加する。その後、2
0kg/cm2の高圧水で洗浄して、溝の中の電着液を
取り除き、100℃で予備乾燥した後、180℃で、2
0分間硬化させる。
The head was immersed in an electrodeposition solution containing 15% by weight of an aminoacrylic resin, "AE-4KX" manufactured by Shimizu Co., Ltd., and ultrasonic waves were applied to remove the water at the bottom of the groove with the electrodeposition solution. Replace and apply 50V DC for 2 minutes at room temperature. Then 2
After washing with high-pressure water of 0 kg / cm 2 to remove the electrodeposition solution in the groove and pre-drying at 100 ° C.,
Let cure for 0 minutes.

【0118】次いで、セラミックス製の試料取り付け板
の上に、メッキしたヘッドの前壁を上に向けて、ワック
スで固定する。これを(株)日本エンギス製のハイプラ
スラッピング機が回転するラッピングプレート上に載せ
て、3ミクロンのダイヤモンドスラリーを噴射しなが
ら、3分間、ヘッド前壁を研磨してメッキ金属を除去す
る。
Then, the front side of the plated head is fixed on a ceramic sample mounting plate with the front wall facing upward. This is placed on a rotating lapping plate of a high-plus wrapping machine manufactured by Nippon Engis Co., Ltd., and the front wall of the head is polished for 3 minutes while spraying diamond slurry of 3 microns to remove plating metal.

【0119】次に、天板を接着する。未分極の厚さ0.
5mmの圧電素子板と同じPZT板に接着剤を塗布して、
14〜20kg/cm2の圧力と、90〜100℃の温度を掛
けて30分間硬化させる。
Next, the top plate is bonded. Unpolarized thickness
Apply an adhesive to the same PZT plate as the 5 mm piezoelectric element plate,
The composition is cured for 30 minutes by applying a pressure of 14 to 20 kg / cm 2 and a temperature of 90 to 100 ° C.

【0120】18μm径のノズルを128個有するエキ
シマレーザーで、穿孔した125μmのポリイミドシー
トを、ヘッド前壁にエポキシ接着剤で接着し、80℃で
40分間硬化させる。
A perforated 125 μm polyimide sheet is adhered to the front wall of the head with an epoxy adhesive using an excimer laser having 128 nozzles having a diameter of 18 μm, and cured at 80 ° C. for 40 minutes.

【0121】次いで、ポリアミド樹脂を射出成形したマ
ニホールドをエポキシ接着剤で、後壁に接着する。
Next, the manifold formed by injection molding the polyamide resin is adhered to the rear wall with an epoxy adhesive.

【0122】ヘッド配線は、異方導電性フィルム(AC
F)を用いて、約170℃で、約20秒、約14kgの過
重を均一に掛けて加熱押圧することによって、駆動制御
基盤に設けられたフレキシブルプリント回路と電気的に
接続する。
The head wiring is made of an anisotropic conductive film (AC
By using F), at about 170 ° C. for about 20 seconds, about 14 kg is uniformly applied and heated and pressed to electrically connect to a flexible printed circuit provided on the drive control board.

【0123】[0123]

【発明の効果】本発明によれば、上述した効果を発揮で
き、特に従来の乾式法技術に比べて、極めて簡易な湿式
法技術で、且つ、コストの低い方法で、泡抜け性が良
く、駆動周波数が高く、発熱が少なく、水系インクでも
溶剤系インクでも吐出できる、より高性能を有するシェ
ヤーモードヘッドの製造方法を提供することができる。
According to the present invention, the above-mentioned effects can be exerted. In particular, compared with the conventional dry method technology, the bubble removal property is excellent by a very simple wet method technology and a low cost method, It is possible to provide a method of manufacturing a high-performance shear mode head that has a high driving frequency, generates less heat, and can discharge both water-based ink and solvent-based ink.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の工程の一例を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing an example of a process of the present invention.

【図2】本発明の工程の一例を示す斜視図FIG. 2 is a perspective view showing an example of the process of the present invention.

【図3】本発明の工程の一例を示す斜視図FIG. 3 is a perspective view showing an example of the process of the present invention.

【図4】本発明の工程の一例を示す斜視図FIG. 4 is a perspective view showing an example of a process of the present invention.

【図5】本発明の工程の一例を示す斜視図FIG. 5 is a perspective view showing an example of a process of the present invention.

【図6】本発明の工程の一例を示す斜視図FIG. 6 is a perspective view showing an example of a process of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ヘッド 1a、1b:圧電素子板 2:メッキ用レジスト層 3:インク溝 4a、4b:空気溝 5:前壁 6:後壁 7:底面 8:配線部 9:天板 10:ノズル板 11:マニホールド 12:ACF 13:FPC 1: head 1a, 1b: piezoelectric element plate 2: plating resist layer 3: ink groove 4a, 4b: air groove 5: front wall 6: rear wall 7: bottom surface 8: wiring section 9: top plate 10: nozzle plate 11 : Manifold 12: ACF 13: FPC

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 穣 東京都日野市さくら町1番地 コニカ株式 会社内 Fターム(参考) 2C057 AF01 AF51 AF80 AF93 AG12 AG45 AG89 AP22 AP23 AP24 AP33 AP55 AP57 AP58 BA14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Minoru Yamada 1 Sakuracho, Hino-shi, Tokyo Konica Corporation F-term (reference) 2C057 AF01 AF51 AF80 AF93 AG12 AG45 AG89 AP22 AP23 AP24 AP33 AP55 AP57 AP58 BA14

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】以下の(1)〜(11)の工程を順に有す
ることを特徴とするシェヤーモードヘッドの製造方法。 (1)分極した二枚の圧電素子板を、分極方向を反対に
向けて接合して直方体又は立方体状のヘッドを形成する
工程 (2)該ヘッドの上面にメッキ用レジスト層を塗設する
工程 (3)該ヘッドの上面側に前後方向に伸びるインク溝と
空気溝を形成し、該インク溝と空気溝を交互に配置する
工程 (4)前記ヘッドの全面をエッチングして無電解メッキ
触媒を吸着させるエッチング触媒吸着工程 (5)前記触媒吸着面に無電解メッキする無電解メッキ
工程 (6)メッキ用レジスト層をアルカリで除去する工程 (7)前記ヘッドの前壁を研磨してメッキ皮膜を取り除
く工程 (8)前記無電解メッキ工程で形成されたメッキ皮膜に
有機絶縁膜を電着する電着工程 (9)前記ヘッドの後壁と底面のメッキ皮膜の一部をレ
ーザーで除去して、後壁から底面に連続するヘッド配線
を形成する工程 (10)前記ヘッドの上面に天板を、前記ヘッドの前壁
にノズル板を、前記ヘッドの後壁にマニホールドを各々
接合する工程 (11)前記後壁から底面に連続するヘッド配線を異方
導電性フィルム(ACF)を介してフレキシブルプリント
ケーブル(FPC)と接続する工程
1. A method for manufacturing a shear mode head, comprising the following steps (1) to (11) in order. (1) Step of joining two polarized piezoelectric element plates with their polarization directions opposite to each other to form a cuboid or cubic head (2) Step of applying a plating resist layer on the upper surface of the head (3) Forming ink grooves and air grooves extending in the front-rear direction on the upper surface side of the head, and alternately arranging the ink grooves and air grooves. (4) Etching the entire surface of the head to remove the electroless plating catalyst. (5) Electroless plating step of electroless plating on the catalyst adsorption surface (6) Step of removing plating resist layer with alkali (7) Polishing the front wall of the head to form a plating film Removing step (8) electrodeposition step of electrodepositing an organic insulating film on the plating film formed in the electroless plating step; (9) removing part of the plating film on the rear wall and bottom surface of the head by laser; The back wall Forming a continuous head wiring on the bottom surface; (10) bonding a top plate to the top surface of the head, a nozzle plate to the front wall of the head, and a manifold to the rear wall of the head; (11) the rear wall Of connecting the continuous head wiring from the bottom to the flexible printed cable (FPC) via an anisotropic conductive film (ACF)
【請求項2】以下の(1)〜(10)の工程を順に有す
ることを特徴とするシェヤーモードヘッドの製造方法。 (1)分極した二枚の圧電素子板を、分極方向を反対に
向けて接合して直方体又は立方体状のヘッドを形成する
工程 (2)該ヘッドの上面にメッキ用レジスト層を塗設する
工程 (3)該ヘッドの上面側に前後方向に伸びるインク溝と
空気溝を形成し、該インク溝と空気溝を交互に配置する
工程 (4)前記ヘッドの全面をエッチングして無電解メッキ
触媒を吸着させるエッチング触媒吸着工程 (5)前記ヘッドの後壁と底面のヘッド配線部以外の触
媒にレーザーを照射して失活させる工程 (6)前記ヘッドに残存する触媒吸着面に無電解メッキ
する無電解メッキ工程 (7)メッキ用レジスト層をアルカリで除去する工程 (8)前記無電解メッキ工程で形成されたメッキ皮膜に
有機絶縁膜を電着する電着工程 (9)前記ヘッドの前壁を研磨してメッキ皮膜を取り除
く工程 (10)前記ヘッドの上面に天板を、前記ヘッドの前壁
にノズル板を、前記ヘッドの後壁にマニホールドを各々
接合する工程 (11)前記後壁から底面に連続するヘッド配線を異方
導電性フィルム(ACF)を介してフレキシブルプリント
ケーブル(FPC)と接続する工程
2. A method for manufacturing a shear mode head, comprising the following steps (1) to (10) in order. (1) Step of joining two polarized piezoelectric element plates with their polarization directions opposite to each other to form a cuboid or cubic head (2) Step of applying a plating resist layer on the upper surface of the head (3) Forming ink grooves and air grooves extending in the front-rear direction on the upper surface side of the head, and alternately arranging the ink grooves and air grooves. (4) Etching the entire surface of the head to remove the electroless plating catalyst. (5) a step of irradiating a laser to a catalyst other than a head wiring portion on the rear wall and bottom surface of the head to deactivate the catalyst; and (6) an electroless plating on a catalyst adsorption surface remaining on the head. Electroplating step (7) Step of removing plating resist layer with alkali (8) Electrodeposition step of electrodepositing an organic insulating film on the plating film formed in the electroless plating step (9) Fixing the front wall of the head Polishing (10) bonding a top plate to the top surface of the head, a nozzle plate to the front wall of the head, and a manifold to the rear wall of the head (11) continuous from the rear wall to the bottom surface To connect a flexible printed cable (FPC) through an anisotropic conductive film (ACF)
【請求項3】前記(3)の工程で、インク溝の両側壁は
ヘッドの上面に対して垂直方向に研削され、且つ互いに
平行に研削されることを特徴とする請求項1又は2記載
のシェヤーモードヘッドの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein in the step (3), both side walls of the ink groove are ground in a direction perpendicular to an upper surface of the head and are ground in parallel with each other. Manufacturing method of shear mode head.
【請求項4】前記フレキシブルプリントケーブル(FP
C)が、駆動ICに繋がっていることを特徴とする請求項
1、2又は3記載のシェヤーモードヘッドの製造方法。
4. The flexible printed cable (FP)
4. The method according to claim 1, wherein C) is connected to a drive IC.
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