JP2002264328A

JP2002264328A - インクジェットヘッドおよびその製造方法

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Publication number: JP2002264328A
Application number: JP2001063456A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Nakajima; 吉紀中島; Hitoshi Isono; 仁志磯野; Yasuhiro Sakamoto; 泰宏坂本; Narimitsu Kakiwaki; 成光垣脇
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電体の剪断変形を利用したインクジェットヘ
ッドにあって、特にカンチレバー方式の駆動電極の形成
に関して、より製作容易なものを提供する。【解決手段】圧電材料の剪断駆動に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、圧力室２となる溝
形状の複数のインク流路を隔てる圧力室壁３の、概ね上
半分に形成される駆動電極５を、導電性接着剤により形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドおよびその製造方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、パソコン等に接続される印刷装置
では、インパクト方式に取って替わり、カラー化および
多階調化に適したインクジェットプリンタ等のノンイン
パクト方式の印刷装置が急速に普及しつつある。中で
も、印字に使用するインク滴のみを噴射するドロップ・
オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、低コスト化に有
利である等の点から注目されており、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、高密度化に適さないという点で構造的に不利であ
った。また、サーマルジェット方式は、インクを高温に
熱して噴射させるため、インクの耐久性に対する要求が
厳しく、また、省エネルギー化に適さなかった。

【０００４】そこで、このような難点を解消する別の方
式として、例えば、特開昭６３−２４７０５１号公報に
は、剪断モード方式が開示されている。この方式では、
圧電材料からなるインクチャンネル壁を剪断モードで駆
動させてその圧力波変動を利用してインク滴を吐出する
ものであり、ノズルの高密度化、省エネルギー化に適し
ている。

【０００５】この方式は主として、チタン酸ジルコン酸
鉛等の圧電材料からなり厚み方向に分極した板状のイン
ク流路基板に、ダイアモンドブレードを用いてインク流
路となる複数の溝を加工した後、インク流路を隔てる隔
壁の側面に駆動用の電極を形成し隔壁間に電圧を印加す
ることにより、隔壁が剪断変形してインクを吐出するも
のである。

【０００６】さらに、剪断モード方式は、シェブロン方
式とカンチレバー方式の２つに大別される。シェブロン
方式は、隔壁の半分の高さで分極方向が反対になるよう
に積層した圧電基板を使用し、隔壁全面に電極を形成す
る方式である。一方、カンチレバー方式は、分極方向が
一方向の圧電基板を使用し、隔壁の上半分若しくは下半
分にのみ電極を形成する方法である。この２方式のう
ち、一般にカンチレバー方式が圧電基板を積層する必要
がない等の製造方法の簡便さから主流となっている。

【０００７】カンチレバー方式での駆動電極の形成は、
真空蒸着装置を用いた「斜め蒸着」により行われるのが
主である。「斜め蒸着」とは、インク流路基板の法線方
向と異なる斜め方向から蒸着を行うことにより、隣接す
る隔壁によるシャドー効果を利用して隔壁の上半分に選
択的に電極を形成する方法である。

【０００８】図９に、インク流路基板１の駆動部分の縦
断面図を示す。図中の圧力室２は、深さ３００μｍ、幅
７０μｍの溝であり、１４１μｍピッチで設けられてい
る。このインク流路基板１に対して、基板法線から約２
０度傾けた角度で、図の実線矢印及び破線矢印の方向か
ら２回蒸着を行うことで、圧力室２を画成する隔壁３の
両側に駆動電極５，５を形成する。

【０００９】この場合、蒸着前に、隔壁３の頂上部１３
には予めドライレジスト膜１６が塗布されており、２回
蒸着を行った後にリフトオフして隔壁３の頂上部１３上
の電極を取り除く。なお、斜め蒸着により形成される電
極の幅は、蒸着角度と溝幅に依存する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】しかしながら、真空蒸着
を用いた電極形成では次のような課題を有していた。ま
ず、第一に真空蒸着では高価な装置を必要とするため、
製造コストの増加を招いていた。

【００１１】さらに、大面積のインク流路基板１に蒸着
する場合、基板内で蒸着角度が異なるために電極幅が変
化し、インクの吐出特性にばらつきが生じるおそれがあ
り、量産化に適さなかった。なお、蒸着源と基板間の距
離が０．８ｍの真空蒸着装置を用いた場合、７２ｍｍ角
の基板に対して約５０μｍの差が生じる。

【００１２】また、消費電力、材料コスト及び加工コス
トが少ないヘッドの作製方法として、例えば、特開平６
−２１８９１８号公報に記載の技術が挙げられる。この
技術は、突っ切りで加工したアクチュエーター基板に対
して、その後端部のインク流路内に、ディスペンサーを
用いて導電性接着剤を埋め込むと同時に外部回路上にも
描画している。

【００１３】これにより、外部回路と駆動電極を導電性
接着剤を介して導通させる。このような構造では、予め
真空蒸着等で作成された駆動電極と、その後に導電性接
着剤を用いて作成された埋め込み電極間の電気的な接続
が重要となる。しかしながら、真空蒸着により作成した
駆動電極と導電性接着剤により作成した埋め込み電極間
の導通は以下の点から困難であった。

【００１４】まず、真空蒸着により作成した駆動電極
は、導電性接着剤を埋め込むまでに酸化されて表面に絶
縁膜を形成しやすく、導通不良を生じる原因となる。と
くに駆動電極を純銅とした場合は、酸化が激しいため、
電極形成を行った後の基板の取扱いは厳重にする必要が
あった。

【００１５】また、斜め蒸着による駆動電極の形成で
は、駆動電極法線に対して約７０度傾いた方向から蒸着
をするため柱状成長しやすく、電極膜の面性状はざらつ
いたものとなっている。特に、アルミニウムを用いた場
合はこの傾向が顕著であり、導電性接着剤を流し込んだ
際に濡れ性が悪く、ボイドやクラックが発生する原因と
なっていた。

【００１６】また、導電性接着剤は、エポキシ系接着剤
を基材として金属製の導電性粒子を付与したものである
ため、純金属からなる駆動電極と熱収縮が異なる。よっ
て、導電性接着剤の焼成時に、駆動電極と埋め込み電極
の界面でクラックが発生するおそれがあった。

【００１７】本発明は、このような実情に鑑みてなさ
れ、圧電体の剪断変形を利用したインクジェットヘッド
にあって、特にカンチレバー方式の駆動電極の形成に関
して、より製作容易なものを提供することを目的とす
る。

【００１８】また、本発明の他の目的は、インク流路内
に導電性接着剤を埋め込み引き出し電極とするインクジ
ェットヘッドにあって、駆動電極と引き出し電極間の電
気的接合を確実におこなえる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。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するための手段を以下のように構成している。

【００２０】（１）圧電材料の剪断駆動によりインクを
吐出させるインクジェットヘッドにおいて、圧力室とな
る溝形状の複数のインク流路を隔てる圧力室壁の、概ね
上半分に形成される駆動電極が、導電性接着剤により形
成されていることを特徴とする。

【００２１】この構成によれば、濡れ性の良好な導電性
接着剤により駆動電極を形成するので、製作が容易とな
り、真空蒸着装置等の高価な装置が不要となるため、製
造コストの大幅な削減を図ることができる。

【００２２】（２）前記インク流路の断面が、流路深さ
の概ね半分の位置で段差を有し、前記インク流路の開口
部が、底面よりも幅広に形成されていることを特徴とす
る。

【００２３】この構成によれば、駆動電極を導電性接着
剤により製作する場合に、段差を基準として導電性接着
剤の濡れ性を利用することにより、駆動電極の幅を一定
に保ちやすくなり、チャンネル毎の吐出特性のばらつき
を抑えることができる。

【００２４】また、従来の真空プロセスによる駆動電極
の形成に比べてインク流路基板が大面積化しても、駆動
電極幅のばらつきが少ないため、量産化に適した製造方
法を適用することができる。

【００２５】（３）板状の平坦部材に均一に塗布した導
電性接着剤を、請求項１または２に記載のインクジェッ
トヘッドの前記インク流路の開口部面に押し当てること
により、前記圧力室壁側面の駆動電極を形成することを
特徴とする。

【００２６】この方法によれば、濡れ性の良好な導電性
接着剤により駆動電極を形成するので、製作が容易とな
り、真空蒸着装置等の高価な装置が不要となるため、製
造コストの大幅な削減を図ることができる。

【００２７】（４）ヘッド後端部に相当する部分のイン
ク流路内に導電性接着剤を埋め込んで外部回路との接続
をおこなうための引き出し電極を形成する請求項１また
は２に係るインクジェットヘッドにおいて、前記導電性
接着剤により駆動電極と埋め込み電極を形成した後、前
記導電性接着剤を焼成することを特徴とする。

【００２８】この方法によれば、ヘッド後端面に導電性
接着剤からなる埋め込み電極を形成するので、不要な静
電容量と材料コストが少なくて済み、かつ、導電性接着
剤を焼成することにより硬化させると直ちに導電性を発
揮するため、駆動電極と埋め込み電極の間の電気的接続
が確実となる。

【００２９】

【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およびその製造方法について図面
を参照しつつ説明する。

【００３０】［第１の実施形態］本実施形態は、請求項
１乃至４に記載の発明に係るインクジェットヘッドの一
例を示す。

【００３１】（構成）図１は、インク流路基板１を模式
的に表したものであり、寸法等は忠実に再現していない
が、厳密な数値等は別途本文中に記載している。インク
流路基板１は厚み方向に分極した厚み０．９ｍｍのＰＺ
Ｔ基板であり、複数の溝加工が施されて圧力室２を形成
している。

【００３２】圧力室２は、ｌ８０ｄｐｉピッチ（１４１
μｍピッチ）で構成されており、溝深さ３００μｍ、開
口部側の溝幅は７３μｍ、底面側の溝幅は６５μｍであ
る。隣接する圧力室２，２を隔てるインク流路隔壁３
は、図示のように、ほぼ中央の高さで段差を有し、この
隔壁段差４のステップ幅は約４μｍである。

【００３３】インク流路隔壁３の両側面には、隔壁段差
４よりも上方に導電性接着剤により作製された駆動電極
５が設けられており、その駆動電極５の厚みは約３μｍ
である。駆動電極５─はインク流路方向に２ｍｍの幅で
連なっており、その終端部において埋め込み電極６とつ
ながっている。

【００３４】埋め込み電極６はインク流路を埋めるよう
な形状であり、インク流路方向に０．５ｍｍの厚みがあ
る。また、駆動電極５と同一の導電性接着剤を使用して
作製されており、インク流路を介して対向している駆動
電極５，５は、埋め込み電極６を介して互いに短絡して
いる。

【００３５】この様な構造のインク流路基板１を用いて
作製したインクジェットヘッドの構造を図２に基づいて
説明する。図２は、インクジェットヘッドの横断面図で
ある。前述した構造のインク流路基板１の開口面には、
予めサンドブラスト加工を施して共通のインク供給路１
４が設けられているカバープレート７を接着してアクチ
ュエーターを構成している。

【００３６】埋め込み電極６がなくインク流路が開口し
ている側（紙面右端面）には、ポリイミド製でインク吐
出側の穴径が直径２０μｍのノズルプレート８が接着さ
れている。アクチュエータの埋め込み電極６側の端面に
は、フレキシブル基板１０の配線がそれぞれの埋め込み
電極６に当接しており、フレキシブル基板１０を通じて
吐出制御を行う外部回路（図示省略）に接続されてい
る。また、この端面には、インクを供給するためのマニ
フォールド９が接着されている。

【００３７】以上の構成により、インク流路隔壁３を介
して対向している駆動電極５，５間に電位差を加えるこ
とが可能となり、インク流路隔壁３の上半分は分極方向
に直交する電界が印加されて剪断モードで駆動する。こ
の際に生じる圧力変動を利用してノズルプレート８から
インク滴の吐出が行われる。

【００３８】なお、インク流路隔壁３の隔壁段差４のス
テップ幅は０．５〜５μｍであることが望ましい。０．
５μｍ以下では、駆動電極幅の制御が行えない。一方、
５μｍ以上では、インクの吐出性能が低下するからであ
る。

【００３９】（製造方法）第１の工程は、圧電体基板に
圧力室となるインク流路を形成する工程である。この工
程により図３に示されるようなインク流路基板１が作成
される。なお、図上部にあるガラス基板１１は、第２の
工程で使用する。圧電体基板は、厚み０．９ｍｍの板状
のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の基板を用いてい
る。インク流路は、ダイアモンドブレードを用いてダイ
シング加工することにより作製される。

【００４０】本実施形態にあるような段差を有するイン
ク流路２は、幅６５μｍのブレード（Ａ）と幅７３μｍ
のブレード（Ｂ）の２種類のブレードを用いてブレード
（Ｂ）による加工深さがブレード（Ａ）の加工深さの約
半分になるように同一直線上を２回加工することで得る
ことができる。また、ブレード（Ａ）のみを用いて、イ
ンク流路深さの溝加工と、その半分の深さで加工位置を
左右に４μｍずらした溝加工を行うことで容易に得るこ
ともできる。

【００４１】本実施形態では、このようにして、開口部
から底面までの深さが３０５μｍ、開口部から隔壁段差
４までの深さが１５５μｍ、開口部と隔壁段差までのイ
ンク流路の幅が７３μｍ、隔壁段差と底面までのインク
流路の幅が６５μｍのインク流路を、１４１μｍピッチ
で計１４０本作製した。

【００４２】第２の工程は、導電性接着剤を用いてイン
ク流路隔壁３の両側面に駆動電極５を形成する工程であ
る。本実施形態では、図３に示すように、平坦なガラス
基板１１にバーコーターを用いて導電性接着剤１２を厚
み１００μｍで均一に塗布したものをインク流路基板１
の開口部に押し当てる。

【００４３】このとき、導電性接着１２の濡れ性により
開口部から隔壁段差４までの間のインク流路隔壁側面に
は導電性接着剤１２が流れ込み、隔壁段差４に達した導
電性接着剤１２は滞留する。また、インク流路隔壁頂上
部１３には、ガラス基板１１上の導電性接着剤１２の一
部が転写される。このようにして、図４に示すようなイ
ンク流路基板１を得る。また、駆動電極の厚みは３μ
ｍ、インク流路隔壁３の頂上部１３に転写される電極の
厚みは１μｍであった。

【００４４】なお、本実施形態では、ガラス基板１１の
押圧力は１０ｇ／ｃｍ² 、押し当て時間は１秒間とし
て、押し当て後はインク流路基板１からガラス基板１１
を遠ざける。ガラス基板１１の表層に残存した導電性接
着剤１２は、不足分を補給して再度バーコーターで引き
延ばすことによりポットライフの範囲内で何度でも使用
可能である。

【００４５】本実施形態では、導電性接着剤１２は、ナ
ミックス（株）製の導電性接着剤ユニメックＸＨ９６２
６Ｄを用いた。この導電性接着剤は、エポキシ樹脂系の
接着剤中に数μｍの銀クラスターが多数混在しており焼
成前は４５Ｐａ・ｓの粘度を持ち、焼成後は硬化し、ま
た銀クラスター同士が接触することにより、比抵抗２．
０×ｌ０^-4Ｑ・ｃｍの導電性を有する。なお、焼成条件
は大気中で１５０℃、３０分間の保持である。

【００４６】第３の工程は、インク流路基板１のヘッド
後端面に相当する箇所に導電性接着剤を用いて埋め込み
電極６を形成する工程である。図４に示すように、本実
施形態では、埋め込み電極６は、駆動電極５の形成と同
様の導電性接着剤１２をシリンジ１５を用いてインク流
路垂直方向に一文字、即ち図示の矢印方向に描画するこ
とにより作製する。

【００４７】このとき、インク流路方向に直交して一文
字に描画された導電性接着剤１２はインク流路内に沈降
し、幅は１ｍｍ程度となっている。このようにして、図
５に示すようなインク流路基板１を得る。なお、図４で
は、埋め込み電極６の形状を模式的に表しているが、実
際には、導電性接着剤の表面張力により、インク流路底
面と呼び側面に沿って流れフィレット形状となってい
る。

【００４８】即ち、埋め込み電極６と駆動電極５のイン
ク流路内部における境界部分は、図示のような直角的な
ものではなく、曲率をもったＲ形状になっている。この
ようなＲ形状により、接合部の機械的耐久性が向上し、
また、広い面積で電気的接合をおこなえる等の利点があ
る。

【００４９】第４の工程は、駆動電極５及び埋め込み電
極６として形成した導電性接着剤１２を焼成し硬化させ
る工程である。本実施形態では、１５０℃に保持したク
リーンオーブン中に１時間入れて硬化させた。これによ
り、導電性接着剤１２は硬化すると同時に導電性を発揮
し、電気的に確実な接続状態が形成された駆動電極５─
と埋め込み電極６が形成される。

【００５０】第５の工程は、インク流路隔壁３の頂上部
１３等に形成された不要な電極を除去し隣接するインク
流路の駆動電極５，５間を絶縁させ、かつ、この後の工
程でカバープレート７を接着できるようにインク流路基
板１を平坦にする工程である。本実施形態では、インク
流路基板１の頂上部１３側を石定盤を下地にしたラッピ
ング研磨により、その頂上部１３上の駆動電極５を除去
し、頂上部１３にＰＺＴ面を約５μｍ研磨する。同時に
埋め込み電極６の上部はＰＺＴ面と同じ高さとなるよう
に研磨される。このようにして、図１に示すようなイン
ク流路基板１を得る。

【００５１】第６の工程は、インク流路基板１とカバー
プレート７を接着する工程である。本実施形態では、カ
バープレート７は、インク流路基板１と同一のＰＺＴ基
板であるが、分極はしていない。このカバープレート７
には、予め、図２に示されるようなインク供給路１４が
サンドブラスト加工により作製されている。

【００５２】このインク供給路１４の作製には、ＰＺＴ
基板にドライレジスト膜を塗布し、露光、現像を行っ
て、インク供給路１４となる部分のみのドライレジスト
膜を剥離している。その上でサンドブラスト加工するこ
とにより、平板にインク供給路１４となる複数のへこみ
が形成されているカバープレート７を作製する。

【００５３】カバープレート７はエポキシ系の接着剤を
バーコーターで均一に塗布したポリイミドフィルムに接
着面を押し当て接着剤を転写したのち、インク流路基板
ｌの開口部を塞ぐように配置し、１００℃のオーブンに
１時間入れて硬化させる。このとき、埋め込み電極６の
直上にインク供給路１４が配置されるようにする。ま
た、接着層厚をできるだけ小さくするために接着圧５０
０ｇ／ｃｍ²を加えた。

【００５４】第７の工程は、アクチュエーターからイン
クが吐出できるように仕上げる工程である。具体的に
は、まず、カバープレート７とインク流路基板１が接着
されたアクチュエーターを所望のサイズに切断し、イン
クを吐出するノズルプレート８、インクを導入するマニ
フォールド９、埋め込み電極６と外部を接続するフレキ
シブル基板を取り付ける等の工程である。

【００５５】第６の工程で作成されたアクチュエータ−
は、図２に示すように、インク吐出方向から順にインク
流路隔壁３の頂上部１３とカバープレート７が接着され
ている駆動部分Ａの長さ１ｍｍ、壁頂上部１３とカバー
プレート７が離れている非駆動部分Ｎが１ｍｍ、埋め込
み電極６の幅Ｄが０．５ｍｍで、全長が２．５ｍｍとな
るように、ダイシング加工により切断される。

【００５６】次に、エキシマレーザー加工により複数の
インク吐出孔が設けられたポリイミドからなるノズルプ
レート８をアクチュエーター前面（紙面右端面）に接着
する。そして、アクチュエータ一後端面に露出している
埋め込み電極６に等ピッチで配線されているフレキシブ
ル基板１０を接続する。

【００５７】この時に、フレキシブル基板１０と埋め込
み電極６の間に異方性導電膜を挟むことにより、確実に
接続することが可能となる。射出成形により作製した樹
脂製のマニフォールド９を、アクチュエーター後端面に
開口しているインク供給路１４を覆うように接着する。
以上の工程により、本実施形態のインクジェットヘッド
が完成する。

【００５８】（その他）なお、本発明では、大面積のイ
ンク流路基板１に複数のアクチュエーター分の溝加工、
駆動電極５の形成、埋め込み電極６の形成、カバープレ
ート７の接着、切断を一括して行うことが可能であり、
真空蒸着で課題であった駆動電極幅の違いが生じるおそ
れがない。

【００５９】また、各図は模式的に描いているため、導
電性接着剤により形成された駆動電極５及び埋め込み電
極６の形状は図のものと一部異なる部分がある。例え
ば、導電性接着剤を用いているため、埋め込み電極６と
駆動電極５の間にフィレットが形成されること、埋め込
み電極６はインク流路の底面側を裾野とした山形の形状
となることなどが挙げられが、駆動部分ではないためイ
ンクジェットヘッドの性能に大きな影響を及ぼすもので
はない。

【００６０】また、本実施形態では、インク流路の形状
が深さ中央において段差を有するものを説明したが、本
発明は、これに限定されることなく、例えば、均一な幅
からなるチャンネル流路の隔壁側面に対しても、導電性
接着剤による駆動電極の形成は可能である。

【００６１】しかしながら、この場合は、導電性接着剤
の濡れ性のみで電極幅を制御するため、第４の工程にお
いて、均一に塗布した導電性接着剤の厚み、押圧、押し
当て時間について、使用する導電性接着剤に応じて十分
な予備検討が必要となる。また、本発明は本実施例で使
用した導電性接着剤だけに限定されるものではなく、他
の導電性接着剤を用いてもよい。

【００６２】［第２の実施形態］本実施形態は、請求項
１乃至３に係る発明に係り、インクジェットヘッドに関
するものであり、ヘッド後端部に埋め込み電極を用いな
い場合の一例である。

【００６３】（構成）本実施形態におけるカバープレー
トを除いたインク流路基板を図６に示す。インク流路基
板１は厚み方向に分極した厚み０．９ｍｍのＰＺＴ基板
であり、複数の溝加工が施されて圧力室２を形成してい
る。

【００６４】圧力室２は、ｌ８０ｄｐｉピッチ（１４１
μｍピッチ）で構成されており、溝深さ３００μｍ、開
口部側の溝幅は７３μｍ、底面側の溝幅は６５μｍであ
る。圧力室２を隔てるインク流路隔壁３は、図示されて
いるように、ほぼ中央の高さで段差を有し、この隔壁段
差４のステップ幅は約４μｍである。インク流路隔壁３
の両側面には、隔壁段差４よりも上方に導電性接着剤に
より作成された駆動電極５が設けられており、駆動電極
５の厚みは約３μｍである。

【００６５】このような構造のインク流路基板１を用い
て作成したインクジェットヘッドの構造を図７に基づい
て説明する。図７はインクジェットヘッドの横断面図
で、前述した構造のインク流路基板ｌの開口面には、平
板状のカバープレート７を接着してアクチュエーターを
構成している。

【００６６】アクチュエーターのインク吐出側の端面に
は、ポリイミド製でインク吐出側の穴径が直径２０μｍ
のノズルプレート８が接着されている。一方、アクチュ
エーターの後端面には、後述する引き出し配線が設けれ
られており、その上にインクを導入するマニフォールド
９が接着されている。

【００６７】図８は、本実施形態のインクジェットヘッ
ドの後端面の斜視図であり、図７のＺ方向からみた図で
ある。ヘッド後端面には、導電性接着剤により作製した
厚み１μｍの引き出し電極１７が形成されており、イン
ク流路隔壁３の中央に相当する箇所にインク流路深さ方
向に略平行に連通する幅２０μｍ、深さ３０μｍの電極
分離溝１８─が刻設されている。

【００６８】なお、この電極分離溝１８は、ヘッド後端
面全面に引き出し電極１７を形成した後に刻設している
ため、電極分離溝１８の内部には電極が形成されておら
ず、電極分離溝１８を隔て隣接する引き出し電極１７，
１７は互いに絶縁されている。引き出し電極１７は、圧
力室２の奥行き方向の側面に約５０μｍの幅で侵入して
おり、予め設けられている圧力室２内の駆動電極５の一
部に積層されている。よって、圧力室２の駆動電極５は
ヘッド後端面上の引き出し電極１７と電気的に導通して
いる。

【００６９】以上の構成により、引き出し電極１７を通
じて、インク流路隔壁３を介して対向している駆動電極
５，５間に電位差を加えることが可能となり、インク流
路隔壁３の上半分は分極方向に直交する電界が印加され
て剪断モードで駆動する。この際に生じる圧力変動を利
用してノズルプレート８からインク滴の吐出が行われ
る。

【００７０】（製造方法）本実施形態で使用されるイン
ク流路基板１の製造方法では、第１の実施形態において
説明した第１及び第２の工程が同一であるため説明を省
略する。

【００７１】本実施形態の第３の工程は、駆動電極５と
して形成した導電性接着剤を焼成し硬化させる工程であ
る。本実施形態では、１５０℃に保持したクリーンオー
ブン中に１時間入れて硬化させた。これにより、導電性
接着剤は硬化し駆動電極５，５が形成される。

【００７２】第４の工程は、インク流路隔壁３の頂上部
１３等に形成された不要な電極を除去し隣接するインク
流路の両側の駆動電極５，５間を絶縁させ、かつ、この
後の工程でカバープレート７を接着できるようにインク
流路基板１を平坦にする工程である。

【００７３】本実施形態では、インク流路基板１のイン
ク流路隔壁３の頂上部１３側を石定盤を下地にしたラッ
ピング研磨により、頂上部１３上の駆動電極５─を除去
し、頂上部１３にＰＺＴ面を約５μｍ研磨する。

【００７４】第５の工程は、インク流路基板１とカバー
プレート７を接着する工程である。本実施形態では、カ
バープレート７は、インク流路基板１と同一のＰＺＴ基
板であるが、分極はしておらず、平板状である。

【００７５】カバープレート７はエポキシ系の接着剤を
バーコーターで均一に塗布したポリイミドフィルムに接
着面を押し当て接着剤を転写したのち、インク流路基板
１の開口部を塞ぐよう配置し、１００℃のオーブンに１
時間入れて硬化させる。なお、このとき、接着層厚をで
きるだけ小さくするために、接着圧５００ｇ／ｃｍ²を
加えた。接着層の厚みはｌμｍ以下である。

【００７６】第６の工程は、アクチュエーターを所望の
大きさに切断する工程である。アクチュエーター基板は
ダイシング加工により全長１ｍｍに切断される。

【００７７】第７の工程は、電極を引き出す方向である
アクチュエーター後端面に、圧力室内の駆動電極５─を
引き出すための引き出し電極１７─を形成する工程であ
る。本実施形態では、第２の工程において導電性接着剤
を用いて駆動電極５─を形成したのと同様に、導電性接
着剤を均一に塗布したガラス基板をアクチュエーター後
端面に押し当て、導電性接着剤をアクチュエーター後端
面に転写した。このとき、濡れ性により圧力室内側面上
を導電性接着剤が浸透する。

【００７８】第８の工程は、導電性接着剤により形成し
た引き出し電極１７を硬化させる工程であり、インク流
路基板１を１５０℃に保持したクリーンオーブン中に１
時間入れて硬化させる。

【００７９】第９の工程は、ヘッド後端面全面に形成さ
れた引き出し電極１７─を各インク流路毎に分離する工
程である。本実施例では、幅２０μｍのダイアモンドブ
レードを用いたダイシング加工により、ヘッド後端面上
のインク流路隔壁３の中央を、インク流路深さ方向に略
平行に連通する電極分離溝１８─を刻設する。なお、こ
の電極分離溝１８は、幅２０μｍ、深さ３０μｍであ
る。

【００８０】第１０の工程は、インクを吐出するノズル
プレート８、インクを導入するマニフォールド９、引き
出し電極１７と外部を接続する工程である。ノズルプレ
ート８はエキシマレーザー加工により製作され、複数の
インク吐出孔が設けられ、アクチュエーター前面（紙面
右端面）にエポキシ系の接着剤を用いて接着する。

【００８１】射出成形により製作した樹脂製のマニフォ
ールド９を、アクチュエーター後端面に開口しているイ
ンク供給路を覆うように接着する。次に、引き出し電極
１７にフレキシブル基板を異方性導電膜を介して接続
し、さらにフレキシブル基板を外部回路に接続する。以
上の工程により、本実施形態のインクジェットヘッドが
完成する。

【００８２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、以下の効果を奏する。

【００８３】請求項１によれば、濡れ性の良好な導電性
接着剤により駆動電極を形成するので、製作が容易とな
る。また、真空蒸着装置等の高価な装置が不要となるた
め、製造コストの大幅な削減を図ることができる。

【００８４】請求項２によれば、インク流路の断面に段
差を形成し、インク流路の開口部を底面よりも幅広く形
成するので、駆動電極を導電性接着剤により製作する場
合に、段差を基準として導電性接着剤の濡れ性を利用す
ることにより、駆動電極の幅を一定に保ちやすくなり、
チャンネル毎の吐出特性のばらつきを抑えることができ
る。

【００８５】また、従来の真空プロセスによる駆動電極
の形成に比べてインク流路基板が大面積化しても、駆動
電極幅のばらつきが少ないため、量産化に適した製造方
法を適用することができる。

【００８６】請求項３によれば、板状の平坦部材に均一
に塗布した濡れ性の良好な導電性接着剤をインク流路の
開口部に押し当てることにより、その導電性接着剤で駆
動電極を形成するので、製作が容易となる。また、この
製造方法によれば、真空蒸着装置等の高価な装置が不要
となるため、製造コストの大幅な削減を図ることができ
る。

【００８７】請求項４によれば、導電性接着剤により駆
動電極と埋め込み電極を形成した後、前記導電性接着剤
を焼成するので、不要な静電容量と材料コストが少なく
て済み、かつ、導電性接着剤は焼成後の硬化により、直
ちに導電性を発揮するため、駆動電極と埋め込み電極の
間の電気的接続が確実となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るインクジェット
ヘッドのカバープレートを除いた斜視図である。

【図２】同インクジェットヘッドの断面図である。

【図３】同第２の工程説明図である。

【図４】同第４の工程説明図である。

【図５】同第５の工程説明図である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係るインクジェット
ヘッドのカバープレートを除いたインク流路基板の斜視
図である。

【図７】同インクジェットヘッドの断面図である。

【図８】同背面図である。

【図９】従来の真空蒸着による駆動電極形成の説明図で
ある。

【符号の説明】

２−圧力室４−段差５−駆動電極６−埋め込み電極１２−導電性接着剤１７−引き出し電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者坂本泰宏大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者垣脇成光大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2C057 AF93 AG32 AG39 AG45 AP02 AP22 AP25 AP57 AQ10 BA03 BA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電材料の剪断駆動によりインクを吐出
させるインクジェットヘッドにおいて、圧力室となる溝形状の複数のインク流路を隔てる圧力室
壁の、概ね上半分に形成される駆動電極が、導電性接着剤により形成されていることを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。
【請求項２】前記インク流路の断面が、流路深さの概ね半分の位置で段差を有し、前記インク流路の開口部が、底面よりも幅広に形成され
てい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】板状の平坦部材に均一に塗布した導電性
接着剤を、請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの前記
インク流路の開口部面に押し当てることにより、前記圧力室壁側面の駆動電極を形成することを特徴とす
るインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】ヘッド後端部に相当する部分のインク流
路内に導電性接着剤を埋め込んで外部回路との接続をお
こなうための引き出し電極を形成する請求項１または２
に係るインクジェットヘッドにおいて、前記導電性接着剤により駆動電極と埋め込み電極を形成
した後、前記導電性接着剤を焼成することを特徴とする
インクジェットヘッドの製造方法。