JP2004175037A - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】不要な静電容量を押さえて、高速印字を可能とし、かつ、長期の使用においても電気的な接続信頼性が高いコンパクトなインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】圧電基板４に刻設された溝に形成されたインク室４０の両側を画成する隔壁の上面とカバー部材５とを貼り合わせることにより、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるように形成された第一のインク室４０Ａと、カバー部材５と隔壁の上面との間に隙間を形成することにより、第一のインク室４０Ａのそれぞれに連通するように形成された第二のインク室４０Ｎと、を設け、さらに、第二のインク室４０Ｎの両側を画成する隔壁４１の片側面が研削されて駆動電極が存在しない研削面４２の隔壁高さ方向の寸法を、第一のインク室４０Ａ方向に向かって連続的に減少させている。
【選択図】 図２
【解決手段】圧電基板４に刻設された溝に形成されたインク室４０の両側を画成する隔壁の上面とカバー部材５とを貼り合わせることにより、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるように形成された第一のインク室４０Ａと、カバー部材５と隔壁の上面との間に隙間を形成することにより、第一のインク室４０Ａのそれぞれに連通するように形成された第二のインク室４０Ｎと、を設け、さらに、第二のインク室４０Ｎの両側を画成する隔壁４１の片側面が研削されて駆動電極が存在しない研削面４２の隔壁高さ方向の寸法を、第一のインク室４０Ａ方向に向かって連続的に減少させている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタのキャリッジに搭載されるインクジェットヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェットヘッドの構造について、図１９及び図２０を参照しつつ説明する。
まず、第一の従来技術として、図１９に示すような、溝加工を行うダイシングブレードの円弧形状（Ｒ形状）を利用することによりインク室内の電極を、アクチュエーター基板の表面に引き出すようにしたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
図１９は、インク室の断面を表すインクジェットヘッドの横断面図であり、このインクジェットヘッド２００は、インク室を隔てる隔壁が形成されているアクチュエーター部材２１１と、共通インク室２１４が形成されているカバー部材２１３を接着剤で貼り合わせてなり、インク吐出方向側の端面にノズルプレート２０７が接着されている。
【０００４】
インクジェットヘッド２００は、紙面右から、インクを吐出するエネルギーを発生させるインク室２１５、インク室２１５内の電極２１６を外部に引き出すための円弧状部分２１２、アクチュエーター部材表面に引き出され外部駆動用ＩＣ２１０と接続するための接続部分２０２からなり、それぞれ電極が形成されている。
【０００５】
その接続部分２０２に対して、例えば、外部駆動用ＩＣ２１０と導通しているフレキシブル基板２０４を、異方性導電膜を介して電気的に接続することで、外部駆動用ＩＣ２１０で制御された電位はフレキシブル基板２０４、外部駆動用ＩＣ２１０と接続するための部分２０２、円弧状部分２１２、インクを吐出するエネルギーを発生させるインク室２１５の順に伝わり、インクを吐出するエネルギーを発生させるインク室２１５を隔てる隔壁間に電位差を与えることにより、インクを吐出するためのエネルギーが発生する。この構成では、インク室はダイシングマシンを用いて作製することが一般的で、円弧状部分２１２はダイシングブレードの円弧形状を転写した形となっている。
【０００６】
ダイシングブレードは一般に外径５０〜８０ｍｍのものが殆どであり、この円弧状部分の長さは、インク室の深さを２００〜３００μｍとすると、深さによって多少差はあるものの、インク室の概ね４〜６ｍｍ程度を要し、さらに、外部駆動用ＩＣ２１０と接続するための部分２０２は、少なくとも約１〜２ｍｍ程度は必要である。よって、インク室の電極を引き出し外部駆動用ＩＣ２１０と電気的に接続するために、５〜８ｍｍ程度の長さで電極を引き延ばしている。
【０００７】
一方、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるインク室２１５は、概ね１〜２ｍｍ程度でよい。即ち、第一の従来技術では、インク室内の電極を外部に引き出すために、全長は６〜１０ｍｍ程度が必要とされ、その内、実質的にインクを吐出させるために必要なエリアは１〜２ｍｍにすぎない。
【０００８】
このようなインクジェットヘッドの構成では、インク室を隔てる隔壁側面に電極を形成しその間に電位差を印加することで、インクを吐出するエネルギーを発生するが、インクを吐出するエネルギーを発生させるインク室２１５以外の円弧状部分２１２においても隔壁を介して電極は設けられているために、その部分において不要な静電容量を持つ。
【０００９】
この不要な静電容量により、静電容量が大きくなりアクチュエーター駆動に際して、印加駆動波形が鈍ることで高速駆動による高速印字が困難になるという問題があった。この印加駆動波形の鈍りは、印加電圧を上昇させることで改善できるが、印加電圧を上げることでアクチュエーターの駆動による発熱量が増大してアクチュエーターの温度が上昇することによりインク粘度が変化して、安定で高精度な印字が行えなくなるという問題、高い電圧を印加できる駆動用ＩＣはコスト高になるという問題、さらには低消費電力化が困難でなるという問題があった。今後、更にインクジェットヘッドの高密度化により、ノズルの狭ピッチ化が進んでくると静電容量は更に大きくなり、上記の問題は一層深刻になる。
【００１０】
さらに、この構造は、インクの吐出に寄与する部分はインクの吐出エネルギーを発生させるインク室部分２１５だけであるにもかかわらず、電極の引き出しのためにヘッド後端を延長しているため、全長が長くなり、材料使用量が多く、材料コストが高くなるという問題があった。
【００１１】
また、全長が大きいほど、一括してプロセス処理可能な大面積基板１枚当たりの取れ数が少なくなるために、その分ヘッドチップ当たりのプロセスコストが増大する。結果として、全長が大きくなることにより、インクジェットヘッド１チップ当たりのコストが高くなり、それ以上のコスト低減を行うことは困難であった。
【００１２】
上記のような問題を解決するために、本出願人らは、材料コストを抑え、静電容量も小さく、安価なインクジェットヘッドを製造するために、次のような構造（第二の従来技術）を考案し、他の特許出願を行った。図２０は、本出願人らが出願しているインクジェットヘッドの構成を示す横断面図である（例えば、特許文献３参照）。
【００１３】
この図２０に示す第二の従来技術における前記第一の従来技術との大きな違いは、インクジェットヘッド後端部の溝内に外部接続用電極を充填することにより、インク室の円弧形状に依存しないで、インク室の電極を外部に引き出せるようにしたことである。
【００１４】
第一の従来技術と同様に、インク室とインク室を隔てる隔壁を有するアクチュエーター部材２１１と、共通インク室２１４を有するカバー部材２１３を貼り合わせてインクジェットヘッドは構成されており、ヘッド後端部（紙面左端）のインク室内に導電性樹脂２０５が充填されている。
【００１５】
ヘッド後端面には、それぞれのインク室内に充填された導電性樹脂２０５が露出しており、導電性樹脂２０５に対して略等ピッチに配線パターンが形成されたフレキシブル基板２０９を異方性導電膜を介して当接することにより、電気的にコンタクトさせる。
【００１６】
このようなインクジェットヘッド構造では、インクジェットヘッドの全長はインクの吐出に寄与するインク室部分１〜２ｍｍに加えて、外部接続用電極を配置しインク流路を確保するために１〜２ｍｍ引き延ばすだけで十分である。よって、アクチュエーター部材の材料コストを削減することができる。
【００１７】
また、静電容量の低減により、駆動周波数を高くすることができるため、高速印字が可能となり、駆動電圧の低減が行えるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が行えることから駆動用ＩＣコストと駆動消費電力の低減化が可能となる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平４−２５９５６３号公報（段落「００１８」，図４）
【特許文献２】
特開２００２−１７８５１８号公報（段落「０００５」，図７）
【特許文献３】
特開２００２−２１０９５４号公報（段落「００３５」，「００４
９」，図６）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
まず、第一の従来技術では、前述したように、インク室の円弧形状に頼って電極引き出しを行うために、不要な静電容量が増加し、静電容量が大きくなりアクチュエーター駆動に際して、印加駆動波形が鈍ることで高速駆動による高速印字が困難になるという問題があった。
【００２０】
この印加駆動波形の鈍りは、印加電圧を上昇させることで改善できるが、印加電圧を上げることでアクチュエーターの誘電損失による発熱量が増大してアクチュエーターの温度が上昇することによりインク粘度が変化して、安定で高精度な印字が行えないという問題と高い電圧を印加できる駆動用ＩＣはコスト高になるという問題と低消費電力化が困難であるという問題があった。
【００２１】
今後、更にインクジェットヘッドの高密度化により、ノズルの狭ピッチ化が進んでくると静電容量は更に大きくなり、上記の問題は一層深刻になる。
【００２２】
さらに、本来、インクの吐出に寄与する部分は、インクの吐出エネルギーを発生するインク室部分だけであるにもかかわらず、電極の引き出しのためにヘッド後端を延ばしている構造であるため全長が長くなり、材料使用量が多く、材料コストが高くつくという問題があった。
【００２３】
さらに、全長が大きいほど、一括してプロセス処理可能な大面積基板１枚当たりの取れ数が少なくなるために、その分プロセスコストが増大する。結果として、全長が大きいことは、インクジェットヘッド１チップ当たりのコストを高くする大きな要因となるため、インクジェットヘッド自体を低コスト化することは難しかった。
【００２４】
そこで、本出願人らは、インク室の円弧形状に頼らず、インク室内に導電性物質を充填してその充填物質を介して電極を引き出すことを考案した。この思想により、第一の従来技術では、全長が最低６ｍｍは必要であったものが、第２の従来技術では約２〜３ｍｍにまで短縮することが可能となり、インクジェットヘッドの低コスト化と、不要な静電容量の低減による高速印字化が可能となった。
【００２５】
しかしながら、第２の従来技術は、圧電体から構成されるインク室を隔てる隔壁の間に液状の導電性樹脂を流し込んだ後に硬化させて固形化することにより、隔壁側面にある電極と導通する外部接続用電極を形成する。この外部接続用電極は、２つの隔壁に挟まれた部分に形成しており、長期使用に伴い、圧電体である隔壁と導電性樹脂からなる外部接続用電極の間に亀裂・ワレが入り、最悪の場合は隔壁の側面に設けられている電極と外部接続用電極が断線するとうい不具合が生じる虞が大きかった。
【００２６】
この原因としては、第一に、２つの隔壁の間に充填された液状の導電樹脂が硬化の過程で硬化収縮して、隔壁と導電性樹脂の間で常に引っ張り応力が残留していることがある。第二に、隔壁材である圧電体と導電性樹脂の線膨張係数は、両者の材料を最適に選定したとしても、２〜３倍程度は異なる。ゆえに、インク吐出駆動の際に生じる熱により、長期使用に伴って繰り返し応力が発生して疲労し、最悪の場合は疲労破壊してしまうことが懸念される。
【００２７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、その第一の目的は、不要な静電容量を抑えて、高速印字が可能でコンパクトなインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することであり、第二の目的は、長期使用においても高い電気的接続信頼性を維持することができるインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することである。
【００２８】
【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。
【００２９】
（１）インク室の両側を画成する隔壁の両側面に互いに絶縁された駆動電極を付設し、該隔壁間に電圧を印加することにより、前記インク室からインクを吐出させるエネルギーを発生させるように構成し、かつ、前記隔壁の片側面後部には、前記駆動電極が存在しない部分を設けたことを特徴とする
このように、インク室を区画する隔壁の両側面に駆動電極を設け、その間に電圧を印加することにより、インクを吐出するためのエネルギーを発生するインクジェットヘッドでは、隔壁を介して対向している駆動電極間に静電容量が存在する。
【００３０】
インクジェットヘッドは、インクを吐出するエネルギーを発生させる部分と、駆動電極を外部回路に引き出し、さらにインクをインク室駆動部に導入する部分からなり、このインクを吐出するエネルギーを発生する部分以外において存在する不要な静電容量は、インクジェットヘッドの駆動時に、発熱と高速駆動波形の鈍りを生じさせるため、高速印字の妨げとなる。
【００３１】
この構成においては、非駆動部分となる隔壁の片側面後部に駆動電極を設けない部分を有している。このことにより、非駆動部分の隔壁の一側面にある電極で駆動電極を外部接続回路に引き出す機能を維持したまま、他側面には駆動電極を設けない部分を有することにより、隔壁を介して対向する電極面積が少なくなり、不要な静電容量を低減させることができ、これにより、発熱を抑え、高速駆動印字が可能となる。
【００３２】
（２）前記隔壁の側面に設けられている駆動電極の内、前記インク室を介して対向している駆動電極は互いに同電位に設定され、かつ、前記隔壁の一部に外部の駆動回路と導通される外部接続用電極が埋設され、該外部接続用電極は、隣接するインク室にそれぞれ出現面を有し、さらに、その外部接続用電極の一方の出現面上には前記駆動電極が形成され、かつ、他方の出現面は、前記駆動電極が存在しない部分にあることを特徴とする。
【００３３】
この構成においては、隔壁の一部に外部接続用電極が埋設されており、左右のインク室に出現する外部接続用電極の出現面の一方に駆動電極と導通している電極と接続し、他方の出現面には電極を設けない。
【００３４】
よって、インク室を介して対向している駆動電極は、隔壁側面を含むインク室内壁に沿って外部接続用電極の出現面に導通され、さらに外部接続用電極中を導通して、外部駆動回路に接続される。即ち、インク室内で同電位の駆動電極は、隣接する一方の隔壁中の外部接続用電極にそれぞれ引き出すことができ、それぞれのインク室内の電極の電位を個々に制御することが可能となる。
【００３５】
隔壁中に外部接続用電極を埋設することにより、電極の引き出し部分を小さくすることが可能となるため、全長を短くすることができ、かつ、不要な静電容量が少なくなるため、発熱量が少なくなり、高速印字が可能となる。
【００３６】
さらに、一般に外部接続用電極を埋設する構造では、外部接続用電極材料と隔壁材料の熱膨張係数の違いにより、クラックやワレが生じる虞があるが、この構成のように、隔壁中に外部接続用電極を埋設し、インク室により、それぞれの外部接続用電極を分離している場合には、熱膨張係数の違いによる応力は、その殆どが開放されるため、クラックやワレなどの不具合が生じることなく長期使用にも耐える高い信頼性を確保することができる。
【００３７】
（３）前記外部接続用電極は、ノズル接続面とは反対側の後端部に配設され、かつ、その後端面に露出していることを特徴とする。
【００３８】
この構成においては、外部接続用電極はノズル接続面の反対面であるインクジェットヘッド後端面に露出しており、後端面に出現している外部接続用電極に対して、外部駆動用回路と導通している配線パターンを位置合わせして接続することができる。
【００３９】
即ち、外部接続用電極はある一定の体積を有したものであり、その外部接続用電極を分断した際に、切断面に出現する外部接続用電極面を接続面として用いることができるため、インク室内の駆動電極をインク室方向に延長することなく、外部接続用電極部分で屈曲させて引き出すことが可能となる。
【００４０】
よって、電極を引き出す部分の長さが短くて済むため、不要な静電容量が少なくなり、材料コストも少なくなり、大面積基板を用いた一括処理時の取れ数を多くすることが可能となる。そのため、コンパクト化が可能となり、１ヘッド当たりの製造コストを低減することもでき、かつ、高速印字が可能となる。
【００４１】
さらに、ノズル面と平行なインクジェットヘッド後端面を用いて外部駆動回路と導通している配線パターンを接続することができるため、インクジェットヘッドを組み込む装置の構成の自由度が高くなり、電機接続の信頼性も向上する。
【００４２】
（４）前記後端部のインク室底部分には、駆動電極が存在しないことを特徴とする。
【００４３】
この構成においては、インク室の底部分に電極を設けていないことにより、まず、不要な静電容量を低減することができる。さらに前記（３）項のように、インクジェット後端面に出現した外部接続用電極面に対して配線パターンを接続する場合に、本構成を採用しなければ、隔壁中に埋設した外接続用電極とその外接続用電極と導通していない側の隣接するインク室内の底部にある電極の端子間距離は配線パターン幅に比べて狭くなるため、配線パターンの位置合わせ精度が低下すると、配線パターンを介して両者が短絡してしまう虞が生じる。
【００４４】
そこで、本発明では、インク室底部に電極を設けないことにより、配線パターンのアライメントに多少ずれが生じても短絡する虞を少なくし、電機接続の信頼性を向上させるようにしている。
【００４５】
（５）前記後端部のインク室内には、非導電性樹脂が充填されていることを特徴とする。
【００４６】
この構成においては、後端部の隔壁中に外部接続用電極を埋設したインクジェットヘッドであって、外部接続用電極埋設部分の近傍のインク室内に非導電性樹脂を充填している。このインクジェットヘッドは、外部接続用電極に、配線パターンを機械的に押し当てて接着したり、ワイヤーボンディングなどのように機械的なツールで押し当てて接合を行うため、外部接続用電極は、機械的強度が高いことが望ましい。
【００４７】
さらに、剛性が低いと電機接続後の長期使用の際に、接続部で断線が生じる可能性がある。本発明の構成を採用しない場合には、隔壁に埋設された外部接続用電極はその左右は空間であるインク室で構成されているため、十分な強度を確保するには、隔壁と外部接続用電極の強度を上げなければならない。
【００４８】
しかし、この構成のように、インクジェットヘッドの後端部のインク室内に非導電性樹脂を充填することにより、インクジェットヘッドの外部接続用電極の剛性を強化することが可能となる。よって、隔壁及び外部接続用電極の機械的な強度を向上させることができる。なお、非導電性樹脂は硬化後の熱膨張係数を隔壁材の熱膨張係数と同等にしておくことが望ましい。
【００４９】
また、インクジェットヘッドの後端面に出現した外部接続用電極に対して、外部接続用電極ピッチと略等ピッチに配線が形成されたフレキシブル基板を異方性導電膜等を介して接続する場合、外部接続用電極の出現面と非導電性樹脂の露出面を面一状にしておく（後端部から見て後端面内に凹凸を無くす）ことで、外部接続用電極の出現面だけでなく非導電性樹脂の露出面を利用して、フレキシブル基板と外部接続用電極を接続するための異方性導電膜等による機械的な保持面積を増加させることができる。
【００５０】
よって、この構成により、インクジェットヘッドの電機接続を担う後端部において、外部接続用電極の機械的な強度を確保すると共に、外部駆動回路と導通している配線パターンを接続するための接着面積を増加させた、電機接続の信頼性と耐久性を向上させることができる。
【００５１】
（６）前記非導電性樹脂は、前記インク室内の前記外部接続用電極の出現面を閉塞していることを特徴とする。
【００５２】
この構成では、インク室内にある外部接続用電極の出現面は、非導電性樹脂により被装されて、インク室内側面に露出していない。隔壁の両面に出現する外部接続用電極面の内、一方の面には隔壁側面に形成した駆動電極と導通している電極が形成されて、駆動電極と外部の駆動用回路は外部接続用電極を介して導通されており、隔壁上の駆動電極と導通する電極は、外部接続用電極面上に真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ処理法などを用いて形成されている。
【００５３】
この構成を用いない場合、外部接続用電極と隔壁上の駆動電極と導通する電極の接合部分は、インク室内に露出したままとなり、経時劣化により、外部接続用電極と隔壁上の駆動電極と導通する電極の接合部分が、剥離し、断線する虞がある。本発明の第一の効果は、この電気的接合部分を樹脂によりモールドすることにより、機械的な強度を高め、経時劣化による剥離、断線を抑えることが可能になることである。
【００５４】
さらに、本発明の構成を用いることにより、前述した電気的接合部分と電機接続に寄与しないもう一方の外部接続用電極面は、非導電性樹脂によりモールドされて、インクが充填される実効的なインク室内に露出しなくなる。よって、油性インクを吐出させる場合、電気的接合部分にインクが接触して時間経過と共に腐食を起こす虞をなくすことができる。
【００５５】
また、水性インクを吐出させる場合、インク室内に露出している全ての電極は、パラキシレン膜などの絶縁膜により確実にカバーされて、水性インクが直接コンタクトしないようにする必要がある。
【００５６】
しかしながら、隔壁材料上に成膜される電極と外部接続用電極露出面上に成膜される電極の面性状は異なるため、本発明の構成を採用しない場合には両者を確実にカバーリッジできる条件で絶縁膜を形成しなければない。しかし、これは技術的なハードルが高く、結果としてプロセスコストを増大させる。
【００５７】
よって、本発明の第二の効果は、電気接合部分の腐食の虞がなく、また電極を保護する保護膜（水性インク使用時の絶縁膜も含む）の耐久性が高く、長期使用においても高い信頼性を得られることである。
【００５８】
（７）前記非導電性樹脂は、前記インク室内においてインク吐出方向に向けて徐々に高さが減少するなだらかな傾斜面状に形成されることを特徴とする。
【００５９】
この構成では、インクジェットヘッドの後端部に充填された非導電性樹脂は、インク吐出方向に向かってなだらかに高さが減少している。
【００６０】
前記（５）項に記載のように、インクジェット後端面の外部接続用電極露出面にフレキシブル基板を接合する構成において、後端部のインク室内に非導電性樹脂が充填されていないと、隔壁とフレキシブル基板の間に直角の部分が形成される。このような部分があると、インク充填時にエアーのかみ込み、チャンネル毎の吐出力に差を生じさせる一因となる。
【００６１】
そこで、本発明はインク室内に非導電性樹脂を充填すると共に、インク吐出方向に向けてなだらかに高さが減少する形状にすることにより、隔壁とフレキシブル基板の間の直角部分をなくしている。よって、本発明により、インク室内でのエアーのかみ込みがなくなり、インク吐出の安定性が向上する。
【００６２】
（８）前記インク室は、厚み方向に分極処理されて複数の溝が刻設された圧電基板に、カバー部材を貼り合わせることにより、前記溝内に形成され、かつ、
前記インク室の両側を画成する隔壁の上面と前記カバー部材とを貼り合わせることにより、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるように形成された第一のインク室と、前記カバー部材と前記隔壁の上面との間に形成された隙間により、前記第一のインク室のそれぞれに連通するように形成された第二のインク室と、を前記インク室内に設け、さらに、
前記第二のインク室の両側を画成する隔壁の片側面が研削されることにより形成された研削面の前記隔壁高さ方向の寸法を、前記第一のインク室方向に向かって連続的に減少させていることを特徴とする。
【００６３】
この構成では、厚み方向に分極した圧電体に溝と溝を隔てる隔壁を複数形成すると共に、隔壁上面にカバー部材を接着されたインク吐出に寄与する第一のインク室と、カバー部材と隔壁上面との間に隙間を有する第二のインク室を有するインクジェットにおいて、インク吐出に寄与しない第二のインク室の片側の側面を研削して電極を除去する。さらに、その研削面の隔壁高さ方向の長さが、第一のインク室の方向に向かって連続的に減少している。
【００６４】
このような構成とすることにより、製造コストが安価となり、かつ、高性能を確保することができる。さらに、隔壁の片面を研削する場合、未研削面と研削面の間で段差が生じ、この段差部はインク充填時にエアー溜まりとなる可能性があるが、本発明では、インクが充填される第二のインク室の後端方向から第一のインク室方向へ研削面の深さが減少しているため、インクの充填時にエアーをかみ込みにくくなり、エアー溜まりが非常に少なくなる。また、インク吐出にあたって、第一のインク室で発生させた圧力波は第二のインク室にも伝搬するが、その際に、第二のインク室の断面形状がなだらかに変化するため、余分な残留振動が発生せず、インク吐出性能が安定化する。
【００６５】
（９）前記第二のインク室の両側を画成する隔壁の後端部に前記外部接続用電極を有すると共に、前記研削面内に前記外部接続用電極の隔壁側面の露出面が内包されていることを特徴とする。
【００６６】
この構成おいては、インクジェットヘッドの後端部に外部接続用電極を有し、その外部接続用電極はインク室隔壁の左右に露出している。また、隔壁片面が研削されて、電極が除去された研削面を有し、さらにこの研削面内に外部接続用電極の隔壁側面の露出面が内包されている。
【００６７】
言い換えれば、隔壁上面からの外部接続用電極の充填高さが前記研削面の隔壁上面からの深さよりも小さくなっている。このような構成にすることにより、隔壁中の外部接続用電極と研削された側の電極は絶縁される。従って、第二のインク室の隔壁の片面を研削することにより、不要な静電容量を減らすと同時に、インク室側面に形成した電極により短絡している外部接続用電極をそれぞれ分離することができる。
【００６８】
よって、本発明を用いることにより、全長を短くして製造コストを低減し不要な静電容量を少なくすることができ、かつ、不要な電極を減らすことにより不要な静電容量をさらに減らすことができると共に、不要な電極を減らす工程と同一の動作で外部接続用電極を電気的に分離して駆動制御用の電極とすることができる。よって、高性能で耐久性のあるコンパクトなインクジェットヘッドを技術的に容易に作製することができ、安価に提供することができる。
【００６９】
（１０）前記第二のインク室における前記カバー部材と前記隔壁上面との間に形成される隙間が、５〜２０μｍに設定されていることを特徴とする。
【００７０】
従来のように、第二のインク室の上面が百〜数百μｍ空いていると、第一のインク室内で生じた圧力波はインク供給経路とは逆方向に進行していく波と、インクジェットヘッド内の第一のインク室と第二のインク室との界面で反射する波が生じる。
【００７１】
この界面で反射し第一のインク室に戻っていく波が、次の吐出のための圧力波と干渉することを防ぐために、従来はこの反射波により生じる残留振動が収まるまで次の吐出を待たなければならず、駆動周波数を低下させて印字速度を抑えざるを得なかった。
【００７２】
しかしながら、本発明のように第二のインク室を区画する隔壁の上面とカバー部材との間に５〜２０μｍの幅を有する空間を設けることにより、第一のインク室で発生した圧力波は、第二のインク室を経由し、第一のインク室より遠いインク供給側まで伝搬するうちに徐々に隣接するインク室にインクが伝搬することにより減衰する。
【００７３】
また、そのインク供給上流側で発生する反射波の影響が少なく、さらに第一のインク室と第二のインク室の界面で反射して第一のインク室に戻る圧力波も非常に少なくなる。よって、残留振動が抑えられることにより、高速印字が可能となる。
【００７４】
（１１）円盤状の研削ブレードの盤面を、前記隔壁の側面に対して平行に配置し、前記隔壁の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記隔壁の側面に形成された前記駆動電極を研削除去することを特徴とする。
【００７５】
この製造方法においては、隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、円盤状の研削ブレードを隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面は研削ブレードの形状を転写した円弧状の研削面を容易に形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【００７６】
そして、この工程は、インクジェットヘッドのアクチュエーター部材が複数個搭載された基板に対して、カバー部材を貼り合わせる前に一括して加工することが可能であるため、複数個分のアクチュエーター部材の隔壁の研削加工を一括して行うことができるため、タクトタイムの短縮が容易となり、製造コストの低減化が可能となる。
【００７７】
（１２）円盤状の研削ブレードの盤面を、前記隔壁の側面に対して平行に配置し、前記隔壁の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記隔壁の側面に形成された前記駆動電極を研削除去し、かつ、前記インク室の底面の電極をも研削除去することを特徴とする。
【００７８】
この製造方法においては、隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、円盤状の研削ブレードを隔壁の高さ方向より接近させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面は研削ブレードの形状を転写した円弧状の研削面を形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【００７９】
そして、隔壁側面を研削する工程と同一の工程で、インク室底面の電極も研削除去することで、不要な静電容量を低減することができ、さらには、隣接する端子間距離を広くすることができるため、配線パターンのアライメントずれが生じても、短絡する虞がなく、電機接続信頼性の高いインクジェットヘッドを、効率的に製造することができる。
【００８０】
（１３）インク室となる溝を刻設する工程と、前記溝の側面と底面に駆動電極及び引き出し電極を形成する工程と、前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程と、を備え、
前記各工程は、複数組のインクジェットヘッド構成部材を有して厚み方向に分極処理された圧電基板上で一括して行われることを特徴とする。
【００８１】
この製造方法においては、複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インク室となる溝を形成し、次にインク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、引き出し電極の一部を研削等により除去する。
【００８２】
これにより、ヘッドチップのアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能であるため、タクトタイムを短縮させて、コストの低減化が可能となる。
【００８３】
（１４）インクジェットヘッド後端相当部に充填溝を刻設する工程と、前記充填溝に外部接続用電極材を充填する工程と、前記外部接続用電極材が充填された溝に対して直交方向にインク室となる溝を刻設する工程と、前記インク室となる溝の側面と底面に駆動電極及び引き出し電極を形成する工程と、前記外部接続用電極材の内、前記溝の一側面の露出面上に出現した部分を除去する工程と、を備え、
前記各工程は、複数組のインクジェットヘッド構成部材を有して厚み方向に分極処理された圧電基板上で一括して行われることを特徴とする。
【００８４】
この製造方法においては、まず、複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インクジェットヘッドの後端部に相当する部分に充填溝を形成した後、その充填溝に外部接続用電極となる部材を充填・固定する。
【００８５】
その後、充填溝に対して直交する方向にインク室となる溝を刻設することにより、外部接続用電極をインクジェットヘッド後端相当部の隔壁の一部とし、次に、インク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、隔壁中にある外部接続用電極の隔壁両面の露出面の一方面上に形成された引き出し電極を研削除去する。
【００８６】
これにより、ヘッドチップの後端部に外部接続用電極を有するアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能となるため、タクトタイムを短縮させて、製造コストの低減化が可能となる。即ち、隔壁内に外部接続用電極を設けることにより、全長を短くすることができ、さらに不要な静電容量を低減できるコンパクトなインクジェットヘッドを、低コストで製造することができる。
【００８７】
（１５）インクジェットヘッド後端相当部に充填溝を刻設する工程と、前記充填溝に外部接続用電極材を充填する工程と、前記外部接続用電極材を充填した部分近傍を前記基板面から凹ませる工程と、前記充填溝に対して直交方向にインク室となる溝を刻設する工程と、前記溝の側面と底面に駆動電極及び引き出し電極を形成する工程と、前記外部接続用電極材の内、前記溝の一側面の露出面上に出現した部分を除去する工程と、前記外部接続用電極材を充填した部分近傍のインク室内に非導電性樹脂を充填する工程と、を備え、
前記各工程は、複数組のインクジェットヘッド構成部材を有して厚み方向に分極処理された圧電基板上で一括して行われることを特徴とする。
【００８８】
この製造方法においては、まず、複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インクジェットヘッドの後端部に相当する部分に充填溝を形成した後、その充填溝に外部接続用電極となる部材を充填・固定する。
【００８９】
次に、外部接続用電極材充填部の近傍を、機械研削等により基板面から凹ませた後、充填溝に対して直交する方向にインク室となる溝を刻設することにより、外部接続用電極をインクジェットヘッド後端相当部の隔壁の一部とする。次いで、インク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、隔壁中にある外部接続用電極の隔壁両面の露出面の一方面上に形成された引き出し電極を研削除去した後、外部接続用電極材充填部近傍のインク室内に非導電性樹脂を充填することにより、外部接続用電極の露出面を全て非導電性樹脂で塞ぐようにする。
【００９０】
これにより、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能となるため、タクトタイムを短縮させて、インクジェットヘッドを低コストで製造することが可能となる。即ち、隔壁内に外部接続用電極を設けることにより、全長を短くすることができ、さらに不要な静電容量を低減でき、かつ、長期使用においても耐久性が高いコンパクトなインクジェットヘッドを低コストで製造することができる。
【００９１】
（１６）前記充填溝に外部接続用電極材を充填する工程は、金属粒子を混在させたペースト状物質を充填溝内にディスペンサーを用いて充填溝方向に走査して充填する工程と、充填後に硬化させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００９２】
この製造方法は、外部接続用電極材を充填する工程として、金属粒子を混在させたペースト状物質を充填溝内にディスペンサーを用いて充填溝方向に走査して充填した後、硬化させるものである。
【００９３】
金属粒子を混在させたペースト状物質は、充填時は液状で硬化後に固形化すると共に導電性を示すもので、充填が容易である上に、硬化と共に充填溝の形状に沿って固着するので接着剤などで固定する必要がない。
【００９４】
よって、外部接続用電極を有するインクジェットヘッドのアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが非常に容易となり、インクジェットヘッドを低コストで製造することが可能となる。
【００９５】
（１７）前記外部接続用電極材を充填した部分近傍を基板面から凹ませる工程は、前記充填溝に対して直交方向にインク室となる溝を刻設する工程の前に、研削ブレードを充填溝方向に走査させることにより行うことを特徴とする。
【００９６】
この製造方法は、充填溝内に充填された外部接続用電極の上面部分を、インク室となる溝を刻設する前に、充填溝方向に研削ブレードを走査させて研削して、基板表面から凹ませるものである。効果としては、まず第一に、充填の工程において基板上面から盛り上がった不要な外部接続用電極を、インク室を刻設する工程の前に除去しておくことにより、インク室を刻設する工程でのツールの負荷を低減することが可能となる。
【００９７】
例えばダイシングブレードを用いる場合には、摩耗量及び目詰まりを低減し、溝深さを高精度に保つことができる。さらに、ツールに対する負荷が低減されると共に、溝が刻設されるアクチュエーター基板に対しても負荷が低減するために、より高速で加工を行っても溝を隔てる隔壁にワレやクラックが生じない。
【００９８】
さらに、前記（１６）項のように、非導電性樹脂により外部接続用電極の露出面を被装することにより耐久性が向上するインクジェットヘッドにおいて、外部接続用電極があるインクジェットヘッド後端部の隔壁の構成は、隔壁上面側から、非導電性樹脂、外部接続用電極、圧電部材の順に積層されている必要がある。
【００９９】
そこで、外部接続用電極の充填部分を基板表面に対して凹ませておくことで、非導電性樹脂をインク室内に充填することにより隔壁側面に露出した外部接続用電極面を塞ぐ工程において、同時に隔壁上面に露出した外部接続用電極面を塞ぐことが可能となる。
【０１００】
さらに、インク室を刻設した後に充填溝方向（即ち、インク室直交方向）に研削ブレードを走査させると、インク室を隔てる隔壁を直交方向に研削することになるため、隔壁に機械的ダメージを与える虞があり、加工速度を上げることができず、たとえ十分に加工速度を落としたとしても、突発的に隔壁の倒れ・ワレが生じるため、歩留まりが良くない。
【０１０１】
しかしながら、インク室を刻設する工程の前に、予め隔壁上面を基板に対して凹ませておくことにより、略平板状の基板に凹型の溝を形成するだけでよいため、十分に加工速度を上げても、アクチュエーター基板に機械的ダメージがなく、その後に刻設される隔壁に倒れ・ワレが生じることはない。
【０１０２】
従って、本発明を用いることにより、ツールの摩耗量及び目詰まりを低減して溝深さを高精度に保つことができ、さらにはインク室を隔てる隔壁にワレや倒れがなく製造歩留まりがよいインクジェットヘッドを製造することが可能となる。
【０１０３】
（１８）前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程は、前記インク室の幅よりも狭い幅を有するダイシングブレードを用いた機械研削により行うことを特徴とする。
【０１０４】
この製造方法は、隔壁側面の駆動に寄与しない電極を除去する工程で、隔壁側面の駆動に寄与しない電極を、ダイシングブレードを備えたダイシングマシンを用いて、隔壁の片側面を機械研削して電極を除去する。その際、使用するダイシングブレードの厚みがインク室幅よりも小さいものを選び、ダイシングブレードの片面を隔壁の片面にだけ当接させながら、隔壁上面から下方向へ研削していく。
【０１０５】
このような方法により、主に半導体の製造装置として使用され、入手が容易で機械コストも比較的安価な、ダイシングマシンを用い、隔壁の側面の不要な電極を除去することが可能となる。また、インク室となる溝は、ダイシングマシンを用いて刻設する場合は、装置を共用することができるため、結果として製造コストを抑えることができる。
【０１０６】
また、インク室となる溝を刻設する工程と隔壁の側面を研削する工程を同一の装置で行うことにより、装置特有の機械精度を同一にすることができるため隔壁を研削する工程の加工誤差が小さくなり、歩留まりを向上させることができる。
【０１０７】
（１９）前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程では、前記ダイシングブレードの盤面を、前記溝の側面に対して平行に配置し、前記溝の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記溝の側面に形成された前記駆動電極を研削除去することを特徴とする。
【０１０８】
この製造方法においては、隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、ダイシングブレードを隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面はダイシングブレードの形状を転写した円弧形状の研削面を容易に形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【０１０９】
さらに、この工程は、インクジェットヘッドのアクチュエーター部が複数個搭載された基板に対して、カバー部材を貼り合わせる前に一括して加工することが可能であるため、複数個分のアクチュエーター部の隔壁の研削加工を一括して行うことができるため、タクトタイムの短縮が容易となり、製造コストの低減化が可能となる。
【０１１０】
（２０）前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程では、前記ダイシングブレードの盤面を、前記溝の側面に対して平行に配置し、前記溝の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記溝の側面に形成された前記駆動電極を研削除去し、かつ、前記インク室の底面の電極をも研削除去することを特徴とする。
【０１１１】
この製造方法においては、まず、隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、ダイシングブレードを隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面はダイシングブレードの形状を転写した円弧形状の研削面を形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【０１１２】
さらに、隔壁側面を研削する工程と同一の工程で、インク室底面の電極も研削除去することで、前記（１９）項の効果に加えて、前記（４）項で説明したように、インク室の底部分に電極を設けないことにより、不要な静電容量を低減することができ、さらには、隣接する端子間距離を広くすることができるため、配線パターンのアライメントずれが生じても、短絡する虞がなく、電機接続信頼性を向上させることができる。
【０１１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係るインクジェットヘッド及びその製造方法について図面を参照しつつ説明する。
【０１１４】
《実施の形態１》
〈インクジェットヘッドの構成〉
図２は、インクジェットヘッドの縦断面を示す。このインクジェットヘッドは、図示のように、ヘッドチップ１のインク吐出側である紙面右端面にはノズルプレート２が接着される一方、左端面には外部駆動用回路と導通している外部配線３が電気的及び機械的に接続されて、微少なインク滴を吐出できるように構成されている。
【０１１５】
ノズルプレート２には、直径２０μｍ程度の微少なノズル孔２０が紙面奥方向に向けて複数配列して形成されている。ノズルプレート２は、例えば厚み７０μｍ程度のポリイミドフィルムを基体として、エキシマレーザを用いて、ノズル孔２０を開設することで得られる。
【０１１６】
外部配線３は、後述するインク室と略等ピッチで配列している配線パターンであり、異方性導電膜を介して、後述するヘッドチップ１中の外部接続用電極にそれぞれアライメントして接続され、図示しない外部の駆動用ＩＣと接続される。この外部配線３の素材としては、例えば銅配線が形成されているフレキシブル基板などを挙げることができる。
【０１１７】
ヘッドチップ１は、インク室４０の両側を画成する隔壁４１が形成されるアクチュエーター基板（圧電基板）４とカバー部材５を張り合わせて構成されている。カバー部材５は、圧電基板などのセラミックス材からなり、基準面に対して５〜２０μｍ掘り下げられた狭隙部５０と、基準面に対して数百μｍ掘り下げられた共通インク室５１を有している。
【０１１８】
アクチュエーター基板４は、厚み方向（紙面上下方向）に分極した圧電体からなり、インク室４０を画成する隔壁４１が紙面奥方向に交互に配列し、隔壁側面には電極７が形成されている。また、ヘッドチップ１の後端面（紙面左端面）には外部接続用電極６が埋設されている。
【０１１９】
図１は、アクチュエーター基板４のインク室４０の構成を示し、図２のヘッドチップ１のアクチュエーター部材だけを矢印Ａ方向から見た斜視図である。インク室４０は隔壁４１によりそれぞれ区切られており、ヘッド後端面１１にある隔壁４１の一部は外部接続用電極６が埋設されている。
【０１２０】
インク室４０を形成する溝は、インク吐出方向である矢印Ｂ方向に向かって深さが徐々に増す円弧形状となっており、溝の側面及び底面には、電極７が形成されている。ヘッド後端面１１側の隔壁４１の片面には、研削されて電極が無くなった研削面４２が形成されている。
【０１２１】
この研削面４２は、隔壁上面からの研削面深さ、つまり研削面４２における隔壁４１の高さ方向の寸法が、矢印Ｂ方向に向かって徐々に減少するように形成されている。ヘッド後端面１１近傍のインク室底面は、その大部分が底部研削面４３となり、研削面４２と同様に電極が除去されている。外部接続用電極６の研削面４２側の露出面６０は研削面４２内に完全に包含されている。
【０１２２】
次に、図２及び図３により、このインクジェットヘッドの詳細な構成と駆動方法について説明する。
ヘッドチップ１は、その役割の違いから、大きく２つの部分に大別できる。まず、その一つは、インクを吐出するためのエネルギーを発生させる部分であるアクト部１２であり、この部分は図２の紙面上のヘッドチップ右側の部分に相当する。他の一つは、インク吐出のエネルギーを発生せず、アクト部１２のインク室内で発生した残留振動を低減し、また、アクト部１２のインク室内にある駆動電極を外部に引き出す役目を担うノンアクト部１３である。この部分は図２の紙面上のヘッドチップ左側の部分に相当する。アクト部１２とノンアクト部１３の相違点は、後述するように、隔壁４１とカバー部材５が接着されているか否かである。
【０１２３】
次に、アクト部１２におけるインク室の形状とその駆動方法について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、アクト部１２のインク室の横断面の模式図であり、図２のＸＡ−ＸＡ断面に相当する。インク室４０は、アクチュエーター基板４に形成された溝と、溝の開口部を塞ぐように張り合わせられたカバー部材５により、四方が囲まれて、その断面は略長方形状である。
【０１２４】
駆動電極７０（７０ａ、７０ｂ，７０ｃ）はインク室４０（４０ａｂ，４０ｂｃ）の両側を画成する隔壁４１（４１ａｂ，４１ｂｃ）の側面とカバー部材５に対向するインク室底面にわたって被着形成されており、インク室４０を介して対向している駆動電極７０，７０はいずれも同電位となる。アクチュエーター基板４は、インク室深さの略半分の厚みの薄板４ａと厚板４ｂからなり、いずれも厚み方向に分極した圧電体であるが、薄板４ａと厚板４ｂは分極方向が互いに逆向きになるように張り合わされている。
【０１２５】
ここで、インク室４０ｂからインクを吐出するためのエネルギーを発生する場合を例として説明すると、図３（ａ）に示すように、厚み方向に分極した圧電体の駆動電極７０ｂに対して逆位相の電位を駆動電極７０ａおよび駆動電極７０ｃに与えると、隔壁４１ａｂは＜型に、隔壁４１ｂｃは＞型に変形し、インク室４０ｂは＜＞型に拡大される。
【０１２６】
これにより、インク室４０ｂは負圧となり、共通インク室５１側から圧力波が進行してくる。次に、インク室４０ｂ内に圧力波が進行してきてその反射波と重ね合わせられ、インク室４０ｂ内が正圧となるタイミングで、駆動電極７０ｂと、駆動電極７０ａおよび駆動電極７０ｃの電位を反転させることにより、隔壁４１ａｂは＞型に、隔壁４１ｂｃは＜型に変形し、インク室４０ｂは＞＜型に縮小され、インク室４０ｂ内は高い圧力波が形成されて、ノズル孔２０（図２参照）からインクが吐出される。
【０１２７】
ところで、隔壁４１が“く ”の字に変形して圧力波を生成するためには、隔壁自体の剛性が必要とされ、かつ、隔壁４１の上下が固定されていなければならない。ゆえに、カバー部材５によって隔壁４１の上面が固定され、その隔壁間に形成される空間部が、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるインク室となり、これを第一のインク室４０Ａ（図２参照）と称する。なお、隣接する駆動電極間に電位を印可する場合、隔壁を介して対向している駆動電極間に静電容量が存在し、圧電体の透電損失による隔壁の発熱及び静電容量の充放電動作のため外部駆動用ＩＣは発熱する。
【０１２８】
次に、ノンアクト部１３の役割について、図３（ｂ）により説明する。図３（ｂ）は、ノンアクト部１３のインク室の横断面の模式図であり、図２のＸＢ−ＸＢ断面に相当する。ノンアクト部１３のインク室４０においては、隔壁４１の上面がカバー部材５と接着されておらず、隔壁４１とカバー部材５との間に、５〜２０μｍの隙間が設けられている。
【０１２９】
このように、隔壁４１の上面がカバー部材５と接着されていないため、第一のインク室４０Ａの隔壁４１と同一の構成（薄板と厚板の分極した圧電体の張り合わせ）であっても剛性が低い。また、第一のインク室４０Ａの駆動と同様の電位差をかけても、くの字に変形することなく、インクを吐出するためのエネルギーを発生しない。このインク室を第二のインク室４０Ｎ（図２参照）と称する。
【０１３０】
この第二のインク室４０Ｎの両側を画成する隔壁４１（４１ａｃ，４１ｂｃ）の側面には第一のインク室４０Ａ内の駆動電極７０ｂと導通している引き出し電極７１ｂが形成されているが、引き出し電極７１ｂは隔壁４１の左右側面で、その面積が異なる。即ち、図３（ｂ）のように隔壁４１の左側には引き出し電極７１ｂは全面に形成されているのに対して、隔壁４１の右側には研削面４２ｂがあるため、その面積だけ引き出し電極７１ｂの面積が減少している。
【０１３１】
隔壁４１を介して対向している引き出し電極７１間にも、静電容量が存在し、その静電容量により隔壁４１、及び外部駆動用ＩＣは発熱するが、上述のように、研削面積分だけ対向電極は減少するため、静電容量が減少し、その分の発熱は抑えられる。これにより、高速印字が可能となる。なお、引き出し電極７１は、第一のインク室４０Ａ内の駆動電極７０を後述する外部接続用電極６に導通させるために必要である。
【０１３２】
さらに、ノンアクト部１３は、カバー部材５と隔壁４１の上面に５〜２０μｍの隙間を設けることにより、第一のインク室４０Ａで発生した残留圧力波を減衰させる役目を担う。これは、第一のインク室４０Ａで発生した圧力波がインク吐出方向と反対側にも進行する際に、５〜２０μｍの隙間を設けておくことで、第二のインク室４０Ｎと第一のインク室４０Ａの境界で生じる水撃作用により第一のインク室４０Ａ側に反射するのを最小限に抑えることができるからである。
【０１３３】
次に、ノンアクト部１３の後端部である、ヘッドチップ１の後端面を図３（ｃ）に示す。ヘッドチップ１の後端面１１では、隔壁４１の一部が外部接続用電極６（６ａ，６ｂ，６ｃ）により構成されており、かつ、後端面１１に外部接続用電極６が露出している。また、カバー部材５には、共通インク室５１が形成されており、カバー部材５と隔壁４１の上面との間のギャップは数百μｍになっている。
【０１３４】
隔壁４１の一側面（紙面左側面）には、引き出し電極７１（７１ａ，７１ｂ，７１ｃ）が形成されており、一部は隔壁内の外部接続用電極６上に形成されている。一方、隔壁４１の他側面（紙面右側面）には、引き出し電極はなく研削面４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）が形成されている。また、インク室底面は、底部研削面４３が形成されており、底部にあった電極の大半が研削除去されている。
【０１３５】
図３により、電気的接続を整理すると、第一のインク室４０Ａで対向している駆動電極７０（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ）は、インク室底部において短絡して一つに集約されて、駆動電極７０から隔壁側面上に伸延された第二のインク室４０Ｎの引き出し電極７１に接続されており、さらに、ヘッドチップ後端部においては、引き出し電極７１は隔壁中に埋設された外部接続用電極６に接続されている。
【０１３６】
図３（ｃ）のように、外部接続用電極６のインク室内の露出面の内、一側面（隔壁４１の紙面左側面）上には引き出し電極７１が形成され、電気的に導通しているが、他側面（隔壁４１の紙面右側面）は、研削面４２上にあり、外部接続用電極６の露出面６０は研削面４２に内包されている。
【０１３７】
また、隔壁上面の外部接続用電極６の露出面も電極が形成されていない。このようにして、例えば、インク室４０ｂ内の駆動電極７０ｂは、引き出し電極７１ｂを介して外部接続用電極６ｂに接続されており、隣接する外部接続用電極６ａ及び６ｃとは、互いに絶縁されている。
【０１３８】
次に、図３（ｃ）の破線にて表しているように、外部接続用電極６と略等ピッチで、フレキシブル基板３上に形成された銅線パターン３０を外部接続用電極６にアライメントして、図示しない異方性導電膜を介して接着する。このフレキシブル基板３は、外部駆動用ＩＣと導通している。
【０１３９】
このような構成により、外部駆動用ＩＣから送られた電位信号は、フレキシブル基板３、外部接続用電極６、引き出し電極７１、駆動電極７０の順に伝搬し、駆動制御される。
【０１４０】
インクはヘッド後端面に開口している共通インク室５１を塞ぐように接着された図示しないマニフォールドから、共通インク室５１、第二のインク室４０Ｎ、第一のインク室４０Ａの順に供給されて、外部駆動用ＩＣから送られた電位信号に応じて、該当するインク室からノズル孔２０を通じてインク滴が吐出される。
【０１４１】
〈インクジェットヘッドの製造方法〉
次に、実施の形態１で説明したインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
まず、複数個のアクチュエーター部材となるアクチュエーター基板４の製造方法について説明する。例えば、図４に示すように、アクチュエーター基板４は、０．５〜１ｍｍ程度の厚みを有する基材（厚板）４ｂと、後の工程で形成するインク室の略半分程度の厚みを有する薄板４ａをエポキシ系接着剤で貼り合わせたものであり、基材４ｂと薄板４ａは、厚み方向に分極した圧電体であるが、その分極方向がそれぞれ反対になっている。また、基材４ｂは紙面上方向に分極した圧電体基板であり、一方薄板４ａは紙面下方向に分極した圧電体基板である。
【０１４２】
（Ａ−１の工程）
本工程では、外部接続用電極６を充填する充填溝をアクチュエーター基板４に形成する。アクチュエーター基板４は、６８ｍｍ角の正方形の基板であり、この基板の薄板４ａ側に、幅１ｍｍ、深さ０．１ｍｍの突っ切り溝である充填溝６１を７．２ｍｍピッチで形成する（６８ｍｍ角基板には、計９本の充填溝６１が形成される）。
【０１４３】
図４は、アクチュエーター基板４の一部の断面図であり、ダイシングブレード１００を高速回転させながら、紙面奥方向に走査させた後、紙面左右方向にオフセットして同様の動作を繰り返すことにより、紙面奥方向に続いている充填溝６１を７．２ｍｍピッチで形成することができる。
【０１４４】
（Ａ−２の工程）
本工程では、充填溝６１に、外部接続用電極６となる材料（外部接続用電極材）を充填する。図５は、図４と同様にアクチュエーター基板４の一部の断面図であり、紙面奥方向に続いている充填溝６１に、ディスペンサー１０１を用いて金属粒子を混在させたペースト６３（例えば銀ペースト）を充填する。
【０１４５】
充填は、ディスペンサー１０１を充填溝６１上に配置し、ディスペンサー１０１に圧力を印可してニードルからペーストを放出させながら、充填溝に沿って走査することにより行う（ディスペンサーは紙面奥方向に走査する）。一つの充填溝６１へのペースト６３の充填が完了した後、紙面左右方向にオフセットさせて同様の動作を繰り返すことにより、アクチュエーター基板４上に形成した全ての充填溝６１の中にペースト６３を充填する。
【０１４６】
次に、充填したペースト６３を硬化させる。本実施の形態では、外部接続用電極材として銀ペーストを用い、この銀ペーストは１００℃雰囲気中で２時間放置することにより、固形化し、電気伝導性を有するものである。液状のペースト６３は硬化されて、外部接続用電極材６４になる。
【０１４７】
（Ａ−３の工程）
本工程では、アクチュエーター基板４に、インク室となる溝を形成する。図６は、図５と同様にアクチュエーター基板４の一部の断面図であり、紙面奥方向に充填溝６１と充填溝６１内に充填された外部接続用電極材６４が続いている。このアクチュエーター基板４の薄板４ｂ側に、充填溝６１に対して直交する方向に高速に回転している薄い厚みのダイシングブレード１０３を走査させてアクチュエーター基板４の左右方向に連なる溝を形成する。
【０１４８】
１回走査させることにより１本の溝が形成されるが、紙面奥方向にインク室配置密度と略等ピッチでオフセットをかけて同様の動作を複数回繰り返すことにより、アクチュエーター基板４に複数のインク室となる溝を形成することができる。なお、インク室となる溝は、深さが一定の突っ切り溝でもよいが、本実施の形態では、充填溝６１の直交方向（紙面右方向）にダイシングブレード１０３を走査させながら、図６に示すようにダイシングブレード１０３の高さを上下させることにより、外部接続用電極材６４近傍の溝深さが他の部分より浅くなっている溝を形成した。
【０１４９】
インク室となる溝の形状（深さ及び幅）の最適値は、アクチュエーター基板４の特性、インク室の配置密度、アクティブ長等により異なるが、本実施の形態では、インク室密度３００ｄｐｉでは幅４０μｍ、最大深さ２４０μｍ、インク室密度１５０ｄｐｉでは幅８０μｍ、最大深さ２４０μｍの溝を形成し、外部接続用電極材６４近傍の最小深さが共に１１０μｍとなるようにダイシングブレード１０３の上下動を制御した。紙面奥方向に一文字に連なっていた外部接続用電極材６４は、この溝入れ加工により細分化して外部接続用電極６となる。
【０１５０】
図７は、上述のように加工を行ったアクチュエーター基板４の一部分を示す斜視図であり、図示のように、紙面左右方向に同様の形状が連なり、さらに紙面奥方向にも同様のインク室が複数個配列されているアクチュエーター基板４の一部である。また、最前列のインク室は中央部分を切断した形状で表している。なお、アクチュエーター基板４の薄板と基体の貼り合わせ層は、省略している。
【０１５１】
アクチュエーター基板４は、紙面左右に連なるインク室４０と、インク室４０を隔てる隔壁４１が交互に配列してなり、隔壁４１の一部に外部接続用電極６が埋め込まれている。インク室４０は、２つの外部接続用電極６のほぼ中間位置が最も深く（図７の構造の右若しくは左端）、外部接続用電極６の埋設位置に近づくに従って徐々にその深さが減少し、外部接続用電極位置（図７の構図の中央部）で最もその深さが浅くなっている。
【０１５２】
紙面奥方向に向かって一文字に連なっていた外部接続用電極材６４は（Ａ−３の工程）のインク室溝を形成する工程で、外部接続用電極６として隔壁４１の一部となり、それぞれ細分化されると共に、個々の外部接続用電極６は電気的に絶縁される。
【０１５３】
（Ｂ−１の工程）
本工程では、駆動電極及び引き出し電極を形成する。電極の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法などにより、金属膜をインク室側面に形成する方法が挙げられ、これらの内どれを用いても電極形成は可能である。本実施の形態では、図８に示すように、無電解メッキ法によりインク室４０の底部分、インク室４０を隔てる隔壁４１の側面、隔壁４１の上面の全てに、厚み０．５μｍの銅膜からなる電極７を形成した。
【０１５４】
さらに、隔壁４１の一部を構成している外部接続用電極６の露出面上にも同様に無電界メッキにより銅膜が形成され、この段階では、個々の外部接続用電極６は、隔壁４１の側面及びインク室４０の底面に形成された電極７を介して、一旦導通する。なお、アクチュエーター基板４の裏面には、マスキングを行い、無電界メッキ後にマスクを剥離することにより、電極７が付かないようにした。
【０１５５】
（Ｂ−２の工程）
本工程では、外部接続用電極６が埋め込まれている近傍の隔壁の片側の電極７を除去する。本実施の形態では、図９に示すように、ダイシングマシンに備えられた、インク室４０の幅よりも厚みが薄いダイシングブレード１０５を用いて、隔壁側面とダイシングブレード側面が平行になるようにダイシングブレード１０５を配置し、外部接続用電極６の中央線（図の破線）とダイシングブレード１０５の中心が一致する位置より、隔壁４１の上面側からアクチュエーター基板４の厚み方向に、ダイシングブレード１０５を接近させることで、ダイシングブレード１０５の片側面（図ではブレードの裏側）で、隔壁４１の片側の側面を上方から下方に向けて研削する。
【０１５６】
なお、隔壁４１の厚みは約１０μｍ程度減少する。隔壁４１の片側面（図では隔壁４１の手前面）にダイシングブレード１０５の円弧形状を転写するような形で研削面４２を形成しながら、隔壁４１の下方向に進んだダイシングブレード１０５は、外部接続用電極６近傍のインク室４１の底面部分に到達し、その一部を研削してインク室底面に形成されていた電極７を除去して底部研削面４３を形成する。
【０１５７】
所定の高さまで降下したダイシングブレード１０５は、一旦上昇し、インク室溝直交方向にインク室ピッチと略等ピッチだけオフセットをかけて、同様の動作を繰り返す。アクチュエーター基板４中に計９列形成されている外部接続用電極アレイの全てについて、この作業を行うため、アクチュエーター基板４中の外部接続用電極６の数と同じ回数だけ、この動作が繰り返されることになる。
【０１５８】
本実施の形態では、外径５０ｍｍのダイシングブレード１０５を用い、隔壁上面位置から基板厚み方向に最大深さ１２０μｍとなるまで、ダイシングブレード１０５を降下させた。これにより、隔壁側面に形成された研削面４２は、隔壁上部の弦長は約４．８ｍｍとなる。充填溝に充填されている外部接続用電極６の隔壁上面（基板表面）からの高さは、充填溝深さと同様に１００μｍである。
【０１５９】
一方、研削面４２及び底面研削部４３を形成するためのブレード研削加工は、隔壁上面から１２０μｍの深さまで行う。この工程により、Ｂ−１の工程で隔壁側面の外部接続用電極露出面上に形成された電極の内、片側面の電極は完全に除去され、研削面４２の面内に外部接続用電極露出面６０が完全に含まれる。
【０１６０】
（Ｂ−３の工程）
本工程では、隔壁上面を含むアクチュエーター基板４の上面の不要な電極を除去する。即ち、機械研削により、基板表面を均一な高さにすると共に、基板表面にある不要な電極〔例えば、（Ａ−２の工程）にて基板表面から突出した外部接続用電極６、（Ｂ−１の工程）にて隔壁上面に形成された電極７〕を除去する。
【０１６１】
研削方法としては、ラッピング研削、ダイシング研削などで行うことが可能である。本実施の形態では、ダイシングマシンに備えられた厚手のダイシングブレードを用いて研削を行い、隔壁側面とダイシングブレードの側面が平行になるようにダイシングブレードを配置し、インク室溝と同様の方向（図１０の紙面左右方向）に同じ高さを保ったまま移動させることにより、基板表面の高さを均一にすると共に、（Ａ−２の工程）にて基板表面から突出した不要な外部接続用電極、（Ｂ−１の工程）にて隔壁上面に形成された不要な電極を除去した。
【０１６２】
以上の工程により、図１０のようなアクチュエーター基板４を得ることができる。なお、図１０のアクチュエーター基板４は一部を示すものであり、その左右及び前後に、同様の形状が繰り返されている。一つのインク室側面及び底面には略Ｕ字型に電極７が形成されており、一方の側面（図１０では、隔壁４１の裏面側の隠れている部分）では、隔壁中に埋設されている外部接続用電極６の露出面上にも形成され、インク室側面の電極７と外部接続用電極６は導通している。
【０１６３】
他方の側面（図１０では、隔壁４１の研削面４２を有する面側）の外部接続用電極６の露出面は研削面４２内にあるため、電極７と外部接続用電極６は電気的に絶縁されている。即ち、一つの外部接続用電極６に注目すると、紙面奥側のインク室の電極７とは導通しているが、紙面手前側の電極７とは導通せず、奥側の電極７はその手前の隔壁中に埋設された外部接続用電極６に引き出されている。
【０１６４】
（Ｃ−１の工程）
本工程では、図１１に示すような、複数のカバー部材５を含むカバー基板５Ａを作製する。そのカバー基板５Ａは、アクチュエーター基板４と同程度の熱膨張係数を有し、また、機械加工性もアクチュエーター基板４と同程度のものを用いることが望ましい。
【０１６５】
カバー基板５Ａは、アクチュエーター基板４と大きさは等しく、平板状に第２のインク室のカバー部となる深さ５〜２０μｍの長方形の開口の凹み５０Ａと共通インク室５１となる深さ２００μｍの長方形の開口の凹み５１Ａをそれぞれ複数有する。これらの凹み５０Ａ，５１Ａは機械研削、化学的エッチング、サンドブラストなどにより形成することが可能である。
【０１６６】
本実施の形態では、ドライフィルムによりパターニングを施した後に選択的にブラストする作業を、大きな凹み５１Ａ、小さな凹み５０Ａの順に繰り返すことにより作製した。このようにして作製したカバー基板５Ａの一部の断面が、図１１に示されている。カバー基板５Ａは、紙面左右幅４．９ｍｍの浅い凹み５０Ａと、浅い凹み５０Ａの中央に紙面左右幅２ｍｍの共通インク室５１Ａが形成されている。
【０１６７】
この２段階の凹み形状は、紙面左右方向に７．２ｍｍピッチで複数形成されている。なお、この２段階の凹み形状の共通インク室５１の中央位置とアクチュエーター基板４に埋設した外部接続用電極６はそれぞれの基板のエッジから同一の位置になるようにしている。
【０１６８】
（Ｃ−２の工程）
本工程では、（Ｂ−３の工程）で作製したアクチュエーター基板４と（Ｃ−１の工程）で作製したカバー基板５Ａを貼り合わせて、ヘッドチップ基板を形成する工程である。アクチュエーター基板４とカバー基板５Ａは、基板サイズが同一であり、アクチュエーター基板４の外部接続用電極６とカバー基板５Ａの共通インク室５１は基板上で同一の位置になるように形成されている。
【０１６９】
図１２は、アクチュエーター基板４とカバー基板５Ａを貼り合わせたときの断面図であり、インク室は紙面左右方向に連なっている。また、アクチュエーター基板４とカバー基板５Ａを接着剤により貼りあわせて得られたヘッドチップ基板１０は、紙面左右方向に図示した構造が連続しており、図示したものはその一部である。
【０１７０】
図示のように、アクチュエーター基板４とカバー基板５Ａを、外部接続用電極６と共通インク室５１の中央がそれぞれ一致するようにして、貼り合わせる。接着剤は、エポキシ系接着剤を用い、外周面に均一に接着剤層を形成した金属ローラーを、カバー基板５Ａに当接させることにより、カバー基板５Ａ上に接着剤を転写した。貼り合わせ後は、熱を与えて硬化させた。
【０１７１】
（Ｃ−３の工程）
本工程では、ヘッドチップ基板１０をダイシングにより小片化してヘッドチップ１を作製する。図１２に示すように、ヘッドチップ基板１０の外部接続用電極６の中央部（Ｃ−Ｃ）と２つの外部接続用電極６の中間位置（Ｄ−Ｄ）をそれぞれ切断位置としてダイシングを行い、１枚のヘッドチップ基板１０から複数のヘッドチップ１，…を作製した。
【０１７２】
外部接続用電極６の中央部（Ｃ−Ｃ）を切断することによりインクジェットヘッドの後端面を形成すると共に、後端面に外部接続用電極６を露出させる。一方、外部接続用電極６の中間位置（Ｄ−Ｄ）を切断することにより、ノズルプレート２を接合するノズル面を形成する。なお、ダイシング切断では、破線を中心にして幅０．３ｍｍの切りしろで切断が行われ、ヘッドチップ１の全長（紙面左右方向の長さ）は３．３ｍｍとなる。
【０１７３】
（Ｃ−４の工程）
本工程では、ヘッドチップ１をもとに、インクジェットヘッドを構成する。即ち、まず第一にインクジェットヘッド後端面の外部接続用電極に対して、略等ピッチで配線パターンが形成されているフレキシブル基板を異方性導電膜等を介して接合し外部接続用電極と配線パターンを電気的に導通させる。
【０１７４】
次に、インク材として、水溶性インクか非水溶性であっても電極を腐食するおそれのあるものを用いる場合は、電極保護膜としてパラキシレン膜を成膜する。パラキシレン膜は、ダイマーを昇華させてヘッドチップが格納されている真空チャンバー内に導入することで、狭い隙間であるインク室内にも昇華物が侵入し、インク室側面に接触することで、エネルギーを失い逐次成膜されるため、インク室内の全ての面上に均一に保護膜を形成することができる。
【０１７５】
そして、ノズル面側にノズルプレートを接合する。ヘッドチップ後端面には、共通インク室の開口部を塞ぐように、インクタンクと繋がっているマニフォールドを接着し、インクが漏れないように封止材を用いて封止する。
【０１７６】
以上の工程〔（Ａ−１の工程）〜（Ｃ−４の工程）〕によりインクジェットヘッドが完成する。
【０１７７】
《実施の形態２》
〈インクジェットヘッドの構成〉
本実施の形態のインクジェットヘッドを図１３及び図１４により説明する。図１３は、実施の形態２のインクジェットヘッドの後端面を示し、図１４はインクジェットヘッドの縦断面を示す。このインクジェットヘッドの構成は、概ね実施の形態２の構成と同一であるが、ヘッドチップ後端部のインク室内に非導電性樹脂８が充填されている点が異なる。
【０１７８】
即ち、カバー部材５の構成、非導電性樹脂８を除いたアクチュエーター基板４の構成は全て同一であり、ヘッドチップ後端部の隔壁中に外部接続用電極６を埋設し、第二のインク室４０Ｎの隔壁の片面に研削面４２が形成されている点などは、全て同一であり、重複部分の説明は省略する。
【０１７９】
図１４に示すように、非導電性樹脂８はヘッドチップ１の後端部（紙面左側）のインク室内に充填されており、インク吐出方向（紙面右方向）に向かって徐々に高さが減少するなだらかな傾斜面状に形成され、第一のインク室４０Ａに到達することなく、その充填が完了している。また、隔壁４１中に埋設した外部接続用電極６の隔壁側面の露出面及び隔壁上面の露出面を被覆している。
【０１８０】
図１３はヘッドチップ後端面の図であり、実施の形態１における図３（ｃ）の相当するものである。なお、アクト部１２の横断面を表す図３（ａ）及びノンアクト部１３の横断面を表す図３（ｂ）は本実施の形態２においても同一であるため、重複する説明は省く。図１１のように、隔壁４１中に埋設された外部接続用電極６は、片面において引き出し電極７１と接続されている。
【０１８１】
インク室内には非導電性樹脂８が充填されており、外部接続用電極６上に形成されている引き出し電極７１部分、及び外部接続用電極６の研削面４２側の露出部分をモールドしている。さらに、共通インク室５１側である隔壁４１上面の外部接続用電極６の露出面上にも非導電性樹脂８がモールドされている。なお、図１４の第一のインク室４０Ａ及び第二のインク室４０Ｎの隔壁上面に相当するＹＡ−ＹＡ線は、図１３では非導電性樹脂８の上面に相当し、外部接続用電極６の上面を表すＹＢ−ＹＢ線はＹＡ−ＹＡ線よりも低い位置にある。
【０１８２】
非導電性樹脂８は、シリカ若しくはアルミナのフィラーを混入して隔壁材と同程度の線膨張係数となるように調整されており、また、ヤング率は隔壁材に比べて小さいものを選択することが望ましい。
【０１８３】
〈インクジェットヘッドの製造方法〉
実施の形態２のインクジェットヘッドの製造方法について説明する。本実施の形態は、前述の実施の形態１と類似した部分があるため、その製造方法と同じ部分についての説明は省略する。
【０１８４】
アクチュエーター基板４は実施の形態１と同一のものを用い、（Ａ−１の工程）及び（Ａ−２の工程）は同一であり、アクチュエーター基板４に充填溝６１が施され、充填溝６１内に外部接続用電極材６３が充填されたアクチュエーター基板４が完成する。
【０１８５】
（Ａ−２−１の工程）
（Ａ−２の工程）の後に行われる本工程では、外部接続用電極材を充填した部分をアクチュエーター基板面から凹ませる。この工程では、図５のアクチュエーター基板４の横断面図に示すように充填溝６１内に外部接続用電極材６３を充填したアクチュエーター基板４をもとに、図１５に示すように、紙面奥方向に一文字に充填されている外部接続用電極６の上側を、充填溝幅より幅広の厚み（例えば１．５〜２ｍｍ程度）を有するダイシングブレード１０６を充填溝方向（紙面奥方向）に走査させることにより、外部接続用電極の上面をアクチュエーター基板表面により凹んだ部分である凹み６５を形成する。
【０１８６】
この凹み６５の深さは、アクチュエーター基板表面に対して概ね数十μｍである。一本の充填溝内に充填された外部接続用電極上を研削した後、充填溝と等ピッチで紙面左右方向にオフセットをかけて、アクチュエーター基板全面の外部接続用電極上を研削し、凹ませる。
【０１８７】
次に、行われる（Ａ−３の工程）であるインク室を形成する工程は、実施の形態１と同一である。さらに、（Ｂ−１の工程）である駆動電極及び引き出し電極を形成する工程、及び（Ｂ−２の工程）の外部接続用電極が埋め込まれている近傍の隔壁の片側の電極を除去する工程も、同一であり、図７、図８及び図９では外部接続用電極が基板面に対して凸になっているのに対して、本実施の形態では外部接続用電極部分が基板面に対して凹んでいる点が異なるだけである。
【０１８８】
このようにして作製したアクチュエーター基板４のインク室方向の断面図は図１６のようになる。図１６に示すように、アクチュエーター基板４は、インク室と、インク室を隔てる隔壁４１からなり、隔壁側面の片側には研削面４２が形成されている。さらに隔壁４１の一部として、外部接続用電極６が設けられており、外部接続用電極６はアクチュエーター基板４の表面（隔壁４１の上面）に対して、凹み６５を有している。
【０１８９】
（Ｂ−２−１の工程）
（Ｂ−２の工程）の後に行われる本工程では、このアクチュエーター基板４の外部接続用電極６がある部分のインク室内に、外部接続用電極、隔壁上面に非導電性樹脂を充填する。この工程では、図１７に示すように、ディスペンサー１０７を用いて、液状の非導電性樹脂８を外部接続用電極上に塗布する。外部接続用電極上をインク室方向に対して直交方向（紙面奥方向）にディスペンサー１０７を走査させることにより、外部接続用電極近傍のインク室内と、隔壁上の外部接続用電極露出面上に、非導電性樹脂８を充填し、（Ａ−２−１の工程）で形成した凹み６５も非導電性樹脂８により充填する。
【０１９０】
そして、非導電性樹脂８により外部接続用電極６は完全にモールドされると共に、インク室内に充填される非導電性樹脂８はディスペンサー走査位置を中心にして、図１７のように略山形状を形成する。その後、非導電性樹脂８は加熱硬化されて、充填時の形状を保持したまま固形化する。
【０１９１】
本工程の後に行われる（Ｂ−３の工程）は、基板上面の不要な電極を除去する工程であり、実施の形態１と同じである。ここで、本実施の形態では、不要な電極だけでなく、図１８のように厚手のダイシングブレード１０８をインク室方向である図矢印方向に高さを均一にして走査させることにより、（Ｂ−２−１の工程）において塗布した非導電性樹脂８も同時に研削し、アクチュエーター基板面と非導電性樹脂８の研削面を面一状にする。
【０１９２】
以後の工程は、実施の形態１で説明した（Ｃ−１の工程）から（Ｃ−４の工程）と同一であるため説明は省略する。
【０１９３】
《その他の実施の形態》
実施の形態１及び２では、外部接続用電極材として金属微粒子を混在させたペースト状のものを用いたが、本発明は、これに限定されることなく、例えば、外部接続用電極の素材（外部接続用電極材）として、ハンダペーストなどのペースト状物質を用いてもよい。また、前記充填溝と略同一の大きさに成形された金属物質を、充填溝内に埋め込み、エポキシ系接着剤等で固定してすることにより、外部接続用電極として用いてもよい。
【０１９４】
外部接続用電極は、アクチュエーターとなる基板の一部に予め埋設し、その基板にインク室隔壁を加工することにより、インク室隔壁の一部となる。ここで、硬化前はペースト状であり硬化後に固形化して導通特性を有するペースト状物質を用いれば、埋設部分の形状自由度が高く、埋設する充填工程が容易で、大面積のアクチュエーター基板を用いた大量生産を行う場合に製造コストを低減することができる。
【０１９５】
さらに、ペースト状物質として、導電性接着剤やハンダペーストなどの溶媒が有機溶剤であるものを用いる場合は、アクチュエーター基板のキュリー点以下の硬化温度で硬化が可能であるため、埋め込み後の硬化時にアクチュエーター基板の電気的機械的特性を損なう虞がない。
【０１９６】
また、機械加工が容易であるため、インク室隔壁形成時に導電性樹脂部分を一部切削する際のブレード摩耗が少ない。従って、大面積基板を用いた大量生産に対して製造コストが低く、製造歩留まりも良く、加工精度の高く高品位のインクジェットヘッドを提供することができる。
【０１９７】
そして、外部接続用電極として、金属物質を用いる場合には、機械的強度が高く、フレキシブル基板などをコンタクトして接続する際に、接続部の機械的強度が高く、接続信頼性を高めることができる。さらに、接続方法として、異方性導電膜などの有機樹脂系接着材含有物を用いることなく、例えばワイヤーボンディングなどのような金属拡散接合により電気的に接続することができる。
【０１９８】
金属拡散接合を用いる場合は、非常に電気的接続安定性が高く、また製造プロセスが技術的に簡便であるため、製造歩留まりを高めることができる。従って、電気的接続が確実で、製造コストが低いインクジェットヘッドを提供することができる。
【０１９９】
【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。
【０２００】
（１）非駆動部分となる隔壁の片側面後部に駆動電極を設けない部分を有しているので、非駆動部分の隔壁の一方面にある電極で駆動電極を外部接続回路に引き出す機能を維持したまま、他方面には電極を設けない部分を有することにより、隔壁を介して対向する電極面積が少なくなり、不要な静電容量を低減させることができ、これにより、発熱を抑え、高速駆動印字が可能となる。
【０２０１】
（２）隔壁の一部に外部接続用電極が埋設されており、左右のインク室に出現する外部接続用電極の出現面の一方に駆動電極と導通している電極と接続し、他方の出現面には電極を設けないので、インク室を介して対向している駆動電極は、隔壁側面を含むインク室内壁に沿って外部接続用電極の出現面に導通され、さらに外部接続用電極中を導通して、外部駆動回路に接続される。従って、インク室内で同電位の駆動電極は、隣接する一方の隔壁中の外部接続用電極にそれぞれ引き出すことができ、それぞれのインク室内の電極の電位を個々に制御することが可能となる。
【０２０２】
また、隔壁中に外部接続用電極を埋設することにより、電極の引き出し部分を小さくすることが可能となるため、全長が短くすることができ、かつ、不要な静電容量が少なくなるため、発熱量が少なくなり、高速印字が可能となる。
【０２０３】
さらに、隔壁中に外部接続用電極を埋設し、インク室により、それぞれの外部接続用電極を分離しているので、熱膨張係数の違いによる応力は、その殆どが開放されるため、クラックやワレなどの不具合が生じることのない長期使用にも耐える高い信頼性を確保することができる。
【０２０４】
（３）外部接続用電極をノズル接続面の反対面であるインクジェットヘッド後端面に露出させているので、後端面に出現している外部接続用電極に対して、外部駆動用回路と導通している配線パターンを位置合わせして接続することができる。
【０２０５】
また、製作工程で、外部接続用電極を分断した際に、切断面に出現する外部接続用電極面を接続面として用いることができるため、インク室内の駆動電極をインク室方向に延長することなく、外部接続用電極部分で屈曲させて引き出すことが可能となる。
【０２０６】
従って、電極を引き出す部分の長さが短くて済むため、不要な静電容量が少なくなり、材料コストも少なくなり、大面積基板を用いた一括処理時の取れ数を多くすることが可能となる。これにより、コンパクト化が可能となり、１ヘッド当たりの製造コストを低減することもでき、かつ、高速印字が可能となる。
【０２０７】
しかも、ノズル面と平行なインクジェットヘッド後端面を用いて外部駆動回路と導通している配線パターンを接続することができるため、インクジェットヘッドを組み込む装置の構成の自由度が高くなり、電機接続の信頼性も向上する。
【０２０８】
（４）インク室の底部分に電極を設けていないので、不要な静電容量を低減することができ、かつ、配線パターンのアライメントに多少ずれが生じても短絡する虞が少なくなり、電機接続の信頼性が向上する。
【０２０９】
（５）インクジェットヘッドの後端部のインク室内に非導電性樹脂を充填するので、インクジェットヘッドの電機接続を担う後端部において、外部接続用電極の機械的な強度を確保できると共に、外部駆動回路と導通している配線パターンを接続するための接着面積が増加するため、電機接続の信頼性と耐久性を向上させることができる。
【０２１０】
（６）インク室内にある外部接続用電極の出現面が、非導電性樹脂により電気的接合部分がモールドされているので、機械的な強度が向上し、経時劣化による剥離、断線を抑えることが可能になる。
【０２１１】
さらに、電気的接合部分と電機接続に寄与しないもう一方の外部接続用電極面は、非導電性樹脂によりモールドされて、インクが充填される実効的なインク室内に露出しなくなる。よって、油性インクを吐出させる場合、電気的接合部分にインクが接触し時間経過と共に腐食を起こす虞をなくすことができる。また、電極を保護する保護膜（水性インク使用時の絶縁膜も含む）の耐久性が高く、長期使用においても高い信頼性を得ることができることである。
【０２１２】
（７）インクジェットヘッドの後端部に充填された非導電性樹脂は、インク吐出方向に向かってなだらかに高さが減少しているので、隔壁とフレキシブル基板の間の直角部分がなくなっているため、インク室内のエアーのかみ込みがなくなり、インク吐出の安定性が向上する。
【０２１３】
（８）厚み方向に分極した圧電体に溝と溝を隔てる隔壁を複数形成すると共に、隔壁上面にカバー部材を接着されたインク吐出に寄与する第一のインク室と、カバー部材と隔壁上面との間に隙間を有する第二のインク室とを有するインクジェットヘッドにあって、インク吐出に寄与しない第二のインク室の片側の側面を研削して電極を除去すると共に、その研削面の隔壁高さ方向の長さが、第一のインク室の方向に向かって連続的に減少しているので、製造コストが安価となり、かつ、高性能を確保することができる。
【０２１４】
さらに、インクが充填される第二のインク室の後端方向から第一のインク室方向へ研削面の深さが減少しているため、インクの充填時にエアーをかみ込みにくくなり、エアー溜まりが非常に少なくなる。また、インク吐出にあたって、第一のインク室で発生させた圧力波は第二のインク室にも伝搬するが、その際に、第二のインク室の断面形状はなだらかに変化するため、余分な残留振動が発生せず、インク吐出性能が安定化する。
【０２１５】
（９）インクジェットヘッドの後端部に外部接続用電極を有し、その外部接続用電極はインク室隔壁の左右に露出している。また、隔壁片面が研削されて、電極が除去された研削面を有し、さらにこの研削面内に外部接続用電極の隔壁側面の露出面が内包されているので、隔壁中の外部接続用電極と研削された側の電極は絶縁されるため、第二のインク室の隔壁の片面を研削することにより、不要な静電容量を減らすと同時に、インク室側面に形成した電極により短絡している外部接続用電極をそれぞれ分離することができる。
【０２１６】
従って、全長を短くして製造コストを低減し不要な静電容量を少なくすることができ、かつ、不要な電極を減らすことにより不要な静電容量をさらに低減することができると共に、不要な電極を減らす工程と同一の動作で外部接続用電極を電気的に分離して駆動制御用の電極とすることができるため、高性能で、耐久性のあるコンパクトなインクジェットヘッドを技術的に容易に作製することができ、安価に提供することができる。
【０２１７】
（１０）第二のインク室を区画する隔壁の上面とカバー部材との間に５〜２０μｍの幅を有する空間を設けるので、第一のインク室で発生した圧力波は、第二のインク室を経由し、第一のインク室より遠いインク供給側まで伝搬するうちに徐々に隣接するインク室にインクが伝搬することにより減衰する。
【０２１８】
また、そのインク供給上流側で発生する反射波の影響が少なく、さらに第一のインク室と第二のインク室の界面で反射して第一のインク室に戻る圧力波も非常に少なくなるため、残留振動が抑えられ、高速印字が可能となる。
【０２１９】
（１１）隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、円盤状の砥石を隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面は円盤状の砥石の形状を転写した円弧状の研削面を容易に形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状とすることができる。
【０２２０】
さらに、この工程は、インクジェットヘッドのアクチュエーター部が複数個搭載された基板に対して、カバー部材を貼り合わせる前に一括して加工することが可能であるため、複数個分のアクチュエーター部の隔壁の研削加工を一括して行うことができるため、タクトタイムの短縮が容易となり、製造コストの低減化が可能となる。
【０２２１】
（１２）隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、円盤状の砥石を隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面は円盤状の砥石の形状を転写した円弧状の研削面を形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状とすることができる。
【０２２２】
さらに、隔壁側面を研削する工程と同一の工程で、インク室底面の電極も研削除去することで、前記（４）項で説明したように、インク室の底部分に電極を設けないことにより、不要な静電容量を低減することができ、さらには、隣接する端子間距離を広くすることができるため、配線パターンのアライメントずれが生じても、短絡する虞がなく、電機接続信頼性の高いインクジェットヘッドを、効率的に製造することができる。
【０２２３】
（１３）複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インク室となる溝を形成し、次にインク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、引き出し電極の一部を研削等により除去するので、ヘッドチップのアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能となるため、タクトタイムを短縮させて、製造コストの低減化が可能となる。
【０２２４】
（１４）複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インクジェットヘッドの後端部に相当する部分に充填溝を形成した後、その充填溝に外部接続用電極となる部材を充填・固定し、しかる後に、充填溝に対して直交する方向にインク室となる溝を刻設することにより、外部接続用電極をインクジェットヘッド後端相当部の隔壁の一部とし、次に、インク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、隔壁中にある外部接続用電極の隔壁両面の露出面の一方面上に形成された引き出し電極を研削除去するので、ヘッドチップの後端部に外部接続用電極を有するアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能となるため、タクトタイムを短縮させて、製造コストの低減化が可能となる。また、隔壁内に外部接続用電極を設けることにより、全長を短くすることができ、かつ、不要な静電容量を低減して高速印字が可能なコンパクトなインクジェットヘッドを、安価に提供することができる。
【０２２５】
（１５）複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インクジェットヘッドの後端部に相当する部分に充填溝を形成した後、その充填溝に外部接続用電極となる部材を充填・固定し、次に、外部接続用電極材充填部の近傍を、機械研削等により基板面から凹ませた後、充填溝に対して直交する方向にインク室となる溝を刻設することにより、外部接続用電極をインクジェットヘッド後端相当部の隔壁の一部とし、次に、インク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、隔壁中にある外部接続用電極の隔壁両面の露出面の一方面上に形成された引き出し電極を研削除去し、しかる後に、外部接続用電極材充填部近傍のインク室内に非導電性樹脂を充填し、外部接続用電極の露出面を全て非導電性樹脂で塞ぐので、インクジェットヘッドを個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能となるため、タクトタイムを短縮させて、低コストでの製造が可能となる。また、隔壁内に外部接続用電極を設けることにより、全長を短くすることができ、さらに不要な静電容量を低減でき、かつ、長期使用においても耐久性が高いコンパクトなインクジェットヘッドを、安価に提供することができる。
【０２２６】
（１６）外部接続用電極材を充填する工程として、金属粒子を混在させたペースト状物質を充填溝内にディスペンサーを用いて充填溝方向に走査して充填した後、硬化させるので、金属粒子を混在させたペースト状物質は、充填時は液状で硬化後に固形化すると共に導電性を示し、充填が容易である上に、硬化と共に充填溝の形状に沿って固着するので接着剤などで固定する必要がない。従って、外部接続用電極を有するインクジェットヘッドのアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが非常に容易となり、インクジェットヘッドを低コストで製造することが可能となる。
【０２２７】
（１７）充填溝内に充填された外部接続用電極の上面部分を、インク室となる溝を刻設する前に、充填溝方向に研削ブレードを走査させて研削して、基板表面から凹ませるので、充填の工程において基板上面から盛り上がった不要な外部接続用電極を、インク室を刻設する工程の前に除去しておくことにより、インク室を刻設する工程でのツールの負荷を低減することが可能となる。
【０２２８】
例えばダイシングブレードを用いる場合には、摩耗量及び目詰まりを低減し、溝深さを高精度に保つことができる。さらに、ツールに対する負荷が低減されると共に、溝が刻設されるアクチュエーター基板に対しても負荷が低減するために、より高速で加工を行っても溝を隔てる隔壁にワレやクラックが生じない。
【０２２９】
そして、外部接続用電極の充填部分を基板表面に対して凹ませておくことで、非導電性樹脂をインク室内に充填することにより隔壁側面に露出した外部接続用電極面を塞ぐ工程において、同時に隔壁上面に露出した外部接続用電極面を塞ぐことが可能となる。
【０２３０】
また、インク室を刻設する工程の前に、予め隔壁上面を基板に対して凹ませておくことにより、略平板状の基板に凹型の溝を形成するだけでよいため、十分に加工速度を上げても、アクチュエーター基板に機械的ダメージがなく、その後に刻設される隔壁に倒れ・ワレが生じることはない。従って、ツールの摩耗量及び目詰まりを低減して溝深さを高精度に保つことができ、さらにはインク室を隔てる隔壁にワレや倒れがなく製造歩留まりがよいインクジェットヘッドを製造することが可能となる。
【０２３１】
（１８）溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程は、インク室の幅よりも狭い幅を有するダイシングブレードを用いた機械研削により行うので、主に半導体の製造装置として使用され、入手が容易で機械コストも比較的安価な、ダイシングマシンを用い、隔壁の側面の不要な電極を除去することが可能となる。
【０２３２】
また、インク室となる溝をダイシングマシンを用いて刻設する場合は、装置を共用することができるため、結果として製造コストを抑えることができる。さらに、インク室となる溝を刻設する工程と隔壁の側面を研削する工程を同一の装置で行うことにより、装置特有の機械精度を同じにすることができるため隔壁を研削する工程の加工誤差が小さく、歩留まりを向上させることができる。
【０２３３】
（１９）隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、ダイシングブレードを隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削するので、隔壁側面は、ダイシングブレードの形状を転写した円弧状の研削面を容易に形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【０２３４】
さらに、この工程は、インクジェットヘッドのアクチュエーター部が複数個搭載された基板に対して、カバー部材を貼り合わせる前に一括して加工することが可能であるため、複数個分のアクチュエーター部の隔壁の研削加工を一括して行うことができるため、タクトタイムの短縮が容易となり、製造コストの低減化が可能となる。
【０２３５】
（２０）隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、ダイシングブレードを隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面はダイシングブレードの形状を転写した円弧状の研削面を形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【０２３６】
さらに、隔壁側面を研削する工程と同一の工程で、インク室底面の電極も研削除去することで、前記（１９）項の効果に加えて、前記（４）項で説明したように、インク室の底部分に電極を設けないことにより、不要な静電容量を低減することができ、さらには、隣接する端子間距離を広くすることができるため、配線パターンのアライメントずれが生じても、短絡する虞がなく、電機接続信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッド後端部の斜視図である。
【図２】同インクジェットヘッドの縦断面図である
【図３】同インクジェットヘッドの横断面図である
【図４】同アクチュエーター基板に充填溝を形成する工程の説明図である。
【図５】同アクチュエーター基板の充填溝に外部接続用電極材を充填する工程の説明図である。
【図６】同アクチュエーター基板にインク室となる溝を形成する工程の説明図である。
【図７】同インク室となる溝が形成されたアクチュエーター基板の斜視図である。
【図８】同アクチュエーター基板に電極を形成する工程の説明図である。
【図９】同アクチュエーター基板の電極を除去する工程の説明図である。
【図１０】同アクチュエーター基板の不要な電極を除去する工程の説明図である。
【図１１】同カバー基板の断面図である。
【図１２】同ヘッドチップ基板の小片化工程の説明図である
【図１３】同実施の形態２に係るインクジェットヘッドの横断面図である。
【図１４】同インクジェットヘッドの縦断面図である。
【図１５】同アクチュエーター基板の外部接続用電極を充填した部分を凹ませる工程の説明図である。
【図１６】同アクチュエーター基板のインク室方向の断面図である。
【図１７】同液状の非導電性樹脂を外部接続用電極に塗布する工程の説明図である。
【図１８】同アクチュエーター基板上の不要な電極と非導電性樹脂を除去する工程の説明図である。
【図１９】従来のインクジェットヘッドの一例を示す縦断面図である。
【図２０】従来のインクジェットヘッドの別の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
４−圧電基板
５−カバー部材
６−外部接続用電極
７−電極
８−非導電性樹脂
４０−インク室，溝
４０Ａ−第一のインク室
４０Ｎ−第二のインク室
４１−隔壁
４２−研削面
６０−露出面
６１−充填溝
６４−外部接続用電極材
６５−凹み
７０−駆動電極
７１−引き出し電極
１００，１０３，１０５，１０６，１０８−ダイシングブレード
１０１，１０７−ディスペンサー
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタのキャリッジに搭載されるインクジェットヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェットヘッドの構造について、図１９及び図２０を参照しつつ説明する。
まず、第一の従来技術として、図１９に示すような、溝加工を行うダイシングブレードの円弧形状（Ｒ形状）を利用することによりインク室内の電極を、アクチュエーター基板の表面に引き出すようにしたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
図１９は、インク室の断面を表すインクジェットヘッドの横断面図であり、このインクジェットヘッド２００は、インク室を隔てる隔壁が形成されているアクチュエーター部材２１１と、共通インク室２１４が形成されているカバー部材２１３を接着剤で貼り合わせてなり、インク吐出方向側の端面にノズルプレート２０７が接着されている。
【０００４】
インクジェットヘッド２００は、紙面右から、インクを吐出するエネルギーを発生させるインク室２１５、インク室２１５内の電極２１６を外部に引き出すための円弧状部分２１２、アクチュエーター部材表面に引き出され外部駆動用ＩＣ２１０と接続するための接続部分２０２からなり、それぞれ電極が形成されている。
【０００５】
その接続部分２０２に対して、例えば、外部駆動用ＩＣ２１０と導通しているフレキシブル基板２０４を、異方性導電膜を介して電気的に接続することで、外部駆動用ＩＣ２１０で制御された電位はフレキシブル基板２０４、外部駆動用ＩＣ２１０と接続するための部分２０２、円弧状部分２１２、インクを吐出するエネルギーを発生させるインク室２１５の順に伝わり、インクを吐出するエネルギーを発生させるインク室２１５を隔てる隔壁間に電位差を与えることにより、インクを吐出するためのエネルギーが発生する。この構成では、インク室はダイシングマシンを用いて作製することが一般的で、円弧状部分２１２はダイシングブレードの円弧形状を転写した形となっている。
【０００６】
ダイシングブレードは一般に外径５０〜８０ｍｍのものが殆どであり、この円弧状部分の長さは、インク室の深さを２００〜３００μｍとすると、深さによって多少差はあるものの、インク室の概ね４〜６ｍｍ程度を要し、さらに、外部駆動用ＩＣ２１０と接続するための部分２０２は、少なくとも約１〜２ｍｍ程度は必要である。よって、インク室の電極を引き出し外部駆動用ＩＣ２１０と電気的に接続するために、５〜８ｍｍ程度の長さで電極を引き延ばしている。
【０００７】
一方、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるインク室２１５は、概ね１〜２ｍｍ程度でよい。即ち、第一の従来技術では、インク室内の電極を外部に引き出すために、全長は６〜１０ｍｍ程度が必要とされ、その内、実質的にインクを吐出させるために必要なエリアは１〜２ｍｍにすぎない。
【０００８】
このようなインクジェットヘッドの構成では、インク室を隔てる隔壁側面に電極を形成しその間に電位差を印加することで、インクを吐出するエネルギーを発生するが、インクを吐出するエネルギーを発生させるインク室２１５以外の円弧状部分２１２においても隔壁を介して電極は設けられているために、その部分において不要な静電容量を持つ。
【０００９】
この不要な静電容量により、静電容量が大きくなりアクチュエーター駆動に際して、印加駆動波形が鈍ることで高速駆動による高速印字が困難になるという問題があった。この印加駆動波形の鈍りは、印加電圧を上昇させることで改善できるが、印加電圧を上げることでアクチュエーターの駆動による発熱量が増大してアクチュエーターの温度が上昇することによりインク粘度が変化して、安定で高精度な印字が行えなくなるという問題、高い電圧を印加できる駆動用ＩＣはコスト高になるという問題、さらには低消費電力化が困難でなるという問題があった。今後、更にインクジェットヘッドの高密度化により、ノズルの狭ピッチ化が進んでくると静電容量は更に大きくなり、上記の問題は一層深刻になる。
【００１０】
さらに、この構造は、インクの吐出に寄与する部分はインクの吐出エネルギーを発生させるインク室部分２１５だけであるにもかかわらず、電極の引き出しのためにヘッド後端を延長しているため、全長が長くなり、材料使用量が多く、材料コストが高くなるという問題があった。
【００１１】
また、全長が大きいほど、一括してプロセス処理可能な大面積基板１枚当たりの取れ数が少なくなるために、その分ヘッドチップ当たりのプロセスコストが増大する。結果として、全長が大きくなることにより、インクジェットヘッド１チップ当たりのコストが高くなり、それ以上のコスト低減を行うことは困難であった。
【００１２】
上記のような問題を解決するために、本出願人らは、材料コストを抑え、静電容量も小さく、安価なインクジェットヘッドを製造するために、次のような構造（第二の従来技術）を考案し、他の特許出願を行った。図２０は、本出願人らが出願しているインクジェットヘッドの構成を示す横断面図である（例えば、特許文献３参照）。
【００１３】
この図２０に示す第二の従来技術における前記第一の従来技術との大きな違いは、インクジェットヘッド後端部の溝内に外部接続用電極を充填することにより、インク室の円弧形状に依存しないで、インク室の電極を外部に引き出せるようにしたことである。
【００１４】
第一の従来技術と同様に、インク室とインク室を隔てる隔壁を有するアクチュエーター部材２１１と、共通インク室２１４を有するカバー部材２１３を貼り合わせてインクジェットヘッドは構成されており、ヘッド後端部（紙面左端）のインク室内に導電性樹脂２０５が充填されている。
【００１５】
ヘッド後端面には、それぞれのインク室内に充填された導電性樹脂２０５が露出しており、導電性樹脂２０５に対して略等ピッチに配線パターンが形成されたフレキシブル基板２０９を異方性導電膜を介して当接することにより、電気的にコンタクトさせる。
【００１６】
このようなインクジェットヘッド構造では、インクジェットヘッドの全長はインクの吐出に寄与するインク室部分１〜２ｍｍに加えて、外部接続用電極を配置しインク流路を確保するために１〜２ｍｍ引き延ばすだけで十分である。よって、アクチュエーター部材の材料コストを削減することができる。
【００１７】
また、静電容量の低減により、駆動周波数を高くすることができるため、高速印字が可能となり、駆動電圧の低減が行えるため駆動用ＩＣの低耐電圧化が行えることから駆動用ＩＣコストと駆動消費電力の低減化が可能となる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平４−２５９５６３号公報（段落「００１８」，図４）
【特許文献２】
特開２００２−１７８５１８号公報（段落「０００５」，図７）
【特許文献３】
特開２００２−２１０９５４号公報（段落「００３５」，「００４
９」，図６）
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
まず、第一の従来技術では、前述したように、インク室の円弧形状に頼って電極引き出しを行うために、不要な静電容量が増加し、静電容量が大きくなりアクチュエーター駆動に際して、印加駆動波形が鈍ることで高速駆動による高速印字が困難になるという問題があった。
【００２０】
この印加駆動波形の鈍りは、印加電圧を上昇させることで改善できるが、印加電圧を上げることでアクチュエーターの誘電損失による発熱量が増大してアクチュエーターの温度が上昇することによりインク粘度が変化して、安定で高精度な印字が行えないという問題と高い電圧を印加できる駆動用ＩＣはコスト高になるという問題と低消費電力化が困難であるという問題があった。
【００２１】
今後、更にインクジェットヘッドの高密度化により、ノズルの狭ピッチ化が進んでくると静電容量は更に大きくなり、上記の問題は一層深刻になる。
【００２２】
さらに、本来、インクの吐出に寄与する部分は、インクの吐出エネルギーを発生するインク室部分だけであるにもかかわらず、電極の引き出しのためにヘッド後端を延ばしている構造であるため全長が長くなり、材料使用量が多く、材料コストが高くつくという問題があった。
【００２３】
さらに、全長が大きいほど、一括してプロセス処理可能な大面積基板１枚当たりの取れ数が少なくなるために、その分プロセスコストが増大する。結果として、全長が大きいことは、インクジェットヘッド１チップ当たりのコストを高くする大きな要因となるため、インクジェットヘッド自体を低コスト化することは難しかった。
【００２４】
そこで、本出願人らは、インク室の円弧形状に頼らず、インク室内に導電性物質を充填してその充填物質を介して電極を引き出すことを考案した。この思想により、第一の従来技術では、全長が最低６ｍｍは必要であったものが、第２の従来技術では約２〜３ｍｍにまで短縮することが可能となり、インクジェットヘッドの低コスト化と、不要な静電容量の低減による高速印字化が可能となった。
【００２５】
しかしながら、第２の従来技術は、圧電体から構成されるインク室を隔てる隔壁の間に液状の導電性樹脂を流し込んだ後に硬化させて固形化することにより、隔壁側面にある電極と導通する外部接続用電極を形成する。この外部接続用電極は、２つの隔壁に挟まれた部分に形成しており、長期使用に伴い、圧電体である隔壁と導電性樹脂からなる外部接続用電極の間に亀裂・ワレが入り、最悪の場合は隔壁の側面に設けられている電極と外部接続用電極が断線するとうい不具合が生じる虞が大きかった。
【００２６】
この原因としては、第一に、２つの隔壁の間に充填された液状の導電樹脂が硬化の過程で硬化収縮して、隔壁と導電性樹脂の間で常に引っ張り応力が残留していることがある。第二に、隔壁材である圧電体と導電性樹脂の線膨張係数は、両者の材料を最適に選定したとしても、２〜３倍程度は異なる。ゆえに、インク吐出駆動の際に生じる熱により、長期使用に伴って繰り返し応力が発生して疲労し、最悪の場合は疲労破壊してしまうことが懸念される。
【００２７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、その第一の目的は、不要な静電容量を抑えて、高速印字が可能でコンパクトなインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することであり、第二の目的は、長期使用においても高い電気的接続信頼性を維持することができるインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することである。
【００２８】
【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。
【００２９】
（１）インク室の両側を画成する隔壁の両側面に互いに絶縁された駆動電極を付設し、該隔壁間に電圧を印加することにより、前記インク室からインクを吐出させるエネルギーを発生させるように構成し、かつ、前記隔壁の片側面後部には、前記駆動電極が存在しない部分を設けたことを特徴とする
このように、インク室を区画する隔壁の両側面に駆動電極を設け、その間に電圧を印加することにより、インクを吐出するためのエネルギーを発生するインクジェットヘッドでは、隔壁を介して対向している駆動電極間に静電容量が存在する。
【００３０】
インクジェットヘッドは、インクを吐出するエネルギーを発生させる部分と、駆動電極を外部回路に引き出し、さらにインクをインク室駆動部に導入する部分からなり、このインクを吐出するエネルギーを発生する部分以外において存在する不要な静電容量は、インクジェットヘッドの駆動時に、発熱と高速駆動波形の鈍りを生じさせるため、高速印字の妨げとなる。
【００３１】
この構成においては、非駆動部分となる隔壁の片側面後部に駆動電極を設けない部分を有している。このことにより、非駆動部分の隔壁の一側面にある電極で駆動電極を外部接続回路に引き出す機能を維持したまま、他側面には駆動電極を設けない部分を有することにより、隔壁を介して対向する電極面積が少なくなり、不要な静電容量を低減させることができ、これにより、発熱を抑え、高速駆動印字が可能となる。
【００３２】
（２）前記隔壁の側面に設けられている駆動電極の内、前記インク室を介して対向している駆動電極は互いに同電位に設定され、かつ、前記隔壁の一部に外部の駆動回路と導通される外部接続用電極が埋設され、該外部接続用電極は、隣接するインク室にそれぞれ出現面を有し、さらに、その外部接続用電極の一方の出現面上には前記駆動電極が形成され、かつ、他方の出現面は、前記駆動電極が存在しない部分にあることを特徴とする。
【００３３】
この構成においては、隔壁の一部に外部接続用電極が埋設されており、左右のインク室に出現する外部接続用電極の出現面の一方に駆動電極と導通している電極と接続し、他方の出現面には電極を設けない。
【００３４】
よって、インク室を介して対向している駆動電極は、隔壁側面を含むインク室内壁に沿って外部接続用電極の出現面に導通され、さらに外部接続用電極中を導通して、外部駆動回路に接続される。即ち、インク室内で同電位の駆動電極は、隣接する一方の隔壁中の外部接続用電極にそれぞれ引き出すことができ、それぞれのインク室内の電極の電位を個々に制御することが可能となる。
【００３５】
隔壁中に外部接続用電極を埋設することにより、電極の引き出し部分を小さくすることが可能となるため、全長を短くすることができ、かつ、不要な静電容量が少なくなるため、発熱量が少なくなり、高速印字が可能となる。
【００３６】
さらに、一般に外部接続用電極を埋設する構造では、外部接続用電極材料と隔壁材料の熱膨張係数の違いにより、クラックやワレが生じる虞があるが、この構成のように、隔壁中に外部接続用電極を埋設し、インク室により、それぞれの外部接続用電極を分離している場合には、熱膨張係数の違いによる応力は、その殆どが開放されるため、クラックやワレなどの不具合が生じることなく長期使用にも耐える高い信頼性を確保することができる。
【００３７】
（３）前記外部接続用電極は、ノズル接続面とは反対側の後端部に配設され、かつ、その後端面に露出していることを特徴とする。
【００３８】
この構成においては、外部接続用電極はノズル接続面の反対面であるインクジェットヘッド後端面に露出しており、後端面に出現している外部接続用電極に対して、外部駆動用回路と導通している配線パターンを位置合わせして接続することができる。
【００３９】
即ち、外部接続用電極はある一定の体積を有したものであり、その外部接続用電極を分断した際に、切断面に出現する外部接続用電極面を接続面として用いることができるため、インク室内の駆動電極をインク室方向に延長することなく、外部接続用電極部分で屈曲させて引き出すことが可能となる。
【００４０】
よって、電極を引き出す部分の長さが短くて済むため、不要な静電容量が少なくなり、材料コストも少なくなり、大面積基板を用いた一括処理時の取れ数を多くすることが可能となる。そのため、コンパクト化が可能となり、１ヘッド当たりの製造コストを低減することもでき、かつ、高速印字が可能となる。
【００４１】
さらに、ノズル面と平行なインクジェットヘッド後端面を用いて外部駆動回路と導通している配線パターンを接続することができるため、インクジェットヘッドを組み込む装置の構成の自由度が高くなり、電機接続の信頼性も向上する。
【００４２】
（４）前記後端部のインク室底部分には、駆動電極が存在しないことを特徴とする。
【００４３】
この構成においては、インク室の底部分に電極を設けていないことにより、まず、不要な静電容量を低減することができる。さらに前記（３）項のように、インクジェット後端面に出現した外部接続用電極面に対して配線パターンを接続する場合に、本構成を採用しなければ、隔壁中に埋設した外接続用電極とその外接続用電極と導通していない側の隣接するインク室内の底部にある電極の端子間距離は配線パターン幅に比べて狭くなるため、配線パターンの位置合わせ精度が低下すると、配線パターンを介して両者が短絡してしまう虞が生じる。
【００４４】
そこで、本発明では、インク室底部に電極を設けないことにより、配線パターンのアライメントに多少ずれが生じても短絡する虞を少なくし、電機接続の信頼性を向上させるようにしている。
【００４５】
（５）前記後端部のインク室内には、非導電性樹脂が充填されていることを特徴とする。
【００４６】
この構成においては、後端部の隔壁中に外部接続用電極を埋設したインクジェットヘッドであって、外部接続用電極埋設部分の近傍のインク室内に非導電性樹脂を充填している。このインクジェットヘッドは、外部接続用電極に、配線パターンを機械的に押し当てて接着したり、ワイヤーボンディングなどのように機械的なツールで押し当てて接合を行うため、外部接続用電極は、機械的強度が高いことが望ましい。
【００４７】
さらに、剛性が低いと電機接続後の長期使用の際に、接続部で断線が生じる可能性がある。本発明の構成を採用しない場合には、隔壁に埋設された外部接続用電極はその左右は空間であるインク室で構成されているため、十分な強度を確保するには、隔壁と外部接続用電極の強度を上げなければならない。
【００４８】
しかし、この構成のように、インクジェットヘッドの後端部のインク室内に非導電性樹脂を充填することにより、インクジェットヘッドの外部接続用電極の剛性を強化することが可能となる。よって、隔壁及び外部接続用電極の機械的な強度を向上させることができる。なお、非導電性樹脂は硬化後の熱膨張係数を隔壁材の熱膨張係数と同等にしておくことが望ましい。
【００４９】
また、インクジェットヘッドの後端面に出現した外部接続用電極に対して、外部接続用電極ピッチと略等ピッチに配線が形成されたフレキシブル基板を異方性導電膜等を介して接続する場合、外部接続用電極の出現面と非導電性樹脂の露出面を面一状にしておく（後端部から見て後端面内に凹凸を無くす）ことで、外部接続用電極の出現面だけでなく非導電性樹脂の露出面を利用して、フレキシブル基板と外部接続用電極を接続するための異方性導電膜等による機械的な保持面積を増加させることができる。
【００５０】
よって、この構成により、インクジェットヘッドの電機接続を担う後端部において、外部接続用電極の機械的な強度を確保すると共に、外部駆動回路と導通している配線パターンを接続するための接着面積を増加させた、電機接続の信頼性と耐久性を向上させることができる。
【００５１】
（６）前記非導電性樹脂は、前記インク室内の前記外部接続用電極の出現面を閉塞していることを特徴とする。
【００５２】
この構成では、インク室内にある外部接続用電極の出現面は、非導電性樹脂により被装されて、インク室内側面に露出していない。隔壁の両面に出現する外部接続用電極面の内、一方の面には隔壁側面に形成した駆動電極と導通している電極が形成されて、駆動電極と外部の駆動用回路は外部接続用電極を介して導通されており、隔壁上の駆動電極と導通する電極は、外部接続用電極面上に真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ処理法などを用いて形成されている。
【００５３】
この構成を用いない場合、外部接続用電極と隔壁上の駆動電極と導通する電極の接合部分は、インク室内に露出したままとなり、経時劣化により、外部接続用電極と隔壁上の駆動電極と導通する電極の接合部分が、剥離し、断線する虞がある。本発明の第一の効果は、この電気的接合部分を樹脂によりモールドすることにより、機械的な強度を高め、経時劣化による剥離、断線を抑えることが可能になることである。
【００５４】
さらに、本発明の構成を用いることにより、前述した電気的接合部分と電機接続に寄与しないもう一方の外部接続用電極面は、非導電性樹脂によりモールドされて、インクが充填される実効的なインク室内に露出しなくなる。よって、油性インクを吐出させる場合、電気的接合部分にインクが接触して時間経過と共に腐食を起こす虞をなくすことができる。
【００５５】
また、水性インクを吐出させる場合、インク室内に露出している全ての電極は、パラキシレン膜などの絶縁膜により確実にカバーされて、水性インクが直接コンタクトしないようにする必要がある。
【００５６】
しかしながら、隔壁材料上に成膜される電極と外部接続用電極露出面上に成膜される電極の面性状は異なるため、本発明の構成を採用しない場合には両者を確実にカバーリッジできる条件で絶縁膜を形成しなければない。しかし、これは技術的なハードルが高く、結果としてプロセスコストを増大させる。
【００５７】
よって、本発明の第二の効果は、電気接合部分の腐食の虞がなく、また電極を保護する保護膜（水性インク使用時の絶縁膜も含む）の耐久性が高く、長期使用においても高い信頼性を得られることである。
【００５８】
（７）前記非導電性樹脂は、前記インク室内においてインク吐出方向に向けて徐々に高さが減少するなだらかな傾斜面状に形成されることを特徴とする。
【００５９】
この構成では、インクジェットヘッドの後端部に充填された非導電性樹脂は、インク吐出方向に向かってなだらかに高さが減少している。
【００６０】
前記（５）項に記載のように、インクジェット後端面の外部接続用電極露出面にフレキシブル基板を接合する構成において、後端部のインク室内に非導電性樹脂が充填されていないと、隔壁とフレキシブル基板の間に直角の部分が形成される。このような部分があると、インク充填時にエアーのかみ込み、チャンネル毎の吐出力に差を生じさせる一因となる。
【００６１】
そこで、本発明はインク室内に非導電性樹脂を充填すると共に、インク吐出方向に向けてなだらかに高さが減少する形状にすることにより、隔壁とフレキシブル基板の間の直角部分をなくしている。よって、本発明により、インク室内でのエアーのかみ込みがなくなり、インク吐出の安定性が向上する。
【００６２】
（８）前記インク室は、厚み方向に分極処理されて複数の溝が刻設された圧電基板に、カバー部材を貼り合わせることにより、前記溝内に形成され、かつ、
前記インク室の両側を画成する隔壁の上面と前記カバー部材とを貼り合わせることにより、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるように形成された第一のインク室と、前記カバー部材と前記隔壁の上面との間に形成された隙間により、前記第一のインク室のそれぞれに連通するように形成された第二のインク室と、を前記インク室内に設け、さらに、
前記第二のインク室の両側を画成する隔壁の片側面が研削されることにより形成された研削面の前記隔壁高さ方向の寸法を、前記第一のインク室方向に向かって連続的に減少させていることを特徴とする。
【００６３】
この構成では、厚み方向に分極した圧電体に溝と溝を隔てる隔壁を複数形成すると共に、隔壁上面にカバー部材を接着されたインク吐出に寄与する第一のインク室と、カバー部材と隔壁上面との間に隙間を有する第二のインク室を有するインクジェットにおいて、インク吐出に寄与しない第二のインク室の片側の側面を研削して電極を除去する。さらに、その研削面の隔壁高さ方向の長さが、第一のインク室の方向に向かって連続的に減少している。
【００６４】
このような構成とすることにより、製造コストが安価となり、かつ、高性能を確保することができる。さらに、隔壁の片面を研削する場合、未研削面と研削面の間で段差が生じ、この段差部はインク充填時にエアー溜まりとなる可能性があるが、本発明では、インクが充填される第二のインク室の後端方向から第一のインク室方向へ研削面の深さが減少しているため、インクの充填時にエアーをかみ込みにくくなり、エアー溜まりが非常に少なくなる。また、インク吐出にあたって、第一のインク室で発生させた圧力波は第二のインク室にも伝搬するが、その際に、第二のインク室の断面形状がなだらかに変化するため、余分な残留振動が発生せず、インク吐出性能が安定化する。
【００６５】
（９）前記第二のインク室の両側を画成する隔壁の後端部に前記外部接続用電極を有すると共に、前記研削面内に前記外部接続用電極の隔壁側面の露出面が内包されていることを特徴とする。
【００６６】
この構成おいては、インクジェットヘッドの後端部に外部接続用電極を有し、その外部接続用電極はインク室隔壁の左右に露出している。また、隔壁片面が研削されて、電極が除去された研削面を有し、さらにこの研削面内に外部接続用電極の隔壁側面の露出面が内包されている。
【００６７】
言い換えれば、隔壁上面からの外部接続用電極の充填高さが前記研削面の隔壁上面からの深さよりも小さくなっている。このような構成にすることにより、隔壁中の外部接続用電極と研削された側の電極は絶縁される。従って、第二のインク室の隔壁の片面を研削することにより、不要な静電容量を減らすと同時に、インク室側面に形成した電極により短絡している外部接続用電極をそれぞれ分離することができる。
【００６８】
よって、本発明を用いることにより、全長を短くして製造コストを低減し不要な静電容量を少なくすることができ、かつ、不要な電極を減らすことにより不要な静電容量をさらに減らすことができると共に、不要な電極を減らす工程と同一の動作で外部接続用電極を電気的に分離して駆動制御用の電極とすることができる。よって、高性能で耐久性のあるコンパクトなインクジェットヘッドを技術的に容易に作製することができ、安価に提供することができる。
【００６９】
（１０）前記第二のインク室における前記カバー部材と前記隔壁上面との間に形成される隙間が、５〜２０μｍに設定されていることを特徴とする。
【００７０】
従来のように、第二のインク室の上面が百〜数百μｍ空いていると、第一のインク室内で生じた圧力波はインク供給経路とは逆方向に進行していく波と、インクジェットヘッド内の第一のインク室と第二のインク室との界面で反射する波が生じる。
【００７１】
この界面で反射し第一のインク室に戻っていく波が、次の吐出のための圧力波と干渉することを防ぐために、従来はこの反射波により生じる残留振動が収まるまで次の吐出を待たなければならず、駆動周波数を低下させて印字速度を抑えざるを得なかった。
【００７２】
しかしながら、本発明のように第二のインク室を区画する隔壁の上面とカバー部材との間に５〜２０μｍの幅を有する空間を設けることにより、第一のインク室で発生した圧力波は、第二のインク室を経由し、第一のインク室より遠いインク供給側まで伝搬するうちに徐々に隣接するインク室にインクが伝搬することにより減衰する。
【００７３】
また、そのインク供給上流側で発生する反射波の影響が少なく、さらに第一のインク室と第二のインク室の界面で反射して第一のインク室に戻る圧力波も非常に少なくなる。よって、残留振動が抑えられることにより、高速印字が可能となる。
【００７４】
（１１）円盤状の研削ブレードの盤面を、前記隔壁の側面に対して平行に配置し、前記隔壁の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記隔壁の側面に形成された前記駆動電極を研削除去することを特徴とする。
【００７５】
この製造方法においては、隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、円盤状の研削ブレードを隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面は研削ブレードの形状を転写した円弧状の研削面を容易に形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【００７６】
そして、この工程は、インクジェットヘッドのアクチュエーター部材が複数個搭載された基板に対して、カバー部材を貼り合わせる前に一括して加工することが可能であるため、複数個分のアクチュエーター部材の隔壁の研削加工を一括して行うことができるため、タクトタイムの短縮が容易となり、製造コストの低減化が可能となる。
【００７７】
（１２）円盤状の研削ブレードの盤面を、前記隔壁の側面に対して平行に配置し、前記隔壁の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記隔壁の側面に形成された前記駆動電極を研削除去し、かつ、前記インク室の底面の電極をも研削除去することを特徴とする。
【００７８】
この製造方法においては、隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、円盤状の研削ブレードを隔壁の高さ方向より接近させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面は研削ブレードの形状を転写した円弧状の研削面を形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【００７９】
そして、隔壁側面を研削する工程と同一の工程で、インク室底面の電極も研削除去することで、不要な静電容量を低減することができ、さらには、隣接する端子間距離を広くすることができるため、配線パターンのアライメントずれが生じても、短絡する虞がなく、電機接続信頼性の高いインクジェットヘッドを、効率的に製造することができる。
【００８０】
（１３）インク室となる溝を刻設する工程と、前記溝の側面と底面に駆動電極及び引き出し電極を形成する工程と、前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程と、を備え、
前記各工程は、複数組のインクジェットヘッド構成部材を有して厚み方向に分極処理された圧電基板上で一括して行われることを特徴とする。
【００８１】
この製造方法においては、複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インク室となる溝を形成し、次にインク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、引き出し電極の一部を研削等により除去する。
【００８２】
これにより、ヘッドチップのアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能であるため、タクトタイムを短縮させて、コストの低減化が可能となる。
【００８３】
（１４）インクジェットヘッド後端相当部に充填溝を刻設する工程と、前記充填溝に外部接続用電極材を充填する工程と、前記外部接続用電極材が充填された溝に対して直交方向にインク室となる溝を刻設する工程と、前記インク室となる溝の側面と底面に駆動電極及び引き出し電極を形成する工程と、前記外部接続用電極材の内、前記溝の一側面の露出面上に出現した部分を除去する工程と、を備え、
前記各工程は、複数組のインクジェットヘッド構成部材を有して厚み方向に分極処理された圧電基板上で一括して行われることを特徴とする。
【００８４】
この製造方法においては、まず、複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インクジェットヘッドの後端部に相当する部分に充填溝を形成した後、その充填溝に外部接続用電極となる部材を充填・固定する。
【００８５】
その後、充填溝に対して直交する方向にインク室となる溝を刻設することにより、外部接続用電極をインクジェットヘッド後端相当部の隔壁の一部とし、次に、インク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、隔壁中にある外部接続用電極の隔壁両面の露出面の一方面上に形成された引き出し電極を研削除去する。
【００８６】
これにより、ヘッドチップの後端部に外部接続用電極を有するアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能となるため、タクトタイムを短縮させて、製造コストの低減化が可能となる。即ち、隔壁内に外部接続用電極を設けることにより、全長を短くすることができ、さらに不要な静電容量を低減できるコンパクトなインクジェットヘッドを、低コストで製造することができる。
【００８７】
（１５）インクジェットヘッド後端相当部に充填溝を刻設する工程と、前記充填溝に外部接続用電極材を充填する工程と、前記外部接続用電極材を充填した部分近傍を前記基板面から凹ませる工程と、前記充填溝に対して直交方向にインク室となる溝を刻設する工程と、前記溝の側面と底面に駆動電極及び引き出し電極を形成する工程と、前記外部接続用電極材の内、前記溝の一側面の露出面上に出現した部分を除去する工程と、前記外部接続用電極材を充填した部分近傍のインク室内に非導電性樹脂を充填する工程と、を備え、
前記各工程は、複数組のインクジェットヘッド構成部材を有して厚み方向に分極処理された圧電基板上で一括して行われることを特徴とする。
【００８８】
この製造方法においては、まず、複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インクジェットヘッドの後端部に相当する部分に充填溝を形成した後、その充填溝に外部接続用電極となる部材を充填・固定する。
【００８９】
次に、外部接続用電極材充填部の近傍を、機械研削等により基板面から凹ませた後、充填溝に対して直交する方向にインク室となる溝を刻設することにより、外部接続用電極をインクジェットヘッド後端相当部の隔壁の一部とする。次いで、インク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、隔壁中にある外部接続用電極の隔壁両面の露出面の一方面上に形成された引き出し電極を研削除去した後、外部接続用電極材充填部近傍のインク室内に非導電性樹脂を充填することにより、外部接続用電極の露出面を全て非導電性樹脂で塞ぐようにする。
【００９０】
これにより、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能となるため、タクトタイムを短縮させて、インクジェットヘッドを低コストで製造することが可能となる。即ち、隔壁内に外部接続用電極を設けることにより、全長を短くすることができ、さらに不要な静電容量を低減でき、かつ、長期使用においても耐久性が高いコンパクトなインクジェットヘッドを低コストで製造することができる。
【００９１】
（１６）前記充填溝に外部接続用電極材を充填する工程は、金属粒子を混在させたペースト状物質を充填溝内にディスペンサーを用いて充填溝方向に走査して充填する工程と、充填後に硬化させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００９２】
この製造方法は、外部接続用電極材を充填する工程として、金属粒子を混在させたペースト状物質を充填溝内にディスペンサーを用いて充填溝方向に走査して充填した後、硬化させるものである。
【００９３】
金属粒子を混在させたペースト状物質は、充填時は液状で硬化後に固形化すると共に導電性を示すもので、充填が容易である上に、硬化と共に充填溝の形状に沿って固着するので接着剤などで固定する必要がない。
【００９４】
よって、外部接続用電極を有するインクジェットヘッドのアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが非常に容易となり、インクジェットヘッドを低コストで製造することが可能となる。
【００９５】
（１７）前記外部接続用電極材を充填した部分近傍を基板面から凹ませる工程は、前記充填溝に対して直交方向にインク室となる溝を刻設する工程の前に、研削ブレードを充填溝方向に走査させることにより行うことを特徴とする。
【００９６】
この製造方法は、充填溝内に充填された外部接続用電極の上面部分を、インク室となる溝を刻設する前に、充填溝方向に研削ブレードを走査させて研削して、基板表面から凹ませるものである。効果としては、まず第一に、充填の工程において基板上面から盛り上がった不要な外部接続用電極を、インク室を刻設する工程の前に除去しておくことにより、インク室を刻設する工程でのツールの負荷を低減することが可能となる。
【００９７】
例えばダイシングブレードを用いる場合には、摩耗量及び目詰まりを低減し、溝深さを高精度に保つことができる。さらに、ツールに対する負荷が低減されると共に、溝が刻設されるアクチュエーター基板に対しても負荷が低減するために、より高速で加工を行っても溝を隔てる隔壁にワレやクラックが生じない。
【００９８】
さらに、前記（１６）項のように、非導電性樹脂により外部接続用電極の露出面を被装することにより耐久性が向上するインクジェットヘッドにおいて、外部接続用電極があるインクジェットヘッド後端部の隔壁の構成は、隔壁上面側から、非導電性樹脂、外部接続用電極、圧電部材の順に積層されている必要がある。
【００９９】
そこで、外部接続用電極の充填部分を基板表面に対して凹ませておくことで、非導電性樹脂をインク室内に充填することにより隔壁側面に露出した外部接続用電極面を塞ぐ工程において、同時に隔壁上面に露出した外部接続用電極面を塞ぐことが可能となる。
【０１００】
さらに、インク室を刻設した後に充填溝方向（即ち、インク室直交方向）に研削ブレードを走査させると、インク室を隔てる隔壁を直交方向に研削することになるため、隔壁に機械的ダメージを与える虞があり、加工速度を上げることができず、たとえ十分に加工速度を落としたとしても、突発的に隔壁の倒れ・ワレが生じるため、歩留まりが良くない。
【０１０１】
しかしながら、インク室を刻設する工程の前に、予め隔壁上面を基板に対して凹ませておくことにより、略平板状の基板に凹型の溝を形成するだけでよいため、十分に加工速度を上げても、アクチュエーター基板に機械的ダメージがなく、その後に刻設される隔壁に倒れ・ワレが生じることはない。
【０１０２】
従って、本発明を用いることにより、ツールの摩耗量及び目詰まりを低減して溝深さを高精度に保つことができ、さらにはインク室を隔てる隔壁にワレや倒れがなく製造歩留まりがよいインクジェットヘッドを製造することが可能となる。
【０１０３】
（１８）前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程は、前記インク室の幅よりも狭い幅を有するダイシングブレードを用いた機械研削により行うことを特徴とする。
【０１０４】
この製造方法は、隔壁側面の駆動に寄与しない電極を除去する工程で、隔壁側面の駆動に寄与しない電極を、ダイシングブレードを備えたダイシングマシンを用いて、隔壁の片側面を機械研削して電極を除去する。その際、使用するダイシングブレードの厚みがインク室幅よりも小さいものを選び、ダイシングブレードの片面を隔壁の片面にだけ当接させながら、隔壁上面から下方向へ研削していく。
【０１０５】
このような方法により、主に半導体の製造装置として使用され、入手が容易で機械コストも比較的安価な、ダイシングマシンを用い、隔壁の側面の不要な電極を除去することが可能となる。また、インク室となる溝は、ダイシングマシンを用いて刻設する場合は、装置を共用することができるため、結果として製造コストを抑えることができる。
【０１０６】
また、インク室となる溝を刻設する工程と隔壁の側面を研削する工程を同一の装置で行うことにより、装置特有の機械精度を同一にすることができるため隔壁を研削する工程の加工誤差が小さくなり、歩留まりを向上させることができる。
【０１０７】
（１９）前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程では、前記ダイシングブレードの盤面を、前記溝の側面に対して平行に配置し、前記溝の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記溝の側面に形成された前記駆動電極を研削除去することを特徴とする。
【０１０８】
この製造方法においては、隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、ダイシングブレードを隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面はダイシングブレードの形状を転写した円弧形状の研削面を容易に形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【０１０９】
さらに、この工程は、インクジェットヘッドのアクチュエーター部が複数個搭載された基板に対して、カバー部材を貼り合わせる前に一括して加工することが可能であるため、複数個分のアクチュエーター部の隔壁の研削加工を一括して行うことができるため、タクトタイムの短縮が容易となり、製造コストの低減化が可能となる。
【０１１０】
（２０）前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程では、前記ダイシングブレードの盤面を、前記溝の側面に対して平行に配置し、前記溝の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記溝の側面に形成された前記駆動電極を研削除去し、かつ、前記インク室の底面の電極をも研削除去することを特徴とする。
【０１１１】
この製造方法においては、まず、隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、ダイシングブレードを隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面はダイシングブレードの形状を転写した円弧形状の研削面を形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【０１１２】
さらに、隔壁側面を研削する工程と同一の工程で、インク室底面の電極も研削除去することで、前記（１９）項の効果に加えて、前記（４）項で説明したように、インク室の底部分に電極を設けないことにより、不要な静電容量を低減することができ、さらには、隣接する端子間距離を広くすることができるため、配線パターンのアライメントずれが生じても、短絡する虞がなく、電機接続信頼性を向上させることができる。
【０１１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係るインクジェットヘッド及びその製造方法について図面を参照しつつ説明する。
【０１１４】
《実施の形態１》
〈インクジェットヘッドの構成〉
図２は、インクジェットヘッドの縦断面を示す。このインクジェットヘッドは、図示のように、ヘッドチップ１のインク吐出側である紙面右端面にはノズルプレート２が接着される一方、左端面には外部駆動用回路と導通している外部配線３が電気的及び機械的に接続されて、微少なインク滴を吐出できるように構成されている。
【０１１５】
ノズルプレート２には、直径２０μｍ程度の微少なノズル孔２０が紙面奥方向に向けて複数配列して形成されている。ノズルプレート２は、例えば厚み７０μｍ程度のポリイミドフィルムを基体として、エキシマレーザを用いて、ノズル孔２０を開設することで得られる。
【０１１６】
外部配線３は、後述するインク室と略等ピッチで配列している配線パターンであり、異方性導電膜を介して、後述するヘッドチップ１中の外部接続用電極にそれぞれアライメントして接続され、図示しない外部の駆動用ＩＣと接続される。この外部配線３の素材としては、例えば銅配線が形成されているフレキシブル基板などを挙げることができる。
【０１１７】
ヘッドチップ１は、インク室４０の両側を画成する隔壁４１が形成されるアクチュエーター基板（圧電基板）４とカバー部材５を張り合わせて構成されている。カバー部材５は、圧電基板などのセラミックス材からなり、基準面に対して５〜２０μｍ掘り下げられた狭隙部５０と、基準面に対して数百μｍ掘り下げられた共通インク室５１を有している。
【０１１８】
アクチュエーター基板４は、厚み方向（紙面上下方向）に分極した圧電体からなり、インク室４０を画成する隔壁４１が紙面奥方向に交互に配列し、隔壁側面には電極７が形成されている。また、ヘッドチップ１の後端面（紙面左端面）には外部接続用電極６が埋設されている。
【０１１９】
図１は、アクチュエーター基板４のインク室４０の構成を示し、図２のヘッドチップ１のアクチュエーター部材だけを矢印Ａ方向から見た斜視図である。インク室４０は隔壁４１によりそれぞれ区切られており、ヘッド後端面１１にある隔壁４１の一部は外部接続用電極６が埋設されている。
【０１２０】
インク室４０を形成する溝は、インク吐出方向である矢印Ｂ方向に向かって深さが徐々に増す円弧形状となっており、溝の側面及び底面には、電極７が形成されている。ヘッド後端面１１側の隔壁４１の片面には、研削されて電極が無くなった研削面４２が形成されている。
【０１２１】
この研削面４２は、隔壁上面からの研削面深さ、つまり研削面４２における隔壁４１の高さ方向の寸法が、矢印Ｂ方向に向かって徐々に減少するように形成されている。ヘッド後端面１１近傍のインク室底面は、その大部分が底部研削面４３となり、研削面４２と同様に電極が除去されている。外部接続用電極６の研削面４２側の露出面６０は研削面４２内に完全に包含されている。
【０１２２】
次に、図２及び図３により、このインクジェットヘッドの詳細な構成と駆動方法について説明する。
ヘッドチップ１は、その役割の違いから、大きく２つの部分に大別できる。まず、その一つは、インクを吐出するためのエネルギーを発生させる部分であるアクト部１２であり、この部分は図２の紙面上のヘッドチップ右側の部分に相当する。他の一つは、インク吐出のエネルギーを発生せず、アクト部１２のインク室内で発生した残留振動を低減し、また、アクト部１２のインク室内にある駆動電極を外部に引き出す役目を担うノンアクト部１３である。この部分は図２の紙面上のヘッドチップ左側の部分に相当する。アクト部１２とノンアクト部１３の相違点は、後述するように、隔壁４１とカバー部材５が接着されているか否かである。
【０１２３】
次に、アクト部１２におけるインク室の形状とその駆動方法について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、アクト部１２のインク室の横断面の模式図であり、図２のＸＡ−ＸＡ断面に相当する。インク室４０は、アクチュエーター基板４に形成された溝と、溝の開口部を塞ぐように張り合わせられたカバー部材５により、四方が囲まれて、その断面は略長方形状である。
【０１２４】
駆動電極７０（７０ａ、７０ｂ，７０ｃ）はインク室４０（４０ａｂ，４０ｂｃ）の両側を画成する隔壁４１（４１ａｂ，４１ｂｃ）の側面とカバー部材５に対向するインク室底面にわたって被着形成されており、インク室４０を介して対向している駆動電極７０，７０はいずれも同電位となる。アクチュエーター基板４は、インク室深さの略半分の厚みの薄板４ａと厚板４ｂからなり、いずれも厚み方向に分極した圧電体であるが、薄板４ａと厚板４ｂは分極方向が互いに逆向きになるように張り合わされている。
【０１２５】
ここで、インク室４０ｂからインクを吐出するためのエネルギーを発生する場合を例として説明すると、図３（ａ）に示すように、厚み方向に分極した圧電体の駆動電極７０ｂに対して逆位相の電位を駆動電極７０ａおよび駆動電極７０ｃに与えると、隔壁４１ａｂは＜型に、隔壁４１ｂｃは＞型に変形し、インク室４０ｂは＜＞型に拡大される。
【０１２６】
これにより、インク室４０ｂは負圧となり、共通インク室５１側から圧力波が進行してくる。次に、インク室４０ｂ内に圧力波が進行してきてその反射波と重ね合わせられ、インク室４０ｂ内が正圧となるタイミングで、駆動電極７０ｂと、駆動電極７０ａおよび駆動電極７０ｃの電位を反転させることにより、隔壁４１ａｂは＞型に、隔壁４１ｂｃは＜型に変形し、インク室４０ｂは＞＜型に縮小され、インク室４０ｂ内は高い圧力波が形成されて、ノズル孔２０（図２参照）からインクが吐出される。
【０１２７】
ところで、隔壁４１が“く ”の字に変形して圧力波を生成するためには、隔壁自体の剛性が必要とされ、かつ、隔壁４１の上下が固定されていなければならない。ゆえに、カバー部材５によって隔壁４１の上面が固定され、その隔壁間に形成される空間部が、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるインク室となり、これを第一のインク室４０Ａ（図２参照）と称する。なお、隣接する駆動電極間に電位を印可する場合、隔壁を介して対向している駆動電極間に静電容量が存在し、圧電体の透電損失による隔壁の発熱及び静電容量の充放電動作のため外部駆動用ＩＣは発熱する。
【０１２８】
次に、ノンアクト部１３の役割について、図３（ｂ）により説明する。図３（ｂ）は、ノンアクト部１３のインク室の横断面の模式図であり、図２のＸＢ−ＸＢ断面に相当する。ノンアクト部１３のインク室４０においては、隔壁４１の上面がカバー部材５と接着されておらず、隔壁４１とカバー部材５との間に、５〜２０μｍの隙間が設けられている。
【０１２９】
このように、隔壁４１の上面がカバー部材５と接着されていないため、第一のインク室４０Ａの隔壁４１と同一の構成（薄板と厚板の分極した圧電体の張り合わせ）であっても剛性が低い。また、第一のインク室４０Ａの駆動と同様の電位差をかけても、くの字に変形することなく、インクを吐出するためのエネルギーを発生しない。このインク室を第二のインク室４０Ｎ（図２参照）と称する。
【０１３０】
この第二のインク室４０Ｎの両側を画成する隔壁４１（４１ａｃ，４１ｂｃ）の側面には第一のインク室４０Ａ内の駆動電極７０ｂと導通している引き出し電極７１ｂが形成されているが、引き出し電極７１ｂは隔壁４１の左右側面で、その面積が異なる。即ち、図３（ｂ）のように隔壁４１の左側には引き出し電極７１ｂは全面に形成されているのに対して、隔壁４１の右側には研削面４２ｂがあるため、その面積だけ引き出し電極７１ｂの面積が減少している。
【０１３１】
隔壁４１を介して対向している引き出し電極７１間にも、静電容量が存在し、その静電容量により隔壁４１、及び外部駆動用ＩＣは発熱するが、上述のように、研削面積分だけ対向電極は減少するため、静電容量が減少し、その分の発熱は抑えられる。これにより、高速印字が可能となる。なお、引き出し電極７１は、第一のインク室４０Ａ内の駆動電極７０を後述する外部接続用電極６に導通させるために必要である。
【０１３２】
さらに、ノンアクト部１３は、カバー部材５と隔壁４１の上面に５〜２０μｍの隙間を設けることにより、第一のインク室４０Ａで発生した残留圧力波を減衰させる役目を担う。これは、第一のインク室４０Ａで発生した圧力波がインク吐出方向と反対側にも進行する際に、５〜２０μｍの隙間を設けておくことで、第二のインク室４０Ｎと第一のインク室４０Ａの境界で生じる水撃作用により第一のインク室４０Ａ側に反射するのを最小限に抑えることができるからである。
【０１３３】
次に、ノンアクト部１３の後端部である、ヘッドチップ１の後端面を図３（ｃ）に示す。ヘッドチップ１の後端面１１では、隔壁４１の一部が外部接続用電極６（６ａ，６ｂ，６ｃ）により構成されており、かつ、後端面１１に外部接続用電極６が露出している。また、カバー部材５には、共通インク室５１が形成されており、カバー部材５と隔壁４１の上面との間のギャップは数百μｍになっている。
【０１３４】
隔壁４１の一側面（紙面左側面）には、引き出し電極７１（７１ａ，７１ｂ，７１ｃ）が形成されており、一部は隔壁内の外部接続用電極６上に形成されている。一方、隔壁４１の他側面（紙面右側面）には、引き出し電極はなく研削面４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）が形成されている。また、インク室底面は、底部研削面４３が形成されており、底部にあった電極の大半が研削除去されている。
【０１３５】
図３により、電気的接続を整理すると、第一のインク室４０Ａで対向している駆動電極７０（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ）は、インク室底部において短絡して一つに集約されて、駆動電極７０から隔壁側面上に伸延された第二のインク室４０Ｎの引き出し電極７１に接続されており、さらに、ヘッドチップ後端部においては、引き出し電極７１は隔壁中に埋設された外部接続用電極６に接続されている。
【０１３６】
図３（ｃ）のように、外部接続用電極６のインク室内の露出面の内、一側面（隔壁４１の紙面左側面）上には引き出し電極７１が形成され、電気的に導通しているが、他側面（隔壁４１の紙面右側面）は、研削面４２上にあり、外部接続用電極６の露出面６０は研削面４２に内包されている。
【０１３７】
また、隔壁上面の外部接続用電極６の露出面も電極が形成されていない。このようにして、例えば、インク室４０ｂ内の駆動電極７０ｂは、引き出し電極７１ｂを介して外部接続用電極６ｂに接続されており、隣接する外部接続用電極６ａ及び６ｃとは、互いに絶縁されている。
【０１３８】
次に、図３（ｃ）の破線にて表しているように、外部接続用電極６と略等ピッチで、フレキシブル基板３上に形成された銅線パターン３０を外部接続用電極６にアライメントして、図示しない異方性導電膜を介して接着する。このフレキシブル基板３は、外部駆動用ＩＣと導通している。
【０１３９】
このような構成により、外部駆動用ＩＣから送られた電位信号は、フレキシブル基板３、外部接続用電極６、引き出し電極７１、駆動電極７０の順に伝搬し、駆動制御される。
【０１４０】
インクはヘッド後端面に開口している共通インク室５１を塞ぐように接着された図示しないマニフォールドから、共通インク室５１、第二のインク室４０Ｎ、第一のインク室４０Ａの順に供給されて、外部駆動用ＩＣから送られた電位信号に応じて、該当するインク室からノズル孔２０を通じてインク滴が吐出される。
【０１４１】
〈インクジェットヘッドの製造方法〉
次に、実施の形態１で説明したインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
まず、複数個のアクチュエーター部材となるアクチュエーター基板４の製造方法について説明する。例えば、図４に示すように、アクチュエーター基板４は、０．５〜１ｍｍ程度の厚みを有する基材（厚板）４ｂと、後の工程で形成するインク室の略半分程度の厚みを有する薄板４ａをエポキシ系接着剤で貼り合わせたものであり、基材４ｂと薄板４ａは、厚み方向に分極した圧電体であるが、その分極方向がそれぞれ反対になっている。また、基材４ｂは紙面上方向に分極した圧電体基板であり、一方薄板４ａは紙面下方向に分極した圧電体基板である。
【０１４２】
（Ａ−１の工程）
本工程では、外部接続用電極６を充填する充填溝をアクチュエーター基板４に形成する。アクチュエーター基板４は、６８ｍｍ角の正方形の基板であり、この基板の薄板４ａ側に、幅１ｍｍ、深さ０．１ｍｍの突っ切り溝である充填溝６１を７．２ｍｍピッチで形成する（６８ｍｍ角基板には、計９本の充填溝６１が形成される）。
【０１４３】
図４は、アクチュエーター基板４の一部の断面図であり、ダイシングブレード１００を高速回転させながら、紙面奥方向に走査させた後、紙面左右方向にオフセットして同様の動作を繰り返すことにより、紙面奥方向に続いている充填溝６１を７．２ｍｍピッチで形成することができる。
【０１４４】
（Ａ−２の工程）
本工程では、充填溝６１に、外部接続用電極６となる材料（外部接続用電極材）を充填する。図５は、図４と同様にアクチュエーター基板４の一部の断面図であり、紙面奥方向に続いている充填溝６１に、ディスペンサー１０１を用いて金属粒子を混在させたペースト６３（例えば銀ペースト）を充填する。
【０１４５】
充填は、ディスペンサー１０１を充填溝６１上に配置し、ディスペンサー１０１に圧力を印可してニードルからペーストを放出させながら、充填溝に沿って走査することにより行う（ディスペンサーは紙面奥方向に走査する）。一つの充填溝６１へのペースト６３の充填が完了した後、紙面左右方向にオフセットさせて同様の動作を繰り返すことにより、アクチュエーター基板４上に形成した全ての充填溝６１の中にペースト６３を充填する。
【０１４６】
次に、充填したペースト６３を硬化させる。本実施の形態では、外部接続用電極材として銀ペーストを用い、この銀ペーストは１００℃雰囲気中で２時間放置することにより、固形化し、電気伝導性を有するものである。液状のペースト６３は硬化されて、外部接続用電極材６４になる。
【０１４７】
（Ａ−３の工程）
本工程では、アクチュエーター基板４に、インク室となる溝を形成する。図６は、図５と同様にアクチュエーター基板４の一部の断面図であり、紙面奥方向に充填溝６１と充填溝６１内に充填された外部接続用電極材６４が続いている。このアクチュエーター基板４の薄板４ｂ側に、充填溝６１に対して直交する方向に高速に回転している薄い厚みのダイシングブレード１０３を走査させてアクチュエーター基板４の左右方向に連なる溝を形成する。
【０１４８】
１回走査させることにより１本の溝が形成されるが、紙面奥方向にインク室配置密度と略等ピッチでオフセットをかけて同様の動作を複数回繰り返すことにより、アクチュエーター基板４に複数のインク室となる溝を形成することができる。なお、インク室となる溝は、深さが一定の突っ切り溝でもよいが、本実施の形態では、充填溝６１の直交方向（紙面右方向）にダイシングブレード１０３を走査させながら、図６に示すようにダイシングブレード１０３の高さを上下させることにより、外部接続用電極材６４近傍の溝深さが他の部分より浅くなっている溝を形成した。
【０１４９】
インク室となる溝の形状（深さ及び幅）の最適値は、アクチュエーター基板４の特性、インク室の配置密度、アクティブ長等により異なるが、本実施の形態では、インク室密度３００ｄｐｉでは幅４０μｍ、最大深さ２４０μｍ、インク室密度１５０ｄｐｉでは幅８０μｍ、最大深さ２４０μｍの溝を形成し、外部接続用電極材６４近傍の最小深さが共に１１０μｍとなるようにダイシングブレード１０３の上下動を制御した。紙面奥方向に一文字に連なっていた外部接続用電極材６４は、この溝入れ加工により細分化して外部接続用電極６となる。
【０１５０】
図７は、上述のように加工を行ったアクチュエーター基板４の一部分を示す斜視図であり、図示のように、紙面左右方向に同様の形状が連なり、さらに紙面奥方向にも同様のインク室が複数個配列されているアクチュエーター基板４の一部である。また、最前列のインク室は中央部分を切断した形状で表している。なお、アクチュエーター基板４の薄板と基体の貼り合わせ層は、省略している。
【０１５１】
アクチュエーター基板４は、紙面左右に連なるインク室４０と、インク室４０を隔てる隔壁４１が交互に配列してなり、隔壁４１の一部に外部接続用電極６が埋め込まれている。インク室４０は、２つの外部接続用電極６のほぼ中間位置が最も深く（図７の構造の右若しくは左端）、外部接続用電極６の埋設位置に近づくに従って徐々にその深さが減少し、外部接続用電極位置（図７の構図の中央部）で最もその深さが浅くなっている。
【０１５２】
紙面奥方向に向かって一文字に連なっていた外部接続用電極材６４は（Ａ−３の工程）のインク室溝を形成する工程で、外部接続用電極６として隔壁４１の一部となり、それぞれ細分化されると共に、個々の外部接続用電極６は電気的に絶縁される。
【０１５３】
（Ｂ−１の工程）
本工程では、駆動電極及び引き出し電極を形成する。電極の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法などにより、金属膜をインク室側面に形成する方法が挙げられ、これらの内どれを用いても電極形成は可能である。本実施の形態では、図８に示すように、無電解メッキ法によりインク室４０の底部分、インク室４０を隔てる隔壁４１の側面、隔壁４１の上面の全てに、厚み０．５μｍの銅膜からなる電極７を形成した。
【０１５４】
さらに、隔壁４１の一部を構成している外部接続用電極６の露出面上にも同様に無電界メッキにより銅膜が形成され、この段階では、個々の外部接続用電極６は、隔壁４１の側面及びインク室４０の底面に形成された電極７を介して、一旦導通する。なお、アクチュエーター基板４の裏面には、マスキングを行い、無電界メッキ後にマスクを剥離することにより、電極７が付かないようにした。
【０１５５】
（Ｂ−２の工程）
本工程では、外部接続用電極６が埋め込まれている近傍の隔壁の片側の電極７を除去する。本実施の形態では、図９に示すように、ダイシングマシンに備えられた、インク室４０の幅よりも厚みが薄いダイシングブレード１０５を用いて、隔壁側面とダイシングブレード側面が平行になるようにダイシングブレード１０５を配置し、外部接続用電極６の中央線（図の破線）とダイシングブレード１０５の中心が一致する位置より、隔壁４１の上面側からアクチュエーター基板４の厚み方向に、ダイシングブレード１０５を接近させることで、ダイシングブレード１０５の片側面（図ではブレードの裏側）で、隔壁４１の片側の側面を上方から下方に向けて研削する。
【０１５６】
なお、隔壁４１の厚みは約１０μｍ程度減少する。隔壁４１の片側面（図では隔壁４１の手前面）にダイシングブレード１０５の円弧形状を転写するような形で研削面４２を形成しながら、隔壁４１の下方向に進んだダイシングブレード１０５は、外部接続用電極６近傍のインク室４１の底面部分に到達し、その一部を研削してインク室底面に形成されていた電極７を除去して底部研削面４３を形成する。
【０１５７】
所定の高さまで降下したダイシングブレード１０５は、一旦上昇し、インク室溝直交方向にインク室ピッチと略等ピッチだけオフセットをかけて、同様の動作を繰り返す。アクチュエーター基板４中に計９列形成されている外部接続用電極アレイの全てについて、この作業を行うため、アクチュエーター基板４中の外部接続用電極６の数と同じ回数だけ、この動作が繰り返されることになる。
【０１５８】
本実施の形態では、外径５０ｍｍのダイシングブレード１０５を用い、隔壁上面位置から基板厚み方向に最大深さ１２０μｍとなるまで、ダイシングブレード１０５を降下させた。これにより、隔壁側面に形成された研削面４２は、隔壁上部の弦長は約４．８ｍｍとなる。充填溝に充填されている外部接続用電極６の隔壁上面（基板表面）からの高さは、充填溝深さと同様に１００μｍである。
【０１５９】
一方、研削面４２及び底面研削部４３を形成するためのブレード研削加工は、隔壁上面から１２０μｍの深さまで行う。この工程により、Ｂ−１の工程で隔壁側面の外部接続用電極露出面上に形成された電極の内、片側面の電極は完全に除去され、研削面４２の面内に外部接続用電極露出面６０が完全に含まれる。
【０１６０】
（Ｂ−３の工程）
本工程では、隔壁上面を含むアクチュエーター基板４の上面の不要な電極を除去する。即ち、機械研削により、基板表面を均一な高さにすると共に、基板表面にある不要な電極〔例えば、（Ａ−２の工程）にて基板表面から突出した外部接続用電極６、（Ｂ−１の工程）にて隔壁上面に形成された電極７〕を除去する。
【０１６１】
研削方法としては、ラッピング研削、ダイシング研削などで行うことが可能である。本実施の形態では、ダイシングマシンに備えられた厚手のダイシングブレードを用いて研削を行い、隔壁側面とダイシングブレードの側面が平行になるようにダイシングブレードを配置し、インク室溝と同様の方向（図１０の紙面左右方向）に同じ高さを保ったまま移動させることにより、基板表面の高さを均一にすると共に、（Ａ−２の工程）にて基板表面から突出した不要な外部接続用電極、（Ｂ−１の工程）にて隔壁上面に形成された不要な電極を除去した。
【０１６２】
以上の工程により、図１０のようなアクチュエーター基板４を得ることができる。なお、図１０のアクチュエーター基板４は一部を示すものであり、その左右及び前後に、同様の形状が繰り返されている。一つのインク室側面及び底面には略Ｕ字型に電極７が形成されており、一方の側面（図１０では、隔壁４１の裏面側の隠れている部分）では、隔壁中に埋設されている外部接続用電極６の露出面上にも形成され、インク室側面の電極７と外部接続用電極６は導通している。
【０１６３】
他方の側面（図１０では、隔壁４１の研削面４２を有する面側）の外部接続用電極６の露出面は研削面４２内にあるため、電極７と外部接続用電極６は電気的に絶縁されている。即ち、一つの外部接続用電極６に注目すると、紙面奥側のインク室の電極７とは導通しているが、紙面手前側の電極７とは導通せず、奥側の電極７はその手前の隔壁中に埋設された外部接続用電極６に引き出されている。
【０１６４】
（Ｃ−１の工程）
本工程では、図１１に示すような、複数のカバー部材５を含むカバー基板５Ａを作製する。そのカバー基板５Ａは、アクチュエーター基板４と同程度の熱膨張係数を有し、また、機械加工性もアクチュエーター基板４と同程度のものを用いることが望ましい。
【０１６５】
カバー基板５Ａは、アクチュエーター基板４と大きさは等しく、平板状に第２のインク室のカバー部となる深さ５〜２０μｍの長方形の開口の凹み５０Ａと共通インク室５１となる深さ２００μｍの長方形の開口の凹み５１Ａをそれぞれ複数有する。これらの凹み５０Ａ，５１Ａは機械研削、化学的エッチング、サンドブラストなどにより形成することが可能である。
【０１６６】
本実施の形態では、ドライフィルムによりパターニングを施した後に選択的にブラストする作業を、大きな凹み５１Ａ、小さな凹み５０Ａの順に繰り返すことにより作製した。このようにして作製したカバー基板５Ａの一部の断面が、図１１に示されている。カバー基板５Ａは、紙面左右幅４．９ｍｍの浅い凹み５０Ａと、浅い凹み５０Ａの中央に紙面左右幅２ｍｍの共通インク室５１Ａが形成されている。
【０１６７】
この２段階の凹み形状は、紙面左右方向に７．２ｍｍピッチで複数形成されている。なお、この２段階の凹み形状の共通インク室５１の中央位置とアクチュエーター基板４に埋設した外部接続用電極６はそれぞれの基板のエッジから同一の位置になるようにしている。
【０１６８】
（Ｃ−２の工程）
本工程では、（Ｂ−３の工程）で作製したアクチュエーター基板４と（Ｃ−１の工程）で作製したカバー基板５Ａを貼り合わせて、ヘッドチップ基板を形成する工程である。アクチュエーター基板４とカバー基板５Ａは、基板サイズが同一であり、アクチュエーター基板４の外部接続用電極６とカバー基板５Ａの共通インク室５１は基板上で同一の位置になるように形成されている。
【０１６９】
図１２は、アクチュエーター基板４とカバー基板５Ａを貼り合わせたときの断面図であり、インク室は紙面左右方向に連なっている。また、アクチュエーター基板４とカバー基板５Ａを接着剤により貼りあわせて得られたヘッドチップ基板１０は、紙面左右方向に図示した構造が連続しており、図示したものはその一部である。
【０１７０】
図示のように、アクチュエーター基板４とカバー基板５Ａを、外部接続用電極６と共通インク室５１の中央がそれぞれ一致するようにして、貼り合わせる。接着剤は、エポキシ系接着剤を用い、外周面に均一に接着剤層を形成した金属ローラーを、カバー基板５Ａに当接させることにより、カバー基板５Ａ上に接着剤を転写した。貼り合わせ後は、熱を与えて硬化させた。
【０１７１】
（Ｃ−３の工程）
本工程では、ヘッドチップ基板１０をダイシングにより小片化してヘッドチップ１を作製する。図１２に示すように、ヘッドチップ基板１０の外部接続用電極６の中央部（Ｃ−Ｃ）と２つの外部接続用電極６の中間位置（Ｄ−Ｄ）をそれぞれ切断位置としてダイシングを行い、１枚のヘッドチップ基板１０から複数のヘッドチップ１，…を作製した。
【０１７２】
外部接続用電極６の中央部（Ｃ−Ｃ）を切断することによりインクジェットヘッドの後端面を形成すると共に、後端面に外部接続用電極６を露出させる。一方、外部接続用電極６の中間位置（Ｄ−Ｄ）を切断することにより、ノズルプレート２を接合するノズル面を形成する。なお、ダイシング切断では、破線を中心にして幅０．３ｍｍの切りしろで切断が行われ、ヘッドチップ１の全長（紙面左右方向の長さ）は３．３ｍｍとなる。
【０１７３】
（Ｃ−４の工程）
本工程では、ヘッドチップ１をもとに、インクジェットヘッドを構成する。即ち、まず第一にインクジェットヘッド後端面の外部接続用電極に対して、略等ピッチで配線パターンが形成されているフレキシブル基板を異方性導電膜等を介して接合し外部接続用電極と配線パターンを電気的に導通させる。
【０１７４】
次に、インク材として、水溶性インクか非水溶性であっても電極を腐食するおそれのあるものを用いる場合は、電極保護膜としてパラキシレン膜を成膜する。パラキシレン膜は、ダイマーを昇華させてヘッドチップが格納されている真空チャンバー内に導入することで、狭い隙間であるインク室内にも昇華物が侵入し、インク室側面に接触することで、エネルギーを失い逐次成膜されるため、インク室内の全ての面上に均一に保護膜を形成することができる。
【０１７５】
そして、ノズル面側にノズルプレートを接合する。ヘッドチップ後端面には、共通インク室の開口部を塞ぐように、インクタンクと繋がっているマニフォールドを接着し、インクが漏れないように封止材を用いて封止する。
【０１７６】
以上の工程〔（Ａ−１の工程）〜（Ｃ−４の工程）〕によりインクジェットヘッドが完成する。
【０１７７】
《実施の形態２》
〈インクジェットヘッドの構成〉
本実施の形態のインクジェットヘッドを図１３及び図１４により説明する。図１３は、実施の形態２のインクジェットヘッドの後端面を示し、図１４はインクジェットヘッドの縦断面を示す。このインクジェットヘッドの構成は、概ね実施の形態２の構成と同一であるが、ヘッドチップ後端部のインク室内に非導電性樹脂８が充填されている点が異なる。
【０１７８】
即ち、カバー部材５の構成、非導電性樹脂８を除いたアクチュエーター基板４の構成は全て同一であり、ヘッドチップ後端部の隔壁中に外部接続用電極６を埋設し、第二のインク室４０Ｎの隔壁の片面に研削面４２が形成されている点などは、全て同一であり、重複部分の説明は省略する。
【０１７９】
図１４に示すように、非導電性樹脂８はヘッドチップ１の後端部（紙面左側）のインク室内に充填されており、インク吐出方向（紙面右方向）に向かって徐々に高さが減少するなだらかな傾斜面状に形成され、第一のインク室４０Ａに到達することなく、その充填が完了している。また、隔壁４１中に埋設した外部接続用電極６の隔壁側面の露出面及び隔壁上面の露出面を被覆している。
【０１８０】
図１３はヘッドチップ後端面の図であり、実施の形態１における図３（ｃ）の相当するものである。なお、アクト部１２の横断面を表す図３（ａ）及びノンアクト部１３の横断面を表す図３（ｂ）は本実施の形態２においても同一であるため、重複する説明は省く。図１１のように、隔壁４１中に埋設された外部接続用電極６は、片面において引き出し電極７１と接続されている。
【０１８１】
インク室内には非導電性樹脂８が充填されており、外部接続用電極６上に形成されている引き出し電極７１部分、及び外部接続用電極６の研削面４２側の露出部分をモールドしている。さらに、共通インク室５１側である隔壁４１上面の外部接続用電極６の露出面上にも非導電性樹脂８がモールドされている。なお、図１４の第一のインク室４０Ａ及び第二のインク室４０Ｎの隔壁上面に相当するＹＡ−ＹＡ線は、図１３では非導電性樹脂８の上面に相当し、外部接続用電極６の上面を表すＹＢ−ＹＢ線はＹＡ−ＹＡ線よりも低い位置にある。
【０１８２】
非導電性樹脂８は、シリカ若しくはアルミナのフィラーを混入して隔壁材と同程度の線膨張係数となるように調整されており、また、ヤング率は隔壁材に比べて小さいものを選択することが望ましい。
【０１８３】
〈インクジェットヘッドの製造方法〉
実施の形態２のインクジェットヘッドの製造方法について説明する。本実施の形態は、前述の実施の形態１と類似した部分があるため、その製造方法と同じ部分についての説明は省略する。
【０１８４】
アクチュエーター基板４は実施の形態１と同一のものを用い、（Ａ−１の工程）及び（Ａ−２の工程）は同一であり、アクチュエーター基板４に充填溝６１が施され、充填溝６１内に外部接続用電極材６３が充填されたアクチュエーター基板４が完成する。
【０１８５】
（Ａ−２−１の工程）
（Ａ−２の工程）の後に行われる本工程では、外部接続用電極材を充填した部分をアクチュエーター基板面から凹ませる。この工程では、図５のアクチュエーター基板４の横断面図に示すように充填溝６１内に外部接続用電極材６３を充填したアクチュエーター基板４をもとに、図１５に示すように、紙面奥方向に一文字に充填されている外部接続用電極６の上側を、充填溝幅より幅広の厚み（例えば１．５〜２ｍｍ程度）を有するダイシングブレード１０６を充填溝方向（紙面奥方向）に走査させることにより、外部接続用電極の上面をアクチュエーター基板表面により凹んだ部分である凹み６５を形成する。
【０１８６】
この凹み６５の深さは、アクチュエーター基板表面に対して概ね数十μｍである。一本の充填溝内に充填された外部接続用電極上を研削した後、充填溝と等ピッチで紙面左右方向にオフセットをかけて、アクチュエーター基板全面の外部接続用電極上を研削し、凹ませる。
【０１８７】
次に、行われる（Ａ−３の工程）であるインク室を形成する工程は、実施の形態１と同一である。さらに、（Ｂ−１の工程）である駆動電極及び引き出し電極を形成する工程、及び（Ｂ−２の工程）の外部接続用電極が埋め込まれている近傍の隔壁の片側の電極を除去する工程も、同一であり、図７、図８及び図９では外部接続用電極が基板面に対して凸になっているのに対して、本実施の形態では外部接続用電極部分が基板面に対して凹んでいる点が異なるだけである。
【０１８８】
このようにして作製したアクチュエーター基板４のインク室方向の断面図は図１６のようになる。図１６に示すように、アクチュエーター基板４は、インク室と、インク室を隔てる隔壁４１からなり、隔壁側面の片側には研削面４２が形成されている。さらに隔壁４１の一部として、外部接続用電極６が設けられており、外部接続用電極６はアクチュエーター基板４の表面（隔壁４１の上面）に対して、凹み６５を有している。
【０１８９】
（Ｂ−２−１の工程）
（Ｂ−２の工程）の後に行われる本工程では、このアクチュエーター基板４の外部接続用電極６がある部分のインク室内に、外部接続用電極、隔壁上面に非導電性樹脂を充填する。この工程では、図１７に示すように、ディスペンサー１０７を用いて、液状の非導電性樹脂８を外部接続用電極上に塗布する。外部接続用電極上をインク室方向に対して直交方向（紙面奥方向）にディスペンサー１０７を走査させることにより、外部接続用電極近傍のインク室内と、隔壁上の外部接続用電極露出面上に、非導電性樹脂８を充填し、（Ａ−２−１の工程）で形成した凹み６５も非導電性樹脂８により充填する。
【０１９０】
そして、非導電性樹脂８により外部接続用電極６は完全にモールドされると共に、インク室内に充填される非導電性樹脂８はディスペンサー走査位置を中心にして、図１７のように略山形状を形成する。その後、非導電性樹脂８は加熱硬化されて、充填時の形状を保持したまま固形化する。
【０１９１】
本工程の後に行われる（Ｂ−３の工程）は、基板上面の不要な電極を除去する工程であり、実施の形態１と同じである。ここで、本実施の形態では、不要な電極だけでなく、図１８のように厚手のダイシングブレード１０８をインク室方向である図矢印方向に高さを均一にして走査させることにより、（Ｂ−２−１の工程）において塗布した非導電性樹脂８も同時に研削し、アクチュエーター基板面と非導電性樹脂８の研削面を面一状にする。
【０１９２】
以後の工程は、実施の形態１で説明した（Ｃ−１の工程）から（Ｃ−４の工程）と同一であるため説明は省略する。
【０１９３】
《その他の実施の形態》
実施の形態１及び２では、外部接続用電極材として金属微粒子を混在させたペースト状のものを用いたが、本発明は、これに限定されることなく、例えば、外部接続用電極の素材（外部接続用電極材）として、ハンダペーストなどのペースト状物質を用いてもよい。また、前記充填溝と略同一の大きさに成形された金属物質を、充填溝内に埋め込み、エポキシ系接着剤等で固定してすることにより、外部接続用電極として用いてもよい。
【０１９４】
外部接続用電極は、アクチュエーターとなる基板の一部に予め埋設し、その基板にインク室隔壁を加工することにより、インク室隔壁の一部となる。ここで、硬化前はペースト状であり硬化後に固形化して導通特性を有するペースト状物質を用いれば、埋設部分の形状自由度が高く、埋設する充填工程が容易で、大面積のアクチュエーター基板を用いた大量生産を行う場合に製造コストを低減することができる。
【０１９５】
さらに、ペースト状物質として、導電性接着剤やハンダペーストなどの溶媒が有機溶剤であるものを用いる場合は、アクチュエーター基板のキュリー点以下の硬化温度で硬化が可能であるため、埋め込み後の硬化時にアクチュエーター基板の電気的機械的特性を損なう虞がない。
【０１９６】
また、機械加工が容易であるため、インク室隔壁形成時に導電性樹脂部分を一部切削する際のブレード摩耗が少ない。従って、大面積基板を用いた大量生産に対して製造コストが低く、製造歩留まりも良く、加工精度の高く高品位のインクジェットヘッドを提供することができる。
【０１９７】
そして、外部接続用電極として、金属物質を用いる場合には、機械的強度が高く、フレキシブル基板などをコンタクトして接続する際に、接続部の機械的強度が高く、接続信頼性を高めることができる。さらに、接続方法として、異方性導電膜などの有機樹脂系接着材含有物を用いることなく、例えばワイヤーボンディングなどのような金属拡散接合により電気的に接続することができる。
【０１９８】
金属拡散接合を用いる場合は、非常に電気的接続安定性が高く、また製造プロセスが技術的に簡便であるため、製造歩留まりを高めることができる。従って、電気的接続が確実で、製造コストが低いインクジェットヘッドを提供することができる。
【０１９９】
【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。
【０２００】
（１）非駆動部分となる隔壁の片側面後部に駆動電極を設けない部分を有しているので、非駆動部分の隔壁の一方面にある電極で駆動電極を外部接続回路に引き出す機能を維持したまま、他方面には電極を設けない部分を有することにより、隔壁を介して対向する電極面積が少なくなり、不要な静電容量を低減させることができ、これにより、発熱を抑え、高速駆動印字が可能となる。
【０２０１】
（２）隔壁の一部に外部接続用電極が埋設されており、左右のインク室に出現する外部接続用電極の出現面の一方に駆動電極と導通している電極と接続し、他方の出現面には電極を設けないので、インク室を介して対向している駆動電極は、隔壁側面を含むインク室内壁に沿って外部接続用電極の出現面に導通され、さらに外部接続用電極中を導通して、外部駆動回路に接続される。従って、インク室内で同電位の駆動電極は、隣接する一方の隔壁中の外部接続用電極にそれぞれ引き出すことができ、それぞれのインク室内の電極の電位を個々に制御することが可能となる。
【０２０２】
また、隔壁中に外部接続用電極を埋設することにより、電極の引き出し部分を小さくすることが可能となるため、全長が短くすることができ、かつ、不要な静電容量が少なくなるため、発熱量が少なくなり、高速印字が可能となる。
【０２０３】
さらに、隔壁中に外部接続用電極を埋設し、インク室により、それぞれの外部接続用電極を分離しているので、熱膨張係数の違いによる応力は、その殆どが開放されるため、クラックやワレなどの不具合が生じることのない長期使用にも耐える高い信頼性を確保することができる。
【０２０４】
（３）外部接続用電極をノズル接続面の反対面であるインクジェットヘッド後端面に露出させているので、後端面に出現している外部接続用電極に対して、外部駆動用回路と導通している配線パターンを位置合わせして接続することができる。
【０２０５】
また、製作工程で、外部接続用電極を分断した際に、切断面に出現する外部接続用電極面を接続面として用いることができるため、インク室内の駆動電極をインク室方向に延長することなく、外部接続用電極部分で屈曲させて引き出すことが可能となる。
【０２０６】
従って、電極を引き出す部分の長さが短くて済むため、不要な静電容量が少なくなり、材料コストも少なくなり、大面積基板を用いた一括処理時の取れ数を多くすることが可能となる。これにより、コンパクト化が可能となり、１ヘッド当たりの製造コストを低減することもでき、かつ、高速印字が可能となる。
【０２０７】
しかも、ノズル面と平行なインクジェットヘッド後端面を用いて外部駆動回路と導通している配線パターンを接続することができるため、インクジェットヘッドを組み込む装置の構成の自由度が高くなり、電機接続の信頼性も向上する。
【０２０８】
（４）インク室の底部分に電極を設けていないので、不要な静電容量を低減することができ、かつ、配線パターンのアライメントに多少ずれが生じても短絡する虞が少なくなり、電機接続の信頼性が向上する。
【０２０９】
（５）インクジェットヘッドの後端部のインク室内に非導電性樹脂を充填するので、インクジェットヘッドの電機接続を担う後端部において、外部接続用電極の機械的な強度を確保できると共に、外部駆動回路と導通している配線パターンを接続するための接着面積が増加するため、電機接続の信頼性と耐久性を向上させることができる。
【０２１０】
（６）インク室内にある外部接続用電極の出現面が、非導電性樹脂により電気的接合部分がモールドされているので、機械的な強度が向上し、経時劣化による剥離、断線を抑えることが可能になる。
【０２１１】
さらに、電気的接合部分と電機接続に寄与しないもう一方の外部接続用電極面は、非導電性樹脂によりモールドされて、インクが充填される実効的なインク室内に露出しなくなる。よって、油性インクを吐出させる場合、電気的接合部分にインクが接触し時間経過と共に腐食を起こす虞をなくすことができる。また、電極を保護する保護膜（水性インク使用時の絶縁膜も含む）の耐久性が高く、長期使用においても高い信頼性を得ることができることである。
【０２１２】
（７）インクジェットヘッドの後端部に充填された非導電性樹脂は、インク吐出方向に向かってなだらかに高さが減少しているので、隔壁とフレキシブル基板の間の直角部分がなくなっているため、インク室内のエアーのかみ込みがなくなり、インク吐出の安定性が向上する。
【０２１３】
（８）厚み方向に分極した圧電体に溝と溝を隔てる隔壁を複数形成すると共に、隔壁上面にカバー部材を接着されたインク吐出に寄与する第一のインク室と、カバー部材と隔壁上面との間に隙間を有する第二のインク室とを有するインクジェットヘッドにあって、インク吐出に寄与しない第二のインク室の片側の側面を研削して電極を除去すると共に、その研削面の隔壁高さ方向の長さが、第一のインク室の方向に向かって連続的に減少しているので、製造コストが安価となり、かつ、高性能を確保することができる。
【０２１４】
さらに、インクが充填される第二のインク室の後端方向から第一のインク室方向へ研削面の深さが減少しているため、インクの充填時にエアーをかみ込みにくくなり、エアー溜まりが非常に少なくなる。また、インク吐出にあたって、第一のインク室で発生させた圧力波は第二のインク室にも伝搬するが、その際に、第二のインク室の断面形状はなだらかに変化するため、余分な残留振動が発生せず、インク吐出性能が安定化する。
【０２１５】
（９）インクジェットヘッドの後端部に外部接続用電極を有し、その外部接続用電極はインク室隔壁の左右に露出している。また、隔壁片面が研削されて、電極が除去された研削面を有し、さらにこの研削面内に外部接続用電極の隔壁側面の露出面が内包されているので、隔壁中の外部接続用電極と研削された側の電極は絶縁されるため、第二のインク室の隔壁の片面を研削することにより、不要な静電容量を減らすと同時に、インク室側面に形成した電極により短絡している外部接続用電極をそれぞれ分離することができる。
【０２１６】
従って、全長を短くして製造コストを低減し不要な静電容量を少なくすることができ、かつ、不要な電極を減らすことにより不要な静電容量をさらに低減することができると共に、不要な電極を減らす工程と同一の動作で外部接続用電極を電気的に分離して駆動制御用の電極とすることができるため、高性能で、耐久性のあるコンパクトなインクジェットヘッドを技術的に容易に作製することができ、安価に提供することができる。
【０２１７】
（１０）第二のインク室を区画する隔壁の上面とカバー部材との間に５〜２０μｍの幅を有する空間を設けるので、第一のインク室で発生した圧力波は、第二のインク室を経由し、第一のインク室より遠いインク供給側まで伝搬するうちに徐々に隣接するインク室にインクが伝搬することにより減衰する。
【０２１８】
また、そのインク供給上流側で発生する反射波の影響が少なく、さらに第一のインク室と第二のインク室の界面で反射して第一のインク室に戻る圧力波も非常に少なくなるため、残留振動が抑えられ、高速印字が可能となる。
【０２１９】
（１１）隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、円盤状の砥石を隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面は円盤状の砥石の形状を転写した円弧状の研削面を容易に形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状とすることができる。
【０２２０】
さらに、この工程は、インクジェットヘッドのアクチュエーター部が複数個搭載された基板に対して、カバー部材を貼り合わせる前に一括して加工することが可能であるため、複数個分のアクチュエーター部の隔壁の研削加工を一括して行うことができるため、タクトタイムの短縮が容易となり、製造コストの低減化が可能となる。
【０２２１】
（１２）隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、円盤状の砥石を隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面は円盤状の砥石の形状を転写した円弧状の研削面を形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状とすることができる。
【０２２２】
さらに、隔壁側面を研削する工程と同一の工程で、インク室底面の電極も研削除去することで、前記（４）項で説明したように、インク室の底部分に電極を設けないことにより、不要な静電容量を低減することができ、さらには、隣接する端子間距離を広くすることができるため、配線パターンのアライメントずれが生じても、短絡する虞がなく、電機接続信頼性の高いインクジェットヘッドを、効率的に製造することができる。
【０２２３】
（１３）複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インク室となる溝を形成し、次にインク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、引き出し電極の一部を研削等により除去するので、ヘッドチップのアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能となるため、タクトタイムを短縮させて、製造コストの低減化が可能となる。
【０２２４】
（１４）複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インクジェットヘッドの後端部に相当する部分に充填溝を形成した後、その充填溝に外部接続用電極となる部材を充填・固定し、しかる後に、充填溝に対して直交する方向にインク室となる溝を刻設することにより、外部接続用電極をインクジェットヘッド後端相当部の隔壁の一部とし、次に、インク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、隔壁中にある外部接続用電極の隔壁両面の露出面の一方面上に形成された引き出し電極を研削除去するので、ヘッドチップの後端部に外部接続用電極を有するアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能となるため、タクトタイムを短縮させて、製造コストの低減化が可能となる。また、隔壁内に外部接続用電極を設けることにより、全長を短くすることができ、かつ、不要な静電容量を低減して高速印字が可能なコンパクトなインクジェットヘッドを、安価に提供することができる。
【０２２５】
（１５）複数個分のインクジェットヘッドのアクチュエーター部材となる大面積のアクチュエーター基板に対して、インクジェットヘッドの後端部に相当する部分に充填溝を形成した後、その充填溝に外部接続用電極となる部材を充填・固定し、次に、外部接続用電極材充填部の近傍を、機械研削等により基板面から凹ませた後、充填溝に対して直交する方向にインク室となる溝を刻設することにより、外部接続用電極をインクジェットヘッド後端相当部の隔壁の一部とし、次に、インク室を隔てる隔壁の側面に駆動電極及び引き出し電極を形成した後、隔壁中にある外部接続用電極の隔壁両面の露出面の一方面上に形成された引き出し電極を研削除去し、しかる後に、外部接続用電極材充填部近傍のインク室内に非導電性樹脂を充填し、外部接続用電極の露出面を全て非導電性樹脂で塞ぐので、インクジェットヘッドを個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが可能となるため、タクトタイムを短縮させて、低コストでの製造が可能となる。また、隔壁内に外部接続用電極を設けることにより、全長を短くすることができ、さらに不要な静電容量を低減でき、かつ、長期使用においても耐久性が高いコンパクトなインクジェットヘッドを、安価に提供することができる。
【０２２６】
（１６）外部接続用電極材を充填する工程として、金属粒子を混在させたペースト状物質を充填溝内にディスペンサーを用いて充填溝方向に走査して充填した後、硬化させるので、金属粒子を混在させたペースト状物質は、充填時は液状で硬化後に固形化すると共に導電性を示し、充填が容易である上に、硬化と共に充填溝の形状に沿って固着するので接着剤などで固定する必要がない。従って、外部接続用電極を有するインクジェットヘッドのアクチュエーター部材を、個々に逐一製造するのではなく、複数個分をバッチ処理で作製することが非常に容易となり、インクジェットヘッドを低コストで製造することが可能となる。
【０２２７】
（１７）充填溝内に充填された外部接続用電極の上面部分を、インク室となる溝を刻設する前に、充填溝方向に研削ブレードを走査させて研削して、基板表面から凹ませるので、充填の工程において基板上面から盛り上がった不要な外部接続用電極を、インク室を刻設する工程の前に除去しておくことにより、インク室を刻設する工程でのツールの負荷を低減することが可能となる。
【０２２８】
例えばダイシングブレードを用いる場合には、摩耗量及び目詰まりを低減し、溝深さを高精度に保つことができる。さらに、ツールに対する負荷が低減されると共に、溝が刻設されるアクチュエーター基板に対しても負荷が低減するために、より高速で加工を行っても溝を隔てる隔壁にワレやクラックが生じない。
【０２２９】
そして、外部接続用電極の充填部分を基板表面に対して凹ませておくことで、非導電性樹脂をインク室内に充填することにより隔壁側面に露出した外部接続用電極面を塞ぐ工程において、同時に隔壁上面に露出した外部接続用電極面を塞ぐことが可能となる。
【０２３０】
また、インク室を刻設する工程の前に、予め隔壁上面を基板に対して凹ませておくことにより、略平板状の基板に凹型の溝を形成するだけでよいため、十分に加工速度を上げても、アクチュエーター基板に機械的ダメージがなく、その後に刻設される隔壁に倒れ・ワレが生じることはない。従って、ツールの摩耗量及び目詰まりを低減して溝深さを高精度に保つことができ、さらにはインク室を隔てる隔壁にワレや倒れがなく製造歩留まりがよいインクジェットヘッドを製造することが可能となる。
【０２３１】
（１８）溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程は、インク室の幅よりも狭い幅を有するダイシングブレードを用いた機械研削により行うので、主に半導体の製造装置として使用され、入手が容易で機械コストも比較的安価な、ダイシングマシンを用い、隔壁の側面の不要な電極を除去することが可能となる。
【０２３２】
また、インク室となる溝をダイシングマシンを用いて刻設する場合は、装置を共用することができるため、結果として製造コストを抑えることができる。さらに、インク室となる溝を刻設する工程と隔壁の側面を研削する工程を同一の装置で行うことにより、装置特有の機械精度を同じにすることができるため隔壁を研削する工程の加工誤差が小さく、歩留まりを向上させることができる。
【０２３３】
（１９）隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、ダイシングブレードを隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削するので、隔壁側面は、ダイシングブレードの形状を転写した円弧状の研削面を容易に形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【０２３４】
さらに、この工程は、インクジェットヘッドのアクチュエーター部が複数個搭載された基板に対して、カバー部材を貼り合わせる前に一括して加工することが可能であるため、複数個分のアクチュエーター部の隔壁の研削加工を一括して行うことができるため、タクトタイムの短縮が容易となり、製造コストの低減化が可能となる。
【０２３５】
（２０）隔壁が形成されているアクチュエーター基板の隔壁上面方向から、ダイシングブレードを隔壁の高さ方向より近接させながら隔壁側面を研削することにより、隔壁側面はダイシングブレードの形状を転写した円弧状の研削面を形成することができ、この円弧形状により研削面はなだらかにその高さが変化する形状となる。
【０２３６】
さらに、隔壁側面を研削する工程と同一の工程で、インク室底面の電極も研削除去することで、前記（１９）項の効果に加えて、前記（４）項で説明したように、インク室の底部分に電極を設けないことにより、不要な静電容量を低減することができ、さらには、隣接する端子間距離を広くすることができるため、配線パターンのアライメントずれが生じても、短絡する虞がなく、電機接続信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッド後端部の斜視図である。
【図２】同インクジェットヘッドの縦断面図である
【図３】同インクジェットヘッドの横断面図である
【図４】同アクチュエーター基板に充填溝を形成する工程の説明図である。
【図５】同アクチュエーター基板の充填溝に外部接続用電極材を充填する工程の説明図である。
【図６】同アクチュエーター基板にインク室となる溝を形成する工程の説明図である。
【図７】同インク室となる溝が形成されたアクチュエーター基板の斜視図である。
【図８】同アクチュエーター基板に電極を形成する工程の説明図である。
【図９】同アクチュエーター基板の電極を除去する工程の説明図である。
【図１０】同アクチュエーター基板の不要な電極を除去する工程の説明図である。
【図１１】同カバー基板の断面図である。
【図１２】同ヘッドチップ基板の小片化工程の説明図である
【図１３】同実施の形態２に係るインクジェットヘッドの横断面図である。
【図１４】同インクジェットヘッドの縦断面図である。
【図１５】同アクチュエーター基板の外部接続用電極を充填した部分を凹ませる工程の説明図である。
【図１６】同アクチュエーター基板のインク室方向の断面図である。
【図１７】同液状の非導電性樹脂を外部接続用電極に塗布する工程の説明図である。
【図１８】同アクチュエーター基板上の不要な電極と非導電性樹脂を除去する工程の説明図である。
【図１９】従来のインクジェットヘッドの一例を示す縦断面図である。
【図２０】従来のインクジェットヘッドの別の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
４−圧電基板
５−カバー部材
６−外部接続用電極
７−電極
８−非導電性樹脂
４０−インク室，溝
４０Ａ−第一のインク室
４０Ｎ−第二のインク室
４１−隔壁
４２−研削面
６０−露出面
６１−充填溝
６４−外部接続用電極材
６５−凹み
７０−駆動電極
７１−引き出し電極
１００，１０３，１０５，１０６，１０８−ダイシングブレード
１０１，１０７−ディスペンサー
Claims (20)
- インク室の両側を画成する隔壁の両側面に互いに絶縁された駆動電極を付設し、該隔壁間に電圧を印加することにより、前記インク室からインクを吐出させるエネルギーを発生させるように構成し、かつ、前記隔壁の片側面後部には、前記駆動電極が存在しない部分を設けたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 前記隔壁の側面に設けられている駆動電極の内、前記インク室を介して対向している駆動電極は互いに同電位に設定され、かつ、前記隔壁の一部に外部の駆動回路と導通される外部接続用電極が埋設され、該外部接続用電極は、隣接するインク室にそれぞれ出現面を有し、さらに、その外部接続用電極の一方の出現面上には前記駆動電極が形成され、かつ、他方の出現面は、前記駆動電極が存在しない部分にあ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。
- 前記外部接続用電極は、ノズル接続面とは反対側の後端部に配設され、かつ、その後端面に露出していることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
- 前記後端部のインク室底部分には、駆動電極が存在しないことを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
- 前記後端部のインク室内には、非導電性樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
- 前記非導電性樹脂は、前記インク室内の前記外部接続用電極の出現面を閉塞していることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッド。
- 前記非導電性樹脂は、前記インク室内においてインク吐出方向に向けて徐々に高さが減少するなだらかな傾斜面状に形成されることを特徴とする請求項５または６に記載のインクジェットヘッド。
- 前記インク室は、厚み方向に分極処理されて複数の溝が刻設された圧電基板に、カバー部材を貼り合わせることにより、前記溝内に形成され、かつ、
前記インク室の両側を画成する隔壁の上面と前記カバー部材とを貼り合わせることにより、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるように形成された第一のインク室と、前記カバー部材と前記隔壁の上面との間に形成された隙間により、前記第一のインク室のそれぞれに連通するように形成された第二のインク室と、を前記インク室内に設け、さらに、
前記第二のインク室の両側を画成する隔壁の片側面が研削されることにより形成された研削面の前記隔壁高さ方向の寸法を、前記第一のインク室方向に向かって連続的に減少させていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 - 前記第二のインク室の両側を画成する隔壁の後端部に前記外部接続用電極を有すると共に、前記研削面内に前記外部接続用電極の隔壁側面の露出面が内包されていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッド。
- 前記第二のインク室における前記カバー部材と前記隔壁上面との間に形成される隙間が、５〜２０μｍに設定されていることを特徴とする請求項８または９に記載のインクジェットヘッド。
- 円盤状の研削ブレードの盤面を、前記隔壁の側面に対して平行に配置し、前記隔壁の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記隔壁の側面に形成された前記駆動電極を研削除去することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 円盤状の研削ブレードの盤面を、前記隔壁の側面に対して平行に配置し、前記隔壁の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記隔壁の側面に形成された前記駆動電極を研削除去し、かつ、前記インク室の底面の電極をも研削除去することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- インク室となる溝を刻設する工程と、
前記溝の側面と底面に駆動電極及び引き出し電極を形成する工程と、
前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程と、を備え、前記各工程は、複数組のインクジェットヘッド構成部材を有して厚み方向に分極処理された圧電基板上で一括して行われることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 - インクジェットヘッド後端相当部に充填溝を刻設する工程と、
前記充填溝に外部接続用電極材を充填する工程と、
前記外部接続用電極材が充填された溝に対して直交方向にインク室となる溝を刻設する工程と、
前記インク室となる溝の側面と底面に駆動電極及び引き出し電極を形成する工程と、
前記外部接続用電極材の内、前記溝の一側面の露出面上に出現した部分を除去する工程と、を備え、
前記各工程は、複数組のインクジェットヘッド構成部材を有して厚み方向に分極処理された圧電基板上で一括して行われることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 - インクジェットヘッド後端相当部に充填溝を刻設する工程と、
前記充填溝に外部接続用電極材を充填する工程と、
前記外部接続用電極材を充填した部分近傍を基板面から凹ませる工程と、
前記充填溝に対して直交方向にインク室となる溝を刻設する工程と、
前記溝の側面と底面に駆動電極及び引き出し電極を形成する工程と、
前記外部接続用電極材の内、前記溝の一側面の露出面上に出現した部分を除去する工程と、
前記外部接続用電極材を充填した部分近傍のインク室内に非導電性樹脂を充填する工程と、を備え、
前記各工程は、複数組のインクジェットヘッド構成部材を有して厚み方向に分極処理された圧電基板上で一括して行われることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記充填溝に外部接続用電極材を充填する工程は、
金属粒子を混在させたペースト状物質を充填溝内にディスペンサーを用いて充填溝方向に走査して充填する工程と、
充填後に硬化させる工程と、を含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記外部接続用電極材を充填した部分近傍を基板面から凹ませる工程は、
前記充填溝に対して直交方向にインク室となる溝を刻設する工程の前に、研削ブレードを充填溝方向に走査させることにより行うことを特徴とする請求項１５または１６に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程は、
前記インク室の幅よりも狭い幅を有するダイシングブレードを用いた機械研削により行うことを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程では、
前記ダイシングブレードの盤面を、前記溝の側面に対して平行に配置し、前記溝の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記溝の側面に形成された前記駆動電極を研削除去することを特徴とする請求項１３ないし１８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記溝の側面に形成された駆動に寄与しない電極を除去する工程では、
前記ダイシングブレードの盤面を、前記溝の側面に対して平行に配置し、前記溝の上面方向から高さ方向に接近させることにより、前記溝の側面に形成された前記駆動電極を研削除去し、かつ、前記インク室の底面の電極をも研削除去することを特徴とする請求項１３ないし１８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
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