JP2009208234A - 配線基板、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び、配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】個別配線の引き出し領域を確保しつつ、確実にＧＮＤ電位を確保する。
【解決手段】ＧＮＤ表配線４６Ａ及びＧＮＤ裏配線４６Ｂは、第２貫通穴４３Ｂに充填された第２導電性部材４５Ｂを介して後述する圧電体５４の上部電極５２に接続されると共に、ＧＮＤ表配線４６Ａ側で基準電位端子４６Ｃと接続されている。ＧＮＤ裏配線４６Ｂは、裏面４２Ｂの全面に膜状に形成されると共に、第１貫通穴４３Ａの外側に環状の絶縁空間４３Ｃが構成されている。絶縁空間４３Ｃにより、第１貫通穴４３Ａからに充填された第１導電性部材４５ＡとＧＮＤ裏配線４６Ｂとの絶縁が行われている。表面４２Ａに配線された個別配線４４及びＧＮＤ表配線４６Ａは、樹脂保護膜４７で被覆保護されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、貫通電極の構成された配線基板、この配線基板を用いて構成されインク等の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置、及び、前記配線基板の製造方法に関する。

従来から、液滴吐出ヘッドの一例としてのインクジェット記録ヘッドの複数のノズルから選択的にインク滴を吐出し、記録用紙等の記録媒体に画像（文字を含む）等を記録するインクジェット記録装置（液滴吐出装置）は知られている。このようなインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッドは、圧力室を構成する振動板を圧電素子によって変位させることによって、その圧力室内に充填されているインクをノズルから吐出させるようになっている。そのため、振動板上に圧電素子が形成されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、各圧電素子には、圧電素子を変位させるために、個別の配線が接続されていると共に、共通のＧＮＤ配線が接続されている。これらの電気配線は、圧電素子が高密度に配置されているほど、配線基板上での引出し配線ピッチ（引出線の幅、及び、線間距離）は狭くなる。ＧＮＤ配線は、複数の圧電素子について共通化したものを用いることができるため、配線本数を少なくすることはできるが、電流容量の確保や寄生抵抗の低減といった観点から、線幅として所定の太さが必要になる。このＧＮＤ配線を太くすると、個別配線を引き出す領域を確保するために配線基板を大きくしなければならない。
特開２００５−１５３３６９号公報

本発明は、このような事実に鑑みてなされたものであり、個別配線の引き出し領域を確保しつつ、確実にＧＮＤ電位を確保することの可能な、配線基板、この配線基板を用いて構成されインク等の液滴を吐出する液滴吐出ヘッド、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置、及び、前記配線基板の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の配線基板は、第１電極及び第２電極を備えた電極基板と、前記電極基板に裏面側が対向するように配置され、表面と裏面とを貫通する第１貫通穴及び第２貫通穴の構成された基板と、前記基板の前記表面に配線された個別配線と、前記基板の前記裏面に配線されたＧＮＤ配線と、前記第１貫通穴に充填されると共に、前記個別配線と前記電極基板の前記第１電極とを接続する個別用導電性部材と、前記第２貫通穴に充填されると共に、前記ＧＮＤ配線と少なくとも前記裏面側で接続されて前記電極基板の前記第２電極と接続されるＧＮＤ用導電性部材と、を備えている。

請求項１に記載の配線基板は、基板と電極基板とを備え、基板の表面に配線された個別配線が電極基板の第１電極に接続され、基板の裏面に配線されたＧＮＤ配線が電極基板の第２電極に接続されている。個別配線と第１電極とは基板に貫通配線された個別用導電性部材を介して接続され、ＧＮＤ配線と第２電極とは基板に貫通配線されたＧＮＤ用導電性部材を介して接続されている。

請求項１に記載の配線基板によれば、ＧＮＤ配線が個別配線と異なる面に配線されているので、ＧＮＤ配線について充分な線幅を確保しつつ、個別配線の領域も確保することができる。

また、本発明では、ＧＮＤ配線とＧＮＤ用導電性部材とが、少なくとも基板の裏面側で接続されている。したがって、貫通配線されたＧＮＤ用導電性部材を、単にＧＮＤ配線の厚み部分と接触させる場合と比較して、良好に接続することができる。

本発明の請求項２に記載の配線基板は、前記ＧＮＤ配線が少なくとも前記裏面の前記第２貫通穴を囲む位置に配置され、前記ＧＮＤ用導電性部材は導電性ペーストで構成されて前記第２貫通穴から前記基板の裏面側へ回り込んだ位置に配置されていること、を特徴とする。

このように、ＧＮＤ配線とＧＮＤ用導電性部材を配置することにより、容易に基板の裏面側で接続させることができる。

本発明の請求項３に記載の液滴吐出ヘッドは、圧電体と、この圧電体の一方の側に設けられる第１電極と、この圧電体の他方の側に設けられる第２電極と、を有する圧電素子を有する電極基板と、前記電極基板に裏面側が対向するように配置され、表面と裏面とを貫通する第１貫通穴及び第２貫通穴の構成された基板と、前記基板の前記表面に配線された個別配線と、前記基板の前記裏面に配線されたＧＮＤ配線と、前記第１貫通穴に充填されると共に、前記個別配線と前記電極基板の前記第１電極とを接続する個別用導電性部材と、前記第２貫通穴に充填されると共に、前記ＧＮＤ配線と少なくとも前記裏面側で接続されて前記電極基板の前記第２電極と接続されるＧＮＤ用導電性部材と、前記電極基板の前記基板と逆側に配置され、前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、前記振動板の前記電極基板と逆側に配置され、前記振動板との間で液体の充填される圧力室を構成すると共に、液滴の吐出される吐出口の構成された流路部材と、を備えている。

請求項３に記載の液滴吐出ヘッドによれば、ＧＮＤ配線が個別配線と異なる面に配線されているので、ＧＮＤ配線について充分な線幅を確保しつつ、各圧電素子を駆動させるための個別配線の領域も、基板のサイズを大きくすることなく容易に確保することができる。ＧＮＤ配線とＧＮＤ用導電性部材とが、少なくとも基板の裏面側で接続されているので、貫通配線されたＧＮＤ用導電性部材を、単にＧＮＤ配線の厚み部分と接触させる場合と比較して、良好に接続することができる。

本発明の請求項４に記載の液滴吐出ヘッドは、前記ＧＮＤ配線が少なくとも前記裏面の前記第２貫通穴を囲む位置に配置され、前記ＧＮＤ用導電性部材は導電性ペーストで構成されて前記第２貫通穴から前記基板の裏面側へ回り込んだ位置に配置されていること、を特徴とする。

このように、ＧＮＤ配線とＧＮＤ用導電性部材を配置することにより、容易に基板の裏面側で接続させることができる。

本発明の請求項５に記載の液滴吐出装置は、請求項３または請求項４に記載の液滴吐出ヘッドを備えている。

本発明の液滴吐出装置によれば、ＧＮＤ配線の線幅を充分に確保できると共に、各圧電素子の個別配線のための領域を、基板のサイズを大きくすることなく容易に確保することができる。

以上のように、本発明によれば、ＧＮＤ配線の線幅を充分に確保できると共に、個別配線のための領域を、基板のサイズを大きくすることなく容易に確保することができる。

［第１実施形態］

以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、液滴吐出装置としてはインクジェット記録装置１０を例に採って説明する。したがって、液体はインク１００とし、液滴吐出ヘッドはインクジェット記録ヘッド３２として説明をする。

インクジェット記録装置１０は、図１で示すように、記録用紙Ｐを送り出す用紙供給部１２と、記録用紙Ｐの姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴を吐出して記録用紙Ｐに画像形成する記録ヘッド部１６及び記録ヘッド部１６のメンテナンスを行うメンテナンス部１８を備える記録部２０と、記録部２０で画像形成された記録用紙Ｐを排出する排出部２２とから基本的に構成されている。

用紙供給部１２は、記録用紙Ｐが積層されてストックされているストッカー２４と、ストッカー２４から１枚ずつ取り出してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。レジ調整部１４は、ループ形成部２８と、記録用紙Ｐの姿勢を制御するガイド部材２９とを有しており、記録用紙Ｐは、この部分を通過することによって、そのコシを利用してスキューが矯正されるとともに、搬送タイミングが制御されて記録部２０に供給される。そして、排出部２２は、記録部２０で画像が形成された記録用紙Ｐを、排紙ベルト２３を介してトレイ２５に収納する。

記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８の間には、記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路２７が構成されている（用紙搬送方向を矢印ＰＦで示す）。用紙搬送路２７は、スターホイール１７と搬送ロール１９とを有し、このスターホイール１７と搬送ロール１９とで記録用紙Ｐを挟持しつつ連続的に（停止することなく）搬送する。そして、この記録用紙Ｐに対して、記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され、記録用紙Ｐに画像が形成される。メンテナンス部１８は、インクジェット記録ユニット３０に対して対向配置されるメンテナンス装置２１を有しており、インクジェット記録ユニット３０に対するキャッピングや、ワイピング、更には、ダミージェットやバキューム等の処理を行う。

図２で示すように、各インクジェット記録ユニット３０は、矢印ＰＦで示す用紙搬送方向と直交する方向に配置された支持部材３４を備えており、この支持部材３４に複数のインクジェット記録ヘッド３２が取り付けられている。インクジェット記録ヘッド３２には、マトリックス状に複数のノズル５６が形成されており、記録用紙Ｐの幅方向には、インクジェット記録ユニット３０全体として一定のピッチでノズル５６が並設されている。

そして、用紙搬送路２７を連続的に搬送される記録用紙Ｐに対し、ノズル５６からインク滴を吐出することで、記録用紙Ｐ上に画像が記録される。なお、インクジェット記録ユニット３０は、例えば、いわゆるフルカラーの画像を記録するために、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応して、少なくとも４つ配置されている。

図３で示すように、それぞれのインクジェット記録ユニット３０のノズル５６による印字領域幅は、このインクジェット記録装置１０での画像記録が想定される記録用紙Ｐの用紙最大幅ＰＷよりも長くされており、インクジェット記録ユニット３０を紙幅方向に移動させることなく、記録用紙Ｐの全幅にわたる画像記録が可能とされている。

ここで、印字領域幅とは、記録用紙Ｐの両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる用紙最大幅ＰＷよりも大きくとっている。これは、記録用紙Ｐが搬送方向に対して所定角度傾斜して（スキューして）搬送されるおそれがあるためと、縁無し印字の要望が高いためである。

以上のような構成のインクジェット記録装置１０において、次にインクジェット記録ヘッド３２について詳細に説明する。図４はインクジェット記録ヘッド３２の全体構成を示す概略平面図である。また、図５は、本実施形態のインクジェット記録ヘッド３２を部分的に取り出して主要部分が明確になるように示した概略断面図である。

図５に示すように、インクジェット記録ヘッド３２は、天板部材４０、圧電素子部材５０、及び、流路部材６０を備えている。

天板部材４０は、天板４２、個別配線４４、振動板５８、及び、ＧＮＤ配線４６を含んで構成されている。天板４２は板状とされ、例えばガラス、セラミックス、シリコン、樹脂等、インクジェット記録ヘッド３２の支持体になり得る強度を有する絶縁体で構成することができる。ここでは、ガラス製の天板４２として説明する。個別配線４４は、天板４２の表面４２Ａに配線され、ＧＮＤ配線４６は、天板４２の表面４２Ａ及び裏面４２Ｂに配線されている。表面４２Ａに配線されたＧＮＤ配線４６をＧＮＤ表配線４６Ａ、裏面４２Ｂに配線されたＧＮＤ配線４６をＧＮＤ裏配線４６Ｂとする。

天板４２には、図６に示すように、マトリクス状に第１貫通穴４３Ａ、及び第２貫通穴４３Ｂが構成されている。第１貫通穴４３Ａと第２貫通穴４３Ｂとは、交互に列状に配置されている。個別配線４４は、一端が第１貫通穴４３Ａに充填された第１導電性部材４５Ａを介して後述する圧電素子部材５０の下部電極５６に接続されている。個別配線４４の他端は、図４に示すように、第１貫通穴４３Ａから天板４２の端部付近へ引き出され、接続端子４４Ｃとされている。個別配線４４とフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）７２の一端とは、接続端子４４Ｃで接続され、フレキシブルプリント基板７２の他端は、駆動ＩＣ７４に接続されている。

ＧＮＤ表配線４６Ａ及びＧＮＤ裏配線４６Ｂは、第２貫通穴４３Ｂに充填された第２導電性部材４５Ｂを介して後述する圧電体５４の上部電極５２に接続されると共に、ＧＮＤ表配線４６Ａ側で基準電位端子４６Ｃと接続されている。ＧＮＤ裏配線４６Ｂは、裏面４２Ｂの全面に膜状に形成されると共に、第１貫通穴４３Ａの外側に環状の絶縁空間４３Ｃが構成されている。絶縁空間４３Ｃにより、第１貫通穴４３Ａからに充填された第１導電性部材４５ＡとＧＮＤ裏配線４６Ｂとの絶縁が行われている。表面４２Ａに配線された個別配線４４及びＧＮＤ表配線４６Ａは、樹脂保護膜４７で被覆保護されている。

圧電素子部材５０は、上部電極５２、圧電体５４、下部電極５６、振動板５８、がこの順に積層されて構成されている。圧電素子部材５０は、上部電極５２側が天板部材４０と離間して対向するように配置されている。圧電体５４は、後述する圧力室６２Ａ毎に対応する位置に個別に配置されている。上部電極５２は、各圧電体５４の、天板部材４０側に積層されている。下部電極５６は、各圧電体５４の、上部電極５２と逆側に配置されている。

圧電素子部材５０の下部電極５６の下側には、振動板５８が配置されている。振動板５８は、Ｐｌａｓｍａ−Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（Ｐ−ＣＶＤ）法により、ゲルマニウム（Ｇｅ）が添加されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）５８Ｂの上下に、不純物が何も添加されていないＳｉＯ_２膜５８Ａ、５８Ｃが積層されて構成された３層構造とされ、少なくとも上下方向に弾性を有し、圧電体５４に通電されると（電圧が印加されると）、上下方向に撓み変形する（変位する）構成になっている。なお、振動板５８の厚さは、安定した剛性を得るために、１μｍ以上２０μｍ以下（１μｍ〜２０μｍ）とされている。振動板５８は、後述する圧力室６２Ａの１つの面を構成している。

上部電極５２の上側は、低透水性絶縁膜（以下「ＳｉＯｘ５１」という）で被覆され、圧電素子部材５０と天板部材４０との間に隔壁部材４８が配置されている。隔壁部材４８は、各圧電体５４及び下部電極５６を区画すると共に圧電体５４に対応する部分と天板部材４０との間に空間が構成されるように構成されている。

また、隔壁部材４８には第１貫通穴４３Ａと第２貫通穴４３Ｂに対応する位置に、第１導電性部材４５Ａと下部電極５６を接続させるための第１隔壁穴４８Ａ、第２導電性部材４５Ｂと上部電極５２を接続させるための第２隔壁穴４８Ｂが構成されている。第１隔壁穴４８Ａは、第１貫通穴４３Ａの裏面４２Ｂ側の径よりも小径とされている。第２隔壁穴４８Ｂは、第２貫通穴４３Ｂの裏面４２Ｂ側の径よりも大径とされている。

第１導電性部材４５Ａは、第１貫通穴４３Ａ及び第１隔壁穴４５Ａ内に充填され、個別配線４４と下部電極５６とを電気的に接続している。第２導電性部材４５Ｂは、第２貫通穴４３Ｂ及び第２隔壁穴４５Ｂ内に充填され、ＧＮＤ配線４６と上部電極５２とを電気的に接続している。第２導電性部材４５Ｂは、第２隔壁穴４８Ｂが第２貫通穴４３Ｂの裏面４２Ｂ側の径よりも大径とされていることにより、第２隔壁穴４８Ｂから裏面４２Ｂ側へ回り込んだ位置にも配置され、ＧＮＤ裏配線４６Ｂと裏面４２Ｂ側でも直接接触して電気的に接続されている。

流路部材６０は、圧力室基板６２、連通路基板６４、及び、ノズル基板６６を含んで構成されている。圧力室基板６２は振動板５８の下側に配置され、各圧電体５４に対応する位置が貫通されて、振動板５８と圧力室基板６２の貫通壁とで区画された圧力室６２Ａが構成されている。圧力室６２Ａには、後述するインク供給口６５Ａから供給されたインク１００が充填される。

連通路基板６４は、圧力室基板６２の下側に積層され、連通路基板６４には、圧力室６２Ａと後述するノズル６６Ａとを連通する連通路６４Ａが構成されている。連通路６４Ａの下側には、ノズル基板６６が積層されている。ノズル基板６６には、インク滴を吐出するためのノズル６６Ａがマトリクス状に構成されており、各ノズル６６Ａは各連通路６４Ａと連通されている。振動板５８の振動によって圧力室６２Ａの容積を増減させて圧力波を発生させることで、ノズル６６Ａからのインク滴の吐出が可能になっている。

連通路基板６４の周端辺には、圧電素子部材５０の面方向に沿って突出された位置に、インク供給口６５Ａを構成するインク供給部６５が形成されている。インク供給部６５には、天板部材４０及び圧電素子部材５０を覆うと共に、インク供給口６５Ａの延長上にインク通路７６Ａを構成するマニホールド７６が設けられている。インク通路７６Ａは、不図示のインクタンクと連結されており、インク１００は、インク通路７６Ａ、インク供給口６５Ａを経て、圧力室６２Ａへ供給される。

以上のような構成のインクジェット記録ヘッド３２において、次に、その製造工程（製造プロセス）について、図７乃至図１１を基に詳細に説明する。

図７に示すように、このインクジェット記録ヘッド３２は、流路部材６０を構成する基板としての圧力室基板６２の上面に圧電素子部材５０を作製し、その後、圧力室基板６２の上面に天板部材４０を配置すると共に、圧力室基板６２の下面に連通路基板６４及びノズル基板６６を接合（貼着）することによって製造される。

図８−１（Ａ）に示すように、圧力室基板６２を用意し、その上面に振動板５８の一部となる薄膜、即ち不純物が何も添加されていないＳｉＯ_２膜５８Ｃ（膜厚０．４μｍ）をＰ−ＣＶＤ法により成膜し、次いで、振動板５８の一部となる他の薄膜、即ちＧｅが添加されたＳｉＯ_２膜５８Ｂ（膜厚９．２μｍ）をＰ−ＣＶＤ法により成膜し、更に、図８−１（Ｂ）で示すように、振動板５８の一部となる他の薄膜、即ち不純物が何も添加されていないＳｉＯ_２膜５８Ａ（膜厚０．４μｍ）をＰ−ＣＶＤ法により成膜する。

具体的には、酸素（Ｏ_２）及びシリコン（Ｓｉ）原料を含むガス、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、シラン（ＳｉＨ_４）の何れかを含むガスに、アルコキシド系のガスであるテトラメチルゲルマニウム（ＴＭＧｅ）を添加することにより成膜する。なお、このとき、Ｇｅが添加されたＳｉＯ_２膜５８Ｂの厚さが、振動板５８全体の厚さの１／２以上となるようにする。

こうして、ＳｉＯ_２膜５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃを連続して成膜したら、窒素（Ｎ_２）雰囲気下で１時間、これ以降の工程における最高温度よりも高い温度、例えば７００℃でアニール（熱処理）する。７００℃でアニールすると、振動板５８の応力値が数十ＭＰａ増加するが、一度アニールすることにより、それ以上に応力（ストレス）が変化しないようにできる。なお、アニール温度は７００℃に限定されるものではなく、６００℃以上１１００℃以下（６００℃〜１１００℃）であればよい。

ＳｉＯ_２膜５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃを成膜してアニールし、３層構造の振動板５８を形成したら、図８−１（Ｃ）で示すように、スパッタ法により、例えば厚み０．５μｍ程度のＩｒとＴｉとの積層膜、即ち下部電極５６を振動板５８（ＳｉＯ_２膜５８Ａ）の上面に成膜する。そして、図８−１（Ｄ）で示すように、下部電極５６の上面に、圧電体５４の材料であるＰＺＴ膜と、上部電極５２となるＩｒ膜を順にスパッタ法で積層（成膜）し、パターニングして、圧電体５４及び上部電極５２とする。

具体的には、ＰＺＴ膜スパッタ（膜厚５μｍ）、Ｉｒ膜スパッタ（膜厚０．５μｍ）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（Ｃｌ_２系又はＦ系のガスを用いたドライエッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。下部及び上部の電極材料としては、圧電体であるＰＺＴ材料との親和性が高く、耐熱性がある、例えばＩｒ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｔａ、ＰｔＯ_２、ＴａＯ_４、ＩｒＯ_２等が挙げられる。また、ＰＺＴ膜５４Ｆの成膜温度は５５０℃であり、ＰＺＴ膜５４Ｆの積層（成膜）には、ＡＤ法、ゾルゲル法等も用いることが可能である。

次に、図８−２（Ｅ）で示すように、振動板５８の上面に積層された下部電極５６をパターニングする。具体的には、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング、ＲＩＥ法による（Ｃｌ_２系のガスを用いた）ドライエッチング、酸素プラズマによるレジスト剥離である。

次に、図８−２（Ｆ）で示すように、上面に露出している下部電極５６と、上部電極５２（圧電体５４）と、削り込まれた振動板５８の上面に、保護膜としてのＳｉＯｘ膜５１を積層する。そして、上部電極５２と第２導電性部材４５Ｂとを接続するための開口８０Ａ（コンタクト孔）を形成する。具体的には、Ｐ−ＣＶＤ法にてＳｉＯｘ膜５１の成膜、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（濃度２０％のＨＦ溶液によるウェットエッチング又はＨＦを含むガスによるドライエッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。

また、ここでは保護膜としてＳｉＯｘ膜５１（シリコン酸化膜）を用いたが、ＳｉＮｘ膜（シリコン窒化膜）、ＳｉＯｘＮｙ膜等であってもよい。また、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）や、Ｔａ、Ｔｉ等の金属膜、ＴａＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５等の金属酸化膜、樹脂膜等でもよく、更にはそれらの単層膜ではなく、それらを組み合わせた複数層膜にしてもよい。酸化膜、窒化膜、ＳＯＧ、金属膜、金属酸化膜は、絶縁性、耐湿性、膜層間の段差抑制（緩和）に優れ、中でも酸化膜、窒化膜、ＳＯＧ、金属膜は、耐薬品（インク）性においても優れる。また、樹脂膜も段差抑制に優れ、酸化膜、窒化膜、ＳＯＧは、ＳｉＯ_２膜８２に添加されたＧｅ（不純物）の拡散防止にも優れる。

次いで、図８−２（Ｇ）で示すように、隔壁部材４８を形成する。隔壁部材４８には、後述する天板４２の第１貫通穴４３Ａの裏面４２Ｂ側の径よりも小径の第１隔壁穴４８Ａ、及び、第２貫通穴４３Ｂの裏面４２Ｂ側の径よりも大径の第２隔壁穴４８Ｂを構成する。具体的には、ＳｉＯｘ膜に、隔壁部材４８を構成する感光性樹脂を塗布し、露光・現像することでパターンを形成し、最後にキュアする。隔壁部材４８を構成する感光性樹脂としては、ポリイミド系、ポリアミド系、エポキシ系、ポリウレタン系、シリコーン系等を用いることができる。

こうして、圧力室基板６２の上面に振動板５８及び圧電素子部材５０が作製される。

なお、隔壁部材のパターニングとしては、図１８（Ａ）で示すように、第１貫通穴ＨＡ及び第２貫通穴ＨＢの構成されたガラス基板Ｇを、上部電極５２の上に配置し、第１貫通穴４３Ａ及び第２貫通穴４３Ｂを用いて、図１８（Ｂ）で示すように隔壁部材４８の該当部分をエッヂングし、図１８（Ｃ）で示すようにエッヂング部分を保護膜５９で覆うというプロセスもあるが、本実施形態では、第２隔壁穴４８Ｂの径を第２貫通穴４３Ｂの裏面４２Ｂ側の径よりも大径とする必要があるため、天板４２を配置する前に、隔壁部材のパターニングを行っている。

天板部材４０の製造は、図９（Ａ）で示すように、支持体となる程度の強度を確保できる厚み（０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ）の天板４２を用意し、天板４２に、第１貫通穴４３Ａ、及び、第２貫通穴４３Ｂを構成する。

具体的には、ホトリソグラフィー法で感光性ドライフィルムのレジストをパターニングし、このレジストをマスクとしてサンドブラスト処理を行って開口を形成した後、そのレジストを酸素プラズマにて剥離する。なお、第１貫通穴４３Ａ、及び、第２貫通穴４３Ｂは、断面視で内面が下方に向かって（表面４２Ａ側から裏面４２Ｂ側に向かって）次第に小径となるテーパー状（漏斗状）に形成されている。

このようにして第１貫通穴４３Ａ、及び、第２貫通穴４３Ｂを形成した後、図９（Ｂ）で示すように、天板４２の裏面４２Ｂの全面に、アルミニウム（Ａｌ）膜を形成し、第１貫通穴４３Ａの外側に絶縁空間４３Ｃを構成して、ＧＮＤ裏配線４６Ｂとする。アルミニウム（Ａｌ）膜は、スパッタリングなどの蒸着法で形成することができる。そして、絶縁空間４３Ｃを形成する。

次に、図１０−１（Ａ）で示すように、圧電素子部材５０の上面に、天板部材４０を接合する。このとき、第１貫通穴４３Ａと第１隔壁穴４８Ａとが重なり合い、第２貫通穴４３Ｂと第２隔壁穴４８Ｂが重なり合うように配置する。

次に、図１０−１（Ｂ）で示すように、第１貫通穴４３Ａ、第１隔壁穴４８Ａ、及び、第２貫通穴４３Ｂ、第２隔壁穴４８Ｂに導電性ペーストを充填して、第１導電性部材４５Ａ、第２導電性部材４５Ｂとする。特に、第２貫通穴４３Ｂから第２隔壁穴４８Ｂにかけての導電性ペーストは、リフローすることにより、裏面４２Ｂ側へ回り込んでＧＮＤ裏部材４６Ｂと確実に接触させるようにする。導電性ペーストとしては、半田、溶融金属、金属ペースト、導電性接着剤等を用いることができる。これらの材料に求められる抵抗率は、素子に要求される特性に応じて異なって来るため、コストや工程マッチング（耐熱温度等）を考慮して適宜選択すればよい。

次に、図１０−１（Ｃ）で示すように、天板部材４０の上側、即ち、天板４２、第１導電性部材４５Ａ、第２導電性部材４５Ｂの上側を研磨して、導電性部材との段差を平らにする。

次に、図１０−２（Ｄ）で示すように、天板部材４０の上側に配線膜を形成して、個別配線４４、及び、ＧＮＤ表配線４６Ａを形成する。そして、図１０−２（Ｅ）で示すように、個別配線４４、及び、ＧＮＤ表配線４６Ｂの上側を覆うように、保護膜としてのＳｉＯｘ膜４７（樹脂保護膜４７）を形成する。

次に、図１０−３（Ｆ）で示すように、天板部材４０の上側に、中間層Ｍを介して、製造工程用の支持板Ｓを接着させる。そして、図１０−３（Ｇ）で示すように、圧力室基板６２の下面を研磨して、パターニング用のアルミ層ＡＬを形成する。アルミ層ＡＬは、スパッタリングなどの蒸着法により形成することができる。

次に、図１０−４（Ｈ）で示すように、アルミ層ＡＬ及び圧力室基板６２をエッヂングして、圧力室６２Ａ、及び、各圧力室６２Ａを連通させる通路（不図示）を形成し、その後、アルミ層ＡＬを取り除き（図１０−４（Ｉ））、中間層Ｍと共に支持板Ｓを取り除く（図１０−５（Ｊ）参照）。

次に、図１０−５（Ｋ）で示すように、駆動ＩＣ７４と個別配線４４とを、フレキシブルプリント基板７２を介して接続する。そして、図１０−６（Ｌ）で示すように、圧力室基板６２の下側に、連通路６４Ａの形成された連通路基板６４を接合し、その下側に、ノズル６６Ａの形成されたノズル基板６６を接合する。

そして、図１０−６（Ｍ）で示すように、天板部材４０及び圧電素子部材５０を覆うように、かつ、インク通路７６Ａが連通路基板６４のインク供給口６５Ａの延長上に配置されるように、連通路基板６４の上側外周部にマニホールド７６を接合する。フレキシブルプリント基板７２の他端に接続されている駆動ＩＣ７４は、マニホールド７６の上部から外側へ引き出される。

以上のようにして製造されるインクジェット記録ヘッド３２を備えたインクジェット記録装置１０において、次に、その作用を説明する。まず、インクジェット記録装置１０に印刷を指令する電気信号が送られると、ストッカー２４から記録用紙Ｐが１枚ピックアップされ、搬送装置２６により搬送される。

一方、インクジェット記録ユニット３０では、すでにインクタンクからインク供給ポートを介してインクジェット記録ヘッド３２のインク供給口６５Ａからインク１００が注入され、圧力室６２Ａへ供給（充填）されている。そして、このとき、ノズル６６Ａの先端（吐出口）では、インク１００の表面が圧力室６２Ａ側に僅かに凹んだメニスカスが形成されている。

そして、記録用紙Ｐを搬送しながら、複数のノズル６６Ａから選択的にインク滴を吐出することにより、記録用紙Ｐに、画像データに基づく画像の一部を記録する。すなわち、駆動ＩＣ７４により、所定のタイミングで、所定の圧電体５４に電圧を印加し、振動板５８を上下方向に撓み変形させて（面外振動させて）、圧力室６２Ａ内のインク１００を加圧し、所定のノズル６６Ａからインク滴として吐出させる。こうして、記録用紙Ｐに、画像データに基づく画像が完全に記録されたら、排紙ベルト２３により記録用紙Ｐをトレイ２５に排出する。これにより、記録用紙Ｐへの印刷処理（画像記録）が完了する。

本実施形態のインクジェット記録ヘッド３２では、ＧＮＤ裏配線４６Ｂが、個別配線４４とは異なる面、すなわち、天板４２の裏面４２Ｂに形成されているので、ＧＮＤ配線４６について充分な線幅として、電流容量の確保、及び、寄生抵抗の低減を図ることができる。また、個別配線４４の領域も確保することができる。

さらに、ＧＮＤ裏配線４６ＢとＧＮＤ用導電性部材４５Ｂとが、天板４２の裏面４２Ｂ側で接続されている。したがって、貫通配線されたＧＮＤ用導電性部材４５ＢとＧＮＤ裏配線４６Ｂとを、良好に接続させることができる。

［第２実施形態］

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、天板部材４０の上面に形成される個別配線４４、及び、ＧＮＤ表配線４６Ａ以外の構成については、第１実施形態と同一である。

図１１には、天板４２上の個別配線７１、及び、ＧＮＤ表配線７２を模式化した図が示されている。天板４２の上側には、チップ領域ＣＨ、アクチュエーター領域ＡＣが構成される。チップ領域ＣＨは、平面視した場合の個別配線４４及びＧＮＤ表配線７２の配線領域であり、アクチュエーター領域ＡＣは、平面視した場合の圧電体５４の配置領域である。

１のチップ領域ＣＨには、圧電素子部材５０にマトリクス状に配置された圧電体５４の各々に対応するように、個別配線７１、ＧＮＤ裏配線７２が配線されている。

ＧＮＤ表配線７２は、チップ領域ＣＨの中央部に配置される中央ＧＮＤ配線７２Ａと、この中央ＧＮＤ配線７２Ａと直交するように配置されて列毎に各圧電体５４と接続される複数本の共通ＧＮＤ配線７２Ｂと、で構成されている。共通ＧＮＤ配線７２Ｂは、中央ＧＮＤ配線７２Ａと接続され、チップ領域ＣＨの端辺部に引き出されて、ＧＮＤ端子７２Ｃが構成されている。

個別配線７１は、中央ＧＮＤ配線７２Ａを挟んで、近い側のアクチュエーター領域ＡＣの端辺部へ引き出されている。

本実施形態では、アクチュエーター領域ＡＣの端辺部に個別配線７１が引き出されて、図１１に二点鎖線で示すパッド領域ＰＡに、ＧＮＤ端子７２Ｃ及び個別配線７１の接続端子７１Ｃが配置され、パッド領域ＰＡで各接続端子がフレキシブルプリント基板７２と接続されている。すなわち、接続用のパッド領域ＰＡが、平面視でアクチュエーター領域ＡＣ内に設けられている。したがって、チップ領域ＣＨをコンパクトにすることができ、図１５のように、パッド領域ＰＡがアクチュエーター領域ＡＣの外側に配置された場合と比較して、インクジェット記録ヘッド３２のサイズを小さく設計することができる。また、図１６のように、アクチュエーター領域ＡＣの全体に接続端子７１Ｃを配置した場合と比較して、フレキシブルプリント基板７２の面積を小さくすることができる。

なお、本実施形態では、個別配線７１をすべて圧電体５４の直上から引き出す構成としたが、パッド領域ＰＡ内に配置される圧電体５４に対応するものに関しては、図１２で示すように、個別配線７１を引き出さずに、圧電体５４の直上に各圧電体５４との接続端子７１Ｃを配置してもよい。

また、本実施形態では、アクチュエーター領域ＡＣの端辺部へ個別配線７１を引き出す構成としたが、図１３で示すように、アクチュエーター領域ＡＣの中央部へ個別配線７１を引き出す構成とし、パッド領域ＰＡをアクチュエーター領域ＡＣの中央部に構成してもよい。

また、アクチュエーター領域ＡＣの中央部へ個別配線７１を引き出す場合には、図１４で示すように、パッド領域ＰＡ内に配置される圧電体５４に対応するものに関しては、圧電体５４の直上に各圧電体５４との接続端子７１Ｃを配置することもできる。

なお、図１１〜図１６に示す配線とした場合の、ヘッドサイズ、ＦＰＣサイズ、当該ＦＰＣサイズでの接続容易性、及び、接続信頼性についての評価を行った結果を図１７に示す。評価は１〜５のポイントで行い、点数が高いほど評価が高いことを示している。

インクジェット記録装置を示す概略正面図 インクジェット記録ヘッドの配列を示す説明図 記録媒体の幅と印字領域の幅との関係を示す説明図 インクジェット記録ヘッドの全体構成を示す概略平面図 第１実施形態のインクジェット記録ヘッドの構成を示す概略断面図 天板部材の一部の概略構成平面図、及び、概略断面図 インクジェット記録ヘッドを製造する全体工程の説明図 第１実施形態に係る圧力室基板上に圧電素子部材を製造する工程（Ａ）〜（Ｄ）を示す説明図 第１実施形態に係る圧力室基板上に圧電素子部材を製造する工程（Ｅ）〜（Ｇ）を示す説明図 第１実施形態に係る天板部材を製造する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図 第１実施形態に係る圧電素子部材上に天板部材を接合した後の工程（Ａ）〜（Ｃ）を示す説明図 第１実施形態に係る圧電素子部材上に天板部材を接合した後の工程（Ｄ）〜（Ｅ）を示す説明図 第１実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合した後の工程（Ｆ）〜（Ｇ）を示す説明図 第１実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合した後の工程（Ｈ）〜（Ｉ）を示す説明図 第１実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合した後の工程（Ｊ）〜（Ｋ）を示す説明図 第１実施形態に係る圧電素子基板に天板部材を接合した後の工程（Ｌ）〜（Ｍ）を示す説明図 第２実施形態に係る圧電素子部材の配線状態を示す概略平面図 第２実施形態の変形例に係る圧電素子部材の配線状態を示す概略平面図 第２実施形態の他の変形例に係る圧電素子部材の配線構成を示す概略平面図 第２実施形態の他の変形例に係る圧電素子部材の配線構成を示す概略平面図 第２実施形態の比較例に係る圧電素子部材の配線構成を示す概略平面図 第２実施形態の比較例に係る圧電素子部材の配線構成を示す概略平面図 図１１〜１６に示す配線構成における評価を示す表 第１実施形態に係る樹脂部材のパターニングについての例を示す図

符号の説明

１０ インクジェット記録装置
３２ インクジェット記録ヘッド
３４ 支持部材
４０ 天板部材
４２ 天板
４２Ａ 表面
４２Ｂ 裏面
４３Ａ 第１貫通穴
４３Ｂ 第２貫通穴
４３Ｃ 絶縁空間
４４ 個別配線
４５Ａ 第１隔壁穴
４５Ｂ 第２隔壁穴
４５Ａ 第１導電性部材
４５Ｂ 第２導電性部材
４６Ｃ 基準電位端子
４６ ＧＮＤ配線
４６Ａ ＧＮＤ表配線
４６Ｂ ＧＮＤ表配線
４７ 樹脂保護膜
４８Ａ 第１隔壁穴
４８Ｂ 第２隔壁穴
５０ 圧電素子基板
５２ 上部電極
５４ 圧電体
５６ ノズル
５６ 下部電極
５８ 振動板
６０ 流路部材
６２Ａ 圧力室
６２ 圧力室基板
６４Ａ 連通路
６４ 連通路基板
６６Ａ ノズル
６６ ノズル基板
７２ フレキシブルプリント基板

Claims (6)

1. 第１電極及び第２電極を備えた電極基板と、
   前記電極基板に裏面側が対向するように配置され、表面と裏面とを貫通する第１貫通穴及び第２貫通穴の構成された基板と、
   前記基板の前記表面に配線された個別配線と、
   前記基板の前記裏面に配線されたＧＮＤ配線と、
   前記第１貫通穴に充填されると共に、前記個別配線と前記電極基板の前記第１電極とを接続する個別用導電性部材と、
   前記第２貫通穴に充填されると共に、前記ＧＮＤ配線と少なくとも前記裏面側で接続されて前記電極基板の前記第２電極と接続されるＧＮＤ用導電性部材と、
   を備えた配線基板。
2. 前記ＧＮＤ配線は少なくとも前記裏面の前記第２貫通穴を囲む位置に配置され、前記ＧＮＤ用導電性部材は導電性ペーストで構成されて前記第２貫通穴から前記基板の裏面側へ回り込んだ位置に配置されていること、を特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 圧電体と、この圧電体の一方の側に設けられる第１電極と、この圧電体の他方の側に設けられる第２電極と、を有する圧電素子を有する電極基板と、
   前記電極基板に裏面側が対向するように配置され、表面と裏面とを貫通する第１貫通穴及び第２貫通穴の構成された基板と、
   前記基板の前記表面に配線された個別配線と、
   前記基板の前記裏面に配線されたＧＮＤ配線と、
   前記第１貫通穴に充填されると共に、前記個別配線と前記電極基板の前記第１電極とを接続する個別用導電性部材と、
   前記第２貫通穴に充填されると共に、前記ＧＮＤ配線と少なくとも前記裏面側で接続されて前記電極基板の前記第２電極と接続されるＧＮＤ用導電性部材と、
   前記電極基板の前記基板と逆側に配置され、前記圧電素子の駆動により振動する振動板と、
   前記振動板の前記電極基板と逆側に配置され、前記振動板との間で液体の充填される圧力室を構成すると共に、液滴の吐出される吐出口の構成された流路部材と、
   を備えた液滴吐出ヘッド。
4. 前記ＧＮＤ配線は少なくとも前記裏面の前記第２貫通穴を囲む位置に配置され、前記ＧＮＤ用導電性部材は導電性ペーストで構成されて前記第２貫通穴から前記基板の裏面側へ回り込んだ位置に配置されていること、を特徴とする請求項３に記載の液滴吐出ヘッド。
5. 請求項３または請求項４に記載の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。
6. 第１電極及び第２電極を備えた電極基板に、前記電極基板と裏面側が対向するように所定距離離間して、表面に個別配線が設けられ裏面にＧＮＤ配線が設けられ前記表面と前記裏面とを貫通する貫通穴の構成された基板を対向配置し、
   前記個別配線と前記電極基板の前記第１電極とを個別用導電性部材で接続し、
   前記ＧＮＤ配線と前記電極基板の前記第２電極とを少なくとも前記裏面側で前記ＧＮＤ配線と接続されるようにＧＮＤ用導電性部材で接続する、
   配線基板の製造方法。