JP2010260188A - 液滴吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 圧電層を破損させることなく、配線基板と圧電アクチュエータの剥離を抑制できる液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】 流路ユニット２とアクチュエータ４との間に介挿された保護層３は、アクチュエータ４と接着する薄肉部３ａと、アクチュエータ４の外周縁よりも外側に広く、薄肉部３ａよりも厚く形成された厚肉部３ｂを有し、アクチュエータ４の複数の表面個別電極３７上のバンプ電極４５ａと配線部材８の端子部８７とが、バンプ電極４５ａと合成樹脂層８３によって接合されていて、アクチュエータ４よりも外側に位置する保護層３の厚肉部３ｂと配線部材８の基材８１とが合成樹脂層８３によって接合されている。
【選択図】 図６

Description

本発明は、インクジェットヘッド等のようにノズルからインクを吐出させる液滴吐出ヘッドに関するものである。

液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドは、例えば、特許文献１のように、金属製の基板と、この基板上にマトリクス状に配置された複数の圧電素子と、圧電素子の上下両面にそれぞれ形成された信号電極および共通電極とを有するアクチュエータと、柔軟性を有する樹脂基材からなるフレキシブルプリント配線基板とを備えている。ＦＰＣの圧電素子と対向する面には複数の端子部が形成され、これら複数の端子部は圧電素子の上面の信号電極にそれぞれ対応し、コア材と接合材とを有する半球状のバンプがもうけられている。そして、複数の信号電極とバンプとを位置合わせしてから、ＦＰＣの圧電層と反対側の面から加熱・加圧を行うことにより接合部をなし、圧電層の上面の信号電極とＦＰＣの端子部とをバンプを介して電気的に接続する。ＦＰＣは、端子部と信号電極とが接合される領域から外側へその端部が引き出されている。

特開２００３−６９１０３号

ＦＰＣを圧電層と接合する工程の後には、例えば、ＦＰＣを圧電層に接合したインクジェットヘッドをキャリッジに組み付けるために、圧電層との接合部より外側に引き出された引き出し部を折り曲げて組み付ける工程がある。この工程において作業者は引き出し部を掴みあげて行うため、複数の接合部のうち、引き出し部が引き出されている側の最も外側端の接合部に対して、引っ張り荷重が集中的にかかり、信号電極と端子部とが剥離することで、電気的不具合を起こし、インクジェットヘッドの吐出駆動を阻害することがある。

このような駆動にかかわる接合部の剥離を守るために、接合部よりも外側位置に駆動には関係のないダミー接合部を設けることが考えられる。ダミー接合部は、圧電層の信号電極が形成されている領域外側の余肉部分においてＦＰＣと接合され、引っ張り荷重がかかった場合に、このダミー接合部に集中的に力がかかり、駆動にかかわる接合部を保護し剥離しないようにすることができる。

しかしながら、ダミー接合部は、圧電層の余肉部の限られた狭い領域に対して接合されるため複数のダミー接合部は設けられない。また、ダミー接合部は、配置されるバンプ径を大きくすることで接合部の剥離防止効果をさらに期待することができるが、バンプ径が大きくなることにより多くのダミー接合部が設けられなくなる。このような問題に対して、余肉部分を広く取ることで、脆弱部に剥離が生じたとしても不具合を少なくすることも考えられるが、圧電素子が大型化してしまう。

また、これらの接合部は圧電層に設けられているため、接合する際にバンプ電極に対向する領域の圧電層に対して加熱と加圧による応力が局所的に集中して作用し、圧電層のバンプに対向する領域には微小のクラックや欠けが発生し、脆弱な部分となってしまう。そのため、ダミー接合部を設けたとしても、引っ張り荷重等により、圧電層の脆弱な部分ごと剥離が生じて圧電層を破壊してしまうといった問題があった。そしてこのような破損により生じた亀裂は、圧電層内の電極部まで生じることで電気的不具合を起こし、吐出に影響を及ぼすという恐れがあった。

本発明の目的は、圧電層の電極と配線部材の端子部との接合において、圧電層の破損を防止しつつ、圧電層と配線部材との剥離を抑制することである。

本発明にかかわる液体吐出ヘッドは、それぞれがノズルに連通する複数の圧力室を有する流路ユニットと、前記複数の圧力室にそれぞれ対応して設けられる複数の駆動電極と、これら複数の駆動電極とそれぞれ電気的に接続された複数の第１バンプ電極とを有し、前記複数の圧力室内の液体に選択的に圧力を付与するアクチュエータと、基材部と、その基材部の一面に形成された前記複数の表面電極に電気的に接続される複数の配線と、これら複数の配線を覆うように塗布された接合材と、を有する配線部材と、前記流路ユニットと前記アクチュエータとの間に介在し、前記圧力室内の液体から前記アクチュエータを保護する保護層と、を備える液体吐出装置であって、前記流路ユニットは、前記アクチュエータと重複する方向からみて、その重複部分よりも外側にまでわたって延在する大きさを有しており、前記保護層は、前記アクチュエータと前記流路ユニットとの間に挟みこまれた薄肉部と、前記重複する方向からみて前記薄肉部から前記アクチュエータよりも外側に延在する前記薄肉部よりも厚い厚肉余白部とを備えており、前記複数の第１バンプ電極は、前記接合材を貫通して前記複数の配線のそれぞれの端子に接触しており、前記接合材は、前記第１のバンプ電極の周囲において前記アクチュエータと接合する第１の接合部と、前記厚肉余白部と接合する第２接合部とを有していることを特徴とする。

この発明の液体吐出ヘッドによると、駆動電極が接合される第１接合部よりも外側に位置する保護層の厚肉余白部において、配線部材は第２接合部で接合されているため、液体吐出ヘッドのキャリッジに組み立てたりするときに引っ張り荷重が発生しても、駆動電極が接合する第１接合部よりも外側にある第２接合部に集中的に引っ張り荷重がかかり、駆動電極に係る第１接合部が剥離を生じることを保護することができる。よって駆動に影響を及ぼすような剥離を抑制することができる。また、第２接合部が設けられているのが、圧電層ではなく、保護層であるため、従来のように圧電層を破壊することがない。よって、圧電層の破壊による電気的断線を抑制することができる。

上記のとおり、本発明によれば、圧電層の破損を防止しつつ、接合部の剥離を抑制することができる。よって、電気的断線を防止し、液滴吐出ヘッドの駆動を妨げることがない。

本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。 図１に示すキャビティユニットと保護層と圧電ユニットとの積層構造を示すＩ―Ｉ線に沿う一部断面図である。 インクジェットヘッドの平面図である。 アクチュエータと保護層の配置関係を示す平面図である。 配線板と保護層およびアクチュエータとの配置関係を示す平面図である。 （ａ）図３に示すＩ−Ｉ線に沿って切断して示すアクチュエータと配線部材との接合状態を示す一部断面図である。（ｂ）保護層とアクチュエータおよびバンプとの高さ位置の関係を示す一部断面図である。 配線部材とアクチュエータとの接合工程を説明するための図で、（ａ）接合する前において配線部材の合成樹脂材が塗布されている状態を示す、（ｂ）ヒータにより接合されている状態を示す。 （ａ）本実施形態の別の変形例を示す断面図である。（ｂ）本実施形態の別の変形例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。本発明に係るインクジェットヘッド１は、図示しないが、用紙の搬送方向（副走査方向、以下Ｘ方向という）と直交する方向（主走査方向、以下Ｙ方向という）に往復移動するキャリッジに搭載され、本体に静置された例えば４色のインクを貯留するインクカートリッジから各インクをインクジェットヘッド１内に供給されるように構成されている。
インクジェットヘッド１は、複数枚のプレートが積層されて構成され、その最下面（ノズル面）に複数のノズル１１を有するキャビティユニット２と、その上面に対して保護層３およびプレート型のアクチュエータ４がこの順で積層されて構成される。 キャビティユニット２、保護層３およびアクチュエータ４はそれぞれ平面視で略矩形状に形成されている。そして、アクチュエータ４の上面には、複数の表面個別電極３７（駆動電極）と表面共通電極３８とが形成されている。アクチュエータ４は、各表面電極３７、３８に対して、アクチュエータ４を駆動させるための駆動電圧を供給するための配線部材８と電気的に接続されている。

保護層３及びアクチュエータ４は、それぞれの４辺をこのＸおよびＹ方向と平行にしてキャビティユニット２に積層される。また、図３に示すように、平面視において保護層３の外形輪郭線はキャビティユニット２の外形輪郭線よりＸ方向が小さくＹ方向は略同じ幅を有し、キャビティユニット２の上面のうちＸ方向の一端部に形成されているインク供給口５を上方に露出させて積層される。また、保護層３は、アクチュエータ４の外形輪郭線よりも大きく、アクチュエータ４と対向する平面視矩形状の領域に、アクチュエータ４側に開口しキャビティユニット２側に薄肉部３ａを有する凹部３ｃを有する。そして、アクチュエータ４と対向する領域から外側に幅広に形成され、その厚みが薄肉部３ａよりも大きい厚肉部３ｂ（厚肉余白部）を形成している（図２参照）。厚肉部３ｂはアクチュエータ４を取り囲むような枠形状となっている。

キャビティユニット２は、インク流路となる複数の貫通孔が形成された複数のプレート２０〜２５が互いに積層されることによって、インク供給口５からインクが供給されるマニホールド流路１５、及び、マニホールド流路１５から絞り部１３、流路１４を経て圧力室１０に至り、さらに、圧力室１０から流路１２を経てノズル１１に至る複数の個別インク流路１７が形成されている。そして、アクチュエータ４により、圧力室１０内のインクに圧力が付与されると、圧力室１０に連通するノズル１１からインクが吐出される。ノズルプレート２５を除くプレート２０〜２４はステンレス板やニッケル合金鋼板などの金属材料により構成されており、ノズルプレート２５はポリイミド等の合成樹脂材料によって構成されている。

キャビティユニット２の最上層のベースプレート２０には、複数のノズル１１に対応して複数の圧力室口１０ａが板厚を貫通して形成され、圧力室口１０ａは上側から保護層３が、下側から上側スペーサプレート２１が閉鎖されて、インク流路１７の一部である圧力室１０を構成している。圧力室１０は、Ｙ方向を長手方向とする略矩形状を有し、その一端を流路１４と、他端がノズル１１と連通するよう流路１２に連通して形成され、複数の圧力室１０はＸ方向に沿って列をなし、Ｙ方向に複数列配置されている。そして、隣り合う列の圧力室１０同士は、Ｘ方向に関して互いにずれて配置されている。
また、キャビティユニット２の最下層のノズルプレート２５には、複数の圧力室１０の長手方向の一端と連通する複数のノズル１１が下方に開口して貫通形成されていて、複数の圧力室１０と同様にＸ方向に列をなし、Ｙ方向に複数列配置されている。上下２枚のスペーサプレート２１には、平面視で圧力室１０とマニホールド室１５とを接続する流路１４および絞り部１３をそれぞれ形成する各貫通孔および溝が形成されている。また、上下２枚のマニホールドプレート２２、２３には、マニホールド室１５となる貫通孔が圧力室１０の列に対応してＸ方向に延び、上側と下側の各プレート２１，２３によって閉鎖されることでマニホールド室１５を構成している。そして、平面視で圧力室１０の長手方向と重なるとともにインク供給口５と連通する位置まで延設されている。また、ダンパープレート２４には、平面視でマニホールド室１５と重なる位置において下面方向にのみ開放するように凹み形成され、下面側のカバープレート１５にて塞がれて完全な密閉状のダンパー室２７が構成される。

キャビティユニット２の上面のうちＸ方向の一端部には、４つのインク供給口５がＹ方向に並んで設けられていて、各インク供給口５には、外部のインク供給源から互いに色など種類の異なるインクが上方から供給される。そしてキャビティユニット２の上面には、これらインク供給口５を覆ってメッシュ状のフィルタ６が接着されている。このため、外部からのインクはフィルタ６で濾過された後にインク供給口５を通過し、インク流路１７(図２参照)へと導入される。インク供給口５は、ベースプレート１０からマニホールドプレート２３までにおいて、Ｙ方向の一端部にＸ方向に適宜間隔で穿設された貫通孔が形成されている。

そして、カバープレート２５、ダンパープレート２３、２枚のマニホールド２２、２１、第１及び第２スペーサプレート１９，２０には、それぞれ、各ノズル列毎にノズル１１に連通する連通路１２が、共通インク室１５及びダンパー室１６と上下に重ならない位置で上下に貫通するように形成されている。

これにより、各インク供給口５から各マニホールド室１５内に流入したインクは、絞り部１３、流路１４を通って各圧力室１０内に分配されたのち、この各圧力室１０内から連通路１２を通ってこの圧力室１０に対応するノズル１１に至るインク流路１７を構成する。

次に、アクチュエータ４について説明する。アクチュエータ４は、複数の圧電層４１〜４３を上下に積層して構成され、各圧電層は、夫々の厚みが略３０μｍ程度のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミックス材料から構成されている。アクチュエータ４はその底面をキャビティユニット２の上面の複数の圧力室孔１１ｂを閉鎖する保護層３の上面側に重ねて設けられる。つまり、アクチュエータ４は、保護層３の凹部３ｃ内に収容され、アクチュエータ４と対向する薄肉部３ａの上側に接着される。そして、アクチュエータ４を取り囲むように枠状の厚肉部３ｂが配置される。アクチュエータ４は、保護層３によって圧力室１０内のインクがアクチュエータ４側に侵入されるのを保護されていて、アクチュエータ４内の電気的な不具合が生じるのを防いでいる。

各圧電層のうち、最下層の圧電層４１から上方へ数えて偶数番目の圧電層４２の上面には、各圧力室１０の位置に個別に対応して配置された多数の個別電極３２が、圧力室１０が形成する各列に対応するようＸ軸方向に沿って列状に配設され、且つこの列がＹ軸方向に複数列になるよう印刷形成されている。また、最下層の圧電層４１から上方へ数えて奇数番目の圧電層４１の上面には、平面視したときに個別電極３２を列ごとに全てを覆うように配置された共通電極３１が印刷形成されている。そして、個別電極３２及び共通電極３１は、各圧電層４１,４２及びトップ層４３を図示しないスルーホールに設けた中継配線（導電性接着剤を充填または塗布）を介し、トップ層４３の上面に設けられた各表面個別電極３７、表面共通電極３８（図１参照）と電気的に接続されている。アクチュエータ４は、各表面個別電極３７とキャビティユニット２の各圧力室１０とを対向させて、互いに接着され固定される。

個別電極３２をスルーホールによって導通された表面個別電極３７は、平面視でＹ軸方向に細長形状を成し、アクチュエータ４の最上層のトップ層４３の上面にて、圧力室１０と重なるように設けられており、圧力室１０と対応してＸ軸方向に沿って列状に配設され、Ｙ軸方向に複数列形成されている。また、トップ層４３の上面にて、複数の表面個別電極３７の集合を挟むようにＸ軸方向の両端部（短辺）に沿って帯状に形成された表面共通電極３８を有している。この表面共通電極３８は、共通電極３１とスルーホールを介して導通され、グランド電位に接地されている。これら各個別電極３１、共通電極３２、表面電極３７、３８は、Ａｇ−Ｐｄ系の導電材を用いてスクリーン印刷されている。また、後述する第１接合部９０を構成する、Ａｇを含む樹脂で形成されたバンプ電極４５（第１のバンプ電極）が各表面電極上にもうけられる。表面個別電極３７上にはバンプ電極４５ａが、表面共通電極３８にはバンプ電極４５ｂが配置される。

アクチュエータ４は、圧電層４１〜４３を積層方向に挟んで形成されている個別電極３２と共通電極３１の積層方向に対向する両電極間の圧電層の部分を活性部として有し、個別電極３２に駆動電圧が供給されると、個別電極３２と共通電極３１との間に電位差が発生する。従って各活性部において分極方向に電界が発生し、活性部がそれぞれ厚み方向に伸びて面方向に収縮する。そして、これら圧電層の活性部の変形に伴い、保護層３の圧力室２０と対向する部分が下側へと弾性変形する。このとき圧力室２０の容積が減少することから、その内部のインクの圧力が上昇し、この圧力室１０に連通するノズル１１からインクの液滴が下方に向けて吐出される。

保護層３は、圧力室１０内のインクからアクチュエータ４を保護しているとともに、保護層３とアクチュエータ４とが接触している部位においてアクチュエータ４の変形と連動して上下に弾性変形し、圧力室１０内のインクに吐出圧力を付与する。保護層３はアクチュエータ４の保護のため、水透過性を有しない材料、例えばステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、又はチタン系合金等の金属材料から成形される。また、保護層３は、アクチュエータ４の接触している部位において、アクチュエータ４の変形に追従した弾性変形を行うために、エッチングや電鋳法を用いて出来る限りその板厚が薄くなるよう成形される。

保護層３は、アクチュエータ４と対向する領域において平面視矩形状の凹部３ｃが形成されている。保護層３は、アクチュエータ４に対応する領域が薄肉になるよう形成された薄肉部３ａ（例えば、厚み５〜１５μｍ）と、アクチュエータ４に対応しない枠状の領域をなす厚肉部３ｂ（例えば、厚み５０〜数百μｍ）とを有することで凹部３ｃとなる。つまり、保護層３は、凹部３ｃにより内周縁位置Ｃ１、Ｃ２が規定される（図 参照）。そして、凹部３ｃにアクチュエータ４を収容するように配置させ、薄肉部３ｂの上面とアクチュエータ４の底面とが接着される。薄肉部３ａの平面視における外形輪郭線は、アクチュエータ４の外形輪郭線より少し外側に距離をおいた位置に配置される。他方、厚肉部３ｂは、キャビティユニット２の上面（すなわち圧力室プレート２０の上面）における、アクチュエータ４が配置されない余肉部と平面視で重なりあう部位となっていて、アクチュエータ４を囲う枠状部となっている。厚肉部３ｂの上面は凹部３ｃに収容されたアクチュエータ４の上面と同程度かそれより高くなるような板厚になっている。そして、このアクチュエータ４よりも外側に位置する厚肉部３ｂにおいて、後述する第２接合部９１が構成される。

このような保護層３は、アクチュエータ４と対応する領域は、振動板としての機能を備える薄厚の薄肉部３ａを有し、アクチュエータ４よりも外側の領域において厚肉部４３が形成されているため、保護層３全体の強度を上げることができ、薄板の保護層３を取り扱うときに、ハンドリング性を良くすることができる。また、薄肉部４２ではハンドリング性を考慮せずにその板厚を出来る限り小さくすることができている。

続いて、配線部材８について説明する。図５は、図１に示す配線部材８の底面図であり、保護層３およびアクチュエータ４との配置関係を点線で示している。図６は、配線部材８とアクチュエータ４との接合状態を示し、図１のＩ−Ｉ線に沿って示す断面図である。なお、以降の説明では、アクチュエータの外形端部よりも外側とし、アクチュエータ３の外形端部から中央側を内側とする。
図５及び図６に示すように、配線部材８は、ポリイミドなどの樹脂材からなり絶縁性及び可撓性を有した帯状の基材部８１の底面側（アクチュエータ４との接合面）に銅などの導電層が形成され、導電層には複数の端子部８７および配線８８、８９を形成し、さらにその上をソルダレジストなどの絶縁材からなる被覆層８２で被覆してなる。

配線部材８は、図６に示すように、圧電ユニット５に相対して重ねられる。配線部材８は、Y方向に延びる帯状の基材部８１の中央部分がアクチュエータ４に重ねられた範囲Ａとなっていて、重ねられた範囲Ａから外側に一端部と他端部が引き出された引き出し部８ａとなっている。また、配線部材８のX方向の幅は、保護層３の厚肉部３aのX方向の短辺側を覆うようにアクチュエータ４のX方向の幅よりも大きい。ＩＣチップ９は、基材部８１の引き出し部８ａにおいて実装されている。ここで、アクチュエータ４のＹ方向の外形端部稜線のうちＦＰＣ３が引き出されている側をＡ１、反対側の端部稜線をＡ２とする。

基材部８１のアクチュエータ４と接合される一方面８１ａには、範囲Ａにおいて個別用表面電極３２に対応するよう配置された複数の個別用端子部８７を有し、各個別用端子部８７からは、ＩＣチップ９に接続する複数の個別用配線８９が基材部８１の延在方向（Ｙ方向）に延びている。なお、ＩＣチップ９からは、ＦＰＣ8の端部において図示しない入力用配線が形成されている。また、配線部材８のＸ方向両側には、共通用表面電極３８に対応する帯状の共通用配線８８が基材部８１の延在方向に沿って各端部まで幅広に延びており、この共通用配線８８はグランド電位に接続されている。ここで、配線部材８の個別用端子部８７及び共通用配線８８が設けられた領域を端子部形成領域Ｂとする。

さらに、基材部８１の一方面８１ａ側には、基材８２、端子部８７および配線８８、８９を覆うように熱硬化性の合成樹脂材が未硬化の状態で塗布された合成樹脂層８３（接合材）が形成され、引き出し部８ａから各端部までは、配線８８、８９を覆う被覆層８２が形成されている。そして、図６に示すようにアクチュエータ４の表面個別電極３の上に設けられた導電性バンプ４５ａと、配線部材８の端子部８７とが接触し、導電性バンプ４５ａの周囲を合成樹脂層８３が覆うようにして、電気的かつ機械的に接続された第１接合部９０を形成している。なお、図６には図示していないが、同様にして、表面共通電極３８においてもその上に設けられた導電性バンプ４５ｂと、配線部材８の共通用配線８８とが接触して、その周囲を合成樹脂層８３が覆うようにして第１接合部９０を形成している。

ここで、インクジェットヘッド１の製造工程について先に説明する。まず、図１に示すようにキャビティユニット２、アクチュエータ４、保護層３及び配線部材８を個別に製造する。

保護層３は、ステンレス製で電鋳法によって形成される。その外形形状は、アクチュエータ４の外形よりもＸ、Ｙ方向に共に大きくなるような平面視矩形の板状で、アクチュエータ４と対応する領域を薄肉にし、アクチュエータ４を取り囲む枠状の余白部は厚肉にして形成されることで、アクチュエータ４が収容される領域が凹部３ｃが形成された保護層３が形成される。薄肉部３ａの厚みをｄ１、厚肉部の厚みをｄ３（ｄ３＞ｄ１）とすると、凹部３ｃの厚みｄ２はｄ３−ｄ１となり、なお、アクチュエータ４の厚みをｄ４とすると、厚肉部３ｂは、薄肉部３ａ上に接着されたアクチュエータ４の上面よりも同じ高さかまたは高くなるように形成される（ｄ１＋ｄ４＝ｄ３またはｄ１＋ｄ４＜ｄ３）。(図６（ｂ）参照)

そして、このように形成された保護層８を、キャビティユニット２とアクチュエータ４との間に介挿させ、キャビティユニット２の圧力室１０及びアクチュエータ４の個別電極３７とを重ね合わせるように位置決めして３者を積層接着する。保護層３は、非常に薄厚なものであるため、保護層３に対して接着シートなどの接着材を接着させるときに、ハンドリング性が悪く、作業が困難であったが、本実施形態のように厚肉部３ｂが厚くなっていることで保護層が扱いやすくなり作業効率があがる。さらには、それが外周縁に沿う枠状であるためより扱いやすくなっている。

次に、図７のように、アクチュエータ４の各表面個別電極３７と配線部材８の端子部８７との接続する。なお、各表面共通電極３８と配線部材８の共通用配線８９との接続についても同様に行われるため、ここでは省略する。まず、各表面個別電極３７の上面に、銀を含む樹脂製の導電性バンプ４５ａを突起状に印刷形成する。表面個別電極３７においては、長手方向の端部にバンプ４５ａが配置され、Ｘ方向に配列された各表面個別電極３７の端部に対して、交互になるように配置されている。つまり千鳥状になるように配置される。（図４参照）なお、バンプ４５は被覆層８２の厚さよりも大きい所定高さｈの略円錐状に形成され、表面電極上からこの高さだけ上方に突出するよう設けられている。なお、図６（ｂ）にあるように、バンプ４５は、保護層３の厚肉部３ｂよりも上方に突出するように形成されていて、（ｄ３＜ｈ＋ｄ４＋ｄ１）、次工程における両者の接合において、バンプ４５が最も先に合成樹脂層８３に到達する。

また、配線部材８のアクチュエータ４との接合面８１ａには、熱硬化性を有した樹脂ペースト（合成樹脂材）を未硬化の状態で塗布して合成樹脂層８３を形成する。保護層３の凹部３ｃをなす内周縁位置をＣ１、Ｃ２とすると、この未硬化の合成樹脂層８３は、端子部形成領域Ｂの全域を被覆するとともに、端子形成領域Ｂよりも外側であって、アクチュエータ４の端部稜線Ａ１、Ａ２および、保護層３の内周縁位置Ｃ１、Ｃ２よりもさらに外側に距離をおいた位置の、樹脂材配置位置Ｄ１、Ｄ２まで塗布される。また、被覆層４４は、配線部材８の引き出し部８ａにおいて、両端部から延在して樹脂配置位置Ｄ１，Ｄ２位置まで配置される。つまり、樹脂材配置領域Ｄは、被覆層４４によって区画されている。合成樹脂層８３は均一の厚さで塗布されていて、露出している端子部形成領域Ｂの端子部８７と配線８８,８９を十分に覆うとともに、バンプ４５の高さ寸法ｈよりも小さく設定される。このとき、被覆層８２の厚さと合成樹脂層８３の厚さとの和が、バンプの高さ以上となるように設定される。

そして、各端子部８７と対応するバンプ４５ａと上下に対向して接続するように位置合わせする。配線部材８のアクチュエータ４と重なる範囲Ａにはアクチュエータ４が配置され、配線部材８の引き出し部８ａは、Ｙ方向外側に引き出されて配置される。このとき、樹脂材配置位置Ｄ１、Ｄ２は、保護層３の凹部をなす内周縁位置Ｃ１、Ｃ２よりも外側で、保護層３の外周縁と内周縁Ｃ１、Ｃ２との間に配置され、保護層３の枠状の厚肉部３ｂにおいて、凹部３ｃ側寄りに平面視枠状の接合領域Ｅをなしている。
次に、図７（ｂ）に示すように、配線部材８をアクチュエータ４の上面からヒーターにより熱圧着する。各バンプ４５ａは、端子部形成領域Ｂに塗布されている未硬化の合成樹脂層８３を貫通して、バンプ４５ａの先端部が端子部８７と接触させ、バンプ４５ａを端子部８７と電気的に導通させる。このとき、未硬化の合成樹脂材は、バンプ４５ａの表面上に沿って流れ、各バンプ４５ａの表面を被覆している。合成樹脂層８３の厚みがバンプの高さよりも小さいため、合成樹脂層８３がバンプや表面電極からはみ出してアクチュエータ４の表面まで流れることはない。

このとき、合成樹脂層８３は、保護層３の内周縁Ｃ１、Ｃ２よりも外側のＤ１，Ｄ２位置まで塗布されていて、厚肉部３ｂがアクチュエータ４よりも高く形成されていることから、この接合工程において、バンプ４５ａと端子部８７とが接触するときに、厚肉部３ｂの枠状の接合領域Ｅが、未硬化の合成樹脂層８３と接触する。つまり、合成樹脂層８３は、バンプ４５ａと端子部８７とを接合するとともに、保護層の圧肉部３ｂの接合領域８４と配線部材の基材部８１とを接合している。なお、ヒーターは、接合領域８４に対しても押圧加熱させるように、内周縁Ｃよりも大きな面積を有するヒーターを用いる。
そして、ヒータの加熱により合成樹脂層８３を硬化させる。これにより、合成樹脂層８３が硬化し、端子部形成領域Ｂにおいては、端子部８７とバンプ４５ａとが接合して第１接合部９０が構成されるとともに、端子部形成領域Ｂよりも外側に広い位置において、基材部８１と保護層３の凹部３ｃに沿う接合領域Ｅとが接合された第２接合部９１が構成される。

このように製造されるインクジェットヘッド１は、駆動に係る電極と端子が第１接合部を形成されている端子部形成領域Ｂよりも外側位置において、保護層の接合領域Ｅと基材部との第２の接合部が形成されているため、第２接合部５２が駆動電極の第１接合部が形成された端子部形成領域Ｂよりも外側に設けられ、上記のように引き出し部３ａを掴み上げても、そのとき作用する力は第２接合部５４によって支持されるようになり、バンプ５１の周辺に設けられる第１接合部５３にはこの力が作用しない。このように、第２接合部５４を設けることにより、バンプ５１と端子部との駆動に係る接合部が保護される。また、この第２接合部５４は、圧電層ではなく、保護層に形成されているため、すなわち圧電層には配置されていない。このため、圧電層を破損させることがない。よって、圧電層の破壊による電気的断線を抑制することができる。また、厚肉に形成されているため、接合強度が向上して、配線部材と保護層との剥離を抑制でき、電気的な不具合も防止することができる。さらには、第１の接合部と第２の接合部とを同時に形成することができるため、作業効率が良い。

なお本実施形態においては、保護層の厚肉部はアクチュエータ４を囲うように枠状に設けたが、例えば、配線部材の引き出し方向側の長辺側に辺縁側のみに厚肉部を設けてもよい。

次に、図８において、本実施形態の変形例を説明する。

図８（ａ）の実施形態では、保護層３の凹部３ｃをなす内周縁Ｃ１、Ｃ２において、その厚肉部８ｂが、外側から内側に傾斜する傾斜部３ｄが形成されている。そして、傾斜部３ｄにおいて、基材部８２上の合成樹脂層８３と接合されるような接合領域Ｅをなし、傾斜部３ｄにおいて第２接合部９１が構成される。上述の実施形態の場合、接合領域Ｅが基材部８１と接合されるときに、合成樹脂層８３が外側にはみ出しやすいため、被覆層を越えてさらに外側にはみ出してしまったり、被覆層に付着した状態のまま硬化されてしまう場合が考えられ、接合後の工程において、インクジェットヘッドをケーシング等に組み立てる際に、引き出し部を折り曲げる際に、折り曲げ位置がより外側になってしまい、コンパクトにケーシングに組立てることができない。しかし、図８（ａ）のように傾斜面３ｄにおいて接合されるようになっていれば、外側にはみ出そうとする合成樹脂量８３を少なくすることができ、はみ出しによって折り曲げ位置が外側になってしまうことがない。

次に図８（ｂ）の実施形態について説明する。図８（ｂ）は、図１におけるII-II線に沿う断面図において、Ｘ方向の厚肉部３ｂの接合領域Ｅにおいて、導電性のバンプ電極４６（第２のバンプ電極）が配置された変形例を示すものである。図８（ｂ）における保護層３０は、ステンレスなどの金属製の板材により製造され、図８（ｂ）に示す厚肉部３０ｂは、Ｘ方向の両端部（短辺）の厚肉部３０ｂを示している。そして、複数のバンプ４５（第１のバンプ電極）のうち、Ｘ方向の最外端に配置された２つのバンプ４５ｂは、表面共通電極３８上に設けられた共通電極用のバンプ４５ｂであり、その他のバンプ４５ａは、表面個別電極３７上に設けられた個別電極用のバンプ４５ａである。個別電極用のバンプ４５ａについては、第１の実施形態と同様の構成であるため説明は省略する。バンプ４５ｂは、配線部材８の共通用配線８８と接触して合成樹脂層８３によって接合されている。

図５に示すように配線部材８は、保護層３の厚肉部３ｂを覆うように、アクチュエータ４よりもＸＹ方向両方向に広い面積を有していて、共通電極配線８８は、アクチュエータの表面共通電極と対向するように配置される部分８８ａとともに、その幅方向の端部まで延在した延在部８８ｂを有した広幅に形成されＹ方向沿って各端部まで延びて配線されている。また、図８（ｂ）のように、保護層３０の厚肉部３０ｂは、その上面が薄肉部３０aに接着されたアクチュエータの高さと同等の高さになるように（ｄ３＝ｄ１＋ｄ４）形成されている。そして、厚肉部３０ｂ上にはハンダなどの導電性材料で形成されたバンプ電極４６（第２のバンプ電極）が形成されている。なお、バンプ４６の突出量は、バンプ４５と同じ突出量ｈとなっている。

よって、このような構成によると、接合工程のおいて、第１の実施形態と同様にバンプ４５ａ、４５ｂが合成樹脂層８３を貫通して接合されると同時に、厚肉部３０ｂの接合領域Ｅのバンプ４６が合成樹脂層８３を貫通して、共通電極８８の延在部８８ｂと接触して合成樹脂層８３が硬化された構成となっていて、金属製の保護層３０は、バンプ４６を介して共通電極８８と導通された状態となる。つまりグランド電位になっている。ここでバンプ４６がハンダなどの導電性ろう材であるとなお好ましい。保護層３０は、薄肉部３０aの下面においてキャビティユニットの圧力室１０内のインクと直接接触している構成になっているため、保護層３０が圧力室１０内のインクを介して金属プレートで積層されたキャビティユニット２がグランドに導通された状態とすることができる。

キャビティユニット２は、複数の金属製プレートが積層接着された構成となっていて、これが帯電することはインクの安定吐出の実現にとって好ましくない。そこで従来では、配線部材８に形成されたグランド線とキャビティユニット２の上面における表面共通電極とを銀ペーストによりショートさせ、キャビティユニット２をグランド電位に保つようにされる。しかしながら、銀ペーストは比較的高価であり、ヘッドの小型化により狭小な箇所への塗布が必要であってそのような作業は煩瑣である。しかしながら、この実施形態のような構成とすることで、第１の実施形態と同様の効果を得ることができるだけでなく、接合工程のおいて、配線部材８を接合するだけで、駆動電極の導通とともに、銀ペーストを用いなくても、キャビティユニット２をグランド電位に保つことができる。よって、作業工程が容易になる。また、高価な銀ペーストを用いなくてもよい。また、厚肉部にバンプ電極を設けたことにより、合成樹脂材が接着される面積が増えることによって補強強度を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、接合材に熱硬化性の合成樹脂財材料を用いているが、特に限られることはなく、例えば、導電性接着剤を用いても良く、その場合、図８（ｂ）の変形例のようにハンダバンプを設けなくても、金属製の保護層と導電性接着剤とが共通電極と電気的に接続してグランド電位を保つようにできる。また、図８（ｂ）の変形例のように、厚肉部上にバンプ電極４６を設け、共通電極配線と導通させキャビティユニット２をグランド電位に落とせるように構成しなくても、単に厚肉部上にバンプ電極４６を設けるという構成とすることで、合成樹脂材が接着される面積が増えることができる。

１ インクジェットヘッド
２ キャビティユニット
３ 保護層
３ａ 薄肉部
３ｂ 厚肉部（厚肉余白部）
３ｃ 凹部
４ アクチュエータ
３７ 表面個別電極
３８ 表面共通電極
４５ バンプ電極（第１のバンプ電極）
４５ａ バンプ電極
４５ｂ バンプ電極
４６ バンプ電極（第２のバンプ電極）
８ 配線部材
８ａ 引き出し部
８１ 基材部
８２ 被覆層
８３ 合成樹脂層
９０ 第１の接合部
９１ 第２の接合部
８７ 端子部
８８ 共通配線
８９ 個別配線

Claims (3)

1. それぞれがノズルに連通する複数の圧力室を有する流路ユニットと、
   前記複数の圧力室にそれぞれ対応して設けられる複数の駆動電極と、これら複数の駆動電極とそれぞれ電気的に接続された複数の第１バンプ電極とを有し、前記複数の圧力室内の液体に選択的に圧力を付与するアクチュエータと、
   基材部と、その基材部の一面に形成された前記複数の表面電極に電気的に接続される複数の配線と、これら複数の配線を覆うように塗布された接合材と、を有する配線部材と、
   前記流路ユニットと前記アクチュエータとの間に介在し、前記圧力室内の液体から前記アクチュエータを保護する保護層と、を備える液体吐出装置であって、
   前記流路ユニットは、前記アクチュエータと重複する方向からみて、その重複部分よりも外側にまでわたって延在する大きさを有しており、
   前記保護層は、前記アクチュエータと前記流路ユニットとの間に挟みこまれた薄肉部と、前記重複する方向からみて前記薄肉部から前記アクチュエータよりも外側に延在する前記薄肉部よりも厚い厚肉余白部とを備えており、
   前記複数の第１バンプ電極は、前記接合材を貫通して前記複数の配線のそれぞれの端子に接触しており、
   前記接合材は、前記第１のバンプ電極の周囲において前記アクチュエータと接合する第１の接合部と、前記厚肉余白部と接合する第２接合部とを有していることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記厚肉余白部は、その上面が前記アクチュエータの前記表面と同じか、それよりも高い位置になるように形成されることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記厚肉余白部は、第２のバンプ電極が形成され、前記第2接合部は、前記第２のバンプ電極の周囲において、前記接合材と前記厚肉余白とが接合するように構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の液体吐出ヘッド。

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