JP2012025089A - 液体吐出ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バンプの位置ずれや広がりによる活性部の領域の拡大を抑制する。
【解決手段】圧電層１７ａの表面１７ａ１には、個別電極１８ａ及びこれに接続した導電性のランド１８ｂが形成されており、さらに、ランド１８ｂを除く領域に、圧電層１７ａより比誘電率の低い低誘電層１７ｘが形成されている。ランド１８ｂの先端面における低誘電層１７ｘから露出した部分に、導電性のバンプ１８ｄが形成されている。ランド１８ｂはバンプ１８ｄを介してＦＰＣの端子と接合される。
【選択図】図６

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。

液体吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドにおいて、ピエゾ方式により吐出口からインクを吐出させる技術が知られている。例えば特許文献１では、圧電層（圧電シート）の表面に形成された個別電極に駆動電圧を印加すると、活性部（圧電層における個別電極と他の電極（共通電極）とで挟まれた部分）が変位する。これにより、個別電極に対向する圧力室の容積が変化し、吐出口（ノズルの開口）からインクが吐出される。個別電極には、導電性のランド（ランド部）が設けられている。ランド上に形成された導電性のバンプを介して、ランドと給電部材（ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit））の端子とが接合される。

特開２００５−３０５８４７号公報（図８）

ところで、バンプは、所望の位置からずれて形成されたり、所望の大きさよりも大きく形成されたりすることがある。即ち、平面視において、バンプの中心とランドの中心とがずれたり、バンプがランドの外縁よりも外側に広がったりすることがある。この場合、活性部の領域が拡大し、当該活性部が隣接する活性部に近づくことで、構造的クロストーク（当該活性部の変形が隣接する活性部に影響を及ぼす現象）が顕著化し得る。

本発明の目的は、バンプの位置ずれや広がりによる活性部の領域の拡大を抑制することができる液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の第１観点によると、圧力室から液体を吐出する吐出口に至る液体流路が形成された流路ユニットと、圧電層、前記圧電層の表面において前記圧力室に対向する位置に形成された個別電極、前記個別電極に接続した導電性のランド、及び、前記ランドの先端面に接続した導電性のバンプを含み、前記バンプ及び前記ランドを介して前記個別電極に駆動電圧が印加されることにより前記圧力室の容積を変化させる、アクチュエータユニットと、を備え、少なくとも前記ランドの前記先端面の一部を除く全周に亘った領域に、前記圧電層より比誘電率の低い低誘電層が形成されていると共に前記表面に直交する方向から見て、前記バンプの外側輪郭が前記低誘電層の外側輪郭に内包されていることを特徴とする、液体吐出ヘッドが提供される。

本発明の第２観点によると、圧力室から液体を吐出する吐出口に至る液体流路が形成された流路ユニットを作製する流路ユニット作製工程と、圧電層、前記圧電層の表面に形成された個別電極、及び、前記個別電極に接続した導電性のランドを含み、前記ランドを介して前記個別電極に駆動電圧が印加されることにより前記圧力室の容積を変化させる、アクチュエータユニットを作製するアクチュエータユニット作製工程であって、前記表面に前記個別電極を形成する個別電極形成工程、前記個別電極に接続する前記ランドを形成するランド形成工程、及び、少なくとも前記ランドの先端面の一部を除く全周に亘った領域に、前記圧電層より比誘電率の低い低誘電層を形成する低誘電層形成工程を含む、アクチュエータユニット作製工程と、前記表面に直交する方向に関して前記個別電極を前記圧力室に対向させつつ、前記アクチュエータユニットを前記流路ユニットに固定する固定工程と、導電性のバンプを、前記先端面における前記低誘電層から露出した部分と接続し、且つ、前記表面に直交する方向から見て前記低誘電層の外側輪郭に内包されるよう、形成するバンプ形成工程と、を備えていることを特徴とする、液体吐出ヘッドの製造方法が提供される。

本発明によると、バンプが、低誘電層の形成領域内に形成され、且つ低誘電層の開口を介して下層にあるランドの先端面と電気的に接続される。当該バンプに位置ずれや広がりが生じた場合でも、圧電層の表面におけるランドの全周囲を含む領域に低誘電層が形成されているため、活性部の領域の拡大（ひいては構造的クロストークの増大）を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドが適用されるインクジェット式プリンタの内部構造を示す概略側面図である。 インクジェットヘッドの流路ユニット及びアクチュエータユニットを示す平面図である。 図２の一点鎖線で囲まれた領域ＩＩＩを示す拡大図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った部分断面図である。 インクジェットヘッドの縦断面図である。 （ａ）は、アクチュエータユニットの部分断面図である。（ｂ）は、アクチュエータユニットの部分平面図である。（ｃ）は、（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域Ｃの拡大図である。 インクジェットヘッドの製造方法を示すフロー図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッド１０が適用されるインクジェット式プリンタ１の全体構成について説明する。

プリンタ１は、直方体形状の筐体１ａを有する。筐体１ａの天板上部には、排紙部３１が設けられている。筐体１ａの内部空間は、上から順に空間Ａ，Ｂ，Ｃに区分できる。空間Ａ及びＢは、排紙部３１に連なる用紙搬送経路が形成された空間である。空間Ａでは、用紙Ｐの搬送と用紙Ｐへの画像の記録が行われる。空間Ｂでは、給紙に係る動作が行われる。空間Ｃには、インク供給源としてのインクカートリッジ４０が収容されている。

空間Ａには、４つのインクジェットヘッド１０、用紙Ｐを搬送する搬送ユニット２１、用紙Ｐをガイドするガイドユニット（後述）等が配置されている。空間Ａの上部には、これらの機構を含めたプリンタ１各部の動作を制御してプリンタ１全体の動作を司るコントローラ１ｐが配置されている。

コントローラ１ｐは、外部から供給された画像データに基づいて、用紙Ｐに画像が記録されるよう、記録に係わる準備動作、用紙Ｐの供給・搬送・排出動作、用紙Ｐの搬送に同期したインク吐出動作、吐出性能の回復維持動作（メンテナンス動作）等を制御する。

コントローラ１ｐは、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）に加えて、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory：不揮発性ＲＡＭを含む）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）、Ｉ／Ｆ（Interface）、Ｉ／Ｏ（Input/Output Port）等を有する。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。ＲＡＭには、プログラム実行時に必要なデータ（例えば画像データ）が一時的に記憶される。ＡＳＩＣでは、画像データの書き換え、並び替え等（信号処理や画像処理）が行われる。Ｉ／Ｆは、上位装置とのデータ送受信を行う。Ｉ／Ｏは、各種センサの検出信号の入力／出力を行う。

各ヘッド１０は、主走査方向に長尺な略直方体形状を有するラインヘッドである。４つのヘッド１０は、副走査方向に所定ピッチで並び、ヘッドフレーム３を介して筐体１ａに支持されている。ヘッド１０は、流路ユニット１２、８つのアクチュエータユニット１７（図２参照）、及びリザーバユニット１１を含む。画像記録に際して、４つのヘッド１０の下面（吐出面１０ａ）からはそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクが吐出される。ヘッド１０のより具体的な構成については後に詳述する。

搬送ユニット２１は、図１に示すように、ベルトローラ６，７及び両ローラ６，７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８に加え、搬送ベルト８の外側に配置されたニップローラ４及び剥離プレート５、搬送ベルト８の内側に配置されたプラテン９等を有する。

ベルトローラ７は、駆動ローラであって、搬送モータ（図示せず）の駆動により回転し、図１中時計回りに回転する。ベルトローラ７の回転に伴い、搬送ベルト８が図１中の太矢印方向に走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８が走行するのに伴って、図１中時計回りに回転する。ニップローラ４は、ベルトローラ６に対向配置され、上流側ガイド部（後述）から供給された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえつける。剥離プレート５は、ベルトローラ７に対向配置され、用紙Ｐを外周面８ａから剥離して下流側ガイド部（後述）へと導く。プラテン９は、４つのヘッド１０に対向配置され、搬送ベルト８の上側ループを内側から支える。これにより、外周面８ａとヘッド１０の吐出面１０ａとの間に、画像記録に適した所定の間隙が形成される。

ガイドユニットは、搬送ユニット２１を挟んで配置された、上流側ガイド部及び下流側ガイド部を含む。上流側ガイド部は、２つのガイド２７ａ，２７ｂ及び一対の送りローラ２６を有する。当該ガイド部は、給紙ユニット１ｂ（後述）と搬送ユニット２１とを繋ぐ。下流側ガイド部は、２つのガイド２９ａ，２９ｂ及び二対の送りローラ２８を有する。当該ガイド部は、搬送ユニット２１と排紙部３１とを繋ぐ。

空間Ｂには、給紙ユニット１ｂが配置されている。給紙ユニット１ｂは、給紙トレイ２３及び給紙ローラ２５を有し、給紙トレイ２３が筐体１ａに対して着脱可能である。給紙トレイ２３は、上方に開口する箱であり、複数種類のサイズの用紙Ｐを収納する。給紙ローラ２５は、給紙トレイ２３内で最も上方にある用紙Ｐを送り出し、上流側ガイド部に供給する。

上述したように、空間Ａ及びＢに、給紙ユニット１ｂから搬送ユニット２１を介して排紙部３１に至る用紙搬送経路が形成されている。記録指令に基づいて、コントローラ１ｐは、給紙ローラ２５用の給紙モータ（図示せず）、各ガイド部の送りローラ用の送りモータ（図示せず）、搬送モータ等を駆動する。給紙トレイ２３から送り出された用紙Ｐは、送りローラ２６によって、搬送ユニット２１に供給される。用紙Ｐが各ヘッド１０の真下を副走査方向に通過する際、順に吐出面１０ａからインクが吐出されて、用紙Ｐ上にカラー画像が記録される。インクの吐出動作は、用紙センサ３２からの検出信号に基づいて行われる。用紙Ｐは、その後剥離プレート５により剥離され、２つの送りローラ２８によって上方に搬送される。さらに用紙Ｐは、上方の開口３０から排紙部３１に排出される。

ここで、副走査方向とは、搬送ユニット２１による用紙Ｐの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向である。

空間Ｃには、インクユニット１ｃが筐体１ａに対して着脱可能に配置されている。インクユニット１ｃは、カートリッジトレイ３５、及び、トレイ３５内に並んで収納された４つのカートリッジ４０を有する。各カートリッジ４０は、インクチューブ（図示せず）を介して、対応するヘッド１０にインクを供給する。

次に、図２〜図５を参照し、ヘッド１０の構成についてより詳細に説明する。なお、図３では、アクチュエータユニット１７の下側にあって点線で示すべき圧力室１６及びアパーチャ１５を実線で示している。

図５に示すように、ヘッド１０は、流路ユニット１２、アクチュエータユニット１７、リザーバユニット１１、及び基板６４が積層した積層体である。このうち、アクチュエータユニット１７、リザーバユニット１１、及び基板６４が、流路ユニット１２の上面１２ｘとカバー６５とにより形成される空間に、収容されている。当該空間内において、ＦＰＣ（平型柔軟基板）５０は、アクチュエータユニット１７と基板６４とを電気的に接続している。ＦＰＣ５０の途中部には、ドライバＩＣ５７が実装されている。

カバー６５は、図５に示すように、トップカバー６５ａ及びアルミ製のサイドカバー６５ｂを含む。カバー６５は、下方に開口する箱であり、流路ユニット１２の上面１２ｘに固定されている。ドライバＩＣ５７は、サイドカバー６５ｂの内面に当接し、カバー６５ｂと熱的に結合している。なお、当該熱的結合を確実にするため、ドライバＩＣ５７は、リザーバユニット１１の側面に固定された弾性部材（例えばスポンジ）５８によってサイドカバー６５ｂ側に付勢されている。

リザーバユニット１１は、４枚の金属プレート１１ａ〜１１ｄを互いに接着した積層体である。リザーバユニット１１の内部には、インク溜りのリザーバ７２を含むインク流路が形成されている。当該インク流路の一端はチューブ等を介してカートリッジ４０に接続し、他端は流路ユニット１２に接続している。プレート１１ｄの下面には、図５に示すように、凹凸が形成されており、凹部によってプレート１１ｄと上面１２ｘとの間に空間が形成されている。アクチュエータユニット１７は、ＦＰＣ５０の上方に若干の間隙を残して、当該空間内で上面１２ｘに固定されている。凸部には、先端面（即ち、上面１２ｘとの接合面）に開口したインク流出流路７３が形成されている。

流路ユニット１２は、略同一サイズの矩形状の９枚の金属プレート１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉ（図４参照）を互いに接着した積層体である。図２に示すように、流路ユニット１２の上面１２ｘには、インク流出流路７３の開口７３ａに接続する開口１２ｙが形成されている。流路ユニット１２の内部には、開口１２ｙから吐出口１４ａに繋がるインク流路が形成されている。当該インク流路は、図２、図３、及び図４に示すように、開口１２ｙを一端に有するマニホールド流路１３、マニホールド流路１３から分岐した副マニホールド流路１３ａ、及び、副マニホールド流路１３ａの出口から圧力室１６を介して吐出口１４ａに至る個別流路１４を含む。

個別流路１４は、吐出口１４ａ毎に形成されており、図４に示すように、流路抵抗調整用の絞りとして機能するアパーチャ１５、及び、上面１２ｘに開口した圧力室１６を含む。圧力室１６は、図３に示すように、それぞれ略菱形形状であり、上面１２ｘでマトリクス状に配置されることで、平面視で略台形領域を占める計８つの圧力室群を構成している。吐出口１４ａも、圧力室１６と同様、吐出面１０ａでマトリクス状に配置されることで、平面視で略台形領域を占める計８つの吐出口群を構成している。

アクチュエータユニット１７は、図２に示すように、それぞれ台形の平面形状を有し、上面１２ｘにおいて２列の千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット１７は、図３に示すように、圧力室群（吐出口群）の占める台形領域上に配置されている。

ＦＰＣ５０は、アクチュエータユニット１７毎に設けられており、対応するアクチュエータユニット１７の各電極に対応する配線及び端子を有する。配線はそれぞれドライバＩＣ５７の出力端子と接続されている。ＦＰＣ５０は、コントローラ１ｐ（図１参照）による制御の下、基板６４で調整されたデータをドライバＩＣ５７に伝達し、ドライバＩＣ５７で生成された各駆動信号をアクチュエータユニット１７の各電極に伝達する。駆動信号は、各電極に対し、選択的に印加される。

次に、図６を参照し、アクチュエータユニット１７の構成について説明する。

アクチュエータユニット１７は、図６（ａ）に示すように、３つの圧電層１７ａ，１７ｂ，１７ｃの積層体を有する。圧電層１７ａ，１７ｂ，１７ｃは共に、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックスからなるシート状部材である。このうち、圧電層１７ａは、これらの積層方向と同じ方向に分極されている。

圧電層１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、圧電層１７ａの表面１７ａ１（圧電層１７ｂと反対側の面）に直交する方向から見て（即ち、平面視で）、同一のサイズ及び形状（１のアクチュエータユニット１７を画定する台形形状）を有する。即ち、１のアクチュエータユニット１７は１の圧力室群に対向して配置され、最下層の圧電層１７ｃが１の圧力室群に含まれる全ての圧力室１６を封止している。本実施形態において、圧電層１７ａ，１７ｂ，１７ｃは略同じ厚み（１５μｍ）を有する。

表面１７ａ１には、圧力室１６にそれぞれ対向する位置に、多数の個別電極１８ａが形成されている。圧電層１７ａとその下側の圧電層１７ｂとの間、及び、圧電層１７ｂとその下側の圧電層１７ｃとの間には、それぞれ共通電極１９及び金属層２０が形成されている。圧電層１７ｃの下面には電極が形成されていない。これら電極１８ａ，１９及び金属層２０は共に、Ａｕ（金）からなり、略１μｍの厚みを有する。なお、金属層２０は、平面視で台形のアクチュエータユニット１７の角部においてスルーホールを介して共通電極１９と接続されている。金属層２０は、後述のグリーンシートの焼成時における反り防止層として働く。

個別電極１８ａは、圧力室１６と同様、複数の行及び複数の列を形成するようマトリクス状に配置されている。各個別電極１８ａは、図６（ｂ）に示すように、略菱形形状の主部１８ａ１、及び、主部１８ａ１の一方の鋭角部から延出した延出部１８ａ２を含む。主部１８ａ１の形状は圧力室１６と相似であり、サイズは圧力室１６よりも一回り小さい。平面視で、主部１８ａ１は圧力室１６の外側輪郭に内包されている。延出部１８ａ２は、圧力室１６の外側領域まで延びている。

各延出部１８ａ２の先端上には、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム）からなる導電性のランド１８ｂが形成されている。ランド１８ｂは、平面視で、直径略１３０μｍの円形であり、圧力室１６に対向していない。ランド１８ｂは、図６（ｃ）に示すように、表面１７ａ１に直交する方向に突出して形成されており、７〜９μｍの高さを有する。したがって、ランド１８ｂの表面１７ａ１からの高さは８〜１０μｍ（個別電極１８ａの厚み略１μｍ＋ランド１８ｂの高さ７〜９μｍ）である。

表面１７ａ１には、ランド１８ｂを除く領域（図６（ｂ）のハッチング領域）に、低誘電層１７ｘが形成されている。低誘電層１７ｘは、例えばポリイミド樹脂等の、圧電層１７ａより比誘電率の低い材料からなる薄膜層である。低誘電層１７ｘは、ランド１８ｂの先端面及び側面の一部(先端面近傍の部分）を除いて、アクチュエータユニット１７の上面全域を被覆している。平面視で、低誘電層１７ｘはランド１８ｂの先端面に対向する位置に開口を有し、ランド１８ｂは先端面及びその近傍のみがこの開口から露出している。低誘電層１７ｘは、２〜３μｍの厚みを有する。したがって、低誘電層１７ｘの表面１７ａ１からの高さは、個別電極１８ａ上では３〜４μｍ（個別電極１８ａの厚み略１μｍ＋低誘電層１７ｘの厚み２〜３μｍ）、個別電極１８ａ以外の領域では２〜３μｍである。

ランド１８ｂの先端面、及び、ランド１８ｂの周縁にある低誘電層１７ｘ上に、Ａｇ（銀）又はＡｇ−Ｐｄからなる導電性のバンプ１８ｄが形成されている。バンプ１８ｄは、略半球状であり、表面１７ａ１からの高さが略５０μｍである。またバンプ１８ｄは、平面視で、直径略１６０μｍの円形であり、ランド１８ｂより一回り大きい。このとき、バンプ１８ｄは、ランド１８ｂの露出部分と接続している。バンプ１８ｄの外側輪郭は、平面視で、ランド１８ｂを内包すると共に、低誘電層１７ｘの外側輪郭（本実施形態では、低誘電層１７ｘが表面１７ａ１の略全領域に形成されているため、表面１７ａ１の外側輪郭）に内包されている。バンプ１８ｄは、ランド１８ｂとＦＰＣ５０の端子とを互いに接合する入力端子である。

共通電極１９は、１のアクチュエータユニット１７に対応する全圧力室１６に共通の電極であり、圧電層１７ｂの全面に亘って形成されている。表面１７ａ１には、ランド１８ｂに加え、ランド１８ｂと同じ材料からなり且つランド１８ｂと略同じ形状及びサイズの、共通電極１９用のランド１８ｃ（図３参照）が形成されている。ランド１８ｃは、表面１７ａ１において台形の上底及び下底近傍に配置されている。ランド１８ｃは、バンプ１８ｄを介してＦＰＣ５０の端子と接続され、常に接地電位に保持される。

金属層２０は、圧電層１７ｃの全面に亘って形成されている。金属層２０は、アクチュエータユニット１７の内部で共通電極１９と接続しており、表面１７ａ１には専用のランドを持たない。

圧電層１７ａは、電極１８ａ，１９に挟まれた部分に活性部を有する。活性部は、ｄ_３１、ｄ_３３、ｄ_１５から選らばれる少なくとも１つの振動モード（本実施形態ではｄ_３１）で変位する。圧電層１７ｂ，１７ｃにおける活性部に対向する部分は、非活性部である。即ち、アクチュエータユニット１７は、１の活性部と２の非活性部とが積層したユニモルフ型圧電アクチュエータを圧力室１６毎に含み、各アクチュエータが独立して変形可能である。ＦＰＣ５０からバンプ１８ｄを介して駆動電圧が印加されると、圧電型アクチュエータが変形して、圧力室１６の容積を変化させ、圧力室１６内のインクにエネルギーが付与される。

本実施形態において、バンプ１８ｄ及びランド１８ｂは、低誘電層１７ｘの開口を介して互いに接続されている。駆動電圧は、平面視でランド１８ｂよりも広い面積を有するバンプ１８ｄに印加されるが、低誘電層１７ｘの介在によって、バンプ１８ｄからは、圧電層１７ａを変位させる電界が及ばない。低誘電層１７ｘの下にある電極部分(主に、個別電極１８ａ)のみが、圧電層１７ｘの変位に関与できる。そのため、各活性部のサイズ及び形状が均一化し、仮にバンプ１８ｄ及びランド１８ｂ間の位置関係にバラツキがあっても、各アクチュエータの変形特性は均一化する。

次に、図７を参照し、ヘッド１０の製造方法について説明する。

先ず、流路ユニット１２、アクチュエータユニット１７のうちバンプ１８ｄを除いたもの（以下、「アクチュエータユニット前駆体」と称す。ただし、図７では説明の都合上、Ｓ２を「アクチュエータユニット作製」としている。）、及びリザーバユニット１１を別々に作製する（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）。これら工程Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、独立して行われるものであり、いずれの工程を先に行ってもよく、並行して行ってもよい。

Ｓ１では、９枚の金属プレートにそれぞれ貫通孔を形成して、プレート１２ａ〜１２ｉを準備する。そしてこれらプレート１２ａ〜１２ｉを互いに位置合わせしつつ積層して接合することで、流路ユニット１２を作製する。このとき、図４に示すように、最下層に金属プレート１２ｉが配置され、下面(吐出面１０ａ)に複数の吐出口１４ａが開口する。一方、最上層には金属プレート１２ａが配置され、上面１２ｘに吐出口１４ａと同数の圧力室１６が開口する。上面１２ｘは、アクチュエータユニット前駆体やリザーバユニット１１の固定面となる。

Ｓ２では、８つのアクチュエータユニット前駆体を作製する。
先ず、圧電層１７ａ，１７ｂ，１７ｃとなる、３枚の圧電セラミックスのグリーンシートを用意する。これらのうち２枚の（圧電層１７ｂ，１７ｃとなる）グリーンシート上にそれぞれ、Ａｕペーストを共通電極１９及び金属層２０のパターンにスクリーン印刷する。両者は同じパターンを有する。そして、Ａｕペーストが印刷されていない（圧電層１７ａとなる）グリーンシートの下に、共通電極１９のパターンでＡｕペーストが印刷された（圧電層１７ｂとなる）グリーンシートを重ね合わせ、さらにその下に、金属層２０のパターンでＡｕペーストが印刷された（圧電層１７ｃとなる）グリーンシートを、互いに位置合わせしつつ、積層する。こうして得られた積層体を公知のセラミックスと同様に脱脂して焼成することで、３枚のグリーンシートが圧電層１７ａ，１７ｂ，１７ｃとなり、Ａｕペーストが共通電極１９及び金属層２０となる（Ｓ２１）。さらに、Ｓ２１の後、表面１７ａ１に、Ａｕペーストを個別電極１８ａのパターンにスクリーン印刷する。そして当該Ａｕペーストを焼成し、表面１７ａ１に個別電極１８ａを形成する（Ｓ２２）。Ｓ２２の後、各延出部１８ａ２の先端上にＡｇ−Ｐｄペーストを印刷・焼成し、表面１７ａ１に直交する方向に突出したランド１８ｂを形成する（Ｓ２３）。このとき、同様の方法で、共通電極１９用のランド１８ｃも、表面１７ａ１の所定位置に形成する。Ｓ２３の後、表面１７ａ１におけるランド１８ｂ，１８ｃを除いた領域に、ポリイミド樹脂等の圧電層１７ａより比誘電率の低い材料を塗布し、低誘電層１７ｘを形成する（Ｓ２４）。本実施形態で、例えばヘッド１０と同様の構成の噴射装置を用い、噴射装置から低誘電層１７ｘの材料を噴射し、その後所定の条件（例えば１０分間２５０℃に保つ条件）で材料を硬化させることにより、低誘電層１７ｘを形成する。このようにして、アクチュエータユニット前駆体を作製する。なお、１の圧電層の積層体に複数のアクチュエータユニット前駆体が作り込まれている場合には、ダイシングソーによる切断加工で個別にアクチュエータユニット前駆体を切り出す。

Ｓ３では、４枚の金属プレートにそれぞれ貫通孔や凹部を形成して、金属プレート１１ａ〜１１ｄを準備する。そしてこれらプレート１１ａ〜１１ｄを互いに位置合わせしつつ積層して接合することで、リザーバユニット１１を作製する。

次いで、Ｓ１で作製した流路ユニット１２に、Ｓ２で作製した８つのアクチュエータユニット前駆体を、平面視で主部１８ａ１を圧力室１６に対向させつつ、固定する（Ｓ４）。このとき、各圧力室１６の開口が圧電層１７ｃの下面に封止される。

Ｓ４の後、各ランド１８ｂ，１８ｃの露出部分を中心とした低誘電層１７ｘ上にＡｇ又はＡｇ−Ｐｄのペーストを塗布することで、バンプ１８ｄを形成する（Ｓ５）。このときバンプ１８ｄは、ランド１８ｂ，１８ｃの低誘電層１７ｘから露出した部分と接続し、且つ、平面視でランド１８ｂ，１８ｃを内包すると共に低誘電層１７ｘの外側輪郭に内包されるよう、形成する（図６参照）。このようにしてアクチュエータユニット前駆体にバンプ１８ｄを形成することで、アクチュエータユニット１７が完成する。

Ｓ５の後、アクチュエータユニット１７のそれぞれにＦＰＣ５０の一端近傍を接続する（Ｓ６）。ＦＰＣ５０の一端近傍にはドライバＩＣ５７に接続した多数の端子が形成されている。このとき、ＦＰＣ５０の一端近傍をアクチュエータユニット１７上に配置して加圧しつつ、各端子と各ランド１８ｂ，１８ｃとをバンプ１８ｄを介して接合する。このとき、ＦＰＣ５０は、各端子とランド１８ｂ，１８ｃとの接合部分以外において、表面１７ａ１と略５０μｍの間隙を介して対向することになり、各アクチュエータの自由な変形が確保されている。

Ｓ６の後、Ｓ３で作製したリザーバユニット１１を、流路ユニット１２に固定する（Ｓ７）。このとき、インク流出流路７３の開口７３ａがマニホールド流路１３の開口１２ｙと接続される。その後、ＦＰＣ５０と基板６４とをコネクタ６４ａを介して電気的に接続する工程、流路ユニット１２とでリザーバユニット１１及びアクチュエータユニット１７とを取り囲むようにサイドカバー６５ｂ及びトップカバー６５ａを組み付ける工程等を経て、ヘッド１０が完成する。

以上に述べたように、本実施形態のヘッド１０及びその製造方法によると、ランド１８ｂの先端面における低誘電層１７ｘから露出した部分にバンプ１８ｄを形成することができる。これ以外の領域では、バンプ１８ｄと圧電層１７ａとの間に低誘電層１７ｘが介在する。そのため、当該バンプ１８ｄに位置ずれや広がりが生じた場合でも、活性部の領域の拡大（ひいては構造的クロストークの増大）を抑制することができる。

また、ランド１８ｂ，１８ｃとＦＰＣ５０の端子とを接合する際に、表面１７ａ１とＦＰＣ５０の表面との間に異物（粉塵等）が挟まった状態で加圧が行われると、表面１７ａ１にクラックが生じ得る。しかし本実施形態によれば、低誘電層１７ｘが緩衝材となり、上記のようなクラックを抑制することができる。

さらに、表面１７ａ１に共通電極１９又は金属層２０にまで到達したクラックが形成されている場合に、バンプ１８ｄが位置ずれや広がりによって当該クラック上に配置されると、マイグレーション現象（バンプ１８ｄを構成する金属イオンが電界に沿って移動する現象）により、個別電極１８ａと共通電極１９又は金属層２０とが短絡し得る。この現象は、本実施形態のようにバンプ１８ｄがＡｇを含む材料からなる場合に生じ易い。しかし本実施形態によれば、バンプ１８ｄがＡｇを含む材料からなる場合でも、低誘電層１７ｘがバンプ１８ｄとクラックとの間に介在し得るため、上記のような短絡を防止することができる。

低誘電層１７ｘが、個別電極１８ａ上に形成されている。バンプ１８ｄが位置ずれや広がりによって個別電極１８ａ上に付着すると、例えば個別電極１８ａ下にクラックがある場合に上記のようなマイグレーション現象による短絡が生じ得る。しかし本実施形態によれば、低誘電層１７ｘの存在によって、上記のようなマイグレーション現象による短絡を効果的に防止することができる。

さらに、バンプ１８ｄの下には低誘電層１７ｘが存在することから、バンプ１８ｄにＡｇが含まれていても、隣接個別電極１８ａに対する表面１７ａ１を伝うマイグレーション現象を防ぐことができる。

低誘電層１７ｘが、表面１７ａ１におけるランド１８ｂ，１８ｃの先端面を除く領域に形成されている。これにより、低誘電層１７ｘの形成が容易である。

ランド１８ｂの表面１７ａ１からの高さが、低誘電層１７ｘの表面１７ａ１からの高さ以上である（図６（ｃ）参照）。これにより、ランド１８ｂの先端面にバンプ１８ｄを形成する作業を容易且つ確実に行うことができる。

低誘電層形成工程（図７のＳ２４）において、噴射装置から低誘電層１７ｘの材料を噴射することにより、低誘電層１７ｘを形成する。これにより、低誘電層１７ｘの形成を容易且つ精度良く行うことができる。

続いて、ヘッド１０の製造方法に係る別の実施形態について説明する。
当該別の実施形態は、低誘電層形成工程（図７のＳ２４）のみ、上述の実施形態と異なる。

本実施形態において、低誘電層形成工程Ｓ２４は、表面１７ａ１の全領域に低誘電層１７ｘを形成する第１工程と、第１工程の後、第１工程で形成された低誘電層１７ｘのうち凸状のランド１８ｂ，１８ｃに対向する部分を除去する第２工程と、を含む。第２工程は、ダイヤモンドバイトを用いて行われる。また、第２工程では、低誘電層１７ｘと共にランド１８ｂ，１８ｃの一部（先端部分）をも切削・除去する。

本実施形態の製造方法によると、上述の実施形態と同じ構成による同様の効果に加え、下記の効果が得られる。即ち、表面１７ａ１の全領域に低誘電層１７ｘを形成した後、低誘電層１７ｘのうちランド１８ｂ，１８ｃに対向する部分を除去することで、低誘電層１７ｘの形成を容易且つランド１８ｂ，１８ｃに対する位置精度良く行うことができる。また、ダイヤモンドバイトを用いることで、第２工程を容易且つ精度良く行うことができる。

また、第２工程では、ダイヤモンドバイトによるランド１８ｂ，１８ｃの切削位置を、表面１７ａ１からの所定高さで決められるので、加工後のランド１８ｂ，１８ｃの高さが揃う。その分、バンプ１８ｄの高さも揃うことになり、ＦＰＣ５０との接合の際に、局所的な応力集中によるクラックの発生を防ぐことができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

低誘電層は、ポリイミド樹脂の他、圧電層よりも比誘電率が低い限り、様々な材料からなってよい。
低誘電層は、「少なくともランドの先端面の一部を除く全周に亘った領域」に形成されればよい。例えば、低誘電層は、圧電層の表面におけるランドの先端面を除く領域に形成されなくてもよいし、個別電極上（特に、主部上）に形成されなくてもよい。低誘電層は、ランドの全周囲を包囲するような環状に形成されてもよい。このとき、環状領域の外側輪郭内にバンプが配置される。低誘電層は、ランドの外縁に接触せず離隔してもよい（この場合でも、バンプの位置ずれや広がりによる活性部の領域の拡大を抑制する効果が得られる）。低誘電層は、ランドの先端面の一部が露出されるように、先端面の当該一部を除く部分を覆ってもよい。
低誘電層形成工程において、噴射装置を用いなくてもよい。例えば、ランドの先端面にマスクをして低誘電層を塗布してよい。また、別の実施形態において、ダイヤモンドバイト以外の装置を用いて第２工程を行ってよい。

圧電層は、低誘電層よりも比誘電率が高い限り、様々な材料からなってよい。
圧電層は、複数の圧力室に亘って延在することに限定されず、圧力室毎に個別に設けられてもよい。
アクチュエータユニットに含まれる圧電層の数は任意である。

ランドは、Ａｇ−Ｐｄ以外の任意の導電性材料からなってよい。
ランドの形状やサイズは任意であり、例えば平面形状は、円形の他、楕円形、三角形等の多角形であってよい。また、ランドの圧電層表面からの高さは、低誘電層の当該高さ以上でなくてもよい。例えば、ランドを蒸着法やメッキ法により薄膜(厚さ数μｍ)として形成した後、低誘電層を形成する。この時点では、低誘電層の表面からの高さは、ランドの表面からの高さ以上である。さらに低誘電層から露出した部分を中心にして、バンプを積層する。このとき、ＦＰＣによるアクチュエータの変形妨害を防ぐために、バンプは自身で４０〜５０μｍの高さに形成する必要がある。
ランドは、圧力室に対向する位置に配置されてもよい。
共通電極用のランドの表面における位置は任意であり、また、共通電極用ランドは表面に形成されることに限定されない。また、共通電極用ランドについては、周囲に低誘電層を設けなくてよい。

個別電極や共通電極の形状、サイズ、数等も任意である。

バンプは、Ａｇ又はＡｇ−Ｐｄ以外の任意の導電性材料からなってよい。
バンプ形成工程（Ｓ５）は、固定工程（Ｓ４）の後に行っても前に行ってもよい。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等の液体吐出装置に適用可能である。また、液体吐出装置に適用される液体吐出ヘッドの数は４に限定されず、１以上であればよい。液体吐出ヘッドは、ライン式に限定されず、シリアル式でもよい。さらに、本発明に係る液体吐出ヘッドは、インク以外の液体を吐出してもよい。

１ インクジェット式プリンタ
１０ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
１２ 流路ユニット
１４ 個別流路（液体流路）
１４ａ 吐出口
１６ 圧力室
１７ アクチュエータユニット
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ 圧電層
１７ａ１ 圧電層の表面
１７ｘ 低誘電層
１８ａ 個別電極
１８ｂ ランド
１８ｄ バンプ

Claims (11)

1. 圧力室から液体を吐出する吐出口に至る液体流路が形成された流路ユニットと、
   圧電層、前記圧電層の表面において前記圧力室に対向する位置に形成された個別電極、前記個別電極に接続した導電性のランド、及び、前記ランドの先端面に接続した導電性のバンプを含み、前記バンプ及び前記ランドを介して前記個別電極に駆動電圧が印加されることにより前記圧力室の容積を変化させる、アクチュエータユニットと、を備え、
   少なくとも前記ランドの前記先端面の一部を除く全周に亘った領域に、前記圧電層より比誘電率の低い低誘電層が形成されていると共に前記表面に直交する方向から見て、前記バンプの外側輪郭が前記低誘電層の外側輪郭に内包されていることを特徴とする、液体吐出ヘッド。
2. 前記低誘電層が、前記個別電極上に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記低誘電層が、前記表面における少なくとも前記先端面の一部を除く領域に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記ランドの前記表面からの高さが前記低誘電層の前記表面からの高さ以上であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 圧力室から液体を吐出する吐出口に至る液体流路が形成された流路ユニットを作製する流路ユニット作製工程と、
   圧電層、前記圧電層の表面に形成された個別電極、及び、前記個別電極に接続した導電性のランドを含み、前記ランドを介して前記個別電極に駆動電圧が印加されることにより前記圧力室の容積を変化させる、アクチュエータユニットを作製するアクチュエータユニット作製工程であって、前記表面に前記個別電極を形成する個別電極形成工程、前記個別電極に接続する前記ランドを形成するランド形成工程、及び、少なくとも前記ランドの先端面の一部を除く全周に亘った領域に、前記圧電層より比誘電率の低い低誘電層を形成する低誘電層形成工程を含む、アクチュエータユニット作製工程と、
   前記表面に直交する方向に関して前記個別電極を前記圧力室に対向させつつ、前記アクチュエータユニットを前記流路ユニットに固定する固定工程と、
   導電性のバンプを、前記先端面における前記低誘電層から露出した部分と接続し、且つ、前記表面に直交する方向から見て前記低誘電層の外側輪郭に内包されるよう、形成するバンプ形成工程と、
   を備えていることを特徴とする、液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記低誘電層形成工程において、前記低誘電層を前記個別電極上に形成することを特徴とする、請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記低誘電層形成工程において、前記表面における少なくとも前記先端面の一部を除く領域に、前記低誘電層を形成することを特徴とする、請求項５又は６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
8. 前記低誘電層形成工程において、前記ランドの前記表面からの高さが前記低誘電層の前記表面からの高さ以上になるように、前記低誘電層を形成することを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
9. 前記低誘電層形成工程において、噴射装置から低誘電層の材料を噴射することにより、前記低誘電層を形成することを特徴とする、請求項５〜８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
10. 前記低誘電層形成工程は、
    前記表面における少なくとも前記ランドの全周囲及び前記先端面を含む領域に前記低誘電層を形成する第１工程と、
    前記第１工程の後、前記第１工程で形成された前記低誘電層のうち、前記先端面に対向する領域の少なくとも一部を除去する第２工程と、
    を含むことを特徴とする、請求項５〜９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
11. 前記第２工程がダイヤモンドバイトを用いて行われることを特徴とする、請求項１０に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。

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