JP4961711B2 - インクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法及びインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法及びインクジェットヘッドの製造方法 Download PDFInfo
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Description
本発明はインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法及びインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、高度な製造プロセスを使用することなく製造でき、安価で信頼性が高いインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法、チャネル内部の電極に基板の裏面より直接コンタクトがとれるため、ヘッド表面で電極を引き回す必要がなく、低コスト、高信頼性のインクジェットヘッドの製造方法に関する。
従来、貫通電極の形成方法に関しては、特許文献１に記載の方法が知られている。具体的には、最初に、シリコン基板に、ＫＯＨ等のエッチング液を用いた異方性エッチングによりＶ形凹所を形成し、次いで、前記シリコン基板のＶ形凹所の位置に、光励起電解研磨法により貫通孔を形成する。次いで、前記貫通孔の内壁を酸化して、絶縁層としての酸化膜を形成する。次いで、溶融金属埋め戻し法により、貫通孔内に金属を充填することにより、基板に貫通電極を形成している。
また、シェアモードタイプのインクジェットヘッドにおいて、チャネル内壁に形成された駆動電極に電気的にコンタクトするために、特許文献２には貫通電極を設ける技術が開示されている。
特開２００２−２３７４６８号公報
特開２００２−１０３６１２号公報
しかし、特許文献１の記載の方法では、貫通孔を形成するには、異方性エッチングによりＶ形凹所の形成と、光励起電解研磨法による貫通孔の形成の２工程が必要であり、また異方性エッチングや光励起電解研磨法という高度な製造プロセスが必要となり、製造コスト増となる問題がある。
なお、特許文献２には、貫通孔内に、銀、銀−パラジウム合金等からなる導電性部材を埋め込み、注入等の手段で貫通電極を形成する手法が開示されているが、貫通孔の作成方法が開示されていない。
そこで、本発明の課題は、高度な製造プロセスを使用することなく製造でき、安価で信頼性が高いインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の課題は、チャネル内部の電極に基板の裏面より直接コンタクトをとることにより、ヘッド表面で電極を引き回す必要がなく、低コスト、高信頼性のインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
（請求項１）
所定のピッチで形成された複数のチャネルと各チャネルに対応して設けられた複数の駆動電極とを有するインクジェットヘッドの前記駆動電極の各々に対して、貫通電極が電気的に導通するように設けられるインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法であって、
基板にダイシングソーを用いて該インクジェットヘッドの前記チャネルと同ピッチに溝を形成する工程と、
該溝中に金属線からなる導電性部材を埋設し、該金属線と前記溝との隙間を接着剤で埋める工程と、
前記基板にカバー基板を固着する工程と、
前記固着された基板とカバー基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
所定のピッチで形成された複数のチャネルと各チャネルに対応して設けられた複数の駆動電極とを有するインクジェットヘッドの前記駆動電極の各々に対して、貫通電極が電気的に導通するように設けられるインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法であって、
基板にダイシングソーを用いて該インクジェットヘッドの前記チャネルと同ピッチに溝を形成する工程と、
該溝中に金属線からなる導電性部材を埋設し、該金属線と前記溝との隙間を接着剤で埋める工程と、
前記基板にカバー基板を固着する工程と、
前記固着された基板とカバー基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
（請求項２）
前記溝を形成する工程は、隣り合う溝を異なるグループとなるようにグループ化し、各グループ同士は、グループに属する溝の深さが異なるように形成することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
前記溝を形成する工程は、隣り合う溝を異なるグループとなるようにグループ化し、各グループ同士は、グループに属する溝の深さが異なるように形成することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
（請求項３）
所定のピッチで形成された複数のチャネルと各チャネルに対応して設けられた複数の駆動電極とを有するインクジェットヘッドの前記駆動電極に対し、貫通電極が電気的に導通するように設けられるインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法であって、
基板に溝を形成する工程と、
該溝中に金属線からなる導電性部材を埋設し、該金属線と前記溝との隙間を接着剤で埋める工程と、
それぞれ溝中に前記導電性部材を設けた２枚の基板を、各基板の溝を形成した面が相対するように固着する工程と、
前記固着された２枚の基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
所定のピッチで形成された複数のチャネルと各チャネルに対応して設けられた複数の駆動電極とを有するインクジェットヘッドの前記駆動電極に対し、貫通電極が電気的に導通するように設けられるインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法であって、
基板に溝を形成する工程と、
該溝中に金属線からなる導電性部材を埋設し、該金属線と前記溝との隙間を接着剤で埋める工程と、
それぞれ溝中に前記導電性部材を設けた２枚の基板を、各基板の溝を形成した面が相対するように固着する工程と、
前記固着された２枚の基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
（請求項４）
前記基板に溝を形成する工程は、ダイシングソーを用いて前記インクジェットヘッドの前記チャネルと同ピッチに溝を形成すると共に、
前記各基板を固着する工程は、各基板の溝同士が相対するように固着することを特徴とする請求項３記載のインクジェット用貫通電極付き基板の製造方法。
前記基板に溝を形成する工程は、ダイシングソーを用いて前記インクジェットヘッドの前記チャネルと同ピッチに溝を形成すると共に、
前記各基板を固着する工程は、各基板の溝同士が相対するように固着することを特徴とする請求項３記載のインクジェット用貫通電極付き基板の製造方法。
（請求項５）
前記基板に溝を形成する工程は、ダイシングソーを用いて前記インクジェットヘッドの前記チャネルの倍のピッチで溝を形成すると共に、
前記各基板を固着する工程は、各基板の溝同士が互い違いになるように固着することを特徴とする請求項３記載のインクジェット用貫通電極付き基板の製造方法。
前記基板に溝を形成する工程は、ダイシングソーを用いて前記インクジェットヘッドの前記チャネルの倍のピッチで溝を形成すると共に、
前記各基板を固着する工程は、各基板の溝同士が互い違いになるように固着することを特徴とする請求項３記載のインクジェット用貫通電極付き基板の製造方法。
（請求項６）
前記金属線の直径Ａと前記溝の幅ａは、Ａ≦ａの関係であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
前記金属線の直径Ａと前記溝の幅ａは、Ａ≦ａの関係であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
（請求項７）
貫通電極付き基板を形成した後、該電極の片面又は両面にメッキによりバンプを形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
貫通電極付き基板を形成した後、該電極の片面又は両面にメッキによりバンプを形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
（請求項８）
貫通電極付き基板を形成した後、該電極の片面又は両面をエッチングにより該基板の面より下位になるように除去することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
貫通電極付き基板を形成した後、該電極の片面又は両面をエッチングにより該基板の面より下位になるように除去することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
（請求項９）
貫通電極付き基板を形成した後、該電極に導通した配線を形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
貫通電極付き基板を形成した後、該電極に導通した配線を形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
（請求項１０）
請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法で製造した基板に、分極方向が反対方向となるように固着した圧電材料からなる２枚の基板を固着する工程と、
この固着された２枚の圧電材料からなる基板に、前記貫通電極に対応する位置の各々にダイシングソーを用いてチャネルを加工形成しチャネルと駆動壁を交互に形成する工程と、
該駆動壁の表面に駆動電極を形成する工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法で製造した基板に、分極方向が反対方向となるように固着した圧電材料からなる２枚の基板を固着する工程と、
この固着された２枚の圧電材料からなる基板に、前記貫通電極に対応する位置の各々にダイシングソーを用いてチャネルを加工形成しチャネルと駆動壁を交互に形成する工程と、
該駆動壁の表面に駆動電極を形成する工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
（請求項１１）
請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法で製造した基板を配線電極として用い、３列以上のチャネル列を有するインクジェットヘッドの内側に位置するチャネル列の駆動電極に接続することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法で製造した基板を配線電極として用い、３列以上のチャネル列を有するインクジェットヘッドの内側に位置するチャネル列の駆動電極に接続することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
本発明によれば、高度な製造プロセスを使用することなく製造でき、安価で信頼性が高いインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法を提供することができる。
また、本発明によれば、チャネル内部の電極に基板の裏面より直接コンタクトをとることにより、ヘッド表面で電極を引き回す必要がなく、低コスト、高信頼性のインクジェットヘッドの製造方法を提供できる。
更に、本発明によれば、チャネル列が３列以上のインクジェットヘッドにおいて、内側のチャネル列の駆動電極に接続したインクジェットヘッドの製造方法を提供できる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
＜インクジェットヘッド用貫通電極付き基板の第１の実施形態＞
本発明のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法の第１の実施形態は、基板に該インクジェットヘッドのチャネルと同ピッチに溝を形成する第１工程と、該溝中に導電性部材を埋設する第２工程と、前記基板にカバー基板を固着する第３工程と、前記固着された基板とカバー基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する第４工程とを有する。
本発明のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法の第１の実施形態は、基板に該インクジェットヘッドのチャネルと同ピッチに溝を形成する第１工程と、該溝中に導電性部材を埋設する第２工程と、前記基板にカバー基板を固着する第３工程と、前記固着された基板とカバー基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する第４工程とを有する。
（第１工程）
図１は第１工程を説明する斜視図であり、この工程では、同図に示すように、基板１に図示しないインクジェットヘッド（後述）のチャネルと同ピッチに溝１００を形成する。
図１は第１工程を説明する斜視図であり、この工程では、同図に示すように、基板１に図示しないインクジェットヘッド（後述）のチャネルと同ピッチに溝１００を形成する。
基板１の形状は、インクジェットヘッドの形状に対応して決定され、一例を示せば、例えば４８ｍｍ幅×６８ｍｍ長さ×５ｍｍ厚さに形成することができる。
また、基板１の材質は、非分極のＰＺＴ、ＡｌＮ−ＢＮ、ＡｌＮ等のセラミックス材料、低熱膨張のプラスチックやガラス等を用いることができる。
更に、インクジェットヘッドに使用されている圧電材料の基板材料と同一の基板材料を脱分極して用いることもでき、また、熱膨張率の差に起因するヘッドの歪み等の発生を抑えるため、ヘッドとの熱膨張係数の差が±２ｐｐｍ／℃の範囲となるように材料を選定することが更に好ましい。
溝１００を形成するには、ダイシングソー（高速回転するスピンドルの先端に取り付けられた極薄外周刃により被加工物に切溝を加工する装置）を用いることが、加工作業の容易性、加工コストの低減の観点などから好ましい。
各溝１００は、ダイシングソーを基板１の一方の端部から他方の端部に亘って移動させるように加工することにより、ストレート状に複数平行に形成する。各溝１００は実質的に同一深さとなるように形成する。
溝１００のピッチはインクジェットヘッドのチャネルと同ピッチに形成され、溝１００の形態の一例を示せば、例えば幅５０μｍ、深さ５０μｍ、ピッチ１４１μｍ、本数２５６本にすることができる。
（第２工程）
図２は第２工程を説明する斜視図であり、この工程では、前記第１工程で形成した溝１００中に導電性部材１０１を設ける。
図２は第２工程を説明する斜視図であり、この工程では、前記第１工程で形成した溝１００中に導電性部材１０１を設ける。
前記導電性部材１０１を設ける方法は、格別限定される訳ではないが、第１の好ましい態様としては、金属線を前記溝１００内に固定することが挙げられる。金属線を用いる場合、金属線と溝１００の隙間を埋めるような部材を設け、金属線を溝１００に埋設するようにしてもよい。金属線と溝１００との隙間を埋める部材は接着剤であってもよく、金属線を溝１００の内部に接着固定すると共に金属線と溝１００との隙間を埋めるようにする。
金属線としては、金、銀、銅、ニッケルなどの各線が挙げられるが、中でも導電性に優れた金線が好ましい。
導電性部材１０１として金属線を用いる場合、図３に示すように、金属線の直径をＡ、溝１００の幅をａとしたとき、金属線の直径Ａと溝１００の幅ａとは、Ａ≦ａの関係であることが好ましい。例えば、溝１００の幅が５０μｍである場合、金属線の直径は５０μｍ以下、例えば３８μｍとすることができる。
金属線の直径は、溝１００の幅ａとの上記関係を満たす範囲で、２０〜１００μｍのものを用いることができる。
第２の好ましい態様は、前記導電性部材１０１が、金、銀又は銅からなる導電ペーストにより形成されることである。導電ペーストは、常法によって形成され、例えば金、銀又は銅からなる金属粒子あるいは金属箔の破砕片をバインダーとよく混合して形成される。金属粒子や金属箔片のバインダーに対する混合量は金属粒子間と金属箔片間の接触が確保される程度の量であればよい。このような導電ペーストを溝１００に刷毛塗り等の簡単な手法で導電性部材１０１を埋設することができる。
また溝１００と同じピッチ、同じ本数のノズルをもつインクジェットヘッドにより、導電ペーストを溝１００の内部に射出することによっても、導電性部材１０１を埋設することができる。
更に、第３の好ましい態様は、前記導電性部材１０１が、メッキにより形成されることである。すなわち、基板１にレジストを塗布し、その後、第１工程と同様に、図示しないダイシングソーを用いて、図１に示す溝１００を形成する。その結果、図４に示すように、溝１００以外の部分の表面にレジスト１０２が形成される。
次いで、レジスト１０２上にはメッキを形成しない選択メッキで、溝１００内部に例えばＮｉＰを成長させる。メッキ後、レジスト１０２を除去して溝１００内部にメッキ膜１０３が形成された基板１を得る（図５参照）。このメッキ膜１０３が後に貫通電極となる。メッキ材料としては、通常メッキで形成できる金、ニッケル、銅などの材料を用いることができる。
図５では、溝１００内部の表面にメッキ膜１０３が形成されているが、メッキを厚く形成し、溝１００を埋めてしまうことも可能である。後述されるように、メッキによりバンプを形成する場合は埋めてしまう方が好ましい。なお、以下の説明において単に貫通電極１０１というときは、金属線によって形成された貫通電極、導電性ペースによって形成された貫通電極の他、このメッキ膜１０３によって形成された貫通電極も含むものとする。
（第３工程）
図６は第３工程を説明する斜視図であり、この工程では、前記基板１にカバー基板２を固着する。カバー基板２は基板１と同じ大きさであることが好ましく、また材質も同じであることが歪防止等の観点から好ましい。カバー基板２には溝１００は形成せず、平板状のままで使用する。固着手段は、例えばエポキシ系接着剤による接着手法を通常採用できるが、格別限定されない。
図６は第３工程を説明する斜視図であり、この工程では、前記基板１にカバー基板２を固着する。カバー基板２は基板１と同じ大きさであることが好ましく、また材質も同じであることが歪防止等の観点から好ましい。カバー基板２には溝１００は形成せず、平板状のままで使用する。固着手段は、例えばエポキシ系接着剤による接着手法を通常採用できるが、格別限定されない。
導電性部材１０１として金属線を用いる場合は、溝１００への埋設と、カバー基板２の固着を同じ接着剤を用いて同時に行うことが望ましい。そうすることにより、金属線は溝１００内部で接着剤により固定された状態となる。
（第４工程）
図７は第４工程を説明する斜視図であり、この工程では、固着された基板１とカバー基板２を前記溝１００と垂直方向の切断面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３で所定幅に切断する。図中のＣ１ａ、Ｃ２ａ、Ｃ３ａは、切断面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３によって切断される基板１とカバー基板２上の切断線である。
図７は第４工程を説明する斜視図であり、この工程では、固着された基板１とカバー基板２を前記溝１００と垂直方向の切断面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３で所定幅に切断する。図中のＣ１ａ、Ｃ２ａ、Ｃ３ａは、切断面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３によって切断される基板１とカバー基板２上の切断線である。
切断面は図示のようにＣ１、Ｃ２、Ｃ３に限定されず、４以上の切断面で切断することができる。
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３…の各ピッチは、薄葉状に形成されれば特に限定されないが、その一例を示せば、１ｍｍとすることができる。
このような複数の切断面による切断によって、導電性部材１０１を貫通電極とする図８（Ａ）に示すようなインクジェットヘッド用貫通電極付き基板３を複数製造することができる。
切断手法としては、例えばマルチワイヤーソーで行うことができ、切断後に例えばラップ研磨処理することが好ましい。
図８（Ａ）に示す貫通電極付き基板３の形状の一例を示せば、ラップ研磨処理後の形態として、例えば４８ｍｍ幅×１０ｍｍ長さ×０．８ｍｍ厚さとすることができる。
また、複数列の貫通電極１０１が必要なときは、図７に示す固着された基板１とカバー基板２に、さらにこれとは別の図示しない固着された基板１とカバー基板２を積層して、同様に切断面で切断すれば、図８（Ｂ）に示すような２列の貫通電極１０１が形成されたインクジェットヘッド用貫通電極付き基板３を複数製造することができる。同様にしてさらに３列以上の貫通電極１０１が形成されたインクジェットヘッド用貫通電極付き基板３を複数製造することもできる。
＜インクジェットヘッド用貫通電極付き基板の第２の実施形態＞
（第１工程）
第１の実施形態では、基板１に溝１００を形成する第１工程において、基板１に溝１００が全て実質的に同一深さとなるように形成したが、第２の実施形態は、上述した第１の実施形態における基板１に溝１００を形成する第１工程において、隣り合う溝１００を異なるグループとなるようにグループ化し、各グループ同士は、グループに属する溝１００の深さが異なるように形成するものである。これにより基板１には相対的に浅い溝と深い溝とが交互に並ぶように形成される。
（第１工程）
第１の実施形態では、基板１に溝１００を形成する第１工程において、基板１に溝１００が全て実質的に同一深さとなるように形成したが、第２の実施形態は、上述した第１の実施形態における基板１に溝１００を形成する第１工程において、隣り合う溝１００を異なるグループとなるようにグループ化し、各グループ同士は、グループに属する溝１００の深さが異なるように形成するものである。これにより基板１には相対的に浅い溝と深い溝とが交互に並ぶように形成される。
図９は、第２の実施形態によって製造された貫通電極付き基板３１の平面図を示している。
基板１には、インクジェットヘッドのチャネルと同ピッチとなるように、相対的に浅い溝１００ａと深い溝１００ｂとを交互に並ぶように形成し、浅い溝１００ａによって構成されるグループと深い溝１００ｂによって構成されるグループとの２つのグループにグループ化する。各溝１００ａ、１００ｂの形成方法は、深さを異ならせる以外は、第１の実施形態において説明した通りの方法を採用することができる。
（第２工程）
第２工程は、第１の実施形態における第２工程と同様に、基板１に形成した溝１００ａ、１００ｂ中に導電性部材１０１を設ける。
第２工程は、第１の実施形態における第２工程と同様に、基板１に形成した溝１００ａ、１００ｂ中に導電性部材１０１を設ける。
各溝１００ａ、１００ｂ内に設けられる導電性部材１０１には、第１の実施形態において好ましい例として挙げた金属線、導電性ペースト、メッキのいずれを用いることもできるが、中でも金属線を用いることが好ましい。金属線は、図示するように各溝１００ａ、１００ｂ内の底部にまで埋め込んだ後、絶縁性の接着剤２００を用いて接着する。この接着剤２００によって、金属線の接着と同時に金属線と溝１００ａ、１００ｂとの隙間を埋めることが好ましい。
このように導電性部材１０１として金属線を用いると、相対的に浅い溝１００ａ内の金属線と深い溝１００ｂ内の金属線との距離を大きくとることができる。特に、金属線の直径をＡ、浅い溝１００ａと深い溝１００ｂとの深さの差をＢ（図９参照）としたとき、Ａ＜Ｂとなるように各溝１００ａ、１００ｂの深さ及び金属線の径を設定すれば、浅い溝１００ａ内の金属線によって構成される列をＰ列、深い溝１００ｂ内の金属線によって構成される列をＱ列とすると、Ｐ列とＱ列とを列方向から見た場合、Ｐ列の導電性部材１０１とＱ列の導電性部材１０１との間に非導電性領域を形成することができる。
その後は、第１の実施形態において説明した通り、カバー基板２を固着した後（第３工程）、薄葉状に切断すること（第４工程）によって、導電性部材（金属線）１０１を貫通電極とする複数の貫通電極付き基板３１を製造することができる。
この第２の実施形態においても、図８（Ｂ）に示す態様と同様にして、複数列の貫通電極１０１が形成されたインクジェットヘッド用貫通電極付き基板３１を複数製造することができる。
＜インクジェットヘッド用貫通電極付き基板の第３の実施形態＞
本発明のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法の第３の実施形態は、基板に溝を形成する第１工程と、該溝中に導電性部材を設ける第２工程と、それぞれ溝中に導電性部材を設けた２枚の基板を、各基板の溝を形成した面が相対するように固着する第３工程と、前記固着された２枚の基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する第４工程とを有する。
本発明のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法の第３の実施形態は、基板に溝を形成する第１工程と、該溝中に導電性部材を設ける第２工程と、それぞれ溝中に導電性部材を設けた２枚の基板を、各基板の溝を形成した面が相対するように固着する第３工程と、前記固着された２枚の基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する第４工程とを有する。
第１工程及び第２工程は、ここでは前述した第１の実施形態の第１工程及び第２工程と同一の方法を採用することができるため、ここでの説明は省略する。
（第３工程）
図１０は第３工程を説明する斜視図であり、この工程では、それぞれインクジェットヘッドのチャネルと同ピッチとなるように形成された溝１００中に導電性部材１０１を設けた２枚の基板１、１を、各基板１、１の溝１００を形成した面が相対するように固着する。ここでは、各基板１、１の溝１００同士が相対するように位置合わせして固着している。固着手段は、例えばエポキシ系接着剤による接着手法を通常採用できるが、この態様では、位置合わせされた各基板１、１の溝１００中の導電性部材１０１同士が電気的に接続されれば格別限定されない。
図１０は第３工程を説明する斜視図であり、この工程では、それぞれインクジェットヘッドのチャネルと同ピッチとなるように形成された溝１００中に導電性部材１０１を設けた２枚の基板１、１を、各基板１、１の溝１００を形成した面が相対するように固着する。ここでは、各基板１、１の溝１００同士が相対するように位置合わせして固着している。固着手段は、例えばエポキシ系接着剤による接着手法を通常採用できるが、この態様では、位置合わせされた各基板１、１の溝１００中の導電性部材１０１同士が電気的に接続されれば格別限定されない。
導電性部材１０１は、前述した第１の実施形態の場合と同様に、金属線、導電ペースト又はメッキにより設けることができる。
このように、それぞれ溝１００中に導電性部材１０１を設けた２枚の基板１、１同士を位置合わせして固着するので、前述した第１の実施形態に示す方法に比べて、１枚の基板１の溝１００の幅、深さを同一とした場合、得られる貫通電極１０１を倍の面積にすることができる。すなわち、例えば１枚の基板１の溝１００が、幅５０μｍ、深さ５０μｍである場合、最終的に得られる貫通電極１０１の露出面の大きさは、第１の実施形態では最大で５０μｍ×５０μｍとなるものが、本実施形態では５０μｍ×１００μｍの大きさとなる。
また、得られる貫通電極１０１の面積を前述した第１の実施形態により得られる貫通電極と同一とした場合、１枚の基板１の溝１００の深さを半分にすることができる。すなわち、最終的に得られる貫通電極１０１の露出面の大きさを５０μｍ×５０μｍとする場合、前述の第１の実施形態の場合では１枚の基板１の溝１００を幅５０μｍ、深さ５０μｍで形成するものが、本実施形態では１枚の基板１の溝１００を幅５０μｍ、深さ２５μｍで形成すればよくなる。
従って、この場合は、１枚の基板１の溝１００を浅く形成することができるので、各基板１は溝１００の加工に要する時間が少なくて済む。また、溝１００中の導電性部材１０１を導電ペーストやメッキにより形成する場合、溝１００が浅くなることにより、該溝１００内部を導電ペーストやメッキで埋め易くすることができる。
更に、いずれも溝１００を形成した同じ基板１、１同士を固着すればよいため、第１、第２の実施形態のように溝１００を形成した基板１と溝１００を形成しない平板状のカバー基板２との２種類の基板を用意する必要がなく、部品管理も容易となる。
（第４工程）
第４工程は、固着された２枚の基板１、１を前記溝１００と垂直方向の切断面で所定幅に切断する。切断方法については前述した第１の実施形態の第４工程と同一であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
第４工程は、固着された２枚の基板１、１を前記溝１００と垂直方向の切断面で所定幅に切断する。切断方法については前述した第１の実施形態の第４工程と同一であるため、ここでの詳しい説明は省略する。
この切断工程によって、導電性部材１０１を貫通電極とする図１１に示すようなインクジェットヘッド用貫通電極付き基板３２を複数製造することができる。
この第３の実施形態に示したインクジェットヘッド用貫通電極付き基板３２においても、図８（Ｂ）に示した態様と同様に、複数列の貫通電極を形成することもできる。
＜インクジェットヘッド用貫通電極付き基板の第４の実施形態＞
本発明のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法の第４の実施形態は、基板に溝を形成する第１工程と、該溝中に導電性部材を設ける第２工程と、それぞれ溝中に導電性部材を設けた２枚の基板を、各基板の溝を形成した面が相対するように固着する第３工程と、前記固着された２枚の基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する第４工程とを有する点で、上述した第３の実施形態と同一であるが、溝中に導電性部材を設ける第２工程において、導電性部材を溝の一つおきに設ける点で相違している。
本発明のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法の第４の実施形態は、基板に溝を形成する第１工程と、該溝中に導電性部材を設ける第２工程と、それぞれ溝中に導電性部材を設けた２枚の基板を、各基板の溝を形成した面が相対するように固着する第３工程と、前記固着された２枚の基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する第４工程とを有する点で、上述した第３の実施形態と同一であるが、溝中に導電性部材を設ける第２工程において、導電性部材を溝の一つおきに設ける点で相違している。
第１工程は、ここでは前述した第１の実施形態の第１工程と同一の方法を採用することができるため、ここでの説明は省略する。
（第２工程）
図１２は第２工程を説明する基板１の斜視図であり、この工程では、インクジェットヘッドのチャネルと同ピッチとなるように形成された溝１００中に導電性部材１０１を設ける。このとき、導電性部材１０１は、溝１００の一つおきに設けることで、導電性部材１０１を設けた溝１００と導電性部材１０１を設けない溝１００とが交互に並ぶようにする。
図１２は第２工程を説明する基板１の斜視図であり、この工程では、インクジェットヘッドのチャネルと同ピッチとなるように形成された溝１００中に導電性部材１０１を設ける。このとき、導電性部材１０１は、溝１００の一つおきに設けることで、導電性部材１０１を設けた溝１００と導電性部材１０１を設けない溝１００とが交互に並ぶようにする。
導電性部材１０１は、前述した第１の実施形態の場合と同様に、金属線、導電ペースト又はメッキにより設けることができるが、中でも図示するように金属線を用いることが好ましい。金属線は、一つおきの溝１００内の底部にまで埋め込んだ後、絶縁性の接着剤２００を用いて接着する。この接着剤２００によって、金属線の接着と同時に金属線と溝１００との隙間を埋めることが好ましい。
導電性部材１０１を設けない溝１００は、絶縁性の接着剤２００又はその他適宜の絶縁材料によって埋めるようにすることが好ましい。
（第３工程）
この第３工程では、第２工程で作成した一つおきの溝１００内に導電性部材１０１を設けた基板１を２枚用意し、その基板１、１同士を、溝１００を形成した面を相対するようにして固着する。このとき、各基板１、１の溝１００同士は、導電性部材１０１を設けた溝１００と導電性部材１０１を設けない溝１００同士が相対するように位置合わせした後に接着剤等を用いて固着する。接着剤に絶縁性のものを使用すれば、導電性部材１０１を設けない溝１００を埋める作業と基板１、１同士を固着するための接着剤の塗布作業とを同時に行うことが可能である。
この第３工程では、第２工程で作成した一つおきの溝１００内に導電性部材１０１を設けた基板１を２枚用意し、その基板１、１同士を、溝１００を形成した面を相対するようにして固着する。このとき、各基板１、１の溝１００同士は、導電性部材１０１を設けた溝１００と導電性部材１０１を設けない溝１００同士が相対するように位置合わせした後に接着剤等を用いて固着する。接着剤に絶縁性のものを使用すれば、導電性部材１０１を設けない溝１００を埋める作業と基板１、１同士を固着するための接着剤の塗布作業とを同時に行うことが可能である。
図１３は、第４の実施形態によって製造された貫通電極付き基板３３の平面図である。ここで、導電性部材１０１として金属線を用いた場合、同図に示すように、各基板１、１同士の溝１００内の金属線の距離を大きくとることができる。特に、金属線の直径をＡ、各基板１、１の溝１００の深さをＣとしたとき、Ａ＜Ｃとなるように各溝１００の深さ及び金属線の径を設定すれば、図示上側の基板１の溝１００内の金属線によって構成される列をＰ列、図示下側の基板１の溝１００内の金属線によって構成される列をＱ列とすると、Ｐ列とＱ列とを列方向から見た場合、Ｐ列の導電性部材１０１とＱ列の導電性部材１０１との間に非導電性領域を形成することができる。
また、この実施形態においても、いずれも溝１００を形成した同じ基板１、１同士を固着すればよいため、第１、第２の実施形態のように溝１００を形成した基板１と溝１００を形成しない平板状のカバー基板２との２種類の基板を用意する必要がなく、部品管理も容易となる。
（第４工程）
基板１、１同士を位置合わせして固着した後は、第１の実施形態において説明した通り、薄葉状に切断することによって、導電性部材（金属線）１０１を貫通電極とする複数の貫通電極付き基板３３を製造することができる。
基板１、１同士を位置合わせして固着した後は、第１の実施形態において説明した通り、薄葉状に切断することによって、導電性部材（金属線）１０１を貫通電極とする複数の貫通電極付き基板３３を製造することができる。
この第４の実施形態においても、図８（Ｂ）に示す態様と同様にして、複数列の貫通電極１０１が形成されたインクジェットヘッド用貫通電極付き基板３３を複数製造することができる。
＜インクジェットヘッド用貫通電極付き基板の第５の実施形態＞
本発明のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法の第５の実施形態は、基板に溝を形成する第１工程と、該溝中に導電性部材を設ける第２工程と、それぞれ溝中に導電性部材を設けた２枚の基板を、各基板の溝を形成した面が相対するように固着する第３工程と、前記固着された２枚の基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する第４工程とを有する点で、上述した第３、第４の実施形態と同一であるが、基板に溝を形成する第１工程において、溝をインクジェットヘッドのチャネルの倍のピッチで形成する点、及び、各基板を固着する第３工程において、各基板の溝同士が互い違いになるように固着する点で相違している。以下、相違する第１工程及び第３工程について説明する。
本発明のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法の第５の実施形態は、基板に溝を形成する第１工程と、該溝中に導電性部材を設ける第２工程と、それぞれ溝中に導電性部材を設けた２枚の基板を、各基板の溝を形成した面が相対するように固着する第３工程と、前記固着された２枚の基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する第４工程とを有する点で、上述した第３、第４の実施形態と同一であるが、基板に溝を形成する第１工程において、溝をインクジェットヘッドのチャネルの倍のピッチで形成する点、及び、各基板を固着する第３工程において、各基板の溝同士が互い違いになるように固着する点で相違している。以下、相違する第１工程及び第３工程について説明する。
（第１工程）
図１４は第１工程を説明する基板１の斜視図であり、この第１工程では、基板１の一面に、ピッチＰ１がインクジェットヘッドのチャネルの倍のピッチとなるように溝１００を形成する。溝１００のピッチＰ１がチャネルの倍のピッチとなる以外は、第１の実施形態の第１工程と同一である。
図１４は第１工程を説明する基板１の斜視図であり、この第１工程では、基板１の一面に、ピッチＰ１がインクジェットヘッドのチャネルの倍のピッチとなるように溝１００を形成する。溝１００のピッチＰ１がチャネルの倍のピッチとなる以外は、第１の実施形態の第１工程と同一である。
（第３工程）
第２工程において各溝１００内に導電性部材１０１を設けた後、第３工程において、各溝１００内に導電性部材１０１を設けた基板１を２枚用意し、各基板１、１を、その溝１００を形成した面が相対するようにし、且つ、各基板１、１の溝１００同士が互い違いになるように位置合わせして固着する。
第２工程において各溝１００内に導電性部材１０１を設けた後、第３工程において、各溝１００内に導電性部材１０１を設けた基板１を２枚用意し、各基板１、１を、その溝１００を形成した面が相対するようにし、且つ、各基板１、１の溝１００同士が互い違いになるように位置合わせして固着する。
図１５は、この第５の実施形態によって製造された貫通電極付き基板３４を示す平面図である。
一つの基板１の溝１００のピッチＰ１は、インクジェットヘッドのチャネルのピッチの倍のピッチとなるように形成されるが、各基板１、１の溝１００同士が互い違いになるように固着する際に、各基板１、１の溝１００同士のピッチＰ２が、インクジェットヘッドのチャネルのピッチと同ピッチとなるように位置合わせして固着する。これにより、最終的に得られる貫通電極付き基板３４は、インクジェットヘッドのチャネルと同ピッチとなる貫通電極１０１を有することとなる。
なお、この第５の実施形態において、各基板１、１の溝１００内に設けられる導電性部材１０１は、前述した第１の実施形態の場合と同様に、金属線、導電ペースト又はメッキにより設けることができるが、中でも金属線を用いることが好ましい。金属線は、図示するように各溝１００内の底部にまで埋め込んだ後、絶縁性の接着剤２００を用いて接着する。この接着剤２００によって、金属線の接着と同時に金属線と溝１００との隙間を埋めることが好ましい。
導電性部材１０１として金属線を用いた場合は、図１５に示すように、各基板１、１同士の溝１００内の金属線の距離を大きくとることができる。特に、金属線の直径をＡ、各基板１、１の溝１００の深さをＤとしたとき、Ａ＜Ｄとなるように各溝１００の深さ及び金属線の径を設定すれば、図示上側の基板１の溝１００内の金属線によって構成される列をＰ列、図示下側の基板１の溝１００内の金属線によって構成される列をＱ列とすると、Ｐ列とＱ列とを列方向から見た場合、Ｐ列の導電性部材１０１とＱ列の導電性部材１０１との間に非導電性領域を形成することができる。
また、この実施形態においても、いずれも溝１００を形成した同じ基板１、１同士を固着すればよいため、第１、第２の実施形態のように溝１００を形成した基板１と溝１００を形成しない平板状のカバー基板２との２種類の基板を用意する必要がなく、部品管理も容易となる。
基板１、１同士を位置合わせして固着した後は、第１の実施形態の第４工程において説明した通り、薄葉状に切断することによって、導電性部材（金属線）１０１を貫通電極とする複数の貫通電極付き基板３４を製造する。
この第５の実施形態においても、図８（Ｂ）に示す態様と同様にして、複数列の貫通電極１０１が形成されたインクジェットヘッド用貫通電極付き基板３４を複数製造することができる。
なお、以上説明した各実施形態において、得られた貫通電極付き基板３、３１、３２、３３、３４の貫通電極１０１の片面又は両面にメッキによりバンプを形成することも好ましい。
例えば、図１６には、図８（Ａ）で得られたインクジェットヘッド用貫通電極付き基板３の断面図が示されており、図１６に示す基板３の表面に露出した貫通電極１０１上に無電解メッキまたは電解メッキによりバンプ１０４（図１７参照）を形成する。
図１７はバンプが形成された基板の断面図、図１８はバンプが形成された基板の斜視図である。図１７に示すバンプ１０４の高さは１０〜１００μｍの範囲が好ましい。図示の例は基板３の片面にバンプ１０４が形成された例であるが、これに限定されず、基板３の両面に形成することもできる。また、メッキ法により、パターニング工程等を行わなくても、表面に露出した貫通電極１０１の上のみにバンプ１０４を選択的に形成することもできる。
また、得られた貫通電極付き基板３、３１、３２、３３、３４の貫通電極１０１の表面又は裏面若しくは表面及び裏面をエッチングにより該基板３、３１、３２、３３、３４の面より下位になるように除去して凹部を形成する態様も好ましい。
例えば、図８（Ａ）に示す基板３の表面に露出した貫通電極１０１の片面をエッチングにより、図１９に示すように、１０〜１００μｍ除去して凹部１０５を形成する。図１９は、得られた凹部付きの貫通電極付き基板３の断面図を示している。また図２０は図１９の斜視図である。
また、貫通電極１０１の両面をエッチングにより、１０〜１００μｍ除去することもできる。片面だけ除去する場合には、除去しない面にレジストを塗布し、エッチングされないようにして保護することが好ましい。なお、レジストはエッチング後除去することが好ましい。
更に、得られた貫通電極付き基板３、３１、３２、３３、３４の表面に、貫通電極１０１に導通した配線を形成する態様も好ましい。
図２１に示すように、例えば貫通電極付き基板３上に、各貫通電極１０１に対応させて配線１０６を形成する。配線１０６を形成するには、導電性に優れた金属を用いたメッキ法、塗布法、真空蒸着法、スパッタ法などの態様が挙げられる。図２１において、配線１０６は基板１側に形成してもよく、また、カバー基板２と基板１の両方に隣接する貫通電極１０１で交互となるように基板１側とカバー基板２側とに振り分けるように形成することもできる。
＜インクジェットヘッドの製造方法＞
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、上記のようにして製造された貫通電極付き基板３、３１、３２、３３、３４を用いて、以下の工程によって製造することを特徴とする。
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、上記のようにして製造された貫通電極付き基板３、３１、３２、３３、３４を用いて、以下の工程によって製造することを特徴とする。
なお、ここでは第１の実施形態に示す貫通電極付き基板３を用いて製造する例について説明するが、他の貫通電極付き基板３１、３２、３３、３４を用いてもよいことはもちろんである。
第１に、図２２に示すように、分極方向が反対方向となるように固着した圧電材料からなる２枚の基板４Ａ、４Ｂを互いに固着する。
圧電材料としては、電界を加えることにより変形を生じる公知の圧電材料を用いることができ、有機材料からなる基板、非金属製の基板等がある。特に、非金属製の圧電材料基板が好ましく、成形、焼成等の工程を経て形成される圧電セラミックス基板、又は成形、焼成を必要としないで形成される基板等がある。有機材料からなる基板に用いられる有機材料としては、ポリフッ化ビニリデン等の有機ポリマーや、有機ポリマーと無機物とのハイブリッド材料等が挙げられる。非金属製の圧電材料基板において、成形、焼成等の工程を経て形成される圧電セラミックス基板としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が好ましい。さらにＢａＴｉＯ3、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3等を用いてもよい。ＰＺＴとしては、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ3−ＰｂＴｉＯ3）と、第三成分添加ＰＺＴがある。添加する第三成分としてはＰｂ（Ｍｇ1/2Ｎｂ2/3）Ｏ3、Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3、Ｐｂ（Ｃｏ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3等がある。また、非金属製の圧電材料基板において、成形、焼成を必要としないで形成される基板としては、例えば、ゾル−ゲル法、積層基板コーティング法等で形成することができる。
圧電材料基板４Ａと４Ｂを固着して、圧電材料基板４を得る。固着手段としては、接着剤を用いた接合手法を採用できるが、接合可能であれば、特にこれに限定されない。接着剤を用いて接合する場合、その接着剤層の硬化後の厚みは、１〜１０μｍの範囲が好ましい。
圧電材料基板４の形状は貫通電極付き基板３と同形状にすることが好ましく、形状の一例を示せば、４８ｍｍ幅×１０ｍｍ長さ×０．１５ｍｍ厚さに形成することができる。
上記の圧電材料基板４を貫通電極付き基板３に固着すると、図２３に示すようなインクジェットヘッド用の基板前駆体５となる。
上記において貫通電極付き基板３と基板４との固着手段は特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂等の接着剤による接着手段を採用できる。
第２に、図２４に示すように、上記のようにして固着された２枚の圧電素子からなる基板４に、前記貫通電極１０１に対応する位置の各々に複数のチャネル６、６…を加工形成し、チャネル６、６…と駆動壁７、７…を交互に形成する。
即ち、前述のように２枚の圧電材料基板４を、分極方向を互いに反対に向けて接合して形成しているため、これに対応して圧電素子に複数列のチャネル６、６…を並設すると、分極方向が互いに反対方向となる駆動壁７、７…が形成されることになる。
各チャネル６、６…は、基板４の一方の端部から他方の端部に亘って直線状にほぼ同じ深さで平行に加工形成する。
このようにチャネル６、６…を加工形成するには、格別限定される訳ではないが、溝１００を加工形成した際と同一のダイシングソーを用いて行うことが好ましい。即ち、溝１００とチャネル６とを同一の加工方法で形成するので、貫通電極１０１を構成するための溝１００とチャネル６とを同一ピッチで高精度に加工することができ、両者を高精度に位置合わせすることができる。
加工されたチャネル６、６…の深さは、接続を確実なものとするため、貫通電極１０１を１０〜５０μｍ掘り込む程度が好ましい。
図２５は図２４のチャネル部分の拡大断面図であり、駆動壁７、７…の内面に駆動電極８、８…を通常の技術により形成する。かかる形成技術としては、例えばアルミ蒸着やメッキ等の手法が挙げられる。このように構成することにより、駆動電極８は貫通電極１０１と電気的な導通が可能となる。
本発明によれば、貫通電極付き基板３と圧電材料基板４を同一の材料で構成することができる。圧電材料基板４としてＰＺＴを用いた場合は、貫通電極付き基板３としては分極していないＰＺＴを用いることができる。これにより、両者の熱膨張係数の差を小さくすることができ、熱膨張によるひずみや性能低下を避けることができる。また、チャネル６、６…をダイシングソーで形成する際も同一材料であるため切削性が変わらず、チャネルを安定に形成することができる。
次に、図２６に示すように、２枚の圧電素子からなる基板４の上面にカバー基板９を固着する。固着手段は特に限定されず、エポキシ樹脂等の接着剤を用いて接着する手法が挙げられる。
カバー基板９としては、圧電素子と同じものを使用すると、貼り合せた時にソリ、変形、熱膨張係数の差による剥離等が起こらないため好ましい。また、圧電素子と同じ熱膨張係数を持つ非圧電性基板であってもよい。非圧電性基板としては、例えば成形、焼成等の工程を経て形成されるセラミックス基板、又は成形、焼成を必要としないで形成される基板等があり、焼成等の工程を経て形成されるセラミックス基板として、例えばＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、それらの混合、混融体、さらにＺｒＯ2、ＢｅＯ、ＡｌＮ、ＳｉＣ等を用いることができる。その他、有機材料からなる基板であってもよく、このような基板としては有機ポリマーや有機ポリマーと無機物のハイブリッド材料等が挙げられる。
次いで、チャネル６、６…に垂直な面でカットし、所定長さのハーモニカ型ヘッドチップを得る。図２７には図２６に示したカバー基板付きヘッドを上下逆さにした斜視図が示されており、同図に示すように、チャネル６、６…に垂直な面Ｃ１、Ｃ２でカットし、所定長さのハーモニカ型ヘッドチップを得る。図中、Ｃ１ａ、Ｃ２ａは、チャネル６、６…に垂直な面Ｃ１、Ｃ２によって切断されたカバー基板付きヘッド上の切断線である。
ここで、ハーモニカ型ヘッドチップとは、複数平行に並設される各チャネル６、６…の断面形状が長さ方向に亘って実質的に変わらず、各チャネル６、６…の入口と出口がヘッドチップの後面と前面に対向するように配置されているヘッドチップである。即ち、チャネル６、６…の入口から流入したインクは、チャネル６、６…内部をそのままほぼ直線状に流れてチャネル６、６…の出口に配されたノズルから吐出するようになっている。
この切断されるハーモニカ型ヘッドチップには貫通電極１０１が入るようにする。この態様は３分割して真中の部分を切出したものである。
図２７に示す態様では、３分割の両側の切出しを行っているが、この切出しでは貫通電極１０１が入っていない部分は無駄になるので、図２８に示すように、複数の貫通電極列を形成し、多数のハーモニカ型ヘッドチップを切出せるようにすることが好ましい。図示の例は、例えば３列の貫通電極列１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃを含む場合で、Ｃ１〜Ｃ４の切断面で切断することにより、３個のハーモニカ型ヘッドチップを得ることができる。なお、図面では切断面はＣ１とＣ４のみが示され、Ｃ２、Ｃ３は省略されている。図中、Ｃ１ａ、Ｃ４ａは、切断面Ｃ１、Ｃ４による切断線である。
次に、本発明の他の好ましい実施態様としては、図２９に示すような態様が挙げられる。図示の態様は上記のようにして製造された所定長さのハーモニカ型ヘッドチップ３００の後面に筐体型のマニフォールド２０を接着して共通インク室１０を形成したものである。
共通インク室１０が背面に固着された貫通電極付き基板３の上部には、フレキシブル基板１１が設けられている。フレキシブル基板１１は例えばポリイミドなどからなる基材１１Ａと電極１１Ｂによって構成され、該貫通電極の先端とフレキシブル基板１１の電極１１Ｂは導通可能に接続されている。従って、例えばＩＣ駆動回路を作動させると、フレキシブル基板１１の電極１１Ｂから貫通電極１０１を介して駆動壁の電極に駆動信号が送信されるようになる。
貫通電極１０１の先端（図面では上端）とフレキシブル基板１１とは、直接接続されていてもよく、また異方性導電フィルムや異方性導電ペーストなどを介して電気的に接続されるようにしてもよい。異方性導電フィルムは、熱硬化性樹脂フィルムに金属粒子が分散されているもので、異方性導電ペーストは、エポキシ系接着剤などに導電性粒子が分散されているものを使用できる。
なお、図２９には図示されていないが、ヘッドチップ３００の前面（図面上左側）には前面カバーが設けられ、チャネルに対応してノズルが各々設けられる。
次に、本発明の他の好ましい実施態様としては、図３０に示すような態様が挙げられる。図１９に示すような凹部付き基板３を用い、フレキシブル基板１１の電極１１Ｂにバンプ１１Ｃを設けておくことにより、位置合わせが容易となり、さらに接続が確実になる効果がある。バンプ１１Ｃを設ける手段は特に限定されない。なお、図３０は接続前の状態を示している。
次に、本発明の他の好ましい実施態様としては、図２９に示す態様をさらに改良した図３１に示す態様が挙げられる。
図３１において、ヘッドチップ３００の上部（図面上）に固着された同形状の貫通電極付き基板３の貫通電極１０１は先端に凹部１０５が形成されているものを使用する。ヘッドチップ３００の下部（図面上）にはヘッドチップ３００よりも後方（図面上）に延出させて下部カバー１２が設けられ、貫通電極付き基板３の上部には該貫通電極付き基板３より後方（図面上）に延出させて別の貫通電極付き基板１３が固着されている。
下部カバー１２の延出端部と貫通電極付き基板１３の延出端部は垂直面上に位置するように長さを整えて構成され、下部カバー１２の延出端部と貫通電極付き基板１３の延出端部の間に後端カバー１４を固着し、該下部カバー１２の延出端部、貫通電極付き基板１３の延出端部、後端カバー１４によって、ヘッドチップ３００及び貫通電極付き基板３の背面（図面上）に共通インク室１０が形成される。
貫通電極付き基板１３の貫通電極１３Ａは図面上、下方に突出させてあり（バンプが形成されている）、前記貫通電極付き基板３の貫通電極１０１の凹部１０５と嵌合するように構成される。このため位置合わせ、接続の確実性を担保されている。
前記貫通電極付き基板１３の上面には常法で電極１５が形成され、該電極１５は前記貫通電極付き基板１３の貫通電極１３Ａと電気的に導通可能に接続されている。
なお、上記の態様で、後端カバー１４は図示に限定されず、該下部カバー１２の延出端部と貫通電極付き基板１３の延出端部の各々の外面に固着されるようにしてもよい。
なおまた、図３１には図示されていないが、ヘッドチップ３００の前面（図面上左側）には前面カバーが設けられ、チャネルに対応してノズルが各々設けられる。
この実施態様では、図３０で示した態様より共通インク室を大きく取ることができ、インク射出時の流路の圧力損失を小さく抑えられる。また、図３１における貫通電極付き基板３と貫通電極付き基板１３、及びカバー基板９と下部カバー１２の接着面積は図２９における貫通電極付き基板３とマニフォールド２０の接着面積より広く取ることができるので接着強度の確保が容易であり、また製造も容易である。
次に、本発明の他の好ましい実施態様を図３２に基づいて説明する。
図示の例では、３列以上のチャネル列を有するインクジェットヘッドの内側に位置するチャネル列の駆動電極に貫通電極を介して接続する態様である。
この態様では、ヘッドチップ３００の背面（図面上右側）に貫通電極付き基板３を固着し、４列のチャネルに対応して２列ごとに別々の共通インク室１０Ａと１０Ｂを形成している。かかる共通インク室１０Ａと１０Ｂは基板３を加工して形成する。
貫通電極１０１Ａと１０１Ｂはチャネル６、６の内面に形成された駆動電極８、８と電気的に接続されている。貫通電極１０１Ａ及び１０１Ｂと、駆動電極８、８との接続には、接続電極１６、１６が介在している。接続電極１６、１６の作製方法としては、特開２００５−１４３２２号公報に開示されている方法を用いることができる。
チャネル列が３列以上となる場合は、内側に位置するチャネル列の各チャネルの駆動電極と外部からの駆動信号を供給するための入力部との電気的な接続が難しくなるので、本発明のような貫通電極付き基板の使用によって問題を解消できる。なお１本の共通インク室によって覆うチャネル列は図示では２列とされているが１列ごとに設けてもよい。また、各共通インク室に供給するインクの色を変えることにより、１つのヘッドで多色のプリントが可能なヘッドが実現できる。
貫通電極１０１Ａ、１０１Ｂの駆動電極側と反対側の電気的な接続は、格別限定されないが、例えば図２１に示す態様を採用できる。すなわち、貫通電極１０１に接続された複数の配線１０６を基板３に形成し、配線１０６はフレキシブル基板１１によって図示しない駆動回路に電気的に接続されるように構成される。
なお、図３２に示す態様では、貫通電極が介在しない駆動電極に関しても図示のように駆動回路に電気的に接続可能に構成されている。また、ヘッドチップ３００の前面（図面上左側）には前面カバー１７が設けられ、４列のチャネルに対応してノズル１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄが各々設けられている。
なお、以上説明したインクジェットヘッドのように、駆動壁７、７…をくの字型にせん断変形させることによってチャネル６内のインクを吐出させるタイプのインクジェットヘッドでは、隣り合うチャネル６、６から同時にインクを吐出することはできない。このため、図３３に示すように、チャネルの一つおきに、インクを吐出する吐出チャネル６１とインクを吐出しない空チャネル６２とを配置したヘッドチップ４００を有する独立駆動タイプのインクジェットヘッドを構成する場合がある。図中、１７ａはノズルである。
このような独立駆動タイプのインクジェットヘッドでは、吐出チャネル６１内の駆動電極８には、各々画像データに応じて駆動信号が独立に印加されるが、全ての空チャネル６２内の駆動電極８には共通の電圧（接地）が与えられるため、全ての空チャネル６２内の駆動電極８を一まとめにして取り扱うことが可能であり、この場合には、貫通電極付き基板として、特に図９に示した貫通電極付き基板３１、図１３に示した貫通電極付き基板３３及び図１５に示した貫通電極付き基板３４のいずれかを用いることが好ましい。
図３４は、図９に示す貫通電極付き基板３１を用いて、図２９と同様に構成された独立駆動タイプのインクジェットヘッドを、その貫通電極付き基板３１の側から見た図である。
貫通電極付き基板３１は、図９に示す通り、貫通電極１０１に金属線を用いており、相対的に浅い溝１００ａ内の金属線により構成されるＰ列と深い溝１００ｂ内の金属線により構成されるＱ列との間に非導電性領域が形成されている。このため、そのいずれかの列、例えばここではＰ列の各貫通電極１０１がヘッドチップの空チャネル内の駆動電極と電気的に接続するようにすれば、ヘッドチップにフレキシブル基板１１を圧着して駆動回路との接続を行う場合には、図示するように、Ｑ列の各貫通電極１０１をフレキシブル基板１１の個別配線１１１とそれぞれ接続させ、Ｐ列の貫通電極１０１をフレキシブル基板１１の共通配線１１２によってまとめて接続させることができる。
このとき、フレキシブル基板１１の個別配線１１１は、一つおきの貫通電極１０１に対応させればよいため、チャネルが高い密度で配列されていても、個別配線１１１の密度をそれ程上げる必要がなく、個別配線１１１の形成も比較的容易となる。
この貫通電極付き基板３１では、Ｐ列とＱ列との間の非導電性領域は、図９に示す通り、相対的に浅い溝１００ａと深い溝１００ｂとの深さの差によって形成されるため、この深さの差を大きくとることによって、この非導電性領域を大きくし、個別配線１１１と共通配線１１２との間の短絡を防止することが容易となる。貫通電極付き基板３３、３４の場合は、図１３、図１５にそれぞれ示す通り、各溝１００の深さを大きくとることによって、Ｐ列とＱ列との間の非導電性領域を大きくとることができる。
これら貫通電極付き基板３１、３３、３４を独立駆動タイプのインクジェットヘッドに用いる場合、以上のようにフレキシブル基板１１によって共通電極を一まとめにする方法に限らず、図３５に示すように、貫通電極付き基板３１、３３、３４そのものに予め配線をパターン形成するようにしてもよい。
図３５は貫通電極付き基板３１のＱ列の各貫通電極１０１にそれぞれ個別配線１０６ａをパターン形成し、Ｐ列の各貫通電極１０１には、それらを一まとめにして接続する共通配線１０６ｂをパターン形成している。貫通電極着付き基板３３、３４にも同様に適用できる。この個別配線１０６ａ、共通配線１０６ｂの形成方法は、図２１の場合と同様の方法を採用することができる。
これら貫通電極付き基板３１、３３、３４は、独立駆動タイプのインクジェットヘッドだけでなく、全チャネルを吐出チャネルとするインクジェットヘッドにも好ましく用いることができる。
図３６は、図９に示す貫通電極付き基板３１を用いて、図２９と同様に構成された全チャネルを吐出チャネルとするインクジェットヘッドを、その貫通電極付き基板３１の側から見た図である。
ここでは、全貫通電極１０１にフレキシブル基板１１の個別配線１１１が接続されるが、貫通電極付き基板３１のＰ列の貫通電極１０１に接続する個別配線１１１とＱ列の貫通電極１０１に接続する個別配線１１１とをそれぞれ反対方向となるように振り分けて引き出している。これによれば、隣り合う個別配線１１１の密度を半分にすることができるので、個別配線１１１の形成も比較的容易であると共に、個別配線１１１同士の短絡の危険も低減できる。
フレキシブル基板１１は、図３７に示すように、一方の端部を他方の端部側に折り返すことにより、同一側で駆動回路等との接続を行うことができる。
１：基板
１００：溝
１０１：導電性部材（貫通電極）
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ：貫通電極列
１０２：レジスト
１０３：メッキ膜
１０４：バンプ
１０５：凹部
１０６：配線
１０６ａ：個別配線
１０６ｂ：共通配線
２：カバー基板
３、３１、３２、３３、３４：貫通電極付き基板
４：圧電材料基板
４Ａ、４Ｂ：基板
５：基板前躯体
６：チャネル
６１：吐出チャネル
６２：空チャネル
７：駆動壁
８：駆動電極
９：カバー基板
１０：共通インク室
１１：フレキシブル基板
１１Ａ：基材
１１Ｂ：電極
１１Ｃ：バンプ
１１１：個別配線
１１２：共通配線
１２：下部カバー
１３：別の貫通電極付き基板
１４：後端カバー
１５：電極
１６：接続電極
１７：前面カバー
１７ａ：ノズル
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ：ノズル孔
２０：マニフォールド
１００：溝
２００：接着剤
３００：ハーモニカ型ヘッドチップ
４００：独立駆動タイプのハーモニカ型ヘッドチップ
１００：溝
１０１：導電性部材（貫通電極）
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ：貫通電極列
１０２：レジスト
１０３：メッキ膜
１０４：バンプ
１０５：凹部
１０６：配線
１０６ａ：個別配線
１０６ｂ：共通配線
２：カバー基板
３、３１、３２、３３、３４：貫通電極付き基板
４：圧電材料基板
４Ａ、４Ｂ：基板
５：基板前躯体
６：チャネル
６１：吐出チャネル
６２：空チャネル
７：駆動壁
８：駆動電極
９：カバー基板
１０：共通インク室
１１：フレキシブル基板
１１Ａ：基材
１１Ｂ：電極
１１Ｃ：バンプ
１１１：個別配線
１１２：共通配線
１２：下部カバー
１３：別の貫通電極付き基板
１４：後端カバー
１５：電極
１６：接続電極
１７：前面カバー
１７ａ：ノズル
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ：ノズル孔
２０：マニフォールド
１００：溝
２００：接着剤
３００：ハーモニカ型ヘッドチップ
４００：独立駆動タイプのハーモニカ型ヘッドチップ
Claims (11)
- 所定のピッチで形成された複数のチャネルと各チャネルに対応して設けられた複数の駆動電極とを有するインクジェットヘッドの前記駆動電極の各々に対して、貫通電極が電気的に導通するように設けられるインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法であって、
基板にダイシングソーを用いて該インクジェットヘッドの前記チャネルと同ピッチに溝を形成する工程と、
該溝中に金属線からなる導電性部材を埋設し、該金属線と前記溝との隙間を接着剤で埋める工程と、
前記基板にカバー基板を固着する工程と、
前記固着された基板とカバー基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。 - 前記溝を形成する工程は、隣り合う溝を異なるグループとなるようにグループ化し、各グループ同士は、グループに属する溝の深さが異なるように形成することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
- 所定のピッチで形成された複数のチャネルと各チャネルに対応して設けられた複数の駆動電極とを有するインクジェットヘッドの前記駆動電極に対し、貫通電極が電気的に導通するように設けられるインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法であって、
基板に溝を形成する工程と、
該溝中に金属線からなる導電性部材を埋設し、該金属線と前記溝との隙間を接着剤で埋める工程と、
それぞれ溝中に前記導電性部材を設けた２枚の基板を、各基板の溝を形成した面が相対するように固着する工程と、
前記固着された２枚の基板を前記溝と垂直方向に所定幅に切断する工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。 - 前記基板に溝を形成する工程は、ダイシングソーを用いて前記インクジェットヘッドの前記チャネルと同ピッチに溝を形成すると共に、
前記各基板を固着する工程は、各基板の溝同士が相対するように固着することを特徴とする請求項３記載のインクジェット用貫通電極付き基板の製造方法。 - 前記基板に溝を形成する工程は、ダイシングソーを用いて前記インクジェットヘッドの前記チャネルの倍のピッチで溝を形成すると共に、
前記各基板を固着する工程は、各基板の溝同士が互い違いになるように固着することを特徴とする請求項３記載のインクジェット用貫通電極付き基板の製造方法。 - 前記金属線の直径Ａと前記溝の幅ａは、Ａ≦ａの関係であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
- 貫通電極付き基板を形成した後、該電極の片面又は両面にメッキによりバンプを形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
- 貫通電極付き基板を形成した後、該電極の片面又は両面をエッチングにより該基板の面より下位になるように除去することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
- 貫通電極付き基板を形成した後、該電極に導通した配線を形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッド用貫通電極付き基板の製造方法。
- 請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法で製造した基板に、分極方向が反対方向となるように固着した圧電材料からなる２枚の基板を固着する工程と、
この固着された２枚の圧電材料からなる基板に、前記貫通電極に対応する位置の各々にダイシングソーを用いてチャネルを加工形成しチャネルと駆動壁を交互に形成する工程と、
該駆動壁の表面に駆動電極を形成する工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 - 請求項１〜９のいずれかに記載の製造方法で製造した基板を配線電極として用い、３列以上のチャネル列を有するインクジェットヘッドの内側に位置するチャネル列の駆動電極に接続することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
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