JP4978357B2 - 配線ユニットの製造方法、及び液体吐出装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、給電電極と該給電電極に電気的に接続された配線とが一方の面上に設けられた第１絶縁層を有する配線ユニットに関し、特に、給電電極と他の電極等の対象物とを液状導電材によって電気的に接続可能な配線ユニットに関する。また本発明は、このような配線ユニットの製造方法と、該配線ユニットを用いて構成される液体吐出装置と、このような配線ユニットを用いた液体吐出装置の製造方法とに関する。

従来、インクジェット式プリンタをその一例とする液体吐出装置として、流路ユニット内に形成された液体流路を通じ、その下流端に形成された吐出口からインク等の液体を被記録体へ向けて吐出させるように構成したものが知られている。より詳しくは、液体流路の途中に所定の容積を有する圧力室が、一部に開口を有するようにして形成され、該圧力室の開口を覆うようにして、印加電圧により変形可能な圧電層が設けられている。この圧電層は、所定電位に保持される共通電極と、印加電圧により共通電極とは異なる所定電位が付与される駆動電極とによって挟まれた構成となっている。更に、駆動電極に所定の電位を付与するための給電電極が、駆動電極に対して近接配置され、これらの駆動電極と給電電極とはハンダによって電気的に接続された構成となっている（特許文献１参照）。

外部電源から給電電極へ電力が供給されると、これに接続された駆動電極に電圧が印加され、所定電圧に保持された共通電極との間に電位差が生じる。その結果、圧電層の形状が変化すると共に圧力室の容積も変化し、圧力室内の液体が加圧され、液体流路を通じて吐出口から外部へ吐出されるようになっている。
特開２００４−１１４６０９号公報

ところで、上述したような構成の液体吐出装置の場合、駆動電極とハンダとの電気的接点は、圧電層の厚み方向に沿って見た場合に圧力室が占める領域の外側に設けられている。即ち、一般にハンダは硬化状態での柔軟性に乏しいため、駆動電極との電気的接点を前記領域内に設けると、電圧を印加したときに、圧電層において圧力室に対応する部分の形状変化が妨げられてしまう。すると、圧力室の容積を適切に変化させることが困難になるため、これを回避するために駆動電極から前記領域外へ配線を延設し、該配線とハンダとを前記領域外にて接続している。

しかしながらこのような構成にすると、上述したように１つの圧力室に対してこれが占める前記領域外へまで電気的接続用の配線を延設する必要があるため、例えばインクジェット式プリンタのように複数の圧力室を備える場合にその高集積化が困難となる。その結果、流路ユニットの更なる小型化や、写真などの印刷物における解像度の更なる向上という要望を実現するのが困難になってしまう。

そこで本発明は、例えば液体吐出装置の構成部品として用いることにより、流路ユニットの小型化や吐出液体により形成される画像の解像度の向上を実現しつつ、圧電層を適切に形状変化させることが可能になると共に、独立して商取引の対象となり得る配線ユニットを提供することを目的とする。

より具体的に言えば、給電電極と対象物とを電気的に接続する液状導電材を封入しており、対象物に貼付することによって両者をこの液状導電材を介して容易に接続することができる配線ユニットを提供することを目的とする。また、このような配線ユニットの製造方法と、該配線ユニットを用いた液体吐出装置と、該配線ユニットを用いた液体吐出装置の製造方法とを提供することを目的とする。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る給電電極を有する配線ユニットの製造方法は、第１絶縁層と、前記給電電極および該給電電極に電気的に接続した配線と、前記給電電極を露出させる貫通孔を有する第２絶縁層と、該第２絶縁層が有する前記貫通孔を通じて前記給電電極を露出させる貫通孔を有する粘着層とがこの順序で並設された積層体を形成する工程と、前記第２絶縁層及び前記粘着層が有する前記貫通孔と前記第１絶縁層とによって形成された凹部に液状導電材を注入する工程と、前記粘着層に剥離可能な保護シートを貼付して前記液状導電材を封入する工程とを備えている。

このような構成とすることにより、給電電極と該給電電極に電気的に接続された配線とが一方の面上に設けられた第１絶縁層を有する配線ユニットであって、前記第１絶縁層上の前記配線を被覆する第２絶縁層と、該第２絶縁層の前記第１絶縁層とは反対側の面に設けられた粘着層と、該粘着層の前記第２絶縁層とは反対側の面に対して剥離可能に貼付された保護シートとを備え、前記第２絶縁層及び前記粘着層には、それぞれ前記給電電極を露出させる貫通孔が形成されており、該貫通孔と前記給電電極と前記保護シートとによって形成される空間には、液状導電材が封入された配線ユニットを簡単に製造することが可能であり、使用時には保護シートを剥離して容易に目的箇所に貼付することができる。

また本発明に係る液体吐出装置の製造方法は、第１絶縁層と、前記給電電極および該給電電極に電気的に接続した配線と、前記給電電極を露出させる貫通孔を有する第２絶縁層と、該第２絶縁層が有する前記貫通孔を通じて前記給電電極を露出させる貫通孔を有する粘着層とがこの順序で並設された積層体を形成する工程と、前記第２絶縁層及び前記粘着層が有する前記貫通孔と前記第１絶縁層とによって形成された凹部に液状導電材を注入する工程と、前記粘着層に剥離可能な保護シートを貼付して前記液状導電材を封入する工程と、を実行することによって給電電極を有する配線ユニットを製造し、更に、印加電圧により変形可能な圧電層を、吐出口へ通じる液体流路の途中に設けられた圧力室にその一方の面が対向するように設ける工程と、前記配線ユニットから前記保護シートを剥離する工程と、前記保護シートが剥離された前記配線ユニットを、前記圧電層の他方の面に対し、該圧電層の厚み方向視で前記圧力室が占める領域と前記配線ユニットが有する前記貫通孔とが重複するように、前記粘着層を介して貼付することにより、前記給電電極と前記圧電層とを前記液状導電材により電気的に接続する工程と、を実行することによって前記配線ユニットを備える液体吐出装置を製造する。

このような構成とすることにより、上述したような配線ユニットを用いて、給電電極と圧電層とが液状導電材を介して接続される液体吐出装置を容易に製造することが可能である。

また本発明に係る液体吐出装置の製造方法は、第１絶縁層と、前記給電電極および該給電電極に電気的に接続した配線と、前記給電電極を露出させる貫通孔を有する第２絶縁層と、該第２絶縁層が有する前記貫通孔を通じて前記給電電極を露出させる貫通孔を有する粘着層とがこの順序で並設された積層体を形成する工程と、前記第２絶縁層及び前記粘着層が有する前記貫通孔と前記第１絶縁層とによって形成された凹部に液状導電材を注入する工程と、前記粘着層に剥離可能な保護シートを貼付して前記液状導電材を封入する工程と、を実行することによって給電電極を有する配線ユニットを製造し、更に、印加電圧により変形可能な圧電層を、吐出口へ通じる液体流路の途中に設けられた圧力室にその一方の面が対向するように設ける工程と、前記圧電層の他方の面に、前記圧力室の位置に対応して駆動電極を接合する工程と、前記配線ユニットから前記保護シートを剥離する工程と、前記保護シートが剥離された前記配線ユニットを、前記圧電層の他方の面に対し、該圧電層の厚み方向視で前記圧力室が占める領域と前記配線ユニットが有する前記貫通孔とが重複するように、前記粘着層を介して貼付することにより、前記給電電極と前記圧電層とを前記液状導電材により電気的に接続する工程と、を実行することによって前記配線ユニットを備える液体吐出装置を製造する。

このような構成とすることにより、上述したような配線ユニットを用いて、給電電極と圧電層とが液状導電材及び駆動電極を介して接続される液体吐出装置を容易に製造することが可能である。

本発明に係る配線ユニットによれば、対象物に貼付することによって給電電極と対象物とを電気的に接続することができ、且つ可搬性が向上し取り扱いも容易となるために独立して商取引の対象となり得る。また、本発明に係る液体吐出装置によれば、上記配線ユニットを用いて液状導電材を介して給電電極と圧電層とを接続するため、流路ユニットの小型化や吐出液体により形成される画像の解像度の向上を実現しつつ、圧電層を適切に形状変化させることが可能になる。更に、本発明に係る配線ユニットの製造方法及び液体吐出装置の製造方法によれば、上述したような配線ユニットと液体吐出装置とを容易に実現することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る配線ユニット、該配線ユニットの製造方法、液体吐出装置、及び該液体吐出装置の製造方法について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

［配線ユニット］
図１は、本発明の実施の形態に係る配線ユニットの構成を示す断面図である。図１に示すように配線ユニット１は、ポリイミド等の絶縁材で形成された板状（又はシート状）の基材（第１絶縁層）２を備え、該基材２の一方の面（図１における下面）２ａには銅箔から成る給電電極３と配線４とが配設されている。この配線４は給電電極３との間で電気的に接続されており、図示しない外部電源からの電力を給電電極３へ供給するようになっている。

また、基材２の一方の面２ａには、貫通孔５ａを有する絶縁層（第２絶縁層）５が設けられており、基材２において一方の面２ａ上に設けられた配線４はこの絶縁層５によって被覆される一方、給電電極３は貫通孔５ａを通じて露出した状態となっている。なお、図１では給電電極３の一部分は絶縁層５によって被覆され、給電電極３は部分的に貫通孔５ａを通じて露出した構成となっているが、給電電極３の全てが貫通孔５ａを通じて露出するように構成してもよい。

絶縁層５において基材２とは反対側の面５ｂには粘着層６が設けられている。該粘着層６は、絶縁層５が有する貫通孔５ａと形状が整合する貫通孔６ａを有し、粘着層６は、貫通孔５ａ，６ａを通じて給電電極３が露出するようにして絶縁層５に接着されている。更に、粘着層６において絶縁層５とは反対側の面６ｂには剥離可能な保護シート７が接着されている。そして、貫通孔５ａ，６ａと給電電極３と保護シート７とによって、液密的な空間である第１収容空間８が形成され、この第１収容空間８には液状導電材９が封入されている。また、第１収容空間８は、液状導電材９が占める容積の他に余剰な容積を有しており、この容積は第１余剰空間８ａを形成している。

［配線ユニットの製造方法］
図２は、図１に示した配線ユニット１の製造方法を説明するための図面であり、（ａ）〜（ｄ）は夫々当該製造方法の第１工程〜第４工程を示している。なお、図２に示す配線ユニット１は、図１に示した配線ユニット１とは天地を逆転させて示している。

まず図２（ａ）に示す第１工程では、基材２の一方の面２ａ上に、電気的に接続された給電電極３と配線４とを配設する。次の第２工程では、給電電極３が貫通孔５ａ，６ａを通じて露出するようにして、基材２の一方の面２ａ上に絶縁層５及び粘着層６を順に配設して接合する（図２（ｂ）参照）。これにより、基材（第１絶縁層）２と、給電電極３及び配線４と、絶縁層（第２絶縁層）５と、粘着層６とがこの順序で並設された積層体が形成され、且つ絶縁層５及び粘着層６が有する貫通孔５ａ，６ａを通じて給電電極３が露出した状態となる。

なお、絶縁層５はフォトリソグラフィやスクリーン印刷によって形成することができ、前者にあっては塗布された感光物質の表面を部分的にマスクし、露光することによって上述したような形状の貫通孔５ａを形成することができる。また、微細な貫通孔５ａを形成する場合には、フォトリソグラフィの方がスクリーン印刷を用いるよりも好ましい。

図２（ｃ）に示す第３工程では、貫通孔５ａ，６ａと給電電極３とによって形成された凹部８ｂ内に液状導電材９を注入し、最後の第４工程では、粘着層６に保護シート７を貼付する（図２（ｄ）参照）。これにより、凹部８ｂの開口（即ち、粘着層６が有する貫通孔６ａの開口）は保護シート７によって閉塞されて第１収容空間８が形成され、該第１収容空間８には液状導電材９が封入された状態となる。

このようにして形成された配線ユニット１は、保護シート７を剥離して対象物に貼付することにより、給電電極３と対象物との間を液状導電材９を介して容易に電気的に接続することができる。また、液状導電材９を介して接続するため、対象物が後述する圧電層２０のように変形するものであっても、電気的な接続状態を確保することができる。また、保護シート７によって液状導電材９が封入されているため、配線ユニット１から液状導電材９が漏れ出るのを防止することができる。更に、第１収容空間８には第１余剰空間８ａが設けられているため、液状導電材９が熱膨張した場合であっても、その膨張分を第１余剰空間８ａにて吸収することができる。

［液体吐出装置］
次に、上述したような配線ユニット１を用いた液体吐出装置１０について、インクジェット式プリンタを例にとって説明する。

図３は、本発明の実施の形態に係る液体吐出装置１０の構成を示す模式的斜視図である。図３に示すように、インクジェット式プリンタである液体吐出装置１０は、筐体１２に架設されたガイドロッド１３を有し、このガイドロッド１３には、キャリッジ１４がガイドロッド１３に沿ってスライド可能に支持されている。キャリッジ１４の下部には記録ヘッド１５が設けられており、該記録ヘッド１５は下方へ向けてインク（液体）を吐出可能に構成されている。

ガイドロッド１３の両端部近傍にはプーリ１７，１７が配設されており、両プーリ１７，１７間にはタイミングベルト１８が巻回されている。一方のプーリ１７には正逆回転可能なモータ１９の出力軸が接続されており、このモータ１９の回転駆動により、タイミングベルト１８は一方向及び他方向へ周回可能となっている。また、このタイミングベルト１８には上記キャリッジ１４が接続されており、タイミングベルト１８が周回するのに伴ってキャリッジ１４と共に記録ヘッド１５がガイドロッド１３に沿って一方向及び他方向へと往復移動する。

記録ヘッド１５の下方は、被記録体を成す記録用紙１０ａの搬送経路となっており、ガイドロッド１３に対して回転軸心が平行となるようにして筐体１２に架設された紙送りローラ２１によって、該搬送経路に沿って記録用紙１０ａは記録ヘッド１５の下方を搬送される。従って、記録用紙１０ａの上方に記録ヘッド１５が位置しているときに、記録用紙１０ａを断続的に搬送させつつ記録ヘッド１５を往復移動させ、且つこれらの動作中に記録ヘッド１５からインクを吐出することにより、記録用紙１０ａ上の所定の位置にインクを付着させて所望の画像を形成することができる。

なお、以下の説明において「走査方向」とは記録ヘッド１５がガイドロッド１３に沿って移動する方向といい、「搬送方向」とは記録ヘッド１５の直下を記録用紙１０ａが搬送される方向をいうものとし、これらと異なる場合やその他の方向については、適宜そのときに説明を付すものとする。

図４は、記録ヘッド１５を上方から見たときの構成を示す模式的平面図であり、図５は、図４に示す記録ヘッド１５をV-V線で切断したときの構成を示す模式的断面図である。図４に示すように記録ヘッド１５は、後述する液体流路３０（図４参照）が内部に形成された流路ユニット５０と、その上面に接続されたアクチュエータ５１とから主に構成されている。流路ユニット５０の上部には、走査方向に長寸の長円形状を成す複数の圧力室孔２１ａが、搬送方向に並設されて１つの圧力室孔列２１ｂを形成しており、このような圧力室孔列２１ｂが走査方向に隣接して複数（図４では２つ）並設されている。また、アクチュエータ５１は、上述した配線ユニット１と、この配線ユニット１が有する給電電極３への電圧の印加によって変形する後述の圧電層２０などから構成された駆動層５１ａとを有している（図５も参照）。

記録ヘッド１５の構成について更に詳述すると、まず、図５に示すように記録ヘッド１５が有する流路ユニット５０は、上方から順に圧力室プレート２１と接続流路プレート２２とマニホールドプレート２３とノズルプレート２４とが夫々積層接着された構成となっている。

圧力室プレート２１には、上述したような長円形状を成す圧力室孔２１ａ（図４も参照）が形成されており、圧力室プレート２１の下面に接続される接続流路プレート２２には、圧力室孔２１ａの一端に連通する液体流入孔２２ａと、圧力室孔２１ａの他端に連通する第１液体流出孔２２ｂとが形成されている。マニホールドプレート２３は、開口面積が比較的大きく搬送方向へ延びるマニホールド孔２３ａを有し（図４も参照）、該マニホールド孔２３ａは、１つの圧力室孔列２１ｂ（図４参照）を構成する全ての圧力室孔２１ａとの間で、各液体流入孔２２ａを通じて連通している。また、マニホールドプレート２３には、マニホールド孔２３ａとは別に第２液体流出孔２３ｂが形成されており、該第２液体流出孔２３ｂは第１液体流出孔２２ｂを通じて圧力室孔２１ａに連通している。更にノズルプレート２４は、第１液体流出孔２２ｂ及び第２液体流出孔２３ｂを通じて圧力室孔２１ａに連通するノズル孔２４ａを有し、該ノズル孔２４ａは、下方へ向かうに従って口径が小さくなるように形成されている。

このような各プレート２１〜２４が積層接着されると、上述したマニホールド孔２３ａが、ノズルプレート２４においてノズル孔２４ａ以外の部分により下方から閉鎖され、且つ接続流路プレート２２の液体流入孔２２ａ及び第１液体流出孔２２ｂ以外の部分によって部分的に上方から閉鎖されることにより、共通液室３１が形成されている。また、圧力室孔２１ａは、圧力室プレート２１に積層接着される金属製の振動板２５により上方から閉鎖され、且つ接続流路プレート２２の液体流入孔２２ａ及び第１液体流出孔２２ｂ以外の部分によって部分的に下方から閉鎖されることにより、圧力室３３を形成している。

更に、接続流路プレート２２が有する液体流入孔２２ａは、上記共通液室３１と圧力室３３との間を連通する液体流入路３２を成し、接続流路プレート２２とマニホールドプレート２３とが夫々有して互いに連通する第１液体流出孔２２ｂ及び第２液体流出孔２３ｂは、圧力室３３とノズル孔２４ａとの間を連通する液体流出路３４を成している。そして、共通液室３１、液体流入路３２、圧力室３３、液体流出路３４、及びノズル孔２４ａによって、インクが通流する一続きの液体流路３０が構成されている。

また、図４に示すように、２つの圧力室孔列２１ｂに対応して設けられた２つの共通液室３１は互いに連通しており、これらの共通液室３１は、圧力室プレート２１及び接続流路プレート２２に形成された貫通孔３５を通じて、記録ヘッド１５とは別個に設けられたインクタンク（図示せず）に連通している。従って、インクタンクからのインクは、貫通孔３５を通じて共通液室３１へ供給され、この共通液室３１からノズル孔２４ａへ至る液体流路３０内に充満される。そして、圧力室３３の上壁を成す振動板２５がアクチュエータ５１の駆動により振動すると、圧力室３３の容積が変化し、圧力室３３内のインクに圧力が付与されて該インクは液体流路３０の下流側へ圧送され、ノズル孔２４ａから外部へ噴射される。

次に、アクチュエータ５１について説明する。図４に示すようにアクチュエータ５１は、上層を成す配線ユニット１と下層を成す駆動層５１ａとから構成されており、このうち駆動層５１ａは、圧電層２０と、これを挟む共通電極４０及び駆動電極４１とを有している。

駆動層５１ａについてより詳説すると、共通電極４０は振動板２５の上面（流路ユニット５０に対向する面とは反対側の面）に積層されており、該共通電極４０の上面には圧電層２０が積層されている。この圧電層２０は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であって強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料から成っており、共通電極４０の上面にて複数の圧力室３３に跨って層状に形成されている。また、その形成方法としては公知の成膜技術を用いればよく、例えば、サブミクロンサイズの微粒子をガスと混合させてエアロゾル状にし、ノズルを通して吹き付けるＡＤ法を用いることができる。なお、振動板２５の上面にはアルミナ等から成る非導電層が成膜され、この非導電層の上面に共通電極４０が配設されているため、振動板２５と共通電極４０とは互いに電気的には絶縁された状態となっている。

駆動電極４１は圧電層２０の上面に配設されており、例えば銀−パラジウム系ペーストなどの導電性ペーストをスクリーン印刷することにより形成でき、圧電層２０の厚み方向視（即ち、平面視）で圧力室３３が占める領域、即ち圧力室領域３３ａ（図４及び図５参照）と重複するように設けられている。また、図４に示すように本実施の形態に係る駆動電極４１は、長円形状を成す圧力室領域３３ａの長手方向寸法及び幅方向寸法と夫々略同寸法の対角線を有する菱形を成し、圧力室領域３３ａからはみ出ないように（全てが収まるように）配設されている。なお、圧力室領域３３ａは上述したように平面視で圧力室３３が占める領域であるため、圧電層２０においてこの圧力室領域３３ａと重複する部分は、インクをノズル孔２４ａから吐出させるに際し、印加電圧によって大きく変形可能な活性部を成すことが好ましい。

一方、アクチュエータ５１の上層を成す配線ユニット１は、図１を用いて説明したように、ポリイミド製の基材２と、この一方の面２ａに配設された給電電極３及び配線４と、絶縁層５と、粘着層６とから構成されている。そして、絶縁層５及び粘着層６が有する貫通孔５ａ，６ａを通じて給電電極３が、圧電層２０において圧力室領域３３ａと重複する部分に対向するようにして、粘着層６が圧電層２０に積層接着されることにより、配線ユニット１は駆動層５１ａに接続されてアクチュエータ５１が構成されている。その結果、アクチュエータ５１において給電電極３は駆動電極４１に対向配置された状態となっている。

また、配線ユニット１と駆動層５１ａとが接続された状態では、貫通孔５ａ，６ａと給電電極３と圧電層２０（又は駆動電極４１）とによって液密的な空間である第２収容空間６０が形成される。そして、配線ユニット１が第１収容空間８に有していた液状導電材９は、この第２収容空間６０に封入される。また、第２収容空間６０は、液状導電材９が占める容積の他に余剰の容積を有しており、この容積は第２余剰空間６０ａを形成している。

［液体吐出装置の製造方法］
次に、上述した液体吐出装置１０の製造方法について説明する。図６は、液体吐出装置１０が備える記録ヘッド１５の製造方法を示す図面であり、（ａ）〜（ｄ）は夫々当該製造方法の第１工程〜第４工程を示している。なお、以下では液体吐出装置１０のうち記録ヘッド１５の製造方法について説明しているが、液体吐出装置１０が備える他の構成については公知の製造方法を適用することができるため、その説明は省略する。

図６（ａ）に示すように第１工程では、流路ユニット５０の上部に設けられた振動板２５の上面に共通電極４０を積層し、更に該共通電極４０の上面に圧電層２０を積層する。次の第２工程では、圧電層２０の上面に駆動電極４１を配設する（図６（ｂ）参照）。これにより、圧電層２０の下面（圧力室３３に対向する面）には共通電極４０が接合され、上面には駆動電極４１が接合され、駆動層５１ａが形成される。また、駆動電極４１を圧電層２０に接合するに際しては、圧力室３３の位置に対応するように、より詳しくは、圧力室領域３３ａと重複するようにして駆動電極４１を設ける。

図６（ｃ）に示す第３工程では、図１に示した配線ユニット１から保護シート７を剥離する。そして図６（ｄ）に示す最終の第４工程では、保護シート７が剥離された配線ユニット１を、第２工程を終えて形成された駆動層５１ａに積層接着する。この第４工程での接着に際しては、配線ユニット１が有する貫通孔５ａ，６ａ（図６（ｃ）参照）を通じて給電電極３が、圧電層２０における圧力室領域３３ａに対応する部分と対向するようにする。より好ましくは、貫通孔５ａ，６ａの開口を圧力室領域３３ａと等しいかそれ以上に形成し、貫通孔５ａ，６ａ内に圧力室領域３３ａの全てが位置するようにして配線ユニット１と駆動層５１ａとを接着する。

この第４工程を終えることにより、貫通孔５ａ，６ａと給電電極３と圧電層２０（又は駆動電極４１）とによって液状導電材９を封入した第２収容空間６０が形成され、この液状導電材９を介して給電電極３と駆動電極４１とが電気的に接続される。なお、駆動電極４１は圧力室３３の位置に対応するように配設されているため、圧電層２０と液状導電材９との接点領域２０ａ（本実施の形態では、駆動電極４１と圧電層２０との接触領域と同じ）は、圧力室領域３３ａ内に位置している（図５参照）。なお、配線ユニット１が有する第１収容空間８には、液状導電材９の容積以外の第１余剰空間８ａが含まれているため、この配線ユニット１を駆動層５１ａに貼付して形成される第２収容空間６０にも、液状導電材９の容積以外の第２余剰空間６０ａが形成される。

このようにして形成された記録ヘッド１５は、配線４を通じて給電電極３に電圧が印加されると、液状導電材９を介して給電電極３と接続された駆動電極４１は、共通電極４０とは異なる電位とされる。これにより駆動電極４１と共通電極４０と間に生じる電界に起因して、両者に挟まれた圧電層２０の形状が変化すると共に振動板２５の形状も変化する。その結果、圧力室３３の容積が変化して、圧力室３３内のインクが液体流路３０を通じてノズル孔２４ａから外部へ吐出される（図５参照）。

以上に説明した液体吐出装置１０によれば、配線ユニット１を用いて給電電極３と駆動電極４１とを液状導電材９を介して容易に接続することができる。また、液状導電材９を介して両者を電気的に接続しているため、圧電層２０において圧力室領域３３ａに対応する部分であって印加電圧によって形状が変化する部分（活性部）に、液状導電材９を直接的に接触させても、圧電層２０における前記部分（活性部）の形状変化が妨げられない。

また、このような接続形態が可能であるため、圧力室３３の高集積化を図ることができ、記録ヘッド１５の小型化や、吐出液体によって形成される画像の高解像度化を図ることも可能である。また、圧電層２０と液状導電材９との間を駆動電極４１を介して接続しているため、駆動電極４１として比較的滑らかな表面形状を有するものを採用することにより、駆動電極４１と液状導電材９との接触面積を大きく確保でき、結果的に圧電層２０と液状導電材９とを低抵抗により接続することができる。

更に、アクチュエータ５１が有する第２収容空間６０には、液状導電材９以外に第２余剰空間６０ａが形成されている。従って、記録ヘッド１５の駆動時などに生じる熱によって液状導電材９が膨張したとしても、その膨張容積分を第２余剰空間６０ａにて収容することができ、第２収容空間６０から液状導電材９が漏れ出るのを防止することができる。

なお、配線ユニット１は上述した液体吐出装置１０の他、任意の対象物に対して貼付して用いることができ、貼付された対象物と給電電極３との間を、液状導電材９を介して電気的に接続することができる。

［記録ヘッドの他の構成］
図７は、他の構成を成す記録ヘッド７０の断面図である。この記録ヘッド７０は、圧電層２０の上面に駆動電極４１が設けられておらず、配線ユニット１が有する液状導電材９は、圧電層２０の上面と直接的に接続されている。そしてこのときも、液状導電材９と圧電層２０との接点領域２０ａは圧力室領域３３ａ内に位置している。なお、記録ヘッド７０が備えるその他の構成については、既に説明した記録ヘッド１５において対応する部分と同様の構成になっているため、これと同じ符号を付すことによりその説明は省略する。

また、このような記録ヘッド７０の製造方法は、既に説明した記録ヘッド１５の製造方法において、図６（ｂ）に示す第２工程（駆動電極４１を配設する工程）を省略し、第１工程と第３工程〜第４工程によって構成されるものと同様である。従って、その説明については図６を用いて説明した内容を参照するものとし、ここでの詳説は省略する。

このような記録ヘッド７０においても、既に説明した記録ヘッド１５と同様に、配線ユニット１を用いて給電電極３と圧電層２０とを容易に接続することができる。また、圧電層２０において圧力室領域３３ａに対応する部分（活性部）が印加電圧によって形状変化するのを妨げることがなく、且つ圧力室３３の高集積化や記録ヘッド７０の小型化を実現することができる。更に、駆動電極４１を備えていないため、部品点数及び製造工数が削減され、コストの低減を図ることが可能である。

［液状導電材の種類］
ところで、上述した配線ユニット１が備える液状導電材９には、配線ユニット１を対象物（例えば、上述した駆動層５１ａ）に貼付して使用するときに、所定の流動性と所定の導電性を有する公知の材料を採用することができる。

例えば、水晶振動子の支持に用いられる導電性接着剤を液状導電材９として用いることができる。このような導電性接着剤としては、エポキシ系樹脂又はポリイミド系樹脂、流動性確保の観点からより好ましくはシリコン系樹脂を母材（バインダーともいう）とし、この母材に金、銀、銅、ニッケル、アルミ、カーボン、グラファイトなどの金属粉から成る導電フィラーを練り込んだものがある。また市販製品としては、株式会社スリーボンド社製の3300シリーズのうち、液状タイプのものや、藤倉化成株式会社製のドータイトシリーズが利用しうる。

また、低融点のイオン液体を用いることも可能である。イオン液体は、蒸気圧がほぼゼロであって難燃性であり、粘性が低く導電性が高いという特徴を有し、イミダゾリウム系、ビリジニウム系、及び脂肪族系のものがある。イミダゾリウム系のイオン液体としては、関東化学株式会社製のAEImBr、AEImBF4、AEImTFSI、ABImBr、ABImBF4、ABImTFSI、AAImBr、AAImBF4、AAImTFSIなど（これらは正確には、1-アリル-3-アルキルイミダゾリウム系）が市販製品としてある。また、脂肪族系のイオン液体としては、同じく関東化学株式会社製のTMPA TFSI、PP13 TFSI、P13 TFSI、P14 TFSIなどがある。

その他、公知の導電性ポリマー（例えば、ティーエーケミカル株式会社製のBaytron PEDOTなど）や、常温で液体の金属であるガリンスタンなども利用しうる。

液状導電材９として何れの材料を採用するかは、液体吐出装置１０が使用されているときの配線ユニット１の温度範囲内での流動特性（換言すれば、硬化特性）の他、各材料自身の体積抵抗率（Ωｃｍ）や、液状導電材９と接触する駆動電極４１及び給電電極３との接触抵抗（ｍΩ）などを考慮して適宜決定すればよい。

［配線ユニットの他の構成］
図８は、他の構成を成す配線ユニット８０を示す断面図である。図８に示す配線ユニット８０は、図１に示した配線ユニット１において基材２と絶縁層５とが入れ替わった如くの構成となっている。より詳しく説明すると、配線ユニット８０は、ポリイミド等の絶縁材で形成された板状（又はシート状）の基材（第２絶縁層）８２を備え、該基材８２の一方の面（図８における上面）８２ａには銅箔から成る給電電極８３と配線８４とが配設されている。この配線８４は給電電極８３との間で電気的に接続されており、図示しない外部電源からの電力を給電電極８３へ供給するようになっている。

基材８２の一方の面８２ａには絶縁層（第１絶縁層）８５が設けられており、この絶縁層８５によって給電電極８３及び配線８４は被覆されている。また、基材８２にはレーザー又はエッチングによって形成された貫通孔８２ｂが設けられており、この貫通孔８２ｂを通じて給電電極８３が露出した状態となっている。なお、図８では貫通孔８２ｂを通じて給電電極８３が部分的に露出した構成となっているが、給電電極８３の全てが貫通孔８２ｂを通じて露出するように構成してもよい。

基材８２の他方の面８２ｃには粘着層６が設けられている。この粘着層６は、基材８２が有する貫通孔８２ｂと形状が整合する貫通孔６ａを有し、粘着層６は、貫通孔８２ｂ，６ａを通じて給電電極８３が露出するようにして基材８２に接着されている。更に、粘着層６において基材８２とは反対側の面６ｂには剥離可能な保護シート７が接着されている。そして、貫通孔８２ｂ，６ａと給電電極８３と保護シート７とによって、液密的な空間である第１収容空間８が形成され、この第１収容空間８には液状導電材９が封入されている。また、第１収容空間８は、液状導電材９が占める容積の他に余剰な容積を有しており、この容積は第１余剰空間８ａを形成している。

この配線ユニット８０の製造工程は次のとおりである。まず、予め貫通孔８２ｂが形成された基材８２の一方の面８２ａに、給電電極８３及び配線８４を形成する。給電電極８３及び配線８４は例えばスクリーン印刷によって形成する。このとき、給電電極８３は貫通孔８２ｂから露出するように位置決めされて形成される。次に、基材８２の一方の面８２ａにフォトリソグラフィやスクリーン印刷によって給電電極８３及び配線８４を完全に被覆するように絶縁層（第１絶縁層）８５を形成する。その後、基材８２の他方の面８２ｃに貫通孔６ａを有する粘着層６を形成する。これにより、絶縁層（第１絶縁層）８５と、給電電極８３及び配線８４と、基材（第２絶縁層）８２と、粘着層６とがこの順序で並設された積層体が形成され、且つ基材８２及び粘着層６が有する貫通孔８２ｂ，６ａを通じて給電電極８３が露出した状態となる。そして、貫通孔８２ｂ，６ａと給電電極８３によって画定された凹部に液状導電材９を注入し、粘着層６に保護シート７を接着することで配線ユニット８０の製造が完了する。

このような構成の配線ユニット８０においても、図１に示した配線ユニット１と同様に、保護シート７を剥離して対象物に貼付することにより、給電電極８３と対象物との間を液状導電材９を介して容易に電気的に接続することができる。また、液状導電材９を介して接続するため、対象物が圧電層２０（図５参照）のように変形するものであっても、電気的な接続状態を確保することができる。また、保護シート７によって液状導電材９が封入されているため、配線ユニット８０から液状導電材９が漏れ出るのを防止することができる。また、第１収容空間８には第１余剰空間８ａが設けられているため、液状導電材９が熱膨張した場合であっても、その膨張分を第１余剰空間８ａにて吸収することができる。更に、配線ユニット８０は既に説明した液体吐出装置１０に適用することもでき、この場合、配線ユニット１を適用した場合と同様の作用効果を奏することができる。

本発明は、給電電極と対象物とを電気的に接続するための配線ユニットに適用することができる。また本発明は、このような配線ユニットの製造方法、該配線ユニットを用いた液体吐出装置、及び該液体吐出装置の製造方法に適用することができる。

本発明の実施形態に係る配線ユニットの構成を示す断面図である。 図１に示す配線ユニットの製造方法を説明するための図面であり、（ａ）〜（ｄ）は夫々第１工程〜第４工程を示している。 本発明の実施の形態に係る液体吐出装置の構成を示す模式的斜視図である。 記録ヘッドを上方から見たときの構成を示す模式的平面図である。 図４に示す記録ヘッドをV-V線で切断したときの構成を示す模式的断面図である。 図３に示す液体吐出装置が備える記録ヘッドの製造方法を示す図面であり、（ａ）〜（ｄ）は夫々第１工程〜第４工程を示している。 他の構成を成す記録ヘッドの断面図である。 他の構成を成す配線ユニットを示す断面図である。

符号の説明

１ 配線ユニット
２ 基材（第１絶縁層）
３ 給電電極
４ 配線
５ 絶縁層（第２絶縁層）
５ａ 貫通孔
６ 粘着層
６ａ 貫通孔
７ 保護シート
８ 第１収容空間
８ａ 第１余剰空間
８ｂ 凹部
９ 液状導電材
１０ 液体吐出装置
１５ 記録ヘッド
２０ 圧電層
２１ａ 圧力室孔
２１ｂ 圧力室孔列
３０ 液体流路
３３ 圧力室
３３ａ 圧力室領域
４０ 共通電極
５０ 流路ユニット
５１ アクチュエータ
５１ａ 駆動層
６０ 第２収容空間
６０ａ 第２余剰空間
７０ 記録ヘッド
８０ 配線ユニット
８２ 基材（第２絶縁層）
８２ｂ 貫通孔
８３ 給電電極
８４ 配線
８５ 絶縁層（第１絶縁層）

Claims (3)

1. 給電電極を有する配線ユニットの製造方法であって、
   第１絶縁層と、前記給電電極および該給電電極に電気的に接続した配線と、前記給電電極を露出させる貫通孔を有する第２絶縁層と、該第２絶縁層が有する前記貫通孔を通じて前記給電電極を露出させる貫通孔を有する粘着層とがこの順序で並設された積層体を形成する工程と、
   前記第２絶縁層及び前記粘着層が有する前記貫通孔と前記第１絶縁層とによって形成された凹部に液状導電材を注入する工程と、
   前記粘着層に剥離可能な保護シートを貼付して前記液状導電材を封入する工程と
   を備えることを特徴とする配線ユニットの製造方法。
2. 第１絶縁層と、前記給電電極および該給電電極に電気的に接続した配線と、前記給電電極を露出させる貫通孔を有する第２絶縁層と、該第２絶縁層が有する前記貫通孔を通じて前記給電電極を露出させる貫通孔を有する粘着層とがこの順序で並設された積層体を形成する工程と、
   前記第２絶縁層及び前記粘着層が有する前記貫通孔と前記第１絶縁層とによって形成された凹部に液状導電材を注入する工程と、
   前記粘着層に剥離可能な保護シートを貼付して前記液状導電材を封入する工程と、
   を実行することによって給電電極を有する配線ユニットを製造し、
   更に、
   印加電圧により変形可能な圧電層を、吐出口へ通じる液体流路の途中に設けられた圧力室にその一方の面が対向するように設ける工程と、
   前記配線ユニットから前記保護シートを剥離する工程と、
   前記保護シートが剥離された前記配線ユニットを、前記圧電層の他方の面に対し、該圧電層の厚み方向視で前記圧力室が占める領域と前記配線ユニットが有する前記貫通孔とが重複するように、前記粘着層を介して貼付することにより、前記給電電極と前記圧電層とを前記液状導電材により電気的に接続する工程と、
   を実行することによって前記配線ユニットを備える液体吐出装置を製造する方法。
3. 第１絶縁層と、前記給電電極および該給電電極に電気的に接続した配線と、前記給電電極を露出させる貫通孔を有する第２絶縁層と、該第２絶縁層が有する前記貫通孔を通じて前記給電電極を露出させる貫通孔を有する粘着層とがこの順序で並設された積層体を形成する工程と、
   前記第２絶縁層及び前記粘着層が有する前記貫通孔と前記第１絶縁層とによって形成された凹部に液状導電材を注入する工程と、
   前記粘着層に剥離可能な保護シートを貼付して前記液状導電材を封入する工程と、
   を実行することによって給電電極を有する配線ユニットを製造し、
   更に、
   印加電圧により変形可能な圧電層を、吐出口へ通じる液体流路の途中に設けられた圧力室にその一方の面が対向するように設ける工程と、
   前記圧電層の他方の面に、前記圧力室の位置に対応して駆動電極を接合する工程と、
   前記配線ユニットから前記保護シートを剥離する工程と、
   前記保護シートが剥離された前記配線ユニットを、前記圧電層の他方の面に対し、該圧電層の厚み方向視で前記圧力室が占める領域と前記配線ユニットが有する前記貫通孔とが重複するように、前記粘着層を介して貼付することにより、前記給電電極と前記圧電層とを前記液状導電材により電気的に接続する工程と、
   を実行することによって前記配線ユニットを備える液体吐出装置を製造する方法。

Images