JP5720682B2 - インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、複数のチャネル列の各チャネルに対して駆動信号を印加した際のクロストークを簡単な方法で防止し得るようにしたインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。

従来、チャネルを区画する駆動壁に形成された駆動電極に所定の駆動信号（駆動電圧）を印加することにより駆動壁を変形させ、そのとき発生する圧力を利用してチャネル内のインクをノズルから吐出させるようにしたインクジェットヘッドとして、前面及び後面にそれぞれチャネルの開口部が配置された所謂ハーモニカ型のヘッドチップを有するものが知られている。

このようなハーモニカ型のヘッドチップは、駆動電極がチャネル内に臨んでいて外部に露出していないため、如何にして各駆動電極と駆動回路との電気的接続を行うかが課題である。複数並設されるチャネル列のうち、外側に位置するチャネル列は、各チャネルからヘッドチップの端部にかけて駆動電極と導通する接続電極を形成することで、このヘッドチップの端部においてＦＰＣ等との電気的接続を行うことが容易であるのに対し、内側に位置するチャネル列の駆動電極に対する駆動信号の印加もヘッドチップの端部から行なおうとする場合、各駆動電極と導通する接続電極を外側のチャネル列を越えてヘッドチップの端部まで形成しなくてはならないためである。

従来、内側のチャネル列の駆動電極と導通する電極をヘッドチップの端部まで形成するものとして、特許文献１に示すものが知られている。これを図１２に示す。図１２Ａはヘッドチップの背面図、図１２Ｂは図１２Ａにおけるxi−xi線に沿う断面図である。ここではＯ−Ｏ線を中心とする４列のチャネル列のうちの片側の２列のみを示している。

このヘッドチップ１００は、チャネル列１０１Ａ、１０１Ｂのうちの内側のチャネル列１０１Ｂの各チャネル１０１内の駆動電極１０４と導通する接続電極１０２Ｂを、ヘッドチップ１００の後面１００ａに対して、外側のチャネル列１０１Ａの各チャネル１０１の間の駆動壁１０３上を通ってヘッドチップ１００の端部１００ｂまで形成している。これにより、ヘッドチップ１００の端部１００ｂには、外側のチャネル列１０１Ａの各チャネル１０１から引き出された接続電極１０２Ａと内側のチャネル列１０１Ｂの各チャネル１０１から引き出された接続電極１０２Ｂとが交互に配列され、このヘッドチップ１００の端部１００ｂにおいてＦＰＣ等との電気的接続を容易にしている。

また、同様に、内側のチャネル列の駆動電極と導通する電極をヘッドチップの端部まで形成するものとして、特許文献２に示すものが知られている。これを図１３に示す。図１３Ａはヘッドチップの背面図、図１３Ｂは図１３Ａにおけるxii−xii線に沿う断面図である。ここでもＯ−Ｏ線を中心とする４列のチャネル列のうちの片側の２列のみを示している。

このヘッドチップ２００は、チャネル列２０１Ａ、２０１Ｂのうちの内側のチャネル列２０１Ｂの各チャネル２０１内の駆動電極２０４と導通する接続電極を、該Ｂ列のチャネル２０１から引き出された第１の接続電極２０２Ｂと、ヘッドチップ２００の端部２００ｂに形成した第２の接続電極２０３Ｂとに分断して形成し、この第１の接続電極２０２Ｂと第２の接続電極２０３Ｂとの間に亘って積層体２０５を設けている。

積層体２０５は絶縁層２０５ａと金属層２０５ｂとからなり、絶縁層２０５ａ側がヘッドチップ２００の後面２００ａ側となるように配置されている。積層体２０５において第１の接続電極２０２Ｂ及び第２の接続電極２０３Ｂと重なる部位は、金属層２０５ｂが絶縁層２０５ａを貫通する貫通部２０５ｃによって第１の接続電極２０２Ｂ及び第２の接続電極２０３Ｂとそれぞれ導通している。これにより、ヘッドチップ２００の端部２００ｂには、外側のチャネル列２０１Ａの各チャネル２０１から引き出された接続電極２０２Ａと、積層体２０５を介して内側のチャネル列２０１Ｂの各駆動電極２０４と導通する第２の接続電極２０３Ｂとが交互に配列され、このヘッドチップ２００の端部２００ｂにおいてＦＰＣ等との電気的接続を容易にしている。

特開２００２−２８３５６０号公報 特開２００９−２７４３２８号公報

図１２に示す特許文献１記載の技術は、ヘッドチップ１００の後面１００ａに対して直接的に接続電極を密着形成することによって、比較的容易に内側のチャネル列１０１Ｂの駆動電極と導通する接続電極１０２Ｂを外側のチャネル列を越えてヘッドチップ１００の端部１００ｂまで形成することができるが、チャネル密度が高密度になるにつれて、接続電極１０２Ｂを通すべきチャネル間隔（駆動壁の厚み）はますます狭くなり、更にＬ長（チャネルの駆動長）が短くなるにつれ、接続電極１０２Ｂを密着形成させた駆動壁１０３を有するチャネル１０１とのクロストークが問題となってくる。

つまり、図１２Ｂに示すように、内側のチャネル列１０１Ｂの各チャネル１０１を駆動させるために、ヘッドチップ１００の後面１００ａにおける外側のチャネル列１０１Ａの駆動壁１０３上に密着形成された接続電極１０２Ｂに駆動信号を印加した場合、その駆動壁１０３に本来設けられている駆動電極１０４との間で電圧差が生じてしまうと、図中に破線で示す部分の駆動壁１０３が予期せぬタイミングで変形してしまい、最悪の場合、その外側のチャネル列１０１Ａのチャネル１０１からインク滴を吐出させてしまう問題がある。

一方、図１３に示す特許文献２記載の技術によれば、外側のチャネル列２０１Ａの駆動壁上には直接電極が密着形成されないため、クロストークの問題はない。

しかしながら、第１の接続電極２０２Ｂと第２の接続電極２０３Ｂとをつなげるために、ヘッドチップ２００の後面２００ａに対して積層体２０５を別途形成する必要があり、生産性の観点で問題を残している。しかも、積層体２０５は、金属層２０５ｂが第１の接続電極２０２Ｂと第２の接続電極２０３Ｂの部位において絶縁層２０５ａを貫通する必要があるため、絶縁層２０５ａにスルーホールやランドを形成しなくてはならない。これらスルーホールやランドは小径化が難しく、チャネルが高密度化されるにつれ、チャネル間の幅が狭小になり、且つ、接続電極のピッチも狭小になり、ヘッドチップの後面に形成することが難しくなる問題があった。

そこで、本発明は、各チャネルの駆動電極と導通する接続電極を、他のチャネル列におけるチャネル間の駆動壁上を通ってヘッドチップの端部まで形成しても、クロストークを発生させることがなく、チャネルの高密度化にも容易に対応可能なインクジェットヘッドを提供することを課題とする。

また、本発明は、チャネルの駆動電極と導通する接続電極を、他のチャネル列におけるチャネル間の駆動壁上を通ってヘッドチップの端部まで形成しても、クロストークを発生させることがなく、チャネルの高密度化にも容易に対応可能なインクジェットヘッドを簡単に作成することができるインクジェットヘッドの製造方法を提供することを課題とする。

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記載の発明は、チャネルと圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されてなるチャネル列が複数並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、
前記ヘッドチップの後面に、前記ヘッドチップの一端側の端部に対して相対的に遠い一のチャネル列の前記チャネルから前記端部に対して相対的に近い他のチャネル列における前記チャネル間の駆動壁上を通って前記端部にかけて連続する単線状の接続電極がそれぞれ形成され、該接続電極を介して前記駆動電極に駆動信号を印加することにより、前記駆動壁を変形させて前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、
前記ヘッドチップの後面において、前記他のチャネル列の駆動壁上を通るように形成される前記接続電極と前記駆動壁表面との間に、絶縁膜が介設されていることを特徴とするインクジェットヘッドである。

請求項２記載の発明は、前記絶縁膜は、無機絶縁材料からな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である。

請求項３記載の発明は、前記無機絶縁材料は、ＳｉＯ_２又はＡｌ_２Ｏ_３であることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドである。

請求項４記載の発明は、前記絶縁膜は、有機絶縁材料からな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である。

請求項５記載の発明は、前記有機絶縁材料は、感光性樹脂材料であることを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッドである。

請求項６記載の発明は、前記有機絶縁材料は、ポリイミドであることを特徴とする請求項４又は５記載のインクジェットヘッドである。

請求項７記載の発明は、チャネルと圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されてなるチャネル列が複数並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、
前記ヘッドチップの後面に、前記ヘッドチップの一端側の端部に対して相対的に遠い一のチャネル列の前記チャネルから前記端部に対して相対的に近い他のチャネル列における前記チャネル間の駆動壁上を通って前記端部にかけて連続する単線状の接続電極がそれぞれ形成され、該接続電極を介して前記駆動電極に駆動信号を印加することにより、前記駆動壁を変形させて前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記ヘッドチップの後面における少なくとも前記接続電極が通る前記駆動壁の表面に絶縁膜を形成した後、
前記絶縁膜が形成された前記ヘッドチップの後面に対して、前記接続電極を形成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である。

請求項８記載の発明は、前記絶縁膜を、無機絶縁材料を用いてスパッタリング法によってパターン形成することを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッドの製造方法である。

請求項９記載の発明は、前記絶縁膜は、ＳｉＯ_２又はＡｌ_２Ｏ_３であることを特徴とする請求項８記載のインクジェットヘッドの製造方法である。

請求項１０記載の発明は、前記絶縁膜を、有機絶縁材料を用いてインクジェット法によってパターン形成することを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッドの製造方法である。

請求項１１記載の発明は、前記絶縁膜を、感光性樹脂材料を用いて露光、現像によってパターン形成することを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッドの製造方法である。

請求項１２記載の発明は、前記絶縁膜は、ポリイミドであることを特徴とする請求項１０又は１１記載のインクジェットヘッドの製造方法である。

本発明によれば、各チャネルの駆動電極と導通する接続電極を、他のチャネル列におけるチャネル間の駆動壁上を通ってヘッドチップの端部まで形成しても、クロストークを発生させることがなく、チャネルの高密度化にも容易に対応可能なインクジェットヘッドを提供することができる。

また、本発明によれば、チャネルの駆動電極と導通する接続電極を、他のチャネル列におけるチャネル間の駆動壁上を通ってヘッドチップの端部まで形成しても、クロストークを発生させることがなく、チャネルの高密度化にも容易に対応可能なインクジェットヘッドを簡単に作成することができるインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。

ヘッドチップの背面図 図１のii−ii線に沿う断面図 図１のiii−iii線に沿う断面図 本発明に係るインクジェットヘッドの分解斜視図 ヘッドチップへの絶縁膜の形成方法を説明する図 ヘッドチップへの絶縁膜の形成方法を説明する図 ヘッドチップへの絶縁膜の別の形成方法を説明する図 ヘッドチップへの絶縁膜の別の形成方法を説明する図 ヘッドチップへの絶縁膜の別の形成方法を説明する図 ヘッドチップへの絶縁膜の別の形成方法を説明する図 絶縁膜の他の態様に係るヘッドチップの背面図 絶縁膜の更に他の態様に係るヘッドチップの背面図 図９のx−x線に沿う断面図 ６列のチャネル列を有するヘッドチップを示す背面図 従来のヘッドチップの背面図 図１２Ａのxi−xi線に沿う断面図 従来のヘッドチップの背面図 図１３Ａのxii−xii線に沿う断面図

本発明におけるヘッドチップは、チャネルと圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されてなるチャネル列が複数並設されている。ヘッドチップは、前面及び後面にそれぞれチャネルの開口部が配置され、各チャネル内に臨む駆動壁の表面には駆動電極が形成されている。

このようなヘッドチップは、六面体からなるいわゆるハーモニカ型のヘッドチップであり、駆動壁両面の各駆動電極に所定の駆動信号を印加するため、ヘッドチップの後面に、各チャネルから他のチャネル列におけるチャネル間の駆動壁上を通ってヘッドチップの端部にかけて連続する単線状の接続電極がそれぞれ形成されている。各駆動電極には、この接続電極を介して駆動信号を印加することによって該駆動壁をくの字状に変形させ、チャネル内に供給されたインクに吐出のための圧力変化を与え、ヘッドチップの前面に配置されたノズルからインク滴として吐出させる。

本発明では、このようなハーモニカ型のヘッドチップにおいて、ノズルが配置されてインクが吐出される側の面を「前面」、その反対側の面を「後面」と定義する。

各接続電極は、ヘッドチップの後面におけるチャネル列と平行な端部に配列される。各接続電極には、このヘッドチップの後面における端部を利用して駆動信号の印加がなされる。このため、接続電極が導通するチャネルとヘッドチップの端部との間に他の１又は２以上のチャネル列が配置される場合、その接続電極は、他のチャネル列のチャネル間の駆動壁上を通ってヘッドチップの端部に至るように連続する単線状に形成される。

ここで、「連続する単線状に形成される」とは、ヘッドチップの後面に形成される接続電極が、対応するチャネルからヘッドチップの端部にかけて、途切れることなく１本の線状に形成されていることを意味する。従って、電気的にはつながっていても、離れた電極間を別の配線部材を用いて橋渡しするように接続する構成は含まれない。

ヘッドチップに設けられるチャネル列数は２列以上であればよいが、チャネル列数が多くなると、チャネル間の駆動壁の限られた幅内に配線すべき接続電極の本数が多くなるため、８列以下であることが好ましい。

このようなヘッドチップの後面において、チャネル列の駆動壁上を通るように形成される接続電極と駆動壁表面との間に、絶縁膜が介設される。従って、他のチャネル列のチャネル間の駆動壁上を通ってヘッドチップの端部にかけて形成される接続電極は、必ずこの絶縁膜の表面を通って形成される。

このため、他のチャネル列のチャネル間の駆動壁上を通る接続電極は、少なくともこの駆動壁上の部位において該駆動壁と直に接することはなく、この接続電極に所定電圧の駆動信号を印加しても電圧が駆動壁に漏れ出るおそれはなく、クロストークを発生させるおそれはない。しかも、接続電極は連続する単線状に形成されているため、従来の絶縁層と金属層とからなる積層体を用いる場合のように、スルーホールやランドを形成する必要がないので、チャネルが高密度化された場合の極めて狭小なチャネル間の幅や電極ピッチにも容易に対応可能である。

絶縁膜は、ヘッドチップの後面において接続電極が形成されるチャネル間の駆動壁表面のみに局所的に形成されていてもよいし、このチャネル間の駆動壁表面を含む他の領域、例えばヘッドチップの後面全面（但し、チャネルの開口部は除く。）に形成されていてもよい。

絶縁膜としては、無機絶縁材料、有機絶縁材料のいずれからなるものであってもよい。
また、絶縁膜の厚みは０．１〜２０μｍが適当である。

無機絶縁材料としては、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ガラス等を用いることができる。中でもＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３が好ましく、スパッタリング法を用いることにより、ヘッドチップの後面に対して、ドライフィルム等の適宜のマスク材を用いることにより、所望パターンの絶縁膜を容易に形成することができる。

また、有機絶縁材料としては、感光性樹脂材料が好ましく用いられる。感光性樹脂材料は、ヘッドチップの後面に対して貼着した後、露光、現像処理によって所望パターンの絶縁膜を容易に形成することができる。絶縁膜は、液状の有機絶縁材料を用いてインクジェット法によってヘッドチップの後面に対して積層することによって形成してもよく、この場合も所望パターンの絶縁膜を容易に形成することができる。これらの有機絶縁材料にはポリイミド等を用いることができる。

本発明に係る製造方法は、ヘッドチップの後面における少なくとも接続電極が通る駆動壁の表面に絶縁膜を形成した後、その絶縁膜が形成されたヘッドチップの後面に対して、接続電極を連続する単線状に形成する。

この方法によれば、ヘッドチップの後面に対して絶縁膜を形成した後に各接続電極を形成するだけでよいため、クロストークの発生を防止できると共に高密度化に対応可能なヘッドチップを容易に作製することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１はヘッドチップの背面図、図２は図１のii−ii線に沿う断面図、図３は図１のiii−iii線に沿う断面図、図４は本発明に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。

ヘッドチップ１は、圧電素子からなる駆動壁１１Ａ、１１Ｂとチャネル１２Ａ、１２Ｂとが交互に並設されたチャネル列が、図示上下方向に複数並設されている。このヘッドチップ１において、図示下側に位置する最も外側の端部のチャネル列をＡ列、Ａ列のチャネル列に隣接する一つ内側（図示上側）のチャネル列をＢ列とする。

なお、本実施形態に示すヘッドチップ１は図示上下方向に４列に並設されたチャネル列を有するものを想定しているが、４列のチャネル列を有するヘッドチップ１は図中のＯ−Ｏ線を中心にして上下対称形状であるため、ここでは下側の２列のチャネル列のみを図示している。従って、４列のチャネル列は、最も外側の端部に位置する２列のチャネル列がＡ列、その内側に位置する２列のチャネル列がＢ列とみなすことができる。チャネル列数が２列のみからなるヘッドチップの場合は、Ｏ−Ｏ線部分がヘッドチップの上端部に相当する。また、チャネル列数が３列からなるヘッドチップの場合は、Ｏ−Ｏ線側にもう１列のチャネル列が配置され、図示するＡ列のチャネル列と上下対称となる。

ヘッドチップ１の前面１ａ及び後面１ｂには、それぞれ各チャネル１２Ａ、１２Ｂの開口部が対向している。ここでは、Ａ列とＢ列とでは、各チャネル１２Ａ、１２Ｂのピッチが半ピッチずれて形成されている。

各チャネル１２Ａ、１２Ｂの内面（チャネル１２Ａ、１２Ｂの内面に臨む駆動壁１１Ａ、１１Ｂの表面を含む。）には、それぞれＮｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属膜からなる駆動電極１３が密着形成されている。

ヘッドチップ１の後面１ｂには、Ａ列の全てのチャネル１２Ａ内の駆動電極１３と導通するＡ列用接続電極１４Ａが、該チャネル１２Ａからチャネル列と直交する方向（図示上下方向）のうちの図示下方のヘッドチップ１の後面１ｂにおける下端部１ｃにかけてそれぞれ個別に引き出し形成されており、該下端部１ｃにおいてＡ列のチャネル１２Ａと同一ピッチで並列している。このＡ列用接続電極１４Ａは、チャネル１２Ａから下端部１ｃにかけてどこにも途切れのない連続する単線状の金属膜によって形成されている。

また、同じくヘッドチップ１の後面１ｂには、Ｂ列の各チャネル１２Ｂ内の駆動電極１３と導通するＢ列用接続電極１４Ｂが、該チャネル１２Ｂから、Ａ列用接続電極１４Ａが形成された同じ下端部１ｃにかけてそれぞれ個別に引き出し形成されており、該下端部１ｃにおいてＡ列用接続電極１４Ａと交互となるように並列している。このＢ列用接続電極１４Ｂも、チャネル１２Ｂから下端部１ｃにかけてどこにも途切れのない連続する単線状の金属膜によって形成されており、ヘッドチップ１の後面１ｂにおいて、各チャネル１２ＢからＡ列のチャネル１２Ａ間の駆動壁１１Ａ上を通って下端部１ｃまで延びている。

ここで、ヘッドチップ１の後面におけるＡ列の各チャネル１２Ａ間の駆動壁１１Ａ表面には、それぞれ個別に絶縁膜１５が密着形成されている。このため、Ｂ列用接続電極１４Ｂは、Ａ列を跨ぐ部位において、この絶縁膜１５の表面に載った状態となり（図２、３参照）、ヘッドチップ１の後面１ｂには直に接していない。従って、Ｂ列用接続電極１４Ｂに印加された所定電圧の駆動信号が圧電素子からなる駆動壁１１Ａに漏れ出るおそれはなく、駆動壁１１Ａが予期せぬタイミングで動いてしまうクロストークの問題はない。

このように絶縁膜１５が駆動壁１１Ａ表面に個別に設けられる場合、絶縁膜１５は、駆動壁１１Ａの表面部分にＢ列用接続電極１４Ｂが直に接触しないように設けられればよいが、クロストークの発生をより確実に防止する観点から、Ａ列のチャネル１２Ａの高さ（チャネル１２Ａのチャネル列方向と直交する方向の長さ）をＬ１、絶縁膜１５の長さ（チャネル列方向と直交する方向の長さ）をＬ２とした時（図２参照）、Ｌ１＜Ｌ２とすることが好ましい。

ヘッドチップ１の前面１ａには、ノズルプレート２が接合されている。ノズルプレート２には、Ａ列及びＢ列の各チャネル１２Ａ、１２Ｂに対応する位置にノズル２１が開設されている。

また、ヘッドチップ１の後面１ｂには配線基板３が接合される。配線基板３は、少なくともヘッドチップ１の後面１ｂよりも大判な、例えばガラス、セラミックス等からなる板状部材であり、その中央部には、ヘッドチップ１の後面１ｂよりも小さく、且つ、該後面１ｂに開口する全てのチャネル１２Ａ、１２Ｂを含む大きさの開口３１を有している。

配線基板３におけるヘッドチップ１との接合面には、ヘッドチップ１の後面１ｂの両端部にそれぞれ配列されているＡ列用接続電極１４ＡとＢ列用接続電極１４Ｂにそれぞれ対応するように、開口３１の周縁の対向する縁部から配線基板３の外縁にかけて配線電極３２が形成されている。そして、この配線基板３が、ヘッドチップ１の後面１ｂに対して異方性導電性接着剤等を用いて接合されることで、Ａ列用接続電極１４ＡとＢ列用接続電極１４Ｂがそれぞれ配線電極３２と電気的に接続される。これにより、各チャネル１２Ａ、１２Ｂ内の駆動電極１３は、Ａ列用接続電極１４Ａ又はＢ列用接続電極１４Ｂ及び配線電極３２を介して配線基板３の両端部３ａまで引き出される。

この配線基板３の両端部３ａは、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等の電気配線部材４との接合部とされており、この電気配線部材４を介して不図示の駆動回路からの駆動信号が各駆動電極１３に印加されるようになっている。

配線基板３の背面側には、不図示のインクマニホールドが設けられ、開口３１を通して各チャネル１２Ａ、１２Ｂに対して共通にインクが供給される。

次に、このヘッドチップ１の後面１ｂに対して絶縁膜１５を形成する方法について、図５〜図７を用いて説明する。

図５は、絶縁膜１５として有機絶縁材料であるポリイミド製の感光性樹脂材料（ドライフィルム）を用いた例である。

この場合、まず、ヘッドチップ１の後面１ｂにおけるＡ列のチャネル列を覆う程度の大きさのドライフィルム５を用意し、これをＡ列の各チャネル１２Ａ及び各駆動電極１１Ａを完全に被覆するように貼着する（図５Ａ）。その後、公知の方法に従って、Ａ列の各駆動壁１１Ａの表面のみにドライフィルム５が個別に残存するように該ドライフィルム５を露光、現像処理によってパターニングする。これによってヘッドチップ１の後面１ｂにおける各駆動壁１１Ａの表面のみに部分的にドライフィルムからなる絶縁膜１５が形成される（図５Ｂ）。

この後は、適宜公知の方法に従って、絶縁膜１５が形成されたヘッドチップ１の後面１ｂに対して金属膜をパターン形成することにより、図１に示すように、Ａ列用接続電極１４Ａ及びＢ列用接続電極１４Ｂを連続した単線状に形成する。これによりＢ列用接続電極１４Ｂは、Ａ列の各駆動壁１１Ａ上の部位において絶縁膜１５の表面に形成され、ヘッドチップ１の後面１ｂとは直に接触しない。

絶縁膜１５を有機絶縁材料を用いてインクジェット法によってパターン形成する場合、インクジェット法は任意のパターンをレジスト等のマスク材を用いることなく容易に形成することができるので、図５Ｂのようにヘッドチップ１の後面１ｂにおける各駆動壁１１Ａの表面のみに部分的に絶縁膜１５が形成されるように、該後面１ｂに対してインクジェットヘッドから有機絶縁材料を直接吐出することにより、有機絶縁材料からなる塗膜によって絶縁膜１５をパターン形成すればよい。

図６、図７は、絶縁膜１５としてスパッタリングが可能な無機絶縁材料であるＳｉＯ_２又はＡｌ_２Ｏ_３を用いた例である。

この場合、まず、ヘッドチップ１の後面１ｂの全面にマスク材としてのレジスト６を製膜する（図６Ａ）。その後、公知の方法に従って、このレジスト６をパターニングすることにより、後に絶縁膜１５を形成すべき箇所、すなわちＡ列の各駆動壁１１Ａの表面の部位のみに部分的に開口６１を形成する（図６Ｂ）。

次いで、開口６１が形成されたレジスト６の表面に対し、無機絶縁材料をスパッタリング法によって適用し、後面１ｂの全面に無機絶縁材料からなる膜７を製膜する（図７Ａ）。このとき、開口６１の部位では、無機絶縁材料はヘッドチップ１の後面１ｂに直接密着形成される。

その後、レジスト６を剥離することにより、開口６１を通してヘッドチップ１の後面１ｂに直接密着形成された膜７の部位によって、Ａ列の各駆動壁１１Ａの表面のみに部分的に無機絶縁材料からなる絶縁膜１５が形成される（図７Ｂ）。

この後は、蒸着法等の適宜公知の方法に従って、絶縁膜１５が形成されたヘッドチップ１の後面１ｂに対して金属膜をパターン形成することにより、図１に示すように、Ａ列用接続電極１４Ａ及びＢ列用接続電極１４Ｂを連続した単線状に形成する。これによりＢ列用接続電極１４Ｂは、Ａ列の各駆動壁１１Ａ上の部位において絶縁膜１５の表面に形成され、ヘッドチップ１の後面１ｂとは直に接触しない。

図８は、絶縁膜の別の態様を示している。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため説明は省略する。

この絶縁膜１６は、Ａ列の全てのチャネル１２Ａを取り囲むように設けられている点で絶縁膜１５とは異なっている。すなわち、絶縁膜１６は、Ａ列の全てのチャネル１２Ａを取り囲み、且つ、各チャネル１２Ａに対応する領域が開口した１つの膜状に形成されており、Ｂ列用接続電極１４ＢがＡ列を跨ぐ部位の各駆動壁１１Ａの表面を被覆している。

このような絶縁膜１６によれば、Ａ列に沿う一続きの膜状に形成されているため、各駆動壁１１Ａの表面のみに個別に形成される絶縁膜１５に比べ、絶縁膜１６の剥離が生じにくい利点がある。

図９、図１０は、絶縁膜の別の態様を示している。図１０は図９のx−x線に沿う断面図である。図１、図２と同一符号の部位は同一構成の部位であるため説明は省略する。

この絶縁膜１７は、ヘッドチップ１の後面１ｂのほぼ全面を覆うように設けられている点で絶縁膜１５、１６とは異なっている。すなわち、絶縁膜１７は、ヘッドチップ１の後面１ｂのほぼ全面を覆い、且つ、各チャネル１２Ａ、１２Ｂに対応する領域が開口した１つの膜状に形成されている。従って、Ｂ列用接続電極１４ＢがＡ列を跨ぐ部位の各駆動壁１１Ａの表面も被覆している。

Ａ列及びＢ列の各チャネル１２Ａ、１２Ｂには、それぞれチャネル１２Ａ、１２Ｂの開口とＡ列用接続電極１４Ａ、Ｂ列用接続電極１４Ｂとの接続部位を囲む領域に、開口部１７１が個別に形成されている。従って、Ａ列用接続電極１４Ａ及びＢ列用接続電極１４Ｂは、この開口部１７１の部位においては、ヘッドチップ１の後面１ｂに対して直に密着形成されている。

このような絶縁膜１７によれば、絶縁膜１６と同様、各駆動壁１１Ａの表面のみに個別に形成される絶縁膜１５に比べて剥離が生じにくい利点がある。しかも、絶縁膜１７の開口部１７１において、Ａ列用接続電極１４Ａ及びＢ列用接続電極１４Ｂがヘッドチップ１の後面１ｂに対して直に密着するので、Ａ列用接続電極１４Ａ及びＢ列用接続電極１４Ｂと各駆動電極１３との接続部位の周辺において絶縁膜１７が介在せず、安定した導通状態を形成することができる。

また、絶縁膜１７は、ヘッドチップ１の後面１ｂにおける下端部１ｃ側が、該下端部１ｃまで達しておらず、下端部１ｃの手前までとなっている。このため、絶縁膜１７と下端部１ｃとの間には、チャネル列に沿う方向に絶縁膜１７が設けられていないことによってヘッドチップ１の後面１ｂが露出する露出部１７２が所定幅で形成されている。Ａ列用接続電極１４Ａ及びＢ列用接続電極１４Ｂは、下端部１ｃにおいて、この露出部１７２上に配列されており、この部分においてもヘッドチップ１の後面１ｂに対して直に密着している。

この露出部１７２の部位は、配線基板３との接合領域となる部位であり、このように露出部１７２においてＡ列用接続電極１４Ａ及びＢ列用接続電極１４Ｂがヘッドチップ１の後面１ｂに直に密着し、間に絶縁層１７が介在しないことで、配線基板３が接合されてインクジェットヘッドとされた際に受ける様々な剥がれ応力に対し、ヘッドチップ１とＡ列用接続電極１４Ａ及びＢ列用接続電極１４Ｂと配線基板３との間の安定した接合状態を維持することができる。

図１１は、ヘッドチップ１に６列のチャネル列が設けられている場合を示す背面図である。

ここでも、６列のチャネル列を有するヘッドチップ１は図中のＯ−Ｏ線を中心にして上下対称形状であるため、下側の３列のチャネル列のみを図示している。６列のチャネル列は、最も外側の端部に位置するチャネル列がそれぞれＡ列、その一つ内側に位置するチャネル列がそれぞれＢ列、更に一つ内側に位置するチャネル列がそれぞれＣ列とみなすことができる。

この６列のチャネル列の場合、Ｂ列の各チャネル１２Ｂからヘッドチップ１の下端部１ｃにかけて形成されるＢ列用接続電極１４Ｂが、Ａ列の駆動壁１１Ａ表面の絶縁膜１５を通ることは上述した通りであるが、Ｂ列の駆動壁１１Ｂ上にも絶縁膜１５が形成されており、Ｃ列の各チャネル１２Ｃからヘッドチップ１の下端部１ｃにかけて形成されるＣ列用接続電極１４Ｃが、Ｂ列の駆動壁１１Ｂ表面の絶縁膜１５上を通り、更にＡ列の駆動壁１１Ａ表面の絶縁膜１５上を通ってヘッドチップ１の下端部１ｂに至るように形成される。

この場合は、Ｃ列用接続電極１４Ｃを介してＣ列の各チャネル１２Ｃに印加される駆動信号が、他のＡ列及びＢ列の各チャネル１２Ａ、１２Ｂに影響を与えるおそれがない。

チャネル列数が５列からなるヘッドチップの場合は、Ｏ−Ｏ線を挟んで反対側に、図１に示した構造と同様の２列のチャネル列、Ａ列用接続電極１４Ａ、Ｂ列用接続電極１４Ｂ及び絶縁膜１５が形成される。チャネル列数が７列又は８列からなるヘッドチップの場合は、Ｃ列よりも更にＯ−Ｏ線側にもう１列（Ｄ列）のチャネル列が配置され、そのＤ列用接続電極が、Ｃ列の駆動壁１１Ｃ上、Ｂ列の駆動壁１１Ｂ上、Ａ列の駆動壁１１Ａ上を通って、ヘッドチップ１の下端部１ｃにかけて連続する単線状に形成されることになる。

このように５列以上のチャネル列とする場合も、絶縁膜は、図８又は図９に示した態様と同様の絶縁膜１６、１７によって形成してもよい。

以下、本発明によるクロストークの改善効果を実施例によって例証する。

ヘッドチップは、以下に示す仕様のハーモニカ型ヘッドチップを用いた。
チャネル：２５６チャネル×４列
Ｌ長：１．０ｍｍ
チャネル高さ（Ｌ１：図２参照）：２００μｍ
チャネル幅：８２μｍ
チャネルピッチ：１４１μｍ
駆動壁幅：５９μｍ
ノズル径：２３μｍ

このヘッドチップの後面に対し、図１と同様のパターンで、最も外側に位置するチャネル列（Ａ列）の各駆動壁表面のみに、絶縁材料を用いて個別に絶縁膜を形成した。絶縁膜の形成方法及び膜厚を表１に示す。

次いで、絶縁膜形成後のヘッドチップの後面に対し、電極金属としてＡｌを用い、図１同様のパターンでＡ列用接続電極及びＢ列用接続電極を蒸着法によって形成した。

クロストークの評価は、最も外側のチャネル列（Ａ列）のノズルαのみを駆動させた時に、そのノズルαからインクが６ｍ／ｓｅｃで射出される駆動電圧を用いて、ノズルαを駆動させる駆動壁上にＢ列用接続電極が配線されている内側のチャネル列（Ｂ列）のノズルβとＡ列のノズルαとを同時に駆動させ、その時のノズルαからインクが射出される速度の６ｍ／ｓｅｃに対する比を求めることにより行なった。

なお、比較として、絶縁膜を形成しない以外は上記と全く同じ仕様のヘッドチップを用い、上記同様にしてＡ列とＢ列に同時に駆動電圧を印加した。このとき、Ａ列のノズルから射出されるインク滴は、Ｂ列用接続電極を介してＢ列のノズルに印加された駆動電圧がＡ列の駆動壁に漏れ出てクロストークが発生することによって速度が低下し、６ｍ／ｓｅｃに対して平均０．１２ｍ／ｓｅｃ（２％）の速度差が発生した。従って、Ａ列とＢ列に同時に駆動電圧を印加した際にＡ列のノズルから射出されるインク滴の速度が、６ｍ／ｓｅｃに対して小さな速度差となっていれば、クロストークは改善されたものとみなすことができる。

ここでは、平均の速度差が０．０６ｍ／ｓｅｃ（１％）以下であればクロストークは改善されたとみなした。その結果を表１に示す。

１：ヘッドチップ
１ａ：前面
１ｂ：後面
１ｃ：下端部
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ：駆動壁
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ：チャネル
１３：駆動電極
１４Ａ：Ａ列用接続電極
１４Ｂ：Ｂ列用接続電極
１４Ｃ：Ｃ列用接続電極
１５、１６、１７：絶縁膜
１７１：開口部
１７２：露出部
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：配線基板
３１：開口
３２：配線電極
４：電気配線部材
５：ドライフィルム
６：レジスト
６１：開口
７：無機絶縁材料からなる膜

Claims (12)

1. チャネルと圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されてなるチャネル列が複数並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、
   前記ヘッドチップの後面に、前記ヘッドチップの一端側の端部に対して相対的に遠い一のチャネル列の前記チャネルから前記端部に対して相対的に近い他のチャネル列における前記チャネル間の駆動壁上を通って前記端部にかけて連続する単線状の接続電極がそれぞれ形成され、該接続電極を介して前記駆動電極に駆動信号を印加することにより、前記駆動壁を変形させて前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、
   前記ヘッドチップの後面において、前記他のチャネル列の駆動壁上を通るように形成される前記接続電極と前記駆動壁表面との間に、絶縁膜が介設されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記絶縁膜は、無機絶縁材料からな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。
3. 前記無機絶縁材料は、ＳｉＯ_２又はＡｌ_２Ｏ_３であることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。
4. 前記絶縁膜は、有機絶縁材料からな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。
5. 前記有機絶縁材料は、感光性樹脂材料であることを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッド。
6. 前記有機絶縁材料は、ポリイミドであることを特徴とする請求項４又は５記載のインクジェットヘッド。
7. チャネルと圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されてなるチャネル列が複数並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、
   前記ヘッドチップの後面に、前記ヘッドチップの一端側の端部に対して相対的に遠い一のチャネル列の前記チャネルから前記端部に対して相対的に近い他のチャネル列における前記チャネル間の駆動壁上を通って前記端部にかけて連続する単線状の接続電極がそれぞれ形成され、該接続電極を介して前記駆動電極に駆動信号を印加することにより、前記駆動壁を変形させて前記チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
   前記ヘッドチップの後面における少なくとも前記接続電極が通る前記駆動壁の表面に絶縁膜を形成した後、
   前記絶縁膜が形成された前記ヘッドチップの後面に対して、前記接続電極を形成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。
8. 前記絶縁膜を、無機絶縁材料を用いてスパッタリング法によってパターン形成することを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
9. 前記絶縁膜は、ＳｉＯ_２又はＡｌ_２Ｏ_３であることを特徴とする請求項８記載のインクジェットヘッドの製造方法。
10. 前記絶縁膜を、有機絶縁材料を用いてインクジェット法によってパターン形成することを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
11. 前記絶縁膜を、感光性樹脂材料を用いて露光、現像によってパターン形成することを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
12. 前記絶縁膜は、ポリイミドであることを特徴とする請求項１０又は１１記載のインクジェットヘッドの製造方法。

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