JPH08281957A

JPH08281957A - インクジェットプリンタヘッドの製造方法

Info

Publication number: JPH08281957A
Application number: JP7093462A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Katsuumi; 一成勝海; Toshio Miyazawa; 利夫宮澤; Toshihiro Tsukamoto; 敏広塚本
Original assignee: TEC CORP; Toshiba Emi Ltd
Current assignee: TEC CORP; EMI Records Japan Inc
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 1996-10-29
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: JP3314125B2

Abstract

(57)【要約】【目的】インクジェットプリンタヘッドの基板の溝内
に無電解メッキ法で電極を形成する場合に、メッキ膜形
成時の膜応力によるより電極内に亀裂が発生することを
防止する。【構成】基板１９をメッキ膜の析出速度が速い第１メ
ッキ液に浸漬させて第１メッキ膜３３を形成し、つい
で、膜応力が小さいメッキ膜を析出させる第２メッキ液
に浸漬させることにより第１メッキ膜３３の上に第２メ
ッキ膜３４を形成し、第１メッキ膜３３と第２メッキ膜
３４とからなる二層構造の電極２８を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オンデマンド方式のイ
ンクジェットプリンタヘッドの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、印字指令によってインク滴を吐出
させるいわゆるオンデマンド方式のインクジェットプリ
ンタヘッドとしては種々のものがある。その一例として
は、特開平５−２６９９９４号公報に開示されているよ
うに、電力の印加に伴う圧電部材のシェアモード変形を
利用してインク滴を吐出させるものが知られている。こ
のインクジェットプリンタヘッドの構造を製作工程順に
図７ないし図９に基づいて説明する。

【０００３】まず、図７（ａ）に示すように、底板１と
下部層２と圧電部材３とからなる三層構造の基板４を形
成する。底板１は、剛性が高く熱変形の少ないセラミッ
クスやガラスを材料として形成し、下部層２は、エポキ
シ樹脂を主成分とする接着剤を所定厚さに底板１上に塗
布した後に硬化させて形成する。また、圧電部材３は分
極方向が板厚方向となる向きに下部層２に接着する。こ
こで、下部層２の形成に際しては、接着剤を硬化させた
後に研削加工を施すことにより厚さ調節を行なう。

【０００４】つぎに、この基板４に対し、図７（ｂ）に
示すように、圧電部材３の表面から下部層２の内部に達
する複数の溝５を所定の間隔をもって平行に研削加工
し、同時に、溝５の両側に支柱６を形成する。

【０００５】つぎに、前記基板４に対し無電解メッキに
より電極７と配線パターン８（図９に示す）とを形成す
るが、この無電解メッキの前処理として、キャタライジ
ング・アクセラレーティング処理を行なう。キャタライ
ジング処理は、塩化パラジウム（ＰｄＣｌ₂ ）、塩化第
一錫（ＳｎＣｌ₂ ）、濃塩酸（ＨＣｌ）等からなるキャ
タリスト液に基板４を浸漬させ、溝５の内面や圧電部材
３の表面にＰｄ，Ｓｎの錯化物を吸着させる目的で行な
う。アクセラレーティング処理は、キャタライジング処
理で吸着された錯化物を触媒化させる目的で行なうもの
で、錯化物は触媒核としての金属化されたＰｄとなる。

【０００６】つぎに、図７（ｃ）に示すように、圧電部
材３の表面にドライフィルム９を貼り付ける。ついで、
図８（ａ）に示すレジスト用マスク１０をドライフィル
ム９の上に載せて露光、現像処理を行なう。これによ
り、図８（ｂ）に示すように、電極７を形成する溝５の
内面と圧電部材３の表面における配線パターン８を形成
する部分以外の部分を覆ったパターンレジスト膜１１を
形成する。これにより、溝５の内面と配線パターン８を
形成する部分とは金属化されたＰｄが露出した状態とな
り、他の部分に吸着されたＰｄはパターンレジスト膜１
１により覆われる。

【０００７】つぎに、パターンレジスト膜１１を形成し
た状態の基板４をメッキ液に浸漬させて無電解メッキを
行なう。メッキ液は、ニッケル・リン系のメッキ液を使
用する。このメッキ液にパターンレジスト膜１１を形成
した状態の基板４を浸漬させると、金属化されて露出状
態となっているＰｄを触媒核としてメッキが析出し、図
９（ａ）に示すように、溝５の内面には電極７が形成さ
れ、圧電部材３の表面には配線パターン８が形成され
る。そして、図９（ｂ）に示すようにパターンレジスト
膜１１を剥離することにより、無電解メッキ処理が終了
する。

【０００８】無電解メッキ処理が終了した基板４に対
し、図９（ｃ）に示すように、溝５の上部を覆う状態に
天板１２を接着し、ついで、各溝５の先端に連通する複
数のインク吐出口１３を形成したノズル板１４を基板４
と天板１２とに溝５の正面部を覆うように接着する。さ
らに、各溝５にインクを供給するインク供給管１５を天
板１２に取り付けることによりインクジェットプリンタ
ヘッドが完成する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】圧電部材３に対して
は、無電解メッキによるメッキ膜（電極７，配線パター
ン８）を形成しにくい。これは、圧電部材３の主組成で
ある鉛が触媒毒となり、メッキ膜が析出しにくいためで
ある。従って、圧電部材３に対して無電解メッキにより
メッキ膜を形成する場合には、圧電部材３に形成された
触媒核との反応を促進させるため、メッキ液の活性度を
高め、かつ、析出の安定化のために処理温度を高くする
必要がある。

【００１０】ここで、市販されているニッケル・リン系
のメッキ液のうち活性度の高いものを使用し、溝５や支
柱６を形成すると共に無電解メッキの前処理を行った基
板４に対して無電解メッキを行った実験結果を図１０に
基づいて説明する。なお、メッキ液の温度を奨励温度
（約９０℃）とした。

【００１１】この実験により、溝５の内面には電極７と
してＮｉ−Ｐ合金のメッキ膜が形成された。しかし、こ
のときのメッキ膜は析出速度が速く、形成されるメッキ
膜に生ずる膜応力（引っ張り応力）が大きくなるため、
所定厚さの電極７を形成したときにこの電極７内に亀裂
１６が生じた。さらに、このような膜応力の影響によっ
て圧電部材３が劣化するという問題がある。

【００１２】また、約９０℃のメッキ液中に基板４を浸
漬させることにより、圧電部材３を下部層２に接着して
いる接着剤の接着層１７が熱膨張により溝５の内方へは
み出し、はみ出した接着層１７の上に電極７が形成され
た状態となった。そして、この基板４をメッキ液から取
り出して常温に戻したとき、はみ出した接着層１７は元
に戻るが、この接着層１７の上に形成された電極７が溝
５内に突出した状態となって残ってしまい、かつ、この
部分は中空状態となる。このため、電極７への電圧の印
加により圧電部材３をシェアモード変形させた際に、電
極７の突起した部分が破壊され易い。

【００１３】そこで本発明は、無電解メッキにより圧電
部材上に電極を形成する際に、メッキ膜の膜応力によっ
てこの電極内に亀裂が生ずることやこの膜応力によって
圧電部材が劣化することを防止することができ、さら
に、無電解メッキを行う際に圧電部材を接着している接
着層が膨張して溝の内部へ張り出すと共に張り出した接
着層の上に電極が形成されるということを防止すること
ができるインクジェットプリンタヘッドの製造方法を提
供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
底板の上に板厚方向に分極された少なくとも１枚以上の
圧電部材を積層して基板を形成する基板形成工程と、こ
の基板に互いに平行な複数の溝とこれらの溝を隔てる少
なくとも一部が前記圧電部材からなる支柱とを等間隔に
この基板の表面側から形成する溝形成工程と、前記溝の
内面に無電解メッキ法により電極を形成する電極形成工
程と、天板とインク吐出口を有するノズル板とを前記基
板に取り付けて前記溝を閉塞することにより圧力室を形
成する圧力室形成工程とを含む工程により形成するイン
クジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記基
板をメッキ膜の析出速度が速い第１メッキ液に浸漬させ
て第１メッキ膜を形成し、ついで、膜応力が小さいメッ
キ膜を析出させる第２メッキ液に前記基板を浸漬させて
前記第１メッキ膜の上に第２メッキ膜を形成することに
より前記電極を形成する。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、無電解ニッケルメッキ法により電極を形成
し、硼素化合物を主たる還元剤とする第１メッキ液と、
次亜リン酸塩を還元剤とする第２メッキ液とを用いる。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、０．０５〜０．１５モル／リットルのニッ
ケル塩と、このニッケル塩の１．５倍以上のモル濃度の
酒石酸塩、又は、グリシン、又は、これらの混合物から
なる錯化剤と、主たる還元剤として所定量の硼素化合物
とを含み、ｐＨを５．０〜７．０に調整した第１メッキ
液と、０．０５〜０．１５モル／リットルのニッケル塩
と、このニッケル塩の１．５倍以上のモル濃度の酒石酸
塩、又は、グリシン、又は、これらの混合物からなる錯
化剤と、還元剤として所定量の次亜リン酸塩とを含み、
ｐＨを５．０〜７．０に調整した第２メッキ液とを用い
る。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、第１メッキ液に含ませる還元剤としての所
定量の硼素化合物として０．５〜４ｇ／リットルのジメ
チルアミンボランを用い、第２メッキ液に含ませる還元
剤としての所定量の次亜リン酸塩として１０〜３０ｇ／
リットルの次亜リン酸ナトリウムを用いる。

【００１８】

【作用】請求項１記載の発明では、まず、メッキ膜の析
出速度が速い第１メッキ液に基板を浸漬させて第１メッ
キ膜を形成することにより、無電解メッキによるメッキ
膜を形成しにくい材料である圧電部材の表面へのメッキ
膜の形成をスムーズに行える。ついで、膜応力が小さい
メッキ膜を析出させる第２メッキ液に基板を浸漬させて
第１メッキ膜の上に第２メッキ膜を形成することによ
り、これらの第１メッキ膜と第２メッキ膜とからなる電
極の膜応力は、メッキ膜の析出速度が速い第１メッキ液
に浸漬させることのみで電極を形成する場合に比べて小
さくなり、この膜応力によって電極内に亀裂が発生する
ことや、この膜応力の影響による圧電部材の劣化が防止
される。

【００１９】請求項２記載の発明では、硼素化合物を主
たる還元剤とする第１メッキ液に基板を浸漬させること
により形成する第１メッキ膜はＮｉ−Ｂ合金のメッキ膜
であり、このメッキ膜には圧縮応力の膜応力が生ずる。
一方、次亜リン酸塩を還元剤とする第２メッキ液に基板
を浸漬させることにより形成する第２メッキ膜はＮｉ−
Ｐ合金のメッキ膜であり、このメッキ膜には引っ張り応
力の膜応力が生ずる。従って、第１メッキ膜の圧縮応力
と第２メッキ膜の引っ張り応力とが相殺され、第１メッ
キ膜と第２メッキ膜とからなる電極の膜応力は大幅に低
下し、この膜応力によって電極内に亀裂が発生すること
や、この膜応力の影響による圧電部材の劣化がより一層
防止される。

【００２０】また、Ｎｉ−Ｂ合金の第１メッキ膜は耐蝕
性は低いが導電性は良く、Ｎｉ−Ｐ合金の第２メッキ膜
は導電性は低いが耐蝕性は良いため、第１メッキ膜の上
に第２メッキ膜を積層した構造の電極は導電性が良く、
しかも、耐蝕性に優れたものとなる。

【００２１】請求項３記載の発明では、第１メッキ液、
及び、第２メッキ液ともに、３０〜６０℃の低温域でメ
ッキ膜の析出が可能となり、基板をメッキ液に浸漬させ
たときに、圧電部材を接着している接着剤の接着層が熱
膨張してはみ出すということが防止され、かつ、はみ出
した接着層の上にメッキ膜が形成されてしまうというこ
とが防止される。

【００２２】請求項４記載の発明では、第１メッキ液に
含ませる還元剤として０．５〜４ｇ／リットルのジメチ
ルアミンボランを用い、第２メッキ液に含ませる還元剤
として１０〜３０ｇ／リットルの次亜リン酸ナトリウム
を用いることにより、３０〜６０℃の低温域でのメッキ
膜の析出性能がより一層向上する。

【００２３】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図６に基づい
て説明する。図１は本発明に係るインクジェットプリン
タヘッド１８の全体構造を示すもので、基本的な構造は
図７ないし図９に示した従来例のインクジェットプリン
タヘッドと略同じであり、後述する溝や電極等を形成し
た基板１９に対してノズル板２０と天板２１とを接着す
ることにより形成している。

【００２４】ここで、前記インクジェットプリンタヘッ
ド１８の構造を製作工程順に詳細に示す。まず、図４
（ａ）に示すように、底板２２の上に二層の圧電部材２
３，２４を接着することにより三層構造の基板１９を形
成する。底板２２は、剛性が高く熱変形の少ないセラミ
ックスやガラスを材料として形成し、その板厚寸法を約
１．４ｍｍ程度とする。前記圧電部材２３，２４は、板
厚方向に分極されたものをその分極方向が図２の矢印で
示す逆向きとなるよう接着し、下方の圧電部材２３の板
厚寸法を１７５μｍ、上方の圧電部材２４の板厚寸法を
１３０μｍ、これらの圧電部材２３，２４同士を接着す
る接着剤の接着層２５の厚さ寸法を１０μｍとする。

【００２５】つぎに、前記基板１９に対して研削加工を
施すことにより、図４（ｂ）に示すように、圧電部材２
４の表面から圧電部材２３の内部に達すると共に互いに
平行な複数の溝２６とこれらの溝２６の両側に位置する
支柱２７とを形成する。なお、この研削加工は、ＩＣウ
エハの切断に用いるダイシングソーのダイヤモンドホイ
ール等を用いて行う。また、これらの溝２６は、基板１
９の前面側において開口し、奥側が閉塞した形状に形成
する。さらに、溝２６の寸法はインクジェットプリンタ
ヘッド１８の仕様により決定するが、例えば、深さ寸法
を０．２〜１．０ｍｍ、幅寸法を２０〜２００ｍｍ、長
さ寸法を５．０〜５００ｍｍに形成する。

【００２６】つぎに、溝２６や支柱２７を形成した基板
１９に対して、電極２８と配線パターン２９との形成を
無電解メッキ法の一つである無電解ニッケルメッキ法で
行う。なお、この無電解ニッケルメッキ法によるメッキ
膜の形成を開始する前に、基板１９上の研削粉を落すた
めに純水を用いた超音波洗浄を行い、ついで、基板１９
上の埃やゴミや有機物を除去し、及び、溝２６内の親水
化を図るために純水を用いた超音波洗浄を再度行い、さ
らに、エタノール等の有機溶剤を用いた超音波洗浄を行
い、このエタノールを置換するために純水で十分に流水
洗浄を行い、１２０℃で乾燥させる。

【００２７】このような洗浄，乾燥処理が終了した後、
ＤＦＲラミネータを用いて図４（ｃ）に示すように圧電
部材２４の表面にドライフィルム３０を貼り付ける。

【００２８】つぎに、所定のパターンを形成するための
パターニングを行う。このパターニングは、図５（ａ）
に示すように圧電部材２４の表面に貼り付けたドライフ
ィルム３０の上にレジスト用マスク３１を載せて露光、
現像処理を行い、図５（ｂ）に示すようにパターンレジ
スト膜３２を形成する。

【００２９】つぎに、無電解ニッケルメッキ法の前処理
として、センシタイジング・アクチベーション処理を行
う。センシタイジング処理は、ＳｎＦ₂ (0.5〜5g/リットル)
＋ＨＦ(0.1〜1ミリリットル/リットル）の混合液（センシタイジン
グ液）の中へパターンレジスト膜３２を形成した基板１
９を所定時間撹拌しながら浸漬させることにより行う。
この処理により、圧電部材２３，２４におけるパターン
レジスト膜３２に覆われていない部分に対してＳｎの吸
着とエッチングとが行われる。圧電部材２３，２４の表
面をエッチングして粗す目的は、本来メッキで析出した
金属はアンカー効果によって母体との密着性を保ってい
るので、圧電部材２３，２４の表面においてもよりメッ
キ膜の密着性を強固にするためにエッチングで所定の粗
さにして表面積を広げるためである。

【００３０】センシタイジング処理が終了した後、アク
チベーション処理を二段階に分けて行う。一段階目のア
クチベーション処理は、センシタイジング処理が終了し
た基板１９をＡｇＮＯ₃ (1〜50g/リットル）の溶液中に撹拌
しながら所定時間浸漬させることにより行う。この処理
により、ＳｎとＡｇとの置換反応が起こり、Ａｇが吸着
する。さらに、二段階目のアクチベーション処理は、一
段階目のアクチベーション処理が終了した基板１９をＰ
ｄＣｌ₂ (0.1〜1g/リットル)＋ＨＣｌ(0.1〜1ミリリットル/リットル）
の溶液中に撹拌しながら所定時間浸漬させることにより
行う。この処理により、ＡｇとＰｄとの置換反応が起こ
り、ニッケルメッキの触媒核となるＰｄが吸着する。

【００３１】以上のようにしてセンシタイジング・アク
チベーション処理が終了した後、この基板１９をＮａＯ
Ｈ溶液に浸漬させてパターンレジスト膜３２を剥離す
る。図６（ａ）はパターンレジスト膜３２を剥離した状
態であり、溝２６の内面と圧電部材２４の表面における
配線パターンを形成する部分とには、無電解ニッケルメ
ッキの触媒核となるＰｄが吸着している。

【００３２】次に、二段階に分けて行う本発明の無電解
ニッケルメッキ法について説明する。まず、二種類のメ
ッキ液（第１メッキ液，第２メッキ液）を作製した。第
１メッキ液は、金属塩として０．０５〜０．１５モル／
リットルのニッケル塩、錯化剤として０．０７５〜０．
２２５モル／リットルの酒石酸塩、又は、グリシン、還
元剤として０．５〜４ｇ／リットルのシメチルアミンボ
ランを含む。さらに、ｐＨを５．０〜７．０に調整する
ための水酸化ナトリウムを含む。第２メッキ液は、金属
塩として０．０５〜０．１５モル／リットルのニッケル
塩、錯化剤として０．０７５〜０．２２５モル／リット
ルの酒石酸塩、又は、グリシン、還元剤として１０〜３
０ｇ／リットルの次亜リン酸ナトリウムとを含む。さら
に、ｐＨを５．０〜７．０に調整するための水酸化ナト
リウムを含む。

【００３３】第１メッキ液と第２メッキ液とを上記のよ
うな組成とすることにより、それぞれ３０〜６０℃の低
温域でメッキ膜の析出が可能となり、また、第１メッキ
液は活性度が高いため、メッキ膜の析出速度は早くな
る。そこで、上述した前処理が終了した基板１９を第１
メッキ液に浸漬させることにより、図３に示すようにＮ
ｉ−Ｂ合金のメッキ膜（第１メッキ膜）３３を形成し
た。なお、第１メッキ液の温度を５０℃とし、浸漬時間
を２０分とした。ついで、第１メッキ液から取り出した
基板１９を第２メッキ液に浸漬させることにより、図３
に示すように第１メッキ膜３３の上にＮｉ−Ｐ合金のメ
ッキ膜（第２メッキ膜）３４を形成した。なお、第２メ
ッキ液の温度を５０℃とし、浸漬時間を５０分とした。
そして、図６（ｂ）に示すように、これらの第１メッキ
膜３３と第２メッキ膜３４とからなる膜厚が２μｍの電
極２８及び配線パターン２９を形成した。

【００３４】なお、第１，第２メッキ膜３３，３４の析
出時には、析出反応に伴って水素ガスが発生し、この水
素ガスが反応表面に吸着していると析出反応を阻害して
ピンホールの原因となる。そこで、定期的に基板１９に
振動を与えて水素ガスの除去を行った。

【００３５】ここで、上記の第１メッキ膜３３は、耐蝕
性は低いが導電性は良好であり、第２メッキ膜３４は、
導電性は低いが耐蝕性は良好である。また、第１メッキ
膜３３には圧縮応力の膜応力が発生する。一方、第２メ
ッキ膜３４には引っ張り応力の膜応力が発生すると共に
その膜応力は析出速度がゆっくりであるために小さい。

【００３６】このようにして電極２８及び配線パターン
２９を形成した基板１９に対し、前記ノズル板２０と前
記天板２１とを接着し、各溝２６をノズル板２０と天板
２１とで閉塞することにより圧力室３５を形成し、さら
に、インク供給管３６を接続することにより図６（ｃ）
に示すようにインクジェットプリンタヘッド１８を完成
させる。なお、前記ノズル板２０には各圧力室３５に連
通するインク吐出口３７を予め形成しておき、前記天板
２１にはインク供給管３６を接続するためのインク供給
路３８を予め形成しておく。

【００３７】このような構成において、圧力室３５内に
インクを供給した状態で配線パターン２９を介して電極
２８へ電圧を印加すると、圧電部材２３，２４により形
成された支柱２７が圧力室３５の容積を大きくする方向
へシェアモード変形し、印加する電圧の極性を逆転させ
ることにより支柱２７が急激に初期位置に復帰する。そ
して、支柱２７が初期位置に復帰した際に圧力室３５内
のインクを加圧することによりそのインクの一部がイン
ク滴となってインク吐出口３７から吐出する。なお、こ
のインク滴の吐出時には、クロストークを防止するた
め、偶数番目の圧力室３５と奇数番目の圧力室３５とを
交互に加圧する。

【００３８】つぎに、電極２８は第１メッキ膜３３と第
２メッキ膜３４とを積層した二層構造に形成しており、
第１メッキ膜３３を形成する第１メッキ液は活性度が高
いため、メッキ膜を形成しにくい圧電部材２３，２４の
表面であっても第１メッキ膜３３の形成をスムーズに行
える。また、第２メッキ膜３４は第１メッキ膜３３の上
部へ形成するため、第２メッキ膜の活性度を低くしても
第２メッキ膜３４の形成をスムーズに行える。そして、
Ｎｉ−Ｂ合金の第１メッキ膜３３には圧縮応力の膜応力
が発生し、一方、Ｎｉ−Ｐ合金の第２メッキ膜３４には
引っ張り応力の膜応力が発生するため、第１メッキ膜３
３の圧縮応力と第２メッキ膜３４の引っ張り応力とが相
殺され、第１メッキ膜３３と第２メッキ膜３４とからな
る電極２８の膜応力は大幅に低下する。従って、膜応力
によって電極２８内に亀裂が発生することや、この膜応
力の影響による圧電部材２３，２４の劣化が確実に防止
される。

【００３９】また、電極２８は、導電性は良好であるが
耐蝕性が低い第１メッキ膜３３の上に導電性は低いが耐
蝕性が良好である第２メッキ膜３４を積層した構造であ
るため、導電性が良く、しかも、耐蝕性に優れた電極２
８を得ることができる。

【００４０】つぎに、第１メッキ液と第２メッキ液とを
上記のような組成とすることにより、これらのメッキ液
はそれぞれ３０〜６０℃の低温域でメッキ膜の析出が可
能となる。このため、基板１９をこれらのメッキ液に浸
漬させて第１・第２メッキ膜３３，３４を形成する際
に、接着層２５が熱膨張して溝２６内へはみ出すという
ことが起こらない。従って、はみ出した接着層２５の上
に電極２８が形成されるということが防止され、基板１
９を常温に戻したときにはみ出していた接着層２５が元
に戻ると共にはみ出した接着層２５の上に形成された電
極２８が溝２６内へ突出した状態で残ってしまうという
ことが防止される。

【００４１】なお、本実施例においては、無電解ニッケ
ルメッキ法の前処理としてセンシタイジング・アクチベ
ーション処理を行った場合を例に挙げて説明したが、こ
のセンシタイジング・アクチベーション処理に代えて従
来例において説明したキャタライジング・アクセラレー
ティング処理を行ってもよい。

【００４２】また、本実施例においては、二層の圧電部
材２３，２４を有する基板１９を用いたインクジェット
プリンタヘッド１８を例に挙げて説明したが、本発明を
適用できる基板としては少なくとも一枚の圧電部材を積
層したものであればよく、例えば、図７ないし図９に示
すように樹脂により形成した下部層の上に圧電部材を積
層したものや、これとは逆に圧電部材の上に樹脂により
形成した上部層を積層した基板であってもよい。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、少なくと
も一枚の圧電部材を積層した基板に形成した溝の内面へ
無電解メッキ法で電極を形成する場合に、この基板をメ
ッキ膜の析出速度が速い第１メッキ液に浸漬させること
により第１メッキ膜を形成し、ついで、膜応力が小さい
メッキ膜を析出させる第２メッキ液に浸漬させて第１メ
ッキ膜の上に第２メッキ膜を形成し、これらの第１メッ
キ膜と第２メッキ膜とにより二層構造の電極を形成する
ので、電極の全体を析出速度が速いと共に膜応力が大き
い第１メッキ膜のみで形成する場合に比べて電極の膜応
力を小さくすることができ、従って、メッキ膜形成時に
生ずる膜応力によって電極内に亀裂が発生することや、
この膜応力の影響による圧電部材の劣化を防止すること
ができる。

【００４４】請求項２記載の発明によれば、硼素化合物
を主たる還元剤とする第１メッキ液に基板を浸漬するこ
とにより行う無電解ニッケルメッキにより形成するＮｉ
−Ｂ合金の第１メッキ膜には圧縮応力の膜応力が生じ、
次亜リン酸塩を還元剤とする第２メッキ液に基板を浸漬
することにより行う無電解ニッケルメッキにより形成す
るＮｉ−Ｐ合金の第２メッキ膜には引っ張り応力の膜応
力が生ずるため、第１メッキ膜の圧縮応力と第２メッキ
膜の引っ張り応力とが相殺され、第１メッキ膜と第２メ
ッキ膜とからなる二層構造の電極の膜応力が大幅に低下
し、膜応力によって電極内に亀裂が発生することやこの
膜応力の影響による圧電部材の劣化をより一層防止する
ことができ、さらに、Ｎｉ−Ｂ合金の第１メッキ膜は耐
蝕性は低いが導電性は良く、Ｎｉ−Ｐ合金の第２メッキ
膜は導電性は低いが耐蝕性は良いため、第１メッキ膜の
上に第２メッキ膜を積層した二層構造とすることによ
り、導電性と耐蝕性とに優れた電極を得ることができ
る。

【００４５】請求項３記載の発明では、第１メッキ液、
及び、第２メッキ液ともに３０〜６０℃の低温域でメッ
キ膜を析出させることができ、従って、基板をメッキ液
に浸漬させたときに圧電部材を接着している接着剤の接
着層が熱膨張してはみ出すということを防止することが
でき、はみ出した接着層の上に破損しやすい突出状態の
電極が形成されるということを防止することができる。

【００４６】請求項４記載の発明では、第１メッキ液に
含ませる還元剤としての所定量の硼素化合物として０．
５〜４ｇ／リットルのジメチルアミンボランを用い、ま
た、第２メッキ液に含ませる還元剤としての所定量の次
亜リン酸塩として１０〜３０ｇ／リットルの次亜リン酸
ナトリウムを用いることにより、３０〜６０℃の低温域
での第１メッキ膜及び第２メッキ膜の析出性能をより一
層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のインクジェットプリンタヘ
ッドを一部を断面にして示す斜視図である。

【図２】その縦断正面図である。

【図３】電極の形成状態を拡大して示す基板の縦断正面
図である。

【図４】インクジェットプリンタヘッドの製作工程を示
す斜視図で、（ａ）は溝加工を行う前の基板、（ｂ）は
溝加工を行った基板、（ｃ）は圧電部材にドライフィル
ムを貼り付けた基板である。

【図５】インクジェットプリンタヘッドの製作工程を示
す斜視図で、（ａ）はドライフィルムを貼り付けた基板
とレジスト用マスク、（ｂ）は露光、現像処理によりパ
ターンレジスト膜を形成した状態の基板である。

【図６】インクジェットプリンタヘッドの製作工程を示
す斜視図で、（ａ）はパターンレジスト膜を剥離した状
態の基板、（ｂ）は無電解ニッケルメッキにより電極と
配線パターンとを形成した状態の基板、（ｃ）は基板に
ノズル板と天板とを接着してインクジェットプリンタを
完成させた状態である。

【図７】従来例のインクジェットプリンタヘッドの製作
工程を示す斜視図で、（ａ）は溝加工を行う前の基板、
（ｂ）は溝加工を行った基板、（ｃ）は圧電部材にドラ
イフィルムを貼り付けた基板である。

【図８】従来例のインクジェットプリンタヘッドの製作
工程を示す斜視図で、（ａ）はドライフィルムを貼り付
けた基板とレジスト用マスク、（ｂ）は露光、現像処理
によりパターンレジスト膜を形成した状態の基板であ
る。

【図９】従来例のインクジェットプリンタヘッドの製作
工程を示す斜視図で、（ａ）は無電解ニッケルメッキに
より電極と配線パターンとを形成した状態の基板、
（ｂ）はパターンレジスト膜を剥離した状態の基板、
（ｃ）は基板にノズル板と天板とを接着してインクジェ
ットプリンタを完成させた状態である。

【図１０】電極の形成状態を拡大して示す基板の縦断正
面図である。

【符号の説明】

１８インクジェットプリンタヘッド１９基板２０ノズル板２１天板２２底板２３，２４圧電部材２６溝２７支柱２８電極３３第１メッキ膜３４第２メッキ膜３５圧力室３７インク吐出口

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２３Ｃ 18/52 (72)発明者塚本敏広静岡県御殿場市保土沢985 東芝イーエムアイ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底板の上に板厚方向に分極された少なく
とも１枚以上の圧電部材を積層して基板を形成する基板
形成工程と、この基板に互いに平行な複数の溝とこれら
の溝を隔てる少なくとも一部が前記圧電部材からなる支
柱とを等間隔にこの基板の表面側から形成する溝形成工
程と、前記溝の内面に無電解メッキ法により電極を形成
する電極形成工程と、天板とインク吐出口を有するノズ
ル板とを前記基板に取り付けて前記溝を閉塞することに
より圧力室を形成する圧力室形成工程とを含む工程によ
り形成するインクジェットプリンタヘッドの製造方法に
おいて、前記基板をメッキ膜の析出速度が速い第１メッキ液に浸
漬させて第１メッキ膜を形成し、ついで、膜応力が小さ
いメッキ膜を析出させる第２メッキ液に前記基板を浸漬
させて前記第１メッキ膜の上に第２メッキ膜を形成する
ことにより前記電極を形成することを特徴とするインク
ジェットプリンタヘッドの製造方法。
【請求項２】無電解ニッケルメッキ法により電極を形
成し、硼素化合物を主たる還元剤とする第１メッキ液
と、次亜リン酸塩を還元剤とする第２メッキ液とを用い
ることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリ
ンタヘッドの製造方法。
【請求項３】０．０５〜０．１５モル／リットルのニ
ッケル塩と、このニッケル塩の１．５倍以上のモル濃度
の酒石酸塩、又は、グリシン、又は、これらの混合物か
らなる錯化剤と、主たる還元剤として所定量の硼素化合
物とを含み、ｐＨを５．０〜７．０に調整した第１メッ
キ液と、０．０５〜０．１５モル／リットルのニッケル
塩と、このニッケル塩の１．５倍以上のモル濃度の酒石
酸塩、又は、グリシン、又は、これらの混合物からなる
錯化剤と、還元剤として所定量の次亜リン酸塩とを含
み、ｐＨを５．０〜７．０に調整した第２メッキ液とを
用いることを特徴とする請求項１記載のインクジェット
プリンタヘッドの製造方法。
【請求項４】第１メッキ液に含ませる還元剤としての
所定量の硼素化合物として０．５〜４ｇ／リットルのジ
メチルアミンボランを用い、第２メッキ液に含ませる還
元剤としての所定量の次亜リン酸塩として１０〜３０ｇ
／リットルの次亜リン酸ナトリウムを用いることを特徴
とする請求項３記載のインクジェットプリンタヘッドの
製造方法。