JPWO2011062061A1 - Inkjet head manufacturing method - Google Patents
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Abstract
ヘッドチップの一面には、各圧力発生素子に対して電気信号を印加するための複数の第1電極が複数列に亘って配列形成されており、前記ヘッドチップの前記第1電極の各々に対して、駆動回路と接続するための第2電極をそれぞれ電気的に接続するように形成するインクジェットヘッドの製造方法であって、前記第2電極を、一つの列の前記第1電極に対応する前記第2電極と該第1電極の列に隣接する他の一つの前記第1電極に対応する前記第2電極との間に絶縁層を介して、前記第1電極の列に対応する前記第2電極毎に該絶縁層の厚み方向に積層しながら、前記ヘッドチップの前記第1電極形成面側に順次形成し、且つ、前記第2電極及び前記絶縁層のそれぞれの一方端部を、前記ヘッドチップの同一端部側にはみ出すように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。A plurality of first electrodes for applying an electric signal to each pressure generating element are arranged in a plurality of rows on one surface of the head chip, and each of the first electrodes of the head chip is arranged. A method of manufacturing an inkjet head, wherein the second electrodes for connecting to the drive circuit are electrically connected to each other, wherein the second electrodes correspond to the first electrodes in one row. The second electrode corresponding to the row of the first electrodes via an insulating layer between the second electrode and the second electrode corresponding to the other first electrode adjacent to the row of the first electrodes. The electrodes are sequentially formed on the first electrode forming surface side of the head chip while being laminated in the thickness direction of the insulating layer for each electrode, and one end of each of the second electrode and the insulating layer is formed on the head. Form so that it protrudes to the same end side of the chip A method of manufacturing an ink jet head, characterized in that.
Description
本発明はインクジェットヘッドの製造方法に関し、詳しくは、多数の圧力室が配列されたヘッドチップの一端面に形成された電極と駆動回路との間の電気的接続を容易に行うことができるインクジェットヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an inkjet head, and more particularly, an inkjet head that can easily perform electrical connection between an electrode formed on one end face of a head chip in which a large number of pressure chambers are arranged and a drive circuit. It relates to the manufacturing method.
インクジェットヘッドは、高解像度で高速な記録を可能とするため、吐出液滴は微小化され、ノズルは高密度に配列される傾向にある。このため、インクジェットヘッドは、多数の圧力室及び各圧力室に圧力変化を与える多数の圧力発生素子をヘッドチップに複数列に亘って配列形成することで、ノズルの高密度化を図っている。このようなヘッドチップは、一つの端面に、各圧力発生素子に対して電気信号を印加するための多数の電極が複数列に亘って配列形成される。従って、駆動回路との間の電気的接続は、この端面を利用して行われる。 Ink jet heads enable high-resolution and high-speed recording, so that ejected liquid droplets are miniaturized and nozzles tend to be arranged at high density. For this reason, in the ink jet head, a large number of pressure chambers and a large number of pressure generating elements that change the pressure in each pressure chamber are arranged in a plurality of rows on the head chip to increase the density of the nozzles. In such a head chip, a large number of electrodes for applying an electric signal to each pressure generating element are arranged on a single end face over a plurality of rows. Therefore, the electrical connection with the drive circuit is performed using this end face.
従来、このようなヘッドチップを有するインクジェットヘッドとして、圧電素子基板にチャネル(圧力室)となる溝を研削すると共に該チャネルを区画する隔壁に駆動電極を形成し、この駆動電極に電圧を印加することにより隔壁をせん断変形させ、チャネル内のインクをノズルから吐出させるせん断モード型のヘッドチップを、チャネルの開口部がヘッドチップの前端面及び後端面に対向して配置される所謂ハーモニカ構造のヘッドチップとしたインクジェットヘッドが知られている。このようなハーモニカ構造のヘッドチップは、各圧力室内に配置される駆動電極と電気的に接続された電極を、ヘッドチップの後端面に配列形成している。 Conventionally, as an ink-jet head having such a head chip, a groove serving as a channel (pressure chamber) is ground on a piezoelectric element substrate, a drive electrode is formed on a partition partitioning the channel, and a voltage is applied to the drive electrode. A shear mode type head chip that shears and deforms the partition walls and discharges ink in the channels from the nozzles, a so-called harmonica structure head in which the opening of the channel is arranged to face the front end face and the rear end face of the head chip. An inkjet head using a chip is known. In such a harmonica head chip, electrodes electrically connected to drive electrodes arranged in each pressure chamber are arranged on the rear end face of the head chip.
このようなハーモニカ構造のヘッドチップの後端面に配列された電極と駆動回路との間を電気的に接続するための手法として、ヘッドチップの後端面に対し、この電極のピッチと同ピッチで配列された配線電極が形成されたガラス、セラミックス等の硬質材からなる外部配線基板を、その端部がヘッドチップの側方に張り出すように接続することで、各駆動電極とつながる電極をヘッドチップの側方に張り出した外部配線基板の端部まで引き出し、この外部配線基板の端部にFPC(フレキシブルプリント回路)を接続することによって、各駆動電極と駆動回路とをFPC及び外部配線基板の配線電極を介して電気的に接続する方法が知られている(特許文献1)。 As a method for electrically connecting the electrodes arranged on the rear end surface of the head chip having such a harmonica structure and the drive circuit, the electrodes are arranged at the same pitch as the pitch of the electrodes on the rear end surface of the head chip. By connecting an external wiring substrate made of a hard material such as glass or ceramics on which the formed wiring electrodes are formed so that the end of the wiring substrate protrudes to the side of the head chip, the electrode connected to each drive electrode is connected to the head chip. Each drive electrode and drive circuit are connected to the FPC and the external wiring board by pulling out to the end of the external wiring board projecting sideways and connecting an FPC (flexible printed circuit) to the end of the external wiring board. A method of electrical connection via electrodes is known (Patent Document 1).
この方法では、ヘッドチップが、2列のチャネル列を有する場合であっても、外部配線基板をヘッドチップの互いに反対側の端部からそれぞれ張り出すように形成することで、外部配線基板の両端部を利用してそれぞれFPCとの接続を行うことができる。 In this method, even if the head chip has two channel rows, both ends of the external wiring board are formed by forming the external wiring board so as to protrude from the opposite ends of the head chip. Each can be connected to the FPC using the unit.
しかし、ノズルをより高密度化するために3列以上のチャネル列を形成したヘッドチップの場合、両端部のチャネル列に挟まれた内側のチャネル列の各駆動電極とFPCとの接続を行うことは困難となる。 However, in the case of a head chip in which three or more channel rows are formed in order to increase the density of the nozzles, the FPC is connected to each drive electrode of the inner channel row sandwiched between the channel rows at both ends. Will be difficult.
特許文献1の図9には、両端部のチャネル列に挟まれた内側のチャネル列の各駆動電極とFPCとの接続を行うために、外部配線基板に貫通孔を設け、その内部を導電材料で埋めて貫通電極を形成し、この貫通電極を介して内側のチャネル列の各駆動電極を外部配線基板におけるヘッドチップとの接合面と反対面に引き出す態様が記載されているが、この方法では、予め外部配線基板に貫通電極を形成しておく必要があり、外部配線基板の作製が煩雑であるという問題がある。 In FIG. 9 of Patent Document 1, in order to connect each drive electrode of the inner channel row sandwiched between the channel rows at both ends and the FPC, a through hole is provided in the external wiring board, and the inside is provided with a conductive material. In this method, a through electrode is formed by filling it with each other, and each drive electrode of the inner channel row is drawn out to the surface opposite to the bonding surface with the head chip in the external wiring substrate through this through electrode. In addition, it is necessary to previously form the through electrode on the external wiring board, and there is a problem that the production of the external wiring board is complicated.
また、この方法は、外部配線基板の端部の両面に対してFPCを接続しなくてはならない。それゆえ、外部配線基板の端部の一方の面にFPCを接続した後、このFPCが接続されたヘッドチップを引っ繰り返し、外部配線基板の端部の他方の面に別のFPCを接続する作業を必要とするため、FPCの接続作業が煩雑であるという問題もある。 In this method, the FPC must be connected to both sides of the end portion of the external wiring board. Therefore, after connecting the FPC to one surface of the end portion of the external wiring board, the head chip to which the FPC is connected is repeated, and another FPC is connected to the other surface of the end portion of the external wiring substrate. Therefore, there is also a problem that the FPC connection work is complicated.
このような問題を解決する方法の一つとして、複数のチャネル列のうちの内側のチャネル列に対応する電極を、それに隣接する外側のチャネル列の各チャネルの間及びそのチャネルに対応する各電極の間を通過させることで、ヘッドチップの端部まで引き出す方法が知られている(特許文献2)。 As one of the methods for solving such a problem, an electrode corresponding to the inner channel row of the plurality of channel rows is arranged between each channel of the outer channel row adjacent thereto and each electrode corresponding to the channel. There is known a method of drawing out to the end of the head chip by passing between the two (Patent Document 2).
しかし、この方法は、全てのチャネル列に対応する全ての電極を、ヘッドチップの後端面に直接形成するため、ノズル密度が高くなるに従い、すなわち、チャネル列数が増加するに従い、電極と電極との間に他の電極を形成することが可能な領域は狭くなり、しかも、電極自体の幅も狭くならざるを得なくなるため、電極の断線、短絡の危険性が高くなる問題があり、適用可能なチャネル列数には限度がある。 However, this method forms all the electrodes corresponding to all the channel rows directly on the rear end face of the head chip. Therefore, as the nozzle density increases, that is, as the number of channel rows increases, Since the area where other electrodes can be formed becomes narrower and the width of the electrode itself is inevitably narrowed, there is a problem that the risk of disconnection and short-circuiting of the electrode is increased, which is applicable. There is a limit to the number of valid channel strings.
また、ヘッドチップからのFPCの引き出し方向を同一方向にまとめるためにヘッドチップの一方端部側のみでFPCとの接続を行う場合、上記いずれの方法も、適用可能なチャネル列数は2列が限度であり、3列以上のチャネル列を有するヘッドチップには適用できない。 In addition, when connecting with the FPC only on one end side of the head chip in order to bring the FPC pull-out directions from the head chip into the same direction, any of the above methods can be applied to two channel columns. This is a limit and cannot be applied to a head chip having three or more channel rows.
ところで、基板に高密度に配線を形成する手法が特許文献3に提案されている。この方法は、基板表面の配線をスルーホールを通じて基板の厚み方向に延在させ、このような基板を多数積層して、各基板表面の配線を一つの面に引き出した多層基板とするものである。従って、上述した外部配線基板に代えて、このような多層基板を用いることで、3列以上のチャネル列を有するヘッドチップの後端面に配列形成された各電極をFPCと接続できるようにすることが考えられる。 Incidentally, Patent Document 3 proposes a method of forming wirings on a substrate with high density. In this method, wiring on the surface of the substrate is extended in the thickness direction of the substrate through a through hole, and a large number of such substrates are stacked to form a multilayer substrate in which the wiring on the surface of each substrate is drawn out on one surface. . Accordingly, by using such a multilayer substrate instead of the above-described external wiring substrate, each electrode arranged on the rear end surface of the head chip having three or more channel rows can be connected to the FPC. Can be considered.
しかし、スルーホールを通じて配線を基板の厚み方向に延在させる方法は、そのスルーホールの周囲に配線幅よりも大径なランドの形成を必要とする。このため、この大径なランドの影響で、一基板当たりの配線ピッチを狭くするのには限界がある。また、この多層基板の配線は、スルーホールを介した多層配線となるため、作製も困難で高価である。これに加え、この多層基板の各電極をヘッドチップの端面に複数列で形成された各電極と接続する場合、基板材料の熱による伸縮によって、電極同士の位置ずれが発生し、全ての電極を信頼性良く接続することが難しい問題がある。このような問題は、高密度、多列ノズルとなる程顕著となるため、上述した外部配線基板の代わりに、このような多層基板を用いて、ヘッドチップの端面に複数列で形成される各電極と電気的接続を行うことは現実的には極めて困難である。 However, the method of extending the wiring in the thickness direction of the substrate through the through hole requires formation of a land having a diameter larger than the wiring width around the through hole. For this reason, there is a limit to narrowing the wiring pitch per substrate due to the large-diameter land. Further, since the wiring of this multilayer substrate is a multilayer wiring through a through hole, it is difficult and expensive to manufacture. In addition, when connecting each electrode of this multilayer substrate to each electrode formed in a plurality of rows on the end face of the head chip, positional displacement between the electrodes occurs due to the expansion and contraction of the substrate material due to heat, and all the electrodes are There is a problem that it is difficult to connect with high reliability. Since such a problem becomes more prominent as the density of the multi-row nozzle becomes higher, each multi-layer substrate is used in place of the external wiring substrate described above, and each of the head chips is formed in a plurality of rows. In practice, it is extremely difficult to make electrical connection with the electrodes.
そこで、本発明は、ヘッドチップの一つの端面に配列された複数列の電極の各々に対し、駆動回路とつなげるための外部電極を、位置ずれを起こすことなく容易に接続することができ、また、ヘッドチップの端面に配列される電極の列数が増加しても、外部電極の断線や短絡のおそれがなく、更に、その外部電極の全てをヘッドチップの同一端部側に引き出すことが可能な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。 Therefore, the present invention can easily connect an external electrode to be connected to a drive circuit to each of a plurality of rows of electrodes arranged on one end face of the head chip without causing a positional shift. Even if the number of rows of electrodes arranged on the end surface of the head chip increases, there is no risk of disconnection or short-circuiting of the external electrodes, and all of the external electrodes can be pulled out to the same end side of the head chip. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an ink jet head.
上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.
請求項1記載の発明は、インクが供給される複数の圧力室と、該各圧力室内に圧力変化を発生させる複数の圧力発生素子とを備えてなるヘッドチップを有し、前記ヘッドチップの一面には、前記各圧力発生素子に対して電気信号を印加するための複数の第1電極が複数列に亘って配列形成されており、前記ヘッドチップの前記第1電極の各々に対して、駆動回路と接続するための第2電極をそれぞれ電気的に接続するように形成するインクジェットヘッドの製造方法であって、前記第2電極を、一つの列の前記第1電極に対応する前記第2電極と該第1電極の列に隣接する他の一つの前記第1電極に対応する前記第2電極との間に絶縁層を介して、前記第1電極の列に対応する前記第2電極毎に該絶縁層の厚み方向に積層しながら、前記ヘッドチップの前記第1電極形成面側に順次形成し、且つ、前記第2電極及び前記絶縁層のそれぞれの一方端部を、前記ヘッドチップの同一端部側にはみ出すように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。 The invention according to claim 1 has a head chip comprising a plurality of pressure chambers to which ink is supplied and a plurality of pressure generating elements for generating a pressure change in each of the pressure chambers. The plurality of first electrodes for applying an electric signal to each of the pressure generating elements are arranged in a plurality of rows, and each of the first electrodes of the head chip is driven. A method of manufacturing an inkjet head, wherein second electrodes for connecting to a circuit are formed so as to be electrically connected to each other, wherein the second electrodes correspond to the first electrodes in one row. For each of the second electrodes corresponding to the first electrode row, an insulating layer is interposed between the first electrode and the second electrode corresponding to the other one of the first electrodes adjacent to the first electrode row. While stacking in the thickness direction of the insulating layer, the head It is formed sequentially on the first electrode forming surface side of the chip, and one end portion of each of the second electrode and the insulating layer is formed so as to protrude to the same end portion side of the head chip. This is a method for manufacturing an inkjet head.
請求項2記載の発明は、隣接する前記第1電極の列にそれぞれ対応する前記第2電極が、前記ヘッドチップの同一端部側にはみ出した部位において、前記絶縁層の厚み方向に互いに重なり合うように形成され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の製造方法である。 According to a second aspect of the present invention, the second electrodes respectively corresponding to the adjacent rows of the first electrodes are overlapped with each other in the thickness direction of the insulating layer at a portion protruding to the same end portion side of the head chip. The inkjet head manufacturing method according to claim 1, wherein the inkjet head is formed as follows.
請求項3記載の発明は、前記ヘッドチップの前記第1電極形成面側に対して最初に形成される前記絶縁層の該第1電極形成面と接する面に、前記第1電極の列の各第1電極に対応する第2電極を予め形成しておき、該絶縁層を前記ヘッドチップに接合することにより、該第1電極の列の各第1電極と前記予め形成された第2電極とを電気的に接続させることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェットヘッドの製造方法である。 According to a third aspect of the present invention, each of the rows of the first electrodes is formed on a surface of the insulating layer that is first formed with respect to the first electrode forming surface side of the head chip and in contact with the first electrode forming surface. A second electrode corresponding to the first electrode is formed in advance, and the insulating layer is bonded to the head chip, whereby each first electrode in the row of the first electrodes and the second electrode formed in advance The method for manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the two are electrically connected.
請求項4記載の発明は、前記絶縁層における、前記ヘッドチップの前記第1電極形成面側と反対側の面に形成される前記第2電極は、該絶縁層の該第2電極が形成された面から該面に隣接する端面を経由して、対応する前記第1電極と電気的に接続するように形成することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, the second electrode of the insulating layer is formed on the surface of the insulating layer opposite to the first electrode forming surface side of the head chip. 4. The inkjet head manufacturing method according to claim 1, wherein the inkjet head is formed so as to be electrically connected to the corresponding first electrode via an end surface adjacent to the surface from the back surface. 5. Is the method.
請求項5記載の発明は、前記絶縁層における、前記ヘッドチップの前記第1電極形成面側と反対側の面に形成される前記第2電極は、該絶縁層に形成した貫通孔を経由して、対応する前記第1電極と電気的に接続するように形成することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法である。 According to a fifth aspect of the present invention, the second electrode formed on the surface of the insulating layer opposite to the first electrode forming surface side of the head chip passes through a through hole formed in the insulating layer. The inkjet head manufacturing method according to claim 1, wherein the inkjet head is formed so as to be electrically connected to the corresponding first electrode.
請求項6記載の発明は、前記第2電極が形成された前記絶縁層の不要な部位を除去する除去工程を有す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の製造方法である。 The invention according to claim 6 has a removing step of removing an unnecessary portion of the insulating layer on which the second electrode is formed. Manufacturing an inkjet head according to any one of claims 1 to 5 Is the method.
請求項7記載の発明は、前記絶縁層は有機フィルムからなり、
前記除去工程は、前記絶縁層の不要な領域をエッチング又はレーザーによって除去することにより行うことを特徴とする請求項6記載のインクジェットヘッドの製造方法である。In the invention according to claim 7, the insulating layer is made of an organic film,
The inkjet head manufacturing method according to claim 6, wherein the removing step is performed by removing unnecessary regions of the insulating layer by etching or laser.
請求項8記載の発明は、前記絶縁層の厚みは、20μm以下であ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。 The invention according to claim 8 is the method of manufacturing an ink jet head according to claim 7, wherein the insulating layer has a thickness of 20 μm or less.
請求項9記載の発明は、前記圧力発生素子は圧電素子であり、前記ヘッドチップは、溝状に形成された複数の前記圧力室と、隣接する圧力室間に前記圧電素子からなる隔壁とが交互に並設されてなる列が複数列に亘って配列されると共に、前記圧力室は該ヘッドチップの前端面及び後端面にそれぞれ開口し、該前端面にノズルが配置され、前記圧力室内に臨む前記隔壁に駆動電極が形成され、前記駆動電極に電気信号が印加されることによって前記隔壁が変形し、前記圧力室内のインクを前記ノズルから吐出させるものであり、該ヘッドチップの後端面に、前記第1電極が複数列に亘って配列形成されてい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の製造方法である。 According to a ninth aspect of the present invention, the pressure generating element is a piezoelectric element, and the head chip includes a plurality of pressure chambers formed in a groove shape, and a partition wall formed of the piezoelectric elements between adjacent pressure chambers. Alternatingly arranged rows are arranged over a plurality of rows, the pressure chambers open to the front end surface and the rear end surface of the head chip, nozzles are disposed on the front end surfaces, and the pressure chambers are arranged in the pressure chambers. A drive electrode is formed on the facing partition, and the partition is deformed by applying an electric signal to the drive electrode, and ink in the pressure chamber is ejected from the nozzle. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the first electrodes are arranged in a plurality of rows.
本発明によれば、ヘッドチップの一つの端面に配列された複数列の電極の各々に対し、駆動回路とつなげるための外部電極を、位置ずれを起こすことなく容易に接続することができ、また、ヘッドチップの端面に配列される電極の列数が増加しても、外部電極の断線や短絡のおそれがなく、更に、その外部電極の全てをヘッドチップの同一端部側に引き出すことが可能な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。 According to the present invention, it is possible to easily connect external electrodes to be connected to a drive circuit to each of a plurality of rows of electrodes arranged on one end face of the head chip without causing a positional shift. Even if the number of rows of electrodes arranged on the end surface of the head chip increases, there is no risk of disconnection or short-circuiting of the external electrodes, and all of the external electrodes can be pulled out to the same end side of the head chip. A method for manufacturing an ink jet head can be provided.
特に、本発明によると、ヘッドチップが、ヘッドチップの端面に3列以上で形成される各電極に対しても、外部電極を位置ずれを起こすことなく容易に接続できると共に、全ての外部電極をヘッドチップの同一端部側に引き出すことが可能となり、高解像度且つ高速なインクジェットヘッドを簡単に製造することができる。 In particular, according to the present invention, the head chip can be easily connected to each electrode formed in three or more rows on the end face of the head chip without causing any positional displacement, and all the external electrodes can be connected. The head chip can be pulled out to the same end side, and a high-resolution and high-speed inkjet head can be easily manufactured.
本発明において、インクジェットヘッドは、インクが供給される多数の圧力室と、該各圧力室内に圧力変化を発生させる多数の圧力発生素子とを備えてなるヘッドチップを有する。このヘッドチップの一端面には、各圧力発生素子に対して電気信号を印加するための多数の第1電極が複数列に亘って配列形成されており、このヘッドチップの第1電極の各々に対して、駆動回路と接続するための外部電極である第2電極をそれぞれ電気的に接続するように形成するために、この第2電極を、ヘッドチップの端面上で、各第1電極の列毎に順次形成していき、全ての第2電極をヘッドチップの同一端部側に引き出すものである。 In the present invention, the ink jet head has a head chip including a large number of pressure chambers to which ink is supplied and a large number of pressure generating elements for generating a pressure change in each pressure chamber. A plurality of first electrodes for applying an electric signal to each pressure generating element are arranged in a plurality of rows on one end face of the head chip, and each head electrode has a first electrode. On the other hand, in order to form the second electrodes, which are external electrodes for connecting to the drive circuit, so as to be electrically connected to each other, the second electrodes are arranged on the end face of the head chip. It is formed sequentially every time and all the second electrodes are drawn out to the same end side of the head chip.
すなわち、本発明は、第2電極を、一つの列の第1電極に対応する第2電極と該第1電極の列に隣接する他の一つの第1電極に対応する第2電極との間に絶縁層を介して、第1電極の列毎に該絶縁層の厚み方向に積層しながら、ヘッドチップの第1電極形成面に順次形成し、且つ、第2電極及び絶縁層のそれぞれの一方端部を、ヘッドチップの同一端部側にはみ出すように形成する。これにより、ヘッドチップの第1電極形成面には、第2電極と絶縁層との積層構造体が、第1電極の列の数に対応して形成される。ヘッドチップの端部とは、ヘッドチップを第1電極形成面側から見た場合の、第1電極の配列方向の端部である。 That is, according to the present invention, the second electrode is provided between the second electrode corresponding to the first electrode in one column and the second electrode corresponding to the other first electrode adjacent to the first electrode column. The first electrode is formed in order on the first electrode formation surface of the head chip while being laminated in the thickness direction of the insulating layer for each row of the first electrode via the insulating layer, and one of each of the second electrode and the insulating layer. The end portion is formed so as to protrude to the same end portion side of the head chip. Thus, a laminated structure of the second electrode and the insulating layer is formed on the first electrode formation surface of the head chip corresponding to the number of rows of the first electrodes. The end portion of the head chip is an end portion in the arrangement direction of the first electrodes when the head chip is viewed from the first electrode formation surface side.
本発明は、複数列に亘って第1電極が配列形成されたヘッドチップの端面に対して、その第1電極の列毎に、好ましくは、ヘッドチップのいずれか一方の端部に配列される第1電極の列から順次隣接する第1電極の列毎に、その1列の第1電極の列に対応する第2電極を配線形成していく。このため、従来のように、外部配線基板等のような予め電極が複数列に亘って形成された別途の基板を、ヘッドチップの複数列の電極に対して位置合わせしながら互いに電気的に接続する場合に比べて、接続作業の煩雑さは低減される。 According to the present invention, with respect to the end surface of the head chip in which the first electrodes are arranged and formed over a plurality of rows, it is preferably arranged for each row of the first electrodes, at either one end of the head chip. A second electrode corresponding to the first electrode column is formed by wiring for each first electrode column that is sequentially adjacent to the first electrode column. For this reason, as in the prior art, separate substrates, such as external wiring boards, in which electrodes are previously formed over a plurality of rows are electrically connected to each other while being aligned with the electrodes of the plurality of rows of the head chip. Compared to the case, the complexity of the connection work is reduced.
しかも、全ての第2電極はヘッドチップの一方端部側にはみ出すように形成されるため、この第2電極に対してFPC等の外部基板を接続する場合でも、ヘッドチップの一方端部側のみに対して一方向から作業するだけで済み、接続作業が簡略化される効果がある。 In addition, since all the second electrodes are formed so as to protrude from one end side of the head chip, even when an external substrate such as an FPC is connected to the second electrode, only the one end side of the head chip is provided. However, it is only necessary to work from one direction, and the connection work is simplified.
絶縁層上に第2電極を形成する手段は、特に限定されないが、一般的には、電極となる金属材料を蒸着法やスパッタリング法等によって絶縁層上に適用して金属膜を形成し、この金属膜に対してマスクを用いた露光、現像によってパターンを形成する技術を利用して、第2電極をパターン形成することができる。 The means for forming the second electrode on the insulating layer is not particularly limited, but in general, a metal material to be an electrode is applied on the insulating layer by a vapor deposition method or a sputtering method to form a metal film. The second electrode can be patterned using a technique for forming a pattern by exposure and development using a mask on the metal film.
また、本発明によれば、ヘッドチップに配列形成される複数列の第1電極のうちの異なる列の第1電極に対応してそれぞれ電気的に接続される第2電極は、間に絶縁層を介して上下(絶縁層の厚み方向)に積層されるため、第1電極の配列数が増加しても、第2電極間のピッチが狭くなることはない。従って、第1電極の配列数が増加するに従って第2電極の幅を狭くする必要もないため、第2電極に断線や短絡が生じるおそれはない。 In addition, according to the present invention, the second electrodes that are electrically connected corresponding to the first electrodes in different rows among the plurality of rows of the first electrodes arranged in the head chip are provided between the insulating layers. Therefore, even if the number of first electrodes is increased, the pitch between the second electrodes does not become narrower. Accordingly, since it is not necessary to reduce the width of the second electrode as the number of first electrodes arranged increases, there is no possibility that the second electrode is disconnected or short-circuited.
特に、本発明は、ヘッドチップが、第1電極の列を3列以上形成してなるものであることが好ましい。本発明は、第1電極の列を3列以上形成してなるヘッドチップであっても、両端部の第1電極の列に挟まれた内側の第1電極の列に対しても、第2電極を位置ずれや断線、短絡のおそれなく容易に接続形成することができる。 In particular, in the present invention, the head chip is preferably formed by forming three or more rows of the first electrodes. In the present invention, even if the head chip is formed by forming three or more rows of the first electrodes, the second electrode is also applied to the inner rows of the first electrodes sandwiched between the rows of the first electrodes at both ends. The electrodes can be easily connected and formed without fear of displacement, disconnection, or short circuit.
本発明は、隣接する第1電極の列にそれぞれ対応する第2電極を、ヘッドチップの同一端部側にはみ出した部位において、絶縁層の厚み方向に互いに重なり合うように形成することが好ましい。ヘッドチップの同一端部側からはみ出した全ての第2電極を同じピッチで配列させることができるため、このはみ出した部位に対してFPC等の外部基板を接続する場合でも、接続作業を容易に行うことができるようになる。 In the present invention, it is preferable that the second electrodes respectively corresponding to the adjacent first electrode rows are formed so as to overlap each other in the thickness direction of the insulating layer at a portion protruding to the same end side of the head chip. Since all the second electrodes protruding from the same end side of the head chip can be arranged at the same pitch, even when an external substrate such as an FPC is connected to the protruding portion, the connection work is easily performed. Will be able to.
また、本発明は、ヘッドチップの第1電極形成面に対して最初に形成される絶縁層の該第1電極形成面と接する面に、ヘッドチップのいずれか一方の端部に配列された第1電極の列の各第1電極に対応する第2電極を予め形成しておき、該絶縁層をヘッドチップに接合することにより、該第1電極の列の各第1電極と予め形成された第2電極とを電気的に接続させることができる。 Further, according to the present invention, the first insulating layer formed first with respect to the first electrode forming surface of the head chip is arranged on the surface in contact with the first electrode forming surface, and is arranged at one end of the head chip. A second electrode corresponding to each first electrode in one electrode row is formed in advance, and the insulating layer is bonded to the head chip, so that each first electrode in the first electrode row is formed in advance. The second electrode can be electrically connected.
この方法によれば、上述した効果に加え、ヘッドチップにおける第1電極形成面とは反対面側に向けて第2電極の表面を露出させることができるため、ヘッドチップを作業台上に載置してこの第2電極にFPC等の外部基板を接続する際、ヘッドチップの第1電極形成面側を下面にした安定の良い状態で、全ての第2電極に対して一方向から接続作業することができ、より作業性に優れるようになる。 According to this method, in addition to the effects described above, the surface of the second electrode can be exposed toward the surface opposite to the first electrode formation surface of the head chip, so that the head chip is placed on the work table. Then, when connecting an external substrate such as an FPC to the second electrode, the connection work is performed from one direction to all the second electrodes in a stable state with the first electrode forming surface side of the head chip as the lower surface. It will be more workable.
なお、この予め第2電極が形成された最初の絶縁層の接合の際は、ヘッドチップのいずれか一方の端部に配列された1列の各第1電極に対して、これに対応する1列の各第2電極を位置合わせするだけでよいため、複数列の各第1電極と複数列の各第2電極とを位置合わせするような煩雑さは全く要求されない。 In addition, at the time of joining the first insulating layer in which the second electrode is formed in advance, 1 corresponding to each of the first electrodes in one row arranged at one end portion of the head chip. Since it is only necessary to align the second electrodes of the rows, there is no need for the trouble of aligning the first electrodes of the rows and the second electrodes of the rows.
ところで、絶縁層におけるヘッドチップの第1電極形成面側と反対側の面に形成される第2電極をヘッドチップ端面の第1電極と電気的に接続させる場合、その第2電極が形成された面に直交する絶縁層の厚み方向にも第2電極を配線する必要がある。このため、本発明において、絶縁層におけるヘッドチップの第1電極形成面側と反対側の面に形成される第2電極は、該絶縁層の該第2電極が形成された面から該面に隣接する端面を経由して、対応する第1電極と電気的に接続するように形成することが好ましい。 By the way, when the second electrode formed on the surface opposite to the first electrode forming surface side of the head chip in the insulating layer is electrically connected to the first electrode on the end surface of the head chip, the second electrode is formed. It is necessary to wire the second electrode also in the thickness direction of the insulating layer orthogonal to the surface. For this reason, in the present invention, the second electrode formed on the surface of the insulating layer opposite to the first electrode forming surface side of the head chip is moved from the surface of the insulating layer on which the second electrode is formed to the surface. It is preferable to form it so as to be electrically connected to the corresponding first electrode via the adjacent end face.
この方法によれば、絶縁層上の第2電極は、絶縁層の表面(第2電極の形成面)からその端縁を経てヘッドチップ側に向けて該絶縁層の厚み方向に屈曲され、該絶縁層の表面に隣接してその厚み方向に延びる端面を経由して、第1電極と電気的に接続されるので、スルーホールを用いる場合のようなランドを形成する必要がなく、絶縁層1層当たりの第2電極の配線ピッチが広くなることはない。このため、一つの列における第1電極間のピッチが狭い場合でも、これに対応する第2電極を容易に形成することができる。 According to this method, the second electrode on the insulating layer is bent in the thickness direction of the insulating layer from the surface of the insulating layer (the surface on which the second electrode is formed) through its edge toward the head chip side, Since it is electrically connected to the first electrode via an end face extending in the thickness direction adjacent to the surface of the insulating layer, there is no need to form a land as in the case of using a through hole, and the insulating layer 1 The wiring pitch of the second electrode per layer does not increase. For this reason, even when the pitch between the first electrodes in one row is narrow, the corresponding second electrode can be easily formed.
また、本発明は、絶縁層の厚み方向にも第2電極を配線するために、絶縁層におけるヘッドチップの第1電極形成面側と反対側の面に形成される第2電極を、該絶縁層に形成した貫通孔を経由して、対応する第1電極と電気的に接続するように形成することもできる。 The present invention also provides a second electrode formed on the surface of the insulating layer opposite to the first electrode forming surface side of the head chip in order to wire the second electrode also in the thickness direction of the insulating layer. It can also be formed so as to be electrically connected to the corresponding first electrode via a through hole formed in the layer.
貫通孔は、ヘッドチップの端面に接合された絶縁層に対して、その下の対応する第1電極と重なる部位に、エッチング又はレーザー加工することによって形成することができる。この貫通孔は、第2電極形成時の金属材料が、絶縁層上に対して適用される際に同時に充填されることによって内部が金属材料で埋められ、絶縁層の表面の第2電極を該絶縁層の厚み方向に配線し、対応する第1電極との導通を図るので、電極幅よりも大径なランドが必要となるスルーホールとは異なり、第2電極の幅の範囲内で該第2電極を絶縁層の厚み方向に配線させることが可能である。 The through hole can be formed by etching or laser processing a portion of the insulating layer bonded to the end face of the head chip that overlaps the corresponding first electrode therebelow. The through hole is filled with the metal material at the same time that the metal material at the time of forming the second electrode is filled on the insulating layer, and the second electrode on the surface of the insulating layer is filled with the second electrode. Unlike the through hole that requires a land having a diameter larger than the electrode width, wiring is performed in the thickness direction of the insulating layer and conduction with the corresponding first electrode. Two electrodes can be wired in the thickness direction of the insulating layer.
従って、この方法は、上記の方法と同様、一つの列における第1電極間のピッチが狭い場合でも、これに対応する第2電極を容易に形成することができる効果が得られることに加え、絶縁層の端面を利用しないため、ヘッドチップに絶縁層を積層する際、その絶縁層の端面が位置する絶縁層の端部を第1電極に対して精密に位置合わせする必要がなく、第2電極の形成作業がより容易となる効果がある。 Therefore, as in the above method, this method has an effect that the second electrode corresponding to this can be easily formed even when the pitch between the first electrodes in one row is narrow, Since the end face of the insulating layer is not used, when the insulating layer is stacked on the head chip, it is not necessary to precisely align the end of the insulating layer where the end face of the insulating layer is positioned with respect to the first electrode. There is an effect that the electrode forming operation becomes easier.
本発明は、第2電極が形成された絶縁層の不要な部位を除去する除去工程を有することが好ましい。この除去工程は、ヘッドチップの端面上で絶縁層の上に第2電極を形成した積層構造体を形成する毎に行うことができる。不要な絶縁層とは、第2電極の補強機能及び絶縁層の厚み方向に積層される第2電極間の短絡防止機能を果たす必要がない絶縁層の部位、第2電極にFPC等の外部基板を接続する場合の該外部基板との電気的接続部位を覆っている絶縁層の部位等である。絶縁層の除去は、絶縁層に用いられる材料に応じて適宜決められる。 The present invention preferably includes a removing step of removing unnecessary portions of the insulating layer on which the second electrode is formed. This removal step can be performed every time a laminated structure in which the second electrode is formed on the insulating layer on the end face of the head chip is formed. The unnecessary insulating layer is a portion of the insulating layer that does not need to fulfill the function of reinforcing the second electrode and the function of preventing the short circuit between the second electrodes laminated in the thickness direction of the insulating layer, and the second electrode is an external substrate such as an FPC. This is a portion of an insulating layer that covers an electrical connection portion with the external substrate when connecting the external substrate. The removal of the insulating layer is appropriately determined according to the material used for the insulating layer.
本発明において、絶縁層は有機フィルムからなることが好ましい。有機フィルムからなる絶縁層は、作製が容易で、積層作業も容易であり、しかも、除去工程において、絶縁層の不要な領域をエッチング又はレーザーによって除去することができるため、絶縁層を高精度且つ容易に除去することができる。 In the present invention, the insulating layer is preferably made of an organic film. An insulating layer made of an organic film is easy to fabricate and easy to stack, and in the removal process, an unnecessary region of the insulating layer can be removed by etching or laser. It can be easily removed.
有機フィルムとしては、例えばポリイミド、液晶ポリマー、アラミド、ポリエチレンテレフタレート等の種々の樹脂フィルムが挙げられる。中でも、エッチング性の良好なポリイミドフィルムが好ましい。また、ドライエッチングを容易にするためには、できるだけ薄いフィルムを用いることが望ましく、この場合は、強度が高くて薄くても強度を保つことができるアラミドフィルムが好適である。絶縁層には、ドライエッチング可能なシリコン基板を用いることもできるが、シリコンのドライエッチングにはCF4やSF6等の特殊ガスを使用する必要があり、装置も特殊になるので一般的にはコスト高となる。Examples of the organic film include various resin films such as polyimide, liquid crystal polymer, aramid, and polyethylene terephthalate. Among these, a polyimide film having good etching properties is preferable. In order to facilitate dry etching, it is desirable to use a film that is as thin as possible. In this case, an aramid film that has high strength and can maintain strength even when thin is suitable. A silicon substrate that can be dry-etched can be used for the insulating layer. However, it is necessary to use a special gas such as CF 4 or SF 6 for dry etching of silicon, and the apparatus is also special, so that it is generally used. Cost increases.
絶縁層の厚さは、インクと接触した場合の膨潤や除去工程での除去作業の容易性を考慮して、20μm以下とすることが好ましい。下限値は、強度を維持する観点から3μm以上とすることが好ましい。 The thickness of the insulating layer is preferably set to 20 μm or less in consideration of swelling in contact with ink and ease of removal work in the removal process. The lower limit is preferably 3 μm or more from the viewpoint of maintaining strength.
本発明におけるヘッドチップは、ヘッドチップは、溝状に形成された多数の圧力室と、隣接する圧力室間に圧電素子からなる隔壁とが交互に並設されてなる列が複数列に亘って配列されると共に、圧力室は該ヘッドチップの前端面及び後端面にそれぞれ開口し、該前端面にノズルが配置され、圧力室内に臨む隔壁に駆動電極が形成され、駆動電極に電気信号が印加されることによって隔壁が変形し、圧力室内のインクを吐出口から吐出させるハーモニカ構造のヘッドチップであり、該ヘッドチップの後端面に、第1電極が形成されたものであることが好ましい。 In the head chip according to the present invention, the head chip has a plurality of rows in which a large number of pressure chambers formed in a groove shape and partition walls made of piezoelectric elements are alternately arranged between adjacent pressure chambers. In addition to the arrangement, the pressure chambers are opened on the front end surface and the rear end surface of the head chip, nozzles are arranged on the front end surface, a drive electrode is formed on the partition wall facing the pressure chamber, and an electric signal is applied to the drive electrode. Accordingly, it is preferable that the partition wall is deformed and the head chip has a harmonica structure in which the ink in the pressure chamber is ejected from the ejection port, and the first electrode is formed on the rear end surface of the head chip.
一般に、このようなハーモニカ構造のヘッドチップは、圧力室内に臨む各駆動電極を駆動回路と電気的に接続することが難しいが、本発明によれば、ヘッドチップの後端面に形成された各第1電極に対して、駆動回路とつなげるための外部電極である第2電極を、位置ずれを起こすことなく容易に接続することができ、また、圧力室の配列数が増加して第1電極の配列数が増加しても、第2電極の断線や短絡のおそれがなく、更に、その第2電極の全てをヘッドチップの同一端部側に引き出すことが容易に可能となる。 In general, it is difficult for such a head chip having a harmonica structure to electrically connect each drive electrode facing the pressure chamber to the drive circuit. However, according to the present invention, each head electrode formed on the rear end surface of the head chip is provided. The second electrode, which is an external electrode for connecting to the drive circuit, can be easily connected to one electrode without causing a positional shift, and the number of pressure chambers is increased so that the first electrode Even if the number of arrangements increases, there is no fear of disconnection or short-circuiting of the second electrode, and furthermore, all of the second electrode can be easily pulled out to the same end portion side of the head chip.
本発明における圧力発生素子は、インクを吐出させるための圧力変化を圧力室内に発生させるものであれば特に限定されない。例えば、電気機械変換素子であるPZT等の圧電素子の他、インクの気泡破裂作用によってインクを吐出させるためのヒータ等であってもよい。 The pressure generating element in the present invention is not particularly limited as long as it generates a pressure change for ejecting ink in the pressure chamber. For example, in addition to a piezoelectric element such as PZT which is an electromechanical conversion element, a heater or the like for discharging ink by a bubble bursting action of ink may be used.
以下、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法について図面を用いて説明する。 Hereinafter, an ink jet head manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
(ヘッドチップの製造工程)
ヘッドチップを製造する方法の一例を図1を用いて説明する。ここでは、チャネル列が2列に亘って形成されたハーモニカ構造のヘッドチップについて示す。<First Embodiment>
(Head chip manufacturing process)
An example of a method for manufacturing a head chip will be described with reference to FIG. Here, a head chip having a harmonica structure in which two channel rows are formed is shown.
まず、セラミックス等からなる1枚の基板100上に、分極処理(分極の方向を図中矢印で示す)されたPZT等からなる圧電素子基板101を、エポキシ系接着剤を用いて接合し、更に、その圧電素子基板101の表面にドライフィルム102を貼着する(図1(a))。 First, a piezoelectric element substrate 101 made of PZT or the like that has been subjected to polarization treatment (the direction of polarization is indicated by an arrow in the figure) is bonded to one substrate 100 made of ceramics using an epoxy-based adhesive. Then, a dry film 102 is attached to the surface of the piezoelectric element substrate 101 (FIG. 1A).
次いで、そのドライフィルム102の側から、ダイシングブレード等の研削手段を用いて複数の平行な溝103を研削する。各溝103は圧電素子基板101の一方の端から他方の端に亘り、且つ、基板100に至る程度の一定の深さで研削することで、長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレート状に形成する(図1(b))。 Next, a plurality of parallel grooves 103 are ground from the dry film 102 side using a grinding means such as a dicing blade. Each groove 103 is ground from one end to the other end of the piezoelectric element substrate 101 and is ground at a certain depth to reach the substrate 100, so that the size and shape of the groove 103 are not substantially changed in the length direction. (FIG. 1B).
次いで、溝103を研削した側から、Ni、Au、Cu、Al等の電極形成用の金属材料をスパッタリング法、蒸着法等によって適用し、削り残されたドライフィルム102の上面及び各溝103の内面に金属膜104を形成する(図1(c))。 Next, a metal material for electrode formation such as Ni, Au, Cu, and Al is applied from the ground side of the groove 103 by a sputtering method, a vapor deposition method, or the like. A metal film 104 is formed on the inner surface (FIG. 1C).
その後、ドライフィルム102をその表面に形成された金属膜104と共に除去することにより、各溝103の内面のみに金属膜104が形成された基板105を得る。そして、同様に形成された基板105を2枚用意し、各基板105の溝103同士が互いに合致するように位置合わせして、エポキシ系接着剤等を用いて接合することによって、1列のチャネル列を有する1つのチップ基板106を作製する(図1(d))。 Thereafter, the dry film 102 is removed together with the metal film 104 formed on the surface thereof, whereby the substrate 105 having the metal film 104 formed only on the inner surface of each groove 103 is obtained. Then, two similarly formed substrates 105 are prepared, aligned so that the grooves 103 of each substrate 105 coincide with each other, and bonded using an epoxy adhesive or the like, so that one row of channels is formed. One chip substrate 106 having a row is manufactured (FIG. 1D).
次いで、このようにして得られたチップ基板106を2つ用意し、各チップ基板106のチャネル(溝103)同士が半ピッチずれるように位置合わせして、そのチャネルの並び方向と直交する方向に重ね合わせて接着した後、チャネルの長さ方向と直交する方向に沿って切断することにより、2つのチップが積層された2列のチャネル列を有する複数個のヘッドチップ1を一度に作成する。各溝103はハーモニカ構造のヘッドチップの圧力室であるチャネル12を構成し、各溝103内の金属膜104は駆動電極13となり、隣接するチャネル12の間は圧電素子からなる隔壁11となる。カットラインC、C…間の幅は、それによって作製されるヘッドチップ1、1…におけるチャネル12の駆動長(L長)を決定する(図1(e))。 Next, two chip substrates 106 obtained in this way are prepared, and the channels (grooves 103) of each chip substrate 106 are aligned so as to be shifted by a half pitch, and in a direction orthogonal to the alignment direction of the channels. After overlapping and bonding, a plurality of head chips 1 having two channel rows in which two chips are stacked are formed at a time by cutting along a direction perpendicular to the channel length direction. Each groove 103 constitutes a channel 12 that is a pressure chamber of a harmonica-structured head chip, the metal film 104 in each groove 103 serves as a drive electrode 13, and a space 11 between adjacent channels 12 serves as a partition 11 made of a piezoelectric element. The width between the cut lines C, C... Determines the drive length (L length) of the channel 12 in the head chips 1, 1... Produced thereby (FIG. 1 (e)).
このようなヘッドチップ1は、チャネル12の両隔壁11の各駆動電極13に対して駆動回路からの所定の電圧を印加すると、圧電すべり効果によって隔壁11がくの字状にせん断変形し、チャネル12内に圧力変化を与え、該チャネル12内に供給されるインクに吐出のためのエネルギーが付与される。ヘッドチップ1の一方端面には、後述するノズルプレートが接合され、該ノズルプレートに形成されたノズルから、チャネル12内のインクを微小なインク滴として吐出する。 In such a head chip 1, when a predetermined voltage from the drive circuit is applied to the drive electrodes 13 of both the partition walls 11 of the channel 12, the partition wall 11 is sheared and deformed into a V shape by the piezoelectric sliding effect. A pressure change is applied to the ink, and energy for ejection is applied to the ink supplied into the channel 12. A nozzle plate, which will be described later, is bonded to one end surface of the head chip 1, and the ink in the channel 12 is ejected as fine ink droplets from the nozzle formed on the nozzle plate.
このようにして得られたヘッドチップ1には、圧電素子からなる隔壁11と圧力室であるチャネル12とが交互に並設されたチャネル列が、図示上下に2列に並設される。各チャネル列のチャネル数は何ら限定されないが、好ましくは各チャネル列のチャネル数が2以上である。 In the head chip 1 thus obtained, channel rows in which partition walls 11 made of piezoelectric elements and channels 12 as pressure chambers are alternately arranged in parallel are arranged in two rows vertically in the figure. The number of channels in each channel row is not limited at all, but preferably the number of channels in each channel row is 2 or more.
なお、ヘッドチップ1は6面体であるため、ここで各端面の呼称について定義しておく。本発明において、ヘッドチップ1は、インクが吐出される側の端面を「前端面」といい、その反対側の面を「後端面」という。また、ヘッドチップ1において並設される各チャネル12の列を挟んでチップ基板106の積層方向、すなわちチャネル列の配列方向(図示上下方向)に位置する外側端面をそれぞれ「上端面」及び「下端面」という。 Since the head chip 1 is a hexahedron, the names of the end faces are defined here. In the present invention, in the head chip 1, the end surface on the ink ejection side is referred to as “front end surface”, and the opposite surface is referred to as “rear end surface”. In addition, the outer end faces located in the stacking direction of the chip substrates 106, that is, the arrangement direction of the channel rows (the vertical direction in the drawing) across the rows of the channels 12 arranged in parallel in the head chip 1, respectively, are “upper end face” and “lower It is called “end face”.
以下の説明では、必要に応じて、図中下側に位置するチャネル12Aの列をA列、上側に位置するチャネル12Bの列をB列と呼ぶ場合がある。 In the following description, the column of the channel 12A positioned on the lower side in the drawing may be referred to as column A, and the column of the channel 12B positioned on the upper side may be referred to as column B as needed.
(第1電極の形成工程)
次に、ヘッドチップ1の後端面に第1電極を形成する方法について図2、図3を用いて説明する。図2、図3は、いずれもヘッドチップ1を後端面側から見た図である。(First electrode forming step)
Next, a method for forming the first electrode on the rear end face of the head chip 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3 are views of the head chip 1 as seen from the rear end face side.
まず、ヘッドチップ1の後端面にドライフィルム200を貼着し、チャネル12A、12Bの全面に対応した開口と、A列の第1電極14Aを形成するための開口201Aと、B列の第1電極14Bを形成するための開口201Bとを、チャネル12A、12Bの各々に対応して、露光、現像により形成する(図2)。 First, a dry film 200 is attached to the rear end surface of the head chip 1, and openings corresponding to the entire surfaces of the channels 12A and 12B, openings 201A for forming the first electrodes 14A in the A row, and the first in the B row. An opening 201B for forming the electrode 14B is formed by exposure and development corresponding to each of the channels 12A and 12B (FIG. 2).
次いで、このドライフィルム200の側から、真空蒸着により電極形成用金属として例えばAlを適用し、各開口201A、201B内にそれぞれAl膜を選択的に形成する。このAl膜により、ヘッドチップ1の後端面に、チャネル12A、12Bの各々に対応して、それぞれA列の第1電極14A及びB列の第1電極14Bが形成される。 Next, from the dry film 200 side, for example, Al is applied as an electrode forming metal by vacuum deposition, and an Al film is selectively formed in each of the openings 201A and 201B. With this Al film, the first electrode 14A in the A row and the first electrode 14B in the B row are formed on the rear end surface of the head chip 1 corresponding to each of the channels 12A and 12B.
これら各第1電極14A、14Bと各チャネル12A、12B内の駆動電極13との電気的な接続を確実にするために、蒸着は方向を変えて2度行うことが望ましい。具体的には、図示面に垂直な方向から、上下に各30度の方向から行うことが望ましい。更に、図1(d)に示すように上下に分かれている金属膜104同士の電気的な接続を確実にするためには、右又は左30度の方向からの蒸着も行うことが望ましい。 In order to ensure electrical connection between each of the first electrodes 14A and 14B and the drive electrode 13 in each of the channels 12A and 12B, it is desirable to perform the vapor deposition twice while changing the direction. Specifically, it is desirable to carry out from a direction perpendicular to the drawing surface and from 30 degrees up and down. Furthermore, as shown in FIG. 1 (d), in order to ensure electrical connection between the metal films 104 that are vertically divided, it is desirable to perform vapor deposition from the direction of 30 degrees to the right or left.
また、Al膜の形成方法としては蒸着に限らず、一般の薄膜形成技術を採用することができる。また、Al膜の形成方法として、導電性ペーストをインクジェットで塗布する方法を採用することもできる。特にスパッタリング法が、飛来する金属粒子の方向がランダムなため、特に方向を変えなくてもチャネル内部まで金属膜を形成できるので好適である。Al膜の形成後、溶剤でドライフィルム200を溶解剥離することで、ドライフィルム200上に形成されていたAl膜は除去される。これにより、ヘッドチップ1の後端面には、A列の第1電極14A及びB列の第1電極14Bのみが残存し、多数の第1電極14Aの列と多数の第1電極14Bの列とが、ヘッドチップ1の後端面に上下方向に並列するように配列される(図3)。 Further, the Al film forming method is not limited to vapor deposition, and a general thin film forming technique can be employed. Further, as a method for forming the Al film, a method of applying a conductive paste by ink jet can be employed. In particular, the sputtering method is preferable because the direction of the flying metal particles is random, and the metal film can be formed even inside the channel without changing the direction. After the Al film is formed, the Al film formed on the dry film 200 is removed by dissolving and peeling the dry film 200 with a solvent. As a result, only the first electrodes 14A in the A row and the first electrodes 14B in the B row remain on the rear end surface of the head chip 1, and the rows of the first electrodes 14A and the rows of the first electrodes 14B. Are arranged in parallel to the rear end surface of the head chip 1 in the vertical direction (FIG. 3).
なお、ドライフィルム200の現像工程・水洗工程での作業性を考え、ドライフィルム200はチャネル12A、12Bの全面においても開口していることが望ましい。チャネル12A、12Bの全面において開口していることにより、チャネル12A、12B内の現像液、洗浄水の除去が容易となる。 In consideration of the workability of the dry film 200 in the development process and the water washing process, it is desirable that the dry film 200 is opened on the entire surface of the channels 12A and 12B. The openings on the entire surfaces of the channels 12A and 12B facilitate the removal of the developer and the washing water in the channels 12A and 12B.
(絶縁層の積層工程−1層目)
次に、ヘッドチップ1の後端面に絶縁層を積層する。この方法について、図4、図5を用いて説明する。図4はヘッドチップ1を後端面側から見た図、図5(a)は図4の(i)−(i)線に沿う断面図、図5(b)は図4の(ii)−(ii)線に沿う断面図である。なお、図5において、チャネル12A、12Bの上面に形成されている駆動電極13は図示を省略してある。(Insulating layer lamination process-first layer)
Next, an insulating layer is laminated on the rear end surface of the head chip 1. This method will be described with reference to FIGS. 4 is a view of the head chip 1 as viewed from the rear end face side, FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line (i)-(i) in FIG. 4, and FIG. 5B is a view in FIG. (Ii) It is sectional drawing which follows a line. In FIG. 5, the drive electrodes 13 formed on the upper surfaces of the channels 12A and 12B are not shown.
各第1電極14A、14Bが後端面に形成されたヘッドチップ1に対し、その後端面に、絶縁層21を貼着して積層する。 An insulating layer 21 is attached to the rear end face of the head chip 1 on which the first electrodes 14A and 14B are formed on the rear end face.
この絶縁層21は有機フィルムからなり、各チャネル12A又は12Bの並び方向に沿う図中左右方向の長さが、ヘッドチップ1の各チャネル12A又は12Bの並び方向の長さ以上であり、A列及びB列の各チャネル列の並び方向に沿う図中上下方向の長さが、B列の各チャネル12Bとは重ならず、且つ、B列の各第1電極14Bと該第1電極14Bの一部を露出させるように重なる位置からA列の各第1電極14Aを越えてヘッドチップ1の後端面におけるA列側の端部1aから大きくはみ出す長さに形成されている。この状態では、各第1電極14BのA列のチャネル12A側の一部と、A列の各チャネル12及び各第1電極14Aは、全て絶縁層21によって被覆される。 This insulating layer 21 is made of an organic film, and the length in the horizontal direction in the drawing along the alignment direction of the channels 12A or 12B is equal to or longer than the length of the channels 12A or 12B in the head chip 1 in the alignment direction. And the length in the vertical direction in the figure along the arrangement direction of the channel rows of the B row does not overlap with the channels 12B of the B row, and the first electrodes 14B of the B row and the first electrodes 14B It is formed to have a length that greatly protrudes from the end portion 1a on the A row side of the rear end surface of the head chip 1 beyond the first electrodes 14A in the A row from the overlapping position so as to expose a part. In this state, a part of each first electrode 14B on the side of the channel 12A in the A column, each channel 12 in the A column, and each first electrode 14A are all covered with the insulating layer 21.
ここで、絶縁層21には、予めその一方の面に、ヘッドチップ1の最下端部に配列されるA列の各第1電極14Aに対応して、該第1電極14Aと同一ピッチとなるように、第2電極31をパターン形成しておく(1層目の第2電極の形成)。各第2電極31の一方の端部31aは、絶縁層21の一方の端部21aがB列の各第1電極14Bと重なる図示する状態に位置合わせされた際に、A列の各第1電極14Aと重なり合う位置にあり、各第2電極31の他方の端部31bは、ヘッドチップ1からはみ出している絶縁層21の他方の端部21bの手前まで延びており、各第2電極31の端部31bと該絶縁層21の端部21bとの間に、第2電極31を有しない非電極形成部31cが形成されるようにしている。このため、この絶縁層21を位置合わせしてヘッドチップ1の後端面に接合すると、第2電極31の端部31bは、ヘッドチップ1のA列側の端部1aよりも外側に大きくはみ出すように露出すると共に、絶縁層21の端部21bが、この第2電極31の端部31bから更に外側にはみ出すように露出する。 Here, the insulating layer 21 has the same pitch as the first electrodes 14A on one surface in advance, corresponding to the first electrodes 14A in the A row arranged at the lowermost end of the head chip 1. In this way, the second electrode 31 is patterned (formation of the second electrode of the first layer). When one end portion 31a of each second electrode 31 is aligned with the one end portion 21a of the insulating layer 21 so as to overlap with each first electrode 14B in the B row, each first end portion in the A row The other end 31 b of each second electrode 31 is located at a position overlapping with the electrode 14 A, and extends to the front of the other end 21 b of the insulating layer 21 protruding from the head chip 1. A non-electrode forming portion 31 c that does not have the second electrode 31 is formed between the end portion 31 b and the end portion 21 b of the insulating layer 21. For this reason, when the insulating layer 21 is aligned and joined to the rear end surface of the head chip 1, the end 31b of the second electrode 31 protrudes more outward than the end 1a on the A row side of the head chip 1. In addition, the end 21 b of the insulating layer 21 is exposed so as to protrude further outward from the end 31 b of the second electrode 31.
これにより、ヘッドチップ1のA列の各第1電極14Aは、外部電極である第2電極31によってヘッドチップ1の外部に引き出される。 Thereby, each 1st electrode 14A of A row of head chip 1 is pulled out of head chip 1 by the 2nd electrode 31 which is an external electrode.
この第2電極31の形成方法は、第1電極14A、14Bをパターン形成する方法と同様にして、絶縁層21の一方の面に形成しておくことができる。各第1電極14Aと各第2電極31との電気的接続には精密な位置合わせが必要となるが、1列の電極同士の位置合わせで済むため、複数列同士を一度に位置合わせするような煩雑さは要求されない。 The formation method of the second electrode 31 can be formed on one surface of the insulating layer 21 in the same manner as the pattern formation of the first electrodes 14A and 14B. Precise alignment is required for electrical connection between each first electrode 14A and each second electrode 31, but only one column of electrodes needs to be aligned, so multiple columns should be aligned at once. No complicated work is required.
このような絶縁層21のヘッドチップ1の後端面に対する接合は、第2電極31が形成されている面をヘッドチップ1の後端面に対面させ、且つ、A列の各第1電極14Aと各第2電極31とが電気的に接続するように位置合わせし、接着剤を用いて接合する。ここでは、接着剤としてエポキシ系接着剤(エポキシテクノロジー社製、エポテック353ND)を使用し、硬化条件は温度100℃、30分で、圧力10kg/cm2とした。The bonding of the insulating layer 21 to the rear end surface of the head chip 1 is such that the surface on which the second electrode 31 is formed faces the rear end surface of the head chip 1, and each of the first electrodes 14A in the A row and each Positioning is performed so that the second electrode 31 is electrically connected, and bonding is performed using an adhesive. Here, an epoxy adhesive (Epotech 353ND, manufactured by Epoxy Technology Co., Ltd.) was used as the adhesive, and the curing conditions were a temperature of 100 ° C., 30 minutes, and a pressure of 10 kg / cm 2 .
かかる絶縁層21の接着時におけるA列の第1電極14Aと第2電極31との導通は、金属膜同士を接着剤で加圧接着することにより電気的接続をとるNCP法(Non Conductive Paste:非導電性ペースト法)によってなされる。この場合、エポキシ系接着剤が、絶縁層21を接合する際の接着剤として機能すると共に、NCPとしても機能する。NCP法の場合、金属膜の表面が酸化していると接続が困難な場合もあるので、第1電極14Aと第2電極31の表面はAu、Pt等の酸化しにくい金属であることが望ましく、金属膜を複層にすることで実現できる。 When the insulating layer 21 is bonded, the conduction between the first electrode 14A in the A row and the second electrode 31 is an NCP method (Non Conductive Paste :) in which electrical connection is established by pressure-bonding metal films together with an adhesive. Non-conductive paste method). In this case, the epoxy adhesive functions as an adhesive when the insulating layer 21 is bonded, and also functions as an NCP. In the case of the NCP method, connection may be difficult if the surface of the metal film is oxidized. Therefore, the surfaces of the first electrode 14A and the second electrode 31 are preferably made of a metal that is difficult to oxidize, such as Au and Pt. This can be realized by making the metal film into multiple layers.
また、接着剤中に金属粒子を分散した接着剤を用いるACP法(Anisotropic Conductive Paste:異方性導電ペースト法)を用いることもできる。この場合、金属粒子が金属膜の表面の酸化膜を突き破って接続を取るので、第1電極14A及び第2電極31がAl等の表面が酸化し易い金属でも、確実な電気的接続を取り易い。 An ACP method (Anisotropic Conductive Paste) using an adhesive in which metal particles are dispersed in an adhesive can also be used. In this case, since the metal particles break through the oxide film on the surface of the metal film and make a connection, even if the first electrode 14A and the second electrode 31 are a metal whose surface is easily oxidized such as Al, it is easy to obtain a reliable electrical connection. .
(第2電極の形成工程−2層目)
次に、ヘッドチップ1の後端面に積層された絶縁層21上に、A列の各第1電極14Aの列に隣接するB列の各第1電極14Bに対応する第2電極を形成する。この方法について図6〜図9を用いて説明する。なお、図7、図9において、チャネル12A、12Bの上面に形成されている駆動電極13は図示を省略してある。(Second electrode formation step-second layer)
Next, on the insulating layer 21 stacked on the rear end face of the head chip 1, second electrodes corresponding to the first electrodes 14B in the B row adjacent to the rows of the first electrodes 14A in the A row are formed. This method will be described with reference to FIGS. In FIGS. 7 and 9, the drive electrodes 13 formed on the upper surfaces of the channels 12A and 12B are not shown.
まず、ヘッドチップ1の後端面に最初に積層された絶縁層21の表面と、ヘッドチップ1の後端面において絶縁層21に被覆されずに露出している面との全面に対してドライフィルム4を積層し、このドライフィルム4に対し、露光、現像によって、B列の各第1電極14Bに対応する第2電極の形成領域となる開口41を形成する(図6、図7)。 First, the dry film 4 is applied to the entire surface of the surface of the insulating layer 21 first laminated on the rear end surface of the head chip 1 and the surface exposed without being covered with the insulating layer 21 on the rear end surface of the head chip 1. Are formed on the dry film 4 by exposure and development, and openings 41 serving as second electrode formation regions corresponding to the first electrodes 14B in the B row are formed (FIGS. 6 and 7).
各開口41は、B列の各チャネル12BとB列の各第1電極14Bに重なる絶縁層21の一方の端部21aとの間から、ヘッドチップ1の端部1aから大きくはみ出した絶縁層21の他方の端部21bに亘って形成する。ここでは、A列とB列の各チャネル12A、12Bは半ピッチずれて配列されているため、各開口41は、B列の各第1電極14Bとの重なり位置からA列側に向けて真っ直ぐ延び、A列の各チャネル12Aの横又は各チャネル12A間を通過して、A列の各第1電極14Aと重なり合うように同一の横方向に屈曲した後、再び絶縁層21の他方の端部21bまで真っ直ぐ延びるクランク形状(鍵型形状)に形成される。 Each opening 41 has an insulating layer 21 that protrudes greatly from the end 1a of the head chip 1 from between each channel 12B in the B row and one end 21a of the insulating layer 21 that overlaps each first electrode 14B in the B row. The other end 21b is formed. Here, since the channels 12A and 12B in the A row and the B row are arranged with a half-pitch shift, the openings 41 are straight from the overlapping position with the first electrodes 14B in the B row toward the A row side. It extends, passes beside each channel 12A in row A or between each channel 12A, is bent in the same lateral direction so as to overlap each first electrode 14A in row A, and then again the other end of the insulating layer 21 It is formed in a crank shape (key shape) that extends straight up to 21b.
次に、この開口41が形成されたドライフィルム4の表面に対し、第1電極14A、14Bの形成方法と同様の方法で金属材料を適用し、各開口41内にそれぞれ金属膜を形成した後、ドライフィルム4を除去(リフトオフ)し、絶縁層21上に第2電極32を形成する(図8、図9)。 Next, after a metal material is applied to the surface of the dry film 4 in which the opening 41 is formed by the same method as the method of forming the first electrodes 14A and 14B, and a metal film is formed in each opening 41, respectively. Then, the dry film 4 is removed (lifted off), and the second electrode 32 is formed on the insulating layer 21 (FIGS. 8 and 9).
ドライフィルム4の開口41のB列側の一端は、B列の各チャネル12と絶縁層21の一方の端部21aとの間に位置しているため、開口41内には、B列の各第1電極14Bと絶縁層21の一方の端部21aとの境界部分が露呈する。従って、この開口41に金属材料を適用することにより形成された第2電極32のB列側の端部32aは、絶縁層21の表面から、この表面に隣接する該絶縁層21の端面21cを経由することで該絶縁層21の厚み方向に延び、B列の第1電極14Bの表面に積層されて各第1電極14Bと電気的に接続される(図9(b))。この2層目の第2電極32と先に形成された1層目の第2電極31とは、ヘッドチップ1の後端面側から見ると、A列の第1電極14A上からヘッドチップ1の端部1a側にはみ出した部位にかけて絶縁層21の厚み方向に互いに重なり合っているが、両者の間には絶縁層21が介在されているため短絡は生じない。 Since one end on the B row side of the opening 41 of the dry film 4 is located between each channel 12 of the B row and one end portion 21a of the insulating layer 21, each opening of the B row is provided in the opening 41. A boundary portion between the first electrode 14B and one end portion 21a of the insulating layer 21 is exposed. Therefore, the end portion 32a on the B-row side of the second electrode 32 formed by applying a metal material to the opening 41 extends from the surface of the insulating layer 21 to the end surface 21c of the insulating layer 21 adjacent to the surface. By passing through, the insulating layer 21 extends in the thickness direction, is stacked on the surface of the first electrode 14B in the B row, and is electrically connected to each first electrode 14B (FIG. 9B). The second electrode 32 of the second layer and the second electrode 31 of the first layer formed in advance are viewed from the rear end surface side of the head chip 1 from the first electrode 14A in the A row. Although they overlap each other in the thickness direction of the insulating layer 21 over the portion protruding to the end 1a side, no short circuit occurs because the insulating layer 21 is interposed therebetween.
(絶縁層の除去工程−1回目)
次に、絶縁層21の不要な領域を除去する。この方法について図10、図11を用いて説明する。なお、図11において、チャネル12A、12Bの上面に形成されている駆動電極13は図示を省略してある。(Insulating layer removal step-first time)
Next, unnecessary regions of the insulating layer 21 are removed. This method will be described with reference to FIGS. In FIG. 11, the drive electrodes 13 formed on the upper surfaces of the channels 12A and 12B are not shown.
ドライフィルム4を除去して第2電極32を形成しただけの状態(図8、図9)では、ヘッドチップ1の後端面に開口するA列の各チャネル12Aは絶縁層21によって閉塞されており、このままではA列の各チャネル12Aに対するインク供給が不可能であるため、この後、このA列の各チャネル12Aの開口領域を含め、絶縁層21の不要な領域を除去する。 In the state (FIGS. 8 and 9) in which the dry film 4 is simply removed and the second electrode 32 is formed (FIGS. 8 and 9), each channel 12A in the A row opening on the rear end surface of the head chip 1 is blocked by the insulating layer 21. Since it is impossible to supply ink to each channel 12A in the A row, the unnecessary region of the insulating layer 21 including the opening region of each channel 12A in the A row is removed thereafter.
ここでは、絶縁層21としてエッチング可能な有機フィルムを使用しているため、ヘッドチップ1の後端面側からドライエッチングを行い、第2電極32が形成された領域以外の領域に露出する不要な絶縁層21を除去する。 Here, since an organic film that can be etched is used as the insulating layer 21, unnecessary etching is performed by performing dry etching from the rear end face side of the head chip 1 to be exposed to a region other than the region where the second electrode 32 is formed. Layer 21 is removed.
具体的なドライエッチングの手段としては、絶縁層21に用いられる樹脂に応じて適宜選択できる。例えばポリイミドフィルムを用いた場合は酸素プラズマを用いてドライエッチングすることが可能である。このとき、第2電極32は酸素プラズマによっては分解されないため、図10、図11に示すように、第2電極32がマスクとなって、その下側の絶縁層21はエッチングされないで残存し、それ以外の絶縁層21は除去される。 Specific dry etching means can be appropriately selected according to the resin used for the insulating layer 21. For example, when a polyimide film is used, dry etching can be performed using oxygen plasma. At this time, since the second electrode 32 is not decomposed by oxygen plasma, as shown in FIGS. 10 and 11, the second electrode 32 becomes a mask, and the insulating layer 21 underneath is left without being etched, The other insulating layer 21 is removed.
(絶縁層の積層工程−2層目)
次に、ヘッドチップ1の後端面側から第2電極32の表面に対して2枚目の絶縁層22を積層する。この方法について、図12、図13を用いて説明する。なお、図13において、チャネル12A、12Bの上面に形成されている駆動電極13は図示を省略してある。(Insulating layer lamination process-second layer)
Next, the second insulating layer 22 is laminated on the surface of the second electrode 32 from the rear end face side of the head chip 1. This method will be described with reference to FIGS. In FIG. 13, the drive electrodes 13 formed on the upper surfaces of the channels 12A and 12B are not shown.
この絶縁層22も絶縁層21と同一材料を用い、ヘッドチップ1の後端面側において、A列のチャネル12Aよりもヘッドチップ1の端部1a側に配列される部分の第2電極32の全てに亘って覆うことができる大きさを有しており、そのA列のチャネル12Aに近接する側の端部22aは、該A列のチャネル12Aにかからないように位置し、その反対側の端部22bは、先に積層された1層目の絶縁層21における最も外側にはみ出している端部21bと同一位置まで延びている(図12、図13)。この絶縁層22は、後に第2電極32の端部21b側を補強する補強層として機能する。 This insulating layer 22 is also made of the same material as that of the insulating layer 21, and all the second electrodes 32 in the portion arranged on the end 1 a side of the head chip 1 with respect to the channel 12 A of the A row on the rear end face side of the head chip 1. The end portion 22a on the side close to the channel 12A in the A row is positioned so as not to cover the channel 12A in the A row, and the end portion on the opposite side thereof. 22b extends to the same position as the end portion 21b that protrudes to the outermost side in the first insulating layer 21 that is laminated first (FIGS. 12 and 13). The insulating layer 22 functions as a reinforcing layer that reinforces the end 21b side of the second electrode 32 later.
(絶縁層の除去工程−2回目)
次に、絶縁層22の不要な領域を除去する。この方法について図14、図15を用いて説明する。なお、図15において、チャネル12A、12Bの上面に形成されている駆動電極13は図示を省略してある。(Insulating layer removal step-second time)
Next, unnecessary regions of the insulating layer 22 are removed. This method will be described with reference to FIGS. In FIG. 15, the drive electrodes 13 formed on the upper surfaces of the channels 12A and 12B are not shown.
絶縁層22を積層した後、ヘッドチップ1の前端面側(図15における左側)からエッチングを行い、絶縁層21、22のうちの前端面側に露出している部位(図中の破線部位)を除去する(図14、図15)。 After laminating the insulating layer 22, etching is performed from the front end face side (left side in FIG. 15) of the head chip 1, and a portion exposed on the front end face side of the insulating layers 21 and 22 (broken line portion in the figure). Is removed (FIGS. 14 and 15).
このエッチングにより、ヘッドチップ1の端部1aからはみ出している各絶縁層21、22は、第2電極31及び第2電極32によりマスクされていない部位(非電極形成部31cを含む)が除去され、それによって各第2電極32の端部32bが第2電極31及び絶縁層21よりも更に外側にはみ出し、第2電極31と同様、ヘッドチップ1の前端面側に向けて露出することになる。そして、各第2電極32の絶縁層21と反対面は、エッチングされずに残存する絶縁層22が補強層として機能し、更に外側にはみ出した端部32bが補強される。 By this etching, the portions of the insulating layers 21 and 22 that protrude from the end 1a of the head chip 1 are not masked by the second electrode 31 and the second electrode 32 (including the non-electrode forming portion 31c). As a result, the end portion 32b of each second electrode 32 protrudes further outward than the second electrode 31 and the insulating layer 21, and is exposed toward the front end face side of the head chip 1 in the same manner as the second electrode 31. . Then, on the opposite surface of each second electrode 32 to the insulating layer 21, the insulating layer 22 remaining without being etched functions as a reinforcing layer, and the end portion 32 b protruding outward is further reinforced.
(外部基板、ノズルプレート、インクマニホールドの接合工程)
以上のようにして作製されたA列、B列の2列のチャネル列を有するヘッドチップ1には、その後端面の図中下端部となる一方端部側に、両チャネル列の第1電極14A、14Bと電気的に接続される外部電極である第2電極31、32がまとめて引き出される。従って、駆動回路との接続を行うためのA列及びB列に対応する各外部基板(FPC)5A、5Bとの接続も、この一方端部側のみで行うことが可能となる(図15、図16)。(External substrate, nozzle plate, ink manifold joining process)
In the head chip 1 having two channel rows of the A row and the B row manufactured as described above, the first electrode 14A of both channel rows is provided on one end side which is the lower end portion in the drawing of the rear end face. , 14B, the second electrodes 31, 32, which are external electrodes electrically connected to each other, are drawn out together. Therefore, the connection to the external substrates (FPC) 5A and 5B corresponding to the A and B rows for connection with the drive circuit can be performed only on one end side (FIG. 15, FIG. 16).
しかも、本実施形態では、第2電極31、32は、いずれもヘッドチップ1の前端面側に向けて露出しているため、外部基板5A、5Bとの接続も、このヘッドチップ1の前端面側の一方向のみから行うことができ、接続作業の容易化を図ることができる。各第2電極31、32の背面側は絶縁層21、22で補強されているため、接続作業時に各第2電極31、32が破損、変形等するおそれはない。 In addition, in the present embodiment, since the second electrodes 31 and 32 are both exposed toward the front end face side of the head chip 1, the connection to the external substrates 5A and 5B is also performed on the front end face of the head chip 1. This can be done only in one direction on the side, facilitating connection work. Since the back surfaces of the second electrodes 31 and 32 are reinforced by the insulating layers 21 and 22, there is no possibility that the second electrodes 31 and 32 are damaged or deformed during the connection work.
ヘッドチップ1の前端面には、各チャネル12に対応するノズル61が開設されたノズルプレート6が接合されると共に、後端面側には、各チャネル12A、12B内にインクを供給するための共通インク室を形成するインクマニホールド7が、絶縁層22の上から接合される。これによりインクジェットヘッドHが完成する(図16)。 A nozzle plate 6 having nozzles 61 corresponding to the respective channels 12 is joined to the front end surface of the head chip 1, and a common for supplying ink into the respective channels 12A and 12B on the rear end surface side. An ink manifold 7 that forms an ink chamber is joined from above the insulating layer 22. Thereby, the inkjet head H is completed (FIG. 16).
<第2の実施形態>
以上の各実施形態は、チャネル列がA列、B列の2列であるヘッドチップ1を有するインクジェットヘッドの製造例であるが、本発明は、チャネル列(第1電極の列)が3列以上であるヘッドチップを有するインクジェットヘッドでも、絶縁層の積層工程、第2電極の形成工程、絶縁層の除去工程をチャネル列毎(第1電極の列毎)に順次繰り返していくことで、ヘッドチップの一方端部側に全ての第2電極を引き出すことが可能である。<Second Embodiment>
Each of the above embodiments is an example of manufacturing an ink-jet head having the head chip 1 in which the channel rows are two rows of the A row and the B row. However, the present invention has three channel rows (first electrode rows). Even in the ink jet head having the above-described head chip, the insulating layer stacking step, the second electrode forming step, and the insulating layer removing step are sequentially repeated for each channel row (each first electrode row). It is possible to pull out all the second electrodes to one end side of the chip.
図17〜図26は、3列(A〜C列)のチャネル列を有するヘッドチップ10の後面側に、第1の実施形態と同様に第2電極を形成する例を示している。なお、各チャネル列は1/3ピッチずつずれて配列されている。なお、図18、図20、図22、図24、図26において、チャネル12A、12B、12Cの上面に形成されている駆動電極13は図示を省略してある。 FIGS. 17 to 26 show an example in which the second electrode is formed on the rear surface side of the head chip 10 having three (A to C) channel rows, as in the first embodiment. Each channel row is arranged with a shift of 1/3 pitch. In FIG. 18, FIG. 20, FIG. 22, FIG. 24, and FIG. 26, the drive electrode 13 formed on the upper surface of the channels 12A, 12B, and 12C is not shown.
ヘッドチップ10及び各チャネル列に対応する各第1電極の形成方法は、第1の実施形態におけるチャネル列が2列であるヘッドチップ1を形成するための2つのチップ基板106、106に対し、更にもう1つのチップ基板106を積層して1列分のチャネル列(C列)を追加し、それに対応する第1電極14Cを付加しただけであり、A列及びB列の各第1電極14A、14Bに対応する第2電極31、32を形成した後、絶縁層21の不要な領域を除去する工程(絶縁層の除去工程−1回目)までは第1の実施形態と同一であるため、ここでは省略し、その後のC列の各チャネル12Cに対応するC列の第1電極14Cに対して第2電極33を形成する方法から説明する。第1の実施形態と同一符号の部位は同一構成の部位を示している。 The method of forming the first electrode corresponding to the head chip 10 and each channel row is based on the two chip substrates 106 and 106 for forming the head chip 1 having two channel rows in the first embodiment. Furthermore, another chip substrate 106 is stacked, a channel row (C row) is added for one row, and a corresponding first electrode 14C is added, and each first electrode 14A in the A row and the B row is added. After the second electrodes 31 and 32 corresponding to 14B are formed, the process up to the step of removing unnecessary regions of the insulating layer 21 (insulating layer removing step-first time) is the same as in the first embodiment. Here, a description will be given starting from a method of forming the second electrode 33 on the first electrode 14C in the C row corresponding to each channel 12C in the C row thereafter. Parts having the same reference numerals as those in the first embodiment indicate parts having the same configuration.
(絶縁層の積層工程−2層目)
A列及びB列の各第1電極14A、14Bに対してそれぞれ第2電極31、32を形成し、絶縁層21の不要な領域を除去した後、このヘッドチップ10の後端面に2層目の絶縁層を積層する。この方法について、図17、図18を用いて説明する。(Insulating layer lamination process-second layer)
The second electrodes 31 and 32 are formed for the first electrodes 14A and 14B in the A row and the B row, respectively, and unnecessary regions of the insulating layer 21 are removed, and then the second layer is formed on the rear end surface of the head chip 10. The insulating layer is laminated. This method will be described with reference to FIGS.
B列の各第1電極14Bに対応する各第2電極32が形成されたヘッドチップ10の後端面に、有機フィルムからなる絶縁層22を積層する。 An insulating layer 22 made of an organic film is laminated on the rear end surface of the head chip 10 on which the second electrodes 32 corresponding to the first electrodes 14B in the B row are formed.
この絶縁層22は、チャネル12A〜12Cのそれぞれ並び方向に沿う図中左右方向の長さが、ヘッドチップ10の各チャネル12A、12B又は12Cの並び方向の長さ以上であり、A列〜C列の各チャネル列の並び方向に沿う図中上下方向の長さが、C列の各チャネル12Cとは重ならず、且つ、C列の各第1電極14Cと該第1電極14Cの一部を露出させるように重なる位置からヘッドチップ10の後端面におけるA列側の端部10aを越え、B列の各第1電極14Bと電気的に接続された各第2電極32の端部32bよりも大きく外側にはみ出す長さに形成されている。このため、各第2電極32の端部32bと該絶縁層22の大きくはみ出した端部22bとの間に、2層目の第2電極32を有しない非電極形成部32cが形成される。 The insulating layer 22 has a length in the left-right direction in the drawing along the alignment direction of the channels 12A to 12C, which is equal to or longer than the length in the alignment direction of the channels 12A, 12B, or 12C of the head chip 10. The length in the vertical direction in the drawing along the arrangement direction of each channel row in the row does not overlap with each channel 12C in the C row, and each first electrode 14C in the C row and a part of the first electrode 14C From the end portions 32b of the second electrodes 32 that are electrically connected to the first electrodes 14B in the B row, beyond the end portion 10a on the A row side in the rear end surface of the head chip 10 from the overlapping position so as to expose the It is also formed in a length that protrudes outward. Therefore, a non-electrode forming portion 32 c that does not have the second electrode 32 of the second layer is formed between the end portion 32 b of each second electrode 32 and the end portion 22 b that protrudes greatly from the insulating layer 22.
この状態では、C列の各第1電極14CのB列側の一部から、B列及びA列の各チャネル12B、12A、B列及びA列の各第1電極14B、14A、B列の第2電極32にかけての領域は、全て絶縁層22によって被覆される。 In this state, a part of each of the first electrodes 14B, 14A, and B columns of the B-column and A-column channels 12B, 12A, B-columns and A-columns from a part of the first electrode 14C of the C-column on the B-column side. The entire region extending to the second electrode 32 is covered with the insulating layer 22.
(第2電極の形成工程−3層目)
次に、ヘッドチップ10の後端面に積層された絶縁層22上に3層目の第2電極を形成する。この方法について図19〜図24を用いて説明する。(Second electrode formation step-third layer)
Next, a second electrode of the third layer is formed on the insulating layer 22 laminated on the rear end surface of the head chip 10. This method will be described with reference to FIGS.
この3層目の第2電極の形成方法も、第1の実施形態の場合と同様にパターン形成することができる。すなわち、ヘッドチップ10の後端面に積層された絶縁層22の表面と、ヘッドチップ10の後端面において絶縁層22に被覆されずに露出している面との全面に対してドライフィルム(図示せず)を積層形成することで、B列の第1電極14Bに対応する第2電極32を形成したときと同様にして金属材料を適用し、絶縁層22上にそれぞれC列の各第1電極14Cと電気的に接続される第2電極33を形成する(図19、図20)。 The third layer second electrode can be formed in the same manner as in the first embodiment. That is, a dry film (not shown) is formed on the entire surface of the surface of the insulating layer 22 laminated on the rear end surface of the head chip 10 and the surface exposed without being covered with the insulating layer 22 on the rear end surface of the head chip 10. In the same manner as when the second electrode 32 corresponding to the first electrode 14B in the B row is formed, a metal material is applied, and each first electrode in the C row is formed on the insulating layer 22 respectively. A second electrode 33 electrically connected to 14C is formed (FIGS. 19 and 20).
この第2電極33のC列のチャネル列側の端部33aは、2層目の第2電極32と同様に、絶縁層22の表面から該絶縁層22のC列のチャネル12C側の端面22cを経由してC列の第1電極14Cの表面に積層され、各第1電極14Cと電気的に接続される(図20(c))。 Similarly to the second electrode 32 of the second layer, the end 33a of the second electrode 33 on the channel row side of the C row extends from the surface of the insulating layer 22 to the end surface 22c on the channel 12C side of the C row of the insulating layer 22. Are stacked on the surface of the first electrode 14C in the C row and electrically connected to each first electrode 14C (FIG. 20C).
また、各第2電極33は、C列の各第1電極14CからB列の各チャネル12Bの横及び間を通り、B列とA列のチャネル列の間で同一の横方向に屈曲した後、A列の各チャネル12Aの横及び間を通り、再び同一の横方向に屈曲した後、先に形成された2層目の第2電極32と重なるように、2箇所の屈曲部を有するクランク形状(鍵型形状)に形成される。 The second electrodes 33 pass from the first electrodes 14C in the C row to the sides and between the channels 12B in the B row, and then bend in the same lateral direction between the B row and the A row channel rows. , A crank having two bent portions so as to be overlapped with the second electrode 32 formed in the second layer after being bent in the same horizontal direction again after passing through and between each channel 12A in the A row. It is formed in a shape (key shape).
この態様においても、ヘッドチップ10の後端面側から見ると、第2電極31〜33の全てが絶縁層21、22の厚み方向に互いに重なり合っているが、それらの間には絶縁層21、22が介在されているため短絡は生じない。 Also in this embodiment, when viewed from the rear end face side of the head chip 10, all of the second electrodes 31 to 33 overlap each other in the thickness direction of the insulating layers 21 and 22, but the insulating layers 21 and 22 are between them. Because of the intervening, no short circuit occurs.
更に、A列の各チャネル12A間は、2つの第2電極32、33が通過するように配線されるが、これら第2電極32、33は絶縁層21、22を介して該絶縁層21、22の厚み方向に積層されているため、チャネル12A間に配線するために必要な幅は1本分の第2電極の幅だけで済み、第2電極の配線数が増加しても第2電極の幅を狭くする等の必要はない。 Furthermore, between each channel 12A of A column, it is wired so that two 2nd electrodes 32 and 33 may pass through, but these 2nd electrodes 32 and 33 pass through this insulating layer 21, 22 via the insulating layers 21 and 22. 22 are stacked in the thickness direction, the width necessary for wiring between the channels 12A is only the width of the second electrode for one line, and even if the number of wirings of the second electrode increases, the second electrode There is no need to reduce the width of the.
(絶縁層の除去工程−2回目)
次に、この絶縁層22の不要な領域を除去する。(Insulating layer removal step-second time)
Next, an unnecessary region of the insulating layer 22 is removed.
この絶縁層22もエッチング可能な有機フィルムであるため、ヘッドチップ10の後端面側からドライエッチングを行い、第2電極33をマスクとして、該第2電極33が形成された領域以外の領域に露出する不要な絶縁層22を除去する。これにより、図21、図22に示すように、第2電極33の下層の絶縁層22はエッチングされないで残存し、それ以外の絶縁層22は除去される。 Since this insulating layer 22 is also an organic film that can be etched, dry etching is performed from the rear end surface side of the head chip 10 and exposed to a region other than the region where the second electrode 33 is formed using the second electrode 33 as a mask. The unnecessary insulating layer 22 is removed. As a result, as shown in FIGS. 21 and 22, the insulating layer 22 below the second electrode 33 remains without being etched, and the other insulating layers 22 are removed.
(絶縁層の積層工程−3層目)
次に、ヘッドチップ10の後端面の第2電極33の表面に対し、3枚目の絶縁層23を積層する。この方法について、図23、図24を用いて説明する。(Insulating layer lamination process-third layer)
Next, the third insulating layer 23 is laminated on the surface of the second electrode 33 on the rear end surface of the head chip 10. This method will be described with reference to FIGS.
この3層目の絶縁層23を設ける意味は、第1の実施形態において2層目の絶縁層22を設けることと同じく補強層として機能させるためである。 The meaning of providing the third insulating layer 23 is to make it function as a reinforcing layer in the same way as the second insulating layer 22 is provided in the first embodiment.
この態様では、ヘッドチップ10の後端面側において、A列のチャネル12Aよりもヘッドチップ10の端部10a側に配列される部分の第2電極33の全てに亘って覆うことができる大きさを有しており、そのA列のチャネル12Aに近接する側の端部23aは、該A列のチャネル12Aにかからないように位置し、その反対側の端部23bは、第2電極33の最も外側にはみ出している端部33bと同一位置まで延びている。 In this aspect, on the rear end face side of the head chip 10, the size that can cover the entire second electrode 33 of the portion arranged on the end 10 a side of the head chip 10 with respect to the channel 12 </ b> A of the A row. And the end 23a on the side close to the channel 12A of the A row is positioned so as not to cover the channel 12A of the A row, and the end 23b on the opposite side is the outermost portion of the second electrode 33. It extends to the same position as the protruding end 33b.
(絶縁層の除去工程−3回目)
この後、ヘッドチップ10の前端面側からエッチングを行い、該前端面側に向けて露出している部分(図中の破線部分)の絶縁層21、22、23を除去する(図25、図26)。(Insulating layer removal step-third time)
Thereafter, etching is performed from the front end surface side of the head chip 10 to remove the insulating layers 21, 22, and 23 exposed to the front end surface side (broken line portions in the figure) (FIGS. 25 and 25). 26).
このエッチングにより、ヘッドチップ10の端部10aからはみ出している絶縁層21、22、23は、非電極形成部31c、32cを含む第2電極31、32、33によりマスクされていない部位が除去され、全ての第2電極31〜33がヘッドチップ10の前端面側に向けて露出することになる。そして、各第2電極33の絶縁層22と反対面は、エッチングされずに残存する絶縁層23が補強層となり、そのはみ出した端部33b側が補強される。 By this etching, the portions of the insulating layers 21, 22, and 23 that protrude from the end 10a of the head chip 10 are not masked by the second electrodes 31, 32, and 33 including the non-electrode forming portions 31c and 32c. All the second electrodes 31 to 33 are exposed toward the front end face side of the head chip 10. And the insulating layer 23 which remains without being etched on the surface opposite to the insulating layer 22 of each second electrode 33 becomes a reinforcing layer, and the protruding end 33b side is reinforced.
なお、この前端面側からのエッチングは、各層の第2電極をマスクとすることができるため、全ての第2電極及び絶縁層を形成した後に、インクジェットヘッドの製造工程を通して1回行うだけでよい。 The etching from the front end face side can be performed only once through the manufacturing process of the inkjet head after forming all the second electrodes and insulating layers since the second electrode of each layer can be used as a mask. .
以上のようにして作製された3列のチャネル列を有するヘッドチップ10も、第1の実施形態と同様にして、駆動回路との接続を行うための外部基板(FPC)5A〜5Cとの接続を、ヘッドチップ10の前端面側から、その下端部側の一方端部側のみで容易に行うことが可能となる(図26)。 The head chip 10 having the three channel rows manufactured as described above is also connected to the external substrates (FPC) 5A to 5C for connection to the drive circuit in the same manner as in the first embodiment. Can be easily performed from the front end face side of the head chip 10 only on one end side on the lower end side (FIG. 26).
この場合も、各第2電極31〜33は、いずれも背面側が絶縁層21、22、23で補強された状態となるため、接続作業時に各第2電極31〜33が破損、変形等するおそれはない。 Also in this case, each of the second electrodes 31 to 33 is in a state where the back side is reinforced by the insulating layers 21, 22, and 23, so that each of the second electrodes 31 to 33 is damaged or deformed during connection work. It is not.
なお、以上の説明では、ヘッドチップ10の各チャネル列は1/3ピッチずつずれて配列されているが、図27に示すように、隣接するチャネル列同士が半ピッチずつずれるように配列され、そのうちの1つおきのチャネル列(A列のチャネル列とC列のチャネル列)が、各チャネル列の並び方向(図中上下方向)の同一位置となるように形成されたものであってもよい。このようなヘッドチップ10は、いずれかのノズルにノズル詰まりが生じた場合、そのノズルに対応するチャネルに代えて、このチャネルと同一ピッチの位置にある他のチャネル列内のチャネルを使用することで対処することができる。 In the above description, each channel row of the head chip 10 is arranged with a shift of 1/3 pitch, but as shown in FIG. 27, adjacent channel rows are arranged with a half pitch shift, Even if every other channel row (channel row A row and channel row C row) is formed so as to be at the same position in the arrangement direction of the channel rows (vertical direction in the figure). Good. In such a head chip 10, when nozzle clogging occurs in one of the nozzles, a channel in another channel row at the same pitch as this channel is used instead of the channel corresponding to the nozzle. Can be dealt with.
<第3の実施形態>
以上説明した各実施形態では、第2電極32、33の形成方法を、絶縁層21、22の端面21c、22cを経由して、対応する第1電極14B、14Cと電気的に接続するように第2電極32、33を形成するようにしたが、次に、絶縁層に貫通孔を形成し、この貫通孔を経由して、対応する第1電極と第2電極とを電気的に接続する方法について説明する。<Third Embodiment>
In each of the embodiments described above, the method of forming the second electrodes 32 and 33 is electrically connected to the corresponding first electrodes 14B and 14C via the end faces 21c and 22c of the insulating layers 21 and 22. The second electrodes 32 and 33 are formed. Next, a through hole is formed in the insulating layer, and the corresponding first electrode and second electrode are electrically connected via the through hole. A method will be described.
図28は、第1の実施形態で示したヘッドチップ1のB列の第1電極14Bと第2電極32との電気的接続部分を示す断面図である。なお、図28において、チャネル12Bの上面に形成されている駆動電極13は図示を省略してある。 FIG. 28 is a cross-sectional view showing an electrical connection portion between the first electrode 14B and the second electrode 32 in the B row of the head chip 1 shown in the first embodiment. In FIG. 28, the drive electrode 13 formed on the upper surface of the channel 12B is not shown.
この場合、絶縁層21における第1電極14Bとの重なり部分に、貫通孔21Bをエッチング又はレーザーを用いて貫通形成する。この貫通孔21Bの形成は、絶縁層21をヘッドチップ1に接合する前に予め対応する位置に形成しておいてもよいが、絶縁層21をヘッドチップ1の後端面に接合した後に形成する方が好ましい。絶縁層21の接合時の伸びによる位置ずれを考慮する必要がなく、対応する第1電極14Bとの対応関係を確認しながら位置ずれなく貫通孔21Bを形成できるためである。 In this case, the through hole 21B is formed by penetrating through the insulating layer 21 with the first electrode 14B using etching or laser. The through hole 21B may be formed in a corresponding position before the insulating layer 21 is bonded to the head chip 1, but is formed after the insulating layer 21 is bonded to the rear end surface of the head chip 1. Is preferred. This is because there is no need to consider a positional shift due to elongation during bonding of the insulating layer 21, and the through hole 21B can be formed without a positional shift while confirming the corresponding relationship with the corresponding first electrode 14B.
貫通孔21Bが形成された後は、上述したように、ドライフィルムを用いて第2電極32を蒸着又はスパッタリングによって形成すればよい。蒸着又はスパッタリングによって絶縁層21上に適用された金属材料は、貫通孔21B内を埋めて絶縁層21の厚み方向に延びる配線となり、該絶縁層21の表面に形成された第2電極32と第1電極14Bとを導通させる第2電極32の貫通電極部32Bを形成する。 After the through hole 21B is formed, as described above, the second electrode 32 may be formed by vapor deposition or sputtering using a dry film. The metal material applied on the insulating layer 21 by vapor deposition or sputtering becomes a wiring that fills the through hole 21B and extends in the thickness direction of the insulating layer 21, and the second electrode 32 formed on the surface of the insulating layer 21 and the second electrode 32 are formed. A through electrode portion 32B of the second electrode 32 that conducts the first electrode 14B is formed.
この貫通孔21B及び貫通電極部32Bは、スルーホールの場合のように、孔の周囲に孔径よりも大径となるランドを形成する必要がない。このため、チャネル12が高密度に並列される場合でも、短絡のおそれなく、高密度に第2電極を配線することが可能である。 The through-hole 21B and the through-electrode portion 32B do not need to form a land having a diameter larger than the hole diameter around the hole as in the case of the through-hole. For this reason, even when the channels 12 are arranged in parallel at high density, the second electrodes can be wired at high density without fear of a short circuit.
かかる貫通孔及びその内部の貫通電極部によって第1電極と第2電極とを電気的に接続する方法は、絶縁層の端面を経由させる方法と同様に、ヘッドチップにおけるいずれの位置の第1電極とこれに対応する第2電極との電気的接続を図る場合にも用いることができる。 The method of electrically connecting the first electrode and the second electrode by the through-hole and the through-electrode portion inside the through-hole is the same as the method of passing through the end face of the insulating layer, and the first electrode at any position in the head chip And the second electrode corresponding thereto can also be used.
<第4の実施形態>
図29(a)は、ヘッドチップ1、10の一方端部側にはみ出させた絶縁層と第2電極からなる積層構造体を更に延長することにより長尺化した長尺積層体8を、駆動回路9と電気的に接続したインクジェットヘッドHを示している。長尺積層体8は、絶縁層として柔軟性を有する有機フィルムを用いることで、FPCと同様にフレキシブルに配線できる機能を果たすことができるため、この長尺積層体8の先端にコネクタ81を設けることで、このコネクタ81によって駆動回路9との接続を図る態様とすることができる。<Fourth Embodiment>
FIG. 29A shows the driving of the long laminated body 8 that is elongated by further extending the laminated structure composed of the insulating layer and the second electrode that protrudes to one end side of the head chips 1 and 10. An ink jet head H electrically connected to the circuit 9 is shown. Since the long laminated body 8 can fulfill the function of enabling flexible wiring similarly to the FPC by using a flexible organic film as an insulating layer, a connector 81 is provided at the tip of the long laminated body 8. Thus, the connector 81 can be connected to the drive circuit 9.
また、長尺積層体8を形成したインクジェットヘッドHは、図29(b)に示すように、この長尺積層体8に駆動用IC91を直接実装する態様とすることもできる。 Moreover, the inkjet head H in which the long laminated body 8 is formed can be configured such that the driving IC 91 is directly mounted on the long laminated body 8 as shown in FIG.
<その他>
本発明は、ヘッドチップに配列される複数のチャネル列の各チャネルは、各チャネルのピッチがチャネル列間で一致するように形成されるものでもよい。<Others>
In the present invention, each channel of the plurality of channel rows arranged on the head chip may be formed such that the pitch of each channel matches between the channel rows.
また、本発明におけるヘッドチップは、隔壁をせん断変形させることによりチャネル内のインクを吐出するせん断モードタイプのインクジェットヘッドに何ら限定されない。 Further, the head chip in the present invention is not limited to a shear mode type ink jet head that discharges ink in a channel by shearing a partition wall.
更に、本発明は、全ての第2電極をヘッドチップの前端面側に向けて露出するように形成するものに限らず、ヘッドチップの端面からの第2電極と絶縁層の積層順序を逆にすることにより、全ての第2電極をヘッドチップの後端面側に向けて露出するように形成することもできることはもちろんである。 Furthermore, the present invention is not limited to forming all the second electrodes so as to be exposed toward the front end face side of the head chip, but reverses the stacking order of the second electrode and the insulating layer from the end face of the head chip. By doing so, it is needless to say that all the second electrodes can be formed so as to be exposed toward the rear end face side of the head chip.
1、10 ヘッドチップ
11 隔壁
12A〜12C チャネル
13 駆動電極
14A〜14C 第1電極
21〜23 絶縁層
31〜33 第2電極
4 ドライフィルム
5 外部基板(FPC)
6 ノズルプレート
61 ノズル孔
7 インクマニホールド
8 長尺積層体
81 コネクタ
9 駆動回路
91 駆動用ICDESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 10 Head chip 11 Partition 12A-12C Channel 13 Drive electrode 14A-14C 1st electrode 21-23 Insulating layer 31-33 2nd electrode 4 Dry film 5 External substrate (FPC)
6 Nozzle Plate 61 Nozzle Hole 7 Ink Manifold 8 Long Laminate 81 Connector 9 Drive Circuit 91 Drive IC
Claims (9)
前記第2電極を、一つの列の前記第1電極に対応する前記第2電極と該第1電極の列に隣接する他の一つの前記第1電極に対応する前記第2電極との間に絶縁層を介して、前記第1電極の列に対応する前記第2電極毎に該絶縁層の厚み方向に積層しながら、前記ヘッドチップの前記第1電極形成面側に順次形成し、且つ、前記第2電極及び前記絶縁層のそれぞれの一方端部を、前記ヘッドチップの同一端部側にはみ出すように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。A head chip comprising a plurality of pressure chambers to which ink is supplied and a plurality of pressure generating elements for generating a pressure change in each of the pressure chambers; A plurality of first electrodes for applying an electrical signal to a plurality of rows are arranged in a plurality of rows, and a second for connecting to a drive circuit for each of the first electrodes of the head chip. A method of manufacturing an ink-jet head for forming electrodes so as to be electrically connected to each other,
The second electrode is disposed between the second electrode corresponding to the first electrode in one row and the second electrode corresponding to the other first electrode adjacent to the first electrode row. The first electrodes are sequentially formed on the first electrode forming surface side of the head chip while being laminated in the thickness direction of the insulating layer for each of the second electrodes corresponding to the row of the first electrodes through an insulating layer, and A method of manufacturing an ink jet head, wherein one end of each of the second electrode and the insulating layer is formed so as to protrude from the same end of the head chip.
前記除去工程は、前記絶縁層の不要な領域をエッチング又はレーザーによって除去することにより行うことを特徴とする請求項6記載のインクジェットヘッドの製造方法。The insulating layer is made of an organic film,
7. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 6, wherein the removing step is performed by removing unnecessary regions of the insulating layer by etching or laser.
前記ヘッドチップは、溝状に形成された複数の前記圧力室と、隣接する圧力室間に前記圧電素子からなる隔壁とが交互に並設されてなる列が複数列に亘って配列されると共に、前記圧力室は該ヘッドチップの前端面及び後端面にそれぞれ開口し、該前端面にノズルが配置され、前記圧力室内に臨む前記隔壁に駆動電極が形成され、前記駆動電極に電気信号が印加されることによって前記隔壁が変形し、前記圧力室内のインクを前記ノズルから吐出させるものであり、該ヘッドチップの後端面に、前記第1電極が複数列に亘って配列形成されてい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の製造方法。The pressure generating element is a piezoelectric element;
The head chip has a plurality of pressure chambers formed in a groove shape and a plurality of rows in which partition walls made of the piezoelectric elements are alternately arranged between adjacent pressure chambers. The pressure chambers are opened on the front end surface and the rear end surface of the head chip, nozzles are disposed on the front end surface, a drive electrode is formed on the partition wall facing the pressure chamber, and an electric signal is applied to the drive electrode. By doing so, the partition wall is deformed, and the ink in the pressure chamber is ejected from the nozzle, and the first electrodes are arranged in a plurality of rows on the rear end surface of the head chip. The method for manufacturing an ink-jet head according to claim 1, wherein the ink-jet head is manufactured according to claim 1.
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