WO2003061974A1 - Tete jet d'encre et procede de fabrication associe - Google Patents

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WO2003061974A1
WO2003061974A1 PCT/JP2003/000324 JP0300324W WO03061974A1 WO 2003061974 A1 WO2003061974 A1 WO 2003061974A1 JP 0300324 W JP0300324 W JP 0300324W WO 03061974 A1 WO03061974 A1 WO 03061974A1
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ink
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ink jet
grinding
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PCT/JP2003/000324
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Tomoyuki Sagara
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Sharp Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to an ink jet head for an ink jet printer and a method for manufacturing the same.
  • an external extraction electrode extends from an ink chamber electrode formed in the ink chamber to the outside of the ink chamber.
  • the external extraction electrode and the external circuit are connected.
  • the ink chamber electrode and the external circuit are electrically connected.
  • a dry film resist is laminated on one main surface of a piezoelectric element polarized in the thickness direction.
  • the piezoelectric element is half-diced using the dicing blade of the dicer.
  • an ink chamber 250 is formed in the half-diced portion.
  • an R portion 251 at the rear end of the ink chamber is formed.
  • the half die is repeated a plurality of times so that the plurality of ink chambers 250 extend in parallel with each other. In this manner, an ink chamber array 400 in which a plurality of ink chambers 250 are provided is formed.
  • a metal which becomes an electrode material such as A1 or Cu is oblique to the main surface of the ink chamber array 400 in a direction perpendicular to the direction in which the plurality of ink chambers 250 extend. It is deposited obliquely. This operation is performed in two oblique directions with respect to the direction in which the ink chamber 250 extends.
  • an ink chamber electrode composed of the metal film 350 is formed on the surface of the ink chamber partition wall 300.
  • the shadow 1 ⁇ in g effect of ink chamber partition 3 0 0 of the ink chamber 2 5 0 Doraifi Rumurejisuto and each is exhibited.
  • the metal film 350 on the inner surface of the ink chamber 250 Force Formed at a height of about 1/2 or less of the height of the inner wall surface of the ink chamber 250.
  • the metal film 350 is formed also on the curved surface portion (R portion) 251 at the rear end of the ink chamber 250 and the dry film resist opening at the flat portion 260. Thereafter, only the dry film resist provided on the flat portion 310 on the upper surface of the ink chamber partition wall 300 separating the plurality of ink chambers 250 is removed. Thereby, the metal films 350 facing each other in the ink chamber 250 can be electrically connected in the R portion 251.
  • a cover 210 having an ink supply hole 209 is adhered to the ink chamber array 400. Further, a nozzle plate 211 having nozzles 212 is adhered to the ink chamber array 400. As a result, the actuator 200 is completed.
  • This actuator 200 has opposite phases to two ink chamber electrodes made of a metal film 350 formed so as to face both inner side surfaces of the ink chamber partition wall 300 separating the ink chamber 250.
  • the ink chamber partition wall 300 is bent in a “U” shape or a mountain shape.
  • the volume in the ink chamber 250 changes. Therefore, the pressure of the ink in the ink chamber 250 changes.
  • ink droplets are ejected from the minute nozzles 21 arranged at the tip of the ink chamber 250.
  • the active area 252 contributing to ink ejection is located only on the front end side of the ink supply hole 209.
  • the area behind the ink supply holes 209 is an area that does not contribute to ejecting ink.
  • the metal film 350 formed on the R portion 25 1 and the flat portion 260 electrically connects the two ink chamber electrodes facing each other in the ink chamber 250. As a result, the electrode conductive to the driving IC 115 and the metal film 350 are electrically connected.
  • the above-described inkjet head needs to extend the metal film 350 from the inside of the ink chamber 250 to the flat portion 260 using a piezoelectric substrate such as PZT (lead zirconate titanate) having a high dielectric constant. There is. Therefore, the capacitance caused by the piezoelectric substrate increases. As a result, when the actuator is driven, the driving voltage applied to the actuator is disturbed. Therefore, in the conventional inkjet head, since the frequency of the driving voltage becomes small, it is difficult to perform high-speed printing by high-speed driving.
  • the disturbance of the waveform of the applied drive voltage can be improved by increasing the voltage applied to the actuator.
  • the applied voltage by increasing the applied voltage, the amount of heat generated by driving the actuator increases, so that the temperature of the actuator itself increases.
  • conventional ink-jet heads have problems such as the fact that ink viscosity changes and printing cannot be performed stably and with high accuracy, the cost of driving ICs to which a high voltage is applied increases, and power consumption is reduced. The problem is that it is difficult to do so.
  • an ink jet head in which a region other than the active area 25 2 is not provided on an extension of the ink chamber of the piezoelectric substrate is provided. It is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-94954.
  • the ink supply is provided with an ink supply hole 110 at the rear end of the active layer of the piezoelectric substrate.
  • the electrode 111 in the ink chamber is extended to the outer surface on the ink supply side or the inner surface on the ink discharge side. Thereby, The electrode 111 in the ink chamber is electrically connected to the electrode 112 that is electrically connected to the driving IC 115. In this case, since the portion other than the active area of the actuator is not provided on the piezoelectric substrate, the material cost of the piezoelectric substrate can be reduced.
  • the electrode 111 in the ink chamber is extended to the outer surface on the ink supply side or the inner surface on the ink ejection side, the capacitance of the extended portion due to the piezoelectric substrate of the electrode 111 in the ink chamber is increased. The problem that reduction cannot be achieved remains.
  • the electrodes 111 in the ink chamber are drawn out by bending 90 ° at the corners of the piezoelectric substrate constituting the actuator.
  • the extraction electrode is electrically connected to the indoor electrode.
  • a dicing or YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser-separating step of the electrodes is required after extracting the electrodes to a resist pattern or a solid electrode in advance. Therefore, the process is very complicated, the productivity is poor, the production yield is reduced, and the production cost is increased.
  • the extracted electrode is a bent portion that is drawn out from the ink chamber to the side of the actuator, and is likely to be disconnected in a later process or during the transportation of the actuator, thereby reducing the production yield and environmental reliability. Is also inferior.
  • the extraction electrode can be formed by a plating technique.
  • the plating technique requires a patterning step or an electrode separation step like the vapor deposition technique. Therefore, there is a problem that the process becomes complicated.
  • the extraction electrode shown in FIG. 16 described above is highly likely to be broken at a bent portion drawn out of the ink chamber to the side of the actuator due to a handling mistake in a later step. For this reason, the conventional ink jet head has a problem that production yield is reduced and a problem that environmental reliability is inferior. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to reduce power consumption, to achieve high productivity and reliability, and to perform high-speed printing. It is to provide a possible ink jet head and a method for its manufacture.
  • the ink jet head of the present invention includes an ink chamber provided on the surface of the piezoelectric substrate so as to extend from one end to the other end, and a driving electrode provided inside the ink chamber.
  • the inkjet head includes an external connection electrode connected to the driving electrode and connected to an external electrode provided outside. Further, in the ink jet head, the electrode for external connection is formed of a conductive material filled in the ink chamber at one end of the ink chamber.
  • portions other than the active area of the piezoelectric substrate constituting the actuator become almost unnecessary. Therefore, the material cost of the piezoelectric substrate can be reduced.
  • the ink jet head it is not necessary to draw out the external connection electrode from the inside of the ink chamber along the surface of the piezoelectric substrate outside the ink chamber. For this reason, an increase in the capacitance due to the extraction portion of the external connection electrode is suppressed. Thereby, the driving frequency can be improved. As a result, high-speed printing becomes possible.
  • the withstand voltage of the driving IC can be reduced. Therefore, according to the above-described inkjet head, it is possible to reduce the cost of the driving IC and the driving power consumption of the driving IC. .
  • the conductive material includes a conductive resin. According to the above configuration, it is possible to manufacture by applying and supplying a conductive resin using a dispenser. Therefore, the production of the conductive material becomes easy. Further, by kneading the conductive filler and the low expansion material to lower the thermal expansion coefficient of the conductive resin, it is possible to suppress the warpage of the piezoelectric substrate.
  • the conductive resin of the inkjet head of the present invention includes one or more conductive fillers selected from the group consisting of Au, Ag, Ni, Cu, carbon, and solder. Is used.
  • the inkjet head having the above configuration when Au or Ag is used as the conductive material, the electric resistance of the conductive resin and the electric resistance between the conductive resin and the electrode connected to the driving IC can be suppressed. . As a result, the driving frequency of the voltage applied for driving the actuator can be improved. Therefore, according to the inkjet head having the above configuration, high-speed printing can be performed.
  • connection with high reliability and a low connection resistance value can be performed.
  • the longitudinal dimension of the conductive filler is not less than 0.1 ⁇ and not more than 30 im.
  • the contact area between the conductive fillers of the conductive resin is relatively large, and the size is such that the conductive filler can function as the conductive resin. Therefore, the electrical conductivity of the conductive resin can be improved without causing any inconvenience.
  • the electrode for external connection is formed by polishing or grinding the entire protruding surface of the wall forming the ink chamber.
  • the external connection electrode is formed by selectively polishing or grinding a protruding surface.
  • the piezoelectric substrate it is not necessary to forcibly warp the piezoelectric substrate, unlike when processing the entire surface of the piezoelectric substrate. Therefore, it is only necessary to fix the piezoelectric substrate to the dicing stage by vacuum suction as in the case of ordinary dicing. As a result, the work process can be greatly simplified.
  • selective polishing or grinding is performed in a direction parallel to the direction in which the ink chamber extends.
  • the yield of the inkjet head is improved.
  • selective polishing or grinding may be performed in a direction perpendicular to the direction in which the plurality of ink chambers extend.
  • the method for manufacturing an ink jet head includes a step of forming an ink chamber on the surface of a piezoelectric substrate so as to extend from one end to the other end, and a step of forming a drive electrode in the ink chamber. Further, the manufacturing method includes a step of forming an external connection electrode connected to the driving electrode and connected to an external electrode provided outside. Further, the step of forming the external connection electrode includes the step of applying a conductive material to the inside of the ink chamber at one end of the ink chamber and the projecting surface of the wall forming the ink chamber, and the step of projecting the piezoelectric substrate. Removing the conductive material applied on the surface.
  • a plurality of electrodes in the ink chamber can be integrated into one by the conductive material applied in the ink chamber.
  • a portion cut as a cut surface of the applied conductive material or a surface exposed as the surface of the applied conductive material becomes a connection portion with an external circuit.
  • the above manufacturing method it is possible to apply a conductive material using a dispenser. According to the above manufacturing method, when the conductive filler and the low expansion material are mixed and used, the warpage of the piezoelectric substrate is suppressed by lowering the thermal expansion coefficient of the conductive material. Becomes possible.
  • the conductive material applied on the protruding surface of the piezoelectric substrate is removed by polishing or grinding.
  • the conductive material can be easily removed using equipment and tools conventionally used.
  • the method for producing an ink jet head according to the present invention is applicable to polishing or grinding. In this case, all of the protruding surfaces are polished or ground.
  • the polishing speed or the grinding speed of the conductive material is different from the polishing speed or the grinding speed of the piezoelectric substrate. Therefore, it is easy to know when to finish the polishing or the grinding process by utilizing the extreme change in the polishing or grinding speed.
  • selective polishing or grinding is performed in a direction parallel to the direction in which the ink chamber extends.
  • selective polishing or grinding may be performed in a direction perpendicular to the direction in which the ink chamber extends. According to such a manufacturing method, polishing or grinding is simplified.
  • the conductive material is removed by grinding using a die sintering machine or a slicing machine.
  • the grinding using a dicing machine or a slicing machine may be a chopper processing. According to such a manufacturing method, the grinding process is simplified.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the inkjet head according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along the line II-II of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing a cross section taken along the line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the ink jet head connected to the driving IC of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a view showing a V-V cross section of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a cross section taken along the line VI-VI of FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of an ink jet head for describing a method of manufacturing the ink jet head according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a perspective view of an ink jet head for describing a method of manufacturing the ink jet head according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view of the ink jet head for describing a method of manufacturing the ink jet head according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view of the ink jet head for describing the method of manufacturing the ink jet head according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an ink jet head for describing a method of manufacturing an ink jet head according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a perspective view of an ink jet head for describing a method for manufacturing an ink jet head according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a perspective view of an ink jet head for describing a method for manufacturing an ink jet head according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a perspective view of a piezoelectric substrate of a conventional ink jet head.
  • FIG. 15 is a sectional view showing another conventional ink jet head.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing still another conventional ink jet head. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the inkjet head includes an actuator drive electrode 27 near the rear end face 21 of an actuator 20 composed of a PZT (lead zirconate titanate) piezoelectric element. , 28 are filled with a conductive resin 10 containing an Ag conductive filler.
  • PZT lead zirconate titanate
  • the cut end surface of the conductive resin 10 is exposed on the rear end surface 21 side of the actuator 20. Further, as shown in FIG. 2 which is a II-II cross section of FIG. 1 and FIG. 3 which is a III-III cross section of FIG. 1, the ink chamber 26 of the portion filled with the conductive resin 10 is formed. The conductive resin 10 is also exposed on the upper end face 22 side. Further, two actuator driving electrodes 27 and 28 are formed in the ink chamber 26 so as to face each other in the ink chamber 26. Further, the two electrodes 27 and 28 are electrically connected by the filled conductive resin 10.
  • a nozzle plate 25 having a minute nose / slip 24 is attached to the ink ejection surface 23 of the actuator 20.
  • a cover member 30 for forming an ink supply hole 31 is provided on the rear side of the upper end face 22 of the actuator 20.
  • the plurality of ink chambers 26 arranged in an array are separated by ink chamber partition walls 29 made of piezoelectric elements.
  • the actuator driving electrodes 27 and 28 and the conductive resin 10 arranged on the upper end face 22 side of the ink partition wall 29 are collected as one conductive resin electrode 11. When a voltage is applied to the conductive resin electrode 11, the actuator driving electrodes 27 and 28 and the conductive resin 10 have the same potential.
  • the ink jet head has an outlead 4 formed on a TAB (Tape Automated Bounding) tape 41 electrically connected to a driving IC (Integration Circuit) 40.
  • the exposed surface of the conductive resin 10 on the upper end surface 22 of the actuator 20 is electrically connected to an external electric circuit via an ACF (Anisotropic Conductive Film) 50. It is connected.
  • the exposed surface of the conductive resin 10 on the rear end surface 21 side of the ink chamber 26 can also be electrically connected to an external electric circuit.
  • a conductive resin 10 composed of an Au plating bump, an Au transfer bump or an Au wall bump may be formed on the outleads 42. By piercing the out-leads 42 into the bump conductive resin 10, it is possible to perform “electrical connection” between the external circuit and the conductive resin 10. By doing so, the contact area between the outlead 42 and the conductive resin 10 can be increased, so that more stable electrical connection can be performed.
  • a path of outlead 42 ⁇ conductive resin 10 ⁇ actuator driving electrodes 27 and 28 is used as a path for electrical connection.
  • the protruding electrode formed on the driving IC 40 can be directly connected to the conductive resin 10 of the actuator.
  • the projecting electrode may be pierced into the conductive resin 10.
  • a dry film resist 10 is laminated on one surface of a piezoelectric substrate 60 polarized in the thickness direction.
  • the ink chamber 26 is formed by half-dicing the piezoelectric wafer using the dicing blade of the dicer. At this time, the dicing blade width corresponds to the width of the ink chamber 26.
  • a metal which is an electrode material such as A1, Z or Cu is obliquely deposited in a direction perpendicular to the direction in which the ink flows, and obliquely to the main surface of the ink chamber array.
  • metal films are formed on both inner side surfaces of the ink chamber partition wall 29.
  • the shadow effect of the dry inolem resist film and the ink chamber partition walls 29 is exhibited.
  • the metal film is formed at a height of about 1 / "2 in the height direction of the ink chamber 26.
  • Actuator driving electrodes 27 and 28 are formed by the metal film.
  • the dry film resist film is lifted off.
  • the above-described metal film as the electrode material does not remain on the ink chamber partition wall 29 of the ink chamber 26.
  • electrical separation between the ink chambers 26 can be reliably performed.
  • a dispenser or the like is installed in a direction orthogonal to the main surface of the piezoelectric substrate 60.
  • the conductive resin 10 having a width of 0.5 mm was placed on the inner surface of the ink chamber 26 and the upper surface of the ink chamber partition 29 in a straight line crossing over the ink chamber 26 and the ink chamber partition 29, respectively. Applied.
  • the conductive resin 10 flows into the ink chamber 26. Therefore, the actuator driving electrodes 27 and 28 which are arranged on the upper side of the ink chamber partition wall 29 and face each other are electrically connected to each other. Further, since the conductive resin 10 is also applied to the upper surface of the ink chamber partition wall 29, all the actuator driving electrodes 27 and 28 are electrically connected to each other.
  • the conductive resin 10 is generally a mixture of a conductive filler and an adhesive.
  • the conductive filler is formed in a continuous state between the actuator driving electrodes 27 and 28.
  • the conductive resin 10 flowing into the ink chamber 26 In order for the conductive resin 10 flowing into the ink chamber 26 to electrically connect the actuator driving electrodes 27, 28 formed on the inner surface of the ink chamber partition wall 29, many conductive materials are required.
  • the conductive fillers need to contact each other. Therefore, the length of the conductive filler of the conductive resin 10 is 0.1 X ⁇ ! It is desirable that the thickness be about 30 ⁇ m.
  • the electric resistance between the conductive fillers depends on the material of the conductive filler and the conductive filler. It is expected to vary depending on the diameter, adhesive viscosity of conductive filler, width of ink chamber 26, coating width of conductive filler, and continuity between conductive fillers. Therefore, a centrifugal force is applied to the piezoelectric substrate 60 after the application of the conductive resin 10 so that the conductive filler can be kept in a continuous state. As a result, more conductive filler flows into the ink chamber 26. As a result, the reliability of the electrical connection between the conductive resin 10 and the actuator driving electrodes 27, 28 can be improved.
  • the applied conductive resin 10 is heated and cured.
  • the heating conditions depend on the conductive resin 10.
  • the heating condition is a temperature not higher than the Curie point temperature of the piezoelectric substrate 60 so that the polarization characteristics of the polarized piezoelectric substrate 60 are not lost by heating. Is desirable.
  • the thermal expansion coefficient of the conductive resin 1 ° is larger than the thermal expansion coefficient of the piezoelectric substrate 60. Therefore, after the conductive resin 10 is applied to the ink chamber 26 and cured, a concave warp occurs in the piezoelectric substrate 60 in a cross section orthogonal to the direction in which the groove of the ink chamber 26 extends. When a force is applied to the conductive resin 10 in a direction to correct the warp in a later step, separation occurs between the conductive resin 10 and the actuator driving electrodes 27 and 28. As a result, there may be a problem that the electrical connection between the conductive resin 10 and the actuator driving electrodes 27 and 28 is cut off.
  • the coefficient of thermal expansion of the conductive resin 10 is preferably close to the coefficient of thermal expansion of the piezoelectric substrate 60.
  • the conductive resin 10 is made so that a conductive filler and a material having a lower thermal expansion coefficient than the piezoelectric substrate 60 are mixed. Thereby, it is desirable to lower the thermal expansion coefficient of the conductive resin 10 so that the thermal expansion coefficient of the entire conductive resin 10 approaches the thermal expansion coefficient of the piezoelectric substrate 60.
  • the conductive resin 10 applied on the ink chamber partition walls 29 is removed by polishing using the polishing member 70.
  • electrical isolation between the members serving as the ink chamber electrodes is performed.
  • the polishing disk and the actuator are moved so that the direction of movement of the portion of the polishing disk that comes into contact with the protruding surface (upper surface) of the ink chamber 29 is parallel to the direction in which the ink chamber 26 extends.
  • Position relationship with eta wafer JP03 / 00324 Set As a result, separation between the actuator driving electrodes 27 and 28 and the ink chamber partition wall 29 can be suppressed.
  • the polishing is performed by the following steps. First, the warpage generated in the piezoelectric substrate 60 is corrected. Next, the back surface of the corrected piezoelectric substrate 60 is attached to a plate having high flatness with wax. Further, the upper surface of the piezoelectric 14 substrate 60 is polished and ground with a lapping surface plate or a cup grindstone. Thus, the conductive resin 10 applied on the ink chamber partition 29 is removed. As a result, the structure shown in FIG. 10 is obtained.
  • the area occupied by the conductive resin 10 applied on the ink chamber partition 29 is smaller than the area of the main surface of the piezoelectric substrate 60. Therefore, when the polishing is completed (that is, the electrical separation between the ink chamber electrodes is completed), the polished area is extremely increased. As a result, the polishing rate becomes extremely slow. Therefore, it is possible to manage the polishing end position by monitoring the change in the polishing rate.
  • the surface roughness of the polished surface is determined in consideration of bonding a cover wafer 61 described later. Therefore, in the inkjet manufacturing method of the present embodiment, polishing is finally performed using a grindstone equivalent to # 400. Through the above steps, the conductive resins 10 in the ink chambers 26 are electrically separated.
  • each of the conductive resins 10 in the ink chambers 26 is electrically separated by polishing. Therefore, when depositing the electrode material on the ink chamber partition walls 29, the film may be formed without using the dry film resist 70. Thereby, the actuator driving electrodes 27 and 28 may be formed also on the ink chamber partition walls 29.
  • a cover wafer 61 made of a piezoelectric element having a counterbore for the ink supply hole 31 is prepared.
  • the cover wafer 61 forms a space that functions as an ink supply hole 31 when the ink jet head is completed in a later step, and serves as a cover member 30 that seals the upper part of the ink chamber 26.
  • the cover wafer 61 in order to improve the matching of the thermal expansion rate for Akuchiyueta to form the ink chamber 2 6, a piezoelectric element constituting the ink chamber 2 6 It is desirable to use the same material.
  • any material may be used as long as its coefficient of thermal expansion is relatively close to the coefficient of thermal expansion of the piezoelectric element forming the ink chamber 26.
  • alumina ceramic or the like may be used.
  • the piezoelectric substrate 60 serving as the ink chamber array and the cover wafer 61 are bonded with a commercially available adhesive.
  • the positioning is performed such that the portion in which the conductive resin 10 is embedded is located at the center of the counterbore hole for the ink supply hole 31 formed in the cover wafer 61. In this state, the piezoelectric substrate 60 and the cover wafer 61 are bonded.
  • the counterbore for the ink supply hole of the cover wafer 61 in other words, the pressing member made of the conductive resin 10 of the piezoelectric substrate 60.
  • a full dice is performed on the portion where the convex portion 102 is embedded by a dicing blade of a dicer.
  • the cut surface of the conductive resin 10 is exposed as a side surface of the actuator on the cut surface by the dicer.
  • an external connection electrode connected to an external circuit connected to the driving IC is formed.
  • the actuator is completed.
  • the conductive resin 10 is filled between the actuator driving electrodes 27 and 28, but the solder is filled instead of the conductive resin 10.
  • Solder has better mechanical properties than conductive resin and better electrical conductivity than conductive resin when connecting external circuits and actuator drive electrodes 27 and 28 connected to the drive IC. . Therefore, the external circuit and the actuator driving electrodes 27 and 28 can be connected with higher reliability, and the variation in electric resistance between the ink chambers can be reduced.
  • solder paste in which flatness and solder particles are kneaded is supplied into the ink chamber 26 by a dispenser or the like.
  • local heating of the solder is performed using laser beam irradiation.
  • solder melting electricity occurs in the ink chamber.
  • the cross section of the solder resulting from the dicing becomes the contact surface between the solder electrode and the external electrode.
  • the active area is forcibly cooled as required. As a result, depolarization due to heat application to the active area can be prevented.
  • the external connection electrode is constituted by the conductive resin filled in the ink chamber and the pressing member or the solder and the pressing member. . Therefore, according to the ink jet head of the present embodiment, it is not necessary to form an extraction electrode that is extracted from the ink chamber electrode to the outside. In addition, portions other than the active area of the actuator are almost unnecessary. Therefore, material costs can be reduced.
  • the external connection electrode has no portion extending along the surface of the piezoelectric element. For this reason, it is possible to suppress an increase in capacitance due to a long electrode portion extending from the surface of the piezoelectric element. Thereby, the drive frequency of the actuator can be improved. As a result, high-speed printing can be realized. Further, according to the ink jet head of the present embodiment, it is not necessary to apply a high voltage to improve the driving frequency. Therefore, the driving voltage of the driving IC can be reduced. As a result, power consumption for driving can be reduced.
  • a conventional inkjet head two or more independent electrodes facing each other in an ink chamber of an actuator that drives a share mode must be integrated into one drive circuit.
  • the actuator has a large size and a complicated structure.
  • the plurality of electrodes in the ink chamber are integrated into one for each ink chamber, and the extraction electrodes connected to the electrodes in the ink chamber are drawn out to a flat area on the actuator. There is a need.
  • a plurality of electrodes outside the ink chamber can be integrated into one using the conductive resin or solder filled in the ink chamber.
  • the filled conductive resin, the cut surface of the solder or the filled surface of the solder is connected to the external circuit. Therefore, there is no need to form an actuator with a complicated structure. As a result, the manufacturing process of the actuator can be simplified.
  • the external connection electrode made of a conductive resin is made of Au, Ag, Ni, Cu, carbon, or solder as a conductive filler material of the conductive resin.
  • solder is used as the conductive filler material of the conductive resin, the solder filler is melted when the external connection electrode and the external circuit are electrically connected, and the connection to the external circuit electrode is made by metal diffusion bonding. It is. Therefore, the connection between the ink room electrodes can be performed with a low connection resistance value, and the connection between the ink room electrodes with higher reliability can be performed.
  • the ink chamber electrode is made of A1 or the like, an oxide film is formed on the surface of the ink chamber electrode formed of A1. Therefore, it is desirable to use a conductive filler having a sharp angle such as a needle-like, flake-like, or confetti-like shape as the conductive filler.
  • a conductive filler having a structure having an acute angle the conductive filler is locally oxidized at a portion where the conductive filler comes into contact with the ink chamber electrode constituted by A1 in the step of filling the conductive resin. The coating is destroyed. As a result, the connection resistance between the conductive resin and the ink chamber electrode can be reduced.
  • the driving frequency of the applied voltage can be improved without disturbing the waveform of the voltage applied for driving the actuator. As a result, high-speed printing can be realized.
  • the conductive boiler is arranged most densely in the conductive resin. . Therefore, the exposed amount of the conductive filler per unit area on the cut surface of the conductive resin is the largest, and the electrical connection between the external connection electrode and the external circuit is large. Can be kept low. As a result, the driving frequency can be improved without disturbing the voltage application waveform for driving the actuator, and high-speed printing can be realized.
  • the external connection electrode made of a conductive resin preferably has a glass transition point of the conductive resin of 60 ° C. or more. In this case, sufficient reliability can be obtained at the storage temperature and the use temperature of the inkjet head.
  • an ink jet head can be easily and inexpensively provided. be able to.
  • the inkjet head of the present embodiment using solder for electrodes for external connection, it is easy for a solder maker to reduce the added element and the amount of the added element. Further, according to the ink jet head of the present embodiment, it is easy to control the melting point of the solder, such as increasing the melting point of the solder depending on the temperature during the mounting process of the external circuit. Therefore, early development of new factories and specification changes can be easily performed. Also, if the external connection electrode is made of a solder material having a melting point of 80 ° C. or more, sufficient reliability can be obtained at the storage temperature and operating temperature of the ink jet head.
  • the difference between the method for manufacturing an ink jet head according to the first embodiment and the method for manufacturing an ink jet head according to the present embodiment is the method for removing the conductive resin 10 applied on the ink chamber partition walls 29. 3 ⁇ 4
  • the entire surface of the protruding surface of the ink chamber partition 29 of the piezoelectric substrate 60 is polished or ground so that the conductive material applied on the ink chamber partition 29 is formed.
  • the conductive resin cell is removed.
  • Rukoto ink chamber partition 2 9 upper portion conductive resin 1 0 is applied to the selected planar abrasive or grinding, conductive Resin 10 is removed.
  • the ink jet head according to the first embodiment is used. Similar to the method of manufacturing the jet head, as shown in FIG. 8, the conductive resin 10 is filled with a dispenser or the like in a direction perpendicular to the direction in which the ink chamber 26 of the piezoelectric substrate 60 extends. It is applied in a straight line on the ink chamber 26 and the ink chamber partition wall 29 with a width of 5 mm. Thereafter, the conductive resin 10 is cured. Next, as shown in FIG. 12, the conductive resin 10 applied on the ink chamber partition wall 29 is moved in a dicing machine or a slicing machine blade (grinding stone) in the application direction of the conductive resin 10. Thus, the conductive resin 10 is selectively removed.
  • the ink chamber partition 29 After the conductive resin 10 on the protruding surface of the ink chamber partition 29 has been removed, the ink chamber partition 29 has a thickness of 10 to 20 ⁇ in the direction in which the conductive resin 10 is applied linearly. Grinding is performed using a blade so that it is cut. As a result, electrical isolation between the ink chambers 26 is achieved.
  • the blade width Wb is wider than the width W of the conductive resin 10 supplied and supplied, and is 1.0 Omm.
  • the height of the ink chamber partition 29 at the portion where the conductive resin 10 is applied and supplied by the blade is 10 ⁇ ! Higher than the height of the ink chamber partition 29 at the other portion. Approximately 20 im is lower. Therefore, when the cover wafer 61 is bonded, the ground portion having a width of 1.0 mm does not contribute to the bonding. Therefore, it is not necessary to consider the surface roughness of the grounded 1.0 mm width part, and the blade can be selected by considering only the workability when the conductive resin 10 is removed. Becomes
  • processing is performed using a diamond blade equivalent to # 600 as a blade.
  • # 600 a diamond blade equivalent to # 600 as a blade.
  • the entire surface of the upper surface of the ink chamber partition 29 of the piezoelectric substrate 60 is not polished or ground, but is coated on the ink chamber partition 29. Only the portion of the conductive resin 10 subjected to the flattening polishing or the grinding process is selectively applied. Therefore, as compared with the case where the entire upper surface of the ink chamber partition wall 29 of the piezoelectric substrate 60 which is the method of manufacturing the ink jet head of Embodiment 1 is polished, the warpage of the piezoelectric substrate 60 is reduced. No need to correct.
  • true ink jetting is performed as in normal dicing. No problem occurs simply by fixing the piezoelectric substrate 60 to the dicing stage by vacuum suction.
  • a timing machine or a slicing machine for processing the ink chamber 26 is used.
  • grinding can be performed simply by replacing the blade, and there is no need for new capital investment.
  • the difference between the method for manufacturing an ink jet head according to the first and second embodiments and the method for manufacturing an ink jet head according to the present embodiment lies in a method for removing the conductive resin 10.
  • the ink chamber partition wall 29 is cut into the ink chamber partition wall 29 in a direction in which the ink chamber partition wall 29 is linearly applied and supplied by 10 to 20 ⁇ ⁇ .
  • the grinding process is performed with a blade.
  • the conductive resin cells linearly applied by a dispenser on the ink chamber partition wall 29 in a direction perpendicular to the conductive resin cells (the direction in which the ink chamber 26 extends).
  • the conductive resin 10 is removed by selectively flattening or grinding the portion of the conductive resin 10 on the ink chamber partition 29 by the chopper processing.
  • the method of manufacturing the ink jet head according to the present embodiment includes, first, an array of ink chambers 26 of the piezoelectric substrate 60 as shown in FIG.
  • the ink is applied in a straight line on the ink chamber 26 and the ink chamber partition wall 29 in a direction perpendicular to the ink chamber 26 using a dispenser or the like with a conductive resin 10 force S 1.0 mm width.
  • the conductive resin 10 is cured.
  • the ink chamber partition 2 9 conductive resin 1 0 applied on of Daishin damascene or slicing machine blade (grindstone), selectively conductive resin 1 0 Chiyoppa machining Is removed.
  • This chopper processing is performed by raising and lowering a high-speed rotating blade.
  • the portion processed by the chopper is in a state where the shape of the R portion on the outer periphery of the blade is transferred.
  • the conductive resin 1 is applied in a direction orthogonal to the conductive resin 10 applied in a straight line by a dispenser on the ink chamber partition wall 29 (in a direction in which the ink chamber 26 extends). Zero removal is performed. After that, the ink chamber partition 29 corresponding to the blade width is further cut into 10 to 20 ⁇ .
  • the chopping is repeated at a constant pitch feed to selectively grind the conductive resin 10 portion. Thereby, the conductive resin 10 is removed. As a result, electrical separation between the ink chambers 26 is performed.
  • the conductive resin 10 on the ink chamber partition wall 29 can be removed by chopper processing with one blade width. Therefore, the chopper processing surface of the blade is as wide as possible!
  • the outer diameter shape of the blade is transferred to the removed portion. Therefore, in the method of manufacturing the ink jet head according to the present embodiment, a blade having a chopper processing surface width of 2.5 mm and a diameter of 2 inches is used.
  • the chopper processing speed is 5 mmZs. Also Chiyono ,. In the processing, the blade is lowered in a direction perpendicular to the main surface of the piezoelectric substrate 60, and the ink chamber partition 29 is cut by 10 to 20. Therefore, the processing time is not particularly increased by performing the chopper processing.
  • the portion of the ink chamber partition wall 29 from which the conductive resin 10 has been removed by the blade is lower by about 10 to 20 zm than the other ink chamber partition walls 29. Therefore, the portion ground by the chicory processing does not contribute to the adhesion when the cover 61 is adhered. Therefore, it is not necessary to consider the surface roughness of the ground part. As a result, it is possible to select a blade in consideration of only the workability when removing the conductive resin 10.
  • grinding is performed using a diamond blade equivalent to # 600 as a blade. Thereby, good grinding can be realized without clogging of the blade due to the conductive resin 10.
  • the entire surface of the upper surface of the ink chamber partition 29 of the piezoelectric substrate 60 is not ground, but is formed on the ink chamber partition 29. Only the portion of the applied conductive resin 10 is selectively planarized or polished. Therefore, it is not necessary to correct the warpage generated in the piezoelectric substrate 60 as when the entire upper surface of the ink chamber partition wall 29 of the piezoelectric substrate 60 is polished or polished. Further, in the method of manufacturing an ink jet head according to the present embodiment, no problem occurs even when the piezoelectric substrate 60 is fixed to the dicing stage by vacuum suction as in the case of ordinary dicing.
  • the blade used in the above experiment has a diameter of 2 to 3 inches, and the width W (the extending direction of the ink chamber partition 29) of the applied conductive resin 10 is 1.5 mm from 1.0 111111. . Further, it is necessary to grind at least the conductive resin 10 applied on the ink chamber partition wall 29. Therefore, when the flatness of the piezoelectric substrate ( ⁇ 0.05 mm) is considered, the maximum value of the grinding depth by the blade is 20 to 30 m.
  • the polishing direction by the rotation of the disk is set to be substantially parallel to the direction in which the protruding surface of the ink chamber partition extends.
  • the arrangement relationship between the disk and the piezoelectric substrate is adjusted.
  • the inkjet head manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment has poor ejection performance, but hardly causes peeling between the ink chamber partition walls and the conductive resin.
  • the ejection performance is good.
  • peeling may occur between the ink chamber partition and the conductive resin.
  • the protrusion of the ink chamber partition extends due to the fever processing.
  • polishing for removing the conductive resin was performed in a direction parallel to the direction, the ejection performance was good, and peeling between the ink chamber partition walls and the conductive resin hardly occurred.
  • an ink jet head that can reduce the number of electrodes consumed, has high productivity and reliability, and can perform high-speed printing.

Landscapes

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Description

明細書 インクジェットへッドおよびその製造方法 技術分野
本発明は、 インクジエツトプリンタのインクジエツトへッドおよびその製造方 法に関するものである。 背景技術
従来のインクジェットヘッドは、 インク室内に形成されたインク室内電極から インク室外に向かって外部取出電極が延出されている。 また、 外部取出電極と外 部回路とが接続されている。 それにより、 インク室内電極と外部回路とが電気的 に接続されている。
従来のインクジエツトへッドのインク室内電極をインク室の外部に延出する方 法について図 1 4を用いて説明する。
まず、 厚さ方向に分極させた圧電素子の一方の主表面にドライフィルムレジス トがラミネートされる。 次に、 ダイサ一のダイシングプレードを用いて圧電素子 がハーフダイスされる。 それにより、 ハーフダイスされた部分にインク室 2 5 0 が形成される。 また、 ハーフダイスされている圧電素子からダイシングプレード を離すと、 インク室後端部の R部分 2 5 1が形成されている。 さらに、 複数のィ ンク室 2 5 0が互いに平行に延びるように複数回ハーフダイスが繰返される。 このようにして、 複数のインク室 2 5 0が設けられるインク室アレイ 4 0 0が 形成される。 その後、 複数のインク室 2 5 0が延びる方向に対して垂直な方向で あって、 インク室アレイ 4 0 0の主表面に対して斜め方向から A 1や C uなどの 電極材料になる金属が斜め蒸着される。 この作業は、 インク室 2 5 0が延びる方 向に対して両斜め 2方向から行なわれる。 それにより、 インク室隔壁 3 0 0の表 面に金属膜 3 5 0からなるインク室内電極が形成される。 このとき、 ドライフィ ルムレジストおよび各々のインク室 2 5 0のインク室隔壁 3 0 0のシャド1 ~^ ン グ効果が発揮される。 それにより、 インク室 2 5 0の内側面には、 金属膜 3 5 0 力 インク室 2 5 0の内壁面の高さの約 1 / 2以下の高さで形成される。
また、 インク室 2 5 0の後端部の曲面部分 (R部分) 2 5 1および平坦部 2 6 0のドライフィルムレジスト開口部分にも金属膜 3 5 0の成膜が行なわれる。 そ の後、 複数のインク室 2 5 0を隔てるインク室隔壁 3 0 0の上面の平坦部 3 1 0 に設けられているドライフィルムレジストのみが除去される。 それにより、 R部 分 2 5 1においてインク室 2 5 0内で互いに向かい合う金属膜 3 5 0を電気的に 接続することができる。
その後、 図 1 5に示すように、 インク室アレイ 4 0 0に、 インク供給孔 2 0 9 を有するカバー 2 1 0が接着される。 さらに、 インク室アレイ 4 0 0に、 ノズル 2 1 2を有するノズルプレート 2 1 1が接着される。 それにより、 ァクチユエ一 タ 2 0 0が完成する。
このァクチユエータ 2 0 0は、 インク室 2 5 0を隔てるインク室隔壁 3 0 0の 両内側面に対向するように形成された金属膜 3 5 0からなる 2つのインク室内電 極に互いに逆位相の電圧が印加されることにより、 シェアモード駆動を行なうこ とが可能である。 それにより、 インク室内電極が形成された領域とインク室内電 極が形成されていない領域との境目で、 インク室隔壁 3 0 0力 S 「く」 の字または 山型に折れ曲がる。 それにより、 インク室 2 5 0内の体積が変化する。 そのため、 インク室 2 5 0内のインクの圧力が変化する。 その結果、 インク室 2 5 0の先端 部に配置された微小なノズル 2 1 2からインク液滴が吐出される。
上記のような従来のインクジエツトへッドの構造では、 インクの吐出に寄与す るアクティブエリア 2 5 2はインク供給孔 2 0 9より先端側のみである。 逆に言 うと、 インク供給孔 2 0 9より後ろ側はインクを吐出するために寄与しない領域 である。 さらに、 R部分 2 5 1および平坦部 2 6 0に形成された金属膜 3 5 0は、 インク室 2 5 0内で向かい合う 2つのインク室内電極を電気的に接続する。 それ により、 駆動用 I C 1 1 5に導通した電極と金属膜 3 5 0とが電気的に接続され る。
このようなインクジエツトへッドの構成では、 本来インク吐出に寄与するァク ティブエリア 2 5 2以外の部分が非常に大きくなるため、 材料コストが高くなる という問題がある。 また、 上述のインクジェットヘッドは、 高い誘電率を有する P Z T (チタン酸 ジルコ酸鉛) などの圧電性基板でインク室 2 5 0内から平坦部 2 6 0まで金属膜 3 5 0を延出させる必要がある。 そのため、 圧電性基板に起因する静電容量が大 きくなる。 それにより、 ァクチユエータ駆動に際して、 ァクチユエ一タに印加さ れる駆動電圧が乱れる。 したがって、 従来のインクジェットヘッドでは、 駆動電 圧の周波数が小さくなるため、 高速駆動による高速印字が困難である。
この印加される駆動電圧の波形の乱れは、 ァクチユエ一タに印加される電圧を 大きくすることで改善できる。 しかしながら、 印加される電圧を大きくすること でァクチユエータの駆動による発熱量が増大するため、 ァクチユエータ自体の温 度が上昇する。 そのため、 従来のインクジェットヘッドでは、 インク粘度が変化 して安定で高精度な印字が行なえないという問題、 高い電圧が印加される駆動用 I Cはコスト高になるという問題、 および、 消費電力を低減することが困難であ るという問題が生じる。
このため、 従来のインクジェットヘッドの製造方法では、 ァクチユエ一タのィ ンク室 2 5 0内のインク室内電極のアクティブエリア 2 5 2以外の部分において、 圧電性基板とインク室内電極との間に低誘電率の S i— N膜を予め成膜する。 そ れにより、 従来のインクジェットヘッドの製造方法では、 アクティブエリア 2 5 0以外の部分での静電容量をほぼ無視できるレベルにすることが行なわれる。 し かしながら.、 約 2 0 0 °Cという低温度のキュリー点を有する P Z Tに対して、 低 温のプロセスで低誘電率の S i—N膜を形成するためには非常に高価な E C R— C V D (Electronic Cyclotron Resonance-Chemical Vapor Deposition) 装置力 必要である。 その結果、 従来の製法では、 製造コストが上昇して安価なインクジ エツトへッドを製造できないという問題がある。
また、 上記のような問題に対処する技術として、 図 1 6に示すように、 ァクテ イブエリア 2 5 2以外の領域を圧電性基板のィンク室の延長線上に設けないィン クジエツトへッドが特開平 9— 9 4 9 5 4号公報に公開されている。
その公報に記載の技術では、 ィンク供給は圧電性基板のアクティブェリァの後 端部にインク供給孔 1 1 0を設けられている。 また、 インク室内の電極 1 1 1は、 ィンク供給側外側面またはィンク吐出側内側面に延長されている。 それにより、 ィンク室内の電極 1 1 1は、 駆動用 I C 1 1 5に導通した電極 1 1 2に電気的な 接続されている。 この場合は、 ァクチユエータのアクティブエリア以外の部分が 圧電性基板に設けられていないため、 圧電性基板の材料コストの低減が図られる。 しかしながら、 インク室内の電極 1 1 1はインク供給側外側面またはインク吐出 側内側面に延長されているため、 延長された部分のインク室内電極 1 1 1の圧電 性基板に起因する静電容量の低減ができないという問題が残る。
また、 前述のインクジェットヘッドの製法では、 インク室内の電極 1 1 1はァ クチユエータを構成する圧電性基板の角部で 9 0 ° 屈曲させて引出しが行なわれ る。
ァクチユエータ側面への電極の引き出しのためには、 圧電性基板を個々のァク チユエータに小片化してからィンク室内電極に引き出し電極を導通させるように ァクチユエータ側面に金属膜を形成する必要がある。 また、 引き出した電極同士 の間を分離するためには、 予めレジストパターユングまたベタ電極に引き出した 後にダイシングまたは Y A G (Yttrium Aluminum Garnet) レーザによる電極の 分離工程が必要となる。 そのため、 工程が非常に煩雑であり、 生産性が悪く、 生 産歩留まりが低下し、 生産コストが大きくなるという問題がある。 また、 引き出 した電極は、 インク室からァクチユエータ側面に引き出される屈曲部分で、 後の 工程またはァクチユエータの搬送途中で断線するおそれが高いため、 生産歩留ま りが落ちるといった問題および環境信頼性にも劣るという問題がある。
また、 引出し電極をめつき技術により形成することも可能である。 しかしなが ら、 めっき技術は蒸着技術と同様にパタ一エング工程または電極分離工程を必要 とする。 そのため、 工程が煩雑となる問題がある。
また、 上述の図 1 6に示す引出し電極は、 後の工程におけるハンドリングのミ スに起因して、 インク室からァクチユエータ側面に引出される屈曲部分で断線す る可能性が高い。 そのため、 従来のインクジエトヘッドには、 生産歩留りが落ち るといった問題や環境信頼性に劣るという問題がある。 発明の開示
本発明の目的は、 消費電力を低減でき'、 生産性および信頼性が高く、 高速印字 可能なインクジエツトへッドおよびその製造方法を提供することである。
本発明のインクジエツトへッドは、 圧電性基板の表面において一端から他端ま で延びるように設けられたィンク室と、 ィンク室の内部に設けられた駆動用電極 とを備えている。 また、 そのインクジェットヘッドは、 駆動用電極に接続される とともに、 外部に設けられた外部電極に接続される外部接続用電極を備えている。 さらに、 そのインクジェットヘッドは、 外部接続用電極が、 インク室の一端部の インク室内に充填された導電性材料により構成されている。
従来のインクジエツトへッドにおいては、 インク窒内にインク室内電極を実装 するために、 インク室内部からインク室外部の圧電性基板表面に沿って外部接続 用電極を引出している。 しかしながら、 上記のインクジェットヘッドの構成によ れば、 その必要がなくなる。
また、 上記のインクジェットヘッドによれば、 ァクチユエータを構成する圧電 性基板のアクティブエリア以外の部分がほとんど不要となる。 そのため、 圧電性 基板の材料コストを削減することができる。
また、 上記のインクジェットヘッドの構成によれば、 インク室内部からインク 室外部の圧電性基板表面に沿って外部接続用電極を引出す必要がない。 そのため、 外部接続用電極の引出部に起因する静電容量の増加が抑制される。 それにより、 駆動周波数を向上させることができる。 その結果、 高速印字が可能となる。
さらに、 高速印字を実現するためにァクチユエ一夕の駆動電圧を大きくする必 要がない。 そのため、 駆動用 I Cの耐電圧を低減させることができる。 したがつ て、 上記のインクジェットヘッドによれば、 駆動用 I Cのコストを低減するとと もに、 駆動用 I Cの駆動消費電力を低減させることができる。 .
本発明のィンクジェットへッドは、 導電性材料が導電性樹脂を含んでいる。 上記の構成によれば、 ディスペンサを使用して導電性樹脂を塗布供給して製造 することが可能となる。 そのため、 導電性材料の製造が容易になる。 さらに、 導 電性フイラ一と低膨張材料とを混練させ導電性樹脂の熱膨張係数を下げることに より、 圧電性基板の反りを抑えることが可能となる。
本発明のインクジェットヘッドの導電性樹脂には、 A u、 A g、 N i、 C u、 カーボン、 および、 はんだからなる群より選ばれた 1または 2以上の導電性フィ ラーが用いられている。
上記の構成によれば、 導電性材料として A uまたは A gを用いた場合は、 導電 性樹脂の電気抵抗および導電性樹脂と駆動用 I Cに導通した電極と間の電気抵抗 を抑えることができる。 その結果、 ァクチユエータ駆動のために印加される電圧 の駆動周波数を向上させることができる。 したがって、 上記の構成のインクジェ ットヘッドによれば、 高速印字が可能となる。
また、 導電性材料として N i、 C uまたはカーボンを用いた場合は、 導電性樹 脂コストを低く抑えることができる。 そのため、 高速印字は困難であるが、 非常 に安価なァクチユエータを提供することができる。 また、 はんだを用いた場合は、 外部回路との電気的接続時にはんだフィラーを溶融させて金属拡散接合による外 部回路電極との接続が行なわれる。 そのため、 信頼性が高く、 かつ低い接続抵抗 値での接続を行なうことができる。
本発明のインクジエツトへッドは、 導電性フィラーの長手寸法が 0 . 1 μ πι以 上かつ 3 0 i m以下である。
上記の構成によれば、 導電性樹脂の導電性フィラー同士の密着面積が比較的大 きく、 カ つ、 導電性樹脂として機能できる程度の大きさである。 そのため、 不都 合を生じさせることなく導電性樹脂の電気伝導性を向上させることができる。 本発明のィンクジェットへッドは、 外部接続用電極が、 ィンク室を形作る壁の 突出面の全てが研磨または研削されることにより形成されている。
—般に、 インク室隔壁の突出部へ蒸着された導電性材料が研磨または研削され た後、 研磨用部材または研削用部材が隔壁の突出面に当接すると研磨レートが極 端に遅くなる。 したがって、 上記の構成によれば、 そのことを利用して、 研磨終 了位置を確実に管理することが可能である。
本発明のインクジェットヘッドは、 外部接続用電極が、 突出面が選択的に研磨 または研削されることにより形成されている。
上記の構成によれば、 圧電性基板の全面を加工するときのように、 圧電性基板 に生じた反りを強制する必要がない。 そのため、 通常のダイシング時のように真 空吸着で圧電性基板をダイシングステージに固定するだけでよい。 その結果、 作 業工程の大幅な簡略化が可能となる。 本発明のインクジェットヘッドは、 選択的な研磨または研削が、 インク室が延 びる方向と平行な方向に行なわれている。
上記の構成によれば、 外部接続用電極となる導電性材料と駆動用電極とを引き 剥がす力が生じない。 そのため、 インクジェットヘッドの歩留まりが向上する。 本発明のインクジェットヘッドは、 選択的な研磨または研削が、 複数のインク 室が延びる方向と垂直な方向に行なわれたものであってもよい。
上記の構成によれば、 選択的な研磨または研削が容易になる。
本発明のインクジュットへッドの製造方法は、 圧電性基板の表面に一端から他 端まで延びるようにィンク室を形成する工程と、 ィンク室内に駆動用電極を形成 する工程とを備えている。 また、 その製法は、 駆動用電極に接続されるとともに、 外部に設けられた外部電極に接続される外部接続用電極を形成する工程を備えて いる。 さらに、 前述の外部接続用電極を形成する工程は、 インク室の一端部のィ ンク室の内およびインク室を形作る壁の突出面上に導電性材料を塗布する工程と、 圧電性基板の突出面上に塗布された導電性材料を除去する工程とを含んでいる。 · 上記の製法によれば、 インク室内に塗布された導電性材料によってインク室内 の複数の電極を 1つに集約できる。 しかも、 塗布された導電性材料の小片化切断 面または塗布された導電性材料の表面として露出した部分が外部回路との接続部 になる。 その結果、 複雑な構造のァクチユエータを形成する必要がないため、 ェ 程の簡素化を実現することができる。
また、 上記の製法によれば、 デイスペンサを使用して導電性材料を塗布機器す ることが可能である。 上記の製法によれば、 さらに、 導電性フィラーと低膨張材 料とを混在させて使用する場合には、 導電性材料の熱膨張係数を下げることによ り、 圧電性基板の反りを抑えることが可能となる。
本発明のインクジエツトへッドの製造方法は、 導電性材料を除去する工程にお いては、 圧電性基板の突出面上に塗布された導電性材料が研磨加工または研削加 ェにより除去される。
上記の製法によれば、 従来から用いられている設備や工具を用いて、 容易に導 電性材料を除去することができる。
本発明のインクジエツトへッドの製造方法は、 研磨加工または研削加工におい ては、 突出面の全てが研磨または研削される。
上記の製法によれば、 導電性材料の研磨加工速度または研削加工速度と、 圧電 性基板の研磨加工速度または研削加工速度とが異なる。 そのため、 極端に研磨加 ェ速度または研削加工速度が変化することを利用して、 研磨加工または研削加工 を終了する時期を把握することが容易になる。
本発明のインクジヱットへッドの製造方法は、 研磨加工または研削加工におい ては、 突出面上の導電性材料が設けられた部分が選択的に研磨または研削される。 上記の製法によれば、 圧電性基板の突出面の全面を加工するときのように、 圧 電性基板に生じた反りを強制する必要がなくなる。 そのため、 真空吸着で圧電性 基板をダイシングステージに固定するだけでも問題は生じない。 その結果、 製造 工程を簡略ィ匕することができる。
本発明のインクジエツトへッドの製造方法は、 選択的な研磨加工または研削加 ェが、 インク室が延びる方向と平行な方向に行なわれる。
上記の製法によれば、 外部接続用電極となる導電性材料とインク室を形作る壁 とを剥離させる方向に応力がかからない。 そのため、 導電性材料とインク室内電 極との導通の信頼性を向上させることができる。
本発明のインクジエツトへッドの製造方法は、 選択的な研磨加工または研削加 ェが、 インク室が延びる方向と垂直な方向に行なわれてもよい。 このような製法 によれば、 研磨加工または研削加工が簡単となる。
本発明のィンクジェットへッドの製造方法は、 導電性材料を除去する工程にお いて、 導電性材料が、 ダイシンダマシンまたはスライシングマシンを用いる研削 加工により除去される。
上記の製法によれば、 プレードを交換するだけで研削加工を施すことが可能と なる。 その結果、 新たな設備投資の必要がない。
本発明のィンクジェットへッドの製造方法は、 ダイシングマシンまたはスライ シングマシンを用いる研削加工はチヨッパ加工であってもよい。 このような製法 によれば、 研削加工が簡単となる。
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、 インク室を複数有し、 複数のィ ンク室が互いに平行に延びるように形成される場合には、 導電性材料を塗布する 工程においては、 複数のィンク室を垂直に横切る一直線状に導電性樹脂を塗布す ることが望ましい。 このような製法によれば、 導電性樹脂の.塗布が容易となる。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施の形態 1のインクジェットヘッドを説明するための図である。 図 2は、 図 1の I I一 I I断面を示す図である。
図 3は、 図 1の I I I— I I I断面を示す図である。
図 4は、 実施の形態 1の駆動 I Cに接続されたインクジエツトへッドの断面図 である。
図 5は、 図 4の V— V断面を示す図である。
図 6は、 図 4の V I— V I断面を示す図である。
図 7は、 実施の形態 1のインクジェットヘッドの製造方法を説明するためのィ ンクジェットへッドの斜視図である。
図 8は、 実施の形態 1のインクジエツトへッドの製造方法を説明するためのィ ンクジェットヘッドの斜視図である。
図 9は、 実施の形態 1のィンクジェットへッドの製造方法を説明するためのィ ンクジェットへッドの斜視図である。
図 1 0は、 実施の形態 1のィンクジェットへッドの製造方法を説明するための ィンクジェットへッドの斜視図である。
図 1 1は、 実施の形態 1のィンクジェットへッドの製造方法を説明するための インクジェットへッドの断面図である。
図 1 2は、 実施の形態 2のィンクジェットへッドの製造方法を説明するための インクジェットヘッドの斜視図である。
図 1 3は、 実施の形態 3のィンクジェットへッドの製造方法を説明するための インクジェットヘッドの斜視図である。
図 1 4は、 従来のィンクジェットへッドの圧電性基板の斜視図である。
図 1 5は、 従来の別のィンクジエツトへッドを示す断面図である。
図 1 6は、 従来のさらに別のインクジエツトへッドを示す断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態のインクジエツトへッドおよびその製造方法を図を 参照しながら説明する。
(実施の形態 1 )
実施の形態 1のィンクジエツトへッドを、 図 1〜図 3を用いて説明する。
本実施の形態のインクジェットヘッドは、 図 1およぴ図 2に示すように、 P Z T (チタン酸ジルコ酸鉛) 圧電素子からなるァクチユエータ 2 0の後端面 2 1近 傍のァクチユエータ駆動用電極 2 7, 2 8の間に、 A g導電性フィラーを含有す る導電性樹脂 1 0が充填されている。
また、 ァクチユエータ 2 0の後端面 2 1側において、 導電性樹脂 1 0の切断さ れた端面が露出している。 また、 図 1の I I一 I I断面である図 2およぴ図 1の I I I一 I I I断面である図 3に示すように、.導電性樹脂 1 0が充填されている 部分のインク室 2 6の上端面 2 2側においても導電性樹脂 1 0が露出している。 また、 インク室 2 6内には 2つのァクチユエータ駆動用電極 2 7, 2 8がイン ク室 2 6内で向かい合った状態で形成されている。 また、 2つの電極 2 7 , 2 8 は充填された導電性樹脂 1 0により電気的に接続されている。
また、 ァクチユエータ 2 0のインク吐出面 2 3には、 微小なノズ /レ 2 4を有す るノズルプレート 2 5が取付けられている。 ァクチユエータ 2 0の上端面 2 2の 後側にインク供給孔 3 1を構成するためのカバー部材 3 0が設けられている。 また、 アレイ状に並ぶ複数のインク室 2 6は圧電素子からなるインク室隔壁 2 9によって仕切られている。 そのインク隔壁 2 9の上端面 2 2側に配置されたァ クチユエータ駆動用電極 2 7 , 2 8および導電性樹脂 1 0が 1つの導電性樹脂電 極 1 1として集約されている。 その導電性樹脂電極 1 1に電圧が印加された場合、 ァクチユエータ駆動用電極 2 7 , 2 8と導電性樹脂 1 0とは同電位となる。
また、 ァクチユエータ駆動用電極 2 7, 2 8とインク室隔壁 2 9の表裏で対向 するァクチユエータ駆動用電極 2 7 ' , 2 8 ' とに逆位相の電圧が印加されるこ とによって、 インク室隔壁 2 9がシェアモードで駆動する。 それにより、 インク 室 2 6内のインク圧力がコントロールされて、 ノズル 2 4からインク微小液滴を 吐出される。 また、 本実施の形態のインクジェットヘッドは、 図 4〜図 6に示すように、 駆 動用 I C ( Integration Circuit ) 4 0に導通した T A B (Tape Automated Bounding) テープ 4 1上に形成されたアウトリード 4 2に、 ァクチユエータ 2 0 の上端面 2 2側の導電性樹脂 1 0の露出面が、 A C F (Anisotropic Conductive Film :異方性導電性フィルム) 5 0を介して、 電気的に外部の電気回路に接続さ れている。
また、 インク室 2 6の後端面 2 1側の導電性樹脂 1 0の露出面も外部の電気回 路.に電気的に接続され得る。 また、 アウトリード 4 2上に A uめっきバンプ、 A u転写バンプまたは A uゥォ一ルバンプからなる導電性樹脂 1· 0が形成されてい てもよレ、。 そのバンプ導電性樹脂 1 0にアウトリード 4 2が突き刺されることに より、 外部回路と導電性樹脂 1 0との間の電気的接繞'を行うことも可能である。 このようにすれば、 アウトリード 4 2と導電性樹脂 1 0との間の接触面積を大き くすることができるため、 より安定な電気的接続を行なうことができる。
なお、 本実施の形態のインクジェットヘッドにおいては、 電気的な接続のパス として、 アウトリード 4 2→導電性樹脂 1 0→ァクチユエータ駆動用電極 2 7 , 2 8というパスが用いられる。
また、 駆動用 I C 4 0上に形成された突起電極を直接ァクチユエータの導電性 樹脂 1 0に接続することもできる。 この場合、 突起電極を導電性樹脂 1 0に突起 電極を突き刺してもよい。 この接続方法によれば、 ベアチップを直接ァクチユエ ータに実装するため、 インクジエツトへッドの小型化および軽量化が実現される。 また、 前述の接続方法によれば、 駆動用 I C 4 0の駆動に伴う発熱がインクに伝 達されるため、 駆動用 I C 4 0を冷却することができる。
次に、 上記インクジエツトへッドの製造方法について図 7〜図 1 0を用いて説 明する。 まず、 図 7に示すように、 厚さ方向に分極させた圧電性基板 6 0の一表 面にドライフィルムレジスト 1 0がラミネートされる。
次に、 ダイサ一のダイシングブレードを用いて圧電性ウェハがハーフダイスさ れることにより、 インク室 2 6が形成される。 このとき、 ダイシングプレード幅 がインク室 2 6の幅に相当する。
このようにして、 インク室アレイが形成された後に、 複数のインク室 2 6が延 びる方向に対して垂直な方向であって、 ィンク室ァレイの主表面に対して斜め方 向から A 1および Zまたは C uなどの電極材料になる金属が斜め蒸着される。 それにより、 インク室隔壁 2 9の両内側面に金属膜が成膜される。 このとき、 ドライフイノレムレジスト膜および各々のインク室隔壁 2 9のシャドーイング効果 が発揮される。 それにより、 金属膜はインク室 2 6の高さ方向の約 1 /" 2の高さ で成膜される。 その金属膜によりァクチユエータ駆動用電極 2 7, 2 8が構成さ れる。
その後、 ドライフィルムレジスト膜がリフトオフされる。 それにより、 インク 室 2 6のインク室隔壁 2 9上には上述した電極材料である金属膜が残存すること はない。 その結果、 各インク室 2 6間での電気的な分離を確実に行なうことがで さる。 ·
次に、 図 8に示すように、 圧電性基板 6 0の主表面に対して直交する方向にデ イスペンサ等が設置される。 それにより、 導電性樹脂 1 0が、 幅 0 . 5 mmでィ ンク室 2 6内面およびインク室隔壁 2 9の上面に、 インク室 2 6上およびインク 室隔壁 2 9それぞれを横切る一直線状に、 塗布される。
それにより、 導電性樹脂 1 0はインク室 2 6に流れ込みむ。 そのため、 インク 室隔壁 2 9の上部側に配置され、 互いに対向するァクチユエータ駆動用電極 2 7 , 2 8同士が電気的に接続される。 また、 インク室隔壁 2 9の上面にも導電性樹脂 1 0は塗布されているため、 すべてのァクチユエータ駆動用電極 2 7 , 2 8同士 が電気的に接続された状態になる。
導電性樹脂 1 0は、 一般的に導電性フィラーと接着剤を混合させたものである。 その導電性フィラーがァクチユエータ駆動用電極 2 7, 2 8の間に連続した状態 で形成される。
インク室 2 6内に流れ込んだ導電性樹脂 1 0がィンク室隔壁 2 9の内側面に形 成されたァクチユエータ駆動用電極 2 7 , 2 8同士を電気的に接続させるために は、 多くの導電性フィラー同士が接触する必要がある。 このため、 導電性樹脂 1 0の導電性フィラ一寸法として長手寸法が 0 . 1 X π!〜 3 0 μ mであることが望 ましい。
導電性フィラー同士の間の電気抵抗は、 導電性フィラーの材質、 導電性フイラ 一の径、 導電性フィラーの接着剤粘度、 インク室 2 6の幅、 導電性フィラーの塗 布幅、 および導電性フィラー同士の連続性によって変わることが予想される。 そ のため、 より確実に導電性フィラーが連続した状態となるように、 導電性樹脂 1 0を塗布した後の圧電性基板 6 0に遠心力を加える。 それにより、 より多くの導 電性フイラ一がィンク室 2 6に流れ込むようにする。 その結果、 導電性樹脂 1 0 とァクチユエータ駆動用電極 2 7 , 2 8との間の電気的接続の信頼性を向上させ ることができる。
次に、 塗布された導電性樹脂 1 0が加熱されて硬化する。 その加熱条件は、 導 電性樹脂 1 0に依存する。 本実施の形態のインクジヱットへッドでは、 加熱条件 は、 分極処理された圧電性基板 6 0の分極特性が加熱によって消失しないように、 圧電性基板 6 0のキュリ一点温度以下の温度であることが望ましい。
また、 一般的に、 導電性樹脂 1◦の熱膨張係数は圧電性基板 6 0の熱膨張係数 より大きレ、。 そのため、 導電性樹脂 1 0がインク室 2 6に塗布されて硬化した後、 インク室 2 6の溝が延びる方向と直交する断面において、 圧電性基板 6 0に凹状 の反りが生じてしまう。 後の工程でその反りを矯正する方向に、 導電性樹脂 1 0 に力が加わった場合に、 導電性樹脂 1 0とァクチユエータ駆動用電極 2 7, 2 8 との間で剥離が生じる。 その結果、 導電性樹脂 1 0とァクチユエータ駆動用電極 2 7 , 2 8との間の電気的接続が遮断された状態となるという問題が生じる場合 がある。
そのため、 導電性樹脂 1 0の熱膨張係数は、 圧電性基板 6 0の熱膨張係数に近 いことが好ましい。 また、 導電性樹脂 1 0は、 導電フィラーと圧電性基板 6 0よ りも熱膨張係数が低い材料とが混在するようにする。 それにより、 導電性樹脂 1 0全体の熱膨張係数が圧電性基板 6 0の熱膨張係数に近づくように、 導電性樹脂 1 0の熱膨張係数を下げることが望ましい。
次に、 図 9に示すように、 インク室隔壁 2 9上に塗布された導電性樹脂 1 0が 研磨部材 7 0による研磨加工により除去される。 それにより、 各インク室内電極 となる部材同士の電気的な分離が行なわれる。 なお、 研磨用の円盤のインク室 2 9の突出面 (上面) と接触する部分の移動方向が、 インク室 2 6が延びる方向と 平行な方向になるように、 研磨用の円盤とァクチユエータウェハとの位置関係を JP03/00324 設定する。 それにより、 ァクチユエータ駆動用電極 2 7, 2 8とインク室隔壁 2 9との剥離を抑制することができる。
その研磨加工は、 次のような工程により行なわれる。 まず、 圧電性基板 6 0に 生じた反りを矯正する。 次に、 矯正された圧電性基板 6 0の裏面を平面度が高い プレートにワックスで貼り付ける。 さらに、 圧電 14基板 6 0の上面に、 ラッピン グ定盤またはカップ砥石で研磨研削加工を施す。,それにより、 インク室隔壁 2 9 上に塗布された導電性樹脂 1 0が取り除かれる。 その結果、 図 1 0に示す構造が 得られる。
インク室隔壁 2 9上に塗布された導電性樹脂 1 0の占める面積が圧電性基板 6 0の主表面の面積より小さい。 そのため、 研磨加工が終了 (すなわち、 各インク 室内電極同士の電気的な分離が終了) した時点で、 研磨面積が極端に増大する。 それにより、 研磨レートが極端に遅くなる。 したがって、 研磨レートの変化を監 視することにより、 研磨終了位置を管理することが可能である。
また、 研磨面は、 後述するカバーウェハ 6 1を接着することが考慮されて、 面 粗度が決定される。 そのため、 本実施の形態のインクジェットの製造方法におい ては、 最終的に # 4 0 0 0相当の砥石を使用して研磨加工が行なわれる。 以上の 工程により、 インク室 2 6の導電性樹脂 1 0それぞれが電気的に分離された状態 となる。
本実施の形態のィンクジェットの製造方法においては、 研磨加工を行なうこと により、 インク室 2 6の導電性樹脂 1 0それぞれが電気的に分離される。 そのた め、 電極材料をインク室隔壁 2 9へ蒸着する際にドライフィルムレジスト 7 0を 使用せずに成膜を行なってもよい。 それにより、 インク室隔壁 2 9上にもァクチ ユエータ駆動用電極 2 7, 2 8が形成されるようにしてもよい。
次に、 図 1 1に示すように、 インク供給孔 3 1用の座ぐりが形成された圧電素 子からなるカバーウェハ 6 1を用意する。 カバーウェハ 6 1は、 後工程において、 インクジエツトへッドが完成したときにインク供給孔 3 1として機能する空間を 形成するとともに、 インク室 2 6の上部を封じるカバー部材 3 0になる。
通常、 カバーウェハ 6 1は、 インク室 2 6を形成するァクチユエータに対する 熱膨張率のマッチングを良好にするために、 インク室2 6を構成する圧電素子と 同じ材料を使うことが望ましい。 しかしながら、 カバーウェハ 6 1の材料として は、 熱膨張係数がインク室 2 6を構成する圧電素子の熱膨張係数に比較的近いも のであればよく、 たとえば、 アルミナセラミック等が用いられてもよい。
次に、 インク室アレイとなる圧電性基板 6 0とカバーウェハ 6 1とが市販の接 着剤で接着される。 このとき、 導電性樹脂 1 0が埋設された部分がカバーウェハ 6 1に形成されたインク供給孔 3 1のための座ぐり穴の中央部に位置するように 位置合わせが行なわれる。 その状態で、 圧電性基板 6 0とカバーウェハ 6 1とが 貼り合わせられる。
その後、 図 1 1の破線で示したダイシングラインで、 カバーウェハ 6 1のイン ク供給孔用座ぐり穴部分、 言いかえれば、 圧電性基板 6 0の導電性樹脂 1 0から なる加圧部材の凸部 1 0 2が埋設された部分に対して、 ダイサ一のダイシングプ レードによりフルダイスが行なわれる。 それにより、 圧電性基板 6 0とカバーゥ ェハ 6 1と力 S、 個々のァクチユエータに分離される。
このとき、 ダイサーによる切断面には導電性樹脂 1 0の切断面がァクチユエ一 タの側面として露出する。 それにより、 駆動用 I Cに接続された外部回路と接続 される外部接続用電極が形成される。 その結果、 ァクチユエータが完成する。 また、 本実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法では、 ァクチユエータ 駆動用電極 2 7 , 2 8の間に、 導電性樹脂 1 0が充填されたが、 導電性樹脂 1 0 の代わりにはんだが充填されてもよい。 はんだは、 外部回路と駆動用 I Cに接続 されたァクチユエータ駆動用電極 2 7 , 2 8との接続において機械的特性が導電 性樹脂より優れており、 かつ電気伝導率も導電性樹脂より優れている。 そのため、 より高い信頼性で外部回路とァクチユエータ駆動用電極 2 7 , 2 8とを接続する ことが可能となるとともに、 インク室間における電気抵抗のばらつきが低減され る。
インク室 2 6内のはんだ電極 (図示せず) を形成するためには、 まず、 フラッ タスとはんだ粒子とが混練されたはんだペーストがディスペンザなどでィンク室 2 6内に供給される。 次に、 レーザ光照射を用いて、 はんだの局所加熱が行なわ れる。 その後、 インク室内ではんだ溶融電気が起こる。 その結果、 ダイシングさ れた結果生じたはんだの断面が、 はんだ電極と外部電極との接触面となる。 また、 はんだをインク室 2 6内に充填する工程において、 必要に応じてァクテ イブエリアの強制冷却を行う。 それにより、 アクティブエリアの熱付加による脱 分極を防止することができる。
上述したような本実施の形態のインクジヱットへッドの構造においては、 外部 接続用電極がィンク室内に充填された導電性樹脂と加圧部材またははんだおよぴ 加圧部材とにより構成されている。 したがって、 本実施の形態のインクジェット へッドによれば、 インク室内電極から外部に引き出された引出し電極を形成す必 要がなくなる。 また、 ァクチユエータのアクティブエリア以外の部分がほとんど 不要となる。 そのため、 材料コストを削減することができる。
また、 本実施の形態のインクジェットヘッドは、 外部接続用電極には、 圧電素 子の表面に沿って引出す部分がない。 そのため、 圧電素子の表面を引出す電極部 分が長いことに起因する静電容量の増加を抑制することができる。 それにより、 ァクチユエータの駆動周波数を向上させることができる。 その結果、 高速印字が 実現できる。 また、 本実施の形態のインクジェットヘッドによれば、 駆動周波数 を向上させるために高い電圧を印加する必要がない。 そのため、 駆動用 I Cの駆 動電圧を低減させることができる。 その結果、 駆動のための消費電力を削減する ことができる。
従来のインクジェットヘッドにおいては、 シェアモード駆動をさせるァクチュ エータにおけるィンク室内の対向する独立した 2以上の電極を、 1つの駆動回路 に集約する必要がある。 そのため、 大きな寸法で複雑な構造を有したァクチユエ ータになる。 その結果、 従来のインクジェットヘッドにおいては、 インク室内の 複数の電極がィンク室ごとに 1つに集約されるとともに、 ァクチユエータ上の平 坦な領域にインク室内の電極に接続している引き出し電極を引き出す必要がある。
しかしながら、 本実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法によれば、 ィ ンク室内に充填された導電性樹脂またははんだを用いて、 ィンク室外の複数の電 極を 1つに集約できる。 また、 本実施の形態のァクチユエータは、 充填された導 電性樹脂、 はんだの切断面またははんだの充填面と外部回路とが接続される。 そ のため、 複雑な構造のァクチユエータを形成する必要がない。 それにより、 ァク チユエータの製造工程の簡素化を実現することができる。 また、 導電性樹脂からなる外部接続用電極は、 導電性樹脂の導電性フィラー材 料として、 A u、 A g、 N i、 C u、 カーボン、 または、 はんだで構成されてい る。 そのため、 導電性材料の導電性フィラー材料として、 A uまたは A gを用い た場合は、 導電性樹脂の電気抵抗および駆動用 I Cに導通した電極との接続抵抗 を低く抑えることができる。 その結果、 ァクチユエータ駆動のための電圧印加波 形が乱れることがなく、 駆動周波数を向上することができる。 そのため、 高速印 字を実現することができる。 また、 導電性樹脂の導電性フィラー材料として、 N iまたは C uを用いた場合は、 導電性樹脂コストを低く抑えることができる。 'そ のため、 高速印字は困難であるが、 非常に安価なァクチユエータを提供すること ができる。
また、 導電性樹脂の導電性フィラー材料として、 はんだを用いた場合は、 外部 接続用電極と外部回路との電気的接続時にはんだフィラーを溶融させて金属拡散 接合による外部回路電極との接続が行なわれる。 そのため、 低い接続抵抗値でィ ンク室内電極同士の接続を行うことができるとともに、 より信頼性が高いィンク 室内電極同士の接続を行なうことができる。
また、 インク室内電極が A 1などで構成される場合には、 A 1により構成され るインク室内電極の表面に酸化被膜が形成される。 そのため、 導電性フィラーと しては、 針状、 フレーク状または金平糖状のように鋭角を有する構造のものが用 いられることが望ましい。 導電性フィラーとして鋭角を有する構造のものが用い られることにより、 導電性樹脂の充填工程において、 A 1により構成されるイン ク室電極に導電性フィラーが当接する部分で、 局所的に酸ィ匕被膜が破壊される。 その結果、 導電性樹脂とィンク室内電極との接続抵抗を低減することができる。 それにより、 ァクチユエータ駆動のために印加される電圧の波形が乱れることな く、 印加される電圧の駆動周波数を向上させることができる。 その結果、 高速印 字を実現することができる。
また、 導電性樹脂からなる外部接続用電極は、 導電性樹脂の導電性フイラ一形 状としてほぼ球形状のものを用いれば、 導電性樹脂内では、 最も密に導電性ブイ ラーが配置される。 そのため、 導電性樹脂の切断面での単位面積当りの導電性フ ィラ一の露出量が最も多く、 外部接続用電極と外部回路との電気的接続に際して の接続抵抗値を低く抑えることができる。 その結果、 ァクチユエータ駆動のため の電圧印加波形が乱れることなく、 駆動周波数を向上させることができるため高 速印字を実現することができる。
また、 導電性樹脂からなる外部接続用電極は、 導電性樹脂のガラス転移点が 6 0 °C以上であることが望ましい。 この場合、 インクジェットヘッドの保管温度お よび使用温度で十分な信頼性が得られる。
また、 外部接続用電極は、 はんだ材料として最も入手が容易でかつ安価な S n 基はんだを用いて外部回路に接続されるようにすれば、 容易にかつ安価にィンク ジエツトへッドを提供することができる。
また、 外部接続用の電極にはんだを用いる本実施の形態のインクジェットへッ ドによれば、 はんだメーカにおいて、 添加元素やその添加量を低減することが容 易である。 また、 本実施の形態のインクジェットヘッドによれば、 外部回路の実 装プロセス時の温度によりはんだの融点を上昇させたりするはんだの融点のコン トロールが容易となる。 そのため、 新規ァクチユエータの早期開発や仕様変更等 を容易に行なうことができる。 また、 外部接続用電極は、 融点が 8 0 °C以上のは んだ材料で構成するようにすれば、 ィンクジェットへッドの保管温度おょぴ使用 温度において十分な信頼性が得られる。
(実施の形態 2 )
以下、 本発明の実施の形態 2のィンクジェットへッドの製造方法を図 1 2を用 いて説明する。
実施の形態 1のインクジエツトへッドの製造方法と本実施の形態のインクジェ ットへッドの製造方法の相違点は、 インク室隔壁 2 9上に塗布された導電性樹脂 1 0の除去方 ¾にある。 実施の形態 1のインクジエツトへッドの製造方法では、 圧電性基板 6 0のインク室隔壁 2 9の突出面の全面が研磨または研削加工される ことによりインク室隔壁 2 9上に塗布された導電性樹脂セルが除去される。 それ に対し、 本実施の形態インクジェットのッドの製造方法では、 インク室隔壁 2 9 上に導電性樹脂 1 0が塗布された部分が選択的に平坦化研磨または研削加工され ることにより、 導電性樹脂 1 0が除去される。
本実施の形態のィンクジェットへッドの製造方法では、 実施の形態 1のィンク ジェットヘッドの製造方法と同様に、 図 8に示すように、 圧電性基板 6 0のイン ク室 2 6が延びる方向と直交する方向に、 デイスペンサ等を用いて導電†生樹脂 1 0が 0 . 5 mm幅でインク室 2 6上およびインク室隔壁 2 9上に一直線状に塗布 される。 その後、 導電性樹脂 1 0が硬化する。 次に、 図 1 2に示すように、.イン ク室隔壁 2 9上に塗布された導電性樹脂 1 0をダイシングマシンまたはスライシ ングマシンのブレード (砥石) を導電性樹脂 1 0の塗布方向に移動させて、 導電 性樹脂 1 0が選択的に除去される。
ィンク室隔壁 2 9の突出面上の導電性樹脂 1 0が除去された後、 導電性樹脂 1 0がー直線状に塗布された方向に、 インク室隔壁 2 9が 1 0〜2 0 μ πι切込まれ るようにブレードを用いて研削加工が行なわれる。 これにより各インク室 2 6同 士の間の電気的な分離がなされる。
プレード幅 W bは、 塗布供給された導電性樹脂 1 0の幅 Wより広く、 1 . O m mとする。 プレードにより導電性樹脂 1 0が塗布供給された部分のインク室隔壁 2 9の高さは他の部分のインク室隔壁 2 9の高さより 1 0 μ π!〜 2 0 i m程度が 低くなつている。 そのため、 研削加工された 1 . O mm幅の部分はカバーウェハ 6 1を接着する際、 その接着には寄与しない。 したがって、 研削加工された 1 . O mm幅の部分の面粗度が考慮される必要がなく、 導電性樹脂 1 0が除去される ときの加工性のみを考慮してブレードを選択することが可能となる。
本実施の形態のィンクジェットへッドの製造方法では、 プレードとして # 6 0 0相当のダイヤモンドプレードを使用して加工が行なわれる。 それにより、 導電 性樹脂 1 0によるプレード目詰まりもなく、 良好な研削加工を実現することがで さる。
本実施の形態のィンクジェットへッドの製造方法では、 圧電性基板 6 0のイン ク室隔壁 2 9の上面の全面に研磨加工または研削加工を施すのではなく、 インク 室隔壁 2 9上に塗布された導電性樹脂 1 0の部分のみが選択的に平坦化研磨また は研削加工が施されている。 そのため、 実施の形態 1のインクジェットヘッドの 製造方法である圧電性基板 6 0のインク室隔壁 2 9の上面の全面が研磨加工され る場合に比較して、 圧電性基板 6 0に生じた反りを矯正する必要がない。 また、 本実施の形態のィンクジェットへッドによれば、 通常のダイシング時のように真 空吸着により圧電性基板 6 0をダイシングステージに固定するだけで問題は生じ ない。
さらに、 本実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法では、 インク室 2 6 を加工するタイミンダマシンまたはスライシングマシンが用いられている。 それ により、 プレードを交換するだけで研削加工を施すことが可能となるため、 新た な設備投資の必要がない。
(実施の形態 3 )
以下、 本発明の実施の形態 3のィンクジェットへッドの製造方法を図 1 3を用 いて説明する。 実施の形態 1および実施の形態 2のインクジュットへッドの製造 方法と本実施の形態のインクジエツトへッドの製造方法との相違点は、 導電性樹 脂 1 0の除去方法にある。 実施の形態 2のインクジェットへッドの製造方法では、 インク室隔壁 2 9上にディスペンザにより一直線状に塗布供給された方向に、 ィ ンク室隔壁 2 9を 1 0〜2 0 μ ΐη切込むようにプレードで研削加工が行なわれる。 それに対して、 本実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法では、 インク 室隔壁 2 9上にディスペンサにより一直線状に塗布された導電性樹脂セルに対し て直交方向 (インク室 2 6が延びる方向) に、 チヨッパ加工でインク室隔壁 2 9 上の導電性樹脂 1 0の部分が選択的に平坦化研磨または研削加工されることによ り、 導電性樹脂 1 0が除去される。
本実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法は、 まず、 実施の形態 1.のィ ■ ンクジェットの製造方法と同様に、 図 8に示すように、 圧電性基板 6 0のインク 室 2 6のアレイに対して直交方向にディスペンサ等を用いて導電性樹脂 1 0力 S 1 . O mm幅でインク室 2 6およびインク室隔壁 2 9上に一直線状に塗布される。 そ の後、 導電性樹脂 1 0が硬化する。 次に、 図 1 3に示すように、 インク室隔壁2 9上に塗布された導電性樹脂 1 0がダイシンダマシンまたはスライシングマシン のブレード (砥石) により、 チヨッパ加工で選択的に導電性樹脂 1 0が除去され る。
このチヨッパ加工は、 高速回転するプレードを上下させて加工を行なうもので ある。 チヨッパ加工された部分はプレードの外周の R部分の形状が転写された状 態となる。 また、 チヨッパ加工では、 まず、 インク室隔壁 2 9上にディスペンサにより一 直線状に塗布された導電性樹脂 1 0に対して直交方向 (インク室 2 6が延びる方 向) に、 導電性樹脂 1 0の除去が行なわれる。 その後、 ブレード幅分のインク室 隔壁 2 9をさらに 1 0〜2 0 μ πι切込む。 次に、 一定ピッチ送りで、 チヨッパ加 ェを繰返して導電性樹脂 1 0の部分を選択的に研削加工する。 それにより、 導電 性樹脂 1 0が!^去される。 これにより、 各インク室 2 6間での電気的な分離が行 われる。
また、 ブレード幅が 1回のチョッパ加工でのィンク室隔壁 2 9上の導電性樹脂 1 0を除去することができることが望ましい。 そのため、 ブレードのチヨッパ加 工面ができるだけ広!/、方が効率的である。
また、 プレードの外径の形状が除去部分に転写される。 そのため、 本実施の形 態のィンク.ジェットへッドの製造方法では、 チョッパ加工面の幅が 2 . 5 mmで、 径が 2インチのプレードを用いる。
チヨッパ加工速度は、 5 mmZ sである。 また、 チヨッノ、。加工では、 圧電性基 板 6 0の主表面に対して垂直な方向にブレードが下降され、 インク室隔壁 2 9が 1 0〜2 0 切込まれる。 そのため、 チヨッパ加工を行なうことにより特に加 ェ時間が長くなることはない。
また、 ブレードにより導電性樹脂 1 0が除去されたインク室隔壁 2 9の部分は、 他のインク室隔壁 2 9の部分より 1 0〜2 0 z m程度高さが低くなっている。 そ のため、 チヨツバ加工により研削加工された部分は、 カバー 6 1を接着する際の 接着に寄与しない。 したがって、 研削加工された部分の面粗度を考慮する必要は ない。 その結果、 導電性樹脂 1 0を除去するときの加工性のみを考慮してブレー ドを選択することが可能となる。
また、 本実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法では、 ブレードとして # 6 0 0相当のダイヤモンドブレードを使用して研削加工が行なわれる。 それに より、 導電性樹脂 1 0によるプレードの目詰まりもなく良好な研削加工を実現す ることができる。
本実施の形態のィンクジェットへッドの製造方法では、 圧電性基板 6 0のイン ク室隔壁 2 9の上面の全面が研削加工されるのではなく、 インク室隔壁 2 9上に 塗布された導電性樹脂 1 0の部分のみが選択的に平坦化研磨または研削加工され る。 そのため、 圧電性基板 6 0のインク室隔壁 2 9の上面の全面が研磨または研 削加工されるときのように、 圧電性基板 6 0に生じた反りを矯正する必要がなレ、。 また、 本実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法では、 通常のダイシング 時のように、 真空吸着で圧電性基板 6 0をダイシングステージに固定しても、 問 題は生じない。
また、 本実施の形態のインクジェットヘッドの製造方法では、 導電性樹脂 1 0 に対して直交方向 (インク室 2 6が延びる方向) に研削加工が行なわれる。 その ため、 各インク室 2 6内に塗布された導電性樹脂 1 0とインク室隔壁 2 .9との接 着を剥離させる方向に応力が加わらない。 その結果、 導電性樹脂 1 0とァクチュ エータ駆動電極 2 7 , 2 8と間の導通の信頼性を向上させることができる。
ここで、 ブレードおよび研削深さ等について説明する。
上記実験に用いたブレードは、 φ 2〜 3インチであり、 塗布した導電性樹脂 1 0の幅 W (インク室隔壁 2 9の延びる方向) は、 1 . 0 111111から1 . 5 mmであ る。 また、 少なくともインク室隔壁 2 9上に塗布された導電性樹脂 1 0を研削す る必要がある。 そのため、 圧電性基板の平面度 (± 0 . 0 0 5 mm) を考慮する とブレードによる研削深さの最大値は、 2 0〜 3 0 mとなる。
また、 上記した実施の形態 1〜 3のそれぞれのィンクジェットへッドの製造方 法の対比を、 以下に表 1を用いて説明する。
図 9に示したように、 圧電性基板の突出面の全面が研磨される場合には、 円盤 の回転による研磨方向がインク室隔壁の突出面が延びる方向と略平行な方向にな るように、 円盤と圧電性性基板との配置関係が調整される。 その結果、 本実施の 形態の製造法によるインクジェットヘッドは、 吐出性能は劣るが、 インク室隔壁 と導電性樹脂との間での剥離がほどんど生じない。
また、 図 1 2に示したように、 チヨッパ加工がインク室隔壁の突出面が延びる 方向と垂直な方向に導電性樹脂の除去のための研磨が行なわれる場合には、 吐出 性能は良好である。 しかしながら、 インク室隔壁と導電性樹脂との間での剥離が 生じることがある。
また、 図 1 3に示したように、 チヨツバ加工がインク室隔壁の突出面が延びる 方向に平行な方向に導電性樹脂の除去のための研磨が行なわれる場合には、 吐出 性能は良好であり、 かつ、 インク室隔壁と導電性樹脂との間での剥離はほとんど 生じなかった。
したがって、 図 1 3に示したような、 インク室隔壁の突出面が延びる方向に平 行な方向に導電性樹脂の除去のための研磨が行なわれることが望ましい。 ' 【表 1】
Figure imgf000025_0001
なお、 今回開示された実施の形態はすベての点で例示であって制限的なもので はないと考えられるべきである。 本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求 の範囲によって示され、 特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての 変更が含まれることが意図される。 産業上の利用可能性 '
以上のように、 本発明によれば、 消費電極を低減でき、 生産性および信頼性が 高く、 高速印字が可能なインクジエツトへッドを提供することができる。

Claims

請求の範囲
1. 圧電性基板 (60) の表面において一端から他端まで延びるように設け られたインク室 (26) と、
該インク室 (26) の内部に設けられた駆動用電極 (27, 28) と、 · 該駆動用電極 (27, 28) に接続されるとともに、 外部に設けられた外部電 極 (42) に接続され得る外部接続用電極 (10) とを備え、
該外部接続用電極 (10) は、 前記インク室 (26) の一端部の前記インク室 (29) 内に充填された導電性材料により構成された、 インクジェットヘッド。
2. 前記導電性材料は導電性樹脂を含む、 請求項 1に記載のィンクジェット へット-
3. 前記導電性樹脂は導電性フィラーを含み、
該導電性フイラ一として、 Au、 Ag、 N i、 Cu、 カーボン、 およびはんだ からなる群より選ばれた 1または 2以上の物質が用いられた、 請求項 2に記載の インクジェ、 卜ヘッド、。
'
4. 前記導電性フィラーは、 長手寸法が 0. 1 μ m以上かつ 30 μ m以下で ある、 請求項 3に記載のィンクジェットへッド。
5. 前記外部接続用電極 (10) は、 前記インク室 (26) を形作る壁の突 出面の全てが研磨または研削されることにより形成された、 請求項 1に記載めィ0 ンクジェットへッド。
6. 前記外部接続用電極 (10) は、 前記インク室 (26) を形作る壁の突 出面の一部が選択的に研磨または研削されることにより形成された、 請求項 1に 記載のィンクジェットへッド。
7. 前記選択的な研磨または研削は、 前記インク室 (26) が延びる方向と5 平行な方向に行なわれた、 請求項 6に記载のィンクジェットへッド。
8. 前記選択的な研磨または研削は、 前記インク室 (26) が延びる方向と 垂直な方向に行なわれた、 請求項 6に記載のィンクジェットへッド。
9. 圧電性基板 (60) の表面において一端から他端まで延びるようにイン ク室 (26) を形成する工程と、 前記インク室 (26) 内に駆動用電極 (27, 28) を形成する工程と、 前記駆動用電極 (27, 28) に接続されるとともに、 外部に設けられた外部 電極 (42) に接続される外部接続用電 (10) 極を形成する工程と備え、 前記外部接続用電極 (10) を形成する工程は、
前記インク室 (29) の一端部の前記インク室 (26) 内および前記インク 室 (26) を形作る壁の突出面上に導電性材料を塗布する工程と、
前記圧電性基板 (60) の突出面上に塗布された導電性材料を除去する工程 とを含む、 インクジエツトへッドの製造方法。 .
10. 前記導電性材料を除去する工程においては、 前記突出面上に塗布され た導電性材料が研磨加工または研削加工により除去される、 請求項 9に記載のィ ンクジェットへッドの製造方法。
11. 前記研磨加工または研削加工においては、 前記突出面の全てが研磨ま たは研削される、 請求項 10に記載のインクジエツトへッドの製造方法。
12. 前記選択的な研磨加工または研削加工は、 前記インク室 (26) が延 びる方向と平行な方向に行なわれる、 請求項 11に記載のインクジエツトへッド の製造方法。
13. 前記選択的な研磨加工または研削加工は、 前記インク室 (26) が延 びる方向と垂直な方向に行なわれる、 請求項 11に記載のインクジエツトへッド の製造方法。
14. 前記研磨加工または研削加工においては、 前記突出面上の前記導電性 材料が設けられた部分が選択的に研磨または研削される、 請求項 10に記載のィ ンクジェットへッドの製造方法。
15. 前記選択的な研磨加工または研削加工は、 前記インク室 (26) が延 ぴる方向と平行な方向に行なわれる、 請求項 14に記載のインクジエツトへッド の製造方法。
16. 前記選択的な研磨加工または研削加工は、 前記インク室 (26) が延 びる方向と垂直な方向に行なわれる、 請求項 14に記載のインクジエツトへッド の製造方法。
17. 前記導電性材材を除去する工程において、 前記導電性材料は、 ダイシ ングマシンまたはスライシングマシンを用いる研削加工により除去される、 請求 項 9に記载のィンクジェットへッドの製造方法。
1 8 . 前記ダイシングマシンまたはスライシングマシンを用いる研削加工は チヨッパ加工である、 請求項 1 7に記載のインクジエツトへッドの製造方法。
1 9 . 前記インク室 (2 6 ) を複数有し、 該複数のインク室が互いに平行に 延びるように形成される場合には、 前記導電性材料を塗布する工程においては、 前記複数のインク室 (2 6 ) を垂直に横切るように、 一直線状に前記導電性樹脂 を塗布する、 請求項 9に記載のィンクジェットへッドの製造方法。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4077344B2 (ja) * 2003-03-11 2008-04-16 シャープ株式会社 インクジェットヘッド、インクジェットヘッドモジュール及びその製造方法
US20060164813A1 (en) * 2004-11-30 2006-07-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor package and semiconductor module
GB0510987D0 (en) * 2005-05-28 2005-07-06 Xaar Technology Ltd Droplet deposition apparatus
KR20100047973A (ko) * 2008-10-30 2010-05-11 삼성전기주식회사 잉크젯 헤드 제조방법
JP5563354B2 (ja) 2010-04-01 2014-07-30 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP5827044B2 (ja) * 2011-06-28 2015-12-02 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの製造方法
JP2013233723A (ja) * 2012-05-09 2013-11-21 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッドの製造方法
TWI610472B (zh) 2014-05-12 2018-01-01 松下知識產權經營股份有限公司 壓電元件與電纜基板之連接方法、附有電纜基板之壓電元件及使用其之噴墨頭

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06218918A (ja) * 1993-01-25 1994-08-09 Brother Ind Ltd 液滴噴射装置
JPH0994954A (ja) 1995-09-28 1997-04-08 Seikosha Co Ltd インクジェット記録装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3094489B2 (ja) 1991-04-05 2000-10-03 セイコーエプソン株式会社 インクジェットプリントヘッドとそれを用いたインクジェットプリント装置、及びインクジェットプリントヘッドの製造方法
JP2744535B2 (ja) * 1991-07-08 1998-04-28 株式会社テック インクジェットプリンタヘッドの製造方法
JP3163878B2 (ja) * 1993-11-11 2001-05-08 ブラザー工業株式会社 インク噴射装置
US5933169A (en) * 1995-04-06 1999-08-03 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Two actuator shear mode type ink jet print head with bridging electrode
JP3697829B2 (ja) * 1997-04-09 2005-09-21 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッドの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06218918A (ja) * 1993-01-25 1994-08-09 Brother Ind Ltd 液滴噴射装置
JPH0994954A (ja) 1995-09-28 1997-04-08 Seikosha Co Ltd インクジェット記録装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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IL161221A (en) 2006-12-10
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IL161221A0 (en) 2004-09-27
JP2003211660A (ja) 2003-07-29
US20050068374A1 (en) 2005-03-31
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EP1470920A1 (en) 2004-10-27
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