インクジェットヘッド
【課題】独立チャネル、ハーモニカ型の複数チャネル列のヘッドチップ後面の端部に、各インクチャネルから引き出した各接続電極を並設させ、ＦＰＣ等との電気的接続時の容易化を図る。
【解決手段】インクチャネル12と空気チャネル13を交互に配置したチャネル列を複数有するヘッドチップ1の端部側のいずれかのチャネル列をＡ列、該Ａ列に隣接するチャネル列をＢ列とするとき、ヘッドチップ1の後面に、Ａ列の空気チャネル13の駆動電極14と導通する共通電極15AをＢ列側に引き出し、Ｂ列の空気チャネル13の駆動電極14と導通する共通電極15BをＡ列側又は該Ａ列の反対側に引き出し、Ａ列のインクチャネル12の駆動電極14と導通する接続電極16Aを、ヘッドチップ1の端部に向けて引き出し、Ｂ列のインクチャネル12の駆動電極14と導通する接続電極161B,162BをＡ列側に引き出し、且つ該Ａ列の共通電極15A及び該Ａ列を跨いで、該Ａ列の接続電極16Aと並列するように配線する。
【解決手段】インクチャネル12と空気チャネル13を交互に配置したチャネル列を複数有するヘッドチップ1の端部側のいずれかのチャネル列をＡ列、該Ａ列に隣接するチャネル列をＢ列とするとき、ヘッドチップ1の後面に、Ａ列の空気チャネル13の駆動電極14と導通する共通電極15AをＢ列側に引き出し、Ｂ列の空気チャネル13の駆動電極14と導通する共通電極15BをＡ列側又は該Ａ列の反対側に引き出し、Ａ列のインクチャネル12の駆動電極14と導通する接続電極16Aを、ヘッドチップ1の端部に向けて引き出し、Ｂ列のインクチャネル12の駆動電極14と導通する接続電極161B,162BをＡ列側に引き出し、且つ該Ａ列の共通電極15A及び該Ａ列を跨いで、該Ａ列の接続電極16Aと並列するように配線する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッドに関し、詳しくは、インクを吐出するインクチャネルとインクを吐出しない空気チャネルとが交互に並設された複数のチャネル列を有するヘッドチップの駆動電極と駆動回路との間の電気的接続を容易に行い得るようにしたインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、チャネルを区画する駆動壁に形成した電極に電圧を印加することにより駆動壁をせん断変形させ、そのとき発生する圧力を利用してチャネル内のインクをノズルから吐出させるようにしたシェアモード型のインクジェットヘッドとして、前面及び後面にそれぞれチャネルの開口部が配置された所謂ハーモニカ型のヘッドチップを有するものが知られている。
【０００３】
このようなハーモニカ型のヘッドチップでは、如何にして各駆動電極と駆動回路との電気的接続を行うかが課題となる。
【０００４】
例えば、従来、チャネルの上部を閉蓋するヘッドチップのカバー基板に貫通電極を設けることにより、各チャネル内の駆動電極をヘッドチップのカバー基板表面に引き出し、このカバー基板の表面においてＦＰＣ等によって各駆動電極と駆動回路との電気的接続を図るようにしたインクジェットヘッドが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
しかし、カバー基板に貫通電極を設けることは、貫通孔の開設作業、貫通孔内への導電材の埋設作業等といった困難な作業を必要とする。このため、インクが吐出される面と反対側の面であるヘッドチップ後面に各駆動電極と導通する接続電極を引き出し形成し、このヘッドチップ後面に配線基板を接合させ、配線基板の端部にＦＰＣを接合することにより、各駆動電極と駆動回路との電気的接続を行うようにしたインクジェットヘッドも提案されている（特許文献２）。
【０００６】
このようにヘッドチップの後面に接続電極を引き出し形成することは、一般的な金属薄膜のパターニング方法を用いて行うことができるため、カバー基板に貫通電極を設けるものに比べ、簡単且つ高精度に接続電極を引き出し形成することが可能である。
【０００７】
ところで、シェアモード型のインクジェットヘッドは、一つの駆動壁を両隣のチャネルで共用しているため、隣接する１つおきのチャネル毎に、インクを吐出するインクチャネルとインクを吐出しない空気チャネルとに分けた独立チャネルタイプのインクジェットヘッドとしたものが知られている。
【０００８】
このような独立チャネルタイプのインクジェットヘッドの場合、各インクチャネルの駆動電極にはそれぞれ個別に電圧印加を行うが、各空気チャネルの駆動電極は一括して接地されるか、または共通の駆動電極に接続されるため、１つの共通電極によって配線することが可能である。従って、インクチャネルと空気チャネルが交互に並設されたチャネル列を挟んで、各接続電極と１つの共通電極とをヘッドチップ後面の両端部に振り分けて引き出し形成することにより、各接続電極のみをヘッドチップ後面の一方端部に並設されるようにし、ＦＰＣ等との電気的接続時の容易化を図ることが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−９０３７４号公報
【特許文献２】特開２００６−８２３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、インクチャネルと空気チャネルとが交互に並設されたチャネル列が２列以上並設されることにより高密度化が図られたヘッドチップの場合、チャネル列が隣接しているために、接続電極をヘッドチップの端部まで引き出すことができないことがある。例えばＡ列及びＢ列の２列のチャネル列を有するヘッドチップの場合、Ｂ列のインクチャネルからの接続電極は、Ａ列を越えた側のヘッドチップの端部に引き出すことが難しい問題がある。Ａ列のチャネル列を越えなくてはならないためである。
【００１０】
Ｂ列のインクチャネルからの接続電極をＡ列のチャネル列を越えて引き出す場合、Ａ列のインクチャネルと空気チャネルとの間を通して引き出すことも考えられるが、この隙間は極めて狭小であるため、電気的短絡や断線のおそれなく引き出し形成することは極めて困難を要する。
【００１１】
従って、チャネル列が複数列設けられた独立チャネルタイプのハーモニカ型のヘッドチップにおいても、インクチャネルからの接続電極をヘッドチップ後面の端部にまとめて並設させることにより、ＦＰＣ等との電気的接続時の容易化を図ることが望まれている。
【００１２】
そこで、本発明は、チャネル列が複数列設けられた独立チャネルタイプのハーモニカ型ヘッドチップ後面の端部に、各インクチャネルから引き出し形成された各接続電極を並設させることにより、ＦＰＣ等との電気的接続時の容易化を図ることが可能なインクジェットヘッドを提供することを課題とする。
【００１３】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１５】
請求項１記載の発明は、チャネルと圧電素子からなる駆動壁が交互に並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に駆動電極が形成され、前記チャネルは、インク吐出を行うインクチャネルとインク吐出を行わない空気チャネルとが交互に配置されてチャネル列を構成し、該チャネル列が複数並設されてなるヘッドチップを有し、前記駆動電極に電圧を印加することによって前記駆動壁をせん断変形させ、前記インクチャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、前記複数のチャネル列のうちのヘッドチップの端部側に位置するいずれかのチャネル列をＡ列、該Ａ列に隣接するチャネル列をＢ列とするとき、前記ヘッドチップの後面に、前記Ａ列の空気チャネルの駆動電極と導通する共通電極が前記Ｂ列側に向けて引き出し形成されており、前記Ｂ列の空気チャネルの駆動電極と導通する共通電極が、前記Ａ列側又は該Ａ列とは反対側に向けて引き出し形成されていると共に、前記Ａ列のインクチャネルの駆動電極と導通する接続電極が、前記ヘッドチップの端部に向けて引き出し形成されており、前記Ｂ列のインクチャネルの駆動電極と導通する接続電極が、前記Ａ列側に向けて引き出し形成され、且つ、該Ａ列の前記共通電極及び該Ａ列を跨いで、該Ａ列の前記接続電極と並列するように配線されていることを特徴とするインクジェットヘッドである。
【００１６】
請求項２記載の発明は、前記チャネル列は４列であり、前記ヘッドチップの端部側に位置する２つのチャネル列をそれぞれＡ列、内側に位置する２つのチャネル列をそれぞれＢ列とすることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドである。
【００１７】
請求項３記載の発明は、前記Ｂ列の各接続電極は、該Ｂ列の各インクチャネルから引き出された第１の接続電極と、前記Ａ列の各接続電極と並列するように配設された第２の接続電極とに分割されており、前記ヘッドチップの後面に臨む全空気チャネルの開口部のうち、少なくとも前記Ａ列の各空気チャネルの開口部は、絶縁層と金属膜層とを有する積層体が、前記絶縁層を前記ヘッドチップの後面側に位置させて接着されることにより閉塞され、且つ、該積層体は、前記第１の接続電極から前記第２の接続電極に亘る長さで形成されており、前記第１の接続電極と前記第２の接続電極とが前記積層体の金属膜層によってそれぞれ電気的に接続されてい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である。
【００１８】
請求項４記載の発明は、前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、それぞれ前記絶縁層を貫通する貫通電極が設けられており、該貫通電極によって前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドである。
【００１９】
請求項５記載の発明は、前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、前記絶縁層の少なくとも一部が除去されており、該絶縁層が除去された部位において前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドである。
【００２０】
請求項６記載の発明は、前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域に、前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通するように、導電性接着剤又は半田が塗布され、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドである。
【００２１】
請求項７記載の発明は、前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、前記積層体の端部が前記ヘッドチップの後面側に向けて折り曲げられ、該折り曲げられた部位において前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドである。
【００２２】
請求項８記載の発明は、前記積層体の絶縁層は、ドライエッチング可能な有機フィルムからなることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２３】
請求項９記載の発明は、前記積層体は、前記Ａ列の空気チャネル毎に独立して設けられていることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、前記積層体は、その両面がパラキシリレン及びその誘導体による膜によってコーティングされていることを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２５】
請求項１１記載の発明は、前記Ｂ列の各接続電極は、該Ｂ列の各インクチャネルから引き出された第１の接続電極と、前記Ａ列の各接続電極と並列するように配設された第２の接続電極とに分割されており、該第１の接続電極と第２の接続電極とがワイヤーボンディング法による配線によってそれぞれ電気的に接続されてい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である。
【００２６】
請求項１２記載の発明は、前記ヘッドチップは、前記ワイヤーボンディング法による配線のボンディング部に相当する領域が、非圧電材料で形成されていることを特徴とする請求項１１記載のインクジェットヘッドである。
【００２７】
請求項１３記載の発明は、前記ワイヤーボンディング法による配線が、パラキシリレン及びその誘導体による膜によってコーティングされていることを特徴とする請求項１１又は１２記載のインクジェットヘッドである。
【００２８】
請求項１４記載の発明は、前記ヘッドチップの後面に臨む各インクチャネルの開口部には、該開口部の開口面積を絞るように流路を規制する流路規制部材が、該インクチャネル毎に独立して設けられていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２９】
請求項１５記載の発明は、前記流路規制部材は、前記各インクチャネルの開口部の上端又は下端の少なくとも一方が開口するように開口面積を絞っていることを特徴とする請求項１４記載のインクジェットヘッドである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、チャネル列が複数列設けられた独立チャネルタイプのハーモニカ型ヘッドチップ後面の端部に、各インクチャネルから引き出し形成された各接続電極を並設させることにより、ＦＰＣ等との電気的接続時の容易化を図ることが可能なインクジェットヘッドを提供することができる。
【００３１】
特に本発明によれば、４列のチャネル列を有するインクジェットヘッドでも、ＦＰＣ等との電気的接続時の容易化を図ることが可能であり、高解像度且つ高速なインクジェットヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３３】
図１は、本発明に係るインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た分解斜視図、図２（ａ）は、図１の(i)−(i)線断面図、図２（ｂ）は図１の(ii)−(ii)線断面図である。
【００３４】
図中、１はヘッドチップ、２はヘッドチップ１の前面に接合されたノズルプレートである。
【００３５】
なお、本明細書においては、ヘッドチップからインクが吐出される側の面を「前面」といい、その反対側の面を「後面」という。また、ヘッドチップにおいて並設されるチャネルを挟んで図示上下に位置する外側面をそれぞれ「上面」及び「下面」という。
【００３６】
ヘッドチップ１には、圧電素子からなる駆動壁１１とチャネル１２、１３とが交互に並設されたチャネル列が、図示上下に２列に並設されている。ここでは各チャネル列はそれぞれ９つのチャネル１２、１３を有するものを例示しているが、各チャネル列のチャネル数は何ら限定されない。
【００３７】
ここでは、図示下側に位置するチャネル列をＡ列、上側に位置するチャネル列をＢ列とする。
【００３８】
このヘッドチップ１は、各チャネル列が、チャネル一つおきにインクを吐出するインクチャネル１２とインクを吐出しない空気チャネル１３とが並設されることにより構成された独立チャネルタイプのヘッドチップである。各チャネル１２、１３の形状は、両側壁がヘッドチップ１の上面及び下面に対してほぼ垂直方向に延びており、そして互いに平行である。
【００３９】
ヘッドチップ１の前面及び後面には、それぞれ各チャネル１２、１３の前面側の開口部１２１、１３１と後面側の開口部１２２、１３２とが対向している。各チャネル１２、１３は、その後面側の開口部１２２、１３２から前面側の開口部１２１、１３１に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプである。
【００４０】
また、Ａ列とＢ列とは、各インクチャネル１２と各空気チャネル１３とが１ピッチずれて形成されている。すなわち、図１及び図２に示されるように、ヘッドチップ１を図示上下方向に見た場合、Ａ列のインクチャネル１２とＢ列の空気チャネル１３が同一線上に配置され、Ａ列の空気チャネル１３とＢ列のインクチャネル１２が同一線上に配置される関係となっている。
【００４１】
各チャネル１２、１３の内面全面には、それぞれＮｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属膜からなる駆動電極１４が密着形成されている。
【００４２】
また、ヘッドチップ１の後面には、Ａ列の全ての空気チャネル１３内の駆動電極１４と電気的に接続する１つの共通電極１５Ａが、チャネル列と直交する方向（図示上下方向）のうちの図示上方のＢ列側に向けて引き出し形成され、Ａ列とＢ列との間においてチャネル列方向（図示左右方向）に沿うように延びていると共に、Ｂ列の全ての空気チャネル１３内の駆動電極１４と電気的に接続する１つの共通電極１５Ｂが、Ａ列の共通電極１５Ａの引き出し方向と同一方向である図示上方のヘッドチップ１の後面の上端部に向けて引き出し形成され、該上端部側においてチャネル列方向（図示左右方向）に沿うように延びている。
【００４３】
なお、Ａ列及びＢ列の各共通電極１５Ａ、１５Ｂは、図１のようにチャネル列毎に個別に形成せず、図示しないが、Ａ列及びＢ列に共通な１本の共通電極とすることもできる。この場合、Ａ列の共通電極をＢ列側に向けて引き出し形成すると共に、Ｂ列の共通電極をＡ列側に向けて引き出し形成し、互いの引き出し先を１つにまとめ、Ａ列とＢ列の間においてチャネル列方向（図示左右方向）に沿って１本の共通電極を形成すればよい。
【００４４】
更に、ヘッドチップ１の後面には、Ａ列の各インクチャネル１２内の駆動電極１４と電気的に接続する接続電極１６Ａが、共通電極１５Ａの引き出し方向であるＢ列側とは反対方向である図示下方のヘッドチップ１の後面の下端部に向けてそれぞれ個別に引き出し形成され、該下端部側において並列している。
【００４５】
一方、Ｂ列の各インクチャネル１２には、内部の駆動電極１４と電気的に接続する第１の接続電極１６１Ｂが、共通電極１５Ｂの引き出し方向と反対方向である図示下方のＡ列側に向けて個別に引き出し形成され、該Ａ列の共通電極１５Ａの手前まで延びて並列している。
【００４６】
また、Ａ列の各空気チャネル１３よりもヘッドチップ１の後面の下端部側で、Ａ列の各接続電極１６Ａの間に位置するように、Ｂ列の各インクチャネル１２に対応する第２の接続電極１６２Ｂが個別に形成されてＡ列の接続電極１６Ａと並列している。これら第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂは、Ｂ列の各インクチャネル１２内の駆動電極１４に電圧印加を行うためにヘッドチップ１の後面に引き出し形成された接続電極である。すなわち、ヘッドチップ１の後面において、Ｂ列の各インクチャネル１２内の駆動電極１４と電気的に接続される接続電極は、これら第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとに分割されている。
【００４７】
従って、第１の接続電極１６１Ｂと該第１の接続電極１６１Ｂに対応する第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続する必要がある。このため、第１の接続電極１６１ＢからＡ列の共通電極１５Ａ及びＡ列を跨いで、第２の接続電極１６２Ｂに亘って配線３が形成されている。
【００４８】
配線３は、インクチャネル１２及び空気チャネル１３の幅よりも若干広幅の帯状に形成されており、第１の接続電極１６１ＢからＡ列の共通電極１５Ａ及びＡ列の空気チャネル１３を跨いで、該第１の接続電極１６１Ｂにそれぞれ対応する第２の接続電極１６２Ｂに亘る長さを有している。
【００４９】
この配線３は、Ｂ列の各インクチャネル１２に対応して個別に設けられており、図２（ｂ）に示すように、それぞれ絶縁層３１と金属膜層３２とからなる積層体により構成され、そのうちの絶縁層３１がヘッドチップ１の後面側に位置するように、第１の接続電極１６１Ｂから共通電極１５Ａ及びＡ列の空気チャネル１３を跨いで第２の接続電極１６２Ｂに掛け渡され、該ヘッドチップ１の後面に接着されている。このとき、配線３は、Ａ列の各空気チャネル１３の後面側の開口部１３２を完全に閉塞するように接着され、該Ａ列の各空気チャネル１３へのインクの流入を阻止するように流路を規制している。従って、配線３によって、Ａ列の各空気チャネル１３へのインク流入を規制する流路規制部材を兼ねることができるため、このように配線３をＡ列の各空気チャネル１３の開口部１３２を完全に閉塞するように接着することは好ましい態様である。
【００５０】
配線３には、第１の接続電極１６１Ｂと配線３の金属膜層３２とが重なる領域及び第２の接続電極１６２Ｂと配線３の金属膜層３２とが重なる領域において、それぞれ絶縁層３１を貫通する貫通電極３３、３４が形成されている。従って、配線３の金属膜層３２は、これら貫通電極３３、３４によってそれぞれ第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂと導通し、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続している。貫通電極３３、３４は、導通の信頼性を上げるため、それぞれ複数個ずつ形成してもよい。
【００５１】
この結果、Ｂ列の各インクチャネル１２内の駆動電極１４は、第１の接続電極１６１Ｂ、配線３の貫通電極３３、金属膜層３２及び貫通電極３４を経て第２の接続電極１６２Ｂと電気的に接続され、該第２の接続電極１６２ＢによってＡ列の各インクチャネル１２の接続電極１６Ａと並列してヘッドチップ１の後面の下端部側に引き出されている。
【００５２】
なお、Ｂ列の各空気チャネル１３の後面側の開口部１３２にも、Ａ列の各空気チャネル１３と同様にインクの流入を阻止するための流路規制部材４がそれぞれ個別に設けられ、各空気チャネル１３の開口部１３２を完全に閉塞している。この流路規制部材４は本発明において必須のものではないが、好ましく設けることができる。
【００５３】
流路規制部材４も、配線３と同様、絶縁層４１と金属膜層４２とからなる積層体によって構成し、そのうちの絶縁層４１がヘッドチップ１の後面側に配置されるように接着する構成とすることが好ましい。このように構成することにより、後述するように、配線３と同時に流路規制部材４をヘッドチップ１の後面に設けることができる。
【００５４】
ヘッドチップ１の前面には、ノズルプレート２が接合されている。ノズルプレート２には、Ａ列及びＢ列の各インクチャネル１２に対応する位置にのみノズル２１が開設されている。従って、インクを吐出しない各空気チャネル１３の前面側の開口部１３１はノズルプレート２によって閉塞されている。
【００５５】
次に、このようなインクジェットヘッドにおけるヘッドチップ１の製造例を図３〜図７に基づいて以下に説明するが、何らこれに限定されるものではない。
【００５６】
まず、１枚の基板１００上に、分極処理された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３（ａ））。
【００５７】
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にほぼ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３（ｂ））。
【００５８】
次いで、溝１０３を研削した側から、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の電極形成用金属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３（ｃ））。
【００５９】
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（図３（ｄ））。
【００６０】
次いで、このようにして得られたヘッド基板１０６を２枚用意して重ね合わせて接着し、溝１０３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列のチャネル列を有する複数個のハーモニカ型のヘッドチップ１を一度に作成する。各溝１０３はチャネル１２又は１３となり、各溝１０３内の金属膜１０４は駆動電極１４となり、隣接する溝１０３の間は駆動壁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…のインクチャネル１２の駆動長（Ｌ長）を決定するものであり、この駆動長に応じて適宜決定される（図３（ｅ））。
【００６１】
次いで、これにより得られたヘッドチップ１の後面にドライフィルム２００を貼着し、共通電極１５Ａ、１５Ｂを形成するための開口２０１Ａ、２０１Ｂと、接続電極１６Ａを形成するための開口２０２Ａと、第１の接続電極１６１Ｂを形成するための開口２０２Ｂと、第２の接続電極１６２Ｂを形成するための開口２０３Ｂとを露光、現像により形成する（図４）。
【００６２】
そして、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、２０２Ａ、２０２Ｂ、２０３Ｂ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の後面に、それぞれ共通電極１５Ａ、１５Ｂ、接続電極１６Ａ、第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂが形成される。
【００６３】
各インクチャネル１２内の駆動電極１４及び各空気チャネル１３内の駆動電極１４との接続を確実にするためには、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３（ｄ）に示すように上下に分かれている金属膜１０４同士の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を行うことが望ましい。
【００６４】
また、Ａｌ膜の形成方法としては蒸着に限らず、一般の薄膜形成方法を採用することができる。また、導電性ペーストをインクジェットで塗布する方法を用いることもできる。特にスパッタ法が、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、ヘッドチップ１の後面には、共通電極１５Ａ、１５Ｂ、接続電極１６Ａ、第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂのみが残存する（図５）。
【００６５】
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１２、１３の全面においても開口していることが望ましい。全面において開口していることにより、チャネル１２、１３内の現像液、洗浄水の除去が容易となる。
【００６６】
次いで、Ｂ列の各空気チャネル１３を完全に塞ぐ大きさを有する金属膜３０１と、Ｂ列の各第１の接続電極１６１Ｂ及び第２の接続電極１６２Ｂに亘る長さを有する金属膜３０２と、この金属膜３０２の第１の接続電極１６１Ｂと重なる領域の貫通電極３０３と、金属膜３０２の第２の接続電極１６２Ｂと重なる領域の貫通電極３０４とが形成された絶縁フィルム３００を、該絶縁フィルム３００の側がヘッドチップ１の後面に接するように、エポキシ系接着剤を用いて接着する（図６）。
【００６７】
ここで、絶縁フィルム３００としては、一般的なドライエッチングによってパターニングが可能な有機フィルムを用いることが好ましく、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からなる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いが、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を使用することも好ましい。
【００６８】
また、ドライエッチング可能な絶縁層として、シリコン基板を用いることもできる。但し、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。
【００６９】
絶縁フィルム３００の厚さは、強度の確保とドライエッチングの容易性の観点から、１０〜１００μｍとすることが好ましい。
【００７０】
この絶縁フィルム３００の一面に形成される金属膜３０２は、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続するための配線３の金属膜層３２として機能すると同時に、金属膜３０１と共に、後工程であるドライエッチング工程時におけるマスク材としても機能する。これら金属膜３０１、３０２に使用可能な金属としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｕ等が挙げられるが、中でも、Ａｌは安価であり、パターニングも容易であることから好ましく、Ａｌをスパッタで形成し、通常の薄膜パターニング技術によりパターニングを行うことで形成することができる。
【００７１】
この金属膜３０１、３０２の厚さは、耐ドライエッチング性とパターニングの容易性の観点から、０．１〜５０μｍとすることが好ましい。
【００７２】
ここでは、絶縁フィルム３００として、予め貫通電極３０３、３０４を形成した厚さ２５μｍのポリイミドフィルムにＡｌをスパッタ装置で５μｍ形成した。
【００７３】
貫通電極３０３、３０４の形成方法としては、予め絶縁フィルム３００にレーザードドリリングで貫通孔を形成しておき、スルーホールめっきすることにより形成することができる。これにレジストを塗布し、通常のフォトリソグラフィー工程でレジストのパターニングを行い、燐酸でＡｌをエッチングして、図６に示されるような絶縁フィルム３００上にＡｌの金属膜３０１、３０２を孤立パターンで形成した。
【００７４】
これをエポキシ系接着剤（エポキシテクノロジー社製、エポテック３５３ＮＤ）でヘッドチップ１の後面に位置合わせして接着した。硬化条件は温度１００℃、３０分で、圧力１０ｋｇ／ｃｍ2とした。
【００７５】
なお、この他に、ポリイミドフィルム上に銅膜が形成されたＦＰＣ基板を用いることもできる。この場合、貫通電極は、銅膜と反対側からレーザードドリリングでポリイミドフィルムに銅膜に達する孔を開け、めっき法により銅膜から銅を貫通孔内に成長させることにより形成できる。貫通電極は、ポリイミドフィルム上面より飛び出して成長させ、いわゆるバンプとすることが、以下に示す加圧接着で電気的接続を取る場合に、接続を確実とすることができるので好ましい。銅のバンプの表面は酸化を防ぐために金めっきを行うことが好ましい。図７に、かかる方法によって作成された配線３におけるバンプの形成された貫通電極３３、３４の部分の断面拡大図を示す。
【００７６】
絶縁フィルム３００の接着時における貫通電極３０３、３０４と第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂ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、絶縁フィルム３００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の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂの表面はＡｕ、Ｐｔ等の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。
【００７７】
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の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂ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。
【００７８】
本実施形態では、Ａｌの酸化に注意して作製することで、Ａｌの表面にＡｕを形成したり、ＡＣＰ法を用いたりしなくても、ＮＣＰ法により電気的接続が可能であった。
【００７９】
なお、このように各金属膜３０１、３０２をパターニングした後の絶縁フィルム３００をヘッドチップ１の後面に接着する方法の他に、Ａｌ等の金属膜が一面に形成されているパターニング前のポリイミドフィルム等の絶縁フィルムをヘッドチップ１の後面に接着してから、金属膜３０１、３０２をエッチングによりパターニングしてもよい。この場合でも貫通電極３０３、３０４は予め形成しておく。
【００８０】
この場合、フォトマスクを用いてパターンを転写するが、ヘッドチップ１に対するフォトマスクの位置合わせは、露光装置を用いて行い、数μの位置精度で合わせることが可能であり、他の方法では得られない高い精度が得られる。しかも、この方法によれば、一面に形成されている金属膜の存在によって、絶縁フィルム３００の接着時の加熱、加圧によって該絶縁フィルム３００に伸びが発生しても、その後に金属膜３０１、３０２を所定位置にパターニングするので各空気チャネル１３や第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂとの位置ずれが生ずるおそれがない利点がある。
【００８１】
次に、このヘッドチップ１の後面に対してドライエッチングを行い、不要な絶縁フィルム３００を除去する。具体的なドライエッチングの手段としては、絶縁フィルム３００に用いられる樹脂に応じて適宜選択できる。例えば本実施形態のように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。ここでは酸素プラズマ装置として平行平板型ＲＦプラズマ装置を用い、真空排気後、酸素ガスを５０ｓｃｃｍ導入し、バルブを調整して圧力を１０Ｐａにした。周波数１３．５６ＭＨｚ、パワー５００Ｗの高周波を投入し、発生する酸素プラズマによりポリイミドを分解し除去
した。約１０分でポリイミドを除去することができる。このとき、表面の金属膜３０１、３０２は酸素プラズマによっては分解されないため、これら金属膜３０１、３０２がマスクとなって、その下側の絶縁フィルム３００はエッチングされないで残存する。
【００８２】
エッチングにはウェットエッチングも使用可能であるが、一般にウェットエッチング液は酸性やアルカリ性であり、駆動電極１４を侵すおそれがあるため、ドライエッチングが好ましい。しかも、万一、絶縁フィルム３００の接着時に接着剤の滲み出し等が発生しても、ドライエッチングする際に同時に不要な接着剤も分解除去できるので、余剰の接着剤がチャネルを塞いだり、電極表面を覆ったりする問題も解消する。
【００８３】
また、金属膜３０１、３０２でマスクされた部位以外の絶縁フィルム３００はドライエッチングによって全て除去されるため、ヘッドチップ１の後面に対して接着する段階では、絶縁フィルム３００の外形はヘッドチップ１の後面よりも大きくすることが可能であり、格段に作業性に優れる利点がある。
【００８４】
更に、ドライエッチング方法は以上の方法に限定されず、適宜選択することができる。
【００８５】
ヘッドチップ１の後面には、ドライエッチングにより残存した絶縁フィルム３００、金属膜３０２、貫通電極３０３、３０４によって、絶縁層３１、金属膜層３２及び貫通電極３３、３４を有する配線３が個別に形成され、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続する。また、Ｂ列の各空気チャネル１３にも、これと同時に、絶縁フィルム３００、金属膜３０１によって、絶縁層４１と金属膜層４２からなる矩形状の流路規制部材４がそれぞれ独立して個別に形成され、開口部１３２を完全に閉塞する（図８）。
【００８６】
なお、図４〜図６及び図８では駆動電極１４は図示省略している。
【００８７】
このように本発明によれば、複数のチャネル列（Ａ列、Ｂ列）の各インクチャネル１２内の駆動電極１４から引き出し形成される接続電極１６Ａと配線３を介した第１の接続電極１６１Ｂ及び第２の接続電極１６２Ｂとが、ヘッドチップ１の後面の端部に一列に配線されるので、各チャネル列の各インクチャネル１２内の駆動電極１４と駆動回路との電気的接続は、ＦＰＣ等を用いてヘッドチップ１の後面の端部のみに対して行うだけで可能となる。
【００８８】
しかも、配線３は、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとの電気的接続を行うと同時に、Ａ列の各空気チャネル１３の開口部１３２を完全に閉塞することによって流路規制部材としての機能を同時に果たすので、Ｂ列の各空気チャネル１３の開口部１３２も同様に流路規制部材４で閉塞することにより、全ての空気チャネル１３へのインクの流入を阻止する構成を簡単に得ることができる。
【００８９】
以上の実施形態では、第１の接続電極１６１Ｂと配線３の金属膜層３２との導通及び第２の接続電極１６２Ｂと配線３の金属膜層３２との導通を貫通電極３３、３４によって確保するようにしたが、これに限定されず、両者の導通が確保できれば、その他の様々な方法を採ることもできる。
【００９０】
例えば、図９、図１０に示すように第１の接続電極１６１Ｂと配線３の金属膜層３２とが重なる領域及び第２の接続電極１６２Ｂと配線３の金属膜層３２とが重なる領域において、配線３の絶縁層３１の少なくとも一部を除去し、該絶縁層３１が除去された除去部３１ａを形成するようにしてもよい。
【００９１】
図９（ａ）は絶縁層３１の一部を分断するように除去することにより除去部３１ａを形成した例の配線３の断面図、図９（ｂ）はその部分平面図を示しており、図１０（ａ）は絶縁層３１の一部に矩形状の開口を形成するように除去することにより除去部３１ａを形成した例の配線３の断面図、図１０（ｂ）はその部分平面図である。このように配線３に除去部３１ａを形成することにより、除去部３１ａには絶縁層３１の上面の金属膜層３２が絶縁層３１の下面に臨むようになる。
【００９２】
除去部３１ａは、金属膜層３２をパターン形成した後に、絶縁層３１側から選択的にエッチングを行うことで形成することができる。
【００９３】
このような除去部３１ａを有する配線３によって第１の接続電極１６１Ｂとの導通を図る方法を図１１に示す。
【００９４】
まず、配線３の除去部３１ａを第１の接続電極１６１Ｂ上に位置合わせして重ねた後（図１１（ａ））、除去部３１ａの上方を加熱、加圧して、除去部３１ａを通して金属膜層３２と第１の接続電極１６１Ｂとを接触させる（図１１（ｂ））。その後、ドライエッチングして、不要な絶縁層３１を除去する（図１１（ｃ））。第２の接続電極１６２Ｂとの導通も同様に行えばよい。
【００９５】
絶縁層３１をヘッドチップ１の後面に貼り付ける際の接着剤としては、エポキシ系接着剤が、耐インク性、接着力等の点から適している。除去部３１ａにおける金属膜層３２と第１の接続電極１６１Ｂとの電気的接続は、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取る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３１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の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂ及び金属膜層３２の表面はＡｕ、Ｐｔ等の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。
【００９６】
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、金属粒子が金属膜層３２等の表面の酸化膜を突き破って接続を取るので、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。
【００９７】
この除去部３１ａを形成する方法では、絶縁層３１に除去部３１ａを形成すると、該除去部３１ａには金属膜層３２だけが残った状態となるため、金属膜層３２にはある程度の膜厚と強度が必要となる。この場合の金属膜層３２としては、ＡｌよりもＣｕを２０μｍ程度の膜厚で形成することが好ましい。更に接続の信頼性を向上させるためには、Ｎｉ／Ａｕめっきが施されていることが好ましい。
【００９８】
また、他の方法として、図１２に示すように、配線３をヘッドチップ１の後面に接着し、ドライエッチングして不要な絶縁層３１を除去した後、配線３の端部に、金属膜層３２と第１の接続電極１６１Ｂとに亘って導電性接着剤４００を塗布することによって両者の導通を図ることもできる。導電性接着剤４００としては、耐溶剤性があるものが好ましく、エポキシ系接着剤を成分とするものが好ましい。また、導電性接着剤４００に代えて、低融点半田を同様に塗布することによって導通を図ることもできる。第２の接続電極１６２Ｂとの導通も同様に行えばよい。
【００９９】
更に、他の方法として、図１３に示すように、配線３の端部を、表面に金属膜層３２が露出するように絶縁層３１を内側にして折り曲げて折曲部３ａを形成してもよい。第１の接続電極１６１Ｂ上に折曲部３ａを位置合わせして接続することで、図１１の場合と同様に、導通を図ることができる。この場合は、第１の接続電極１６１Ｂから第２の接続電極１６２Ｂにほぼ至る長さの金属膜がパターニングされた絶縁フィルムの端部を折り曲げて折曲部３ａを形成する必要があるため、Ｂ列の各空気チャネル１３の流路規制部材４は別個に形成する必要がある。第２の接続電極１６２Ｂとの導通も同様に行えばよい。
【０１００】
このようなヘッドチップ１の後面の各接続電極１６Ａ、各第２の接続電極１６２Ｂと駆動回路（図示せず）との電気的接続を行う具体的手段は特に問わず、様々な手段を採用することができる。例えば図１４に示すような配線基板５を接合することにより、ヘッドチップ１の後面に引き出し形成された各接続電極１６Ａ及び各第２の接続電極１６２Ｂと駆動回路（図示せず）との間の電気的接続を行うことができる。
【０１０１】
図１４は、配線基板５を接合した状態のヘッドチップ１を、図１の(ii)−(ii)線と同様の断面で示す断面図である。
【０１０２】
配線基板５は、非分極のＰＺＴやＡｌＮ−ＢＮ、ＡｌＮ等のセラミックス材料からなる板状の基板によって形成されている。また、低熱膨張のプラスチックやガラス等を用いることもできる。更には、ヘッドチップ１に使用されている圧電素子基板と同一の基板材料を脱分極して用いると好ましい。また、熱膨張率の差に起因するヘッドチップ１の歪み等の発生を抑えるため、ヘッドチップ１との熱膨張係数の差が±１ｐｐｍ以内となるように材料を選定することが更に好ましい。配線基板５を構成する材料は１枚板に限らず、薄板状の基板材料を複数枚積層して所望の厚みとなるように形成してもよい。
【０１０３】
配線基板５は、ヘッドチップ１のチャネル列方向と直交する方向（図１４における上下方向）に延び、ヘッドチップ１の上面及び下面からそれぞれ大きく張り出した張り出し部５１ａ、５１ｂを有している。また、ヘッドチップ１の後面と接合される配線基板５の一面には、その幅方向（チャネル列方向）に亘って延びる１本の凹部５２が形成されている。この凹部５２は、ヘッドチップ１のＡ列及びＢ列の両チャネル列方向に沿って全てのチャネル１２、１３の後面側の開口部１２２、１３２を覆うことができる大きさに溝加工されており、Ａ列及びＢ列の各インクチャネル１２（図１４ではＡ列のインクチャネル１２は図示されていない。）に対して共通にインクを供給するインク共通室を構成している。
【０１０４】
すなわち、凹部５２の図示上下方向の高さは、ヘッドチップ１後面のＡ列とＢ列とに亘る高さよりも大きく、ヘッドチップ１のチャネル列方向と直交する方向の厚さよりも小さい。これにより、配線基板５をヘッドチップ１の後面に接合すると、凹部５２内にＡ列及びＢ列の各チャネル列が全て収まるような状態となる。
【０１０５】
ヘッドチップ１後面の各配線３及び各流路規制部材４（図１４では示されていない。）はこの凹部５２内に収まっている。すなわち、配線基板５は、ヘッドチップ１の後面における上下両端部の配線３及び流路規制部材４が形成されていない極めて狭小な領域に接合されている。この領域は、Ａ列及びＢ列の各チャネル１２、１３に極めて近接しており（例えば０〜２００μｍ）、流路規制部材を従来のように１枚のプレート状の部材を接合することによって形成する場合では極めて高精度で困難な位置合わせ作業が要求されることになる。しかし、本実施形態によれば、パターニング技術を用いることにより配線３及び流路規制部材４を形成できるので、上述したように高い位置精度を確保でき、このように各チャネル１２、１３に極めて近接して形成することも容易であり、各接続電極１６Ａ（図１４においては示されていない。）や各第２の接続電極１６２Ｂ及び共通電極１５Ａ、１５Ｂとの電気的接続のための領域を容易に確保することができる。もちろん、この領域に接着剤がはみ出しても、ドライエッチング時に分解除去されるので、電気的接続に支障は生じない。
【０１０６】
配線基板５の一方の張り出し部５１ａには、ヘッドチップ１の後面の下端部に並設された接続電極１６Ａ及び第２の接続電極１６２Ｂと同数及び同ピッチで配線電極５３が形成されている。配線基板５は、各配線電極５３の一端と接続電極１６Ａ及び第２の接続電極１６２Ｂとが電気的に接続するように異方性導電ペースト等によってヘッドチップ１の後面に接合される。駆動回路と各インクチャネル１２の駆動電極１４とは、配線基板５の張り出し部５１ａにおいて各配線電極５３の他端にＦＰＣ６等を電気的に接合することによって行うことができる。駆動回路と各共通電極１５Ａ、１５Ｂとは、例えば配線基板５の側方において電気的に接続すればよい。
【０１０７】
インク共通室となる凹部５２へのインクの供給は、配線基板５をヘッドチップ１の後面に接合した際に凹部５２の両端又はいずれか一方端から行うことができるが、図１４に示すように、凹部５２の底部からヘッドチップ１との接合面と反対面に貫通する開口５４を形成し、凹部５２よりも大容量のインクを貯留可能な箱形状のインクマニホールド５５を更に接合することもできる。
【０１０８】
ところで、ヘッドチップ１において、インクチャネル１２内の駆動電極１４は、インクと直に接触するため、水系のインクを使用する場合は駆動電極１４の表面に保護膜が必要となる。また、配線３や流路規制部材４も直にインクと接触するため、溶剤系のインクを使用する場合には、これらを溶剤から保護するために保護膜が必要となる。そこで、ヘッドチップ１の後面に配線３や流路規制部材４を形成した後は、ヘッドチップ１の全面、すなわち各駆動電極１４の表面及び配線３、流路規制部材４の表面に対して保護膜を形成することが好ましい。
【０１０９】
保護膜としては、パラキシリレン及びその誘導体からなる被膜（以下、パリレン膜という。）を用いてコーティングすることが好ましい。パリレン膜は、ポリパラキシリレン樹脂及び／又はその誘導体樹脂からなる樹脂被膜であり、固体のジパラキシリレンダイマー又はその誘導体を蒸着源とする気相合成法（Chemical Vaper Deposition：ＣＶＤ法）により形成する。すなわち、ジパラキシリレンダイマーが気化、熱分解して発生したパラキシリレンラジカルが、ヘッドチップ１の表面に吸着して重合反応し、被膜を形成する。
【０１１０】
パリレン膜には、種々のパリレン膜があり、必要な性能等に応じて、各種のパリレン膜やそれら種々のパリレン膜を複数積層したような多層構成のパリレン膜等を所望のパリレン膜として適用することもできる。
【０１１１】
このようなパリレン膜の膜厚は、１μｍ〜１０μｍとすることが好ましい。
【０１１２】
パリレン膜は微細な領域にも浸透し、被膜を形成することができるので、ノズルプレート２を接合する前のヘッドチップ１に対して被覆形成することで、駆動電極１４はもちろんのこと、配線３及び流路規制部材４も、空気チャネル１３内に面する内面及びヘッドチップ１の後面に露呈する外面の両面がパリレン膜によって被覆されてインクから保護される。
【０１１３】
このパリレン膜の形成により、配線３及び流路規制部材４はその両面から保護され、その耐久性を大きく向上させることができる。
【０１１４】
また、万一、配線３及び流路規制部材４を被覆するパリレン膜にピンホールが発生して溶剤系のインクが浸透しても、パリレン膜自体は溶解せず、配線３及び流路規制部材４の両面に存在し続けるため、空気チャネル１３を閉塞する機能は容易には失われず、長期に亘って信頼性を保つことができる。
【０１１５】
しかも、本実施形態のように、配線３及び流路規制部材４を空気チャネル１３毎に独立して個別に閉塞するように形成することにより、パリレン膜にピンホール等が発生した場合の影響は、その空気チャネル１３だけにとどまり、他の空気チャネル１３には及ばないため、被害を最小限にとどめることができるという利点もある。
【０１１６】
このようにしてパリレン膜を形成する場合は、その後にノズルプレート２を接合する。
【０１１７】
また、図１４のように、ヘッドチップ１の後面に配線基板５を接合する場合は、ノズルプレート２をヘッドチップ１に接合する前であって、配線基板５をヘッドチップ１に接合した後に、上述したパリレン膜を形成する。これにより、各電極同士の電気的接続を確保できると共に、配線基板５とヘッドチップ１の接着層を保護することができる。
【０１１８】
以上説明した態様は、各インクチャネル１２の開口部１２２には何らインクの流入を規制する部材が設けられていないが、図１５に示すように、Ａ列及びＢ列の各インクチャネル１２の後面側の開口部に、該開口部の開口面積を絞るように流路規制部材７をそれぞれ独立して個別に形成するようにしてもよい。
【０１１９】
この流路規制部材７は、チャネル列方向に沿う幅方向が各インクチャネル１２の幅よりも若干大きく、幅方向に直交する上下方向は各インクチャネル１２の高さよりも小さい。このため、各流路規制部材７は、各インクチャネル１２の後面側の開口部を一部残して該開口部の中央部を塞ぐことにより開口面積を絞っており、各開口部はその上端及び下端だけが開口した状態となっている。
【０１２０】
これにより、各インクチャネル１２は、後面側の開口部の開口面積が流路規制部材７によって絞られるので、従来のインク供給口が開いた流路規制部材を用いる場合と同様、ヘッドを高速で駆動する場合のノズルのインクメニスカスの振動を有効に抑えることができる。
【０１２１】
しかも、この流路規制部材７は、従来の流路規制部材のようにインクチャネルの開口部の中央部にインク供給口を形成するものとは異なり、図１６に示すように、インクチャネル１２の開口部１２２の上端及び下端が開口してそれぞれ開口部１２２ａ、１２２ｂを形成しているので、インクａの吐出方向が重力方向ｇに対して斜めとなるようにインクジェットヘッドを傾斜させて設置すると、インクチャネル１２は、流路規制部材７によって閉塞されていない例えば開口部１２２ａが最上部に位置することになるため、インクチャネル１２内に発生した気泡ｂはこの最上部に集まり、開口部１２２ａから容易にヘッドチップ１外のインク共通室へ抜けていく。インク共通室内に気泡ｂが存在していても、もはや射出には影響しないため、気泡ｂに起因する不具合が発生することはない。
【０１２２】
このように各インクチャネル１２の後面側の開口部１２２を絞るように形成される流路規制部材７によって、該開口部１２２の上端及び下端を開口させるようにすることにより、泡抜け性に優れ、射出信頼性の高いヘッドとすることができる。
【０１２３】
各インクチャネル１２が流路規制部材７によって絞られた後の後面側の開口部１２２の開口面積は、ノズルプレート２に形成されたノズル２１の吐出側の開口面積の１〜１０倍とすることが好ましく、より好ましくは２〜５倍とすることである。最適な数値は射出テストを行った結果から得ることが望ましいが、本発明者の実験によれば、ノズル径２８μｍ（開口面積６１５μｍ2）のヘッドチップの場合、流路規制部材７によって絞られた後の後面側の開口部１２２の開口面積は２０００μｍ2が適切であった。
【０１２４】
なお、ここでは、インクチャネル１２の開口部１２２の上端及び下端が共に開口してそれぞれ開口部１２２ａ、１２２ｂが形成されるように流路規制部材７を形成した。これによれば、ヘッドチップ１の上面及び下面のいずれの側を上方に位置させも気泡ｂを抜くことができるため、インクジェットヘッドを斜めに設置する場合の規制がないために好ましい。しかし、本発明はこれに限らず、インクチャネル１２の後面側の開口部１２２における上端又は下端のいずれか一方のみが開口するように流路規制部材７を形成してもよい。この場合は、後面側の開口部１２２のうち流路規制部材７によって閉塞されずに開口している側が上方に位置するようにインクジェットヘッドを斜めに設置することで、気泡ｂを抜くことができる。
【０１２５】
この流路規制部材７の形成方法は特に問わないが、配線３、流路規制部材４と同様の構成とすることが好ましい。すなわち、図１６に示すように、流路規制部材７を絶縁層７１と金属膜層７２とからなる積層体によって構成し、そのうちの絶縁層７１がヘッドチップ１の後面に配置されるように接着することが好ましい。これによれば、この流路規制部材７も配線３や流路規制部材４と同時にドライエッチングすることによって高精度に独立した個別のパターン形成が可能となる。
【０１２６】
図１７は、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続するための他の態様を示しており、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとが、ワイヤーボンディング法による配線８によってそれぞれ電気的に接続されている。このような配線８をワイヤーボンディング法によって形成することによって、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとの間を所定のループ高さで配線することができるので、その間に存在する共通電極１５Ａ等との電気的短絡を簡単に防ぐことができる。
【０１２７】
ワイヤーボンディング法としては、ボールボンディング、ウェッジボンディングのいずれでもよい。
【０１２８】
また、配線８には、これらのワイヤーボンディングが可能な一般的な金属線を用いることができ、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ等が挙げられる。
【０１２９】
このように配線８をワイヤーボンディング法によって形成する場合、ヘッドチップ１において、配線８の端部が第１の接続電極１６１Ｂ及び第２の接続電極１６２Ｂとそれぞれ接合しているボンディング部８ａに相当する領域が、非圧電材料で形成されていることが好ましい。これらボンディング部８ａは、ボンディング時にキャピラリーやウェッジツールが衝突することにより形成されるため、この領域が衝撃に弱い圧電材料である場合、ヘッドチップ１の損傷を招くおそれがあるためである。
【０１３０】
図１７に示す態様では、Ａ列及びＢ列の２列のチャネル列を有するヘッドチップ１が、Ａ列のチャネル列を有するヘッドチップ１ＡとＢ列のチャネル列を有するヘッドチップ１Ｂとを接合してなり、ヘッドチップ１Ａは、接続電極１６Ａ及び第２の接続電極１６２Ｂが並設された下端部の領域１ａが非圧電材料で形成され、ヘッドチップ１Ｂは、第１の接続電極１６１Ｂが並設された下端部の領域１ｂが非圧電材料で形成されている。
【０１３１】
これらはヘッドチップ１Ａ、１Ｂの製造時、図３に示す基板１００に非圧電材料を用いることによって形成することができる。
【０１３２】
非圧電材料としては、一般にはセラミックス材料からなる板状の基板を用いることができるが、低熱膨張のプラスチックやガラス等を用いることもできる。更に、熱膨張率の差に起因するヘッドチップ１の歪み等の発生を抑えるため、各チャネル１２、１３を形成している圧電材料との熱膨張係数の差が±１ｐｐｍ以内となるように材料を選定することが更に好ましい。
【０１３３】
このように配線８をワイヤーボンディング法によって形成した場合も、これら配線８の表面に、前述したパラキシリレン及びその誘導体による膜をコーティングすることによって保護膜を形成しておくことが好ましい。
【０１３４】
なお、図１７に示す態様においても、図１と同様に、そのヘッドチップ１の後面に臨む各空気チャネル１３の開口部１３２を閉塞する流路規制部材４を設けるようにしてもよく、更に、図１５と同様に、各インクチャネル１２の開口部１２２の開口面積を絞るように流路規制部材７を設けるようにしてもよい。この場合、配線８は、これら流路規制部材４、７を設けた後に形成すればよい。
【０１３５】
以上の実施形態では、２列のチャネル列を有するヘッドチップ１を例示したが、本発明は２列のチャネル列を有するものに限らず、３列以上の複数のチャネル列を有するハーモニカ型の独立チャネルタイプのヘッドチップにも同様に適用することができる。
【０１３６】
例えば、図１８は、４列のチャネル列を有するハーモニカ型の独立チャネルタイプのヘッドチップ１００を示している。図１と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているので詳細な説明は省略する。
【０１３７】
４列のチャネル列を有するヘッドチップ１００は、例えば、図３（ｅ）に示されるヘッド基板１０６を４枚積層することによって作成することができる。
【０１３８】
このヘッドチップ１００では、４列のチャネル列のうち、ヘッドチップ１００の上端部側及び下端部側からそれぞれ隣接する２列ずつのチャネル列を１つのグループとみなすことにより本発明を適用することができる。すなわち、４列のチャネル列は、図示上端部側の隣接する２列のチャネル列のグループと図示下端部側の隣接する２列のチャネル列のグループとに分けられる。そして、各グループの２列のチャネル列を図１と同様にそれぞれＡ列及びＢ列とすることにより、ヘッドチップ１００の後面の上下両端側にそれぞれ駆動電極１４と電気的に接続する接続電極１６Ａ、第２の接続電極１６２Ｂを並設させることができる。従って、４列のチャネル列を有するヘッドチップ１００でも、各インクチャネル１２の駆動電極１４と駆動回路との電気的接続は、接続電極１６Ａ、第２の接続電極１６２Ｂによってヘッドチップ１００の上端部側及び下端部側において容易に行うことが可能となる。
【０１３９】
図１９は、図１８に示されるヘッドチップ１００の後面に配線基板５００を接合した状態の断面図である。
【０１４０】
この配線基板５００は、上下両端の張り出し部５０１ａ、５０１ｂにそれぞれ配線電極５０３が形成され、その一端がヘッドチップ１００の後面の上端部側及び下端部側にそれぞれ引き出されている接続電極１６Ａ、第２の接続電極１６２Ｂと電気的に接続している。従って、ＦＰＣ６は、配線基板５００の各張り出し部５０１ａ、５０１ｂにおいて配線電極５０３の他端とそれぞれ接合され、駆動回路と接続電極１６Ａ及び第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続している。
【０１４１】
なお、この配線基板５００の凹部５０２は、ヘッドチップ１００の２列ずつのチャネル列をそれぞれ含むように２つ形成されている。各凹部５０２、５０２には、それぞれ開口５０４、５０４が設けられ、この開口５０４、５０４によって、独立したインクマニホールド５０５、５０５からインクがそれぞれ供給されるようになっている。このため、２つのインクマニホールド５０５、５０５内に異なる色のインクを供給すれば、１つのヘッドチップ１００から２色のインクを吐出することができる。
【０１４２】
しかし、ヘッドチップ１００が１色のインクを吐出するだけでよい場合は、ヘッドチップ１００の４列のチャネル列の全てを含む大きさの凹部５０２を、配線基板５００に１つだけ形成するようにするか、あるいは、配線基板５００の後面に、２つの凹部５０２、５０２とそれぞれ連通する２つの開口５０４、５０４を含む大きなインクマニホールド５０５を１つだけ接合するようにすればよい。
【０１４３】
このヘッドチップ１００にも、図１５と同様の流路規制部材７を設けることができる。また、図１７と同様に、ワイヤーボンディング法によって形成される配線８を採用することもできる。
【０１４４】
更に４列を超えるチャネル列を有するヘッドチップに対しても、ヘッドチップのチャネル列と直交する方向の端部側に位置する隣接する２列ずつのチャネル列に対して本発明を適用することにより、そのチャネル列のインクチャネルから引き出された接続電極をヘッドチップの端部に並設させることができ、多列のチャネル列を有するヘッドチップに対するＦＰＣ等との電気的接続の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明に係るインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た斜視図
【図２】（ａ）は図１の(i)−(i)線断面図、（ｂ）は図１の(ii)−(ii)線断面図
【図３】ヘッドチップの製造例を説明する図
【図４】ヘッドチップの製造例を説明する図
【図５】ヘッドチップの製造例を説明する図
【図６】ヘッドチップの製造例を説明する図
【図７】他の態様に係る配線のバンプの形成された貫通電極の部分を示す断面拡大図
【図８】ヘッドチップの製造例を説明する図
【図９】（ａ）は除去部を形成した配線を示す断面図、（ｂ）はその平面図
【図１０】（ａ）は除去部を形成した配線の他の態様を示す断面図、（ｂ）はその平面図
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は配線の他の導通の態様を示す断面図
【図１２】配線の他の導通の態様を示す断面図
【図１３】配線の他の導通の態様を示す断面図
【図１４】配線基板を設けたインクジェットヘッドの一例を示す断面図
【図１５】インクチャネルに流路規制部材を設けたインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た図
【図１６】図１５に示すヘッドチップを斜めに設置した状態を示す部分断面図
【図１７】第１の接続電極と第２の接続電極とを電気的に接続するための他の態様を示すインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た斜視図
【図１８】４列のチャネル列を有するヘッドチップ部分を後面側から見た斜視図
【図１９】図１８に示されるヘッドチップの後面に配線基板を接合した状態を示す断面図
【符号の説明】
【０１４６】
１、１００：ヘッドチップ
１１：駆動壁
１２：インクチャネル
１２１：前面側の開口部
１２２：後面側の開口部
１２２ａ：上端の開口部
１２２ｂ：下端の開口部
１３：空気チャネル
１３１：前面側の開口部
１３２：後面側の開口部
１４：駆動電極
１５Ａ、１５Ｂ：共通電極
１６Ａ：接続電極
１６１Ｂ：第１の接続電極
１６２Ｂ：第２の接続電極
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：配線
３１：絶縁層
３２：金属膜層
３３、３４：貫通電極
４、７：流路規制部材
４１、７１：絶縁層
４２、７２：金属膜層
５：配線基板
５１ａ、５１ｂ：張り出し部
５２：凹部
５３：配線電極
５４：開口
５５：インクマニホールド
６：ＦＰＣ
８：配線
８ａ：ボンディング部
５００：配線基板
５０１ａ、５０１ｂ：張り出し部
５０２：凹部
５０３：配線電極
５０４：開口
５０５：インクマニホールド
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッドに関し、詳しくは、インクを吐出するインクチャネルとインクを吐出しない空気チャネルとが交互に並設された複数のチャネル列を有するヘッドチップの駆動電極と駆動回路との間の電気的接続を容易に行い得るようにしたインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、チャネルを区画する駆動壁に形成した電極に電圧を印加することにより駆動壁をせん断変形させ、そのとき発生する圧力を利用してチャネル内のインクをノズルから吐出させるようにしたシェアモード型のインクジェットヘッドとして、前面及び後面にそれぞれチャネルの開口部が配置された所謂ハーモニカ型のヘッドチップを有するものが知られている。
【０００３】
このようなハーモニカ型のヘッドチップでは、如何にして各駆動電極と駆動回路との電気的接続を行うかが課題となる。
【０００４】
例えば、従来、チャネルの上部を閉蓋するヘッドチップのカバー基板に貫通電極を設けることにより、各チャネル内の駆動電極をヘッドチップのカバー基板表面に引き出し、このカバー基板の表面においてＦＰＣ等によって各駆動電極と駆動回路との電気的接続を図るようにしたインクジェットヘッドが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
しかし、カバー基板に貫通電極を設けることは、貫通孔の開設作業、貫通孔内への導電材の埋設作業等といった困難な作業を必要とする。このため、インクが吐出される面と反対側の面であるヘッドチップ後面に各駆動電極と導通する接続電極を引き出し形成し、このヘッドチップ後面に配線基板を接合させ、配線基板の端部にＦＰＣを接合することにより、各駆動電極と駆動回路との電気的接続を行うようにしたインクジェットヘッドも提案されている（特許文献２）。
【０００６】
このようにヘッドチップの後面に接続電極を引き出し形成することは、一般的な金属薄膜のパターニング方法を用いて行うことができるため、カバー基板に貫通電極を設けるものに比べ、簡単且つ高精度に接続電極を引き出し形成することが可能である。
【０００７】
ところで、シェアモード型のインクジェットヘッドは、一つの駆動壁を両隣のチャネルで共用しているため、隣接する１つおきのチャネル毎に、インクを吐出するインクチャネルとインクを吐出しない空気チャネルとに分けた独立チャネルタイプのインクジェットヘッドとしたものが知られている。
【０００８】
このような独立チャネルタイプのインクジェットヘッドの場合、各インクチャネルの駆動電極にはそれぞれ個別に電圧印加を行うが、各空気チャネルの駆動電極は一括して接地されるか、または共通の駆動電極に接続されるため、１つの共通電極によって配線することが可能である。従って、インクチャネルと空気チャネルが交互に並設されたチャネル列を挟んで、各接続電極と１つの共通電極とをヘッドチップ後面の両端部に振り分けて引き出し形成することにより、各接続電極のみをヘッドチップ後面の一方端部に並設されるようにし、ＦＰＣ等との電気的接続時の容易化を図ることが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−９０３７４号公報
【特許文献２】特開２００６−８２３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、インクチャネルと空気チャネルとが交互に並設されたチャネル列が２列以上並設されることにより高密度化が図られたヘッドチップの場合、チャネル列が隣接しているために、接続電極をヘッドチップの端部まで引き出すことができないことがある。例えばＡ列及びＢ列の２列のチャネル列を有するヘッドチップの場合、Ｂ列のインクチャネルからの接続電極は、Ａ列を越えた側のヘッドチップの端部に引き出すことが難しい問題がある。Ａ列のチャネル列を越えなくてはならないためである。
【００１０】
Ｂ列のインクチャネルからの接続電極をＡ列のチャネル列を越えて引き出す場合、Ａ列のインクチャネルと空気チャネルとの間を通して引き出すことも考えられるが、この隙間は極めて狭小であるため、電気的短絡や断線のおそれなく引き出し形成することは極めて困難を要する。
【００１１】
従って、チャネル列が複数列設けられた独立チャネルタイプのハーモニカ型のヘッドチップにおいても、インクチャネルからの接続電極をヘッドチップ後面の端部にまとめて並設させることにより、ＦＰＣ等との電気的接続時の容易化を図ることが望まれている。
【００１２】
そこで、本発明は、チャネル列が複数列設けられた独立チャネルタイプのハーモニカ型ヘッドチップ後面の端部に、各インクチャネルから引き出し形成された各接続電極を並設させることにより、ＦＰＣ等との電気的接続時の容易化を図ることが可能なインクジェットヘッドを提供することを課題とする。
【００１３】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１５】
請求項１記載の発明は、チャネルと圧電素子からなる駆動壁が交互に並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に駆動電極が形成され、前記チャネルは、インク吐出を行うインクチャネルとインク吐出を行わない空気チャネルとが交互に配置されてチャネル列を構成し、該チャネル列が複数並設されてなるヘッドチップを有し、前記駆動電極に電圧を印加することによって前記駆動壁をせん断変形させ、前記インクチャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、前記複数のチャネル列のうちのヘッドチップの端部側に位置するいずれかのチャネル列をＡ列、該Ａ列に隣接するチャネル列をＢ列とするとき、前記ヘッドチップの後面に、前記Ａ列の空気チャネルの駆動電極と導通する共通電極が前記Ｂ列側に向けて引き出し形成されており、前記Ｂ列の空気チャネルの駆動電極と導通する共通電極が、前記Ａ列側又は該Ａ列とは反対側に向けて引き出し形成されていると共に、前記Ａ列のインクチャネルの駆動電極と導通する接続電極が、前記ヘッドチップの端部に向けて引き出し形成されており、前記Ｂ列のインクチャネルの駆動電極と導通する接続電極が、前記Ａ列側に向けて引き出し形成され、且つ、該Ａ列の前記共通電極及び該Ａ列を跨いで、該Ａ列の前記接続電極と並列するように配線されていることを特徴とするインクジェットヘッドである。
【００１６】
請求項２記載の発明は、前記チャネル列は４列であり、前記ヘッドチップの端部側に位置する２つのチャネル列をそれぞれＡ列、内側に位置する２つのチャネル列をそれぞれＢ列とすることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドである。
【００１７】
請求項３記載の発明は、前記Ｂ列の各接続電極は、該Ｂ列の各インクチャネルから引き出された第１の接続電極と、前記Ａ列の各接続電極と並列するように配設された第２の接続電極とに分割されており、前記ヘッドチップの後面に臨む全空気チャネルの開口部のうち、少なくとも前記Ａ列の各空気チャネルの開口部は、絶縁層と金属膜層とを有する積層体が、前記絶縁層を前記ヘッドチップの後面側に位置させて接着されることにより閉塞され、且つ、該積層体は、前記第１の接続電極から前記第２の接続電極に亘る長さで形成されており、前記第１の接続電極と前記第２の接続電極とが前記積層体の金属膜層によってそれぞれ電気的に接続されてい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である。
【００１８】
請求項４記載の発明は、前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、それぞれ前記絶縁層を貫通する貫通電極が設けられており、該貫通電極によって前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドである。
【００１９】
請求項５記載の発明は、前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、前記絶縁層の少なくとも一部が除去されており、該絶縁層が除去された部位において前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドである。
【００２０】
請求項６記載の発明は、前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域に、前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通するように、導電性接着剤又は半田が塗布され、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドである。
【００２１】
請求項７記載の発明は、前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、前記積層体の端部が前記ヘッドチップの後面側に向けて折り曲げられ、該折り曲げられた部位において前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドである。
【００２２】
請求項８記載の発明は、前記積層体の絶縁層は、ドライエッチング可能な有機フィルムからなることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２３】
請求項９記載の発明は、前記積層体は、前記Ａ列の空気チャネル毎に独立して設けられていることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、前記積層体は、その両面がパラキシリレン及びその誘導体による膜によってコーティングされていることを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２５】
請求項１１記載の発明は、前記Ｂ列の各接続電極は、該Ｂ列の各インクチャネルから引き出された第１の接続電極と、前記Ａ列の各接続電極と並列するように配設された第２の接続電極とに分割されており、該第１の接続電極と第２の接続電極とがワイヤーボンディング法による配線によってそれぞれ電気的に接続されてい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である。
【００２６】
請求項１２記載の発明は、前記ヘッドチップは、前記ワイヤーボンディング法による配線のボンディング部に相当する領域が、非圧電材料で形成されていることを特徴とする請求項１１記載のインクジェットヘッドである。
【００２７】
請求項１３記載の発明は、前記ワイヤーボンディング法による配線が、パラキシリレン及びその誘導体による膜によってコーティングされていることを特徴とする請求項１１又は１２記載のインクジェットヘッドである。
【００２８】
請求項１４記載の発明は、前記ヘッドチップの後面に臨む各インクチャネルの開口部には、該開口部の開口面積を絞るように流路を規制する流路規制部材が、該インクチャネル毎に独立して設けられていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００２９】
請求項１５記載の発明は、前記流路規制部材は、前記各インクチャネルの開口部の上端又は下端の少なくとも一方が開口するように開口面積を絞っていることを特徴とする請求項１４記載のインクジェットヘッドである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、チャネル列が複数列設けられた独立チャネルタイプのハーモニカ型ヘッドチップ後面の端部に、各インクチャネルから引き出し形成された各接続電極を並設させることにより、ＦＰＣ等との電気的接続時の容易化を図ることが可能なインクジェットヘッドを提供することができる。
【００３１】
特に本発明によれば、４列のチャネル列を有するインクジェットヘッドでも、ＦＰＣ等との電気的接続時の容易化を図ることが可能であり、高解像度且つ高速なインクジェットヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３３】
図１は、本発明に係るインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た分解斜視図、図２（ａ）は、図１の(i)−(i)線断面図、図２（ｂ）は図１の(ii)−(ii)線断面図である。
【００３４】
図中、１はヘッドチップ、２はヘッドチップ１の前面に接合されたノズルプレートである。
【００３５】
なお、本明細書においては、ヘッドチップからインクが吐出される側の面を「前面」といい、その反対側の面を「後面」という。また、ヘッドチップにおいて並設されるチャネルを挟んで図示上下に位置する外側面をそれぞれ「上面」及び「下面」という。
【００３６】
ヘッドチップ１には、圧電素子からなる駆動壁１１とチャネル１２、１３とが交互に並設されたチャネル列が、図示上下に２列に並設されている。ここでは各チャネル列はそれぞれ９つのチャネル１２、１３を有するものを例示しているが、各チャネル列のチャネル数は何ら限定されない。
【００３７】
ここでは、図示下側に位置するチャネル列をＡ列、上側に位置するチャネル列をＢ列とする。
【００３８】
このヘッドチップ１は、各チャネル列が、チャネル一つおきにインクを吐出するインクチャネル１２とインクを吐出しない空気チャネル１３とが並設されることにより構成された独立チャネルタイプのヘッドチップである。各チャネル１２、１３の形状は、両側壁がヘッドチップ１の上面及び下面に対してほぼ垂直方向に延びており、そして互いに平行である。
【００３９】
ヘッドチップ１の前面及び後面には、それぞれ各チャネル１２、１３の前面側の開口部１２１、１３１と後面側の開口部１２２、１３２とが対向している。各チャネル１２、１３は、その後面側の開口部１２２、１３２から前面側の開口部１２１、１３１に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプである。
【００４０】
また、Ａ列とＢ列とは、各インクチャネル１２と各空気チャネル１３とが１ピッチずれて形成されている。すなわち、図１及び図２に示されるように、ヘッドチップ１を図示上下方向に見た場合、Ａ列のインクチャネル１２とＢ列の空気チャネル１３が同一線上に配置され、Ａ列の空気チャネル１３とＢ列のインクチャネル１２が同一線上に配置される関係となっている。
【００４１】
各チャネル１２、１３の内面全面には、それぞれＮｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属膜からなる駆動電極１４が密着形成されている。
【００４２】
また、ヘッドチップ１の後面には、Ａ列の全ての空気チャネル１３内の駆動電極１４と電気的に接続する１つの共通電極１５Ａが、チャネル列と直交する方向（図示上下方向）のうちの図示上方のＢ列側に向けて引き出し形成され、Ａ列とＢ列との間においてチャネル列方向（図示左右方向）に沿うように延びていると共に、Ｂ列の全ての空気チャネル１３内の駆動電極１４と電気的に接続する１つの共通電極１５Ｂが、Ａ列の共通電極１５Ａの引き出し方向と同一方向である図示上方のヘッドチップ１の後面の上端部に向けて引き出し形成され、該上端部側においてチャネル列方向（図示左右方向）に沿うように延びている。
【００４３】
なお、Ａ列及びＢ列の各共通電極１５Ａ、１５Ｂは、図１のようにチャネル列毎に個別に形成せず、図示しないが、Ａ列及びＢ列に共通な１本の共通電極とすることもできる。この場合、Ａ列の共通電極をＢ列側に向けて引き出し形成すると共に、Ｂ列の共通電極をＡ列側に向けて引き出し形成し、互いの引き出し先を１つにまとめ、Ａ列とＢ列の間においてチャネル列方向（図示左右方向）に沿って１本の共通電極を形成すればよい。
【００４４】
更に、ヘッドチップ１の後面には、Ａ列の各インクチャネル１２内の駆動電極１４と電気的に接続する接続電極１６Ａが、共通電極１５Ａの引き出し方向であるＢ列側とは反対方向である図示下方のヘッドチップ１の後面の下端部に向けてそれぞれ個別に引き出し形成され、該下端部側において並列している。
【００４５】
一方、Ｂ列の各インクチャネル１２には、内部の駆動電極１４と電気的に接続する第１の接続電極１６１Ｂが、共通電極１５Ｂの引き出し方向と反対方向である図示下方のＡ列側に向けて個別に引き出し形成され、該Ａ列の共通電極１５Ａの手前まで延びて並列している。
【００４６】
また、Ａ列の各空気チャネル１３よりもヘッドチップ１の後面の下端部側で、Ａ列の各接続電極１６Ａの間に位置するように、Ｂ列の各インクチャネル１２に対応する第２の接続電極１６２Ｂが個別に形成されてＡ列の接続電極１６Ａと並列している。これら第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂは、Ｂ列の各インクチャネル１２内の駆動電極１４に電圧印加を行うためにヘッドチップ１の後面に引き出し形成された接続電極である。すなわち、ヘッドチップ１の後面において、Ｂ列の各インクチャネル１２内の駆動電極１４と電気的に接続される接続電極は、これら第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとに分割されている。
【００４７】
従って、第１の接続電極１６１Ｂと該第１の接続電極１６１Ｂに対応する第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続する必要がある。このため、第１の接続電極１６１ＢからＡ列の共通電極１５Ａ及びＡ列を跨いで、第２の接続電極１６２Ｂに亘って配線３が形成されている。
【００４８】
配線３は、インクチャネル１２及び空気チャネル１３の幅よりも若干広幅の帯状に形成されており、第１の接続電極１６１ＢからＡ列の共通電極１５Ａ及びＡ列の空気チャネル１３を跨いで、該第１の接続電極１６１Ｂにそれぞれ対応する第２の接続電極１６２Ｂに亘る長さを有している。
【００４９】
この配線３は、Ｂ列の各インクチャネル１２に対応して個別に設けられており、図２（ｂ）に示すように、それぞれ絶縁層３１と金属膜層３２とからなる積層体により構成され、そのうちの絶縁層３１がヘッドチップ１の後面側に位置するように、第１の接続電極１６１Ｂから共通電極１５Ａ及びＡ列の空気チャネル１３を跨いで第２の接続電極１６２Ｂに掛け渡され、該ヘッドチップ１の後面に接着されている。このとき、配線３は、Ａ列の各空気チャネル１３の後面側の開口部１３２を完全に閉塞するように接着され、該Ａ列の各空気チャネル１３へのインクの流入を阻止するように流路を規制している。従って、配線３によって、Ａ列の各空気チャネル１３へのインク流入を規制する流路規制部材を兼ねることができるため、このように配線３をＡ列の各空気チャネル１３の開口部１３２を完全に閉塞するように接着することは好ましい態様である。
【００５０】
配線３には、第１の接続電極１６１Ｂと配線３の金属膜層３２とが重なる領域及び第２の接続電極１６２Ｂと配線３の金属膜層３２とが重なる領域において、それぞれ絶縁層３１を貫通する貫通電極３３、３４が形成されている。従って、配線３の金属膜層３２は、これら貫通電極３３、３４によってそれぞれ第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂと導通し、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続している。貫通電極３３、３４は、導通の信頼性を上げるため、それぞれ複数個ずつ形成してもよい。
【００５１】
この結果、Ｂ列の各インクチャネル１２内の駆動電極１４は、第１の接続電極１６１Ｂ、配線３の貫通電極３３、金属膜層３２及び貫通電極３４を経て第２の接続電極１６２Ｂと電気的に接続され、該第２の接続電極１６２ＢによってＡ列の各インクチャネル１２の接続電極１６Ａと並列してヘッドチップ１の後面の下端部側に引き出されている。
【００５２】
なお、Ｂ列の各空気チャネル１３の後面側の開口部１３２にも、Ａ列の各空気チャネル１３と同様にインクの流入を阻止するための流路規制部材４がそれぞれ個別に設けられ、各空気チャネル１３の開口部１３２を完全に閉塞している。この流路規制部材４は本発明において必須のものではないが、好ましく設けることができる。
【００５３】
流路規制部材４も、配線３と同様、絶縁層４１と金属膜層４２とからなる積層体によって構成し、そのうちの絶縁層４１がヘッドチップ１の後面側に配置されるように接着する構成とすることが好ましい。このように構成することにより、後述するように、配線３と同時に流路規制部材４をヘッドチップ１の後面に設けることができる。
【００５４】
ヘッドチップ１の前面には、ノズルプレート２が接合されている。ノズルプレート２には、Ａ列及びＢ列の各インクチャネル１２に対応する位置にのみノズル２１が開設されている。従って、インクを吐出しない各空気チャネル１３の前面側の開口部１３１はノズルプレート２によって閉塞されている。
【００５５】
次に、このようなインクジェットヘッドにおけるヘッドチップ１の製造例を図３〜図７に基づいて以下に説明するが、何らこれに限定されるものではない。
【００５６】
まず、１枚の基板１００上に、分極処理された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３（ａ））。
【００５７】
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にほぼ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３（ｂ））。
【００５８】
次いで、溝１０３を研削した側から、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の電極形成用金属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３（ｃ））。
【００５９】
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（図３（ｄ））。
【００６０】
次いで、このようにして得られたヘッド基板１０６を２枚用意して重ね合わせて接着し、溝１０３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列のチャネル列を有する複数個のハーモニカ型のヘッドチップ１を一度に作成する。各溝１０３はチャネル１２又は１３となり、各溝１０３内の金属膜１０４は駆動電極１４となり、隣接する溝１０３の間は駆動壁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…のインクチャネル１２の駆動長（Ｌ長）を決定するものであり、この駆動長に応じて適宜決定される（図３（ｅ））。
【００６１】
次いで、これにより得られたヘッドチップ１の後面にドライフィルム２００を貼着し、共通電極１５Ａ、１５Ｂを形成するための開口２０１Ａ、２０１Ｂと、接続電極１６Ａを形成するための開口２０２Ａと、第１の接続電極１６１Ｂを形成するための開口２０２Ｂと、第２の接続電極１６２Ｂを形成するための開口２０３Ｂとを露光、現像により形成する（図４）。
【００６２】
そして、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、２０２Ａ、２０２Ｂ、２０３Ｂ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の後面に、それぞれ共通電極１５Ａ、１５Ｂ、接続電極１６Ａ、第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂが形成される。
【００６３】
各インクチャネル１２内の駆動電極１４及び各空気チャネル１３内の駆動電極１４との接続を確実にするためには、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３（ｄ）に示すように上下に分かれている金属膜１０４同士の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を行うことが望ましい。
【００６４】
また、Ａｌ膜の形成方法としては蒸着に限らず、一般の薄膜形成方法を採用することができる。また、導電性ペーストをインクジェットで塗布する方法を用いることもできる。特にスパッタ法が、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、ヘッドチップ１の後面には、共通電極１５Ａ、１５Ｂ、接続電極１６Ａ、第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂのみが残存する（図５）。
【００６５】
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１２、１３の全面においても開口していることが望ましい。全面において開口していることにより、チャネル１２、１３内の現像液、洗浄水の除去が容易となる。
【００６６】
次いで、Ｂ列の各空気チャネル１３を完全に塞ぐ大きさを有する金属膜３０１と、Ｂ列の各第１の接続電極１６１Ｂ及び第２の接続電極１６２Ｂに亘る長さを有する金属膜３０２と、この金属膜３０２の第１の接続電極１６１Ｂと重なる領域の貫通電極３０３と、金属膜３０２の第２の接続電極１６２Ｂと重なる領域の貫通電極３０４とが形成された絶縁フィルム３００を、該絶縁フィルム３００の側がヘッドチップ１の後面に接するように、エポキシ系接着剤を用いて接着する（図６）。
【００６７】
ここで、絶縁フィルム３００としては、一般的なドライエッチングによってパターニングが可能な有機フィルムを用いることが好ましく、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からなる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いが、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を使用することも好ましい。
【００６８】
また、ドライエッチング可能な絶縁層として、シリコン基板を用いることもできる。但し、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。
【００６９】
絶縁フィルム３００の厚さは、強度の確保とドライエッチングの容易性の観点から、１０〜１００μｍとすることが好ましい。
【００７０】
この絶縁フィルム３００の一面に形成される金属膜３０２は、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続するための配線３の金属膜層３２として機能すると同時に、金属膜３０１と共に、後工程であるドライエッチング工程時におけるマスク材としても機能する。これら金属膜３０１、３０２に使用可能な金属としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｗ、Ｔｉ、Ａｕ等が挙げられるが、中でも、Ａｌは安価であり、パターニングも容易であることから好ましく、Ａｌをスパッタで形成し、通常の薄膜パターニング技術によりパターニングを行うことで形成することができる。
【００７１】
この金属膜３０１、３０２の厚さは、耐ドライエッチング性とパターニングの容易性の観点から、０．１〜５０μｍとすることが好ましい。
【００７２】
ここでは、絶縁フィルム３００として、予め貫通電極３０３、３０４を形成した厚さ２５μｍのポリイミドフィルムにＡｌをスパッタ装置で５μｍ形成した。
【００７３】
貫通電極３０３、３０４の形成方法としては、予め絶縁フィルム３００にレーザードドリリングで貫通孔を形成しておき、スルーホールめっきすることにより形成することができる。これにレジストを塗布し、通常のフォトリソグラフィー工程でレジストのパターニングを行い、燐酸でＡｌをエッチングして、図６に示されるような絶縁フィルム３００上にＡｌの金属膜３０１、３０２を孤立パターンで形成した。
【００７４】
これをエポキシ系接着剤（エポキシテクノロジー社製、エポテック３５３ＮＤ）でヘッドチップ１の後面に位置合わせして接着した。硬化条件は温度１００℃、３０分で、圧力１０ｋｇ／ｃｍ2とした。
【００７５】
なお、この他に、ポリイミドフィルム上に銅膜が形成されたＦＰＣ基板を用いることもできる。この場合、貫通電極は、銅膜と反対側からレーザードドリリングでポリイミドフィルムに銅膜に達する孔を開け、めっき法により銅膜から銅を貫通孔内に成長させることにより形成できる。貫通電極は、ポリイミドフィルム上面より飛び出して成長させ、いわゆるバンプとすることが、以下に示す加圧接着で電気的接続を取る場合に、接続を確実とすることができるので好ましい。銅のバンプの表面は酸化を防ぐために金めっきを行うことが好ましい。図７に、かかる方法によって作成された配線３におけるバンプの形成された貫通電極３３、３４の部分の断面拡大図を示す。
【００７６】
絶縁フィルム３００の接着時における貫通電極３０３、３０４と第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂ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、絶縁フィルム３００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の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂの表面はＡｕ、Ｐｔ等の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。
【００７７】
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の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂ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。
【００７８】
本実施形態では、Ａｌの酸化に注意して作製することで、Ａｌの表面にＡｕを形成したり、ＡＣＰ法を用いたりしなくても、ＮＣＰ法により電気的接続が可能であった。
【００７９】
なお、このように各金属膜３０１、３０２をパターニングした後の絶縁フィルム３００をヘッドチップ１の後面に接着する方法の他に、Ａｌ等の金属膜が一面に形成されているパターニング前のポリイミドフィルム等の絶縁フィルムをヘッドチップ１の後面に接着してから、金属膜３０１、３０２をエッチングによりパターニングしてもよい。この場合でも貫通電極３０３、３０４は予め形成しておく。
【００８０】
この場合、フォトマスクを用いてパターンを転写するが、ヘッドチップ１に対するフォトマスクの位置合わせは、露光装置を用いて行い、数μの位置精度で合わせることが可能であり、他の方法では得られない高い精度が得られる。しかも、この方法によれば、一面に形成されている金属膜の存在によって、絶縁フィルム３００の接着時の加熱、加圧によって該絶縁フィルム３００に伸びが発生しても、その後に金属膜３０１、３０２を所定位置にパターニングするので各空気チャネル１３や第１の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂとの位置ずれが生ずるおそれがない利点がある。
【００８１】
次に、このヘッドチップ１の後面に対してドライエッチングを行い、不要な絶縁フィルム３００を除去する。具体的なドライエッチングの手段としては、絶縁フィルム３００に用いられる樹脂に応じて適宜選択できる。例えば本実施形態のように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。ここでは酸素プラズマ装置として平行平板型ＲＦプラズマ装置を用い、真空排気後、酸素ガスを５０ｓｃｃｍ導入し、バルブを調整して圧力を１０Ｐａにした。周波数１３．５６ＭＨｚ、パワー５００Ｗの高周波を投入し、発生する酸素プラズマによりポリイミドを分解し除去
した。約１０分でポリイミドを除去することができる。このとき、表面の金属膜３０１、３０２は酸素プラズマによっては分解されないため、これら金属膜３０１、３０２がマスクとなって、その下側の絶縁フィルム３００はエッチングされないで残存する。
【００８２】
エッチングにはウェットエッチングも使用可能であるが、一般にウェットエッチング液は酸性やアルカリ性であり、駆動電極１４を侵すおそれがあるため、ドライエッチングが好ましい。しかも、万一、絶縁フィルム３００の接着時に接着剤の滲み出し等が発生しても、ドライエッチングする際に同時に不要な接着剤も分解除去できるので、余剰の接着剤がチャネルを塞いだり、電極表面を覆ったりする問題も解消する。
【００８３】
また、金属膜３０１、３０２でマスクされた部位以外の絶縁フィルム３００はドライエッチングによって全て除去されるため、ヘッドチップ１の後面に対して接着する段階では、絶縁フィルム３００の外形はヘッドチップ１の後面よりも大きくすることが可能であり、格段に作業性に優れる利点がある。
【００８４】
更に、ドライエッチング方法は以上の方法に限定されず、適宜選択することができる。
【００８５】
ヘッドチップ１の後面には、ドライエッチングにより残存した絶縁フィルム３００、金属膜３０２、貫通電極３０３、３０４によって、絶縁層３１、金属膜層３２及び貫通電極３３、３４を有する配線３が個別に形成され、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続する。また、Ｂ列の各空気チャネル１３にも、これと同時に、絶縁フィルム３００、金属膜３０１によって、絶縁層４１と金属膜層４２からなる矩形状の流路規制部材４がそれぞれ独立して個別に形成され、開口部１３２を完全に閉塞する（図８）。
【００８６】
なお、図４〜図６及び図８では駆動電極１４は図示省略している。
【００８７】
このように本発明によれば、複数のチャネル列（Ａ列、Ｂ列）の各インクチャネル１２内の駆動電極１４から引き出し形成される接続電極１６Ａと配線３を介した第１の接続電極１６１Ｂ及び第２の接続電極１６２Ｂとが、ヘッドチップ１の後面の端部に一列に配線されるので、各チャネル列の各インクチャネル１２内の駆動電極１４と駆動回路との電気的接続は、ＦＰＣ等を用いてヘッドチップ１の後面の端部のみに対して行うだけで可能となる。
【００８８】
しかも、配線３は、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとの電気的接続を行うと同時に、Ａ列の各空気チャネル１３の開口部１３２を完全に閉塞することによって流路規制部材としての機能を同時に果たすので、Ｂ列の各空気チャネル１３の開口部１３２も同様に流路規制部材４で閉塞することにより、全ての空気チャネル１３へのインクの流入を阻止する構成を簡単に得ることができる。
【００８９】
以上の実施形態では、第１の接続電極１６１Ｂと配線３の金属膜層３２との導通及び第２の接続電極１６２Ｂと配線３の金属膜層３２との導通を貫通電極３３、３４によって確保するようにしたが、これに限定されず、両者の導通が確保できれば、その他の様々な方法を採ることもできる。
【００９０】
例えば、図９、図１０に示すように第１の接続電極１６１Ｂと配線３の金属膜層３２とが重なる領域及び第２の接続電極１６２Ｂと配線３の金属膜層３２とが重なる領域において、配線３の絶縁層３１の少なくとも一部を除去し、該絶縁層３１が除去された除去部３１ａを形成するようにしてもよい。
【００９１】
図９（ａ）は絶縁層３１の一部を分断するように除去することにより除去部３１ａを形成した例の配線３の断面図、図９（ｂ）はその部分平面図を示しており、図１０（ａ）は絶縁層３１の一部に矩形状の開口を形成するように除去することにより除去部３１ａを形成した例の配線３の断面図、図１０（ｂ）はその部分平面図である。このように配線３に除去部３１ａを形成することにより、除去部３１ａには絶縁層３１の上面の金属膜層３２が絶縁層３１の下面に臨むようになる。
【００９２】
除去部３１ａは、金属膜層３２をパターン形成した後に、絶縁層３１側から選択的にエッチングを行うことで形成することができる。
【００９３】
このような除去部３１ａを有する配線３によって第１の接続電極１６１Ｂとの導通を図る方法を図１１に示す。
【００９４】
まず、配線３の除去部３１ａを第１の接続電極１６１Ｂ上に位置合わせして重ねた後（図１１（ａ））、除去部３１ａの上方を加熱、加圧して、除去部３１ａを通して金属膜層３２と第１の接続電極１６１Ｂとを接触させる（図１１（ｂ））。その後、ドライエッチングして、不要な絶縁層３１を除去する（図１１（ｃ））。第２の接続電極１６２Ｂとの導通も同様に行えばよい。
【００９５】
絶縁層３１をヘッドチップ１の後面に貼り付ける際の接着剤としては、エポキシ系接着剤が、耐インク性、接着力等の点から適している。除去部３１ａにおける金属膜層３２と第１の接続電極１６１Ｂとの電気的接続は、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取る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３１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の接続電極１６１Ｂ、第２の接続電極１６２Ｂ及び金属膜層３２の表面はＡｕ、Ｐｔ等の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。
【００９６】
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、金属粒子が金属膜層３２等の表面の酸化膜を突き破って接続を取るので、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。
【００９７】
この除去部３１ａを形成する方法では、絶縁層３１に除去部３１ａを形成すると、該除去部３１ａには金属膜層３２だけが残った状態となるため、金属膜層３２にはある程度の膜厚と強度が必要となる。この場合の金属膜層３２としては、ＡｌよりもＣｕを２０μｍ程度の膜厚で形成することが好ましい。更に接続の信頼性を向上させるためには、Ｎｉ／Ａｕめっきが施されていることが好ましい。
【００９８】
また、他の方法として、図１２に示すように、配線３をヘッドチップ１の後面に接着し、ドライエッチングして不要な絶縁層３１を除去した後、配線３の端部に、金属膜層３２と第１の接続電極１６１Ｂとに亘って導電性接着剤４００を塗布することによって両者の導通を図ることもできる。導電性接着剤４００としては、耐溶剤性があるものが好ましく、エポキシ系接着剤を成分とするものが好ましい。また、導電性接着剤４００に代えて、低融点半田を同様に塗布することによって導通を図ることもできる。第２の接続電極１６２Ｂとの導通も同様に行えばよい。
【００９９】
更に、他の方法として、図１３に示すように、配線３の端部を、表面に金属膜層３２が露出するように絶縁層３１を内側にして折り曲げて折曲部３ａを形成してもよい。第１の接続電極１６１Ｂ上に折曲部３ａを位置合わせして接続することで、図１１の場合と同様に、導通を図ることができる。この場合は、第１の接続電極１６１Ｂから第２の接続電極１６２Ｂにほぼ至る長さの金属膜がパターニングされた絶縁フィルムの端部を折り曲げて折曲部３ａを形成する必要があるため、Ｂ列の各空気チャネル１３の流路規制部材４は別個に形成する必要がある。第２の接続電極１６２Ｂとの導通も同様に行えばよい。
【０１００】
このようなヘッドチップ１の後面の各接続電極１６Ａ、各第２の接続電極１６２Ｂと駆動回路（図示せず）との電気的接続を行う具体的手段は特に問わず、様々な手段を採用することができる。例えば図１４に示すような配線基板５を接合することにより、ヘッドチップ１の後面に引き出し形成された各接続電極１６Ａ及び各第２の接続電極１６２Ｂと駆動回路（図示せず）との間の電気的接続を行うことができる。
【０１０１】
図１４は、配線基板５を接合した状態のヘッドチップ１を、図１の(ii)−(ii)線と同様の断面で示す断面図である。
【０１０２】
配線基板５は、非分極のＰＺＴやＡｌＮ−ＢＮ、ＡｌＮ等のセラミックス材料からなる板状の基板によって形成されている。また、低熱膨張のプラスチックやガラス等を用いることもできる。更には、ヘッドチップ１に使用されている圧電素子基板と同一の基板材料を脱分極して用いると好ましい。また、熱膨張率の差に起因するヘッドチップ１の歪み等の発生を抑えるため、ヘッドチップ１との熱膨張係数の差が±１ｐｐｍ以内となるように材料を選定することが更に好ましい。配線基板５を構成する材料は１枚板に限らず、薄板状の基板材料を複数枚積層して所望の厚みとなるように形成してもよい。
【０１０３】
配線基板５は、ヘッドチップ１のチャネル列方向と直交する方向（図１４における上下方向）に延び、ヘッドチップ１の上面及び下面からそれぞれ大きく張り出した張り出し部５１ａ、５１ｂを有している。また、ヘッドチップ１の後面と接合される配線基板５の一面には、その幅方向（チャネル列方向）に亘って延びる１本の凹部５２が形成されている。この凹部５２は、ヘッドチップ１のＡ列及びＢ列の両チャネル列方向に沿って全てのチャネル１２、１３の後面側の開口部１２２、１３２を覆うことができる大きさに溝加工されており、Ａ列及びＢ列の各インクチャネル１２（図１４ではＡ列のインクチャネル１２は図示されていない。）に対して共通にインクを供給するインク共通室を構成している。
【０１０４】
すなわち、凹部５２の図示上下方向の高さは、ヘッドチップ１後面のＡ列とＢ列とに亘る高さよりも大きく、ヘッドチップ１のチャネル列方向と直交する方向の厚さよりも小さい。これにより、配線基板５をヘッドチップ１の後面に接合すると、凹部５２内にＡ列及びＢ列の各チャネル列が全て収まるような状態となる。
【０１０５】
ヘッドチップ１後面の各配線３及び各流路規制部材４（図１４では示されていない。）はこの凹部５２内に収まっている。すなわち、配線基板５は、ヘッドチップ１の後面における上下両端部の配線３及び流路規制部材４が形成されていない極めて狭小な領域に接合されている。この領域は、Ａ列及びＢ列の各チャネル１２、１３に極めて近接しており（例えば０〜２００μｍ）、流路規制部材を従来のように１枚のプレート状の部材を接合することによって形成する場合では極めて高精度で困難な位置合わせ作業が要求されることになる。しかし、本実施形態によれば、パターニング技術を用いることにより配線３及び流路規制部材４を形成できるので、上述したように高い位置精度を確保でき、このように各チャネル１２、１３に極めて近接して形成することも容易であり、各接続電極１６Ａ（図１４においては示されていない。）や各第２の接続電極１６２Ｂ及び共通電極１５Ａ、１５Ｂとの電気的接続のための領域を容易に確保することができる。もちろん、この領域に接着剤がはみ出しても、ドライエッチング時に分解除去されるので、電気的接続に支障は生じない。
【０１０６】
配線基板５の一方の張り出し部５１ａには、ヘッドチップ１の後面の下端部に並設された接続電極１６Ａ及び第２の接続電極１６２Ｂと同数及び同ピッチで配線電極５３が形成されている。配線基板５は、各配線電極５３の一端と接続電極１６Ａ及び第２の接続電極１６２Ｂとが電気的に接続するように異方性導電ペースト等によってヘッドチップ１の後面に接合される。駆動回路と各インクチャネル１２の駆動電極１４とは、配線基板５の張り出し部５１ａにおいて各配線電極５３の他端にＦＰＣ６等を電気的に接合することによって行うことができる。駆動回路と各共通電極１５Ａ、１５Ｂとは、例えば配線基板５の側方において電気的に接続すればよい。
【０１０７】
インク共通室となる凹部５２へのインクの供給は、配線基板５をヘッドチップ１の後面に接合した際に凹部５２の両端又はいずれか一方端から行うことができるが、図１４に示すように、凹部５２の底部からヘッドチップ１との接合面と反対面に貫通する開口５４を形成し、凹部５２よりも大容量のインクを貯留可能な箱形状のインクマニホールド５５を更に接合することもできる。
【０１０８】
ところで、ヘッドチップ１において、インクチャネル１２内の駆動電極１４は、インクと直に接触するため、水系のインクを使用する場合は駆動電極１４の表面に保護膜が必要となる。また、配線３や流路規制部材４も直にインクと接触するため、溶剤系のインクを使用する場合には、これらを溶剤から保護するために保護膜が必要となる。そこで、ヘッドチップ１の後面に配線３や流路規制部材４を形成した後は、ヘッドチップ１の全面、すなわち各駆動電極１４の表面及び配線３、流路規制部材４の表面に対して保護膜を形成することが好ましい。
【０１０９】
保護膜としては、パラキシリレン及びその誘導体からなる被膜（以下、パリレン膜という。）を用いてコーティングすることが好ましい。パリレン膜は、ポリパラキシリレン樹脂及び／又はその誘導体樹脂からなる樹脂被膜であり、固体のジパラキシリレンダイマー又はその誘導体を蒸着源とする気相合成法（Chemical Vaper Deposition：ＣＶＤ法）により形成する。すなわち、ジパラキシリレンダイマーが気化、熱分解して発生したパラキシリレンラジカルが、ヘッドチップ１の表面に吸着して重合反応し、被膜を形成する。
【０１１０】
パリレン膜には、種々のパリレン膜があり、必要な性能等に応じて、各種のパリレン膜やそれら種々のパリレン膜を複数積層したような多層構成のパリレン膜等を所望のパリレン膜として適用することもできる。
【０１１１】
このようなパリレン膜の膜厚は、１μｍ〜１０μｍとすることが好ましい。
【０１１２】
パリレン膜は微細な領域にも浸透し、被膜を形成することができるので、ノズルプレート２を接合する前のヘッドチップ１に対して被覆形成することで、駆動電極１４はもちろんのこと、配線３及び流路規制部材４も、空気チャネル１３内に面する内面及びヘッドチップ１の後面に露呈する外面の両面がパリレン膜によって被覆されてインクから保護される。
【０１１３】
このパリレン膜の形成により、配線３及び流路規制部材４はその両面から保護され、その耐久性を大きく向上させることができる。
【０１１４】
また、万一、配線３及び流路規制部材４を被覆するパリレン膜にピンホールが発生して溶剤系のインクが浸透しても、パリレン膜自体は溶解せず、配線３及び流路規制部材４の両面に存在し続けるため、空気チャネル１３を閉塞する機能は容易には失われず、長期に亘って信頼性を保つことができる。
【０１１５】
しかも、本実施形態のように、配線３及び流路規制部材４を空気チャネル１３毎に独立して個別に閉塞するように形成することにより、パリレン膜にピンホール等が発生した場合の影響は、その空気チャネル１３だけにとどまり、他の空気チャネル１３には及ばないため、被害を最小限にとどめることができるという利点もある。
【０１１６】
このようにしてパリレン膜を形成する場合は、その後にノズルプレート２を接合する。
【０１１７】
また、図１４のように、ヘッドチップ１の後面に配線基板５を接合する場合は、ノズルプレート２をヘッドチップ１に接合する前であって、配線基板５をヘッドチップ１に接合した後に、上述したパリレン膜を形成する。これにより、各電極同士の電気的接続を確保できると共に、配線基板５とヘッドチップ１の接着層を保護することができる。
【０１１８】
以上説明した態様は、各インクチャネル１２の開口部１２２には何らインクの流入を規制する部材が設けられていないが、図１５に示すように、Ａ列及びＢ列の各インクチャネル１２の後面側の開口部に、該開口部の開口面積を絞るように流路規制部材７をそれぞれ独立して個別に形成するようにしてもよい。
【０１１９】
この流路規制部材７は、チャネル列方向に沿う幅方向が各インクチャネル１２の幅よりも若干大きく、幅方向に直交する上下方向は各インクチャネル１２の高さよりも小さい。このため、各流路規制部材７は、各インクチャネル１２の後面側の開口部を一部残して該開口部の中央部を塞ぐことにより開口面積を絞っており、各開口部はその上端及び下端だけが開口した状態となっている。
【０１２０】
これにより、各インクチャネル１２は、後面側の開口部の開口面積が流路規制部材７によって絞られるので、従来のインク供給口が開いた流路規制部材を用いる場合と同様、ヘッドを高速で駆動する場合のノズルのインクメニスカスの振動を有効に抑えることができる。
【０１２１】
しかも、この流路規制部材７は、従来の流路規制部材のようにインクチャネルの開口部の中央部にインク供給口を形成するものとは異なり、図１６に示すように、インクチャネル１２の開口部１２２の上端及び下端が開口してそれぞれ開口部１２２ａ、１２２ｂを形成しているので、インクａの吐出方向が重力方向ｇに対して斜めとなるようにインクジェットヘッドを傾斜させて設置すると、インクチャネル１２は、流路規制部材７によって閉塞されていない例えば開口部１２２ａが最上部に位置することになるため、インクチャネル１２内に発生した気泡ｂはこの最上部に集まり、開口部１２２ａから容易にヘッドチップ１外のインク共通室へ抜けていく。インク共通室内に気泡ｂが存在していても、もはや射出には影響しないため、気泡ｂに起因する不具合が発生することはない。
【０１２２】
このように各インクチャネル１２の後面側の開口部１２２を絞るように形成される流路規制部材７によって、該開口部１２２の上端及び下端を開口させるようにすることにより、泡抜け性に優れ、射出信頼性の高いヘッドとすることができる。
【０１２３】
各インクチャネル１２が流路規制部材７によって絞られた後の後面側の開口部１２２の開口面積は、ノズルプレート２に形成されたノズル２１の吐出側の開口面積の１〜１０倍とすることが好ましく、より好ましくは２〜５倍とすることである。最適な数値は射出テストを行った結果から得ることが望ましいが、本発明者の実験によれば、ノズル径２８μｍ（開口面積６１５μｍ2）のヘッドチップの場合、流路規制部材７によって絞られた後の後面側の開口部１２２の開口面積は２０００μｍ2が適切であった。
【０１２４】
なお、ここでは、インクチャネル１２の開口部１２２の上端及び下端が共に開口してそれぞれ開口部１２２ａ、１２２ｂが形成されるように流路規制部材７を形成した。これによれば、ヘッドチップ１の上面及び下面のいずれの側を上方に位置させも気泡ｂを抜くことができるため、インクジェットヘッドを斜めに設置する場合の規制がないために好ましい。しかし、本発明はこれに限らず、インクチャネル１２の後面側の開口部１２２における上端又は下端のいずれか一方のみが開口するように流路規制部材７を形成してもよい。この場合は、後面側の開口部１２２のうち流路規制部材７によって閉塞されずに開口している側が上方に位置するようにインクジェットヘッドを斜めに設置することで、気泡ｂを抜くことができる。
【０１２５】
この流路規制部材７の形成方法は特に問わないが、配線３、流路規制部材４と同様の構成とすることが好ましい。すなわち、図１６に示すように、流路規制部材７を絶縁層７１と金属膜層７２とからなる積層体によって構成し、そのうちの絶縁層７１がヘッドチップ１の後面に配置されるように接着することが好ましい。これによれば、この流路規制部材７も配線３や流路規制部材４と同時にドライエッチングすることによって高精度に独立した個別のパターン形成が可能となる。
【０１２６】
図１７は、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続するための他の態様を示しており、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとが、ワイヤーボンディング法による配線８によってそれぞれ電気的に接続されている。このような配線８をワイヤーボンディング法によって形成することによって、第１の接続電極１６１Ｂと第２の接続電極１６２Ｂとの間を所定のループ高さで配線することができるので、その間に存在する共通電極１５Ａ等との電気的短絡を簡単に防ぐことができる。
【０１２７】
ワイヤーボンディング法としては、ボールボンディング、ウェッジボンディングのいずれでもよい。
【０１２８】
また、配線８には、これらのワイヤーボンディングが可能な一般的な金属線を用いることができ、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ等が挙げられる。
【０１２９】
このように配線８をワイヤーボンディング法によって形成する場合、ヘッドチップ１において、配線８の端部が第１の接続電極１６１Ｂ及び第２の接続電極１６２Ｂとそれぞれ接合しているボンディング部８ａに相当する領域が、非圧電材料で形成されていることが好ましい。これらボンディング部８ａは、ボンディング時にキャピラリーやウェッジツールが衝突することにより形成されるため、この領域が衝撃に弱い圧電材料である場合、ヘッドチップ１の損傷を招くおそれがあるためである。
【０１３０】
図１７に示す態様では、Ａ列及びＢ列の２列のチャネル列を有するヘッドチップ１が、Ａ列のチャネル列を有するヘッドチップ１ＡとＢ列のチャネル列を有するヘッドチップ１Ｂとを接合してなり、ヘッドチップ１Ａは、接続電極１６Ａ及び第２の接続電極１６２Ｂが並設された下端部の領域１ａが非圧電材料で形成され、ヘッドチップ１Ｂは、第１の接続電極１６１Ｂが並設された下端部の領域１ｂが非圧電材料で形成されている。
【０１３１】
これらはヘッドチップ１Ａ、１Ｂの製造時、図３に示す基板１００に非圧電材料を用いることによって形成することができる。
【０１３２】
非圧電材料としては、一般にはセラミックス材料からなる板状の基板を用いることができるが、低熱膨張のプラスチックやガラス等を用いることもできる。更に、熱膨張率の差に起因するヘッドチップ１の歪み等の発生を抑えるため、各チャネル１２、１３を形成している圧電材料との熱膨張係数の差が±１ｐｐｍ以内となるように材料を選定することが更に好ましい。
【０１３３】
このように配線８をワイヤーボンディング法によって形成した場合も、これら配線８の表面に、前述したパラキシリレン及びその誘導体による膜をコーティングすることによって保護膜を形成しておくことが好ましい。
【０１３４】
なお、図１７に示す態様においても、図１と同様に、そのヘッドチップ１の後面に臨む各空気チャネル１３の開口部１３２を閉塞する流路規制部材４を設けるようにしてもよく、更に、図１５と同様に、各インクチャネル１２の開口部１２２の開口面積を絞るように流路規制部材７を設けるようにしてもよい。この場合、配線８は、これら流路規制部材４、７を設けた後に形成すればよい。
【０１３５】
以上の実施形態では、２列のチャネル列を有するヘッドチップ１を例示したが、本発明は２列のチャネル列を有するものに限らず、３列以上の複数のチャネル列を有するハーモニカ型の独立チャネルタイプのヘッドチップにも同様に適用することができる。
【０１３６】
例えば、図１８は、４列のチャネル列を有するハーモニカ型の独立チャネルタイプのヘッドチップ１００を示している。図１と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているので詳細な説明は省略する。
【０１３７】
４列のチャネル列を有するヘッドチップ１００は、例えば、図３（ｅ）に示されるヘッド基板１０６を４枚積層することによって作成することができる。
【０１３８】
このヘッドチップ１００では、４列のチャネル列のうち、ヘッドチップ１００の上端部側及び下端部側からそれぞれ隣接する２列ずつのチャネル列を１つのグループとみなすことにより本発明を適用することができる。すなわち、４列のチャネル列は、図示上端部側の隣接する２列のチャネル列のグループと図示下端部側の隣接する２列のチャネル列のグループとに分けられる。そして、各グループの２列のチャネル列を図１と同様にそれぞれＡ列及びＢ列とすることにより、ヘッドチップ１００の後面の上下両端側にそれぞれ駆動電極１４と電気的に接続する接続電極１６Ａ、第２の接続電極１６２Ｂを並設させることができる。従って、４列のチャネル列を有するヘッドチップ１００でも、各インクチャネル１２の駆動電極１４と駆動回路との電気的接続は、接続電極１６Ａ、第２の接続電極１６２Ｂによってヘッドチップ１００の上端部側及び下端部側において容易に行うことが可能となる。
【０１３９】
図１９は、図１８に示されるヘッドチップ１００の後面に配線基板５００を接合した状態の断面図である。
【０１４０】
この配線基板５００は、上下両端の張り出し部５０１ａ、５０１ｂにそれぞれ配線電極５０３が形成され、その一端がヘッドチップ１００の後面の上端部側及び下端部側にそれぞれ引き出されている接続電極１６Ａ、第２の接続電極１６２Ｂと電気的に接続している。従って、ＦＰＣ６は、配線基板５００の各張り出し部５０１ａ、５０１ｂにおいて配線電極５０３の他端とそれぞれ接合され、駆動回路と接続電極１６Ａ及び第２の接続電極１６２Ｂとを電気的に接続している。
【０１４１】
なお、この配線基板５００の凹部５０２は、ヘッドチップ１００の２列ずつのチャネル列をそれぞれ含むように２つ形成されている。各凹部５０２、５０２には、それぞれ開口５０４、５０４が設けられ、この開口５０４、５０４によって、独立したインクマニホールド５０５、５０５からインクがそれぞれ供給されるようになっている。このため、２つのインクマニホールド５０５、５０５内に異なる色のインクを供給すれば、１つのヘッドチップ１００から２色のインクを吐出することができる。
【０１４２】
しかし、ヘッドチップ１００が１色のインクを吐出するだけでよい場合は、ヘッドチップ１００の４列のチャネル列の全てを含む大きさの凹部５０２を、配線基板５００に１つだけ形成するようにするか、あるいは、配線基板５００の後面に、２つの凹部５０２、５０２とそれぞれ連通する２つの開口５０４、５０４を含む大きなインクマニホールド５０５を１つだけ接合するようにすればよい。
【０１４３】
このヘッドチップ１００にも、図１５と同様の流路規制部材７を設けることができる。また、図１７と同様に、ワイヤーボンディング法によって形成される配線８を採用することもできる。
【０１４４】
更に４列を超えるチャネル列を有するヘッドチップに対しても、ヘッドチップのチャネル列と直交する方向の端部側に位置する隣接する２列ずつのチャネル列に対して本発明を適用することにより、そのチャネル列のインクチャネルから引き出された接続電極をヘッドチップの端部に並設させることができ、多列のチャネル列を有するヘッドチップに対するＦＰＣ等との電気的接続の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明に係るインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た斜視図
【図２】（ａ）は図１の(i)−(i)線断面図、（ｂ）は図１の(ii)−(ii)線断面図
【図３】ヘッドチップの製造例を説明する図
【図４】ヘッドチップの製造例を説明する図
【図５】ヘッドチップの製造例を説明する図
【図６】ヘッドチップの製造例を説明する図
【図７】他の態様に係る配線のバンプの形成された貫通電極の部分を示す断面拡大図
【図８】ヘッドチップの製造例を説明する図
【図９】（ａ）は除去部を形成した配線を示す断面図、（ｂ）はその平面図
【図１０】（ａ）は除去部を形成した配線の他の態様を示す断面図、（ｂ）はその平面図
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は配線の他の導通の態様を示す断面図
【図１２】配線の他の導通の態様を示す断面図
【図１３】配線の他の導通の態様を示す断面図
【図１４】配線基板を設けたインクジェットヘッドの一例を示す断面図
【図１５】インクチャネルに流路規制部材を設けたインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た図
【図１６】図１５に示すヘッドチップを斜めに設置した状態を示す部分断面図
【図１７】第１の接続電極と第２の接続電極とを電気的に接続するための他の態様を示すインクジェットヘッドのヘッドチップ部分を後面側から見た斜視図
【図１８】４列のチャネル列を有するヘッドチップ部分を後面側から見た斜視図
【図１９】図１８に示されるヘッドチップの後面に配線基板を接合した状態を示す断面図
【符号の説明】
【０１４６】
１、１００：ヘッドチップ
１１：駆動壁
１２：インクチャネル
１２１：前面側の開口部
１２２：後面側の開口部
１２２ａ：上端の開口部
１２２ｂ：下端の開口部
１３：空気チャネル
１３１：前面側の開口部
１３２：後面側の開口部
１４：駆動電極
１５Ａ、１５Ｂ：共通電極
１６Ａ：接続電極
１６１Ｂ：第１の接続電極
１６２Ｂ：第２の接続電極
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：配線
３１：絶縁層
３２：金属膜層
３３、３４：貫通電極
４、７：流路規制部材
４１、７１：絶縁層
４２、７２：金属膜層
５：配線基板
５１ａ、５１ｂ：張り出し部
５２：凹部
５３：配線電極
５４：開口
５５：インクマニホールド
６：ＦＰＣ
８：配線
８ａ：ボンディング部
５００：配線基板
５０１ａ、５０１ｂ：張り出し部
５０２：凹部
５０３：配線電極
５０４：開口
５０５：インクマニホールド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルと圧電素子からなる駆動壁が交互に並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に駆動電極が形成され、前記チャネルは、インク吐出を行うインクチャネルとインク吐出を行わない空気チャネルとが交互に配置されてチャネル列を構成し、該チャネル列が複数並設されてなるヘッドチップを有し、前記駆動電極に電圧を印加することによって前記駆動壁をせん断変形させ、前記インクチャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、
前記複数のチャネル列のうちのヘッドチップの端部側に位置するいずれかのチャネル列をＡ列、該Ａ列に隣接するチャネル列をＢ列とするとき、
前記ヘッドチップの後面に、前記Ａ列の空気チャネルの駆動電極と導通する共通電極が前記Ｂ列側に向けて引き出し形成されており、前記Ｂ列の空気チャネルの駆動電極と導通する共通電極が、前記Ａ列側又は該Ａ列とは反対側に向けて引き出し形成されていると共に、
前記Ａ列のインクチャネルの駆動電極と導通する接続電極が、前記ヘッドチップの端部に向けて引き出し形成されており、前記Ｂ列のインクチャネルの駆動電極と導通する接続電極が、前記Ａ列側に向けて引き出し形成され、且つ、該Ａ列の前記共通電極及び該Ａ列を跨いで、該Ａ列の前記接続電極と並列するように配線されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記チャネル列は４列であり、前記ヘッドチップの端部側に位置する２つのチャネル列をそれぞれＡ列、内側に位置する２つのチャネル列をそれぞれＢ列とす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。
【請求項３】
前記Ｂ列の各接続電極は、該Ｂ列の各インクチャネルから引き出された第１の接続電極と、前記Ａ列の各接続電極と並列するように配設された第２の接続電極とに分割されており、
前記ヘッドチップの後面に臨む全空気チャネルの開口部のうち、少なくとも前記Ａ列の各空気チャネルの開口部は、絶縁層と金属膜層とを有する積層体が、前記絶縁層を前記ヘッドチップの後面側に位置させて接着されることにより閉塞され、且つ、該積層体は、前記第１の接続電極から前記第２の接続電極に亘る長さで形成されており、
前記第１の接続電極と前記第２の接続電極とが前記積層体の金属膜層によってそれぞれ電気的に接続されてい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。
【請求項４】
前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、それぞれ前記絶縁層を貫通する貫通電極が設けられており、該貫通電極によって前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、前記絶縁層の少なくとも一部が除去されており、該絶縁層が除去された部位において前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域に、前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通するように、導電性接着剤又は半田が塗布され、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、前記積層体の端部が前記ヘッドチップの後面側に向けて折り曲げられ、該折り曲げられた部位において前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記積層体の絶縁層は、ドライエッチング可能な有機フィルムからなることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記積層体は、前記Ａ列の空気チャネル毎に独立して設けられていることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記積層体は、その両面がパラキシリレン及びその誘導体による膜によってコーティングされていることを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記Ｂ列の各接続電極は、該Ｂ列の各インクチャネルから引き出された第１の接続電極と、前記Ａ列の各接続電極と並列するように配設された第２の接続電極とに分割されており、
該第１の接続電極と第２の接続電極とがワイヤーボンディング法による配線によってそれぞれ電気的に接続されてい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。
【請求項１２】
前記ヘッドチップは、前記ワイヤーボンディング法による配線のボンディング部に相当する領域が、非圧電材料で形成されていることを特徴とする請求項１１記載のインクジェットヘッド。
【請求項１３】
前記ワイヤーボンディング法による配線が、パラキシリレン及びその誘導体による膜によってコーティングされていることを特徴とする請求項１１又は１２記載のインクジェットヘッド。
【請求項１４】
前記ヘッドチップの後面に臨む各インクチャネルの開口部には、該開口部の開口面積を絞るように流路を規制する流路規制部材が、該インクチャネル毎に独立して設けられていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１５】
前記流路規制部材は、前記各インクチャネルの開口部の上端又は下端の少なくとも一方が開口するように開口面積を絞っていることを特徴とする請求項１４記載のインクジェットヘッド。
【請求項１】
チャネルと圧電素子からなる駆動壁が交互に並設されると共に、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、前記チャネル内に駆動電極が形成され、前記チャネルは、インク吐出を行うインクチャネルとインク吐出を行わない空気チャネルとが交互に配置されてチャネル列を構成し、該チャネル列が複数並設されてなるヘッドチップを有し、前記駆動電極に電圧を印加することによって前記駆動壁をせん断変形させ、前記インクチャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、
前記複数のチャネル列のうちのヘッドチップの端部側に位置するいずれかのチャネル列をＡ列、該Ａ列に隣接するチャネル列をＢ列とするとき、
前記ヘッドチップの後面に、前記Ａ列の空気チャネルの駆動電極と導通する共通電極が前記Ｂ列側に向けて引き出し形成されており、前記Ｂ列の空気チャネルの駆動電極と導通する共通電極が、前記Ａ列側又は該Ａ列とは反対側に向けて引き出し形成されていると共に、
前記Ａ列のインクチャネルの駆動電極と導通する接続電極が、前記ヘッドチップの端部に向けて引き出し形成されており、前記Ｂ列のインクチャネルの駆動電極と導通する接続電極が、前記Ａ列側に向けて引き出し形成され、且つ、該Ａ列の前記共通電極及び該Ａ列を跨いで、該Ａ列の前記接続電極と並列するように配線されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記チャネル列は４列であり、前記ヘッドチップの端部側に位置する２つのチャネル列をそれぞれＡ列、内側に位置する２つのチャネル列をそれぞれＢ列とす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。
【請求項３】
前記Ｂ列の各接続電極は、該Ｂ列の各インクチャネルから引き出された第１の接続電極と、前記Ａ列の各接続電極と並列するように配設された第２の接続電極とに分割されており、
前記ヘッドチップの後面に臨む全空気チャネルの開口部のうち、少なくとも前記Ａ列の各空気チャネルの開口部は、絶縁層と金属膜層とを有する積層体が、前記絶縁層を前記ヘッドチップの後面側に位置させて接着されることにより閉塞され、且つ、該積層体は、前記第１の接続電極から前記第２の接続電極に亘る長さで形成されており、
前記第１の接続電極と前記第２の接続電極とが前記積層体の金属膜層によってそれぞれ電気的に接続されてい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。
【請求項４】
前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、それぞれ前記絶縁層を貫通する貫通電極が設けられており、該貫通電極によって前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、前記絶縁層の少なくとも一部が除去されており、該絶縁層が除去された部位において前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域に、前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通するように、導電性接着剤又は半田が塗布され、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記積層体は、前記第１の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域及び前記第２の接続電極と前記積層体の金属膜層とが重なる領域において、前記積層体の端部が前記ヘッドチップの後面側に向けて折り曲げられ、該折り曲げられた部位において前記金属膜層が前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極とそれぞれ導通し、該第１の接続電極と第２の接続電極とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記積層体の絶縁層は、ドライエッチング可能な有機フィルムからなることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記積層体は、前記Ａ列の空気チャネル毎に独立して設けられていることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記積層体は、その両面がパラキシリレン及びその誘導体による膜によってコーティングされていることを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記Ｂ列の各接続電極は、該Ｂ列の各インクチャネルから引き出された第１の接続電極と、前記Ａ列の各接続電極と並列するように配設された第２の接続電極とに分割されており、
該第１の接続電極と第２の接続電極とがワイヤーボンディング法による配線によってそれぞれ電気的に接続されてい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。
【請求項１２】
前記ヘッドチップは、前記ワイヤーボンディング法による配線のボンディング部に相当する領域が、非圧電材料で形成されていることを特徴とする請求項１１記載のインクジェットヘッド。
【請求項１３】
前記ワイヤーボンディング法による配線が、パラキシリレン及びその誘導体による膜によってコーティングされていることを特徴とする請求項１１又は１２記載のインクジェットヘッド。
【請求項１４】
前記ヘッドチップの後面に臨む各インクチャネルの開口部には、該開口部の開口面積を絞るように流路を規制する流路規制部材が、該インクチャネル毎に独立して設けられていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１５】
前記流路規制部材は、前記各インクチャネルの開口部の上端又は下端の少なくとも一方が開口するように開口面積を絞っていることを特徴とする請求項１４記載のインクジェットヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００８−１４３１６７（Ｐ２００８−１４３１６７Ａ）
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４９００８（Ｐ２００７−２４９００８）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（３０５００２３９４）コニカミノルタＩＪ株式会社 (317)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（３０５００２３９４）コニカミノルタＩＪ株式会社 (317)
【Ｆターム（参考）】
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