JP2007296790A - 液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】電極が形成された２つの部材を電極同士が重なり合うように接着されることより形成される液体の流路を、新たなプロセスを追加することなく、確実に密閉できる液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドを提供する。
【解決手段】電圧印加用電極１３を表面に有し、内部に液体が供給される第１の部材１と、第１の部材１の電圧印加用電極１３と対応するように配列された配線電極２２を表面に有し、第１の部材１に供給される液体の流路を有する第２の部材２とを、接着することによって、第１の部材１と第２の部材２との間の液体の流路の周囲を液密状にする際、第１の部材１と第２の部材２の少なくともいずれかの部材の接着面で、電圧印加用電極１３または配線電極２２が形成されていない領域に、第１の部材１と第２の部材２との間で接着剤を毛管力により保持するためのダミー電極１５、２４を形成した後、第１の部材１と第２の部材２とを接着する。
【選択図】図５

Description

本発明は液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドに関し、詳しくは、それぞれ電圧印加用電極が配列されている２つの部材同士を接着剤を用いて接着することによって、電気的接続をすると同時に、それら部材間に形成される液体の流路を液密状に密閉するようにした液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドに関する。

液体を微小な液滴の状態で吐出可能な液体噴射ヘッドは、例えば、記録紙上にインク滴を吐出して画像等を記録するインクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッド等として広く普及してきている。

このような液体噴射ヘッドは、液体を吐出するための駆動素子として圧電素子を用い、複数のノズルに対応する圧電素子を選択的に駆動することにより、各圧電素子の動圧に基づいてノズルから液体を吐出させるようにしており、複数の部材同士を接着剤を用いて接着することによって形成される。

図１１はこのような液体噴射ヘッドの一例を示す斜視図、図１２はその背面図である。

この液体噴射ヘッドは、液体を吐出するための圧電素子を有するヘッドチップ１に多数のチャネル１１が並設されている。隣接するチャネル１１の間は圧電素子からなる駆動壁１２とされている。各チャネル１１は、ヘッドチップ１の後面のチャネル入口から前面のチャネル出口にかけてほぼストレート状に形成されており、ここでは多数が並設されることによって構成されるチャネル列が２列となるヘッドチップ１が示されている。

各チャネル１１内には駆動電極が設けられており、各チャネル１１内からヘッドチップ１の後面にかけて引き出され、引き出し電極１３が形成されている。

ヘッドチップ１の後面には、配線基板２が接着剤を用いて接着される。配線基板２は、ヘッドチップ１の周囲から張り出す程度の大きさに形成されている。

配線基板２の表面には、ヘッドチップ１の各チャネル１１内から後面にかけて引き出された引き出し電極１３に対応するように、配線電極２２が形成されており、引き出し電極１３と配線電極２２とが電気的に接続するようにして位置合わせされてヘッドチップ１の後面に接着されている。また、配線基板２のほぼ中央部には、ヘッドチップ１の後面に露呈している全てのチャネル１１を含む程度の大きさの開口２１が形成されている。

更に、ヘッドチップ１の前面には、ノズル３１が形成されたノズルプレート３が接着剤を用いて接着される。

この液体噴射ヘッドの構造では、配線基板２の各配線電極２２がヘッドチップ１との接着面から外部にはみ出して引き出されており、そのはみ出した部分の表面においてＦＰＣ（図示せず）等との電気的接続が可能となっている。また、ヘッドチップ１の後面には、配線基板２の開口２１を通して全てのチャネル１１が露出するので、この開口２１によって液体の流路が形成され、開口２１を通して各チャネル１１に共通に液体を供給することができるようになっている。

ヘッドチップ１と配線基板２との接着には、一般には加熱硬化型の異方導電性接着剤等が用いられ、ヘッドチップ１と配線基板２との接着面に接着剤１００を塗布した後、加熱及び加圧することにより接着剤１００を硬化させる。このとき、ヘッドチップ１の各チャネル１１に供給される液体の漏れをなくすようにするため、この接着剤１００によって、液体の流路となる開口２１の周囲を確実に密閉して液密状とする必要がある。

液体の流路の周囲を封止するには、普通、シーリング接着剤、例えば、シリコーン接着剤が使用される。これは通常、接着する部材を重ね、外側から接着剤を塗布して、隙間に染み込ませる事で行われる。しかし、電極の電気的接続、配線基板の接着、液体の流路の周囲の封止を行うには、異方導電性接着剤、エポキシ接着剤、シリコーン接着剤を使い分けねばならず、工程が長くなり不便である。これを異方導電性接着剤だけで行えれば、１回の接着ですむので極めて有用である。

ここで、ヘッドチップ１と配線基板２との間には、引き出し電極１３と配線電極２２とが重なり合うことで、図１３に示すように、引き出し電極１３の高さ（厚み）＋配線電極２２の高さ（厚み）にほぼ相当する隙間ｇが形成されているため、塗布された接着剤１００は、加熱による粘度低下等によって、この隙間ｇ内を流動する。このとき、引き出し電極１３及び配線電極２２が配列されている電極形成領域２００では、接着剤１００の一部は隙間ｇの外部に流れ出る場合もあるが、大部分は隣接する電極同士の重なり部分の間及びヘッドチップ１と配線基板２との間で毛管力によって保持されて残るため、この保持された接着剤１００が硬化することによって確実に密閉されて液密状とされる。

ところが、電極が形成されない領域は、電極形成領域２００のような毛管力が働かないため、接着剤１００は隙間ｇの間を比較的自由に流動し得る状態にあり、塗布時は十分な接着剤量であっても、加熱による粘度低下等によって流動して十分に保持されないまま隙間ｇから流れ出てしまい、ヘッドチップ１と配線基板２との間に接着剤１００が存在しなくなった非接着部１００ａが形成されてしまう場合がある。ヘッドチップ１と配線基板２との間にこのような非接着部１００ａが形成されてしまうと、配線基板２の開口２１を流路とする液体が非接着部１００ａから外部に漏出してしまうおそれがあるため好ましくない。

このような問題は加熱硬化型の接着剤に限らず、常温硬化型の接着剤を使用した場合でも生じる場合がある。

このような非接着部１００ａの形成を防止するには、比較的多量の接着剤を塗布すればよいが、接着剤の塗布量を多くすると、隙間ｇから流れ出した接着剤がチャネル１１内に入り込んで塞いでしまう等の別の問題が発生してしまう。

従来では、特許文献１、２に、堰を設けて接着剤の流れ出しを防止する技術や、特許文献３〜９に、接着剤の逃がし溝を設けて接着剤の流れ出しを防止する技術が提案されている。

また、特許文献１０、１１には、毛管力を利用して必要な部分に接着剤を流し込む技術も提案されている。

しかし、これらいずれの技術も、接着剤の流出防止のために、堰や逃がし溝等といった新規な構造を別途付加する必要があり、通常の製造プロセスに別途新たなプロセスを追加する必要がある。このため、工程の煩雑化や工数の増加によってコスト増を招く問題がある。

さらに、特許文献１２には、電極同士を電気的に接続する方法であって、毛細管現象を用いて、所望の位置に導電性液滴状体を配置する方法であり、接続する電極と電極の間に隙間を設けておき、ここに接着剤を、インクジェットや他の方法により吐出して、この隙間に毛管力により、接着剤を吸収させる方法が開示されている。しかし、本発明のように電気的接続とシール接着とを同時に行う方法とは異なる。
特開平７−２８５２２３号公報 特開２０００−２１８７８９号公報 特開平８−５２８７２号公報 特開平１１−３４８２８２号公報 特開２００２−２４０２７２号公報 特開２００３−２２６０１９号公報 特開２００５−２２０８８号公報 特開２００５−５９３９９号公報 特開２００５−５９４１０号公報 特開平１１−１２９４６６号公報 特開２００２−９６４７７号公報 特開２００５−１５８７７６号公報

そこで、本発明は、それぞれ電極が形成された２つの部材を電極同士が重なり合うようにして接着されることにより形成される液体の流路を、通常の製造プロセスに新たなプロセスを追加する必要なく、簡単な方法で、接着剤によって確実に密閉することができる液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドを提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかになる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

請求項１記載の発明は、多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、内部に液体が供給される第１の部材と、前記第１の部材の前記電圧印加用電極と対応するように多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、前記第１の部材に供給される液体の流路を有する第２の部材とを、前記第１の部材の各電圧印加用電極と前記第２の部材の各電圧印加用電極とが電気的に接続するように接着剤を用いて接着することによって、前記第１の部材と前記第２の部材との間の前記液体の流路の周囲を液密状にするようにした液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記第１の部材と前記第２の部材の少なくともいずれかの部材の接着面で、前記電圧印加用電極が形成されていない領域に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するためのダミー電極を形成した後、前記第１の部材と前記第２の部材とを接着剤を用いて接着することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法である。

請求項２記載の発明は、前記ダミー電極を、前記第１の部材と前記第２の部材とにそれぞれ形成し、且つ、接着時に前記第１の部材のダミー電極と前記第２の部材のダミー電極との少なくとも一部が互いに重なり合うように形成することを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッドの製造方法である。

請求項３記載の発明は、前記電圧印加用電極と前記ダミー電極とを、マスクを用いて金属被膜を選択的に形成することによって、同時に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッドの製造方法である。

請求項４記載の発明は、多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、内部に液体が供給される第１の部材と、前記第１の部材の前記電圧印加用電極と対応するように多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、前記第１の部材に供給される液体の流路を有する第２の部材とを、前記第１の部材の各電圧印加用電極と前記第２の部材の各電圧印加用電極とが電気的に接続するように接着剤を用いて接着することによって、前記第１の部材と前記第２の部材との間を密閉し、前記液体の流路の周囲を液密状にするようにした液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記第１の部材と前記第２の部材の少なくともいずれかの部材の前記電圧印加用電極のうちの端部の電圧印加用電極に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するように、前記液体の流路の周囲のうちの前記電圧印加用電極が形成されていない領域まで引き延ばされた電極延長部を形成した後、前記第１の部材と前記第２の部材とを接着剤を用いて接着することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法である。

請求項５記載の発明は、前記電極延長部を、前記第１の部材と前記第２の部材の両方に形成し、且つ、接着時に前記第１の部材の前記電極延長部と前記第２の部材の前記電極延長部との少なくとも一部が互いに重なり合うように形成した後、前記第１の部材と前記第２の部材とを接着剤を用いて接着することを特徴とする請求項４記載の液体噴射ヘッドの製造方法である。

請求項６記載の発明は、前記電極延長部を、マスクを用いて金属被膜を選択的に形成することによって、前記電圧印加用電極と同時に形成することを特徴とする請求項４又は５記載の液体噴射ヘッドの製造方法である。

請求項７記載の発明は、前記電極延長部を、前記第１の部材と前記第２の部材のうちの一方の部材に形成すると共に、他方の部材の接着面で、前記電圧印加用電極が形成されていない領域に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するためのダミー電極を形成し、且つ、接着時に前記第１の部材の前記電極延長部又は前記ダミー電極と前記第２の部材の前記ダミー電極又は前記電極延長部との少なくとも一部が互いに重なり合うように形成した後、前記第１の部材と前記第２の部材とを接着剤を用いて接着することを特徴とする請求項４記載の液体噴射ヘッドの製造方法である。

請求項８記載の発明は、前記電極延長部及び前記ダミー電極を、マスクを用いて金属被膜を選択的に形成することによって、前記電圧印加用電極と同時に形成することを特徴とする請求項７記載の液体噴射ヘッドの製造方法である。

請求項９記載の発明は、多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、内部に液体が供給される第１の部材と、前記第１の部材の前記電圧印加用電極と対応するように多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、前記第１の部材に供給される液体の流路を有する第２の部材とを、前記第１の部材の各電圧印加用電極と前記第２の部材の各電圧印加用電極とが電気的に接続するように接着剤を用いて接着することによって、前記第１の部材と前記第２の部材との間が密閉され、前記液体の流路の周囲が液密状とされた液体噴射ヘッドであって、前記第１の部材と前記第２の部材の少なくともいずれかの部材の接着面で、前記液体の流路の周囲のうちの前記電圧印加用電極が形成されていない領域に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するためのダミー電極が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドである。

請求項１０記載の発明は、前記ダミー電極は、前記第１の部材と前記第２の部材とにそれぞれ形成され、且つ、前記第１の部材のダミー電極と前記第２の部材のダミー電極との少なくとも一部が互いに重なり合っていることを特徴とする請求項９記載の液体噴射ヘッドである。

請求項１１記載の発明は、多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、内部に液体が供給される第１の部材と、前記第１の部材の前記電圧印加用電極と対応するように多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、前記第１の部材に供給される液体の流路を有する第２の部材とを、前記第１の部材の各電圧印加用電極と前記第２の部材の各電圧印加用電極とが電気的に接続するように接着剤を用いて接着することによって、前記第１の部材と前記第２の部材との間が密閉され、前記液体の流路の周囲が液密状とされた液体噴射ヘッドであって、前記第１の部材と前記第２の部材の少なくともいずれかの部材の前記電圧印加用電極のうちの端部の電圧印加用電極に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するように、前記液体の流路の周囲のうちの前記電圧印加用電極が形成されていない領域まで引き延ばされた電極延長部が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドである。

請求項１２記載の発明は、前記電極延長部は前記第１の部材と前記第２の部材の両方に形成され、且つ、前記第１の部材の前記電極延長部と前記第２の部材の前記電極延長部との少なくとも一部が互いに重なり合っていることを特徴とする請求項１１記載の液体噴射ヘッドである。

請求項１３記載の発明は、前記電極延長部は、前記第１の部材と前記第２の部材のうちの一方の部材に形成されると共に、他方の部材の接着面で、前記電圧印加用電極が形成されていない領域に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するためのダミー電極が形成され、且つ、前記第１の部材の前記電極延長部又は前記ダミー電極と前記第２の部材の前記ダミー電極又は前記電極延長部との少なくとも一部が互いに重なり合っていることを特徴とする請求項１１記載の液体噴射ヘッドである。

本発明によれば、それぞれ電極が形成された２つの部材を電極同士が重なり合うようにして接着されることにより形成される液体の流路を、通常の製造プロセスに新たなプロセスを追加する必要なく、簡単な方法で、接着剤によって確実に密閉することができる液体噴射ヘッドの製造方法及び液体噴射ヘッドを提供することができる。

更に、ダミー電極を設けることにより、接着する両部材の接着面の圧力をより均一化することができるため、両者の部材の変形を防ぎ、応力がかかった状態での接着を防止できる。

すなわち、本発明の構成をとることにより、電気的接続の信頼性をさらに高め、液体の流路の周囲の密閉を確実にし、液体噴射ヘッドとしての性能、信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係る液体噴射ヘッドのヘッドチップ（第１の部材）の背面図である。

液体を吐出するための圧電素子を有するヘッドチップ１には、多数のチャネル１１が並設されている。ヘッドチップ１の各チャネル１１は、ヘッドチップ１の後面のチャネル入口から前面のチャネル出口にかけてほぼストレート状に形成されており、多数並設されるチャネル１１、１１…によってチャネル列１１Ａが形成され、このヘッドチップ１では図示上下２列のチャネル列１１Ａ、１１Ａが形成されている。

このヘッドチップ１は、各チャネル列１１Ａ、１１Ａ内において隣接するチャネル１１、１１の間が圧電素子からなる駆動壁１２とされ、この駆動壁１２の両側から電圧を印加すると、駆動壁１２がくの字型にせん断変形し、チャネル１１の容積を縮小させ、チャネル１１内の例えばインク等の液体に吐出のための圧力を付与し、図示しないノズルから微小液滴状に吐出させる。

各チャネル１１内には、駆動壁１２をせん断変形させる電圧印加を行うための不図示の駆動電極が内面に密着形成されている。この駆動電極は、各チャネル１１内からヘッドチップ１の後面まで引き出されており、ヘッドチップ１の後面には、このチャネル１１内から引き出された引き出し電極１３が形成されている。引き出し電極１３は、チャネル列１１Ａと１１Ａとで互いに反対側に向けて引き出されており、それら引き出し電極１３が配列されることにより、ヘッドチップ１の後面に電極形成領域１４が形成される。

本発明では、このようなヘッドチップ１の後面の、電極形成領域１４、１４以外の引き出し電極１３が形成されていない領域に、ヘッドチップ１と後述する配線基板２との間で接着剤を毛管力により保持するためのダミー電極１５が、引き出し電極１３と同一高さ（厚み）で形成される。ここではヘッドチップ１の図示左右両端の縁部にかけて、それぞれコの字形状のダミー電極１５が、間にチャネル列１１Ａ、１１Ａを挟むように対向状に形成されている。これらダミー電極１５は、引き出し電極１３とは接触しないように形成される。

このようなダミー電極１５の形成は、マスクを用いて金属被膜を選択的に形成することによって、ヘッドチップ１に引き出し電極１３を形成する工程と同一工程で行うことができる。

例えば、図２に示すように、チャネル１１及び各チャネル１１内に駆動電極が形成されたヘッドチップ１を用意し、その後面に、引き出し電極１３及びダミー電極１５の配列パターンと同一パターンの開口１６ａ、１６ｂを有するマスク１６を、各開口１６ａ内にそれぞれチャネル１１が露出するように設ける。マスク１６の開口１６ａは引き出し電極１３を形成するための開口であり、開口１６ｂはダミー電極１５を形成するための開口である。このようなマスク１６には、電極形成時に通常使用されるマスクを用いることができ、例えばメタルマスク等が挙げられる。

このようにしてヘッドチップ１の後面にマスク１６を設けた後、その表面から例えばＮｉ、Ａｌ、Ａｕ等の電極形成用金属を、例えば蒸着法やスパッタリング法等によって適用し、開口１６ａ内と開口１６ｂ内のみに選択的に金属被膜を形成する。その後、マスク１６を除去することで、ヘッドチップ１の後面に、金属被膜の厚みに相当する同一高さ（厚み）の凸状の引き出し電極１３とダミー電極１５とを同時に形成することができる。しかも、この工程は、通常の引き出し電極１３の形成工程そのままであるため、単にマスク１６に形成する開口の配列パターンをダミー電極１５に合わせて若干追加変更するだけで済み、工数の増加もなくダミー電極１５を簡単に形成することができる。

マスクを用いてダミー電極１５を引き出し電極１３と同一工程で形成するには、この他、通常の電極形成に使用されるマスクを用いることもできる。例えば、ヘッドチップ１の後面にドライフィルムを貼着又はレジストを塗布し、それをガラスマスクを用いて露光、現像することにより、ネガ方式又はポジ方式によりパターニングし、蒸着法やスパッタリング法等によって選択的に金属被膜を形成した後、ドライフィルム又はレジストを除去することにより、引き出し電極１３とダミー電極１５とを同時に形成する方法でもよい。

また、ヘッドチップ１の後面全面に金属被膜を形成した後、ドライフィルムを貼着又はレジストを塗布し、露光、現像してエッチング液に浸漬することによってパターニングし、引き出し電極１３とダミー電極１５とを同時に形成する方法でもよい。

更に、予め引き出し電極１３とダミー電極１５の形成パターンを有する微小なメッシュ状のスクリーンマスクを用い、導電ペーストをスクリーンマスク上から適用してメッシュ状の穴を通して導電ペーストをスクリーン印刷し、加熱又は焼成して硬化させることによって引き出し電極１３とダミー電極１５とを同時に形成する方法でもよい。

図３は、ヘッドチップ１の後面に貼着される配線基板（第２の部材）の正面図である。

配線基板２は、ヘッドチップ１の後面の面積よりも大きな面積を有する例えばセラミックス等の平板によって形成されており、そのほぼ中央部には、ヘッドチップ１の後面に接着された際に、ヘッドチップ１の全てのチャネル１１を露出させる程度の大きさを有する開口部２１が形成されている。

また、開口部２１から配線基板２の図示上下端部にかけて、ヘッドチップ１の後面に接着された際に、ヘッドチップ１の各チャネル列１１Ａ、１１Ａの引き出し電極１３にそれぞれ対応するように、配線電極２２が同一配列パターンで形成されることにより、電極形成領域２３が形成されている。この配線電極２２は、開口部２１側の一端がヘッドチップ１の対応する引き出し電極１３と電気的に接続されることで、他端に接続されるＦＰＣ等（図示せず）を介して駆動ＩＣ（図示せず）からの駆動電圧を各チャネル１１内の駆動電極に印加する電圧印加用の電極である。

本発明では、このような配線基板２において、図３において破線で示されるヘッドチップ１の接着領域内で、電極形成領域２３、２３よりも外側の配線電極２２が形成されていない領域に、上記ヘッドチップ１と配線基板２との間で接着剤を毛管力により保持するためのダミー電極２４が、配線電極２２と同一高さ（厚み）で形成される。ここでは、ヘッドチップ１の接着領域の図示左右両端に、それぞれコの字形状のダミー電極２４が、開口部２１と各配線電極２２を間に挟むように対向状に形成されている。このダミー電極２４の形状は、ヘッドチップ１に形成されたダミー電極１５と重ね合わせたときに合致するように、ダミー電極１５と鏡対象に形成されている。これらダミー電極２４は、配線電極２２とは接触しないように形成される。

このようなダミー電極２４の形成は、マスクを用いて金属被膜を選択的に形成することによって、配線基板２に配線電極２２を形成すると同一工程で行うことができる。

例えば、図４に示すように、開口部２１が形成された配線基板２の表面に、配線電極２２及びダミー電極２４の配列パターンと同一パターンの開口２５ａ、２５ｂを有するマスク２５を設ける。マスク２５の開口２５ａは配線電極２２を形成するための開口であり、開口２５ｂはダミー電極２４を形成するための開口である。マスク２５には、電極形成時に通常使用されるマスクを用いることができ、例えばメタルマスク等が挙げられる。

配線基板２の表面にこのマスク２５を設けた後、その表面から例えばＮｉ、Ａｌ、Ａｕ等の電極形成用金属を、例えば蒸着法やスパッタリング法等によって適用し、開口２５ａ内と開口２５ｂ内のみに選択的に金属被膜を形成する。その後、マスク２５を除去することで、配線基板２の表面に、金属被膜の厚みに相当する同一高さ（厚み）の凸状の配線電極２２とダミー電極２４とを同時に形成することができる。しかも、この工程は、通常の配線電極２２の形成工程そのままであるため、単にマスク２５に形成する開口の配列パターンをダミー電極２４に合わせて若干追加変更するだけで済み、工数の増加もなくダミー電極２４を簡単に形成することができる。

マスクを用いてダミー電極２４を配線電極２２と同一工程で形成するには、この他、通常の電極形成に使用されるマスクを用いることもできる。例えば、配線基板２の表面にドライフィルムを貼着又はレジストを塗布し、それをガラスマスクを用いて露光、現像することにより、ネガ方式又はポジ方式によりパターニングし、蒸着法やスパッタリング法等によって選択的に金属被膜を形成した後、ドライフィルム又はレジストを除去することにより、配線電極２２とダミー電極２４とを同時に形成する方法でもよい。

また、配線基板２の表面全面に金属被膜を形成した後、ドライフィルムを貼着又はレジストを塗布し、露光、現像してエッチング液に浸漬することによってパターニングし、配線電極２２とダミー電極２４とを同時に形成する方法でもよい。

更に、予め配線電極２２とダミー電極２４の形成パターンを有する微小なメッシュ状のスクリーンマスクを用い、導電ペーストをスクリーンマスク上から適用してメッシュ状の穴を通して導電ペーストをスクリーン印刷し、加熱又は焼成して硬化させることによって配線電極２２とダミー電極２４とを同時に形成する方法でもよい。

このようにして形成されたヘッドチップ１と配線基板２は、両者の接着面にそれぞれ例えば導電性微粒子を含有する異方導電性接着剤を塗布した後、図５に示すように、ヘッドチップ１の各引き出し電極１３と配線基板２の各配線電極２２とを電気的に接続するように位置合わせして重ね合わせ、所定温度及び所定時間で加熱及び加圧して接着剤を硬化させる。

異方導電性接着剤は、室温における粘度が１〜２万cp程度のものを使用した。常温では流れ出しは起こらないが、硬化時、約１００℃に加熱すると、粘度が１／１００程度に低下して簡単に流れ出しが起きる。また、常温硬化型の接着剤でも、粘度の低いものを使用すれば同様に流れ出しは起きる。

また、異方導電性接着剤の塗布は、引き出し電極１３、配線電極２２及びダミー電極１５、２４の凸状部とその周辺に、ディスペンサーから供給する。接着剤の塗布場所に多少のばらつきがあっても、引き出し電極１３、配線電極２２及びダミー電極１５、２４の間にある狭い空隙に毛管力により保持されるので、確実に密封できる。

また、ヘッドチップ１の前面には、ノズル３１が形成されたノズルプレート３を接着剤を用いて接着する。これにより液体噴射ヘッドが得られる。

図６は、ヘッドチップ１を接着した配線基板２の部分背面図、図７は、図６中の(vii)−(vii)線に沿う断面図を示している。

ヘッドチップ１と配線基板２とを接着剤を用いて接着すると、引き出し電極１３と配線電極２２との重なり部分及びダミー電極１５とダミー電極２４との重なり部分は接着剤によって密着し、更に、横方向が隣接する引き出し電極１３と配線電極２２との重なり部分によって囲まれると共に上下方向がヘッドチップ１と配線基板２とによって囲まれる空隙４内は、加熱時の粘度低下等によって流動した接着剤１００が入り込み、それが毛管力によって保持された状態で硬化することにより密閉され液密状とされるのはもちろんのこと、横方向がダミー電極１５とダミー電極２４との重なり部分及び引き出し電極１３と配線電極２２との重なり部分によって囲まれると共に上下方向がヘッドチップ１と配線基板２とによって囲まれる空隙５内にも、加熱時の粘度低下等により流動した接着剤１００が入り込み、それが毛管力によって保持された状態で硬化することによって密閉されて液密状とされる。これにより、ヘッドチップ１と配線基板２との間で液体の流路を構成する開口２１の周囲は、全て接着剤１００によって完全に封止される。

ここで、毛管力とは細管に液体が自発的に引き込まれる現象である。垂直に置いた毛細管に液体が吸い込まれる高さは、ｈ＝２σcosθ／ρｇｒで表される。ｈ＝浸透距離（ｍ）、σ＝表面張力（ｍＮ／ｍ）、θ＝接触角、ρ＝液の密度（ｋｇ／ｍ^３）、ｒ＝毛細管の半径（ｍ）である。毛管力は、接着剤の表面張力と接触角のcosに比例して、液体の密度と毛細管の半径に反比例することが分かる。このように毛管力は、毛細管の半径に反比例するので、液体は広い場所から狭い隙間には自発的に浸入することができるが、狭い場所から広い場所に自発的には移動できない。接着箇所に狭い空隙５を設けておけば、接着剤はここから流れ出すことはない。また、流れ出したとしても、最終的には、この空隙５に吸い込まれる。

この空隙５の幅Ｄは、内部に入り込んだ接着剤１００が僅かに外部に流出したとしても、確実に残余の接着剤１００が毛管力によって保持され得る程度とされる。この幅Ｄは、使用される接着剤の種類や特性、ヘッドチップ１と配線基板２との隙間ｇ等の諸条件に応じて適宜設定される。

本実施形態では、空間５の幅Ｄ＝７０μｍにて実施した。また、引き出し電極１３及び配線電極２２の厚さはそれぞれ１〜６μｍで実施した。隙間ｇ＝２〜１２μｍのいずれにおいても、毛管力による接着剤の保持は良好であり、ダミー電極１５、２４の幅もこれと同様の寸法にて形成し、良好な結果を得た。

ヘッドチップ１及び配線基板２にそれぞれ形成されるダミー電極１５、２４は、図示したコの字型に形成するものに限らず、マスク１６、２５の開口１６ｂ、２５ｂの形状を変更することによって、引き出し電極１３、配線電極２２の形成と同時に様々な形態に形成することができる。また、ダミー電極の数も特に限定されない。

図８（ａ）〜（ｄ）は、ヘッドチップ１に形成されるダミー電極１５の他の態様をそれぞれ示している。但し、これらはあくまで例示であり、ダミー電極の態様はこれらに限定されない。なお、配線基板２のダミー電極２４は、以下の（ａ）〜（ｄ）に示されるダミー電極１５と鏡対象に形成することができるため図示省略する。

（ａ）は、ヘッドチップ１の後面の引き出し電極１３が形成されない領域に、端部の引き出し電極１３との間に僅かな隙間を残して、ヘッドチップ１の縁部までの大きさよりも若干小さい矩形状のダミー電極１５を形成した例である。

（ｂ）は、ヘッドチップ１の後面の引き出し電極１３が形成されない領域に、端部の引き出し電極１３との間に僅かな隙間を残して、ヘッドチップ１の縁部に亘る矩形状のダミー電極１５を形成した例である。

（ｃ）は、ヘッドチップ１の後面の引き出し電極１３が形成されない領域に、引き出し電極１３と同様に、多数のダミー電極１５ａを配列形成している。また、ヘッドチップ１の最端部は、ヘッドチップ１の後面を横断するようにダミー電極１５ｂを形成している。

（ｄ）は、ヘッドチップ１の後面の引き出し電極１３が形成されない領域に、引き出し電極１３と同様に、多数のダミー電極１５を配列形成している。このダミー電極１５は、ヘッドチップ１の端部３辺の各縁部からそれぞれ櫛歯状に延びるように配列されている。

これらのダミー電極１５によっても、隣接する引き出し電極１３又はダミー電極１５との間の隙間５ａが、配線基板２と接着された際に上記空隙５を形成し、内部に毛管力によって接着剤を保持することができるため、開口２１の周囲を確実に密閉して液密状とすることができる。

図９は、本発明に係る液体噴射ヘッドの別の実施形態を説明する図であり、ヘッドチップ１の背面図を示している。

この実施形態では、ダミー電極を形成することに代えて、ヘッドチップ１の端部に位置する引き出し電極１３のパターンを、引き出し電極１３が形成されない領域にまで引き延ばし、電極延長部１３ａを形成したものである。この電極延長部１３ａは、他の引き出し電極１３、他の電極延長部１３ａとは接触しないように形成される。電極延長部１３ａは、各チャネル列１１Ａ、１１Ａのそれぞれの端部の引き出し電極１３、１３に形成してもよい。

この電極延長部１３ａは、引き延ばされた先端が他の端部に位置する引き出し電極１３に近接するように形成され、その間の隙間５ａが、配線基板２と接着された際に上記空隙５を形成し、内部に毛管力によって接着剤を保持することができるため、開口２１の周囲を確実に密閉して液密状とすることができる。

このヘッドチップ１に接着される配線基板２にも、図示しないが、この電極延長部１３ａを有する引き出し電極１３と対応する配線電極２２に、同様の形状に引き延ばした電極延長部を形成すればよい。

このようなヘッドチップ１に形成される電極延長部１３ａ及び配線基板２に形成される電極延長部も、図２、図４に示したと同様に、マスクのパターンを若干変更するだけで、引き出し電極１３、配線電極２２の形成と同一工程で簡単に形成することができる。

このヘッドチップ１に形成される電極延長部１３ａ及び配線基板２に形成される電極延長部の形状も図示するものに限定されず、使用される接着剤の種類や特性等に応じて、ヘッドチップ１と配線基板２との間で接着剤を毛管力によって保持し得るような様々な形状とすることができる。

また、上記の電極延長部を引き出し電極１３及び配線電極２２にそれぞれ形成することに加えて、更にそれらヘッドチップ１及び配線基板２の残余のスペースに、上記ダミー電極１５、２４を形成するようにしてもよい。

なお、以上の説明では、ヘッドチップ１に形成されるダミー電極１５、電極延長部１３ａと配線基板２に形成されるダミー電極２４、電極延長部とをそれぞれ鏡対象となるように形成し、接着時にはそれらダミー電極同士、電極延長部同士を合致させて接着するようにする最も好ましい態様を例示した。この態様によれば、ヘッドチップ１のほぼ全幅に亘って引き出し電極１３と配線電極２２、ダミー電極同士、電極延長部同士がそれぞれ接触することになるので、ヘッドチップ１と配線基板２との接着時に掛けられる加圧力を、電極が形成されていない領域においても電極形成領域１４、２３と同様に受けることができる。従って、ヘッドチップ１のほぼ全幅に亘って加圧力を均等に受けることができ、確実な接着を行うことができる。

しかし、本発明は必ずしもこれに限定されず、ダミー電極同士や電極延長部同士は鏡対象となる形状でなくてもよい。例えば、図１に示される形状のダミー電極１５を有するヘッドチップ１と、図８（ｃ）に示されるパターンと同様のパターンを有するダミー電極２４を有する配線基板２とを接着するというように、図１及び図８にそれぞれ示された各ダミー電極１５や図９に示した引き出し電極１３の電極延長部１３ａのパターンを有するヘッドチップ１に、そのダミー電極１５や電極延長部１３ａと異なる形状のダミー電極２４や電極延長部が形成された配線基板２を組み合わせ、両者を接着することにより液体噴射ヘッドを得るようにしてもよい。

この場合、ヘッドチップ１のダミー電極１５や電極延長部１３ａと配線基板２のダミー電極２４や電極延長部とは、完全には一致せず、両者の少なくとも一部同士が重なり合うように接着される。しかし、引き出し電極１３や配線電極２２が形成されていない領域のヘッドチップ１と配線基板２との間には、ダミー電極１５、２４又は両電極延長部のうちの少なくともいずれかが存在することにより、ヘッドチップ１と配線基板２との間で接着剤を毛管力によって保持することが可能である。しかも、ヘッドチップ１のほぼ全幅に亘って加圧力を均等に受けることにより確実な接着を行う効果も期待できる。

また、ヘッドチップ１のダミー電極１５と配線基板２のダミー電極２４は、接着剤をヘッドチップ１と配線基板２との間に毛管力によって保持できれば、図１０に示すように、両者の接着時に重なり合わないように形成することもできる。ここでは、ダミー電極１５と２４とが交互に配置されるようにしているが、特に限定されない。この態様は、引き出し電極１３と配線電極２２に電極延長部を設けた場合でも同様である。

更に、使用される接着剤の種類や特性、ヘッドチップ１と配線基板２との隙間等の諸条件によって、ヘッドチップ１と配線基板２の両方にダミー電極１５、２４や電極延長部が形成されていなくても接着剤を毛管力によって保持できる場合には、以上説明したような形状のダミー電極１５、２４、電極延長部を、ヘッドチップ１又は配線基板２のいずれか一方のみに形成するようにしてもよい。

以上の説明では、ヘッドチップ１は２列のチャネル列１１Ａ、１１Ａを有するものとしたが、１列のみでもよく、また、３列以上であってもよい。

また、本発明は、ヘッドチップ１と配線基板２とを接着する場合に限らず、多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、内部に液体が供給される第１の部材と、第１の部材の電圧印加用電極と対応するように多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、第１の部材に供給される液体の流路を有する第２の部材とを、第１の部材の各電圧印加用電極と第２の部材の各電圧印加用電極とが電気的に接続するように接着剤を用いて接着することによって、第１の部材と第２の部材との間の液体の流路の周囲を液密状にするものであれば、液体噴射ヘッドにおける他の２部材同士の接着にも同様に適用可能である。

本発明に係る液体噴射ヘッドのヘッドチップ（第１の部材）の背面図 ヘッドチップの引き出し電極及びダミー電極の形成方法を示すヘッドチップの背面図 ヘッドチップの後面に貼着される配線基板（第２の部材）の正面図 配線基板の配線電極及びダミー電極の形成方法を示す配線基板の正面図 液体噴射ヘッドの製造工程を示す斜視図 ヘッドチップを接着した配線基板の部分背面図 図６中の(vii)−(vii)線に沿う断面図 （ａ）〜（ｄ）はヘッドチップに形成されるダミー電極の他の態様を示す部分背面図 本発明に係る液体噴射ヘッドの別の実施形態を説明する図 ヘッドチップと配線基板との接着部分を拡大して示す図 液体噴射ヘッドを示す斜視図 従来の問題点を説明するためのヘッドチップが接着された配線基板の背面図 ヘッドチップと配線基板との電極形成領域の接着部分を拡大して示す図

符号の説明

１：ヘッドチップ（第１の部材）
１１：チャネル
１１Ａ：チャネル列
１２：駆動壁
１３：引き出し電極
１３ａ：電極延長部
１４：電極形成領域
１５、１５ａ、１５ｂ：ダミー電極
１６：マスク
１６ａ：引き出し電極形成用の開口
１６ｂ：ダミー電極形成用の開口
２：配線基板（第２の部材）
２１：開口
２２：配線電極
２３：電極形成領域
２４：ダミー電極
２５：マスク
２５ａ：配線電極形成用の開口
２５ｂ：ダミー電極形成用の開口
３：ノズルプレート
３１：ノズル
４：空隙
５：空隙
１００：接着剤
１００ａ：非接着部
２００：電極形成領域

Claims (13)

1. 多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、内部に液体が供給される第１の部材と、前記第１の部材の前記電圧印加用電極と対応するように多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、前記第１の部材に供給される液体の流路を有する第２の部材とを、前記第１の部材の各電圧印加用電極と前記第２の部材の各電圧印加用電極とが電気的に接続するように接着剤を用いて接着することによって、前記第１の部材と前記第２の部材との間の前記液体の流路の周囲を液密状にするようにした液体噴射ヘッドの製造方法であって、
   前記第１の部材と前記第２の部材の少なくともいずれかの部材の接着面で、前記電圧印加用電極が形成されていない領域に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するためのダミー電極を形成した後、前記第１の部材と前記第２の部材とを接着剤を用いて接着することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
2. 前記ダミー電極を、前記第１の部材と前記第２の部材とにそれぞれ形成し、且つ、接着時に前記第１の部材のダミー電極と前記第２の部材のダミー電極との少なくとも一部が互いに重なり合うように形成することを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
3. 前記電圧印加用電極と前記ダミー電極とを、マスクを用いて金属被膜を選択的に形成することによって、同時に形成することを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
4. 多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、内部に液体が供給される第１の部材と、前記第１の部材の前記電圧印加用電極と対応するように多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、前記第１の部材に供給される液体の流路を有する第２の部材とを、前記第１の部材の各電圧印加用電極と前記第２の部材の各電圧印加用電極とが電気的に接続するように接着剤を用いて接着することによって、前記第１の部材と前記第２の部材との間を密閉し、前記液体の流路の周囲を液密状にするようにした液体噴射ヘッドの製造方法であって、
   前記第１の部材と前記第２の部材の少なくともいずれかの部材の前記電圧印加用電極のうちの端部の電圧印加用電極に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するように、前記液体の流路の周囲のうちの前記電圧印加用電極が形成されていない領域まで引き延ばされた電極延長部を形成した後、前記第１の部材と前記第２の部材とを接着剤を用いて接着することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
5. 前記電極延長部を、前記第１の部材と前記第２の部材の両方に形成し、且つ、接着時に前記第１の部材の前記電極延長部と前記第２の部材の前記電極延長部との少なくとも一部が互いに重なり合うように形成した後、前記第１の部材と前記第２の部材とを接着剤を用いて接着することを特徴とする請求項４記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
6. 前記電極延長部を、マスクを用いて金属被膜を選択的に形成することによって、前記電圧印加用電極と同時に形成することを特徴とする請求項４又は５記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
7. 前記電極延長部を、前記第１の部材と前記第２の部材のうちの一方の部材に形成すると共に、他方の部材の接着面で、前記電圧印加用電極が形成されていない領域に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するためのダミー電極を形成し、且つ、接着時に前記第１の部材の前記電極延長部又は前記ダミー電極と前記第２の部材の前記ダミー電極又は前記電極延長部との少なくとも一部が互いに重なり合うように形成した後、前記第１の部材と前記第２の部材とを接着剤を用いて接着することを特徴とする請求項４記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
8. 前記電極延長部及び前記ダミー電極を、マスクを用いて金属被膜を選択的に形成することによって、前記電圧印加用電極と同時に形成することを特徴とする請求項７記載の液体噴射ヘッドの製造方法。
9. 多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、内部に液体が供給される第１の部材と、前記第１の部材の前記電圧印加用電極と対応するように多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、前記第１の部材に供給される液体の流路を有する第２の部材とを、前記第１の部材の各電圧印加用電極と前記第２の部材の各電圧印加用電極とが電気的に接続するように接着剤を用いて接着することによって、前記第１の部材と前記第２の部材との間が密閉され、前記液体の流路の周囲が液密状とされた液体噴射ヘッドであって、
   前記第１の部材と前記第２の部材の少なくともいずれかの部材の接着面で、前記液体の流路の周囲のうちの前記電圧印加用電極が形成されていない領域に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するためのダミー電極が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
10. 前記ダミー電極は、前記第１の部材と前記第２の部材とにそれぞれ形成され、且つ、前記第１の部材のダミー電極と前記第２の部材のダミー電極との少なくとも一部が互いに重なり合っていることを特徴とする請求項９記載の液体噴射ヘッド。
11. 多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、内部に液体が供給される第１の部材と、前記第１の部材の前記電圧印加用電極と対応するように多数配列された電圧印加用電極を表面に有し、前記第１の部材に供給される液体の流路を有する第２の部材とを、前記第１の部材の各電圧印加用電極と前記第２の部材の各電圧印加用電極とが電気的に接続するように接着剤を用いて接着することによって、前記第１の部材と前記第２の部材との間が密閉され、前記液体の流路の周囲が液密状とされた液体噴射ヘッドであって、
    前記第１の部材と前記第２の部材の少なくともいずれかの部材の前記電圧印加用電極のうちの端部の電圧印加用電極に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するように、前記液体の流路の周囲のうちの前記電圧印加用電極が形成されていない領域まで引き延ばされた電極延長部が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
12. 前記電極延長部は前記第１の部材と前記第２の部材の両方に形成され、且つ、前記第１の部材の前記電極延長部と前記第２の部材の前記電極延長部との少なくとも一部が互いに重なり合っていることを特徴とする請求項１１記載の液体噴射ヘッド。
13. 前記電極延長部は、前記第１の部材と前記第２の部材のうちの一方の部材に形成されると共に、他方の部材の接着面で、前記電圧印加用電極が形成されていない領域に、前記第１の部材と前記第２の部材との間で接着剤を毛管力により保持するためのダミー電極が形成され、且つ、前記第１の部材の前記電極延長部又は前記ダミー電極と前記第２の部材の前記ダミー電極又は前記電極延長部との少なくとも一部が互いに重なり合っていることを特徴とする請求項１１記載の液体噴射ヘッド。

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