JPH10250073A - インクジェットヘッド、電気的導通部およびそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続部により電気的に接続される電気接続経
路が微小間隔で複数配列されている場合に、隣接する各
電気接続経路同士が互いに導通しないように接続部を形
成する。 【解決手段】 電気信号によりインクジェットヘッドの
圧電部材４２を駆動してインク滴を飛翔させるインクジ
ェットヘッドにおいて、上記圧電部材４２に電気信号を
印加するための電気接続経路５６，７０，７４（５８，
７２，７６）の少なくとも一部が感光性導電体７４（７
６）で形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号に基づき
エネルギー発生体を駆動してノズルよりインク滴を飛翔
させ、これを記録紙等の記録媒体に付着させて画像を記
録するインクジェットヘッド、および、二つの導電部を
接続部により電気的に接続してなる電気的導通部に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットヘッドにおいて、
インク室内のインクをノズルから液滴状に飛翔させるた
めのエネルギー発生体として圧電部材を用いたものが知
られている。この種のヘッドでは、通常、微小ピッチで
複数配列されたインク室を備えており、各インク室にそ
れぞれ対応して複数の圧電部材が基板上に配置されてい
る。そして、各圧電部材は、平板状の圧電プレートを基
板に固定したのち、ダイシングソー等で機械加工を施し
て分断することにより形成されるのが一般的である。

【０００３】このように形成された各圧電部材に電気信
号を印加してそれぞれ独立して駆動できるようにするた
め、各圧電部材の電極をドライバ回路に個別に電気的に
接続する必要がある。その方法の一つに、各圧電部材の
電極と、基板上に各圧電部材に対応してパターン形成さ
れ、それぞれ個別にドライバ回路に接続される引き出し
配線とを導電性ペーストの塗布により導通させる方法が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、圧電部材はイ
ンク室に対応して微小ピッチで配列形成されるので、そ
れぞれ隣接する圧電部材および引き出し配線の間隔が例
えば数十μｍと非常に小さくなっている。そのため、隣
接する配線間が導通しないように導電性ペーストをはみ
出させずに塗布する作業は高精度を要する困難な作業で
あった。また、導電性ペーストの塗布状態にばらつきが
生じやすく、各圧電部材を均一に駆動できないという問
題も起きやすかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、第１発明は上記
問題点を解決するため、電気信号によりエネルギー発生
体を駆動してインク滴を飛翔させるインクジェットヘッ
ドにおいて、上記エネルギー発生体に電気信号を印加す
るための電気接続経路の少なくとも一部が感光性導電体
からなることを特徴とするものである。

【０００６】このインクジェットヘッドでは、エネルギ
ー発生体が圧電部材であってもよい。

【０００７】上記第１発明のインクジェットヘッドは、
上記エネルギー発生体の電極およびその近傍に感光性導
電ペーストを塗布し、上記電極に対応する部分にパター
ン露光したのち現像により未露光部の感光性導電ペース
トを除去し、残った感光性導電体を上記エネルギー発生
体に電気信号を印加するための電気接続経路の一部とす
る方法により製造される。

【０００８】また、第２発明は、第１の導電部と、第２
の導電部と、これら両導電部を電気的に接続する接続部
とからなる電気的導通部において、上記接続部が感光性
導電体からなることを特徴とするものである。

【０００９】この電気的導通部は、上記第１と第２の導
電部およびその近傍に感光性導電ペーストを塗布し、第
１と第２の導電部を接続する領域にある感光性導電体に
パターン露光したのち現像により未露光部の感光性導電
ペーストを除去し、残った感光性導電体を第１と第２の
導電部を電気的に接続する接続部とする方法により製造
される。

【００１０】

【発明の効果】第１発明のインクジェットヘッドでは、
エネルギー発生体に電気信号を印加するための電気接続
経路の少なくとも一部が感光性導電体で形成されてい
る。感光性導電体は周知のフォトリソグラフィ法により
微細なパターンを精密に形成することができることか
ら、微小ピッチで配列された圧電部材等のエネルギー発
生体に対し、それぞれ導通しない電気接続経路を正確、
かつ均一に形成することができる。

【００１１】また、第２発明の電気的導通部では、イン
クジェットヘッドに限らず、第１と第２の導電部の接続
部を感光性導電体で形成してあるため、各導電部が非常
に狭い間隔でそれぞれ複数形成されている場合でも、隣
接する接続部同士が互いに導通しないように接続部を正
確かつ均一に、しかも容易に形成することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１〜３は、第１発明
にかかるインクジェットヘッド１０を示す。このヘッド
１０は、その中央線３４を挟んで対向する大径インク滴
吐出用ヘッド部（以下、「大径ヘッド部」という）１２
と小径インク滴吐出用ヘッド部（以下、「小径ヘッド
部」という）１４とからなり、天板１６、隔壁１８、振
動板２０、および基板をこの順に重ね合わせて一体に構
成されている。なお、以下に説明する本実施形態におい
ては、大径ヘッド部と小径ヘッド部とでノズルの径を異
ならせているが、これに限らずノズルの径を全て同一と
したものにも同様に本発明を適用可能である。

【００１３】天板１６は、セラミックス、合成樹脂、ま
たは金属等からなり、隔壁１８との対向面を電鋳やフォ
トリソグラフィなどにより、天板１６の形成と同時に、
または天板形成後に微細加工して、複数の溝状凹部が形
成されている。これら凹部が隔壁１８で覆われることに
より、大径ヘッド部１２と小径ヘッド部１４のそれぞれ
に、インクを収容するインク室２６，２７、補給用イン
クを収容するインク供給室３０、および各インク室２
６，２７とインク供給室３０とをそれぞれ接続するイン
クインレット３２が形成されている。インク室２６，２
７は、各ヘッド部１２，１４の対向方向に沿って延びる
長溝状にかつ平行に形成されている。また、インク供給
室３０は、インク室２６，２７を挟んで中央線３４の反
対側に形成されており、図示しないインクタンクにそれ
ぞれ接続されている。

【００１４】大径ヘッド部１２のインク室２６は、中央
線３４と直交する方向の長さが小径ヘッド部１４のイン
ク室２７のそれよりも長く形成してあり、内部に収容さ
れるインク体積が大きくなっている。また、天板１６に
は、インクインレット３２の反対側においてインク室２
６，２７に連通するノズル２８，２９がエキシマレーザ
加工等の方法で形成されている。各ノズル２８，２９は
インク室２６，２７側からインク吐出側に向かって次第
に開口断面が小さくなるテーパ状に形成されている。な
お、各ノズル２８，２９の吐出口径は、図１，２に示す
ように大径ヘッド部１２の方を小径ヘッド部１４よりも
大きく形成してもよいし、同一径に形成してもよい。

【００１５】図２，３に示すように、隔壁１８は金属、
合成樹脂等の薄膜からなり、天板１６と振動板２０との
間に固定されている。

【００１６】振動板２０は、例えばＰＺＴなどの周知の
圧電材料からなり、隔壁１８とセラミックス、金属、合
成樹脂等の平板からなる基板２２との間に固定されてい
る。振動板２０は、ダイシング加工により縦方向溝５０
と横方向溝５２を形成することにより分断され、各イン
ク室２６，２７およびインク供給室３０に隔壁１８を介
して対向する圧電部材（エネルギー発生体）４２，４３
と、隣接する圧電部材４２，４３間に位置する仕切壁４
４、およびヘッドの両側に位置する周囲壁４６とに分割
されている。また、図２に示すように、圧電部材４２と
圧電部材４３の間の横方向溝５２には、圧電部材４２，
４３と同じ厚みを有し、かつ各ヘッド部１２，１４間に
延びるスペーサ部材４８が設けてある。

【００１７】図４は圧電部材４２の拡大側面図を示す。
圧電部材４２は例えば２０層の圧電薄層を積層してなる
積層型圧電部材であり、その内部には両端面の外部電極
５６，５８から各圧電薄層間にそれぞれ交互に延びる個
別電極６０および共通電極６２を有している。個別電極
６０と共通電極６２とはインク室２６に対応する領域に
おいてオーバラップさせてあり、高温下でこれら電極６
０，６２間に高圧を印加することにより、分極処理され
た活性部４２ａと未分極状態の非活性部４２ｂが形成さ
れている。なお、各ヘッド部１２，１４のインク室２
６，２７の長さの違いに対応して、圧電部材４２の活性
部４２ａは圧電部材４３の活性部４３ａよりも長く形成
してある（図１，２参照）。

【００１８】基板２２上には、各圧電部材４２に対応し
てそれぞれ複数の個別配線７０、共通配線７２がめっき
やスクリーン印刷等の方法でパターン形成されている。
そして、各個別電極６０に導通する外部電極５６と個別
配線７０とが感光性導電体７４により電気的に接続され
ている。各個別配線７０はフレキシブル配線７８により
ドライバ回路（図示せず）にそれぞれ個別に接続されて
いる。一方、各共通電極６２に導通する外部電極５８と
共通配線７２とが感光性導電体７６により電気的に接続
されている。各共通配線７２は一括してアースに接続さ
れている。これにより、各圧電部材４２の活性部４２に
は、ドライバ回路からフレキシブル配線７８、個別配線
７０、感光性導電体７４、および外部電極５６を介して
個別電極６０に画像情報に応じて電気信号が印加される
ようになっている。したがって、上記感光性導電体７４
は圧電部材４２に電気信号を印加するための電気接続経
路の一部を構成している。なお、小径ヘッド部１４の各
圧電部材４３にも同様の接続経路により電気信号が印加
されるようになっている。

【００１９】上記感光性導電体７４，７６は次のように
して形成される。図５に示すように、分離形成された圧
電部材４２、仕切壁４４、および周囲壁４６と、基板２
２とで形成される角部に沿って感光性導電ペースト８０
を外部電極５６、個別配線７０およびその近傍に塗布す
る。また、圧電部材４２の反対側端部の外部電極５８お
よび共通配線７２にも感光性導電ペーストを同様に塗布
する。なお、上記感光性導電ペーストとしては、感光性
樹脂、銀−パラジウム粉末などの金属粉末、および可塑
剤等を所定の組成に調合し、混練してなる従来公知の感
光性導電ペーストを使用することができる。そして、圧
電部材４２に対応する部分に矩形状の抜け部８２が残る
ようにＣｒ層８４でマスクした石英ガラス板８６を用意
し、図６に示すように、この石英ガラス板８６を圧電部
材４２の外部電極５６側の端部に、上記抜け部８２が外
部電極５６に対向するように位置合わせして立てかけ
る。この状態で、斜め上方より石英ガラス板８６に紫外
線を照射し、マスクの抜け部８２を介して感光性導電ペ
ースト８０の外部電極８０および個別配線７０に対応す
る部分にだけパターン露光する。一方、圧電部材４２の
外部電極５８側の感光性導電ペースト８０は、アース側
の共通接続部となり隣接する圧電部材４２間で導通して
もよいので、この感光性導電ペースト８０については全
体に露光する。その後、現像により未露光部の感光体導
電ペーストを除去する。これにより、外部電極５６と個
別７０とをそれぞれ個別に電気接続する感光性導電体７
４、および、外部電極５８と共通配線７２とを電気接続
する各圧電部材４２間を連なった状態の感光性導電体７
６が残る。そして、これら感光性導電体７４，７６を焼
成して焼き固める。

【００２０】なお、小径ヘッド部１４の圧電部材４３に
ついても同様にして感光性導電体７４，７６を形成する
（図２参照）。

【００２１】このように、感光性導電体７４は、周知の
フォトリソグラフィ法により形成されるので、微細なパ
ターンを精密に形成することができる。したがって、微
小ピッチで配列された圧電部材４２，４３について、個
別電極６０用の電気接続経路をそれぞれ導通しないよう
に正確かつ均一に形成でき、その結果、各圧電部材４
２，４３をばらつきなく安定して駆動することができ
る。

【００２２】上記インクジェットヘッド１０では、イン
クタンクからインク供給室３９に供給されたインクがイ
ンクインレット３２を介して各インク室２６，２７に収
容されている。この状態で、ドライバ回路から電気信号
が印加されると、圧電部材４２，４３の活性部４２ａ，
４３ａが瞬時に変形して隔壁１８をインク室２６，２７
側に押し込む。これにより、加圧されたインク室２６，
２７内のインクがノズル２８，２９からインク滴となっ
て飛翔する。この際、インク室２６，２７および活性部
４２ａ，４３ａの長さの違いから、同一電圧値の電気信
号を印加してもインク室２６と２７ではインク加圧力が
異なるため、ノズル２８からはノズル２９よりも比較的
大きなインク滴が飛翔する。そのため、これらインク滴
が記録媒体に付着すると大，小ドットが形成され、これ
らドットの集合により階調画像が記録される。電気信号
の印加が解除されると各圧電部材４２，４３の活性部４
２ａ，４３ａは元の状態に復帰し、インクが毛管現象に
よりインク供給室３０からインクインレット３２を介し
てインク室２６，２７に補給され、次のインク滴飛翔に
備える。なお、本実施形態は、大径ヘッド部と小径ヘッ
ド部とでノズルの径を異ならせるとともに圧電部材の活
性部の大きさを異ならせることによりインク滴の径を異
ならせて階調印字を行うものであるが、これらに代えて
あるいはこれらに加えて、インク加圧手段である圧電体
に印加する電圧の大きさを変えることにより、インク滴
の径を変化させるようにしてもよい。

【００２３】また、上記インクジェットヘッド１０で
は、感光性導電体７４，７６で圧電部材４２，４３の外
部電極５６，５８と個別，共通配線７０，７２とをそれ
ぞれ接続するようにしたが、図８（ａ）,（ｂ）に示す
ように、上記と同様に感光性導電ペーストの塗布、パタ
ーン露光、現像により、感光性導電体７４，７６が外部
電極５６，５８および個別，共通配線７０，７２を兼ね
るように圧電部材４２の各端面と基板２２上に形成して
電気接続経路の一部としてもよい。

【００２４】さらに、以上に説明したインクジェットヘ
ッドではインク滴吐出用のエネルギー発生体として圧電
部材を用いたが、これに限らず、例えば発熱素子を用い
た、いわゆるバブルジェット方式のインクジェットヘッ
ドにも感光性導電体を用いた電気接続経路の形成方法を
適用することができる。

【００２５】ところで、上述した感光性導電体を用いて
電気接続経路の一部を形成する方法は、インクジェット
ヘッドに限らず、二つの導電部を電気的に接続する場合
に広く応用することができる。例えば、図９に示すよう
に、第１の基板９０上にパターン形成された第１の導電
部９２と、上記第１の基板９０に隣接する第２の基板９
４上にパターン形成された第２の導電部９６とを接続す
る場合である。この場合には、図１０に示すように、ま
ず、第１の導電部９２と第２の導電部９６、およびその
近傍に感光性導電ペースト９８を帯状に塗布する。そし
て、第１と第２の導電部９２，９６を接続する領域にあ
る感光性導電ペースト９８だけにマスクを用いてパター
ン露光したのち、それ以外の未露光部の感光性導電ペー
スト９８を現像により除去する。これにより、図１１に
示すように、残った感光性導電体を第１と第２の導電部
９２，９６を電気的に接続する接続部１００とすること
ができる。

【００２６】このように感光性導電体を接続部に用いた
電気的導通部では、接続される導電部９２，９６が非常
に狭い間隔でそれぞれ複数形成されている場合でも、隣
接する接続部１００同士が互いに導通しないように接続
部１００を正確かつ均一に、しかも容易に形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１発明にかかるインクジェットヘッドの部
分平面図である。

【図２】 図１におけるII−II線断面図である。

【図３】 図２におけるIII−III線断面図である。

【図４】 圧電部材の側面図である。

【図５】 感光性導電体の製造工程を説明する図であ
る。

【図６】 図５と同様に、感光性導電体の製造工程を説
明する図である。

【図７】 図５，６と同様に、感光性導電体の製造工程
を説明する図である。

【図８】 感光性導電体の変形例を示す図である。

【図９】 二つの導電部を感光性導電体で接続する工程
を説明するための図である。

【図１０】 図９と同様に、二つの導電部を感光性導電
体で接続する工程を説明するための図である。

【図１１】 図９，１０と同様に、二つの導電部を感光
性導電体で接続する工程を説明するための図である。

【符号の説明】

１０…インクジェットヘッド、４２…圧電部材（エネル
ギー発生体）、７４，７６…感光性導電体、９２…第１
の導電部、９６…第２の導電部、１００…接続部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気信号によりエネルギー発生体を駆動
   してインク滴を飛翔させるインクジェットヘッドにおい
   て、 上記エネルギー発生体に電気信号を印加するための電気
   接続経路の少なくとも一部が感光性導電体からなること
   を特徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 上記エネルギー発生体が圧電部材である
   ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッ
   ド。
3. 【請求項３】 電気信号によりインクジェットヘッドの
   エネルギー発生体を駆動してインク滴を飛翔させるイン
   クジェットヘッドにおいて、 上記エネルギー発生体の電極およびその近傍に感光性導
   電ペーストを塗布し、上記電極に対応する部分にパター
   ン露光したのち現像により未露光部の感光性導電ペース
   トを除去し、残った感光性導電体を上記エネルギー発生
   体に電気信号を印加するための電気接続経路の一部とす
   ることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 第１の導電部と、第２の導電部と、これ
   ら両導電部を電気的に接続する接続部とからなる電気的
   導通部において、 上記接続部が感光性導電体からなることを特徴とする電
   気的導通部。
5. 【請求項５】 第１の導電部と、第２の導電部と、これ
   ら両導電部を電気的に接続する接続部とからなる電気的
   導通部において、 上記第１と第２の導電部およびその近傍に感光性導電ペ
   ーストを塗布し、第１と第２の導電部を接続する領域に
   ある感光性導電ペーストにパターン露光したのち現像に
   より未露光部の感光性導電ペーストを除去し、残った感
   光性導電体を第１と第２の導電部を電気的に接続する接
   続部とする電気的導通部の製造方法。