JP2004058288A

JP2004058288A - 液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2004058288A
Application number: JP2002216028A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Irinoda; 入野田　貢; Junichi Azumi; 安住　純一
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】複数のヘッド部に対応する駆動電圧入力パッド部の段差が生じたり、実装面積が大きくなって歩留まりの低下、コストアップが生じる。
【解決手段】第２ヘッド部２の駆動電極２３に駆動電圧を供給する配線２３ａと第１ヘッド部１の駆動電極１３とを絶縁膜５２を介して積層配置した構造とし、配線２３ａの一端部を支持基板５の一端部に設ける外部電極入力パッド部２４に接続した。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は静電型アクチュエータ、液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジェット記録装置は、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する加圧室（流路、インク流路、インク室、圧力室、液室、吐出室、加圧液室等とも称される。）と、この加圧室内のインクを加圧するエネルギーを発生するエネルギー発生手段とを備えた液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドを搭載したものである。なお、液滴吐出ヘッドとしては例えば液体レジストを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、ＤＮＡの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドなどもあるが、以下ではインクジェットヘッドを中心に説明する。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドにおいては、多列化することでヘッド全体を小型化できる。例えば、特開平９−１８７９３９号公報にはヒータを加熱しインクに発生する気泡によるインクの膨張を利用したサーマル型インクジェットヘッドを各色で多列化した例が、特開２０００−７９６８３号公報及び特開平１０−２０２８５０号公報には圧電効果を利用した圧電型インクジェッヘッドを多列化した例が開示されている。
【０００４】
なお、特開２０００−７９６８３号公報に開示された例では、各アクチュエータ部へ駆動電圧を供給する配線を隣接するアクチュエータ部との間に形成し、駆動電圧入力パッドへ接続している。また、特開平１０−２０２８５０号公報に開示された例では、同じインクジェットヘッドを多列化し駆動電極の振動伝達用ケーブルを各インクジェットヘッド毎に形成している。
【０００５】
また、ＬＳＩ等の電子デバイスにおける多層配線技術として、最下層の配線のみが機能素子（ＭＯＳトランジスタ）に接続されており、各配線層の全ての配線を機能素子（ＭＯＳトランジスタ）には接続せず、最下層以外の上層の配線は下層の配線にのみ接続される技術が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したサーマル型インクジェットヘッドを多段積層して多列化したインクジェットヘッドにあっては、駆動電圧を入力するためリード線が多段に積層配置されたインクジェットヘッドに接続されるので、駆動電圧の入力パッド部も各ヘッドの間で段差が生じ、このような駆動電圧入力パッド部の段差はリード線の接続に伴う歩留まりの低下を引き起こすという課題がある。
【０００７】
また、圧電型インクジェットヘッドを多列化したインクジェットヘッドのうち、各アクチュエータ部へ駆動電圧を供給する配線を隣接するアクチュエータ部との間を通して配線し駆動電圧入力パッド部へ接続したインクジェットヘッドにあっては、アクチュエータ部の密度が配線幅に制限されるためアクチュエータ部の高密度化が非常に困難である。また、この場合、全ビット毎に接続された多数の駆動電極用配線を形成する必要があって、駆動電圧入力パッドは実装密度の制限からインクジェットヘッドの両端にのみならず上端や下端にも形成する必要があり、実装コストが高価なものとなるばかりでなく、インクジェットヘッドのサイズも大きくなることと合わせて大幅なコストアップとなるという課題がある。
【０００８】
また、圧電型インクジェットヘッドを多列化したインクジェットヘッドのうち、駆動電極の振動伝達用ケーブルを各インクジェットヘッド毎に形成したインクジェットヘッドにあっては、駆動電極の振動伝達用ケーブルを各インクジェットヘッド毎に形成するため、例えば４ヘッドでは８本のケーブルが必要になり、ケーブルを含む実装コストが非常に高価なものになる。また、同じインクジェットヘッドを横に並べて多列化しているのでヘッド全体が大きくなり、しいては、記録装置全体が大きくなり、さらに、横に並べる際に各ヘッド間でアライメントずれが発生し、このアライメントずれによる画質劣化が発生するという課題がある。
【０００９】
一方、電子デバイスの多層配線技術は、最下層以外の配線は下層の配線にのみ接続する技術であり多層配線をすることでチップサイズを小さくすることを目的とするものであるのに対し、液滴吐出ヘッドは全ての配線層が機能素子（ヘッドのアクチュエータ部）に直接接続し、各配線間を接続することもないので、このような多層配線技術をそのまま適用することができない。
【００１０】
さらに、液滴吐出ヘッドを多列化したときには駆動電圧入力用の配線やパッドを１つのヘッドの場合よりも多く形成する必要があり、高密度実装しなければならないが、実装密度の限界から実装が困難となっている。
【００１１】
本発明は上記した課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、歩留まりが向上した低コストで小型の多列型液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置を提供するところにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズルを有する複数のヘッド部を同一平面内に多列配置した多列型液滴吐出ヘッドにおいて、ヘッド部又はヘッド部のビットの駆動電極に駆動電圧を供給するための配線が他のヘッド部又はヘッド部のビットの駆動電極と絶縁層を介して積層され、各配線の一端部は外部から駆動電圧を供給する接続手段を接続するための外部電圧入力パッド部に接続されている構成としたものである。
【００１３】
ここで、ヘッド部はノズルが連通する液流路の壁面を形成する振動板と、この振動板との間で静電力を生じさせる電極とを有する構成、或いは、液体の熱膨張又は液体の沸騰を生じさせる電気熱変換素子を有する構成であることが好ましい。
【００１４】
また、外部電圧入力パッド部は千鳥状に配置されていることが好ましい。さらに、各ヘッドに対応する外部電圧入力パッド部は略同一平面に形成されていることが好ましい。さらにまた、駆動電圧を供給するための配線及び／又は駆動電極と略同一の平面には平坦性を確保するためのパターニングされた層が形成されていることが好ましい。また、各ヘッド部は同一基板内に形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るインクジェット記録装置は、インク滴を吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを備えたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。先ず、本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドの第１実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの平面説明図、図２は同ヘッドの図１のＡ領域の断面説明図、図３は同ヘッドの図１のＢ領域の断面説明図である。
【００１７】
このインクジェットヘッドは、４種類の異なるインク滴、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のインク滴を吐出するための第１、第２、第３、第４ヘッド部（ヘッド列）１、２、３、４をシリコン基板等の支持基板５上に配置した多列型液滴吐出ヘッドである。なお、ヘッド部１、２、３、４は機能的な区分であって物理的に分離されたものではなく、また、４種類以上の異なる液滴を吐出する場合は、その種類分のヘッド部を多列化すればよい。このように、同一の基板内に各ヘッド部を設けることによって各ヘッド部間のアライメントのずれが発生することがなくなり、画質の低下を防止できる。
【００１８】
ここで、第１、第２、第３、第４ヘッド部１、２、３、４に共通のノズル板６には各ヘッド部１、２、３、４に対応して液滴であるインク滴を吐出するためのノズル１１、２１、３１、４１を形成している。ノズル板６は、例えばＳＵＳ板やＮｉ板、樹脂板、金属層と樹脂層の積層部材などを用いて形成することができる。
【００１９】
また、第１、第２、第３、第４ヘッド部１、２、３、４は、ノズル板６のノズル１１、２１、３１、４１がそれぞれ連通する液室（インク流路）及びこのインク流路内のインクを加圧するエネルギーを発生するエネルギー発生手段の少なくとも一部を含む液室／アクチュエータ部１２、２２、３２、４２と、液滴吐出のための駆動電圧が印加される駆動電極１３、２３、３３、３４とを備えている。なお、エネルギー発生手段としては静電引力を利用した静電駆動部や液の膨張を利用したサーマル駆動部、圧電素子等を用いることができる。
【００２０】
そして、図２に示すように、第１ヘッド部１の駆動電極１３には駆動電圧を供給するための配線１３ａを一体形成して接続し、また第２ヘッド部２の駆動電極２３には駆動電圧を供給するための配線２３ａを接続している。
【００２１】
ここでは、支持基板５上に酸化シリコン膜、ポリイミド膜などの絶縁膜５１を介して配線２３ａを形成し、更にこの配線２３ａ上を含めて絶縁膜５１上に形成した酸化シリコン膜、ポリイミド膜などの絶縁膜５２上に駆動電極１３を形成することにより、第２ヘッド部２の駆動電極２３に駆動電圧を供給するための配線２３ａと他のヘッド部である第１ヘッド部１の駆動電極１３とは絶縁膜５２を介した積層構造としている。
【００２２】
そして、第１ヘッド部１の駆動電極１３に接続した配線１３ａの一端部及び第２ヘッド部２の駆動電極２３に接続した配線２３ａの一端部は、それぞれ支持基板５の一端部側に設けた外部電圧入力パッド１４、２４に接続している。これらの外部電圧入力パッド１４、２４には外部から駆動電圧を供給するための接続手段である例えばワイヤーボンディングやＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキット）等のケーブル６１が接続され、このケーブル６１には図示しない駆動回路（ドライバＩＣ）からの駆動電圧が与えられる。
【００２３】
ここで、外部電圧入力パッド１４と２４とは実装が可能な程度の同一平面、即ち略同一平面に形成されることが好ましい。外部電圧入力パッド１４と２４を略同一平面に形成することでケーブル６１などの接続手段の実装が容易になり、歩留まりが向上する。また、外部電圧入力パッド１４と２４とは千鳥状に配置している。これにより、ケーブル６１などの接続手段の実装が容易になり、歩留まりが向上するとともに、実装面積が小さくなり、コストを低減できる。
【００２４】
また、図３に示すように、第４ヘッド部４の駆動電極４３には駆動電圧を供給するための配線４３ａを一体形成して接続し、また第３ヘッド部３の駆動電極３３には駆動電圧を供給するための配線３３ａを接続している。
【００２５】
ここで、前述したと同様に、支持基板５上に酸化シリコン膜、ポリイミド膜などの絶縁膜５１を介して配線３３ａを形成し、更にこの配線３３ａ上を含めて絶縁膜５１上に形成した酸化シリコン膜、ポリイミド膜などの絶縁膜５２上に駆動電極４３を形成することにより、第３ヘッド部３の駆動電極３３に駆動電圧を供給するための配線３３ａと他のヘッド部である第４ヘッド部４の駆動電極４３とは絶縁膜５２を介した積層構造としている。
【００２６】
そして、第４ヘッド部４の駆動電極４３に接続した配線４３ａの一端部及び第３ヘッド部３の駆動電極３３に接続した配線３３ａの一端部は、それぞれ支持基板５の他端部側に設けた外部電圧入力パッド４４、３４に接続している。これらの外部電圧入力パッド４４、３４には外部から駆動電圧を供給するための接続手段である例えばワイヤーボンディングやＦＰＣ（フレキシブル・プリント・サーキット）等のケーブル６２が接続され、このケーブル６２には図示しない駆動回路（ドライバＩＣ）からの駆動電圧が与えられる。
【００２７】
ここでも、外部電圧入力パッド４４と３４とは実装が可能な程度の同一平面、即ち略同一平面に形成されることが好ましい。外部電圧入力パッド４４と３４を略同一平面に形成することでケーブル６２などの接続手段の実装が容易になり、歩留まりが向上する。また、外部電圧入力パッド４４と３４とは千鳥状に配置している。これにより、ケーブル６２などの接続手段の実装が容易になり、歩留まりが向上するとともに、実装面積が小さくなり、コストを低減できる。
【００２８】
さらに、第２ヘッド部２に駆動電圧を供給するための配線２３ａは図２において駆動電極２３の下方まで延設して配線パターン形状にパターニングした層（パターン層）７１を一体的に形成し、同様に、第３ヘッド部３に駆動電圧を供給するための配線３３ａは図３において駆動電極３３の下方まで延設して配線パターン形状にパターニングした層（パターン層）７２を一体的に形成することで、各ヘッド部１〜４の電極及び配線の積層構造を略同じ構造にして絶縁膜５２表面の平坦性を確保している。
【００２９】
また、絶縁膜５１上には、第２ヘッド部２に駆動電圧を供給するための配線２３ａに一体形成したパターン層７１と第３ヘッド部３に駆動電圧を供給するための配線３３ａに一体形成したパターン層７２との間に、所定の形状、例えば配線形状にパターニングした層（パターン層）７３を設け、さらに、配線２３ａ、３３ａの支持基板５の端部側にも、所定の形状、例えば配線形状にパターニングした層（パターン層）７４、７５を設けている。これらの配線２３ａ、３３ａと略同一平面に形成したパターン層７３〜７５を設けることで絶縁層５２表面の平坦性を確保している。なお、パターン層７３〜７５は配線材料と同じ材料で形成することで製造工程の簡略化を図れる。
【００３０】
このように、配線２３ａ、３３ａと略同一平面に平坦性を確保するためのパターン層７１〜７５を形成することによって、絶縁層５２上の段差の発生が解消するため、上層に形成するヘッド部間での駆動電極の段差の発生を解消することができ、更に駆動電極１３、２３、３３、４３上に形成する絶縁膜５３の表面平坦性を確保できるようになり、液室／アクチュエータ部１２、２２、３２、４２を平坦な面に設けることができるようになる。
【００３１】
さらに、第１ヘッド部１の駆動電極１３と第２ヘッド部２の駆動電極２３との間には、これらの電極１３、２３と略同一平面になる絶縁膜５２上に、絶縁層５３表面の平坦性を確保するための、絶縁層５３で絶縁分離され、所定の形状、例えば電極形状にパターニングした層（パターン層）７６を形成している。第２ヘッド部２の駆動電極２３と第３ヘッド部３の駆動電極３３との間には、これらの電極２３、３３と略同一平面になる絶縁膜５２上に、絶縁層５３表面の平坦性を確保するための、絶縁層５３で絶縁分離され、所定の形状、例えば電極形状にパターニングした層（パターン層）７６を形成している。第３ヘッド部３の駆動電極３３と第４ヘッド部４の駆動電極４３との間にも、これらの電極３３、４３と略同一平面になる絶縁膜５２上に、絶縁層５３表面の平坦性を確保するための、絶縁層５３で絶縁分離され、所定の形状、例えば電極形状にパターニングした層（パターン層）７８を形成している。なお、パターン層７６〜７８は電極材料や配線材料と同じ材料で形成することで製造工程の簡略化を図れる。
【００３２】
このように、駆動電極間に段差を解消するパターン層を形成することにより、更に上層に形成されるアクチュエータ部を平坦な面に形成することができ、信頼性の向上を図れる。
【００３３】
そして、滴吐出のための駆動電圧を供給するための各配線が隣り合うヘッド部の駆動電極と絶縁層を介して積層されて形成されているので、駆動電圧入力パッド部までの配線のレイアウトの自由度が増すことができ、また、これにより、パッド部のレイアウトも実装のマージンのある設計が可能となり、歩留まり向上、コストダウンを図ることができる。
【００３４】
また、上記実施形態ではヘッド部単位で多層配線する例で説明したが、特にヘッド部単位で多層配線にする必要はなく、例えば液滴を吐出するビット単位（ノズル単位）で多層配線を行なってもよく、設計に合わせて適宜決定すればよい。
【００３５】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドの第２実施形態について図４ないし図６を参照して説明する。なお、図３は同ヘッドの平面説明図、図４は同ヘッドの図３のＣ領域の断面説明図、図６は同ヘッドの図３のＤ領域の断面説明図である。なお、図１ないし図３と対応する部分には同一符号を付している。
【００３６】
このインクジェットヘッドは第１、第２、第３、第４ヘッド部１、２、３、４を静電型ヘッド部で構成したものである。すなわち、液室／アクチュエータ部１２、２２、３２、４２は、単結晶シリコン基板などで形成した流路基板８１とノズル板６を接合することでノズル１１、２１、３１、４１が連通する液室１１１、１２１、１３１、１４１、液室１１１、１２１、１３１、１４１に流体抵抗部１１２、１２２、１３２、１４２を介してインクを供給するための共通液室１１３、１２３、１３３、１４３を形成し、また、液室１１１、１２１、１３１、１４１の底面にはシリコン振動板１１４、１２４、１３４、１４４をそれぞれ形成している。
【００３７】
なお、流路基板８１はシリコン基板の異方性エッチングによって液室１１１、１２１、１３１、１４１、流体抵抗部１１２、１２２、１３２、１４２、共通液室１１３、１２３、１３３、１４３となる凹部を形成したものであり、またシリコン振動板１１４、１２４、１３４、１４４は流路基板８１となるシリコン基板に高濃度ボロン拡散層などを形成して異方性エッチングに対するエッチストップ技術を用いて形成したものである。
【００３８】
そして、これらのシリコン振動板１１４、１２４、１３４、１４４にシリコン酸化膜などの絶縁膜からなるギャップスペーサ８２を介して所定のギャップ１１５、１２５、１３５、１４５を介して対向する対向電極（駆動電極）１１６、１２６、１３６、１４６を設け、これらの振動板１１４、１２４、１３４、１４４と対向電極１１６、１２６、１３６、１４６とで、振動板１１４、１２４、１３４、１４４を静電力で変形変位させるための静電型アクチュエータ部を構成している。
【００３９】
これらの駆動電極１１６、１２６、１３６、１４６上に形成した絶縁膜５３は振動板１１４、１２４、１３４、１４４と対向電極１１６、１２６、１３６、１４６の電気的接触を防止して電極を保護するための電極保護膜を兼ねており、また、ギャップスペーサ８２と絶縁膜５３とは例えば酸化シリコン膜で形成して、この酸化シリコン膜にギャップ１１５、１２５、１３５、１４５を形成するための凹部を彫り込むことによって、ギャップスペーサ８２と絶縁膜５３とを同一の酸化シリコン膜から形成することができる。
【００４０】
また、第１実施形態と同様に、駆動電極１１６、１２６、１３６、１４６にはそれぞれ駆動電圧を供給するための配線１１６ａ、１２６ａ、１３６ａ、１４６ａを接続（一体形成を含む）して、駆動電極１１６と配線１２６ａ、駆動電極１４６と配線１３６ａは絶縁膜５２を介して積層した構造としている。なお、その他の構成は前記第１実施形態と同様であるので、同一符号を付してその部分の説明は省略する。
【００４１】
静電型ヘッドの動作について説明すると、振動板１１４、１２４、１３４、１３５を電気的に接地し、外部電圧入力パッド部１４、２４、３４、４４にパルス状の駆動電圧を印加することで駆動電極１１６、１２６、１３６、１４６にパルス状の駆動電圧が供給されるので、振動板１１４、１２４、１３４、１３５と駆動電極１１６、１２６、１３６、１４６間には静電引力が作用して、振動板１１４、１２４、１３４、１３５が駆動電極１１６、１２６、１３６、１４６に変形変位し、液室１１１、１２１、１３１、１４１にそれぞれ共通液室１１３、１２３、１３３、１４３からインクが供給され、この状態で電圧の印加がなくなると、振動板１１４、１２４、１３４、１３５と駆動電極１１６、１２６、１３６、１４６間の静電引力が消失して、振動板１１４、１２４、１３４、１３５が元の状態に復元変形して、液室１１１、１２１、１３１、１４１の内容積が減少してインクが加圧されるので、ノズル１１、２１、３１、４１からインク滴が吐出される。
【００４２】
静電型ヘッドとすることで、駆動時には振動板と個別駆動電極間の充放電電流のみの消費電力となるため低消費電力の多列型液滴吐出ヘッドを実現でき、また電極が液に接しないために吐出できるインクの種類が限定されない。
【００４３】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドの第３実施形態について図７ないし図９を参照して説明する。なお、図７は同ヘッドの平面説明図、図８は同ヘッドの図７のＥ領域の断面説明図、図９は同ヘッドの図７のＦ領域の断面説明図である。なお、図１ないし図３と対応する部分には同一符号を付している。
【００４４】
このインクジェットヘッドは第１、第２、第３、第４ヘッド部１、２、３、４をサーマル型ヘッド部で構成したものである。すなわち、液室／アクチュエータ部１２、２２、３２、４２は、単結晶シリコン基板の異方性エッチングなどで貫通部を形成した流路基板９１とノズル板６と絶縁層５３とを接合することで、ノズル１１、２１、３１、４１が連通する液室１５１、１６１、１７１、１８１、液室１５１、１６１、１７１、１８１に流体抵抗部１５２、１６２、１７２、１７２を介してインクを供給するための共通液室１５３、１６３、１７３、１８３を形成している。
【００４５】
そして、液室１５１、１６１、１７１、１８１に臨む絶縁層５３の壁面には電気熱変換素子（加熱ヒータ）１５５、１６５、１７５、１８５をそれぞれ設け、これらの加熱ヒータ１５５、１６５、１７５、１８５には前述した第１実施形態の駆動電極１３、２３、３３、４３をそれぞれ接続している。。なお、その他の構成は前記第１実施形態と同様であるので、同一符号を付してその部分の説明は省略する。
【００４６】
サーマル型ヘッドの動作について説明すると、外部電圧入力パッド部１４、２４、３４、４４にパルス状の駆動電圧を印加することで駆動電極１３、２３、３３、４３を介して加熱ヒータ１５５、１６５、１７５、１８５にパルス状の駆動電圧が供給されるので、インクが加熱沸騰して気泡が発生し、この気泡により液室１５１、１６１、１７１、１８１内のインクが加圧されてノズル１１、２１、３１、４１からインク滴が吐出され、駆動電圧の印加が終了することで気泡が消失し、液室１５１、１６１、１７１、１８１内が引圧になり、共通液室１５３、１６３、１７３、１８３からインクが液室１５１、１６１、１７１、１８１内に補充される。
【００４７】
サーマル型ヘッド部は、インクに接するヒータ（電気熱変換素子）によってインクの熱膨張、或いはインク中に発生する気泡でインク滴を吐出するので、滴量の制御性に優れ小滴から大滴まで広いレンジの液滴を吐出することができる。
【００４８】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを備えたヘッド一体型インクカートリッジについて図１０の斜視説明図を参照して説明する。このインクカートリッジ２１０は、ノズル２１１等を有する上記各実施形態のいずれかのインクジェットヘッド２１２と、このインクジェットヘッド２１２に対してインクを供給するインクタンク２１３とを一体化したものである。
【００４９】
このようにインクタンク一体型のヘッドの場合、ヘッドのコストはインクカートリッジ全体のコストに反映されるが、本発明に係るインクジェットヘッドを用いることで、歩留まりの向上による低コストが可能となるので、ヘッド一体型インクカートリッジの低コスト化を図ることができる。
【００５０】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置の一例について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１１は同記録装置の斜視説明図、図１２は同記録装置の機構部の側面説明図である。
【００５１】
このインクジェット記録装置は、記録装置本体２８１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した本発明を実施したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部２８２等を収納し、装置本体２８１の下方部には前方側から多数枚の用紙２８３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）２８４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙２８３を手差しで給紙するための手差しトレイ２８５を開倒することができ、給紙カセット２８４或いは手差しトレイ２８５から給送される用紙（インク滴が付着するものの意味であり、紙に限定されるものではない。）２８３を取り込み、印字機構部２８２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ２８６に排紙する。
【００５２】
印字機構部２８２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド２９１と従ガイドロッド２９２とでキャリッジ２９３を主走査方向（図１２で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ２９３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドからなるヘッド２９４を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ２９３にはヘッド２９４の各ヘッド部に各色のインクを供給するための各インクタンク２９５を交換可能に装着している。なお、ヘッド一体型インクカートリッジを用いることもできる。
【００５３】
インクタンク２９５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。
【００５４】
ここで、キャリッジ２９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド２９１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド２９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ２９３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ２９７で回転駆動される駆動プーリ２９８と従動プーリ２９９との間にタイミングベルト３００を張装し、このタイミングベルト３００をキャリッジ２９３に固定しており、主走査モーター２９７の正逆回転によりキャリッジ２９３が往復駆動される。
【００５５】
一方、給紙カセット２８４にセットした用紙２８３をヘッド２９４の下方側に搬送するために、給紙カセット２８４から用紙２８３を分離給装する給紙ローラ３０１及びフリクションパッド３０２と、用紙２８３を案内するガイド部材３０３と、給紙された用紙２８３を反転させて搬送する搬送ローラ３０４と、この搬送ローラ３０４の周面に押し付けられる搬送コロ３０５及び搬送ローラ３０４からの用紙２８３の送り出し角度を規定する先端コロ３０６とを設けている。搬送ローラ３０４は副走査モータ３０７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００５６】
そして、キャリッジ２９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ３０４から送り出された用紙２８３を記録ヘッド２９４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材３０９を設けている。この印写受け部材３０９の用紙搬送方向下流側には、用紙２８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ３１１、拍車３１２を設け、さらに用紙２８３を排紙トレイ２８６に送り出す排紙ローラ３１３及び拍車３１４と、排紙経路を形成するガイド部材３１５，３１６とを配設している。
【００５７】
記録時には、キャリッジ２９３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２９４を駆動することにより、停止している用紙２８３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙２８３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙２８３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙２８３を排紙する。
【００５８】
また、キャリッジ２９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド２９４の吐出不良を回復するための回復装置３１７を配置している。回復装置３１７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ２９３は印字待機中にはこの回復装置３１７側に移動されてキャッピング手段でヘッド２９４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００５９】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド２９４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００６０】
このように、このインクジェット記録装置においては本発明を実施した液滴吐出ヘッドである低コストのインクジェットヘッドを搭載しているので、記録装置全体の低コスト化を図れる。
【００６１】
なお、上記実施形態においては、液滴吐出ヘッドとしてインクジェットヘッドに適用した例で説明したが、インクジェットヘッド以外の液滴吐出ヘッドとして、例えば、液体レジストを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、ＤＮＡの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドなどの他の液滴吐出ヘッドにも適用できる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、液滴を吐出する複数のノズルを有する複数のヘッド部を同一平面内に多列配置した多列型液滴吐出ヘッドにおいて、ヘッド部又はヘッド部のビットの駆動電極に駆動電圧を供給するための配線が他のヘッド部又はヘッド部のビットの駆動電極と絶縁層を介して積層され、各配線の一端部は外部から駆動電圧を供給する接続手段を接続するための外部電圧入力パッド部に接続されている構成としたので、歩留まりの向上による低コスト化を図れる。
【００６３】
本発明に係るインクジェット記録装置によれば、インク滴を吐出するインクジェットヘッドを本発明に係る液滴吐出ヘッドで構成したので、装置全体手の低コスト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドの第１実施形態の説明に供する平面説明図
【図２】同ヘッドの図１のＡ領域の断面説明図
【図３】同ヘッドの図１のＢ領域の断面説明図
【図４】同じく第２実施形態の説明に供する平面説明図
【図５】同ヘッドの図４のＣ領域の断面説明図
【図６】同ヘッドの図４のＤ領域の断面説明図
【図７】同じく第３実施形態の説明に供する平面説明図
【図８】同ヘッドの図７のＥ領域の断面説明図
【図９】同ヘッドの図７のＦ領域の断面説明図
【図１０】本発明に係る液滴吐出ヘッドを含むヘッド一体型インクカートリッジの斜視説明図
【図１１】本発明に係るインクジェット記録装置の機構部を説明する斜視説明図
【図１２】同記録装置の側面説明図
【符号の説明】
１…第１ヘッド部、２…第２ヘッド部、３…第３ヘッド部、４…第４ヘッド部、５…支持基板、６…ノズル板、１１、２１、３１、４１…ノズル、１２、２２、３２、４２…液室／アクチュエータ部、１３、２３、３３、４３…駆動電極、１３ａ、２３ａ、３３ａ、４３ａ…配線、１４、２４、３４、４４…外部電圧入力パッド部。

Claims

液滴を吐出する複数のノズルを有する複数のヘッド部を同一平面内に多列配置した多列型液滴吐出ヘッドにおいて、前記ヘッド部又はヘッド部のビットの駆動電極に駆動電圧を供給するための配線が他のヘッド部又はヘッド部のビットの駆動電極と絶縁層を介して積層され、各配線の一端部は外部から駆動電圧を供給する接続手段を接続するための外部電圧入力パッド部に接続されていることを特徴とする多列型液滴吐出ヘッド。
請求項１に記載の多列型液滴吐出ヘッドにおいて、前記ヘッド部が前記ノズルが連通する液流路の壁面を形成する振動板と、この振動板との間で静電力を生じさせる電極とを有することを特徴とする多列型液滴吐出ヘッド。
請求項１に記載の多列型液滴吐出ヘッドにおいて、液体の熱膨張又は液体の沸騰を生じさせる電気熱変換素子を有することを特徴とする多列型液滴吐出ヘッド。
請求項１ないし３のいずれかに記載の多列型液滴吐出ヘッドにおいて、前記外部電圧入力パッド部は千鳥状に配置されていることを特徴とする多列型液滴吐出ヘッド。
請求項１ないし４のいずれかに記載の多列型液滴吐出ヘッドにおいて、各ヘッドに対応する前記外部電圧入力パッド部は略同一平面に形成されていることを特徴とする多列型液滴吐出ヘッド。
請求項１ないし５のいずれかに記載の多列型液滴吐出ヘッドにおいて、前記駆動電圧を供給するための配線及び／又は前記駆動電極と略同一の平面には平坦性を確保するためのパターニングされた層が形成されていることを特徴とする多列型液滴吐出ヘッド。
請求項１ないし６のいずれかに記載の多列型液滴吐出ヘッドにおいて、前記各ヘッド部は同一基板内に形成されていることを特徴とする多列型液滴吐出ヘッド。
インク滴を吐出するインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置において、前記インクジェットヘッドが請求項１ないし７のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とするインクジェット記録装置。