JP2007196544A - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル配線材の配線構造を工夫することで、配線同士の間隔を狭くしないで高集積化できるインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】フレキシブル配線材４０は、一端部をアクチュエータ３０に重ねられ、その表面と平行でかつインクを吐出するノズル列２５と直交する方向に引き出され、駆動ＩＣチップ４９を塔載している。アクチュエータ３０の電圧印加用の複数の個別電極端子３７に対応して、フレキシブル配線材４０に複数の個別電極ランド６０が互いに千鳥状に配列形成され、フレキシブル配線材４０の引き出された方向側に配列されたブラックインク用の隣接する２つの列のうち、隣接する２つの個別電極ランド６０Ｂの間隔が、他のインク用の個別電極ランド６０Ｍ〜６０Ｙの間隔よりも広くなっていて、直線部４８ｂと屈曲部４８ｃから成る配線パターン４８が、各個別電極ランド６０間を通って駆動ＩＣチップ４９に集積される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、インクジェット式記録ヘッドに係り、特にアクチュエータに給電するための配線材の接続構造に関するものである。

インクジェット式記録ヘッドは、特許文献１のように、複数枚のプレートを積層したキャビティユニットに、２列に配置した複数の圧力室が設けられ、各圧力室に対応するエネルギー発生部（特許文献１では活性部）を有するアクチュエータがキャビティユニットと接合されている。そして、アクチュエータの各エネルギー発生部に電圧印加するために、アクチュエータの上面に、その長手方向の両側縁に沿って各エネルギー発生部と対応した表面電極が設けられ、配線材の接合端子部とアクチュエータの端子とが重ねて接合される。配線材は、アクチュエータの長手方向の延長方向に長く形成され、その長手方向に２列の接合端子部に連接した各配線が、配線材の狭い幅の部分（長手方向と直交する方向の幅）に多数本形成され、外部に引き出され、各接合端子部からの各配線の幅は微細で、間隔が狭くなっている。

特許文献２では、フレキシブル配線材（特許文献２ではフレキシブル回路基板）を、片面に配線を有する複数の基板層の積層体にて構成し、その複数の基板層の少なくとも１つの開口部を有して、その後側に配置された基板層の配線を前記開口部を介して露出させて接合電極を形成し、これを個別電極用の表面電極に接合することで、配線の高集積化を実現することが考えられている。

また、特許文献３では、フレキシブル配線材（特許文献３ではフレキシブルフラットケーブル）の構成において、インクを吐出させるエネルギーをアクチュエータに与える複数のエネルギー発生部と個別に電気的に接続される複数の個別接合電極を千鳥状にかつ、段階差をつけて配列させることで、配線密度が高い箇所で、配線間の間隔を余り密にならないようにしている。

特開２００３−１５９７９５号公報 特開平１１-１４７３１１号公報 特開２００５−１６１７６０号公報

近年、インクジェットプリンタは、小型化、高速化および印字品質の向上を兼ね備えた性能が要望され、インクジェット式記録ヘッドのノズル数を増やして高密度化することで高速化させたり、噴出されるインクの粒径を細かくすることにより印字品質の向上を図ってきた。特に高速化において、ノズル数が増えると、そのノズルに対応するアクチュエータのエネルギー発生部および表面電極数も増加し、また、それに対応してフレキシブル配線材の接合電極も増加し、配線パターン数が多くなる。特に特許文献３（図９）のような構成において、フレキシブル配線材に形成された複数の個別接合電極は、それぞれから駆動回路を備えた駆動ＩＣチップが塔載された方向（フレキシブル配線材が引き出された方向）に平行に配線され、駆動ＩＣチップに高集積化されて接続されるため、配線パターン数が増えるに伴い、フレキシブル配線材の幅を広くするか、配線を細かくかつ配線同士の間隔を狭くしなくてはいけない。しかし、配線の幅を広くすると大型化・コストアップしてしまい、配線を細かく、間隔を狭くすると製造上限界があり、また抵抗値が高くなったり、ショートを起こしやすくなるといった危険性があった。また、フレキシブル配線材を多層化させて配線パターン数を増やすこともできるが、コストが大幅に上がってしまう。

本発明は、上述したような問題に対し、フレキシブル配線材の配線構造を工夫することで、配線同士の間隔を狭くしないで高集積化できるようにすることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、インクを噴射するための複数のエネルギー発生部を有していて、その表面に前記各エネルギー発生部への電圧印加用の複数の端子が列をなして有するアクチュエータと、そのアクチュエータの表面に一端部が重ねられ、その表面と平行でかつ前記列と直交する方向に引き出された配線材とを備え、前記配線材には、前記複数の端子と対応した複数のランドが列をなして設けられるとともにその複数のランドと接続した複数の配線パターンが設けられ、前記端子とランドとを対応させて接合されて成るインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記複数の端子は、隣接する列の端子同士が千鳥状に配列され、前記複数のランドは、前記複数の端子と対応して、千鳥状に配列されていて、前記複数の端子列のうち、前記配線材が引き出された側の少なくとも隣接する２つの端子列は、その端子列の間隔が、他の前記端子列の隣り合った端子列間の間隔よりも広く、前記ランド列のうち、前記端子と対応して、前記配線材が引き出された側の少なくとも隣接する２つのランド列は、そのランド列の間隔が、他の前記ランド列の隣合ったランド列間の間隔よりも広く形成されていて、前記配線パターンは、前記引き出された側のランド列のランドと、それと隣接するランド列で前記ランドと列方向に隣接するランドとの間を前記引き出された方向に対して角度を持って延びて配線されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記エネルギー発生部は、複数色のインクごとに列をなしていて、前記端子は、前記複数色のインクごとに複数の列をなし、かつ、隣接する列の端子同士が千鳥状に配列され、前記ランドは、前記端子と対応して、前記複数色のインクごとに複数の列をなし、かつ、隣接する列のランド同士が千鳥状に配列されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記各エネルギー発生部に対応して、インクを収容する複数の圧力室をさらに備え、その複数の圧力室のうち、前記引き出された側の端子に対応する圧力室は、前記引き出された方向の長さが他の圧力室の長さよりも長く、前記長い圧力室に対応する前記エネルギー発生部は、他の圧力室に対応するエネルギー発生部よりも、前記前記引き出された方向の長さが長いことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記長い圧力室に収容されたインクがブラックインク、他の圧力室に収容されたインクが他のカラーインクであることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記引き出された側の前記エネルギー発生部の１つの列に対応する前記端子は、列方向に隣接する端子同士が、前記引き出された方向に互いにずれて位置することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記引き出された側の前記エネルギー発生部の１つの列に対応して、前記アクチュエータの表面に１つの列の表面電極が形成され、その各表面電極は、前記引き出された方向に所定の長さを有し、前記端子は、前記表面電極の上に、それぞれが形成され、隣接する表面電極の上の端子が前記引き出された方向に互いにずれて位置することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記複数のランドは、その上に複数のバンプ電極を設けられ、前記複数のバンプ電極と前記複数の端子とが対応させて接合されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によると、アクチュエータは、その表面に複数のエネルギー発生部への電圧印加用の複数の端子が千鳥状に配列していて、配線材は、その端子に対応して千鳥状に配列した複数のランドと、各々のランドが接続された複数の配線パターンを有し、その一端部をアクチュエータの表面に重ね、その表面と平行でかつ端子列と直交する方向に引き出される。各端子と対応する各ランドは、配線材が引き出された側の少なくとも隣接する２つの端子列およびランド列の間隔が、他の端子列およびランド列の間隔よりも広く形成され、配線パターンは、引き出された側のランド列のランドと、それと隣接するランド列で前記ランドと列方向に隣接するランドとの間を引き出された方向に対して角度を持って延びるように配線されている。

そのため、配線材が引き出された側において、複数のランドの列から延びる配線が集積されて密になるが、引き出された側の少なくとも隣接する２つのランド列のランド間を上述した角度を持って延びる複数の配線の間隔を従来よりも広く形成することができるため、引き出された方向の配線同士の間隔をあまり密にしないで、かつ、配線を高集積化でき、配線同士のショートを防ぐこともできる。また、配線パターンの製造がしやすくなるため、歩留まりを上げることができ、コストダウンできる。さらに、配線同士の間隔にゆとりがあるため、配線幅を太くして抵抗値を低くさせたり、さらに配線パターン数を増加、ひいてはノズル数の増加させることができ、インクジェットプリンタ装置の高速処理化に対応できる。

請求項２に記載の発明によると、請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、エネルギー発生部は、複数色のインクごとに列をなしていて、端子は複数色のインクごとに複数の列をなし、かつ、隣接する列の端子同士が千鳥状に配列され、ランドは端子と対応して、複数色のインクごとに複数の列をなし、かつ、隣接する列のランド同士が千鳥状に配列されているため、配線パターンを高密度に配線することができ、本発明の構成を容易に実現させることができる。

請求項３に記載の発明によると、請求項１または２に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、各エネルギー発生部に対応して、インクを収容する複数の圧力室をさらに備え、その複数の圧力室のうち、引き出された側の端子に対応する圧力室は、引き出された方向の長さが他の圧力室の長さよりも長く、長い圧力室に対応するエネルギー発生部は、他の圧力室に対応するエネルギー発生部よりも、引き出された方向の長さが長いため、長い圧力室に収容されたインクは、他の圧力室に収容されたインクと比べて、多くの体積のインクに大きなエネルギーが与えられ、他の圧力室から吐出されるインク滴よりも一回の動作でインク滴の体積を多く吐出させることができる。また、引き出された側のエネルギー発生部の長さが長いことで、端子の間隔を大きくでき、上記の配線どうしの間隔を広くできる。

請求項４に記載の発明によると、請求項３に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、長い圧力室に収容されたインクがブラックインク、他の圧力室に収容されたインクが他のカラーインクであるため、ブラックインク滴を他の圧力室に収容されたカラーインクのインク滴の体積よりも大きく吐出できる。例えば、ブラックインクに顔料インク、カラーインクに染料インクを使用したとき、被記録媒体上で顔料インクが染料インクに比して拡がりにくいことによるドット径の差を補償することができる。また、ブラックインクとカラーインクとが被記録媒体上で同等の拡がりを有している場合であっても、複数のカラーインクの重なりによりドット径が、単色のブラックインクのドット径よりも大きくなることを補償することができる。

請求項５に記載の発明によると、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、引き出された側のエネルギー発生部の１つの列に対応する端子は、列方向に隣接する端子同士が、引き出された方向に互いにずれて位置するため、対応するランドも引き出された方向に互いにずれて位置され、エネルギー発生部の列が１つであっても、端子同士をずらせることで、配線パターンを高密度に配線することができ、本発明の構成を容易に実現させることができる。

請求項６に記載の発明によると、請求項５に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、引き出された側のエネルギー発生部の１つの列に対応して、アクチュエータの表面に１つの列の表面電極が形成され、その各表面電極は、引き出された方向に所定の長さを有し、端子は表面電極の上に、それぞれが形成されているため、ランドと端子との接続位置が確実になり、電気的接続の信頼性を向上させることができる。また、隣接する表面電極の上の端子が引き出された方向に互いにずれて位置し、対応するランドも互いにずれて位置するため、配線パターンを高密度に配線することができる。

請求項７に記載の発明によると、請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、複数のランドは、その上に複数のバンプ電極を設けられ、複数のバンプ電極と複数の端子とが対応させて接合されているため、バンプ電極を介してフレキシブル配線材とアクチュエータとの接合が可能になり、接合作業が容易になると共に、接合強度がよくなり、電気的接続の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参照して説明する。なお、以下の説明では、インクを吐出する側を下面および下方向とし、その反対側を上面および上方向とする。また、添字Ｍ、Ｃ、Ｂ、Ｙは、それぞれマゼンタインク、シアンインク、ブラックインク、イエローインクに関するものであることを示す。

インクジェットプリンタ装置は、図示しないが、ガイド軸にキャリッジとして機能するヘッドホルダが取り付けられていて、ヘッドホルダには、その下面に形成されたノズル２５からインクを吐出して記録用紙に記録する記録ヘッド１と、各色のインク、例えば、ブラックＢ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹが収容されたインクタンクが塔載され、記録用紙に沿ってその幅方向（図１のＸ方向）に往復走査しながら、記録ヘッド１のアクチュエータ３０が駆動されることで、印字がなされる。

記録ヘッド１は、特開２００３−８０７０９号公報に記載の公知のものと同様で、図１に示すように、複数のノズル２５がＹ方向に配列されたノズル面を下面に有するキャビティユニット２０の上に、キャビティユニット２０内のインクに選択的に吐出圧力を与えるプレート型のアクチュエータ３０を接着シートを介して接合し、更にその上面に可撓性のフレキシブル配線材４０が、その一端をアクチュエータ３０と接合して電気的に接続され、他端はその表面に平行でかつＸ方向に引き出され、さらに駆動回路を内装する駆動ＩＣチップ４９を塔載した構造をしている。

キャビティユニット２０は、図２のように複数の薄いプレート２１を積層し、接着剤で接合して構成されていて、その最下面のプレート２１には複数のノズル２５がキャビティユニット２０の長手方向（Ｙ方向）に千鳥配列状に配列され、かつ、それと直交する方向（Ｘ方向）に適宜間隔で複数列設けられている。実施例では、複数のノズル２５は微小間隔で複数個形成され、フレキシブル配線材４０が引き出され、駆動ＩＣチップ４９が塔載された方向（Ｘ方向、図１、図２の右手方向）から順に、ブラックインク用のノズル列２５Ｂ、マゼンタインク用のノズル列２５Ｍ、図示しないが、シアンインク用のノズル列２５Ｃ、イエローインク用のノズル列２５Ｙが２列ずつ設けられている。複数のノズル２５は微小径で、ブラックインク用のノズル２５Ｂは、２０μｍ程度で、その他のインク用のノズル２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｙは、１８μｍ程度であり、ブラックインク用のノズル２５Ｂが他のカラーインク用のノズル２５Ｍ〜２５Ｙに比べて大径で、ブラックインクが、カラーインクよりも一インク滴の体積が多く吐出される。

また、最上面のプレート２１には、複数の圧力室２３が平面視細長形状に形成され、その長手方向（Ｘ方向）の一端部が複数のノズル２５と連通し、他端部が後述するマニホールド流路２２と連通して形成されている。複数の圧力室２３は、図１のように隣接する列の圧力室２３に対して、キャビティユニット２０の長手方向（Ｙ方向）に千鳥配列状に形成され、かつ、それと直交する方向（Ｘ方向）に複数列配列している。実施例では、複数のノズル列２５Ｂ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｙに対応して、圧力室２３Ｂ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｙがインク色ごとＸ方向から２列ずつ配列されていて、また、ブラックインク用の圧力室２３Ｂは、その長手方向（Ｘ方向）の長さ２３Ｂｗが、他のインクの圧力室の長手方向（Ｘ方向）の長さ２３Ｍｗ、２３Ｃｗ、２３Ｙｗよりも長くなっていて、２３Ｂｗは１．４ｍｍ程度の長さで、２３Ｍｗ〜２３Ｙｗは１．１ｍｍ程度の長さであり、ブラックインク用の圧力室２３Ｂが、他のカラーインク用の圧力室２３Ｍ〜２３Ｙに比べて、長手方向（Ｘ方向）の長さが長くなっている。このため、ブラックインクが他のカラーインクに比べて、吐出するための圧力を多く受けるため、一インク滴が持つ吐出エネルギーが大きく、他の圧力室２３Ｍ〜２３Ｙから吐出されるインク滴より体積を大きく吐出させることができる。なお、各圧力室２３の幅（Ｙ方向）は、すべて同じに形成されている。

また、キャビティユニット２０の上面には図１のようにインク供給口１７Ｂ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｙがインク色別に設営され、インクタンク（図示せず）から供給された各インクが各インク供給口１７Ｂ〜１７Ｙに供給され、その各々から延びるキャビティユニット２０中のマニホールド流路２２Ｂ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｙ（２２Ｃ、２２Ｙは図示しない）に流入したインクは、プレート２１を貫通する連通孔を介して複数の圧力室２３Ｂ〜２３Ｙにインク色別に分配され、各圧力室２３Ｂ〜２３Ｙから対応する各ノズル２５Ｂ〜２５Ｙに至る構成である。実施形態では、キャビティユニット２０の薄いプレート２１は、５０〜１５０μｍ程度の厚さを有し、複数のノズル２５を有するプレート２１はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレート２１は４２％ニッケル合金鋼板製である。

次に、アクチュエータ３０について説明する。アクチュエータ３０は、図２のように、各複数の圧力室２３Ｂ〜２３Ｙを覆う最下層のセラミックス層を含んだ複数枚のセラミックス層３１を、キャビティユニット２０の圧力室２３側からその複数の圧力室２３の配列面と直角方向に積層して構成されている。１枚のセラミックス層の厚さは３０μｍ程度で、ＰＺＴなどの圧電セラミックスである。各セラミックス層３１のうち下から偶数段目のセラミックス層３１ｂの上面（広幅面）には、キャビティユニット２０における各々の圧力室２３に対応した箇所に細幅の個別電極３３が形成され、キャビティユニット２０のＹ方向に千鳥配列状に形成され、かつ、それと直交する方向（Ｘ方向）に複数列配列している。個別電極３３のＸ方向の長さは、圧力室２３Ｂ〜２３Ｙにほぼ対応しているため、ブラックインク用の圧力室２３Ｂに対応した個別電極３３Ｂは、他のインク用の圧力室２３Ｍ〜２３Ｙに対応した個別電極３３Ｍ、３３Ｃ、３３ＹのＸ方向の長さよりも長く形成されている。また下から奇数段目のセラミックス層３１ａの上面（広幅面）には、複数の圧力室２３に対して共通のコモン電極３２が形成され、グランド電位に接続されている。個別電極３３とコモン電極３２とは、最下層のセラミックス層を除いて、少なくとも１つのセラミックス層３１を挟んで交互に配置され、互いに対向している。そして、アクチュエータ３０における各々の個別電極３３と、キャビティユニット２０における各々の圧力室２３を対向させて、キャビティユニット２０とアクチュエータ３０が接着・固定される。

また、アクチュエータ３０は、複数枚のセラミックス層３１の積層方向に対向する個別電極３３とコモン電極３２間のセラミックス層３１の部分をエネルギー発生部とし、後述する駆動ＩＣチップ４９が、選択的に個別電極３３とコモン電極３２との間に電圧を印加させることにより、その印加された個別電極３３に対応したエネルギー発生部を、積層方向に歪ませ、この変位が圧力室２３の容積を変化させ、インクを吐出する圧力と圧力波を発生させ、インクをノズル２５から吐出させる。

つまり、エネルギー発生部は、圧力室２３の数と同一の数で、同一の列に対応して列方向（Ｙ方向）に配列されている。また、エネルギー発生部は、Ｘ方向に圧力室２３の長手方向に長く形成され、かつ隣接するエネルギー発生部も圧力室２３の配置と同様であって、千鳥状配列され、インク色ごとにＸ方向に２列ずつ配列されている。また、エネルギー発生部のＸ方向の長さは、圧力室２３Ｂ〜２３ＹのＸ方向の長さと対応するため、ブラックインク用の圧力室２３Ｂに対応するエネルギー発生部が他のインク用の圧力室２３Ｍ〜２３Ｙに対応するエネルギー発生部よりも長く形成される。そのため、他のカラーインクに比べて、ブラックインクを吐出するための圧力を多く供給することができ、ブラックインクの吐出インク滴体積を多くすることができる。

さらに、アクチュエータ３０の最上層の上面には、図１，図３のように個別電極３３およびコモン電極３２とに対応する個別表面電極３６およびコモン表面電極３４が形成されている。各表面電極３６，３４は前記特開２００３−８０７０９号公報に記載の公知の構成と同様に、積層されたセラミックス層３１の積層方向に貫通したスルーホール（図示せず）に充填された導電性材料を介してそれぞれ個別電極３３およびコモン電極３２と導通されている。個別表面電極３６は、個別電極３３と略平行で、かつ、ほぼ同形状の細幅の矩形状をしているが、個別電極３３のＸ方向の長さよりも短い。また、ノズル列２５Ｂ〜２５Ｙ（圧力室列２３Ｂ〜２３Ｙ）と同様に、アクチュエータ３０の長手方向（Ｙ方向）に沿ってインク色ごとにＸ方向に２列ずつ設けられ、対となる２列がそれぞれ千鳥状となるように列設されている（個別表面電極列３６Ｂ〜３６Ｙ）。個別表面電極列３６Ｂ〜３６Ｙは、個別電極列３３Ｂ〜３３Ｙに対応しているため、ブラックインク用の個別電極列３３Ｂに対応した個別表面電極列３６Ｂは、他のインク用の個別電極列３３Ｍ〜３３Ｙに対応した個別表面電極３６Ｍ〜３６ＹのＸ方向の長さよりも長く形成されている。また、コモン表面電極３４は、アクチュエータ３０の最上面のうちＹ方向の最両端の外周に沿って帯状に形成されている。

個別表面電極３６およびコモン表面電極３４の上には、アクチュエータ３０に接合されるフレキシブル配線基板４０の接合面（下面）に形成される、後述する個別電極ランド６０およびコモン電極ランド６１と対応して、個別電極端子３７およびコモン電極端子３５がそれぞれ設けられている。個別電極端子３７は、個別表面電極３６と同じ細幅の矩形状で、個別表面電極３６の１つの列（図３Ｙ方向の１列）において、各個別表面電極３６の長手方向（Ｘ方向）の一端寄りまたは他端寄りに、交互に配列されている。つまり、図３に示すように個別表面電極列３６の１つの列において、個別電極端子３７は、Ｙ方向に延びて配列された列が隣接して２列形成され、その隣接した２列の各個別電極端子３７同士が千鳥状に配置されていることになる。よって、アクチュエータ３０のＸ方向にインク色ごとに８列配列形成されている個別表面電極列３６Ｂ〜３６Ｙに対して、個別電極端子列３７Ｂ〜３７Ｙは、Ｘ方向にインク色ごとに４列ずつ配列形成されている。

そのため、図３のように、個別表面電極３６の１つの列（図３中Ｙ方向の１列）に対して、隣接し２列配置された個別電極端子列３７において、それぞれが隣接した個別電極端子３７同士の間隔は、個別表面電極３６の長手方向（Ｘ方向）の長さと対応する。よって、上述したように、ブラックインク用の個別表面電極３６Ｂの１列の上に形成された個別電極端子列３７Ｂにおいて、Ｙ方向に各隣接した個別電極端子３７同士の間隔３７Ｂｗが、他のインク用の個別電極端子列３７Ｍ〜３７Ｙにおいて、Ｙ方向に各隣接した個別電極端子間隔（３７Ｍｗ、３７Ｃｗ、３７Ｙｗ）よりも広くなっている。また、コモン電極端子３５は、個別電極端子３７と同形状の細幅の矩形状で、帯状のコモン表面電極３４上に沿って、インク色ごとに２箇所ずつＸ方向に配列されている（３４Ｂ〜３４Ｙ）。個別表層電極３６およびコモン表層電極３４は、銀―パラジウム系の導電部材をスクリーン印刷形成することにより行われ、個別電極端子３７およびコモン電極端子３５は、個別表層電極３６およびコモン表層電極３４上に銀を印刷して形成されている。

次に、複数の個別電極端子３７およびコモン電極端子３５に電気的に接合するための配線基板の一例として、フレキシブル配線材４０について説明する。図１のように外部からの制御信号を伝達するための複数の配線パターン４７、４８を配設したフレキシブル配線材４０が、その一端をアクチュエータ３０の最上層の上面と接合して電気的に接続され、他端は端子３７の列と直交する方向（Ｘ方向）に引き出され、その引き出された方向のフレキシブル配線材４０上に駆動ＩＣチップ４９を搭載している。駆動ＩＣチップ４９は、印字データにもとづいて個別電極３３とコモン電極３２の間に選択的に電圧を印加するもので、その電圧の印加によって前述のようにインクをノズル２５から吐出させる。

フレキシブル配線材４０は、図４（ｂ）のように、電気絶縁性を有し可撓性の合成樹脂材（例えば、ポリイミド樹脂）からなる帯状のベース材５０の片面には、後述する銅箔からなる複数の個別電極ランド６０および複数のコモン電極ランド６１、そして複数の配線パターン４６、４７、４８がフォトレジスト等により形成されていて、これらの表面を、電気絶縁性を有し可撓性の合成樹脂（例えば、ポリイミド樹脂）からなるカバーレイ５１にて被覆させている。また、ベース材５０の上面には、フレキシブル配線材４０が引き出された方向（Ｘ方向）に駆動ＩＣチップ４９が搭載されていて、駆動ＩＣチップ４９の入力側に配線パターン４７と出力側に配線パターン４８およびコモン電極導線４６が接続されている。個別電極ランド６０およびコモン電極ランド６１は、それぞれ個別電極端子３７およびコモン電極端子３５と対応する位置に形成され、配線パターン４８およびコモン電極導線４６の端部と接続されている。配線パターン４７およびコモン電極導線４６は、フレキシブル配線材４０の引き出された方向の最外端の接続端子５２と接続される。さらに、ベース材５０は、島状の個別電極ランド６０およびコモン電極ランド６１に対応する部位に孔５３（開口部）を開けてランド６０および６１を露出させ、そのランド６０および６１上にバンプ電極６３を固着している（図６）。

複数の島状に形成された個別電極ランド６０とコモン電極ランド６１は、アクチュエータ３０の個別電極端子３７とコモン電極端子３５に対応して形成され、個別電極ランド６０は、Ｙ方向に延びて配列されるとともに各列間にＸ方向に間隔をおき、インク色ごとに４列ずつ配列されている。つまり、アクチュエータ３０の個別表面電極列３６の１つの列に形成されたＹ方向に延びる隣接する２列の個別電極端子列３７に対応して、Ｙ方向に延びる隣接する２列の個別電極ランド列６０が形成され、各々の各個別電極ランド６０同士が千鳥状に配置されている（６０Ｂ〜６０Ｙ）。

例えば、図５のように個別電極ランド６０に番号を振り、ブラックインク用の個別電極ランド列６０Ｂの駆動ＩＣチップ４９側に配置された個別電極ランド列６０Ｂを第１列とすると、第１列[００７]、〔０２２〕・・・[３５９]、[３７４]、第２列[０１５]、[０３０]・・・[３６７]、第３列[００３]、[０２３]・・・[３５５]、[３７５]、第４列[００８]、[０３１]・・・[３６０]のように配列される。そして、Ｙ方向に隣接する各個別電極ランド列６０Ｂが、例えば、第１列と第２列、第３列と第４列の個別電極ランド６０同士がＹ方向に対して千鳥状に配列されている。同様にして、他のインク用の個別電極ランド列６０Ｍ〜６０Ｙもそれぞれ４列ずつ配列されていて、全体ではＸ方向に適宜間隔で１６列の個別電極ランド６０の列が配置され、隣り合った個別電極ランド列の個別電極ランド６０が、千鳥状に配列される。なお、図５において、個別電極ランド６０に付された番号[０００]、[００１]・・・は、その個別電極ランド６０が接続される駆動ＩＣチップ４９の出力端子の一方の端からの順番を示している。

図４、図５のように、隣接する２列の個別電極ランド列６０のうち、Ｙ方向に隣接した２つの個別電極ランド６０同士の間隔（隣り合った奇数列と偶数列のＹ方向に隣り合ったランド６０同士の間隔）は、個別電極端子４５同士の間隔と対応して、ブラックインク用の個別電極ランド列６０Ｂのランド６０同士の間隔６０Ｂｗ（例えば[００７]と[０１５]、[０１５]と[０２２]の間隔）が、他のインク用の個別電極ランド列６０のランド間隔６０Ｍｗ（例えばマゼンタインク用の個別電極ランド列６０Ｍの[００４]と[００９]、[００９]と[０１６]の間隔）よりも広くなっている。シアンインク用の個別電極ランド列６０Ｃおよびイエローインク用の個別電極ランド列６０Ｙもマゼンタインクと同様である。

また、複数の個別電極ランド６０のそれぞれは配線パターン４８と接続され、各配線パターン４８は、複数の個別電極ランド６０同士の間隔を通って適宜間隔を持ってＸ方向に延び、駆動ＩＣチップ４９に接続される。配線パターン４８は、Ｘ方向に略平行な略直線部４８ｂと、隣接する２つの個別電極ランド６０間をＸ方向に対して角度を持って伸びる屈曲部４８ｃから成る。配線パターン同士の間隔は、配線パターン数と個別電極ランド列６０同士の間隔によって決まる。そのため、最も引き出された方向側（駆動ＩＣチップ４９に配線パターンが集積される側）になるに従い狭く、細かくなる。つまり、ブラックインク用の隣接する個別電極ランド列６０Ｂのうち、最も駆動ＩＣチップ４９に近い第１列[００７]と第２列[０１５]の、各Ｙ方向に隣接する個別電極ランド６０同士の間を通る配線パターン４８の屈曲部４８ｃの間隔が最も狭く、細くなる。

本発明では、配線パターン４８が通る個別電極ランド６０の間隔のうち、最も配線パターン４８が高集積化されるブラックインク用の個別電極ランド６０同士の間隔６０Ｂｗが、他の箇所よりも広くなっているため、配線パターン４８の屈曲部４８ｃをあまり細かくない配線パターン間隔４８ａ１で、多く配線させることができる。

また、コモン電極ランド６１は、駆動ＩＣチップ４９からＸ方向に延び、かつ、フレキシブル配線材４０のＹ方向の最両端の外周に沿って形成されたコモン電極導線４６上にインク色ごとに２個ずつ（６１Ｂ〜６１Ｙ）Ｘ方向に配列して形成されている。コモン電極導線４６は、アクチュエータ３０のコモン表面電極３４に対応して略平行に重ねられるように帯状に形成されている。

個別電極ランド６０およびコモン電極ランド６１上に設けられているバンプ電極６３は、ハンダ等の導電性ろう材を溶融させて付着されている。そして、アクチュエータ３０の個別電極端子３７およびコモン電極端子３５と対応して、フレキシブル配線材４０の個別電極ランド６０およびコモン電極ランド６１上のバンプ電極６３が、それぞれ重ねられ、加熱かつ押圧されることでバンプ電極６３が溶融され、対応するランド６０、６１と端子３７、３５とが電気的および機械的に接続される。

本実施例では、ブラックインクは顔料インクを用い、カラーインクは染料インクを用いた。そのため、各インクを吐出させて被記録媒体に印字したときにブラックインクの方が紙に対して拡がりにくく、両者のインク滴体積を同じとすると、一インク滴のドット径がカラーインクよりもブラックインクは小さくなるなどの印字品質に影響を与えるが、ブラックインクを吐出するノズル２５Ｂｗが他のノズル径よりも大きく、また、ブラックインクを供給しているキャビティユニット２０中の圧力室２３Ｂが、他の圧力室２３Ｍ〜２３Ｙよりも大きく、さらに対応するエネルギー発生部も大きくしているため、吐出させるためのエネルギーが大きく、一回の動作で吐出させるインク滴に対してブラックインクの体積を多くさせることができる。これにより被記録媒体上でのドット径をカラーインクとブラックインクとでほぼ揃え、印字品質を向上することができる。また、上記のようにブラックインクの体積が他のカラーインクよりも大きいことは、ブラックインクとカラーインクとがともに同種の顔料または染料インクで、被記録媒体上で同等の拡がりを有している場合であっても、複数のカラーインクの重なりによりドット径が、単色のブラックインクのドット径よりも大きくなることを補償することができる。

また、本実施例では、インク色ごとにエネルギー発生部列が形成され、それに伴い個別電極ランド列６０がインク色ごとに形成され、ブラックインク用の個別電極ランド列６０Ｂの隣接する２つのランド間隔が広く形成されているが、特にインク色ごとに分ける必要はなく、駆動ＩＣチップ４９に配線パターン４８が集積される側の２つの個別電極ランド列６０のＹ方向に隣接する２つの個別電極ランド６０同士の間隔が広くなっていればよい。

記録ヘッド１の分解斜視図である。 記録ヘッド１のＡ−Ａ断面図である。 アクチュエータ３０の最上面の平面図である。 （ａ）フレキシブル配線材４０の下面の平面図、（ｂ）フレキシブル配線材４０の側面図である。 （ａ）各個別電極ランド６０から接続される配線パターン４８を示す図、（ｂ）その一部拡大図である。 端子部とバンプ電極６３を接続する様子を示す断面図である。

符号の説明

１ 記録ヘッド
２０ キャビティユニット
２３ 圧力室
３０ アクチュエータ
３３ 個別電極
３５ コモン電極端子
３６ 個別表層電極
３７ 個別電極端子
４０ フレキシブル配線材
４８ 配線パターン
４９ 駆動ＩＣチップ
６０ 個別電極ランド
６１ コモン電極ランド

Claims (7)

1. インクを噴射するための複数のエネルギー発生部を有していて、その表面に前記各エネルギー発生部への電圧印加用の複数の端子が列をなして有するアクチュエータと、
   そのアクチュエータの表面に一端部が重ねられ、その表面と平行でかつ前記列と直交する方向に引き出された配線材とを備え、
   前記配線材には、前記複数の端子と対応した複数のランドが列をなして設けられるとともにその複数のランドと接続した複数の配線パターンが設けられ、
   前記端子とランドとを対応させて接合されて成るインクジェット式記録ヘッドにおいて、
   前記複数の端子は、隣接する列の端子同士が千鳥状に配列され、
   前記複数のランドは、前記複数の端子と対応して、千鳥状に配列されていて、
   前記複数の端子列のうち、前記配線材が引き出された側の少なくとも隣接する２つの端子列は、その端子列の間隔が、他の前記端子列の隣り合った端子列間の間隔よりも広く、
   前記ランド列のうち、前記端子と対応して、前記配線材が引き出された側の少なくとも隣接する２つのランド列は、そのランド列の間隔が、他の前記ランド列の隣合ったランド列間の間隔よりも広く形成されていて、
   前記配線パターンは、前記引き出された側のランド列のランドと、それと隣接するランド列で前記ランドと列方向に隣接するランドとの間を前記引き出された方向に対して角度を持って延びて配線されていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
2. 請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
   前記エネルギー発生部は、複数色のインクごとに列をなしていて、
   前記端子は、前記複数色のインクごとに複数の列をなし、かつ、隣接する列の端子同士が千鳥状に配列され、
   前記ランドは、前記端子と対応して、前記複数色のインクごとに複数の列をなし、かつ、隣接する列のランド同士が千鳥状に配列されていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
3. 請求項１または２に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
   前記各エネルギー発生部に対応して、インクを収容する複数の圧力室をさらに備え、
   その複数の圧力室のうち、前記引き出された側の端子に対応する圧力室は、前記引き出された方向の長さが他の圧力室の長さよりも長く、
   前記長い圧力室に対応する前記エネルギー発生部は、他の圧力室に対応するエネルギー発生部よりも、前記前記引き出された方向の長さが長いことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
4. 請求項３に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
   前記長い圧力室に収容されたインクがブラックインク、他の圧力室に収容されたインクが他のカラーインクであることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
   前記引き出された側の前記エネルギー発生部の１つの列に対応する前記端子は、列方向に隣接する端子同士が、前記引き出された方向に互いにずれて位置することを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
6. 請求項５に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
   前記引き出された側の前記エネルギー発生部の１つの列に対応して、前記アクチュエータの表面に１つの列の表面電極が形成され、その各表面電極は、前記引き出された方向に所定の長さを有し、
   前記端子は、前記表面電極の上に、それぞれが形成され、隣接する表面電極の上の端子が前記引き出された方向に互いにずれて位置することを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
   前記複数のランドは、その上に複数のバンプ電極を設けられ、前記複数のバンプ電極と前記複数の端子とが対応させて接合されることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
   
   

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