JP2010125727A

JP2010125727A - 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置

Info

Publication number: JP2010125727A
Application number: JP2008303744A
Authority: JP
Inventors: Yoshinao Miyata; 佳直宮田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-06-10
Also published as: US8141985B2; US20100134564A1

Abstract

【課題】コストの低減を図ると共に、高密度化を容易に達成し得る液体噴射ヘッドを提供する。
【解決手段】圧力発生素子を駆動することでノズル開口から液体を噴射するとともに、前記圧力発生素子に電気信号を供給する少なくとも２列のリード電極と、前記リード電極に前記電気信号を供給するための少なくとも２枚の配線基板４１０Ａ，４１０Ｂとを具備する液体噴射ヘッドであって、前記配線基板４１０Ａ，４１０Ｂは、前記リード電極を介して圧力発生素子にそれぞれ電気的に接続される個別配線４１１と、前記リード電極を介して複数の圧力発生素子に共通して電気的に接続される共通配線４１２とを有するとともに、互いに相対向する２枚の配線基板間における前記個別配線４１１の間隔よりも、互いに相対向する２枚の配線基板間における前記共通配線４１２の間隔が狭くなるように形成した。
【選択図】図４

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置に適用して有用なものである。

液滴を吐出する液体噴射ヘッドの代表例としては、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。このインクジェット式記録ヘッドとしては、例えばノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合されて圧電素子を保持するための圧電素子保持部を有する保護基板とを具備したものが知られている。ここで、保護基板上には、圧電素子を駆動するための駆動回路であるＩＣが載置されている。また、駆動回路と圧電素子とは、圧電素子の一方の電極から引き出されたリード電極を介して導電性ワイヤからなる接続配線によりワイヤボンディング法により接続されている。

保護基板は、相対向する２列の圧力発生室に対応させて配設した２列の圧電素子を保護するものもあり、この種の保護基板にはその中央部に前記接続配線が挿通される貫通孔が形成してある。かかるインクジェット式記録ヘッドでは、前記貫通孔部分で前記リード電極と接続配線とを接続している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１４８８１３号公報

しかしながら、上記従来技術においてはワイヤボンディング法により駆動回路と圧電素子とを接続しているので、コストの高騰を招来するとともに、高密度化が困難であるという問題を有している。また、駆動回路は保護基板に平面的に配設しているので、圧電素子を含むアクチュエータ部分の面積の増大を生起する結果、この点でもコストの高騰を招来している。

なお、このような問題はインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、コストの低減を図ると共に、高密度化を容易に達成し得る液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、圧力発生素子を駆動することでノズル開口から液体を噴射するとともに、前記圧力発生素子に電気信号を供給する少なくとも２列のリード電極と、前記リード電極に前記電気信号を供給するための少なくとも２枚の配線基板とを具備する液体噴射ヘッドであって、前記配線基板は、前記リード電極を介して圧力発生素子にそれぞれ電気的に接続される個別配線と、前記リード電極を介して複数の圧力発生素子に共通して電気的に接続される共通配線とを有するとともに、互いに相対向する２枚の配線基板間における前記個別配線の間隔よりも、互いに相対向する２枚の配線基板間における前記共通配線の間隔が狭くなるように形成したものであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、ボンディングワイヤ等を用いずに配線基板と圧電素子のリード電極とを接続しているので、容易に製造コストの低減を図ることができる。

また、２枚の配線基板は、相対向する個別配線の間隔よりも相対向する共通配線間の間隔が狭くなるように形成してあるので、各配線基板をリード電極に接続する際のアライメントは相対向する共通配線を用いて行うことができる。この結果、両者の間隔が狭くなっている分、アライメントを高精度に行うことができる。一方、各配線基板をリード電極に接続する際の相対向する個別配線は間隔が広くなっているので、相互の個別配線同士の短絡を確実に防止して良好な接続を行うことができる。すなわち、アライメントの際には相対向する配線基板の先端同士の距離が可及的に近接している方が好ましく、相互の個別配線の短絡防止という観点からは相対向する配線基板の先端同士の距離が離れている方が好ましいという背反する要件を同時に満足してアライメントの高精度化と同時に、確実な短絡防止にも資することができる。

ここで、前記各配線基板は前記リード電極が設けられた面から立ち上がるように形成するのが望ましい。このことによりさらなる高密度化に資することができる。

さらに、前記各配線基板は前記リード電極が設けられた面から立ち上がるように支持する支持部材に支持されているのが望ましい。このことにより配線基板の安定した支持状態を維持し得る。

ここで、圧力発生素子に駆動電圧を印加する駆動回路は、支持部材に面する領域で配線基板に実装されているのが望ましい。この場合には、駆動回路が発生する熱を支持部材を介して放熱することができるので、その安定な動作に資することができる。

さらに、配線基板のリード電極に対する接続は、異方性導電材を介して行うことができる。これによれば、異方性導電材を上方から押圧して潰すだけで所定の電気的な接続を容易に図ることができる。

本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、液体噴射装置として、上述の如き個別の作用・効果を発揮させることができる。

また、本発明の他の態様は、圧力発生素子を駆動することでノズル開口から液体を噴射するとともに、前記圧力発生素子に電気信号を供給する少なくとも２列のリード電極と、前記リード電極を介して圧力発生素子に電気的に接続される個別配線及び前記リード電極を介して複数の圧力発生素子に共通して電気的に接続される共通配線を備えた第１及び第２の配線基板とを有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、第１の配線基板の前記個別配線と第２の配線基板の前記個別配線間との間隔よりも第１の配線基板の前記共通配線と第２の配線基板の前記共通配線との間隔が狭くなるように第１及び第２の配線基板を相対向させる対向工程と、第１及び第２の配線基板を相対向させた後に、前記共通配線を用いて第１の配線基板と第２の配線基板との相対位置を調整する調整工程と、相対位置を調整した第１及び第２の配線基板を前記リード電極に接続する接続工程とを含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
本態様によれば各配線基板をリード電極に接続する際のアライメントは相対向する共通配線を用いて行なっているので、両者の間隔が狭くなっている分、アライメントを高精度に行うことができる。一方、各配線基板をリード電極に接続する際の相対向する個別電極間は間隔が広くなっているので、相互の個別配線同士の短絡を確実に防止して良好な接続を行うことができる。

ここで、前記調整工程は、前記第１の配線基板を支持部材の一つの面に支持された状態で、前記第１の配線基板の前記共通電極の位置に前記第２の配線基板の前記共通電極の位置を合わせて前記第２の配線基板を前記支持部材の他の面に支持させるようにしても良い。この場合には配線基板の安定した支持状態を維持し得る。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図２は図１の平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ′断面図である。

図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。

流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設された列が２列設けられている。また、各列の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４及び連通路１５を介して連通されている。連通部１３は、後述する保護基板３０のリザーバ部３１と連通して圧力発生室１２の列毎に共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路１５は、圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁１１を連通部１３側に延設してインク供給路１４と連通部１３との間の空間を区画することで形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２の幅方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の幅方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。

また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。本実施形態では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたため、１つのインクジェット式記録ヘッドＩには、ノズル開口２１の並設されたノズル列が２列設けられている。なお、ノズルプレート２０は、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、下電極膜６０と、圧電体層７０と、上電極膜８０とが積層形成されて、本実施形態の圧力発生素子である圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータ装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。

圧電体層７０は、下電極膜６０上に形成される電気機械変換作用を示す圧電材料、特に圧電材料の中でもペロブスカイト構造の強誘電体材料からなる。圧電体層７０は、ペロブスカイト構造の結晶膜を用いるのが好ましく、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適である。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ₃）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ₃）ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ₃）又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ₃）等を用いることができる。圧電体層７０の厚さについては、製造工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く形成する。

また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、絶縁体膜５５上まで延設された例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。リード電極９０は、一端部が上電極膜８０に接続されていると共に、他端部側が圧電素子３００が並設された列と列との間に延設されている。

このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、下電極膜６０、弾性膜５０及びリード電極９０上には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバ部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。なお、本実施形態では、流路形成基板１０にリザーバ１００となる連通部１３を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバ部３１のみをリザーバとしてもよい。また、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバ１００と各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。

また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する保持部である圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。なお、本実施形態では、圧電素子３００が並設された列が２列設けられているため、圧電素子保持部３２を圧電素子３００の並設された各列に対応してそれぞれ設けるようにした。すなわち、保護基板３０には、圧電素子保持部３２が並設された圧電素子３００の列が並ぶ列設方向に２つ設けられている。

このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

また、保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。貫通孔３３は、本実施形態では、２つの圧電素子保持部３２の間に設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。

圧電素子３００を駆動するための駆動回路２００は、可撓性のプリント基板であるＣＯＦ基板４１０に実装してある。ここで、ＣＯＦ基板４１０は、下端部がリード電極９０に接続されるとともにほぼ垂直に立ち上げられて板状部材４００の側面に接着されている。すなわち、板状部材４００は両側面が垂直面となっている直方体であり、この板状部材４００がこれを支持する支持部材として機能している。

さらに詳言すると、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩでは、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたため、圧電素子３００が圧力発生室１２の幅方向（圧電素子３００の幅方向）に並設された列が２列設けられている。すなわち、圧力発生室１２、圧電素子３００及びリード電極９０の２列が相対向して設けられたものである。そして、下部が貫通孔３３に挿入されている板状部材４００の両側面には、それぞれＣＯＦ基板４１０が接着されており、各ＣＯＦ基板４１０は、それぞれの下端部が圧電素子３００の各列のリード電極９０の端部に接続されるとともにほぼ垂直に立ち上げられている。本実施形態では、板状部材４００の側面のそれぞれに１枚のＣＯＦ基板４１０を設けることで、１つの板状部材４００に合計２枚のＣＯＦ基板４１０が設けられている。

なお、可撓性のプリント基板であるＣＯＦ基板４１０は、単体で起立させようとしても撓んでしまうため、ＣＯＦ基板４１０を支えとなる剛性部材である板状部材４００に接合することで、ＣＯＦ基板４１０の撓みを抑えて起立させることができる。また、本実施形態では、板状部材４００の両側面側に設けられたＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂは、その裏面の全面が接着剤によって板状部材４００に接着されている。このようにＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂと板状部材４００とを接着する接着剤は、比較的硬化時間の短い接着剤、例えば紫外線硬化型接着剤や瞬間接着剤等を用いるのが好ましい。

ここで、図３に示すように、板状部材４００の下端面とＣＯＦ基板４１０（ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂ）の下端部との間には、テフロン（登録商標）等で好適に形成し得る緩衝部材４３０が配設してある。また、ＣＯＦ基板４１０の下端部とリード電極９０とは、異方性導電材の一種である異方性導電性接着剤で電気的に接続されている。すなわち、板状部材４００を圧下することでその下端面を介してＣＯＦ基板４１０をリード電極９０側に押圧する。このことにより、異方性導電性接着剤に含まれる導電性粒子を潰してＣＯＦ基板４１０とリード電極９０との所定の電気的な接続を行う。この際、緩衝部材４３０はＣＯＦ基板４１０に対する押圧力を均一化するように機能する。ここで、板状部材４００の下端面とＣＯＦ基板４１０の下端部、又は緩衝部材４３０と当接する板状部材４００の下端面を、前記導電性粒子の粒子径の５倍以内の面精度とするのが好ましい。このことにより、緩衝部材４３０の存在とも相俟ってＣＯＦ基板４１０の下端部を介して導電性粒子に作用させる押圧力を均一化することができ、導電性粒子を確実に潰して良好な電気的接続が確保されるからである。

また、板状部材４００は、当該インクジェット式記録ヘッドをその最高使用保証温度で使用した場合でも前記駆動回路の温度がそのジャンクション温度未満になるように放熱させ得る熱伝導率を有するものとするのが望ましい。このことにより最も過酷な負荷条件で駆動回路を動作させても十分な放熱効果を発揮させることで駆動回路の長期安定的な駆動に資することができる。このため、本実施形態における板状部材４００はＳＵＳを材料として形成してある。この場合には、駆動回路２００が発生する熱を板状部材４００が流路形成基板１０を介してその内部を流通するインクに吸収させることできる結果、駆動回路２００が発生する熱を有効に放熱させることができる。同様の作用・効果は、ＳＵＳ等の金属を材料としない場合でも流路形成基板１０の表面と駆動回路２００との距離を十分小さくすることによっても得ることができる。すなわち、駆動回路２００と流路形成基板１０の表面との距離を、当該液体噴射ヘッドＩをその最高使用保証温度で使用した場合でも駆動回路２００の温度がそのジャンクション温度未満になるように放熱させ得る距離とすれば良い。

なお、このような板状部材４００としては、詳しくは後述する保持部材であるヘッドケース１１０と線膨張係数が同等の材料で形成するのが好ましく、例えば、ステンレス鋼やシリコンなどが挙げられる。

さらに、図３に示すように、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。また、コンプライアンス基板４０上には、保持部材であるヘッドケース１１０が設けられている。ヘッドケース１１０には、インク導入口４４に連通してカートリッジ等のインク貯留手段からのインクをリザーバ１００に供給するインク導入路１１１が設けられている。また、ヘッドケース１１０には、開口部４３に対向する領域に凹部１１２が形成され、開口部４３のたわみ変形が適宜行われるようになっている。さらに、ヘッドケース１１０には、保護基板３０に設けられた貫通孔と連通する配線部材保持孔が設けられており、配線部材は、配線部材保持孔内に挿通されてリード電極９０と接続されている。そして、ヘッドケース１１０の配線部材保持孔に挿通された配線部材は、ヘッドケース１１０と接着剤を介して接着されている。

なお、このようなヘッドケース１１０の材料としては、例えば、ステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。

図４は、図３のＣＯＦ基板を抽出して示す斜視断面図である。同図に示すように、ＣＯＦ基板４１０Ａ，４１０Ｂは、個別配線４１１と共通配線４１２とを有している。これらのうち、個別配線４１１は圧電素子３００の個別電極に電気的に接続されたリード電極９０（図２参照）と対応した位置に並設されており、リード電極９０にそれぞれ接続される。また、共通配線４１２はＣＯＦ基板４１０Ａ，４１０Ｂの列方向の両端部に配設されるとともに、圧電素子３００（図２参照）の共通電極である下電極膜６０（図２参照）に電気的に接続されたリード電極９０と対応した位置に並設されており、下電極膜６０にそれぞれ接続される。ここでＣＯＦ基板４１０Ａ，４１０Ｂは板状部材の両側面に取り付けられているが、ＣＯＦ基板４１０ＡはＣＯＦ基板４１０Ｂ側の端部において個別配線４１１に対応する一部分が切り取られており、ＣＯＦ基板４１０ＢはＣＯＦ基板４１０Ａ側の端部において個別配線４１１に対応する一部分が切り取られている。これによって、ＣＯＦ基板４１０Ａの個別配線４１１とＣＯＦ基板４１０Ｂの個別配線４１１との間隔よりもＣＯＦ基板４１０Ａ共通配線４１２とＣＯＦ基板４１０Ｂの共通配線４１２との間隔が狭くなるように形成してある。

ここで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法、特に板状部材４００に対するＣＯＦ基板４１０Ａ，４１０Ｂのアライメントを伴う固定方法について図５（ａ）及び図５（ｂ）に基づき説明する。なお、両図はインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す斜視断面図である。

まず、図５（ａ）に示すように、板状部材４００の側面の一方側に、一端側で個別配線４１１に対応する一部分を切り取ったＣＯＦ基板４１０Ｂを接着する。板状部材４００とＣＯＦ基板４１０Ｂとの接着方法は、特に限定されず、本実施形態では、ＣＯＦ基板４１０Ｂの裏面の全面を板状部材４００に接着剤で接着している。

次に、図５（ｂ）に示すように、板状部材４００の側面のＣＯＦ基板４１０Ｂが接着された面とは反対側の他方側の側面にＣＯＦ基板４１０Ａを載置する。このとき、板状部材４００上に載置されたＣＯＦ基板４１０Ａは、その自重又は押圧することにより板状部材４００上に保持される。また、板状部材４００の他方面に設けられたＣＯＦ基板４１０Ｂは、板状部材４００と接着されているため落下することがない。

ここで、ＣＯＦ基板４１０Ａは、一端側で個別配線４１１に対応する一部分を切り取られ、リード電極９０と接続される下端部が予め屈曲されたものを用いている。これは、ＣＯＦ基板４１０Ａを板状部材４００に接着した後にＣＯＦ基板４１０Ａの下端部を板状部材４００に沿って屈曲すると、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂ同士の位置決めが困難であると共に、屈曲によってＣＯＦ基板４１０Ａの位置がずれてしまう可能性が高いからである。

かかる状態で、先に板状部材４００に接着されたＣＯＦ基板４１０Ｂに対して、ＣＯＦ基板４１０Ａをリード電極９０の並設方向（図中の矢印方向）に移動して、ＣＯＦ基板４１０Ｂに対するＣＯＦ基板４１０Ａの相対的な位置決めを行う。これにより、先に接着された一方のＣＯＦ基板４１０Ｂのリード電極９０に接続される個別配線４１１と、他方のＣＯＦ基板４１０Ａのリード電極９０に接続される個別配線４１１とのそれぞれの並設方向の位置決めを行うことができる。さらに詳言すると、図示はしないが、リード電極９０と接続される下端部と対向する方向（図の右斜め上方）から共通配線４１２部分の映像をカメラにより撮像し、この映像から共通配線４１２の位置を解析するすることにより自動的にＣＯＦ基板４１０Ａの位置を調整して所定位置へのアライメントを行う。この際、ＣＯＦ基板４１０Ａ，４１０Ｂの共通配線４１２の先端同士は、個別配線４１１の先端同士よりも近接させて形成してあるので、カメラの視野に捕らえる領域を共通配線４１２の先端に絞り込んでもアライメントに必要な十分な画像情報が得られる。したがって、その分カメラの倍率を上げることができる結果、高精度のアライメントを行うことができる。
一方、ＣＯＦ基板４１０Ａ，４１０Ｂの個別配線４１１の先端同士の間隔は十分離れているので両者が短絡される虞はない。なお、共通配線４１２は圧電素子３００（図２参照）の共通電極である下電極膜６０（図２参照）に電気的に接続されるため、短絡をおこしていても構わない。

このように、ＣＯＦ基板４１０Ｂの位置を調整した後、ＣＯＦ基板４１０Ａを位置がずれないようにしつつ板状部材４００に接着する。その上で、異方性導電材を挟むようにして個別配線４１１及び共通配線４１２とリード電極９０とをそれぞれ接続するように固定する。このようにすることでインクジェット式記録ヘッドを製造し、さらにはこのようにして製造されたインクジェット式記録ヘッドを組み込んでインクジェット式記録装置を製造することができる。

以上、説明したインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部のインク貯留手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路２００からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

さらに、本実施形態によれば、駆動回路２００を実装したＣＯＦ基板４１０を介して駆動回路２００と圧電素子３００のリード電極９０とを接続しているので、ワイヤボンディング法によるよりも製造が容易になる。また、ＣＯＦ基板４１０はその下端部がリード電極９０に接続されるとともにほぼ垂直に立ち上げられているので、大型化することなく小型化することができる。また、ＣＯＦ基板４１０を直接リード電極９０に接続しているので、圧電素子３００を高密度に配設してもリード電極９０とＣＯＦ基板４１０との接続不良が発生することなく、高密度化を容易に達成できる。さらに、駆動回路２００は板状部材４００の側面側にＣＯＦ基板４１０を介して接着されているので、駆動回路２００が発生する熱を良好に放熱することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の構造は上述したものに限定されるものではない。上記実施形態は、板状部材４００等で押圧を行うことで導電性粒子を潰しているが、導電性粒子を潰すときに支持部材を用いずに他の手段で押圧を行い、かかる押圧の後に支持部材に配線基板を固定しても良い。また、上記実施形態では板状部材４００を介して駆動回路２００を実装するように構成したが、ワイヤボンディング法による接続を回避するとともに高密度実装を実現するには、配線基板の個別配線４１１を直接リード電極９０に接続するようにすれば良い。この場合、相対向する２列における個別配線４１１同士の間隔よりも共通配線４１２の間隔が狭くなるように形成しておく。

また、支持部材はその所定の支持機能さえ発揮できれば板状というような形状等に特別な制限はない。例えば、格子形状、筏形状等種々考えられる。ただし、支持部材で押圧を行うことで導電性粒子を潰す場合は、均等に押圧できるように、下端面は平面となっていることが望ましい。

さらに、上述した実施形態では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたものであるが、この場合の列数には特別な制限はない。また、上述した実施形態では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生素子として、薄膜型の圧電素子３００を有するアクチュエータ装置を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のアクチュエータ装置や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のアクチュエータ装置などを使用することができる。また、圧力発生素子として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータなどを使用することができる。

上記実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

なお、上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図６は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図示するように、上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。

そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。また、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置にも勿論適用することができる。

本発明の実施形態に係る記録ヘッドの分解斜視図である。本発明の実施形態に係る記録ヘッドの平面図である。本発明の実施形態に係る記録ヘッドの断面図である。図３のＣＯＦ基板を抽出して示す斜視断面図である。本発明の実施形態に係る記録ヘッドの製造方法を示す斜視断面図である。本発明の実施形態にかかるインクジェット式記録装置を示す概略図である。

符号の説明

Ｉインクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、１０流路形成基板、１２圧力発生室、１３連通部、１４インク供給路、１５連通路、２１ノズル開口、３０保護基板、３２圧電素子保持部、３３貫通孔、６０下電極膜、７０圧電体層、８０上電極膜、９０リード電極、１００リザーバ、１１０ヘッドケース（保持部材）、２００駆動回路、３００圧電素子（圧力発生素子）、４００板状部材、４１０、４１０Ａ、４１０ＢＣＯＦ基板、４１１個別配線４１２共通配線、４３０緩衝部材

Claims

圧力発生素子を駆動することでノズル開口から液体を噴射するとともに、前記圧力発生素子に電気信号を供給する少なくとも２列のリード電極と、前記リード電極に前記電気信号を供給するための少なくとも２枚の配線基板とを具備する液体噴射ヘッドであって、
前記配線基板は、前記リード電極を介して圧力発生素子にそれぞれ電気的に接続される個別配線と、前記リード電極を介して複数の圧力発生素子に共通して電気的に接続される共通配線とを有するとともに、互いに相対向する２枚の配線基板間における前記個別配線の間隔よりも、互いに相対向する２枚の配線基板間における前記共通配線の間隔が狭くなるように形成したものであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１に記載する液体噴射ヘッドであって、
前記各配線基板を前記リード電極が設けられた面から立ち上がるように形成したことを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項２に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記各配線基板は前記リード電極が設けられた面から立ち上がるように支持する支持部材に支持されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項３に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記圧力発生素子に駆動電圧を印加する駆動回路は、前記支持部材に面する領域で前記配線基板に実装されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記配線基板の前記リード電極に対する接続は、異方性導電材を介して行うことを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１乃至請求項５の何れか一つの液体噴射ヘッドを有することを特徴とする液体噴射装置。
圧力発生素子を駆動することでノズル開口から液体を噴射するとともに、前記圧力発生素子に電気信号を供給する少なくとも２列のリード電極と、前記リード電極を介して圧力発生素子に電気的に接続される個別配線及び前記リード電極を介して複数の圧力発生素子に共通して電気的に接続される共通配線を備えた第１及び第２の配線基板とを有する液体噴射ヘッドの製造方法であって、
第１の配線基板の前記個別配線と第２の配線基板の前記個別配線間との間隔よりも第１の配線基板の前記共通配線と第２の配線基板の前記共通配線との間隔が狭くなるように第１及び第２の配線基板を相対向させる対向工程と、第１及び第２の配線基板を相対向させた後に、前記共通配線を用いて第１の配線基板と第２の配線基板との相対位置を調整する調整工程と、相対位置を調整した第１及び第２の配線基板を前記リード電極に接続する接続工程とを含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
請求項７に記載する液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記調整工程は、前記第１の配線基板を支持部材の一つの面に支持された状態で、前記第１の配線基板の前記共通電極の位置に前記第２の配線基板の前記共通電極の位置を合わせて前記第２の配線基板を前記支持部材の他の面に支持させるようにしたことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。