JP2010280140A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不良品の発生を抑制してコストを低減すると共に、短絡や汚れなどの不具合を抑制する。
【解決手段】ノズル開口が並設されたノズル列を有し、圧力発生素子の駆動によってノズル開口から液体を噴射するヘッド本体１と、ヘッド本体１の圧力発生素子へ駆動信号を供給する接続端子に接続され、可撓性を有する部材に配線が形成されたフレキシブル配線部材と、駆動信号をフレキシブル配線部材に供給する回路基板６００と、回路基板６００とヘッド本体１との間に配置されて、ヘッド本体１が複数固定されると共に、フレキシブル配線部材が挿通される複数の貫通孔５０１と液体を前記ヘッド本体１に供給する供給路５０３が形成された供給路形成部材５００と、を具備し、供給路形成部材５００には、貫通孔５０１同士を隔てる隔壁５０２と、隔壁５０２に設けられて回路基板６００側となる第１面側に開口された凹部５０４と、を有する。
【選択図】図１

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インクジェット式記録装置に関する。

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、インク滴をノズル開口から吐出する複数のヘッド本体と、複数のヘッド本体に固定されてインクが貯留された液体貯留部材からのインクを各ヘッド本体に供給する共通の供給路形成部材（ヘッドケース）とを具備するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、供給路形成部材（ヘッドケース）には、ヘッド本体に設けられた圧電素子等の圧力発生素子を駆動する駆動信号が入力される回路基板（配線基板）が固定されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−２２５２１９号公報 特開２００６−２７２８８５号公報

しかしながら、ヘッド本体と回路基板との間に設けられた供給路形成部材（ケース）には、配線を挿通するための貫通孔と、貫通孔を画成すると共にヘッド本体が端面に固定される隔壁とが必要であり、この隔壁を厚くすると、供給路形成部材を製造時に隔壁に余分な盛り上がりなどが発生し、供給路形成部材にヘッド本体や回路基板などの必要な部品を取り付けることができなくなる虞があるという問題がある。この供給路形成部材の余分な盛り上がりは、特に供給路形成部材を製造した際に発生し易い。

また供給路形成部材のヘッド本体が固定される隔壁を薄くすると、隔壁とヘッド本体との間に隙間が画成され、ヘッド本体側のインクが、回路基板側に回り込んで、回路基板の短絡などの電気的不具合や物理的な破壊などの不具合が生じてしまう虞がある。また、回路基板側にインクが入り込むと、入り込んだインクが予期せぬタイミングで落下して、紙等の被記録媒体を汚してしまう虞があるという問題がある。

なお、このような問題は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、不良品の発生を抑制してコストを低減することができると共に、短絡や汚れなどの不具合を抑制することができる液体噴射ヘッド及び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、ノズル開口が並設されたノズル列を有し、圧力発生素子の駆動によって前記ノズル開口から液体を噴射するヘッド本体と、
該ヘッド本体の前記圧力発生素子へ駆動信号を供給する接続端子に接続され、可撓性を有する部材に配線が形成されたフレキシブル配線部材と、
前記駆動信号を前記フレキシブル配線部材に供給する回路基板と、
該回路基板と前記ヘッド本体との間に配置されて、前記ヘッド本体が複数固定されると共に、前記フレキシブル配線部材が挿通される複数の貫通孔と液体を前記ヘッド本体に供給する供給路が形成された供給路形成部材と、を具備し、
前記供給路形成部材には、前記貫通孔同士を隔てる隔壁と、該隔壁に設けられて前記回路基板側となる第１面側に開口された凹部と、を有す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、供給路形成部材の隔壁に凹部を設けることによって、隔壁の厚さを厚くしても、隔壁に余分な盛り上がりが発生することなく、供給路形成部材に部品を確実に取り付けることができる。また、隔壁のヘッド本体側の厚さを厚くすることができ、ヘッド本体を固定する面積を広げて、ヘッド本体と供給路形成部材との接合強度を向上して、液体が回路基板側に回り込むのを抑制することができる。さらに、凹部を回路基板側に開口するように設けることで、凹部内に液体が滞留し、予期せぬタイミングで落下して紙等の被記録媒体を汚すのを抑制することができる。

ここで、前記回路基板は実装部を有し、該実装部が前記凹部内に収納されるように配置されていることが好ましい。これによれば、実装部を凹部内に収納することで、回路基板の供給路形成部材とは反対側に実装部を設ける必要がなくなり、液体噴射ヘッドの小型化を図ることができる。

また、前記凹部が開口する前記第１面において、複数の前記隔壁が並設されている方向と直交する方向であって、前記凹部の外側に前記供給路が形成されており、前記凹部の前記第１面とは反対側の面である第２面には、前記凹部の内側に相対向する領域になるように前記供給路の出口が配置されていることが好ましい。これによれば、各隔壁に１つの大きな凹部を設けることができ、実装部となる部品の大きさの制限を緩和させてコストを低減することができる。また、供給路の第２の面側の開口を凹部に相対向させることで、供給路の開口部を一部に集約させて供給路に接続されるヘッド本体の小型化を図ることができる。

さらに、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、コストを低減することができると共に、短絡や汚れなどの不具合を抑制することができる液体噴射装置を実現できる。

本発明の実施形態１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１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１に係るヘッド本体の分解斜視図である。 本発明の実施形態１に係るヘッド本体の平面図である。 本発明の実施形態１に係るヘッド本体の断面図である。 本発明の実施形態１に係る供給路形成部材の平面図及び断面図である。 本発明の実施形態１に係る供給路形成部材、ヘッド本体及び回路基板の組み立て状態を示す平面図及び断面図である。 本発明の実施形態２に係る供給路形成部材の平面図及び断面図である。 一実施形態に係るインクジェット式記録装置を示す概略図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１及び図２は、本発明の実施形態１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分解斜視図である。図１に示すように、インクジェット式記録ヘッドＩは、インクを噴射するヘッド本体１と、ヘッド本体１が複数固定される供給路形成部材５００と、供給路形成部材５００のヘッド本体１とは反対側に設けられた回路基板６００と、供給路形成部材５００の回路基板６００側に設けられた保持部材７００と、ヘッド本体１の供給路形成部材５００とは反対側に設けられたカバーヘッド８００とを具備する。

まず、ヘッド本体１について図３〜図５を参照して詳細に説明する。なお、図３は、本発明の実施形態１に係るヘッド本体の分解斜視図であり、図４は、ヘッド本体の平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ′断面図である。

図示するように、ヘッド本体１を構成する流路形成基板１０は、本実施形態では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、壁部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のマニホールド部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マニホールド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の幅方向両側の壁部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とが複数の壁部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つのヘッド本体１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、第１電極６０と、圧電体層７０と、第２電極８０とが順次積層形成されて、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、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極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、流路形成基板１０側の第１電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、第２電極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ー装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び第１電極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、第１電極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、第１電極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。

また、圧電素子３００の個別電極である各第２電極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（接続端子）が接続されている。リード電極９０は、一端部が第２電極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、詳しくは後述するフレキシブル配線部材であるＣＯＦ基板４１０と接続されている。

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、第１電極６０、絶縁体膜５５及びリード電極９０上には、マニホールド１００の少なくとも一部を構成するマニホールド部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。このマニホールド部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マニホールド１００を構成している。なお、本実施形態では、流路形成基板１０にマニホールド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、マニホールド部３１のみをマニホールドとしてもよい。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）にマニホールドと各圧力発生室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、可撓性の配線基板である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を有する支持部材４００の側面に接着されている。すなわち、支持部材４００は両側面が垂直面となっている直方体である。本実施形態では、これら支持部材４００、ＣＯＦ基板４１０及び駆動回路２００で配線基板が構成されている。

さらに詳言すると、本実施形態に係るヘッド本体１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に挿入されている支持部材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の端部及び第１電極６０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、支持部材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つの支持部材４００に合計２枚のＣＯＦ基板４１０が設けられている。

なお、可撓性の配線基板であるＣＯＦ基板４１０は、単体で起立させようとしても撓み易いため、ＣＯＦ基板４１０を支えとなる剛性部材である支持部材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が、もちろん、支持部材４００を設けずに、ＣＯＦ基板４１０のみを流路形成基板１０の圧電素子３００が設けられた面に対して直交する方向に直立するように設けるようにしてもよい。また、ＣＯＦ基板４１０を支持部材４００の側面に接着するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、ＣＯＦ基板４１０が支持部材４００に倒れ掛かるように保持されてもよい。

なお、図５に示すように、支持部材４００の下端面とＣＯＦ基板４１０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、導電性粒子（例えば、異方性導電膜（ＡＣＦ）や異方性導電ペースト（ＡＣＰ）などの異方性導電材に含有されるもの）で電気的に接続されている。すなわち、支持部材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、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、支持部材４００の下端面とＣＯＦ基板４１０の下端部、又は緩衝部材４３０と当接する支持部材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。もちろん、ＣＯＦ基板４１０の下端部とリード電極９０との接続は、導電性粒子に限定されず、例えば、半田等の金属材料を溶融させて両者を接続するようにしてもよい。

また、支持部材４００は、ヘッド本体１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支持部材４００は不錆鋼（ＳＵＳ）を材料として形成してある。この場合には、駆動回路２００が発生する熱を支持部材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ができる結果、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、ヘッド本体１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、このような支持部材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５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によってマニホールド部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のマニホールド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、マニホールド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。

さらに、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貯留手段からのインクをマニホールド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形状の逃がし部１１２（図５参照）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３３と連通する配線部材保持孔１１３が設けられており、ＣＯＦ基板４１０及び支持部材４００は、配線部材保持孔１１３内に挿通された状態で、ＣＯＦ基板４１０の下端部がリード電極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１１３に挿通されたＣＯＦ基板４１０及び支持部材４００は、ヘッドケース１１０と接着剤１２０を介して接着されている。ここで、ヘッドケース１１０とＣＯＦ基板４１０とを接着剤１２０を介して接着してもよいが、ヘッドケース１１０と支持部材４００とを直接接着した方が、ヘッドケース１１０に支持部材４００を確実に保持させることができる。すなわち、ヘッドケース１１０と支持部材４００との剛体同士を接着することで、ＣＯＦ基板４１０とリード電極９０とが確実に接続された状態を保持させることができ、ＣＯＦ基板４１０とリード電極９０との接続が剥がれて断線する等の不具合を防止することができる。したがって、本実施形態では、ＣＯＦ基板４１０にリード電極９０の並設方向に沿って、所定の間隔で厚さ方向に貫通する保持孔４１１を設け、この保持孔４１１を介してヘッドケース１１０と支持部材４００とを接着剤１２０を介して接着するようにした。また、ヘッドケース１１０と支持部材４００とを直接接着する際には、ヘッドケース１１０と支持部材４００とを線膨張係数の同等な材料で形成するのが好ましい。本実施形態では、ヘッドケース１１０と支持部材４００とをステンレス鋼で形成することで、ヘッド本体１が熱により膨張・収縮した際に、ヘッドケース１１０と支持部材４００との線膨張係数の違いによる反りや破壊を防止することができる。ちなみに、ヘッドケース１１０と支持部材４００とを、線膨張係数が違う材料を用いると、支持部材４００が流路形成基板１０を押圧してしまい、流路形成基板１０にクラックが発生する虞がある。さらには、ヘッドケース１１０と支持部材４００とは、これらの部材が固定される保護基板３０とも略同一の線膨張係数である材料がより望ましい。

このようなヘッド本体１では、ノズル開口２１が開口するインク吐出面とは反対側にＣＯＦ基板４１０が突出して設けられていることになる。

そして、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩは、図１及び図２に示すように、ヘッド本体１のＣＯＦ基板４１０側に設けられた供給路形成部材５００と、供給路形成部材５００のヘッド本体１とは反対側に設けられた回路基板６００と、供給路形成部材５００のヘッド本体１とは反対側に設けられた保持部材７００とをさらに具備する。

供給路形成部材５００について、さらに図６及び図７を参照して説明する。なお、図６（ａ）は供給路形成部材のヘッド本体側からの平面図、図６（ｂ）は供給路形成部材の回路基板側からの平面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ′断面図であり、図７は供給路形成部材、回路基板及びヘッド本体が組み立てられた状態のヘッド本体側の平面図、回路基板側の平面図及びＣ−Ｃ′断面図である。

図１及び図２に示すように、供給路形成部材５００は、底面にヘッド本体１が複数、本実施形態では、ヘッド本体１のノズル列の列設方向に５個固定されている。

また、図６に示すように、供給路形成部材５００は、各ヘッド本体１の圧力発生素子へ駆動信号を供給するリード電極に接続され、可撓性を有するフレキシブル配線部材となるＣＯＦ基板４１０及び支持部材４００が挿入される厚さ方向に貫通した貫通孔５０１を有する。貫通孔５０１は、隔壁５０２によって区画されることで各ヘッド本体１に独立して設けられている。このような貫通孔５０１は、ヘッド本体１のヘッドケース１１０の外形よりも小さな開口面積で、且つ上述したようにＣＯＦ基板４１０及び支持部材４００が挿通可能な大きさで設けられており、各貫通孔５０１の周縁部にヘッド本体１がそれぞれ固定される。本実施形態では、１つの供給路形成部材５００にヘッド本体１が５個保持されるため、貫通孔５０１はヘッド本体１と同じ数、すなわち５個設けられている。

貫通孔５０１を画成する隔壁５０２には、ヘッド本体１のヘッドケース１１０に設けられたインク導入路１１１に連通してインクを供給する供給路５０３が設けられている。供給路５０３は、供給路形成部材５００のヘッド本体１側に開口すると共に、保持部材７００側に開口するように厚さ方向に貫通して設けられている。また、供給路５０３は、１つの隔壁５０２に対して複数、例えば２つ設けられている。１つの隔壁５０２に設けられた２つの供給路５０３は、回路基板６００側では、図６（ａ）に示すようにヘッド本体１の並設方向とは交差する方向に並設されて開口し、ヘッド本体１側では、図６（ｂ）に示すようにヘッド本体１の並設方向と同じ方向となるように並設されて開口している。すなわち、各供給路５０３は、図６（ｃ）に示すように、ヘッド本体１が固定される面に直交する方向に対して傾斜して設けられている。そして、１つの隔壁５０２に設けられた２つの供給路５０３は、それぞれ、互いに隣接する２つのヘッド本体１のインク導入路１１１に連通する。また、供給路５０３の回路基板６００側の開口は、突出した突出部５０３ａの端面となるように設けられている。この突出部５０３ａが、詳しくは後述する回路基板６００の挿通孔に挿通されることで、突出部５０３ａの端面に開口する供給路５０３と保持部材７００の供給路連通孔とが連通される。

また、隔壁５０２には、回路基板６００側（第１の面側）に開口する凹部５０４が設けられている。凹部５０４は、図６（ａ）に示すように、各隔壁５０２の供給路５０３の両側（本実施形態では、ヘッド本体１の並設方向と交差する方向）に設けられている。この凹部５０４は、隔壁５０２を厚さ方向に貫通することなく設けられており、図６（ｂ）に示すように隔壁５０２のヘッド本体１側（第２の面側）は平坦面となっている。そして、図１及び図２に示すように、この隔壁５０２の平坦面にヘッド本体１のヘッドケース１１０が固定される。

このような供給路形成部材５００は、例えば、樹脂材料を成型により形成することができる。

また、図１及び図２に示すように、供給路形成部材５００に固定されたヘッド本体１のノズル開口２１が開口するインク吐出面には、複数のヘッド本体１に共通するカバーヘッド８００が設けられている。カバーヘッド８００は、各ヘッド本体１のノズル開口２１を露出する窓部８０１が設けられており、窓部８０１を介して露出されたノズル開口２１からインク滴が吐出される。

さらに、図１、図２及び図７に示すように、供給路形成部材５００のヘッド本体１とは反対側には、回路基板６００が保持されている。

回路基板６００は、各種配線や電子部品が実装されたものであり、図７（ｃ）に示すように、電子部品が実装された実装部６０１が供給路形成部材５００側となるように供給路形成部材５００に保持されている。この実装部６０１は、ＣＯＦ基板４１０の端子と接続する端子を有する。

また、実装部６０１は、供給路形成部材５００の凹部５０４内に収納されるように配置されている。これにより、供給路形成部材５００と保持部材７００との間隔を狭くして、大型化するのを抑制することができる。ちなみに、回路基板６００の実装部６０１を供給路形成部材５００とは反対側に設けると、実装部６０１の高さの分だけ、供給路形成部材５００と保持部材７００との間隔を広げなくてはならず、大型化してしまう。

さらに、図７（ａ）に示すように、回路基板６００には、厚さ方向に貫通した接続孔６０２が設けられており、接続孔６０２内に挿通されたＣＯＦ基板４１０の先端部が屈曲されて回路基板６００と電気的に接続されている。

また、回路基板６００には、上述のように、供給路形成部材５００の突出部５０３ａが挿入される挿通孔６０３が設けられている。供給路形成部材５００の突出部５０３ａが挿通孔６０３内に挿通されることで、突出部５０３ａに設けられた供給路５０３は、回路基板６００の外側（供給路形成部材５００とは反対側）に開口し、後述する保持部材７００の供給連通路７１２と接続される。

また、回路基板６００は、保持部材７００の側面に固定された外部配線接続基板７４０と電気的に接続されている。外部配線接続基板７４０には、圧電素子３００を駆動するための駆動信号等が入力される外部配線（図示なし）が電気的に接続されており、外部配線からの駆動信号等は、外部配線接続基板７４０及び回路基板６００を介してヘッド本体１（ＣＯＦ基板４１０）に供給される。

このような構成の供給路形成部材５００及び回路基板６００では、上述のように、供給路形成部材５００に隔壁５０２を設けることで、隣り合うヘッド本体１の間から回路基板６００側にインクが侵入するのを抑制することができる。すなわち、隔壁５０２を設けずに、複数のヘッド本体１に共通する貫通孔５０１を設けると、ヘッド本体１を供給路形成部材５００に強固に固定することができず、破壊され易くなってしまうと共に、隣り合うヘッド本体１の間からインクが回路基板６００側に侵入し、回路基板６００の電気的な短絡や物理的な破壊が生じてしまう虞がある。

本実施形態では、隔壁５０２を厚くすると共に、隔壁５０２の回路基板６００側に凹部５０４を設けることで、隔壁５０２の製造時に余分な盛り上がりが発生するのを抑制すると共に、ヘッド本体１と供給路形成部材５００との接合強度を向上して、破壊されるのを抑制することができる。ちなみに、隔壁５０２の厚さを厚くすると、供給路形成部材５００の製造時に余分な隔壁５０２に余分な盛り上がりが発生し、回路基板６００やヘッド本体１の取り付け不良が発生する虞がある。特に、供給路形成部材５００を樹脂材料の成型により形成した場合に、余分な盛り上がりが発生する。これは、成型時に肉厚部分が存在すると、樹脂の冷却時に収縮することによる凹みが形成される、いわゆる、「ヒケ」という現象が発生し、このヒケによって厚肉部分には余分な盛り上がりが発生する。したがって、本実施形態のように、厚肉部分となる隔壁５０２に凹部５０４を設けて、肉厚部分をなくすことで、製造時のヒケによる余分な盛り上がりを抑制することができる。

なお、成型以外の他の方法で複雑な形状を有する供給路形成部材５００を形成すると、コストが増大してしまう。また、隔壁５０２の厚さを薄くすると、ヘッド本体１と隔壁５０２との間に隙間が生じ、ヘッド本体１側のインクが、回路基板６００側に回り込んで短絡などの不具合が生じてしまう虞があると共に、隔壁５０２とヘッド本体１との隙間に入り込んだインクが予期せぬタイミングで落下して、紙等の被噴射媒体となる被記録媒体を汚してしまうなどの不具合が生じてしまう虞がある。

また、凹部５０４は、回路基板６００とは反対側、すなわち、ヘッド本体１側に開口するように形成することも考えられるものの、凹部５０４をヘッド本体１側に開口させると、凹部５０４内にインクが溜まり、予期せぬタイミングで落下して、紙等の被記録媒体を汚してしまうなどの不具合が生じてしまう虞があるため好ましくない。

ここで、供給路形成部材５００が保持される保持部材７００について図１及び図２を参照して説明する。

保持部材７００は、供給路形成部材５００のヘッド本体１とは反対側の面（回路基板６００が固定された面）に固定されたベース部材７１０と、供給針７３０が複数配設された供給針ホルダー７２０と、ベース部材７１０の一側面に固定された外部配線接続基板７４０と、外部配線接続基板７４０を覆う保護部材７５０とを具備する。

ベース部材７１０は、一方面が供給路形成部材５００の回路基板６００側に固定されて、供給路形成部材５００との間で回路基板６００を保持する。

また、ベース部材７１０のヘッド本体１とは反対側には、供給針ホルダー７２０が固定されている。

さらに、ベース部材７１０の一側面（供給路形成部材５００及び供給針ホルダー７２０が固定された面とは交差する面）には、保持壁部７１１を有し、保持壁部７１１の外側に外部配線接続基板７４０が固定されている。

保持部材７００に保持された外部配線接続基板７４０は、各種駆動信号用の電子部品が実装されており、ヘッド本体１のＣＯＦ基板４１０に接続された回路基板６００を介してヘッド本体１に駆動信号を供給する。また、外部配線接続基板７４０には、上端部（回路基板６００とは反対側）にコネクター７４１が設けられており、このコネクター７４１を介して外部配線接続基板７４０には、制御装置からの制御ケーブル等の外部配線が電気的に接続される。

供給針ホルダー７２０は、ベース部材７１０の供給路形成部材５００とは反対側に連通部材７７０を介して固定されるものであり、ベース部材７１０に固定された面とは反対側にインクを貯留した貯留手段であるインクカートリッジが装着されるカートリッジ装着部７２１を有する。

また、図２に示すように、供給針ホルダー７２０の底面には、一端がカートリッジ装着部７２１に開口し、他端がベース部材７１０側に開口する複数の導入孔７２２がそれぞれ形成された管状の供給連通路形成部７２３が突設されている。そして、導入孔７２２は、連通部材７７０及びベース部材７１０に設けられた供給連通路７１２を介して供給路５０３と接続される。

また、供給針ホルダー７２０の上面側、すなわち、カートリッジ装着部７２１の導入孔７２２の開口部分には、インクカートリッジに挿入される複数の供給針７３０が、インク内の気泡や異物を除去するためのフィルター７３１（図２参照）を介して固定されている。

これら各供給針７３０は、導入孔７２２に連通する貫通路（図示無し）をそれぞれ内部に有する。そして、供給針７３０がインクカートリッジに挿入されることで、インクカートリッジ内のインクは供給針７３０の貫通路を介して供給針ホルダー７２０の導入孔７２２に供給される。なお、導入孔７２２に導入されたインクは、連通部材７７０及びベース部材７１０に設けられた供給連通路７１２を介して供給路５０３に供給され、供給路５０３を介してヘッド本体１のインク導入路１１１に供給される。

保護部材７５０は、保持壁部７１１の外側に設けられた一側面及び上面が開口する箱形状を有し、上述のように保持壁部７１１に固定された外部配線接続基板７４０を覆うようにベース部材７１０に固定されている。

保護部材７５０は、外部配線接続基板７４０のコネクター７４１側（上部側）が開口することで、コネクター７４１が外部配線と接続可能となっている。

この保護部材７５０によって外部配線接続基板７４０を保護することによって、外部配線接続基板７４０に外部から物がぶつかることによる破損や、インクや埃などの異物が付着して短絡する等の不具合を防止することができると共に、回路基板６００とＣＯＦ基板４１０とを接続している空間を、上方に存在するコネクター７４１周辺の一部領域を除いて封止することで、内部にインクが侵入するのを抑制することができる。ちなみに、インクジェット式記録ヘッドＩは、インク吐出面が図１の下側、すなわち、外部配線接続基板７４０のコネクター７４１とは反対側の面となっているため、コネクター７４１側が開口していても、インクは内部に入り難い。また、このコネクター７４１の周囲の開口を樹脂等で塞ぐようにすれば、さらに確実にインクの浸入を防止できるものである。

このように、本実施形態では、回路基板６００は、供給路形成部材５００と保持部材７００との間で、ヘッド本体１のＣＯＦ基板４１０と接続され、ＣＯＦ基板４１０と接続された回路基板６００は、供給路形成部材５００とは異なる部材である保持部材７００に設けられた外部配線接続基板７４０に接続されている。

そして、ヘッド本体１を保持する供給路形成部材５００と、外部配線接続基板７４０を保持する保持部材７００とが別部材からなるため、回路基板６００とＣＯＦ基板４１０とは、供給路形成部材５００と保持部材７００とを接合する前に、ヘッド本体１と供給路形成部材５００とを接合した状態で接続することができる。これにより、ＣＯＦ基板４１０と回路基板６００との接続を容易に行うことができると共に、回路基板６００と外部配線接続基板７４０との接続を容易に行うことができる。

また、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩでは、供給路形成部材５００と保持部材７００とを別部材とし、供給路形成部材５００と保持部材７００との間で回路基板６００とＣＯＦ基板４１０とを接続するようにした。これにより、回路基板６００の取り回しを容易にして、複数のヘッド本体１を１つの回路基板６００に容易に接続することができ、インクジェット式記録ヘッドＩを小型化することができると共にコストを低減することができる。ちなみに、供給路形成部材５００と保持部材７００とが一体的に形成されていると、一つの回路基板６００に複数のヘッド本体１を接続することが容易にはできない。これは、供給路形成部材５００と保持部材７００とを成型により形成した際に、隔壁５０２の上方に空間を画成することが実質的に困難であるため、供給路形成部材５００と保持部材７００との間の回路基板６００を保持する空間を形成できないことから各ヘッド本体１毎に区画された貫通孔しか設けることができず、複数のヘッド本体１の数と同じ数だけ分割された回路基板が必要になってしまうからである。そして、各ヘッド本体１毎に回路基板をそれぞれ設けると、部品点数が増えて高コストとなってしまう。また、供給路形成部材５００と保持部材７００とが一体的に形成されていると、ヘッド本体１と供給路形成部材５００とを接着する際に、各ヘッド本体１に個別の回路基板を接続した状態で、ヘッド本体１と回路基板とを貫通孔内に挿入しなくてはならず、ヘッド本体１と供給路形成部材５００とを接着する接着剤が、回路基板等に付着し易く、余分な接着剤によって回路基板と外部配線接続基板との接続不良や、ヘッド本体１と供給路形成部材５００とを接着する接着剤が不足して接着不良が発生する虞がある。なお、本実施形態であっても、各ヘッド本体１毎や、複数個のヘッド本体１群毎に回路基板６００を設けるようにしても、回路基板６００の取り回しを容易にして、回路基板６００とＣＯＦ基板４１０とを確実に接続することができるという効果を奏する。

このような構成のインクジェット式記録ヘッドＩでは、インクカートリッジからのインクを貫通孔５０１、供給連通路７１２、供給路５０３と、インク導入路１１１及びインク導入口４４とを介してマニホールド１００内に取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまでの流路内をインクで満たした後、外部配線接続基板７４０から回路基板６００及びＣＯＦ基板４１０を介して供給された記録信号に従って、各圧力発生室１２に対応する各圧電素子３００に電圧を印加して圧電素子３００と共に振動板をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まり各ノズル開口２１からインク滴が噴射される。

（実施形態２）
図８（ａ）は、本発明の実施形態２に係る供給路形成部材の回路基板側からの平面図、図８（ｂ）は供給路形成部材のヘッド本体側からの平面図、図８（ｃ）は、図８（ａ）のＤ−Ｄ′断面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図示するように、供給路形成部材５００Ａには、各ヘッド本体１毎に貫通孔５０１が隔壁５０２によって画成されている。

また、供給路形成部材５００Ａの隔壁５０２には、図８（ａ）に示すように、回路基板６００が保持される面（第１の面）に開口する凹部５０４Ａが設けられている。凹部５０４Ａは、隔壁５０２の中央部に１つ設けられており、図８（ｃ）に示すように、回路基板６００側となる第１面側の開口に向かってその幅が徐々に漸大するように設けられている。

また、隔壁５０２には、供給路５０３Ａが設けられている。供給路５０３Ａは、図８（ａ）に示すように、隔壁５０２の凹部５０４Ａが開口する回路基板６００側の第１の面では、隔壁５０２の並設方向（ヘッド本体１の並設方向）と直交する方向であって、凹部５０４Ａの外側に開口する。

また、供給路５０３Ａは、図８（ｂ）に示すように、隔壁５０２の凹部５０４Ａが開口する面とは反対側のヘッド本体１側の面である第２の面においては、凹部５０４Ａの内側に相対向する領域に開口する。

このように、各隔壁５０２に１つの凹部５０４Ａを設けることで、凹部５０４Ａの容積を大きくすることができる。このため、供給路形成部材５００Ａに固定される回路基板６００の実装部６０１の大きさの制限が緩和され、比較的大きな実装部６０１を容易に収容することができる。また、１つの隔壁５０２に設けられた２つの供給路５０３Ａのヘッド本体１側である第２の面側の開口は、近接させることができるため、この供給路５０３Ａに接続されるヘッド本体１を小型化することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１及び２では、支持部材４００の両側面にそれぞれＣＯＦ基板４１０を設けるようにしたが、各側面に２つ以上のＣＯＦ基板４１０を設けるようにしてもよい。また、例えば、支持部材４００の片側の側面のみにＣＯＦ基板４１０を設けるようにしてもよく、さらに、両側面のＣＯＦ基板４１０として連続した１枚のＣＯＦ基板を用いるようにしてもよい。また、これらとは違って駆動回路２００を異なる場所に設け、ＣＯＦ基板ではなく、回路を搭載しない配線基板としてもよい。

さらに、上述した実施形態１及び２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。一列であっても、３列以上であっても構わない。複数列の場合には少なくとも２列一組を相対向させて設ければよい。

また、上述した実施形態１及び２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ー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ー装置や、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ー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ーなどを使用することができる。

なお、上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩは、インクジェット式記録装置ＩＩに搭載される。図９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、インクジェット式記録ヘッドＩ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、このインクジェット式記録ヘッドＩ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。このインクジェット式記録ヘッドＩは、例えば、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、駆動モーター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、インクジェット式記録ヘッドＩ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ー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。さらに、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、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルター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にも適用することができる。

また、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置ＩＩを挙げて説明したが、上述した他の液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置にも用いることが可能である。

Ｉ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ＩＩ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １ ヘッド本体、 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 第１電極、 ７０ 圧電体層、 ８０ 第２電極、 ９０ リード電極（接続端子）、 １００ マニホールド、 １１０ ヘッドケース（保持部材）、 １１３ 配線部材保持孔、 １２０ 接着剤、 ２００ 駆動回路、 ３００ 圧電素子（圧力発生素子）、 ４００ 支持部材、 ４１０ ＣＯＦ基板（フレキシブル配線部材）、 ４３０ 緩衝部材、 ５００、５００Ａ 供給路形成部材、 ５０１ 貫通孔、 ５０２ 隔壁、 ５０３、５０３Ａ 供給路、 ５０４、５０４Ａ 凹部、 ６００ 回路基板、 ７００ 保持部材、 ８００ カバーヘッド

Claims (4)

1. ノズル開口が並設されたノズル列を有し、圧力発生素子の駆動によって前記ノズル開口から液体を噴射するヘッド本体と、
   該ヘッド本体の前記圧力発生素子へ駆動信号を供給する接続端子に接続され、可撓性を有する部材に配線が形成されたフレキシブル配線部材と、
   前記駆動信号を前記フレキシブル配線部材に供給する回路基板と、
   該回路基板と前記ヘッド本体との間に配置されて、前記ヘッド本体が複数固定されると共に、前記フレキシブル配線部材が挿通される複数の貫通孔と液体を前記ヘッド本体に供給する供給路が形成された供給路形成部材と、
   を具備し、
   前記供給路形成部材には、前記貫通孔同士を隔てる隔壁と、該隔壁に設けられて前記回路基板側となる第１面側に開口された凹部と、を有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記回路基板は実装部を有し、該実装部が前記凹部内に収納されるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記凹部が開口する前記第１面において、複数の前記隔壁が並設されている方向と直交する方向であって、前記凹部の外側に前記供給路が形成されており、
   前記凹部の前記第１面とは反対側の面である第２面には、前記凹部の内側に相対向する領域になるように前記供給路の出口が配置されてい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。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載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。

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