JP2014226789A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】インク室形成部材の一面に配置される個別電極を、その引き出し方向と反対方向に電気的に引き出すことができる配線構造を持ったインクジェットヘッドを提供すること。【解決手段】インク室11の開口部11bと、該開口部11bから離れる方向に引き出された個別電極13とが一面1bに配置されたインク室形成部材1と、インク室形成部材1の一面1bに接合される基板2とを備え、基板2は、インク室形成部材1側の面2aに、個別電極13と電気的に接続される第１の配線21を有し、第１の配線21は、個別電極13との接続部位から、該個別電極13の引き出し方向と反対方向に延出していることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明はインクジェットヘッドに関し、詳しくは、インク室形成部材の一面に配置された個別電極を、該一面に接合された基板を利用して電気的に引き出すようにしたインクジェットヘッドに関する。

インクジェットヘッドは、インク室内のインクに吐出エネルギーを付与してノズルからインク滴を吐出する。従来、吐出エネルギーを付与するための手段としては、電圧印加によって機械的に変位するＰＺＴ等の圧電素子を利用したもの、インク室内に配置されたヒーターへの通電によってインク中に気泡を生成させ、この気泡の破裂作用を利用したもの等が知られている。

中でも、圧電素子からなる駆動壁と、隣接する１対の駆動壁間の空間によって形成されるインク室とが交互に配置され、駆動壁の表面に形成された駆動電極に電圧を印加することによって該駆動壁をせん断変形させ、インク室内のインクをノズルから吐出させるせん断モード型のインクジェットヘッドは、高密度化が容易である等の利点を有している。このせん断モード型のインクジェットヘッドの中でも、インク室の開口部が相反する前端面と後端面とに配置され、インク室がストレート状に形成される六面体形状からなる所謂ハーモニカ構造のインク室形成部材を有するインクジェットヘッドは、一枚のウエハーからインク室形成部材を切り出すことによって一度に多数個を作製できるため、極めて生産性に優れている。

このようなハーモニカ構造のインク室形成部材は、駆動壁の表面に形成された駆動電極が各インク室内に臨んでおり、表面に露出していない。このため、駆動電極に駆動信号発生回路からの所定電圧の駆動信号を印加するために、駆動電極をインク室形成部材の外部に電気的に引き出し、駆動信号発生回路と繋がるＦＰＣ等の外部配線部材との電気的接続を容易に行なえるようにする必要がある。

従来、インク室内の駆動電極をインク室形成部材の外部に電気的に引き出す手法として、特許文献１に記載のものが知られている。

特許文献１記載のインクジェットヘッドは、インク室形成部材の後端面に、インクを吐出する吐出インク室内の駆動電極と電気的に接続された第１の個別電極と、該後端面の端部に配置された第２の個別電極とを分離して設けておき、これら２つの個別電極間を絶縁層付き配線で電気的に接続すると共に、この後端面に別途の基板を接合し、この基板に形成された配線の一端を、第２の個別電極と電気的に接続させることによって、吐出インク室内の駆動電極を基板の端部まで電気的に引き出すようにしている。

また、インクを吐出しない非吐出インク室内の駆動電極は、吐出インク室の第１の個別電極の引き出し方向と反対方向に向けて引き出され、インク室形成部材の後端面にインク室の列方向に沿って延びるように形成された共通電極と電気的に接続されている。

特開２００８−１４３１６７号公報

インク室形成部材の後端面に個別電極を形成する際、通常、蒸着法やスパッタンリング法によって個別電極のみをパターン形成する方法が採用される。このとき、インク室内の駆動電極と確実に電気的な接続ができるように、後端面に対して斜め方向から電極形成用金属の照射を行い、該金属をインク室内まで入り込ませることができるようにする必要がある。

この場合、特許文献１記載のように、インク室形成部材の後端面に、各インク室から個別電極をそれぞれ反対方向に引き出すようにしたものでは、個別電極の引き出し方向毎に金属の照射方向を変えなくてはならない。このため、作業性の観点からすると、各個別電極は同一方向に引き出すように形成されることが望ましいといえる。しかし、個別電極を全て同一方向に引き出すと、非吐出インク室の個別電極のみを共通電極と電気的に接続させることが困難となる問題がある。

また、インク室形成部材を作製する際、図１４に示すように、圧電素子を含む圧電基板１０１の上面からインク室となる溝１０２を研削加工し、この溝１０２の内面に駆動電極１０３を形成した後、溝１０２の上方をカバー基板１０４で塞ぐようにしたものがある。この場合、インク室１０２内の駆動電極１０３は、カバー基板１０４側の壁面には形成されないため、溝１０２の対向する両壁面１０２ａ、１０２ａと、該壁面１０２ａ、１０２ａに隣接する底面１０２ｂとに亘って繋がるような形状となる。

このため、個別電極１０５は、図１５（ａ）に示すように、インク室１０２の底面１０２ｂのみと電気的に接続されるように引き出すか、（ｂ）に示すように、駆動電極１０３の両壁面１０２ａ、１０２ａの部分と底面１０２ｂの部分とに亘って電気的に接続できるように、インク室１０２の開口部周縁に沿って形成する必要がある。

しかし、（ａ）に示すものでは、インク室の底面側からしか個別電極を引き出すことができない。このため、個別電極の引き出し方向は全て同一方向となり、特許文献１記載のように、吐出インク室と非吐出インク室とで引き出し方向が反対方向となるように個別電極を形成することができない問題がある。

また、（ｂ）に示すものでは、カバー基板側にも個別電極を引き出すことができるため、このような問題はないが、個別電極はインク室の開口部周縁を取り囲むように形成する必要があるため、必然的に電極幅は広くなる。このため、インク室が高密度になる程、隣接する個別電極間での短絡の危険性が増してしまう。また、短絡の危険を回避するために電極幅を細くすると、駆動電極との電気的接続の信頼性や電極幅が十分に確保できないことによる断線のおそれもある。従って、近年ますます要求されている高密度化には不向きであるという問題がある。

そこで、本発明は、インク室形成部材の一面に配置される個別電極を、その引き出し方向と反対方向に電気的に引き出すことができる配線構造を持ったインクジェットヘッドを提供することを課題とする。

また、本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

１．インク室の開口部と、該開口部から離れる方向に引き出された個別電極とが一面に配置されたインク室形成部材と、
前記インク室形成部材の前記一面に接合される基板とを備え、
前記基板は、前記インク室形成部材側の面に、前記個別電極と電気的に接続される第１の配線を有し、
前記第１の配線は、前記個別電極との接続部位から、該個別電極の引き出し方向と反対方向に延出していることを特徴とするインクジェットヘッド。

２．前記インク室は、インクを吐出する吐出インク室と、インクを吐出しない非吐出インク室とが交互に配置されてインク室の列を形成してなり、
前記個別電極は、前記吐出インク室の前記開口部及び前記非吐出インク室の前記開口部からそれぞれ同一方向に引き出されており、
前記第１の配線は、前記非吐出インク室の前記個別電極と電気的に接続され、
前記基板は、前記吐出インク室に対応して該吐出インク室にインクを供給する貫通穴と、前記インク室形成部材側の面に、前記吐出インク室の前記個別電極と電気的に接続される第２の配線とを有し、前記非吐出インク室の前記開口部を塞いでおり、
前記第２の配線は、前記個別電極との接続部位から、前記第１の配線の延出方向と反対方向に延出していることを特徴とする前記１記載のインクジェットヘッド。

３．前記インク室形成部材の前記一面及び前記基板の少なくともいずれかに、前記インク室の列方向に沿って延びる共通電極を有し、
前記第１の配線の他端側は、前記共通電極と電気的に接続されていることを特徴とする前記２記載のインクジェットヘッド。

４．前記インク室形成部材は、圧電素子からなる駆動壁と、隣接する一対の前記駆動壁間の空間によって形成されるインク室とが交互に配置されると共に、前記インク室内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成され、該駆動電極に電圧を印加して前記駆動壁を変形させることによって、インクを吐出する前記インク室に吐出のための圧力を付与する構成であり、
前記個別電極は、前記開口部を介して前記駆動電極と電気的に接続されていることを特徴とする前記１、２又は３記載のインクジェットヘッド。

５．前記駆動電極は、一対の前記駆動壁の表面と前記インク室の底面とに亘って繋がるように形成され、
前記個別電極は、前記駆動電極の前記インク室の底面に形成された部位と電気的に接続されていることを特徴とする前記４記載のインクジェットヘッド。

本発明によれば、インク室形成部材の一面に配置される個別電極を、その引き出し方向と反対方向に電気的に引き出すことができる配線構造を持ったインクジェットヘッドを提供することができる。

本発明の概要を説明するインクジェットヘッドの一例を左右に分解して示す断面図 第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図 図２に示すインクジェットヘッドの基板を表面側から見た図 図３中の(iv)−(iv)線に沿う断面を左右に分解して示す図 図３中の(v)−(v)線に沿う断面を左右に分解して示す図 第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図 図６に示すインクジェットヘッドの基板を表面側から見た図 図７中の(viii)−(viii)線に沿う断面を左右に分解して示す図 図７中の(ix)−(ix)線に沿う断面を左右に分解して示す図 第３の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図 図１０に示すインクジェットヘッドを基板の背面側から見た図 図１１中の(xii)−(xii)線に沿う断面を左右に分解して示す図 図１１中の(xiii)−(xiii)線に沿う断面を左右に分解して示す図 インク室内の駆動電極の形状を説明する図 （ａ）（ｂ）は図１４に示すインク室内の駆動電極と電気的に接続される個別電極の各態様を説明する図

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（本発明の概要の説明）
本発明の具体的な実施形態の説明の前に、本発明の概要を説明する。

図１は、本発明の概要を説明するインクジェットヘッドの一例を左右に分解して示す断面図である。

図中、１はインク室形成部材、２は基板である。

インク室形成部材１は、インクを吐出するインク室１１を有している。ここでは、インク室形成部材１の前端面１ａ及び後端面１ｂに、それぞれインク室１１の開口部１１ａ、１１ｂが配置されたものを例示している。

インク室１１の内部には駆動電極１２が、例えば蒸着法、スパッタリング法又はめっき法等によって形成されている。ここでは、図１５（ａ）と同様に、インク室１１の両壁面と底面とに亘って繋がるように形成された駆動電極１２を示している。

インク室形成部材１は後端面１ｂに個別電極１３が、例えば蒸着法、スパッタリング法又はめっき法等によって形成されている。個別電極１３は、駆動電極１２のインク室１１の底面部分に形成された部位と電気的に接続され、インク室１１の開口部１１ｂを通って後端面１ｂに引き出され、該開口部１１ｂから離れる方向である図示下方に延びるように形成されている。従って、インク室形成部材１は、その一面である後端面１ｂに、開口部１１ｂと個別電極１２とが配置されている。

基板２のインク室形成部材１側の面である表面２ａには、配線２１（第１の配線）が、例えば蒸着法、スパッタリング法又はめっき法等によって形成されている。基板２は、表面２ａがインク室形成部材１の後端面１ｂに接着剤を介して接合されることにより、配線２１の図示下側の端部を個別電極１３と電気的に接続させている。そして、配線２１は、個別電極１３と電気的に接続される部位から、個別電極１３の引き出し方向と反対方向である図示上方に向けて延出している。

このように、本発明によれば、基板２の表面２ａに形成される配線２１によって、個別電極１３を、その引き出し方向と反対方向である図示上方向に電気的に引き出すことができる。このため、インク室１１内の駆動電極１２をインク室形成部材１の外部に電気的に引き出す際の引き出し方向の自由度を向上させることができる。

基板２に使用される材料は、配線の絶縁が可能であれば特に制限はないが、ガラス、シリコン、セラミックス、プラスチック等が挙げられる。中でも熱による寸法変化が少なく、比較的安価で、加工も容易である点でガラス製基板を用いることが好ましい。

基板２は単層基板とするものに限らず、複数の層が積層されることによって形成されるものであってもよい。複数の各層は全て同材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。

次に、本発明を適用した具体的なインクジェットヘッドの実施形態について説明する。なお、実施形態の理解を容易にするため、図１に対応する構成の部位には、同一の符号を付してある。

（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図、図３は、図２に示すインクジェットヘッドの基板を表面側から見た図、図４は、図３中の(iv)−(iv)線に沿う断面を左右に分解して示す図、図５は、図３中の(v)−(v)線に沿う断面を左右に分解して示す図である。

図中、Ｈ１はインクジェットヘッド、１はインク室形成部材、２はインク室形成部材１の後端面１ｂに接合される基板、３はインク室形成部材１の前端面１ａに接合されるノズルプレート、４は基板２の背面側に接合され、基板２を介してインク室形成部材１に対して供給するインクを貯留するマニホールド部材、５は基板２に接続されるＦＰＣである。ＦＰＣ５は、外部配線部材の一例である。

なお、図１は、インク室形成部材１と基板２との間で左右に展開した状態を示している。

インク室形成部材１は、圧電素子からなる複数の駆動壁１４が並設されており、隣接する一対の駆動壁１４、１４間の空間によってインク室１１を形成している。インク室１１と駆動壁１４とは交互となるように配置され、複数のインク室１１が並設されることによって１列のインク室１１の列を形成している。

インク室１１の列において、各インク室１１は、インクを吐出する吐出インク室１１１と、インクを吐出しない非吐出インク室１１２によって構成されている。これら吐出インク室１１１と非吐出インク室１１２とは交互に並設されている。ノズルプレート３のノズル３１は、吐出インク室１１１に対応する位置のみに形成されている。

図４、図５に示すように、インク室形成部材１の前端面１ａ及び後端面１ｂには、それぞれインク室１１（吐出インク室１１１、非吐出インク室１１２）の各開口部１１ａ、１１ｂが配置されている。吐出インク室１１１において、一方の開口部１１ａはノズル３１と連通するインクの出口側の開口部であり、他方の開口部１１ｂは、インクが供給されるインク流入口である。各インク室１１は、後端面１ｂに配置される開口部１１ｂから、前端面１ａに配置される出口側の開口部１１ａにかけてストレート状に形成されている。

各インク室１１内に臨む駆動壁１４の表面には、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属膜からなる駆動電極１２が形成されている。駆動電極１２は、インク室１１内に臨む各駆動壁１４、１４の表面全面から、これら駆動壁１４、１４に隣接する底面（ここでは図４、図５中の下側の面）に亘って繋がるように形成されている。底面と対向する天面には駆動電極１２は形成されていない。

このインク室形成部材１は、六面体からなる所謂ハーモニカ型のインク室形成部材であり、駆動壁１４を間に挟むように配置される各駆動電極１２に、不図示の駆動信号発生回路（駆動ＩＣ）から所定電圧の駆動信号が印加されることによって駆動壁１４が変形動作する。この駆動壁１４の変形動作によってインク室１１の容積が変化し、これにより吐出インク室１１１内に供給されたインクに吐出のための圧力変化が与えられ、ノズル３１からインクが吐出される。

ここで、このインク室形成部材１において、ノズルプレート３が接合される側の端面を「前端面」、それとは相反する端面を「後端面」と定義する。また、インク室形成部材１の前端面１ａ及び後端面１ｂと平行な方向であって該インク室形成部材１から離れる方向をインク室形成部材１の「側方」と定義する。

インク室形成部材１の後端面１ｂには、各インク室１１内の駆動電極１２と電気的に接続された個別電極１３が、各インク室１１の開口部１１ｂを通ってインク室１１毎に個別に引き出されている。個別電極１３の引き出し方向は全て同一方向であり、ここでは図示下方に向けて開口部１１ｂから離れるように引き出されている。不図示の駆動信号発生回路（駆動ＩＣ）からの所定電圧の駆動信号は、個別電極１３に対して印加され、該個別電極１３を介して各駆動電極１２に伝達される。

インク室形成部材１の後端面１ｂには、共通電極１５が形成されている。この共通電極１５は、インク室１１の列を挟んで、個別電極とは反対側となる図示上側に、該インク室１１の列方向に沿って延びる直線状に形成されている。各個別電極１３は、全て図示下方に引き出されているため、インク室形成部材１の後端面１ｂ上で共通電極１５とは非接触状態にある。

基板２は、インク室形成部材１の後端面１ｂよりも大きな面積を持ち、インク室形成部材１の後端面１ｂに接着剤によって接合されている。基板２はインク室形成部材１よりも図示下側方に大きく張り出した張り出し部２２によってＦＰＣ５との接続領域を形成している。

基板２には、各吐出インク室１１１の開口部１１ｂにそれぞれ対応する位置に、後述するマニホールド部材４の共通インク室４１内のインクを、各吐出インク室１１１に供給するためのインク流路となる貫通穴２３が、吐出インク室１１１の開口部１１ｂと同一形状で、該吐出インク室１１１毎に個別に形成されている。この貫通穴２３は、非吐出インク室１１２の開口部１１ｂに対応する位置には形成されていない。従って、吐出インク室１１２の開口部１１ｂは、基板２によって塞がれている。

基板２の表面２ａには、インク室形成部材１の各非吐出インク室１１２の個別電極１３と電気的に接続される第１の配線２１が、非吐出インク室１１２の配列ピッチと同一ピッチで形成されている。第１の配線２１は、一端が非吐出インク室１１２の個別電極１３と電気的に接続され、その他端側は該個別電極１３の引き出し方向と反対方向に延出している。そして、当該非吐出インク室１１２の開口部１１ｂ上を通り、インク室１１の列を跨いで、基板２の図示上方に延出している。

また、同じく基板２の表面２ａには、インク室形成部材１の各吐出インク室１１１の個別電極１３と電気的に接続される第２の配線２４が、吐出インク室１１１の配列ピッチと同一ピッチで形成されている。各第２の配線２４の一端は、貫通穴２３の近傍に配置され、吐出インク室１１１の個別電極１３と電気的に接続されている。そして、その他端側は、個別電極１３の引き出し方向と同一方向である基板２の図示下側の端部まで延び、ＦＰＣ５との接続領域となる張り出し部２２の表面２ａ側に配列されている。これにより、基板２の表面２ａには、第１の配線２１と第２の配線２２とが、各個別電極１３との電気的接続部位からの延出方向がそれぞれ反対方向となるように交互に配列されている。

基板２の表面２ａのインク室形成部材１との接合領域２０ａ内には、インク室形成部材１の共通電極１５に対応する位置に、基板２がインク室形成部材１の後端面１ｂに接合された際に、該共通電極１５と電気的に接続される共通配線２５が形成されている。共通配線２５は、基板２の表面２ａ上をインク室１１の列に沿って横方向に延び、一端が基板２の図示下側の張り出し部２２に向けて屈曲し、該張り出し部２２の表面２ａ側で、第２の配線２２と配列されている。

各第１の配線２１の他端側は、基板２の表面２ａにおいて、この共通配線２５と電気的に接続されている。従って、各非吐出インク室１１２の駆動電極１２は、インク室形成部材１の後端面１ｂに基板２が接合された際、個別電極１３、第１の配線２１及び共通配線２５を介して、インク室形成部材１の後端面１ｂ上の共通電極１５と電気的に接続される。

マニホールド部材４は、インク室形成部材１にインクを供給するインク供給手段の一例であり、基板２に対向する面がインク室形成部材１に形成された全ての吐出インク室１１１を取り囲む大きさで開口した箱型に形成され、該開口を取り囲む端面４２によって基板２の背面２ｂに接着剤を介して接合されている。

マニホールド部材４の内部は、インクが貯留される共通インク室４１となっている。共通インク室４１内のインクは、各貫通穴２３を通って、対応する吐出インク室１１１内にそれぞれ供給される。

ＦＰＣ５は、基板２の表面２ａの張り出し部２２に異方性導電フィルム等によって接続され、不図示の駆動回路からの所定電圧の駆動信号を、該張り出し部２２に配列された第２の配線２４及び共通配線２５にそれぞれ印加する。第２の配線２４にそれぞれ印加された駆動信号は、インク室形成部材１の各吐出インク室１１１の個別電極１３を介して各吐出インク室１１１内の駆動電極１２に印加される。ＦＰＣ５には駆動ＩＣが実装されていてもよい。また、共通配線２５は接地されていてもよい。

以上のように構成されたインクジェットヘッドＨ１は、インク室形成部材１の後端面１ｂに配置される各個別電極１３を、インク室１１からの引き出し方向が全て図示下方向となるように形成したものであっても、基板２の表面２ａに形成した第１の配線２１を利用して、個別電極１３の引き出し方向と反対方向に電気的に引き出すことができる。

全ての個別電極１３は、インク室１１の矩形状の開口部１１ｂの一辺のみから、該開口部１１ｂから離れる同一方向に引き出し形成するだけでよい。このため、図１５（ｂ）のように開口部１１ｂの周縁を取り囲むように形成する必要がない。従って、隣接する個別電極１３同士の短絡のおそれを低減できる。

第１の配線２１と第２の配線２４は、個別電極１３との接続部位から交互に反対方向となるように延出しているため、第１の配線２１と第２の配線２４同士の短絡のおそれも低減できる。このため、短絡回避のために配線幅を細くする等の必要がなく、断線の危険も低減できる。

また、第１の配線２１は、個別電極１３との接続部位から、非吐出インク室１１２の開口部１１ｂ上を通って図示上方に延出しているため、隣接する吐出インク室１１１の開口部１１ｂに露出する駆動電極１２や個別電極１３から十分離間させることができる。このため、短絡の危険を低減しつつ、インク室１１の高密度化を図ることができる。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図、図７は、図６に示すインクジェットヘッドの基板を表面側から見た図、図８は、図７中の(viii)−(viii)線に沿う断面を左右に分解して示す図、図９は、図７中の(ix)−(ix)線に沿う断面を左右に分解して示す図である。図２〜図５に示した第１の実施形態に係るインクジェットヘッドＨ１と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため、ここでは相違する構成のみを説明し、その他の説明は第１の実施形態の説明を援用し、記載を省略する。

このインクジェットヘッドＨ２では、各個別電極１３が、各インク室１１の開口部１１ｂから、それぞれ同一方向である図示下側に向けて引き出されている点で、インクジェットヘッドＨ１と同一であるが、全てのインク室１１が、インクを吐出する吐出インク室である点で、インクジェットヘッドＨ１と異なっている。

基板２には、各インク室１１の開口部１１ｂに対応する位置に、それぞれ貫通穴２３が個別に形成されている。各貫通穴２３の開口面積は、各インク室１１の開口部１１ｂの開口面積よりも小さくなるように形成されている。このため、この貫通穴２３は、インク流路を絞る絞り穴として機能している。

第１の配線２１と第２の配線２４は、インク室１１の列方向に沿って交互となるように配置され、且つ、その延出方向もそれぞれ反対方向となるように配列されている。

すなわち、第２の配線２４は、基板２の表面２ａにおいて、この貫通穴２３の近傍から基板２の図示下側の端部まで延び、基板２の張り出し部２２２の表面２ａ側に配列されている。

一方、第１の配線２１は、一端が、第２の配線２４に対応するインク室１１に隣接するインク室１１の個別電極１３と電気的に接続され、他端側は該個別電極１３の引き出し方向と反対方向に引き出され、当該インク室１１の開口部１１ｂを跨いで、基板２の図示上方に延出している。

基板２には、全てのインク室１１に対応してそれぞれ貫通穴２３が形成されているため、第１の配線２１がインク室１１の開口部１１ｂを跨ぐ際、この貫通穴２３の周囲を取り囲むように通過し、基板２の図示上側の張り出し部２２１の表面２ａ側に配列されている。すなわち、貫通穴２３は、第１の配線２１上に配置されている。

ＦＰＣは、基板２の上側の張り出し部２２１に、第１の配線２１と電気的に接続されるＦＰＣ５１が接続され、基板２の下側の張り出し部２２２に、第２の配線２４と電気的に接続されるＦＰＣ５２が接続されている。

以上のように構成されたインクジェットヘッドＨ２も、インクジェットヘッドＨ１と同様の効果を奏する。

また、インク室１１は全て吐出インク室であるが、第１の配線２１と第２の配線２４とは、隣接するインク室１１で延出方向が反対方向となるように交互に引き出されているため、隣接するインク室１１の各配線同士の短絡の危険を低減しつつ、インク室１１の高密度化を図ることができる。

（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図、図１１は、図１０に示すインクジェットヘッドを基板の背面側から見た図、図１２は、図１１中の(xii)−(xii)線に沿う断面を左右に分解して示す図、図１３は、図１１中の(xiii)−(xiii)線に沿う断面を左右に分解して示す図である。図２〜図５に示した第１の実施形態に係るインクジェットヘッドＨ１と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため、ここでは相違する構成のみを説明し、その他の説明は第１の実施形態の説明を援用し、記載を省略する。

このインクジェットヘッドＨ３は、インク室形成部材１の後端面１ｂにインク室１１の開口部１１ｂと個別電極１３とが配置されている点で、インクジェットヘッドＨ１と同一であるが、複数のインク室１１が配列されることによって構成されるインク室１１の列が３列構造である点で相違している。すなわち、インク室形成部材１は、上から順にＡ列、Ｂ列及びＣ列のインク室１１の列が平行に配置されている。

Ａ〜Ｃの各インク室１１の列は、それぞれインクを吐出する吐出インク室１１１と、インクを吐出しない非吐出インク室１１２とが交互となるように並設されている。ノズルプレート３のノズル３１は、各列の吐出インク室１１１に対応する位置のみに形成されている。

インク室形成部材１の後端面１ｂには、各インク室１１（吐出インク室１１１及び非吐出インク室１１２）内の駆動電極１２と電気的に接続された個別電極１３Ａ〜１３Ｃが、各インク室１１の開口部１１ｂを通ってインク室１１毎に個別に引き出され、図示下方に延出している。Ａ列の各個別電極１３ＡはＢ列の手前で止まっている。Ｂ列の各個別電極１３ＢはＣ列の手前で止まっている。

各非吐出インク室１１２の駆動電極１２と電気的に接続される共通電極１５Ａ〜１５Ｃは、インク室１１の列毎に、個別電極１３Ａ〜１３Ｃとは反対側に、インク室１１の列方向に沿って延びる直線状に形成されている。すなわち、Ａ列の共通電極１５Ａは、Ａ列の図示上側に形成され、Ｂ列の共通電極１５Ｂは、Ａ列とＢ列の間に形成され、Ｃ列の共通電極１５Ｃは、Ｂ列とＣ列の間に形成されている。非吐出インク室１１２の各個別電極１３Ａ〜１３Ｃは、各列の非吐出インク室１１２からそれぞれ図示下方に引き出されているため、インク室形成部材１の後端面１ｂ上で共通電極１５Ａ〜１５Ｃとは非接触状態にある。

一方、基板２には、インクジェットヘッドＨ１と同様に、Ａ〜Ｃ列の各吐出インク室１１１にそれぞれ対応する位置のみに、インク流路となる貫通穴２３Ａ〜２３Ｃが個別に形成されている。従って、Ａ〜Ｃ列の各非吐出インク室１１２の開口部１１ｂは、基板２によって塞がれている。

Ａ〜Ｃ列の各非吐出インク室１１２の個別電極１３Ａ〜１３Ｃと電気的に接続される第１の配線２１Ａ〜２１Ｃは、該個別電極１３Ａ〜１３Ｃとの接続部位から図示上方に延出し、共通電極１５Ａ〜１５Ｃに対応する位置にそれぞれ形成された共通配線２５Ａ〜２５Ｃと電気的に接続されている。

また、Ａ〜Ｃ列の各吐出インク室１１１の個別電極１３Ａ〜１３Ｃと電気的に接続される第２の配線２４Ａ〜２４Ｃは、該個別電極１３Ａ〜１３Ｃとの接続部位から図示下方に延出し、基板２の図示下側の張り出し部２２の表面２ａ側に配列されている。

この第２の配線２４Ａ〜２４Ｃの配線構造について更に詳細に説明する。

Ａ列の各吐出チャネル１１１の個別電極１３Ａと電気的に接続されるＡ列用の第２の配線２４Ａは、図１２に示すように、一端が貫通穴２３Ａの近傍に配置され、基板２の表面２ａに第１の表面配線部２４Ａａを形成している。そして、その他端側は、該貫通穴２３Ａの内周面２３Ａａに沿って通過して、基板２の背面２ｂに引き出され、該背面２ｂに背面配線部２４Ａｂを形成している。図１２中の符号２４Ａｄは、貫通穴２３Ａ内を通り、第１の表面配線部２４Ａａと背面配線部２４Ａｂとを繋ぐ第１の貫通配線部である。

基板２には、インク室形成部材１との接合領域２０ａ内であって、基板２の張り出し部２２に近接する部位に、新たな貫通穴２６が貫通穴２３Ａと同一ピッチで配列されている。第２の配線２４Ａの背面配線部２４Ａｂは、貫通穴２３Ａから図示下方の貫通穴２６に向けて延出し、基板２の背面２ｂ上でＢ列及びＣ列を跨いでいる。そして、貫通穴２６の内周面２６ａに沿って通過して、基板２の表面２ａに再び引き戻され、該表面２ａに第２の表面配線部２４Ａｃを形成している。図１２中の符号２４Ａｅは、貫通穴２６内を通り、背面配線部２４Ａｂと第２の表面配線部２４Ａｃとを繋ぐ第２の貫通配線部である。

Ａ列用の第２の配線２４Ａの第２の表面配線部２４Ａｃは、貫通穴２６から図示下方に延出し、張り出し部２２の表面２ａ側に配列されている。

また、Ｂ列の各吐出チャネル１１１の個別電極１３Ｂと電気的に接続されるＢ列用の第２の配線２４Ｂは、図１３に示すように、一端が貫通穴２３Ｂの近傍に配置され、基板２の表面２ａに第１の表面配線部２４Ｂａを形成している。そして、その他端側は、該貫通穴２３Ｂの内周面２３Ｂａに沿って通過して、基板２の背面２ｂに引き出され、該背面２ｂに背面配線部２４Ｂｂを形成している。図１３中の符号２４Ｂｄは、貫通穴２６内を通り、第１の表面配線部２４Ｂａと背面配線部２４Ｂｂとを繋ぐ第１の貫通配線部である。

基板２には、インク室形成部材１との接合領域２０ａ外であって、基板２の下端部近傍の部位に、新たな貫通穴２７が貫通穴２３Ｂと同一ピッチで配列されている。第２の配線２４Ｂの背面配線部２４Ｂｂは、貫通穴２３Ｂから図示下方の貫通穴２７に向けて延出し、基板２の背面２ｂ上でＣ列を跨いでいる。そして、貫通穴２７の内周面２７ａに沿って通過して、基板２の表面２ａに再び引き戻され、該表面２ａに第２の表面配線部２４Ｂｃを形成している。図１３中の符号２４Ｂｅは、貫通穴２７内を通り、背面配線部２４Ｂｂと第２の表面配線部２４Ｂｃとを繋ぐ第２の貫通配線部である。

第２の配線２４Ｂの第２の表面配線部２４Ｂｃは、貫通穴２７から図示上方に向けて延出し、張り出し部２２の表面２ａ側に配列されている。第２の表面配線部２４Ｂｃの他端は、インク室形成部材１との接合領域２０ａの手前で止まっている。

Ｃ列の各吐出チャネル１１１の個別電極１３Ｃと電気的に接続されるＣ列用の第２の配線２４Ｃは、インクジェットヘッドＨ１と同様に、一端が貫通穴２３Ｃの近傍に配置され、他端側が基板２の表面２ａ上を図示下方に向けて延出し、張り出し部２２の表面２ａ側に配列されている。

このインクジェットヘッドＨ３も、インクジェットヘッドＨ１と同様の効果を奏する。

また、基板２にはインク流路とは異なる貫通穴２６、２７が形成されているが、貫通穴２６は、インク室形成部材１の接合領域２０ａ内に配置されているため、インク室形成部材１の後端面１ｂに基板２が接合される際、該後端面１ｂで塞がれ、インク室形成部材１と基板２との間に塗布された不図示の接着剤によって封止されるため、貫通穴２６からマニホールド４内の共通インク室４１のインクが漏れ出すことはない。このとき貫通穴２６は、余剰の接着剤を流入させるいわゆるグルーガードとしても機能するため、余剰の接着剤がインク室１１に侵入するおそれを低減することができる。

一方、貫通穴２７は、基板２の下端部近傍に配置されるため、この貫通穴２７がマニホールド４の外部となるようにマニホールド４を形成すれば、同様に共通インク室４１のインクが漏れ出すことはない。

また、図１３に示すように、マニホールド４を基板２の大きさと同程度の大きさとなるように形成すれば、貫通穴２７はマニホールド４の端面４２で塞がれる。図１１において斜線で示す領域２０ｂは、マニホールド４の端面４２が接合される接合領域を示している。

これによりマニホールド４の端面４２に塗布された不図示の接着剤によって貫通穴２７を封止することができる。従って、同様に貫通穴２７から共通インク室４１のインクが漏れ出すことはない。これによれば、マニホールド４をより大型化でき、それだけ共通インク室４１の容量を増加させることができる。

なお、このインクジェットヘッドＨ３では、Ａ列の第２の配線２４Ａ及びＢ列用の第２の配線２４Ｂを基板２の背面２ｂに引き出すために、インク流路を形成する貫通穴２３Ａ、２３Ｂを兼用させている。これによれば、各第２の配線２４Ａ、２４Ｂを基板２の背面２ｂに引き出すための専用の貫通穴を形成する態様に比べて、基板２の貫通穴の加工数を削減でき、それだけ基板２の強度低下を抑えることができるために好ましい態様である。

貫通穴２３Ａ、２３Ｂ内を通る各第２の配線２４Ａ、２４Ｂは、該貫通穴２３Ａ、２３Ｂの内周面２３Ａａ、２３Ｂａに沿って通過しているため、貫通穴２３Ａ、２３Ｂはほぼそのままの形状でインク流路として機能することができる。このため、インク流路としてのインクの流れを阻害することはない。

しかも、貫通穴２３Ａ、２３Ｂの内周面２３Ａａ、２３Ｂａに沿う第１貫通配線部２４Ａｄ、２４Ｂｄ、及び、貫通穴２６、２７の内周面２６ａ、２７ａに沿う第２の貫通配線部２４Ａｅ、２４Ｂｅは、基板２の表面２ａ及び背面２ｂに形成される第１の表面配線部２４Ａａ、２４Ｂａ、背面配線部２４Ａｂ、２４Ｂｂ及び第２の表面配線部２４Ａｃ、２４Ｂｃと同一材料で、なお且つ、ほぼ同等の厚みで形成することができるため、第１貫通配線部２４Ａｄ、２４Ｂｄ及び第２の貫通配線部２４Ａｅ、２４Ｂｅの部位で電気抵抗の増加を招くおそれもない。

これら貫通穴２３Ａ、２３Ｂの内周面２３Ａａ、２３Ｂａ、及び、貫通穴２６、２７の内周面２６ａ、２７ａに沿うように各配線を形成する場合、蒸着法、スパッタリング法又はめっき法を単独で使用することもできるが、蒸着法と電解めっき法との併用、又は、スパッタリング法と電解めっき法との併用によって形成することが好ましい。これら基板２を貫通する部位では、蒸着法、スパッタリング法又はめっき法単独では、貫通穴２３Ａ、２３Ｂ、２６、２７の全長に亘って均一な金属膜を形成することが困難となる場合があるが、蒸着又はスパッタリング後に電解めっきすることで、貫通穴２３Ａ、２３Ｂ、２６、２７の全長に亘って均一な金属膜を形成することができる。

また、Ａ〜Ｃの各列の吐出インク室１１１に対応する第２の配線２４Ａ〜２４Ｃは、全て基板２の表面２ａ側に配列されるため、ＦＰＣ５との電気的接続作業が容易である。

更に、Ａ列及びＢ列の各第２の配線２４Ｂ、２４Ｃは、基板２の背面２ｂ側で他のインク室１１の列を跨いでいるため、各インク室１１の開口部１１ｂから露出する駆動電極１２や各個別電極１３Ａ〜１３Ｃとの短絡のおそれがない。このため、短絡の危険を低減しつつ、インク室１１の高密度化を図ることができる。

なお、基板２の背面２ｂに引き出された各第２の配線２４Ａ、２４Ｂは、マニホールド部材４の共通インク室４１に臨んでいるため、直にインクと接触する。このため、インク室形成部材１に基板２を接合した後でマニホールド部材４を接合する前に、各第２の配線２４Ａ、２４Ｂをインクに対して保護するための保護膜を形成しておくことが好ましい。

保護膜としては、パラキシリレン及びその誘導体からなる被膜（パリレン膜という。）が好ましい。パリレン膜は、ポリパラキシリレン樹脂及び／又はその誘導体樹脂からなる樹脂被膜であり、固体のジパラキシリレンダイマー又はその誘導体を蒸着源とする気相合成法（Chemical Vaper Deposition：ＣＶＤ法）により形成する。すなわち、ジパラキシリレンダイマーが気化、熱分解して発生したパラキシリレンラジカルが、インク室形成部材１の表面に吸着して重合反応し、被膜を形成する。

パリレン膜には、種々のパリレン膜があり、必要な性能等に応じて、各種のパリレン膜やそれら種々のパリレン膜を複数積層したような多層構成のパリレン膜等を所望のパリレン膜として適用することもできる。

パリレン膜は、インク室形成部材１と基板２とを接合した後であって、ノズルプレート３及びマニホールド部材４を接合する前に、これらインク室形成部材１と基板２に対して被覆形成することで、各インク室１１内の駆動電極１２はもちろんのこと、基板２上に露出している各配線をパリレン膜によってインクから保護することができる。

このようなパリレン膜の膜厚は、１μｍ〜１０μｍとすることが好ましい。

（その他の実施形態）
以上説明したインクジェットヘッドＨ３のインク室形成部材１は、３列のインク室１１の列を有するインク室形成部材１を例示したが、インク室形成部材１が備えるインク室１１の列数は２列であってもよい。この場合、Ａ列とＢ列の２列を採用する態様、Ａ列とＣ列の２列を採用する態様、Ｂ列とＣ列の２列を採用する態様とすることができる。

また、インク室形成部材１のインク室１１の列数は４列以上であってもよい。例えば、上述した２列のインク室１１の列を、該インク室１１の列と直交する上下方向に対称に形成することにより、４列のインク室１１の列を有するインクジェットヘッドを容易に構成することができる。また、同様にして、インクジェットヘッドＨ３を、インク室１１の列と直交する上下方向に対称に形成することにより、６列のインク室１１の列を有するインクジェットヘッドを容易に構成することができる。

インクジェットヘッドＨ２において、全ての配線を第１の配線２１とし、全てを個別電極１３の引き出し方向と反対方向に延出する態様であってもよい。この場合、ＦＰＣ５は１枚で済む。

インクジェットヘッドＨ１、Ｈ３では、インク室形成部材１の後端面１ｂに、共通電極１５、１５Ａ〜１５Ｃを形成し、基板２の表面２ａに、この共通電極１５、１５Ａ〜１５Ｃと同様に直線状に延びる共通配線２５、２５Ａ〜２５Ｃを形成し、これらが重なり合うことで電気的に接続されるようにした。これによれば、複数の第１の配線２１、２１Ａ〜２１Ｃが電気的に接続される共通電極の電気抵抗を抑えることができるために好ましい態様である。しかし、この態様において、インク室形成部材１側の共通電極１５、１５Ａ〜１５Ｃ又は基板２側の共通配線２５、２５Ａ〜２５Ｃのいずれか一方のみを形成するだけでもよい。

なお、以上の説明では、インク室形成部材１として、隣接するインク室１１間の駆動壁１４を圧電素子によって形成し、駆動壁１４の変形によってインク室１１に吐出のための圧力を付与するせん断モード型のインク室形成部材１を例示したが、本発明においてインクを吐出させるための具体的な構造は特に問わない。

Ｈ１〜Ｈ３：インクジェットヘッド
１：インク室形成部材
１ａ：前端面
１ｂ：後端面
１１：インク室
１１ａ、１１ｂ：開口部
１１１：吐出インク室
１１２：非吐出インク室
１２：駆動電極
１３、１３Ａ〜１３Ｃ：個別電極
１４：駆動壁
１５、１５Ａ〜１５Ｃ：共通電極
２：基板
２ａ：表面
２ｂ：背面
２０ａ：インク室形成部材との接合領域
２０ｂ：マニホールド部材との接合領域
２１：配線、第１の配線
２２：張り出し部
２３、２３Ａ〜２３Ｃ：貫通穴
２３ａ、２３Ａａ、２３Ｂａ、２３Ｃａ：内周面
２４、２４Ａ〜２４Ｃ：第２の配線
２４Ａａ、２４Ｂａ：第１の表面配線部
２４Ａｂ、２４Ｂｂ：背面配線部
２４Ａｃ、２４Ｂｃ：第２の表面配線部
２４Ａｄ、２４Ｂｄ：第１の貫通配線部
２４Ａｅ、２４Ｂｅ：第２の貫通配線部
２５、２５Ａ〜２５Ｃ：共通配線
２６：貫通穴
２６ａ：内周面
２７：貫通穴
２７ａ：内周面
３：ノズルプレート
３１：ノズル
４：マニホールド部材
４１：共通インク室
４２：端面
５、５１、５２：ＦＰＣ（外部配線部材）

Claims (5)

1. インク室の開口部と、該開口部から離れる方向に引き出された個別電極とが一面に配置されたインク室形成部材と、
   前記インク室形成部材の前記一面に接合される基板とを備え、
   前記基板は、前記インク室形成部材側の面に、前記個別電極と電気的に接続される第１の配線を有し、
   前記第１の配線は、前記個別電極との接続部位から、該個別電極の引き出し方向と反対方向に延出していることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記インク室は、インクを吐出する吐出インク室と、インクを吐出しない非吐出インク室とが交互に配置されてインク室の列を形成してなり、
   前記個別電極は、前記吐出インク室の前記開口部及び前記非吐出インク室の前記開口部からそれぞれ同一方向に引き出されており、
   前記第１の配線は、前記非吐出インク室の前記個別電極と電気的に接続され、
   前記基板は、前記吐出インク室に対応して該吐出インク室にインクを供給する貫通穴と、前記インク室形成部材側の面に、前記吐出インク室の前記個別電極と電気的に接続される第２の配線とを有し、前記非吐出インク室の前記開口部を塞いでおり、
   前記第２の配線は、前記個別電極との接続部位から、前記第１の配線の延出方向と反対方向に延出していることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. 前記インク室形成部材の前記一面及び前記基板の少なくともいずれかに、前記インク室の列方向に沿って延びる共通電極を有し、
   前記第１の配線の他端側は、前記共通電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。
4. 前記インク室形成部材は、圧電素子からなる駆動壁と、隣接する一対の前記駆動壁間の空間によって形成されるインク室とが交互に配置されると共に、前記インク室内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成され、該駆動電極に電圧を印加して前記駆動壁を変形させることによって、インクを吐出する前記インク室に吐出のための圧力を付与する構成であり、
   前記個別電極は、前記開口部を介して前記駆動電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェットヘッド。
5. 前記駆動電極は、一対の前記駆動壁の表面と前記インク室の底面とに亘って繋がるように形成され、
   前記個別電極は、前記駆動電極の前記インク室の底面に形成された部位と電気的に接続されていることを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッド。
   
   
   
   
   

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