JP2014226790A - インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの配線引き出し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インク室形成部材に設けられたインク室に対応する個別電極を、このインク室形成部材に接合される基板を利用して、該基板の強度低下を招くおそれなく、インク室形成部材の外部に電気的に引き出すことができるインクジェットヘッドを提供すること。【解決手段】インクを吐出するインク室11のインク流入口11bと、インク室11内のインクに吐出エネルギーを付与するための電圧が印加される個別電極12とが一側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の一側に設けられた基板3とを備え、基板3は、インク室形成部材1のインク流入口11bと連通してインク流路を形成する第１の貫通穴31が設けられていると共に、個別電極12と電気的に接続される配線32が、第１の貫通穴31を通って、インク室形成部材1と反対側の面3bに引き出され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及びインクジェットヘッドの配線引き出し方法に関し、詳しくは、インク室形成部材の一側に配置された個別電極を、インク室形成部材の一側に設けられた基板を利用して、インク室形成部材の外部に電気的に引き出すようにしたインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの配線引き出し方法に関する。

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細溝状のインク室とが交互に配置され、駆動壁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のインク室形成部材の取り数が多く、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、各インク室内に臨んでいる駆動電極に駆動信号発生回路から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、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、２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、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。

特許文献２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、インク室内の駆動電極と電気的に接続された個別電極を配置させると共に、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を利用して、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。基板の配線は、複数のインク室によって構成されるインク室の列毎に基板の表裏に振り分けられており、基板の背面側の配線は、一端が個別電極と電気的に接続され、他端が基板に形成された貫通電極を介して背面側に引き出されている。この基板はインク室形成部材の後端面のほぼ全体を覆う大きさを有しており、各インク室のうちのインク吐出を行うインク室の開口部に対応する部位に、該インク室に個別に対応するインク流路用の貫通穴が形成されている。

特開２００８−１４３１６７号公報 特開２００９−２７４３２７号公報

近年、インクジェットヘッドはより高精細な記録を可能とするため、より一層のインク室の高密度化が求められており、この高密度化の要求によって、従来のインクジェットヘッドにおける新たな課題が生じている。

すなわち、特許文献１記載のインクジェットヘッドでは、インク室形成部材の後端面に絶縁層付き配線を設ける必要があるため、インク室が高密度になる程、絶縁層付き配線も高密度に形成する必要があり、絶縁層付き配線の形成作業が煩雑化する。

一方、特許文献２記載のインクジェットヘッドによれば、インク室形成部材の後端面に絶縁層付き配線を形成する必要はなく、また、インク室の列毎の配線が基板の表裏に形成されるため、インク室が高密度化しても配線同士が短絡しにくくなる利点がある。しかしながら、基板の表面の配線を背面側に引き出すために専用の貫通穴を設け、この貫通穴を利用して貫通電極を形成する必要があるため、配線を貫通させるための作業が煩雑である上に、インク室が高密度になるほど貫通穴数が増加するため、貫通穴数の増加によって基板の強度低下につながる問題がある。

そこで、本発明は、インク室形成部材に設けられたインク室に対応する個別電極を、このインク室形成部材に接合される基板を利用して、該基板の強度低下を招くおそれなく、インク室形成部材の外部に電気的に引き出すことができる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、本発明は、インク室形成部材に設けられたインク室に対応する個別電極を、このインク室形成部材に接合される基板を利用して、該基板の強度低下を招くおそれなく、インク室形成部材の外部に電気的に引き出すことができるインクジェットヘッドの配線引き出し方法を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

１．インクを吐出するインク室のインク流入口と、前記インク室内のインクに吐出エネルギーを付与するための電圧が印加される個別電極とが一側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側に設けられた基板とを備え、
前記基板は、前記インク室形成部材の前記インク流入口と連通してインク流路を形成する第１の貫通穴が設けられていると共に、前記個別電極と電気的に接続される配線が、前記第１の貫通穴を通って、前記インク室形成部材と反対側の面に引き出されていることを特徴とするインクジェットヘッド。

２．前記配線の一端側は、前記基板の前記インク室形成部材側の面に形成され、該面において、前記個別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記載のインクジェットヘッド。

３．前記配線は、前記第１の貫通穴の内周面に沿って通過していることを特徴とする前記１又は２記載のインクジェットヘッド。

４．前記基板は、前記インク室形成部材よりも側方に張り出して外部配線部材との電気的接続を行う張り出し部を有し、
前記配線の他端側は、前記張り出し部に延出し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．前記基板は、前記張り出し部に前記第１の貫通穴とは別の第２の貫通穴が設けられ、
前記配線は、前記第２の貫通穴を通って、前記基板の前記インク室形成部材と反対側の面から、前記インク室形成部材側の面に引き戻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。

６．前記配線は、前記第２の貫通穴の内周面に沿って通過していることを特徴とする前記５記載のインクジェットヘッド。

７．前記配線は、前記基板の前記張り出し部側の端面を経由して、前記基板の前記インク室形成部材と反対側の面から、前記インク室形成部材側の面に引き戻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。

８．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、前記インク室内に供給されたインクに吐出のための圧力を付与し、ノズルからインクを吐出する構成であり、
前記個別電極は、前記インク流入口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１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。

９．前記インク室形成部材は、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並設され、
前記配線は、前記吐出インク室の前記個別電極と電気的に接続され、
前記非吐出インク室の前記個別電極は、前記インク室形成部材の一面に形成された共通電極に電気的に接続されていることを特徴とする前記８記載のインクジェットヘッド。

１０．インクを吐出するインク室のインク流入口と、前記インク室内のインクに吐出エネルギーを付与するための電圧が印加される個別電極とが一側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側に設けられた基板とを備え、
前記基板には、前記インク室形成部材の前記インク流入口と連通してインク流路を形成する第１の貫通穴と、前記個別電極と電気的に接続される配線とが設けられてなるインクジェットヘッドの配線引き出し方法であって、
前記配線を、前記基板の前記第１の貫通穴を通って、前記インク室形成部材と反対側の面に引き出すことを特徴とするインクジェットヘッドの配線引き出し方法。

本発明によれば、インク室形成部材に設けられたインク室に対応する個別電極を、このインク室形成部材に接合される基板を利用して、該基板の強度低下を招くおそれなく、インク室形成部材の外部に電気的に引き出すことができるインクジェットヘッドを提供することができる。

また、本発明によれば、インク室形成部材に設けられたインク室に対応する個別電極を、このインク室形成部材に接合される基板を利用して、該基板の強度低下を招くおそれなく、インク室形成部材の外部に電気的に引き出すことができるインクジェットヘッドの配線引き出し方法を提供することができる。

本発明の概念を説明するインクジェットヘッドの断面を左右に分解して示す図 （ａ）（ｂ）は、配線を表面に引き戻した態様を示す基板の断面図 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 インク室形成部材のインク室を後端面側から見た図 図３に示すインクジェットヘッドを基板の背面側から見た状態を示す図 図５中の(vi)−(vi)線に沿う断面を左右に分解して示す図 図５中の(vii)−(vii)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８に示すインクジェットヘッドを基板の背面側から見た状態を示す図 図９中の(x)−(x)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１１に示すインクジェットヘッドを基板の背面側から見た状態を示す図 図１２中の(xiii)−(xiii)線に沿う断面を左右に分解して示す図 第４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１４に示すインクジェットヘッドを基板の背面側から見た状態を示す図 第５の実施形態に係るインクジェットヘッドの部分断面図

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、本発明に係るインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの配線引き出し方法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はノズルプレート、３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。一方の開口部１１ａはノズルプレート２に形成されたノズル２１と連通し、インク室１１内のインクをノズル２１から吐出させる出口側の開口部である。他方の開口部１１ｂは入口側の開口部であり、インク室１１内にインクを流入させるインク流入口である。

インク室形成部材１は後端面１ｂに個別電極１２が設けられている。従って、インク室形成部材１は、その一側である後端面１ｂに、インク流入口である開口部１１ｂと個別電極１２とが配置されている。インク室形成部材１は、インク室１１内のインクに吐出エネルギーを付与するための電圧が、この個別電極１２に対して印加される。

基板３には、インク室１１の開口部１１ｂに対応する位置に貫通穴３１（第１の貫通穴）が形成されていると共に、インク室形成部材１側の面である表面３ａに、配線３２の表面配線部３２ａが形成されている。

基板３は、その表面３ａ側がインク室形成部材１の後端面１ｂ側に配置されて設けられる。これにより、インク室形成部材１のインク流入口である開口部１１ｂは、基板３の貫通穴３１と連通し、インク室１１内にインクを供給するためのインク流路を形成すると共に、配線３２の表面配線部３２ａは個別電極１２と電気的に接続している。

この配線３２は、基板３の表面３ａから、該基板３を貫通して、インク室形成部材１と反対側の面である背面３ｂに引き出されるが、本発明において配線３２は、インク流路を構成する貫通穴３１を利用して、この貫通穴３１内を通って基板３の背面３ｂまで引き出されている。符号３２ｂは、貫通穴３１を通って背面３ｂに引き出された配線３２の背面配線部である。

本発明は、以上のように、インク室形成部材１の端面１ｂに配置されている個別電極１２と電気的に接続される配線３２を、インク室１１にインク供給するために基板３に形成される貫通穴３１内を通って基板３の背面３ｂに引き出すため、この配線３２を背面３ｂまで引き出すための貫通穴を基板３に別途新たに形成する必要がない。従って、基板３に対する貫通穴の加工数を減らすことができ、貫通穴数の増加による基板３の強度低下を招くおそれなく、個別電極１２をインク室形成部材１の外部に電気的に引き出すことができる。

配線３２を貫通穴３１内に通過させるには、インクが流通可能であれば、例えば表面配線部３２ａと背面配線部３２ｂとを、貫通穴３１を通って金属線等で電気的に接続してもよい。しかし、図示するように、配線３２を、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することにより、第１の貫通穴３１の内周面３１ａ及び第２の貫通穴３２の内周面３２ａに沿って密着形成し、該内周面３１ａを通過させて基板３の背面３ｂまで引き出すことが好ましい。特に、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が、貫通穴３１の全長に亘って均一厚みの金属膜を形成することができるために特に好ましい。

図１中の符号３２ｃは、貫通穴３１の内周面３１ａに沿って形成され、表面配線部３２ａと背面配線部３２ｂとを繋ぐ貫通穴配線部である。

これにより、貫通穴３１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ので、インク流路としてのインクの流れを阻害することがない。しかも、貫通穴３１の内周面３１ａに沿う貫通穴配線部３２ｃは、基板３の表面３ａ及び背面３ｂに形成される表面配線部３２ａ及び背面配線部３２ｂ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、貫通穴配線部３２ｃの部位で電気抵抗の増加を招くおそれもない。

基板３に使用される材料は、配線３２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３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。

基板３は、インク流路の形成と個別電極１２との電気的接続がなされるようにインク室形成部材１の一側に設けられればよく、両者間が接着剤のみを介して接合されるものに限らない。例えば、開口部１１ｂと貫通穴３１との間をつなぎ、個別電極１２と配線３２との間を電気的に接続する別途の中間部材がそれぞれ介在されていてもよい。

インク流路を形成する貫通穴３１は、インク室１１のインク流入口となる開口部１１ｂの開口面積と同一の開口面積を有するものであってもよいし、異なる開口面積を有するものであってもよい。異なる開口面積を有する場合、貫通穴３１は開口部１１ｂよりも大きくてもよいし、開口部１１ｂよりも小さいものであってもよい。開口部１１ｂより小さい貫通穴３１はインク流路を絞る絞り穴として機能させることができる。また、インクの流通が可能であれば、貫通穴３１の中心と開口部１１ｂの中心とは、ずれて配置されていてもよい。

貫通穴３１の開口形状は特に問わず、四角形状、円形状等の任意の形状とすることができる。また、断面形状は、図示したようにインクの流れ方向に沿ってストレート状に形成されるものに限らず、インク流路の入口側（図１における右側）が拡径したテーパー形状であってもよい。

配線３２は、個別電極１２に不図示の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、不図示の外部配線部材と電気的に接続される。この外部配線部材との接続のため、配線３２の他端側は、基板３の端部まで引き出されていることが好ましい。ここでは、インク室形成部材１の後端面１ｂよりも大きな面積を持つ基板３を使用しているため、基板３の少なくとも一端部は、インク室形成部材１の側方（図示下方）に張り出した張り出し部３３を有し、この張り出し部３３の表面３ａ側又は背面３ｂ側によって外部配線部材との接続領域を形成している。

図１では、配線３２の他端側は、張り出し部３３の背面３ｂ側まで延出し、この張り出し部３３上に配置されている。このようにインク室形成部材１よりも側方に張り出した張り出し部３３によって外部配線部材との接続領域を形成することにより、接続領域を大きく確保できるため、外部配線部材の接続作業を容易に行うことができる。

基板３の背面３ｂに引き出した配線３２は、以下に示すように、基板３の表面３ａに再度引き戻すこともできる。これより、配線ルートの自由度をより向上させることができる。

図２は、配線３２を表面３ａに再度引き戻した態様の基板３を示している。図１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、その他の説明は図１の説明を援用し、記載を省略する。

図２（ａ）は、基板３の張り出し部３３に、インク流路を構成する貫通穴３１とは別の貫通穴３４（第２の貫通穴）を形成した態様を示している。基板３の背面３ｂに引き出された配線３２は、もう一つの貫通穴３４の内周面３４ａに沿って通過して、背面３ｂから表面３ａに再度引き戻され、該表面３ａに第２の表面配線部３２ｄを形成している。この第２の表面配線部３２ｃは、張り出し部３３の表面３ａ側に配置されている。

この態様では、インク流路を構成する貫通穴３１とは別に貫通穴３４を設ける必要があるが、上述したように、配線３２を基板３の表面３ａから背面３ｂに引き出すための別途の貫通穴を必要としない分、基板３への貫通穴の加工数を減らすことができ、それだけ基板３の強度低下は抑えられる。

配線３２を背面３ｂから表面３ａに引き戻すために基板３を貫通させる際、従来のように、貫通穴の内部に導電材料を形成した貫通電極を使用することもできる。また、背面配線部３２ｂと第２の表面配線部３２ｄを、貫通穴３４を通って金属線等で電気的に接続することもできる。しかし、貫通穴３１内の貫通配線部３２ｃと同様に、貫通穴３４の内周面３４ａに沿って通過させることによって貫通配線部３２ｅを形成すれば、配線３２を貫通させる作業が容易であると共に、貫通穴配線部３２ｅの部位で電気抵抗の増加を招くおそれもない。

また、配線３２の他端側は、張り出し部３３の表面３ａ側に配置されるので、この基板３の表面３ａ側で外部配線部材との電気的接続を行うことができる。通常、外部配線部材の接続作業は、インク室形成部材１の端面１ｂ側に基板３を設けた後に行うが、平坦面となる基板３の背面３ｂ側を作業台上に載置させた状態で、張り出し部３３ａに対して上方から、すなわちインク室形成部材１側から外部配線部材を接続させることができるため、安定した状態で接続作業を行うことができる。

図２（ｂ）は、配線３２を表面３ａに再度引き戻す際に、上記の貫通穴３４を利用しない態様を示している。

すなわち、基板の背面３ｂに引き出された配線３２は、貫通穴３１から基板３の図示下側の端部に向かって延びている。そして、そのまま基板３の張り出し部３３側の端面３ｃを通って表面３ａに引き戻され、該表面３ａにおいて第２の表面配線部３２ｃを形成している。第２の表面配線部３２ｃは、端面３ｃから上方に向かい、張り出し部３３の表面３ａ側に配置されている。

この態様では、配線３２が表面３ａに再度引き戻されるように構成される基板３であっても、配線３２を基板３の表面３ａに再度引き戻すために貫通穴３４を必要としない。このため、それだけ基板３への貫通穴の加工数を減らすことができ、基板３の強度低下を抑えることができる。

また、配線３２の他端側は、張り出し部３３の表面３ａ側に配置されるため、上述したように、外部配線部材の接続作業を安定した状態で行うことができる。

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。実施形態の理解を容易にするため、図１、図２に対応する同一構成の部位には、同一の符号を付してある。

（第１の実施形態）
図３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４は、インク室形成部材のインク室を後端面側から見た図、図５は、図３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６は、図５中の(vi)−(vi)線に沿う断面を左右に分解して示す図、図７は、図５中の(vii)−(vii)線に沿う断面を左右に分解して示す図である。

本実施形態は、図２（ａ）に示す配線引き出し構造を採用したインクジェットヘッドの一例を示している。

このインクジェットヘッドＨ１は、基板３の背面３ｂに、インク室形成部材１の各インク室１１に供給するインクを貯留するマニホールド部材４が接合され、また、基板３の表面３ａにＦＰＣ５が接合されている。ＦＰＣ５は、外部配線部材の一例である。

なお、図３は、インク室形成部材１と基板３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１３が並設されており、隣接する一対の駆動壁１３、１３間によって形成されるインク室１１と駆動壁１３とが交互に配置されている。ここでは複数のインク室１１が並設されることによってインク室１１の列を形成している。各列内のインク室１１の数は何ら限定されない。ここでは上から順に第１の列であるＡ列、第２の列であるＢ列の２列のインク室１１の列が平行に配置されたものを例示している。

図６、図７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の開口部１１ａ、１１ｂが配置されている。一方の開口部１１ａはノズル２１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に配置されるインク流入口である開口部１１ｂから、前端面１ａに配置される出口側の開口部１１ｂ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１３の表面には、図４に示すように、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属膜からなる駆動電極１４が形成されている。駆動電極１４は、インク室１１内に臨む各駆動壁１３、１３の表面全面から、これら駆動壁１３、１３に隣接する少なくともいずれか一つの壁面（ここでは図４中の下側の壁面）に亘って繋がるように形成されている。

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１３の両面の各駆動電極１４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１３が変形動作する。この駆動壁１３の変形動作によってインク室１１の容積が変化し、これによりインク室１１内に供給されたインクに吐出のための圧力変化を与え、ノズル２１からインクを吐出する。

ここで、このインク室形成部材１において、ノズル２１が配置されてインクが吐出される側の端面を「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。

本実施形態に示すインク室形成部材１における各列のインク室１１は、全てインクが供給されることによってインクを吐出する吐出インク室とされている。

インク室形成部材１の一側である後端面１ｂには、Ａ列の各インク室１１内の駆動電極１４と電気的に接続された個別電極１２と、Ｂ列の各インク室１１内の駆動電極１４と電気的に接続された個別電極１２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。このインク室形成部材１は、インク室１１内のインクに吐出エネルギーを付与するための電圧が、まず、この個別電極１２に対して印加され、該個別電極１２を介して各駆動電極１４に伝達される。

各個別電極１２の他端は、各開口部１１ｂからいずれも同一方向に向けて延びている。ここではインク室１１の列方向と直交する方向である図示下方向に向けて延びているが、Ａ列のインク室１１の各個別電極１２は、Ｂ列と交差することはなく、Ｂ列の手前で止まっている。

基板３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３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３３によってＦＰＣ５との接続領域を形成している。

基板３には、インク室形成部材１の後端面１ｂの各インク室１１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、Ａ列の各インク室１１に開口部１１ｂを介して供給するためのインク流路を形成する貫通穴３２（第１の貫通穴）と、Ｂ列の各インク室１１にインクを供給するためのインク流路を形成する貫通穴３５とが、インク室１１毎に個別に形成されている。

基板３の表面３ａには、インク室形成部材１のＢ列の各個別電極１２と電気的に接続されるＢ列用配線３６が個別に形成されている。各Ｂ列用配線３６の一端は、貫通穴３５の近傍に配置され、他端は基板３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３３の表面３ａ側にＢ列のインク室１１のピッチと同一ピッチで配列されている。

また、同じく表面３ａには、インク室形成部材１のＡ列の各個別電極１２と電気的に接続されるＡ列用配線３２が個別に形成されている。このＡ列用配線３２が、本発明においてインク室形成部材と反対側の面に引き出される「配線」に相当する。

各Ａ列用配線３２は、それぞれ個別電極１２と電気的に接続すべく、基板３の表面３ａに設けられた第１の表面配線部３２ａが貫通穴３１の近傍に配置されている。Ａ列用配線３２は、基板３がインク室形成部材１の後端面１ｂに接合される際、この第１の表面配線部３２ａによって個別電極１２との電気的接続が行われる。これにより、個別電極１２とＡ列用配線３２との電気的接続を、互いに対向するインク室形成部材１の後端面１ｂと基板３の表面３ａとの間で行うことができるため、電気的接続作業が容易である。

各Ａ列用配線３２は、貫通穴３１の内周面３１ａに沿って通過して背面３ｂに引き出され、背面配線部３２ｂを形成している。背面配線部３２ｂは、貫通穴３１から更に基板３の張り出し部３３に向けて延び、Ｂ列のインク室１１に対応して配列されている貫通穴３５、３５間を通ることにより、該背面３ｂ上でＢ列を跨いでいる。

このようにＡ列用配線３２は、インク室形成部材１の後端面１ｂと接する基板３の表面３ａでＢ列のインク室１１や駆動壁１３と交差することがないので、Ｂ列の各インク室１１の開口部１１ｂから露出する駆動電極１４や各個別電極１２との短絡のおそれがない。これにより、インク室形成部材１のインク室１１の数や列数の増加によって高密度化されたインク室形成部材１であっても、各個別電極１２を介して各駆動電極１４を、基板３の端部まで短絡の心配なく電気的に引き出すことができる。

第２の貫通穴である貫通穴３４は、インク室形成部材１の接合領域３０よりも下側に位置する張り出し部３３に、貫通穴３１と同数、同ピッチで個別に形成されている。各Ａ列用配線３２の背面配線部３２ｂは、貫通穴３１からそれぞれ対応する貫通穴３４まで延び、該貫通穴３４の内周面３４ａに沿って通過して、再び基板３の表面３ａに引き戻され、第２の表面配線部３２ｃを形成している。

第２の表面配線部３２ｃは、貫通穴３４から貫通穴３１に向かう方向とは反対方向となる基板３の図示下側の端部まで延びており、ＦＰＣ５との接続領域である張り出し部３３の表面３ａ側に、Ａ列のインク室１１のピッチと同一ピッチで配列されている。従って、張り出し部３３には、Ａ列用配線３２の第２の表面配線部３２ｃとＢ列用配線３６とが交互に配列されている。このため、この張り出し部３３の表面３ａ側において、Ａ列用配線３２とＢ列用配線３６に対する１枚のＦＰＣ５の接続作業を、安定した状態で容易に行うことができる。

マニホールド部材４は、第１の貫通穴３１及び貫通穴３５を介して各インク室１１にインクを供給するインク供給手段の一例であり、一面がインク室形成部材１に形成された全てのインク室１１を取り囲む大きさで開口した箱型に形成され、基板３の背面３ｂに接着剤によって接合されている。マニホールド部材４の内部は、Ａ列、Ｂ列の各インク室１１に共通に供給するインクが貯留される共通インク室４１となっており、この共通インク室４１内のインクが、基板３の各貫通穴３１、３５及びインク流入口である各開口部１１ｂを通って各インク室１１内に供給されるようになっている。

ここでは、マニホールド部材４は、基板３の各貫通穴３１、３５の全てを取り囲んでいるが、貫通穴３４を取り囲まない程度の大きさに形成されている。このため、基板３の貫通穴３４は、該基板３に接合されたマニホールド部材４の外部に配置され、共通インク室４１内のインクが貫通穴３４から漏れ出すことはない。

ＦＰＣ５は、基板３の張り出し部３３に異方性導電フィルム等によって接続され、不図示の駆動信号発生回路からの所定電圧の駆動信号を、張り出し部３３に配列されたＡ列用配線３２及びＢ列用配線３６にそれぞれ印加する。Ａ列用配線３２及びＢ列用配線３６にそれぞれ印加された駆動信号は、該Ａ列用配線３２及びＢ列用配線３６を通り、インク室形成部材１の各個別電極１２を介して各インク室１１内の駆動電極１４に印加され、駆動壁１３を変形させる。ＦＰＣ５には駆動ＩＣが実装されていてもよい。

このインクジェットヘッドＨ１によれば、インク流路を構成する基板３の貫通穴３１を利用してＡ列用配線３２を背面３ｂに引き出しているため、上述したように、基板３に対する貫通穴の加工数を減らすことができ、貫通穴数の増加による基板３の強度低下を抑えることができる。

なお、基板３の背面３ｂに引き出されたＡ列用配線３３は、マニホールド部材４の共通インク室４１内に配置されるため、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３を接合した後でマニホールド部材４を接合する前に、Ａ列用配線３２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３とを接合した後であって、ノズルプレート２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３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１４はもちろんのこと、基板３上の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。

（第２の実施形態）
図８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９は、図８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１０は、図９中の(x)−(x)線に沿う断面を左右に分解して示す図である。図３〜図７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は、Ａ列用配線３２が、インク流路を構成する貫通穴３１内を通って基板３の表面３ａから背面３ｂに引き出され、貫通穴３４内を通って再度表面３ａに引き戻される点で、第１の実施形態に係るインクジェットヘッドＨ１と同一であるが、貫通穴３４の位置が、基板３の図示下側の端部近傍に位置している点で相違している。このため、貫通穴３４内を通って基板３の表面３ａに再度引き戻されたＡ列用配線３２の第２の表面配線部３２ｃは、貫通穴３４から上方に向かい、インク室形成部材１との接合領域３０の手前まで延び、ＦＰＣ５の接続領域となる張り出し部３３の表面３ａ側に、Ｂ列用配線３６と交互に配列されている。

これにより、図９に示すように、マニホールド部材４を貫通穴３４の近傍まで大型化することができ、それだけ第１の実施形態に係るインクジェットヘッドＨ１に比べて共通インク室４１の容積を大きくすることができる。

その他、第１の実施形態に係るインクジェットヘッドＨ１と同様の効果が得られる。

（第３の実施形態）
図１１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１２は、図１１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１３は、図１２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３〜図７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、基板３に第２の貫通穴である貫通穴３４を形成せず、Ａ列用配線３２を、図２（ｂ）の態様と同様に、基板３の端面３ｃを通って表面３ａに引き戻すようにしている。

Ａ列用配線３２を表面３ａに再度引き戻すために第２の貫通穴を必要としない分、基板３の強度低下を抑えることができる。しかも、第２の貫通穴がないことによってインクの漏洩の心配がないため、マニホールド部材４を基板３と同等の大きさとすることができ、共通インク室４１の容積を最も大きくすることができる。また、マニホールド部材４の大きさをインクジェットヘッドＨ１、Ｈ２と同一とすれば、第２の貫通穴がない分、基板３の大きさをコンパクトにすることができる。

その他、第１の実施形態に係るインクジェットヘッドＨ１と同様の効果が得られる。

（第４の実施形態）
図１４は、第４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１５は、図１４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である。図３〜図７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Ｈ４は、Ａ列、Ｂ列の各インク室１１が、インクが供給されることによってインク吐出を行う吐出インク室１１１と、インクが供給されず、インク吐出を行わない非吐出インク室１１２とが交互に並設されることによって構成されている。基板３には、ＡＢ各列の吐出インク室１１１に対応する位置のみに貫通穴３１、３５がそれぞれ個別に貫通形成されており、非吐出インク室１１２は基板３によって塞がれている。

各吐出インク室１１１の個別電極１２は、吐出インク室１１１内の駆動電極と電気的に接続されるが、各非吐出インク室１１２の個別電極１２は、ＡＢ各列毎に設けられた共通電極１５とそれぞれ電気的に接続されている。図示上側のＡ列用の共通電極１５は、インク室形成部材１の後端面１ｂにおいて、Ａ列を挟んでＢ列と反対側に配置され、列方向に沿って延びている。また、図示下側のＢ列用の共通電極１５は、インク室形成部材１の後端面１ｂにおいて、Ａ列とＢ列の間に列方向に沿って延びている。

一方、基板３の表面３ａには、インク室形成部材１の後端面１ｂに接合された際に、各共通電極１５、１５とそれぞれ電気的に接続される共通電極用配線３７、３７が形成されている。各共通電極用配線３７、３７の一端側は、インク室形成部材１の後端面１ｂの共通電極１５、１５と電気的に接続するべく、インク室形成部材１との接合領域３０内に配置され、他端側は接合領域３０外にそれぞれ延出し、基板３の図示下側の端部に向かい、Ａ列用配線３２及びＢ列用配線３６と同様に張り出し部３３の表面３ａ側に配列されている。

このインクジェットヘッドＨ４では、Ａ列用配線３２が、基板３の背面３ｂにおいて、Ｂ列のインク室１１１、１１２と該Ｂ列の共通電極１５を跨いでいるため、インク室形成部材１の後端面１ｂと接する基板３の表面３ａでこれらと交差することがなく、Ｂ列の各インク室１１１、１１２内の駆動電極１４、各個別電極１２及び共通電極１５との短絡のおそれがない。

また、非吐出インク室１１２は共通電極１５と電気的に接続され、基板３には個別に配線する必要がないため、配線の高密度化が可能である。

更に、基板３は、各吐出インク室１１１に対応する位置のみに貫通穴３１、３５が形成されているので、基板３の強度低下もより抑えられる。

なお、このインクジェットヘッドＨ４では、Ａ列用配線３２について、インクジェットヘッドＨ１と全く同様の配線引き出し構造を採用したが、インクジェットヘッドＨ２、Ｈ３の各Ａ列用配線３２と全く同様の配線引き出し構造を採用してもよい。

その他、第１の実施形態に係るインクジェットヘッドＨ１と同様の効果が得られる。

（第５の実施形態）
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１２を圧電素子によって形成し、駆動壁１２の変形によってインク室１１内のインク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。

図１６は、第５の実施形態に係るインクジェットヘッドの部分断面図であり、ここでは、インク室の一壁面を振動板によって構成し、この振動板を圧電素子の伸縮動作によって振動させることにより、インク室内のインクに吐出エネルギーを付与するタイプのインクジェットヘッドを例示している。

インクジェットヘッドＨ５は、インク室形成部材６と、このインク室形成部材６の一側（図示上側）に設けられた基板７とを有している。

インク室形成部材６は積層基板によって形成され、図中下層側から、Ｓｉ（シリコン）基板によって形成されたノズルプレート６１、ガラス基板によって形成された中間プレート６２、Ｓｉ（シリコン）基板によって形成された圧力室プレート６３、ＳｉＯ_２薄膜によって形成された振動板６４と有している。ノズルプレート６１はノズル６１１が開口している。

圧力室プレート６３には、吐出のためのインクを収容するインク室６３１が形成されている。インク室６３１の上壁は振動板６４によって形成され、下壁は中間プレート６２によって形成されている。振動板６４には、このインク室６３１内にインクを供給するためのインク流入口６３２が形成され、インク室形成部材６の上面に開口している。また、中間プレート６２には、インク室６３１の内部とノズル６１１とを連通する連通路６２１が貫通形成されている。

圧電素子６５は薄膜ＰＺＴからなり、その上面に設けられた個別電極６５１と下面に設けられた共通電極６５２とで挟まれている。共通電極６５２は振動板６４の表面に形成されており、この共通電極６５２上に、インク室６３１に１対１に対応するように個別に圧電素子６５とその上面の個別電極６５１とが積層されている。個別電極６５１上には、金等によって形成されたバンプ６５３が突出形成されている。

基板７は、貫通穴７１を有している。貫通穴７１は、インク室形成部材６と基板７との間に介在された中間部材である流路部材８によって、インク室６３１のインク流入口６３２と連通し、これによってインク流路を形成している。

インク室形成部材６と対向する基板７の下面７ａには、個別電極６５１と電気的に接続される配線７２の下面配線部７２ａが形成されている。下面配線部７２ａにはバンプ７２１が突出形成され、このバンプ７２１と個別電極６５１上のバンプ６５３とが中間部材として電気的に接続され、配線７２と個別電極６５１とが電気的に接続されている。

そして、この配線７２の他端側は、インク流路を形成している貫通穴７１の内周面に沿って通過し、基板７の上面７ｂに引き出され、上面配線部７２ｂを形成している。この上面配線部７２ｂは、基板７の端部において、ＦＰＣ等の不図示の外部配線部材と電気的に接続される。

このように構成されるインクジェットヘッドＨ５も、インク室形成部材６の一側に、インク流入口６３２と個別電極６５１とが配置されている。そして、基板７に形成される配線７２が、インク流路を形成する貫通穴７１内を通って、インク室形成部材６と対向する下面７ａから、該下面７ａと相対する上面７ｂに引き出される。このため、基板７に配線７２を貫通させるための別途の貫通穴を形成する必要がなく、インク室６３１に対応する個別電極６５１を、基板７の強度低下を招くおそれなく、インク室形成部材６の外部に電気的に引き出すことができる。

（その他の実施形態）
以上説明したインクジェットヘッドＨ１〜Ｈ４のインク室形成部材１は、２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Ａ列のみの１列であってもよい。この場合、インクジェットヘッドＨ１〜Ｈ４におけるＡ列用配線３２と同様の配線引き出し構造を採用することにより、基板の強度低下のおそれなく、インク流路を利用して配線を基板の背面に容易に引き出すことができる効果が得られる。

また、インクジェットヘッドＨ１〜Ｈ４において、インク室１１の列数は３列以上であってもよい。例えば、インクジェットヘッドＨ１〜Ｈ４のインク室形成部材１及びノズルプレート２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、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。

インクジェットヘッドＨ１〜Ｈ３において、Ａ列のインク室１１に対応する基板３の貫通穴３１を、インク室１１毎にそれぞれ個別に形成したが、この貫通穴３１は、Ａ列のインク室１１の列方向に沿って延び、該Ａ列のインク室１１の全てを含む大きさの１つの長穴状の貫通穴によって形成してもよい。また、それぞれ複数のインク室１１を含む大きさの複数の貫通穴に分割されていてもよい。

更に、インクジェットヘッドＨ１、Ｈ２及びＨ４は、貫通穴３４を、いずれもマニホールド部材４の外側に配置するように構成したが、Ａ列用配線３２の形成後に、貫通穴３４からインクが漏れ出ないように絶縁テープ等の目止め部材を別途使用して塞ぐことにより、マニホールド部材４の共通インク室４１内に配置させるようにしてもよい。これにより、基板３に貫通穴３４を形成しても、マニホールド部材４を大型化することができ、それだけ共通インク室４１の容積を大きくすることができる。

また、インクジェットヘッドＨ１〜Ｈ４は、基板３の表面３ａに各列の配線３２、３６の他端を配列させるようにしたが、貫通穴３１を通って背面３ｂに引き出されたＡ列用配線３２は、そのまま基板３の背面３ｂに配列させることにより、基板３の表面３ａと背面３ｂに列毎に配線を振り分け、各面でそれぞれ外部配線部材と電気的接続させるようにしてもよい。これにより各列の配線同士が隣り合うことがないため、より短絡のおそれを低減でき、一層の高密度化を図ることができる。

Ｈ１〜Ｈ５：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：個別電極
１３：駆動壁
１４：駆動電極
１５：共通電極
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：基板
３ａ：表面
３ｂ：背面
３ｃ：端面
３０：インク室形成部材の接合領域
３１：貫通穴（第１の貫通穴）
３１ａ：内周面
３２：配線（Ａ列用配線）
３２ａ：表面配線部（第１の表面配線部）
３２ｂ：背面配線部
３２ｃ：第１の貫通穴配線部
３２ｄ：第２の表面配線部
３２ｅ：第２の貫通穴配線部
３３：張り出し部
３４：貫通穴（第２の貫通穴）
３４ａ：内周面
３５：貫通穴
３６：Ｂ列用配線
３７：共通電極用配線
４：マニホールド部材
４１：共通インク室
５：ＦＰＣ（外部配線部材）
６：インク室形成部材
６１：ノズルプレート
６１１：ノズル
６２：中間プレート
６２１：連通路
６３：圧力室プレート
６３１：インク室
６３２：インク流入口
６４：振動板
６５：圧電素子
６５１：個別電極
６５２：共通電極
６５３：バンプ
７：基板
７ａ：下面
７ｂ：上面
７１：貫通穴
７２：配線
７２ａ：下面配線部
７２ｂ：上面配線部
７２１：バンプ
８：流路部材

Claims (10)

1. インクを吐出するインク室のインク流入口と、前記インク室内のインクに吐出エネルギーを付与するための電圧が印加される個別電極とが一側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側に設けられた基板とを備え、
   前記基板は、前記インク室形成部材の前記インク流入口と連通してインク流路を形成する第１の貫通穴が設けられていると共に、前記個別電極と電気的に接続される配線が、前記第１の貫通穴を通って、前記インク室形成部材と反対側の面に引き出されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記配線の一端側は、前記基板の前記インク室形成部材側の面に形成され、該面において、前記個別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記載のインクジェットヘッド。
3. 前記配線は、前記第１の貫通穴の内周面に沿って通過していることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
4. 前記基板は、前記インク室形成部材よりも側方に張り出して外部配線部材との電気的接続を行う張り出し部を有し、
   前記配線の他端側は、前記張り出し部に延出し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. 前記基板は、前記張り出し部に前記第１の貫通穴とは別の第２の貫通穴が設けられ、
   前記配線は、前記第２の貫通穴を通って、前記基板の前記インク室形成部材と反対側の面から、前記インク室形成部材側の面に引き戻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。
6. 前記配線は、前記第２の貫通穴の内周面に沿って通過していることを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッド。
7. 前記配線は、前記基板の前記張り出し部側の端面を経由して、前記基板の前記インク室形成部材と反対側の面から、前記インク室形成部材側の面に引き戻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。
8. 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、前記インク室内に供給されたインクに吐出のための圧力を付与し、ノズルからインクを吐出する構成であり、
   前記個別電極は、前記インク流入口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１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
9. 前記インク室形成部材は、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並設され、
   前記配線は、前記吐出インク室の前記個別電極と電気的に接続され、
   前記非吐出インク室の前記個別電極は、前記インク室形成部材の一面に形成された共通電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項８記載のインクジェットヘッド。
10. インクを吐出するインク室のインク流入口と、前記インク室内のインクに吐出エネルギーを付与するための電圧が印加される個別電極とが一側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側に設けられた基板とを備え、
    前記基板には、前記インク室形成部材の前記インク流入口と連通してインク流路を形成する第１の貫通穴と、前記個別電極と電気的に接続される配線とが設けられてなるインクジェットヘッドの配線引き出し方法であって、
    前記配線を、前記基板の前記第１の貫通穴を通って、前記インク室形成部材と反対側の面に引き出すことを特徴とするインクジェットヘッドの配線引き出し方法。
    
    
    
    
    

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