JP2015223806A - 液体吐出ヘッド、および記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変位素子の変位が阻害されない液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置の提供。
【解決手段】液体吐出ヘッド２は、複数の吐出孔、および、複数の吐出孔に連通した複数の加圧室１０が設けられた流路部材と、流路部材上に設けられた変位素子、変位素子上に設けられた複数の第１電極４４ａ、４４ｂ、第１電極４４ａ、４４ｂ上に設けられた複数の第１バンプ５２、および、第１バンプ５２と離間して設けられた第２バンプ５４を備えるアクチュエータ基板４０と、アクチュエータ基板４０上に配置され、第１バンプ５２に電気的に接続された導電層、および導電層を覆うように設けられた絶縁層を有する配線基板６０と、を備え、第２バンプ５４は配線基板６０の端部の下方に配置されるとともに、平面視して、第２バンプ５４の面積が、第１バンプ５２の面積よりも大きい。
【選択図】図７

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、および記録装置に関する。

従来、印刷用ヘッドとして、例えば、液体を記録媒体上に吐出することによって、各種の印刷を行なう液体吐出ヘッドが知られている。液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、および、複数の吐出孔に連通した複数の加圧室が設けられた流路部材と、流路部材上に設けられ、変位素子を有する圧電セラミックス層、圧電セラミックス層上に設けられた複数の第１電極、および、第１電極上に設けられた複数の第１バンプを備えるアクチュエータ基板と、アクチュエータ基板上に配置され、導電層、導電層を覆うように設けられた絶縁層を有する配線基板とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１の図６（ａ）参照）。そして、配線基板はアクチュエータ基板に第１バンプを介して電気的に接続されている。

特開２００６−２０５６７０号公報

特許文献１に記載されている液体吐出ヘッドでは、配線基板の端部が変位素子に接触する可能性がある。それにより、アクチュエータ基板に設けられた変位素子の変位が阻害される可能性がある。

本発明の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、および、複数の該吐出孔に連通した複数の加圧室が設けられた流路部材と、該流路部材上に設けられた変位素子、該変位素子上に設けられた複数の第１電極、該第１電極上に設けられた複数の第１バンプ、および、該第１バンプと離間して設けられた第２バンプを備えるアクチュエータ基板と、該アクチュエータ基板上に配置され、前記第１バンプに電気的に接続された導電層、および該導電層を覆うように設けられた絶縁層を有する配線基板とを備えている。また、前記第２バンプは前記配線基板の端部の下方に配置されている。また、平面視して、前記第２バンプの面積が、前記第１バンプの面積よりも大きい。

本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部を備えていることを特徴とする。

本発明の液体吐出ヘッドによれば、配線基板の絶縁層がアクチュエータ基板に設けられた変位素子に付着することを抑えることができ、変位素子の変位が阻害される可能性を低減することができる。

（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置の側面図であり、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は、図１の液体吐出ヘッドの要部であるヘッド本体の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）から一次流路部材を除いた平面図である。 図２（ｂ）の一部の拡大平面図である。 図２（ｂ）の一部の拡大平面図である。 （ａ）は、図４のＩ−Ｉ線に沿った部分縦断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のヘッド本体の部分縦断面図である。 図１に示す液体吐出ヘッドの配線基板との接続を示す概略図である。 配線基板の端部近傍を拡大して示す、液体吐出ヘッドの拡大平面図である。 図７のＩＩ−ＩＩ線に沿った部分縦断面図である。 本発明の第２実施形態にかかる液体吐出ヘッドを示し、配線基板の端部近傍を拡大して示す拡大平面図である。 本発明の第３実施形態にかかる液体吐出ヘッドを示し、配線基板の端部近傍を拡大して示す拡大平面図である。 図１０のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った部分縦断面図である。 図１０に示す配線基板とアクチュエータ基板との接合を示しており、（ａ）は他の形態を示す概念図であり、（ｂ）は本発明の概念図である。

＜第１実施形態＞
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッド２を含む記録装置である（カラーインクジェット）プリンタ１の概略の側面図であり、図１（ｂ）は、概略の平面図である。プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐを搬送ローラ８０ａから搬送ローラ８０ｂへと搬送することにより、印刷用紙Ｐを液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動させる。制御部８８は、画像や文字のデータに基づいて、液体吐出ヘッド２を制御して、記録媒体Ｐに向けて液体を吐出させ、印刷用紙Ｐに液滴を着弾させて、印刷用紙Ｐに印刷などの記録を行なう。

本実施形態では、液体吐出ヘッド２はプリンタ１に対して固定されており、プリンタ１はいわゆるラインプリンタとなっている。本発明の記録装置の他の実施形態としては、液体吐出ヘッド２を、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に往復させるなどして移動させる動作と、印刷用紙Ｐの搬送を交互に行なう、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。

プリンタ１には、印刷用紙Ｐとほぼ平行するように平板状の（ヘッド搭載）フレーム７０が固定されている。フレーム７０には図示しない２０個の孔が設けられており、２０個の液体吐出ヘッド２がそれぞれの孔の部分に搭載されていて、液体吐出ヘッド２の、液体を吐出する部位が印刷用紙Ｐに面するようになっている。液体吐出ヘッド２と印刷用紙Ｐとの間の距離は、例えば０．５〜２０ｍｍ程度とされる。５つの液体吐出ヘッド２は、１つのヘッド群７２を構成しており、プリンタ１は、４つのヘッド群７２を有している。

液体吐出ヘッド２は、図１（ａ）の手前から奥へ向かう方向、図１（ｂ）の上下方向に細長い長尺形状を有している。１つのヘッド群７２内において、３つの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に沿って並んでおり、他の２つの液体吐出ヘッド２は搬送方向に沿ってずれた位置で、３つ液体吐出ヘッド２の間にそれぞれ一つずつ並んでいる。液体吐出ヘッド２は、各液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲が、印刷用紙Ｐの幅方向に（印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向に）繋がるように、あるいは端が重複するように配置されており、印刷用紙Ｐの幅方向に隙間のない印刷が可能になっている。

４つのヘッド群７２は、記録用紙Ｐの搬送方向に沿って配置されている。各液体吐出ヘッド２には、図示しない液体タンクから液体（インク）が供給される。１つのヘッド群７
２に属する液体吐出ヘッド２には、同じ色のインクが供給されるようになっており、４つのヘッド群で４色のインクが印刷できる。各ヘッド群７２から吐出されるインクの色は、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。このようなインクを、制御部８８で制御して印刷すれば、カラー画像が印刷できる。

プリンタ１に搭載される液体吐出ヘッド２の個数は、単色で、１つの液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲を印刷するのなら１つでもよい。ヘッドの群７２に含まれる液体吐出ヘッド２の個数や、ヘッド群７２の個数は、印刷する対象や印刷条件により適宜変更できる。例えば、さらに多色の印刷をするためにヘッドの群７２の個数を増やしてもよい。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数配置して、搬送方向に交互に印刷することで、印刷速度（搬送速度）を速くすることができる。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数準備して、搬送方向と交差する方向にずらして配置して、印刷用紙Ｐの幅方向の解像度を高くしてもよい。

さらに、色の付いたインクを印刷する以外に、印刷用紙Ｐの表面処理をするために、コーティング剤などの液体を印刷してもよい。

プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐに印刷を行なう。印刷用紙Ｐは、給紙ローラ８０ａに巻き取られた状態になっており、２つのガイドローラ８２ａの間を通った後、フレーム７０に搭載されている液体吐出ヘッド２の下側を通り、その後２つの搬送ローラ８２ｂの間を通り、最終的に回収ローラ８０ｂに回収される。印刷する際には、搬送ローラ８２ｂを回転させることで印刷用紙Ｐは、一定速度で搬送され、液体吐出ヘッド２によって印刷される。回収ローラ８０ｂは、搬送ローラ８２ｂから送り出された印刷用紙Ｐを巻き取る。搬送速度は、例えば、５０ｍ／分とされる。各ローラは、制御部８８によって制御されてもよいし、人によって手動で操作されてもよい。

記録媒体は、印刷用紙Ｐ以外に、タイル、布などでもよい。また、プリンタ１を、印刷用紙Ｐの代わりに搬送ベルトを搬送する形態にし、記録媒体は、ロール状のもの以外に、搬送ベルト上に置かれた、枚葉紙や裁断された布、木材、タイルなどにしてもよい。さらに、液体吐出ヘッド２から導電性の粒子を含む液体を吐出するようにして、電子機器の配線パターンなどを印刷してもよい。またさらに、液体吐出ヘッド２から反応容器などに向けて所定量の液体の化学薬剤や化学薬剤を含んだ液体を吐出させて、反応させるなどして、化学薬品を作製してもよい。

また、プリンタ１に、位置センサ、速度センサ、温度センサなどを取り付け、制御部８８が、各センサからの情報から分かるプリンタ１各部の状態に応じて、プリンタ１の各部を制御してもよい。特に、液体吐出ヘッド２から吐出される液体の吐出特性（吐出量や吐出速度など）が外部の影響を受けるようであれば、液体吐出ヘッド２の温度や液体タンクの液体の温度、液体タンクの液体が液体吐出ヘッド２に加えている圧力に応じて、液体吐出ヘッド２において液体を吐出させる駆動信号を変えるようにしてもよい。

次に、本発明の一実施形態の液体吐出ヘッド２について説明する。図２（ａ）は、図１に示された液体吐出ヘッド２の要部であるヘッド本体２ａを示す平面図である。図２（ｂ）は、ヘッド本体２ａから一次流路部材６を除いた状態の平面図である。図３および図４は、図２（ｂ）の拡大平面図である。図５（ａ）は、図４のＩ−Ｉ線に沿った縦断面図であり、図５（ｂ）は、ヘッド本体２の、一次供給流路２０の開口２０ａ付近における一次供給流路２０に沿った部分縦断面図である。図６は、アクチュエータ基板４０と配線基板９０との配置関係を示す概略図である。図７は、配線基板９０の端部を拡大して示す拡大平面図である。図８は、図７に示すＩＩ−ＩＩに沿った縦断面図である。

なお、図２〜４,６，７では、図面を分かり易くするために、下方にあって破線で描く
べき流路などを実線で描いている。また、図１〜５（ａ）では配線基板６０を省略して示している。また、図２（ａ）では、二次流路部材４内の流路については、ほとんど省略し、加圧室１０の配置のみを示している。

液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａと、配線基板９０とを備えている。なお、ヘッド本体２ａおよび配線基板９０以外に、金属製の筐体、放熱板、ドライバＩＣなどを含んでいてもよい。ヘッド本体２ａは、外部から送られてきた信号に基づき液体を吐出する機能を有している。配線基板９０は、ヘッド本体２ａに電流を供給する機能、およびヘッド本体２ａに信号を送る機能を有している。

ヘッド本体２ａは、一次流路部材６と、二次流路部材４と、アクチュエータ基板４０とを備えている。二次流路部材４上にアクチュエータ基板４０が設けられており、アクチュエータ基板４０を取り囲むように二次流路部材４上に一次流路部材６が設けられている。なお、一次流路部材６は必ずしも設けなくてもよい。なお、二次供給流路２０および二次回収流路２４が延びる方向を第１方向と称し、アクチュエータ基板４０が延びる方向を第２方向と称する。

一次流路部材６は、第２方向に長く設けられている。そのため、第２方向を長手方向と呼ぶ場合がある。一次流路部材６は、外部から供給された液体を二次流路部材４へ供給する機能を有する。二次流路部材４は、第２方向に長く設けられており、一次流路部材６から供給された液体をアクチュエータ基板４０へ供給する機能を有する。アクチュエータ基板４０は、第２方向に長く設けられており、変位素子５０により加圧室１０内にある液体を個別に加圧する機能を有している。

一次流路部材６は、２枚のプレート６ａ、６ｂにより形成されており、立方体形状をなしている。一次流路部材６の厚みは５〜３０ｍｍとすることができる。一次流路部材６は、一次供給流路２２と、一次回収流路２６と、供給接続流路２２ｂと、回収接続流路２６ｂと、貫通孔６ｃとを備えている。一次供給流路２２は、一方の側面に隣り合うように、一次流路部材６の第２方向に沿って設けられており、外部から供給された液体を二次流路部材４に供給している。一次回収流路２６は、他方の側面に隣り合うように、一次流路部材６の第２方向に沿って設けられており、二次流路部材６およびアクチュエータ基板４０を流れた液体を回収している。貫通孔６ｃは、一次流路部材６の中央部において、一次流路部材６の上下面を貫通するように設けられている。貫通孔６ｃには、図５（ｂ）に示すようにアクチュエータ基板４０を駆動する駆動信号を伝達するＦＰＣ（Flexible Printed
Circuit）などの配線基板６０が挿通されている。

一次流路部材６は、二次流路部材４とアクチュエータ基板４０が接続されていない領域で接合されており、アクチュエータ基板４０を囲むように接合されている。そのため、アクチュエータ基板４０に、吐出した液体の一部がミストとなって付着するのを抑制できる。また、二次流路部材４を外周で固定するため、二次流路部材４が変位素子５０の駆動に伴って振動し、共振などが生じるのを抑制することができる。

プレート６ａには、第２方向における両端部に開口２２ｃ、２２ｄ、２６ｃ、２６ｄが設けられており、それぞれの開口２２ｃ、２２ｄ、２６ｃ、２６ｄに一次供給流路２２と一次回収流路２６とが連通している。一次供給流路２２には仕切り６ｂａが設けられており、一次供給流路２２の一部が共通接続流路２２ｂとして構成されている。同様に、一次回収流路２６には仕切り６ｂｂが設けられており、一次回収流路２６の一部が回収接続流路２６ｂとして構成されている。一次流路部材６と二次流路部材４とは、供給接続流路２２ｂと回収接続流路２６ｂとにより連通している。

一次流路部材６は、プレート６ａと６ｂとが積層されて構成されている。プレート６ｂの上面には、一次供給流路２２のうち第２方向に延びている流路抵抗の低い部分である一次供給流路２２となる溝と、二次回収流路２６のうち第２方向に延びている流路抵抗の低い部分である一次回収流路２６となる溝が配置されている。

なお、一次供給流路２２および二次回収流路２６には、ダンパを設けて、液体の吐出量の変動に対して液体の供給、あるいは排出が安定するようにしてもよい。また、一次供給流路２２および二次回収流路２６内に、フィルタを設けることにより、異物や気泡が、二次流路部材４に入り込み難くしてもよい。

このように、一次供給流路２２および一次回収流路２６を、一次流路部材６内に配置することで、一次供給流路２２および一次回収流路２６の断面積を大きくすることができる。それにより、一次供給流路２２と二次供給流路２０とが接続される位置、および一次回収流路２６と二次回収流路２４とが接続される位置の差による圧力損失の差を小さくできる。そのため、一次供給流路２２および一次回収流路２６の流路抵抗は、二次供給流路２０および二次回収流路２４の１／１００以下にするのが好ましい。

二次流路部材４は、平板状の形状を有しており、その厚さは０．５〜２ｍｍ程度である。二次流路部材４は、二次流路部材本体４ａとノズルプレート４ｂとにより形成されており、例えば、金属プレートを積層して作製することができる。二次流路部材４の加圧室面４−１には、加圧室１０が平面方向にマトリクス状に並んで配置されている。二次流路部材４の吐出孔面４−２には、液体が吐出される吐出孔８が平面方向にマトリクス状に並んで配置されている。吐出孔８は加圧室１０と連通している。

二次流路部材４は、複数の二次供給流路２０と、複数の二次回収流路２４と、個別供給流路１２と、個別回収流路１４と、部分流路（ディゼンダ）１０ｂと、吐出孔８と、加圧室１０とを備えている。

二次供給流路２０および二次回収流路２４は、第１方向に沿って延びるように複数配置されている。また、二次供給流路２０と二次回収流路２４とは、第２方向に交互に並んで配置されている。

加圧室１０は、二次供給流路２０の両側に沿って配列されており、片側１列ずつ、合計２列の加圧室列１１Ａを構成している。二次供給流路２０とその両側に並んでいる加圧室１０とは、個別供給流路１２を介して繋がっている。そのため、個別供給流路１２は、加圧室１０ごとに設けられている。

また、加圧室１０は、二次回収流路２４の両側に沿って配列されており、片側１列ずつ、合計２列の加圧室列１１Ａを構成している。第１回収流路２２とその両側に並んでいる加圧室１０とは、個別回収流路１４を介して繋がっている。そのため、個別回収流路１４は、加圧室１０ごとに設けられている。

加圧室１０の下方における吐出孔面４−２には、吐出孔８が設けられている。吐出孔８は、加圧室１０ごとに設けられており、部分流路１０ｂを介して繋がっている。また、部分流路１０ｂには、個別回収流路１４が接続されており、部分流路１０ｂを流れ、吐出孔８より吐出されなかった液体が、個別回収流路１４を流れることとなる。

上記構成により、二次流路部材４においては、二次供給流路２０に供給された液体は、個別供給流路１２を通って、二次供給流路２０に沿って並んでいる加圧室１０に流れ込み
、一部の液体は吐出孔８から吐出され、他の一部の液体は、個別回収流路１４を通って、加圧室１０に対して、二次供給流路２０と反対側に位置している二次回収流路２４に流れ込み、二次流路部材４から外部に回収されることとなる。

このように、二次供給流路２０と二次回収流路２４とが交互に配置されていることにより、二次供給流路２０および二次回収流路２４を面積効率よく配置することができ、加圧室１０の数を増やして高解像度化したり、二次供給流路２０や二次回収流路２４を太くしてそれぞれの流路抵抗を小さくし、吐出孔８からの吐出特性の差を小さくしたり、ヘッド本体２ａの平面方向の大きさを小さくすることができる。

また、二次供給流路２０の外部への開口２０ａを第１方向の一方の端部に配置し、二次回収流路２４の外部への開口２４ａを第１方向の他方の端部に配置しているため、各個別供給流路１２および各個別回収流路１４の配置による圧力の差が打ち消されるように作用し、各吐出孔８に加わる圧力の差を小さくできる。なお、二次供給流路２０の開口２０ａ、および二次回収流路２４の開口２４ａはともに、加圧室面４−１に開口している。

加圧室１０は、加圧室本体１０ａと、部分流路１０ｂとを備えている。加圧室本体１０ａは、加圧室面４−１に面して配置されており、変位素子５０からの圧力を受けている。加圧室本体１０ａは、直円柱形状であり、平面形状は円形状である。平面形状が円形状であることにより変位素子５０が同じ力で変形させた場合の変位量、および変位により生じる加圧室１０の体積変化を大きくできる。

部分流路１０ｂは、加圧室本体１０ａの下から吐出孔面４−２に開口している吐出孔８に繋がる中空の領域である。部分流路１０ｂは、直径が加圧室本体１０ａより小さい直円柱形状であり、平面形状は円形状である。また、部分流路１０ｂは、加圧室面４−１から見たときに、加圧室本体１０ａ内に納まる位置に配置されている。部分流路１０ｂは、吐出孔８側に向かって断面積の小さくなる円錐形状や台形円錐形状でもよい。部分流路１０ｂの平面形状が加圧室本体１０ａより小さくなっているので、その分、二次供給流路２０および二次回収流路２４の幅を大きくでき、上述の圧力損失の差を小さくできる。

複数ある加圧室１０は、第１方向に沿った複数の加圧室列１１Ａを構成しているとともに、第２方向に沿った複数の加圧室行１１Ｂを構成している。各吐出孔８は、対応する加圧室１０の中心に位置している。複数ある吐出孔８も、加圧室１と同様に、第１方向に沿った複数の吐出孔列９Ａを構成しているとともに、第２方向に沿った複数の吐出孔行９Ｂを構成している。

なお、隣り合う加圧室列１１Ａにおいて、加圧室１０を第１方向にずらして千鳥状に配置すれば、隣り合う加圧室列１１Ａに属する加圧室１０の距離を大きくできるので好ましい。その場合、加圧室行１１Ｂは、３２行あり、吐出孔行９Ｂは、３２行とすることができる。また、第２方向の両端に位置する加圧室列１１Ｂに属する加圧室１０を、液体の吐出しないダミー加圧室としてもよい。また、ダミー加圧室に各種流路を接続してもよい。

第１方向と第２方向とがなす角度は直角からずれている。このため、第１方向に沿って配置されている吐出孔列９Ａに属する吐出孔８同士は、その直角からのずれている分、第２方向にずれて配置される。そして、吐出孔列９Ａが第２方向に並んで配置されるので、異なる吐出孔列９Ａに属する吐出孔８は、その分、第２方向にずれて配置される。これらが合わさって、二次流路部材４の吐出孔８は、第２方向に一定間隔で並んで配置されており、これにより、吐出した液体により形成される画素で所定の範囲を埋めるように印刷ができる。

図３において、吐出孔８を第２方向と直交する方向に投影すると、仮想直線Ｒの範囲に３２個の吐出孔８が投影され、仮想直線Ｒ内で各吐出孔８は３６０ｄｐｉの間隔に並ぶ。これにより、仮想直線Ｒに直交する方向に印刷用紙Ｐを搬送して印刷すれば、３６０ｄｐｉの解像度で印刷できる。

二次流路部材４の上面には、変位素子５０を含むアクチュエータ基板４０が接合されており、各変位素子５０が加圧室１０上に位置するように配置されている。アクチュエータ基板４０は、加圧室１０によって形成された加圧室群とほぼ同一の形状の領域を占有している。また、各加圧室１０の開口は、流路部材４の加圧室面４−１にアクチュエータ基板４０が接合されることで閉塞される。

アクチュエータ基板４０は、ヘッド本体２ａと同じく第２方向に長い長方形状である。また、詳細は後述するが、アクチュエータ基板４０には、各変位素子５０に信号を供給するための配線基板６０が接続されている。

アクチュエータ基板４０は、圧電セラミックス層４０ａ、４０ｂと、共通電極４２と、個別電極４４と、接続電極４６と、第１バンプ５２と、第２バンプ５４とを有している。

アクチュエータ基板４０は、圧電セラミックス層４０ｂと、共通電極４２と、圧電セラミックス層４０ａと、個別電極４４とが積層されて構成されており、圧電セラミックス層４０ａを介して共通電極４２と個別電極４４とが対向する領域が変位素子５０として機能する。圧電セラミックス層４０ｂは振動板として機能している。

これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂは、例えば、強誘電性を有する、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ_３系、ＢａＴｉＯ_３系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ_３系、ＢｉＮａＮｂ_５Ｏ_１５系などのセラミックス材料からなる。なお、圧電セラミック層２１ｂは、振動板として働いており、必ずしも圧電体である必要はなく、代わりに、圧電体でない他のセラミック層や金属板を用いてもよい。

共通電極４２は、圧電セラミックス層４０ａ、４０ｂの間に設けられており、圧電セラミックス層４０ａ、４０ｂの全域にわたって設けられている。共通電極４２は、例えば、Ａｇ−Ｐｄペーストにより形成することができる。なお、図示していないが、圧電セラミックス層４０ａを貫通するビアホールが設けられており、圧電セラミックス層４０ａの表面に設けられた共通電極用表面電極と電気的に接続されている。

個別電極４４は、個別電極本体４４ａと引出電極４４ｂとを有している。個別電極本体４４ａは加圧室１０上に配置されており、加圧室１０に対応して設けられている。引出電極４４ｂは、個別電極本体４４ａから加圧室１０より外側まで引き出されている。個別電極はＡｕ系などの金属材料により形成することができる。

引出電極４４ｂ上の加圧室１０と対向する領域外に引き出された部分には、接続電極２６が形成されている。接続電極２６は例えばガラスフリットを含む銀−パラジウムからなり、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極２６は、配線基板６０に設けられた導電層６０ｅと電気的に接合されている。

図６〜８を用いて、アクチュエータ基板４０と配線基板６０との接続について説明する。なお、図６では、第１バンプ５２および第２バンプ５４を一部省略して示している。アクチュエータ基板４０上には、第１バンプ５２と第２バンプ５４とが設けられている。図６に示すように、第１バンプ５２はアクチュエータ基板４０の全域にわたって設けられている。第２バンプ５４は、配線基板６０の端部の下方に配置されている。なお、配線基板
６０の端部とは、配線基板６０の縁から配線基板６０の全体の５％までの距離を示しており、配線基板６０が２００ｍｍであると１０ｍｍ程度までの領域を示している。

配線基板６０は、ベースフィルム６０ｄと、パターニングされた導電層６０ｅと、導電層６０ｅを被覆する絶縁層６０ｃとを備えている。絶縁層６０ｃは、配線基板６０の全面にわたって形成されている。

第１バンプ５２は、接続電極４４ｂ上に設けられている。そのため、第１バンプ５２は、加圧室１０に対応して設けられている。第１バンプ５２は、アクチュエータ基板４０の接続電極と２６と、配線基板６０の導電層６０ｅとを電気的に接続する機能を有している。そのため、第１バンプ５２は、絶縁層６０ｃを貫通するように設けられている。

第１バンプ５２は、変位素子５０からの高さＨａが７０μｍ程度である。第１バンプ５２は、Ａｇ等の金属粒子を含む導電性樹脂をスクリーン印刷することにより形成されている。

第２バンプ５４は、アクチュエータ基板４０の圧電セラミックス層４０ａ上に設けられており、第１バンプ５２と離間した状態で配置されている。また、第２バンプ５４は、配線基板６０の端部の下方に配置されている。第２バンプ５４も第１バンプ５２と同等の材料および製造方法により形成することができる。第２バンプ５４は、変位素子５０からの高さＨｂが５０μｍ程度である。そして、平面視して、第２バンプ５４の面積が第１バンプ５２の面積よりも大きくなっている。

ここで、配線基板６０は、第１バンプ５２と導電層６０ｅとが導通するように、配線基板６０を載置した後、配線基板６０側から温めることにより、アクチュエータ基板４０と配線基板６０とを電気的および機械的に接合している。その際に、第１バンプ５２は、絶縁層６０ｃが変位素子５０に接触しないように、絶縁層６０ｃと変位素子５０とが所定の間隔をあけるようにストッパーとしての機能を有している。しかしながら、配線基板６０の端部は、自由端となっており、絶縁層６０ｃが変位素子５０に接触しやすく、絶縁層６０ｃが変位素子５０に接触すると変位素子５０の変位を阻害する可能性がある。

これに対して、液体吐出ヘッド２は、配線基板６０の端部の下方に第２バンプ５４が配置されるとともに、平面視して、第２バンプ５４の面積が第１バンプ５２の面積よりも大きい構成を有している。そのため、第２バンプ５４が、配線基板６０の端部と変位素子５０との間に所定の空間ができるように機能することとなり、変位素子５０の変位が阻害される可能性を低減することができる。

さらに、平面視して、第２バンプ５４の面積が、第１バンプ５２の面積よりも大きいことから、第２バンプ５４と絶縁層６０ｃとの接触面積が大きくなるため、第２バンプ５４が配線基板６０の端部と変位素子５０との間に所定の空間を作りやすくなる。その結果、変位素子５０の変位が阻害されにくくなる。それゆえ、液体吐出ヘッド２の吐出特性に悪影響を与える可能性を低減することができる。

平面視して、第２バンプ５４の面積は、第１バンプ５２の面積よりも２〜１０倍であることが好ましい。

また、第２バンプ５４は、アクチュエータ基板４０の圧電セラミックス４０ａ上に設けられている。そのため、第２バンプ５４とアクチュエータ基板４０との接合強度を向上させることができ、第２バンプ５４が、アクチュエータ基板４０から剥離する可能性を低減することができる。

また、第２バンプ５４は、第２方向に複数設けられており、隣り合う第２バンプ５４同士が離間している。そのため、配線基板６０をアクチュエータ基板４０に接合する際に熱圧着しても、複数個所で配線基板６０を支えることとなり、絶縁層６０ｃが変位素子５０に接触して付着する可能性を低減することができる。

また、平面視して、第２バンプ５４の幅が、配線基板６０の縁に向かうにつれて大きくなっている。すなわち、アクチュエータ基板４０の第２方向に直交する側面から、アクチュエータ基板４０の中央部に向けて見て、第２バンプ５４の幅が、配線基板６０の縁に向かうにつれて大きくなっている。言い換えると、第２バンプ５４は、平面視して三角形状をなしており、三角形の一つの頂点が、隣り合う加圧室１０の間に入り込むように配置されている。

そのため、配線基板６０の縁に向うにつれて第２バンプ５４の平面視面積を大きくすることができ、絶縁層６０ｃが変位素子５０に接触して付着する可能性を低減することができる。また、第２バンプ５４は、平面視して三角形状をなしており、三角形の一つの頂点が、隣り合う加圧室１０の間に入り込むように配置されていることから、第１方向に直交する方向におけるアクチュエータ基板４０の面積を小さくすることができる。すなわち、面積効率よく第２バンプ５４を配置することができる。

また、第２バンプ５４の隣り合う加圧室１０の間に入り込んだ部位と、加圧室１０との距離は等しいことが好ましい。すなわち、図７に示すように、第２バンプ５４と加圧室１０との距離は等しいことが好ましい。それにより、第２バンプ５４が加圧室１０に与える影響を均一に近づけることができ、加圧室１０ごとに吐出特性がばらつく可能性を低減することができる。

図７に示すように、配線基板６０は一方の配線基板６０ａと他方の配線基板６０ｂとを有している。また、第２バンプ５４は、一方の第２バンプ５４ａと他方の第２バンプ５４ｂとを有している。そして、一方の第２バンプ５４ａは一方の配線基板６０ａの端部の下方に配置されており、他方の第２バンプ５４ｂは他方の配線基板６０ｂの端部の下方に配置されている。

そのため、液体吐出ヘッド２は、一方の配線基板６０ａの端部と変位素子５０との接触を一方の第２バンプ５４ａが抑え、他方の配線基板６０ｂの端部と変位素子５０との接触を他方の第２バンプ５４ｂが抑える構成となる。それにより、より確実に、絶縁層６０ｃと変位素子５０とが接触する可能性を低減することができる。

また、第１バンプ５２は、絶縁層６０ｃを貫通して導電層６０ｅと導通しており、第２バンプ５４は、絶縁層６０ｃを貫通していない。そのため、第１バンプ５２は、絶縁層６０ｃにより周囲が囲まれる構成となり、機械的な接合強度を向上させることができ、第１バンプ５２と配線基板６０との電気的な接続信頼性を高めることができる。

さらに、第２バンプ５４は、絶縁層６０ｃを貫通しておらず、第２バンプ５４と配線基板６０との機械的な接合が強固にされていないため、配線基板６０に熱膨張が生じた場合においても、第２バンプ５４が配線基板６０の伸縮を抑制することがなく、第１バンプ５２に過剰な応力が生じる可能性を低減することができる。その結果、配線基板６０とアクチュエータ基板４０との電気的な接続信頼性を高めることができる。

そのため、第２バンプ５４は、絶縁層６０ｃに埋設していないことが好ましい。すなわち、第２バンプ５４は、配線基板６０の熱圧着時に絶縁層６０ｃが変位素子５０に接触し
ないように機能すればよく、配線基板６０の熱圧着後は、配線基板６０の端部が自由端となっていることが好ましい。

図８に示すように、第２バンプ５４の変位素子５０からの高さＨｂが、第１バンプ５２の変位素子からの高さＨａよりも低くなっている。そのため、第１バンプ５２が絶縁層６０ｃを貫通して、導電層６０ｅと導通を図れた場合においても、第２バンプ５４が絶縁層６０ｃを貫通する可能性を低減することができる。その結果、熱圧着後の配線基板６０の端部が自由端となり、配線基板６０に熱膨張が生じた場合においても、第２バンプ５４が配線基板６０の伸縮を抑制することがなく、第１バンプ５２に過剰な応力が生じる可能性を低減することができる。

第２バンプ５４の変位素子５０からの高さＨｂは、第１バンプ５２の変位素子からの高さＨａの３０〜７０％であることが好ましい。

なお、配線基板６０は必ずしも一方の配線基板６０ａと他方の配線基板６０ｂとを備える必要はなく、第２バンプ５４は必ずしも一方の第２バンプａと他方の第２バンプ５４ｂとを備える必要はない。

また、第２バンプ５４は、対向する配線基板６０ａ、６０ｂの対向する端部の下方にのみ設ける必要はなく、第２方向に直交する配線基板６０の端部の下方に設けてもよい。

また、平面視して、第２バンプ５４は、三角形状をなしている例を示したがこれに限定されるものではない。第１バンプ５２と同様に、平面視して円形状をなしていてもよく、台形状に形成されていてもよい。第２バンプ５４が、平面視して台形状をなしており、配線基板６０の縁に向うにつれて幅が大きくなるように配置されることにより、三角形状と同等の効果を奏することができる。

＜第２実施形態＞
図９を用いて液体吐出ヘッド１０２について説明する。液体吐出ヘッド１０２は、第２バンプ１５４の形状が第１の実施形態と異なっており、その他の点は同一である。なお、同一の部材については同一の符号を付し、以下同様とする。

第２バンプ１５４は、一方の第２バンプ１５４ａと、他方の第２バンプ１５４ｂと、連結部１５４ｃとを備えている。一方の第２バンプ１５４ａと他方の第２バンプ１５４ｂについては、第１実施形態の第２バンプ５４と同一であり説明を省略する。

連結部１５４ｃは、一方の第２バンプ１５４ａと他方の第２バンプ１５４ｂとを連結するように設けられており、平面視して、一方の配線基板６０ａと他方の配線基板６０ｂとの間に配置されている。そのため、第２バンプ１５４は、一方の第２バンプ１５４ａと他方の第２バンプ１５４ｂとが連結部１５４ｃにより一体化されている。

そのため、液体吐出ヘッド１０２は、一方の配線基板６０ａの端部および他方の配線基板６０ｂの端部の下方に第２バンプ１５４が配置されることとなる。その結果、第２バンプ１５４の平面視面積を大きくすることができ、一方の配線基板６０ａと他方の配線基板６０ｂとが、変位素子５０（図５参照）と接触する可能性を低減することができる。

また、第２バンプ１５４が、平面視して、一方の配線基板６０ａと他方の配線基板６０ｂとの間に配置されているため、熱膨張により配線基板６０に伸縮が生じた場合においても、配線基板６０と変位素子５０とが接触する可能性を低減することができる。

なお、第２バンプ１５４が、平面視して、平行四辺形状をなしている例を示したがこれに限定されるものではない。第２バンプ１５４は、一方の第２バンプ１５４ａと他方の第２バンプ１５４ｂとが連結部１５４ｃにより一体化されていればよい。

＜第３実施形態＞
図１０〜１２を用いて液体吐出ヘッド２０２について説明する。なお、図１０において見やすいように第１バンプ５２に斑点を付している。液体吐出ヘッド２０２は、接続電極４６の配置、第２バンプ２５４の形状が異なっており、その他の点は、液体吐出ヘッド２と同一である。

接続電極４６は、加圧室１０を取り囲むように、圧電セラミックス層４０ａ上にマトリクス状に配置されており、加圧室１０の周囲に６つ設けられている。６つの接続電極４６を頂点として仮想の六角形を描き、六角形の重心に加圧室１０の重心が配置されている。そして、接続電極４６は、隣り合う加圧室１０に対して共通の位置に配置されている。

接続電極４６は、アクチュエータ基板４０と、一次流路部材６および二次流路部材５とを接合する際にアクチュエータ基板４０を押圧した際に個別電極４４などが破損しないように所定の間隔をあけるために設けられている。そのため、液体吐出ヘッド２０２は、各加圧室１０に対して均一な条件で接続電極４６を配置しているため、精度よくアクチュエータ基板４０と、一次流路部材６および二次流路部材５とを接合することができる。

また、一部の接続電極４６上に第２バンプ２５４が設けられている。接続電極４６は、第２バンプ２５４において、配線基板６０の縁と反対側に位置する部位の下方に設けられている。そのため、図１１に示すように、第２バンプ２５４は、配線基板６０の縁と反対側に位置する部位の高さＨｂ１が、配線基板６０の縁側に位置する部位の高さＨｂ２よりも高くなっている。

それにより、配線基板６０をアクチュエータ基板４０に接続する際に、配線基板６０の端部が、第２バンプ２５４よりも変位素子５０（図５参照）側に入り込む可能性を低減することができる。その結果、配線基板６０が変位素子５０に接触する可能性を低減することができ、液体吐出ヘッド２０２の吐出特性に悪影響が生じる可能性を低減することができる。

すなわち、図１２（ａ）に示すように、第２バンプ２５４において、配線基板６０の縁側に位置する部位の高さＨｂ２が、配線基板６０の縁と反対側に位置する部位の高さＨｂ１よりも高い場合、第２バンプ２５４上に押し当てられた配線基板６０は、図に示す矢印方向に外力が生じ、図示するように配線基板６０にたわみが生じる場合がある。そして、配線基板６０にたわみが生じたため、配線基板６０が変位素子５０に接触する可能性がある。

これに対して、図１２（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド２０２は、第２バンプ２５４において、配線基板６０の縁と反対側に位置する部位の高さＨｂ１が、配線基板６０の縁側に位置する部位の高さＨｂ２よりも高い構成を有している。そのため、第２バンプ２５４上に押し当てられた配線基板６０は、図に示す矢印方向に外力が生じ、配線基板６０が延ばされることにより、たわみが生じにくいこととなる。その結果、配線基板６０が変位素子５０に接触する可能性を低減することができるのである。

また、第２バンプ２５４の配線基板６０の縁と反対側に位置する部位の高さＨｂ１は、第１バンプ５２の高さＨａよりも低いことが好ましい。それにより、第１バンプ５２において配線基板６０との電気的な接続を確保しつつ、第２バンプ２５４が配線基板６０の伸
縮を抑制するように機能せず、第１バンプ５２の接続信頼性を確保することができる。

なお、第２バンプ２５４の下方に接続電極４６を設けることにより、第２バンプ２５４において、配線基板６０の縁と反対側に位置する部位の高さＨｂ１を、配線基板６０の縁側に位置する部位の高さＨｂ２よりも高くする例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、印刷形成時に第２バンプ２５４の配線基板６０の縁と反対側に位置する部位が厚くなるようにペーストを塗布してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、第１実施形態である液体吐出ヘッド２を用いたプリンタ１を示したが、これに限定されるものではなく、他の実施形態に係る液体吐出ヘッド１０２，２０２をプリンタ１に用いてもよい。また、複数の実施形態である液体吐出ヘッド２，１０２，２０２を組み合わせてもよい。

また、加圧部として、加圧室１０を圧電アクチュエータの圧電変形によりを加圧する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、加圧室１０ごとに発熱部を設け、発熱部の熱により加圧室１０の内部の液体を加熱し、液体の熱膨張により加圧する加圧部としてもよい。

また、第２バンプ５４が、複数設けられている例を示したが、第２バンプ５４が配線基板６０の端部の下方に１つのみ設けられていてもよい。さらにまた、配線基板６０の端部の全域にわたって大きな第２バンプ５４を設けてもよい。

また、液体吐出ヘッド２では、液体が、外部から供給され、一次供給流路２２、二次供給流路２０、部分流路１０、二次回収流路２４、一次回収流路２６を流れ、外部へ回収される例を示したがこれに限定されるものではない。逆に、一次回収流路２６、二次回収流路２４、部分流路１０、二次供給流路２０、一次供給流路２２を順に流れるようにしてもよい。

１・・・プリンタ
２、１０２、２０２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・ヘッド本体
４・・・二次流路部材
４ａ・・・二次流路部材本体
４ｂ・・・ノズルプレート
４−１・・・加圧室面
４−２・・・吐出孔面
６・・・一次流路部材
６ａ、６ｂ・・・プレート
６ｃ・・・貫通孔
８・・・吐出孔
９Ｂ・・・吐出孔行
９Ａ・・・吐出孔列
１０・・・加圧室
１０ａ・・・加圧室本体
１０ｂ・・・部分流路
１１Ｂ・・・加圧室行
１１Ａ・・・加圧室列
１２・・・個別供給流路
１４・・・個別排出流路
２０・・・二次供給流路
２２・・・一次供給流路
２２ａ・・・一次供給流路本体
２２ｂ・・・供給接続流路
２２ｃ、２２ｄ・・・開口
２４・・・二次回収流路
２４ａ・・・開口
２６・・・一次回収流路
２６ａ・・・一次回収流路本体
２６ｂ・・・回収接続流路
２６ｃ、２６ｄ・・・開口
４０・・・圧電アクチュエータ基板
４０ａ、４０ｂ・・・圧電セラミック層
４２・・・共通電極
４４・・・個別電極
４４ａ・・・個別電極本体
４４ｂ・・・引出電極
４６・・・接続電極
５０・・・変位素子
５２・・・第１バンプ
５４、１５４、２５４・・・第２バンプ
６０・・・配線基板
Ｐ・・・印刷用紙

Claims (9)

1. 複数の吐出孔、および、複数の該吐出孔に連通した複数の加圧室が設けられた流路部材と、
   該流路部材上に設けられた変位素子、該変位素子上に設けられた複数の第１電極、該第１電極上に設けられた複数の第１バンプ、および、該第１バンプと離間して設けられた第２バンプを備えるアクチュエータ基板と、
   該アクチュエータ基板上に配置され、前記第１バンプに電気的に接続された導電層、および該導電層を覆うように設けられた絶縁層を有する配線基板と、を備え、
   前記第２バンプは前記配線基板の端部の下方に配置されるとともに、
   平面視して、前記第２バンプの面積が、前記第１バンプの面積よりも大きいことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第２バンプが複数設けられており、隣り合う前記第２バンプ同士が離間している、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 平面視して、前記第２バンプの幅が、前記配線基板の縁に向かうにつれて大きくなっている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記配線基板は、一方の配線基板と他方の配線基板を有しており、
   前記アクチュエータ基板上に、前記一方の配線基板と前記他方の配線基板とが、互いに端部同士が隣り合うように配置されており、
   前記一方の配線基板の端部および前記他方の配線基板の端部の下方に、前記第２バンプが配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記配線基板は、一方の配線基板と他方の配線基板を有しており、
   前記第２バンプは、一方の第２バンプと他方の第２バンプとを有しており、
   前記アクチュエータ基板上に、前記一方の配線基板と前記他方の配線基板とが、互いに端部同士が隣り合うように配置されており、
   前記一方の配線基板の端部の下方に前記一方の第２バンプが配置され、前記他方の配線基板の端部の下方に前記他方の第２バンプが配置されており、
   前記一方の第２バンプと前記他方の第２バンプとが互いに離間している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記第２バンプにおいて、前記配線基板の縁と反対側に位置する部位の高さが、前記配線基板の前記縁側に位置する部位の高さよりも高い、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第１バンプは、前記絶縁層を貫通して前記導電層と導通しており、
   前記第２バンプは、前記絶縁層を貫通していない、請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記第２バンプの前記変位素子からの高さが、前記第１バンプの前記変位素子からの高さよりも低い、請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
   記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、
   前記液体吐出ヘッドを制御する制御部を備えていることを特徴とする記録装置。

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