JP2019059077A - インクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク室を駆動させるための配線を有する基板において、配線の剥がれや断線を防止することが可能なインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】複数のノズルが形成されたノズル基板と、前記各ノズルに連通する圧力室が形成された圧力室基板と、前記圧力室に設けられた駆動電極と、第１の貫通孔と第２の貫通孔とを有し前記ノズル基板と逆側において前記圧力室基板に貼り合わせて設けられた配線基板と、前記配線基板における前記圧力室基板側に向かう接続面において前記駆動電極に接続され、前記第１の貫通孔を介して前記接続面に対する裏面に引き出され、さらに前記第２の貫通孔を介して前記接続面に引き出された状態で配置された配線とを備え、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の内壁の一部を露出させた形状を有するインクジェットヘッドである。【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法、およびインクジェットヘッドを備えた画像形成装置に関する。

インクジェットヘッドを用いた画像形成装置の一つとして、複数のノズルが穿設されたノズルプレートと、各ノズルに連通する複数のインク室が設けられたインク室形成部材と、各インク室の側壁に個別に設けられた駆動電極とを備えたものがある。このような構成の画像形成装置は、駆動電極に信号を印加することにより、インク室の側壁を駆動壁として変形させ、これによってインク室内のインクをノズルから吐出させる構成となっている。

またこのような画像形成装置は、各インク室に対応して設けられた駆動電極に信号を印加するための配線を有する基板が、インク室形成部材に貼り合わせられた状態で設けられている。下記引用文献１には、この基板に、第１の貫通穴と第２の貫通穴とを設けた構成が記載されている。この構成によれば、各駆動電極に設けられた個別電極に電気的に接続される第１の配線は、インク室形成部材側から第１の貫通穴を通って基板における逆側の面に引き出され、さらに第２の貫通穴を通って再びインク室形成部材側に引き戻される。これにより、基板の両面を利用した配線が可能となり、配線ルートの自由度が向上するとしている。

特開２０１４−２２６７８７号公報

近年、画像形成装置に対しては、形成する画像の高精細化が要求されており、インクジェットヘッドのノズルおよびインク室の高密度化が進んでいる。このため、上述した構成の画像形成装置においては、第１の貫通穴および第２の貫通穴に対しても高密度化および微細化が求められている。しかしながら、インクジェットヘッドの駆動においては、インク室の駆動にともなう発熱により、配線と基板材料との間の線膨張係数の違いに起因する応力が発生する。特に微細化した第１の貫通孔および第２の貫通孔の内部においては、発生する応力が大きくなる傾向にあり、配線の剥がれや断線を引き起こす要因となっている。

そこで本発明は、インク室を駆動させるための配線を有する基板において、配線の剥がれや断線を防止することが可能なインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法、およびこのインクジェットヘッドを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するための本発明は、複数のノズルが形成されたノズル基板と、前記各ノズルに連通する圧力室が形成された圧力室基板と、前記圧力室に設けられた駆動電極と、第１の貫通孔と第２の貫通孔とを有し前記ノズル基板と逆側において前記圧力室基板に貼り合わせて設けられた配線基板と、前記配線基板における前記圧力室基板側に向かう接続面において前記駆動電極に接続され、前記第１の貫通孔を介して前記接続面に対する裏面に引き出され、さらに前記第２の貫通孔を介して前記接続面に引き出された状態で配置された配線とを備え、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の内壁の一部を露出させた形状を有するインクジェットヘッドである。また本発明は、このようなインクジェットヘッドの製造方法、およびインクジェットヘッドを備えが画像形成装置でもある。

以上のような構成の本発明によれば、インク室を駆動させるための配線を有する基板において、配線の剥がれや断線を防止することが可能なインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法、およびこのインクジェットヘッドを備えた画像形成装置を得ることができる。

実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 実施形態に係る画像形成装置に設けられたヘッドユニットの底面図である。 第１実施形態に係るインクジェットヘッドの要部の分解斜視図である。 第１実施形態に係るインクジェットヘッドの要部の断面図である。 第１実施形態に係るインクジェットヘッドにおける圧力室基板の平面図である。 第１実施形態に係るインクジェットヘッドにおける配線基板の平面図である。 第１実施形態に係るインクジェットヘッドの要部を拡大した断面図である。 第１実施形態に係るインクジェットヘッドの要部を拡大した斜視図である。 図８に示すインク流路（第１の貫通孔）の内壁展開図である。 第１実施形態の変形例を示す断面図である。 第２実施形態に係るインクジェットヘッドの要部を拡大した斜視図である。 図１１に示すインク流路（第１の貫通孔）の内壁展開図である。 第３実施形態に係るインクジェットヘッドの要部を拡大した斜視図である。 図１３に示すインク流路（第１の貫通孔）の内壁展開図である。

先ず、本発明を適用した各実施形態に係る画像形成装置の説明に先立ち、図１を用いて本発明の各実施形態に共通する画像形成装置の概略構成を説明し、次いで各実施形態の特徴的な構成であるインクジェットヘッドの構成およびその製造方法を説明する。なお、各実施形態において同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する構成要素の説明は省略する。

≪画像形成装置の概略構成≫
図１は、実施形態に係るインクジェット方式の画像形成装置の概略を示す構成図である。この図に示す画像形成装置２００は、給紙部２１０と、画像記録部２２０と、排紙部２３０とを備える。このような画像形成装置２００は、給紙部２１０に格納された記録媒体Ｍを画像記録部２２０に搬送し、画像記録部２２０において記録媒体Ｍに画像を形成し、画像が形成された記録媒体Ｍを排紙部２３０に搬送する構成である。このうち、画像記録部２２０が、実施形態において特徴的なインクジェットヘッドを有する。

すなわち、画像記録部２２０は、搬送ドラム２２１と、受け渡しユニット２２２と、加熱部２２３と、インクジェットヘッドを備えたヘッドユニット２２４と、定着部２２５と、デリバリー部２２６等を有する。これらの構成は次の通りである。

＜搬送ドラム２２１＞
搬送ドラム２２１は、円柱形をなしており、その側周面が記録媒体Ｍを載置させる搬送面となっている。搬送ドラム２２１は、その搬送面上に記録媒体Ｍを保持した状態で図１中の矢印の向きに回転することによって、記録媒体Ｍを搬送面に沿って搬送する。

＜受け渡しユニット２２２＞
受け渡しユニット２２２は、給紙部２１０の媒体供給部２１２と搬送ドラム２２１との間の位置に設けられている。この受け渡しユニット２２２は、媒体供給部２１２から搬送された記録媒体Ｍの一端を保持し、取り上げ搬送ドラム２２１も搬送面上に引き渡す。

＜加熱部２２３＞
加熱部２２３は、受け渡しユニット２２２とヘッドユニット２２４との間に設けられ、搬送ドラム２２１により搬送される記録媒体Ｍが所定の温度範囲内の温度となるように記録媒体Ｍを加熱する。このような加熱部２２３は、例えば、赤外線ヒーター等を用いて構成され、制御部（図示省略）から供給される制御信号に基づいて赤外線ヒーターに通電して加熱が行われる。

＜ヘッドユニット２２４＞
ヘッドユニット２２４は、画像データに基づいて、記録媒体Ｍが保持された搬送ドラム２２１の回転に応じた適切なタイミングで記録媒体Ｍに対してインクを射出して画像を形成する。ヘッドユニット２２４は、そのインク射出面が搬送ドラム２２１の搬送面に対向して所定の距離を置いて配置される。本実施形態の画像形成装置２００では、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つのヘッドユニット２２４が、記録媒体Ｍの搬送方向上流側からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。

図２は、実施形態に係る画像形成装置に設けられたヘッドユニット２２４の底面図であり、図１のヘッドユニット２２４を搬送ドラム２２１側から見た図である。図２に示すように、ヘッドユニット２２４は、搬送ドラム２２１側に向かう底面２２４ａに沿って、複数のインクジェットヘッド１００を配列したものである。図示した例では、一対のインクジェットヘッド１００を１組とし、複数組（ここでは８組）のインクジェットヘッド１００の組が、２列の千鳥状に配置された構成となっている。

インクジェットヘッド１００の構成は、以降に詳細に説明するが、ヘッドユニット２２４の底面２２４ａには、インクジェットヘッド１００のノズルの吐出開口１００ａが配置される。このようなヘッドユニット２２４は、搬送ドラム２２１の回転軸に対して所定の位置に固定した状態で用いられる。

＜定着部２２５＞
再び図１に戻り、定着部２２５は、記録媒体Ｍの搬送方向について、ヘッドユニット２２４の配置位置の下流側、かつデリバリー部２２６の上流側に設けられている。定着部２２５は、搬送ドラム２２１の幅方向にわたって配置された発光部を有し、搬送面に載置された記録媒体Ｍに対して発光部から紫外線等のエネルギー線を照射して記録媒体Ｍ上に射出されたインクを硬化させて定着させる。

＜デリバリー部２２６＞
デリバリー部２２６は、記録媒体Ｍの搬送方向について、定着部２２５の下流側、かつ受け渡しユニット２２２の上流側に設けられている。デリバリー部２２６は、搬送ドラム２２１から受け渡された記録媒体Ｍを搬送して排紙部２３０に送出する。

≪第１実施形態に係るインクジェットヘッド≫
次に上述した画像形成装置２００のヘッドユニット２２４に設けられた第１実施形態に係るインクジェットヘッド１０１の構成を説明する。

図３は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの要部の分解斜視図である。図４は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの要部の断面図である。これらの図３および図４に示すように、第１実施形態に係るインクジェットヘッド１０１は、ヘッドユニットの底面側から順に、ノズル基板１、圧力室基板２、配線基板３、およびマニホールド４を備えている。また配線基板３の圧力室基板２側には、フレキシブル基板５が設けられている。このうち、第１実施形態においては、配線基板３に設けられた配線が特徴的である。以下、これらの構成要素を順に説明し、次に配線基板３の配線の特徴的な構成、および配線基板３の製造方法を順に説明する。

＜ノズル基板１＞
ノズル基板１は、長尺の薄板状の基板部材であって、基板部材を厚み方向に貫通する複数のノズル１ａを備えている。各ノズル１ａは、図１に示した搬送ドラム２２１側にインクを吐出するための孔部として形成されている。このノズル１ａは、例えば、圧力室基板２側から、先に説明したヘッドユニットの底面側に向かって開口径が小さくなるように、側壁がテーパー形状に成形されている。このようなノズル基板１は、ヘッドユニットの底面の一部を構成している。

＜圧力室基板２＞
圧力室基板２は、長尺の基板部材であって、基板部材を厚み方向に貫通する複数の圧力室２ａを備えている。インクを貯留するためのチャネルとして設けられた空間部分であり、内部に貯留したインクに対して圧力の印加が自在なインク室としての空間である。このような圧力室２ａは、それぞれが略矩形の開口形状を有し、ノズル基板１に設けた各ノズル１ａに連通する様に設けられている。

図５は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドにおける圧力室基板の平面図であり、配線基板３に向かう主表面を接続面Ｓ２ａとした場合の接続面Ｓ２ａの平面図である。先の図４に示した断面図は、図５におけるＡ−Ａ’断面に相当している。

この図に示すように、複数の圧力室２ａは、略矩形の開口形状の短辺方向に沿って所定ピッチで配列されている。ここでは４列に圧力室２ａが設けられ、奇数列目の圧力室２ａと、偶数列目の圧力室２ａとが、列方向に半ピッチずらして配置されていることとする。

このように圧力室２ａが配置された圧力室基板２は、列方向に配置された２つの圧力室２ａで挟まれた隔壁部分が駆動壁を構成している。このような各圧力室２ａの列方向の内壁、すなわち略矩形の開口形状の長辺に相当する部分の内壁には、隣接する圧力室２ａ間の隔壁部分を駆動壁として駆動するための駆動電極２１が、少なくとも隔壁部分を挟むように対向して配置されている。これにより圧力室基板２は、２つの圧力室２ａの間の隔壁を駆動電極２１で挟持した圧電素子が設けられ、この圧電素子と圧力室２ａとが交互に配置されたものとなっている。

このような構成の圧力室基板２においては、駆動電極２１に電圧が印加されると、隣接する圧力室２ａ間の隔壁部分が駆動壁としてシェアモード型の変位を繰り返すことにより、圧力室２ａ内のインクに圧力が加えられる構成となっている。なお、図示した例では、圧力室２ａの内壁を構成する４方向の壁面のうち３方向の壁面を覆って駆動電極２１が設けられた状態を示している。

また以上のような圧力室基板２は、配線基板３に向かう接続面Ｓ２ａ上に、駆動電極２１の一部として各駆動電極２１から引き出した個別電極２１ａを備えている。各個別電極２１ａは、圧力室２ａにおける略矩形の開口形状の短辺のうち、接続面Ｓ２ａの外周に近く位置する短辺から、圧力室２ａの列方向と垂直な方向に向かって延設されている。これらの個別電極２１ａは、圧力室２ａの配置位置によらずに、同程度の長さで延設されていてよい。

なお、各個別電極２１ａは駆動電極２１の一部でもあるが、駆動電極２１と個別電極２１ａとは、一体に形成されたものであってもよいし、個別として形成されたものであってもよい。

＜配線基板３＞
図３および図４に示すように、配線基板３は、圧力室基板２の接続面Ｓ２ａに貼り合わせた状態で設けられている。圧力室基板２と配線基板３とは、異方性の導電性接着剤６によって貼り合わせられている。この配線基板３は、圧力室基板２よりも一回り大きな平面矩形形状の基板部材によって構成されたもので、圧力室基板２に貼り合わせられた状態で圧力室基板２の全周にわったって圧力室基板２からはみ出す大きさを有している。

このような配線基板３は、圧力室基板２に向かう側の主表面を圧力室基板２に対する接続面Ｓ３ａとし、その逆側の主表面を裏面Ｓ３ｂとした場合、接続面Ｓ３ａと裏面Ｓ３ｂとの間を貫通するインク流路３ａと配線孔３ｂとを備えている。また配線基板３は、接続面Ｓ３ａ、裏面Ｓ３ｂ、およびインク流路３ａと配線孔３ｂの内壁に形成された配線３１を備えている。

図６は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドにおける配線基板の平面図であり、配線基板３において圧力室基板２に向かう接続面Ｓ３ａの平面図である。先の図４に示した断面図は、図６におけるＡ−Ａ’断面に相当している。次に、この図６および先の図３〜図４を用いて配線基板３のインク流路３ａ、配線孔３ｂ、および配線３１の構成を説明する。

［インク流路３ａ］
インク流路３ａは、配線基板３に設けられた第１の貫通孔であって、圧力室基板２に貼り合わせられた配線基板３において、圧力室基板２の圧力室２ａと対応する各位置に設けられている。各インク流路３ａは、それぞれが略矩形の開口形状を有し、圧力室基板２と配線基板３とを貼り合わせた状態で、各圧力室２ａと個別に連通する。このため配線基板３には、複数のインク流路３ａが、略矩形の開口形状の短辺方向に沿って４列に配置されており、奇数列目のインク流路３ａと、偶数列目のインク流路３ａとが、列方向に半ピッチずらして配置された状態となっている。

また各インク流路３ａは、次に説明するマニホールド４の共通インク室４ａに連通し、これにより共通インク室４ａと各圧力室２ａとをそれぞれ個別に連通させる。

以上のようなインク流路３ａは、圧力室２ａの開口形状よりも一回り小さい開口形状を有し、第１の貫通孔であるインク流路３ａの開口面積Ｓ１は、圧力室２ａの開口面積Ｓ２に対して、例えばＳ２＞Ｓ１である。これにより、低粘度のインクを用いた場合におけるノズル１ａの先端からのメニスカスの溢れを抑制できる構成となっている。なお、インクの粘度によってはＳ２≦Ｓ１であってもよい。

［配線孔３ｂ］
配線孔３ｂは、配線基板３に設けられた第２の貫通孔であって、圧力室基板２に貼り合わせられた配線基板３において、圧力室基板２からはみ出した位置であって、インク流路３ａの両端の配列のさらに外側に配列して設けられている。各配線孔３ｂは、インク流路３ａの配列に合わせて設けられている。すなわち、インク流路３ａの両側に配列された各配線孔３ｂは、隣接する列のインク流路３ａに対して、列方向に半ピッチずらして配置されている。各配線孔３ｂの開口形状が特に限定されることはないが、孔内に配線基板３の両側の主表面に達する配線が形成できればよい。

［配線３１］
配線３１は、圧力室基板２に設けられた駆動電極２１を、配線基板３を介してフレキシブル基板５に引き出すための接続用の配線であって、各インク流路３ａに対応して設けられている。各配線３１は、異方性の導電性接着剤６によって、圧力室基板２の接続面Ｓ２ａ上に設けられた個別電極２１ａにおいて駆動電極２１に接続された状態となっている。

これらの配線３１は、インク流路３ａが配置された列によって、２種類に分類される。すなわち配線３１は、４列のインク流路３ａのうち、両端の２列に配置されたインク流路３ａに対応して設けられたものを第１配線３１ａとする。そして、それ以外のものであって、４列のインク流路３ａのうち、内側の２列に配置されたインク流路３ａに対応して設けられたものを第２配線３１ｂとする。

このうち、両端の列に配置されたインク流路３ａに対応する第１配線３１ａは、配線基板３の接続面Ｓ３ａのみに配置されていればよい。各第１配線３１ａは、圧力室２ａの個別電極２１ａと対向する位置から、配線基板３における接続面Ｓ３ａの端縁、詳しくはフレキシブル基板５が接着される位置にまで延設されている。なお第１配線３１ａは、次に説明する第２配線３１ｂと同一の手順で形成されるものであるため、図４に示すようにインク流路３ａの内壁および裏面Ｓ３ｂにも設けられた状態となっていてもよい。

また内側の列に配置されたインク流路３ａに対応する第２配線３１ｂは、配線基板３の接続面Ｓ３ａにおいて、導電性接着剤６によって駆動電極２１の個別電極２１ａに接続さている。さらに第２配線３１ｂは、第１の貫通孔であるインク流路３ａの内壁を介して配線基板３の裏面Ｓ３ｂに引き出され、裏面Ｓ３ｂにおいて敷設されている。さらに第２配線３１ｂは、配線基板３の裏面Ｓ３ｂから、第２の貫通孔である配線孔３ｂの内壁を介して再び接続面Ｓ３ａに引き出され、接続面Ｓ３ａの端縁、詳しくはフレキシブル基板５が接着される位置にまで延設されている。

以上のように配線３１は、第１配線３１ａおよび第２配線３１ｂともが、圧力室基板２と配線基板３とを貼り合わせる導電性接着剤６によって、圧力室基板２の各圧力室２ａに対応する駆動電極２１に対して１：１で電気的に接続されている。

以上のように構成された配線３１は、第１の貫通孔であるインク流路３ａの内壁、および第２の貫通孔である配線孔３ｂの内壁に設けられている部分の形状に特徴を有する。この特徴については、以降に詳細に説明する。

＜マニホールド４＞
図３および図４に示すマニホールド４は、共通インク室４ａを備えた筐体である。このマニホールド４は、配線基板３の裏面Ｓ３ｂに貼り合わせた状態で設けられている。配線基板３に対するマニホールド４の配置位置は、配線基板３の配線孔３ｂの配列の内側であって、配線基板３の全てのインク流路３ａを共通インク室４ａで覆う位置である。なお、ここでの図示は省略したが、マニホールド４には、共通インク室４ａ内にインクを供給するためのインク供給路が接続されていることとする。また、マニホールド４の外周には、共通インク室４ａ内のインクを、ノズル基板１のノズル１ａから吐出可能な粘度に加熱するためのヒーターが設けられていてもよい。

＜フレキシブル基板５＞
図３、図４、および図６に示すフレキシブル基板５は、可撓性を有するフィルム状の基板であって、圧力室基板２を挟む位置において配線基板３の接続面Ｓ３ａに貼り合わせた状態で設けられている。配線基板３と各フレキシブル基板５とは、異方性の導電性接着剤７によって貼り合わせられている（図４参照）。

各フレキシブル基板５は、配線基板３の接続面Ｓ３ａに向かう主面側に、複数の配線５１を備えている。これらの配線５１は、異方性の導電性接着剤７によって、配線基板３の接続面Ｓ３ａに設けられた配線３１に対して１：１で電気的に接続されている。

＜配線基板３における配線３１の特徴＞
図７は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの要部を拡大した断面図であり、図４におけるＢ部であって、配線基板３に設けたインク流路３ａうちの１つとその周囲を拡大した図である。図８は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの要部を拡大した斜視図であり、図３に示した配線基板３のインク流路３ａを配線基板３の裏面Ｓ３ｂ側から見た図である。

これらの図に示すように、第１実施形態のインクジェットヘッド１０１において、配線基板３に設けられた配線３１は、配線基板３の接続面Ｓ３ａに設けられた電極部３０１、配線基板３の裏面Ｓ３ｂに設けられた裏面配線部３０２、およびインク流路３ａの内壁に設けられた内壁配線部３０３によって構成されている。そして特に、第１実施形態のインクジェットヘッド１０１においては、内壁配線部３０３がインク流路３ａの内壁の一部を露出させる形状にパターニングされているところが特徴である。これは、ここでの図示を省略した配線孔３ｂにおいても同様であり、配線孔３ｂの内壁に配置された内壁配線部３０３は、配線孔３ｂの内壁の一部を露出させる形状にパターニングされている。以下においては、第１の貫通孔であるインク流路３ａと、第２の貫通孔である配線孔３ｂとを代表して、インク流路３ａを例示して説明を行う。

配線３１において、インク流路３ａの内壁に設けられた内壁配線部３０３は、インク流路３ａの内壁の全面を覆ってはおらず、インク流路３ａの内壁においてパターニングされている。これにより、インク流路３ａの内壁は、その一部が内壁配線部３０３から露出した状態となっている。

図９は、図８に示すインク流路（第１の貫通孔）の内壁展開図である。図７〜図９に示すように、内壁配線部３０３は、インク流路３ａが延設された方向であって、インク流路３ａの軸方向ｘに沿って設けられている。これにより、内壁配線部３０３は、電極部３０１と裏面配線部３０２とを最短で接続する配線部分となっている。

インク流路３ａの内壁に占める内壁配線部３０３の面積が限定されることはないが、電極部３０１と裏面配線部３０２との間の接続状態が十分に確保できる程度の線幅を有していればよい。ここで内壁配線部３０３の線幅とは、軸方向ｘに対して垂直な方向の幅であり、電極部３０１の線幅および裏面配線部３０２の線幅と同程度以上であることする。

以上のような内壁配線部３０３を有する配線３１は、各部が同一材料であってもよく、さらにそれらが一体に形成されたものであってもよいし、個別に形成されたものであってもよい。また配線３１は、各部が個別の材料によって形成されたものであってもよい。このような配線３１は、例えば金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金属材料によって構成されたものとすることができる。

＜配線基板３の製造方法＞
以上のような配線３１を備えた配線基板３の製造方法は、例えば次の通りである。先ず、配線基板３の基板材料にインク流路３ａおよび配線孔３ｂを形成する。その後、接続面Ｓ３ａからの配線材料膜の成膜と、裏面Ｓ３ｂからの配線材料膜の成膜とを、例えば蒸着法によってそれぞれ個別に行う。これにより、接続面Ｓ３ａ、裏面Ｓ３ｂ、インク流路３ａの内壁、および配線孔３ｂの内壁に配線材料膜を成膜する。また、配線材料膜の成膜は、メッキ法を適用して実施してもよく、この場合、１回のメッキ工程により接続面Ｓ３ａ、裏面Ｓ３ｂ、インク流路３ａの内壁、および配線孔３ｂの内壁に配線材料膜を成膜してもよい。

その後、接続面Ｓ３ａおよび裏面Ｓ３ｂに成膜された配線材料膜を、例えばレジストパターンをマスクに用いたエッチングによってそれぞれパターニングし、接続面Ｓ３ａ上に配線３１の電極部３０１を形成し、裏面Ｓ３ｂ上に配線３１の裏面配線部３０２を形成する。

そして特に、少なくとも何れか一方のパターニングにおいては、インク流路３ａおよび配線孔３ｂの一部をレジストパターンから露出させた状態で配線材料膜のエッチングを行う。これにより、インク流路３ａおよび配線孔３ｂの内壁に成膜された配線材料膜の一部を除去し、インク流路３ａおよび配線孔３ｂの内壁の一部を露出させた形状の内壁配線部３０３を形成する。

＜第１実施形態の効果＞
上述した第１実施形態のインクジェットヘッド１０１において、その配線基板３は、配線３１の一部である内壁配線部３０３が、インク流路３ａや配線孔３ｂの内壁を覆う状態で設けられた構成である。配線３１は、金属材料で構成されていて、一般的には線膨張係数が大きい材料からなる。このような構成においては、インクジェットヘッド１０１の駆動にともなう発熱に起因して、インク流路３ａおよび配線孔３ｂ内の基板材料と配線３１との間に発生する応力が大きくなり易い。そこで本第１実施形態で説明したように、インク流路３ａや配線孔３ｂの内壁を覆って設けられた内壁配線部３０３が、その一部を除去して内壁の一部を露出する形状であることにより、金（Ａｕ）のような線膨張係数が大きな金属材料からなる配線３１が延伸する余地ができるため、インク流路３ａや配線孔３ｂの内壁に生じる応力を低減することが可能である。この結果、インクジェットヘッド１０１の駆動にともなう配線３１の剥がれや断線を防止することが可能であり、インク流路３ａのさらなる高密度化とこれによる形成画像の高精細化を図ること、およびインクジェットヘッド１０１の長期信頼性の向上を図ることが可能である。

≪第１実施形態の変形例≫
図１０は、第１実施形態の変形例１を示す断面図である。この図に示すように変形例のインクジェットヘッド１０１ａは、配線基板３に設けた配線３１の露出部分を覆って、絶縁膜３２を設けたものである。この絶縁膜３２は、配線３１が設けられた配線基板３と、駆動電極２１が設けられた圧力室基板２とを導電性接着剤６によって貼り合わせた状態で、配線基板３と圧力室基板２の露出部分を覆う状態で形成されたものである。したがって、配線３１および駆動電極２１の露出部分を含めてインク流路３ａの内壁も覆う。このような絶縁膜３２は、樹脂材料によって構成されることが好ましい。なお、ここでの図示は省略したが、配線孔３ｂの内壁も同様に絶縁膜３２によって覆われた状態であることとする。

このような構成によれば、配線３１の露出部が絶縁膜３２によって覆われるため、配線基板３における配線３１の剥離を防止することが可能である。また絶縁膜３２を樹脂材料によって構成することにより、絶縁膜３２が弾性を有するものとなるため、絶縁膜３２の熱膨張の影響を配線３１に及ぼすことも防止でき、配線３１の剥がれをさらに効果的に防止することが可能になる。

≪第２実施形態≫
図１１は、第２実施形態に係るインクジェットヘッドの要部を拡大した斜視図である。また図１２は、図１１に示すインク流路（第１の貫通孔）の内壁展開図である。これらの図に示す第２実施形態のインクジェットヘッド１０２が、第１実施形態のインクジェットヘッド１０１と異なるところは、配線基板３の配線３１においてインク流路３ａ内に設けられた内壁配線部３０３-2の形状にあり、他の構成は変形例も含めて第１実施形態と同様である。したがって、ここでは内壁配線部３０３-2の形状を説明する。

配線３１の内壁配線部３０３-2は、配線基板３の接続面Ｓ３ａ側よりも、配線基板３の裏面Ｓ３ｂ側において面積が大きいものである。例えば内壁配線部３０３-2は、図示したように接続面Ｓ３ａ側から裏面Ｓ３ｂ側に向かって徐々に線幅が大きく形成されたことにより、内壁に占める面積が圧力室基板２側よりも共通インク室４ａ側において大きく形成されていることとする。ここで内壁配線部３０３の線幅とは、軸方向ｘに対して垂直な方向の幅である。このような内壁配線部３０３-2の線幅の変化は、段階的であってもよい。なお、ここでの図示は省略した配線孔３ｂの内壁に設けられた内壁配線部３０３-2は、インク流路３ａ内に設けられた内壁配線部３０３-2と同様であってよいが、これに限定されることはない。

またこのような構成の配線基板３は、第１実施形態で説明した製造方法と同様の手順で形成することができる。この場合、インク流路３ａの内壁に成膜された配線材料膜を、内壁配線部３０３-2の形状のレジストパターンで覆い、このレジストパターンをマスクに用いたエッチングによってインク流路３ａの内壁に成膜された配線材料膜をエッチングする。

＜第２実施形態の効果＞
上述した第２実施形態のインクジェットヘッド１０２においては、その配線基板３の内壁配線部３０３-2の面積が、配線基板３の接続面Ｓ３ａ側よりも配線基板３の裏面Ｓ３ｂ側、つまり図３および図４に示した共通インク室４ａにおいて大きいものである。これにより、特にインクジェットヘッド１０２の駆動にともって生じるインク流路３ａ内の熱を、共通インク室４ａ内に貯留されたインクに放熱することができる。このため、第１実施形態の効果に加え、さらにインク流路３ａ内における発熱を小さく抑えることができ、インク流路３ａの内壁に生じる応力を低減することが可能である。この結果、インクジェットヘッド１０２の駆動にともなう配線３１の剥がれや断線を、さらに効果的に防止することが可能であり、インクジェットヘッド１０２の長期信頼性の向上を図ることが可能である。

≪第３実施形態≫
図１３は、第３実施形態に係るインクジェットヘッドの要部を拡大した斜視図である。また図１４は、図１３に示すインク流路（第１の貫通孔）の内壁展開図である。これらの図に示す第３実施形態のインクジェットヘッド１０３が、第１実施形態のインクジェットヘッド１０１と異なるところは、配線基板３の配線３１においてインク流路３ａ内に設けられた内壁配線部３０３-3の構成にあり、他の構成は変形例も含めて第１実施形態と同様である。したがって、ここでは内壁配線部３０３-3の構成を説明する。

配線３１の内壁配線部３０３-3は、インク流路３ａの内壁の一部を複数個所において露出させる形状を有しており、露出するインク流路３ａの内壁の露出部分は、それぞれが独立している。これは、ここでの図示を省略した配線孔３ｂにおいても同様であり、配線孔３ｂの内壁に配置された内壁配線部３０３-3は、配線孔３ｂの内壁の一部を露出させる形状にパターニングされている。以下においては、第１の貫通孔であるインク流路３ａと、第２の貫通孔である配線孔３ｂとを代表して、インク流路３ａを例示して説明を行う。

例えば内壁配線部３０３-3は、図示したようにドット状の孔部Ｈを有する。複数の孔部Ｈは、その形状が限定さえることはない。このような孔部Ｈは、電極部３０１と裏面配線部３０２との間を避けた位置に配置され、この間には配置されないことがこのましい。

またこのような構成の配線基板３は、第１実施形態で説明した製造方法と同様の手順で形成することができる。この場合、インク流路３ａの内壁に成膜された配線材料膜において、内壁配線部３０３-3の孔部Ｈを形状する位置を露出させるレジストパターンで覆い、このレジストパターンをマスクに用いたエッチングによってインク流路３ａの内壁に成膜された配線材料膜をエッチングする。これにより、配線３１における複数の孔部Ｈが設けられた内壁配線部３０３-3を有する配線３１を形成する。

＜第３実施形態の効果＞
上述した第３実施形態のインクジェットヘッド１０３においては、その配線基板３の内壁配線部３０３-3が、インク流路３ａの内壁の一部を複数個所において露出させる形状を有している。これにより第１実施形態と同様に、インク流路３ａの内壁を露出させた部分が、金（Ａｕ）のような線膨張係数が大きな金属材料からなる配線３１が延伸する余地となる。この結果、第１実施形態と同様にインクジェットヘッド１０３の駆動にともなう配線３１の剥がれや断線を防止することが可能であり、インク流路３ａのさらなる高密度化とこれによる形成画像の高精細化を図ること、およびインクジェットヘッド１０３の長期信頼性の向上を図ることが可能である。

また特に、第３実施形態の構成に対して、図１０を通いて説明した第１実施形態の変形例を組み合わせ、配線基板３と圧力室基板２の露出部分を覆う絶縁膜３２を設けた構成とすることにより、絶縁膜３２とインク流路３ａの内壁との密着部を複数箇所に設けることができる。この結果、配線基板３における配線３１の剥離を、効果的に防止することが可能である。

１…ノズル基板
１ａ…ノズル
２…圧力室基板
２ａ…圧力室
２１…駆動電極
３…配線基板
３ａ…インク流路（第１の貫通孔）
３ｂ…配線孔（第２の貫通孔）
３１…配線
３０１…電極部
３０２…裏面配線部
３０３，３０３-2，３０３-3…内壁配線部
３２…絶縁膜
４…マニホールド
４ａ…共通インク室
１００，１０１，１０１ａ，１０２，１０３…インクジェットヘッド
２００…画像形成装置
Ｓ３ａ…接続面（配線基板）
Ｓ３ｂ…裏面（配線基板）
ｘ…軸方向

Claims (13)

1. 複数のノズルが形成されたノズル基板と、
   前記各ノズルに連通する圧力室が形成された圧力室基板と、
   前記圧力室に設けられた駆動電極と、
   第１の貫通孔と第２の貫通孔とを有し前記ノズル基板と逆側において前記圧力室基板に貼り合わせて設けられた配線基板と、
   前記配線基板における前記圧力室基板側に向かう接続面において前記駆動電極に接続され、前記第１の貫通孔を介して前記接続面に対する裏面に引き出され、さらに前記第２の貫通孔を介して前記接続面に引き出された状態で配置された配線とを備え、
   前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の内壁の一部を露出させた形状を有する
   インクジェットヘッド。
2. 前記配線基板に設けられた配線は、金を用いて構成されている
   請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記配線基板に設けられた配線は、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔内において、孔の軸方向に沿って設けられている
   請求項１または２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記配線基板の裏面に共通インク室を有するマニホールドが設けられ、
   前記第１の貫通孔は、前記マニホールドの共通インク室と前記圧力室基板の圧力室とに連通するインク流路を構成し、
   前記配線基板に設けられた配線は、前記第１の貫通孔の内壁に配置された部分の面積が、前記圧力室基板側よりも前記共通インク室側において大きく形成されている
   請求項１〜３の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記配線は、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の内壁の一部を、複数箇所において露出させる形状を有する
   請求項１〜４の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記配線基板の裏面と前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の内壁とに、前記配線を覆う状態で絶縁膜が設けられた
   請求項１〜５の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記配線基板の裏面に、共通インク室を有するマニホールドと、前記共通インク室内のインクを加熱するヒーターとを備えた
   請求項１〜６の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
8. 前記圧力室基板の圧力室は、前記各ノズルに対して個別に連通された状態で前記圧力室基板を貫通して複数設けられており、
   前記駆動電極は、前記圧力室のうちの２つの圧力室の間の隔壁を挟持する状態で前記各圧力室の内壁に設けられて圧電素子を構成し、
   前記圧力室基板には、前記圧電素子と前記圧力室とが交互に配置された
   請求項１〜７の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
9. 前記配線基板の裏面に共通インク室を有するマニホールドが設けられ、
   前記第１の貫通孔は、前記マニホールドの共通インク室と前記圧力室基板の圧力室とを個別に連通するインク流路を構成し、
   前記各第１の貫通孔の開口面積は、前記各圧力室の開口面積よりも小さい
   請求項１〜８の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、
    前記配線基板に前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とを形成する工程と、
    前記配線基板の接続面に配線材料膜を成膜する工程と、
    前記配線基板の裏面に配線材料膜を成膜する工程と、
    前記第１の貫通孔の内壁と前記第２の貫通孔の内壁に配線材料膜を成膜する工程と、
    前記接続面に形成した配線材料膜をパターニングする工程と、
    前記裏面に形成した配線材料膜をパターニングする工程とを有し、
    さらに、前記第１の貫通孔の内壁と前記第２の貫通孔の内壁に成膜した配線材料膜をパターニングすることにより、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の内壁の一部を前記配線材料膜から露出させる工程を行う
    インクジェットヘッドの製造方法。
11. 前記接続面に配線材料膜を成膜する工程および前記裏面に配線材料膜を成膜する工程のうちの少なくとも一方の工程は、前記第１の貫通孔の内壁と前記第２の貫通孔の内壁に配線材料膜を成膜する工程を兼ねる
    請求項１０に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
12. 前記接続面に形成した配線材料膜をパターニングする工程または前記裏面に形成した配線材料膜をパターニングする工程の何れか一方の工程は、前記第１の貫通孔および前記第２の貫通孔の内壁の一部を前記配線材料膜から露出させる工程を兼ねる
    請求項１０または１１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
13. 請求項１〜９の何れか１項に記載のインクジェットヘッドを有する
    画像形成装置。

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