JP4779636B2 - 液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、機能液を吐出する液滴吐出ヘッド、及びこの液滴ヘッドを備えた液滴吐出装置に関する。

マイクロデバイスを製造する方法の１つとして、液滴吐出法（インクジェット法）が提案されている。この液滴吐出法は、デバイスを形成するための材料を含む機能液を液滴状にして、液滴吐出ヘッドより吐出する方法である。下記特許文献１には、液滴吐出ヘッド（インクジェット式記録ヘッド）に関する技術の一例が開示されている。この特許文献１に開示されている液滴吐出ヘッドでは、駆動素子（圧電素子）が、駆動デバイス（ドライバＩＣ）にワイヤボンディングで接続された構造となっている。

ところで、液滴吐出法に基づいてマイクロデバイスを製造する際、マイクロデバイスの更なる微細化の要求に応えるために、液滴吐出ヘッドに設けられたノズル開口部どうしの間の距離（ノズルピッチ）を、できるだけ小さく（狭く）することが望まれている。しかし、前記駆動素子はノズル開口部に対応して複数設けられるため、ノズルピッチを小さくすると、そのノズルピッチに対応して駆動素子どうしの間の距離も小さく（短く）なる。
特開２０００−２９６６１６号公報

ところが、駆動素子どうしの間の距離を小さく（短く）すると、これら複数の駆動素子それぞれとドライバＩＣとをワイヤボンディングで接続するのは、ワイヤ間で短絡が起こり易くなることから非常に難しくなり、作業性が著しく損なわれてしまう。すなわち、現行構造では例えばワイヤ間のピッチ（配線ピッチ）が６４μｍとなるが、このようなピッチでのワイヤーボンディング実装では接続部強度が弱く、歩留まりが上がらないといった問題がある。また、これ以上端子間ピッチを狭くした場合、ワイボンディングでは対応がほとんど不可能であるといった問題もある。

そこで、このようなワイヤボンディングによる接続に起因する問題を解消するため、予めアウターリードとして機能する配線パターンを形成したフレキシブル基板（可撓性基板）を用い、アウターリードボンディング接続を行うことで、短絡等の不都合を生じさせることなく、駆動素子（圧電素子）と駆動デバイス（ドライバＩＣ）との間の電気的接続を行うことが考えられる。

しかしながら、このようなフレキシブル基板を用いる場合には、このフレキシブル基板自体の液滴吐出ヘッドへの接続面積も小さいため、十分な接続強度を得るのが困難であるといった課題がある。すなわち、前記のフレキシブル基板は、接続する際に接続面となる先端側が折り曲げられるため、この接続部（接続面）に応力が残留してしまう。したがって、十分な接続強度が得られないと、残留した応力によってフレキシブル基板が変形し、接続部で剥離が生じ易くなってしまうからである。また、部分的な剥離によって接続抵抗が増大し、駆動素子の駆動特性を低下させるといった課題もある。

また、液滴吐出ヘッドでは、機能液（インク）を吐出するため、駆動素子（圧電素子）に比較的大きな電流を流す必要がある。したがって、特にフレキシブル基板の配線パターンと駆動素子側の端子部との間の接続部で発熱が起こる。しかしながら、例えば大判サイズの印刷を行う場合では、高速で、しかも長時間に亘って印刷を行う必要があることから、前記の発熱を繰り返すことにより、液滴吐出ヘッドのキャビティー内に流れる機能液（インク）の流路にまで熱が伝わり、機能液の粘度が変化してしまう。その結果、機能液の安定した吐出性が損なわれてしまう。

また、前述したようにフレキシブル基板の接続強度が不十分になり、剥離が生じ易くなってしまうことがあるため、このフレキシブル基板による駆動素子（圧電素子）と駆動デバイス（ドライバＩＣ）との間の電気的接続を検査し、接続不良のものについては、例えばフレキシブル基板を一旦剥離した後、再度接続処理を行うなどの処置が必要となる。しかしながら、接続不良等の検査を行うためには、液滴吐出ヘッドを完成に近い状態にまで組み立てた後、吐出動作を行わせることで接続不良の有無を判定するしかなく、したがって、早い段階で接続不良を検査することのできる構造が望まれている。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、特に駆動回路部（ドライバＩＣ）と駆動素子（圧電素子）とをフレキシブル基板で接続した場合に、フレキシブル基板について十分な接続強度が得られず、これにより剥離が生じるなどの不都合を防止した、液滴吐出ヘッド、及びこの液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することを目的としている。
また、フレキシブル基板の接続部での発熱に起因して吐出性が損なわれるのを防止し、さらには、接続不良を早い段階で検査できる構造を備えた液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を提供することも、目的としている。

前記目的を達成するため本発明の液滴吐出ヘッドは、液体が流れる流路を形成する第１基板と、前記第１基板上に設けられた駆動素子と、前記第１基板上に設けられた第２基板と、前記第２基板上に設けられており、前記駆動素子を駆動する駆動回路部と、前記駆動回路部と前記駆動素子とを電気的に接続する導電部を有するフレキシブル基板と、を備え、前記フレキシブル基板は、前記第１基板及び前記第２基板によって形成された段差部の下段側において前記駆動素子に接続されており、前記フレキシブル基板には、前記駆動素子との接続部上に、非導電材料によって形成されたブロックが接合されていることを特徴とする。
また、前記ブロックには、前記フレキシブル基板の導電部に接続する放熱部材が設けられていることを特徴とする。
また、前記ブロックには、放熱フィン加工がなされていることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
また、前記ブロックには、前記駆動回路部と前記駆動素子とが前記フレキシブル基板を介して電気的に接続しているか否かを検出するための、導電性の検査パターンが設けられていることを特徴とする。
また、前記非導電材料が、シリコンであることを特徴とする。
また、前記ブロックは、前記接続部の応力による前記フレキシブル基板の変形を抑制する応力緩和ブロックであることを特徴とする。
前記目的を達成するため本発明の液滴吐出ヘッドは、段差部の上段側に設けられた駆動回路部と、前記段差部の下段側に設けられて前記駆動回路部によって駆動される駆動素子と、を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記駆動回路部と前記駆動素子とを電気的に接続する導電部を有したフレキシブル基板を備え、
前記フレキシブル基板は、前記駆動素子に導通する端子部と前記段差部の下段側で接続されてなり、
前記フレキシブル基板には、前記端子部との接続部上に、応力緩和ブロックが接合されていることを特徴としている。

この液滴吐出ヘッドによれば、フレキシブル基板の、前記端子部との接続部上に応力緩和ブロックが接合されているので、フレキシブル基板の接続部に応力が残留し、この応力によってフレキシブル基板が変形しようとしても、接続部上の応力緩和ブロックによってフレキシブル基板が押さえられるため、フレキシブル基板の変形が抑制される。したがって、フレキシブル基板の変形によるフレキシブル基板の接続部での剥離が防止される。また、このようにフレキシブル基板の剥離が防止されていることから、部分的な剥離によって接続抵抗が増大し、駆動素子の駆動特性が低下するといったことも防止される。

また、前記液滴吐出ヘッドにおいては、前記応力緩和ブロックが非導電材料からなり、該応力緩和ブロックに、前記フレキシブル基板の導電部に接続する放熱部材が設けられているのが好ましい。
このようにすれば、特にフレキシブル基板の導電部と駆動素子側の端子部との間の接続部で発熱が起こるものの、この接続部上には応力緩和ブロックが接合されており、この応力緩和ブロックには前記導電部に接続する放熱部材が設けられているので、前記接続部で発生した熱が導電部を介して応力緩和ブロックの放熱部材に伝わり、この放熱部材や応力緩和ブロック自体から良好に放熱される。したがって、フレキシブル基板の接続部での発熱に起因して、吐出性が損なわれてしまうことが防止される。

また、前記液滴吐出ヘッドにおいては、前記応力緩和ブロックに、放熱フィン加工がなされているのが好ましい。
このようにすれば、放熱フィン加工によって放熱面積が大となるため、応力緩和ブロックでの放熱がより良好になされるようになり、吐出性がより安定する。

また、前記液滴吐出ヘッドにおいては、前記応力緩和ブロックに、前記駆動回路部と駆動素子とが前記フレキシブル基板を介して電気的に接続しているか否かを検出するための、導電性の検査パターンが設けられているのが好ましい。
このようにすれば、フレキシブル基板の導電部を、駆動回路部と駆動素子とにそれぞれ導通させ、接続させた後、応力緩和ブロックを接合することにより、この応力緩和ブロックの検査パターンを用いて駆動回路部と駆動素子とがフレキシブル基板を介して電気的に接続しているか否かを検出することが可能になる。したがって、液滴吐出ヘッドを完成に近い状態にまで組み立てることなく、応力緩和ブロックを接合した直後に導通の検査を行うことができる。よって、接続不良を早い段階で選別することができ、これにより接続不良に対しての処置をより早く行うことにより、接続不良品に対しても完成に近い状態にまで組み立ててしまうことによる無駄をなくすことができる。

なお、駆動素子が正規に動作するか否かを検出する回路を設けておき、この回路に前記の導電性の検査パターンを導通させるようにしてもよい。
このようにすれば、応力緩和ブロックを接合した直後に、駆動回路部と駆動素子との間の導通の検査だけでなく、駆動回路部によって駆動素子が正規に動作するか否かも検査することができ、したがって動作不良の有無についても早い段階で知ることができる。

また、前記液滴吐出ヘッドにおいては、前記応力緩和ブロックは非導電材料からなり、該応力緩和ブロックには、前記フレキシブル基板の導電部に接続する放熱部材と、
前記駆動回路部と駆動素子とが前記フレキシブル基板を介して電気的に接続しているか否かを検出するための、導電性の検査パターンと、が設けられているのが好ましい。
応力緩和ブロックに放熱部材が設けられているので、前述したように、フレキシブル基板の接続部での発熱に起因して、吐出性が損なわれてしまうことが防止される。また、応力緩和ブロックに導電性の検査パターンが設けられているので、駆動回路部と駆動素子との間の接続不良を早い段階で選別されるようになり、接続不良に対しての処置をより早く行うことが可能になる。

また、前記液滴吐出ヘッドにおいては、前記非導電性材料がシリコンであるのが好ましい。
このようにすれば、その加工を、公知の半導体加工技術である既存の技術範囲で行うことができることから、例えば放熱フィン加工なども容易に行うことができ、また、熱伝導性についても比較的良好なものとなる。

また、前記液滴吐出ヘッドにおいては、前記駆動回路部が、前記フレキシブル基板上に設けられているのが好ましい。
このようにすれば、フレキシブル基板上に駆動回路部を設けることで、液滴吐出ヘッド全体の省スペース化を図ることができ、また、フレキシブル基板上における駆動回路部の位置決めを容易に行うことができる。

また、前記液滴吐出ヘッドにおいては、前記駆動回路部が、前記フレキシブル基板上にフリップチップ実装されているのが好ましい。
このようにすれば、フレキシブル基板と駆動回路部との電気的な接続を、作業性よく良好に行うことができる。

また、前記液滴吐出ヘッドにおいては、液滴を吐出する複数のノズル開口部を有し、前記駆動素子が、前記ノズル開口部に応じて複数設けられており、前記端子部が、前記複数の駆動素子のそれぞれに電気的に接続しているのが好ましい。
このようにすれば、ノズルピッチを小さくすることで駆動素子同士の間隔が小さくなっても、そのノズルピッチに応じて配置された複数の駆動素子の端子部と、フレキシブル基板の導通部との間のそれぞれの電気的な接続が、一括して処理が可能となるため、その作業性が良好になる。

本発明の液滴吐出装置は、前記の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴としている。
この液滴吐出装置によれば、前述したように、フレキシブル基板の変形によるフレキシブル基板の接続部での剥離が防止された液滴吐出ヘッドを備えているので、この液滴吐出装置自体も、前記接続部の剥離による不良が防止されたものとなる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。

＜液滴吐出ヘッド＞
本発明の液滴吐出ヘッドの第１実施形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は液滴吐出ヘッドの第１実施形態を示す外観斜視図、図２は液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視図の一部破断図、図３は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図４はフレキシブル基板を下面側から見た図である。
液滴吐出ヘッド１は、図３に示すようにドライバＩＣ（駆動回路部）２００と、該ドライバＩＣ２００により駆動される圧電素子（駆動素子）３００と、段差部２５０を形成してなる基体とを備え、機能液の液滴を吐出するよう構成されたものである。

この液滴吐出ヘッド１は、液滴が吐出されるノズル開口部１５を備えたノズル基板１６と、ノズル基板１６の上面に接続され、液滴が流れる流路を形成する流路形成基板１０と、流路形成基板１０の上面に接続され、圧電素子（駆動素子）３００の駆動によって変位する振動板４００と、振動板４００の上面に接続され、リザーバ１００を形成するためのリザーバ形成基板２０と、リザーバ形成基板２０の上面側に設けられた可撓性を有するフレキシブル基板５００と、フレキシブル基板５００の下面５００Ａに設けられ、圧電素子３００を駆動するためのドライバＩＣ（デバイス）２００と、フレキシブル基板５００の下面５００Ａに設けられ、ドライバＩＣ２００と圧電素子３００とを電気的に接続する配線パターン（導電部）５１０と、を備えて構成されたものである。なお、本実施形態では、流路形成基板１０とこれの上に配置されたリザーバ形成基板２０等により、前記の段差部２５０が形成されている。

液滴吐出ヘッド１の動作は、外部コントローラＣＴ（図１参照）によって制御される。
そして、流路形成基板１０と、ノズル基板１６と、振動板４００とで囲まれた空間によって、ノズル開口部１５より吐出される前の機能液が配置される圧力発生室１２が形成されている。また、リザーバ形成基板２０と流路形成基板１０とで囲まれた空間によって、圧力発生室１２に供給される前の機能液を予備的に保持するリザーバ１００が形成されている。

流路形成基板１０の下面側は開口しており、その開口を覆うようにノズル基板１６が流路形成基板１０の下面に貼着されている。流路形成基板１０の下面とノズル基板１６とは、例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。このノズル基板１６には、図２に示すように液滴を吐出するノズル開口部１５が、複数整列した状態で形成されている。すなわち、ノズル開口部１５は、ノズル基板１６においてＹ軸方向に複数配列されており、これによって第１ノズル開口群１５Ａ、第２ノズル開口群１５Ｂ、第３ノズル開口群１５Ｃ、及び第４ノズル開口群１５Ｄを、それぞれ形成している。

第１ノズル開口群１５Ａと第２ノズル開口群１５Ｂとは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されている。第３ノズル開口群１５Ｃは第１ノズル開口群１５Ａの＋Ｙ側に設けられており、第４ノズル開口群１５Ｄは第２ノズル開口群１５Ｂの＋Ｙ側に設けられている。したがって、これら第３ノズル開口群１５Ｃと第４ノズル開口群１５Ｄとは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されている。
なお、図２では、各ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれは６個のノズル開口部１５で構成されているように示しているが、実際には、例えば７２０個程度のノズル開口部１５によって構成されている。

流路形成基板１０には、前記開口内に複数の隔壁１１が形成されている。流路形成基板１０は、剛体であるシリコン単結晶によって形成されており、複数の隔壁１１は、流路形成基板１０の母材であるシリコン単結晶基板が異方性エッチングされたことで形成されている。そして、複数の隔壁１１を有する流路形成基板１０と、ノズル基板１６と、振動板４００とで囲まれた空間により、複数の圧力発生室１２が形成されている。圧力発生室１２は、複数のノズル開口部１５に対応するように複数形成されている。すなわち、圧力発生室１２は、第１〜第４ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれを構成する複数のノズル開口部１５に対応するように、Ｙ軸方向に複数並んで設けられている。

そして、第１ノズル開口群１５Ａに対応して複数形成された圧力発生室１２によって第１圧力発生室群１２Ａが構成され、第２ノズル開口群１５Ｂに対応して複数形成された圧力発生室１２によって第２圧力発生室群１２Ｂが構成され、第３ノズル開口群１５Ｃに対応して複数形成された圧力発生室１２によって第３圧力発生室群１２Ｃが構成され、第４ノズル開口群１５Ｄに対応して複数形成された圧力発生室１２によって第４圧力発生室群１２Ｄが構成されている。第１圧力発生室群１２Ａと第２圧力発生室群１２Ｂとは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されており、それらの間には隔壁１０Ｋが形成されている。同様に、第３圧力発生室群１２Ｃと第４圧力発生室群１２Ｄとの間にも隔壁１０Ｋが形成されており、これらは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されている。

第１圧力発生室群１２Ａを形成する複数の圧力発生室１２のうち、−Ｘ側の端部は前記隔壁１０Ｋによって閉塞させられているが、＋Ｘ側の端部は互いに連通せしめられており、図３に示すようにリザーバ１００に接続させられている。リザーバ１００は、機能液導入口２５より導入され、圧力発生室１２に供給される前の機能液を、一時的に保持するもので、リザーバ形成基板２０においてＹ軸方向に延びるように形成されたリザーバ部２１と、流路形成基板１０においてＹ軸方向に延びるように形成され、リザーバ部２１と各圧力発生室１２のそれぞれとを連通させる連通部１３と、を備えて形成されたものである。

すなわち、リザーバ１００は、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数の圧力発生室１２の共通の機能液保持室（インク室）となっている。そして、機能液導入口２５より導入された機能液は、導入路２６を経てリザーバ１００に流れ込み、供給路１４を経て、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数の圧力発生室１２のそれぞれに供給されるようになっている。なお、第２、第３、第４圧力発生室群１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄのそれぞれを構成する圧力発生室１２も、前述と同様のリザーバ１００にそれぞれが連通している。

流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配置された振動板４００は、流路形成基板１０の上面を覆うように設けられた弾性膜５０と、弾性膜５０の上面に設けられた下電極膜６０とからなっている。弾性膜５０は、例えば厚み１〜２μｍ程度の二酸化シリコンによって形成されており、下電極膜６０は、例えば厚み０．２μｍ程度の白金などによって形成されている。なお、本実施形態において下電極膜６０は、複数の圧電素子３００の共通電極となっている。

振動板４００を変位させるための圧電素子３００、すなわち本発明における駆動素子は、下電極膜６０の上面に設けられた圧電体膜７０と、この圧電体膜７０の上面に設けられた上電極膜８０とを備えて構成されたものである。圧電体膜７０は、例えば厚み１μｍ程度、上電極膜８０は、例えば厚み０．１μｍ程度に形成されたものである。なお、圧電素子３００の概念としては、圧電体膜７０及び上電極膜８０に加えて、下電極膜６０を含むものであってもよい。すなわち、本実施形態における下電極膜６０は、圧電素子３００としての機能と、振動板４００としての機能とを兼ね備えている。また、本実施形態では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板４００として機能するが、弾性膜５０を省略した構造とし、下電極膜６０が弾性膜（５０）を兼ねるようにしてもよい。

前記圧電素子３００は、その上電極膜８０が、リザーバ形成基板２０に形成された段差部２５０の下段側の面（下段面）にまで延びて形成されたもので、この下段面上にて露出した部分が、本発明の端子部８１となっている。なお、段差部２５０は、後述する、リザーバ形成基板２０に形成された凹溝７００の両側に、それぞれ形成されたものである。したがって、段差部２５０の下段面は、凹溝７００の底面に一致したものとなっている。
また、圧電素子３００は、複数のノズル開口部１５及び圧力発生室１２のそれぞれに対応するように複数設けられている。すなわち、圧電体膜７０及び上電極膜８０からなる圧電素子３００は、各ノズル開口部１５毎（圧力発生室１２毎）に設けられている。そして、前述したように下電極膜６０は複数の圧電素子３００の共通電極として機能し、上電極膜８０は複数の圧電素子３００の個別電極として機能するよう構成されている。

なお、これら圧電素子３００は、その一部が前記第１ノズル開口群１５Ａを構成するノズル開口部１５のそれぞれに対応してＹ軸方向に複数並列させられ、これによって第１圧電素子群３００Ａが構成されている。同様に、その一部が前記第２ノズル開口群１５Ｂを構成するノズル開口部１５のそれぞれに対応してＹ軸方向に複数並列させられ、これによって第２圧電素子群３００Ｂが構成されている。これら第１圧電素子群３００Ａと第２圧電素子群３００Ｂとは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されている。さらに、第３、第４ノズル開口群１５Ｃ、１５Ｄを構成するノズル開口部１５のそれぞれに対応するように、第３、第４圧電素子群（図示せず）が構成されており、これら第３、第４圧電素子群どうしは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されている。

リザーバ形成基板２０には、封止膜３１と固定板３２とを有するコンプライアンス基板３０が接合されている。封止膜３１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚み６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルム）からなり、この封止膜３１によってリザーバ部２１の上部が封止されている。また、固定板３２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚み３０μｍ程度のステンレス鋼）で形成されている。この固定板３２のうち、リザーバ１００に対応する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部３３となっている。このような構成のもとにリザーバ１００の上部は、可撓性を有する封止膜３１のみで封止されたものとなっており、したがって、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部２２となっている。

リザーバ１００の外側のコンプライアンス基板３０上には、リザーバ１００に機能液を供給するための機能液導入口２５が形成されている。通常、この機能液導入口２５からリザーバ１００に機能液が供給されると、例えば圧電素子３００の駆動時における機能液の流れ、あるいは周囲の熱などにより、リザーバ１００内に圧力変化が生じる。しかしながら、前述したようにリザーバ１００の上部が封止膜３１のみによって封止された可撓部２２となっているため、この可撓部２２が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ１００内は、基本的には常に一定の圧力に保持されるようになっている。なお、その他の部分は固定板３２によって十分な強度に保持されている。
リザーバ形成基板２０には、前記機能液導入口２５とリザーバ１００の側壁部とを連通させる導入路２６が設けられている。

また、リザーバ形成基板２０のうち、Ｘ軸方向に関して中央部には、Ｙ軸方向に延びる凹溝７００が形成されている。この凹溝７００によってリザーバ形成基板２０では、第１圧力発生室群１２Ａに対応して設けられた第１圧電素子群３００Ａを封止する第１封止部２０Ａと、第２圧力発生室群１２Ｂに対応して設けられた第２圧電素子群３００Ｂを封止する第２封止部２０Ｂとが分けられている。同様に、第３圧力発生室群１２Ｃに対応して設けられた第３圧電素子群（図示せず）を封止する第３封止部（図示せず）と、第４圧力発生室群１２Ｄに対応して設けられた第４圧電素子群（図示せず）を封止する第４封止部（図示せず）とが、凹溝７００によって分けられる。

そして、凹溝７００においては、流路形成基板１０（隔壁１０Ｋ）の一部が露出している。なお、前述したようにこの凹溝７００の両側部が、それぞれ、前記の段差部２５０となっており、また、凹溝７００において露出した流路形成基板１０（隔壁１０Ｋ）の一部が、この凹溝７００の底面、すなわち前記段差部２５０の下段面となっている。

リザーバ形成基板２０のうち、圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の動作に干渉しない閉空間が確保されており、この閉空間が圧電素子保持部２４となっている。圧電素子保持部２４は、第１〜第４封止部２０Ａ〜２０Ｄ（図示せず）のそれぞれに形成されており、第１〜第４圧電素子群３００Ａ〜３００Ｄ（図示せず）を覆う大きさに形成されている。また、圧電素子３００のうち、少なくとも圧電体膜７０は、この圧電素子保持部２４内に密封されている。

このようにリザーバ形成基板２０は、圧電素子３００を外部環境と遮断し、圧電素子３００を封止するための封止部材としても機能している。すなわち、リザーバ形成基板２０によって圧電素子３００を封止することで、水分等の外部環境による圧電素子３００の劣化や破壊を防止することができる。また、本実施形態では、圧電素子保持部２４を密封状態にしただけであるが、例えば、圧電素子保持部２４となる閉空間を真空にしたり、あるいは窒素又はアルゴン雰囲気等とすることにより、圧電素子保持部２４内を低湿度に保持することができ、圧電素子３００の劣化や破壊をさらに確実に防止することができる。

なお、リザーバ形成基板２０は剛体であって、そのリザーバ形成基板２０を形成する材料としては、例えば、ガラス、セラミック材料等の流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料を用いることが好ましい。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が用いられている。

第１封止部２０Ａの圧電素子保持部２４によって封止されている圧電素子３００のうち、上電極膜８０の−Ｘ側の端部は、前述したように第１封止部２０Ａの外側まで延びて段差部２５０の下段面上（凹溝７００の底面上）で露出し、端子部８１となっている。なお、本実施形態では、段差部２５０における下段面上、すなわち流路形成基板１０の上に、下電極膜６０の一部が延出して形成されている。したがって、この下電極膜６０と端子部８１（上電極膜８０）との間の導通を防止するため、絶縁膜６００が、下電極膜６０と端子部８１との間に形成されている。同様に、第２封止部２０Ｂの圧電素子保持部２４によって封止されている圧電素子３００のうち、上電極膜８０の＋Ｘ側の端部も、第２封止部２０Ｂの外側まで延びて端子部８１となっている。さらに、図示しないものの、第３、第４封止部２０Ｃ、２０Ｄ（図示せず）で封止されている圧電素子３００についても、その上電極膜８０の一部が、第３、第４封止部２０Ｃ、２０Ｄの外側まで延びて段差部２５０の下段面上で露出し、端子部８１となっている。

圧電素子３００を駆動するためのドライバＩＣ（駆動回路部）２００は、例えば回路基板や駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）によって構成されたデバイスであり、本実施形態ではフレキシブル基板５００の下面５００Ａに接続されている。
フレキシブル基板５００は、可撓性を有したフレキシブル回路基板からなるもので、例えば厚さ２５μｍ程度のポリイミドからなる絶縁性のフィルム状部材によって構成されたものである。なお、フレキシブル基板５００の下面５００Ａには、銅などの導電性材料からなる導電性の配線パターン（導電部）５１０が、プリント方式により、メッキやエッチングなどの手法によって設けられている。

図４に示すように、フレキシブル基板５００の下面５００Ａの所定領域にはドライバＩＣ２００が設けられている。ドライバＩＣ２００は、フレキシブル基板５００の下面５００Ａにフリップチップ実装されたことにより、前記配線パターン５１０の一部に接続されたものである。ドライバＩＣ２００は、第１〜第４ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄに応じて複数（４つ）設けられている。そして、第１〜第４ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄに応じて設けられた第１〜第４ドライバＩＣ２００Ａ〜２００Ｄは、それぞれ、フレキシブル基板５００に対してフリップチップ実装された後、樹脂２０１によってフレキシブル基板５００に対して固定されている。

また、フレキシブル基板５００の一部には開口部５２０が二つ形成されている。これら開口部５２０は、第１ドライバＩＣ２００Ａと第２ドライバＩＣ２００Ｂとの間の領域、及び第３ドライバＩＣ２００Ｃと第４ドライバＩＣ２００Ｄとの間の領域において、それぞれＹ軸方向に延びて形成されている。開口部５２０のＹ軸方向両端部のそれぞれには切欠部５２１が形成されている。そして、その切欠部５２１によって、フレキシブル基板５００のうち、開口部５２０に対向する一部の領域（エッジ領域）５３０が開口部５２０の内側に曲げる（撓む）ことができるようになっている。エッジ領域５３０は、各ドライバＩＣ２００Ａ〜２００Ｄと開口部５２０との間の領域であって、開口部５２０に対向するエッジ領域５３０のエッジ部５３０Ｅは、Ｙ軸方向に沿ってほぼ直線状に形成されている。すなわち、本実施形態においては、エッジ領域５３０は、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形状の領域であって、エッジ部５３０ＥがＹ軸まわり（θＹ方向）に回転するように曲げられるようになっている。

フレキシブル基板５００の下面５００Ａのうち、開口部５２０におけるエッジ領域５３０には、配線パターン５１０の一部を構成する接続端子部（接続部）５１２が形成されている。第１ドライバＩＣ２００Ａと開口部５２０との間の第１エッジ領域５３０Ａには、第１ドライバＩＣ２００Ａに配線パターン５１０を介して電気的に接続する複数の接続端子部５１２が形成されている。第１エッジ領域５３０Ａに設けられた複数の接続端子部５１２は、第１圧電素子群３００Ａを構成する複数の圧電素子３００（上電極膜８０）のそれぞれに接続するようにパターニングされたものである。

すなわち、これら接続端子部５１２は、第１圧電素子群３００Ａを構成する複数の圧電素子３００にそれぞれ対応するように、Ｙ軸方向に複数（例えば７２０個）が並列した状態に形成されており、これによって第１接続端子群５１２Ａを構成している。したがって、接続端子部５１２と圧電素子３００側の端子部８１とがそれぞれ接続することにより、ドライバＩＣ２００は接続端子部５１２を含む配線パターン５１０を介して、圧電素子３００と電気的に接続されたものとなっている。

同様に、第２ドライバＩＣ２００Ｂと開口部５２０との間の第２エッジ領域５３０Ｂには、第２圧電素子群３００Ｂを構成する複数の圧電素子３００に対応するように、Ｙ軸方向に複数（例えば７２０個）が並列した状態に形成された接続端子部５１２からなる第２接続端子群５１２Ｂが設けられている。第１エッジ領域５３０Ａと第２エッジ領域５３０Ｂとは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されており、これら第１、第２エッジ領域５３０Ａ、５３０Ｂのそれぞれに形成されている第１接続端子群５１２Ａ及び第２接続端子群５１２Ｂも、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置された構成となっている。

また、同様に、第３ドライバＩＣ２００Ｃと開口部５２０との間の第３エッジ領域５３０Ｃには、第３圧電素子群３００Ｃを構成する複数の圧電素子３００に対応するように、Ｙ軸方向に複数（例えば７２０個）が並列した状態に形成された接続端子部５１２からなる第３接続端子群５１２Ｃが設けられており、第４ドライバＩＣ２００Ｄと開口部５２０との間の第４エッジ領域５３０Ｄには、第４圧電素子群３００Ｄを構成する複数の圧電素子３００に対応するように、Ｙ軸方向に複数（例えば７２０個）が並列した状態に形成された接続端子部５１２からなる第４接続端子群５１２Ｄが設けられている。そして、第３エッジ領域５３０Ｃと第４エッジ領域５３０Ｄとは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されている。

そして、図３に示すように、フレキシブル基板５００の下面５００Ａと、圧電素子３００とを対向させ、開口部５２０と凹溝７００とを位置決めした状態で、接続端子部５１２が形成されたエッジ領域５３０が下方に曲げられたことにより、エッジ領域５３０における下面５００Ａに設けられている接続端子部５１２と、段差部２５０の下段面（凹溝７００の底面）に配置されている上電極膜８０の端子部８１とが接続される。なお、フレキシブル基板５００については、そのエッジ領域５３０を下方に曲げて接続端子部５１２側を凹溝７００内に入れ込む際、必要に応じて、該フレキシブル基板５００を折り曲げてもよい。

ここで、第１圧電素子群３００Ａは、フレキシブル基板５００の第１エッジ領域５３０Ａ及びその第１エッジ領域５３０Ａに設けられた第１接続端子群５１２Ａに対応するように配置されており、第２圧電素子群３００Ｂは、フレキシブル基板５００の第２エッジ領域５３０Ｂ及びその第２エッジ領域５３０Ｂに設けられた第２接続端子群５１２Ｂに対応するように配置されている。したがって、第１圧電素子群３００Ａを構成する複数の圧電素子３００の端子部８１（上電極膜８０）と、第１接続端子群５１２Ａを構成する複数の接続端子部５１２とのそれぞれが良好に接続されるとともに、第２圧電素子群３００Ｂを構成する複数の圧電素子３００の端子部８１（上電極膜８０）と、第２接続端子群５１２Ｂを構成する複数の接続端子部５１２とのそれぞれが良好に接続される。

同様に、第３、第４圧電素子群３００Ｃ、３００Ｄを構成する複数の圧電素子３００の端子部８１と、第３、第４接続端子群５１２Ｃ、５１２Ｄを構成する複数の接続端子部５１２とが、それぞれ、第３、第４エッジ領域５３０Ｃ、５３０Ｄを曲げた状態で接続される。
ここで、接続端子部５１２と圧電素子３００の端子部８１（上電極膜８０）とは、異方性導電膜（ACF:anisotropic conductive film）や異方性導電ペースト（ACP:anisotropic conductive paste）によって接続されており、したがって、接続端子部５１２と端子部８１とは、これら異方性導電材料中の導電粒子によって電気的に接続されている。

図３に示すように、フレキシブル基板５００とリザーバ形成基板２０との間には、樹脂２０２が配置されており、これによってフレキシブル基板５００に設けられたドライバＩＣ２００は、リザーバ形成基板２０上、すなわち段差部２５０の上段側に設けられたものとなっている。そして、この状態でフレキシブル基板５００とリザーバ形成基板２０とは、樹脂２０２による樹脂モールドによって固定されている。なお、樹脂２０２については、凹溝７００内にも配置され、接続端子部５１２と圧電素子３００の端子部８１（上電極膜８０）との間の接続部を樹脂モールドしていてもよい。

また、前記フレキシブル基板５００には、図５の要部側断面図に示すように、その配線パターン（導電部）５１０の接続端子部５１２の上、すなわち、該接続端子部５１２を形成した下面５００Ａと反対の側の面（上面）に、複数の接続パターン５１４が並列した状態で形成されている。これら接続パターン５１４は、フレキシブル基板５００を貫通して形成された導電性の貫通パターン５１６を介すことにより、前記配線パターン５１０の接続端子部５１２とそれぞれに対応して導通している。このような構成によって接続端子部５１２は、接続パターン５１４を介することによって互いに導通することなく、電気的に独立したものとなっている。なお、接続パターン５１４及び貫通パターン５１６は、配線パターン５１０と同じ材料で形成されている。

また、フレキシブル基板５００の上には、前記接続パターン５１４の上に応力緩和ブロック５６０が接合されている。この応力緩和ブロック５６０は、直方体状のブロックであって、本実施形態で非導電材料であるシリコンによって形成されたものである。なお、非導電材料とは、金属等の導電材料を除く材料、すなわち、シリコン等の半導体材料や、各種の（絶縁性）セラミックスやガラス等の絶縁材料を含む材料であり、このような材料をシリコンに代えて用いることもできる。

この応力緩和ブロック５６０には、良熱伝導性の材料、例えば銅や金等の金属からなる放熱部材５７０が設けられている。すなわち、応力緩和ブロック５６０の底面には、前記接続パターン５１４のそれぞれと対応して複数の下側パターン５７２が並列して形成されている。そして、これら下側パターン５７２には、応力緩和ブロック５６０を上下に貫通する貫通パターン５７４がそれぞれに対応して接続されており、さらにこれら貫通パターン５７４には、応力緩和ブロック５６０の上面に形成された上側パターン５７６が、それぞれに対応して接続されている。

これら下側パターン５７２、貫通パターン５７４、上側パターン５７６は、前記の放熱部材５７０を構成するもので、良熱伝導性の金属からなるものであり、したがって良好な放熱性を有するものとなっている。上側パターン５７６は、下側パターン５７２と同様に並列して形成されたものであり、このような構成によって前記接続端子部５１２は、下側パターン５７２や上側パターン５７６を介することによっても互いに導通することなく、電気的に独立したものとなっている。

なお、応力緩和ブロック５６０は半導体材料であるシリコンによって形成されているものの、その導電性については、前記接続端子部５１２と端子部８１との間の導電粒子を介在させてなる電気的接続よりも格段に電気抵抗が高い。したがって、前述したように下側パターン５７２間や上側パターン５７６間では、電気的に導通しておらずに絶縁されていると見なすことができる。
また、シリコンからなることで熱伝導性については比較的良好なものとなる。特に、流路形成基板１０やリザーバ形成基板２０と同じ材質であるシリコンによって形成されているので、これらと同じ熱膨張率を有することにより、熱膨張率の違いによる影響を受けずらくなることで機械的にも有利なものとなる。

また、応力緩和ブロック５６０の上面側、すなわち上側パターン５７６を形成した側には、図６に示すように放熱フィン加工がなされており、これによって放熱フィン構造５６５が形成されている。このような放熱フィン構造５６５において、前記の上側パターン５７６は、放熱フィン構造５６５における山部５６５ａに選択的に形成されている。ここで、応力緩和ブロック５６０はシリコンで形成されていることから、このような放熱フィン加工や、前記の貫通パターン５７４の形成のためのコンタクトホールの形成、さらには下側パターン５７２、貫通パターン５７４、上側パターン５７６のそれぞれの形成については、公知の半導体加工技術である既存の技術範囲で行うことができる。したがって、特別な加工技術を必要とすることなく、比較的容易に応力緩和ブロック５６０を形成することができる。

なお、フレキシブル基板５００の前記接続パターン５１４と応力緩和ブロック５６０の下側パターン５７２との間の接合については、前記した異方性導電材料（ＡＣＰ、ＡＣＦ）によって接続してもよく、また、ろう材等の金属によって接続してもよい。

次に、このような構成を有する液滴吐出ヘッド１の動作について説明する。液滴吐出ヘッド１から機能液（インク）の液滴を吐出するために、図１に示した外部コントローラＣＴは、機能液導入口２５に接続された不図示の外部機能液供給装置を駆動する。外部機能液供給装置から送出された機能液は、機能液導入口２５を介してリザーバ１００に供給された後、ノズル開口部１５に至るまでの液滴吐出ヘッド１の内部流路を満たす。また、外部コントローラＣＴは、フレキシブル基板５００に設けられた外部信号入力部５８０を介して、ドライバＩＣ２００等に駆動電力や指令信号を送る。フレキシブル基板５００には、前記配線パターン５１０とは異なる配線パターン（図示せず）が設けられており、外部信号入力部５８０からの指令信号等は、その配線パターンを介してドライバＩＣ２００に送られる。ドライバＩＣ２００は、外部コントローラＣＴからの指令に基づいて、接続端子部５１２を含む配線パターン５１０を介して、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、圧電体膜７０を変位させる。これにより、弾性膜５０、下電極膜６０を変位させ、各圧力発生室１２内の圧力を高めて、ノズル開口部１５より液滴を吐出させる。

また、このような構成の液滴吐出ヘッド１を製造するに際し、特にフレキシブル基板５００の接続端子部５１２を凹溝７００内、すなわち段差部２５０の下段面の端子部８１に接続するには、予め異方性導電材料を端子部８１上、又はフレキシブル基板５００の接続端子部５１２上に配しておき、その状態で、フレキシブル基板５００の先端側を曲げ（折り曲げ）てその接続端子部５１２側を凹溝７００に入れ込み、異方性導電材料を介して端子部８１に接続端子部５１２を接続する。そして、異方性導電材料を加熱することなどによって硬化させる。

続いて、フレキシブル基板５００の、前記接続パターン５１４上に、異方性導電材料やろう材等を介在させて応力緩和ブロック５６０を載置する。そして、異方性導電材料やろう材等によって応力緩和ブロック５６０の下側パターン５７２と前記接続パターン５１４とを接合する。

このようにしてフレキシブル基板５００の先端側を凹溝７００内に接続すると、フレキシブル基板５００には曲げによって応力が残留する。しかし、フレキシブル基板５００の上面（接続端子部５１２の上側）に応力緩和ブロック５６０を接合しているので、前記の応力によって凹溝７００内への接続後にフレキシブル基板５００が変形しようとしても、応力緩和ブロック５６０によってフレキシブル基板５００を押さえることができるため、フレキシブル基板５００の変形を抑制することができる。すなわち、フレキシブル基板５００は、その下面５００Ａ側が、硬化して剛体となった異方性導電材料に接合していることで、下面５００Ａ側が変形することなく固化されたものとなっており、上面側も、シリコン製で剛体である応力緩和ブロック５６０によって押さえていることから、変形することなく固化されたものとなっている。

したがって、このようにフレキシブル基板５００の両面側を共に剛体で固化し押さえているので、曲げによる応力が残留しているにもかかわらず、この応力による変形を防止し、変形によるフレキシブル基板５００の剥離を防止することができる。また、このようにフレキシブル基板５００の剥離を防止できることから、部分的な剥離によって接続抵抗が増大し、圧電素子（駆動素子）３００の駆動特性が低下するといった問題も防止することができる。

なお、応力緩和ブロック５６０とフレキシブル基板５００の接続パターン５１４との間を異方性導電材料を用いて接続すれば、この異方性導電材料も硬化することで剛体になるので、応力緩和ブロック５６０とともにフレキシブル基板５００の上面側をより強固に固化し押さえることができる。したがって、フレキシブル基板５００の剥離防止効果をより高めることができる。

また、前記応力緩和ブロック５６０には、前記フレキシブル基板５００の接続端子部（導電部）５１２に接続する放熱部材５７０（下側パターン５７２、貫通パターン５７４、上側パターン５７６）を設けている。したがって、特にフレキシブル基板５００の接続端子部５１２とドライバＩＣ３００側の端子部８１との間の接続部で発熱が起こるものの、この接続部上には前記の応力緩和ブロック５６０を接合しているので、前記接続部で発生した熱が接続端子部５１２、貫通パターン５１６、接続パターン５１４を介して応力緩和ブロック５６０の放熱部材５７０に伝わり、この放熱部材５７０や応力緩和ブロック５６０自体から良好に放熱される。よって、フレキシブル基板５００の接続部での発熱に起因して、液滴吐出ヘッド１の機能液（インク）吐出性が損なわれてしまうことを防止することができる。

また、応力緩和ブロック５６０に放熱フィン構造５６５を形成しているので、その放熱面積が大となり、したがって応力緩和ブロック５６０での放熱がより良好になされるようになる。よって、液滴吐出ヘッド１の吐出性をより安定させることができる。すなわち、例えば大判サイズの印刷のように、大電流を流して高速で、しかも長時間に亘って印刷を行う場合にも、十分な放熱効果（冷却効果）が得られることで、その駆動を良好に行わせることができる。
なお、フレキシブル基板５００の前記接続パターン５１４と応力緩和ブロック５６０の下側パターン５７２との間を、ろう材等の金属によって接続すれば、これら接続パターン５１４と下側パターン５７２との間の熱伝導性がより良好になり、したがって応力緩和ブロック５６０側での放熱効果をより高めることができる。

次に、本発明の液滴吐出ヘッドの第２実施形態について説明する。
図７は、本発明の液滴吐出ヘッドの第２実施形態の要部を示す側断面図である。図７に示した液滴吐出ヘッドが、図５に示した液滴吐出ヘッドと異なるところは、主に、フレキシブル基板５００の構成と、圧電素子（駆動素子）３００の構成とにある。

図７に示した液滴吐出ヘッドにおいては、その凹溝７００の底面（段差部２５０の下段面）に、前記端子部８１とは別に、検査用端子部８３が形成されている。この検査用端子部８３は、対応する端子部８１が導通する圧電素子３００と同じ圧電素子３００に導通して形成されたもので、例えば圧電素子３００の上電極膜８０に導通して形成されたものである。

また、フレキシブル基板５０１には、図５に示したフレキシブル基板５００と異なり、前記接続端子部５１２とは別に、検査用接続端子部５１８が設けられている。この検査用接続端子部５１８は、ドライバＩＣ２００に導通する配線パターン５１０の一部としてではなく、この配線パターン５１０とは別に形成されたものである。そして、本実施形態では、この検査用接続端子部５１８に、図５に示した貫通パターン５１６が接続され、さらにこの貫通パターン５１６に、接続パターン５１４が接続されている。すなわち、フレキシブル基板５０１の下面の先端側には、配線パターン５１０とは別に検査用接続端子部５１８が形成されており、フレキシブル基板５０１の上面には、検査用接続端子部５１８と貫通パターン５１６を介して導通する接続パターン５１４が形成されている。

また、応力緩和ブロック５６２には、図５に示した応力緩和ブロック５６０と同様に、下側パターン５７２、貫通パターン５７４、上側パターン５７６が形成されている。ただし、これら各パターンは、前記の第１実施形態とは異なり、この第２実施形態では、放熱部材としてではなく、本発明における検査パターン５７８を構成するものとなっている。

このような構成の液滴吐出ヘッドを製造するに際し、特にフレキシブル基板５０１を凹溝７００内に接続するには、前記液滴吐出ヘッド１の場合と同様にして、予め異方性導電材料を端子部８１及び検査用端子部８３上、又はフレキシブル基板５００の接続端子部５１２及び検査用接続端子部５１８上に配しておく。そして、その状態でフレキシブル基板５００の先端側を曲げ（折り曲げ）、その接続端子部５１２側を凹溝７００に入れ込み、異方性導電材料を介して端子部８１に接続端子部５１２を接続するとともに、検査用端子部８３に検査用接続端子部５１８を接続する。そして、異方性導電材料を加熱することなどによって硬化させる。

続いて、フレキシブル基板５０１の、前記検査用接続端子部５１８に接続する接続パターン５１４上に、異方性導電材料やろう材等を介在させて応力緩和ブロック５６２を載置する。そして、異方性導電材料やろう材等によって応力緩和ブロック５６２の下側パターン５７２と前記接続パターン５１４とを接合する。
なお、フレキシブル基板５０１には、その先端側を凹溝７００内に接続するに先立ち、あるいはその後に、段差部２５０の上段側に位置するようにしてドライバＩＣ２００を実装しておく。

このようにしてフレキシブル基板５０１上に応力緩和ブロック５６２を接合すると、その直後から、フレキシブル基板５０１上のドライバＩＣ２００と圧電素子３００とが電気的に接続しているか否かを検出することができる。すなわち、ドライバＩＣ２００に通電することで圧電素子３００側に駆動信号（電気信号）を送ると、フレキシブル基板５０１が正常に接続されており、したがって端子部８１と接続端子部５１２との間、さらには検査用端子部８３と検査用接続端子部５１８との間が正常に接続されていれば、応力緩和ブロック５６２において検査パターン５７８を構成する上側パターン５７６から、前記の駆動信号（電気信号）を検出することができる。つまり、ドライバＩＣ２００と圧電素子３００とが、フレキシブル基板５０１を介して電気的に接続しているか否かを、検出することができるようになる。

したがって、従来のように液滴吐出ヘッドを完成に近い状態にまで組み立てることなく、応力緩和ブロック５６２を接合した直後に導通の検査を行うことができる。よって、接続不良を早い段階で選別することができ、これにより接続不良に対しての処置をより早く行うことにより、接続不良品に対しても完成に近い状態にまで組み立ててしまうことによる無駄をなくし、生産性を向上することができる。
また、第１実施形態と同様に、応力緩和ブロック５６２によってフレキシブル基板５０１の上面側を押さえるため、フレキシブル基板５０１の剥離を防止することができる。

なお、圧電素子（駆動素子）３００側に、ドライバＩＣ２００の駆動信号に基づいて該圧電素子３００が正規に動作するか否かを検出する回路を設けておき、この回路に、前記の検査用端子部８３を導通させ、さらにこの検査用端子部８３を介して前記検査パターン５７８を導通させるようにしてもよい。
このようにすれば、応力緩和ブロック５６２を接合した直後に、ドライバＩＣ２００と圧電素子３００との間の導通の検査だけでなく、ドライバＩＣ２００によって圧電素子３００が正規に動作するか否かも検査することができ、したがって動作不良の有無についても早い段階で知ることができる。

次に、本発明の液滴吐出ヘッドの第３実施形態について説明する。
図８は、本発明の液滴吐出ヘッドの第３実施形態の要部を示す側断面図である。図８に示した液滴吐出ヘッドが、図７に示した液滴吐出ヘッドと異なるところは、フレキシブル基板の構成、及び応力緩和ブロックの構成にある。

図８に示した液滴吐出ヘッドにおいて、フレキシブル基板５０２には、第２実施形態と同様に、配線パターン５１０の一部としての接続端子部５１２と、これとは別に形成された検査用接続端子部５１８とが設けられている。そして、これら接続端子部５１２、検査用接続端子部５１８のいずれにも、接続パターンが導通させられている。すなわち、フレキシブル基板５０２の上面には、第１実施形態と同様に、貫通パターン５１６ａを介して接続端子部５１２に導通する接続パターン５１４ａが形成されており、また、第２実施形態と同様に、貫通パターン５１６ｂを介して検査用接続端子部５１８に導通する接続パターン５１４ｂが形成されている。ここで、接続パターン５１４ａと接続パターン５１４ｂとは、接続することなくそれぞれ独立した状態、すなわち絶縁された状態に形成されている。

また、応力緩和ブロック５６４には、第１実施形態における放熱部材５７０と、第２実施形態における検査パターン５７８とが、共に備えられている。すなわち、放熱部材５７０側では、前記接続パターン５１４ａに接続する下側パターン５７２ａと、貫通パターン５７４ａ、上側パターン５７６ａがそれぞれ設けられたことにより、放熱部材５７０が構成されている。一方、検査パターン５７８側では、前記接続パターン５１４ｂに接続する下側パターン５７２ｂと、貫通パターン５７４ｂ、上側パターン５７６ｂがそれぞれ設けられたことにより、検査パターン５７８が構成されている。ここで、応力緩和ブロック５６４上において放熱部材５７０と検査パターン５７８とは、互いに導通することなく、それぞれ独立した状態、すなわち絶縁された状態に形成されている。

このような構成の液滴吐出ヘッドにあっては、放熱部材５７０により、第１実施形態と同様に、フレキシブル基板５０２の接続部での発熱に起因して、吐出性が損なわれてしまうことを防止することができる。また、検査パターン５７８により、第１実施形態と同様に、ドライバＩＣ２００と圧電素子３００との間の接続不良を早い段階で選別することができ、これにより接続不良に対しての処置をより早く行うことができる。
さらに、第１実施形態と同様に、応力緩和ブロック５６２によってフレキシブル基板５０１の上面側を押さえるため、フレキシブル基板５０１の剥離を防止することができる。

＜液滴吐出装置＞
次に、前述した液滴吐出ヘッド１を備えた本発明の液滴吐出装置ＩＪの一例について、図９を参照しながら説明する。図９は液滴吐出装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。

図９において液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と、駆動軸４と、ガイド軸５と、コントローラＣＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒータ６とを備えている。ステージ７は、液滴吐出ヘッド１によって機能液が吐出される基板Ｐを支持するもので、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えたものである。液滴吐出ヘッド１のノズル開口部からは、ステージ７に支持されている基板Ｐに対し、機能液が吐出されるようになっている。

駆動軸４には駆動モータ２が接続されている。駆動モータ２はステッピングモータ等からなるもので、コントローラＣＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、駆動軸４を回転させるようになっている。駆動軸４が回転すると、液滴吐出ヘッド１はＹ軸方向に移動する。ガイド軸５は基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、駆動モータ３を備えている。駆動モータ３はステッピングモータ等からなるもので、コントローラＣＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＸ軸方向に移動するようになっている。

コントローラＣＴは、液滴吐出ヘッド１に対して液滴吐出を制御するための電圧を供給する。さらに、コントローラＣＴは、駆動モータ２に対して液滴吐出ヘッド１のＹ軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給するとともに、駆動モータ３に対してステージ７のＸ軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給する。

クリーニング機構８は液滴吐出ヘッド１をクリーニングするものであって、図示しない駆動モータを備えている。この駆動モータの駆動により、クリーニング機構８はガイド軸５に沿ってＸ軸方向に移動する。クリーニング機構８の移動もコントローラＣＴにより制御される。ヒータ６は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された機能液に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行うようになっている。このヒータ６の電源の投入及び遮断も、コントローラＣＴによって制御されるようになっている。
そして、液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と基板Ｐを支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。

このような液滴吐出装置ＩＪにあっては、前述したように、フレキシブル基板５００（５０１、５０２）の変形によるフレキシブル基板の接続部での剥離が防止された液滴吐出ヘッドを備えているので、この液滴吐出装置自体も、前記接続部の剥離による不良が防止されたものとなり、長期に亘る信頼性が確保されたものとなる。

なお、前述した実施形態において、液滴吐出ヘッド１より吐出される機能液としては、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものとする。これにより、液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出法に基づいて吐出した機能液によって、前記各デバイスを製造することができる。

本発明の第１実施形態に係る液滴吐出ヘッドの外観斜視図である。 図１に示した液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視図である。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。 フレキシブル基板を下面側から見た図である。 液滴吐出ヘッドの要部側断面図である。 応力緩和ブロックにおける放熱フィン構造を示す要部側断面図である。 第２実施形態に係る液滴吐出ヘッドの要部側断面図である。 第３実施形態に係る液滴吐出ヘッドの要部側断面図である。 液滴吐出装置の一例を示す外観斜視図である。

符号の説明

１…液滴吐出ヘッド、１５…ノズル開口部、１５Ａ〜１５Ｄ…ノズル開口群、２０…リザーバ形成基板、８１…端子部、８３…検査用端子部、２００…ドライバＩＣ（駆動回路部）、２５０…段差部、３００…圧電素子（駆動素子）、５００、５０１、５０２…フレキシブル基板、５１０…配線パターン（導電部）、５１２…接続端子部、５１８…検査用接続端子部、５６０、５６２、５６４…応力緩和ブロック、５６５…放熱フィン構造、５７０…放熱部材、５７２…下側パターン、５７４…貫通パターン、５７６…上側パターン、５７８…検査パターン、７００…凹溝、ＩＪ…液滴吐出装置

Claims (7)

1. 液体が流れる流路を形成する第１基板と、
   前記第１基板上に設けられた駆動素子と、
   前記第１基板上に設けられた第２基板と、
   前記第２基板上に設けられており、前記駆動素子を駆動する駆動回路部と、
   前記駆動回路部と前記駆動素子とを電気的に接続する導電部を有するフレキシブル基板と、を備え、
   前記フレキシブル基板は、前記第１基板及び前記第２基板によって形成された段差部の下段側において前記駆動素子に接続されており、
   前記フレキシブル基板には、前記駆動素子との接続部上に、非導電材料によって形成されたブロックが接合されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記ブロックには、前記フレキシブル基板の導電部に接続する放熱部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
3. 前記ブロックには、放熱フィン加工がなされていることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
4. 前記ブロックには、前記駆動回路部と前記駆動素子とが前記フレキシブル基板を介して電気的に接続しているか否かを検出するための、導電性の検査パターンが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッド。
5. 前記非導電材料が、シリコンであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッド。
6. 前記ブロックは、前記接続部の応力による前記フレキシブル基板の変形を抑制する応力緩和ブロックであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッド。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴
   吐出装置。

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