JP4964538B2 - 液体吐出ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッド及びその製造方法に係り、特に振動板上に設置された圧電素子で圧力室を変形させて、圧力室に連通された吐出口から液体を吐出させる液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。

紙などの記録媒体上に文字や画像を記録する装置の一つとして、インクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、インク吐出用のノズルを備えた印字ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら、画像信号に応じてノズルからインクを吐出させることにより、記録媒体上にインク滴を着弾させ、そのインクドットにより画像を形成する。代表的なインク吐出方式としては、圧力室内に発生させた気泡でインクをノズルから吐出させる方式と圧力室の容積変化でインクをノズルから吐出させる方式とが知られている。

圧力室の容積変化でインクをノズルから吐出させる方式では、一般に圧電素子を利用して圧力室の容積を変化させる。この場合、圧電素子は、圧力室の一部を構成する振動板に設置され、フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）を介して駆動電圧が印加される。しかし、ＦＰＣと圧電素子が接触配置されると、圧電素子の変形が拘束されてしまうという問題があった。また、インクが圧電素子に回り込むと、このインクを介して圧電素子がショートする危険性があった。

そこで、特許文献１では、圧電素子の周囲に囲うように接着剤層を形成し、その接着剤層でＦＰＣを接着することにより、空間内に圧電素子を密封すること、及び、圧電素子の周囲を囲むよう突起部を形成し、その突起部に接着剤を介してＦＰＣを固定することにより、圧電素子を空間内に密封することが提案されている。

また、特許文献２では、圧電素子が設置された流路基板上に封止部材を介して集積回路が一体成形された接合基板を接合し、リード電極を介して圧電素子と集積回路を接続することにより、接合基板と封止部材によって画成される空間内に圧電素子を密封することが提案されている。
特開平６−２８６１２６号公報 特開２００２−４６２８１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、実質的に接着剤層でＦＰＣを支えているため、接着圧力により接着剤層の厚みが減少すると、ＦＰＣと圧電素子とが接触して圧電素子を拘束し、安定した吐出が行われなくなるという欠点がある。また、圧電素子の可動部と電気接続部とが仕切られていないため、圧電素子の電極に導電性部材を部分的に設けなければならず、工数が増大し、バラツキが生じるという欠点もある。

また、特許文献２に記載のものは、流路基板と接合基板とが単結晶シリコンに限られており、材料に自由度がないという欠点がある。また、封止部材を接着剤のみで構成した場合には、各圧電素子を各々個別に封止するために、接着剤の微細パターン塗布が必要になり、プロセスが複雑になるという欠点がある。一方、封止部材をガラスやシリコンのような硬い材料で構成すると、圧電素子の可動部と電気接続部とを完全に仕切ることができないため、圧電素子の電気接続部に導電性部材を部分的に設置しなければならず、工数が増
大し、バラツキが生じるという欠点がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、製造工程を簡略化でき、かつ、接続の信頼性を確保できる液体吐出ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、前記目的を達成するために、振動板上に設置された圧電素子で圧力室を変形させて、該圧力室に連通された吐出口から液体を吐出させる液体吐出ヘッドの製造方法において、前記圧電素子が設置された振動板上に前記圧電素子を覆うように液状のレジストを塗布して、硬化させ、前記振動板上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記振動板上に形成されたレジスト層を露光、現像して、前記圧電素子の可動部と電気接続部を覆うレジストを分割して除去し、前記レジスト層に前記圧電素子の可動空間と接続空間とを分割して形成する空間形成工程と、前記レジスト層に形成された前記接続空間に導電性材料を充填する導電性材料充填工程と、前記圧電素子に駆動電圧を印加するための配線が形成された配線プレートを前記レジスト層の上に接合する工程と、を含み、前記配線は前記接続空間に対応する位置にバンプが形成され、前記配線プレートを前記レジスト層の上に接合する工程では、前記導電性材料が固化する前に前記配線プレートを前記レジスト層の上に接合して、前記バンプを前記導電性材料が充填された前記接続空間に嵌入させることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。

請求項１に係る発明によれば、振動板上の圧電素子の周囲が液状のレジストで満たされた状態で封止される。この場合において、圧電素子を覆うように液状のレジストを追加塗布し、硬化させてレジスト層を更に形成する。そして、その振動板上に形成されたレジスト層を露光、現像して、圧電素子の可動部と電気接続部を覆うレジストを分割して除去し、レジスト層に圧電素子の可動空間と接続空間を分割して形成する。この後、接続空間に導電性材料を充填して、圧電素子との接続部を形成する。これにより、圧電素子の周囲がレジストで満たされた状態で封止される。そして、このように圧電素子の周囲をレジストで封止することにより、リーク電流を効果的に防止でき、接続の信頼性を確保することができる。この場合において、レジストは軟性部材なので、圧電素子の変位への悪影響は非常に小さく、安定した動作を行うことができる。また、レジスト層に形成した可動空間と接続空間とによって圧電素子の可動部と電気接続部とを完全に分離することができるので、導電性材料が可動部にはみ出すことなく、簡単に圧電素子の接続部を形成することができ、製造工程を簡略化することができる。

請求項２に係る発明は、前記目的を達成するために、振動板上に設置された圧電素子で圧力室を変形させて、該圧力室に連通された吐出口から液体を吐出させる液体吐出ヘッドの製造方法において、前記圧電素子が設置された振動板上に前記圧電素子を覆うように液状のレジストを塗布して、硬化させ、前記振動板上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記振動板上に形成されたレジスト層を露光、現像して、前記圧電素子の可動部と電気接続部を覆うレジストを分割して除去し、前記レジスト層に前記圧電素子の可動空間と接続空間とを分割して形成する空間形成工程と、前記圧電素子の接続空間に対応する位置に貫通穴が形成された基板を前記レジスト層の上に接合する基板接合工程と、前記基板に形成された貫通穴と前記レジスト層に形成された接続空間に導電性材料を充填する導電性材料充填工程と、前記圧電素子に駆動電圧を印加するための配線を有し、共通液室を構成する共通液室部を前記基板の上に接合する工程と、を含み、前記配線は前記貫通穴に対応する位置にバンプが形成され、前記共通液室部を前記基板の上に接合する工程では、前記導電性材料が固化する前に前記共通液室部を前記基板の上に接合して、前記バンプを前記導電性材料で充填された前記貫通穴に嵌入させることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。

請求項２に係る発明によれば、レジスト層の上に圧電素子を覆うように基板が接合される。これにより、圧電素子を完全に密封することができ、結露やインク漏れによる圧電素子の劣化を防止することができる。さらに、配線層と圧電素子を別の層に配置できるため、スペースが広がり、より多ノズル化、高密度化することができる。

請求項３に係る発明は、前記目的を達成するために、前記導電性材料は、導電性接着剤、導電性ペースト又は導電性インクであって、真空印刷を含むスクリーン印刷により、前記接続空間及び／又は前記貫通穴に充填されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。

請求項３に係る発明によれば、導電性材料が導電性接着剤で構成され、スクリーン印刷によって接続空間及び／又は貫通穴に充填される。これにより、圧電素子に圧力を加えることなく、多数の接続を確実に行うことができる。

請求項４に係る発明は、前記目的を達成するために、振動板上に設置された圧電素子で圧力室を変形させて、該圧力室に連通された吐出口から液体を吐出させる液体吐出ヘッドにおいて、前記圧電素子が設置された振動板上に前記圧電素子を覆うように液状のレジストを塗布し、硬化させて形成したレジスト層と、前記レジスト層を露光、現像することにより、前記圧電素子の可動部のレジストを除去して、前記レジスト層に形成された可動空間と、前記レジスト層を露光、現像することにより、前記圧電素子の電気接続部を覆うレジストを除去して、前記可動空間とは別に前記レジスト層に形成された接続空間と、前記接続空間に充填された導電性材料と、前記圧電素子に駆動電圧を印加するための配線が形成され、前記レジスト層の上に接合される配線プレートと、前記接続空間の形成位置に対応して前記配線に設けられ、前記導電性材料が固化する前に前記配線プレートを前記レジスト層の上に接合することにより、前記導電性材料で充填された前記接続空間に嵌入されるバンプと、を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。

請求項４に係る発明によれば、圧電素子の周囲がレジストで満たされた状態で封止される。これにより、リーク電流を効果的に防止でき、圧電素子駆動の信頼性を確保することができる。この場合において、レジストは軟性部材なので、圧電素子の変位への悪影響は非常に小さく、安定した動作を行うことができる。また、レジスト層に形成した可動空間と接続空間とによって圧電素子の可動部と電気接続部とを完全に分離することができるので、簡単に圧電素子の接続部を形成することができ、製造工程を簡略化することができる。

請求項５に係る発明は、前記目的を達成するために、振動板上に設置された圧電素子で圧力室を変形させて、該圧力室に連通された吐出口から液体を吐出させる液体吐出ヘッドにおいて、前記圧電素子が設置された振動板上に前記圧電素子を覆うように液状のレジストを塗布し、硬化させて形成したレジスト層と、前記レジスト層を露光、現像することにより、前記圧電素子の可動部のレジストを除去して、前記レジスト層に形成された可動空間と、前記レジスト層を露光、現像することにより、前記圧電素子の電気接続部を覆うレジストを除去して、前記可動空間とは別に前記レジスト層に形成された接続空間と、前記接続空間に連通する貫通穴を備え、前記レジスト層の上に接合された基板と、前記貫通穴と前記接続空間に充填された導電性材料と、前記圧電素子に駆動電圧を印加するための配線を有し、前記基板の上に接合されて共通液室を構成する共通液室部と、前記貫通穴の形成位置に対応して前記配線に形成され、前記導電性材料が固化する前に前記共通液室部を前記基板の上に接合することにより、前記導電性材料で充填された前記貫通穴に嵌入されるバンプと、を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。

請求項５に係る発明によれば、レジスト層の上に圧電素子を覆うように基板が接合される。これにより、圧電素子を完全に密封することができ、結露やインク漏れによる圧電素子の劣化を防止することができる。

本発明に係る液体吐出ヘッド及びその製造方法によれば、製造工程を簡略化でき、かつ、接続の信頼性を確保することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る液体吐出ヘッド及びその製造方法について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る液体吐出ヘッドを有するインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。

同図に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド（液体吐出ヘッド）１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６とを備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合は、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられ、このカッター２８によってロール紙は、所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、その固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとで構成され、搬送路を挟んで印字裏面側に固定刃２８Ａ、印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（図示省略）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１とローラー３２の間に掛け渡されたベルト３３の内側には、印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置に吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることにより、ベルト３３の上の記録紙１６がベルト３３に吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は、図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字すると、ベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）には、ベルト３３を清掃するベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成については、詳細を図示しないが、たとえば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせた方式などがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると、高い清掃効果を得られる。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲みやすいという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において、印字部１２の上流側には加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾きやすくなる。

印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査
方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。

図２に示すように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってノズル（インク吐出口）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお、ここで主走査方向及び副走査方向とは、次のような意味で用いている。すなわち、記録紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時、（１）全ノズルを同時に駆動するか、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動するか、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動するか等のいずれかのノズルの駆動が行われ、用紙の幅方向（記録紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字をするようなノズルの駆動を主走査と定義する。そして、この主走査によって記録される１ライン（帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向という。

一方、上述したフルラインヘッドと記録紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。そして、副走査を行う方向を副走査方向という。結局、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

また、本例ではＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては、本実施の形態のものに限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。たとえば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、このイメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まり、その他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、たとえば、加熱ファンが用いられる。印字後、インクが乾燥するまでは、印字面に物が接触することは避けた方が好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクを用いて印字した場合などには、加圧によりペーパの孔を塞ぐことで、オゾンなどの染料分子を壊す原因となるものとの接触を防止でき、画像の耐候性をアップさせることができる。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像を印字したものと、テスト印字したものとは、分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別して、それぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために、排紙経路を切り換える選別手段（図示省略）が設けられている。

なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す構成とする。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられ、画像余白部にテスト印字を行って、本画像とテスト印字部を切断する。カッター４８の構造は、前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとで構成される。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

次に、印字ヘッド（液体吐出ヘッド）のノズル（液体吐出口）の配置について説明する。なお、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを表すものとし、図３に印字ヘッド５０の平面透視図を示す。

図３に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、インクを液滴として吐出するノズル５１、インクに圧力を付与してノズル５１から吐出させる圧力室５２、図３では図示を省略した共通流路から圧力室５２にインクを供給するインク供給口５３を含んで構成される圧力室ユニット５４が、千鳥状の２次元マトリクス状に配列され、ノズル５１の高密度
化が図られている。

このような印字ヘッド５０上のノズル配置のサイズは、特に限定されるものではないが、一例としてノズル５１を横４８行（２１ｍｍ）、縦６００列（３０５ｍｍ）に配列することにより２４００ｎｐｉを達成する。

なお、図３に示す例では、圧力室５２の平面形状が略正方形状をしているが、圧力室５２の平面形状は、このような正方形に限定されるものではない。

圧力室５２には、図３に示すように、その対角線の一方の端にノズル５１が形成され、他方の端にインク供給口５３が設けられている。

また、図４は他の印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。図４に示すように、複数の短尺ヘッド５０’を２次元の千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、これらの複数の短尺ヘッド５０’全体で印字媒体の全幅に対応する長さとなるようにして１つの長尺のフルラインヘッドを構成するようにしてもよい。

図５はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。

インクタンク６０は、印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に補充口（図示省略）からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を替える場合にはカートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。なお、図５のインクタンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

図５に示したように、インクタンク６０と印字ヘッド５０を繋ぐ管路の中間には、異物や気泡を除去するために、フィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、印字ヘッド５０のノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

なお、図５には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズルの乾燥を防止する手段又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止する手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａを清掃する手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。

これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、図示を省略した移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、図示しない昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。昇降機構は、電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａのノズル領域をキャップ６４で覆うようになっている。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示を省略したブレード移動機構により、印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル面５０Ａ）を摺動可能に設けられている。ノズル面５０Ａにインク液滴や異物が付着した場合は、このクリーニングブレード６６をノズル面５０Ａに沿って摺動させることで付着物を拭き取り、ノズル面５０Ａを清掃する。

印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、そのノズル５１の近傍のインク粘度が上昇した場合は、粘度が上昇して劣化したインクを排出すべく、キャップ６４に向かって予備吐出が行われる。

また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室５２内のインク）に気泡が混入した場合は、印字ヘッド５０にキャップ６４を当てて、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引除去し、回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、あるいは長時間停止した後の使用開始時にも行われ、これにより、粘度が上昇して固化した劣化インクを除去することができる。なお、この場合において、キャップ６４は、内側を仕切り壁によって複数のエリアに分割し、吸引するエリアを選択できるようにすることが好ましい。

図６はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示すブロック図である。

同図に示すように、インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータードライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなどの磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータードライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒーター８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従ってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータードライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒーター８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミン
グの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には、画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図６において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０の圧力発生手段を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサー（図示省略）を含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供するものである。

プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいて印字ヘッド５０に対する各種補正を行うようになっている。

次に、本発明の特徴である印字ヘッド５０の構成について詳しく説明する。

図７は印字ヘッド５０の第１の実施の形態の概略構成を示す斜視透視図である。

同図に示すように、ノズル５１とインク供給口５３を備えた各圧力室５２の上には、各圧力室５２の上面を形成する振動板５６が配置されている。振動板５６は、一枚のプレートで形成されており、その上に各圧力室５２を個別に変形させる圧電素子５８が個別に設置されている。

圧電素子５８は、ピエゾ等の圧電体５９で構成されており、その上面に個別電極５７が形成されている。振動板５６は、この圧電素子５８の共通電極として機能し、この振動板５６と個別電極５７との間に圧電体５９が挟まれて、圧電素子５８が構成されている。
この圧電素子５８は、主として圧力室５２を変形させるための可動部５８ａと、電気配線９０を接続するための電気接続部５８ｂとで構成されている。可動部５８ａは、略矩形状に形成されており、圧力室５２の形成領域に配置されている。一方、電気接続部５８ｂは、可動部５８ａの一角から引出部５８ｃを介して横方向に引き出して形成されており、圧力室５２の形成領域以外の領域に配置されている。この電気接続部５８ｂは、円形状に形成されており、その上には柱状の電気配線９０が、ほぼ垂直に立ち上がって形成されている。

柱状の電気配線９０（その形状から「エレキ柱」とも呼ぶこととする。）の上には、配線プレート９２が配置されており、この配線プレート９２に形成された配線を介して前述したヘッドドライバ８４から各圧電素子５８の個別電極５７に駆動信号が供給される。

また、この柱状の電気配線９０が林立した空間は、各圧力室５２にインクを供給するための共通液室５５として機能し、この共通液室５５から各圧力室５２のインク供給口５３を介して各圧力室５２にインクが供給される。これにより、十分な容量をもった共通液室５５と各圧力室５２をつなぐ液路長が短くなり、リフィル改善、高粘度液吐出に有利になる。

なお、図７に示した共通液室５５は、一つの空間として形成されているが、いくつかの
領域に分けて形成するようにしてもよい。

また、図７に示した電気配線９０は、各圧電素子５８に対して１つずつ形成されているが、配線数を削減するために、いくつかの圧電素子５８に対する配線を一つにまとめて、一つの電気配線９０として形成するようにしてもよい。さらに、個別電極５７ばかりでなく、共通電極（振動板５６）に対する配線もこの電気配線９０として形成するようにしてもよい。

図８は、圧力室５２の一部を拡大した平面透視図である。同図に示すように、各圧力室５２は、ほぼ正方形状に形成されており、その対角線上の両隅にノズル５１とインク供給口５３とが形成されている。

図９は、図８の９−９断面図である。同図に示すように、ノズル５１と圧力室５２は、流路プレート９６に形成されており、その流路プレート９６の上に振動板５６が接合されている。上記のように、振動板５６は一枚のプレートで形成されており、この振動板５６によって圧力室５２の天井面が形成されている。また、この振動板５６には、各圧力室５２に連通するインク供給口５３が形成されている。

振動板５６の上には、各圧力室５２に対応する位置に圧電素子５８が設置されており、この圧電素子５８の周囲を覆うようにレジスト層９８が形成されている。

ここで、このレジスト層９８は、圧電素子５８の厚さよりも若干厚く形成されており、圧電素子５８の可動部５８ａの上部のレジストと、電気接続部５８ｂの上部のレジストとが除去して形成されている。この圧電素子５８の可動部５８ａの上部に形成された空間は、可動空間１００として、圧電素子５８の変位を確保するための空間として機能し、電気接続部５８ｂの上部に形成された空間は、接続空間１０２として、電気配線９０と電気接続部５８ｂとの接続を確保するための空間として機能する。そして、この可動空間１００と接続空間１０２とは、図１０に示すように、レジスト層９８により互いに分離して形成されている。

レジスト層９８の上には、圧電素子５８の上部を覆うカバープレート１０４が接合されている。このカバープレート１０４は、一枚のプレートで形成されており、レジスト層９８に形成された各接続空間１０２に対応する位置に貫通穴１０６が形成されている。貫通穴１０６は、接続空間１０２とほぼ同じ径で形成されており、接続空間１０２に連通されている。この貫通穴１０６と接続空間１０２とには、導電性接着剤１０８が充填されており、この導電性接着剤１０８を介して電気接続部５８ｂとの接続が確保されている。

カバープレート１０４の上には、共通液室５５を構成する共通液室部１１０が接合されている。この共通液室部１１０は、絶縁プレート１１２と電気配線９０と配線プレート９２とで構成されている。

絶縁プレート１１２は、共通液室５５を形成する一枚の絶縁プレートで形成されており、カバープレート１０４に形成された貫通穴１０６に対応する位置に貫通穴１１４が形成されている。

電気配線９０は、絶縁プレート１１２に形成された貫通穴１１４から垂直に延びるように形成されており、その外周は絶縁部１１６で覆われている。この電気配線９０の先端部は、バンプとして半球状の突起９０ａが絶縁プレート１１２に形成された貫通穴１１４から突出して形成されている。

配線プレート９２は、共通液室５５を形成する面に絶縁膜が形成された一枚のプレートで形成されており、電気配線９０の頂部に配置されている。この配線プレート９２には、図示を省略した配線が形成されており、各電気配線９０に接続されている。

共通液室５５は、絶縁プレート１１２と配線プレート９２との間の電気配線９０が林立した空間に形成され、この共通液室５５にプールされたインクが、各圧力室５２に供給される。このため、共通液室５５と圧力室５２との間に配設された絶縁プレート１１２、レジスト層９８、振動板５６には、共通液室５５と圧力室５２とを連通するための貫通穴１１８、１２０、１２２が形成されている。この貫通穴１１８、１２０、１２２は、流路プレート９６に形成されたインク供給口５３に対応する位置に形成されており、この貫通穴１１８、１２０、１２２を介してインク供給口５３から共通液室５５内のインクが圧力室５２に供給される。

また、この共通液室５５を形成する共通液室部１１０が、カバープレート１０４の上に接合されると、電気配線９０の先端の突起部９０ａが、カバープレート１０４に形成された貫通穴１０６に嵌入し、その貫通穴１０６に充填された導電性接着剤１０８に接合される。これにより、電気配線９０と導電性接着剤１０８とが電気的に接続され、この導電性接着剤１０８を介して電気配線９０と圧電素子５８とが電気的に接続される。この結果、配線プレート９２から各圧電素子５８に駆動信号を印加できるようになる。したがって、導電性接着剤１０８は、共通液室部１１０を接合する時に同時に硬化させることが望ましい。

以上のように構成された本実施の形態の印字ヘッド５０によれば、圧電素子５８の周囲がレジストで満たされた状態で封止される。これにより、リーク電流を効果的に防止でき、接続の信頼性を確保することができる。この場合において、レジストは軟性部材なので、圧電素子５８の変位への悪影響は非常に小さく、安定した動作を行うことができる。

また、レジスト層９８に形成した可動空間１００と接続空間１０２とによって圧電素子５８の可動部エリアと電気接続部５８ｂとを完全に分離することができるので、導電性接着材１０８がはみ出すことなく、簡単に圧電素子５８の接続部を設けることができ、製造工程を簡略化することができる。以下、この印字ヘッド５０の製造方法について説明する。

図１１は、第１の実施の形態の印字ヘッド５０の製造工程の説明図である。

まず、図１１（ａ）に示すように、振動板５６の上の所定の位置に圧電素子５８を設置する。

次に、図１１（ｂ）に示すように、圧電素子５８が設置された振動板５６の上に液状のレジストを塗布する。そして、塗布したレジストをベークして硬化させ、振動板５６の上にレジスト層９８を形成する。

塗布は、圧電素子５８の厚み＋αの厚みでレベリングし、振動板５６の上に設置された圧電素子５８が、レジストで覆われるように塗布する。塗布方法については、特に限定されず、たとえば、スピンコート、スプレーコート、バーコート等の塗布方法を用いることができる。

次に、図１１（ｃ）に示すように、圧電素子５８の可動部５８ａの上部、電気接続部５８ｂの上部、及び、インク供給口５３の形成個所を覆うレジストを露光、現像して除去し、レジスト層９８に可動空間１００、接続空間１０２及び貫通穴１２２を形成する。

次に、図１１（ｄ）に示すように、接続空間１０２及び貫通穴１２２の形成位置に貫通穴１０６、１２０が形成されたカバープレート１０４をレジスト層９８の上に接合する。

カバープレート１０４の接合方法は、特に限定されず、たとえば、接着剤を用いてレジスト層９８に接合する。この他、拡散接合などを用いて接合してもよい。

また、カバープレート１０４に形成する貫通穴１０６、１２０の形成方法についても、特に限定されず、たとえば、レーザー加工で所定位置に貫通穴１０６、１２０を形成する。この他、エッチング加工などによって貫通穴１０６、１２０を形成してもよい。

次に、図１１（ｅ）に示すように、振動板５６にインク供給口５３を穴加工する。この加工方法は、特に限定されず、たとえば、レーザー加工でインク供給口５３を形成する。この他、ドライエッチング加工によって形成してもよい。

次に、図１１（ｆ）に示すように、レジスト層９８に形成された接続空間１０２、及び、その接続空間１０２に連通するカバープレート１０４の貫通穴１０６に導電性接着剤１０８を充填する。この導電性接着剤１０８の充填方法については、特に限定されないが、スクリーン印刷（真空印刷を含む）により充填することが好ましい。これにより、圧電素子５８に圧力をかけずに多数の充填をボイドの巻き込みなく、確実に行うことができる。

なお、導電性接着剤１０８に代えて導電性ペーストや導電性インク等を貫通穴１０６及び接続空間１０２に充填するようにしてもよい。ここで、この導電性接着剤、導電性ペースト、導電性インクとは、バインダー樹脂中に導電性の粒子が分散されており、バインダー樹脂の硬化収縮により分散された粒子が互いに接続し、導電性を示すものをいう。

次に、図１１（ｇ）に示すように、別途製作した共通液室部１１０をカバープレート１０４の上に接合するとともに、流路プレート９６を振動板５６の下に接合する。

ここで、共通液室部１１０は、貫通穴１０６及び接続空間１０２に充填された導電性接着剤１０８が固化する前にカバープレート１０４に接合する。この共通液室部１１０の接合方法は、特に限定されず、たとえば、接着剤を用いてカバープレート１０４に接合する。この他、溶着などによってカバープレート１０４に接合してもよい。また、流路プレート９６の接合方法も特に限定されず、たとえば、接着剤を用いて振動板５６に接合する。この他、拡散接合などによって振動板５６に接合してもよい。

以上一連の工程で第１の実施の形態の印字ヘッド５０が製造される。このように製造された印字ヘッド５０は、圧電素子５８の電気接続部５８ｂと可動部５８ａとが、完全に分離された状態で、かつ、圧電素子５８の周囲までレジストで封止されるため、リーク電流を効果的に防止でき、接続の信頼性を確保することができる。この場合において、レジストは軟性部材なので、圧電素子５８の変位への悪影響は非常に小さく、安定した動作を行うことができる。

また、導電性接着剤１０８をスクリーン印刷により貫通穴１０６及び接続空間１０２に充填することにより、圧電素子５８に無理な力をかけることなく、多数の充填作業を確実に行うことができる。さらに、この場合において、電気接続部５８ｂと可動部５８ａとが完全に分離されているため、簡単に導電性接着剤１０８を貫通穴１０６及び接続空間１０２に充填することができ、製造工程を簡略化することができる。

なお、電気接続部５８ｂの構成については、図１２に示すように、圧電体５９から個別電極５７のみを横方向に引き出して形成するようにしてもよい。

次に、本発明に係る印字ヘッドの第２の実施の形態について説明する。

図１３は、第２の実施の形態の印字ヘッドの要部の構成を示す断面図である。

同図に示すように、第２の実施の形態の印字ヘッド２００は、各圧電素子５８に駆動電圧を印加するための電気配線が、共通液室５５とレジスト層９８との間に形成されている。この電気配線は、共通液室５５とレジスト層９８の間に配置された配線プレート２０２に形成されている。

なお、上記以外の構成は、第１の実施の形態の印字ヘッド５０と基本的に同じなので、第１の実施の形態の印字ヘッド５０と同じ構成部材には、同じ符号を付して、その説明は省略する。

図１３に示すように、可動空間１００、接続空間１０２及び貫通穴１２２が形成されたレジスト層９８の上には、配線プレート２０２が接合されている。

配線プレート２０２は、一枚のプレートで形成されており、レジスト層９８に形成された貫通穴１２２に対応する位置と、接続空間１０２に対応する位置に貫通穴２０４、２０６が形成されている。

貫通穴２０４は、レジスト層９８に形成された貫通穴１２２とほぼ同じ径で形成されており、その貫通穴１２２に連通されている。

一方、貫通穴２０６は、レジスト層９８に形成された接続空間１０２とほぼ同じ径で形成されており、その接続空間１０２に連通されている。この貫通穴２０６の上端部には、配線プレート２０２の上面に敷設された図示しない電気配線のランド部２０８が形成されている。

配線プレート２０２に形成された貫通穴２０６と、レジスト層９８に形成された接続空間１０２とには、導電性接着剤（又は導電性ペースト）２１０が充填されており、この導電性接着剤２１０によってランド部２０８と電気接続部５８ｂとが電気的に接続されている。

配線プレート２０２の上には、共通液室部２１２が接合されている。この共通液室部２１２は、箱状に形成されており、その内部に共通液室５５を形成する。この共通液室部２１２の下面を構成する下面プレート２１４には、配線プレート２０２に形成された貫通穴２０４に対応する位置に貫通穴２１６が形成されており、貫通穴２０４に連通されている。共通液室５５は、この下面プレート２１４に形成された貫通穴２１６、配線プレート２０２に形成された貫通穴２０４、レジスト層９８に形成された貫通穴１２２、及び、振動板５６に形成されたインク供給口５３を介して圧力室５２に連通されている。

以上のように構成された第２の実施の形態の印字ヘッド２００においても、第１の実施の形態の印字ヘッド５０と同様に、圧電素子５８の周囲がレジストで満たされた状態で封止されるので、リーク電流を効果的に防止でき、圧電素子の駆動の信頼性を確保することができる。

また、レジスト層９８に形成した可動空間１００と接続空間１０２とによって圧電素子５８の可動部と電気接続部とを完全に分離することができるので、簡単に圧電素子５８の接続部を設けることができ、製造工程を簡略化することができる。

以下、この第２の印字ヘッド２００の製造方法について説明する。

図１４は、第２の実施の形態の印字ヘッド２００の製造工程の説明図である。

まず、図１４（ａ）に示すように、振動板５６の上の所定の位置に圧電素子５８を設置する。

次に、図１４（ｂ）に示すように、圧電素子５８が設置された振動板５６の上に液状のレジストを塗布する。そして、塗布したレジストをベークして硬化させ、振動板５６の上にレジスト層９８を形成する。

塗布は、圧電素子５８の厚み＋αの厚みでレベリングし、振動板５６の上に設置された圧電素子５８が、レジストで覆われるように塗布する。塗布方法については、特に限定されず、たとえば、スピンコート、スプレーコート、バーコート等の塗布方法を用いることができる。

次に、図１４（ｃ）に示すように、圧電素子５８の可動部５８ａの上部、電気接続部５８ｂの上部、及び、インク供給口５３の形成個所を覆うレジストを露光、現像して除去し、レジスト層９８に可動空間１００、接続空間１０２及び貫通穴１２２を形成する。

次に、図１４（ｄ）に示すように、接続空間１０２及び貫通穴１２２の形成位置に貫通穴２０４、２０６が形成された配線プレート２０２をレジスト層９８の上に接合する。

配線プレート２０２の接合方法は、特に限定されず、たとえば、接着剤を用いてレジスト層９８に接合する。この他、拡散接合などを用いて接合してもよい。

また、配線プレート２０２に形成する貫通穴２０４、２０６の形成方法についても、特に限定されず、たとえば、レーザー加工で所定位置に貫通穴２０４、２０６を形成する。この他、エッチング加工などによって貫通穴２０４、２０６を形成してもよい。

次に、図１４（ｅ）に示すように、レジスト層９８に形成された接続空間１０２と配線プレート２０２に形成された貫通穴２０６に導電性接着剤２１０を充填し、ランド部２０８と電気接続部５８ｂとを電気的に接続する。

なお、この導電性接着剤２１０の充填方法については、特に限定されないが、第１の実施の形態の印字ヘッド５０と同様にスクリーン印刷（真空印刷を含む）により充填することが好ましい。これにより、圧電素子５８に圧力をかけずに多数の充填を確実に行うことができる。

また、導電性接着剤２１０に代えて導電性ペーストを貫通穴２０６及び接続空間１０２に充填するようにしてもよい。

次に、図１４（ｆ）に示すように、振動板５６にインク供給口５３を穴加工する。この加工方法は、特に限定されず、たとえば、レーザー加工でインク供給口５３を形成する。この他、ドライエッチング加工によって形成してもよい。

次に、図１４（ｇ）に示すように、別途製作した共通液室部２１２を配線プレート２０２の上に接合するとともに、流路プレート９６を振動板５６の下に接合する。共通液室部２１０の接合方法は、特に限定されず、たとえば、接着剤を用いて配線プレート２０２に接合する。この他、溶着などによって配線プレート２０２に接合してもよい。また、流路プレート９６の接合方法も特に限定されず、たとえば、接着剤を用いて振動板５６に接合
する。この他、拡散接合などによって振動板５６に接合してもよい。

以上一連の工程で第２の実施の形態の印字ヘッド２００が製造される。このように製造された印字ヘッド２００は、第１の実施の形態の印字ヘッド５０と同様に、圧電素子５８の電気接続部５８ｂと可動部５８ａとが、完全に分離された状態で封止されるため、リーク電流を効果的に防止でき、接続の信頼性を確保することができる。この場合において、レジストは軟性部材なので、圧電素子５８の変位への悪影響は非常に小さく、安定した動作を行うことができる。

また、導電性接着剤２１０をスクリーン印刷により貫通穴２０６及び接続空間１０２に充填することにより、圧電素子５８に無理な力をかけることなく、多数の充填作業を確実に行うことができる。さらに、この場合において、電気接続部と可動部とが完全に分離されているため、簡単に導電性接着剤２１０を貫通穴２０６及び接続空間１０２に充填することができ、製造工程を簡略化することができる。

また、本実施の形態では、配線プレート２０２の接合と接続を分離して行うことができるので、より信頼性が高い。さらに、構造が簡単で気泡が残りにくい。

次に、本発明に係る印字ヘッドの第３の実施の形態について説明する。

図１５は、第３の実施の形態の印字ヘッドの要部の構成を示す断面図である。

同図に示すように、第３の実施の形態の印字ヘッド３００は、圧電素子５８の下方に共通液室５５が形成されている。

なお、圧電素子５８の設置部の構成は、第１の実施の形態の印字ヘッド５０と同じなので、第１の実施の形態の印字ヘッド５０と同じ構成部材には、同じ符号を付して、その説明は省略する。

図１５に示すように、振動板５６の下面に接合された流路プレート９６には、ノズル５１と、圧力室５２と、インク供給口５３と、共通液室５５とが形成されている。圧力室５２と共通液室５５は、インク供給口５３を介して互いに連通されており、インク供給口５３を介して共通液室５５から圧力室５２にインクが供給される。

振動板５６の上には、各圧力室５２に対応する位置に圧電素子５８が設置されており、その周囲を囲うようにレジスト層９８が形成されている。このレジスト層９８には、圧電素子５８の可動部５８ａの上方、及び、電気接続部５８ｂの上方のレジストが除去されて、可動空間１００と接続空間１０２とが形成されている。そして、接続空間１０２には、導電性接着剤３０２が充填されている。

レジスト層９８の上には、配線プレート３０４が接合されている。配線プレート３０４は、一枚のプレートで形成されており、各圧電素子５８に駆動電圧を印加するための配線３０６が形成されている。配線３０６には、各圧電素子５８の電気接続部５８ｂに対応する位置にバンプ３０８が形成されており、このバンプ３０８が接続空間１０２に嵌入されて、配線３０６と導電性接着剤３０２とが電気的に接続されている。そして、この配線３０６と導電性接着剤３０２とが電気的に接続されることにより、配線３０６と電気接続部５８ｂとが電気的に接続されている。

以上のように構成された第３の実施の形態の印字ヘッド３００においても、第１の実施の形態の印字ヘッド５０と同様に、圧電素子５８の周囲がレジストで満たされた状態で封止されるので、リーク電流を効果的に防止でき、接続の信頼性を確保することができる。

また、レジスト層９８に形成した可動空間１００と接続空間１０２とによって圧電素子
５８の可動部５８ａと電気接続部５８ｂとを完全に分離することができるので、簡単に圧電素子５８の接続部を設けることができ、製造工程を簡略化することができる。

以下、この第３の印字ヘッド３００の製造方法について説明する。

図１６は、第３の実施の形態の印字ヘッド３００の製造工程の説明図である。

まず、図１６（ａ）に示すように、振動板５６の上の所定の位置に圧電素子５８を設置する。

次に、図１６（ｂ）に示すように、圧電素子５８が設置された振動板５６の上に液状のレジストを塗布する。そして、塗布したレジストをベークして硬化させ、振動板５６の上にレジスト層９８を形成する。

塗布は、圧電素子５８の厚み＋αの厚みでレベリングし、振動板５６の上に設置された圧電素子５８が、レジストで覆われるように塗布する。塗布方法については、特に限定されず、たとえば、スピンコート、スプレーコート、バーコート等の塗布方法を用いることができる。

次に、図１６（ｃ）に示すように、圧電素子５８の可動部５８ａの上部、及び、電気接続部５８ｂの上部を覆うレジストを露光、現像して除去し、レジスト層９８に可動空間１００及び接続空間１０２を形成する。

次に、図１６（ｄ）に示すように、レジスト層９８に形成された接続空間１０２に導電性接着剤３０２を充填する。

なお、この導電性接着剤３０２の充填方法については、特に限定されないが、第１の実施の形態の印字ヘッド５０と同様にスクリーン印刷（真空印刷を含む）により充填することが好ましい。これにより、圧電素子５８に圧力をかけずに多数の充填を確実に行うことができる。

また、導電性接着剤３０２に代えて導電性ペーストを接続空間１０２に充填するようにしてもよい。

次に、図１６（ｅ）に示すように、別途製作した流路プレート９６を振動板５６の下に接合する。流路プレート９６の接合方法は、特に限定されず、たとえば、接着剤を用いて振動板５６に接合する。この他、拡散接合などによって振動板５６に接合してもよい。

以上一連の工程で第３の実施の形態の印字ヘッド３００が製造される。このように製造された印字ヘッド３００は、第１の実施の形態の印字ヘッド５０と同様に、圧電素子５８の電気接続部５８ｂと可動部５８ａとが、完全に分離された状態で封止されるため、リーク電流を効果的に防止でき、接続の信頼性を確保することができる。この場合において、レジストは軟性部材なので、圧電素子５８の変位への悪影響は非常に小さく、安定した動作を行うことができる。

また、導電性接着剤３０２をスクリーン印刷により接続空間１０２に充填することにより、圧電素子５８に無理な力をかけることなく、多数の充填作業を確実に行うことができる。さらに、この場合において、電気接続部と可動部とが完全に分離されているため、簡単に導電性接着剤３０２を接続空間１０２に充填することができ、製造工程を簡略化することができる。

また、本実施の形態の構成は、従来とほとんど同じであり、プロセスの変更を少なく、接続と圧電素子動作の信頼性を高めることができる。

なお、上記一連の実施の形態では、本発明に係る液体吐出ヘッドをインクジェット記録装置の印字ヘッドに適用した場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではなく、記録媒体状に文字や画像等を印字するための液体吐出ヘッド全般に適用することができる。

インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図 インクジェット記録装置の印字部周辺の要部の構成を示す平面図 印字ヘッドの平面透視図 他の印字ヘッドの構造例を示す平面透視図 インクジェット記録装置のインク供給系の構成を示した概要図 インクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図 印字ヘッドの第１の実施の形態の概略構成を示す斜視透視図 圧力室の一部を拡大した平面透視図 図８の９−９断面図 図９の１０−１０断面図 第１の実施の形態の印字ヘッドの製造工程の説明図 印字ヘッドの他の実施の形態の要部の構成を示す断面図 第２の実施の形態の印字ヘッドの要部の構成を示す断面図 第２の実施の形態の印字ヘッドの製造工程の説明図 第３の実施の形態の印字ヘッドの要部の構成を示す断面図 第３の実施の形態の印字ヘッドの製造工程の説明図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２２…吸着ベルト搬送部、２４…印字検出部、２６…排紙部、２８…カッター、３０…加熱ドラム、３１、３２…ローラー、３３…ベルト、３４…吸着チャンバー、３５…ファン、３６…ベルト清掃部、４０…加熱ファン、４２…後乾燥部、４４…加熱・加圧部、４５…加圧ローラー、４８…カッター、５０…印字ヘッド、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５１ａ…ノズル流路、５２…圧力室、５３…インク供給口、５４…圧力室ユニット、５５…共通液室、５６…振動板（共通電極）、５７…個別電極、５８…圧電素子、５８ａ…可動部、５８ｂ…電気接続部、５８ｃ…引出部、５９…圧電体、６０…インクタンク、６２…フィルタ、６４…キャップ、６６…ブレード、６７…吸引ポンプ、６８…回収タンク、７０…通信インターフェース、７２…システムコントローラ、７４…画像メモリ、７６…モータドライバ、７８…ヒータードライバ、８０…プリント制御部、８２…画像バッファメモリ、８４…ヘッドドライバ、８６…ホストコンピュータ、８８…モータ、８９…ヒーター、９０…電気配線、９０ａ…突起、９１…配線プレート、９２…多層フレキシブルケーブル、９４…ノズルプレート、９６…流路プレート、９８…絶縁・保護膜、１００…可動空間、１０２…接続空間、１０４…カバープレート、１０６…貫通穴、１０８…導電性接着剤、１１０…共通液室部、１１２…絶縁プレート、１１４…貫通穴、１１６…絶縁部、１１８…貫通穴、１２０…貫通穴、１２２…貫通穴、２００…印字ヘッド、２０２…配線プレート、２０４…貫通穴、２０６…貫通穴、３００…印字ヘッド、３０２…導電性接着剤、３０４…配線プレート、３０６…配線、３０８…バンプ

Claims (5)

1. 振動板上に設置された圧電素子で圧力室を変形させて、該圧力室に連通された吐出口から液体を吐出させる液体吐出ヘッドの製造方法において、
   前記圧電素子が設置された振動板上に前記圧電素子を覆うように液状のレジストを塗布して、硬化させ、前記振動板上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
   前記振動板上に形成されたレジスト層を露光、現像して、前記圧電素子の可動部と電気接続部を覆うレジストを分割して除去し、前記レジスト層に前記圧電素子の可動空間と接続空間とを分割して形成する空間形成工程と、
   前記レジスト層に形成された前記接続空間に導電性材料を充填する導電性材料充填工程と、
   前記圧電素子に駆動電圧を印加するための配線が形成された配線プレートを前記レジスト層の上に接合する工程と、
   を含み、前記配線は前記接続空間に対応する位置にバンプが形成され、前記配線プレートを前記レジスト層の上に接合する工程では、前記導電性材料が固化する前に前記配線プレートを前記レジスト層の上に接合して、前記バンプを前記導電性材料が充填された前記接続空間に嵌入させることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 振動板上に設置された圧電素子で圧力室を変形させて、該圧力室に連通された吐出口から液体を吐出させる液体吐出ヘッドの製造方法において、
   前記圧電素子が設置された振動板上に前記圧電素子を覆うように液状のレジストを塗布して、硬化させ、前記振動板上にレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、
   前記振動板上に形成されたレジスト層を露光、現像して、前記圧電素子の可動部と電気接続部を覆うレジストを分割して除去し、前記レジスト層に前記圧電素子の可動空間と接続空間とを分割して形成する空間形成工程と、
   前記圧電素子の接続空間に対応する位置に貫通穴が形成された基板を前記レジスト層の上に接合する基板接合工程と、
   前記基板に形成された貫通穴と前記レジスト層に形成された接続空間に導電性材料を充填する導電性材料充填工程と、
   前記圧電素子に駆動電圧を印加するための配線を有し、共通液室を構成する共通液室部を前記基板の上に接合する工程と、
   を含み、前記配線は前記貫通穴に対応する位置にバンプが形成され、前記共通液室部を前記基板の上に接合する工程では、前記導電性材料が固化する前に前記共通液室部を前記基板の上に接合して、前記バンプを前記導電性材料で充填された前記貫通穴に嵌入させることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記導電性材料は、導電性接着剤、導電性ペースト又は導電性インクであって、真空印刷を含むスクリーン印刷により、前記接続空間及び／又は前記貫通穴に充填されることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 振動板上に設置された圧電素子で圧力室を変形させて、該圧力室に連通された吐出口から液体を吐出させる液体吐出ヘッドにおいて、
   前記圧電素子が設置された振動板上に前記圧電素子を覆うように液状のレジストを塗布し、硬化させて形成したレジスト層と、
   前記レジスト層を露光、現像することにより、前記圧電素子の可動部のレジストを除去して、前記レジスト層に形成された可動空間と、
   前記レジスト層を露光、現像することにより、前記圧電素子の電気接続部を覆うレジストを除去して、前記可動空間とは別に前記レジスト層に形成された接続空間と、
   前記接続空間に充填された導電性材料と、
   前記圧電素子に駆動電圧を印加するための配線が形成され、前記レジスト層の上に接合される配線プレートと、
   前記接続空間の形成位置に対応して前記配線に設けられ、前記導電性材料が固化する前に前記配線プレートを前記レジスト層の上に接合することにより、前記導電性材料で充填された前記接続空間に嵌入されるバンプと、
   を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
5. 振動板上に設置された圧電素子で圧力室を変形させて、該圧力室に連通された吐出口から液体を吐出させる液体吐出ヘッドにおいて、
   前記圧電素子が設置された振動板上に前記圧電素子を覆うように液状のレジストを塗布し、硬化させて形成したレジスト層と、
   前記レジスト層を露光、現像することにより、前記圧電素子の可動部のレジストを除去して、前記レジスト層に形成された可動空間と、
   前記レジスト層を露光、現像することにより、前記圧電素子の電気接続部を覆うレジストを除去して、前記可動空間とは別に前記レジスト層に形成された接続空間と、
   前記接続空間に連通する貫通穴を備え、前記レジスト層の上に接合された基板と、
   前記貫通穴と前記接続空間に充填された導電性材料と、
   前記圧電素子に駆動電圧を印加するための配線を有し、前記基板の上に接合されて共通液室を構成する共通液室部と、
   前記貫通穴の形成位置に対応して前記配線に形成され、前記導電性材料が固化する前に前記共通液室部を前記基板の上に接合することにより、前記導電性材料で充填された前記貫通穴に嵌入されるバンプと、
   を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。

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