JP5012043B2 - 液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置に関する。

従来から、液滴吐出ヘッドの一例としてのインクジェット記録ヘッドの複数のノズルから選択的にインク滴を吐出し、記録用紙等の記録媒体に画像（文字を含む）等を記録するインクジェット記録装置（画像形成装置）は知られている。このようなインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッドは、圧力室を構成する振動板を変位させることによって、その圧力室内に充填されているインクをノズルから吐出させるようになっており、振動板上には振動板を変位させるための圧電素子が形成されている。

このような圧電素子に対して、特許文献１〜３では、圧電素子の振動板側に形成された第一の電極を個別に圧電素子を駆動する集積回路と接続させ、第一の電極側に正電圧を印加する方法が採られている。
特開平１０−１９３５９５号公報 特開２００２−２３４１５８号公報 特開２００６−６０９６号公報

本発明では、第一の電極を個別に集積回路と接続させる構成において、圧電素子の振動板側に形成された第一の電極を圧電素子を駆動する集積回路と個別に接続させる場合と比較して、第一の電極と集積回路を接続する配線の引き回し領域を十分に確保することができる液滴吐出ヘッド及びインクジェット記録装置を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、液滴吐出ヘッドにおいて、撓み変形可能な圧電体と、前記圧電体を挟む第一の電極と第二の電極とを有する圧電素子と、前記圧電素子の第一の電極側に配置された振動板と、前記圧電素子の第二の電極側に配置され前記圧電素子に電気信号を供給する第一の電気配線を備えた配線板と、前記振動板を間において、前記圧電素子の反対側に設けられた圧力室と、前記圧力室の液滴を吐出する吐出口と、前記配線板を間において、前記圧電素子と反対側に設けられた液体貯留室と、前記配線板に形成され、前記液体貯留室から前記圧力室に液体を供給するインク供給口と、を有し、前記第二の電極に形成された貫通孔を介して前記第一の電極と前記第一の電気配線を個別に接続したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記貫通孔が前記圧電体を貫通していることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記貫通孔が前記圧電体を避けて形成されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記配線板は、前記圧電素子を駆動させる集積回路を有し、前記集積回路と前記第一の電気配線との接続部と該接続部に近い側の前記配線板の外縁部との間に前記二の電極と接続された第二の電気配線が配設されたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記配線板は、前記圧電素子を駆動させる集積回路と前記第一の電気配線を電気的に接続する接続部材を有し、前記接続部材と前記第一の電気配線との接続部と該接続部に近い側の前記配線板の外縁部との間に前記二の電極と接続された第二の電気配線が配設されたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、各前記第二の電極は互いに電気的につながっており、共通配線として機能していることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電素子の駆動領域以外の領域で前記第二の電極に金属膜が形成されたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、インクジェット記録装置において、前記液滴がインクであり、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段で搬送された記録媒体にインクを吐出する請求項１〜７の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドと、前記集積回路を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第一の電極の電圧が前記第二の電極の電圧よりも大きくなるように制御することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第一の電極を個別に集積回路と接続させる構成において、圧電素子の振動板側に形成された第一の電極を圧電素子を駆動する集積回路と個別に接続させる場合と比較して、第一の電極と集積回路とを接続するための第一の電気配線の引き回し領域を確保できる。

請求項２に記載の発明によれば、高密度に圧電素子を配置した場合でも、さらに第一の電気配線の引き回し領域を確保できる。
請求項３に記載の発明によれば、圧電素子を圧力室の周壁の内側に形成でき、圧電素子の変形効率を向上できる。
請求項４に記載の発明によれば、圧電素子を駆動する集積回路を配線板に配設した場合でも、第二の電極と接続された第二の電気配線の形成領域を確保できる。

請求項５に記載の発明によれば、集積回路と第一の電気配線を電気的に接続する接続部材を配線板に配設した場合でも、第二の電気配線の形成領域を確保できる。

請求項６に記載の発明によれば、高密度に圧電素子を配置した場合でも接地配線の領域を確保できる。

請求項７に記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較して第二の電気配線の低抵抗化を図ることができる。

請求項８に記載の発明によれば、本発明を採用しない場合に比較してインクジェット記録装置の小型化が可能となる。

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。

まず、液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置１０を例に採って説明する。したがって、液体はインク１１０とし、液滴吐出ヘッドはインクジェット記録ヘッド３２として説明をする。そして、記録媒体は記録用紙Ｐとして説明をする。

インクジェット記録装置１０は、図１で示すように、記録用紙Ｐを送り出す用紙供給部１２と、記録用紙Ｐの姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴を吐出して記録用紙Ｐに画像形成する記録ヘッド部１６及び記録ヘッド部１６のメンテナンスを行うメンテナンス部１８を備える記録部２０と、記録部２０で画像形成された記録用紙Ｐを排出する排出部２２とから基本的に構成されている。

用紙供給部１２は、記録用紙Ｐが積層されてストックされているストッカー２４と、ストッカー２４から１枚ずつ取り出してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。レジ調整部１４は、ループ形成部２８と、記録用紙Ｐの姿勢を制御するガイド部材２９とを有しており、記録用紙Ｐは、この部分を通過することによって、そのコシを利用してスキューが矯正されるとともに、搬送タイミングが制御されて記録部２０に供給される。そして、排出部２２は、記録部２０で画像が形成された記録用紙Ｐを、排紙ベルト２３を介してトレイ２５に収納する。

記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８の間には、記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路２７が構成されている（用紙搬送方向を矢印ＰＦで示す）。用紙搬送路２７は、スターホイール１７と搬送ロール１９とを有し、このスターホイール１７と搬送ロール１９とで記録用紙Ｐを挟持しつつ連続的に（停止することなく）搬送する。そして、この記録用紙Ｐに対して、記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され、記録用紙Ｐに画像が形成される。

以上のように、記録用紙Ｐの搬送手段は、搬送装置２６、スターホイール１７と搬送ロール１９から構成されている。

メンテナンス部１８は、インクジェット記録ユニット３０に対して対向配置されるメンテナンス装置２１を有しており、インクジェット記録ヘッド３２に対するキャッピングや、ワイピング、更には、予備吐出や吸引等の処理を行う。
ここで、各インクジェット記録ヘッド３２は制御装置（制御手段）２１と接続されており、この制御装置２１によって、画像データに基づいた駆動波形が出力され、インクジェット記録ヘッド３２の駆動が制御される。

図２で示すように、各インクジェット記録ユニット３０は、矢印ＰＦで示す用紙搬送方向と直交する方向に配置された支持部材３４を備えており、この支持部材３４に複数のインクジェット記録ヘッド３２が取り付けられている。インクジェット記録ヘッド３２には、マトリックス状に複数のノズル５６が形成されており、記録用紙Ｐの幅方向には、インクジェット記録ユニット３０全体として一定のピッチでノズル５６が並設されている。そして、用紙搬送路２７を連続的に搬送される記録用紙Ｐに対し、ノズル５６からインク滴を吐出することで、記録用紙Ｐ上に画像が記録される。なお、インクジェット記録ユニット３０は、例えば、いわゆるフルカラーの画像を記録するために、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応して、少なくとも４つ配置されている。

図３で示すように、それぞれのインクジェット記録ユニット３０のノズル５６による印字領域幅は、このインクジェット記録装置１０での画像記録が想定される記録用紙Ｐの用紙最大幅ＰＷよりも長くされており、インクジェット記録ユニット３０を紙幅方向に移動させることなく、記録用紙Ｐの全幅にわたる画像記録が可能とされている。つまり、このインクジェット記録ユニット３０は、シングルパス印字が可能なＦｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＦＷＡ）となっている。

ここで、印字領域幅とは、記録用紙Ｐの両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる用紙最大幅ＰＷよりも大きくとっている。これは、記録用紙Ｐが搬送方向に対して所定角度傾斜して（スキューして）搬送されるおそれがあるためと、縁無し印字の要望が高いためである。

以上のような構成のインクジェット記録装置１０において、次にインクジェット記録ヘッド３２について詳細に説明する。なお、図４はインクジェット記録ヘッド３２の全体構成を示す概略平面図であり、図５は図４のＸ−Ｘ線断面図である。また、図７（Ａ）は、図４の概略拡大図を示しており、図７（Ｂ）、（Ｃ）は（Ａ）の断面図を示している。
（第１実施形態）
図４及び図５で示すように、このインクジェット記録ヘッド３２には、天板部材４０が配置されている。本実施形態では、天板部材４０を構成するガラス製の天板（配線板）４１は板状で、かつ配線を有しており、インクジェット記録ヘッド３２全体の天板となっている。

天板部材４０には、耐インク性を有する材料で構成されたプール室部材３９が貼着されており、天板４１との間に、所定の形状及び容積を有するインクプール室３８が形成されている。プール室部材３９には、インクタンク（図示省略）と繋がるインク供給ポート３６が所定箇所に穿設されており、インク供給ポート３６から注入されたインク１１０は、インクプール室３８に貯留される。

また、天板部材４０には、駆動ＩＣ（集積回路）６０と、駆動ＩＣ６０からの電気信号を供給するための金属配線（第一の電気配線）９０が設けられており、駆動ＩＣ６０の下面には、図６で示すように、複数のバンプ６２がマトリックス状に所定高さ突設され、天板４１上で、かつプール室部材３９よりも外側の金属配線９０に駆動ＩＣ６０がフリップチップ実装される（駆動ＩＣ６０のバンプ６２が金属配線９０の端子（接続部）９０Ａと接続される）。なお、駆動ＩＣ６０の周囲は樹脂材５８で封止されている。また、金属配線９０は、樹脂保護膜９２で被覆保護され、インク１１０による浸食が防止されるようになっている。

また、天板４１には、後述する圧力室５０と１対１で対応するインク供給用貫通口１１２が形成されており、その内部が第１インク供給路１１４Ａとなっている。さらに、天板４１には、圧力室５０の周壁に対応する位置に、電気接続用貫通口４２（後述する）が形成されている。

一方、流路基板としてのシリコン基板７２には、インクプール室３８から供給されたインク１１０が充填される圧力室５０が形成されている。このシリコン基板７２の下部には、ＳＵＳで形成された連通路基板１２０が接着剤１２２を介して接合されている。

この連通路基板１２０には、圧力室５０と繋がる連通路１２４が形成されており、該連通路１２４は圧力室５０よりも狭い空間となるようにしている。そして、連通路基板１２０の下面に、連通路１２４と繋がるノズル５６が形成されたノズルプレート７４が貼着されている。

また、シリコン基板７２の表面には後述する圧電素子４５が形成されている(圧電素子基板７０とする)。該圧電素子基板７０は振動板４８を有し、この振動板４８が圧力室５０の１つの面を構成している。この振動板４８は、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＣＶＤ）法で形成されたＳｉＯｘ膜であり、少なくとも上下方向に弾性を有し、圧電素子４５に電圧が印加されると、上下方向に撓み変形する（変位する）構成になっている。なお、振動板４８は、Ｃｒ等の金属材料であっても差し支えはない。この振動板４８の振動によって、圧力室５０の容積を増減させて圧力波を発生させることで、連通路１２４を経て、ノズル５６からインク滴が吐出されるようになっている。

圧電素子４５は圧力室５０毎に振動板４８の上面に設けられており、圧電素子４５を形成する過程では、シリコン基板７２に形成された振動板４８の上面にスパッタ法により、ＩｒとＴｉとの積層膜（下部電極（第一の電極）５２）を形成し、該積層膜の上面に、スパッタ法によりＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）膜（圧電体４６）を形成して、さらにこのＰＺＴ膜の上面にＩｒ膜（上部電極（第二の電極）５４）を形成する。そして、上部電極５４、圧電体４６及び下部電極５２をそれぞれパターニングして圧電素子４５が形成される。

この圧電素子４５の表面は、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０で被覆保護されている。低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０は、水分透過性が低くなる条件で着膜するため、水分が圧電素子４５の内部に侵入して信頼性不良となること（ＰＺＴ膜内の酸素を還元することにより生ずる圧電特性の劣化）を抑制する。

また、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０上には、隔壁樹脂層８２が積層されており、圧電素子基板７０と天板部材４０との間の空間を区画している。隔壁樹脂層８２には、天板４１のインク供給用貫通口１１２とシリコン基板７２の圧力室５０を繋げるインク供給用貫通口４４が形成されており、その内部が第２インク供給路１１４Ｂとなっている。

この第２インク供給路１１４Ｂは、第１インク供給路１１４Ａの断面積よりも小さい断面積を有しており、インク供給路１１４全体での流路抵抗が所定の値になるように調整されている。つまり、第１インク供給路１１４Ａの断面積は、第２インク供給路１１４Ｂの断面積よりも充分に大きくされており、第２インク供給路１１４Ｂでの流路抵抗と比べて実質的に無視できる程度とされている。したがって、インクプール室３８から圧力室５０へのインク供給路１１４の流路抵抗は、第２インク供給路１１４Ｂで規定される。

そして、少なくともインク１１０が接する壁面である、インク供給用貫通口１１２、４４、圧力室５０、連通路１２４の内壁面には、内面処理膜（ＳｉＣＮ膜）９６が、プラズマＣＶＤ法により、それらの接合部分（境界部分）を含むように一体的に成膜され（コーティングされ）、耐インク性を向上させている。

また、天板部材４０と圧電素子４５（厳密には、圧電素子４５上の低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０）との間には、圧力室５０の上部に空間１２６（空気層）が設けられており、圧電素子４５の駆動や振動板４８の振動に影響を与えないようにしている。

ところで、図７（Ｂ）に示すように、圧電素子４５を構成する上部電極５４及び圧電体４６には、圧力室５０の周壁（シリコン基板７２）の上部に貫通孔５４Ａ、４６Ａがそれぞれ形成されており、該貫通孔５４Ａ、４６Ａの表面は、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０で被覆されている。

そして、貫通孔５４Ａ、４６Ａの内側の低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０に、貫通孔５４Ａ、４６Ａよりもさらに小径の貫通孔８０Ａが形成され、該貫通孔８０Ａ内に形成された隔壁樹脂層８２に、電気接続用貫通口４２と繋がり、電気接続用貫通口４２よりも小径の電気接続用貫通口１３８が形成されている。

そして、この電気接続用貫通口４２、１３８内に、ペースト状の導電性材料（以下「導電性ペースト」という）８７が充填されており、該導電性ペースト８７を介して、金属配線９０と下部電極５２とが電気的に接続されている。

つまり、下部電極５２を個別化し、個別配線としての金属配線９０を天板４１の上面で引き回して駆動ＩＣ６０と接続させている。なお、この金属配線９０にはフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１００（図４参照）も接続される。

一方、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各圧電素子４５の上部電極５４は共通電極としている。そして、図７（Ａ）、（Ｃ）に示すように、天板４１には、駆動ＩＣ６０からの電気信号を供給するための金属配線９０に設けられた端子９０Ａ（以下、単に「金属配線９０の端子６２」という）よりも外側（金属配線９０の端子９０Ａと該端子９０Ａに近い側の天板４１の外縁部との間；図４で示す領域Ａ）に、電気接続用貫通口１３２が形成され、該電気接続用貫通口１３２と対応する位置には、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０に貫通孔８０Ｂが形成されている。

この貫通孔８０Ｂ内に形成された隔壁樹脂層８２に電気接続用貫通口１３２と繋がる電気接続用貫通口１３６が形成されている。そして、この電気接続用貫通口１３２、１３６内に、導電性ペースト８６が充填されており、該導電性ペースト８６を介して、ＧＮＤ配線（接地配線）１３４と上部電極５４が電気的に接続されている。

次に、インクジェット記録ヘッド３２を備えたインクジェット記録装置１０において、次に、その作用を説明する。

まず、インクジェット記録装置１０に印刷を指令する電気信号が送られると、ストッカー２４から記録用紙Ｐが１枚ピックアップされ、搬送装置２６により搬送される。

一方、インクジェット記録ユニット３０では、すでにインクタンクからインク供給ポートを介してインクジェット記録ヘッド３２のインクプール室３８にインク１１０が注入（充填）され、インクプール室３８に充填されたインク１１０は、インク供給路１１４を経て圧力室５０へ供給（充填）されている。そして、このとき、ノズル５６の先端（吐出口）では、インク１１０の表面が圧力室５０側に僅かに凹んだメニスカスが形成されている。

そして、記録用紙Ｐを搬送しながら、複数のノズル５６から選択的にインク滴を吐出することにより、記録用紙Ｐに、画像データに基づく画像の一部を記録する。すなわち、駆動ＩＣ６０により、所定のタイミングで、所定の圧電素子４５に電圧を印加し、振動板４８を上下方向に撓み変形させて（面外振動させて）、圧力室５０内のインク１１０を加圧し、所定のノズル５６からインク滴として吐出させる。

こうして、記録用紙Ｐに、画像データに基づく画像が完全に記録されたら、排紙ベルト２３により記録用紙Ｐをトレイ２５に排出する。これにより、記録用紙Ｐへの印刷処理（画像記録）が完了する。

ところで、図１１に示すように、圧電素子４５において、スパッタ法でＰＺＴ膜を形成した場合、下部電極５２の電圧を上部電極５４の電圧よりも高くすることで変位が大きくなる。またさらに図１２に示すように、下部電極５２側を上部電極５４の電圧よりも高くして分極処理を行った方が分極度（およびそれに対応した変位効率）が大きくなり、さらに長期安定性が高くなることを見出した。ここで分極度とは、分極前の値を１．０とする分極の度合いを意味する。

このため、本実施形態では、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、天板４１に電気接続用貫通口４２を形成し、上部電極５４及び圧電体４６に貫通孔５４Ａ、４６Ａを形成して、該貫通孔５４Ａ、４６Ａ内に形成された隔壁樹脂層８２に、電気接続用貫通口４２と繋がる電気接続用貫通口１３８を形成している。そして、この電気接続用貫通口４２、１３８内に、導電性ペースト８７を充填し、該導電性ペースト８７を介して、金属配線９０と下部電極５２を電気的に接続している。

また、各圧電素子４５の上部電極５４を共通電極とし、天板４１の金属配線９０の端子９０Ａよりも外側に電気接続用貫通口１３２を形成して、電気接続用貫通口１３２と対応する位置に、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０に形成された貫通孔８０Ｂ内の隔壁樹脂層８２に電気接続用貫通口１３２と繋がる電気接続用貫通口１３６を形成し、この電気接続用貫通口１３２、１３６内に、導電性ペースト８６を充填して、導電性ペースト８６を介して、ＧＮＤ配線１３４と上部電極５４を電気的に接続している。つまり、下部電極５２側が正電位となるようにしている。

なお、ここでは、上部電極５４をＧＮＤ配線１３４に接続させ、下部電極５２に正電圧を印加させるようにしたが、下部電極５２の電圧が上部電極５４の電圧以上に高ければよいため、例えば、上部電極５４に５Ｖ印加し、下部電極５２に５Ｖよりも大きい電圧を印加させるようにしても良い。

駆動ＩＣ６０からの信号が、天板部材４０の金属配線９０に通電されると、電気接続用貫通口４２、１３８の内部に充填された導電性ペースト８７により、下部電極５２に通電される。そして、所定のタイミングで圧電素子４５に電圧が印加され、振動板４８が上下方向に撓み変形することにより、圧力室５０内に充填されたインク１１０が加圧されて、ノズル５６（図５参照）からインク滴が吐出する。

ここで、図８（Ａ）に示すように、下部電極５２と同じ層（同一平面上）で個別配線２００を引き出し、駆動ＩＣ６０に接続した場合、圧電素子４５間の領域（スペース）で個別配線２００を引き出さなければならなくなり、配線本数が多い高密度マトリクス配列では素子面積が大きくなってしまう。

しかし、本実施形態では、図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示すように、天板４１及び隔壁樹脂層８２に、電気接続用貫通口４２、１３８を形成し、該電気接続用貫通口４２、１３８内の導電性ペースト８７を介して、下部電極５２と金属配線９０を電気的に接続させ、天板４１の上面で金属配線９０を引き回しているため、下部電極５２の同一平面上で電気配線を引き回す場合と比較して、金属配線９０の引き回し領域が広いので、配線による圧電素子面積の増大が抑制されている。

また、図７（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、金属配線９０の端子９０Ａよりも外側で、導電性ペースト８７を介して、上部電極５４とＧＮＤ配線１３４を電気的に接続させてＧＮＤ配線１３４の面積を広くしているので、配線抵抗は、面積が大きくなった分小さくなっている。しかも個別配線（金属配線９０）を引き回す領域も広くなる。なお、駆動ＩＣ６０の下部に導電性ペースト８７用の電気接続用貫通口１３２を形成し、上部電極５４とＧＮＤ配線１３４（仮想線で示す）を電気的に接続させてもよい。

また、ここでは、ＧＮＤ配線１３４と上部電極５４の電気的接続を、図４及び図７（Ａ）に示すように、金属配線９０の端子９０Ａと該端子９０Ａに近い側の天板４１の外縁部との間（領域Ａ）で行ったが、図４及び図１３に示すように、金属配線９０の端子９０Ａに近い側の配線板４１の外縁部に略直交する外縁部と圧電素子４５の形成領域との間（領域Ｂ）で行ってもよい。さらに、図８（Ｂ）では、金属配線９０の端子９０Ａは、駆動ＩＣ６０に接続されているが、図８（Ｃ）のようにＦＰＣ１００を介して駆動ＩＣ６０と接続させてもよい。この場合、駆動ＩＣ６０はＦＰＣ１００の上に実装される。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のインクジェット記録ヘッド３２について説明する。なお、以下において、第１実施形態のインクジェット記録ヘッド３２と同一の構成要素、部材等は同一符号を付して、その詳細な説明（作用を含む）を省略する。なお、図９（Ａ）はインクジェット記録ヘッド３２の概略平面図を示しており、図９（Ｂ）は（Ａ）の断面図を示している。

図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態では、上部電極５４及び圧電体４６が、圧力室５０の周壁（シリコン基板７２）の内側となるようにしているので、圧電体４６は、圧力室５０の周壁の拘束が低減されている。ここで、上部電極５４は共通電極であるため、上部電極５４の一部には接続配線５５を設け、該接続配線５５を介して各上部電極５４間を繋げている。

そして、この上部電極５４及び圧電体４６を避けるようにして、圧力室５０の周壁の上部に位置する低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０に貫通孔８０Ａを形成し、この貫通孔８０Ａ内の隔壁樹脂層８２に、電気接続用貫通口４２と繋がる電気接続用貫通口１４０を形成する。

この電気接続用貫通口４２、１４０内に導電性ペースト８７を充填して、該導電性ペースト８７を介して金属配線９０と下部電極５２を電気的に接続させる。つまり、本実施形態では、電気接続用貫通口１４０の周辺に圧電体４６及び上部電極５４の層がない場合である。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態のインクジェット記録ヘッド３２について説明する。なお、以下において、第１実施形態のインクジェット記録ヘッド３２と同一の構成要素、部材等は同一符号を付して、その詳細な説明（作用を含む）を省略する。なお、図１０（Ａ）はインクジェット記録ヘッド３２の概略平面図を示しており、図１０（Ｂ）は（Ａ）の断面図を示している。

図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態では、圧電素子４５の駆動領域以外の領域で、上部電極５４の上面に、アルミニウムなどの金属膜１４２（図１０で示すハッチング領域）を積層させている。これにより、金属膜１４２を積層しない場合と比べ、ＧＮＤ配線１３４は低抵抗になる。そして、この金属膜１４２は圧電素子４５の駆動領域以外の領域に形成するため、圧電素子４５は変位拘束を受けない。ここで、圧電素子４５の形成後に金属膜１４２を積層させるため、低温成膜可能でかつ低抵抗なアルミニウム膜を使用することが好ましい。

ところで、これらのインクジェット記録ヘッド３２は、インクプール室３８と圧力室５０の間に振動板４８（圧電素子４５）が配置され、インクプール室３８と圧力室５０が同一水平面上に存在しないように構成されている。したがって、圧力室５０が互いに近接配置され、ノズル５６が高密度に配設されている。

また、圧電素子４５に電圧を印加する駆動ＩＣ６０は、圧電素子基板７０よりも外方側へ突出しない構成とされている（インクジェット記録ヘッド３２内に内蔵されている）。したがって、インクジェット記録ヘッド３２の外部に駆動ＩＣ６０を実装する場合に比べて、圧電素子４５と駆動ＩＣ６０の間を接続する金属配線９０の長さが短くて済み、これによって、駆動ＩＣ６０から圧電素子４５までの配線抵抗が小さくなっている。

本発明に係る液滴吐出ヘッドとして、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッド３２を挙げ、液滴吐出装置としても、インクジェット記録ヘッド３２を備えたインクジェット記録装置１０を挙げたが、本発明に係る液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置は、記録用紙Ｐ上への画像（文字を含む）の記録に限定されるものではない。

また、上記実施例のインクジェット記録装置１０では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクジェット記録ユニット３０から画像データに基づいて選択的にインク滴が吐出されてフルカラーの画像が記録用紙Ｐに記録されるようになっているが、本発明におけるインクジェット記録は、記録用紙Ｐ上への文字や画像の記録に限定されるものではない。

すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成するなど、工業的に用いられる液滴噴射装置全般に対して、本発明に係るインクジェット記録ヘッド３２を適用することができる。

また、上記実施例のインクジェット記録装置１０では、紙幅対応のいわゆるＦｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＦＷＡ）の例で説明したが、これに限定されず、主走査機構と副走査機構を有するＰａｒｔｉａｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＰＷＡ）であってもよい。

本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置を示す概略正面図である。 本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの配列を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの印字領域の幅と記録媒体の幅との関係を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの概略平面図である。 図４のＸ−Ｘ線断面図である。 本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの駆動ＩＣのバンプを示す概略平面図である。 （Ａ）は、第１実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの概略平面図を示しており、（Ｂ）、（Ｃ）は（Ａ）の断面図を示している。 （Ａ）〜（Ｃ）は、駆動ＩＣと電気配線との接続を示す説明図である。 （Ａ）は、第２実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの概略平面図を示しており、（Ｂ）は（Ａ）の断面図を示している。 （Ａ）は、第３実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの概略平面図を示しており、（Ｂ）は（Ａ）の断面図を示している。 本発明の実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子を構成する圧電体の分極の向きに対する圧電体の変位量を示すグラフである。 圧電体の分極方向の違いによる分極度の温度安定性を示したグラフである。 第１実施の形態の変形例に係るインクジェット記録ヘッドの概略平面図である。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置
１７ スターホイール（搬送手段）
１９ 搬送ロール（搬送手段）
２１ 制御装置（制御手段）
２６ 搬送装置（搬送手段）
３２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
３８ インクプール室（液体貯留室）
４１ 天板（配線板）
４５ 圧電素子
４６ 圧電体
４８ 振動板
５０ 圧力室
５２ 下部電極（第一の電極）
５４Ａ 貫通孔
５４ 上部電極（第二の電極）
５６ ノズル（吐出口）
６０ 駆動ＩＣ（集積回路）
９０ 金属配線（第一の電気配線）
１１４ インク供給路（インク供給口）
１３４ ＧＮＤ配線（第二の電気配線）
１３８ 電気接続用貫通口（貫通孔）
１４０ 電気接続用貫通口（貫通孔）
１４２ 金属膜

Claims (8)

1. 撓み変形可能な圧電体と、前記圧電体を挟む第一の電極と第二の電極とを有する圧電素子と、
   前記圧電素子の第一の電極側に配置された振動板と、
   前記圧電素子の第二の電極側に配置され前記圧電素子に電気信号を供給する第一の電気配線を備えた配線板と、
   前記振動板を間において、前記圧電素子の反対側に設けられた圧力室と、
   前記圧力室の液滴を吐出する吐出口と、
   前記配線板を間において、前記圧電素子と反対側に設けられた液体貯留室と、
   前記配線板に形成され、前記液体貯留室から前記圧力室に液体を供給するインク供給口と、
   を有し、
   前記第二の電極に形成された貫通孔を介して前記第一の電極と前記第一の電気配線を個別に接続したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記貫通孔が前記圧電体を貫通し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. 前記貫通孔が前記圧電体を避けて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
4. 前記配線板は、前記圧電素子を駆動させる集積回路を有し、前記集積回路と前記第一の電気配線との接続部と該接続部に近い側の前記配線板の外縁部との間に前記第二の電極と接続された第二の電気配線が配設されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
5. 前記配線板は、前記圧電素子を駆動させる集積回路と前記第一の電気配線を電気的に接続する接続部材を有し、前記接続部材と前記第一の電気配線との接続部と該接続部に近い側の前記配線板の外縁部との間に前記二の電極と接続された第二の電気配線が配設されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
6. 各前記第二の電極は互いに電気的につながっており、共通配線として機能していることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
7. 前記圧電素子の駆動領域以外の領域で前記第二の電極に金属膜が形成されたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
8. 前記液滴がインクであり、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段で搬送された前記記録媒体にインクを吐出する請求項１〜７の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドと、前記集積回路を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第一の電極の電圧が前記第二の電極の電圧よりも大きくなるように制御することを特徴とするインクジェット記録装置。

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