JP5387525B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

Description

本発明はインクジェットヘッドに関し、詳しくは、複数のチャネル列の各チャネルに対して駆動信号を印加した際のクロストークと異なるチャネル間のショートとを防止し得るインクジェットヘッドに関する。

チャネルを区画する駆動壁に形成された駆動電極に所定電圧の駆動信号を印加することにより駆動壁を変形させ、そのとき発生する圧力を利用してチャネル内のインクをノズルから吐出させるようにしたインクジェットヘッドとして、前面及び後面にそれぞれチャネルの開口部が配置されたいわゆるハーモニカ型のヘッドチップを有するものが知られている。その中でも、チャネル列内の各チャネルを、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとに分け、これらを交互に配置することによってチャネル列を構成した独立駆動タイプのヘッドチップを有するインクジェットヘッドがある。駆動チャネルとダミーチャネルとを交互に配置することにより、全ての駆動チャネルから同時にインクを吐出することが可能である。

このようなハーモニカ型のヘッドチップは、駆動電極がチャネル内に臨んでいて外部に露出していないため、如何にして各駆動電極と駆動回路との電気的接続を行うかが課題である。ヘッドチップに複数並設されるチャネル列のうち、外側に位置するチャネル列は、各チャネルからヘッドチップの端部にかけて駆動電極と導通する接続電極を形成することで、このヘッドチップの端部においてＦＰＣ等との電気的接続を行うことが容易であるのに対し、内側に位置するチャネル列の駆動電極に対する駆動信号の印加もヘッドチップの端部から行なおうとする場合、各駆動電極と導通する接続電極を外側のチャネル列を越えてヘッドチップの端部まで形成しなくてはならないためである。

従来、このような問題を解決するために、ヘッドチップの後面に配線電極を形成したフレキシブル基板を接合し、このフレキシブル基板によって各駆動電極に駆動信号を印加するようにしたインクジェットヘッドが提案されている（特許文献１）。

このインクジェットヘッドは、ヘッドチップの後面全面に対して接合されたフレキシブル基板のヘッドチップとの接合面側の片面のみを利用して、複数列のチャネル列の各駆動電極と電気的に接続される配線電極を引き出している。フレキシブル基板の各チャネルに対応する位置には貫通穴が形成され、この貫通穴を通して各チャネルへのインク供給が可能となっている。また、同一チャネル列における隣接する貫通穴の間には、それよりも内側に位置するチャネル列の駆動電極と電気的に接続される配線電極が引き出されている。

これによれば、フレキシブル基板の片面に配線電極を形成しておけば、この配線電極と各チャネル内の駆動電極との間の電気的接続が、フレキシブル基板を接合するだけで簡単に行なうことができる。

特開２００２−１７８５０９号公報

フレキシブル基板は一般に薄くて剛性の低い基板であり、極めて撓み易い性質を有している。特に、独立駆動タイプのヘッドチップの場合、フレキシブル基板に、駆動チャネルに対応する位置のみにインク供給用の貫通穴が形成されると、フレキシブル基板の撓みが問題となる。

これを図５を用いて説明する。図５はフレキシブル基板が接合されたヘッドチップの部分背面図であり、１００はヘッドチップ、２００はヘッドチップ１００の後面に接合されるフレキシブル基板、３００はヘッドチップの前面に接合されるノズルプレートである。ヘッドチップ１００は駆動チャネル１０１とダミーチャネル１０２とを交互に有しており、各チャネル１０１、１０２間は駆動壁１０３となっている。各駆動壁１０３には駆動電極１０４が形成されている。また、フレキシブル基板２００には、駆動チャネル１０１に対応する位置のみに貫通穴２０１が形成されている。

同図に示すように、フレキシブル基板２００に形成される同一チャネル列に対応する隣接する貫通穴２０１、２０１間にはフレキシブル基板２００の基板材料からなる穴間部２０２が形成される。この穴間部２０２はμｍオーダーの細幅状であるため、このフレキシブル基板２００がヘッドチップ１００の後面に所定の押圧力（例えば１ＭＰａ以上）で接合されると、この穴間部２０２が容易に撓んでしまい、ヘッドチップ１００の後面に接触してしまう。

フレキシブル基板の貫通穴２０１、２０１間には、それよりも内側のチャネル列に対応する配線電極２０３が通されているため、穴間部２０２が撓んでヘッドチップ１００の後面と接した状態となると、この配線電極２０３に駆動信号が流れた際、これと接するヘッドチップ１００の駆動壁１０３に駆動信号が漏れ出てしまい、この駆動壁１０３に形成される駆動電極１０４との間で電位差が発生すると予期せぬタイミングで、駆動壁１０３の図５（ｂ）の破線で示す部分が動いてしまうクロストークを発生させる問題があった。

また、貫通穴２０１は、通常、チャネルの開口よりも若干大きくなるように形成されるため、フレキシブル基板２００の穴間部２０２を通る配線電極２０３は、ダミーチャネル１０２の上方寄りの部位を通過することになる。従って、穴間部２０２が撓んでしまうと、この穴間部２０２に形成されている配線電極２０３が、ダミーチャネル１０２の後面側の開口部に露出する駆動電極１０４と接触してショートを発生させる問題もあった。

この問題に対処するためには、フレキシブル基板が撓まないようにして、接合時の接着剤層をヘッドチップとフレキシブル基板との間に残存させ、これを絶縁層として機能させるように、ヘッドチップに接合する際の押圧力を調整することが考えられるが、電極同士の電気的接続の確実化を図りながらも貫通穴の間の部分ではフレキシブル基板が撓まないように押圧力を調整しながら接合を行うことは極めて困難であり、製造時の作業性が低下してしまう問題がある。

そこで、本発明は、貫通穴付きの基板を独立駆動タイプのハーモニカ型のヘッドチップに接合する際、電極同士の電気的接続の確実化を図り得る所定の押圧力で接合しても、貫通穴間の撓みを抑制でき、クロストーク及びショートの発生を防止することのできるインクジェットヘッドを提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

請求項１記載の発明は、チャネルと圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列が複数並設され、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極と導通する接続電極がそれぞれ形成され、前記チャネル列がインク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されて構成されてなるヘッドチップと、
前記ヘッドチップの後面に対して複数の前記チャネル列を覆うと共に該ヘッドチップの側方から張り出すように接合される配線基板とを有し、
前記配線基板における前記ヘッドチップと接合される側の面に形成された配線電極を前記接続電極と電気的に接続させることによって、該接続電極の各々を前記配線基板の端部まで電気的に引き出し、前記配線電極及び前記接続電極を介して前記駆動電極に電圧を印加することによって、前記駆動チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、
前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置のみにインク供給用の貫通穴がそれぞれ形成されていると共に、前記チャネル列に対応する複数の前記貫通穴の列のうち、少なくとも１つの前記貫通穴の列おける隣接する該貫通穴の間には、少なくとも１本の前記配線電極が通って前記配線基板の前記ヘッドチップの前記側方から張り出した端部まで延びており、
前記ヘッドチップは、前記駆動チャネルと前記ダミーチャネルとの間のピッチが２００μｍ以下であり、
隣接する前記貫通穴の間に前記配線電極が通っている該貫通穴の列に対応する複数の前記配線電極におけるそれぞれの前記接続電極との接続側端部をチャネル列方向に沿って結んだ直線と、該貫通穴の列と隣接する前記貫通穴の列に対応する前記配線電極と電気的に接続される複数の前記接続電極におけるそれぞれの前記配線電極との接続側端部をチャネル列方向に沿って結んだ直線との間の最短距離が１９７０μｍ以下であり、
且つ、前記配線基板のヤング率（Ｐａ）をＥ、前記配線基板の厚み（ｍ）をＴとしたとき、Ｅ×Ｔ^３≧０．０６２の条件を満たしていることを特徴とするインクジェットヘッドである。

請求項２記載の発明は、前記配線基板のヤング率（Ｐａ）をＥ、前記配線基板の厚み（ｍ）をＴとしたとき、５４００≧Ｅ×Ｔ^３≧０．０６２の条件を満たしていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドである。

請求項３記載の発明は、前記配線基板は、ガラス、シリコン、セラミックスのいずれかからなることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドである。

本発明によれば、貫通穴付きの基板をハーモニカ型のヘッドチップに接合する際、電極同士の電気的接続の確実化を図り得る所定の押圧力で接合しても、貫通穴間の撓みを抑制でき、クロストークの発生を防止することのできるインクジェットヘッドを提供することができる。

第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図 第１の実施形態に係るヘッドチップの部分背面図 第１の実施形態に係るヘッドチップと配線基板との接合状態を示す図 図３の(iv)−(iv)線に沿う断面図 （ａ）は従来のインクジェットヘッドにおけるフレキシブル基板の貫通穴間の様子を示す図、（ｂ）は（ａ）中の(b)−(b)線に沿う断面図

本発明におけるヘッドチップは、チャネルと圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されてなるチャネル列を複数平行に有している。ヘッドチップは、前面及び後面にそれぞれチャネルの開口部が対向して配置される。各チャネルは、後面の開口部（チャネルの入口）から前面の開口部（チャネルの出口）にかけて断面形状が変化しないストレート状に形成され、各チャネル内に臨む駆動壁の表面には駆動電極が形成される。このようなヘッドチップは、六面体からなるいわゆるハーモニカ型のヘッドチップであり、駆動壁両面の各駆動電極に所定電圧の駆動信号を印加することによって該駆動壁をせん断変形させ、チャネル内に供給されたインクに吐出のための圧力変化を与え、ヘッドチップの前面に配置されたノズルからインク滴として吐出させる。

本発明では、このような六面体のハーモニカ型のヘッドチップにおいて、ノズルが配置されてインクが吐出される側の面を「前面」、その反対側の面を「後面」と定義する。また、ヘッドチップの前面又は後面と平行な方向であって該ヘッドチップから離れる方向をヘッドチップの「側方」と定義する。

本発明におけるチャネル列は、駆動チャネルとダミーチャネルとが交互に配置される独立駆動型のヘッドチップである。ヘッドチップの後面には、駆動チャネル及びダミーチャネル内の各駆動電極と導通する接続電極がそれぞれ個別に形成され、対応する駆動チャネル又はダミーチャネルと同ピッチでヘッドチップの後面に配列されている。

駆動チャネルとは、画像記録時に画像データに応じてノズルからインク吐出を行うチャネルであり、ダミーチャネルとは、画像データに関わらず、常にインク吐出を行わないチャネルである。ダミーチャネルはインク吐出を行う必要がないため、一般にインクが充填されないか、ノズルプレートにダミーチャネルに対応するノズルが形成されない。

ヘッドチップの後面に接着剤によって接合される配線基板は、ヘッドチップと駆動回路との間をつなぐ中間配線部材である。好ましくは、ヘッドチップと駆動回路からの電気配線部材との間を中継し、該電気配線部材との電気的接続の容易化を図る。この配線基板は、各駆動電極をそれに対応する接続電極を介してヘッドチップのチャネル列と直交する側方に電気的に引き出す。

本発明における配線基板は、ヘッドチップの後面に対して、該後面に開口する全てのチャネル列を覆うと共に該ヘッドチップにおけるチャネル列と直交する側方に張り出すように接合される。

この配線基板は、ヘッドチップの駆動チャネルに対応する位置のみに、該駆動チャネル内にインク供給を行うための貫通穴を有している。従って、ダミーチャネルの後面側の開口部は、この配線基板によって塞がれる。

配線基板のヘッドチップと接合される側の面（以下、表面という。）には、ヘッドチップの後面に配列される各接続電極とそれぞれ電気的に接続される配線電極が形成されている。この配線基板がヘッドチップの後面と接合された状態で、配線電極の各々は、その一端が、対応する接続電極と電気的に接続され、他端が、配線基板のヘッドチップの側方に張り出した端部まで延びている。ヘッドチップのチャネル列に対応する配線基板の複数の貫通穴の列のうち、少なくとも１つの貫通穴の列における隣接する該貫通穴の間には、少なくとも１本の配線電極が通っている。この貫通穴の間を通る配線電極は、他のチャネル列の接続電極と電気的に接続される配線電極である。

このようなインクジェットヘッドには、ヘッドチップの側方から張り出した配線基板の端部に、配線電極と電気的に接続される配線を有する電気配線部材が接合される。電気配線部材は駆動回路とつながっており、配線基板の配線電極及び接続電極を介して駆動電極に駆動回路からの電圧が印加される。これによりチャネル内のインクをノズルから吐出させる。電気配線部材としては、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという。）が好ましく用いられる。

本発明において、ヘッドチップは、駆動チャネルとダミーチャネルとの間のピッチが２００μｍ以下である。そして、隣接する貫通穴の間に配線電極が通っている該貫通穴の列に対応する複数の配線電極におけるそれぞれの接続電極との接続側端部をチャネル列方向に沿って結んだ直線と、該貫通穴の列と隣接する一つ内側の貫通穴の列に対応する配線電極と電気的に接続される複数の接続電極におけるそれぞれの配線電極との接続側端部をチャネル列方向に沿って結んだ直線との間の最短距離が１９７０μｍ以下であり、且つ、配線基板のヤング率（単位：Ｐａ）をＥ、配線基板の厚み（単位：ｍ）をＴとしたとき、Ｅ×Ｔ^３≧０．０６２の条件を満たしている。

上記の条件を満たす場合、配線基板をヘッドチップの後面に対して、接着剤を用いて、電極同士の電気的接続の確実化を図り得る所定の押圧力（例えば１ＭＰａ以上）で押圧して接合しても、配線電極が通っている細幅状となっている貫通穴間の撓みは抑制される。その結果、貫通穴間の配線電極とヘッドチップの後面に露呈する駆動壁との間には接着剤による絶縁体層が形成されるため、配線電極と駆動壁との間の絶縁が図られ、クロストークの発生及び駆動電極と配線電極とが接触することによるショートの発生をいずれも防止することができる。

上記の条件を満足するには、例えば使用インクとの関係で耐インク性が求められる等の理由から、配線基板として使用される基板材料が決まっている場合は、上記の条件を満足するように配線基板の基板材料の厚みを調整すればよい。また、貫通穴の流路抵抗を考慮して、配線基板の基板材料の厚みが決まっている場合は、上記の条件を満足するヤング率を有する基板材料を選択すればよい。

駆動チャネルとダミーチャネルとの間のピッチが２００μｍを越えると、駆動壁の厚みが大きくなり、駆動壁をせん断変形させるために必要となる駆動電圧が高くなってしまい、また、駆動チャネル幅を大きくすると安定射出が難しくなる。また、上記の最短距離が１９７０μｍを越えると、それだけ隣接するチャネル列間の距離が大きくなり、その分厚みの大きい圧電素子を使用しなくてはならなくなる。ヘッドチップは、圧電素子にチャネル用の溝を加工し、その上面をカバー基板で覆って形成したヘッドチップ基板を、所望のＬ長（インク吐出方向に沿うチャネルの駆動長さ）となるようにフルカットして作製されるが、圧電素子の厚みが大きくなると、フルカットする際の加工作業が難しくなり、ヘッドチップにダメージが残る可能性が高くなる。

しかも、駆動チャネルとダミーチャネルとの間のピッチが２００μｍを越えて大きくなる程、また、上記の最短距離が１９７０μｍを越えて大きくなる程、貫通穴間の撓み量が大きくなるため、上記の式を満足させても、接合時の押圧力が小さくなるように調整しない限り、貫通穴間の撓みを抑制することが困難となってくる。接合時の押圧力を小さくすると、電極同士の電気的接続の確実性が劣ってくるようになる。

なお、配線基板のヤング率は、配線電極を含まない配線基板の基板材料のみのヤング率である。

また、配線電極における接続電極との接続側端部とは、配線電極における接続電極と電気的に接続される側の一端部のことである。この配線電極の一端部は、ヘッドチップの後面と配線基板との接合領域内に位置し、対応する接続電極が引き出されているチャネルに近接する側の端部である。更に、接続電極における配線電極との接続側端部とは、一端部が駆動電極と導通している接続電極の他端部のことである。これら各接続側端部は、貫通穴間の細幅状の配線基板の部分が撓もうとする際の支点となる部位である。

好ましくは、５４００≧Ｅ×Ｔ^３≧０．０６２の条件を満たすことである。配線基板の厚みが大きくなると、貫通穴内の長さ（インク供給距離）が長くなって流路抵抗が大きくなり、加工性も悪くなるが、５４００≧Ｅ×Ｔ^３とすることで、配線基板の厚みを抑制し、貫通穴を通るインクの流路抵抗は抑えられる。

本発明における配線基板は、上記の条件を満足するものであればよいが、特に、基板材料がガラス、シリコン、セラミックスのいずれかであることが好ましい。これらを用いた場合、同じ厚みの樹脂材料に比べて剛性が高く、撓みの抑制効果が高いため、それだけ配線基板を薄くすることができ、貫通穴の流路抵抗を抑えることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１はインクジェットヘッドの分解斜視図、図２はそのヘッドチップの部分背面図、図３はヘッドチップと配線基板との接合状態を示す図、図４は図３の(iv)−(iv)線に沿う断面図断面図である。

図中、１はハーモニカ型のヘッドチップ、２はノズルプレート、３は配線基板、４はＦＰＣである。

このヘッドチップ１は、Ａ列、Ｂ列の２列のチャネル列を有している。ここでは、図２中の下側のチャネル列をＡ列、上側のチャネル列をＢ列とする。各チャネル列は、それぞれ駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂとダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂとが交互に配置されている。隣接する駆動チャネル１１Ａ又は１１Ｂとダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂとの間は圧電素子からなる駆動壁１３Ａ、１３Ｂとなっている。各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂと各ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂは、ヘッドチップ１の前面１ａと後面１ｂとにそれぞれ開口しており、その内面には駆動電極１４がそれぞれ密着形成されている。

ヘッドチップ１の後面１ｂには、駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ及びダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂの各駆動電極１３Ａ、１３Ｂと導通する接続電極１５Ａ、１５Ｂがそれぞれ形成されている。各接続電極１５Ａ、１５Ｂの一端は、対応する駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ又はダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ内の駆動電極１３Ａ、１３Ｂと導通している。他端は、Ａ列の駆動チャネル１１Ａ及びダミーチャネル１２Ａに対応する各接続電極１５Ａにおいては、各チャネル１１Ａ、１２Ａ内からヘッドチップ１の一方の端縁１ｃにかけて形成されているが、Ｂ列の駆動チャネル１１Ｂ及びダミーチャネル１２Ｂに対応する各接続電極１５Ｂにおいては、各チャネル１１Ｂ、１２Ｂ内からＡ列側に向けて延び、該Ａ列のチャネル列の手前までにかけて形成されている。従って、接続電極１５Ａ、１５Ｂのいずれも、各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂから同一方向に向けて延びている。

ノズルプレート２は、ヘッドチップ１の前面１ａに接着剤によって接合されている。ノズルプレート２には、各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂに対応する位置のみにノズル２１が開設されている。

配線基板３は、ヘッドチップ１の後面１ｂよりも大判な平板状の基板であり、ヘッドチップ１の後面１ｂと接合する接合領域（図１中の一点鎖線で示される領域）３１内には、ヘッドチップ１の後面１ｂに開口する駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂに対応する位置のみに、不図示の共通インク室から各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ内にインクを供給するための貫通穴３２Ａ、３２Ｂが個別に開設されている。

また、配線基板３の表面には、ヘッドチップ１の後面１ｂに配列されている各接続電極１５Ａ、１５Ｂと電気的に接続される配線電極３３Ａ、３３Ｂが、配線基板３の表面上においてヘッドチップ１のチャネル列と直交する方向に延びるように、蒸着又はスパッタリング等によって形成されている。

Ａ列の各チャネル１１Ａ、１２Ａから引き出される接続電極１５Ａに対応する各配線電極３３Ａは、一端が、接合領域３１内のＡ列の各チャネル１１Ａ、１２Ａに対応する近傍に位置し、他端が、該接合領域３１からヘッドチップ１のチャネル列と直交する側方に向けて延び、配線基板３の端部３ａに至っている。

一方、Ｂ列の各チャネル１１Ｂ、１２Ｂから引き出される接続電極１５Ｂに対応する各配線電極３３Ｂは、一端が、接合領域３１内のＢ列の各チャネル１１Ｂ、１２Ｂに対応する近傍に位置し、他端が、配線電極３３Ａと同一方向に向けて延び、Ａ列の隣接する貫通穴３２Ａの間を通って配線基板３の端部３ａに至り、配線電極３３Ａと交互に配列されている。

この配線基板３は、ヘッドチップ１側の各接続電極１５Ａ、１５Ｂと配線基板３側の各配線電極３３Ａ、３３Ｂとが対応して電気的に接続するように、該ヘッドチップ１の後面１ｂに貼り合わされ、接着剤によって所定の押圧力（例えば１ＭＰａ以上）で接合されている。接着剤としては、導電粒子を含む異方性導電性接着剤を使用することもできるが、ショート防止の確実性を高めるためにも、導電性粒子を含まない接着剤を使用することが好ましい。

ここで、図３に示すように、ヘッドチップ１の同一チャネル列内の隣接するチャネル１１Ａと１２Ａ又は１１Ｂと１２Ｂのいずれもピッチｐが２００μｍ以下である。そして、隣接する貫通穴３２Ａ、３２Ａの間に配線電極３３Ｂが通っているＡ列に対応する複数の各配線電極３３Ａのそれぞれの接続電極１５Ａとの接続側端部３３１Ａをチャネル列方向に沿って結んだ直線Ｌ１と、これに隣接するＢ列に対応する配線電極３３Ｂと電気的に接続される複数の各接続電極１５Ｂのそれぞれの配線電極３３Ｂとの接続側端部１５１Ｂをチャネル列方向に沿って結んだ直線Ｌ２との間の最短距離ｄが１９７０μｍ以下である。この条件下で、配線基板３は、そのヤング率（Ｐａ）をＥ、その厚み（ｍ）をＴとしたとき、Ｅ×Ｔ^３≧０．０６２の条件を更に満たしている。

このため、配線基板３は、ヘッドチップ１の後面１ｂに対して各接続電極１５Ａ、１５Ｂと各配線電極３３Ａ、３３Ｂとの電気的接続の確実化を図り得る所定の押圧力（例えば１ＭＰａ以上）で接合しても、細幅状となっている貫通穴３２Ａ、３２Ａ間の撓みを抑制することができる。その結果、図４に示すように、隣接する貫通穴３２Ａ、３２Ａ間を通っている配線電極３３Ｂとヘッドチップ１の後面１ｂに露呈する駆動壁１３Ａとの間には、接着剤５０による絶縁体層が形成されるようになるため、配線電極３３Ｂと駆動壁１３Ａとの間の絶縁が図られ、クロストークの発生を防止することができる。

また、配線電極３３Ｂが駆動壁１３Ａと直に接触しないため、配線電極３３がダミーチャネル１２Ａの開口部上を通過しても、ダミーチャネル１２Ａ内の駆動電極１４と接触することはなく、ショートの発生のおそれはない。

以下、本発明によるクロストークの改善効果を実施例によって例証する。

（実施例１）
ヘッドチップは、以下に示す仕様のハーモニカ型ヘッドチップを用いた。
チャネル：５１２チャネル×２列（Ａ列、Ｂ列）
Ｌ長：１．０ｍｍ
駆動チャネル高さ：２００μｍ
ダミーチャネル高さ：２５０μｍ
チャネル幅：８２μｍ
チャネルピッチ：１４１μｍ
ノズル径：２３μｍ

このヘッドチップの後面に対し、図２と同様のパターンで、各チャネル内の駆動電極と導通するＡｌからなる接続電極を個別に形成した。
接続電極の厚み：４．４μｍ
接続電極の幅：３５μｍ

一方、このヘッドチップの後面に接合される配線基板には、以下に示す仕様のガラス基板を使用し、図１、図３と同様のパターンで、各駆動チャネルに対応する部位には貫通穴を形成すると共に、各接続電極と対応するように、Ａｌからなる配線電極を形成した。ヘッドチップと配線基板との接合には、導電性粒子の入っていないエポキシ系接着剤を用いた。なお、配線電極の幅は、配線電極における貫通穴間を通過している部位の幅である。
ヤング率Ｅ：６．２０×１０^１０Ｐａ
配線基板厚みＴ：３．００×１０^−４ｍ（０．３ｍｍ）
配線電極厚み：２．２μｍ
配線電極幅：２０．０μｍ
Ｌ１−Ｌ２間の最短距離ｄ（図３参照）：７５０μｍ
ヘッドチップとの接合時圧力：１．０ＭＰａ

（実施例２）
ヘッドチップについて、各チャネル高さ、チャネル幅、チャネルピッチ、接続電極幅、ノズル径を以下のように代えた以外は実施例１と同一とした。
駆動チャネル高さ：３１０μｍ
ダミーチャネル高さ：３６０μｍ
チャネル幅：１２０μｍ
チャネルピッチ：２００μｍ
接続電極幅：５０μｍ
ノズル径：２５μｍ

配線基板について、配線電極幅、Ｌ１−Ｌ２間の最短距離ｄを以下のように代えた以外は実施例１と同一とした。
配線電極幅：４０．０μｍ
Ｌ１−Ｌ２間の最短距離ｄ：１９７０μｍ

（実施例３）
配線基板について、厚みＴを以下のように代えた以外は実施例２と同一とした。
配線基板厚みＴ：１．００×１０^−４ｍ（０．１ｍｍ）

（実施例４）
配線基板について、以下に示す仕様のシリコン基板を使用し、図１、図３と同様のパターンで、各駆動チャネルに対応する部位には貫通穴を形成すると共に、各接続電極と対応するように、Ａｌからなる配線電極を形成した以外は、実施例２と同一とした。
ヤング率Ｅ：１．１０×１０^１１Ｐａ
配線基板厚みＴ：１．００×１０^−４ｍ（０．１ｍｍ）
配線電極厚み：２．２μｍ
配線電極幅：４０．０μｍ

（実施例５）
配線基板について、以下に示す仕様のセラミックス基板を使用し、図１、図３と同様のパターンで、各駆動チャネルに対応する部位には貫通穴を形成すると共に、各接続電極と対応するように、Ａｌからなる配線電極を形成した以外は、実施例２と同一とした。
ヤング率Ｅ：８．００×１０^１０Ｐａ
配線基板厚みＴ：１．００×１０^−４ｍ（０．１ｍｍ）
配線電極厚み：２．２μｍ
配線電極幅：４０．０μｍ

（比較例１）
実施例１と同一仕様のヘッドチップに、配線基板として以下に示す仕様のポリイミド製のＦＰＣを使用し、図１、図３と同様のパターンで、各駆動チャネルに対応する部位には貫通穴を形成すると共に、各接続電極と対応するように、Ｃｕからなる配線電極を形成した以外は、実施例１と同一とした。
ヤング率Ｅ：５．００×１０^９Ｐａ
配線基板厚みＴ：２．５０×１０^−５ｍ（２５μｍ）
配線電極厚み：１２．０μｍ
配線電極の幅：２０．０μｍ
Ｌ１−Ｌ２間の最短距離ｄ：７５０μｍ

（比較例２）
ＦＰＣの厚みＴを５．００×１０^−５ｍ（５０μｍ）とした以外は比較例１と同様とした。

（比較列３）
配線基板として、以下に示す仕様のセラミックスを使用した以外は比較例１と同様とした。
ヤング率Ｅ：８．００×１０^１０Ｐａ
配線基板厚みＴ：２．００×１０^−５ｍ（２０μｍ）
配線電極厚み：２．２μｍ

＜クロストークの評価＞
クロストークの評価は、貫通穴間に配線電極が形成される側のチャネル列（Ａ列）の特定のノズルαのみを駆動させた時に、そのノズルαからインクが６ｍ／ｓｅｃで射出される駆動電圧を用いて、ノズルαを駆動させる駆動壁上に配線電極が配線されているチャネル列（Ｂ列）のノズルβとＡ列のノズルαとを同時に駆動させ、その時のノズルαからインクが射出される速度の６ｍ／ｓｅｃに対する比を求めることにより行なった。

なお、クロストーク評価の指標として比較例１を用いた。比較例１では、Ａ列のノズルαから射出されるインク滴は、Ｂ列用の配線電極を介してＢ列のノズルβに印加された駆動電圧がＡ列の駆動壁に漏れ出てクロストークが発生することによって速度が低下し、６ｍ／ｓｅｃに対して平均０．１２ｍ／ｓｅｃ（２％）の速度差が発生した。従って、Ａ列とＢ列に同時に駆動電圧を印加した際にＡ列のノズルαから射出されるインク滴の速度が、６ｍ／ｓｅｃに対して小さな速度差となっていれば、クロストークは改善されたものとみなすことができる。

ここでは、平均の速度差が０．０６ｍ／ｓｅｃ（１％）以下であればクロストークは改善されたとみなし、評価を○とし、それ以外を×とした。その結果を表１に示す。

＜ショートの評価＞
ショートの評価は、貫通穴間に通っている配線電極とその貫通穴間のダミーチャネルの駆動電極との間で全くショートが発生していない場合は○、１箇所でもショートが発生した場合は×とした。その結果を表１に示す。

１：ヘッドチップ
１ａ：前面
１ｂ：後面
１ｃ：端縁
１１Ａ、１１Ｂ：駆動チャネル
１２Ａ、１２Ｂ：ダミーチャネル
１３Ａ、１３Ｂ：駆動壁
１４：駆動電極
１５Ａ、１５Ｂ：接続電極
１５１Ｂ：接続側端部
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：配線基板
３ａ：端部
３１：接合領域
３２Ａ、３２Ｂ：貫通穴
３３Ａ、３３Ｂ：配線電極
３３１Ａ：接続側端部
４：ＦＰＣ
５０：接着剤

Claims (3)

1. チャネルと圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列が複数並設され、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極と導通する接続電極がそれぞれ形成され、前記チャネル列がインク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されて構成されてなるヘッドチップと、
   前記ヘッドチップの後面に対して複数の前記チャネル列を覆うと共に該ヘッドチップの側方から張り出すように接合される配線基板とを有し、
   前記配線基板における前記ヘッドチップと接合される側の面に形成された配線電極を前記接続電極と電気的に接続させることによって、該接続電極の各々を前記配線基板の端部まで電気的に引き出し、前記配線電極及び前記接続電極を介して前記駆動電極に電圧を印加することによって、前記駆動チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、
   前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置のみにインク供給用の貫通穴がそれぞれ形成されていると共に、前記チャネル列に対応する複数の前記貫通穴の列のうち、少なくとも１つの前記貫通穴の列における隣接する該貫通穴の間には、少なくとも１本の前記配線電極が通って前記配線基板の前記ヘッドチップの前記側方から張り出した端部まで延びており、
   前記ヘッドチップは、前記駆動チャネルと前記ダミーチャネルとの間のピッチが２００μｍ以下であり、
   隣接する前記貫通穴の間に前記配線電極が通っている該貫通穴の列に対応する複数の前記配線電極におけるそれぞれの前記接続電極との接続側端部をチャネル列方向に沿って結んだ直線と、該貫通穴の列と隣接する前記貫通穴の列に対応する前記配線電極と電気的に接続される複数の前記接続電極におけるそれぞれの前記配線電極との接続側端部をチャネル列方向に沿って結んだ直線との間の最短距離が１９７０μｍ以下であり、
   且つ、前記配線基板のヤング率（Ｐａ）をＥ、前記配線基板の厚み（ｍ）をＴとしたとき、Ｅ×Ｔ^３≧０．０６２の条件を満たしていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記配線基板のヤング率（Ｐａ）をＥ、前記配線基板の厚み（ｍ）をＴとしたとき、５４００≧Ｅ×Ｔ^３≧０．０６２の条件を満たしていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. 前記配線基板は、ガラス、シリコン、セラミックスのいずれかからなることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。

Images