JP5729386B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、インクジェット記録装置に備えられるインクジェットヘッドに関する。
従来、インクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出させて記録媒体に所望の画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。このインクジェット記録装置は、多岐にわたる用途に使用され、それぞれの目的に沿った種類のインクや記録媒体が使用可能となっている。
インクジェットヘッドには、圧電素子の変位を利用して圧力室内のインクを加圧し、圧力室に連通するノズルからインク滴を吐出する圧電方式のヘッドがある。
このような圧電方式のヘッドにおいて、高精細な画像を形成するためにノズルを高密度に配置したものがあり、例えば、ノズルとこのノズルに連通した圧力室との組を2次元状に配列させたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
図13Aは、インクジェットヘッドの配線基板200を上面から見るとともに配線基板200の下方に設けられるヘッド基板210を透視した図であり、図13Bは、インクジェットヘッドの配線基板200の下面を上面側から透視するとともにヘッド基板210を透視した図である。なお、図13Aと図13Bには、ともに配線基板200の下のヘッド基板210に設けられる後述の圧力室202等を透視して描いている。
図14は、インクジェットヘッドの配線基板200及びヘッド基板210の断面図である。
図13Aに示すように、インクジェットヘッドのヘッド基板210には、複数のノズル201が設けられており、各ノズル201に対応して圧力室202、インク流路203、圧電素子204(図14参照)が設けられている。圧電素子204の上方には圧電素子204に接続される配線205を有する配線基板200が設けられており、この配線205は貫通ビア206を介して配線基板200の上面に導かれている。
ここで、配線205は、ノズル201や圧力室202の2次元配列領域外に設けられた配線接続部207に接続されている。各ノズルに対応する各配線205はインク流路203を避けて配線接続部207に接続されている。
図13A及び図13Bに示すように、ノズル201の2次元配列領域の両側に配線接続部207を設けた場合、各行におけるN/2本の配線を隣接するインク流路間(図13A及び図13BのAB間)に配置しなければならない。
例えば、1行あたりのノズルの数をN個であるとすると、各ノズルに対応して設けられている圧電素子の数もN個である。配線を左右両側(図13A及び図13Bの紙面に対して上下両側)に引き出した場合、図14に示すように、左側では第1列のノズルに対応するインク流路間(図13A及び図13BのAB間)が最も密に配線が配置され、その数はN/2本である。以降、第2列、第3列と進むにつれ、インク流路間に通される配線の数が1本ずつ減っていくことになる。
このように、配線を二分する方法は、各行のノズルに対応する全ての配線を同じ方向に引き出す場合に比べて余裕があるものの、ノズルを高密度に配置するためには、十分な余裕があるわけではない。
特開2007−30361号公報
ところで、配線の信頼性を向上させるためには、配線間隔を広く取る必要がある。しかし、配線間隔を広くすると、ノズルを高密度に配置することができない。上述のように、配線は隣接するインク流路間にしか配置することができないため、ノズルを高密度に配置するとインク流路間の間隔も小さくなって配線スペースも減少するからである。
このような問題を解決するため、配線基板を複数層にわたって積層した多層配線基板を用いることも考えられるが、構造が複雑であり、インクジェットヘッドの厚みも増すため、軽量化やコスト低減が困難である。
また、特許文献1(図9A及び図9B参照)に示されているように、配線基板の両面に配線を分けて配置し、それぞれの面に設けられた駆動回路に接続することも考えられるが、配線基板の両面に駆動回路を設けると、インクジェットヘッドの製造が困難であり、インクジェットヘッドの厚みも増すため、軽量化やコスト低減が困難である。
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で配線基板のスペースを有効活用してコスト低減を図り、ノズルをより高密度に配置することができると共に、配線の信頼性も向上させることができるインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、
インクを吐出する複数のノズルと、各ノズルに対応して個別に連通される圧力室と、各圧力室に対応して個別に設けられ、圧力室内のインクをノズルから吐出させるための力を付与するアクチュエータとを有し、個々のノズル及びこれに各々対応する圧力室とアクチュエータとの組が二次元配列状に配置され、
各アクチュエータに対応して個別に接続される配線と、各配線に対応して個別に接続される貫通ビアと、各圧力室に対応して個別にインクを供給するインク流路とを有する配線基板と、
前記個々のノズル及びこれに各々対応する圧力室とアクチュエータとの組が二次元配列状に配置された配置領域外に設けられ、各配線を駆動部に接続する接続部と、を備えるインクジェットヘッドにおいて、
ノズルは、M個(Mは2以上の整数)が直線状に並べられると共に、これがN列(Nは2以上の数)にわたって設けられ、
N個のノズル列のうち、任意のn個(1≦n<N)のノズル列のノズルに対応する貫通ビアが前記配置領域内に設けられ、前記任意のn個以外のノズル列のノズルに対応する貫通ビアが前記配置領域外に設けられ
第1列から第(N/2)列のノズルに対応する貫通ビアに接続される配線は、第1列側の前記配置領域外に向けて引き出され、かつ、第(N/2)+1列から第N列のノズルに対応する貫通ビアに接続される配線は、第N列側の前記配置領域外に向けて引き出され、
第1列から第(N/2)列のノズルのうち、任意のa個(1≦a<N/2)のノズルに対応する貫通ビアが前記配置領域外に設けられ、第(N/2)+1列から第N列のノズルのうち、任意のb個(1≦b<N/2)のノズルに対応する貫通ビアが前記配置領域外に設けられていることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記a個のノズルに対応する貫通ビアは、第1列側の前記配置領域外に設けられ、前記b個のノズルに対応する貫通ビアは、第N列側の前記配置領域外に設けられていることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項又はに記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接続部は、前記配線基板の一方の面における第1列側の前記配置領域外に設けられた第1の接続部と、第N列側の前記配置領域外に設けられた第2の接続部とを有し、
第1列から第(N/2)列のノズルに対応する貫通ビアに接続される配線は、前記第1の接続部に接続され、
第(N/2)+1列から第N列のノズルに対応する貫通ビアに接続される配線は、前記第2の接続部に接続されていることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記a個のノズルに対応する貫通ビアは、前記配置領域との間で前記第1の接続部を挟んで前記第1の接続部よりも外側に配置され、
前記b個のノズルに対応する貫通ビアは、前記配置領域との間で前記第2の接続部を挟んで前記第2の接続部よりも外側に配置されていることを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項1〜のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記配置領域内に設けられた貫通ビアの数と前記配置領域外に設けられた貫通ビアの数とが等しいことを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項1〜のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記配置領域内に設けられた貫通ビアの数は、前記配置領域外に設けられた貫通ビアの数よりも多いことを特徴とする。
請求項に記載の発明は、請求項1〜のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記配線基板における前記接続部が設けられている面と反対側の面には、前記インク流路を前記圧力室に連通させる連通路が形成された接合部材が設けられ、
前記配置領域外の貫通ビアに接続される配線は、前記配線基板と前記接合部材との接合部以外の位置に配置されていることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、ノズルに対応する貫通ビアは、配置領域内と配置領域外とに分けられて配置されているため、全ての貫通ビアに接続された配線をインク流路間に通す必要がなくなる。これにより、最も配線が密になる第1列及び第N列のノズルに対応するインク流路間に配置する配線を減らすことができ、配線幅、配線同士の間隔を広げることができる。よって、ノズルを高密度に配置することができると共に、配線の信頼性を向上させることができる。
また、貫通ビアを介して配線基板の一方の面に配線を集結させることができるので、接続部を配線基板の一方の面に設けるだけでよい。これにより、配線基板を多層にする必要もなく、接続部も配線基板の両面に設ける必要もなくなり、簡易な構成で配線基板のスペースを有効活用してコスト低減を図ることができる。
請求項2に記載の発明によれば、全ての配線を第1列側と第N列側とに分けて引き出すことで、最も配線が密になる第1列及び第N列のノズルに対応するインク流路間に配置する配線を減らすことができ、配線幅、配線同士の間隔を広げることができる。
さらに、引き出す方向が二つに分けられたそれぞれの配線の束を、配線領域内の貫通ビアに接続する配線と配線領域外の貫通ビアに接続する配線とに分けることができるので、第1列及び第N列のノズルに対応するインク流路間に配置する配線をさらに減らすことができ、配線幅、配線同士の間隔をさらに広げることができる。
請求項3に記載の発明によれば、配線領域外に設けられる貫通ビアを第1列側と第N列側という配置領域から見て相反する方向に離して配置することにより、配線スペースを有効利用することができ、配線幅、配線同士の間隔を広げることができる。
請求項4に記載の発明によれば、第1列側に引き出される配線を第1列側の第1の接続部に接続し、第N列側に引き出される配線を第N列側の第2の接続部に接続しているので、各貫通ビアから接続する接続部までの距離を短くすることができ、配線を短くすることができる。
請求項5に記載の発明によれば、二次元配置領域と貫通ビアとの間に接続部が配置されることになるので、接続部の両側から配線を接続部に接続することができる。これにより、接続部まわりの配線幅、配線同士の間隔を広げることができ、配線スペースを有効利用することができる。
請求項6に記載の発明によれば、一方の配線幅、配線同士の間隔だけが狭くなるようなことがなくなるので、配線幅、配線同士の間隔を広げることができ、配線スペースを有効利用することができる。
請求項7に記載の発明によれば、配線基板のうち、圧電素子が設けられる側の面には、圧力室にインクを供給するためのインク流路が設けられているため、配線はかかるインク流路を避けて配置する必要があり、配線スペースも他方の面に比べて狭くなる。
ここで、インク流路が設けられている面には、配置領域外に設けられた貫通ビアに接続する配線が配置されるので、インク流路が設けられている面の配線数を配置領域内に設けられた貫通ビアに接続する配線数よりも少なくすることができる。これにより、配線基板の両面の配線の配線幅、配線同士の間隔のバランスを良くすることができる。
請求項8に記載の発明によれば、配置領域外の貫通ビアに接続される配線を、配線基板と接合部材との接合部以外の位置に配置することで、接合部材と配線基板との接合強度の低下を防止することができる。
インクジェット記録装置の要部を示す模式図である。 インクジェットヘッドの斜視図である。 インクジェットヘッドの縦断面図である。 図3において圧電素子の周囲を拡大視した図である。 圧力室、インク流路、圧電素子の位置関係を示した図である。 第1の実施形態におけるノズル、圧力室、貫通ビア、第2の配線、接続部の配置を示した図であり、配線基板の上面の配線の配置を示す図である。 第1の実施形態におけるノズル、圧力室、貫通ビア、第2の配線、接続部の配置を示した図であり、配線基板の下面の配線の配置を示す図である。 第1の実施形態における配線基板の断面図である。 第2の実施形態におけるノズル、圧力室、貫通ビア、第2の配線、接続部の配置を示した図であり、配線基板の上面の配線の配置を示す図である。 第2の実施形態におけるノズル、圧力室、貫通ビア、第2の配線、接続部の配置を示した図であり、配線基板の下面の配線の配置を示す図である。 第3の実施形態におけるノズル、圧力室、貫通ビア、第2の配線、接続部の配置を示した図であり、配線基板の上面の配線の配置を示す図である。 第3の実施形態におけるノズル、圧力室、貫通ビア、第2の配線、接続部の配置を示した図であり、配線基板の下面の配線の配置を示す図である。 第4の実施形態におけるノズル、圧力室、貫通ビア、第2の配線、接続部の配置を示した図であり、配線基板の上面の配線の配置を示す図である。 第4の実施形態におけるノズル、圧力室、貫通ビア、第2の配線、接続部の配置を示した図であり、配線基板の下面の配線の配置を示す図である。 インク流路に隣接する配線について説明するための図である。 ノズル密度、ノズル列数、配線の配置を変えた場合における1本の配線あたりに確保できるスペースを比較した表を示す図である。 従来のインクジェットヘッドの配線基板を上面から見た図である。 従来のインクジェットヘッドの配線基板の下面を上面側から見た透視図である。 従来のインクジェットヘッドの配線基板近傍の断面図である。
以下、図面を参照して、インクジェットヘッドについて説明する。本発明に係るインクジェットヘッドは、インクジェット記録装置に備えられている。
[第1の実施形態]
<インクジェット記録装置>
図1は、インクジェット記録装置1の要部を示す模式図である。
図1に示すように、インクジェット記録装置1は、記録媒体Pを矢印Yの方向(以下、搬送方向Yという)へ搬送する搬送部2を備えている。記録媒体Pとしては、紙や布帛のほか、インク吸収性の無いプラスチックフィルムや金属類等を用いることが可能であり、特に限定されない。なお、ここでの紙とは、インク吸収性を有するインクジェットプリンタ専用紙は勿論のこと、インク吸収性の弱いコート紙やアート紙、及び普通紙を含むものである。
搬送部2の上方には、搬送部2上の記録媒体Pへインク滴Dを吐出するインクジェットヘッド3が配設されている。このインクジェットヘッド3には、インク滴Dを吐出する複数のノズル11が、図中のX方向及びY方向に配列されている(図2参照)。
搬送部2、インクジェットヘッド3は、制御部5に接続されており、この制御部5により制御される。
図2は、インクジェットヘッド3の斜視図である。
この図に示すように、インクジェットヘッド3はその下端にインク滴Dを吐出する複数のノズル11が形成されたノズルプレート20を備えている。
<インクジェットヘッドの構成>
図3は、インクジェットヘッドの縦断面図であり、図4は、図3において圧電素子の周囲を拡大視した図である。
インクジェットヘッド3は、ノズルプレート20、中間プレート30、圧力室プレート40の3枚の基板が積層されて構成されているヘッド基板150と、配線基板80と、ヘッド基板150と配線基板80とを接続する部材とが積層されて構成されている。
(ノズルプレート)
図3,図4に示すように、インクジェットヘッド3は、インクを吐出する複数のノズル11が形成されたノズル基板としてのノズルプレート20を備えている。ノズルプレート20は、ノズル11からインクを下方に吐出する際にインクジェットヘッド3の最下層に位置する。ノズルプレート20は、シリコンを基材としており、ドライエッチングにより、インク流路12及びノズル11が形成されている。
(中間プレート)
中間プレート30は、ガラスで構成された基板であり、ノズル11へ通じるインク流路31と、後で説明する、圧力室プレート40に設けられた圧力室41とインク流路42を接続するインク流路32とが形成されている。インク流路31,32を形成する方法の一例としては、サンドブラスト法が挙げられる。
中間プレート30は、ノズルプレート20と接合されている。接合の方法としては、陽極接合を挙げることができる。ここで、陽極接合とは、中間プレート30を加熱(300℃〜500℃)し、ノズルプレート20と中間プレート30との間に電圧を印加し、静電引力により両者を接合する方法である。陽極接合を用いることにより、両者を接着するための接着剤が不要となり、インク溶剤による耐久性劣化の恐れがなく、信頼性を高めることができる。
インク流路31は、中間プレート30をノズルプレート20に積層した際に、インク流路12に連通する位置に形成されている。
(圧力室プレート)
圧力室プレート40は、シリコン基板で構成されており、各ノズル11に対応して個別に設けられた圧力室41と、圧力室41へのインク流路となるインレット(絞り流路)42とが形成されている。圧力室41及びインレット42を形成する方法の一例としては、ドライエッチングが挙げられる。
圧力室プレート40は、ガラス基板である中間プレート30と陽極接合により接合されている。接合に際しては、圧力室41が中間プレート30に形成されたインク流路31と連通するように位置合わせがなされている。ここでの陽極接合も上記中間プレート30の接合と同じ方法である。圧力室プレート40には、ノズル11から吐出するインクを貯留する圧力室41が圧力室プレート40の厚さ方向に貫通するように形成されている。
圧力室プレート40には、圧力室41へのインク流路となるインレット(絞り流路)42が当該圧力室プレート40の厚さ方向に貫通するように形成されている。インレット42は、ドライエッチングにより、他のインク流路より細くなるように形成されている。このことにより、流路抵抗をインレット42で規定することになり、所望の吐出特性(液滴径、吐出周波数等)を実現することが可能となる。
圧力室41とインレット42は、圧力室プレート40においては互いに独立するように形成されているが、中間プレート30に圧力室プレート40を積層した際に、中間プレート30に形成されたインク流路32を介して連通される。従って、インクは、インレット42、インク流路32を通って圧力室41に貯留される。
(振動板)
圧力室プレート40には、振動板50が設けられている。振動板50は、インレット42を回避しつつ、圧力室41の開口を覆うように圧力室プレート40に設けられている。すなわち、振動板50は、圧力室41の一壁部を構成している。
振動板50は、薄板状に形成されており、厚さ方向への変位(弾性変形)により圧力室41内の圧力を変化させることができる。
(圧電素子)
図5は、圧力室41、後述するインク流路88、圧電素子60の位置関係を示した図である。
図4、図5に示すように、振動板50には、当該振動板50を挟んで圧力室41に対向する位置に圧電素子60が設けられている。
圧電素子60は、PZT(lead zirconate titanate)からなるアクチュエータであり、各圧力室41に対して個別に設けられ、圧力室41のインクをノズル11から吐出させるための力を付与するものである。
圧電素子60は、上面側及び下面側から二つの電極61,62により挟まれ、下面側の電極61が振動板50上に設けられている。圧電素子60及び電極61,62は、振動板50にエッチング等の方法でパターニング形成することにより設けられている。
電極61,62に電圧を印加すると、電極61,62に挟まれた圧電素子60が撓み変形し、圧電素子60の変形により振動板50も撓み変形する。この振動板50の動作により、圧力室41内のインクがノズルからインク滴D(図1参照)として吐出される。
(接合部材)
振動板50には、絶縁層としての接合部材70が設けられており、接合部材70を介して、圧力室プレート40が配線基板80と接合されている。
接合部材70は、樹脂で形成されており、圧力室プレート40に形成されたインレット42と、後で説明する、配線基板80に設けられたインク流路88とを連通するようにしてインク流路72(連通路)が形成された柱状部材として構成されている。
接合部材70には、当該振動板50を挟んで圧力室41に対向する位置に圧電素子60及び電極61,62を収容する空間71が接合部材70の厚さ方向に貫通するように形成されている。空間71は、各圧電素子60を個別に収容するように複数形成されている。
接合部材70には、空間71とは独立してインク流路72が接合部材70の厚さ方向に貫通するように形成されている。
接合部材70は、インクジェットヘッド3における、ノズル11、圧力室41、圧電素子60等が二次元配列状に配置された二次元配置領域より外側の領域においては、領域のほぼ全面に存在し、圧力室プレート40と配線基板80を接合している。
(配線基板)
接合部材70には、配線基板80が積層され、接合されている。配線基板80は、シリコンを基材としている。
配線基板80の下面には、2層の酸化シリコンの絶縁層82,83が形成され、上面には、同じく酸化シリコンの絶縁層84が形成されている。絶縁層82,83のうち、下方に位置する絶縁層83は、接合部材70の上面に当接し、接合されている。
配線基板80には、電極62に駆動電圧を印加して圧電素子60を変位させるために貫通ビア85(貫通電極)を通す電極用貫通孔(スルーホール)86が配線基板80の厚さ方向に形成されている。貫通ビア85の下端には、水平方向に延在する第1の配線87の一端が接続されており、この第1の配線87の他端には、圧電素子60上面の電極62に設けられたスタッドバンプ63が、空間71内に露出した半田64を介して接続されている。第1の配線87は、配線基板80の下面の2層の絶縁層82,83によって挟まれて保護されている。第1の配線87は、例えば、アルミニウムや銅等の導電性の高い材料から形成されている。
配線基板80の上下両面に設けられた絶縁層82,83,84は、第1の配線87及び第2の配線91と、配線基板80そのものを絶縁するために設けられている。
配線基板80の上面には、絶縁層84を挟んで第2の配線91が設けられ、第2の配線91には保護層90が設けられている。第2の配線91は、例えば、アルミニウムや銅等の導電性の高い材料から形成されている。
保護層90は、上方の共通インク室100の壁面を構成する部材を積層、接合する感光性の接着剤であるとともに、第2の配線91を保護する保護層となっている。第2の配線91は、水平方向に延在されて、一端が貫通ビア85の上端に接続されるとともに、他端が駆動回路への接続部110,111(図6A及び図6B参照)に接続されている。各配線87,91は、圧電素子60に対応して個別に接続され、貫通ビア85は、第1の配線87と第2の配線91を接続するものである。接続部110,111は、配線基板80の上面側に設けられている。
配線基板80には、インクを圧力室41に導くためのインク流路88が配線基板80の厚さ方向に貫通するように形成されている。インク流路88は、接合部材70に配線基板80を積層した際に、インク流路72に連通するように形成されている。
(保護層)
配線基板80の上面(接合部材70が設けられた面の反対側)には、絶縁層としての保護層90が設けられており、配線基板80上面に設けられている第2の配線91を保護している。
保護層90には、インクを圧力室41に導くためのインク流路92が保護層90の厚さ方向に貫通するように形成されている。インク流路92は、配線基板80に保護層90を積層した際に、配線基板80に形成されているインク流路88に連通するように形成されている。
(共通インク室)
配線基板80の上面には、保護層90を介して共通インク室100が設けられている。共通インク室100の壁面を構成する部材は、接着剤などの固定手段により配線基板80に接合されている。
共通インク室100は、各層におけるインク流路を介して圧力室41に連通されている。共通インク室100は、全ての圧力室41にインク流路を介して連通されており、全ての圧力室41にインクを供給することができるように形成されている。
<配線について>
ここで、各配線87,91、貫通ビア85、接続部110,111の配置について説明する。なお、図6A及び図6Bは紙面の制約上、横向きに描いているため、以下の説明においては、図6A及び図6Bの紙面に対して右側から見て説明する。すなわち、図6A及び図6Bの紙面を正面から見て、左側を上側、右側を下側、上側を右側、下側を左側として説明する。
図6A及び図6Bは、配線の配置を説明する図であり、このうち図6Aは配線基板80の上面の配線の配置を示す図、図6Bは配線基板80の下面の配線の配置を示す図である。なお、ノズルや圧力室は実際にはヘッド基板150の異なる層に設けられているものであるが、各構成の配置を明確にするために図6A及び図6Bではノズル11以外は全て実線で描いている。図7は、各配線の配置を説明する配線基板80及びヘッド基板150の断面図である。
図6A及び図6Bに示すように、ノズル11は、ヘッド基板150の最下層においてX方向にN個(Nは2以上の偶数)並設されてノズル列を構成しており、このノズル列がY方向にM行(Mは2以上の整数)にわたって並設されている。すなわち、ノズル11は、M×N個形成されている。また、各ノズル列は、Y方向に少しずつ位置がずれるように配置されている。すなわち、ノズル11は、二次元配列状に配置されており、各ノズル11に対応する位置に設けられている圧力室41、圧電素子60も二次元配列状に配置されていることになる。以下、ノズル11等が二次元配列状に配置されている配置領域を二次元配置領域Rとする。
第1の接続部110は、インクジェットヘッド3のX方向の一端部(図6A及び図6Bの左側)に設けられ、第2の接続部111は、インクジェットヘッド3のX方向の他端部(図6A及び図6Bの右側)に設けられている。二つの接続部110,111は、ノズル11、圧力室41、圧電素子60が二次元配列状に配置された二次元配置領域Rの外側に設けられている。
図6A及び図6Bにおいて、最も左側(第1の接続部側)のノズル列を第1列、最も右側(第2の接続部側)のノズル列を第N列とし、最も上側のノズル行を第1行、最も下側のノズル行を第M行とした場合、第1列から第(N/2)列までのノズル11に対応する配線87,91は第1の接続部110に接続され、第(N/2)+1列から第N列までのノズル11に対応する配線87,91は第2の接続部111に接続されている。以下、ノズル列はN=16列あるものとし、左半分のノズル列(第1列から第8列)の配線87,91が第1の接続部110に接続され、右半分のノズル列(第9列から第16列)の配線87,91が第2の接続部111に接続されているものとする。
(第1列から第8列のノズルに対応する配線)
第1列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85のうち、第1列から第4列までのノズル11に対応する貫通ビア85aは、ノズル列の第1列側の二次元配置領域R外に設けられている。より詳細には、第1列から第4列までのノズル11に対応する貫通ビア85aは、配線基板80における二次元配置領域Rとの間で第1の接続部110を挟んで当該第1の接続部110よりも外側に配置されている。
第1列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85のうち、第5列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85bは、二次元配置領域R内に設けられている。より詳細には、第5列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85bは、配線基板80における圧電素子60の上方に配置されている。
第5列から第8列までの各ノズル11に対応するインク流路88は、各ノズル11に対応する貫通ビア85bよりも第1の接続部110(言い換えると第1列側)に近い位置に配置されている。すなわち、図6A及び図6Bにおいては、インク流路88が貫通ビア85bよりも左側、言い換えると、インク流路88が貫通ビア85bと第1の接続部110との間に配置されている。
図6B、図7に示すように、第1列から第4列までのノズル11に対応する第1の配線87aは、配線基板80の下面に配置されている。第1の配線87aは、一端が圧電素子60に接続され、他端が貫通ビア85aの下端に接続されている。
図6A、図7に示すように、第1列から第4列までのノズル11に対応する第2の配線91aは、配線基板80の上面に配置されている。第2の配線91aは、一端が貫通ビア85aの上端に接続され、他端が二次元配置領域Rに対して第1の接続部110よりも外側から当該第1の接続部110に接続されている。
すなわち、第1列から第4列までの配線は、圧電素子60から二次元配置領域R外の第1の接続部110(言い換えると第1列側)に向けて二次元配置領域R外に引き出され、貫通ビア85aで折り返されて第1の接続部110に接続されている。
第1行の第1列から第4列までのノズル11に対応する第1の配線87aは、第1行のノズル11に対応する接合部材70と第2行のノズル11に対応する接合部材70との間(図6BのAB間)を通って第1の接続部110に接続されている。第2行から第(M−1)行までの他の行のノズルに対応する配線についても、下側に隣接する接合部材70間を通って第1の接続部110に接続されている。また、第M行のノズルに対応する配線は、下側に隣接する領域を通って第1の接続部110に接続されている。
すなわち、配線基板80の下面において貫通ビア85aに接続される第1の配線87aは、配線基板80の下面側と接合部材70との接合部以外の位置に配置されている。
前述のように、第1列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85のうち、第5列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85bは、二次元配置領域R内に設けられている。より詳細には、第5列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85bは、配線基板80における圧電素子60の上方に配置されている。
図7に示すように、第5列から第8列までのノズル11に対応する第1の配線87bは、配線基板80の下面に配置されている。第1の配線87bは、一端が圧電素子60に接続され、他端が貫通ビア85bの下端に接続されている。
図6A、図7に示すように、第5列から第8列までのノズル11に対応する第2の配線91bは、配線基板80の上面に配置されている。第2の配線91bは、一端が貫通ビア85bの上端に接続され、他端が第1の接続部110に接続されている。
すなわち、第5列から第8列までの配線は、圧電素子60の上方において貫通ビア85bから配線基板80の上面に導かれ、二次元配置領域R外の第1の接続部110(言い換えると第1列側)に向けて二次元配置領域R外に引き出されて第1の接続部110に接続されている。
第1行の第5列から第8列までのノズル11に対応する第2の配線91bは、第1行のノズル11に対応するインク流路88と第2行のノズル11に対応するインク流路88との間(図6AのAB間)を通って第1の接続部110に接続されている。第2行から第(M−1)行までの他の行のノズルに対応する配線についても、下側に隣接するインク流路88間を通って第1の接続部110に接続されている。また、第M行のノズルに対応する配線は、下側に隣接する領域を通って第1の接続部110に接続されている。
(第9列から第16列のノズルに対応する配線)
第9列から第16列までのノズル11に対応する貫通ビア85のうち、第9列から第12列までのノズル11に対応する貫通ビア85cは、ノズル列の第16列側の二次元配置領域R外に設けられている。より詳細には、第9列から第12列までのノズル11に対応する貫通ビア85cは、配線基板80における二次元配置領域Rとの間で第2の接続部111を挟んで当該第2の接続部111よりも外側に配置されている。
第9列から第16列までのノズル11に対応する貫通ビア85のうち、第13列から第16列までのノズル11に対応する貫通ビア85dは、二次元配置領域R内に設けられている。より詳細には、第13列から第16列までのノズル11に対応する貫通ビア85dは、配線基板80における圧電素子60の上方に配置されている。
第13列から第16列までの各ノズル11に対応する貫通ビア85dは、各ノズル11に対応するインク流路88よりも第2の接続部111(言い換えると第16列側)に近い位置に配置されている。すなわち、図6A及び図6Bにおいては、貫通ビア85dがインク流路88よりも右側、言い換えると、貫通ビア85dがインク流路88と第2の接続部111との間に配置されている。
図6Bに示すように、第9列から第12列までのノズル11に対応する第1の配線87cは、配線基板80の下面に配置されている。第1の配線87cは、一端が圧電素子60に接続され、他端が貫通ビア85cの下端に接続されている。
図6Aに示すように、第9列から第12列までのノズル11に対応する第2の配線91cは、配線基板80の上面に配置されている。第2の配線91cは、一端が貫通ビア85cの上端に接続され、他端が二次元配置領域Rに対して第2の接続部111よりも外側から当該第2の接続部111に接続されている。
すなわち、第9列から第12列までの配線は、圧電素子60から二次元配置領域R外の第2の接続部111(言い換えると第16列側)に向けて二次元配置領域R外に引き出され、貫通ビア85cで折り返されて第2の接続部111に接続されている。
第1行の第9列から第12列までのノズル11に対応する第1の配線87cは、第1行のノズル11に対応する接合部材70と第2行のノズル11に対応する接合部材70との間(図6A及び図6BのCD間)を通って第2の接続部111に接続されている。第2行から第(M−1)行までの他の行のノズルに対応する配線についても、下側に隣接する接合部材70間を通って第2の接続部111に接続されている。また、第M行のノズルに対応する配線は、下側に隣接する領域を通って第2の接続部111に接続されている。
すなわち、配線基板80の下面において貫通ビア85cに接続される第1の配線87cは、配線基板80の下面側と接合部材70との接合部以外の位置に配置されている。
前述のように、第9列から第16列までのノズル11に対応する貫通ビアのうち、第13列から第16列までのノズル11に対応する貫通ビア85dは、二次元配置領域R内に設けられている。より詳細には、第13列から第16列までのノズル11に対応する貫通ビア85dは、配線基板80における圧電素子60の上方に配置されている。
図6Bに示すように、第13列から第16列までのノズル11に対応する第1の配線(図示略)は、配線基板80の下面に配置されている。第1の配線は、一端が圧電素子60に接続され、他端が貫通ビア85dの下端に接続されている。
図6Aに示すように、第13列から第16列までのノズル11に対応する第2の配線91dは、配線基板80の上面に配置されている。第2の配線91dは、一端が貫通ビア85dの上端に接続され、他端が第2の接続部111に接続されている。
すなわち、第13列から第16列までの配線は、圧電素子60の上方において貫通ビア85dから配線基板80の上面に導かれ、二次元配置領域R外の第2の接続部111(言い換えると第16列側)に向けて二次元配置領域R外に引き出されて第2の接続部111に接続されている。
第1行の第13列から第16列までのノズル11に対応する第2の配線91dは、第1行のノズル11に対応するインク流路88と第2行のノズル11に対応するインク流路88との間を通って第2の接続部111に接続されている。第2行から第(M−1)行までの他の行のノズルに対応する配線についても、下側に隣接するインク流路88間を通って第2の接続部111に接続されている。また、第M行のノズルに対応する配線は、下側に隣接する領域を通って第2の接続部111に接続されている。
[第2の実施形態]
次に、インクジェットヘッド3の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、配線基板における配線の配置であるため、以下では配線の配置について説明し、第1の実施形態と同じ部分は説明を省略する。なお、図8A及び図8Bは紙面の制約上、横向きに描いているため、以下の説明においては、図8A及び図8Bの紙面に対して右側から見て説明する。すなわち、図8A及び図8Bの紙面を正面から見て、左側を上側、右側を下側、上側を右側、下側を左側として説明する。
図8A及び図8Bに示すように、第1列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85のうち、第1列、第3列、第5列、第7列のノズル11に対応する貫通ビア85fは、ノズル列の第1列側の二次元配置領域R外に設けられている。より詳細には、第1列、第3列、第5列、第7列のノズル11に対応する貫通ビア85fは、配線基板80における二次元配置領域Rとの間で第1の接続部110を挟んで当該第1の接続部110よりも外側に配置されている。
第1列、第3列、第5列、第7列のノズル11に対応する第1の配線87fは、配線基板80の下面に配置されている。第1の配線87fは、一端が圧電素子60に接続され、他端が貫通ビア85fの下端に接続されている。
第1列、第3列、第5列、第7列のノズル11に対応する第2の配線91fは、配線基板80の上面に配置されている。第2の配線91fは、一端が貫通ビア85fの上端に接続され、他端が二次元配置領域Rに対して第1の接続部110よりも外側から当該第1の接続部110に接続されている。
すなわち、第1列、第3列、第5列、第7列の配線は、圧電素子60から二次元配置領域R外の第1の接続部110(言い換えると第1列側)に向けて二次元配置領域R外に引き出され、貫通ビア85fで折り返されて第1の接続部110に接続されている。
第1行の第1列、第3列、第5列、第7列のノズル11に対応する第1の配線87fは、第1行のノズル11に対応する接合部材70と第2行のノズル11に対応する接合部材70との間(図8BのAB間)を通って第1の接続部110に接続されている。第2行から第(M−1)行までの他の行のノズルに対応する配線についても、下側に隣接する接合部材70間を通って第1の接続部110に接続されている。また、第M行のノズルに対応する配線は、下側に隣接する領域を通って第1の接続部110に接続されている。
すなわち、配線基板80の下面において貫通ビア85fに接続される第1の配線87fは、配線基板80の下面側と接合部材70との接合部以外の位置に配置されている。
第1列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85のうち、第2列、第4列、第6列、第8列のノズル11に対応する貫通ビア85gは、二次元配置領域R内に設けられている。より詳細には、第2列、第4列、第6列、第8列のノズル11に対応する貫通ビア85gは、配線基板80における圧電素子60の上方に配置されている。
図8A及び図8Bに示すように、第2列、第4列、第6列、第8列のノズル11に対応する第1の配線(図示略)は、配線基板80の下面に配置されている。第1の配線は、一端が圧電素子60に接続され、他端が貫通ビア85gの下端に接続されている。
第2列、第4列、第6列、第8列のノズル11に対応する第2の配線91gは、配線基板80の上面に配置されている。第2の配線91gは、一端が貫通ビア85gの上端に接続され、他端が第1の接続部110に接続されている。
すなわち、第2列、第4列、第6列、第8列の配線は、圧電素子60の上方において貫通ビア85gから配線基板80の上面に導かれ、二次元配置領域R外の第1の接続部110(言い換えると第1列側)に向けて二次元配置領域R外に引き出されて第1の接続部110に接続されている。
第1行の第2列、第4列、第6列、第8列のノズル11に対応する第2の配線91gは、第1行のノズル11に対応するインク流路88と第2行のノズル11に対応するインク流路88との間(図8AのAB間)を通って第1の接続部110に接続されている。第2行から第(M−1)行までの他の行のノズルに対応する配線についても、下側に隣接するインク流路88間を通って第1の接続部110に接続されている。また、第M行のノズルに対応する配線は、下側に隣接する領域を通って第1の接続部110に接続されている。
なお、第9列から第16列までのノズル11に対応する配線も第1列から第8列の配線と同様、第9列、第11列、第13列、第15列に対応する配線が第2の接続部よりも外側から第2の接続部に接続され、第10列、第12列、第14列、第16列に対応する配線が第2の接続部よりも内側から第2の接続部に接続されている。貫通ビアの配置や、配線の配置についても第1列から第8列と同様であるため、説明を省略する。
[第3の実施形態]
次に、インクジェットヘッド3の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、配線基板における配線の配置であるため、以下では配線の配置について説明し、第1の実施形態と同じ部分は説明を省略する。なお、図9A及び図9Bは紙面の制約上、横向きに描いているため、以下の説明においては、図9A及び図9Bの紙面に対して右側から見て説明する。すなわち、図9A及び図9Bの紙面を正面から見て、左側を上側、右側を下側、上側を右側、下側を左側として説明する。
図9A及び図9Bに示すように、第1列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85のうち、第1列から第4列までのノズル11に対応する貫通ビア85hは、ノズル列の第1列側の二次元配置領域R外に設けられている。より詳細には、第1列から第4列までのノズル11に対応する貫通ビア85hは、配線基板80における二次元配置領域Rと第1の接続部110との間に配置されている。貫通ビア85hをこのような位置に設けることで、接続部より外側に配線を配置することがないので、配線の配置領域を小さくすることができ、ひいてはインクジェットヘッドの小型化を図ることができる。
第1列から第4列までのノズル11に対応する第1の配線87hは、配線基板80の下面に配置されている。第1の配線87hは、一端が圧電素子60に接続され、他端が貫通ビア85hの下端に接続されている。
第1列から第4列までのノズル11に対応する第2の配線91hは、配線基板80の上面に配置されている。第2の配線91hは、一端が貫通ビア85hの上端に接続され、他端が二次元配置領域Rに対して第1の接続部110よりも内側から当該第1の接続部110に接続されている。
すなわち、第1列から第4列までの配線は、圧電素子60から二次元配置領域R外の第1の接続部110(言い換えると第1列側)に向けて配線基板80の下面で二次元配置領域R外に引き出され、貫通ビア85hで配線基板80の上面に導かれて第1の接続部110に接続されている。
第1行の第1列から第4列までのノズル11に対応する第1の配線87hは、第1行のノズル11に対応する接合部材70と第2行のノズル11に対応する接合部材70との間(図9BのAB間)を通って第1の接続部110に接続されている。第2行から第(M−1)行までの他の行のノズルに対応する配線についても、下側に隣接する接合部材70間を通って第1の接続部110に接続されている。また、第M行のノズルに対応する配線は、下側に隣接する領域を通って第1の接続部110に接続されている。
すなわち、配線基板80の下面において貫通ビア85hに接続される第1の配線87hは、配線基板80の下面側と接合部材70との接合部以外の位置に配置されている。
第1列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85のうち、第5列から第8列までのノズル11に対応する配線は第1の実施形態と同じである。
なお、第9列から第16列までのノズル11に対応する配線も第1列から第8列の配線と同様、第9列から第12列に対応する配線が第1列から第4列に対応する配線と同様であり、第13列から第16列に対応する配線が第5列から第8列に対応する配線と同様であるため、説明を省略する。
[第4の実施形態]
次に、インクジェットヘッド3の第4の実施形態について説明する。第4の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、配線基板における配線の配置であるため、以下では配線の配置について説明し、第1の実施形態と同じ部分は説明を省略する。なお、図10A及び図10Bは紙面の制約上、横向きに描いているため、以下の説明においては、図10A及び図10Bの紙面に対して右側から見て説明する。すなわち、図10A及び図10Bの紙面を正面から見て、左側を上側、右側を下側、上側を右側、下側を左側として説明する。
図10A及び図10Bに示すように、第1列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビア85のうち、第1列から第3列までのノズル11に対応する貫通ビア85jは、ノズル列の第1列側の二次元配置領域R外に設けられている。より詳細には、第1列から第3列までのノズル11に対応する貫通ビア85jは、配線基板80における二次元配置領域Rとの間で第1の接続部110を挟んで当該第1の接続部110よりも外側に配置されている。
第1列から第3列までのノズル11に対応する第1の配線87jは、配線基板80の下面に配置されている。第1の配線87jは、一端が圧電素子60に接続され、他端が貫通ビア85jの下端に接続されている。
第1列から第3列までのノズル11に対応する第2の配線91jは、配線基板80の上面に配置されている。第2の配線91jは、一端が貫通ビア85jの上端に接続され、他端が二次元配置領域Rに対して第1の接続部110よりも外側から当該第1の接続部110に接続されている。
すなわち、第1列から第3列までの配線は、圧電素子60から二次元配置領域R外の第1の接続部110(言い換えると第1列側)に向けて配線基板80の下面で二次元配置領域R外に引き出され、貫通ビア85jで配線基板80の上面に導かれて第1の接続部110に接続されている。
第1行の第1列から第3列までのノズル11に対応する第1の配線87jは、第1行のノズル11に対応する接合部材70と第2行のノズル11に対応する接合部材70との間(図10BのAB間)を通って第1の接続部110に接続されている。第2行から第(M−1)行までの他の行のノズルに対応する配線についても、下側に隣接する接合部材70間を通って第1の接続部110に接続されている。また、第M行のノズルに対応する配線は、下側に隣接する領域を通って第1の接続部110に接続されている。
すなわち、配線基板80の下面において貫通ビア85jに接続される第1の配線87jは、配線基板80の下面側と接合部材70との接合部以外の位置に配置されている。
第1列から第8列までのノズル11に対応する貫通ビアのうち、第4列から第8列までのノズル11に対応する配線は第1の実施形態における第5列から第8列までのノズル11に対応する配線と同じである。
なお、第9列から第16列までのノズル11に対応する配線も第1列から第8列の配線と同様、第9列から第11列に対応する配線が第1列から第3列に対応する配線と同様であり、第12列から第16列に対応する配線が第4列から第8列に対応する配線と同様であるため、説明を省略する。
<作用・効果>
以上のように、上記実施形態によれば、ノズル11に対応する貫通ビア85は、二次元配置領域R内と二次元配置領域R外とに分けられて配置されているため、全ての貫通ビア85に接続された配線87,91をインク流路88間に通す必要がなくなる。本実施形態においては、左右の接続部に均等に配線を振り分けた場合、配線基板80の上面、下面共に最大N/4本の配線を通すだけで良くなる。
これにより、最も配線87,91が密になる第1列及び第16列のノズル11に対応するインク流路88間に配置する配線87,91を大幅に減らすことができ、配線幅、配線同士の間隔を広げることができる。よって、ノズル11を高密度に配置することができると共に、配線87,91の信頼性を向上させることができる。
また、貫通ビア85を介して配線基板80の一方の面に配線87,91を集結させることができるので、接続部110,111を配線基板80の一方の面に設けるだけでよい。これにより、配線基板80を多層にする必要もなく、接続部110,111も配線基板80の両面に設ける必要もなくなり、簡易な構成で配線基板80のスペースを有効活用してコスト低減を図ることができる。
また、全ての配線87,91を第1列側と第16列側とに分けて引き出すことで、最も配線87,91が密になる第1列及び第16列のノズル11に対応するインク流路88間に配置する配線87,91を減らすことができ、配線幅、配線同士の間隔を広げることができる。
さらに、引き出す方向が二つに分けられたそれぞれの配線87,91の束を、二次元配置領域R内の貫通ビアに接続する配線と二次元配置領域R外の貫通ビアに接続する配線とに分けることができるので、第1列及び第16列のノズル11に対応するインク流路88間に配置する配線をさらに減らすことができ、配線幅、配線同士の間隔をさらに広げることができる。
また、二次元配置領域R外に設けられる貫通ビアを第1列側と第16列側という二次元配置領域Rから見て相反する方向に離して配置することにより、配線スペースを有効利用することができ、配線幅、配線同士の間隔を広げることができる。
また、第1列側に引き出される配線を第1列側の第1の接続部110に接続し、第16列側に引き出される配線を第16列側の第2の接続部111に接続しているので、各貫通ビア85から接続する接続部110,111までの距離を短くすることができ、配線を短くすることができる。
また、二次元配置領域Rと貫通ビアとの間に接続部110,111が配置されることになるので、接続部110,111の両側から配線91を接続部110,111に接続することができる。これにより、接続部110,111まわりの配線幅、配線同士の間隔を広げることができ、配線スペースを有効利用することができる。
また、二次元配置領域R内外の貫通ビア85の数を同数とすることで、配線基板80の上面に配置する配線と下面に配置する配線を同数とすることができる。これにより、一方の配線幅、配線同士の間隔だけが狭くなるようなことがなくなるので、配線幅、配線同士の間隔を広げることができ、配線スペースを有効利用することができる。
また、二次元配置領域R外の貫通ビアに接続される配線を、配線基板80と接合部材70との接合部以外の位置に配置することで、接合部材70と配線基板80との接合強度の低下を防止することができる。
また、第4の実施形態のように、配線基板80のうち、圧電素子60が設けられる側の面(配線基板の下面)には、圧力室41にインクを供給するためのインク流路72を有する接合部材70が設けられているため、配線87はかかる接合部材70を避けて配置する必要があり、配線スペースも他方の面に比べて狭くなる。
ここで、接合部材70が設けられている面には、二次元配置領域R外に設けられた貫通ビア85jに接続する配線87jが配置されるので、接合部材70が設けられている面の配線数を二次元配置領域R内に設けられた貫通ビア85bに接続する配線数よりも少なくすることができる。
すなわち、配線基板80の下面の方が、接合部材70の分だけ配線スペースが狭くなるため、配線を上面に(N/4)+n本、下面に(N/4)−n本配置する方が、配線基板80の上下面共に同じ本数にする場合に比べて配線スペースを有効に利用することができ、好ましい。
これにより、配線基板80の両面の配線の配線幅、配線同士の間隔のバランスを良くすることができる。
また、上述のように、各配線が確保できるスペースを広げることができるので、例えば、図11に示すように、インク流路151に隣接する配線161とインク流路151との間隔を配線間(161と162の間)の間隔よりも大きくすることもできる。
このように、インク流路151に隣接する配線161をインク流路151から大きく離すことにより、配線基板80の上面に形成される保護層90が欠けたり、角にRが形成されてしまっている場合であっても、配線161が外部に露出しにくくなる。これにより、配線161の導通不良を未然に防止することができる。
よって、L/Sに余裕がある場合には、インク流路に隣接する配線の間隔を優先的に広くとるようにすることが好ましい。
<従来の配線の配置との比較>
ここで、従来の配線の配置との比較を行うことにする。
図12は、ノズル密度、ノズル列数、配線の配置を変えた場合における1本の配線あたりに確保できるスペースを比較した表である。
図12の最上欄に示すように、ノズル密度が600npi、ノズル列数Nが16、ノズル間隔が677μm、インク流路の内径を100μm、インク流路の外径を200μmとし、第1列のインク流路間に16本全ての配線を配置した配線パターン(図12のパターンA)、第1列のインク流路間と第16列のインク流路間に8本ずつ配線を分けて配置した配線パターン(図12のパターンB)、第1列のインク流路間と第16列のインク流路間に8本ずつ配線を分けるとともに、8本の配線をさらに配線基板の上面と下面に4本ずつ配置した配線パターン(図12のパターンC:第1〜第3の実施形態に対応)、第1列のインク流路間と第16列のインク流路間に8本ずつ配線を分けるとともに、8本の配線をさらに配線基板の上面に5本、下面に3本配置した配線パターン(図12のパターンD:第4の実施形態に対応)について、1本の配線あたりに確保できる配線スペースを算出した。
配線パターンAにおいては、配線1本あたりに確保できるスペースは、36.1μmとなり、L/S(ライン/スペース)は、18/18となる。
配線パターンBにおいては、配線1本あたりに確保できるスペースは、72.2μmとなり、L/S(ライン/スペース)は、36/36となる。
配線パターンCにおいては、配線1本あたりに確保できるスペースは、配線基板の上面側が144.3μm、下面側が119.3μmとなり、L/S(ライン/スペース)は、配線基板の上面側が72/72、下面側が59/59となる。
配線パターンDにおいては、配線1本あたりに確保できるスペースは、配線基板の上面側が115.5μm、下面側が159.1μmとなり、L/S(ライン/スペース)は、配線基板の上面側が57/57、下面側が79/79となる。
その他、ノズル密度、ノズル列数を変えた場合における1本の配線あたりに確保できるスペースを算出した結果を図12に示すが、いずれの条件においても、実施形態の配線パターンの方が従来の配線パターンよりも1本の配線あたりに確保できるスペースが大きいことがわかる。
このように、インク流路間に通す配線の数を少なくすることで、配線の信頼性を向上させることができる。
なお、図12のパターンDについて、ノズル列が32の場合は、第1列のインク流路間と第32列のインク流路間に16本ずつ配線を分けるとともに、16本の配線をさらに配線基板の上面に10本、下面に6本配置した配線パターンで計算している。
また、同様に、図12のパターンDについて、ノズル列が8の場合は、第1列のインク流路間と第8列のインク流路間に4本ずつ配線を分けるとともに、4本の配線をさらに配線基板の上面に3本、下面に1本配置した配線パターンで計算している。
<その他>
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、発明の本質的部分を変更しない範囲内で自由に設計変更が可能である。
例えば、上記実施形態においては、接続部を二つにしたときの構成について説明しているが、接続部の数を三つ以上に増やし、接続部の数に応じて配線を三つ以上に分けることも可能である。
また、上記実施形態においては、第1の接続部に接続する左側のノズル列に対応する配線と第2の接続部に接続する右側のノズル列に対応する配線とで同じ配置としたが、必ずしも同じにする必要はなく、二次元配置領域外に引き出す配線数を左右のノズル列で異なるようにしても良い。
以上のように、本発明に係るインクジェットヘッドは、ノズルを高密度に配置して高精細な画像形成を実現するのに有用である。
3 インクジェットヘッド
11 ノズル
41 圧力室
60 圧電素子(アクチュエータ)
70 接合部材
72 インク流路(連通路)
80 配線基板
85 貫通ビア
87 第1の配線(配線)
88 インク流路
91 第2の配線(配線)
110 第1の接続部(接続部)
111 第2の接続部(接続部)
R 二次元配置領域(配置領域)

Claims (7)

  1. インクを吐出する複数のノズルと、各ノズルに対応して個別に連通される圧力室と、各圧力室に対応して個別に設けられ、圧力室内のインクをノズルから吐出させるための力を付与するアクチュエータとを有し、個々のノズル及びこれに各々対応する圧力室とアクチュエータとの組が二次元配列状に配置され、
    各アクチュエータに対応して個別に接続される配線と、各配線に対応して個別に接続される貫通ビアと、各圧力室に対応して個別にインクを供給するインク流路とを有する配線基板と、
    前記個々のノズル及びこれに各々対応する圧力室とアクチュエータとの組が二次元配列状に配置された配置領域外に設けられ、各配線を駆動部に接続する接続部と、を備えるインクジェットヘッドにおいて、
    ノズルは、M個(Mは2以上の整数)が直線状に並べられると共に、これがN列(Nは2以上の数)にわたって設けられ、
    N個のノズル列のうち、任意のn個(1≦n<N)のノズル列のノズルに対応する貫通ビアが前記配置領域内に設けられ、前記任意のn個以外のノズル列のノズルに対応する貫通ビアが前記配置領域外に設けられ
    第1列から第(N/2)列のノズルに対応する貫通ビアに接続される配線は、第1列側の前記配置領域外に向けて引き出され、かつ、第(N/2)+1列から第N列のノズルに対応する貫通ビアに接続される配線は、第N列側の前記配置領域外に向けて引き出され、
    第1列から第(N/2)列のノズルのうち、任意のa個(1≦a<N/2)のノズルに対応する貫通ビアが前記配置領域外に設けられ、第(N/2)+1列から第N列のノズルのうち、任意のb個(1≦b<N/2)のノズルに対応する貫通ビアが前記配置領域外に設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド。
  2. 前記a個のノズルに対応する貫通ビアは、第1列側の前記配置領域外に設けられ、前記b個のノズルに対応する貫通ビアは、第N列側の前記配置領域外に設けられていることを特徴とする請求項に記載のインクジェットヘッド。
  3. 前記接続部は、前記配線基板の一方の面における第1列側の前記配置領域外に設けられた第1の接続部と、第N列側の前記配置領域外に設けられた第2の接続部とを有し、
    第1列から第(N/2)列のノズルに対応する貫通ビアに接続される配線は、前記第1の接続部に接続され、
    第(N/2)+1列から第N列のノズルに対応する貫通ビアに接続される配線は、前記第2の接続部に接続されていることを特徴とする請求項又はに記載のインクジェットヘッド。
  4. 前記a個のノズルに対応する貫通ビアは、前記配置領域との間で前記第1の接続部を挟んで前記第1の接続部よりも外側に配置され、
    前記b個のノズルに対応する貫通ビアは、前記配置領域との間で前記第2の接続部を挟んで前記第2の接続部よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項に記載のインクジェットヘッド。
  5. 前記配置領域内に設けられた貫通ビアの数と前記配置領域外に設けられた貫通ビアの数とが等しいことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
  6. 前記配置領域内に設けられた貫通ビアの数は、前記配置領域外に設けられた貫通ビアの数よりも多いことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
  7. 前記配線基板における前記接続部が設けられている面と反対側の面には、前記インク流路を前記圧力室に連通させる連通路が形成された接合部材が設けられ、
    前記配置領域外の貫通ビアに接続される配線は、前記配線基板と前記接合部材との接合部以外の位置に配置されていることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
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