JP6044258B2 - 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、アクチュエータを有する基板と該アクチュエータに電力供給するための基板とが積層されるものにおいて、両基板間の電気的接続の信頼性を向上させたインクジェットヘッドに関する。

近年、複数の微細なノズルからインクを吐出して各種の被記録材に記録を行うインクジェットヘッドは、より高精度、高精細な記録を可能とするために、ノズルのより一層の高密度配置が求められている。

そこで、従来、ノズルの上方に圧力室を配置させることによって、ノズル配列方向の広がりを抑え、ノズルの高密度配置を可能と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、２）。このインクジェットヘッドは、圧力室の上壁を振動板とし、この振動板の上面にＰＺＴ等の圧電素子によって形成されるアクチュエータをそれぞれ積層することによってインクジェットヘッドの本体部分をなすヘッド基板を構成している。

このヘッド基板に対しては、各アクチュエータに電力供給するための配線も高密度に形成する必要がある。このため、ヘッド基板とは別にアクチュエータに電力供給するための配線を備えた配線基板を形成し、この配線基板をアクチュエータの上方に積層するようにしている。このとき、ヘッド基板と配線基板との間を、アクチュエータを取り囲むように形成された樹脂材料からなる隔壁部材によって一定間隔に保ち、配線基板の各配線と各アクチュエータとの間の電気的接続を、アクチュエータ表面に設けられたバンプを配線と接触させることによって行うようにしたり（特許文献１）、アクチュエータ表面と配線基板の配線との間を接続する電気配線を、アクチュエータ表面から立ち上がるメッキ柱によって形成したりしている（特許文献２）。

特開２００６−１２３５１５号公報 特開２００６−２６４３２２号公報

このようにヘッド基板と配線基板とを積層することによって形成されたインクジェットヘッドは、ヘッド基板側のアクチュエータと配線基板側の配線との間の電気的接続を行うため、アクチュエータ表面にバンプやメッキ柱からなる接続部材を突設し、その先端部を配線基板の配線と接触させるようにしている。

これら接続部材と配線との間の固着状態は、専ら両者の金属原子同士が引きつけ合う力に依存している。このため、長期使用によって例えば樹脂材料からなる隔壁部材がインクと接触することによって膨潤した場合、ヘッド基板と配線基板に互いに離れる方向に力が加わり、接続部材と配線との界面に徐々に剥離力が作用し、次第に接続部材と配線とが引きつけ合う力に勝って電気的接続状態が解除されてしまうおそれがある。

また、インクジェットヘッドには、使用時に走査移動や回転、昇降移動等の移動やアクチュエータの駆動による振動等が常に作用する。このため、ヘッド基板と配線基板との間の隔壁部材としてインク等と接触しても膨潤しにくい材料を使用したとしても、接続部材と配線とが引きつけ合う力だけで固着される構造では、使用時の振動等の作用によって、やはり接続部材と配線との界面に徐々に剥離力が作用し、長期使用によって電気的接続状態が解除され易くなり、長期的な電気的接続の信頼性を図る上では不十分であった。従って、このようなインクジェットヘッドでは、ヘッド基板と配線基板との間の長期に亘る電気的接続の信頼性を向上させることが重要な課題となっている。

そこで、本発明は、アクチュエータを備えた基板と、このアクチュエータに電力供給するための基板とを積層することによって形成されるインクジェットヘッドにおいて、両基板間の長期に亘る電気的接続の信頼性を向上させることができるように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。

１．
インクを吐出させるノズルと、前記ノズルに対応して配設され、該ノズルから吐出させるためのインクを収容する圧力室と、前記圧力室に対応して配置され、該圧力室内のインクを前記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、前記アクチュエータに電力を印加するための電極に設けられた接続部材とを有する第１の基板と、
前記アクチュエータの前記接続部材と電気的に接続して前記電極に電力を供給するための配線を有する第２の基板とを有し、
前記第１の基板と前記第２の基板とが積層されることによって、互いに対向配置される前記第１の基板の前記接続部材と前記第２の基板の前記配線とが電気的に接続されるインクジェットヘッドであって、
前記第２の基板における前記第１の基板に対向する面で、且つ、前記接続部材と前記配線とが電気的に接続される部位に、前記接続部材の少なくとも先端側の周囲を取り囲む貫通孔を有する接続部材保持部が形成され、
前記接続部材が、前記接続部材保持部の前記貫通孔を通って前記配線に直接的又は間接的に電気的接続されていると共に、前記貫通孔内に、前記接続部材を保持するための固定材料が充填されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
２．
前記固定材料は、導電性材料であることを特徴とする前記１記載のインクジェットヘッド。
３．
前記接続部材はバンプであり、前記固定材料はバンプではないことを特徴とする前記２に記載のインクジェットヘッド。
４．
前記接続部材はバンプであり、前記第２の基板の前記配線にはバンプが設けられておらず、
前記接続部材は、前記配線に直接的又は前記固定材料を介して間接的に電気的接続されていることを特徴とする前記２又は３に記載のインクジェットヘッド。
５．
前記接続部材は、前記貫通孔を通って前記配線に接触することによって該配線と直接的に電気的接続されており、
前記固定材料は、非導電性材料であることを特徴とする前記１記載のインクジェットヘッド。
６．
前記接続部材はバンプであり、前記第２の基板の前記配線にはバンプが設けられていないことを特徴とする前記５に記載のインクジェットヘッド。
７．
前記固定材料は、前記アクチュエータに対して非接触であることを特徴とする前記３〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
８．
１つの前記貫通孔内に複数の前記接続部材が収容されていることを特徴とする前記１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
９．
前記接続部材は、前記アクチュエータの表面に設けられた第１の接続部材と、前記第１の基板の表面に設けられた第２の接続部材とを有し、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ接し、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を一定に維持すると共に、前記第１の基板に接する面から前記アクチュエータを収容するための凹部が形成された第３の基板を有し、
前記接続部材保持部は、前記第３の基板の前記凹部における前記第１の接続部材に対応する該凹部の底部に形成され、前記第１の接続部材を収容するための貫通孔を有する第１の接続部材保持部と、前記第３の基板における前記第２の接続部材に対応する位置に形成され、該第２の接続部材を収容するための貫通孔を有する第２の接続部材保持部とを有することを特徴とする前記１〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
１０．
前記接続部材保持部は、ガラスプレートによって形成されていることを特徴とする前記１〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
１１．
前記接続部材保持部は、表面が絶縁処理された金属プレートによって形成されていることを特徴とする前記１〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
１２．
前記接続部材保持部は、セラミックスプレートによって形成されていることを特徴とする前記１〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
１３．
前記第２の基板は、前記配線の一部を絶縁保護する配線保護層を有し、
前記接続部材保持部を形成している部材は、前記配線保護層とは別に設けられていることを特徴とする前記１〜１２のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
１４．
前記接続部材保持部を形成している部材は、前記配線保護層上に設けられていることを特徴とする前記１３に記載のインクジェットヘッド。
１５．
前記接続部材保持部を形成している部材の厚みは、前記配線保護層の厚みよりも厚いことを特徴とする前記１３又は１４に記載のインクジェットヘッド。
１６．
前記接続部材保持部を形成している部材は、前記貫通孔の周囲を取り囲むように設けられていることを特徴とする前記１〜１５のいずれかに記載のインクジェットヘッド。

本発明によれば、アクチュエータを備えた基板とこのアクチュエータに電力供給するための基板とを積層することによって形成されるインクジェットヘッドにおいて、両基板間の長期に亘る電気的接続の信頼性を向上させることができる。

本発明に係るインクジェットヘッドの断面図 アクチュエータ部分の拡大断面図 共通電極部分の拡大断面図 流路基板の平面図 バンプと配線との間に位置ずれが生じた場合を説明する図 バンプの高さずれが生じた場合を説明する図 個別電極のバンプの高さと共通電極のバンプ高さが同じ場合を説明する図 他の流路基板の実施形態を示す平面図 更に他の流路基板の実施形態を示す平面図 他の接続部材保持部の実施形態を示す平面図

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、本発明に係るインクジェットヘッドの断面図、図２はアクチュエータ部分の拡大断面図、図３は共通電極部分の拡大断面図、図４は流路基板の平面図である。

インクジェットヘッド１は、ヘッド基板１０と配線基板２０とが、両者間に流路基板３０を挟んで積層一体化されている。ここで、ヘッド基板１０が本発明における第１の基板、配線基板２０が本発明における第２の基板、流路基板３０が本発明における第３の基板である。配線基板２０の上面には箱型のインクマニホールド４０が設けられ、配線基板２０の上面との間で、内部にインクが貯留される共通インク室４１を形成している。

ヘッド基板１０は、図中下層側から、Ｓｉ（シリコン）基板によって形成されたノズルプレート１１、ガラス基板によって形成された中間プレート１２、Ｓｉ（シリコン）基板によって形成された圧力室プレート１３、ＳｉＯ_２薄膜によって形成された振動板１４と有している。ノズルプレート１１には下面に向けてノズル１１１が開口している。

圧力室プレート１３には、ノズル１１１から吐出させるためのインクを収容する複数の圧力室１３１が形成されており、ノズル１１１側と相反する上壁が振動板１４によって構成され、その反対の下壁が中間プレート１２によって構成されている。中間プレート１２には、圧力室１３１の内部とノズル１１１とを連通する連通路１２１が貫通形成されている。

ヘッド基板１０の上面における各圧力室１３１に対応する位置に、それぞれアクチュエータ１５が積層されている。アクチュエータ１５は、薄膜ＰＺＴからなるアクチュエータ本体１５１が、その上面の個別電極１５２と下面の共通電極１５３とで挟まれている。共通電極１５３は振動板１４の表面に全てのアクチュエータ１５に共通となるように積層されており、この共通電極１５３上に、圧力室１３１に１対１に対応するように個別にアクチュエータ本体１５１とその上面の個別電極１５２とが積層されている。

個別電極１５２上には、配線基板２０に設けられた後述する配線と電気的に接続するための接続部材としてのバンプ１６が、配線基板２０に向けて所定の高さで突出するように形成されている（図２）。また、共通電極１５３上にも、同じく配線基板２０に設けられた後述する配線と電気的に接続するための接続部材としてのバンプ１７が、配線基板２０に向けて所定の高さで突出するように形成されている（図３）。共通電極１５３上のバンプ１７は、ヘッド基板１０上の両端部に複数配置されている。ここで、個別電極１５２上に設けられたバンプ１６が、本発明における第１の接続部材であり、共通電極１５３上に設けられたバンプ１７が、本発明における第２の接続部材である。

バンプ１６が形成される個別電極１５２の上面は、アクチュエータ１５がヘッド基板１０上に厚みを有していることから、バンプ１７が形成される共通電極１５３の上面よりも高い位置にある。従って、バンプ１６とバンプ１７の共通電極１５３表面からの先端の高さ位置がほぼ同一となるように、バンプ１７自体の高さは、アクチュエータ１５の高さ分だけバンプ１６自体の高さよりも高く形成されている。

配線基板２０は、Ｓｉ基板からなる基板本体２１の上面に、ＳｉＯ_２からなる配線保護層２２を介して、個別電極１５２用の上部配線２３ａと共通電極１５３用の上部配線２４ａがそれぞれ形成されている。これら上部配線２３ａ、２４ａは配線基板２０の端部で上面に露出しており、図１に示すように、配線基板２０の端部において、駆動ＩＣ５１が実装されたＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板）５０がＡＣＦ（異方性導電フィルム）によって電気的に接続されている。

個別電極１５２用の上部配線２３ａは、基板本体２１に形成された貫通孔２１１を通って基板本体２１の下面に臨んでおり、該基板本体２１の下面に形成された下部配線２３ｂと導通している。下部配線２３ｂは、ＳｉＯ_２からなる配線保護層２５によって絶縁保護されている。配線保護層２５は、この下部配線２３ｂの端部で切り欠かれており、その切り欠かれた部位から下部配線２３ｂの一部がヘッド基板１０側に向けて露出している。そして、配線保護層２５から露出した下部配線２３ｂに、アクチュエータ１５上のバンプ１６の先端が直接接触することによって電気的に接続されている。従って、これら配線基板２０における上部配線２３ａと下部配線２３ｂとで、駆動ＩＣ５１からの電力（駆動信号）を個別電極１５２に印加するための配線を構成している。

また、共通電極１５３用の上部配線２４ａは、基板本体２１に形成された貫通孔２１２を通って基板本体２１の下面に臨んでおり、該基板本体２１の下面に形成された下部配線２４ｂと導通している。下部配線２４ｂは、ＳｉＯ_２からなる配線保護層２５によって絶縁保護されている。配線保護層２５は、この下部配線２４ｂの端部で切り欠かれており、その切り欠かれた部位から下部配線２４ｂの一部がヘッド基板１０側に向けて露出している。そして、配線保護層２５から露出した下部配線２４ｂに、共通電極１５３上のバンプ１７の先端が直接接触することによって電気的に接続されている。従って、これら上部配線２４ａと下部配線２４ｂとで、駆動ＩＣ５１からの電力（駆動信号）を共通電極１５３に印加するための配線を構成している。

各バンプ１６、１７は、例えば金属細線（ワイヤ）を用いて放電加熱により金属ボールを形成し、超音波アシストにより金属ボールを電極表面に接合させ、その後、金属細線を引きちぎることで形成されるスタッドバンプとすることができる。このようなスタッドバンプは、一般に、金属ボールから金属細線が引きちぎられることによって、根元に位置する金属ボール由来の台地状又はこぶ状の肩部を有し、側面が階段状の円錐形状をなしていると共に、頂部がこの肩部から突出する金属細線の一部によって突起形状をなしており、金属ボールの大きさを可変することによって、様々な高さのバンプを容易に形成することができる。

ヘッド基板１０と配線基板２０とは各々別々に作製された後、ヘッド基板１０の上面（アクチュエータ１５が形成されている面）と配線基板２０の下面（下部配線２３ｂ、２４ｂが露出している面）とを対面させ、両者の間に流路基板３０を挟んで積層一体化される。

本実施形態における流路基板３０は、ヘッド基板１０と配線基板２０とにそれぞれ接するように設けられている。このため、流路基板３０は、これらヘッド基板１０と配線基板２０との間隔を一定に維持する間隔維持基板としても機能している。

流路基板３０としては、感光性接着樹脂、ガラスプレートの他、ヘッド基板１０及び配線基板２０に面する表面と後述する貫通孔内に臨む表面とがそれぞれ絶縁処理された金属プレート、セラミックスプレート等を用いることができる。中でもガラスプレート、金属プレート、セラミックスプレートが好ましい。

ガラスプレートは、ヘッド基板１０や配線基板２０に使用されるＳｉと線膨張係数が近いため、インクジェットヘッド１の反りの発生を抑制することができる。しかも、パターニングによってブラスト加工やウェットエッチング等の加工も容易である。

金属プレートは、材料選択を幅広くすることができ、ウェットエッチング等によって低コストに加工することができる。例えば４２アロイ（ニッケルを４２％含む鉄合金）は、シリコンやガラスと線膨張係数がほぼ同じであるため、好ましく使用することができる。表面の絶縁処理は、使用する金属材料に応じて電着塗装等の適宜公知の方法によって施すことができる。

セラミックスプレートは、ブラスト加工によって容易に加工することができる。しかも、ガラスプレート、金属プレート、セラミックスプレートによれば、インク等と接触しても膨潤を起こすことがない。本実施形態ではガラスプレートを用いている。

ヘッド基板１０の上面には、各圧力室１３１の近傍に１対１に対応して該圧力室１３１へのインクの流入口１３２が開口している。また、配線基板２０には、共通インク室４１からのインクを各流入口１３２にそれぞれ個別に供給するための流路２６が貫通形成されている。そして、流路基板３０には、これら流入口１３２と流路２６との間を連通する連通路３１が、ブラスト加工により貫通形成されている。ブラスト加工は流路基板３０の両面からそれぞれ行い、流路基板３０の厚み方向中央で貫通させている。これにより、共通インク室４１内のインクは、流路２６、連通路３１及び流入口１３２を通って圧力室１３１に供給される。

流路基板３０には、ヘッド基板１０上の各アクチュエータ１５に１対１に対応する位置に、該アクチュエータ１５をそれぞれ個別に収容するための凹部３２が、ブラスト加工によって、ヘッド基板１０に接する面からアクチュエータ１５の厚さ以上の深さで予め凹設されている。

また、この凹部３２の底部３２１には、アクチュエータ１５のバンプ１６に１対１に対応する位置に貫通孔３３が形成されている。貫通孔３３は、流路基板３０の上面（配線基板２０と接する面）からブラスト加工することによって予め形成されている。バンプ１６の先端が電気的に接続されている配線基板２０の下部配線２３ｂは、この貫通孔３３内に臨んでおり、バンプ１６は、その先端側が貫通孔３３を通って下部配線２３ｂと接触して電気的に接続されている。

この貫通孔３３は、下部配線２３ｂと電気的に接続されたバンプ１６の先端側の周囲を取り囲んでおり、その内部には、下部配線２３ｂと電気的に接続しているバンプ１６を固定保持するための固定材料３４が充填されている。これにより、貫通孔３３内に収容されているバンプ１６の先端側は、その周囲から固定材料３４によって貫通孔３３内に保持され、下部配線２３ｂとの直接的な電気的接続状態が固定されている。従って、この貫通孔３３の周辺の流路基板３０は、本発明における第１の接続部材保持部を構成している。

なお、図２中の上方の図は、流路基板３０に形成された連通路３１、凹部３２及び貫通孔３３と、アクチュエータ１５（個別電極１５２）及びバンプ１６との配置関係を示す平面図を表している。また、図４は、流路基板３０に形成された連通路３１、凹部３２及び貫通孔３３と、アクチュエータ１５（個別電極１５２）及びバンプ１６と、バンプ１７と貫通孔３５との配置関係を示す平面図を表している。

一方、流路基板３０における共通電極１５３上のバンプ１７に対応する位置にも、貫通孔３５が形成されている。貫通孔３５は、流路基板３０の両面からそれぞれブラスト加工され、流路基板３０の厚み方向中央で貫通している。バンプ１７の先端が電気的に接続されている配線基板２０の下部配線２４ｂは、この貫通孔３５内に臨んでおり、バンプ１７は、その全体が貫通孔３５を通って先端で下部配線２４ｂと接触して電気的に接続されている。

この貫通孔３５は、下部配線２４ｂと電気的に接続されたバンプ１７の周囲を取り囲んでおり、その内部には、下部配線２４ｂと電気的に接続しているバンプ１７を固定保持するための固定材料３６が充填されている。これにより、貫通孔３５内に収容されているバンプ１７は、その周囲から固定材料３６によって貫通孔３５内に保持され、下部配線２４ｂとの直接的な電気的接続状態が固定されている。従って、この貫通孔３５の周辺の流路基板３０は、本発明における第２の接続部材保持部を構成している。

このように各バンプ１６、１７は、それぞれ固定材料３４、３６によって貫通孔３３、３５内に固定保持され、それぞれ下部配線２３ｂ、２４ｂとの電気的接続状態が固定されているので、インクジェットヘッド１に振動等が作用しても、各バンプ１６、１７と下部配線２３ｂ、２４ｂとの間の電気的接続状態は容易には解除されることはなく、長期に亘って電気的接続の信頼性を向上させることができる。また、たとえ流路基板３０として感光性接着樹脂等のようにインク等と接触した際に膨潤し易い材料を用いたとしても、膨潤に起因する剥離力に対して、固定部材３４、３６によってバンプ１６、１７をその周囲から強固に保持して固定することができ、長期に亘って電気的接続の信頼性を確保することができる。

固定材料３４、３６としては、貫通孔３３，３５内に容易に充填でき、バンプ１６、１７を収容した後に硬化することで、バンプ１６、１７を貫通孔３３、３５内に固定保持することができるものであれば特に問わない。ここでは各バンプ１６、１７は下部配線２３ｂ、２４ｂと直接接触することによって電気的に接続されているため、固定材料３４、３６には必ずしも導電性は要求されない。従って、例えばエポキシ系接着剤等の非導電性材料を用いることができる。

もちろん、各バンプ１６、１７と下部配線２３ｂ、２４ｂとが直接的に電気的接続される場合であっても導電性材料を用いることに何ら制限はない。導電性材料としては、クリームはんだや導電性接着剤の他、エポキシなどの接着剤に金属粒子を分散させたもの（異方性導電性接着剤：ＡＣＰ）等を用いることができる。クリームはんだは、すず、銅、銀等のはんだ粒子とフラックスを混ぜたものであり、貫通孔３３、３５内にも容易に充填することができる。充填直後は柔軟な状態であるため、その後に流路基板３０を挟んでヘッド基板１０と配線基板２０とを積層した際、バンプ１６、１７を貫通孔３３、３５内に容易に挿入させることができる。その後、加熱を行うことによって硬化するので、バンプ１６、１７を貫通孔３３、３５内に強固に固定保持することができ、本発明において好ましく用いることができる。

また、固定材料３４、３６としてこのような導電性材料を用いることで次のような効果もある。

図５はバンプ１６、下部配線２３ｂ及び貫通孔３３との配置関係を示している。ヘッド基板１０と配線基板２０とが積層された際、（ａ）のようにバンプ１６と下部配線２３ｂと貫通孔３３内で重なり合うように正確に位置決めされている限り、バンプ１６と下部配線２３ｂとは直接的に電気的接続されるため問題はないが、バンプ１６又は下部配線２３ｂに位置ずれが生じている場合、（ｂ）のようにバンプ１６と下部配線２３ｂとが貫通孔３３内で重なり合わないおそれがある。しかし、貫通孔３３内に固定材料３４として導電性材料を充填すれば、この固定材料３４を介してバンプ１６と下部配線２３ｂとを間接的に電気的接続することができるので、断線の心配がない。貫通孔３５におけるバンプ１７と下部配線２４ｂとの間でも同様のことがいえる。

なお、これら固定材料３４、３６は、例えばディスペンサーを用いて各貫通孔３３、３５内に注入することによって充填することができる。

ところで、配線基板２０の下部配線２３ｂ、２４ｂは同一面上に配置されているため、ヘッド基板１０側のバンプ１６、１７の先端の高さ位置は全て同一に揃えられていることが望ましい。しかし、製造時にばらつきがあるとバンプ１６、１７の先端の高さ位置が同一にならない場合がある。例えば図６は、アクチュエータ１５上のバンプ１６の高さが足りないために配線基板２０の下部配線２３ｂと直接接触していない状態を示している。この場合でも、固定材料３４として導電性材料を用いることで、バンプ１６と下部配線２３ｂとを、この固定材料３４を介して間接的に電気的接続することができる。これは貫通孔３５におけるバンプ１７と下部配線２４ｂとの間でも同様のことがいえる。

また、固定材料３４、３６に導電性材料を用いることで、バンプ１６、１７自体の高さをそれぞれ同じに形成することもできる。図７に示すように、バンプ１６、１７自体の高さをそれぞれ同じように形成すると、バンプ１６の先端の共通電極１５３の上面からの高さ位置は、アクチュエータ１５の厚み分だけバンプ１７の先端よりも配線基板２０側に突出することになる。このため、バンプ１６は下部配線２３ｂと直接接触することができても、バンプ１７は下部配線２４ｂと直接接触することができなくなるおそれがある。しかし、バンプ１７を収容している貫通孔３５内に充填する固定材料３６として導電性材料を用いることで、バンプ１７と下部配線２４ｂとを、この固定材料３６を介して間接的に電気的接続することができる。バンプ１７の先端の高さを、アクチュエータ１５の厚み分を考慮して、バンプ１６の先端の高さに揃えるように形成する必要がなくなるので、製造工程が簡略化できる。

このようにバンプ１６、１７を固定保持する機能を有する流路基板３０は、連通路３１、凹部３２及び貫通孔３３、３５がそれぞれ形成された後、配線基板２０側に接合される。その後、各貫通孔３３、３５内に固定材料３４、３６が充填され、この流路基板３０付きの配線基板２０がヘッド基板１０に対して積層される。このとき各バンプ１６、１７は、硬化前の固定材料３４、３６に突き刺さり、貫通孔３３、３５を通って下部配線２３ｂ、２４ｂと接触して直接的に電気的接続される。その後、固定材料３４、３６は加熱工程を経て硬化され、バンプ１６、１７を貫通孔３３、３５内に固定保持する。流路基板３０にガラスプレートを使用することで、Ｓｉを用いて作製されている配線基板２０と、接着剤を使用せずに陽極接合することが可能である。

以上の実施形態で示した共通電極１５３上のバンプ１７は、図４に示したようにヘッド基板１０の両端部にそれぞれ３個ずつ設けられているが、本発明においてバンプ１７の数は特に問わない。また、図８に示すように、複数個のバンプ１７をまとめて一つの大きな貫通孔３５に収容するようにしてもよい。しかし、固定材料３６の使用量を低減する観点からは、図４に示したように、バンプ１７毎に対応する複数の小さな貫通孔３５を設けることが好ましい。

また、流路基板３０は、以上説明した実施形態のように１枚の基板によって構成されるものに限らず、複数の基板の積層物によって構成されるものであってもよい。複数の基板は同一材料で構成してもよいし、それぞれ異なる材料によって構成してもよい。

図９は、流路基板３０をそれぞれ材料の異なる２枚の基板３０１、３０２によって構成した例を示している。基板３０１は例えばガラスプレートによって形成し、基板３０２は感光性接着樹脂によって形成することができる。この場合、基板３０１にはバンプ１６を収容するための貫通孔３３と連通路３１の一部となる貫通孔とを形成しておけばよい。一方、基板３０２には、連通路３１の一部となる貫通孔とアクチュエータ１５を収容するための凹部３２となる貫通孔とを形成しておけばよい。いずれも貫通孔として形成することができるので、加工が容易である。また、図示しないが、バンプ１７の部位でも、基板３０１、３０２の双方にそれぞれ貫通孔を形成することにより、バンプ１７を収容するための貫通孔３５を形成すればよい。

本発明における接続部材保持部は、流路基板３０に形成するものに限らず、各バンプ１６にそれぞれ対応する位置のみに個別に設けるようにしてもよい。

図１０は、バンプ１６と下部配線２３ｂとの電気的接続部位のみに個別に接続部材保持部６０を設けた例を示している。この接続部材保持部６０は、上述した流路基板３０と同様の基板材料によって形成することができる。接続部材保持部６０の中央部には、バンプ１６を収容する貫通孔３３が形成され、その内部には固定材料３４が充填されている。連通路３１は、該連通路３１の部位に対応するように設けられた柱状部７０によって形成されている。この柱状部７０は、例えば感光性接着樹脂によって形成することができる。

この構成によれば、アクチュエータ１５の周囲が取り囲まれないため、アクチュエータ１５の放熱対策に有効である。また、バンプ１７の部位にも同様にして接続部材保持部６０を設けることができる。

なお、本発明においてバンプ１６、１７と電気的に接続される下部配線２３ｂ、２４ｂにも、バンプ１６、１７との更なる電気的接続の確実性を期すためにバンプを形成しておいてもよい。

１：インクジェットヘッド
１０：ヘッド基板（第１の基板）
１１：ノズルプレート
１１１：ノズル
１２：中間プレート
１２１：連通路
１３：圧力室プレート
１３１：圧力室
１３２：流入口
１４：振動板
１５：アクチュエータ
１５１：アクチュエータ本体
１５２：個別電極
１５３：共通電極
１６：バンプ（第１の接続部材）
１７：バンプ（第２の接続部材）
２０：配線基板（第２の基板）
２１：基板本体
２１１：貫通孔
２１２：貫通孔
２２：配線保護層
２３ａ：上部配線
２３ｂ：下部配線
２４ａ：上部配線
２４ｂ：下部配線
２５：配線保護層
２６：流路
３０：流路基板（第３の基板）
３１：連通路
３２：凹部
３２１：底部
３３：貫通孔
３４：固定材料
３５：貫通孔
３６：固定材料
３０１、３０２：基板
４０：インクマニホールド
４１：共通インク室
５０：ＦＰＣ
５１：駆動ＩＣ
６０：接続部材保持部
７０：柱状部

Claims (16)

1. インクを吐出させるノズルと、前記ノズルに対応して配設され、該ノズルから吐出させるためのインクを収容する圧力室と、前記圧力室に対応して配置され、該圧力室内のインクを前記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、前記アクチュエータに電力を印加するための電極に設けられた接続部材とを有する第１の基板と、
   前記アクチュエータの前記接続部材と電気的に接続して前記電極に電力を供給するための配線を有する第２の基板とを有し、
   前記第１の基板と前記第２の基板とが積層されることによって、互いに対向配置される前記第１の基板の前記接続部材と前記第２の基板の前記配線とが電気的に接続されるインクジェットヘッドであって、
   前記第２の基板における前記第１の基板に対向する面で、且つ、前記接続部材と前記配線とが電気的に接続される部位に、前記接続部材の少なくとも先端側の周囲を取り囲む貫通孔を有する接続部材保持部が形成され、
   前記接続部材が、前記接続部材保持部の前記貫通孔を通って前記配線に直接的又は間接的に電気的接続されていると共に、前記貫通孔内に、前記接続部材を保持するための固定材料が充填されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記固定材料は、導電性材料であ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. 前記接続部材はバンプであり、前記固定材料はバンプではないことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記接続部材はバンプであり、前記第２の基板の前記配線にはバンプが設けられておらず、
   前記接続部材は、前記配線に直接的又は前記固定材料を介して間接的に電気的接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記接続部材は、前記貫通孔を通って前記配線に接触することによって該配線と直接的に電気的接続されており、
   前記固定材料は、非導電性材料であ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。
6. 前記接続部材はバンプであり、前記第２の基板の前記配線にはバンプが設けられていないことを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記固定材料は、前記アクチュエータに対して非接触であることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
8. １つの前記貫通孔内に複数の前記接続部材が収容されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
9. 前記接続部材は、前記アクチュエータの表面に設けられた第１の接続部材と、前記第１の基板の表面に設けられた第２の接続部材とを有し、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に、前記第１の基板と前記第２の基板とにそれぞれ接し、前記第１の基板と前記第２の基板との間隔を一定に維持すると共に、前記第１の基板に接する面から前記アクチュエータを収容するための凹部が形成された第３の基板を有し、
   前記接続部材保持部は、前記第３の基板の前記凹部における前記第１の接続部材に対応する該凹部の底部に形成され、前記第１の接続部材を収容するための貫通孔を有する第１の接続部材保持部と、前記第３の基板における前記第２の接続部材に対応する位置に形成され、該第２の接続部材を収容するための貫通孔を有する第２の接続部材保持部とを有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
10. 前記接続部材保持部は、ガラスプレートによって形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
11. 前記接続部材保持部は、表面が絶縁処理された金属プレートによって形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
12. 前記接続部材保持部は、セラミックスプレートによって形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
13. 前記第２の基板は、前記配線の一部を絶縁保護する配線保護層を有し、
    前記接続部材保持部を形成している部材は、前記配線保護層とは別に設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
14. 前記接続部材保持部を形成している部材は、前記配線保護層上に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載のインクジェットヘッド。
15. 前記接続部材保持部を形成している部材の厚みは、前記配線保護層の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１３又は１４に記載のインクジェットヘッド。
16. 前記接続部材保持部を形成している部材は、前記貫通孔の周囲を取り囲むように設けられていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のインクジェットヘッド。

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