JP6111851B2 - 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、インク室形成部材の一側に配置された個別電極を、インク室形成部材の一側に接合された基板を利用して、インク室形成部材の外部に電気的に引き出すようにしたインクジェットヘッドに関する。

インクジェットヘッドは、インク室内のインクに吐出エネルギーを付与してノズルからインク滴を吐出する。従来、吐出エネルギーを付与するための手段としては、電圧印加によって機械的に変位するＰＺＴ等の圧電素子を利用したもの、インク室内に配置されたヒーターへの通電によってインク中に気泡を生成させ、この気泡の破裂作用を利用したもの等が知られている。

中でも、圧電素子からなる駆動壁と細溝状のインク室とが交互に配置され、駆動壁に形成された駆動電極に電圧を印加することによって該駆動壁をせん断変形させ、インク室内のインクをノズルから吐出させるせん断モード型のインクジェットヘッドは、高密度化が容易である等の利点を有している。このせん断モード型のインクジェットヘッドの中でも、インク室の開口部が相反する前端面と後端面とに配置され、インク室がストレート状に形成される六面体形状からなる所謂ハーモニカ構造のインク室形成部材を有するインクジェットヘッドは、一枚のウエハーからのインク室形成部材の取り数が多く、極めて生産性に優れている。

このようなハーモニカ構造のインク室形成部材は、各インク室内に臨んでいる駆動電極に駆動信号発生回路からの駆動信号を印加するために、駆動電極をインク室形成部材の外部に電気的に引き出し、ＦＰＣ等の外部配線部材との電気的接続を容易に行なえるようにする必要がある。

従来、インク室内の駆動電極をインク室形成部材の外部に電気的に引き出す手法として、特許文献１、２に記載のものが知られている。

特許文献１記載のインクジェットヘッドは、インク室形成部材の後端面に、インク室内の駆動電極と電気的に接続された第１の個別電極と、該後端面の端部に配置された第２の個別電極とを分離して設けておき、これら２つの個別電極間を絶縁層付き配線で電気的に接続すると共に、この後端面に別途の基板を接合し、この基板に形成された配線の一端を、第２の個別電極と電気的に接続させることによって、インク室内の駆動電極を基板の端部まで電気的に引き出すようにしている。

特許文献２記載のインクジェットヘッドは、インク室形成部材の後端面に、インク室内の駆動電極と電気的に接続された個別電極を配置させると共に、この後端面に別途の基板を接合し、この基板に形成された配線を利用して、インク室内の駆動電極を基板の端部まで電気的に引き出すようにしている。基板の配線は、複数のインク室によって構成されるインク室の列毎に基板の表面と背面とに振り分けられており、基板の背面側の配線は、一端が個別電極と電気的に接続され、他端が基板に形成された貫通電極を介して背面側に引き出されている。この基板はインク室形成部材の後端面のほぼ全体を覆う大きさを有しており、各インク室のうちのインク吐出を行うインク室の開口部に対応する部位に、該インク室に個別に対応するインク流路用の貫通穴が形成されている。

特開２００８−１４３１６７号公報 特開２００９−２７４３２７号公報

近年、インクジェットヘッドはより高精細な記録を可能とするため、より一層のインク室の高密度化が求められており、この高密度化の要求によって、従来のインクジェットヘッドにおける新たな課題が生じている。

すなわち、特許文献１記載のインクジェットヘッドでは、インク室形成部材の後端面に絶縁層付き配線を設ける必要があるため、インク室が高密度になる程、絶縁層付き配線を高密度に形成する必要があり、絶縁層付き配線の形成作業が煩雑化する。

一方、特許文献２記載のインクジェットヘッドによれば、インク室形成部材の後端面に絶縁層付き配線を形成する必要はなく、また、インク室の列毎の配線が基板の表面と背面とにそれぞれ形成されるため、インク室が高密度化しても配線同士が短絡しにくくなる利点がある。しかしながら、基板の両面にそれぞれ外部配線部材を接続する構造となるため、外部配線部材が少なくとも２枚必要であり、外部配線部材の接続作業が煩雑となる点で改善の余地がある。

この外部配線部材の接続作業が煩雑となる問題は、基板の背面側に引き出された配線を、基板を再度貫通させて表面側に引き戻し、基板の表面に全ての配線を配列させることで解決することができる。しかし、配線を基板を貫通させて表面に再度引き戻すために基板に貫通穴を形成すると、貫通穴の位置によっては、マニホールド部材から基板を介して供給されるインクが貫通穴を通って外部に漏れ出てしまうおそれがある。

この問題に対処するため、貫通穴をマニホールド部材が接合される領域よりも外側に配置すると、マニホールド部材を大型化できず、共通インク室の容積の増大化を図ることができない。また、マニホールド部材に対して基板が無駄に大型化し、インクジェットヘッドのコンパクト化を阻害する要因となる。

一方、ディスペンサー等で個々の貫通穴に接着剤を注入したり、絶縁テープ等を貼着したりして貫通穴を塞ぐことで、インクの漏れ出しを防止することも考えられるが、貫通穴を塞ぐためにわざわざ接着剤を注入したり絶縁テープ等を貼着する作業を行う必要があるため、製造工数の増加によりコスト増を招くばかりでなく、余剰の接着剤が貫通穴から周辺に溢れ出して硬化し、貫通穴の周辺でマニホールド部材等の他部材との接合を妨げる問題が発生するおそれもある。

そこで、本発明は、製造工数を増加させることなく、基板に形成した貫通穴からのインクの漏れ出しを防止することができ、マニホールド部材の大型化を図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課題とする。

また、本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

１．インクを吐出するインク室のインク流入口と、前記インク室内のインクに吐出エネルギーを付与するための電圧が印加される個別電極とが一面に配置されたインク室形成部材と、
前記インク室形成部材の前記一面に接合され、第１の貫通穴と、前記インク室形成部材の接合領域の内に配置された第２の貫通穴を有する基板と、
前記基板の前記インク室形成部材と反対側の面に接合され、前記基板を介して前記インク室にインクを供給するマニホールド部材とを備え、
前記個別電極と電気的に接続される第１の配線が、前記第１の貫通穴を通って前記インク室形成部材と反対側の面に引き出されていると共に、前記第２の貫通穴を通って前記インク室形成部材側の面に再び引き戻されており、
前記第２の貫通穴は、前記インク室形成部材と反対側の面の開口部が前記マニホールド部材の内部に臨んでいると共に、前記インク室形成部材側の面の開口部が前記インク室形成部材によって塞がれていることを特徴とするインクジェットヘッド。

２．前記第１の配線の一端側は、前記基板の前記インク室形成部材側の面に形成され、該面において、前記個別電極と電気的に接続されてい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．前記第１の配線は、前記第１の貫通穴及び前記第２の貫通穴のそれぞれの内周面に沿って通過していることを特徴とする前記１又は２記載のインクジェットヘッド。

４．前記第１の貫通穴は、前記インク室形成部材の接合領域の内に配置され、前記インク室の前記インク流入口と連通し、前記マニホールド部材からのインクを前記インク室に供給するインク流路を兼用していることを特徴とする前記１、２又は３記載のインクジェットヘッド。

５．前記第２の貫通穴から前記インク室形成部材側の面に引き戻された前記第１の配線の他端側は、前記第２の貫通穴から前記基板の端部に向けて延出していることを特徴とする前記１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。

６．前記基板は、第３の貫通穴と、前記インク室形成部材の接合領域の外に配置された第４の貫通穴とを更に有し、
前記第１の配線が電気的に接続される前記個別電極とは別の前記個別電極と電気的に接続される第２の配線が、前記第３の貫通穴を通って前記インク室形成部材と反対側の面に引き出されていると共に、前記第４の貫通穴を通って前記インク室形成部材側の面に再び引き戻されており、
前記第４の貫通穴は、前記マニホールド部材の端面によって塞がれていることを特徴とする前記１〜５のいずれかに記載のインクジェットヘッド。

７．前記第２の配線の一端側は、前記基板の前記インク室形成部材側の面に形成され、該面において、前記第１の配線が電気的に接続される前記個別電極とは別の前記個別電極と電気的に接続されていることを特徴とする前記６記載のインクジェットヘッド。

８．前記第２の配線は、前記第３の貫通穴及び前記第４の貫通穴のそれぞれの内周面に沿って通過していることを特徴とする前記６又は７記載のインクジェットヘッド。

９．前記第３の貫通穴は、前記インク室形成部材の接合領域の内に配置され、前記インク室の前記インク流入口と連通し、前記マニホールド部材からのインクを前記インク室に供給するインク流路を兼用していることを特徴とする前記６、７又は８記載のインクジェットヘッド。

１０．前記第４の貫通穴から前記インク室形成部材側の面に引き戻された前記第２の配線の他端側は、前記第４の貫通穴から前記インク室形成部材との接合領域に向けて延出し、前記基板の前記インク室形成部材側の面において前記第１の配線の他端側と並列していることを特徴とする前記６〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。

１１．前記インク室形成部材は、圧電素子からなる駆動壁と、隣接する一対の前記駆動壁間の空間によって形成されるインク室とが交互に配置されると共に、前記インク室内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成され、該駆動電極に電圧を印加して前記駆動壁を変形させることによって、前記インク室内に供給されたインクに吐出のための圧力を付与し、ノズルからインクを吐出する構成であり、
前記個別電極は、前記インク流入口を介して前記駆動電極と電気的に接続されていることを特徴とする前記１〜１０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、製造工数を増加させることなく、基板に形成した貫通穴からのインクの漏れ出しを防止することができ、マニホールド部材の大型化を図ることができるインクジェットヘッドを提供することができる。

本発明の概要を説明するインクジェットヘッドの一例を左右に分解して示す断面図 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 インク室形成部材のインク室を後端面側から見た図 図２に示すインクジェットヘッドを基板の背面側から見た図 図４中の(v)−(v)線に沿う断面を左右に分解して示す図 図４中の(vi)−(vi)線に沿う断面を左右に分解して示す図 第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図 図７に示すインクジェットヘッドを配線基板の背面側から見た図 図８中の(ix)−(ix)線に沿う断面を左右に分解して示す図 図８中の(x)−(x)線に沿う断面を左右に分解して示す図 図８中の(xi)−(xi)線に沿う断面を左右に分解して示す図

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（本発明の概要の説明）
本発明の具体的な実施形態の説明の前に、本発明の概要を説明する。

図１は、本発明の概要を説明するインクジェットヘッドの一例を左右に分解して示す断面図である。

図中、１はインク室形成部材、２はノズルプレート、３は基板、４はマニホールド部材である。

インク室形成部材１は、インクを吐出するインク室１１を有している。ここでは、インク室形成部材１の前端面１ａ及び後端面１ｂに、それぞれインク室１１の開口部１１ａ、１１ｂが配置されたものを例示している。一方の開口部１１ａはノズルプレート２に形成されたノズル２１と連通し、インク室１１内のインクをノズル２１から吐出させる出口側の開口部である。他方の開口部１１ｂは入口側の開口部であり、インク室１１内にインクを流入させるインク流入口である。

インク室形成部材１は後端面１ｂに個別電極１２が設けられている。従って、インク室形成部材１は、その一側である後端面１ｂに、インク流入口である開口部１１ｂと個別電極１２とが配置されている。インク室形成部材１は、インク室１１内のインクに吐出エネルギーを付与するための電圧が、この個別電極１２に対して印加される。

基板３には、第１の貫通穴３１と第２の貫通穴３２とが形成されている。第１の貫通穴３１及び第２の貫通穴３２は、いずれもインク室形成部材１との接合領域３０ａ内に配置されている。第１の貫通穴３１は、インク室１１の開口部１１ｂと対応する位置に配置されている。

基板３のインク室形成部材１側の面である表面３ａには、配線３３（第１の配線）の第１の表面配線部３３ａが形成されている。基板３は、表面３ａがインク室形成部材１の後端面１ｂに接着剤を介して接合されることにより、インク室形成部材１のインク流入口である開口部１１ｂは、基板３の第１の貫通穴３１と連通し、インク室１１内にインクを供給するためのインク流路を形成すると共に、配線３３の一端側である第１の表面配線部３３ａを個別電極１２と電気的に接続させている。

配線３３は、基板３の表面３ａから、第１の貫通穴３１内を通って、基板３の背面３ｂに引き出されている。背面３ｂに引き出された配線３３は、背面３ｂ上を第１の貫通穴３１から第２の貫通穴３２に向けて延出し、背面配線部３３ｂを形成している。また、背面３ｂに引き出された配線３３は、第２の貫通穴３２内を通って、基板３の表面３ａに再度引き戻され、該表面３ａに第２の表面配線部３３ｃを形成している。

配線３３の他端側には、個別電極１２に不図示の駆動信号発生回路からの所定電圧の駆動信号を印加するため、不図示の外部配線部材と電気的に接続される。ここでは、インク室形成部材１の後端面１ｂよりも大きな面積を持つ基板３を使用しているため、基板３の少なくとも一端部は、インク室形成部材１の側方（図示下方）に張り出した張り出し部３４を有し、この張り出し部３４の表面３ａ側によって外部配線部材との接続領域を形成している。配線３３の第２の表面配線部３３ｃは、この外部配線部材との接続のため、張り出し部３４に配置されている。

マニホールド部材４は、基板３に面する側が開口する箱型に形成されており、第１の貫通穴３１を通って各インク室１１内に供給されるインクを貯留する共通インク室４１を形成している。マニホールド部材４は、基板３に面する端面４２が、基板３の背面３ｂに接着剤を介して接合される。

第２の貫通穴３２は、第１の貫通穴３１と同様、インク室形成部材１との接合領域３０ａ内に配置されているが、端面４２が基板３の背面３ｂと接することによって形成されるマニホールド部材４との接合領域３０ｂよりも内側に配置されている。

このため、基板３の表面３ａにインク室形成部材１が接着剤を介して接合され、背面３ｂにマニホールド部材４が接着剤を介して接合されると、第２の貫通穴３２は、背面３ｂ側の開口部が、マニホールド部材４の内部の共通インク室４１に臨むように配置されるが、表面３ａ側の開口部は、インク室形成部材１の後端面１ｂのインク室１１及び個別電極１２が配置されていない領域によって塞がれる。

本発明は、以上のように、マニホールド部材４の内部に臨むように配置される第２の貫通穴３２を、インク形成部材１によって塞ぐようにしているため、第２の貫通穴３２を塞ぐための別途の作業の必要がなくインクの漏れ出しを防止することができる。このため製造工数を増加させることはない。また、マニホールド部材４を第２の貫通穴３２を内部に含むように大きくすることができるため、マニホールド部材４の大型化による共通インク室４１の容積の増大化を図ることができる。

また、配線３３を基板３の背面３ｂに引き出すための第１の貫通穴３１は、インク室形成部材１との接合領域３０ａ外に配置されてもよい。しかし、図示したように、インク室形成部材１の接合領域３０ａ内に配置され、インク室１１の開口部１１ｂと連通するインク流路を兼用していることが好ましい。これにより、インク流路専用の貫通穴を別途形成する必要がなく、それだけ貫通穴の形成スペースが不要となって、インク室形成部材１や基板３の大型化を抑制できると共に、基板３に対する貫通穴の加工数の削減により、貫通穴数の増加による基板３の強度低下を抑えることができる。

配線３３は、例えば蒸着法、スパッタリング法又はめっき法等によって形成することにより、第１の貫通穴３１の内周面３１ａ及び第２の貫通穴３２の内周面３２ａに沿って密着形成し、該内周面３１ａ、３２ａに沿って通過させることが好ましい。特に、蒸着法と電解めっき法との併用、又は、スパッタリング法と電解めっき法との併用が、各貫通穴３１、３２の全長に亘って均一厚みの金属膜を形成することができるために特に好ましい。

図１中の符号３３ｄは、第１の貫通穴３１の内周面３１ａに沿って形成され、第１の表面配線部３３ａと背面配線部３３ｂとを繋ぐ第１の貫通穴配線部、符号３３ｅは、第２の貫通穴３２の内周面３２ａに沿って形成され、背面配線部３３ｂと第２の表面配線部３３ｃとを繋ぐ第２の貫通穴配線部である。

これにより、基板３を容易に貫通させて配線３３を形成することができる。しかも、第１の貫通穴配線部３３ｃ、第２の貫通配線部３３ｅは、それぞれ基板３の表面３ａ及び背面３ｂに形成される第１の表面配線部３２ａ、背面配線部３２ｂ及び第２の表面配線部３３ｃと同一材料で、なお且つ、ほぼ同等の厚みで形成することができるため、第１の貫通穴配線部３３ｃ及び第２の貫通配線部３３ｅの部位で電気抵抗の増加を招くおそれもない。また、第１の貫通穴３１がインク流路を形成する場合は、ほぼそのままの形状でインク流路として機能することができるので、インク流路としてのインクの流れを阻害することがない。

基板３に使用される材料は、配線の絶縁が可能であれば特に制限はないが、ガラス、シリコン、セラミックス、プラスチック等が挙げられる。中でも熱による寸法変化が少なく、比較的安価で、加工も容易である点でガラス製基板を用いることが好ましい。

基板３は単層基板とするものに限らず、複数の層が積層されることによって形成されるものであってもよい。複数の各層は全て同材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。

インク流路を形成する場合の第１の貫通穴３１は、インク室１１のインク流入口となる開口部１１ｂの開口面積と同一の開口面積を有するものであってもよいし、異なる開口面積を有するものであってもよい。異なる開口面積を有する場合、第１の貫通穴３１は開口部１１ｂよりも大きくてもよいし、開口部１１ｂよりも小さいものであってもよい。開口部１１ｂより小さい第１の貫通穴３１はインク流路を絞る絞り穴として機能させることができる。また、インクの流通が可能であれば、第１の貫通穴３１の中心と開口部１１ｂの中心とは、ずれて配置されていてもよい。

インク流路を形成する場合の第１の貫通穴３１の開口形状は特に問わず、四角形状、円形状等の任意の形状とすることができる。また、断面形状は、図示したようにインクの流れ方向に沿ってストレート状に形成されるものに限らず、インク流路の入口側（図１における右側）が拡径したテーパー形状であってもよい。

また、インク流路を形成しない場合の第１の貫通穴３１及び第２の貫通穴３２の開口面積、開口形状等は任意である。

次に、本発明を適用した具体的なインクジェットヘッドの実施形態について説明する。なお、実施形態の理解を容易にするため、図１に対応する構成の部位には、同一の符号を付してある。

（第１の実施形態）
図２は、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、図３は、インク室形成部材のインク室を後端面側から見た図、図４は、図２に示すインクジェットヘッドを基板の背面側から見た図、図５は、図４中の(v)−(v)線に沿う断面を左右に分解して示す図、図６は、図４中の(vi)−(vi)線に沿う断面を左右に分解して示す図である。

図中、Ｈ１はインクジェットヘッド、１はヘッドチップ、２はヘッドチップ１の前端面１ａに接合されるノズルプレート、３はヘッドチップ１の後端面１ｂに接合される基板、４は基板３の背面側に接合され、基板３を介してヘッドチップ１に対して供給するインクを貯留するマニホールド部材、５は基板３に接続されるＦＰＣである。ＦＰＣ５は、外部配線部材の一例である。

なお、図１は、ヘッドチップ１と配線基板３との間で左右に展開した状態を示している。

インク室形成部材１は、圧電素子からなる複数の駆動壁１３が並設されており、隣接する一対の駆動壁１３、１３間によって形成されるインク室１１と駆動壁１３とが交互に配置されている。ここでは複数のインク室１１が並設されることによってインク室１１の列を形成している。各列内のインク室１１の数は何ら限定されない。ここでは上から順に第１の列であるＡ列、第２の列であるＢ列の２列のインク室１１の列が平行に配置されたものを例示している。

図５、図６に示すように、インク室形成部材１の前端面１ａ及び後端面１ｂには、それぞれインク室１１の開口部１１ａ、１１ｂが配置されている。一方の開口部１１ａはノズル２１と連通するインクの出口側の開口部であり、他方の開口部１１ｂは、インクが供給されるインク流入口である。各インク室１１は、後端面１ｂに配置されるインク流入口である開口部１１ｂから、前端面１ａに配置される出口側の開口部１１ａにかけてストレート状に形成されている。

各インク室１１内に臨む駆動壁１３の表面には、図３に示すように、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属膜からなる駆動電極１４が形成されている。駆動電極１４は、インク室１１内に臨む各駆動壁１３、１３の表面全面から、これら駆動壁１３、１３に隣接する少なくともいずれか一つの壁面（ここでは図３中の下側の壁面）に亘って繋がるように形成されている。

このインク室形成部材１は、六面体からなる所謂ハーモニカ型のインク室形成部材であり、駆動壁１３の両面の各駆動電極１４に、不図示の駆動信号発生回路（駆動ＩＣ）から所定電圧の駆動信号が印加されることによって駆動壁１３が変形動作する。この駆動壁１３の変形動作によってインク室１１の容積が変化し、これによりインク室１１内に供給されたインクに吐出のための圧力変化を与え、ノズル２１からインクを吐出する。

ここで、このインク室形成部材１において、ノズル２１が配置されてインクが吐出される側の端面を「前端面」、それとは相反する端面を「後端面」と定義する。また、インク室形成部材１の前端面１ａ及び後端面１ｂと平行な方向であって該インク室形成部材１から離れる方向をインク室形成部材１の「側方」と定義する。

本実施形態に示すインク室形成部材１における各列のインク室１１は、全てインクが供給されることによってインクを吐出する吐出インク室とされている。

インク室形成部材１の後端面１ｂには、Ａ列の各インク室１１内の駆動電極１４と電気的に接続された個別電極１２Ａと、Ｂ列の各インク室１１内の駆動電極１４と電気的に接続された個別電極１２Ｂが、各インク室１１の開口部１１ｂを通ってインク室１１毎に個別に引き出されている。このインク室形成部材１は、インク室１１内のインクに吐出エネルギーを付与するための電圧が、まず、この個別電極１２Ａ、１２Ｂに対して印加され、該個別電極１２Ａ、１２Ｂを介して各駆動電極１４に伝達される。

各個別電極１２Ａ、１２Ｂの他端は、各開口部１１ｂからいずれも同一方向に向けて延びている。ここではインク室１１の列方向と直交する方向である図示下方向に向けて延びているが、Ａ列のインク室１１の各個別電極１２Ａは、Ｂ列と交差することはなく、Ｂ列の手前で止まっている。

基板３は、インク室形成部材１の後端面１ｂよりも大きな面積を持ち、インク室形成部材１の後端面１ｂに接着剤によって接合されている。基板３はインク室形成部材１よりも図示下側方に大きく張り出した張り出し部３４によってＦＰＣ５との接続領域を形成している。

基板３には、インク室形成部材１の後端面１ｂの各インク室１１の開口部１１ｂにそれぞれ対応する位置に、後述するマニホールド部材４の共通インク室４１内のインクを、Ａ列の各インク室１１に開口部１１ｂを介して供給するためのインク流路を兼用する第１の貫通穴３１と、Ｂ列の各インク室１１に開口部１１ｂを介してインクを供給するためのインク流路を形成する貫通穴３５とが、インク室１１毎に個別に形成されている。また、第２の貫通穴３２は、インク室形成部材１との接合領域３０ａ内で、且つ、後端面１ｂ上のＢ列の各インク室１１の列を挟んでＡ列とは反対側に、第１の貫通穴３１と１対１に対応し、インク室形成部材１のインク室１１の列方向と同一方向に向けて一直線上に配列されている。

基板３の表面３ａには、インク室形成部材１のＢ列の各個別電極１２Ｂと電気的に接続されるＢ列用配線３６（第２の配線）が個別に形成されている。各Ｂ列用配線３６の一端は、貫通穴３５の近傍に配置され、その他端側は基板３の図示下側の端部まで延び、ＦＰＣ５との接続領域となる張り出し部３４の表面３ａ側にＢ列のインク室１１のピッチと同一ピッチで配列されている。

また、同じく表面３ａには、インク室形成部材１のＡ列の各個別電極１２Ａと電気的に接続されるＡ列用配線３３（第１の配線）が個別に形成されている。

各Ａ列用配線３３は、それぞれ個別電極１２Ａと電気的に接続するべく、基板３の表面３ａに設けられた第１の表面配線部３３ａが第１の貫通穴３１の近傍に配置されている。Ａ列用配線３３は、基板３がインク室形成部材１の後端面１ｂに接合される際、この第１の表面配線部３３ａによって個別電極１２Ａとの電気的接続が行われる。これにより、個別電極１２ＡとＡ列用配線３３との電気的接続を、互いに対向するインク室形成部材１の後端面１ｂと基板３の表面３ａとの間で行うことができるため、電気的接続作業が容易である。

各Ａ列用配線３３は、第１の貫通穴３１の内周面３１ａに沿って通過して背面３ｂに引き出され、背面配線部３３ｂを形成している。背面配線部３３ｂは、第１の貫通穴３１から第２の貫通穴３２に向けて延び、Ｂ列のインク室１１に対応して配列されている貫通穴３５、３５間を通ることにより、該背面３ｂ上でＢ列を跨いでいる。

このようにＡ列用配線３３は、インク室形成部材１の後端面１ｂと接する基板３の表面３ａでＢ列のインク室１１や駆動壁１３と交差することがないので、Ｂ列の各インク室１１の開口部１１ｂから露出する駆動電極１４や各個別電極１２Ｂとの短絡のおそれがない。これにより、インク室形成部材１のインク室１１の数や列数の増加によって高密度化されたインク室形成部材１であっても、各個別電極１２Ａ、１２Ｂを介して各駆動電極１４を、基板３の端部まで短絡の心配なく電気的に引き出すことができる。

各Ａ列用配線３３の背面配線部３３ｂは、第１の貫通穴３１からそれぞれ対応する第２の貫通穴３２まで延び、該第２の貫通穴３２の内周面３２ａに沿って通過して、再び基板３の表面３ａに引き戻され、第２の表面配線部３３ｃを形成している。

第２の表面配線部３３ｃは、第２の貫通穴３２から基板３の図示下側の端部まで延びており、ＦＰＣ５との接続領域である張り出し部３４の表面３ａ側に、Ａ列のインク室１１のピッチと同一ピッチで配列されている。従って、張り出し部３４の表面３ａ側には、Ａ列用配線３３の第２の表面配線部３３ｃとＢ列用配線３６とが交互に配列されている。このため、この張り出し部３４の表面３ａ側において、Ａ列用配線３３とＢ列用配線３６に対する１枚のＦＰＣ５の接続作業を、安定した状態で容易に行うことができる。

マニホールド部材４は、第１の貫通穴３１及び貫通穴３５を介して各インク室１１にインクを供給するインク供給手段の一例であり、基板３に対向する面がインク室形成部材１に形成された全てのインク室１１を取り囲む大きさで開口した箱型に形成され、該開口を取り囲む端面４２によって基板３の背面３ｂに接着剤を介して接合されている。図４中に符号３０ｂを付して斜線で示す領域は、マニホールド部材４が端面４２によって接合される接合領域を示している。

マニホールド部材４の内部は、Ａ列、Ｂ列の各インク室１１に共通に供給するインクが貯留される共通インク室４１となっており、この共通インク室４１内のインクが、インク流路を形成する第１の貫通穴３１及び貫通穴３５を通って各インク室１１内に供給されるようになっている。第２の貫通穴３２の全ては、マニホールド部材４との接合領域３０ｂよりも内側に配置され、共通インク室４１に臨んでいる。

ＦＰＣ５は、基板３の表面３ａの張り出し部３４に異方性導電フィルム等によって接続され、不図示の駆動回路からの所定電圧の駆動信号を、該張り出し部３４に配列されたＡ列用配線３３及びＢ列用配線３６にそれぞれ印加する。Ａ列用配線３３及びＢ列用配線３６にそれぞれ印加された駆動信号は、該Ａ列用配線３３及びＢ列用配線３６を通り、インク室形成部材１の各個別電極１２Ａ、１２Ｂを介して各インク室１１内の駆動電極１４に印加され、駆動壁１３を変形させる。ＦＰＣ５には駆動ＩＣが実装されていてもよい。

以上のように構成されたインクジェットヘッドＨ１は、基板３の表面３ａにインク室形成部材１が接合されることによって、第２の貫通穴３２が、該インク室形成部材１によって塞がれ、接着剤によって封止される。このため、この第２の貫通穴３１からインクが漏れ出すおそれはない。この第２の貫通穴３２を塞ぐためにディスペンサーで接着剤を注入したり、絶縁テープ等を貼着して塞ぐといった別途の作業を追加する必要は全くないため、製造工数を増加させることなく、インクの漏れ出しを防止することができる。しかも、第２の貫通穴３２をマニホールド部材４の外部に配置させる必要がないため、それだけマニホールド部材４を大型化でき、共通インク室４１の容積を大きくできる。

第２の貫通穴３２が複数配列されると、その配列方向に沿って基板３が折れ易くなる懸念があるが、この第２貫通穴３２の配列部位にはインク室形成部材１が接合されるため、第２の貫通穴３２の配列部位を補強することができ、破損のおそれはない。

第２の貫通穴３２は、インク室形成部材１と基板３との間の余剰の接着剤を流入させる所謂グルーガードとしても機能することができる。このため、余剰の接着剤が第２の貫通穴３２の周辺に残留したり、余剰の接着剤がチャネル１１に流入してチャネル１１を塞いだりするおそれを低減できる。

本実施形態では、Ａ列用配線３３の他端側は、基板３の表面３ａの張り出し部３４において、第２の貫通穴３２から基板３の端部に向けて延出し、Ｂ列用配線３６と配列されるため、第２の貫通穴３２よりも端部側の直線状に延びる配線部分でＦＰＣ５との電気的接続を行うことができる。一般に配線が貫通穴の内周面に沿って通過するように形成されると、その周囲には、配線形成時の金属膜がはみ出すように形成されるため、ＦＰＣ５が温度や湿度の影響によって伸縮すると、貫通穴の周囲で短絡を起こすおそれがある。しかし、第２の貫通穴３２よりも端部側の直線状に配列された配線部分でＦＰＣ５と接続できることにより、Ａ列用配線３３を第２の貫通穴３２の内周面３２ａに沿って形成しても、ＦＰＣ５に伸縮が生じた際に第２の貫通穴３２の周囲で短絡を起こすおそれを低減することができる。

なお、基板３の背面３ｂに引き出されたＡ列用配線３３は、マニホールド部材４の共通インク室４１に臨んでいるため、直にインクと接触する。このため、インク室形成部材１に基板３を接合した後でマニホールド部材４を接合する前に、Ａ列用配線３３をインクに対して保護するための保護膜を形成しておくことが好ましい。

保護膜としては、パラキシリレン及びその誘導体からなる被膜（パリレン膜という。）が好ましい。パリレン膜は、ポリパラキシリレン樹脂及び／又はその誘導体樹脂からなる樹脂被膜であり、固体のジパラキシリレンダイマー又はその誘導体を蒸着源とする気相合成法（Chemical Vaper Deposition：ＣＶＤ法）により形成する。すなわち、ジパラキシリレンダイマーが気化、熱分解して発生したパラキシリレンラジカルが、インク室形成部材１の表面に吸着して重合反応し、被膜を形成する。

パリレン膜には、種々のパリレン膜があり、必要な性能等に応じて、各種のパリレン膜やそれら種々のパリレン膜を複数積層したような多層構成のパリレン膜等を所望のパリレン膜として適用することもできる。

パリレン膜は、インク室形成部材１と基板３とを接合した後であって、ノズルプレート２及びマニホールド部材４を接合する前に、これらインク室形成部材１と基板３に対して被覆形成することで、各インク室１１内の駆動電極１４はもちろんのこと、基板３上の各配線をパリレン膜によってインクから保護することができる。

このようなパリレン膜の膜厚は、１μｍ〜１０μｍとすることが好ましい。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図、図８は、図７に示すインクジェットヘッドを配線基板の背面側から見た図、図９は、図８中の(ix)−(ix)線に沿う断面を左右に分解して示す図、図１０は、図８中の(x)−(x)線に沿う断面を左右に分解して示す図、図１１は、図８中の(xi)−(xi)線に沿う断面を左右に分解して示す図である。図２〜図６に示した第１の実施形態に係るインクジェットヘッドＨ１と同一符号の部位は同一構成の部位を示しているため、ここでは相違する構成のみを説明し、その他の説明は第１の実施形態の説明を援用し、記載を省略する。

このインクジェットヘッドＨ２は、インク室形成部材１にＡ列、Ｂ列のインク室１１の列を有し、基板３に、これら各列に対応するＡ列用配線３３、Ｂ列用配線３６を有する点で、第１の実施形態に係るインクジェットヘッドＨ１と同一であるが、インク室形成部材１が、Ａ列とＢ列との間に、更にＣ列のインク室１１の列を有する３列構造である点で相違している。

Ｃ列の各インク室１１にも、Ａ列、Ｂ列の各インク室１１と同様に、後端面１ｂに配置された開口部１１ｂから駆動電極１４と電気的に接続された個別電極１２Ｃが引き出されており、個別電極１２Ａ、１２Ｂと同様に図示下方に向けて延びている。各個別電極１２Ｃの他端は、Ｂ列の手前で止まっている。

一方、基板３には、このＣ列の各インク室１１の開口部１１ｂにそれぞれ対応する位置に、第３の貫通穴３７がインク室１１毎に個別に貫通形成されている。この第３の貫通穴３７も、インク室形成部材１の接合領域３０ａ外に配置してもよいが、図示したように、第１の貫通穴３１と同様、インク室形成部材１の接合領域３０ａ内に配置され、マニホールド部材４内の共通インク室４１のインクをＣ列の各インク室１１に供給するためのインク流路を兼用していることが好ましい。

また、インク室形成部材１との接合領域３０ａ外で、基板３の図示下側の端部近傍に、第１の貫通穴３１と１対１に対応する第４の貫通穴３８が、インク室形成部材１のインク室１１の列方向と同一方向に向けて一直線上に配列されている。この第４の貫通穴３８は、マニホールド部材４との接合領域３０ｂ内に配置されている。

マニホールド部材４は、端面４２と配線基板３の背面３ｂとの間に不図示の接着剤が塗布され、該端面４２と基板３の背面３ｂとが当接することによって接合される。これにより、第４の貫通穴３８の全ては、マニホールド部材４の端面４２によって塞がれ、接着剤によって封止される。

基板３の表面３ａには、インク室形成部材１のＣ列の各個別電極１２Ｃと電気的に接続されるＣ列用配線３９（第２の配線）が個別に形成されている。各Ｃ列用配線３９は、それぞれ個別電極１２Ｃと電気的に接続するべく、基板３の表面３ａに設けられた第１の表面配線部３９ａが第３の貫通穴３７の近傍に配置されている。Ｃ列用配線３９は、基板３がインク室形成部材１の後端面１ｂに接合される際、この第１の表面配線部３９ａによって個別電極１２Ｃとの電気的接続が行われる。これにより、個別電極１２ＣとＣ列用配線３９との電気的接続を、互いに対向するインク室形成部材１の後端面１ｂと基板３の表面３ａとの間で行うことができるため、電気的接続作業が容易である。

各Ｃ列用配線３９は、第３の貫通穴３７の内周面３７ａに沿って通過して背面３ｂに引き出され、背面配線部３９ｂを形成している。背面配線部３９ｂは、第３の貫通穴３７から第４の貫通穴３８に向けて延び、Ｂ列のインク室１１に対応して配列されている貫通穴３５、３５間を通ることにより、該背面３ｂ上でＢ列を跨いでいる。

なお、Ａ列用配線３３は、Ｃ列のインク室１１に対応して配列されている第３の貫通穴３７、３７間を通ることにより、該背面３ｂ上でＣ列をも跨いでいる。

このようにＣ列用配線３９は、インク室形成部材１の後端面１ｂと接する基板３の表面３ａでＢ列のインク室１１や駆動壁１３と交差することがないので、Ｂ列の各インク室１１の開口部１１ｂから露出する駆動電極１４や各個別電極１２Ｂとの短絡のおそれがない。これにより、インク室形成部材１のインク室１１の数や列数の増加によって高密度化されたインク室形成部材１であっても、各個別電極１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを介して各駆動電極１４を、基板３の端部まで短絡の心配なく電気的に引き出すことができる。

各Ｃ列用配線３９の背面配線部３９ｂは、第３の貫通穴３７からそれぞれ対応する第４の貫通穴３８まで延び、該第４の貫通穴３８の内周面３８ａに沿って通過して、再び基板３の表面３ａに引き戻され、第２の表面配線部３９ｃを形成している。

第２の表面配線部３９ｃは、第４の貫通穴３８からインク室形成部材１との接合領域３０ａの手前まで延びており、ＦＰＣ５との接続領域である張り出し部３４の表面３ａ側に、Ｃ列のインク室１１のピッチと同一ピッチで配列されている。従って、張り出し部３４の表面３ａ側には、Ａ列用配線３３の第２の表面配線部３３ｃ、Ｂ列用配線３６及びＣ列用配線３９の第２の表面配線部３９ｃが順次並列するように配列されている。このため、この張り出し部３４の表面３ａ側において、Ａ列用配線３３、Ｂ列用配線３６及びＣ列配線３９に対する１枚のＦＰＣ５の接続作業を、安定した状態で容易に行うことができる。

以上のように構成されたインクジェットヘッドＨ２は、第４の貫通穴３８がマニホールド部材４との接合領域３０ｂ内に配置され、マニホールド部材４が接合することによって、該マニホールド部材４の端面４２によって塞がれ、封止される。このため、この第４の貫通穴３８からインクが漏れ出すおそれはない。この第４の貫通穴３８を塞ぐためにディスペンサーで接着剤を注入したり、絶縁テープ等を貼着して塞ぐといった別途の作業を追加する必要は全くないため、第２の貫通穴３２からのインクの漏れ出しを防止することと併せて、この第４の貫通穴３８からもインクの漏れ出しを防止することができる。しかも、第４の貫通穴３８をマニホールド部材４の外部に配置させる必要がないため、マニホールド部材４の大型化を阻害することはない。

第４の貫通穴３８が複数配列されると、その配列方向に沿って基板３が折れ易くなる懸念があるが、この第４貫通穴３８の配列部位に沿ってマニホールド部材４の端面４２が接合されるため、第４の貫通穴３８の配列部位を補強することができ、破損のおそれはない。

第４の貫通穴３８は、基板３とマニホールド部材４との間の余剰の接着剤を流入させる所謂グルーガードとしても機能することができる。このため、余剰の接着剤が第４の貫通穴３８の周辺に溢れ出して残留したり、余剰の接着剤がインク室１１に流入してインク室１１を塞いだりするおそれを低減できる。
（その他の実施形態）
以上説明したインクジェットヘッドＨ１、Ｈ２のインク室形成部材１は、２列のインク室１１の列を有するインク室形成部材１を例示したが、インク室形成部材１が備えるインク室１１の列数はＡ列のみの１列であってもよい。この場合、インクジェットヘッドＨ１、Ｈ２におけるＡ列用配線３３と同様の配線引き出し構造を採用することにより、インクの漏れ出しのおそれなく、配線を基板の表面に容易に引き戻すことができる効果が得られる。

また、インク室１１の列数は４列以上であってもよい。例えば、インクジェットヘッドＨ１、Ｈ２のインク室形成部材１及びノズルプレート２をインク室１１の列と直交する上下方向に対称に形成することにより、４列や６列のインク室１１の列を有するインクジェットヘッドを容易に構成することができる。

インクジェットヘッドＨ１、Ｈ２において、Ａ列のインク室１１に対応してインク流路を形成する第１の貫通穴３１を、インク室１１毎にそれぞれ個別に形成したが、この第１の貫通穴３１は、Ａ列のインク室１１の列方向に沿って延び、該Ａ列のインク室１１の全てを含む大きさの１つの長穴状の貫通穴によって形成してもよい。また、それぞれ複数のインク室１１を含む大きさの複数の貫通穴に分割されていてもよい。

インクジェットヘッドＨ１、Ｈ２において、インク室形成部材１のインク室１１は全てインク吐出を行う吐出インク室であるものを例示したが、各インク室の列は、それぞれインクが供給される吐出インク室と、インクが供給されず、インクを吐出しない非吐出インク室とが交互に並設されたものであってもよい。

なお、以上の説明では、インク室形成部材１として、隣接するインク室１１間の駆動壁１３を圧電素子によって形成し、駆動壁１３の変形によってインク室１１内のインクに吐出のための圧力を付与するせん断モード型のインク室形成部材１を例示したが、本発明においてインクを吐出させるための具体的な構造は特に問わない。

Ｈ１〜Ｈ２：インクジェットヘッド
１：インク室形成部材
１ａ：前端面
１ｂ：後端面
１１：インク室
１１ａ、１１ｂ：開口部
１２：個別電極
１３：駆動壁
１４：駆動電極
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：基板
３ａ：表面
３ｂ：背面
３０ａ：インク室形成部材との接合領域
３０ｂ：マニホールド部材との接合領域
３１：第１の貫通穴
３２：第２の貫通穴
３３：配線（Ａ列用配線、第１の配線）
３３ａ：表面配線部（第１の表面配線部）
３３ｂ：背面配線部
３３ｃ：第２の表面配線部
３３ｄ：第１の貫通穴配線部
３３ｅ：第２の貫通穴配線部
３４：張り出し部
３５：貫通穴
３６：Ｂ列用配線
３７：第３の貫通穴
３８：第４の貫通穴
３９：配線（Ｃ列用配線、第２の配線）
３９ａ：第１の表面配線部
３９ｂ：背面配線部
３９ｃ：第２の表面配線部
３９ｄ：第１の貫通穴配線部
３９ｅ：第２の貫通穴配線部
４：マニホールド部材
４１：共通インク室
４２：端面
５：ＦＰＣ（外部配線部材）

Claims (11)

1. インクを吐出するインク室のインク流入口と、前記インク室内のインクに吐出エネルギーを付与するための電圧が印加される個別電極とが一面に配置されたインク室形成部材と、
   前記インク室形成部材の前記一面に接合され、第１の貫通穴と、前記インク室形成部材の接合領域の内に配置された第２の貫通穴を有する基板と、
   前記基板の前記インク室形成部材と反対側の面に接合され、前記基板を介して前記インク室にインクを供給するマニホールド部材とを備え、
   前記個別電極と電気的に接続される第１の配線が、前記第１の貫通穴を通って前記インク室形成部材と反対側の面に引き出されていると共に、前記第２の貫通穴を通って前記インク室形成部材側の面に再び引き戻されており、
   前記第２の貫通穴は、前記インク室形成部材と反対側の面の開口部が前記マニホールド部材の内部に臨んでいると共に、前記インク室形成部材側の面の開口部が前記インク室形成部材によって塞がれていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記第１の配線の一端側は、前記基板の前記インク室形成部材側の面に形成され、該面において、前記個別電極と電気的に接続され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. 前記第１の配線は、前記第１の貫通穴及び前記第２の貫通穴のそれぞれの内周面に沿って通過してい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。
4. 前記第１の貫通穴は、前記インク室形成部材の接合領域の内に配置され、前記インク室の前記インク流入口と連通し、前記マニホールド部材からのインクを前記インク室に供給するインク流路を兼用していることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェットヘッド。
5. 前記第２の貫通穴から前記インク室形成部材側の面に引き戻された前記第１の配線の他端側は、前記第２の貫通穴から前記基板の端部に向けて延出していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
6. 前記基板は、第３の貫通穴と、前記インク室形成部材の接合領域の外に配置された第４の貫通穴とを更に有し、
   前記第１の配線が電気的に接続される前記個別電極とは別の前記個別電極と電気的に接続される第２の配線が、前記第３の貫通穴を通って前記インク室形成部材と反対側の面に引き出されていると共に、前記第４の貫通穴を通って前記インク室形成部材側の面に再び引き戻されており、
   前記第４の貫通穴は、前記マニホールド部材の端面によって塞がれていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
7. 前記第２の配線の一端側は、前記基板の前記インク室形成部材側の面に形成され、該面において、前記第１の配線が電気的に接続される前記個別電極とは別の前記個別電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッド。
8. 前記第２の配線は、前記第３の貫通穴及び前記第４の貫通穴のそれぞれの内周面に沿って通過していることを特徴とする請求項６又は７記載のインクジェットヘッド。
9. 前記第３の貫通穴は、前記インク室形成部材の接合領域の内に配置され、前記インク室の前記インク流入口と連通し、前記マニホールド部材からのインクを前記インク室に供給するインク流路を兼用していることを特徴とする請求項６、７又は８記載のインクジェットヘッド。
10. 前記第４の貫通穴から前記インク室形成部材側の面に引き戻された前記第２の配線の他端側は、前記第４の貫通穴から前記インク室形成部材との接合領域に向けて延出し、前記基板の前記インク室形成部材側の面において前記第１の配線の他端側と並列していることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
11. 前記インク室形成部材は、圧電素子からなる駆動壁と、隣接する一対の前記駆動壁間の空間によって形成されるインク室とが交互に配置されると共に、前記インク室内に臨む前記駆動壁の表面に駆動電極が形成され、該駆動電極に電圧を印加して前記駆動壁を変形させることによって、前記インク室内に供給されたインクに吐出のための圧力を付与し、ノズルからインクを吐出する構成であり、
    前記個別電極は、前記インク流入口を介して前記駆動電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
    
    

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