JP6421820B2 - インクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法に関する。

従来、インクジェットヘッドに設けられている複数の微細なノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。
近年、インクジェット記録装置により画像形成される画像の高精度化、印刷速度の高速度化の要望に応えるため、複数のインクジェットヘッドを千鳥格子状に配置したラインヘッドを用いて記録媒体の搬送のみで描画を行う１パス描画方式が提案されている。

このようなラインヘッドに用いるインクジェットヘッドの形態としては、例えば、インクジェットヘッドに、ノズル間隔を小さくして、ノズルを二次元に高密度に配置する方法が知られている（特許文献１）。

再公表特許ＷＯ２０１１／０６８００６号公報

しかしながら、インクジェットヘッドに高密度にノズルを配置すれば、配線数も増えるため、配線間隔が狭くなり、配線の信頼性が低下するという問題が生じる。また、配線が高密度になると、インクジェットヘッドの配線基板と、駆動部への接続基板としてのフレキシブルプリント基板と、を接続する接続端子の数も増える。そのため、ノズルを高密度に配置する場合、接続端子のピッチが狭くなり、更には、接続端子の位置決めが難しくなるという問題も生じる。また、配線基板とフレキシブルプリント基板との間に、例えば、異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を熱圧着によって電気的接続を行う場合のように、接続端子に圧力が加わると、配線基板とフレキシブルプリント基板とを安定して接続することが難しくなる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、インクジェットヘッドにノズルを高密度に配置した場合であっても、インクジェットヘッドの配線基板を大きくすることなく配線間隔を広げ、且つ配線基板と接続基板とを加圧により接続する際に安定して接続することができるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。

上記課題の解決のために、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、前記ノズルからインクを吐出するための駆動源となる複数の圧力発生手段と、前記複数の圧力発生手段に対して給電するための配線を有する配線基板と、を備えるインクジェットヘッドにおいて、
前記配線基板の両面に設けられ、接続基板を加圧により接続する接続部を有し、
前記接続部は、前記配線基板の表面と裏面とで重なる位置に設けられており、
前記接続部において、前記配線基板の表面と裏面に設けられた接続部のパターンが平面視した際に同一のパターン、且つ重なる位置となっていることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、
インクを吐出する複数のノズルと、前記ノズルからインクを吐出するための駆動源となる複数の圧力発生手段と、前記複数の圧力発生手段に対して給電するための配線を有する配線基板と、を備えるインクジェットヘッドにおいて、
前記配線基板の両面に設けられ、接続基板を加圧により接続する接続部を有し、
前記接続部は、前記配線基板の表面と裏面とで重なる位置に設けられており、
前記接続部は、所定の方向に配列された接続端子の列を有し、
前記表面の接続端子と前記所定の方向において重なる位置に前記裏面の接続端子が設けられており、
前記表面の接続端子に対応するノズルと前記所定の方向において重ならない位置に前記裏面の接続端子に対応するノズルが配置されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、
インクを吐出する複数のノズルと、前記ノズルからインクを吐出するための駆動源となる複数の圧力発生手段と、前記複数の圧力発生手段に対して給電するための配線を有する配線基板と、を備えるインクジェットヘッドにおいて、
前記配線基板の両面に設けられ、接続基板を加圧により接続する接続部と、
前記複数のノズルが形成されたノズル基板と、
前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室が形成された圧力室基板と、
前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、
前記複数の圧力室へ供給するインクを貯留する共通インク室と、
前記配線基板と前記振動板の間に設けられたスペーサー基板と、
を備え、
前記接続部は、前記配線基板の表面と裏面とで重なる位置に設けられており、
前記ノズル基板のノズル面は前記配線基板と平行であり、
前記圧力発生手段は、圧電素子であり、
前記圧電素子は、前記複数の圧力室に対応する位置に配置され、前記振動板を変位させて、前記圧力室の内部における圧力変化を生じさせることにより、前記ノズルからインクを吐出させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接続基板は、異方導電性フィルムを介して前記接続部に接続されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接続部は、前記配線基板の端部に設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接続部は、前記配線基板の両端部に設けられ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６に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記複数のノズルは、複数のノズル形成エリアに分割されて配置され、
前記ノズル形成エリア毎に、前記配線基板の両端部に設けられた前記接続部のうち、それぞれの前記ノズル形成エリアから近い方の端部の前記接続部に前記配線が接続されていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項２〜７の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接続部において、前記配線基板の表面と裏面に設けられた接続部のパターンが平面視した際に同一のパターン、且つ重なる位置となっていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接続基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１、３〜９の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接続部は、所定の方向に配列された接続端子の列を有し、
前記表面の接続端子と前記所定の方向において重なる位置に前記裏面の接続端子が設けられており、
前記表面の接続端子に対応するノズルと前記所定の方向において重ならない位置に前記裏面の接続端子に対応するノズルが配置されていることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記配線基板は、前記配線を前記配線基板の反対側に通すための配線用貫通孔を備えることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記配線基板は、インクをノズルに供給するためのインク流路用貫通孔を備えることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１、２、４〜１２の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記複数のノズルが形成されたノズル基板と、
前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室が形成された圧力室基板と、
前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、
前記複数の圧力室へ供給するインクを貯留する共通インク室と、
前記配線基板と前記振動板の間に設けられたスペーサー基板と、
を備え、
前記ノズル基板のノズル面は前記配線基板と平行であり、
前記圧力発生手段は、圧電素子であり、
前記圧電素子は、前記複数の圧力室に対応する位置に配置され、前記振動板を変位させて、前記圧力室の内部における圧力変化を生じさせることにより、前記ノズルからインクを吐出させることを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、インクジェット記録装置において、
請求項１〜１３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドを備えることを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記接続基板を前記配線基板に対して片面ずつ前記接続部に接続することを特徴とする。

本発明によれば、インクジェットヘッドにノズルを高密度に配置した場合であっても、配線基板の両面を使用することにより、配線基板を大きくすることなく配線間隔を広げることができる。更に、配線基板の両面にそれぞれ重なる位置に接続部を設けて配線基板と接続基板を接続することにより、配線基板をより小さくすることができる。また、配線基板に接続基板を加圧により接続する際、接続部が重なることで加える圧力を均一にさせることができることとなって、配線基板と接続基板とを安定して接続することができる。

インクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。 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要部の断面図である。 積層基板における貫通電極を備えるインク吐出部の断面図である。 積層基板における貫通電極を備えないインク吐出部の断面図である。 積層基板の構成のＺ方向における位置関係を説明する模式図である。 ノズル基板の底面図である。 ノズル形成エリアの位置関係を示すインクジェットヘッドの要部の断面図である。 配線基板の接続端子の配置を示す、配線基板端部の平面図である。 配線基板の接続端子の配置を示す、配線基板端部の底面図である。 配線基板とフレキシブルプリント基板の接続について説明するための図であり、配線基板の端部付近の断面図である。 配線基板とフレキシブルプリント基板との接続方法において、異方導電性フィルムを配置した時点を説明する図である。 配線基板とフレキシブルプリント基板との接続方法において、配線基板の下面を加圧した時点を説明する図である。 配線基板とフレキシブルプリント基板との接続方法において、配線基板の上面を加圧した時点を説明する図である。

［インクジェット記録装置の概略］
インクジェット記録装置１００は、図１に示す通り、記録媒体Ｋを支持するプラテン１０１を有している。プラテン１０１の前後には、記録媒体Ｋを搬送するための搬送ローラー１０２が設けられており、搬送ローラー１０２が駆動されると、記録媒体Ｋがプラテン２に支持された状態で後方から前方に搬送される。

プラテン１０１の上方には、搬送方向の上流側から下流側にかけて、搬送方向に直交する方向に延在する長尺なラインヘッド１０３，１０４，１０５，１０６が並列して設けられている。そして、ラインヘッド１０３，１０４，１０５，１０６の内部には、後述するインクジェットヘッド１を少なくとも一つ設けており、例えば、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），黒（Ｋ）のインクを記録媒体Ｋに向けて吐出する。

［インクジェットヘッドの構成］
インクジェットヘッド１の構成について、図２及び図３に基づいて説明する。なお、以下の説明において、複数のノズル１１が設けられた平面をＸ−Ｙ平面とし、当該平面に沿う方向であって、互いに直交する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ−Ｙ平面に直交する方向をＺ方向とする。
インクジェットヘッド１には、インクを吐出する複数のノズル１１がＸ方向及びＹ方向に配列された積層基板２が設けられている。積層基板２はＺ方向に複数の基板が多層状に積層されて形成されており、積層基板２の最下部に位置するノズル基板１０と最上部に位置する配線基板５０とは平行になるように配置されている。積層基板２の上面には、複数のノズル１１にインクを供給する共通インク室３が配設されており、保持板９０によって積層基板２と共通インク室３が支持されている。そして、共通インク室３から積層基板２に設けられたインク吐出部７，８にインクが供給され、インク吐出部７，８に備えられた圧力発生手段としての圧電素子４２が変位することでインクが加圧され、ノズル１１からインク滴が吐出される。
また、積層基板２の最上部には、圧電素子４２に給電するための配線基板５０が設けられており、各ノズル１１に対応して、配線基板５０の上面に貫通電極５５を介した第一配線５７又は配線基板５０の下面に第二配線５８が設けられている。第一配線５７及び第二配線５８は、配線基板５０の両端部に設けられた接続部としての接続端子５０１（図９参照）において、接続基板としてのフレキシブルプリント基板４と接続している。そして、フレキシブルプリント基板４に接続された駆動部５から、フレキシブルプリント基板４と、第一配線５７又は第二配線５８とを通じて、圧電素子４２に電気が供給されている。ここで、配線基板５０の下面に接続されたフレキシブルプリント基板４は、配線基板５０のＸ方向端部付近にあけられた保持板９０の貫通孔から保持板９０の上面に引き回されている。

［インク吐出部の構成］
インク吐出部７，８は、図４及び図５に示す通り、配線基板５０に貫通電極５５を備えるインク吐出部７と、配線基板５０に貫通電極５５を備えていないインク吐出部８の二つの形態を有している。
なお、以下の説明では、まずインク吐出部７について詳細に説明し、インク吐出部８については、インク吐出部８との相違点のみを後述する。
また、インク吐出部７のＺ方向における位置関係を説明する都合上、図６には、後述の圧力室３１１やインレット５１２等を実線で示して説明する。

インク吐出部７は、図４に示す通り、Ｚ方向の下側から順にノズル基板１０，接着用基板２０，圧力室基板３０，スペーサー基板４０，配線基板５０及び接着層６０の６層構造で構成されている。

ノズル基板１０は、シリコン製の基板であり、インク吐出部７の最下層に位置している。このノズル基板１０には、複数のノズル１１が形成され、ノズル基板１０の下面がノズル面になっている。

接着用基板２０は、ガラス製の基板であり、ノズル基板１０の上面に積層され、接合されている。接着用基板２０には、ノズル基板１０のノズル１１と連通して積層方向であるＺ方向に貫通する貫通孔２０１が形成されている。

圧力室基板３０は、圧力室層３１と振動板３２とから構成されている。
圧力室層３１は、シリコン製の基板であり、接着用基板２０の上面に積層され、接合されている。圧力室層３１には、ノズル１１から吐出されるインクに吐出圧力を付与する圧力室３１１が、当該圧力室層３１をＺ方向に貫通するように形成されている。圧力室３１１は、貫通孔２０１及びノズル１１の上方に設けられ、これら貫通孔２０１及びノズル１１と連通している。また、圧力室層３１には、圧力室３１１と連通する連通孔３１２が、当該圧力室層３１をＺ方向に貫通しつつ水平方向に延在するように形成されている（図６参照）。
振動板３２は、圧力室３１１の開口を覆うように圧力室層３１の上面に積層され、接合されている。すなわち、振動板３２は、圧力室３１１の上壁部を構成している。振動板３２の表面には、酸化膜が形成されている。また、振動板３２には、連通孔３１２と連通してＺ方向に貫通する貫通孔３２１が形成されている。

スペーサー基板４０は、４２アロイにより構成された基板であり、振動板３２の上面に積層され、振動板３２と配線基板５０との間に空間４１を形成する隔壁層となっている。空間４１は、スペーサー基板４０をＺ方向に貫通するように圧力室３１１の上方に形成され、内部に圧電素子４２を収容している。
圧電素子４２は、圧力室３１１と略同一の平面視形状に形成され、振動板３２を挟んで圧力室３１１と対向する位置に設けられている（図６参照）。この圧電素子４２は、振動板３２を変形させるためのＰＺＴ(lead zirconium titanate)からなるアクチュエーター
である。また、圧電素子４２には、上面及び下面に２つの電極４２１，４２２が設けられており、このうち下面側の電極４２２が振動板３２に接続されている。
また、スペーサー基板４０には、振動板３２の貫通孔３２１と連通してＺ方向に貫通する貫通孔４０１が、空間４１とは独立して形成されている。

配線基板５０は、シリコン製の基板であるインターポーザ５１を備えている。インターポーザ５１の下面には、２層の酸化ケイ素の絶縁層５２，５３が被覆され、上面には、同じく酸化ケイ素の絶縁層５４が被覆されている。そして、絶縁層５２，５３のうち下方に位置する絶縁層５３が、スペーサー基板４０の上面に積層され、接合されている。
インターポーザ５１には、Ｚ方向に貫通するスルーホール５１１が形成されており、このスルーホール５１１には、貫通電極５５が挿通されている。貫通電極５５の下端には、水平方向に延在する銅製の第三配線５６の一端が接続されており、この第三配線５６の他端には、圧電素子４２上面の電極４２１に設けられたスタッドバンプ４２３が、空間４１内に露出した半田５６１を介して接続されている。貫通電極５５の上端には、第一配線５７が接続されており、第一配線５７は水平方向に延在し、フレキシブルプリント基板４に接続されている（図３参照）。また、第三配線５６は、インターポーザ５１下面の２層の絶縁層５２，５３によって挟まれて保護されている。
なお、第三配線５６は銅製であるとしたが、導体であれば素材は適宜変更可能であり、例えば、アルミニウムを使用することとしても良い。
また、インターポーザ５１には、スペーサー基板４０の貫通孔４０１と連通してＺ方向に貫通するインレット５１２が形成されている。このインレット５１２は、当該インレット５１２と連通する連通孔３１２、貫通孔３２１，４０１、及び後述する接着層６０の貫通孔６０１の何れよりも小さい断面積に形成されている。なお、絶縁層５２〜５４のうちインレット５１２近傍を被覆する各部分は、インレット５１２よりも大きい開口径に形成されている。

接着層６０は、配線基板５０の上面に配設された第一配線５７を覆いつつ、インターポーザ５１の絶縁層５４の上面に積層され、接合されている。この接着層６０は、上方の共通インク室３をインク吐出部７と接着する感光性樹脂層であるとともに、第一配線５７を保護する保護層となっている。
また、接着層６０には、インレット５１２と連通してＺ方向に貫通する貫通孔６０１が形成されている。

ここで、連通孔３１２、貫通孔３２１，４０１，６０１及びインレット５１２は、共通インク室３と圧力室３１１とを連通する個別流路７０を構成している。

次に、インク吐出部８の構成について、図５を用いて説明する。なお、インク吐出部７とは、配線基板５０の構成のみ異なるため、配線基板５０についてのみ説明することとし、他の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

配線基板５０は、シリコン製の基板であるインターポーザ５１を備えている。インターポーザ５１の下面には、２層の酸化ケイ素の絶縁層５２，５３が被覆され、上面には、同じく酸化ケイ素の絶縁層５４が被覆されている。そして、絶縁層５２，５３のうち下方に位置する絶縁層５３が、スペーサー基板４０の上面に積層され、接合されている。
インターポーザ５１の下面には、第三配線５６が水平方向に延在しており、インターポーザ５１下面の２層の絶縁層５２，５３によって挟まれて保護されている。第三配線５６の一端には、圧電素子４２上面の電極４２１に設けられたスタッドバンプ４２３が、空間４１内に露出した半田５６１を介して接続されている。また、第三配線５６の他端には、第二配線が接続されており、第二配線５８は水平方向に延在し、フレキシブルプリント基板４に接続されている（図３参照）。

以上の構成を具備するインク吐出部７，８は、共通インク室３内のインクが個別流路７０を通じて圧力室３１１に供給される。そして、駆動部５からの駆動信号に応じて、フレキシブルプリント基板４に接続された第一配線５７又は第二配線５８によって、第三配線５６を通じて電極４２１，４２２間に電圧が印加され、電極４２１，４２２に挟まれた圧電素子４２が振動板３２とともに変形し、圧力室３１１内のインクが押し出されてノズル１１から吐出される。

[ノズルの配置]
ノズル１１は、図７に示すように、ノズル基板１０上に平行四辺形状の四つのノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４を形成し、各ノズル形成エリア内に平行四辺形の各辺の方向に沿ってマトリクス状に並んで配置されている。なお、平行四辺形のうち二辺はＹ方向に平行であり、この方向を第一の方向とし、残りの二辺はＹ方向に非平行であってＸ方向に対して幾分傾斜しており、この方向を第二の方向として以下説明する。

ノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４は、Ｙ方向に沿って長尺な平行四辺形であり、向きとサイズが同一であり、各エリア内にそれぞれ同数のノズル１１が設けられている。また、ノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４は、ノズル基板１０上において、Ｘ方向の上流側から順にＮ１，Ｎ４，Ｎ２，Ｎ３の順番で並んで形成されており、Ｙ方向の下流側に向かってＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４の順にわずかずつずれて配置されている。そして、ノズル基板１０上に設けられた全てのノズル１１が第一の方向（Ｙ方向）に対して、わずかずつずれるように配置されている。

ノズル１１の数は、第一の方向にｎ個（例えば、ｎ＝３２）、第二の方向にｍ個（例えば、ｍ＝８）設けられており、ノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４内において、第一の方向と第二の方向に沿って所定の順番で配列されている。

[ノズル形成エリアの配線]
インクジェットヘッド１におけるノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４の配置は、図８に示す通り、Ｘ方向の上流側からＮ１、Ｎ４、Ｎ２、Ｎ３となるように配置されている。また、各ノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４は、それぞれのノズル形成エリアから近い方の配線基板５０の端部に配線されており、具体的には、Ｎ１とＮ４はＸ方向の上流側、Ｎ２とＮ３はＸ方向の下流側に配線されてフレキシブルプリント基板４に接続され、最終的に駆動部５に接続される。

更に詳しく説明すると、ノズル形成エリアＮ１，Ｎ３は、ノズル基板１０の両端部側に設けられたノズル形成エリアであり、配線基板５０の下面の第二配線５８から配線され、Ｎ１は右側、Ｎ３は左側に配線されて接続される。また、ノズル形成エリアＮ２，Ｎ４は、ノズル基板１０の中央部側に設けられたノズル形成エリアであり、貫通電極５５を介して配線基板５０の上面の第一配線５７から配線され、Ｎ４は右側、Ｎ２は左側に配線されて接続される。
なお、説明の都合上、図８では、ノズル形成エリアＮ２、Ｎ４において、上部の一箇所のみ貫通している図を示しているが、実際には、各ノズル１１に対応して、それぞれ一つずつ貫通電極５５を備え、各ノズル１１に対応して一つずつ配線基板５０を貫通して配線されている。

[接続端子の配置]
配線基板５０の両端部における接続端子５０１の配置について説明する。配線基板５０は、接続端子５０１によって、フレキシブルプリント基板４に接続し、駆動部５に接続される。
接続端子５０１は、配線基板５０のＸ方向上流側の端部の上面において、図９Ａに示すように、接続端子５０１，・・・がＸ方向に平行となる向きにＹ方向に沿って設けられている。また、配線基板５０の右端部の下面に対しても同様に、図９Ｂに示すように、接続端子５０１，・・・が設けられており、上面に設けられた接続端子５０１，・・・に対して平面視した際に同一のパターン、且つ重なる位置に設けられている。

各接続端子５０１，・・・は、第一配線５７又は第二配線５８の配線に各々接続され、ノズル形成エリアＮ４内の圧電素子４２に対して各々接続されている。具体的には、配線基板５０のＸ方向上流側の上面に設けられた接続端子５０１，・・・は、第一配線５７を通じて、ノズル形成エリアＮ４の圧電素子４２に各々接続されている。また、配線基板５０のＸ方向上流側の下面に設けられた接続端子５０１，・・・は、第二配線５８を通じて、ノズル形成エリアＮ１の圧電素子４２に各々接続されている。
ここで、ノズル基板１０上に設けられたノズル１１はＹ方向に対してそれぞれわずかずつずれて配置されているため、配線基板５０のＸ方向上流側の上面に設けられた一の接続端子５０１と、これと重なる位置に設けられた下面の接続端子５０１は、それぞれＹ方向にわずかにずれたノズル１１に対応する圧電素子４２に接続されている。そして、それぞれの圧電素子４２，４２から第一配線５７、第二配線５８によって、配線基板５０の上面及び下面におけるＹ方向に重なる位置に配置された接続端子５０１，５０１に配線されている。
また、上記では、配線基板５０におけるＸ方向の上流側について説明したが、Ｘ方向の下流側も同様の構成となっている。具体的には、Ｘ方向の下流側において、配線基板５０の上面に設けられた端子５０１，・・・は、第一配線５７を通じてノズル形成エリアＮ２の圧電素子４２に各々接続され、また、配線基板５０の下面に設けられた端子５０１，・・・は第二配線５８を通じてノズル形成エリアＮ３の圧電素子４２に各々接続される。

また、配線基板５０の両端部の各接続端子５０１，・・・の数は、単位当たりのノズル形成エリアの圧電素子４２の数と同数設けられている。具体的には、例えば、図７の例で述べた通り、ノズル１１を各ノズル形成エリアにｍ×ｎ個設けた場合には、接続端子５０１，・・・の数はｍ×ｎ個となる。

配線基板５０とフレキシブルプリント基板４は、図１０に示す通り、配線基板５０との両面に設けられた各接続端子５０１と、配線基板５０の上面及び下面に設けられ、フレキシブルプリント基板４の表面に設けられた接続端子４０１と、を異方導電性フィルム（ＡＣＦ）によって熱圧着することによって接続されている。

なお、上記の通り、配線基板５０の接続端子５０１は、それぞれが同間隔となるように設けられており、また、配線基板５０の接続端子５０１の配置パターンと、フレキシブルプリント基板４の接続端子４０１の配置パターンは同一である。

［配線基板とフレキシブルプリント基板の接続方法］
配線基板５０とフレキシブルプリント基板４の接続方法について、図１１に基づいて説明する。最初に、配線基板５０の接続端子５０１とフレキシブルプリント基板４の接続端子４０１との間に異方導電性フィルム８０を配置する（図１１Ａ）。次に、配線基板５０の下面側において、配線基板５０の上側からとフレキシブルプリント基板４の下側からとでそれぞれ加圧して熱圧着を行い、配線基板５０の下面の接続端子５０１と、フレキシブルプリント基板４の上面の接続端子４０１とを接続する（図１１Ｂ）。次に、配線基板５０の上面において、上側のフレキシブルプリント基板４の上側からと配線基板５０の下側のフレキシブルプリント基板４の下側からとでそれぞれ加圧して熱圧着を行い、配線基板５０の上面の接続端子５０１と、フレキシブルプリント基板４の下面の接続端子４０１とを接続する（図１１Ｃ）。このような一連の工程によって、配線基板５０の両面にフレキシブルプリント基板４を接続する。

［本実施形態における技術的効果］
以上、説明した通り、インクジェットヘッド１にノズル１１を高密度に配置した場合であっても、配線基板５０の両面を使用することにより、配線基板５０を大きくすることなく配線間隔を広げることができる。更に、配線基板５０の両面にそれぞれ重なる位置に接続端子５０１を設けて配線基板５０とフレキシブルプリント基板４を接続することにより、配線基板５０をより小さくすることができる。

また、配線基板５０の表面と裏面には、平面視した際に重なる位置に接続端子５０１，・・・が設けられており、配線基板５０にフレキシブルプリント基板４を加圧して接続する際、接続端子５０１の位置が重なることで加える圧力を均一にさせることができ、配線基板５０とフレキシブルプリント基板４とを安定して接続することができる。

また、ノズル１１を、ノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４に分割して配置しており、ノズル形成エリア毎に、配線基板５０の両端部に設けられた接続端子５０１のうち、それぞれのノズル形成エリアから近い方の端部の接続端子５０１に配線が接続されているため、配線基板５０の両面を効率的に使用することができ、配線をより単純化して配線間隔を広げることが可能である。

また、接続基板にフレキシブルプリント基板４を使用しているため、配線基板５０を折り曲げて、配線基板５０に対して垂直方向にも配線を引き出すことができる。

［その他］
なお、ノズル１１の配置を、ノズル基板１０上に対して、平行四辺形状の四つのノズル形成エリアに分割して配置することとしたが、ノズル形成エリアの形状や数は適宜変更可能であり、例えば、８つのノズル形成エリアを設けて、配線基板５０の両端かつ両面に、それぞれ２つずつ繋げるように構成しても良い。
また、ノズル１１の配置に関しても適宜変更可能であり、例えば、第一の方向と第二の方向とが直交するように配置させても良い。

また、配線基板５０に設ける接続端子５０１の数と各ノズルエリアに設けるノズル１１の数を同数設けることとしたが、配線基板５０に設ける接続端子５０１の数の方が多ければ、接続端子５０１の数は適宜変更可能である。ここで接続端子５０１の数を多くすることにより、不良な接続端子５０１があった場合の予備として使用することができる。但し、接続端子５０１の数が増えれば、接続端子５０１間の間隔が狭くなり、上記の通り、安定して接続することが難しくなるため、接続端子５０１の数と、対応するノズル基板１０上のノズル１１の数を大きく相違させないことが望ましい。

また、第一配線５７、第二配線５８は、各圧電素子４２を各接続端子５０１に接続できるように構成されていれば、配線方法に特に限られることはなく、適宜設計可能である。但し、配線基板５０には、インク流路としての個別流路７０が設けられているため、個別流路７０を避けるようにして配線する必要がある。

また、駆動部５への接続基板としてフレキシブルプリント基板４を使用することとしたが、リジット基板を使用しても良い。リジット基板を使用すれば、より安定して接続基板を熱圧着することができる。

また、圧力発生手段として圧電素子４２を使用することとしたが、インクを吐出できる機構を備えていれば特に限られることはなく、例えば、サーマル（電気熱変換素子）を使用することとしても良い。

また、配線基板５０とフレキシブルプリント基板４を接続する際に、異方導電性フィルムを使用することとしたが、圧力を加えて接続することができれば、方法は適宜変更可能であり、例えば、異方導電性接着剤を使用しても良い。

また、配線基板５０とフレキシブルプリント基板４の接続方法において、配線基板５０の下面と上面の２回に分けて熱圧着しているが、両面を同時に行うことも可能である。但し、両方同時に熱圧着する場合、フレキシブルプリント基板４の位置決めが難しくなり、もし位置がずれた場合には接続不良が生じるため、より安定して接続させるためには、片面ずつ接続させることが望ましい。

更に、本発明の範囲は上記に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。

本発明は、インクジェットヘッド、インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの製造方法に利用することができる。

１ インクジェットヘッド
３ 共通インク室
４ フレキシブルプリント基板（接続基板）
１０ ノズル基板
１１ ノズル
３０ 圧力室基板
３２ 振動板
４０ スペーサー基板
４２ 圧電素子（圧力発生手段）
５０ 配線基板
８０ 異方導電性フィルム
１００ インクジェット記録装置
５０１ 接続端子（接続部）
５１１ スルーホール（配線用貫通孔）
６０１ 貫通孔（インク流路用貫通孔）
Ｎ１〜Ｎ４ ノズル形成エリア

Claims (15)

1. インクを吐出する複数のノズルと、前記ノズルからインクを吐出するための駆動源となる複数の圧力発生手段と、前記複数の圧力発生手段に対して給電するための配線を有する配線基板と、を備えるインクジェットヘッドにおいて、
   前記配線基板の両面に設けられ、接続基板を加圧により接続する接続部を有し、
   前記接続部は、前記配線基板の表面と裏面とで重なる位置に設けられており、
   前記接続部において、前記配線基板の表面と裏面に設けられた接続部のパターンが平面視した際に同一のパターン、且つ重なる位置となっていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. インクを吐出する複数のノズルと、前記ノズルからインクを吐出するための駆動源となる複数の圧力発生手段と、前記複数の圧力発生手段に対して給電するための配線を有する配線基板と、を備えるインクジェットヘッドにおいて、
   前記配線基板の両面に設けられ、接続基板を加圧により接続する接続部を有し、
   前記接続部は、前記配線基板の表面と裏面とで重なる位置に設けられており、
   前記接続部は、所定の方向に配列された接続端子の列を有し、
   前記表面の接続端子と前記所定の方向において重なる位置に前記裏面の接続端子が設けられており、
   前記表面の接続端子に対応するノズルと前記所定の方向において重ならない位置に前記裏面の接続端子に対応するノズルが配置されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
3. インクを吐出する複数のノズルと、前記ノズルからインクを吐出するための駆動源となる複数の圧力発生手段と、前記複数の圧力発生手段に対して給電するための配線を有する配線基板と、を備えるインクジェットヘッドにおいて、
   前記配線基板の両面に設けられ、接続基板を加圧により接続する接続部と、
   前記複数のノズルが形成されたノズル基板と、
   前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室が形成された圧力室基板と、
   前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、
   前記複数の圧力室へ供給するインクを貯留する共通インク室と、
   前記配線基板と前記振動板の間に設けられたスペーサー基板と、
   を備え、
   前記接続部は、前記配線基板の表面と裏面とで重なる位置に設けられており、
   前記ノズル基板のノズル面は前記配線基板と平行であり、
   前記圧力発生手段は、圧電素子であり、
   前記圧電素子は、前記複数の圧力室に対応する位置に配置され、前記振動板を変位させて、前記圧力室の内部における圧力変化を生じさせることにより、前記ノズルからインクを吐出させることを特徴とするインクジェットヘッド。
4. 前記接続基板は、異方導電性フィルムを介して前記接続部に接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記接続部は、前記配線基板の端部に設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記接続部は、前記配線基板の両端部に設けられている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. 前記複数のノズルは、複数のノズル形成エリアに分割されて配置され、
   前記ノズル形成エリア毎に、前記配線基板の両端部に設けられた前記接続部のうち、それぞれの前記ノズル形成エリアから近い方の端部の前記接続部に前記配線が接続されていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
8. 前記接続部において、前記配線基板の表面と裏面に設けられた接続部のパターンが平面視した際に同一のパターン、且つ重なる位置となっていることを特徴とする請求項２〜７の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
9. 前記接続基板は、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
10. 前記接続部は、所定の方向に配列された接続端子の列を有し、
    前記表面の接続端子と前記所定の方向において重なる位置に前記裏面の接続端子が設けられており、
    前記表面の接続端子に対応するノズルと前記所定の方向において重ならない位置に前記裏面の接続端子に対応するノズルが配置されていることを特徴とする請求項１、３〜９の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
11. 前記配線基板は、前記配線を前記配線基板の反対側に通すための配線用貫通孔を備えることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
12. 前記配線基板は、インクをノズルに供給するためのインク流路用貫通孔を備えることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
13. 前記複数のノズルが形成されたノズル基板と、
    前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室が形成された圧力室基板と、
    前記複数の圧力室の壁面を構成する振動板と、
    前記複数の圧力室へ供給するインクを貯留する共通インク室と、
    前記配線基板と前記振動板の間に設けられたスペーサー基板と、
    を備え、
    前記ノズル基板のノズル面は前記配線基板と平行であり、
    前記圧力発生手段は、圧電素子であり、
    前記圧電素子は、前記複数の圧力室に対応する位置に配置され、前記振動板を変位させて、前記圧力室の内部における圧力変化を生じさせることにより、前記ノズルからインクを吐出させることを特徴とする請求項１、２、４〜１２の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
14. 請求項１〜１３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
15. 請求項１〜１３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
    前記接続基板を前記配線基板に対して片面ずつ前記接続部に接続することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。

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