JP6577856B2 - 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関するものである。

従来、記録紙に液滴状のインクを吐出して、記録紙に画像や文字を記録する装置として、インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）を備えたインクジェットプリンタ（液体噴射装置）がある。インクジェットヘッドは、インクを噴射するノズル孔を有するヘッドチップと、ヘッドチップに接続されたフレキシブル基板（回路基板）と、を備えている。フレキシブル基板は、熱圧着によりヘッドチップに対して接続される。

フレキシブル基板には、ヘッドチップのコモン電極に導通する配線として、ヘッドチップからの引き出し方向に直交する基準方向に延設された共通配線が形成される場合がある（例えば、特許文献１参照）。この場合には、フレキシブル基板の母材を形成する樹脂と、共通配線を形成する金属膜と、の材質の違いにより、フレキシブル基板に熱変化による反り（変形）が生じることがある。特に共通配線は基準方向に延設されているため、配線が断続的に設けられている構成と比べて、反りがより生じやすくなっている。

特開２０１５−１０７６１４号公報

ところで、ヘッドチップは、フレキシブル基板が接続されることで、フレキシブル基板の反りにより変形する。このヘッドチップの変形は、不均一となることが多く、所望の印字性能を確保するためには、ヘッドチップの変形を任意に制御する必要がある。

そこで本発明は、ヘッドチップの変形を制御できる液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置を提供するものである。

本発明の液体噴射ヘッドは、基準方向に配列する複数の端子を備えるヘッドチップと、前記ヘッドチップに接続された回路基板と、を備え、前記回路基板は、前記ヘッドチップに対向する一方主面に形成され、前記複数の端子にそれぞれ電気的に接続する複数の共通端子と、前記一方主面から他方主面に貫通し、前記複数の共通端子とそれぞれ電気的に接続する複数の貫通電極と、前記他方主面に形成され、前記基準方向に延設されるとともに、前記複数の貫通電極と電気的に接続する共通配線と、を備え、前記回路基板のうち前記共通配線が形成された共通配線形成領域には、温度変化時の変形量が小さい小変形部と、温度変化時の変形量が前記小変形部よりも大きい大変形部と、が設けられている、ことを特徴とする。

本発明では、回路基板が基準方向に延設された共通配線を備えるので、回路基板の母材と共通配線との材質の違いにより、共通配線形成領域には温度変化時に回路基板を変形させる（反らせる）応力が生じる。ここで、共通配線形成領域には、温度変化時の変形量が異なる小変形部と大変形部とが設けられている。これにより、小変形部および大変形部の位置を適宜設定することで回路基板の変形の位置や変形量を制御でき、回路基板が接続されたヘッドチップの変形を制御することができる。

上記の液体噴射ヘッドにおいて、前記ヘッドチップは、複数のチャネルが前記基準方向に沿って並んで形成されているアクチュエータプレートと、前記チャネルに連通する複数のノズル孔を有するノズルプレートと、を備え、前記アクチュエータプレートの同一面上に、前記ノズルプレートと前記回路基板の前記一方主面とが取り付けられており、前記共通配線形成領域には、前記基準方向の中央に前記小変形部が設けられており、前記小変形部を挟んだ前記基準方向の両側に前記大変形部が設けられている、ことが望ましい。

アクチュエータプレートにノズルプレートを取り付けると、アクチュエータプレートとノズルプレートとを構成する材料の熱膨張率の違い等により、ヘッドチップが反ることがある。この場合には、ヘッドチップは、ノズルプレートの外周部に対応する位置において反りがより大きくなる傾向がある。
本発明によれば、アクチュエータプレートの同一面上にノズルプレートと回路基板とが取り付けられ、回路基板の大変形部が小変形部を挟んだ両側に設けられているので、大変形部における回路基板の反りにより、ノズルプレートの外周部に対応する位置におけるヘッドチップの反りを抑制することができる。したがって、ヘッドチップの変形を制御して、反りの小さいヘッドチップとすることができる。

上記の液体噴射ヘッドにおいて、前記小変形部は、前記共通配線を櫛歯状に形成してなる、ことが望ましい。

本発明によれば、共通配線形成領域のうち共通配線が櫛歯状に形成された部分は、共通配線の配置量が疎となるので、温度変化時における共通配線による回路基板の変形を小さくすることができる。よって、小変形部を容易に設けることができる。

上記の液体噴射ヘッドにおいて、前記小変形部は、前記共通配線を前記基準方向に直交する方向の幅が狭くなるように形成してなる、ことが望ましい。

本発明によれば、共通配線形成領域のうち共通配線の幅が狭くなるように形成された部分は、共通配線の配置量が疎となるので、温度変化時における共通配線による回路基板の変形を小さくすることができる。よって、小変形部を容易に設けることができる。

上記の液体噴射ヘッドにおいて、前記小変形部は、前記共通配線を薄く形成してなる、ことが望ましい。

本発明によれば、共通配線形成領域のうち共通配線が薄く形成された部分は、共通配線の配置量が疎となるので、温度変化時における共通配線による回路基板の変形を小さくすることができる。よって、小変形部を容易に設けることができる。

上記の液体噴射ヘッドにおいて、前記小変形部は、前記共通配線に、前記共通配線よりも熱膨張率が低く、かつ前記共通配線よりも剛性の高い補強部材を重ね合わせてなる、ことが望ましい。

本発明によれば、補強部材は、共通配線よりも熱膨張率が小さいので、温度変化時に生じる回路基板を変形させる応力を補強部材が重ね合わされた部分において局所的に小さくすることができる。そして、補強部材は、共通配線よりも剛性が高いので、補強部材が重ね合わされた部分の反りが小さい状態を維持することができる。これにより、共通配線領域のうち補強部材が重ね合わされた部分において、補強部材により回路基板の変形を規制できる。よって、小変形部を容易に設けることができる。

上記の液体噴射ヘッドにおいて、前記回路基板の前記他方主面を覆うカバー部材を備え、前記補強部材は、前記カバー部材により形成されている、ことが望ましい。

本発明によれば、回路基板の他方主面上に形成された各種プリント配線をカバー部材により保護しつつ、そのカバー部材を流用して小変形部を形成できる。よって、ヘッドチップの変形が制御された液体噴射ヘッドを、部品点数の増加を抑制して低コストで製造することができる。

本発明の液体噴射装置は、上記の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる搬送手段と、液体が収容された液体タンクと、前記液体噴射ヘッドと前記液体タンクとの間で前記液体を循環させる循環手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、上記の液体噴射ヘッドを備えているので、ヘッドチップの変形を制御することが可能となり、印字性能を向上させることができる。

本発明によれば、小変形部および大変形部の位置を適宜設定することで回路基板の変形の位置や変形量を制御でき、回路基板が接続されたヘッドチップの変形を制御することができる。

プリンタの概略構成図である。 インクジェットヘッドおよびインク循環手段の概略構成図である。 第１実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。 第１実施形態に係るアクチュエータプレートの部分底面図である。 第１実施形態に係るインクジェットヘッドの部分断面図である。 第１実施形態に係る回路基板の配線構成を示す模式図である。 第１実施形態に係る回路基板の底面図である。 第２実施形態に係る回路基板の底面図である。 第３実施形態に係る回路基板の底面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線における断面図である。 第４実施形態に係る回路基板の底面図である。 第４実施形態の変形例に係る回路基板の底面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、本発明の液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置の一例として、インク（液体）を利用して被記録媒体に記録を行うインクジェットプリンタ（以下、単にプリンタという）を例に挙げて説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

［第１実施形態］
最初に、第１実施形態のプリンタ１およびインクジェットヘッド５（液体噴射ヘッド）について説明する。
（プリンタ）
図１は、プリンタの概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態のプリンタ１は、紙等の被記録媒体Ｐを搬送する一対の搬送手段２，３と、インクが収容されたインクタンク４（液体タンク）と、被記録媒体Ｐに液滴状のインクを吐出するインクジェットヘッド５と、インクタンク４とインクジェットヘッド５との間でインクを循環させるインク循環手段６と、インクジェットヘッド５を被記録媒体Ｐの搬送方向（以下、Ｘ方向とする。）と直交する方向（被記録媒体Ｐの幅方向（以下、Ｙ方向とする。））に走査させる走査手段７と、を備えている。なお、図中Ｚ方向はＸ方向およびＹ方向と直交する高さ方向を示す。

搬送手段２は、Ｙ方向に延設されたグリットローラ１１と、グリットローラ１１に平行に延設されたピンチローラ１２と、グリットローラ１１を軸回転させるモータ等の駆動機構（不図示）と、を備えている。同様に、搬送手段３は、Ｙ方向に延設されたグリットローラ１３と、グリットローラ１３に平行に延設されたピンチローラ１４と、グリットローラ１３を軸回転させる駆動機構（不図示）と、を備えている。

インクタンク４は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクのインクタンク４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＫがＸ方向に並んで設けられている。

図２は、インクジェットヘッドおよびインク循環手段の概略構成図である。
図１および図２に示すように、インク循環手段６は、インクジェットヘッド５にインクを供給するインク供給管２１、およびインクジェットヘッド５からインクを排出するインク排出管２２を有する循環流路２３と、インク供給管２１に接続された加圧ポンプ２４と、インク排出管２２に接続された吸引ポンプ２５と、を備えている。なお、インク供給管２１およびインク排出管２２は、インクジェットヘッド５を支持する走査手段７の動作に対応可能な可撓性を有するフレキシブルホースからなる。

加圧ポンプ２４は、インク供給管２１内を加圧し、インク供給管２１を介してインクジェットヘッド５にインクを送り出している。これにより、インクジェットヘッド５に対してインク供給管２１側は正圧となっている。
吸引ポンプ２５は、インク排出管２２内を減圧し、インクジェットヘッド５からインクを吸引している。これにより、インクジェットヘッド５に対してインク排出管２２側は負圧となっている。そして、インクは、加圧ポンプ２４および吸引ポンプ２５の駆動により、インクジェットヘッド５とインクタンク４との間を、循環流路２３を介して循環可能となっている。

図１に示すように、走査手段７は、Ｙ方向に延設された一対のガイドレール３１，３２と、一対のガイドレール３１，３２に移動可能に支持されたキャリッジ３３と、キャリッジ３３をＹ方向に移動させる駆動機構３４と、を備えている。駆動機構３４は、一対のガイドレール３１，３２の間に配設された一対のプーリ３５，３６と、一対のプーリ３５，３６間に巻回された無端ベルト３７と、一方のプーリ３５を回転駆動させる駆動モータ３８と、を備えている。

一対のプーリ３５，３６は、一対のガイドレール３１，３２の両端部間にそれぞれ配設されている。無端ベルト３７は、一対のガイドレール３１，３２間に配設されている。この無端ベルト３７にキャリッジ３３が連結されている。キャリッジ３３には、複数のインクジェットヘッド５として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクのインクジェットヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５ＫがＹ方向に並んで搭載される。なお、上述した搬送手段２，３および走査手段７により、インクジェットヘッド５と被記録媒体Ｐとを相対的に移動させる移動機構を構成している。

（インクジェットヘッド）
次に、上述したインクジェットヘッド５について詳述する。なお、インクジェットヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、供給されるインクの色以外は何れも同一の構成からなるため、以下の説明ではまとめてインクジェットヘッド５として説明する。

図３は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。なお、図３では、後述する流路プレート５４および回路基板８０の図示を書略している。
図３および図４に示すように、インクジェットヘッド５は、後述する吐出チャネル６１におけるチャネル延在方向（Ｙ方向）の中央部からインクを吐出する、いわゆるサイドシュートタイプのうち、インクタンク４との間でインクを循環させる循環式のインクジェットヘッド５である。

インクジェットヘッド５は、ノズルプレート５１、アクチュエータプレート５２、カバープレート５３および流路プレート５４を含むヘッドチップ５０と、ヘッドチップ５０に接続された回路基板８０と、を主に備えている。ヘッドチップ５０は、ノズルプレート５１、アクチュエータプレート５２、カバープレート５３および流路プレート５４がこの順で接着剤等によりＺ方向に積層された構成とされている。なお、以下の説明では、上述したＺ方向のうち、流路プレート５４側を上方、ノズルプレート５１側を下方として説明する。

図３に示すように、アクチュエータプレート５２は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電材料で形成されたプレートである。アクチュエータプレート５２は、その分極方向が厚さ方向（Ｚ方向）に沿って一方向に設定された、いわゆるモノポール基板である。アクチュエータプレート５２には、Ｘ方向に並んで形成された複数のチャネル６１，６２からなるチャネル列（第１チャネル列６３、第２チャネル列６４、第３チャネル列６５および第４チャネル列６６）がＹ方向に４列配設されている。第２チャネル列６４と第３チャネル列６５との間には、アクチュエータプレート５２の上面ＵＳから下面ＬＳに貫通する第１開口部Ｈ１が形成される。なお、以下の説明では、主に第１チャネル列６３について説明し、第２〜第４チャネル列６４〜６６における第１チャネル列６３と対応する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

複数のチャネル６１，６２は、インクが充填される吐出チャネル６１と、インクが充填されない非吐出チャネル６２と、を有している。吐出チャネル６１および非吐出チャネル６２は、Ｘ方向で交互に並んで配列されている。

吐出チャネル６１は、アクチュエータプレート５２の上面ＵＳから下面ＬＳに貫通する。吐出チャネル６１は、上面ＵＳから下面ＬＳに凸形状を有している。非吐出チャネル６２は、下面ＬＳから上面ＵＳに凸形状を有する。
ここで、第１チャネル列６３に含まれる吐出チャネル６１および非吐出チャネル６２を第１吐出チャネル６１ａおよび第１非吐出チャネル６２ａとする。また、第２チャネル列６４に含まれる吐出チャネル６１および非吐出チャネル６２を第２吐出チャネル６１ｂおよび第２非吐出チャネル６２ｂとする。さらに、第３チャネル列６５に含まれる吐出チャネル６１および非吐出チャネル６２を第３吐出チャネル６１ｃおよび第３非吐出チャネル６２ｃとする。そして、第４チャネル列６６に含まれる吐出チャネル６１および非吐出チャネル６２を第４吐出チャネル６１ｄおよび第４非吐出チャネル６２ｄとする。

図３および図４に示すように、隣接する第１チャネル列６３および第２チャネル列６４において、Ｙ方向一方側の第１チャネル列６３に含まれる第１吐出チャネル６１ａの第２チャネル列６４側の端部と、Ｙ方向他方側の第２チャネル列６４に含まれる第２非吐出チャネル６２ｂの第１チャネル列６３側の端部とは離間し、かつ、Ｚ方向において重なる。また、第１チャネル列６３に含まれる第１非吐出チャネル６２ａのＹ方向一方側の端部は、浅溝でアクチュエータプレート５２のＹ方向一方側の側面までストレートに形成される。第２チャネル列６４に含まれる第２非吐出チャネル６２ｂのＹ方向他方側の端部は、浅溝で第１開口部Ｈ１の側面までストレートに形成される。各浅溝は、下面ＬＳからの深さがアクチュエータプレート５２の厚さの１／２よりも深く設定されている。隣接する第３チャネル列６５および第４チャネル列６６についても、第１チャネル列６３および第２チャネル列６４と同様である。

吐出チャネル６１および非吐出チャネル６２を上述のように形成することにより、第１チャネル列６３および第２チャネル列６４のＹ方向の幅と、第３チャネル列６５および第４チャネル列６６のＹ方向の幅を短縮することができる。

図５は、第１実施形態に係るアクチュエータプレートの部分底面図である。
図５に示すように、第１チャネル列６３に含まれる第１吐出チャネル６１ａは、Ｘ方向にピッチＬで配列する。第２〜第４チャネル列６４〜６６のそれぞれに含まれる各吐出チャネル６１ｂ〜６１ｄも、Ｘ方向においてそれぞれピッチＬで配列する。第１吐出チャネル６１ａと第２吐出チャネル６１ｂとは、Ｘ方向に１／２ピッチＬずれている。第３吐出チャネル６１ｃと第４吐出チャネル６１ｄとは、第１吐出チャネル６１ａと第２吐出チャネル６１ｂとの関係と同様に、Ｘ方向に１／２ピッチＬずれている。第２吐出チャネル６１ｂと第３吐出チャネル６１ｃとは、Ｘ方向に１／４ピッチＬずれている。その結果、各吐出チャネル６１ａ〜６１ｄは、Ｘ方向について１／４ピッチＬで配列し、チャネル列が単独の場合と比べ記録密度を４倍とすることができる。

アクチュエータプレート５２の下面ＬＳには、Ｙ方向の長さの短い吐出チャネル６１ａ〜６１ｄとＹ方向の長さの長い非吐出チャネル６２ａ〜６２ｄがＸ方向に交互に配列し、各チャネル列６３〜６６を構成している。アクチュエータプレート５２のＹ方向における中央には、第１開口部Ｈ１が開口する。非吐出チャネル６２のＹ方向の両端部のうち、一方の端部は溝深さが一定の浅溝からなる。第１チャネル列６３の第１非吐出チャネル６２ａは、アクチュエータプレート５２の側面まで延設されている。第２チャネル列６４の第２非吐出チャネル６２ｂは、第１開口部Ｈ１の側面まで延設される。第３チャネル列６５および第４チャネル列６６の各非吐出チャネル６２ｃ，６２ｄも、各非吐出チャネル６２ａ，６２ｂと同様の構造を有する。図４に示すように、吐出チャネル６１ａ〜６１ｄおよび非吐出チャネル６２ａ〜６２ｄのＸ方向の両側面には、駆動電極６８が形成されている。駆動電極６８は、下面ＬＳからのＺ方向における寸法がアクチュエータプレート５２の厚さの１／２程度に設定されている。

図５に示すように、アクチュエータプレート５２の下面ＬＳには、各チャネル列６３〜６６にそれぞれ対応して端子電極６９が形成されている。
第１チャネル列６３に関し、端子電極６９は、アクチュエータプレート５２のＹ方向に面する側面近傍に形成されている。端子電極６９は、第１吐出チャネル６１ａの両側面の駆動電極６８（図４参照）と電気的に接続する共通端子電極６９ａ（端子）と、第１吐出チャネル６１ａを挟む２つの第１非吐出チャネル６２ａの側面の駆動電極６８と電気的に接続する個別端子電極６９ｂと、を含む。個別端子電極６９ｂは、アクチュエータプレート５２のＹ方向に面する側面に沿って形成されている。共通端子電極６９ａは、個別端子電極６９ｂよりも第１吐出チャネル６１ａ側に形成されている。

第２チャネル列６４に関し、端子電極６９は、第１開口部Ｈ１の側面近傍に形成されている。端子電極６９は、第２吐出チャネル６１ｂの両側面の駆動電極６８（図４参照）と電気的に接続する共通端子電極６９ａと、第２吐出チャネル６１ｂを挟む２つの第２非吐出チャネル６２ｂの側面の駆動電極６８と電気的に接続する個別端子電極６９ｂと、を含む。個別端子電極６９ｂは、第１開口部Ｈ１の開口部に沿って形成されている。共通端子電極６９ａは、個別端子電極６９ｂよりも第２吐出チャネル６１ｂ側に形成されている。
第３チャネル列６５および第４チャネル列６６に関する端子電極６９についても同様の構成を備える。

図３および図４に示すように、カバープレート５３は、各チャネル列６３〜６６を閉塞するように、アクチュエータプレート５２の上面ＵＳに接着された板状とされている。カバープレート５３は、Ｙ方向の幅の中央に形成される第２開口部Ｈ２と、第１、第２入口側共通インク室９０ａ，９０ｂと、第１〜第４出口側共通インク室９１ａ〜９１ｄと、を有する。第２開口部Ｈ２および各共通インク室９０ａ，９０ｂ，９１ａ〜９１ｄは、カバープレート５３をＸ方向に沿って延びるスリットとされている。

第１入口側共通インク室９０ａは、第１チャネル列６３に含まれる第１吐出チャネル６１ａの第２チャネル列６４側の端部と、第２チャネル列６４に含まれる第２吐出チャネル６１ｂの第１チャネル列６３側の端部と、に連通している。第１出口側共通インク室９１ａは、第１吐出チャネル６１ａの他の端部に連通している。第２出口側共通インク室９１ｂは、第２吐出チャネル６１ｂの他の端部に連通している。

第２入口側共通インク室９０ｂは、第３チャネル列６５に含まれる第３吐出チャネル６１ｃの第４チャネル列６６側の端部と、第４チャネル列６６に含まれる第４吐出チャネル６１ｄの第３チャネル列６５側の端部と、に連通している。第３出口側共通インク室９１ｃは、第３吐出チャネル６１ｃの他の端部に連通している。第４出口側共通インク室９１ｄは、第４吐出チャネル６１ｄの他の端部に連通している。

流路プレート５４は、カバープレート５３のアクチュエータプレート５２とは反対側の主面に接合される。流路プレート５４は、供給流路９５と排出流路９６と第３開口部Ｈ３とを備える。第３開口部Ｈ３は、流路プレート５４をＸ方向に沿って延びるスリットとされている。供給流路９５は、インク循環手段６のインク供給管２１（図２参照）に連通するとともに、カバープレート５３の各入口側共通インク室９０ａ，９０ｂに連通している。排出流路９６は、インク循環手段６のインク排出管２２（図２参照）に連通するとともに、第１〜第４出口側共通インク室９１ａ〜９１ｄに連通している。つまり、供給流路９５からアクチュエータプレート５２にインクを供給し、排出流路９６からインクを排出する。

ノズルプレート５１は、厚みが５０μｍ程度のポリイミド等のフィルム材により形成されている。ノズルプレート５１は、アクチュエータプレート５２の下面ＬＳに対して接着等により取り付けられている。ノズルプレート５１は、吐出チャネル６１に連通する複数のノズル孔７１がＸ方向に配列する第１〜第４ノズル列７２〜７５を有している。図４に示すように、ノズルプレート５１は、Ｙ方向における幅がアクチュエータプレート５２よりも狭くなっている。ノズルプレート５１は、アクチュエータプレート５２の下面ＬＳにおける、端子電極６９が形成された各チャネル列６３〜６６に対応する４つの端子形成領域を露出させている。

アクチュエータプレート５２の下面ＬＳのうち、ノズルプレート５１から露出した４つの端子形成領域には、それぞれ回路基板８０の上面が取り付けられている。回路基板８０は、フレキシブルプリント基板であって、それぞれ図示しないＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ：異方性導電膜）を介した熱圧着により、アクチュエータプレート５２に接合されている。回路基板８０の熱圧着は、例えば１６０℃〜２００℃程度で行われる。４つの回路基板８０のうち、第１開口部Ｈ１の側面に沿う端子形成領域に取り付けられた回路基板８０は、第１〜第３開口部Ｈ１〜Ｈ３を通して上方に引き出されている。なお、アクチュエータプレート５２と回路基板８０との接合は、導電性接着剤等を用いて行ってもよい。

図６は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの説明図であり、端子形成領域近傍におけるＹＺ平面に沿う断面を見た部分断面図である。図７は、第１実施形態に係る回路基板の配線構成を示す模式図であり、インクジェットヘッドを下方から見た斜視図である。
図６および図７に示すように、回路基板８０は、シート状の母材８１と、アクチュエータプレート５２に対向する母材８１の上面に形成された複数の共通端子８３および複数の個別端子８５と、母材８１の上面から下面に貫通した複数の貫通電極８７と、母材８１の下面に形成された共通配線８９と、を備えている。

母材８１は、例えばポリイミド等の樹脂材料により形成されている。
共通端子８３は、例えば銅やニッケル、金等の金属材料をめっき等により母材８１の上面に積層することで形成されている。複数の共通端子８３は、Ｘ方向に並んで設けられ、各共通端子電極６９ａに対応する位置に設けられている。複数の共通端子８３は、ＡＣＦ（不図示）を介して各共通端子電極６９ａにそれぞれ電気的に接続している。

個別端子８５は、共通端子８３と同様に、例えば銅やニッケル、金等の金属材料をめっき等により母材８１の上面に積層することで形成されている。複数の個別端子８５は、Ｘ方向に並んで設けられ、各個別端子電極６９ｂに対応する位置に設けられている。複数の個別端子８５は、ＡＣＦ（不図示）を介して各個別端子電極６９ｂにそれぞれ電気的に接続している。

貫通電極８７は、母材８１に貫通孔を形成し、この貫通孔に銅やニッケル、金、銀等の金属材料をめっき等により充填することで形成されている。複数の貫通電極８７は、Ｘ方向に並んで設けられ、共通端子８３とそれぞれ電気的に接続している。

図８は、第１実施形態に係る回路基板の底面図である。なお、図８では、後述するカバーレイ８８を２点鎖線で示している（図１１および図１３を除く以下の図面についても同様）。
共通配線８９は、共通端子８３と同様に、例えば銅やニッケル、金等の金属材料をめっき等により母材８１の下面に積層することで形成されている。図８に示すように、共通配線８９は、母材８１の下面のＸ方向（基準方向）における一端縁から他端縁に亘って、Ｘ方向に延設されるとともに、複数の貫通電極８７に電気的に接続している。

共通配線８９のＸ方向における中央には、櫛歯状に形成された櫛歯部８９ａが設けられている。櫛歯部８９ａは、Ｘ方向に延びる軸部と、軸部からＹ方向両側に延びる複数の歯部と、を備えている。櫛歯部８９ａのＹ方向における幅は、共通配線８９における櫛歯部８９ａ以外の領域と同等に設定されている。櫛歯部８９ａのＸ方向における寸法は、共通配線８９全体の例えば３分の１程度に設定されている。
本実施形態では、共通端子８３、個別端子８５、貫通電極８７および共通配線８９は、母材８１よりも剛性の高い（ヤング率の大きい）銅により形成されている。

図６に示すように、回路基板８０の両面には、それぞれカバーレイ８８（カバー部材）が重ね合わされて接合されている。カバーレイ８８は、例えばポリイミド等の樹脂材料によりシート状に形成され、回路基板８０の上面および下面を覆っている。カバーレイ８８の厚みは、母材８１の半分程度に設定されている。回路基板８０の下面を覆うカバーレイ８８は、複数の共通端子８３および複数の個別端子８５を露出させるように配置されている。

ここで、回路基板８０のうち、図８に示す共通配線８９が形成された共通配線形成領域Ｒには、回路基板８０の母材８１と共通配線８９との材質の違いにより、温度変化時に回路基板８０を反らせる応力が生じる。回路基板８０は、１６０℃〜２００℃程度の高温でアクチュエータプレート５２に熱圧着された際に、Ｙ方向から見て下方に凸となる弧状に反る。さらに、回路基板８０は、アクチュエータプレート５２への熱圧着後に室温程度まで降温すると、反りが解消する方向に変形する。

図８に示すように、共通配線形成領域Ｒのうち、共通配線８９における櫛歯部８９ａ以外の部分に対応する領域は、共通配線８９の櫛歯部８９ａに対応する領域と比較して共通配線８９の配置量が密となる。共通配線８９は、母材８１よりもヤング率が大きいので、共通配線８９の配置量が密の領域は、共通配線８９の配置量が疎の領域と比較して、回路基板８０の反りの解消が抑制され、熱圧着前の状態に対して反りが大きい状態となる。その結果、共通配線８９の配置量が疎の領域は、温度変化時における共通配線８９による回路基板８０の変形が小さくなる。よって、共通配線形成領域Ｒには、櫛歯部８９ａに対応する温度変化時の変形量（反り量）が小さい小変形部Ｒ１と、温度変化時の変形量が小変形部Ｒ１よりも大きい大変形部Ｒ２と、が設けられた状態となる。小変形部Ｒ１は、共通配線形成領域ＲにおけるＸ方向の中央に設けられている。大変形部Ｒ２は、共通配線８９における櫛歯部８９ａ以外の部分に対応して一対設けられている。すなわち、一対の大変形部Ｒ２は、小変形部Ｒ１を挟んだＸ方向の両側（すなわちＸ方向の両端部）に設けられている。

このように、本実施形態によれば、共通配線形成領域Ｒには、温度変化時の変形量が異なる小変形部Ｒ１と大変形部Ｒ２とが設けられているので、小変形部Ｒ１および大変形部Ｒ２の位置を適宜設定することで、回路基板８０の反りの位置や反り量を制御できる。したがって、回路基板８０が接続されたヘッドチップ５０の反りを制御することができる。

また、アクチュエータプレート５２にノズルプレート５１を取り付けると、アクチュエータプレート５２とノズルプレート５１とを構成する材料の熱膨張率の違い等により、アクチュエータプレート５２が反る。具体的に、アクチュエータプレート５２は、ノズルプレート５１が取り付けられた状態において、Ｙ方向から見て上方に凸となる弧状に反る。しかも、ヘッドチップ５０は、ノズルプレート５１の外周部に対応する位置（すなわちヘッドチップ５０の外周部）において反りがより大きくなる傾向がある。

本実施形態によれば、アクチュエータプレート５２の同一面（下面ＬＳ）上にノズルプレート５１と回路基板８０とが取り付けられ、回路基板８０の大変形部Ｒ２が小変形部Ｒ１を挟んだＸ方向の両側に設けられているので、大変形部Ｒ２における回路基板８０の反りにより、ヘッドチップ５０の外周部における反りを抑制することができる。したがって、ヘッドチップ５０の変形を制御して、反りの小さいヘッドチップ５０とすることができる。

そして、本実施形態のプリンタ１は、インクジェットヘッド５を備えているので、ヘッドチップ５０の変形を制御することが可能となり、印字性能を向上させることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態のインクジェットヘッド１０５について説明する。
図９は、第２実施形態に係る回路基板の底面図である。
図８に示す第１実施形態では、小変形部Ｒ１は、共通配線８９を櫛歯状に形成することで設けられている。これに対して、図９に示す第２実施形態では、小変形部Ｒ１は、共通配線１８９をＹ方向の幅が狭くなるように形成することで設けられている点で、第１実施形態と異なっている。なお、図８に示す第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する（以下の実施形態についても同様）。

図９に示すように、共通配線１８９のＸ方向における中央には、Ｙ方向の幅が狭く形成された幅狭部１８９ａが設けられている。幅狭部１８９ａのＹ方向における幅は、共通配線１８９における幅狭部１８９ａ以外の領域の例えば３分の１程度に設定されている。幅狭部１８９ａのＸ方向における寸法は、共通配線１８９全体の例えば３分の１程度に設定されている。

共通配線形成領域Ｒのうち、共通配線１８９の幅狭部１８９ａに対応する位置は、共通配線１８９の配置量が疎となるので、温度変化時における共通配線１８９による回路基板１８０の反りが小さくなる。よって、共通配線形成領域Ｒには、幅狭部１８９ａに対応する温度変化時の変形量が小さい小変形部Ｒ１と、温度変化時の変形量が小変形部Ｒ１よりも大きい大変形部Ｒ２と、が設けられた状態となる。
したがって、小変形部Ｒ１を容易に設けることができ、ヘッドチップ５０の変形を制御することができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態のインクジェットヘッド２０５について説明する。
図１０は、第３実施形態に係る回路基板の底面図である。図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線における断面図である。
図１０および図１１に示す第３実施形態では、小変形部Ｒ１は、共通配線２８９を薄くなるように形成することで設けられている点で、第１実施形態と異なっている。

図１０および図１１に示すように、共通配線２８９は、一定の幅でＸ方向に延設されている。共通配線２８９のＸ方向における中央には、膜厚が薄く形成された薄肉部２８９ａが設けられている。薄肉部２８９ａのＸ方向における寸法は、共通配線２８９全体の例えば３分の１程度に設定されている。

共通配線形成領域Ｒのうち、共通配線２８９の薄肉部２８９ａに対応する位置は、共通配線２８９の配置量が疎となるので、温度変化時における共通配線２８９による回路基板２８０の反りが小さくなる。よって、共通配線形成領域Ｒには、薄肉部２８９ａに対応する温度変化時の変形量が小さい小変形部Ｒ１と、温度変化時の変形量が小変形部Ｒ１よりも大きい大変形部Ｒ２と、が設けられた状態となる。
したがって、小変形部Ｒ１を容易に設けることができ、ヘッドチップ５０の変形を制御することができる。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態のインクジェットヘッド３０５について説明する。
図１２は、第４実施形態に係る回路基板の底面図である。
図８に示す第１実施形態では、小変形部Ｒ１は、共通配線８９を櫛歯状に形成することで設けられている。これに対して、図１２に示す第４実施形態では、小変形部Ｒ１は、共通配線３８９に共通配線３８９よりも熱膨張率が低く、かつ剛性の高い補強部材３８４を重ね合わせることで設けられている点で、第１実施形態と異なっている。

図１２に示すように、共通配線３８９は、一定の幅でＸ方向に延設されている。共通配線３８９のＸ方向における中央には、補強部材３８４が直接重ね合わされて接合されている。補強部材３８４は、共通配線３８９よりも熱膨張率が低く、かつ剛性の高い（ヤング率の大きい）材料により形成され、本実施形態ではＳＵＳにより形成されている。補強部材３８４は、共通配線３８９のＸ方向における中央部の形状に対応する矩形板状に形成されている。補強部材３８４のＸ方向における寸法は、共通配線３８９の例えば３分の１程度に設定されている。

補強部材３８４は、共通配線３８９よりも熱膨張率が小さいため、回路基板３８０をアクチュエータプレート５２に熱圧着する際に生じる回路基板３８０の反りを、補強部材３８４が重ね合わされた部分において局所的に小さくすることができる。そして、補強部材３８４は、共通配線３８９よりも剛性が高いので、補強部材３８４が重ね合わされた部分の反りが小さい状態を維持することができる。これにより、共通配線形成領域Ｒのうち、補強部材３８４が重ね合わされた部分は、補強部材３８４により回路基板３８０の反りが規制される。よって、共通配線形成領域Ｒには、補強部材３８４が重ね合わされた部分に対応する温度変化時の変形量が小さい小変形部Ｒ１と、温度変化時の変形量が小変形部Ｒ１よりも大きい大変形部Ｒ２と、が設けられた状態となる。
したがって、小変形部Ｒ１を容易に設けることができる。

なお、本実施形態では、補強部材３８４を回路基板３８０の下面に配置しているが、これに限定されず、回路基板の上面に配置してもよい。なおこの場合には、補強部材は、回路基板の上面に配置された共通端子８３および個別端子８５を避けて、共通端子８３や個別端子８５が短絡することを防止するように配置される。

［第４実施形態の変形例］
次に、第４実施形態の変形例のインクジェットヘッド４０５について説明する。
図１３は、第４実施形態の変形例に係る回路基板の底面図である。
図１２に示す第４実施形態では、補強部材３８４は単独で設けられている。これに対して、図１３に示す変形例では、補強部材４８４は、カバーレイ４８８と一体に設けられている点で、第４実施形態と異なっている。

図１３に示すように、インクジェットヘッド４０５は、回路基板４８０の下面に重ね合わされたカバーレイ４８８を備える。カバーレイ４８８は、共通配線３８９のＸ方向における中央に重ね合わされた補強部４８８ａと、回路基板４８０の下面における補強部４８８ａに覆われていない領域を覆う本体部４８８ｂと、が一体に形成されている。補強部４８８ａは、共通配線３８９のＸ方向における中央部の形状に対応する矩形板状に形成されている。補強部４８８ａのＸ方向における寸法は、共通配線３８９の例えば３分の１程度に設定されている。補強部４８８ａは、本体部４８８ｂよりも厚く形成されている。補強部４８８ａは、回路基板４８０の反りを規制する補強部材４８４となっている。

このように、本変形例によれば、回路基板４８０の下面上に形成された共通配線３８９を含む各種プリント配線をカバーレイ４８８により保護しつつ、そのカバーレイ４８８を流用して小変形部Ｒ１を形成できる。よって、ヘッドチップ５０の変形が制御されたインクジェットヘッド４０５を、部品点数の増加を抑制して低コストで製造することができる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンタ１を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機等であっても構わない。

また、上記実施形態においては、小変形部Ｒ１は、共通配線形成領域Ｒの中央に設けられているが、これに限定されず、小変形部Ｒ１および大変形部Ｒ２の位置は、ヘッドチップ５０の変形のしやすさ等に応じて適宜変更できる。

また、上記実施形態においては、ノズル列７２〜７５が４列並んだ４列タイプのインクジェットヘッドについて説明したが、これに限定されず、ノズル列は何列設けられていてもよい。

また、上記実施形態においては、分極方向が厚さ方向に一方向のアクチュエータプレート５２を用いた場合について説明したが、これに限定されない。例えば、分極方向が異なる２枚の圧電体を積層した、いわゆるシェブロン方式のアクチュエータプレートを用いても構わない。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１…インクジェットプリンタ（液体噴射装置） ２，３…搬送手段 ４，４Ｃ，４Ｋ，４Ｍ，４Ｙ…インクタンク（液体タンク） ５，５Ｃ，５Ｋ，５Ｍ，５Ｙ，１０５，２０５，３０５，４０５…インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド） ６…インク循環手段（循環手段） ５０…ヘッドチップ ５１…ノズルプレート ５２…アクチュエータプレート ６１…吐出チャネル（チャネル） ６２…非吐出チャネル ６９ａ…共通端子電極（端子） ７１…ノズル孔 ８０，１８０，２８０，３８０，４８０…回路基板 ８３…共通端子 ８７…貫通電極 ８９，１８９，２８９，３８９…共通配線 ３８４，４８４…補強部材 ４８８…カバーレイ（カバー部材） Ｒ…共通配線形成領域 Ｒ１…小変形部 Ｒ２…大変形部

Claims (8)

1. 基準方向に配列する複数の端子を備えるヘッドチップと、
   前記ヘッドチップに接続された回路基板と、
   を備え、
   前記回路基板は、
   前記ヘッドチップに対向する一方主面に形成され、前記複数の端子にそれぞれ電気的に接続する複数の共通端子と、
   前記一方主面から他方主面に貫通し、前記複数の共通端子とそれぞれ電気的に接続する複数の貫通電極と、
   前記他方主面に形成され、前記基準方向に延設されるとともに、前記複数の貫通電極と電気的に接続する共通配線と、
   を備え、
   前記回路基板のうち前記共通配線が形成された共通配線形成領域には、
   温度変化時の変形量が小さい小変形部と、
   温度変化時の変形量が前記小変形部よりも大きい大変形部と、
   が設けられている、
   ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記ヘッドチップは、
   複数のチャネルが前記基準方向に沿って並んで形成されているアクチュエータプレートと、
   前記チャネルに連通する複数のノズル孔を有するノズルプレートと、
   を備え、
   前記アクチュエータプレートの同一面上に、前記ノズルプレートと前記回路基板の前記一方主面とが取り付けられており、
   前記共通配線形成領域には、前記基準方向の中央に前記小変形部が設けられており、前記小変形部を挟んだ前記基準方向の両側に前記大変形部が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記小変形部は、前記共通配線を櫛歯状に形成してなる、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記小変形部は、前記共通配線を前記基準方向に直交する方向の幅が狭くなるように形成してなる、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記小変形部は、前記共通配線を薄く形成してなる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記小変形部は、前記共通配線に、前記共通配線よりも熱膨張率が低く、かつ前記共通配線よりも剛性の高い補強部材を重ね合わせてなる、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
7. 前記回路基板の前記他方主面を覆うカバー部材を備え、
   前記補強部材は、前記カバー部材により形成されている、
   ことを特徴とする請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる搬送手段と、
   液体が収容された液体タンクと、
   前記液体噴射ヘッドと前記液体タンクとの間で前記液体を循環させる循環手段と、
   を備えていることを特徴とする液体噴射装置。

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