JP6879138B2 - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関し、詳しくは、スペーサ部材に形成されたアクチュエータを囲む複数の透孔を外方に連通させる脱気溝を有しながらも、スペーサ部材の変形や折れが防止され、組立が容易化されたインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。

近年、インクジェットヘッドの分野では、特許文献１、２に記載されているように、複数のノズルを二次元配列し、ヘッドサイズの大型化を抑えつつノズルを高密度に配置することができるインクジェットヘッドが提案されている。このインクジェットヘッドは、複数のノズルに対応された複数の圧力室を備えてる。複数の圧力室は、圧力室基板に二次元配列されて形成されている。複数の圧力室に対応して、圧力室内に圧力を印加する複数のアクチュエータが二次元配列されて配置されている。アクチュエータは、圧力室の一部である振動板を振動させ、圧力室内に圧力を印加する。

各アクチュエータを囲んで、アクチュエータに触れない状態でスペーサ部材が配置されている。スペーサ部材は、圧力室基板と圧力室基板のアクチュエータ側に配置された配線基板とに挟まれて配置され、配線基板とアクチュエータとの間の空隙を確保するために用いられている。

スペーサ部材は、アクチュエータの厚さよりも厚く形成されている。スペーサ部材は、表面及び裏面が圧力室基板及び配線基板に接着されている。スペーサ部材は、アクチュエータ同士の間に位置する互いに平行な複数の桟（さん）部を有して、簾（すだれ）状に構成され、アクチュエータを囲む複数の透孔を有して構成されている。このようなスペーサ部材は、薄い金属板にエッチング加工を施すことにより構成されている。

このようなインクジェットヘッドの組立工程には、圧力室基板に対してスペーサ部材を接着させる工程がある。スペーサ部材の接着は、スペーサ部材に熱硬化性の接着剤を塗布し、プレス機により加熱加圧して行う。このとき、アクチュエータを囲む複数の透孔が外方に連通していないと、加熱加圧により透孔内の空気が熱膨張し、内圧が高くなってしまう。

透孔内の内圧が高くなると、未硬化の接着剤が外方側に押し出されてしまい、接着剤が硬化した後の被覆面積（接着面積）が小さくなり、接着強度が低下してしまう。そこで、特許文献２に記載されているように、スペーサ部材には、圧力室基板との間に空隙を形成して透孔内の空気を外方に逃がすための脱気溝を透孔ごとに設けている。各透孔は、それぞれが脱気溝を介して外方に連通されている。脱気溝は、スペーサ部材の表面にハーフエッチングにより形成することができる。

特開２０１２−１１４３４６号公報 国際公開ＷＯ１４／１８５３７０号公報

スペーサ部材は、複数の桟部を有する簾状の部材であり、アクチュエータを囲む複数の透孔を有している。桟部は、厚さが１００μｍ程度、幅が数十μｍ程度と極めて細いため、脆弱であり、圧力室基板に対して接着される前においては変形し易い。さらに、脱気溝を形成した場合には、スペーサ部材は、脱気溝の部分から折れ易くなる。

変形や折れを生じたスペーサ部材を用いてしまうと、スペーサ部材がアクチュエータに触れてアクチュエータの動きを阻害する虞が生じ、インクリークの懸念も生ずる。そのため、変形のないスペーサ部材を選別して用いることにより、アクチュエータの動きの阻害や、インクリークが生じないようにしている。

スペーサ部材を選別して用いることは、インクジェットヘッドの製造を煩雑にする要因となっている。したがって、圧力室基板に接着される前において、スペーサ部材の変形や折れを防止することが望まれる。

そこで、本発明は、スペーサ部材に形成されたアクチュエータを囲む複数の透孔を外方に連通させる脱気溝を有しながらも、スペーサ部材の変形や折れが防止され、組立が容易化されたインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供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．
複数の圧力室が二次元配列されて形成された圧力室基板と、
前記圧力室に対応して配置され、前記圧力室内に圧力を印加する複数のアクチュエータと、
前記圧力室基板との間に前記アクチュエータを挟んで配置され、前記アクチュエータに給電するための配線パターンが形成された配線基板と、
前記圧力室基板及び前記配線基板に挟まれて配置され、表面及び裏面を前記圧力室基板及び前記配線基板に接着され、前記アクチュエータを囲む複数の透孔を有し、前記アクチュエータの厚さよりも厚いスペーサ部材と、
前記圧力室を外方に連通させ、前記圧力室内の液体を液滴として吐出する複数のノズルとを備え、
前記スペーサ部材は、
共通グランド電極の一部に重なる位置に形成された貫通孔と、
前記各透孔を前記貫通孔に連通させる表面又は裏面に形成された連通溝と、
前記透孔のうちの一つを外方に連通させる表面に形成された脱気溝、前記透孔のうちの一つを外方に連通させる裏面に形成された脱気溝、前記貫通孔を外方に連通させる表面に形成された脱気溝、又は、前記貫通孔を外方に連通させる裏面に形成された脱気溝とを有することを特徴とするインクジェットヘッド。
２．
前記連通溝及び前記貫通孔は、前記各透孔の全てを互いに連通させており、
前記脱気溝は、１本のみが形成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．
前記脱気溝及び／又は前記連通溝の周囲に、少なくとも１つの凹部を有す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．
前記各透孔は、前記ノズルから液滴を吐出しながら描画を行うときの記録媒体に対する相対移動方向である主走査方向に直交する方向が長手方向となっている細長い形状に形成されており、前記主走査方向に直交する方向に配列された複数の前記アクチュエータを囲んでおり、
前記脱気溝は、前記主走査方向に沿う方向に形成され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．
前記各透孔は、前記ノズルから液滴を吐出しながら描画を行うときの記録媒体に対する相対移動方向である主走査方向に直交する方向が長手方向となっている細長い形状に形成されており、前記主走査方向に直交する方向に配列された複数の前記アクチュエータを囲んでおり、
前記脱気溝は、前記主走査方向に対して傾斜した方向に形成され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。
６．
前記各透孔は、前記ノズルから液滴を吐出しながら描画を行うときの記録媒体に対する相対移動方向である主走査方向に直交する方向が長手方向となっている細長い形状に形成されており、前記主走査方向に直交する方向に配列された複数の前記アクチュエータを囲んでおり、
前記スペーサ部材は、前記主走査方向に直交する方向が長辺方向である長方形に形成されており、
前記脱気溝は、前記主走査方向に対して傾斜した方向に形成され、前記スペーサ部材の短辺部から外方に連通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。
７．
前記４、５又は６記載のインクジェットヘッドと、
前記導通路及び前記流路を介して前記圧力室内にインクを供給するインク供給手段と、
前記主走査方向に前記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させながら、前記ノズルから液滴を吐出させ、前記記録媒体への描画を行わせる制御手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。

本発明によれば、スペーサ部材に形成されたアクチュエータを囲む複数の透孔を外方に連通させる脱気溝を有しながらも、スペーサ部材の変形や折れが防止され、組立が容易化されたインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明に係るインクジェットヘッドの斜視図 図１に示すインクジェットヘッドの縦断面図 図２に示す縦断面図のうち、一つのノズルに係る構成の拡大図 図１に示すインクジェットヘッドのアクチュエータ及びスペーサ部材の平面図 スペーサ部材の構成を示す底面図（ａ）及び要部拡大断面図（ｂ−ｂ´断面）（ｂ） スペーサ部材の構成の他の例を示す底面図 スペーサ部材の構成のさらに他の例を示す底面図 スペーサ部材の構成のさらに他の例を示す底面図 スペーサ部材の構成のさらに他の例を示す底面図 スペーサ部材の構成のさらに他の例を示す底面図 本発明に係るインクジェット記録装置の構成を示すブロック図

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

〔インクジェットヘッド〕
図１は、本発明に係るインクジェットヘッド１の斜視図である。

図１では、１つのインクジェットヘッド１のみを示している。一般にインクジェット記録装置には、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）等の各色インク用の複数のインクジェットヘッド１が搭載される。

インクジェットヘッド１は、図１に示すように、平面である射出面Ｐに二次元配列されて設けられた複数のノズルＮを備えている。これらノズルＮからは、射出面Ｐから離間する方向（図１中の下方）に向けてインクが吐出される。

以下、複数のノズルＮが設けられた射出面Ｐに平行な平面をＸ−Ｙ平面とし、Ｘ−Ｙ平面に平行な方向であって互いに直交する方向を、それぞれ「Ｘ方向」及び「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。「Ｚ方向」のうち、インクが吐出される方向を「下方」とし、その反対方向を「上方」とする。

複数のノズルＮは、Ｙ方向に配列された複数のノズルＮからなるノズル列が、Ｘ方向に複数列設けられて、二次元配列されている。

図２は、図１に示すインクジェットヘッドの縦断面図である。なお、図２では、複数のノズルＮのうち、４つのノズルＮについて図示している。

複数のノズルＮは、図２に示すように、板状のノズルプレート１０を厚み方向（Ｚ方向）に貫いた貫通孔として形成されている。ノズルプレート１０には、複数のノズルＮからインクが吐出される方向（下方）の反対方向（上方）に、複数の基板等の板状部材が積層されている。ノズルプレート１０には、近い側から、圧力室基板２０、スペーサ部材４０及び配線基板５０が積層されている。スペーサ部材４０は、圧力室基板２０及び配線基板５０に挟まれて配置され、表面及び裏面を圧力室基板２０及び配線基板５０に接着されている。以下、ノズルプレート１０、圧力室基板２０、スペーサ部材４０及び配線基板５０が積層された複数の板状部材からなる構造体を積層体Ａという。

スペーサ部材４０の圧力室基板２０及び配線基板５０への接着は、スペーサ部材４０に熱硬化性の接着剤、例えば、エポキシ系接着剤を塗布し、プレス機により加熱加圧して行う。

図３は、図２に示す断面図のうち、一つのノズルＮに係る構成の拡大図である。

圧力室基板２０には、図２及び図３に示すように、複数のノズルＮに対応して連通された複数の圧力室２１が二次元配列されて形成されている。圧力室基板２０は、上面部に沿って振動板３０を有している。圧力室２１は、圧力室基板２０を厚み方向（Ｚ方向）に貫いた貫通孔が、上面側を振動板３０によって閉蓋され、下面側をノズルプレート１０によって閉蓋された空間である。振動板３０は、圧力室２１の天井面を構成しており、圧力室２１の一部をなしている。

複数のノズルＮは、圧力室２１をノズルプレート１０の下面において外方（下方）に連通させている。複数のノズルＮは、圧力室２１内の液体を液滴として外方（下方）に吐出する。

図４は、図１に示すインクジェットヘッドのアクチュエータ及びスペーサ部材の平面図である。

圧力室基板２０の上面には、図２〜図４に示すように、振動板３０を介して、複数のアクチュエータ６０が二次元配列されて設けられている。アクチュエータ６０は、圧力室２１に対応して配置されている。アクチュエータ６０は、振動板３０を振動させることにより、圧力室２１内に圧力を印加する。アクチュエータ６０は、この実施形態においては、横断面形状がほぼ円形である円盤形状に構成されている。

アクチュエータ６０は、スペーサ部材４０に形成された透孔４２内に位置している。スペーサ部材４０は、アクチュエータ６０の厚さ（例えば５０μｍ程度）よりも厚く形成され、その厚さは、例えば１００μｍ程度である。アクチュエータ６０は、透孔４２内に全体が収納された状態で設置されている。

スペーサ部材４０は、圧力室基板２０と配線基板５０との間で、アクチュエータ６０及びアクチュエータ６０に給電するための接続部９０のＺ方向に沿った厚さに対応する空隙を確保している。接続部９０は、図４に示すように、アクチュエータ６０の円盤形状からは外方側に突出したアクチュエータ６０の端の位置に設けられている。

なお、接続部９０は、この実施形態ではアクチュエータ６０への給電のために設けられているが、他の目的で設けられるものであっても、アクチュエータ６０の端の位置からＺ方向に延在されるものであれば、本発明における接続部９０に該当する。

スペーサ部材４０及び配線基板５０には、図３及び図４に示すように、圧力室２１に連通する複数の導通路４１、５１が開設されていることが好ましい。これら導通路４１、５１は、スペーサ部材４０及び配線基板５０を厚み方向（Ｚ方向）に貫いた貫通孔であり、互いに連通してインク流路を構成している。スペーサ部材４０において、導通路４１は、透孔４２とは異なる位置に、透孔４２から離間して形成されている。

圧力室基板２０には、圧力室基板２０の上面から圧力室２１内にインクを供給するための流路２１ａが形成されている。この流路２１ａは、圧力室基板２０の上面側の振動板３０の開口部３１から、圧力室２１に連通されている。この流路２１ａは、開口部３１において導通路４１、５１からなるインク流路に連通され、さらに、配線基板５０の上方に設けられた共通インク室７０に連通されている。したがって、圧力室２１は、共通インク室７０に連通されている。

共通インク室７０は、図２に示すように、配線基板５０の上方に配置された筐体８０内に設けられ、図示しないインク供給手段に接続される。インク供給手段から共通インク室７０に供給されたインクは、導通路５１、４１、開口部３１及び流路２１ａを通って圧力室２１に供給される。圧力室２１に供給されたインクは、アクチュエータ６０の動作に応じて振動板３０が振動することにより、圧力が加えられ、ノズルＮから吐出される。

〔配線基板〕
アクチュエータ６０は、図３に示すように、配線基板５０に設けられた配線パターン５２と電気的に接続されている。アクチュエータ６０の上面には、配線電極６１が設けられている。また、アクチュエータ６０の下面には、第１電極層６２が設けられている。配線電極６１は、接続部９０を介して、配線基板５０の下面側に設けられた配線パターン５２と電気的に接続されている。接続部９０は、配線電極６１と配線パターン５２とをＺ方向に沿って接続するよう設けられている。

接続部９０は、配線基板５０に設けられた配線パターン５２上に形成されたバンプ９１を有する。具体的には、バンプ９１は、例えば、金を材料としたワイヤーボンディングにより形成される。また、バンプ９１は、例えば、配線パターン５２の下面に形成される。配線パターン５２は、例えば、少なくとも下面が平坦な面となるよう設けられた導電性を有する金属（例えば、アルミニウム）製の板により構成されている。バンプ９１の下端側には、導電性材料９２が塗布されている。具体的には、導電性材料９２は、例えば、導電性接着剤である。導電性接着剤とは、導電性を有する金属粉末（例えば、銀粉等）が混入された接着剤であり、導電性を有する。

このように、接続部９０は、配線基板５０に設けられた配線パターン５２上に形成されたバンプ９１とバンプ９１に塗布された導電性材料９２を介して、配線基板５０とアクチュエータ６０とを電気的に接続する。

なお、接続部９０の構造及び形状は、上記したものに限定されず、どのような構造及び形状であってもよい。

配線基板５０は、例えば、配線基板５０の基部である板状のインターポーザ５３と、インターポーザ５３の下面を被覆する絶縁層５５と、絶縁層５５の下面に設けられた配線パターン５２と、配線パターン５２のうちバンプ９１が形成されない部分の下面及び絶縁層５５のうち配線パターン５２が設けられていない下面を被覆する絶縁層５９と、インターポーザ５３、絶縁層５５及び絶縁層５９を貫通する導通路５１と、を有する。配線パターン５２は、アクチュエータ６０への電圧の印加に係る図示しない制御部に接続されている。

また、第１電極層６２は、第２電極層６３に当接している。第２電極層６３は、第１電極層６２と制御部とを電気的に接続する。第２電極層６３には、図３及び図４に示すように、全てのアクチュエータ６０のグランド電極が接続された共通グランド電極４３が形成されている。共通グランド電極４３は、導電性を有する金属（例えば、金）により形成されている。

共通グランド電極４３は、スペーサ部材４０の貫通孔４４において、導電接着剤により、配線パターン５２に接続されている。共通グランド電極４３と配線パターン５２との接続は、導電接着剤によるものに限定されず、アクチュエータ６０ごとに設けられる接続部９０と同様の構造によって接続してもよい。

この実施形態においては、図４中の上から第１列〜第３列のアクチュエータ６０のグランド電極が、図４中左上の共通グランド電極４３に接続され、図４中の上から第３列〜第５列のアクチュエータ６０のグランド電極が、図４中右下の共通グランド電極４３に接続されている。本発明において、いずれのアクチュエータ６０のグランド電極をいずれの共通グランド電極４３に接続させるかは限定されず、共通グランド電極４３及び貫通孔４４の数も限定されない。

なお、振動板３０を導電体とすれば、振動板３０を、第１電極層６２と制御部とを電気的に接続する電極として機能させることができる。この場合には、第２電極層６３を別途設ける必要はない。

アクチュエータ６０は、配線電極６１が、接続部９０及び配線パターン５２を介して制御部に接続されるとともに、第１電極層６２が、共通グランド電極４３（又は振動板３０）及び図示しない配線を介して制御部に接続されることにより、制御部の制御下で動作する。

〔スペーサ部材〕
図５は、スペーサ部材の構成を示す底面図（ａ）及び要部拡大断面図（ｂ−ｂ´断面）（ｂ）である。

スペーサ部材４０は、圧力室基板２０の上面部をなす振動板３０に積層され接着されている。スペーサ部材４０は、図５（ａ）に示すように、アクチュエータ６０に接触しない形状となっている。すなわち、スペーサ部材４０は、アクチュエータ６０同士の間に位置して圧力室基板２０の上面（振動板３０）に接着される複数の互いに平行に並列された長尺状の桟部からなる。これら桟部の間は、複数のアクチュエータ６０を囲む細長い形状の複数の透孔４２となっている。

なお、スペーサ部材４０の各透孔４２は、その長手方向が、ノズルＮから液滴を吐出しながら描画を行うときの記録媒体に対する相対移動方向（主走査方向）に直交する方向となっていることが好ましい。この場合には、各透孔４２は、主走査方向に直交する方向に配列された複数のアクチュエータ６０を囲むことになる。複数のアクチュエータ６０は、主走査方向に直交する方向については、直線上に配列されているからである。

また、スペーサ部材４０は、この実施形態においては、主走査方向に直交する方向が長辺方向である長方形に形成されている。スペーサ部材４０の形状はこれに限定されないが、主走査方向よりも、主走査方向に直交する方向のほうが数多くのアクチュエータ６０が配列されるので、主走査方向に直交する方向が長辺方向である長方形とすることが好ましい。

スペーサ部材４０をなす各桟部は、アクチュエータ６０の外形形状に対応して各アクチュエータ６０の輪郭に沿った形状となっている。この実施形態においてはアクチュエータ６０の輪郭はほぼ円形であるので、各桟部は、各アクチュエータ６０の輪郭に沿って、幅広部と幅狭部とが交互に繰り返される形状となっている。すなわち、スペーサ部材４０は、アクチュエータ６０との接触を避けつつなるべく大きな面積を有するように構成され、圧力室基板２０に対する接着強度を向上させている。

スペーサ部材４０には、共通グランド電極４３の一部に重なる位置に形成された貫通孔４４が形成されている。共通グランド電極４３は、前述したように、全てのアクチュエータ６０のグランド電極が接続される電極である。共通グランド電極４３は、貫通孔４４を介して、配線パターン５２に接続される。貫通孔４４は、共通グランド電極４３を配線パターン５２に接続させるために設けられている。

貫通孔４４は、スペーサ部材４０が主走査方向に直交する方向が長辺方向である長方形に形成されている場合において、長辺方向の両端側（短辺部の近傍）に形成されている。

スペーサ部材４０には、裏面（下面）に、各透孔４２を貫通孔４４に連通させる連通溝４５が形成されている。これら連通溝４５及び貫通孔４４は、各透孔４２の全てを互いに連通させている。

なお、連通溝４５は、スペーサ部材４０には、表面（上面）に形成してもよい。この場合にも、連通溝４５及び貫通孔４４は、各透孔４２の全てを互いに連通させることができる。

また、スペーサ部材４０には、図５（ａ）（ｂ）に示すように、裏面（下面）に、透孔４２のうちの一つを外方に連通させる脱気溝４６が形成されている。この脱気溝４６は、透孔４２のうちの一つからスペーサ部材４０の縁部に亘って形成され、透孔４２のうちの一つを外方に連通させている。脱気溝４６は、この実施形態においては、１本のみが形成されている。

スペーサ部材４０は、図５（ｂ）に示すように、配線基板５０が積層される上面部は面一である。したがって、連通溝４５及び脱気溝４６は、下面部の肉が削がれることにより形成され、圧力室基板２０との間に空隙を形成する。連通溝４５及び脱気溝４６をエッチング加工によって減肉して形成した場合には、溝底がアーチ形状となる。連通溝４５及び脱気溝４６の深さは、例えば５０μｍ〜７０μｍ程度である。

このスペーサ部材４０においては、アクチュエータ６０を囲む複数の透孔４２が外方に連通しているので、圧力室基板２０及び配線基板５０への接着のための加熱加圧により透孔４２内の空気が熱膨張しても、内圧が高くなることがない。したがって、未硬化の熱硬化性の接着剤が外方側に押し出されることがなく、接着剤が硬化した後の被覆面積（接着面積）が小さくならず、接着強度を維持することができる。

なお、脱気溝４６は、スペーサ部材４０の裏面（下面）に形成され透孔４２のうちの一つを外方に連通させるものに限定されず、スペーサ部材４０の表面（上面）に形成され透孔４２のうちの一つを外方に連通させるもの、スペーサ部材４０の表面（上面）に形成され貫通孔４４を外方に連通させるもの、又は、スペーサ部材４０の裏面（下面）に形成され貫通孔４４を外方に連通させるもののいずれであってもよい。いずれの場合も、複数の透孔４２を外方に連通させることができる。

このスペーサ部材４０において、複数の透孔４２を互いに連通させる経路となる貫通孔４４は、共通グランド電極４３を配線パターン５２に接続させるためにもとより設けられているものなので、透孔４２同士を連通させる経路としては、連通溝４５のみを設ければよい。したがって、透孔４２同士を連通させるために追加される溝が最低限で済んでおり、スペーサ部材４０が折れ易くなることを防止することができる。

また、このスペーサ部材４０においては、複数の透孔４２が連通溝４５及び貫通孔４４を介して互いに連通されているので、脱気溝４６の本数を少なくすることができる。したがって、スペーサ部材４０が脱気溝４６に起因して折れ易くなることを防止することができる。

脱気溝４６は、図５（ａ）に示すように、スペーサ部材４０が主走査方向に直交する方向が長辺方向である長方形である場合において、主走査方向に沿う方向に形成することが好ましい。脱気溝４６を主走査方向に直交する方向に形成すると、圧力室基板２０又は配線基板５０への接着の前に、脱気溝４６においてスペーサ部材４０が折れ易くなるからである。脱気溝４６を主走査方向に沿う方向に形成することにより、スペーサ部材４０を折れ難くすることができる。

また、脱気溝４６は、複数の透孔４２のうちの最も端の透孔４２から、この透孔４２に近い側のスペーサ部材４０の長辺部に亘って形成することが好ましい。この場合には、脱気溝４６の長さを最も短くすることができ、スペーサ部材４０を折れ難くすることができる。

さらに、脱気溝４６は、桟部の幅狭部に形成することが好ましい。幅狭部であれば脱気溝４６の長さを短くすることができ、また、幅広部に形成されている導通路４１との干渉を避けることができる。

脱気溝４６は、透孔４２ではなく、貫通孔４４から、この貫通孔４４に近い側のスペーサ部材４０の長辺部に亘って形成してもよい。後述する他の実施形態においても同様である。

なお、スペーサ部材４０には、一の桟部から他の桟部に亘って延在された梁（はり）部を設けてもよい。この梁部は、圧力室基板２０、アクチュエータ６０及び接続部９０から離間した状態に設ける。この場合には、スペーサ部材４０は、桟部と梁部とで、全体としては格子形状に構成される。スペーサ部材４０を格子形状に構成することにより、スペーサ部材４０の屈曲変形を抑止することができる。

スペーサ部材４０をなす材料としては、４２アロイ等の金属材料が好ましい。４２アロイは、重量パーセントでニッケルが４２％、鉄が５７％で、残りが微量の添加物質（例えば、銅、マンガン等）からなる合金である。スペーサ部材４０は、スペーサ部材４０の厚みに相当する厚みを有する金属板に対して、両面エッチング加工を施すことによって作成される。スペーサ部材４０には、ニッケルメッキやパリレン（登録商標）等の表面処理を施すことも好ましい。

圧力室基板２０（振動板３０を含む）及び配線基板５０をなす材料としては、シリコン（Ｓｉ）が好ましい。４２アロイの熱膨張係数は、４．５×１０^−６／℃〜６×１０^−６／℃である。シリコンの熱膨張係数は、２．５×１０^−６／℃〜４×１０^−６／℃である。また、４２アロイとシリコンとの熱膨張係数の差は、０．５×１０^−６／℃〜３．５×１０^−６／℃である。このように、４２アロイ及びシリコンの熱膨張係数は、ともに極めて小さく、また、略同一といえる。

そのため、積層体Ａの形成に際して行われる各基板等に対する加熱等による温度変化や、インクジェットヘッド１の動作に伴う発熱による温度変化等、各種の要因による温度変化が各基板等に生じたとしても、各基板等の熱膨張の度合いが極めて小さく、また、略同一となることから、基板等同士の熱膨張係数の差による基板等の反りや基板等間の剥離による問題の発生を防止することができる。したがって、基板等の反りによるノズルＮからのインクの吐出角度の変化を防止することができる。また、基板等間の剥離部分からインクが漏れ出すこともなくなる。このように、本実施形態のインクジェットヘッド１によれば、インクジェットヘッド１の信頼性をより向上させることができる。

〔スペーサ部材の他の実施形態〕
図６は、スペーサ部材の構成の他の例を示す底面図である。

脱気溝４６は、図６に示すように、主走査方向に沿う方向に、２つの透孔４２、４２からスペーサ部材４０の両縁部に亘って形成してもよい。この場合にも、各脱気溝４６、４６は、最も端の透孔４２、４２から、これら透孔４２、４２に近い側のスペーサ部材４０の長辺部に亘って形成することが好ましい。この場合には、脱気溝４６の長さを最も短くすることができ、スペーサ部材４０を折れ難くすることができる。

また、各脱気溝４６、４６は、一直線上には位置しないようにすることが好ましい。各脱気溝４６、４６を一直線上に位置させないことにより、スペーサ部材４０を折れ難くすることができる。

なお、この実施形態のように脱気溝４６を複数設ける場合には、全ての透孔４２を互いに連通させる必要はない。連通された複数の透孔４２について１本以上の脱気溝４６があればよいので、例えば、ｎ個の透孔４２が互いに連通されてこれらについて１本以上の脱気溝４６があり、別のｍ個の透孔４２が互いに連通されてこれらについて１本以上の脱気溝４６があればよい。ここで、ｎ個の透孔４２と、別のｍ個の透孔４２とは、連通していなくともよい。

図７は、スペーサ部材の構成のさらに他の例を示す底面図である。

脱気溝４６は、図７に示すように、主走査方向に対して同一方向に（例えば４５°程度）傾斜した方向に形成してもよい。脱気溝４６は、１つの透孔４２からスペーサ部材４０の縁部に亘って形成してもよいし、２つの透孔４２、４２からスペーサ部材４０の両縁部に亘って形成してもよい。

脱気溝４６を主走査方向に対して傾斜させることにより、スペーサ部材４０は、主走査方向を折り目とする折れを生じ難くなる。接着する前のスペーサ部材４０には、主走査方向及び主走査方向に直交する方向を折り目とする折れを生じさせる力が加わり易いので、脱気溝４６を傾斜させることにより、スペーサ部材４０の折れを防止できる。

この場合にも、脱気溝４６は、最も端の透孔４２から、この透孔４２に近い側のスペーサ部材４０の長辺部に亘って形成することが好ましい。この場合には、脱気溝４６の長さを最も短くすることができ、スペーサ部材４０を折れ難くすることができる。

また、各脱気溝４６、４６は、一直線上には位置しないようにすることが好ましい。各脱気溝４６、４６を一直線上に位置させないことにより、スペーサ部材４０を折れ難くすることができる。

図８は、スペーサ部材の構成のさらに他の例を示す底面図である。

脱気溝４６は、主走査方向に対して互いに異なる方向に（例えば±４５°程度）傾斜した方向に形成してもよい。脱気溝４６、４６は、１つの透孔４２からスペーサ部材４０の縁部に亘って複数を形成してもよいし、２つの透孔４２、４２からスペーサ部材４０の両縁部に亘って形成してもよい。

脱気溝４６を主走査方向に対して傾斜させることにより、スペーサ部材４０は、主走査方向を折り目とする折れを生じ難くなる。接着する前のスペーサ部材４０には、主走査方向及び主走査方向に直交する方向を折り目とする折れを生じさせる力が加わり易いので、脱気溝４６を傾斜させることにより、スペーサ部材４０の折れを防止できる。

この場合にも、脱気溝４６は、最も端の透孔４２から、この透孔４２に近い側のスペーサ部材４０の長辺部に亘って形成することが好ましい。この場合には、脱気溝４６の長さを最も短くすることができ、スペーサ部材４０を折れ難くすることができる。

また、各脱気溝４６、４６は、スペーサ部材４０の長辺部における同一位置には位置しないようにすることが好ましい。各脱気溝４６、４６をスペーサ部材４０の長辺部における同一位置に位置させないことにより、スペーサ部材４０を折れ難くすることができる。

図９は、スペーサ部材の構成のさらに他の例を示す底面図である。

連通溝４５及び／又は脱気溝４６の周囲には、図９に示すように、少なくとも１つの凹部４７を形成してもよい。この凹部４７は、連通溝４５及び／又は脱気溝４６と同程度の深さを有し、圧力室基板２０又は配線基板５０との間に、どこにも連通しない閉鎖された空隙を形成する。凹部４７は、連通溝４５及び／又は脱気溝４６と同じ側のスペーサ部材４０の表面部に形成する。

この凹部４７は、連通溝４５及び／又は脱気溝４６の周囲に塗布された接着剤を逃がして、連通溝４５及び／又は脱気溝４６が接着剤で塞がることを防止する。

図１０は、スペーサ部材の構成のさらに他の例を示す底面図である。

脱気溝４６は、図１０に示すように、主走査方向に対して（例えば±４５°程度）傾斜した方向に形成する場合には、スペーサ部材４０の短辺部から外方に連通させてもよい。

この場合には、脱気溝４６は、透孔４２の長手方向端部又は貫通孔４４から、これら端部又は貫通孔４４に近い側のスペーサ部材４０の短辺部に亘って形成することが好ましい。この場合には、脱気溝４６の長さを最も短くすることができ、また、脱気溝４６が短辺部に対して傾斜していることにより、スペーサ部材４０を折れ難くすることができる。

脱気溝４６を主走査方向に対して傾斜させることにより、スペーサ部材４０は、主走査方向に直交する方向を折り目とする折れを生じ難くなる。接着する前のスペーサ部材４０には、主走査方向及び主走査方向に直交する方向を折り目とする折れを生じさせる力が加わり易いので、脱気溝４６を傾斜させることにより、スペーサ部材４０の折れを防止できる。

また、各脱気溝４６、４６は、一直線上には位置しないようにすることが好ましい。各脱気溝４６、４６を一直線上に位置させないことにより、スペーサ部材４０を折れ難くすることができる。

〔インクジェットヘッドの配置〕
このインクジェットヘッドは、インクジェット記録装置において、図５（ａ）に示すように、スペーサ部材４０を構成する桟部の長手方向を、ノズルＮから液滴を吐出しながら描画を行うときの記録媒体に対する相対移動方向（主走査方向）に直交する方向（副走査方向）として配置されることが好ましい。このように配置することにより、副走査方向については、スペーサ部材４０によりアクチュエータ６０同士の間隔を狭めることが阻害されないので、アクチュエータ６０同士の間隔を狭めることにより、副走査方向の画素密度を上げることができるからである。主走査方向については、スペーサ部材４０（桟部）によりアクチュエータ６０同士の間隔を狭めることが阻害されるが、走査速度に対して駆動周波数を相対的に上げることにより、主走査方向の画素密度を上げることができる。

〔インクジェット記録装置〕
図１１は、本発明に係るインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。

本発明に係るインクジェット記録装置は、図１１に示すように、前述したインクジェットヘッド１と、導通路５１、４１、開口部及び流路を介して圧力室内にインクを供給するインク供給手段１００と、インクジェットヘッド１の吐出動作及び記録媒体１０１との相対移動操作を制御する制御手段となる制御部１０２とを備えて構成される。

制御部１０２は、メモリ１０３から描画データを取得し、この描画データに基づいて、インクジェットヘッド１のアクチュエータ６０に駆動電圧を印加する。駆動電流を供給されたアクチュエータ６０は、圧力室内のインクを、記録媒体１０１に向けてノズルから吐出させる。

また、制御部１０２は、インク供給手段１００を制御して、インクジェットヘッド１の導通路５１、４１を介して、圧力室内にインクを供給させる。インク供給手段１００は、インクを貯留するインクタンク、インクタンクからインクジェットヘッド１に至る流路、流路中をインクジェットヘッド１に向けてインクを流すポンプを有している。制御部１０２は、ポンプを駆動させて、インクジェットヘッド１にインクを供給させる。

制御部１０２は、移動操作機構１０４を制御して、インクジェットヘッド１及び記録媒体１０１を相対移動操作させる。移動操作機構１０４は、記録媒体１０１を移動操作するための支持機構及び駆動機構と、インクジェットヘッド１を移動操作するための支持機構及び駆動機構とを有している。制御部１０２は、描画データに基づいて、駆動機構に駆動電流を供給して、インクジェットヘッド１及び記録媒体１０１を相対移動操作させる。

描画を行うときは、インクジェットヘッド１及び記録媒体１０１の相対移動方向は、スペーサ部材４０のスペーサ部材４０である桟部の長手方向に直交する方向（主走査方向）である。

制御部１０２は、このように主走査をさせながら、複数のノズルから液滴を吐出させ、記録媒体１０１への描画データに基づく描画を行わせる。

次に制御部１０２は、描画を行わずに、スペーサ部材４０のスペーサ部材４０である桟部の長手方向（副走査方向）にインクジェットヘッド１及び記録媒体１０１を相対移動させる。このような副走査が終了すると、制御部１０２は、再び主走査及び描画を行う。このようにして、主走査及び描画と、副走査とが繰り返されることにより、記録媒体１０１上に、描画データに基づく画像が形成される。

本発明は、前述した各実施形態に限定されることなく、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よい。

インクジェットヘッド１の構成は、入口及び出口がそれぞれ設けられた複数の圧力室２１を有し、圧力室２１に対して圧電素子により圧力を付与して、圧力室２１の出口に連通するノズルＮからインクを吐出させる構成のものであれば、如何なる構成であってもよい。

また、上記各実施形態にあっては、インク吐出方向が上下方向と略平行となるように構成されたインクジェットヘッド１を示したが、インク吐出方向は如何なる方向であっても良く、例えば、傾斜方向や水平方向となるように構成してもよい。

さらに、その他、具体的な細部構造や数値等及び制御部１０２の制御内容等についても適宜に変更可能であることは勿論である。加えて、今回開示された各実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ インクジェットヘッド
１０ ノズルプレート
２０ 圧力室基板
２１ 圧力室
２１ａ 流路
３０ 振動板
３１ 開口部
４０ スペーサ部材
４０ａ 基材部（桟部）
４０ｂ 梁部
４０ｃ 交差部
４１ 導通路
４２ 透孔
４３ 共通グランド電極
４４ 貫通孔
４５ 連通溝
４６ 脱気溝
４７ 凹部
５０ 配線基板
５１ 導通路
５２ 配線
５３ インターポーザ
６０ アクチュエータ
６１ 配線電極
６２ 第１電極層
６３ 第２電極層
７０ 共通インク室
８０ 筐体
９０ 接続部
９１ バンプ
９２ 導電性材料
１００ インク供給手段
１０１ 記録媒体
１０２ 制御部
１０３ メモリ
１０４ 移動操作機構
Ａ 積層体
Ｎ ノズル
Ｐ 射出面

Claims (7)

1. 複数の圧力室が二次元配列されて形成された圧力室基板と、
   前記圧力室に対応して配置され、前記圧力室内に圧力を印加する複数のアクチュエータと、
   前記圧力室基板との間に前記アクチュエータを挟んで配置され、前記アクチュエータに給電するための配線パターンが形成された配線基板と、
   前記圧力室基板及び前記配線基板に挟まれて配置され、表面及び裏面を前記圧力室基板及び前記配線基板に接着され、前記アクチュエータを囲む複数の透孔を有し、前記アクチュエータの厚さよりも厚いスペーサ部材と、
   前記圧力室を外方に連通させ、前記圧力室内の液体を液滴として吐出する複数のノズルとを備え、
   前記スペーサ部材は、
   共通グランド電極の一部に重なる位置に形成された貫通孔と、
   前記各透孔を前記貫通孔に連通させる表面又は裏面に形成された連通溝と、
   前記透孔のうちの一つを外方に連通させる表面に形成された脱気溝、前記透孔のうちの一つを外方に連通させる裏面に形成された脱気溝、前記貫通孔を外方に連通させる表面に形成された脱気溝、又は、前記貫通孔を外方に連通させる裏面に形成された脱気溝とを有することを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記連通溝及び前記貫通孔は、前記各透孔の全てを互いに連通させており、
   前記脱気溝は、１本のみが形成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. 前記脱気溝及び／又は前記連通溝の周囲に、少なくとも１つの凹部を有す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. 前記各透孔は、前記ノズルから液滴を吐出しながら描画を行うときの記録媒体に対する相対移動方向である主走査方向に直交する方向が長手方向となっている細長い形状に形成されており、前記主走査方向に直交する方向に配列された複数の前記アクチュエータを囲んでおり、
   前記脱気溝は、前記主走査方向に沿う方向に形成され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. 前記各透孔は、前記ノズルから液滴を吐出しながら描画を行うときの記録媒体に対する相対移動方向である主走査方向に直交する方向が長手方向となっている細長い形状に形成されており、前記主走査方向に直交する方向に配列された複数の前記アクチュエータを囲んでおり、
   前記脱気溝は、前記主走査方向に対して傾斜した方向に形成され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。
6. 前記各透孔は、前記ノズルから液滴を吐出しながら描画を行うときの記録媒体に対する相対移動方向である主走査方向に直交する方向が長手方向となっている細長い形状に形成されており、前記主走査方向に直交する方向に配列された複数の前記アクチュエータを囲んでおり、
   前記スペーサ部材は、前記主走査方向に直交する方向が長辺方向である長方形に形成されており、
   前記脱気溝は、前記主走査方向に対して傾斜した方向に形成され、前記スペーサ部材の短辺部から外方に連通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。
7. 請求項４、５又は６記載のインクジェットヘッドと、
   前記圧力室内にインクを供給するインク供給手段と、
   前記主走査方向に前記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させながら、前記ノズルから液滴を吐出させ、前記記録媒体への描画を行わせる制御手段とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。

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