WO2012144597A1

WO2012144597A1 - インクジェットヘッド

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Publication number: WO2012144597A1
Application number: PCT/JP2012/060716
Authority: WO
Inventors: 光高松; 渡辺　英生
Original assignee: コニカミノルタＩｊ株式会社
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-10-26
Also published as: JPWO2012144597A1; EP2700506B1; JP5846201B2; EP2700506A4; EP2700506A1

Abstract

高密度に配線電極を配置することができ、チャネルの高密度化にも容易に対応可能なインクジェットヘッドを提供することを目的とし、駆動チャネルとダミーチャネルとが交互に配置されてなるヘッドチップ１と、配線基板３とを有するインクジェットヘッドであって、配線基板３は、駆動チャネルの開口部に対応する位置のみにインク供給用の貫通穴がそれぞれ形成されていると共に、チャネル列に対応する複数の貫通穴の列のうち、少なくとも１つの貫通穴の列における隣接する貫通穴の間には、少なくとも１本の配線電極が通ってヘッドチップの側方へ張り出した配線基板の端部まで延びており、貫通穴の間を通る少なくとも１本の配線電極は、ダミーチャネルの開口部とは非接触であり、且つ、インク吐出方向から見てダミーチャネルの開口部に重なっていることを特徴とする。

Description

インクジェットヘッド

　本発明はインクジェットヘッドに関し、詳しくは、駆動チャネルとダミーチャネルとが交互に配置されたヘッドチップを有し、チャネルの高密度化を図り得るインクジェットヘッドに関する。

　チャネルを区画する駆動壁に形成された駆動電極に所定電圧の駆動信号を印加することにより駆動壁をせん断変形させ、そのとき発生する圧力を利用してチャネル内のインクをノズルから吐出させるようにしたせん断モード型のインクジェットヘッドとして、前面及び後面にそれぞれチャネルの開口部が配置されたいわゆるハーモニカ型のヘッドチップを有するものが知られている。

　ハーモニカ型のヘッドチップは、駆動電極がチャネル内に臨んでいて外部に露出していないため、如何にして各駆動電極と駆動回路との電気的接続を行うかが課題である。ヘッドチップに複数並設されるチャネル列のうち、外側に位置するチャネル列は、ヘッドチップの後面を利用して各チャネルからヘッドチップの端部にかけて駆動電極と導通する接続電極を形成することで、このヘッドチップの端部においてＦＰＣ等との電気的接続を行うことが容易である。しかし、内側に位置するチャネル列の駆動電極に対する駆動信号の印加もヘッドチップの端部から行なおうとする場合、各駆動電極と導通する接続電極を外側のチャネル列を越えてヘッドチップの端部まで形成しなくてはならないという問題がある。

　従来、このような問題を解決するため、特許文献１には、４列のチャネル列を、チャネルのピッチを１／４ずつずらして配置すると共に、各チャネル内の駆動電極をヘッドチップの後面側の開口部の周辺に露出することでそれぞれ電気的接点を形成し、このヘッドチップの後面に対し、片面に配線電極を形成したフレキシブル基板を、配線電極形成面をヘッドチップの後面に対面させ、該後面の全面を覆うように接合することで、全てのチャネル列の各駆動電極に対し、ヘッドチップの一側方から駆動信号を印加できるようにすることが開示されている。

　このフレキシブル基板には、各チャネルに対応する位置に貫通穴が形成され、この貫通穴を通して各チャネルへのインク供給を可能としている。同一チャネル列における隣接する貫通穴の間には、それよりも内側に位置するチャネル列の電気的接点と電気的に接続される配線電極が形成される。特許文献１では、４列のチャネル列相互でピッチを１／４ずつずらすことで、チャネル間には、最大で３本分の配線電極が通ることになる。各配線電極は隣接する貫通穴の間を通るため、インク吐出方向に沿う方向から見た場合、駆動壁の幅（厚み）の範囲内に収まるように配設される。

　ところで、せん断モード型のインクジェットヘッドには、チャネル列内の各チャネルを、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとに分け、これらを交互に配置することによってチャネル列を構成した独立駆動タイプのヘッドチップを有するインクジェットヘッドがある。駆動チャネルとダミーチャネルとを交互に配置することにより、全ての駆動チャネルから同時にインクを吐出することが可能である。

　特許文献２には、このような独立駆動タイプのハーモニカ型のヘッドチップの後面に、各チャネル内の駆動電極と導通する接続電極を形成し、複数並設されるチャネル列のうちの内側に位置するチャネル列の接続電極を、ヘッドチップの後面において、片面に配線電極を形成したフレキシブル基板を該配線電極の幅と同幅の細幅状に用いて、外側のチャネル列を越えてヘッドチップの端部まで引き出すことが開示されている。

　配線電極を形成したフレキシブル基板は、外側のチャネル列を越える際、ダミーチャネルの後面側の開口部を塞ぐように設けられている。フレキシブル基板は、配線電極形成面と反対側の面をヘッドチップの後面に対面させているため、ダミーチャネルの開口部内やその近傍に露出している駆動電極や接続電極とのショートを引き起こすことが防止される。しかも、ダミーチャネルの後面側の開口部を塞ぐようにフレキシブル基板を設けるので、チャネルの高密度化にも対応し易い利点がある。

特開２００２－１７８５０９号公報特開２００８－１４３１６７号公報

　通常、ハーモニカ型のヘッドチップは、後面側から各チャネルにインクが供給される。このため、特許文献２に記載のようにヘッドチップの後面側に配線電極が露出していると、配線電極がインクと直に接触してしまい、電極の腐食の問題がある。

　電極がインクと直に接触することを回避する場合、一般に、電極表面に保護膜を形成することが知られているが、使用するインクによっては保護膜を浸透してしまう可能性があり、電極の腐食を回避する観点からは依然解決すべき課題を有している。

　特許文献１に記載のように、配線電極がヘッドチップの後面と対向するように配置する場合、配線電極がインクと直に接触することを防ぐことができるが、チャネル列を越えて配線される配線電極は、インク吐出方向に沿う方向から見た場合、チャネル間の駆動壁上を通るようにしているため、チャネルが高密度になるにつれて駆動壁の幅が狭小となり、高密度化を図り難いという問題がある。

　すなわち、特許文献１に記載の技術では、チャネルが高密度になって配線電極を通過させるべきチャネル間のスペース（駆動壁の幅）が狭小となるにつれ、配線電極をより細幅に形成しなくてはならなくなる。しかし、配線電極を細幅にすると電気抵抗の増大化を招く結果となり、細幅化にも自ずと限界がある。

　そこで、本発明は、複数のチャネル列を有する独立駆動タイプのハーモニカ型ヘッドチップの後面に対して、配線電極を有する基板を該配線電極がヘッドチップの後面側となるように接合しても、高密度に配線電極を配置することができ、チャネルの高密度化にも容易に対応可能なインクジェットヘッド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．チャネルと圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列が複数並設され、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極と導通する接続電極がそれぞれ形成され、前記チャネル列がインク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されて構成されてなるヘッドチップと、
　前記ヘッドチップの後面に対して複数の前記チャネル列を覆うと共に該ヘッドチップの側方へ張り出すように接合される配線基板とを有し、
　前記配線基板における前記ヘッドチップと接合される側の面に形成された配線電極を前記接続電極と電気的に接続させることによって、該接続電極の各々を前記配線基板の端部まで電気的に引き出し、前記配線電極及び前記接続電極を介して前記駆動電極に電圧を印加することによって、前記駆動チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、
　前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置のみにインク供給用の貫通穴がそれぞれ形成されていると共に、前記チャネル列に対応する複数の前記貫通穴の列のうち、少なくとも１つの前記貫通穴の列における隣接する該貫通穴の間には、少なくとも１本の前記配線電極が通って前記ヘッドチップの前記側方へ張り出した前記配線基板の端部まで延びており、
　前記貫通穴の間を通る少なくとも１本の前記配線電極は、前記ダミーチャネルの開口部とは非接触であり、且つ、インク吐出方向から見て前記ダミーチャネルの開口部に重なっていることを特徴とするインクジェットヘッド。

２．前記配線基板は、ガラス、シリコン、セラミックスのいずれかからな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．前記ヘッドチップは、Ａ列及びＢ列の２列のチャネル列を有し、
　一つのＡ列の前記貫通穴の間には、前記Ｂ列のチャネル列の前記接続電極と電気的に接続する前記配線電極のうち、該Ｂ列の前記駆動チャネルに対応する１本の前記配線電極と、該駆動チャネルに隣接するＢ列の前記ダミーチャネルに対応する１本の前記配線電極の合計２本の前記配線電極が通っ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．前記ヘッドチップは、Ａ列、Ｂ列及びＣ列の３列のチャネル列を有し、
　一つのＢ列の前記貫通穴の間には、前記Ｃ列のチャネル列の前記接続電極と電気的に接続する前記配線電極のうち、該Ｃ列の前記駆動チャネルに対応する１本の前記配線電極と、該駆動チャネルに隣接するＣ列の前記ダミーチャネルに対応する１本の前記配線電極の合計２本の前記配線電極が通っており、
　一つのＡ列の前記貫通穴の間には、前記Ｂ列のチャネル列の前記接続電極と電気的に接続する前記配線電極のうち、該Ｂ列の前記駆動チャネルに対応する１本の前記配線電極と、該駆動チャネルに隣接するＢ列の前記ダミーチャネルに対応する１本の前記配線電極の２本と、前記Ｃ列の前記駆動チャネルに対応する１本の前記配線電極と、該駆動チャネルに隣接するＣ列の前記ダミーチャネルに対応する１本の前記配線電極の２本との合計４本の前記配線電極が通っ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。

　本発明によれば、複数のチャネル列を有する独立駆動タイプのハーモニカ型ヘッドチップの後面に対して、配線電極を有する基板を該配線電極がヘッドチップの後面側となるように接合しても、高密度に配線電極を配置することができ、チャネルの高密度化にも容易に対応可能なインクジェットヘッド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分解斜視図本発明に係るヘッドチップの部分背面図ヘッドチップと配線基板との接合状態を示す部分背面図図３の(iv)－(iv)線に沿う断面図図３の(v)－(v)線に沿う断面図３列のチャネル列を備えたヘッドチップと配線基板との接合状態を示す部分背面図図６の(vii)－(vii)線に沿う断面図比較例を示すインクジェットヘッドの部分断面図

　本発明におけるヘッドチップは、チャネルと圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されてなるチャネル列を複数平行に有している。ヘッドチップは、前面及び後面にそれぞれチャネルの開口部が対向して配置される。各チャネルは、後面の開口部（チャネルの入口）から前面の開口部（チャネルの出口）にかけて断面形状が変化しないストレート状に形成され、各チャネル内に臨む駆動壁の表面には駆動電極が形成される。

　このようなヘッドチップは、六面体からなるいわゆるせん断モード型のハーモニカ型ヘッドチップであり、駆動壁両面の各駆動電極に所定電圧の駆動信号を印加することによって該駆動壁をせん断変形させることによって、チャネル内に供給されたインクに吐出のための圧力変化を与え、ヘッドチップの前面に配置されたノズルからインク滴として吐出させる。

　本発明では、このような六面体のハーモニカ型のヘッドチップにおいて、ノズルが配置されてインクが吐出される側の面を「前面」、その反対側の面を「後面」と定義する。また、ヘッドチップの前面又は後面と平行な方向であって該ヘッドチップから離れる方向をヘッドチップの「側方」と定義する。

　本発明におけるチャネル列は、駆動チャネルとダミーチャネルとが交互に配置される独立駆動型のヘッドチップである。ヘッドチップの後面には、駆動チャネル及びダミーチャネル内の各駆動電極と導通する接続電極がそれぞれ個別に形成され、対応する駆動チャネル又はダミーチャネルと同ピッチでヘッドチップの後面に配列される。

　駆動チャネルとは、画像記録時に画像データに応じてノズルからインク吐出を行うチャネルであり、ダミーチャネルとは、画像データに関わらず、常にインク吐出を行わないチャネルである。ダミーチャネルはインク吐出を行う必要がないため、一般にインクが充填されないか、ノズルプレートにダミーチャネルに対応するノズルが形成されない。

　ヘッドチップの後面に接着剤によって接合される配線基板は、ヘッドチップと駆動回路との間をつなぐ中間配線部材である。好ましくは、ヘッドチップと駆動回路からの電気配線部材との間を中継し、該電気配線部材との電気的接続の容易化を図る。この配線基板は、各駆動電極をそれに対応する接続電極を介してヘッドチップのチャネル列と直交する側方に電気的に引き出す。

　本発明における配線基板は、ヘッドチップの後面に対して、該後面に開口する全てのチャネル列を覆うと共に、端部が該ヘッドチップにおけるチャネル列と直交する側方へ張り出すように接合される。

　この配線基板は、ヘッドチップの駆動チャネルに対応する位置のみに、該駆動チャネル内にインク供給を可能とするための貫通穴を有している。従って、ダミーチャネルの後面側の開口部は、この配線基板によって塞がれる。

　なお、この開口部とは、ダミーチャネルがヘッドチップの後面と面一状に開口している部分をいう。

　配線基板のヘッドチップと接合される側の面（以下、表面という。）には、ヘッドチップの後面に配列される各接続電極とそれぞれ電気的に接続される配線電極が形成される。この配線基板がヘッドチップの後面と接合された状態で、配線電極の各々は、その一端が、対応する接続電極と電気的に接続され、他端が、ヘッドチップの側方へ張り出した配線基板の端部まで延びている。

　ヘッドチップのチャネル列に対応する配線基板の複数の貫通穴の列のうち、少なくとも１つの貫通穴の列における隣接する該貫通穴の間には、少なくとも１本の配線電極が通っている。この貫通穴の間を通る配線電極は、他のチャネル列の接続電極と電気的に接続される配線電極である。

　この貫通穴の間を通る少なくとも１本の配線電極は、配線基板がヘッドチップの後面に接着剤を介して接合された状態で、ダミーチャネルの開口部とは非接触となっており、且つ、インク吐出方向から見て、ダミーチャネルの開口部に重なっている。すなわち、この貫通穴の間を通る配線電極は、当該配線電極が導通すべき接続電極と接触する以外、ヘッドチップの後面には接触していない。

　これにより、配線電極がヘッドチップの後面側となるように配線基板をヘッドチップの後面全面に対して接合しても、配線電極は対応するチャネルの接続電極以外、ヘッドチップの後面に接触することはないため、クロストーク及びショートの発生を防止できる。しかも、貫通穴の間を通る少なくとも１本の配線電極はダミーチャネルの開口部上を通るため、チャネル間のスペースが狭小であっても、ダミーチャネルの開口部上を含む隣接する貫通穴の間のスペースを全て利用することができるため、配線電極を殊更細幅にしなくても高密度な配線が可能であり、チャネルの高密度化にも対応できる。

　このようなインクジェットヘッドには、ヘッドチップの側方へ張り出した配線基板の端部に、配線電極と電気的に接続される配線を有する電気配線部材が接合される。電気配線部材は駆動回路とつながっており、配線基板の配線電極及び接続電極を介して駆動電極に駆動回路からの電圧が印加される。これにより駆動チャネル内のインクをノズルから吐出させることができる。電気配線部材としては、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという。）が好ましく用いられる。

　本発明における配線基板は、基板材料がガラス、シリコン、セラミックスのいずれかであることが好ましい。これらを用いた場合、同じ厚みの樹脂材料に比べて剛性が高く、それだけ配線基板を薄くすることができ、貫通穴の流路抵抗を抑えることができる。

　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はインクジェットヘッドの分解斜視図、図２はそのヘッドチップの部分背面図である。

　図中、１はせん断モード型のハーモニカ型ヘッドチップ、２はノズルプレート、３は配線基板、４はＦＰＣである。

　このヘッドチップ１は、Ａ列、Ｂ列の２列のチャネル列を有している。ここでは、図２中の下側のチャネル列をＡ列、上側のチャネル列をＢ列とする。各チャネル列は、それぞれ駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂとダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂとが交互に配置されている。駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂと隣接するダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂとの間は圧電素子からなる駆動壁１３Ａ、１３Ｂとなっている。各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂと各ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂは、ヘッドチップ１の前面１ａと後面１ｂとにそれぞれ開口しており、その内面には駆動電極１４がめっき、蒸着又はスパッタリング等によってそれぞれ密着形成されている。

　なお、ヘッドチップ１は、Ａ列のチャネル列の駆動チャネル１１Ａ及びダミーチャネル１２Ａと、Ｂ列のチャネル列の駆動チャネル１１Ｂ及びダミーチャネル１２Ｂとが互いに１ピッチずつずれて配置されている。すなわち、ヘッドチップ１の後面１ｂと平行且つチャネル列と直交する方向に沿って見た場合、Ａ列の駆動チャネル１１ＡとＢ列のダミーチャネル１２Ｂとが同一直線上に位置し、Ａ列のダミーチャネル１２ＡとＢ列の駆動チャネル１１Ｂとが同一直線上に位置している。

　ヘッドチップ１の後面１ｂには、駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ及びダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂの各駆動電極１４と導通する接続電極１５Ａ、１５Ｂがめっき、蒸着又はスパッタリング等によってそれぞれ形成されている。各接続電極１５Ａ、１５Ｂの一端は、対応する駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ又はダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ内の駆動電極１４と導通している。他端は、Ａ列の駆動チャネル１１Ａ及びダミーチャネル１２Ａに対応する各接続電極１５Ａにおいては、各チャネル１１Ａ、１２Ａ内からヘッドチップ１の一方の端縁１ｃ（図２中の下端縁）にかけて形成されているが、Ｂ列の駆動チャネル１１Ｂ及びダミーチャネル１２Ｂに対応する各接続電極１５Ｂにおいては、各チャネル１１Ｂ、１２Ｂ内からＡ列側に向けて延び、該Ａ列のチャネル列の手前までにかけて形成されている。従って、接続電極１５Ａ、１５Ｂのいずれも、各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂから同一方向（端縁１ｃ方向）に向けて延びている。

　ノズルプレート２は、ヘッドチップ１の前面１ａに接着剤によって接合されている。ノズルプレート２には、各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂに対応する位置のみにノズル２１が開設されている。

　配線基板３は、ヘッドチップ１の後面１ｂの外形形状よりも大判な平板状の基板である。配線基板３には、ヘッドチップ１の後面１ｂに接合した際、撓み難いことが好ましく、ガラス、シリコン、セラミックスが好ましく用いられる。本実施形態ではガラス基板を用いた。

　ヘッドチップ１の後面１ｂと接合する接合領域（図１中の一点鎖線で示される領域）３１内には、ヘッドチップ１の後面１ｂに開口する駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂに対応する位置のみに、不図示の共通インク室から各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ内にインクを供給するための貫通穴３２Ａ、３２Ｂが個別に開設されている。貫通穴３２Ａ、３２Ｂの開口面積は、駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂの開口面積と同一又はやや大きく形成されている。

　配線基板３の厚みは、貫通穴３２Ａ、３２Ｂの流路抵抗を抑えつつ、適度な剛性を確保する観点から、０．３ｍｍ～０．８ｍｍとすることが好ましい。

　また、配線基板３の表面には、ヘッドチップ１の後面１ｂに配列されている各接続電極１５Ａ、１５Ｂと１対１に対応して電気的に接続される配線電極３３Ａ、３３Ｂが、配線基板３の表面上においてヘッドチップ１のチャネル列と交叉する方向に延びるように、めっき、蒸着又はスパッタリング等によって形成されている。

　Ａ列の各チャネル１１Ａ、１２Ａから引き出される接続電極１５Ａに対応する各配線電極３３Ａは、一端が、接合領域３１内のＡ列の各チャネル１１Ａ、１２Ａに対応する近傍に位置し、他端が、該接合領域３１からヘッドチップ１のチャネル列と直交する側方に向けて延び、接合領域３１からはみ出して配線基板３の端部３ａに至っている。

　一方、Ｂ列の各チャネル１１Ｂ、１２Ｂから引き出される接続電極１５Ｂに対応する各配線電極３３Ｂは、一端が、接合領域３１内のＢ列の各チャネル１１Ｂ、１２Ｂに対応する近傍に位置し、他端が、配線電極３３Ａと同一方向に向けて延び、Ａ列において隣接する貫通穴３２Ａの間を通って、接合領域３１からはみ出して配線基板３の端部３ａに至り、配線電極３３Ａと交互になるように配列されている。

　配線基板３は、各配線電極３３Ａ、３３Ｂが対応するヘッドチップ１の各接続電極１５Ａ、１５Ｂと電気的に接続するように位置合わせされ、接着剤によって該ヘッドチップ１の後面１ｂに貼り合わされている。接着剤としては、導電性粒子を含む異方性導電性接着剤を使用することもできるが、ショート防止の確実性を高めるためにも、導電性粒子を含まない接着剤を使用することが好ましい。

　次に、図３～図５を用いてＡ列の貫通穴３２Ａ、３２Ａ間を通る配線電極３３Ｂの詳細について更に説明する。

　図３は、ヘッドチップ１の後面１ｂに配線基板３を接合した状態を該配線基板３の背面側から見た部分背面図、図４は、図３中の(iv)-(iv)線に沿う断面図、図５は図３の(v)－(v)線に沿う断面図である。

　Ｂ列の各接続電極１５Ｂと導通する配線電極は、Ｂ列の駆動チャネル１１Ｂの接続電極１５Ｂと電気的に接続される配線電極３３Ｂ_１と、Ｂ列のダミーチャネル１２Ｂの接続電極１５Ｂと電気的に接続される配線電極３３Ｂ_２とからなる。これら配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２は、Ａ列において隣接する貫通穴３２Ａ、３２Ａの間を通って、配線基板３の端部３ａまで延びている。配線基板３の表面におけるＡ列の貫通穴３２Ａ、３２Ａ間には、Ｂ列において隣接する１つの駆動チャネル１１Ｂの接続電極１５Ｂと電気的に接続する１本の配線電極３３Ｂ_１と、１つのダミーチャネル１２Ｂの接続電極１５Ｂに対して電気的に接続する１本の配線電極３３Ｂ_２との合計２本が配置されている。

　一端がＢ列のダミーチャネル１２Ｂの接続電極１５Ｂと電気的に接続する配線電極３３Ｂ_２は、他端側が該接続電極１５Ｂとの接続部位からＡ列の貫通穴３２Ａ、３２Ａ間に向けて配線基板３の表面上で屈曲し、該貫通穴３２Ａ、３２Ａ間に位置するＡ列のダミーチャネル１２Ａの開口部１２０Ａの縁部１２１ａ上に一部被さるように該開口部１２０Ａ上を通過した後、該ダミーチャネル１２Ａの接続電極１５Ａと接触しないように、Ａ列の隣接する接続電極１５Ａ、１５Ａ間に向けて配線基板３の表面上で屈曲し、該接続電極１５Ａ、１５Ａと電気的に接続される配線電極３３Ａ、３３Ａと並列するように端部３ａまで延びている。

　また、一端がＢ列の駆動チャネル１１Ｂの接続電極１５Ｂと電気的に接続する配線電極３３Ｂ_１は、他端側が該接続電極１５Ｂとの接続部位からＡ列の貫通穴３２Ａ、３２Ａ間に位置するＡ列のダミーチャネル１２Ａの開口部１２０Ａ上の、前記配線電極３３Ｂ_２が被さっている縁部１２１ａと対向する縁部１２１ｂ上に一部被さるように該開口部１２０Ａ上を通過した後、該ダミーチャネル１２Ａの接続電極１５Ａと接触しないように、Ａ列の隣接する接続電極１５Ａ、１５Ａ間に向けて配線基板３の表面上で前記配線電極３３Ｂ_２と反対側に屈曲し、該接続電極１５Ａ、１５Ａと電気的に接続される配線電極３３Ａ、３３Ａと並列するように端部３ａまで延びている。

　なお、ダミーチャネル１２Ａの開口部１２０Ａの縁部１２１ａ、１２１ｂとは、ダミーチャネル１２Ａの開口部１２０Ａの周縁を形成する４つの辺縁のうち、対向する駆動壁１３にそれぞれ形成されている駆動電極１４の開口側の辺縁の部分のことである。

　このように、本発明に係るインクジェットヘッドは、ヘッドチップ１の最外側に位置するＡ列のチャネル列を跨ぐように、それに隣接するＢ列のチャネル列に対応する配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２が、Ａ列の貫通穴３２Ａ、３２Ａ間を通過する際、ヘッドチップ１の後面１ｂにおけるＡ列の駆動壁１３Ａ、１３Ａ上のスペース内だけでなく、このスペースからダミーチャネル１２Ａの開口部１２０Ａ内に向けて、図４に示すように、はみ出し量ｃの分だけ一部はみ出している。そして、各配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２は、インク吐出方向（図４の上から下方向）に見た場合、ダミーチャネル１２Ａの開口部１２０Ａの縁部１２１ａ、１２１ｂ上に一部重なるように配置されている。

　これら配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２は、いずれも配線基板３の表面に密着形成されているため、ダミーチャネル１２Ａの開口部１２０Ａ、すなわちヘッドチップ１の後面１ｂとは接触していない。ヘッドチップ１と配線基板３との間には、図４、図５に示すように、接続電極１５Ａ、１５Ｂの厚み＋配線電極３３Ａ、３３Ｂの厚みに相当する隙間Ｓが形成されているため、配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２の表面は、接続電極１５Ｂとの接続部位以外の部位では、ヘッドチップ１の後面１ｂに対して、接続電極１５Ａ、１５Ｂの厚みに相当する距離だけ離間している。配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２の表面とヘッドチップ１の後面１ｂとの間は、接着剤５０が満たされることで絶縁されている。従って、配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２は、開口部１２０Ａ上と重なるように配置されても、該開口部１２０Ａに露出している駆動電極１４と接触することはなく、クロストークやショートのおそれはない。

　また、各配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２の配線スペースは、駆動壁１３Ａの厚み分のスペースに限られず、貫通穴３２Ａ、３２Ａ間に亘る広い面積を利用することができるため、各配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２を幅広に形成することができる。従って、配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２の電気抵抗の増大化を抑制することができる。

　なお、Ａ列のダミーチャネル１２Ａの開口部１２０Ａ上を通過する各配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２は、該ダミーチャネル１２Ａの開口部１２０Ａと重なるように配線された後、該ダミーチャネル１２Ａの接続電極１５Ａとは接触しないように、該接続電極１５Ａの部位を避けるように屈曲し、配線基板３の端部３ａにおいて配線電極３３Ａと並列している。

　以上の実施形態では、ヘッドチップ１にＡ列、Ｂ列の２列のチャネル列を備えるものを例示したが、チャネル列数は３列以上であってもよい。

　図６、図７に、Ａ列、Ｂ列及びＣ列の３列のチャネル列を備えるヘッドチップ１’を用いたインクジェットヘッドについて説明する。

　図６は、ヘッドチップ１’の後面１ｂに配線基板３’を接合した状態を該配線基板３’の背面側から見た部分背面図、図７は、図６中の(vii)-(vii)線に沿う断面図である。なお、このヘッドチップ１’において、Ａ列及びＢ列の各チャネル列は、以上説明した２列のチャネル列を備えるヘッドチップ１と同一構成であるため、ここでの説明は省略する。また、図３、図４と同一符号の部位は同一構成の部位であるため詳細な説明は省略する。

　Ｃ列のチャネル列は、駆動チャネル１１Ｃとダミーチャネル１２Ｃの配列ピッチが、Ａ列のチャネルの駆動チャネル１１Ａとダミーチャネル１２Ａの配列ピッチと同一となるように配列されている。

　この実施形態において、配線基板３’のＢ列において隣接する貫通穴３２Ｂ、３２Ｂ間を通過する２本の配線電極３３Ｃ、すなわち、Ｃ列の駆動チャネル１１Ｃの接続電極１５Ｃと電気的に接続する配線電極３３Ｃ_１、及び、Ｃ列のダミーチャネル１２Ｃの接続電極１５Ｃと電気的に接続する配線電極３３Ｃ_２は、Ｂ列のダミーチャネル１２Ｂの開口部１２０Ｂ上と重なるように通過しており、上述した２列のチャネル列の実施形態におけるＡ列の貫通穴３２Ａ、３２Ａ間を通過する配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２と同一構成となっている。この場合、符号中のＡはＢに、ＢはＣに読み替えられる。

　一方、Ａ列における貫通穴３２Ａ、３２Ａ間では、Ｂ列の各接続電極１５Ｂと電気的に接続する配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２と、Ｃ列の各接続電極１５Ｃと電気的に接続する配線電極３３Ｃ_１、３３Ｃ_２の合計４本が配置されている。

　このとき、図７に示すように、内側に位置する配線電極３３Ｂ_１、３３Ｃ_１は、インク吐出方向から見た場合、Ａ列のダミーチャネル１２Ａの開口部１２０Ａと重なるように該開口部１２０Ａ内に配置され、外側に位置する配線電極３３Ｂ_２、３３Ｃ_２は、それぞれ駆動壁１３Ａの厚みの範囲内に配置されている。各配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２、３３Ｃ_１、３３Ｃ_２は、いずれもヘッドチップ１の後面１ｂとは非接触であり、該後面１ｂとの間には接着剤５０が満たされている。

　このように、本発明によれば、貫通穴３２Ａ、３２Ａ間の全スペースを利用することで、合計４本の配線電極３３Ｂ_１、３３Ｂ_２、３３Ｃ_１、３３Ｃ_２を配置することも可能であり、高密度化にも対応可能である。

　なお、図１～図５に示す２列のチャネル列を有するヘッドチップ１は、配線基板３表面の配線電極３３Ａ、３３Ｂの引き出し方向をヘッドチップを挟んで両端側となるように構成することで、該ヘッドチップ１を２つ並列させて４列のチャネル列を有するヘッドチップとすることができる。また、図６、図７に示す３列のチャネル列を有するヘッドチップ１’の場合は、同様にして６列のチャネル列を有するヘッドチップとすることができる。

　２列のチャネル列を備えたヘッドチップにおいて、図３～図５に示したように配線基板表面の配線電極を形成した場合（本発明）と、図８に示したように、隣接する貫通穴間の２本の配線電極がダミーチャネルの開口部と重ならないように、駆動壁上にそれぞれ形成した場合（比較例）とで、配線可能となるチャネル密度について検証した。

　チャネル密度が１８０ｄｐｉ（dot per inch）の場合、表１に示すように、駆動壁厚：５９μｍ、チャネル幅：８２μｍ、貫通穴の幅：１０２μｍとなる。

　ここで、加工精度やヘッドチップと配線基板との貼り合わせ位置精度を考慮すると、比較例の場合、配線電極と近接する貫通穴との距離ａ１と、該配線電極とダミーチャネルの開口部との距離ａ２は、それぞれ２０μｍ以上を確保する必要がある。この場合、各配線電極の幅は最大でも９μｍとなってしまう。２０μｍ以下の幅となる配線は製造難易度が高く、また、仮に製造できたとしても、配線幅に比例して配線厚みを薄くしなければいけないので、電気抵抗の上昇で、駆動電圧の上昇等のインク吐出に悪影響を及ぼすことが予想される。

　従って、この比較例の場合では、実用可能な配線幅を実現するには、表１に示すように１２０ｄｐｉ程度までのチャネル密度が限界となる。

　これに対し、本発明の場合、表２に示すように、１８０ｄｐｉのチャネル密度としても、配線電極の幅は最大４６μｍとすることができ、図４中の距離ｂの１／３が配線電極を通過させ得る幅となる。

　２列のチャネル列の場合は、３００ｄｐｉとしても２２μｍの配線幅を確保することが可能となり、比較例よりも高密度化を図ることができることがわかる。

　また、本発明の場合は、３列のチャネル列としても、距離ｂは１／７が配線電極を通過可能となり、１８０ｄｐｉのチャネル密度であれば実現可能である。

　１、１’：ヘッドチップ
　　１ａ：前面
　　１ｂ：後面
　　１ｃ：端縁
　　１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ：駆動チャネル
　　１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ：ダミーチャネル
　　１２０Ａ、１２０Ｂ：開口部
　　１２１ａ、１２１ｂ：縁部
　　１３Ａ、１３Ｂ：駆動壁
　　１４：駆動電極
　　１５Ａ、１５Ｂ：接続電極
　２：ノズルプレート
　　２１：ノズル
　３、３’：配線基板
　　３ａ：端部
　　３１：接合領域
　　３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ：貫通穴
　　３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｂ_１、３３Ｂ_２、３３Ｃ_１、３３Ｃ_２：配線電極
　４：ＦＰＣ
　５０：接着剤

Claims

　チャネルと圧電素子からなる駆動壁とが交互に配置されると共に前記チャネル内に臨む前記駆動壁に駆動電極が形成されたチャネル列が複数並設され、前面及び後面にそれぞれ前記チャネルの開口部が配置され、該後面に、前記チャネル内の前記駆動電極と導通する接続電極がそれぞれ形成され、前記チャネル列がインク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されて構成されてなるヘッドチップと、
　前記ヘッドチップの後面に対して複数の前記チャネル列を覆うと共に該ヘッドチップの側方へ張り出すように接合される配線基板とを有し、
　前記配線基板における前記ヘッドチップと接合される側の面に形成された配線電極を前記接続電極と電気的に接続させることによって、該接続電極の各々を前記配線基板の端部まで電気的に引き出し、前記配線電極及び前記接続電極を介して前記駆動電極に電圧を印加することによって、前記駆動チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェットヘッドであって、
　前記配線基板は、前記駆動チャネルの開口部に対応する位置のみにインク供給用の貫通穴がそれぞれ形成されていると共に、前記チャネル列に対応する複数の前記貫通穴の列のうち、少なくとも１つの前記貫通穴の列における隣接する該貫通穴の間には、少なくとも１本の前記配線電極が通って前記ヘッドチップの前記側方へ張り出した前記配線基板の端部まで延びており、
　前記貫通穴の間を通る少なくとも１本の前記配線電極は、前記ダミーチャネルの開口部とは非接触であり、且つ、インク吐出方向から見て前記ダミーチャネルの開口部に重なっていることを特徴とするインクジェットヘッド。
　前記配線基板は、ガラス、シリコン、セラミックスのいずれかからな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。
　前記ヘッドチップは、Ａ列及びＢ列の２列のチャネル列を有し、
　一つのＡ列の前記貫通穴の間には、前記Ｂ列のチャネル列の前記接続電極と電気的に接続する前記配線電極のうち、該Ｂ列の前記駆動チャネルに対応する１本の前記配線電極と、該駆動チャネルに隣接するＢ列の前記ダミーチャネルに対応する１本の前記配線電極の合計２本の前記配線電極が通っ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。
　前記ヘッドチップは、Ａ列、Ｂ列及びＣ列の３列のチャネル列を有し、
　一つのＢ列の前記貫通穴の間には、前記Ｃ列のチャネル列の前記接続電極と電気的に接続する前記配線電極のうち、該Ｃ列の前記駆動チャネルに対応する１本の前記配線電極と、該駆動チャネルに隣接するＣ列の前記ダミーチャネルに対応する１本の前記配線電極の合計２本の前記配線電極が通っており、
　一つのＡ列の前記貫通穴の間には、前記Ｂ列のチャネル列の前記接続電極と電気的に接続する前記配線電極のうち、該Ｂ列の前記駆動チャネルに対応する１本の前記配線電極と、該駆動チャネルに隣接するＢ列の前記ダミーチャネルに対応する１本の前記配線電極の２本と、前記Ｃ列の前記駆動チャネルに対応する１本の前記配線電極と、該駆動チャネルに隣接するＣ列の前記ダミーチャネルに対応する１本の前記配線電極の２本との合計４本の前記配線電極が通っ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。