WO2020026436A1 - インクジェットヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

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WO2020026436A1
WO2020026436A1 PCT/JP2018/029229 JP2018029229W WO2020026436A1 WO 2020026436 A1 WO2020026436 A1 WO 2020026436A1 JP 2018029229 W JP2018029229 W JP 2018029229W WO 2020026436 A1 WO2020026436 A1 WO 2020026436A1
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WO
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ink
wiring
inkjet head
unit
signal wiring
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PCT/JP2018/029229
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English (en)
French (fr)
Inventor
謙一 宮田
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads

Definitions

  • the present invention relates to an ink jet head and an image forming apparatus.
  • Examples of the method of applying the pressure fluctuation include a piezoelectric element (piezo type) that deforms the shape of an ink chamber provided in the middle of the ink supply path, and a heating wire (thermal) that heats ink in the ink supply path to generate bubbles.
  • piezoelectric element piezo type
  • heating wire thermo
  • signal wires for supplying power to the respective piezoelectric elements and heating wires are connected to each other via wires on a wiring surface from a drive board or the like (for example, Patent Documents 1 to 3). .
  • An object of the present invention is to provide an ink jet head and an image forming apparatus which can perform various nozzle arrangements at a small size and at low cost.
  • the invention described in claim 1 is: Multiple nozzles, An ink supply path for supplying ink to each of the plurality of nozzles, Ink chambers provided respectively in the middle of the ink supply path, A pressurizing unit that imparts pressure fluctuations to the ink inside each of the ink chambers, An ink storage unit for storing ink to be supplied to the ink supply path, Signal wiring for transmitting a drive signal to the pressurizing unit, With The ink storage unit is provided at a position further than the ink chamber from a nozzle opening surface provided with openings of the plurality of nozzles, The wiring surface on which the signal wiring is provided is provided at a position between the ink chamber and the ink storage unit, the distance from the nozzle opening surface, The ink supply path has a penetrating portion penetrating the wiring surface, The signal wiring is an inkjet head including a portion provided between adjacent penetrating portions.
  • the inkjet head in the inkjet head according to the first aspect, at least a part of the signal wiring on the wiring surface is covered with a member that forms at least a part of a wall surface of the ink storage unit.
  • the penetrating portion is two-dimensionally arranged on at least one side with respect to an end opposite to a side connected to the pressing portion of the plurality of signal wirings in the wiring surface,
  • the signal wiring includes a portion provided between the penetrating portions adjacent on the at least one direction side.
  • a connection unit that connects between the drive unit that outputs the drive signal to the signal wiring and the opposite end of the signal wiring;
  • the ink chambers respectively communicating with the two-dimensionally arranged ink supply paths are arranged in a plurality of rows,
  • the nozzles respectively communicating with the two rows of the ink chambers are alternately arranged in a row between the two rows.
  • a plurality of the signal wirings are provided at least in part between the through portions adjacent at least in one direction.
  • An individual discharge path for discharging ink from the middle of the ink supply path A common discharge path communicating with the plurality of individual discharge paths, Is provided.
  • the invention according to claim 8 is the ink jet head according to claim 7, wherein The ink storage section and the common discharge path are provided at different distance ranges from a nozzle opening surface provided with the openings of the plurality of nozzles.
  • the wiring surface is provided at a position between the common discharge path and the ink storage unit at a distance from the nozzle opening surface,
  • the line width of the signal wiring is non-uniform, and a part of the narrowest line width of the signal wiring is provided in a range overlapping with the common discharge path in plan view from the side of the nozzle opening surface. Have been.
  • the invention according to claim 10 is the ink jet head according to claim 9, wherein
  • the common discharge path has a buffer that attenuates a change in pressure of ink transmitted from the individual discharge path,
  • the buffer section is provided along a surface different from the side on which the wiring surface is provided with respect to the common discharge path.
  • the drive unit that outputs the drive signal to the signal wiring is an IC.
  • a drive unit that outputs the drive signal to the signal wiring;
  • a connection unit that connects between the drive unit and an end of the signal wiring opposite to the side connected to the pressure unit, With The driving unit is directly connected to the connection unit on the wiring surface, and at least a part of the driving unit is provided in a range overlapping with the common discharge path in plan view from the nozzle opening surface side. .
  • the pressure unit has a piezo element,
  • the piezo element includes a PZT thin film.
  • the invention according to claim 14 is An image forming apparatus comprising the inkjet head according to any one of claims 1 to 13.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of the image forming apparatus.
  • FIG. 3 is a bottom view of the head unit as viewed from an ink ejection surface side.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an appearance of the inkjet head.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an appearance of the inkjet head.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the entire ink flow path configuration.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a part of a cross section of the inkjet head. It is a schematic diagram explaining arrangement of the upper surface of an actuator board.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a positional relationship between a part of a signal wiring and an internal structure of a head chip.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a positional relationship between a signal wiring and a configuration in a head chip in an arrangement of Modification 1.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a modification of the inkjet head.
  • FIG. 11 is a perspective view of an inkjet head having a head chip of a second modification.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the image forming apparatus 1 is an inkjet recording apparatus including a transport unit 2, a head unit 3, and the like.
  • the transport unit 2 includes two transport rollers 2a and 2b, a ring-shaped transport belt 2c, and the like.
  • the transport rollers 2a and 2b are arranged in parallel in a direction in which the rotation axis extends in the X direction.
  • the transport belt 2c is stretched between the transport rollers 2a and 2b, and rotates around when the transport roller 2a rotates according to the operation of a transport motor (not shown).
  • the transport roller 2b rotates according to the orbital movement of the transport belt 2c.
  • the recording medium M placed on the outer peripheral surface is transported in the Y direction according to the orbital movement of the transport belt 2c. .
  • the head unit 3 records an image on the recording medium M conveyed by the conveyance unit 2 by discharging ink at an appropriate timing based on the image data.
  • the head unit 3 is arranged such that the ink can be ejected in the direction of the conveyance surface within a range where the recording medium M is placed on the conveyance surface, and here, the conveyance surface and the ink ejection surface are opposed to each other.
  • a plurality of, for example, four head units 3 for ejecting four color inks of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) respectively include, for example, a recording medium.
  • the colors are arranged at predetermined intervals in the order of Y, M, C, and K colors from the upstream side in the transport direction of M.
  • the number of head units 3 need not be four, and ink of the number of colors corresponding to the number of head units 3 can be ejected. Further, in addition to the colored ink, a transparent ink for forming a film or the like may be included.
  • FIG. 2 is a bottom view of the head unit 3 as viewed from the ink ejection surface side.
  • Each of the head units 3 fixedly holds a plurality of, here eight, ink jet heads 100 on a support member.
  • a plurality of nozzle openings N are arranged on a nozzle opening surface NP which is a surface on the ejection surface side of the head chip 101.
  • the nozzle openings N are provided on nozzle rows extending in the X direction (direction perpendicular to the transport direction) at four positions in the Y direction (transport direction).
  • the nozzle openings N are arranged at predetermined nozzle intervals continuously over the width in which images can be recorded on the recording medium M in the X direction as a whole.
  • the recording medium M is not particularly limited, but may be a sheet cut to a certain size.
  • the recording medium M is supplied onto a conveyance belt 2c from a medium supply unit (not shown), and ink ejected from the head unit 3 lands to record an image (may include drying and fixing operations as necessary). After that, the sheet is sent from the transport section 2 to the medium discharge section.
  • roll paper may be used as the recording medium M.
  • the recording medium M in addition to paper such as plain paper or coated paper, various media that can fix ink that has landed on the surface, such as cloth or sheet-like resin, may be used.
  • FIGS. 3A and 3B are perspective views showing the appearance of the inkjet head 100 included in the head unit 3.
  • the inkjet head 100 includes a head chip 101, a holding unit 102, a common ink storage unit 103, and the like.
  • the inkjet head 100 is held by the head unit 3 in a direction in which the head chip 101 faces the transport belt 2c.
  • the nozzle openings N are two-dimensionally arranged in the head chip 101, and ink is ejected from each of the nozzle openings N. Note that the arrangement of the nozzle openings N in the drawing is for explanation, and does not reflect the actual nozzle spacing, the number of nozzle openings N, and the like.
  • the holding unit 102 is joined to the upper surface of the head chip 101 (the side opposite to the nozzle opening surface NP; the + Z side), and supports the common ink storage unit 103.
  • the common ink storage unit 103 includes a common supply ink storage unit 1031 (ink storage unit) that stores the ink to be supplied to the nozzle openings N, and two storage units that store the ink discharged and collected without being discharged from the nozzle openings N. And a common discharge ink storage unit 1032.
  • a common supply ink storage unit 1031 ink storage unit
  • the common supply ink storage section 1031 is provided at the center of the common ink storage section 103, and the common discharge ink storage sections 1032 are provided on both sides in the X direction of the common supply ink storage section 1031 in plan view from above. I have.
  • a space through which a flexible printed circuit board (FPC 111) connected to the head chip 101 penetrates is provided substantially at the center of the common ink storage section 103, that is, at the substantially center of the common supply ink storage section 1031.
  • the common supply ink storage unit 1031 is supplied with ink via a supply port 1033 (inlet), and the supplied ink is sent to each nozzle opening N via an ink supply path described later.
  • the ink not discharged from the nozzle openings N is discharged to the common discharge ink storage unit 1032 through an ink discharge path described later.
  • Ink is discharged from the common discharge ink storage unit 1032 through a discharge port 1034 (outlet).
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the entire configuration of the ink flow path.
  • the image forming apparatus 1 includes a main tank 91, a supply sub-tank 92, a reflux sub-tank 93, and the like.
  • the main tank 91 stores the ink supplied to the supply sub-tank 92.
  • the main tank 91 is connected to a supply sub-tank 92 via an ink flow path 71 via a liquid feed pump 81.
  • the liquid sending pump 81 By the operation of the liquid sending pump 81, the ink is sent from the main tank 91 to the supply sub tank 92.
  • the supply sub-tank 92 stores the ink supplied to the common supply ink storage unit 1031 of the inkjet head 100.
  • the supply sub-tank 92 is connected to the supply port 1033 by the ink flow path 72.
  • the reflux sub-tank 93 stores the ink discharged from the common discharge ink storage unit 1032.
  • the reflux sub-tank 93 is connected to two discharge ports 1034 by an ink flow path 73.
  • the supply sub-tank 92 and the reflux sub-tank 93 are connected by an ink flow path 74 via a liquid feed pump 82.
  • the liquid feed pump 82 By the operation of the liquid feed pump 82, the ink in the reflux sub-tank 93 is returned to the supply sub-tank 92.
  • the supply sub-tank 92 is provided at a position higher in the vertical direction than the ink ejection surface of the head chip 101, and the reflux sub-tank 93 is provided at a position lower in the vertical direction than the ink ejection surface. Therefore, the ink at the supply port 1033 depends on the pressure P1 due to the head difference between the liquid surface of the supply sub-tank 92 and the ink discharge surface and the pressure P2 due to the head difference between the ink discharge surface and the reflux sub-tank 93. Is higher than the pressure of the ink at the discharge port 1034.
  • the height (that is, the pressure P2) of the supply sub-tank 92 and the reflux sub-tank 93 in the vertical direction may be changeable.
  • FIG. 5 is a diagram showing a part of a cross section of the ink jet head 100.
  • a cross section of a portion including the two nozzles 211 and the connection portion 35 and indicated by a cross section line AA in FIG. 3B is shown.
  • the nozzle openings N are provided at positions different from each other in the X direction, so that the surfaces including the two nozzle openings N are connected to each other.
  • the head chip 101 has a nozzle substrate 21, an intermediate substrate 22, an actuator substrate 23, a protection substrate 24 (a member forming at least a part of a wall surface of the common supply ink storage unit 1031), and the like.
  • the nozzle substrate 21, the intermediate substrate 22, the actuator substrate 23, and the protection substrate 24 are sequentially stacked.
  • the nozzle substrate 21 is, for example, an SOI substrate (Silicon on insulator) having an oxide film layer 21b sandwiched between a nozzle layer 21a of a Si layer and a nozzle support layer 21c.
  • the nozzle substrate 21 may be formed of a resin material such as polyimide or a metal material such as SUS.
  • a plurality of nozzles 211 for discharging ink droplets are formed in the nozzle layer 21a.
  • the thickness of the nozzle layer 21a in the Z direction is, for example, 10 to 20 ⁇ m.
  • the arrangement (nozzle row) of the nozzles 211 arranged at a predetermined interval in the X direction is a plurality of rows at different positions in the Y direction (transport direction). (For example, four rows).
  • the nozzle support layer 21c has a thickness of, for example, 100 to 300 ⁇ m.
  • the nozzle support layer 21c is provided with a through hole 213, an individual discharge path 214, and the like.
  • One end of the individual discharge path 214 is connected to the through hole 213 between the nozzle 211 and the ink chamber 231b, and the other end is connected to the common discharge path 222 on the + Z side surface (upper surface) of the nozzle support layer 21c.
  • the individual discharge passage 214 is open to the -Z side (bottom surface) of the nozzle support layer 21c, and the oxide film layer 21b forms an inner wall surface on the bottom surface side.
  • the portion of the oxide film layer 21b facing the individual discharge passage 214 may be removed, and the upper surface of the nozzle layer 21a may form the inner wall surface on the bottom surface side of the individual discharge passage 214. Further, an individual discharge path 214 may be provided over the nozzle layer 21a as long as the strength of the nozzle substrate 21 can be obtained.
  • the oxide film layer 21b is, for example, a SiO 2 layer having a thickness of 0.3 to 1.0 ⁇ m.
  • the oxide film layer 21b is provided with a through hole 212 that allows communication between the nozzle 211 of the nozzle layer 21a and the through hole 213 of the nozzle support layer 21c.
  • the through holes 212 and 213 are concentric with the nozzle 211 in plan view, and the inside diameter of the through holes 212 and 213 is larger than the inside diameter of the nozzle 211.
  • the nozzle 211 has an inverted tapered shape, and the inner diameter becomes narrower as it approaches the nozzle opening N.
  • the intermediate substrate 22 is made of, for example, a Si substrate having a thickness of 100 to 300 ⁇ m.
  • the intermediate substrate 22 is provided with a through hole 221, a common discharge path 222, a buffer 223 (damper), and the like.
  • the through hole 221 penetrates the intermediate substrate 22 in the Z direction and is connected to the through hole 213.
  • the shape of the through hole 221 is not limited to a simple columnar shape. Even if the diameter (and cross-sectional area) of the through hole 221 is made non-uniform, the magnitude of the pressure loss, that is, the kinetic energy at the time of ink ejection is adjusted to an appropriate magnitude. Good.
  • the other end side (the end opposite to the side connected to the through hole 213) of the individual discharge path 214 is connected to the common discharge path 222 (to communicate with the plurality of individual discharge paths 214).
  • the common discharge path 222 is connected to the common discharge ink storage unit 1032 (not shown).
  • the individual discharge path 214 may be provided in the intermediate substrate 22, and the through hole 221 and the common discharge path 222 may be connected inside the intermediate substrate 22.
  • the common discharge path 222 is located between the common ink storage unit 103, particularly, the common discharge ink storage unit 1032 and the nozzle opening surface NP (the distance range from the nozzle opening surface NP is different from that of the common discharge ink storage unit 1032).
  • the individual discharge path 214 and the common discharge path 222 are included in the ink discharge path that returns the ink not discharged from the nozzle openings N to the common discharge ink storage unit 1032.
  • the buffer 223 includes a thin plate 223a having a thickness small enough to have flexibility and an air chamber 223b.
  • the thin plate 223a forms at least a part of the upper wall surface of the common discharge path 222.
  • the air chamber 223b is provided on the opposite side of the thin plate 223a from the common discharge passage 222 (here, above the thin plate 223a).
  • the thickness of the air chamber 223b in the height direction is at least such as not to hinder the deformation of the thin plate 223a (for example, 1 to 100 ⁇ m).
  • the volume of the air chamber 223b is smaller than the volume of the common discharge path 222.
  • the air chamber 223b may be connected to the atmosphere or may be closed. Further, a lid member that opens and closes the hole for communicating with the atmosphere may be provided.
  • the buffer 223 deforms the thin plate 223a according to the difference between the ink pressure and the air pressure in the air chamber 223b when the ink pressure in the common discharge path 222 changes or when a pressure wave is transmitted through the ink. By vibrating, the pressure change is reduced and attenuated.
  • the thin plate 223a may be elastically deformable and expandable and contractable according to the difference between the ink pressure and the air pressure in the air chamber 223b, or the elastically deformable member may be formed on the surface of the thin plate 223a (the common discharge path 222). Side).
  • the intermediate substrate 22 may be formed by a separate substrate including a portion including the common discharge path 222 and the thin plate 223a and a portion including the air chamber 223b, and may be stacked.
  • the actuator substrate 23 includes an ink chamber layer 23a and a vibration layer 23b.
  • the ink chamber layer 23a is made of, for example, a Si substrate of about 100 to 300 ⁇ m.
  • the ink chamber layer 23a is provided with an ink chamber 231b for applying pressure fluctuation to the ink and ink channels 231 including channel holes 231a and 231c provided on both sides of the ink chamber 231b in the X direction.
  • the ink chamber 231b is provided at the center of the ink flow path 231 (may be slightly shifted from the strict center), and the flow path hole 231c at one end of the ink flow path 231 is formed in the through hole 221 of the intermediate substrate 22. And the ink chamber 231b.
  • the ink flow path 231 is provided vertically penetrating the ink chamber layer 23a, the upper surface of the intermediate substrate 22 serves as a lower wall surface of the ink chamber 231b, and the vibration layer 23b serves as an upper wall surface of the ink chamber 231b.
  • the vibration layer 23b is a thin elastically deformable Si substrate having a thickness of about 1 to 10 ⁇ m, for example, and is provided in contact with the upper surface of the ink chamber layer 23a.
  • a common supply ink storage section and a flow path hole 231a provided at the other end of the ink flow path 231 of the ink chamber layer 23a (the side opposite to the flow path hole 231c connected to the through hole 221) are provided in the vibration layer 23b.
  • a through hole 232 is provided for communicating with 1031.
  • the pressurizing portion 31 is provided in accordance with the position of the ink chamber 231b in a plan view viewed from above.
  • the pressing unit 31 has a piezo element here.
  • the piezo element has a lower electrode 311, a piezoelectric layer 312, and an upper electrode 313, which are sequentially laminated and fixed.
  • As the piezoelectric body for example, lead zirconate titanate (PZT) may be used.
  • the lower electrode 311 is fixed to the upper surface of the vibration layer 23b, and the vibration layer 23b is distorted by the expansion and contraction of the piezoelectric layer 312 according to the voltage difference applied between the upper electrode 313 and the lower electrode 311.
  • the distortion pattern of the vibrating layer 23 b is periodically changed, and the volume of the ink chamber 231 b is changed according to the distortion.
  • a pressure change is applied to the ink inside 231b.
  • the lower electrode 311 is a thin film layer of, for example, titanium (Ti) or platinum (Pt).
  • the piezoelectric layer 312 is, for example, lead zirconate titanate (PZT) or the like.
  • the upper electrode 313 is a thin film of, for example, chromium (Cr) or gold (Au). These may be formed by sequentially forming films on the upper surface of the vibration layer 23b.
  • the pressurizing portion 31 and the vibration layer 23b constitute an actuator of the present embodiment that deforms and vibrates the ink chamber 231b.
  • connection portion 35 is a portion for connecting the drive portion, for example, the FPC 111 provided with the drive IC to the actuator substrate 23, that is, the connection terminal for the FPC 111 and / or the adhesion between each signal wire of the FPC 111 and the signal wire 36. It is an arrangement of members (which are conductive members).
  • the FPC 111 is drawn upward (in the Z direction) from substantially the center of the common supply ink storage unit 1031.
  • the circuit wiring of the FPC 111 and the signal wiring 36 on the actuator board 23 are thermocompression-bonded at the connection part 35 via, for example, an anisotropic conductive film (ACF) interposed therebetween.
  • the connection may be made using an anisotropic conductive paste (ACP) or a silver paste.
  • ACP anisotropic conductive paste
  • the area of the connection portion 35 on the upper surface of the actuator substrate 23 can be set small as long as no problem occurs in signal transmission between the FPC 111 and the signal wiring 36.
  • the signal wiring 36 and the vibration layer 23b are appropriately insulated by an insulating layer (for example, a SiO 2 film or the like).
  • a common potential for example, a ground potential
  • individual drive signals output from the drive unit are transmitted to the upper electrode 313 via individual signal wirings 36.
  • the protection substrate 24 is a substrate made of, for example, a 42 alloy, and has a space for accommodating the pressurizing portion 31 and the like formed on the contact surface side with the actuator substrate 23. Further, a through hole 241 is formed in the protection substrate 24 in a vertical direction. The through hole 241 connects between the common supply ink storage section 1031 and the through hole 232.
  • the protection substrate 24 forms a bottom wall surface (a member forming at least a part of the wall surface and is a connection surface with the head chip 101) of the common supply ink storage unit 1031.
  • the ink supplied from the supply sub-tank 92 to the common supply ink storage section 1031 via the supply port 1033 is supplied to the through holes 241 and 232, the flow path holes 231a and 231c, and the through holes 221 and 213 (these are collectively used as
  • the ink is supplied to the nozzle 211 through an ink chamber 231b provided in the middle of the ink supply path (between the flow path holes 231a and 231c).
  • the ink supply path penetrates the wiring surface at the boundary surface (through portion) between the through holes 241 and 232.
  • a part of the ink sent to the through hole 213 is ejected from the nozzle 211 according to the pressure fluctuation applied in the ink chamber 231b.
  • the ink that is not ejected from the nozzle 211 flows through the ink discharge path, that is, the individual discharge path 214, the common discharge path 222, and the like, to the common discharge ink storage section 1032, and is returned from the discharge port 1034 to the reflux sub-tank 93.
  • This ink is circulated by being sent from the reflux sub-tank 93 to the supply sub-tank 92 again through a filter or the like that removes foreign matter and the like as appropriate.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the arrangement of the upper surface of the actuator substrate 23.
  • the through holes 221 and 213 and the flow path hole 231c are provided at the position of the nozzle opening N (the position of the nozzle 211) in plan view, and the ink chambers 231b are provided adjacent to these. Pressing portions 31 are provided at the same positions as the ink chambers 231b in plan view.
  • the through holes 241 and 232 and the flow path hole 231a are provided at substantially symmetric positions on the opposite side of the ink chamber 231 from the through holes 221 and 213 and the flow path hole 231c.
  • a connection section 35 for connecting the signal wiring and the drive section is provided between the two central rows of the nozzle rows arranged in # 4 rows.
  • the pressurizing portion 31 and the penetrating portion of the ink supply path are two-dimensionally arranged in the ⁇ Y direction (at least one direction side) with respect to the connecting portion 35. Will be.
  • Signal wiring is provided between the connection part 35 and each pressurizing part 31 as described later.
  • the positions of the nozzle openings N with respect to the ink chamber 231b and the pressurizing unit 31 are reversed for each nozzle row NL so that the two nozzle rows NL on one side in the Y direction of the connection section 35 face each other. Is provided.
  • FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship between a part of the signal wiring 36 on the actuator substrate 23 and the internal structure of the head chip 101.
  • the penetrating portion (the boundary portion between the through holes 232 and 241) of the ink supply path communicating with the pressurizing portion 31 (here, the upper electrode 313) and the ink chamber 231 b to which the pressure fluctuation is applied by the pressurizing portion 31. ) Is a two-dimensional arrangement on both sides of the connecting portion 35, here, a plurality of arrays arranged in the X direction are provided (in a plurality of rows) at two different positions in the Y direction.
  • the signal wiring 36 extending from the connection portion 35 to the upper electrode 313 of the pressurizing portion 31 has at least a portion extending in the Y direction at least partially on the actuator substrate 23 (that is, on the wiring surface) in two nozzle rows NL in plan view.
  • nozzles 211 in the row closer to the connection portion 35 are arranged at intervals of four times the nozzle interval. It passes between the two pressurizing portions 31 and the penetrating portion of the ink supply path to the ink chamber 231b corresponding to the pressurizing portions 31.
  • the line width may be partially reduced (the line width is not uniform) in these passing portions in accordance with the interval between the pressurizing portions 31 and the interval between the connection portions.
  • the wider the line width the smaller the electric resistance of the signal wiring 36 and the lower the power consumption. Therefore, the width of the signal wiring 36 is not uniformly narrowed, but it is difficult to provide the signal wiring 36 with a sufficient line width. , May be partially narrowed.
  • a plurality of signal wirings 36 may be provided between (at least part of) two adjacent pressurizing portions 31 (penetrating portions).
  • the position where the signal wiring 36 is provided may be appropriately determined according to the arrangement of the pressing unit 31 and the like.
  • Some signal wirings 36 pass through a range overlapping with the common discharge path 222 in plan view.
  • the overlapping portion may be, for example, a portion having a narrow line width (particularly the thinnest here) as described above.
  • These signal wirings 36 may be formed on the actuator substrate 23 integrally with the actuator substrate 23 by a semiconductor process. As described above, the connection unit 35 is connected to the FPC 111 via the ACF or the like. After the formation of the signal wiring 36, the protection substrate 24 is further provided above the signal wiring 36 (+ Z side). That is, a portion (at least a part of which) the signal wiring 36 passes between the adjacent penetrating portions is covered with the protection substrate 24 (a portion forming the bottom wall surface of the common supply ink storing portion 1031).
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a first modification of the arrangement of the upper surface of the actuator substrate 23.
  • four rows of pressurizing portions 31 are arranged on both sides in a direction perpendicular to the extending direction of the connection portion so as to overlap the ink chamber 231b.
  • These pressurizing portions 31 are provided alternately by combining two rows, and the nozzle openings N corresponding to the two rows of pressurizing portions 31 (communicating with the ink chamber 231b) are located at the same position in the Y direction.
  • the nozzles are arranged in a line alternately along the X direction to form a nozzle line NL.
  • the pressurizing section 31 has a larger surface area than the nozzle opening N. Accordingly, the arrangement interval of the nozzle openings N can be narrowed by alternately arranging the pressurizing portions 31 on both sides with respect to the row of the nozzle openings N.
  • the positions of the four sets of eight rows of the pressing units 31 are arranged at predetermined positions at different positions in the X direction.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the positional relationship between the wiring on the actuator substrate 23 and the configuration inside the head chip 101 in the arrangement of the first modification.
  • the pressing portion 31 or The number of signal wires 36 passing between the through holes 232 also increases.
  • the signal wiring 36 may be partially thinned so that the required number of wirings can pass through.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a modification of the inkjet head. This cross section is a part of the cross section shown in FIG. 5, and the same components are denoted by the same reference numerals.
  • the driving section 40 is directly connected to the connection section 35 at the connection section 35 on the actuator substrate 23.
  • the buffer section 223 is provided on the bottom side (-Z side).
  • the buffer section 223 is provided along a surface different from the wiring surface on which the signal wiring 36 is provided with respect to the common discharge passage 222, heat generated by a drive signal of the signal wiring 36 is generated by the common discharge passage 222. Since the ink is easily transmitted by being transmitted to the ink flow in 222, overheating of the head chip 101a can be more effectively avoided.
  • FIG. 11 is a perspective view of an inkjet head 100a having a head chip 101a according to a second modification.
  • the drive unit 40 is directly disposed on the actuator substrate 23, the number of control wires for control signals to the drive unit 40 is much larger than the individual signal wires 36 for operating all the pressurizing units 31 individually. It may be less.
  • the substrate (FPC 111) on which the control wiring is provided does not have to penetrate through the common ink storage section 103a, and is provided at the end of the actuator substrate 23 here.
  • the control wiring may be provided on the actuator substrate 23 from the driving unit 40 to the FPC 111 in the extending direction (X direction) of the connection unit 35.
  • the drive unit 40 is provided in a range where at least a part thereof overlaps with the common discharge path 222 in a plan view. Similarly to the signal wiring 36, the heat generated by the driving unit 40 is transmitted to the ink flow, so that the overheating of the head chip 101a can be suppressed and the heat can be effectively discharged.
  • the inkjet head 100 of the present embodiment includes the plurality of nozzles 211 (each having the nozzle opening N) and the through holes 212 and 213 serving as ink supply paths for supplying ink to the plurality of nozzles 211, respectively. 221, 232, 241 and flow path holes 231 a, 231 c, an ink chamber 231 b provided in the middle of the ink supply path, and a pressurizing unit 31 for imparting a pressure change to the ink inside each of the ink chambers 231 b, A common supply ink storage section 1031 for storing ink to be supplied to the ink supply path, and a signal line 36 for transmitting a drive signal to the pressurizing section 31 are provided.
  • the common supply ink storage unit 1031 is provided at a position further than the ink chamber 231b from the nozzle opening surface NP where the plurality of nozzle openings N are provided, and the wiring surface where the signal wiring 36 is provided extends from the nozzle opening surface NP. Is provided at a position between the ink chamber 231b and the common supply ink storage section 1031.
  • the ink supply paths each have a penetrating portion penetrating the wiring surface, and the signal wiring 36 is provided between the adjacent penetrating portions. Including a portion provided therethrough.
  • the inkjet head 100 by arranging the signal wiring 36 so as to pass between the ink supply paths penetrating the wiring surface, the flexibility of the wiring is improved, and the nozzles can be formed at low cost without increasing the size. Arrangement is possible in various patterns.
  • the wiring surface of the signal wiring 36 has at least a part of the signal wiring 36 on the wiring surface covered by the protection substrate 24 which forms at least a part of a wall surface of the common supply ink storage unit 1031.
  • the penetrating portions are two-dimensionally arranged on at least one side with respect to the end of the plurality of signal wirings 36 on the side opposite to the side connected to the pressurizing portion 31 in the wiring plane.
  • the wiring 36 includes a portion provided between at least one of the through portions adjacent to each other on one side.
  • the signal wiring 36 is provided for each of the two-dimensionally arranged pressurizing sections 31,
  • the inkjet head 100 includes a connection section 35 for connecting between the drive section 40 for outputting a drive signal to the signal wiring 36 and the opposite end of the signal wiring 36. That is, the signal wiring 36 is easily connected to the drive unit 40 via the connection unit 35 on the actuator substrate 23.
  • the ink chambers 231b that communicate with the two-dimensionally arranged ink supply paths are arranged in a plurality of rows (on the rows), and the nozzles 211 that communicate with the two rows of ink chambers are alternately arranged. It is arranged in one row between two rows.
  • the nozzle array density can be further improved.
  • the signal wiring 36 to pass between the ink supply paths as described above, in the inkjet head 100, a small-sized head does not greatly increase the cost, and the high-resolution image can be more efficiently used. Can be output.
  • At least a portion between the penetrating portions of the wiring surfaces of the ink supply paths adjacent to each other on one side is provided with a plurality of signal wirings 36.
  • a plurality of signal wirings 36 may be passed between the ink supply paths, whereby a higher-density nozzle arrangement can be efficiently performed.
  • the inkjet head 100 includes an individual discharge path 214 for discharging ink from the middle of the ink supply path, and a common discharge path 222 communicating with the plurality of individual discharge paths 214. This makes it possible to more stably and appropriately perform ink ejection.
  • the common supply ink storage section 1031 and the common discharge path 222 are provided at different distance ranges from the nozzle opening surface NP where the plurality of nozzle openings N are provided. Accordingly, the common supply ink storage unit 1031 and the common discharge path 222 having a relatively large area can suppress an increase in the area in a direction parallel to the nozzle surface NP. It is easy to suppress cost increase.
  • the wiring surface is provided at a position between the common discharge path 222 and the common supply ink storage unit 1031 at a distance from the nozzle opening surface NP, and the line width of the signal line 36 is not uniform. A portion of the portion having the narrowest line width among the portions 36 is provided in a range overlapping with the common discharge passage 222 in plan view from the nozzle opening surface NP side.
  • the common discharge path 222 includes the buffer unit 223 that attenuates a change in the pressure of the ink transmitted from the individual discharge path 214.
  • the buffer portion 223 is provided along a surface different from the side on which the wiring surface is provided with respect to the common discharge path 222. That is, in the inkjet head 100a, the buffer section 223 is not interposed between the signal wiring 36 and the common discharge path 222.
  • the signal wiring 36 and the common discharge path 222 can be brought closer to each other, and the heat generated can be efficiently released to the ink and discharged. Therefore, in the inkjet head 100a, overheating can be prevented more efficiently in a small structure, and the ink ejection operation can be stably continued.
  • the drive unit 40 is a drive IC. By outputting drive signals from the drive unit 40, which is a small drive IC, to the signal wiring 36, ink can be stably ejected from the small inkjet head 100.
  • the drive unit 40 is directly connected to the connection unit 35 on the wiring surface, and at least a part of the drive unit 40 overlaps the common discharge path 222 in a plan view from the nozzle opening surface NP. It is provided in the range which does.
  • the drive unit 40 may be provided directly on the wiring surface without sandwiching the FPC 111. Thereby, the number of control signal wirings between the FPC 111 and the drive unit 40 can be greatly reduced as compared with the individual signal wirings 36, so that the degree of freedom of arrangement of the FPC 111 is improved and the common ink storage
  • the structure of the portion 103 does not need to be complicated. In particular, when the driving unit 40 is a driving IC, the size of the configuration is suppressed.
  • the inkjet head 100a can be operated more efficiently and more stably with a small size.
  • the pressure unit 31 has a piezo element, and the piezo element includes a PZT thin film as the piezoelectric layer 312. As described above, when the piezo-type pressure unit 31 is provided, the pressure unit 31 corresponding to the size of the ink chamber 231b is required. Since the connection is made to the section 31, the wiring surface can be efficiently used, and the nozzle arrangement of the inkjet head 100a can be efficiently increased in density without increasing the horizontal area while keeping the size small.
  • the image forming apparatus 1 of the present embodiment includes the above-described inkjet heads 100 and 100a. By using the above-described inkjet heads 100 and 100a, the image forming apparatus 1 can stably output a high-resolution image without increasing the size.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
  • the common discharge path 222 is provided for each nozzle row NL, but the individual discharge paths 214 branched from the through holes 213 related to the plurality of nozzle rows NL are provided in the common common discharge path 222.
  • the connection structure may be used.
  • the common discharge path 222 is provided in the intermediate substrate 22.
  • a concave portion is provided in each of the intermediate substrate 22 and the nozzle substrate 21 and the flow path is provided by aligning the positions.
  • a common discharge path 222 may be provided over the nozzle substrate 21.
  • the case where the ink not discharged from the nozzle opening N can be returned to the common discharge ink storage unit 1032 through the individual discharge flow path 214 and the common discharge flow path 222 to be discharged, collected, and circulated.
  • a flow path for these discharges may not be provided.
  • the signal lines are arranged such that the ink supply paths are arranged at intervals corresponding to the nozzle intervals in the wiring plane, in particular, so as to pass through the gaps between the adjacent ink supply paths in the arrangement direction.
  • the nozzle openings N are arranged at equal intervals on the plurality of nozzle rows NL.
  • the nozzle openings N may not be regularly arranged in a two-dimensional manner. Even in this case, there is a portion where the signal wiring 36 is provided at a nozzle interval or an interval of about several times the nozzle interval according to the plurality of nozzle openings N, and here, through a gap between ink supply paths adjacent in the X direction. It should just be.
  • the case where pressure fluctuation is given to ink by deforming the ink chamber by changing the piezoelectric film has been described as an example.
  • a thermal type in which ink is ejected by generating air bubbles may be used.
  • the resistance element serving as the pressure unit may be provided in the ink supply path, and the area where the resistance element is provided may be an ink chamber.
  • the ink supply path and the nozzle do not need to be strictly separated, and a portion that defines the size, shape, direction, and the like of the ink droplet at the tip of the ink supply path corresponds to the nozzle.
  • the pressing portions 31 are two-dimensionally arranged on both sides in the Y direction of the connecting portion 35 extending in the X direction.
  • the pressing portions 31 are two-dimensionally arranged only on one side in the Y direction.
  • the connection portions 35 may be two-dimensionally arranged so as to surround three or four sides of the central connection portion, or may be one-dimensionally arranged.
  • the protection substrate 24 has been described as forming the bottom wall surface of the common supply ink storage unit 1031.
  • the protection discharge plate 24 may also form the bottom wall surface of the common discharge ink storage unit 1032,
  • the ink storage unit 1032 may have a separate housing provided on the protection substrate 24.
  • the line width of the signal wiring 36 has been described as being able to be reduced as necessary. However, if it is not necessary to reduce the line width, the line width may be uniform. In addition, the signal wiring 36 may be formed as long as the thickness of the portion having a small line width can be increased in structure.
  • the nozzle substrate 21, the intermediate substrate 22, and the actuator substrate 23 are all described as being parallel flat plates, but they may be formed to have irregularities and be fitted to each other.
  • the signal wiring 36 is described as being two-dimensionally arranged on the wiring surface. However, the wiring surface may have a slight width in the thickness direction on the wiring surface, and the signal wiring 36 may have a width within the width. A portion extending in the vertical direction may be included.
  • the signal wiring 36 may be provided in a plane including the pressing unit 31 or in the vicinity of the pressing unit 31 depending on the position of the pressing unit 31, or from a wiring surface different from the pressing unit 31. It may be configured to be connected to a vertical wiring connected to the upper electrode of the pressing unit 31.
  • the inkjet head 100 may be distributed as a set with the image forming apparatus 1 or may be distributed alone.
  • specific details such as the structure, arrangement, and material shown in the above embodiment can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
  • the present invention can be used for an ink jet head and an image forming apparatus.

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

小サイズ低コストで種々のノズル配置を行うことが可能なインクジェットヘッド及び画像形成装置を提供する。インクジェットヘッドは、複数のノズルの各々へのインク供給路（２３２）と、インク供給路の途中にそれぞれ設けられたインク室（２３１ｂ）と、インクに各々圧力変動を付与する加圧部と、インク貯留部と、加圧部への駆動信号をそれぞれ伝える信号配線（３６）と、を備える。インク貯留部は、複数のノズルの開口が設けられたノズル開口面からインク室よりも離れた位置に設けられ、信号配線が設けられた配線面は、ノズル開口面からの距離がインク室とインク貯留部との間の位置に設けられ、インク供給路は、配線面を貫通する貫通部分を各々有し、信号配線は、隣り合う貫通部分の間を通って設けられている部分を含む。

Description

インクジェットヘッド及び画像形成装置
　この発明は、インクジェットヘッド及び画像形成装置に関する。
　ノズルからインクを吐出させて画像を記録したり被膜や構造を形成したりする画像形成装置が知られている。ノズルに連通するインク供給路の途中でインクに圧力変動を付与することで、ノズルから適切な量及び速度のインクを吐出させることができる。近年では、画像の高解像度化の要求に応じて多数のノズルが高密度で配置されている。このような高密度配置として、ノズル面にノズル開口が二次元的に配置されるものもある。圧力変動の付与方法としては、インク供給路の途中に設けられたインク室の形状を変形させる圧電素子（ピエゾ式）や、インク供給路内のインクを加熱して気泡を生じさせる電熱線（サーマル式）に対して各々駆動信号を出力する技術が知られている。
　この画像形成装置において、各圧電素子や電熱線に対して各々電力を供給する信号配線は、駆動基板などから配線面上の配線を介して各々接続されている（例えば、特許文献１～３）。
特開２０１２－１４３９４８号公報 特表２０１１－５２０６７０号公報 特開２０１７－０５６６６４号公報
　しかしながら、従来のように、駆動信号を伝える信号配線を駆動対象に単純に接続するのでは、インクの供給経路に対して柔軟な配線を行えず、小サイズ低コストでのノズル配置に制限が生じるという課題があった。
　この発明の目的は、小サイズ低コストで種々のノズル配置を行うことが可能なインクジェットヘッド及び画像形成装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
　複数のノズルと、
　前記複数のノズルに各々インクを供給するインク供給路と、
　前記インク供給路の途中にそれぞれ設けられたインク室と、
　前記インク室のそれぞれ内部のインクに各々圧力変動を付与する加圧部と、
　前記インク供給路に供給するインクを貯留するインク貯留部と、
　前記加圧部への駆動信号をそれぞれ伝える信号配線と、
　を備え、
　前記インク貯留部は、前記複数のノズルの開口が設けられたノズル開口面から前記インク室よりも離れた位置に設けられ、
　前記信号配線が設けられた配線面は、前記ノズル開口面からの距離が前記インク室と前記インク貯留部との間の位置に設けられ、
　前記インク供給路は、前記配線面を貫通する貫通部分を各々有し、
　前記信号配線は、隣り合う前記貫通部分の間を通って設けられている部分を含む
　インクジェットヘッドである。
　また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェットヘッドにおいて、
　前記配線面は、当該配線面上の前記信号配線の少なくとも一部が、前記インク貯留部の壁面の少なくとも一部をなす部材に覆われている。
　また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェットヘッドにおいて、
　前記貫通部分は、前記配線面内で複数の前記信号配線の前記加圧部に接続される側とは反対側の端部に対して少なくとも一方向の側で二次元配置されており、
　前記信号配線は、前記少なくとも一方向の側で隣り合う前記貫通部分の間を通って設けられている部分を含む。
　また、請求項４記載の発明は、請求項３記載のインクジェットヘッドにおいて、
　当該信号配線に前記駆動信号を出力する駆動部と前記信号配線の前記反対側の端部との間を接続する接続部を備える。
　また、請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載のインクジェットヘッドにおいて、
　前記インク供給路のうち前記二次元配置されたものに各々連通する前記インク室は、複数の列状に配置され、
　２列の前記インク室に各々連通する前記ノズルは、交互に当該２列の間に一列に配置されている。
　また、請求項６記載の発明は、請求項３～５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
　前記少なくも一方向の側で隣り合う前記貫通部分の間の少なくとも一部には、複数の前記信号配線が設けられている。
　また、請求項７記載の発明は、請求項１～６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
　前記インク供給路の途中から各々インクを排出させる個別排出路と、
　複数の前記個別排出路に連通する共通排出路と、
　を備える。
　また、請求項８記載の発明は、請求項７記載のインクジェットヘッドにおいて、
　前記インク貯留部と前記共通排出路とは、前記複数のノズルの開口が設けられたノズル開口面から互いに異なる距離範囲に設けられている。
　また、請求項９記載の発明は、請求項７又は８記載のインクジェットヘッドにおいて、
　前記配線面は、前記ノズル開口面からの距離が前記共通排出路と前記インク貯留部との間の位置に設けられ、
　前記信号配線の線幅は非一様であり、当該信号配線のうち線幅が最も細い部分のうち一部は、前記ノズル開口面の側から平面視で前記共通排出路と重複する範囲に設けられている。
　また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載のインクジェットヘッドにおいて、
　前記共通排出路は、前記個別排出路から伝わるインクの圧力変化を減衰させる緩衝部を有し、
　前記緩衝部は、前記共通排出路に対して前記配線面が設けられている側とは異なる面に沿って設けられている。
　また、請求項１１記載の発明は、請求項１～１０のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
　前記信号配線に前記駆動信号を出力する駆動部は、ＩＣである。
　また、請求項１２記載の発明は、請求項７～１０のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
　前記信号配線に前記駆動信号を出力する駆動部と、
　当該駆動部と前記信号配線の前記加圧部に接続される側とは反対側の端部との間を接続する接続部と、
　を備え、
　前記駆動部は、前記配線面上で前記接続部に直接接続され、当該駆動部の少なくとも一部は、前記ノズル開口面の側から平面視で前記共通排出路と重複する範囲に設けられている。
　また、請求項１３記載の発明は、請求項１～１２のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
　前記加圧部はピエゾ素子を有し、
　前記ピエゾ素子にはＰＺＴ薄膜が含まれる。
　また、請求項１４記載の発明は、
　請求項１～１３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備える画像形成装置である。
　本発明に従うと、小サイズ低コストで種々のノズル配置が可能なインクジェットヘッドを得ることができるという効果がある。
画像形成装置の概略構成を示す斜視図である。 ヘッドユニットのインク吐出面側を見た底面図である。 インクジェットヘッドの外観を示す斜視図である。 インクジェットヘッドの外観を示す斜視図である。 インクの流路構成の全体を示す模式図である。 インクジェットヘッドの断面の一部を示す図である。 アクチュエーター基板の上面の配置を説明する概略図である。 信号配線の一部と、ヘッドチップの内部構造との位置関係を示す図である。 アクチュエーター基板の上面の配置の変形例１を説明する概略図である。 変形例１の配置における信号配線とヘッドチップ内の構成との位置関係の例を示す図である。 インクジェットヘッドの変形例について説明する図である。 変形例２のヘッドチップを有するインクジェットヘッドの斜視図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　図１は、本発明の実施形態の画像形成装置１の概略構成を示す斜視図である。画像形成装置１は、搬送部２と、ヘッドユニット３などを備えるインクジェット記録装置である。
　搬送部２は、２本の搬送ローラー２ａ、２ｂと、輪状の搬送ベルト２ｃなどを備える。搬送ローラー２ａ、２ｂは、Ｘ方向に回転軸が延びる向きで平行に配置されている。搬送ベルト２ｃは、搬送ローラー２ａ、２ｂの間に架け渡されて、搬送ローラー２ａが図示略の搬送モーターの動作に応じて回転することで周回移動する。搬送ローラー２ｂは、搬送ベルト２ｃの周回移動に従って回転する。搬送ベルト２ｃの外周面（搬送面）がＺ方向に向いている（上向きの）区間で、当該外周面上に載置された記録媒体Ｍが搬送ベルト２ｃの周回移動に従ってＹ方向に搬送される。
　ヘッドユニット３は、搬送部２により搬送される記録媒体Ｍに対して画像データに基づいて適切なタイミングでインクを吐出して画像を記録する。ヘッドユニット３は、記録媒体Ｍが搬送面上に載置される範囲で当該搬送面方向にインクを吐出可能に、ここでは、搬送面とインクの吐出面とが対向するように配置されている。この画像形成装置１では、複数、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）の４色のインクをそれぞれ吐出する４つのヘッドユニット３が、例えば、記録媒体Ｍの搬送方向について上流側からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色の順に所定の間隔で配列されている。ヘッドユニット３の数は４つでなくてもよく、ヘッドユニット３の数に応じた色数のインクが吐出可能とされ得る。また、有色インクだけではなく、被膜などを形成する透明インクなどが含まれていてもよい。
　図２は、ヘッドユニット３のインク吐出面側を見た底面図である。ヘッドユニット３は、各々、支持部材に複数、ここでは８個のインクジェットヘッド１００を固定保持している。各インクジェットヘッド１００には、それぞれ、ヘッドチップ１０１の吐出面側の面であるノズル開口面ＮＰに複数のノズル開口Ｎが配列されている。ここでは、ノズル開口Ｎは、Ｙ方向（搬送方向）について４箇所の位置でそれぞれＸ方向（搬送方向に垂直な方向）に延びるノズル列上に設けられている。ノズル開口Ｎは、全体として、Ｘ方向について記録媒体Ｍへの画像記録可能幅にわたって連続して所定のノズル間隔で配置されている。
　記録媒体Ｍは、特には限られないが、一定の寸法に裁断された枚葉紙であってよい。記録媒体Ｍは、図示略の媒体供給部から搬送ベルト２ｃ上に供給され、ヘッドユニット３から吐出されたインクが着弾して画像が記録（必要に応じて乾燥、定着動作を含んでもよい）された後に搬送部２から媒体排出部に送られる。あるいは、記録媒体Ｍとしては、ロール紙が用いられてもよい。また、記録媒体Ｍとして、普通紙や塗工紙といった紙のほか、布帛又はシート状の樹脂など、表面に着弾したインクを定着させることが可能な種々の媒体が用いられてもよい。
　図３Ａ及び図３Ｂは、ヘッドユニット３が備えるインクジェットヘッド１００の外観を示す斜視図である。インクジェットヘッド１００は、ヘッドチップ１０１と、保持部１０２と、共通インク貯留部１０３などを備える。インクジェットヘッド１００は、ヘッドチップ１０１が搬送ベルト２ｃと対向する向きでヘッドユニット３により保持されている。
　ヘッドチップ１０１には、ノズル開口Ｎが二次元配列されており、当該ノズル開口Ｎからそれぞれインクが吐出される。なお、図面におけるノズル開口Ｎの配置は説明のためのものであり、実際のノズル間隔やノズル開口Ｎの数などを反映したものではない。
　保持部１０２は、ヘッドチップ１０１の上面（ノズル開口面ＮＰの側とは反対側。＋Ｚ側）に接合されており、また、共通インク貯留部１０３を支持している。
　共通インク貯留部１０３には、ノズル開口Ｎに供給するインクを貯留する共通供給インク貯留部１０３１（インク貯留部）と、ノズル開口Ｎから吐出されずに排出、回収されたインクを貯留する２つの共通排出インク貯留部１０３２とが含まれる。それぞれの共通インク貯留部１０３には、各ヘッドユニット３から吐出される色（すなわち、ここでは、ＹＭＣＫのうちいずれか）のインクが貯留される。ここでは、共通供給インク貯留部１０３１が共通インク貯留部１０３の中央に設けられ、上方からの平面視で当該共通供給インク貯留部１０３１のＸ方向について両側に共通排出インク貯留部１０３２が設けられている。
　共通インク貯留部１０３の略中央、すなわち、共通供給インク貯留部１０３１の略中央には、ヘッドチップ１０１に接続されるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ１１１）が貫通する空間が設けられている。共通供給インク貯留部１０３１には、供給口１０３３（インレット）を介してインクが供給され、供給されたインクは、後述のインク供給路を介して各ノズル開口Ｎに送られる。ノズル開口Ｎから吐出されなかったインクは、後述のインク排出路を介して共通排出インク貯留部１０３２に排出される。共通排出インク貯留部１０３２からは、排出口１０３４（アウトレット）を介してインクが排出される。
　図４は、インクの流路構成の全体を示す模式図である。画像形成装置１は、メインタンク９１と、供給用サブタンク９２と、還流用サブタンク９３などを備える。
　メインタンク９１は、供給用サブタンク９２に供給されるインクを貯留する。メインタンク９１は、送液ポンプ８１を介してインク流路７１によって供給用サブタンク９２と接続されている。送液ポンプ８１の動作により、インクは、メインタンク９１から供給用サブタンク９２に送液される。
　供給用サブタンク９２は、インクジェットヘッド１００の共通供給インク貯留部１０３１に供給されるインクを貯留する。供給用サブタンク９２は、インク流路７２によって供給口１０３３と接続されている。
　還流用サブタンク９３は、共通排出インク貯留部１０３２から排出されたインクを貯留する。還流用サブタンク９３は、インク流路７３によって２つの排出口１０３４に接続されている。
　供給用サブタンク９２と還流用サブタンク９３との間は、送液ポンプ８２を介してインク流路７４によって接続されている。送液ポンプ８２の動作により、還流用サブタンク９３内のインクが供給用サブタンク９２に戻される。
　供給用サブタンク９２は、ヘッドチップ１０１のインク吐出面よりも鉛直方向について高い位置に設けられ、還流用サブタンク９３は、インク吐出面よりも鉛直方向について低い位置に設けられている。したがって、供給用サブタンク９２の液面とインク吐出面との間の水頭差による圧力Ｐ１と、インク吐出面と還流用サブタンク９３との間の水頭差による圧力Ｐ２に応じて、供給口１０３３におけるインクの圧力は、排出口１０３４におけるインクの圧力よりも高くなる。供給用サブタンク９２及び還流用サブタンク９３の鉛直方向についての高さ（すなわち、圧力Ｐ２）は、変更可能であってよい。
　図５は、インクジェットヘッド１００の断面の一部を示す図である。ここでは、２つのノズル２１１及び接続部３５を含む図３Ｂの断面線ＡＡで示す部分の断面を示す。上述のように、ノズル開口Ｎは、各々Ｘ方向について互いに異なる位置に設けられているので、２つのノズル開口Ｎをそれぞれ含む面をつなげて示していることになる。
　ヘッドチップ１０１は、ノズル基板２１と、中間基板２２と、アクチュエーター基板２３と、保護基板２４（共通供給インク貯留部１０３１の壁面の少なくとも一部をなす部材）などを有する。これらのノズル基板２１、中間基板２２、アクチュエーター基板２３及び保護基板２４は、順番に積層されている。
　ノズル基板２１は、例えば、Ｓｉ層のノズル層２１ａ及びノズル支持層２１ｃの間に酸化膜層２１ｂを挟んだＳＯＩ基板（Silicon on Insulator）である。あるいは、ノズル基板２１は、ポリイミドなどの樹脂材料やＳＵＳなどの金属材料によって形成されていてもよい。
　ノズル層２１ａには、インクの液滴を吐出するノズル２１１が複数形成されている。ノズル層２１ａのＺ方向についての厚さは、例えば、１０～２０μｍである。ここでは、例えば、Ｘ方向に所定の間隔（例えば、インクジェットヘッド１００におけるノズル間隔の４倍）で配列されたノズル２１１の並び（ノズル列）がＹ方向（搬送方向）に互いに異なる位置に複数列（例えば４列）設けられている。
　ノズル支持層２１ｃは、例えば、厚さ１００～３００μｍである。ノズル支持層２１ｃには、貫通孔２１３と、個別排出路２１４などが設けられている。個別排出路２１４は、一端がノズル２１１とインク室２３１ｂの間で貫通孔２１３に接続しており、他端がノズル支持層２１ｃの＋Ｚ側の面（上面）で共通排出路２２２に接続している。個別排出路２１４は、ここでは、ノズル支持層２１ｃの－Ｚ側（底面）に開放しており、酸化膜層２１ｂが当該底面側の内壁面をなしている。あるいは、個別排出路２１４に面する部分の酸化膜層２１ｂが除去されて、ノズル層２１ａの上面が個別排出路２１４の底面側の内壁面をなしていてもよい。また、ノズル基板２１の強度が得られる範囲でノズル層２１ａにまたがって個別排出路２１４が設けられていてもよい。
　酸化膜層２１ｂは、例えば、厚さ０．３～１．０μｍのＳｉＯ２層である。酸化膜層２１ｂには、ノズル層２１ａのノズル２１１とノズル支持層２１ｃの貫通孔２１３との間を連通させる貫通孔２１２が設けられている。貫通孔２１２、２１３は、平面視でノズル２１１と同心であり、貫通孔２１２、２１３の内径は、ノズル２１１の内径よりも大きい。ノズル２１１は、逆テーパー形状を有し、ノズル開口Ｎに近いほど内径が狭い。
　中間基板２２は、例えば、厚さ１００～３００μｍのＳｉ基板からなる。中間基板２２には、貫通孔２２１と、共通排出路２２２と、緩衝部２２３（ダンパー）などが設けられている。
　貫通孔２２１は、中間基板２２をＺ方向に貫通し、貫通孔２１３と接続している。貫通孔２２１の形状は、単純な円柱状に限られない。貫通孔２２１の径（及び断面積）が非一様とされるなどにより圧力損失の大きさ、すなわち、インクの吐出時の運動エネルギーが適宜な大きさに調整されるように構成されていてもよい。
　共通排出路２２２には、上述のように個別排出路２１４の他端側（貫通孔２１３に接続する側とは反対側の端部）が接続して（複数の個別排出路２１４と連通して）いる。共通排出路２２２は共通排出インク貯留部１０３２につながっている（図示略）。なお、個別排出路２１４が中間基板２２内に設けられて、当該中間基板２２の内部で貫通孔２２１と共通排出路２２２とを接続していてもよい。このように、共通排出路２２２は、共通インク貯留部１０３、特に共通排出インク貯留部１０３２とノズル開口面ＮＰとの間（ノズル開口面ＮＰからの距離範囲が共通排出インク貯留部１０３２とは異なる位置）に設けられ、当該共通排出路２２２よりも更にノズル２１１寄りにある個別排出路２１４に流入したインクを共通排出インク貯留部１０３２に戻しやすくされている。すなわち、これら個別排出路２１４及び共通排出路２２２が、ノズル開口Ｎから吐出されなかったインクを共通排出インク貯留部１０３２に戻すインク排出路に含まれる。
　緩衝部２２３は、可撓性を有する程度に薄い厚さの薄板２２３ａと、空気室２２３ｂとを有する。薄板２２３ａは、ここでは、共通排出路２２２の上側壁面の少なくとも一部をなしている。空気室２２３ｂは、当該薄板２２３ａを挟んで共通排出路２２２とは反対側（ここでは、薄板２２３ａの上側）に設けられている。空気室２２３ｂの高さ方向についての厚さは、少なくとも薄板２２３ａの変形を妨げない程度（例えば、１～１００μｍ）である。また、空気室２２３ｂの容積は、共通排出路２２２の容積よりも小さい。空気室２２３ｂは、大気連通されていてもよいし、密閉されていてもよい。また、大気連通用の孔部を開閉する蓋部材などが設けられていてもよい。
　緩衝部２２３は、共通排出路２２２内のインク圧が変化した場合や、当該インク中を圧力波が伝わる場合に、インクの圧力と空気室２２３ｂ内の空気圧との差に応じて薄板２２３ａが変形、振動することで圧力変化を緩和、減衰させる。また、薄板２２３ａは、インク圧と空気室２２３ｂ内の空気圧との差に応じて弾性変形して伸縮するものであってもよく、あるいは、弾性変形する部材が薄板２２３ａの表面（共通排出路２２２の側）に設けられていてもよい。
　中間基板２２は、共通排出路２２２及び薄板２２３ａを含む部分と、空気室２２３ｂを含む部分とで別個の基板により構成されて積層されたものであってもよい。
　アクチュエーター基板２３は、インク室層２３ａと、振動層２３ｂを含む。インク室層２３ａは、例えば、１００～３００μｍ程度のＳｉ基板からなる。インク室層２３ａには、インクに圧力変動を付与するためのインク室２３１ｂ及びＸ方向についてその両側にそれぞれ設けられた流路孔２３１ａ、２３１ｃを含むインク流路２３１が設けられている。インク室２３１ｂは、このインク流路２３１の中央（厳密な中央から多少ずれていてもよい）に設けられ、当該インク流路２３１の一端の側の流路孔２３１ｃが中間基板２２の貫通孔２２１とインク室２３１ｂとに接続されている。ここでは、インク流路２３１は、インク室層２３ａを上下に貫通して設けられ、中間基板２２の上面がインク室２３１ｂの下側の壁面となり、振動層２３ｂがインク室２３１ｂの上側の壁面となる。
　振動層２３ｂは、例えば、１～１０μｍ程度の薄い弾性変形可能なＳｉ基板であり、インク室層２３ａの上面に接して設けられている。振動層２３ｂには、インク室層２３ａのインク流路２３１の他端（貫通孔２２１と接続される流路孔２３１ｃとは反対側）に設けられている流路孔２３１ａと共通供給インク貯留部１０３１とを連通させるための貫通孔２３２が設けられている。
　振動層２３ｂの上面上（インク室層２３ａとは反対側の面上）には、上方から見た平面視でインク室２３１ｂの位置に合わせて加圧部３１が設けられている。加圧部３１は、ここでは、ピエゾ素子を有する。ピエゾ素子は、下部電極３１１と、圧電体層３１２と、上部電極３１３とを有し、これらが順番に積層、固着されている。圧電体としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などが用いられればよい。下部電極３１１が振動層２３ｂの上面に固定されており、上部電極３１３と下部電極３１１との間に印加された電圧差に応じて圧電体層３１２が伸縮変形することで振動層２３ｂが歪む。上部電極３１３と下部電極３１１との間の電圧を周期的に変化させることで振動層２３ｂの歪みパターンを周期的に変化させて、当該歪みに応じてインク室２３１ｂの容積を変化させ、インク室２３１ｂ内部のインクに圧力変化を付与する。
　下部電極３１１は、例えば、チタン（Ｔｉ）や白金（Ｐｔ）等の薄膜状の層である。圧電体層３１２は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などである。上部電極３１３は、例えば、クロム（Ｃｒ）や金（Ａｕ）などの薄膜である。これらは、それぞれ振動層２３ｂの上面に順番に成膜されて形成されてよい。これら加圧部３１と振動層２３ｂとにより、インク室２３１ｂを変形振動させる本実施形態のアクチュエーターが構成されている。
　アクチュエーター基板２３の上面（ノズル開口面ＮＰからの距離が共通排出路２２２と共通供給インク貯留部１０３１との間である）は、下部電極３１１及び上部電極３１３に駆動信号（ここでは、電圧信号）を伝えるための信号配線３６と、当該信号配線３６を駆動部に接続する配線とを接続する（実装する）ための接続部３５（実装部）とが設けられた配線面となっている。ここでは、接続部３５は、駆動部、例えば、駆動ＩＣが設けられたＦＰＣ１１１のアクチュエーター基板２３への接続部分、すなわち、ＦＰＣ１１１に対する接続端子及び／又はＦＰＣ１１１の各信号配線と信号配線３６との接着部材（導電部材である）の配列などである。上述のように、ＦＰＣ１１１は、共通供給インク貯留部１０３１の略中央部から上方（Ｚ方向）に引き出されている。ＦＰＣ１１１の回路配線とアクチュエーター基板２３上の信号配線３６とは、接続部３５において、例えば、間に挟まれた異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を介して熱圧着されている。あるいは、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）や銀ペーストなどが用いられて接続されていてもよい。アクチュエーター基板２３の上面における接続部３５の面積は、ＦＰＣ１１１と信号配線３６との信号伝送に問題を生じない範囲で小さく定めることができる。信号配線３６と振動層２３ｂとの間は、適宜絶縁層（例えば、ＳｉＯ２膜など）により絶縁されている。ここでは、下部電極３１１には共通電位（例えば、接地電位）が供給され、上部電極３１３に対しては、個別の信号配線３６により、駆動部から各々出力された個別の駆動信号が送られる。
　保護基板２４は、例えば、４２アロイにより構成された基板であり、アクチュエーター基板２３との接触面側には、加圧部３１などを収容する空間が形成されている。また、保護基板２４には、上下方向に貫通孔２４１が形成されている。貫通孔２４１は、共通供給インク貯留部１０３１と貫通孔２３２との間を接続している。ここでは、保護基板２４は、共通供給インク貯留部１０３１の底壁面（壁面の少なくとも一部をなす部材であり、ヘッドチップ１０１との接続面）をなしている。
　すなわち、供給用サブタンク９２から供給口１０３３を経て共通供給インク貯留部１０３１に供給されたインクは、貫通孔２４１、２３２、流路孔２３１ａ、２３１ｃ、貫通孔２２１、２１３（これらがまとめてインク供給路をなす）及び当該インク供給路の途中（流路孔２３１ａ、２３１ｃの間）に設けられたインク室２３１ｂを通ってノズル２１１に送られる。この途中、貫通孔２４１、２３２の境界面（貫通部分）でインク供給路は配線面を貫通する。貫通孔２１３に送られたインクのうち一部は、インク室２３１ｂで付与された圧力変動に応じてノズル２１１から吐出される。ノズル２１１から吐出されないインクは、インク排出路、すなわち、個別排出路２１４及び共通排出路２２２などを通って共通排出インク貯留部１０３２に流れ、さらに、排出口１０３４から還流用サブタンク９３に戻される。このインクは、適宜、異物などを除去するフィルターなどを介して、還流用サブタンク９３から再び供給用サブタンク９２に送られることで循環する。
　次に、アクチュエーター基板２３上の配線について説明する。
　図６は、アクチュエーター基板２３の上面の配置を説明する概略図である。
　上述のように、平面視でノズル開口Ｎの位置（ノズル２１１の位置）には、貫通孔２２１、２１３及び流路孔２３１ｃが設けられ、これらに隣接してそれぞれインク室２３１ｂが設けられる。このインク室２３１ｂと平面視同一位置にそれぞれ加圧部３１が設けられる。貫通孔２４１、２３２及び流路孔２３１ａは、インク室２３１に対して貫通孔２２１、２１３及び流路孔２３１ｃと反対側の略対称な位置に設けられている。
　４列配列されたノズル列の中央２列の間には、信号配線と駆動部とを接続する接続部３５が設けられている。すなわち、接続部３５に対して±Ｙ方向（少なくとも一方向の側）には、それぞれ加圧部３１及びインク供給路の貫通部分（貫通孔２３２、２４１の境界部分）が二次元配置されていることになる。接続部３５と各加圧部３１との間には、各々後述のように信号配線が設けられる。ここでは、接続部３５のＹ方向について一方の側にある２列のノズル列ＮＬが対向するように、ノズル列ＮＬごとにノズル開口Ｎのインク室２３１ｂ及び加圧部３１に対する位置が反転して設けられている。
　図７は、アクチュエーター基板２３上の信号配線３６の一部と、ヘッドチップ１０１の内部構造との位置関係を示す図である。
　上述のように、加圧部３１（ここでは上部電極３１３）及び当該加圧部３１による圧力変動の付与を受けるインク室２３１ｂに連通するインク供給路の貫通部分（貫通孔２３２、２４１の境界部分）は、接続部３５の両側に二次元配置、ここでは、Ｙ方向について互いに異なる２つの位置に、Ｘ方向に複数並んだ配列がそれぞれ（複数の列状に）設けられている。接続部３５から加圧部３１の上部電極３１３へ延びる信号配線３６は、このＹ方向に延びるものの少なくとも一部が、アクチュエーター基板２３上（すなわち配線面上）において平面視で２列のノズル列ＮＬのうち接続部３５に近い側の列のノズル２１１に対応する隣り合う（隣り合うとは、本実施形態においてＸ方向について中心位置がノズル間隔の４倍の間隔で並んでいることを意味する）２つの加圧部３１及び当該加圧部３１に対応するインク室２３１ｂへのインク供給路の貫通部分の間を通過する。
　信号配線３６は、これらの通過部分において、加圧部３１の間隔や接続部分の間隔に応じて線幅が部分的に狭くなっていて（線幅が非一様で）よい。線幅が広いほうが信号配線３６の電気抵抗が小さくなり、消費電力が抑えられるので、信号配線３６の幅は、一様に細く設けられるのではなく、十分な線幅で設けるのが難しい部分について、部分的に狭くすればよい。
　また、信号配線３６は、隣り合う２つの加圧部３１（貫通部分）の間（その少なくとも一部）に複数本設けられてよい。信号配線３６の設けられる位置は、加圧部３１の配置などに応じて適宜定められてよい。
　一部の信号配線３６は、平面視で共通排出路２２２と重複する範囲を通過する。このように重なる部分は、例えば、上述のように線幅が部分的に狭くなっている（ここでは特に、最も細い）部分とされてよい。インクの流れに沿った位置で発熱しやすい部分を設けることで、熱がインク流に伝わりやすく、効果的に放熱され、かつインクが滞留しにくいので、インクが局所的に過熱状態になることも避けやすい。また、信号配線３６の一部は、積層されたアクチュエーター基板２３と保護基板２４及び共通インク貯留部１０３との間を通過する。
　これらの信号配線３６は、半導体プロセスによりアクチュエーター基板２３上に当該アクチュエーター基板２３と一体的に形成されればよい。上述のように、ＡＣＦなどを介して接続部３５でＦＰＣ１１１と接続される。信号配線３６の形成後、さらに保護基板２４が信号配線３６の上方（＋Ｚ側）に設けられる。すなわち、信号配線３６が隣り合う貫通部分の間を通過する部分（そのうち少なくとも一部）は、保護基板２４（共通供給インク貯留部１０３１の底壁面をなす部分）により覆われている。
［変形例１］
　図８は、アクチュエーター基板２３の上面の配置の変形例１を説明する概略図である。
　この変形例では、接続部の延在方向に対して垂直な方向両側にそれぞれ４列に加圧部３１がインク室２３１ｂに重なって配置される。これらの加圧部３１は、２列ずつ組み合わせて互い違いに設けられており、当該２列の加圧部３１に対応（インク室２３１ｂに連通）するノズル開口Ｎは、Ｙ方向について同一の位置にＸ方向に沿って交互に一列に配置されて、ノズル列ＮＬをなす。
　ノズル開口Ｎに比して加圧部３１は、表面積が大きい。したがって、加圧部３１がノズル開口Ｎの列に対して互い違いに両側に配列されることで、ノズル開口Ｎの配置間隔を狭めることができる。４組８列の加圧部３１の位置は、それぞれＸ方向について異なる位置に所定の間隔で配置されている。
　図９は、変形例１の配置におけるアクチュエーター基板２３上の配線と、ヘッドチップ１０１内の構成との位置関係の例を示す図である。
　この変形例１のように、接続部３５の一方の側に当該接続部３５の延在方向（Ｘ方向）に沿った方向に伸びるノズル列ＮＬの数が多い場合には、加圧部３１や貫通孔２３２の間を通る信号配線３６の数も多くなる。上述のように、必要な配線数が通過可能に信号配線３６が部分的に細く形成されてよい。
［変形例２］
　図１０は、インクジェットヘッドの変形例について説明する図である。
　この断面は、図５に示した断面の一部であり、同一の構成要素については同一の符号を付している。
　この変形例２のヘッドチップ１０１ａでは、アクチュエーター基板２３上で接続部３５において、駆動部４０が直接接続部３５に接続されている。また、共通排出路２２２において、緩衝部２２３は、底面側（－Ｚ側）に設けられている。ここでは、駆動部４０として小型の駆動ＩＣが用いられることで、このようにアクチュエーター基板２３の接続部３５に直接配置されても場所をとらない。
　緩衝部２２３が共通排出路２２２に対して、信号配線３６が設けられた配線面のある側とは異なる面に沿って設けられることで、信号配線３６の駆動信号により生じた熱が共通排出路２２２内のインク流に伝わって排出されやすくなるので、ヘッドチップ１０１ａの過熱がより効果的に避けられる。
　図１１は、変形例２のヘッドチップ１０１ａを有するインクジェットヘッド１００ａの斜視図である。
　駆動部４０が直接アクチュエーター基板２３上に配置される場合、駆動部４０への制御信号用の制御配線の数は、全ての加圧部３１を各々動作させるための個別の信号配線３６より非常に少なくてよい。この場合、制御配線が設けられる基板（ＦＰＣ１１１）は、共通インク貯留部１０３ａ内を貫通させなくてもよく、ここでは、アクチュエーター基板２３の端部に設けられている。制御配線は、駆動部４０から接続部３５の延在方向（Ｘ方向）にＦＰＣ１１１までアクチュエーター基板２３上に設けられればよい。
　また、駆動部４０は、その少なくとも一部が平面視で共通排出路２２２と重複する範囲に設けられている。信号配線３６と同様に、駆動部４０が生じた熱がインク流に伝わることで、ヘッドチップ１０１ａの過熱を抑制して効果的に排熱を行うことができる。
　以上のように、本実施形態のインクジェットヘッド１００は、複数のノズル２１１（各々ノズル開口Ｎを有する）と、当該複数のノズル２１１に各々インクを供給するインク供給路となる貫通孔２１２、２１３、２２１、２３２、２４１及び流路孔２３１ａ、２３１ｃと、インク供給路の途中にそれぞれ設けられたインク室２３１ｂと、インク室２３１ｂのそれぞれ内部のインクに各々圧力変動を付与する加圧部３１と、インク供給路に供給するインクを貯留する共通供給インク貯留部１０３１と、加圧部３１への駆動信号をそれぞれ伝える信号配線３６と、を備える。共通供給インク貯留部１０３１は、複数のノズル開口Ｎが設けられたノズル開口面ＮＰからインク室２３１ｂよりも離れた位置に設けられ、信号配線３６が設けられた配線面は、ノズル開口面ＮＰからの距離がインク室２３１ｂと共通供給インク貯留部１０３１との間の位置に設けられ、インク供給路は、配線面を貫通する貫通部分を各々有し、信号配線３６は、隣り合う貫通部分の間を通って設けられている部分を含む。
　このように、インクジェットヘッド１００において、信号配線３６が配線面を貫通するインク供給路の間を通るように配置することで、配線の柔軟性を向上させ、大型化せずに低コストでノズルを種々のパターンで配置が可能となる。
　また、信号配線３６の配線面は、当該配線面上の信号配線３６の少なくとも一部が、共通供給インク貯留部１０３１の壁面の少なくとも一部をなす保護基板２４に覆われている。信号配線３６をインク供給路間の狭い部分に通した場合に、このように保護基板２４で上面を保護することで、主に短絡や断線などの配線トラブルを防ぐことができる。これにより、インクジェットヘッド１００の信頼性をより安定的に向上させることができる。
　また、上記貫通部分は、配線面内で複数の信号配線３６の加圧部３１に接続される側とは反対側の端部に対して少なくとも一方向の側で二次元配置されており、信号配線３６は、少なくとも一方向の側で隣り合う貫通部分の間を通って設けられている部分を含む。
　このように、ノズル開口Ｎ及び当該ノズル開口Ｎへのインク供給路や加圧部３１が二次元配置され、当該二次元配置された加圧部３１に対して各々信号配線３６を設ける場合に、当該信号配線３６が配線面を貫通するインク供給路の間を通るように配置することで、効率的に配線数を増やし、大型化せずにノズルの配置密度を向上させることができる。
　また、インクジェットヘッド１００は、信号配線３６に駆動信号を出力する駆動部４０と信号配線３６の上記反対側の端部との間を接続する接続部３５を備える。すなわち、信号配線３６は、アクチュエーター基板２３上で接続部３５を介して駆動部４０に容易に接続される。
　また、インク供給路のうち二次元配置されたものに各々連通するインク室２３１ｂは、複数の列状（列上）に配置され、２列のインク室に各々連通するノズル２１１は、交互に当該２列の間に１列に配置されている。すなわち、比較的表面積を必要とするインク室２３１ｂを配列の左右にずらし、ノズルの配列を一列とすることで、ノズルの配列密度をより向上させることができる。このような場合に上記のように信号配線３６がインク供給路間を通るように構成することで、インクジェットヘッド１００では、小型のヘッドでコストを大きく上昇させず、より効率的に高解像度の画像を出力させることができる。
　また、少なくも一方向の側で隣り合うインク供給路の配線面の貫通部分の間の少なくとも一部には、複数の信号配線３６が設けられている。このように、インク供給路間には、複数の信号配線３６を通してよく、これにより、より高密度のノズル配置を効率的に行うことができる。
　また、インクジェットヘッド１００は、インク供給路の途中から各々インクを排出させる個別排出路２１４と、複数の個別排出路２１４に連通する共通排出路２２２と、を備える。これにより、インクの吐出をより安定して適正に行わせることが可能になる。
　また、共通供給インク貯留部１０３１と共通排出路２２２とは、複数のノズル開口Ｎが設けられたノズル開口面ＮＰから互いに異なる距離範囲に設けられている。これにより、比較的大きな面積を有する共通供給インク貯留部１０３１と共通排出路２２２により、ノズル面ＮＰに平行な方向への面積の拡大を抑制することができるので、大型化の問題や加工に係るコスト増を抑制しやすい。
　また、配線面は、ノズル開口面ＮＰからの距離が共通排出路２２２と共通供給インク貯留部１０３１との間の位置に設けられ、信号配線３６の線幅は非一様であり、当該信号配線３６のうち線幅が最も細い部分のうち一部は、ノズル開口面ＮＰの側から平面視で共通排出路２２２と重複する範囲に設けられている。
　予め決まっているインク供給路の貫通部分の間隔に複数の信号配線３６を通す場合には、配線の線幅を狭くする必要が生じる場合もある。このような場合には、当該配線を共通排出路２２２と近接させて配置することで、線幅の狭い複数の配線からの発熱を効果的にインク流に伝えることで、インクジェットヘッド１００の過熱を抑制することができる。したがって、放熱に係るコストを上昇させずに安定してノズルが高密度配置されたインクジェットヘッド１００を動作させることができる。
　また、変形例２のインクジェットヘッド１００ａでは、共通排出路２２２は、個別排出路２１４から伝わるインクの圧力変化を減衰させる緩衝部２２３を有する。そして、この緩衝部２２３は、共通排出路２２２に対して配線面が設けられている側とは異なる面に沿って設けられている。
　すなわち、このインクジェットヘッド１００ａでは、信号配線３６と共通排出路２２２との間に緩衝部２２３を挟まない。これにより、より信号配線３６と共通排出路２２２とを近接させて、効率的に発生した熱をインクへ逃がして排出させることができる。したがって、このインクジェットヘッド１００ａでは、小型構造内でより効率的に過熱を防止して安定してインク吐出動作を継続させることができる。
　また、駆動部４０は、駆動ＩＣである。小型の駆動ＩＣである駆動部４０から駆動信号を各々信号配線３６に対して出力することで、小型のインクジェットヘッド１００から安定してインク吐出を行わせることができる。
　また、インクジェットヘッド１００ａでは、駆動部４０は、配線面上で接続部３５に直接接続され、当該駆動部４０の少なくとも一部は、ノズル開口面ＮＰの側から平面視で共通排出路２２２と重複する範囲に設けられている。
　このように、駆動部４０がＦＰＣ１１１を挟まずに直接配線面上に設けられてもよい。これにより、ＦＰＣ１１１と駆動部４０との間の制御信号用の配線数を、個々の信号配線３６と比較して大きく削減することができるので、ＦＰＣ１１１の配置の自由度が向上し、共通インク貯留部１０３の構造を複雑化させなくてもよくなる。特に、駆動部４０が駆動ＩＣである場合には、構成の大型化が抑制される。また、駆動部４０を共通排出路２２２と近接させることで、信号配線３６だけでなく駆動部４０の発する熱もインクに伝えて効果的に排熱させることができる。これにより、インクジェットヘッド１００ａを小型のまま効率的により安定して動作させることができる。
　また、加圧部３１はピエゾ素子を有し、ピエゾ素子には圧電体層３１２としてＰＺＴ薄膜が含まれる。このように、ピエゾ式の加圧部３１を有する場合に、インク室２３１ｂのサイズに応じた加圧部３１が必要となるが、インク供給路の貫通部分の間を通して信号配線３６を当該加圧部３１に接続するので、配線面を効率的に利用し、水平面積を拡大せずに小型のまま効率的にインクジェットヘッド１００ａのノズル配置を高密度化することができる。
　また、本実施形態の画像形成装置１は、上述のインクジェットヘッド１００、１００ａを備える。上述のインクジェットヘッド１００、１００ａを用いることで、画像形成装置１では、大型化せずに高解像度の画像を安定して出力させることができる。
　なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
　例えば、また、上記実施の形態では、ノズル列ＮＬごとに共通排出路２２２が設けられたが、複数のノズル列ＮＬに係る貫通孔２１３から分岐する個別排出路２１４が共通の共通排出路２２２に接続される構造であってもよい。
　また、上記実施の形態では、中間基板２２に共通排出路２２２が設けられたが、中間基板２２とノズル基板２１にそれぞれ凹部を設け、位置を合わせて流路を設けることで、中間基板２２とノズル基板２１にまたがって共通排出路２２２が設けられてもよい。
　また、上記実施の形態では、ノズル開口Ｎから吐出されないインクを個別排出流路２１４及び共通排出流路２２２を介して共通排出インク貯留部１０３２に戻して排出、回収、循環させることが可能な場合について説明したが、これらの排出に係る流路が設けられていなくてもよい。排出に係る構成がないとしても、ノズル間隔に応じた間隔で配列されたインク供給路に対し、配線面内で、特に、当該配列方向について隣り合うインク供給路の隙間を通るように信号配線を配置させることで、小サイズかつ低コストでの柔軟なノズル配置が可能となる。
　また、上記実施の形態では、ノズル開口Ｎが複数のノズル列ＮＬ上に等間隔で配列されたが、このように規則正しく二次元配列されていなくてもよい。この場合でも複数のノズル開口Ｎに応じてノズル間隔又はその数倍程度の間隔で、ここでは、Ｘ方向について隣り合うインク供給路の間隙を通って信号配線３６が設けられている部分を有していればよい。
　また、上記実施の形態では、圧電体膜を変動させてインク室を変形させることによりインクに圧力変動を付与する場合を例に挙げて説明したが、抵抗素子に電流を流して発熱させ、インクの気泡を生じさせることでインクを吐出させるサーマル式であってもよい。この場合、加圧部である抵抗素子は、インク供給路内に設けられ、当該抵抗素子が設けられた範囲をインク室とすればよい。インク供給路とノズルとは、厳密に区分けされる必要はなく、インク供給路の先端でインクの吐出液滴のサイズ、形状や方向などを規定する部分がノズルに当たる。
　また、上記実施の形態では、Ｘ方向に延在する接続部３５のＹ方向について両側に加圧部３１が二次元配置されたが、Ｙ方向について片側にのみ加圧部３１が二次元配置されていてもよいし、中央の接続部の三方や四方を取り囲むように接続部３５が二次元配置されていてもよいし、一次元配列されている方向があってもよい。
　また、上記実施の形態では、保護基板２４が共通供給インク貯留部１０３１の底壁面をなしているものとして説明したが、共通排出インク貯留部１０３２の底壁面もなしていてもよいし、共通排出インク貯留部１０３２は別途筐体が保護基板２４上に設けられたものであってもよい。
　また、上記実施の形態では、必要に応じて信号配線３６の線幅を細くできるものとして説明したが、細くする必要がないのであれば、均一の線幅であってもよい。また、構造上、線幅が細い部分について、厚みを増せるのであれば、そのように信号配線３６が形成されていてもよい。
　また、上記実施の形態では、ノズル基板２１、中間基板２２及びアクチュエーター基板２３がいずれも平行平板であるものとして説明したが、互いに凹凸を有してはめあわせる形状であってもよい。また、信号配線３６が配線面上に二次元配置されるものとして説明したが、構造上、配線面に厚み方向についての若干の幅を有していてよく、信号配線３６は、当該幅内で上下方向に延びている部分が含まれていてよい。また、加圧部３１の位置に応じて信号配線３６が加圧部３１を含む又は加圧部３１に近接する平面内に設けられていてもよいし、加圧部３１とは異なる配線面から加圧部３１の上部電極に接続する垂直配線に接続される構成であってもよい。
　また、インクジェットヘッド１００は、画像形成装置１とセットで流通されてもよいし、単体で流通されてもよい。
　その他、上記実施の形態で示した構造、配置や材質などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
　この発明は、インクジェットヘッド及び画像形成装置に利用することができる。
１     画像形成装置
２     搬送部
２ａ、２ｂ    搬送ローラー
２ｃ   搬送ベルト
３     ヘッドユニット
２１   ノズル基板
２１ａ ノズル層
２１ｂ 酸化膜層
２１ｃ ノズル支持層
２１１ ノズル
２１２ 貫通孔
２１３ 貫通孔
２１４ 個別排出路
２２   中間基板
２２１ 貫通孔
２２２ 共通排出路
２２３ 緩衝部
２２３ａ      薄板
２２３ｂ      空気室
２３   アクチュエーター基板
２３ａ インク室層
２３ｂ 振動層
２３１ インク流路
２３１ａ、２３１ｃ   流路孔
２３１ｂ      インク室
２３２ 貫通孔
２４   保護基板
２４１ 貫通孔
３１   加圧部
３１１ 下部電極
３１２ 圧電体層
３１３ 上部電極
３５   接続部
３６   信号配線
４０   駆動部
７１～７４    インク流路
８１、８２    送液ポンプ
９１   メインタンク
９２   供給用サブタンク
９３   還流用サブタンク
１００、１００ａ     インクジェットヘッド
１０１、１０１ａ     ヘッドチップ
１０２ 保持部
１０３、１０３ａ     共通インク貯留部
１０３１      共通供給インク貯留部
１０３２      共通排出インク貯留部
１０３３      供給口
１０３４      排出口
Ｍ     記録媒体
Ｎ     ノズル開口
ＮＬ   ノズル列
ＮＰ   ノズル開口面

Claims (14)

  1. 　複数のノズルと、
    　前記複数のノズルに各々インクを供給するインク供給路と、
    　前記インク供給路の途中にそれぞれ設けられたインク室と、
    　前記インク室のそれぞれ内部のインクに各々圧力変動を付与する加圧部と、
    　前記インク供給路に供給するインクを貯留するインク貯留部と、
    　前記加圧部への駆動信号をそれぞれ伝える信号配線と、
    　を備え、
    　前記インク貯留部は、前記複数のノズルの開口が設けられたノズル開口面から前記インク室よりも離れた位置に設けられ、
    　前記信号配線が設けられた配線面は、前記ノズル開口面からの距離が前記インク室と前記インク貯留部との間の位置に設けられ、
    　前記インク供給路は、前記配線面を貫通する貫通部分を各々有し、
    　前記信号配線は、隣り合う前記貫通部分の間を通って設けられている部分を含む
    　インクジェットヘッド。
  2. 　前記配線面は、当該配線面上の前記信号配線の少なくとも一部が、前記インク貯留部の壁面の少なくとも一部をなす部材に覆われている請求項１記載のインクジェットヘッド。
  3. 　前記貫通部分は、前記配線面内で複数の前記信号配線の前記加圧部に接続される側とは反対側の端部に対して少なくとも一方向の側で二次元配置されており、
    　前記信号配線は、前記少なくとも一方向の側で隣り合う前記貫通部分の間を通って設けられている部分を含む
    　請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
  4. 　当該信号配線に前記駆動信号を出力する駆動部と前記信号配線の前記反対側の端部との間を接続する接続部を備える請求項３記載のインクジェットヘッド。
  5. 　前記インク供給路のうち前記二次元配置されたものに各々連通する前記インク室は、複数の列状に配置され、
    　２列の前記インク室に各々連通する前記ノズルは、交互に当該２列の間に一列に配置されている請求項３又は４記載のインクジェットヘッド。
  6. 　前記少なくも一方向の側で隣り合う前記貫通部分の間の少なくとも一部には、複数の前記信号配線が設けられている請求項３～５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
  7. 　前記インク供給路の途中から各々インクを排出させる個別排出路と、
    　複数の前記個別排出路に連通する共通排出路と、
    　を備える
    　請求項１～６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
  8. 　前記インク貯留部と前記共通排出路とは、前記複数のノズルの開口が設けられたノズル開口面から互いに異なる距離範囲に設けられている
    　請求項７記載のインクジェットヘッド。
  9. 　前記配線面は、前記ノズル開口面からの距離が前記共通排出路と前記インク貯留部との間の位置に設けられ、
    　前記信号配線の線幅は非一様であり、当該信号配線のうち線幅が最も細い部分のうち一部は、前記ノズル開口面の側から平面視で前記共通排出路と重複する範囲に設けられている
    　請求項７又は８記載のインクジェットヘッド。
  10. 　前記共通排出路は、前記個別排出路から伝わるインクの圧力変化を減衰させる緩衝部を有し、
    　前記緩衝部は、前記共通排出路に対して前記配線面が設けられている側とは異なる面に沿って設けられている
    　請求項９記載のインクジェットヘッド。
  11. 　前記信号配線に前記駆動信号を出力する駆動部は、ＩＣである請求項１～１０のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
  12. 　前記信号配線に前記駆動信号を出力する駆動部と、
    　当該駆動部と前記信号配線の前記加圧部に接続される側とは反対側の端部との間を接続する接続部と、
    　を備え、
    　前記駆動部は、前記配線面上で前記接続部に直接接続され、当該駆動部の少なくとも一部は、前記ノズル開口面の側から平面視で前記共通排出路と重複する範囲に設けられている
    　請求項７～１０のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
  13. 　前記加圧部はピエゾ素子を有し、
    　前記ピエゾ素子にはＰＺＴ薄膜が含まれる
    　請求項１～１２のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
  14. 　請求項１～１３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備える画像形成装置。
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