マルチチップインクジェットヘッド
【課題】インクジェットヘッドを長尺化あるいは大型化する場合に、印字ばらつきを発生させる要因を少なくできて画像欠陥を発生させ難くでき、コンパクトで、配管やＦＰＣの接続も簡素化できるマルチチップインクジェットヘッドを提供すること。
【解決手段】駆動電極が形成された駆動壁とチャネルとが交互に並設され、前面及び後面にチャネルの出口及び入口が配置され、後面に駆動電極と電気的に接続する接続電極が形成された複数のヘッドチップ１を、表面に各々の接続電極と対応する配線電極２３が形成され、ヘッドチップ１に対応するインク導入用連通口が開口形成された１枚の配線基板２に、接続電極と配線電極２３とが電気的に接続し、且つ、チャネルの入口がインク導入用連通口に臨むように位置決めして接着すると共に、全てのヘッドチップ１の前面に亘って、全てのチャネルに対応する位置に各々ノズル孔３１が形成された１枚のノズルプレート３を貼着する。
【解決手段】駆動電極が形成された駆動壁とチャネルとが交互に並設され、前面及び後面にチャネルの出口及び入口が配置され、後面に駆動電極と電気的に接続する接続電極が形成された複数のヘッドチップ１を、表面に各々の接続電極と対応する配線電極２３が形成され、ヘッドチップ１に対応するインク導入用連通口が開口形成された１枚の配線基板２に、接続電極と配線電極２３とが電気的に接続し、且つ、チャネルの入口がインク導入用連通口に臨むように位置決めして接着すると共に、全てのヘッドチップ１の前面に亘って、全てのチャネルに対応する位置に各々ノズル孔３１が形成された１枚のノズルプレート３を貼着する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチチップインクジェットヘッドに関し、詳しくは、複数のヘッドチップを１枚の配線基板の表面に位置決めして配列してなるマルチチップインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、インクジェットヘッドをチャネルの配列方向に沿って長尺となるようにライン化する場合、所望のライン幅となる広幅の１つのヘッドチップ（アクチュエータ）を用いてインクジェットヘッドを構成しようとすると、幅方向に亘って均一な射出特性を有するヘッドチップを作成することが非常に困難であり、また、そのヘッドチップを幅方向に亘って均一に加工することも非常に困難であるという問題がある。更に、数千〜数万のノズルを１ヘッドに納める必要があるため、収率の面で不利があり、また、熱膨張の影響のために接着工程で非常に不利となる。このため、従来、狭幅のヘッドチップを用いて作成したヘッドユニットを複数ユニット使用して、所望のライン幅となるように１つの取付け部材に千鳥状等に配列することで、広幅の１つのインクジェットヘッドを作成するのが一般的である（特許文献１）。
【０００３】
このヘッドユニットとは、それ単独でインク吐出による印字が可能なインクジェットヘッドである。
【０００４】
しかし、このようなヘッドユニットを複数用いて作成されたインクジェットヘッドの場合、各ヘッドユニットの印字ばらつきを抑えることが困難であり、インクジェットヘッド全体でのインクの着弾位置精度を確保することが困難であるという問題がある。
【０００５】
すなわち、複数のヘッドユニットを１つの取付け部材に配列するため、ヘッドユニット各々のアライメント精度はもちろん、ヘッドユニット毎に有しているノズルプレートのアライメントと、そのノズルプレートにノズルを作成する際の加工精度によるばらつき等を総合したノズルの位置精度の他に、各ヘッドユニットのアクチュエータの特性のばらつきが加わるため、インクジェットヘッド全体での印字ばらつきが大きくなってしまい、その結果、取付け位置精度や取付け角度精度、速度ムラによる画像欠陥が発生し易いという問題がある。
【０００６】
また、ヘッドユニットを複数用いて長尺あるいは大型の１つのインクジェットヘッドを構成する場合、通常１つのヘッドユニットはヘッドチップの他にヘッドチップと接続する配線類や基板類、ヘッドチップにインク供給するためのマニホールド、これらを内部に収めるための外装部材を有するため、その外形形状はヘッドチップよりも更に大きくなっており、隣接するヘッドユニット同士の間隔をコンパクトにすることが難しい問題もある。このため、インクジェットヘッドが必要以上に大型化してしまう問題がある。
【０００７】
更に、１つの長尺あるいは大型のインクジェットヘッドに対して複数設けられるヘッドユニットの各々に個別にインク供給するための供給管を配管しなくてはならず、配管構造が複雑化及び配管作業が煩雑化するという問題、ヘッドユニットの各々に駆動電圧を印加するためのＦＰＣを接続する作業が煩雑であるという問題もある。
【特許文献１】特開２００２−２９２８７２号公報
【特許文献２】特開２００８−６７９２号公報
【特許文献３】特開２００７−８３７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、インクジェットヘッドを長尺化あるいは大型化する場合に、印字ばらつきを発生させる要因を少なくできて画像欠陥を発生させ難くすることができると共に、インクジェットヘッドをコンパクトにでき、インク供給のための配管や駆動電圧を印加するためのＦＰＣの接続も簡素化できるマルチチップインクジェットヘッドを提供することを課題とする。
【０００９】
本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は以下の各発明によって解決される。
【００１１】
請求項１記載の発明は、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設され、前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、前記駆動壁に駆動電極が形成され、前記後面に前記駆動電極と電気的に接続する接続電極が形成されたヘッドチップを複数有し、前記駆動電極に駆動電圧を印加することによって前記チャネル内のインクをノズルから吐出するマルチチップインクジェットヘッドであって、
複数の前記ヘッドチップを、表面に前記ヘッドチップの各々の前記接続電極と対応する配線電極が形成されると共に前記ヘッドチップに対応するインク導入用連通口が開口形成された１枚の配線基板に、前記接続電極と前記配線電極とが電気的に接続し、且つ、前記ヘッドチップの前記チャネルの入口が前記インク導入用連通口に臨むように位置決めして接着すると共に、
全ての前記ヘッドチップの前面に亘って、該全てのヘッドチップの前記チャネルに対応する位置に各々ノズル孔が形成された１枚のノズルプレートを貼着してなることを特徴とするマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記配線電極は、前記ヘッドチップの前記接続電極に対応する前記インク導入用連通口から前記配線基板の外端部にかけて形成されており、該配線基板表面の外端部の前記配線電極に、駆動ＩＣからの駆動電圧を伝達する配線が形成されたＦＰＣが電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記配線基板の裏面側に、前記インク導入用連通口を通して全ての前記ヘッドチップに対して共通にインクを供給する１つのインクマニホールドが接合されることを特徴とする請求項１又は２記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１４】
請求項４記載の発明は、複数の前記ヘッドチップを、前記チャネルの並び方向に沿い、且つ、隣接する前記ヘッドチップで前記チャネルのピッチが等ピッチとなるように、前記配線基板の表面に配列することによりラインタイプのインクジェットヘッドを構成してなることを特徴とする請求項１、２又は３記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１５】
請求項５記載の発明は、複数の前記ヘッドチップは、異なるウエハーから切り出されたヘッドチップ同士が隣接するように配列されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１６】
請求項６記載の発明は、複数の前記ヘッドチップ間に、前記配線基板の表面からの高さが前記ヘッドチップの前面の高さと同等となるスペーサー部材を設け、１枚の前記ノズルプレートを、全ての前記ヘッドチップの前面と前記スペーサー部材の表面とに亘って貼着してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１７】
請求項７記載の発明は、前記配線基板の表面の所定位置に、複数の前記ヘッドチップ毎に対応する位置決めマークが形成されており、複数の前記ヘッドチップの各々は前記位置決めマークによって位置決めされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１８】
請求項８記載の発明は、前記位置決めマークは、前記ヘッドチップの前記チャネルの配列方向と直交する方向に延び、且つ、両外側縁が平行な第１の直線パターンを有しており、
前記ヘッドチップの前記後面と接する側面に、前記第１の直線パターンと対応する位置に、前記ヘッドチップの前記前面と前記後面とに亘り、前記第１の直線パターンの幅と同一幅で、且つ、対向する内側壁面が平行な直線状の溝が加工されており、
前記配線基板の表面に接着された前記ヘッドチップの前記前面側から見て、前記溝内に、該溝内の対向する内側壁面と前記第１の直線パターンの両外側縁が一致して見えるように複数の前記ヘッドチップの各々が位置決めされていることを特徴とする請求項７記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１９】
請求項９記載の発明は、前記第１の直線パターンは、所定間隔をおいた２本の平行な直線パターンからなることを特徴とする請求項８記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、前記第１の直線パターンは、前記配線基板の表面の所定位置に、前記配線電極と同一の金属材料を用いてパターン形成されていることを特徴とする請求項８又は９記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、前記配線基板の表面の所定位置に、前記ヘッドチップの前記チャネルの配列方向と平行な側面を位置決めするためのパターンであって、前記第１の直線パターンと直交する直線部分を有する第２の直線パターンが形成されており、
前記配線基板の表面に接合された前記ヘッドチップの前記前面側から見て、前記ヘッドチップの前記後面の外縁が、前記第２の直線パターンの前記直線部分と一致して見えるように位置決めされていることを特徴とする請求項８、９又は１０記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、前記第２の直線パターンは、前記配線基板の表面の所定位置に、前記配線電極と同一の金属材料を用いてパターン形成されていることを特徴とする請求項１１記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、１枚の配線基板に、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設され、前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、駆動壁に駆動電極が形成され、後面に駆動電極と電気的に接続する接続電極が形成された複数のヘッドチップが位置決めされて配列され、その全てのヘッドチップの前面に亘って１枚のノズルプレートが貼着され、全てのヘッドチップでノズルプレートを共通とするので、各ヘッドチップはノズルプレートに形成されたノズル孔と各チャネルとが連通し得る程度のある範囲の精度で接着されていればよく、インクの着弾位置精度を確保するために各ヘッドチップの取付け位置に厳格な精度が要求されることはなくなる。このため、印字ばらつきを発生させる要因は、１枚のノズルプレートにノズル孔を形成する際の加工精度によるばらつきと、各ヘッドチップの特性ばらつきだけとなる。
【００２４】
また、配線基板の表面に複数のヘッドチップだけを配列することで長尺化あるいは大型化できるため、ヘッドチップ相互の位置を近接させることができ、インクジェットヘッド全体のコンパクト化が可能となる。
【００２５】
更に、配線基板に各ヘッドチップにインク供給するためのインク導入用連通口が形成され、この配線基板の裏面側から全てのヘッドチップに対するインク供給を行うことができるため、インク供給のための配管作業及び配管構造が簡素化できる。
【００２６】
しかも、各ヘッドチップに対する駆動電圧の印加は、配線基板の同一表面に形成された配線電極に対してＦＰＣ接続すればよいため、ＦＰＣの接続作業も簡素化できる。
【００２７】
従って、インクジェットヘッドを長尺化あるいは大型化する場合に、印字ばらつきを発生させる要因を少なくできて画像欠陥を発生させ難くすることができると共に、インクジェットヘッドをコンパクトにでき、インク供給のための配管や駆動電圧を印加するためのＦＰＣの接続も簡素化できるマルチチップインクジェットヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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。
【００２９】
＜マルチチップインクジェットヘッドの構造＞
全体構造
図１は本発明に係るマルチチップインクジェットヘッドの一態様を示すフルラインタイプのインクジェットヘッドを示す分解斜視図、図２は１つのヘッドチップを後面側から見た部分斜視図、図３は図１中の(iii)−(iii)線に沿う断面図、図４は図１中の(iv)−(iv)線に沿う断面図である。
【００３０】
インクジェットヘッドＨは、多数のヘッドチップ１が配線基板２上に千鳥状に配列されて構成されている。配線基板２は図１中のＸ方向に沿って長尺状に形成され、その表面に６つのヘッドチップ１がＹ方向に２列となるように配列されているが、ヘッドチップ１の数は特に限定されない。ヘッドチップ１には、例えばＰＺＴ等の分極処理された圧電素子からなる駆動壁１１と、インク室となるチャネル１２とが交互に並設されたチャネル列が、図２中の上下方向に２列に並設されている。
【００３１】
配線基板２の表面には、複数配列されたヘッドチップ１の間に、配線基板２の表面からの高さがヘッドチップ１の前面１ａの高さと同等となるように形成されたスペーサー部材５が接着されている。
【００３２】
全てのヘッドチップ１の前面１ａとスペーサー部材５の表面とに亘って、１枚のノズルプレート３が貼着されている。ノズルプレート３には、各ヘッドチップ１の各チャネル１２に対応する位置に、チャネル１２内と連通する多数のノズル孔３１が開設されている。
【００３３】
配線基板２の裏面側（ヘッドチップ１の接着面と反対面側）には、全てのヘッドチップ１に対して共通にインクを供給するための１つのインクマニホールド６が接合されている。
【００３４】
配線基板２は複数のヘッドチップ１及びスペーサー部材５の接着領域よりも側方に大きくはみ出す程度の大きさを有しており、その表面の外端部にＦＰＣ（フレキシブル配線基板）７Ａ、７Ｂが接合される。各ＦＰＣ７Ａ、７Ｂは、不図示の駆動ＩＣからの駆動電圧を各ヘッドチップ１の各チャネル１２内に形成されている駆動電極１３に伝達する。
【００３５】
かかるインクジェットヘッドＨは、ＦＰＣ７Ａ、７Ｂを介して印加された駆動ＩＣからの駆動電圧によって、圧電素子からなる駆動壁１１をくの字状に変形させてチャネル１２内の容積を縮小させ、ノズル孔３１から図１中のＺ方向に向けてインクを吐出するようになっている。
【００３６】
なお、ＸＹＺは互いに直交する方向である。また、本発明において、ヘッドチップ１において、インクが吐出される側の面を「前面１ａ」といい、その反対側の面を「後面１ｂ」という。また、ヘッドチップ１において並設されるチャネル１２を挟んで図示上下に位置する側面をそれぞれ「上面１ｃ」及び「下面１ｄ」という。前面１ａと後面１ｂとは実質的に平行であり、上面１ｃと下面１ｄとは実質的に平行である。
【００３７】
ヘッドチップ
複数設けられる各ヘッドチップ１は同一構造であり、前面１ａ、後面１ｂ、これらに挟まれる側面である上面１ｃ、下面１ｄ及び２つの端面１ｅを有する直方体形状を呈している。
【００３８】
ヘッドチップ１における各チャネル１２の形状は、両側壁がヘッドチップ１の上面１ｃ及び下面１ｄに対してほぼ垂直方向に延びており、そして互いに平行である。ヘッドチップ１の前面１ａ及び後面１ｂには、それぞれ各チャネル１２の前面側の開口部１２１と後面側の開口部１２２とが対向している。各チャネル１２は、その後面側の開口部１２２から前面側の開口部１２１に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプとなる所謂ハーモニカ型のヘッドチップ構造を形成している。
【００３９】
本実施形態に示すヘッドチップ１は、駆動壁１１を挟んで並設される複数のチャネル１２によって構成されるチャネル列が２列となるものを例示しており、各チャネル列間では、チャネル１２のピッチは半ピッチずれて形成されている。本発明は配線基板２の同一表面に、これら複数のヘッドチップ１だけを配列するため、隣接するヘッドチップ１との間に外装部材等の他の部材（スペーサー部材５を除く）を介在させる必要がなく、隣接するヘッドチップ１同士を密接させる等というように、互いの位置を可及的近接させることが可能である。このため、複数のヘッドチップ１を配列してもインクジェットヘッドＨとしての大きさをコンパクトとすることができる。
【００４０】
各チャネル１２の内面全面には、それぞれＮｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属材料によって駆動電極１３が密着形成されている。ヘッドチップ１は、この駆動電極１３に所定の駆動電圧を印加することによって、駆動壁１１がくの字状に変形し、チャネル１２内のインクをノズル孔３１から吐出する。
【００４１】
また、ヘッドチップ１の後面１ｂには、各チャネル１２内の駆動電極１３と電気的に接続する接続電極１４が、該駆動電極１３と同様の金属材料によって、各チャネル１２内からそれぞれ近接する上面１ｃ側の端縁又は下面１ｄ側の端縁に向けて引き出し形成されている。
【００４２】
ヘッドチップ１の上面１ｃには、最外端のチャネル１２よりも外側となる各位置に、ヘッドチップ１の前面１ａと後面１ｂとに亘る直線状の位置確認用溝１５が形成されている。位置確認用溝１５は、図２において示されていない反対側の最外端のチャネル１２の外側にも同様に形成されている。
【００４３】
図５に１つの位置確認用溝１５の部分を拡大して示す。同図に示すように、位置確認用溝１５内の対向する内側壁面１５１、１５１は互いに平行であり、且つ、ヘッドチップ１の上面１ｃに対して直角に交差している。
【００４４】
この位置確認用溝１５は、詳細については後述するが、配線基板２の表面に形成された位置決めマーク４の第１の直線パターンと対応させることによってヘッドチップ１の位置決めを行う際に利用されるものであり、１枚のウエハーから複数のヘッドチップ１を切り出し加工するに先立って、予めダイシングソーによって、溝全長に亘って一定深さとなるように研削加工される。
【００４５】
その幅（内側壁面１５１、１５１間の距離）は、後述する第１の直線パターンの外側縁の幅と同一となるように形成されるが、位置決め時の画像認識を容易に行うことができるようにする観点から、また、加工時の効率を考え、ウエハー外形をカットする際に使用されるダイシングソーのブレード幅と等しくしておくことが好ましく、０．２〜１ｍｍとすることが好ましい。深さは、前述の幅の１〜２倍程度とすることが好ましい。
【００４６】
配線基板
配線基板２は、例えば非分極のＰＺＴやＡｌＮ−ＢＮ、ＡｌＮ等のセラミックス材料からなる板状の基板によって矩形状に形成されている。また、基板材料にはガラスやポリイミドＬＣＰ等を用いることもできる。ガラスとしては、圧電材料の熱膨張係数がほぼ同じ値であるパイレックス（登録商標）やテンパックス（登録商標）を好ましく使用することができる。配線基板２を構成する材料は１枚板に限らず、薄板状の基板材料を複数枚積層して所望の厚みとなるように形成してもよい。
【００４７】
本実施形態に示す配線基板２は、少なくともヘッドチップ１をＹ方向に沿って２列に配列可能な幅以上の幅を有しており、チャネル列方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に延びて大きく張り出した外端部２１Ａ、２１Ｂを有している。この外端部２１Ａ、２１Ｂは、それぞれＦＰＣ７Ａ、７Ｂとの電気的接続を行うための接続部とされている。
【００４８】
図６はヘッドチップ１を接合する前の配線基板２の表面の一部を示している。同図に示すように、各ヘッドチップ１が千鳥状に配列されて接合される部位に対応する位置に、それぞれ各ヘッドチップ１のチャネル列方向に沿うように延びるインク導入用連通口２２が、複数のヘッドチップ１の各々に対応するように個別に開口形成されている。
【００４９】
このインク導入用連通口２２は、配線基板２の裏面側に接合されるインクマニホールド６内のインクをヘッドチップ１の各チャネル１２内に供給するための流路となるものである。各インク導入用連通口２２は、対応する１つのヘッドチップ１の後面１ｂの面積よりも小さく、且つ、該後面１ｂに開口する全てのチャネル１２を内部に収めることができる程度の開口面積を有している。
【００５０】
インク導入用連通口２２は、エンドミルによる機械加工や、レーザーによる加工、サンドブラストによる加工によって形成することができる。量産性や加工の容易さの観点からはサンドブラストによる加工が好ましい。サンドブラストによる加工によれば、このインク導入用連通口２２の他、配線基板２の外形打ち抜き加工やインクマニホールド６の位置決め等に使用される不図示の穴や凹部を形成することが容易となる利点もある。
【００５１】
インク導入用連通口２２の加工は正確に行う必要があるため、サンドブラストによる加工の場合、配線基板２の両面から加工を行うことが好ましい。この場合、後述する配線電極２３を形成していない裏面側から所望の穴径より大きな凹部を作成し、その後、配線電極２３が形成された表面側から加工を行って貫通させることにより、精密な加工精度を得ることができる。
【００５２】
配線電極２３は、ヘッドチップ１の後面に形成された接続電極１４に対応するように、各ヘッドチップ１の各接続電極１４と同数且つ同ピッチで配線基板２の表面に形成されている。
【００５３】
なお、図中では、１つのヘッドチップ１の一方のチャネル列に対応する複数本の配線電極をまとめて符号２３で示している。
【００５４】
配線電極２３の各々は、駆動電極１３や接続電極１４と同様の金属材料を用い、めっき法、スパッタリング法、蒸着法等によってパターニングされる。コストやハンドリングの面からは金属材料としてＡｌを用いたスパッタリング法や蒸着法が好ましい。
【００５５】
本実施形態では、ヘッドチップ１が２列のチャネル列を有するため、各チャネル列のチャネル１２の接続電極１４との電気的接続を行うため、１つのヘッドチップ１に対応する配線電極２３は、配線基板２の両外端部２１Ａ、２１Ｂにそれぞれ延びて形成されている。すなわち、１つのヘッドチップ１に対応する配線電極２３は、対応するインク導入用連通口２２の長辺側の２つの開口縁２２ａ、２２ｂもしくはその近傍位置から外端部２１Ａ、２１Ｂにかけて形成されており、各ヘッドチップ１の後面１ｂが配線基板２の表面に適正に位置決めされて接合される際に、対応する接続電極１４と１対１に電気的に接続される。各ヘッドチップ１から外端部２１Ａ、２１Ｂに向けてはみ出した配線電極２３は配線基板２の表面に露出し、この露出した部分がそれぞれＦＰＣ７Ａ、７Ｂを接続するための接続部とされる。
【００５６】
開口縁２２ａは配線基板２の一方の外端部２１Ａと同一側に位置し、開口縁２２ｂは配線基板２の他方の外端部２１Ｂと同一側に位置している。
【００５７】
ノズルプレート
ノズルプレート３は、配線基板２の表面に接着される全てのヘッドチップ１と各ヘッドチップ１の間に設けられるスペーサー部材５の表面を覆うことができる程度の大きさを有する１枚のシート状の材料によって形成されている。この材料には、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリサルフォン等の樹脂材料の他、ＰＺＴとの線膨張率が近いシリコン等を用いることができる。
【００５８】
ノズルプレート３には、ヘッドチップ１及びスペーサー部材５に貼着する前に、予め全てのヘッドチップ１の各チャネル１２に対応する位置に、ノズル孔３１がレーザー加工によって高精度に位置決めされて形成されており、このノズル孔３１を加工済みのノズルプレート３を、配線基板２の表面に全てのヘッドチップ１及びスペーサー部材５が接着された後の該ヘッドチップ１及びスペーサー部材５の表面に対して、各ノズル孔３１と各チャネル１２とを位置合わせして接着剤を用いて貼着される。
【００５９】
インクジェットヘッドの印字ばらつきを発生させる要因の一つは、隣接するヘッドチップ１の間の取付け位置ずれにあり、従来のように複数のヘッドユニットを配列した場合は、通常、全てのヘッドユニットに亘ってノズルピッチが等しくなるよう、隣接するヘッドユニット相互の取付け位置に厳密な精度が要求されるが、本発明では複数配列されたヘッドチップ１に対してノズルプレート３を共通とし、全てのノズル孔３１を予め１枚のノズルプレート３に形成されるため、全てのノズル孔３１のピッチはノズル孔３１の加工精度に依存して高精度に加工され、全てのヘッドチップ１に亘って等ピッチとなるように形成することができ、また、複数のヘッドチップ１の取付け位置精度は各チャネル１２とノズル孔３１とが対応し得る程度で足り、ヘッドチップ１の個々の厳密な取付け位置精度は要求されない。
【００６０】
スペーサー部材
スペーサー部材５は、配線基板２上において隣接するヘッドチップ１の隙間を埋めるためのものであり、配線基板５の表面からヘッドチップ１の前面１ａまでの高さと同一高さに形成されることによって、全てのヘッドチップ１の前面１ａとスペーサー部材５の表面とが平面視で矩形状の同一平面となるように形成されている。
【００６１】
スペーサー部材５は、図示するように全てのヘッドチップ１の間に亘って一体の一つのスペーサー部材５として形成されていてもよいが、複数に分割されていてもよい。
【００６２】
このスペーサー部材５の材質としては、未分極のＰＺＴ、ガラス、ＬＣＰ（液晶ポリマー部材）、ＡｌＮ（窒化アルミ）等を使用することが、ヘッドチップ１との線膨張係数が近く、高い精度を維持できるために好ましく、その中でも加工性の観点からＰＺＴを用いることが好ましい。
【００６３】
なお、本発明におけるスペーサー部材５は、複数のヘッドチップ１が配列された後に形成される隙間を必要により埋めるためのものであり、隣接するヘッドチップ１の取付け位置に対して何ら影響を与えることはない。また、ノズルプレート３を表面平滑となるように貼着するのに支障が生じなければ、スペーサー部材５は必ずしも設けなくてもよい。
【００６４】
インクマニホールド
インクマニホールド６は、配線基板２に開口形成された全てのインク導入用連通口２２を囲むことができる程度の開口６１を有する箱型形状を呈しており、この開口６２が配線基板２の裏面側に対向し、その開口６２内に全てのインク導入用連通口２２が収まるように位置決めされて接着剤を用いて接着されている。６２はインクマニホールド６内にインクを導入する導入口である。
【００６５】
このインクマニホールド６は、配線基板２に配列された全てのヘッドチップ１のチャネル１２内にインク導入用連通口２２を介して内部のインクを共通に供給する。このため、複数のヘッドチップ１が配列されたインクジェットヘッドＨに対して、この１つのインクマニホールド６に対してのみインクを供給すればよく、導入口６２に不図示のインク供給管を接続するだけでインク供給のための配管作業が完了する。従って、配管作業及び配管構造が極めて簡素化できる。
【００６６】
ＦＰＣ
ＦＰＣ７Ａ、７Ｂは、一面に、配線基板２の表面に形成されている各配線電極２３と同数且つ同ピッチで配線７１が予めパターニングされており、配線基板２の各外端部２１Ａ、２１Ｂにおいて、各配線電極２３と各配線７１とが位置決めされ、互いに電気的接続されるように接合されている。
【００６７】
なお、図中では、複数本の配線をまとめて符号７１で示している。
【００６８】
本発明では、１枚の配線基板２の表面に複数のヘッドチップ１が配列され、各ヘッドチップ１に対する駆動電圧印加のための配線電極２３が、この配線基板２の同一表面上に全て配列されるため、配線電極２３の各々に対するＦＰＣ７Ａ、７Ｂの各配線７１との電気的接続をこの配線基板２の表面上だけで行うことができる。このため、ＦＰＣ７Ａ、７Ｂの接続作業を表面側のみから行うことができるため極めて簡素化できる。
【００６９】
本実施形態では、配線基板２の表面において、千鳥状に配列された複数のヘッドチップ１を挟んでその両側にそれぞれ配線電極２３が振り分けられて引き出されており、それぞれ１枚ずつのＦＰＣ７ＡとＦＰＣ７Ｂが接続されている。すなわち、本発明では、ＦＰＣの接続を配線基板２の表面だけで行うことができるため、配線基板２の外端部２１Ａ又は２１Ｂに配列される全てのヘッドチップ１の配線電極２３に対して共通の１枚のＦＰＣで接続することが可能である。
【００７０】
また、本発明では、図示しないが、例えば配線基板２に配列される６のヘッドチップ１のうちの配線基板２の同一外端部２１Ａ又は２１Ｂにおいて隣接する２つヘッドチップ１の配線電極２３をまとめて１枚のＦＰＣで接続するといったこともでき、柔軟性の高いＦＰＣ接続構成を採ることができる。
【００７１】
もちろん、複数のヘッドチップ１の各々の配線電極２３に対してヘッドチップ１毎の個別のＦＰＣを用いて接続するようにしてもよい。この場合でも、上述したように、ＦＰＣとの接続作業は配線基板２の表面だけで行うことができるため、従来に比べて格段に作業性に優れる。
【００７２】
位置決めマーク
図６に示すように、配線基板２の表面には、各インク導入用連通口２２に対応し、該インク導入用連通口２２の長さ方向（Ｘ方向）の端部外側に、それぞれヘッドチップ１を位置決めする際の位置決めマーク４が形成されている。各位置決めマーク４相互の位置は正確に規定されており、ヘッドチップ１をこの位置決めマーク４に従って位置決めすることで、各ヘッドチップ１相互の位置を正確に規定することができる。
【００７３】
各位置決めマーク４は、配線電極２３と同一の金属材料によって、該配線電極２３の形成と同一工程で、スパッタリング法や蒸着法等によってパターン形成されている。従って、通常のパターニング技術を使用して、その各々の位置及び位置決めマーク４を構成する各々の直線の寸法を高精度にパターン形成することができる。
【００７４】
この位置決めマーク４は、１つのインク導入用連通口２２に対して、すなわち１つのヘッドチップ１に対応して、いずれか一方端部外側に１つあればよいが、両端部外側にそれぞれ形成すると、各ヘッドチップ１のチャネル列方向の直線性を保つことができ、本実施形態のようなフルラインタイプのインクジェットヘッドの場合には特に好ましい。
【００７５】
図７は１つの位置決めマーク４の詳細を示している。
【００７６】
位置決めマーク４は、互いに平行な所定幅の２本の平行枠線部４１、４２を有している。この平行枠線部４１、４２の内側縁４１ａ、４２ａ間の距離は、ヘッドチップ１の上面１ｃと下面１ｄとの間の距離と等しくなるように設定されており、この間にヘッドチップ１の後面１ｂの上面１ｃと接する外縁及び下面１ｄと接する外縁が平行に収まるように位置決めを行うためのものである。
【００７７】
なお、図中下側の平行枠線部４２は、２つの直線部分４２１、４２２に分割されているが、これら直線部分４２１、４２２は同一直線状に配列されており、１本の平行枠線部４２とみなすことができる。
【００７８】
位置決めマーク４においてインク導入用連通口２２から遠い側の端部には、各平行枠線部４１、４２間に亘って、該平行枠線部４１、４２と直交する端部位置決め直線４３を有している。この端部位置決め直線４３は、ヘッドチップ１の後面１ｂがチャネル列方向の端面１ｅ（図２）と接する外縁の位置決めを行うためのものであり、ここでは平行枠線部４１、４２と同幅の複数の矩形状部４３ａ、４３ｂが、平行枠線部４１、４２間に亘って千鳥状に配列されることにより、矩形状部４３ａの列と矩形状部４３ｂの列の境界によって形成されている。この端部位置決め直線４３は、矩形状部４３ａの列と矩形状部４３ｂの列の境界間に所定の間隙を設けることによって、所定の幅を有する間隙として形成されていてもよい。
【００７９】
一方の平行枠線部４２には、該平行枠線部４２の端部から決まった位置に、平行枠線部４１、４２と同幅に形成された２本の位置確認用直線部４４、４５を有している。各位置確認用直線部４４、４５は平行枠線部４２と直交するように形成されている。従って、適正に接合されたヘッドチップ１に対して、そのチャネル１２の配列方向と直交する方向（Ｙ方向）に延びている。
【００８０】
位置確認用直線部４４、４５間には所定幅の間隙が形成されており、平行枠線部４２の直線部分４２１は一方の位置確認用直線部４４と直角に接続し、直線部分４２２は他方の位置確認用直線部４５と直角に接続している。
【００８１】
位置確認用直線部４４、４５のそれぞれの外側縁４４ａ、４５ａは直線状且つ互いに平行である。外側縁４４ａ、４５ａ間の距離は、ヘッドチップ１に形成されている位置確認用溝１５の内側壁面１５１、１５１間の距離と等しく形成されている。これら外側縁４４ａ、４５ａによって第１の直線パターンを構成しており、これら外側縁４４ａ、４５ａと直角に接する平行枠線部４２の内側縁部４２ａによって第２の直線パターンを構成している。
【００８２】
第１の直線パターンは、互いに平行な２つの外側縁４４ａ、４５ａを有していればよく、２本の位置確認用直線部４４、４５によって形成されるものに限らず、１本の直線部の両外側縁によって形成されるものであってもよいが、本実施形態のように２本の位置確認用直線部４４、４５によって形成されるものが好ましい。
【００８３】
なお、４６は接着剤保持用直線部であり、ヘッドチップ１の後面１ｂと配線基板２の表面との間に塗布された接着剤を保持して周囲への流出を防止するように機能する。
【００８４】
＜ヘッドチップの製造方法＞
ここで、ヘッドチップ１の製造方法の一例を図８、図９を用いて説明する。
【００８５】
まず、１枚の基板１００上に、分極処理されたＰＺＴ等からなる圧電素子基板１０１をエポキシ系接着剤を用いて接合し、更に、その圧電素子基板１０１の表面にドライフィルム１０２を貼着する（図８（ａ））。
【００８６】
次いで、そのドライフィルム１０２の側から、ダイシングブレード等を用いて複数の平行な溝１０３を研削する。各溝１０３は圧電素子基板１０１の一方の端から他方の端に亘り、且つ、基板１００にほぼ至る程度の一定の深さで研削することで、長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレート状に形成する（図８（ｂ））。
【００８７】
次いで、溝１０３を研削した側から、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属材料をスパッタリング法、蒸着法等によって適用し、削り残されたドライフィルム１０２の上面及び各溝１０３の内面に金属膜１０４を形成する（図８（ｃ））。
【００８８】
その後、ドライフィルム１０２をその表面に形成された金属膜１０４と共に除去することにより、各溝１０３の内面のみに金属膜１０４が形成された基板１０５を得る。そして、同様に形成された基板１０５を２枚用意し、各基板１０５の溝１０３同士が互いに合致するように位置合わせして、エポキシ系接着剤等を用いて接合する（図８（ｄ））。接合された溝１０３同士によってチャネル１２が形成され、該チャネル１２間の隔壁が駆動壁１３となる。
【００８９】
この他にも、図示しないが、分極方向の異なる薄板と厚板の２枚の圧電素子基板を貼り合わせ、液体レジストをスピンコーターで塗布し、露光現像してチャネルとなる溝をダイシングした後、めっき等によって駆動電極を形成し、溝を覆うようにカバー基板を貼着することによっても上記と同様の基板を作成することができる。
【００９０】
次いで、このようにして得られた同一の基板を２枚用意し、互いのチャネル１２のピッチが半ピッチずれるように重ね合わせて接着して１枚のウエハー１０６を作成し、その上面から、ダイシングソーＤＳを用いて、チャネル１２の長さ方向と平行となるように位置確認用溝１５を直線状に研削加工する（図９（ａ））。
【００９１】
ダイシングソーＤＳは回転によって溝研削を行うものであり、また、ダイシングソーＤＳとウエハー１０６とを機械的精度によって高精度に相対移動させることができるため、位置確認用溝１５の対向する内側壁面１５１、１５１は高精度に平行となり、且つ、ヘッドチッブ１の上面１ｃに対して高精度に直交し、溝全長に亘って一定深さとなるように形成することができる。
【００９２】
その後、ウエハー１０６をチャネル１２の長さ方向と直交する方向に沿って切断することにより、２列のチャネル列を有する複数個のハーモニカ型のヘッドチップ１を一度に作成する。カットラインＣ、Ｃ…間の幅は、それによって作製されるヘッドチップ１、１…のチャネル１２の駆動長（Ｌ長）を決定するものであり、この駆動長に応じて適宜決定される（図９（ｂ））。
【００９３】
次いで、ウエハー１０６から切り出されたヘッドチップ１の後面に、スパッタリング法、蒸着法等によって選択的に金属材料を適用して接続電極１４を形成することで、図２に示すように、後面１ｂに接続電極１４を有するヘッドチップ１を作成する。
【００９４】
＜ヘッドチップの位置決め方法＞
次に、各ヘッドチップ１を配線基板２の表面に位置決めして接合し、フルラインタイプのインクジェットヘッドＨを製造する方法について説明する。
【００９５】
各ヘッドチップ１は、配線基板２の表面に位置決めされた後、加圧及び必要により加熱することで、その後面１ｂと配線基板２の表面との間に塗布されたエポキシ系接着剤によって接着される。各ヘッドチップ１は、上面１ｃに形成された位置確認用溝１５内に、配線基板２の表面に形成された位置決めマーク４の位置確認用直線部４４、４５が見えるように配線基板２の表面に仮置きされる。この仮置き時、位置決めマーク４の２本の平行枠線部４１、４２と、端部位置決め用直線４３とを確認することで、概ね位置確認用溝１５内に位置確認用直線部４４、４５が見えるようにヘッドチップ１を置くことが容易となる。
【００９６】
ヘッドチップ１の位置確認は、ＣＣＤ等を用いた画像認識装置を用い、ヘッドチップ１の前面１ａ側から、位置確認用溝１５内を拡大して見下ろすようにして行う。
【００９７】
図１０は、仮置き直後で、未だ適正な位置及び角度に位置決めされていないヘッドチップ１と位置決めマーク４との位置関係を、ヘッドチップ１の前面１ａ側から見た状態を示している。
【００９８】
この状態では、ヘッドチップ１の位置確認用溝１５の対向する内側壁面１５１、１５１と位置確認用直線部４４、４５の外側縁４４ａ、４５ａとは互いに平行に一致しておらず、ヘッドチップ１には角度ずれが生じている。このとき、画像認識されるヘッドチップ１の上面１ｃと下面１ｄの位置も、それぞれ平行枠線部４１、４２の内側縁４１ａ、４２ａと平行に一致しておらず、また、ヘッドチップ１の端面１ｅの位置も端部位置決め直線４３と平行に一致していないことがわかる。
【００９９】
そこで、画像認識装置を確認しながら、図１１に示すように、位置確認用溝１５内に、対向する内側壁面１５１、１５１と位置確認用直線部４４、４５の各外側縁４４ａ、４５ａとが一致して見えるように、ヘッドチップ１の位置を調整する。同様にして全てのヘッドチップ１を１枚の配線基板２の所定の位置に調整する。
【０１００】
このようにして、各ヘッドチップ１の位置確認用溝１５の各内側壁面１５１、１５１と、配線基板２の位置決めマーク４の位置確認用直線部４４、４５の各外側縁４４ａ、４５ａとが互いに平行となるように一致させることにより、配線基板２上の全てのヘッドチップ１相互の平行度が確保されると共に、チャネル列方向に沿う方向（Ｘ方向）の位置が正確に規定され、隣接するヘッドチップ１間の適正な離間距離が確保される。
【０１０１】
このような位置決めは、ヘッドチップ１の１側面に形成された位置確認用溝１５の対向する内側壁面１５１、１５１の２壁面を確認して行うため、少ない視野範囲で２面での平行度の確認を同時に行うことができ、それだけ容易且つ正確な位置決め確認ができる。しかも、この位置確認用溝１５の内側壁面１５１、１５１は、ヘッドチップ１の外端面の切り出し加工に比べて、ダイシングソーＤＳによって高精度に加工できるため、より高精度な位置決めを行うことができる。
【０１０２】
これにより、ヘッドチップ１の後面１ｂに形成された各接続電極１４と配線基板２の表面に形成された各配線電極２３とを１対１に正確に位置合わせることができ、また、インクジェットヘッドＨ全体でのノズルのピッチを均一とすることができ、ピッチむらに起因する画像むらを生じさせるおそれはなくなる。
【０１０３】
また、ヘッドチップ１の位置調整時、位置確認用溝１５の周辺を拡大して認識しているため、同時に画像認識される位置決めマーク４の平行枠線部４２の内側縁４２ａを利用して、この内側縁４２ａがヘッドチップ１の上面１ｃの位置と一致して見えるようにヘッドチップ１の位置を調整することで、各ヘッドチップ１のチャネル列方向と直交する方向（Ｙ方向）の位置決めを行うことができる。
【０１０４】
以上のようにして各ヘッドチップ１を位置決めしたら、配線基板２に対して加圧及び必要により加熱して接着剤を硬化させ、その後、各ヘッドチップ１の間に別途形成しておいたスペーサー部材５を接着剤を用いて接合する。このスペーサー部材５の接合により、各ヘッドチップ１の前面１ａはスペーサー部材５の表面と同一平面で繋がり、広い面一状となる矩形状のノズルプレート貼着面が形成される。
【０１０５】
ノズルプレート３は、このスペーサー部材５を接合することによって形成されるノズルプレート貼着面に相当する大きさに形成されており、予め各ヘッドチップ１のチャネル１２に対応するように、レーザー加工によってノズル孔３１が形成されている。ノズル孔３１が形成されたノズルプレート３は、接着剤を用いてノズルプレート貼着面に貼着されることで、各ヘッドチップ１の前面１ａを覆い、且つ、各ノズル孔３１が各チャネル１２内と連通することで、該チャネル１２内のインクをノズル孔３１から吐出可能とする。
【０１０６】
その後、配線基板２の裏面側にインクマニホールド６を位置決めして接合し、更に、配線基板２の表面の各外端部２１Ａ、２１ＢにそれぞれＦＰＣ７Ａ、７Ｂを位置決めして接合する。
【０１０７】
＜ヘッドチップのその他の配列態様＞
図９に示したように１枚のウエハー１０６から切り出されることによってヘッドチップ１が作成される場合、１枚の配線基板２の表面にそのヘッドチップ１を複数配列する際、インクジェットヘッドＨの長さ方向に沿って隣接するヘッドチップ１、１は、それぞれ異なるウエハー１０６から切り出されたヘッドチップ１、１同士であるようにすることが好ましい。
【０１０８】
同じウエハー１０６から切り出されたヘッドチップ１の特性は似たような傾向を示すことが知られている。このため、同じウエハー１０６から切り出されたヘッドチップ１を同じ配線基板２の表面に隣接させて配列することにより形成されたインクジェットヘッドでは、人の目に認識され易い低い空間周波数の画像のスジむらが発生してしまい、画像品質を落としてしまう。
【０１０９】
図１２は、同一ウエハーから切り出されたヘッドチップＡ１、Ａ２、Ａ３を隣接させて構成した７６８ノズルのラインタイプのインクジェットヘッドの各ノズルから吐出されるインク滴の速度分布を示している。横軸はノズル数、縦軸はインク滴の吐出速度（ｍ／ｓ）を示している。
【０１１０】
このように、同一ウエハーから切り出されたヘッドチップＡ１、Ａ２、Ａ３を隣接させると、例えば図中に示すノズル領域ａのように、各ヘッドチップＡ１、Ａ２、Ａ３のほぼ同一ノズルにおいて、同じような速度分布となる領域が現れる。このようなノズル領域ａを有するインクジェットヘッドによって画像を記録すると、人の目に認識され易い低い空間周波数の画像のスジむらとなり、画像品質を大きく落とす原因となる。このような画像のスジむらは、インクジェットヘッドを主走査方向に沿ってスキャンすることにより画像を記録する場合では、間引き射ち等の方法によって異なるノズルで補完することで画像品質の低下を防ぐことが可能であるが、プリンタに固定状に設けられるラインタイプのインクジェットヘッドＨの場合はこのような方法を採ることができず、画像のスジむらが顕著に現れてしまう。
【０１１１】
一方、図１３は、それぞれ異なるウエハーから切り出されたのヘッドチップＢ１、Ｂ２、Ｂ３を隣接させて上記同様に構成した７６８ノズルのインクジェットヘッドの各ノズルから吐出されるインク滴の速度分布を示している。
【０１１２】
このように、それぞれ異なるウエハーから切り出されたヘッドチップＢ１、Ｂ２、Ｂ３を隣接させた場合、図１２のような同じような速度分布となるノズル領域ａは現れず、速度が適度にばらついていることがわかる。これにより、出力画像に現れる人の目に認識され易い低い空間周波数の画像のスジむらを軽減することができ、上述のようにインクジェットヘッドＨ全体のノズルピッチが均一となるように各ヘッドチップ１を適正位置に位置決めできることと相俟って、更に高品質な出力画像を得ることができる。
【０１１３】
なお、複数のヘッドチップ１は、配線基板２の表面に千鳥状に配列するものに限らず、様々な配列態様とすることができる。
【０１１４】
また、本発明はラインヘッドを構成する場合に限らず、複数のヘッドチップ１を用いて多ノズルのインクジェットヘッドを構成する場合に同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明に係るマルチチップインクジェットヘッドの一例を示す斜視図
【図２】１つのヘッドチップを後面側から見た部分斜視図
【図３】図１中の(iii)−(iii)線に沿う断面図
【図４】図１中の(iv)−(iv)線に沿う断面図
【図５】位置確認用溝の部分拡大図
【図６】ヘッドチップを接合する前の配線基板の表面の部分平面図
【図７】１つの位置決めマークの詳細を示す拡大図
【図８】（ａ）〜（ｄ）はヘッドチップの製造方法の一例を説明する図
【図９】（ａ）は１枚のウエハーに位置確認用溝を形成する様子を示す斜視図、（ｂ）は１枚のウエハーから複数のヘッドチップを切り出し加工する様子を示す斜視図
【図１０】仮置き直後で、未だ適正な位置及び角度に位置決めされていないヘッドチップと位置決めマークとの位置関係をヘッドチップの前面側から見た図
【図１１】ヘッドチップから適正な位置及び角度に位置決めされたときのヘッドチップと位置決めマークとの位置関係をヘッドチップの前面側から見た図
【図１２】同一ウエハーから切り出されたヘッドチップを隣接させて構成したインクジェットヘッドの各ノズルから吐出されるインク滴の速度分布を示すグラフ
【図１３】それぞれ異なるウエハーから切り出されたヘッドチップを隣接させて構成したインクジェットヘッドの各ノズルから吐出されるインク滴の速度分布を示すグラフ
【符号の説明】
【０１１６】
１：ヘッドチップ
１ａ：前面
１ｂ：後面
１ｃ：上面
１ｄ：下面
１ｅ：端面
１１：駆動壁
１２：インクチャネル
１２１：前面側の開口部
１２２：後面側の開口部
１３：駆動電極
１４：接続電極
１５位置確認用溝
１５１：内側壁面
２：配線基板
２１Ａ、２１Ｂ：外端部
２２：インク導入用連通口
２３：配線電極
３：ノズルプレート
３１：ノズル
４：位置決めマーク
４１、４２：平行枠線部
４１ａ：内側縁部
４２ａ：内側縁部（第２の直線パターン）
４２１、４２２：直線部分
４３：端部位置決め用直線
４３ａ、４３ｂ：矩形状部
４４、４５：位置確認用直線部
４４ａ、４５ａ：外側縁部（第１の直線パターン）
４６：接着剤保持用直線部
５：スペーサー部材
６：インクマニホールド
６１：開口
６２：導入口
７Ａ、７Ｂ：ＦＰＣ
７１：配線
【技術分野】
【０００１】
本発明はマルチチップインクジェットヘッドに関し、詳しくは、複数のヘッドチップを１枚の配線基板の表面に位置決めして配列してなるマルチチップインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、インクジェットヘッドをチャネルの配列方向に沿って長尺となるようにライン化する場合、所望のライン幅となる広幅の１つのヘッドチップ（アクチュエータ）を用いてインクジェットヘッドを構成しようとすると、幅方向に亘って均一な射出特性を有するヘッドチップを作成することが非常に困難であり、また、そのヘッドチップを幅方向に亘って均一に加工することも非常に困難であるという問題がある。更に、数千〜数万のノズルを１ヘッドに納める必要があるため、収率の面で不利があり、また、熱膨張の影響のために接着工程で非常に不利となる。このため、従来、狭幅のヘッドチップを用いて作成したヘッドユニットを複数ユニット使用して、所望のライン幅となるように１つの取付け部材に千鳥状等に配列することで、広幅の１つのインクジェットヘッドを作成するのが一般的である（特許文献１）。
【０００３】
このヘッドユニットとは、それ単独でインク吐出による印字が可能なインクジェットヘッドである。
【０００４】
しかし、このようなヘッドユニットを複数用いて作成されたインクジェットヘッドの場合、各ヘッドユニットの印字ばらつきを抑えることが困難であり、インクジェットヘッド全体でのインクの着弾位置精度を確保することが困難であるという問題がある。
【０００５】
すなわち、複数のヘッドユニットを１つの取付け部材に配列するため、ヘッドユニット各々のアライメント精度はもちろん、ヘッドユニット毎に有しているノズルプレートのアライメントと、そのノズルプレートにノズルを作成する際の加工精度によるばらつき等を総合したノズルの位置精度の他に、各ヘッドユニットのアクチュエータの特性のばらつきが加わるため、インクジェットヘッド全体での印字ばらつきが大きくなってしまい、その結果、取付け位置精度や取付け角度精度、速度ムラによる画像欠陥が発生し易いという問題がある。
【０００６】
また、ヘッドユニットを複数用いて長尺あるいは大型の１つのインクジェットヘッドを構成する場合、通常１つのヘッドユニットはヘッドチップの他にヘッドチップと接続する配線類や基板類、ヘッドチップにインク供給するためのマニホールド、これらを内部に収めるための外装部材を有するため、その外形形状はヘッドチップよりも更に大きくなっており、隣接するヘッドユニット同士の間隔をコンパクトにすることが難しい問題もある。このため、インクジェットヘッドが必要以上に大型化してしまう問題がある。
【０００７】
更に、１つの長尺あるいは大型のインクジェットヘッドに対して複数設けられるヘッドユニットの各々に個別にインク供給するための供給管を配管しなくてはならず、配管構造が複雑化及び配管作業が煩雑化するという問題、ヘッドユニットの各々に駆動電圧を印加するためのＦＰＣを接続する作業が煩雑であるという問題もある。
【特許文献１】特開２００２−２９２８７２号公報
【特許文献２】特開２００８−６７９２号公報
【特許文献３】特開２００７−８３７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、インクジェットヘッドを長尺化あるいは大型化する場合に、印字ばらつきを発生させる要因を少なくできて画像欠陥を発生させ難くすることができると共に、インクジェットヘッドをコンパクトにでき、インク供給のための配管や駆動電圧を印加するためのＦＰＣの接続も簡素化できるマルチチップインクジェットヘッドを提供することを課題とする。
【０００９】
本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は以下の各発明によって解決される。
【００１１】
請求項１記載の発明は、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設され、前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、前記駆動壁に駆動電極が形成され、前記後面に前記駆動電極と電気的に接続する接続電極が形成されたヘッドチップを複数有し、前記駆動電極に駆動電圧を印加することによって前記チャネル内のインクをノズルから吐出するマルチチップインクジェットヘッドであって、
複数の前記ヘッドチップを、表面に前記ヘッドチップの各々の前記接続電極と対応する配線電極が形成されると共に前記ヘッドチップに対応するインク導入用連通口が開口形成された１枚の配線基板に、前記接続電極と前記配線電極とが電気的に接続し、且つ、前記ヘッドチップの前記チャネルの入口が前記インク導入用連通口に臨むように位置決めして接着すると共に、
全ての前記ヘッドチップの前面に亘って、該全てのヘッドチップの前記チャネルに対応する位置に各々ノズル孔が形成された１枚のノズルプレートを貼着してなることを特徴とするマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記配線電極は、前記ヘッドチップの前記接続電極に対応する前記インク導入用連通口から前記配線基板の外端部にかけて形成されており、該配線基板表面の外端部の前記配線電極に、駆動ＩＣからの駆動電圧を伝達する配線が形成されたＦＰＣが電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記配線基板の裏面側に、前記インク導入用連通口を通して全ての前記ヘッドチップに対して共通にインクを供給する１つのインクマニホールドが接合されることを特徴とする請求項１又は２記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１４】
請求項４記載の発明は、複数の前記ヘッドチップを、前記チャネルの並び方向に沿い、且つ、隣接する前記ヘッドチップで前記チャネルのピッチが等ピッチとなるように、前記配線基板の表面に配列することによりラインタイプのインクジェットヘッドを構成してなることを特徴とする請求項１、２又は３記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１５】
請求項５記載の発明は、複数の前記ヘッドチップは、異なるウエハーから切り出されたヘッドチップ同士が隣接するように配列されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１６】
請求項６記載の発明は、複数の前記ヘッドチップ間に、前記配線基板の表面からの高さが前記ヘッドチップの前面の高さと同等となるスペーサー部材を設け、１枚の前記ノズルプレートを、全ての前記ヘッドチップの前面と前記スペーサー部材の表面とに亘って貼着してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１７】
請求項７記載の発明は、前記配線基板の表面の所定位置に、複数の前記ヘッドチップ毎に対応する位置決めマークが形成されており、複数の前記ヘッドチップの各々は前記位置決めマークによって位置決めされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１８】
請求項８記載の発明は、前記位置決めマークは、前記ヘッドチップの前記チャネルの配列方向と直交する方向に延び、且つ、両外側縁が平行な第１の直線パターンを有しており、
前記ヘッドチップの前記後面と接する側面に、前記第１の直線パターンと対応する位置に、前記ヘッドチップの前記前面と前記後面とに亘り、前記第１の直線パターンの幅と同一幅で、且つ、対向する内側壁面が平行な直線状の溝が加工されており、
前記配線基板の表面に接着された前記ヘッドチップの前記前面側から見て、前記溝内に、該溝内の対向する内側壁面と前記第１の直線パターンの両外側縁が一致して見えるように複数の前記ヘッドチップの各々が位置決めされていることを特徴とする請求項７記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００１９】
請求項９記載の発明は、前記第１の直線パターンは、所定間隔をおいた２本の平行な直線パターンからなることを特徴とする請求項８記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、前記第１の直線パターンは、前記配線基板の表面の所定位置に、前記配線電極と同一の金属材料を用いてパターン形成されていることを特徴とする請求項８又は９記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、前記配線基板の表面の所定位置に、前記ヘッドチップの前記チャネルの配列方向と平行な側面を位置決めするためのパターンであって、前記第１の直線パターンと直交する直線部分を有する第２の直線パターンが形成されており、
前記配線基板の表面に接合された前記ヘッドチップの前記前面側から見て、前記ヘッドチップの前記後面の外縁が、前記第２の直線パターンの前記直線部分と一致して見えるように位置決めされていることを特徴とする請求項８、９又は１０記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、前記第２の直線パターンは、前記配線基板の表面の所定位置に、前記配線電極と同一の金属材料を用いてパターン形成されていることを特徴とする請求項１１記載のマルチチップインクジェットヘッドである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、１枚の配線基板に、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設され、前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、駆動壁に駆動電極が形成され、後面に駆動電極と電気的に接続する接続電極が形成された複数のヘッドチップが位置決めされて配列され、その全てのヘッドチップの前面に亘って１枚のノズルプレートが貼着され、全てのヘッドチップでノズルプレートを共通とするので、各ヘッドチップはノズルプレートに形成されたノズル孔と各チャネルとが連通し得る程度のある範囲の精度で接着されていればよく、インクの着弾位置精度を確保するために各ヘッドチップの取付け位置に厳格な精度が要求されることはなくなる。このため、印字ばらつきを発生させる要因は、１枚のノズルプレートにノズル孔を形成する際の加工精度によるばらつきと、各ヘッドチップの特性ばらつきだけとなる。
【００２４】
また、配線基板の表面に複数のヘッドチップだけを配列することで長尺化あるいは大型化できるため、ヘッドチップ相互の位置を近接させることができ、インクジェットヘッド全体のコンパクト化が可能となる。
【００２５】
更に、配線基板に各ヘッドチップにインク供給するためのインク導入用連通口が形成され、この配線基板の裏面側から全てのヘッドチップに対するインク供給を行うことができるため、インク供給のための配管作業及び配管構造が簡素化できる。
【００２６】
しかも、各ヘッドチップに対する駆動電圧の印加は、配線基板の同一表面に形成された配線電極に対してＦＰＣ接続すればよいため、ＦＰＣの接続作業も簡素化できる。
【００２７】
従って、インクジェットヘッドを長尺化あるいは大型化する場合に、印字ばらつきを発生させる要因を少なくできて画像欠陥を発生させ難くすることができると共に、インクジェットヘッドをコンパクトにでき、インク供給のための配管や駆動電圧を印加するためのＦＰＣの接続も簡素化できるマルチチップインクジェットヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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。
【００２９】
＜マルチチップインクジェットヘッドの構造＞
全体構造
図１は本発明に係るマルチチップインクジェットヘッドの一態様を示すフルラインタイプのインクジェットヘッドを示す分解斜視図、図２は１つのヘッドチップを後面側から見た部分斜視図、図３は図１中の(iii)−(iii)線に沿う断面図、図４は図１中の(iv)−(iv)線に沿う断面図である。
【００３０】
インクジェットヘッドＨは、多数のヘッドチップ１が配線基板２上に千鳥状に配列されて構成されている。配線基板２は図１中のＸ方向に沿って長尺状に形成され、その表面に６つのヘッドチップ１がＹ方向に２列となるように配列されているが、ヘッドチップ１の数は特に限定されない。ヘッドチップ１には、例えばＰＺＴ等の分極処理された圧電素子からなる駆動壁１１と、インク室となるチャネル１２とが交互に並設されたチャネル列が、図２中の上下方向に２列に並設されている。
【００３１】
配線基板２の表面には、複数配列されたヘッドチップ１の間に、配線基板２の表面からの高さがヘッドチップ１の前面１ａの高さと同等となるように形成されたスペーサー部材５が接着されている。
【００３２】
全てのヘッドチップ１の前面１ａとスペーサー部材５の表面とに亘って、１枚のノズルプレート３が貼着されている。ノズルプレート３には、各ヘッドチップ１の各チャネル１２に対応する位置に、チャネル１２内と連通する多数のノズル孔３１が開設されている。
【００３３】
配線基板２の裏面側（ヘッドチップ１の接着面と反対面側）には、全てのヘッドチップ１に対して共通にインクを供給するための１つのインクマニホールド６が接合されている。
【００３４】
配線基板２は複数のヘッドチップ１及びスペーサー部材５の接着領域よりも側方に大きくはみ出す程度の大きさを有しており、その表面の外端部にＦＰＣ（フレキシブル配線基板）７Ａ、７Ｂが接合される。各ＦＰＣ７Ａ、７Ｂは、不図示の駆動ＩＣからの駆動電圧を各ヘッドチップ１の各チャネル１２内に形成されている駆動電極１３に伝達する。
【００３５】
かかるインクジェットヘッドＨは、ＦＰＣ７Ａ、７Ｂを介して印加された駆動ＩＣからの駆動電圧によって、圧電素子からなる駆動壁１１をくの字状に変形させてチャネル１２内の容積を縮小させ、ノズル孔３１から図１中のＺ方向に向けてインクを吐出するようになっている。
【００３６】
なお、ＸＹＺは互いに直交する方向である。また、本発明において、ヘッドチップ１において、インクが吐出される側の面を「前面１ａ」といい、その反対側の面を「後面１ｂ」という。また、ヘッドチップ１において並設されるチャネル１２を挟んで図示上下に位置する側面をそれぞれ「上面１ｃ」及び「下面１ｄ」という。前面１ａと後面１ｂとは実質的に平行であり、上面１ｃと下面１ｄとは実質的に平行である。
【００３７】
ヘッドチップ
複数設けられる各ヘッドチップ１は同一構造であり、前面１ａ、後面１ｂ、これらに挟まれる側面である上面１ｃ、下面１ｄ及び２つの端面１ｅを有する直方体形状を呈している。
【００３８】
ヘッドチップ１における各チャネル１２の形状は、両側壁がヘッドチップ１の上面１ｃ及び下面１ｄに対してほぼ垂直方向に延びており、そして互いに平行である。ヘッドチップ１の前面１ａ及び後面１ｂには、それぞれ各チャネル１２の前面側の開口部１２１と後面側の開口部１２２とが対向している。各チャネル１２は、その後面側の開口部１２２から前面側の開口部１２１に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプとなる所謂ハーモニカ型のヘッドチップ構造を形成している。
【００３９】
本実施形態に示すヘッドチップ１は、駆動壁１１を挟んで並設される複数のチャネル１２によって構成されるチャネル列が２列となるものを例示しており、各チャネル列間では、チャネル１２のピッチは半ピッチずれて形成されている。本発明は配線基板２の同一表面に、これら複数のヘッドチップ１だけを配列するため、隣接するヘッドチップ１との間に外装部材等の他の部材（スペーサー部材５を除く）を介在させる必要がなく、隣接するヘッドチップ１同士を密接させる等というように、互いの位置を可及的近接させることが可能である。このため、複数のヘッドチップ１を配列してもインクジェットヘッドＨとしての大きさをコンパクトとすることができる。
【００４０】
各チャネル１２の内面全面には、それぞれＮｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属材料によって駆動電極１３が密着形成されている。ヘッドチップ１は、この駆動電極１３に所定の駆動電圧を印加することによって、駆動壁１１がくの字状に変形し、チャネル１２内のインクをノズル孔３１から吐出する。
【００４１】
また、ヘッドチップ１の後面１ｂには、各チャネル１２内の駆動電極１３と電気的に接続する接続電極１４が、該駆動電極１３と同様の金属材料によって、各チャネル１２内からそれぞれ近接する上面１ｃ側の端縁又は下面１ｄ側の端縁に向けて引き出し形成されている。
【００４２】
ヘッドチップ１の上面１ｃには、最外端のチャネル１２よりも外側となる各位置に、ヘッドチップ１の前面１ａと後面１ｂとに亘る直線状の位置確認用溝１５が形成されている。位置確認用溝１５は、図２において示されていない反対側の最外端のチャネル１２の外側にも同様に形成されている。
【００４３】
図５に１つの位置確認用溝１５の部分を拡大して示す。同図に示すように、位置確認用溝１５内の対向する内側壁面１５１、１５１は互いに平行であり、且つ、ヘッドチップ１の上面１ｃに対して直角に交差している。
【００４４】
この位置確認用溝１５は、詳細については後述するが、配線基板２の表面に形成された位置決めマーク４の第１の直線パターンと対応させることによってヘッドチップ１の位置決めを行う際に利用されるものであり、１枚のウエハーから複数のヘッドチップ１を切り出し加工するに先立って、予めダイシングソーによって、溝全長に亘って一定深さとなるように研削加工される。
【００４５】
その幅（内側壁面１５１、１５１間の距離）は、後述する第１の直線パターンの外側縁の幅と同一となるように形成されるが、位置決め時の画像認識を容易に行うことができるようにする観点から、また、加工時の効率を考え、ウエハー外形をカットする際に使用されるダイシングソーのブレード幅と等しくしておくことが好ましく、０．２〜１ｍｍとすることが好ましい。深さは、前述の幅の１〜２倍程度とすることが好ましい。
【００４６】
配線基板
配線基板２は、例えば非分極のＰＺＴやＡｌＮ−ＢＮ、ＡｌＮ等のセラミックス材料からなる板状の基板によって矩形状に形成されている。また、基板材料にはガラスやポリイミドＬＣＰ等を用いることもできる。ガラスとしては、圧電材料の熱膨張係数がほぼ同じ値であるパイレックス（登録商標）やテンパックス（登録商標）を好ましく使用することができる。配線基板２を構成する材料は１枚板に限らず、薄板状の基板材料を複数枚積層して所望の厚みとなるように形成してもよい。
【００４７】
本実施形態に示す配線基板２は、少なくともヘッドチップ１をＹ方向に沿って２列に配列可能な幅以上の幅を有しており、チャネル列方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に延びて大きく張り出した外端部２１Ａ、２１Ｂを有している。この外端部２１Ａ、２１Ｂは、それぞれＦＰＣ７Ａ、７Ｂとの電気的接続を行うための接続部とされている。
【００４８】
図６はヘッドチップ１を接合する前の配線基板２の表面の一部を示している。同図に示すように、各ヘッドチップ１が千鳥状に配列されて接合される部位に対応する位置に、それぞれ各ヘッドチップ１のチャネル列方向に沿うように延びるインク導入用連通口２２が、複数のヘッドチップ１の各々に対応するように個別に開口形成されている。
【００４９】
このインク導入用連通口２２は、配線基板２の裏面側に接合されるインクマニホールド６内のインクをヘッドチップ１の各チャネル１２内に供給するための流路となるものである。各インク導入用連通口２２は、対応する１つのヘッドチップ１の後面１ｂの面積よりも小さく、且つ、該後面１ｂに開口する全てのチャネル１２を内部に収めることができる程度の開口面積を有している。
【００５０】
インク導入用連通口２２は、エンドミルによる機械加工や、レーザーによる加工、サンドブラストによる加工によって形成することができる。量産性や加工の容易さの観点からはサンドブラストによる加工が好ましい。サンドブラストによる加工によれば、このインク導入用連通口２２の他、配線基板２の外形打ち抜き加工やインクマニホールド６の位置決め等に使用される不図示の穴や凹部を形成することが容易となる利点もある。
【００５１】
インク導入用連通口２２の加工は正確に行う必要があるため、サンドブラストによる加工の場合、配線基板２の両面から加工を行うことが好ましい。この場合、後述する配線電極２３を形成していない裏面側から所望の穴径より大きな凹部を作成し、その後、配線電極２３が形成された表面側から加工を行って貫通させることにより、精密な加工精度を得ることができる。
【００５２】
配線電極２３は、ヘッドチップ１の後面に形成された接続電極１４に対応するように、各ヘッドチップ１の各接続電極１４と同数且つ同ピッチで配線基板２の表面に形成されている。
【００５３】
なお、図中では、１つのヘッドチップ１の一方のチャネル列に対応する複数本の配線電極をまとめて符号２３で示している。
【００５４】
配線電極２３の各々は、駆動電極１３や接続電極１４と同様の金属材料を用い、めっき法、スパッタリング法、蒸着法等によってパターニングされる。コストやハンドリングの面からは金属材料としてＡｌを用いたスパッタリング法や蒸着法が好ましい。
【００５５】
本実施形態では、ヘッドチップ１が２列のチャネル列を有するため、各チャネル列のチャネル１２の接続電極１４との電気的接続を行うため、１つのヘッドチップ１に対応する配線電極２３は、配線基板２の両外端部２１Ａ、２１Ｂにそれぞれ延びて形成されている。すなわち、１つのヘッドチップ１に対応する配線電極２３は、対応するインク導入用連通口２２の長辺側の２つの開口縁２２ａ、２２ｂもしくはその近傍位置から外端部２１Ａ、２１Ｂにかけて形成されており、各ヘッドチップ１の後面１ｂが配線基板２の表面に適正に位置決めされて接合される際に、対応する接続電極１４と１対１に電気的に接続される。各ヘッドチップ１から外端部２１Ａ、２１Ｂに向けてはみ出した配線電極２３は配線基板２の表面に露出し、この露出した部分がそれぞれＦＰＣ７Ａ、７Ｂを接続するための接続部とされる。
【００５６】
開口縁２２ａは配線基板２の一方の外端部２１Ａと同一側に位置し、開口縁２２ｂは配線基板２の他方の外端部２１Ｂと同一側に位置している。
【００５７】
ノズルプレート
ノズルプレート３は、配線基板２の表面に接着される全てのヘッドチップ１と各ヘッドチップ１の間に設けられるスペーサー部材５の表面を覆うことができる程度の大きさを有する１枚のシート状の材料によって形成されている。この材料には、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリサルフォン等の樹脂材料の他、ＰＺＴとの線膨張率が近いシリコン等を用いることができる。
【００５８】
ノズルプレート３には、ヘッドチップ１及びスペーサー部材５に貼着する前に、予め全てのヘッドチップ１の各チャネル１２に対応する位置に、ノズル孔３１がレーザー加工によって高精度に位置決めされて形成されており、このノズル孔３１を加工済みのノズルプレート３を、配線基板２の表面に全てのヘッドチップ１及びスペーサー部材５が接着された後の該ヘッドチップ１及びスペーサー部材５の表面に対して、各ノズル孔３１と各チャネル１２とを位置合わせして接着剤を用いて貼着される。
【００５９】
インクジェットヘッドの印字ばらつきを発生させる要因の一つは、隣接するヘッドチップ１の間の取付け位置ずれにあり、従来のように複数のヘッドユニットを配列した場合は、通常、全てのヘッドユニットに亘ってノズルピッチが等しくなるよう、隣接するヘッドユニット相互の取付け位置に厳密な精度が要求されるが、本発明では複数配列されたヘッドチップ１に対してノズルプレート３を共通とし、全てのノズル孔３１を予め１枚のノズルプレート３に形成されるため、全てのノズル孔３１のピッチはノズル孔３１の加工精度に依存して高精度に加工され、全てのヘッドチップ１に亘って等ピッチとなるように形成することができ、また、複数のヘッドチップ１の取付け位置精度は各チャネル１２とノズル孔３１とが対応し得る程度で足り、ヘッドチップ１の個々の厳密な取付け位置精度は要求されない。
【００６０】
スペーサー部材
スペーサー部材５は、配線基板２上において隣接するヘッドチップ１の隙間を埋めるためのものであり、配線基板５の表面からヘッドチップ１の前面１ａまでの高さと同一高さに形成されることによって、全てのヘッドチップ１の前面１ａとスペーサー部材５の表面とが平面視で矩形状の同一平面となるように形成されている。
【００６１】
スペーサー部材５は、図示するように全てのヘッドチップ１の間に亘って一体の一つのスペーサー部材５として形成されていてもよいが、複数に分割されていてもよい。
【００６２】
このスペーサー部材５の材質としては、未分極のＰＺＴ、ガラス、ＬＣＰ（液晶ポリマー部材）、ＡｌＮ（窒化アルミ）等を使用することが、ヘッドチップ１との線膨張係数が近く、高い精度を維持できるために好ましく、その中でも加工性の観点からＰＺＴを用いることが好ましい。
【００６３】
なお、本発明におけるスペーサー部材５は、複数のヘッドチップ１が配列された後に形成される隙間を必要により埋めるためのものであり、隣接するヘッドチップ１の取付け位置に対して何ら影響を与えることはない。また、ノズルプレート３を表面平滑となるように貼着するのに支障が生じなければ、スペーサー部材５は必ずしも設けなくてもよい。
【００６４】
インクマニホールド
インクマニホールド６は、配線基板２に開口形成された全てのインク導入用連通口２２を囲むことができる程度の開口６１を有する箱型形状を呈しており、この開口６２が配線基板２の裏面側に対向し、その開口６２内に全てのインク導入用連通口２２が収まるように位置決めされて接着剤を用いて接着されている。６２はインクマニホールド６内にインクを導入する導入口である。
【００６５】
このインクマニホールド６は、配線基板２に配列された全てのヘッドチップ１のチャネル１２内にインク導入用連通口２２を介して内部のインクを共通に供給する。このため、複数のヘッドチップ１が配列されたインクジェットヘッドＨに対して、この１つのインクマニホールド６に対してのみインクを供給すればよく、導入口６２に不図示のインク供給管を接続するだけでインク供給のための配管作業が完了する。従って、配管作業及び配管構造が極めて簡素化できる。
【００６６】
ＦＰＣ
ＦＰＣ７Ａ、７Ｂは、一面に、配線基板２の表面に形成されている各配線電極２３と同数且つ同ピッチで配線７１が予めパターニングされており、配線基板２の各外端部２１Ａ、２１Ｂにおいて、各配線電極２３と各配線７１とが位置決めされ、互いに電気的接続されるように接合されている。
【００６７】
なお、図中では、複数本の配線をまとめて符号７１で示している。
【００６８】
本発明では、１枚の配線基板２の表面に複数のヘッドチップ１が配列され、各ヘッドチップ１に対する駆動電圧印加のための配線電極２３が、この配線基板２の同一表面上に全て配列されるため、配線電極２３の各々に対するＦＰＣ７Ａ、７Ｂの各配線７１との電気的接続をこの配線基板２の表面上だけで行うことができる。このため、ＦＰＣ７Ａ、７Ｂの接続作業を表面側のみから行うことができるため極めて簡素化できる。
【００６９】
本実施形態では、配線基板２の表面において、千鳥状に配列された複数のヘッドチップ１を挟んでその両側にそれぞれ配線電極２３が振り分けられて引き出されており、それぞれ１枚ずつのＦＰＣ７ＡとＦＰＣ７Ｂが接続されている。すなわち、本発明では、ＦＰＣの接続を配線基板２の表面だけで行うことができるため、配線基板２の外端部２１Ａ又は２１Ｂに配列される全てのヘッドチップ１の配線電極２３に対して共通の１枚のＦＰＣで接続することが可能である。
【００７０】
また、本発明では、図示しないが、例えば配線基板２に配列される６のヘッドチップ１のうちの配線基板２の同一外端部２１Ａ又は２１Ｂにおいて隣接する２つヘッドチップ１の配線電極２３をまとめて１枚のＦＰＣで接続するといったこともでき、柔軟性の高いＦＰＣ接続構成を採ることができる。
【００７１】
もちろん、複数のヘッドチップ１の各々の配線電極２３に対してヘッドチップ１毎の個別のＦＰＣを用いて接続するようにしてもよい。この場合でも、上述したように、ＦＰＣとの接続作業は配線基板２の表面だけで行うことができるため、従来に比べて格段に作業性に優れる。
【００７２】
位置決めマーク
図６に示すように、配線基板２の表面には、各インク導入用連通口２２に対応し、該インク導入用連通口２２の長さ方向（Ｘ方向）の端部外側に、それぞれヘッドチップ１を位置決めする際の位置決めマーク４が形成されている。各位置決めマーク４相互の位置は正確に規定されており、ヘッドチップ１をこの位置決めマーク４に従って位置決めすることで、各ヘッドチップ１相互の位置を正確に規定することができる。
【００７３】
各位置決めマーク４は、配線電極２３と同一の金属材料によって、該配線電極２３の形成と同一工程で、スパッタリング法や蒸着法等によってパターン形成されている。従って、通常のパターニング技術を使用して、その各々の位置及び位置決めマーク４を構成する各々の直線の寸法を高精度にパターン形成することができる。
【００７４】
この位置決めマーク４は、１つのインク導入用連通口２２に対して、すなわち１つのヘッドチップ１に対応して、いずれか一方端部外側に１つあればよいが、両端部外側にそれぞれ形成すると、各ヘッドチップ１のチャネル列方向の直線性を保つことができ、本実施形態のようなフルラインタイプのインクジェットヘッドの場合には特に好ましい。
【００７５】
図７は１つの位置決めマーク４の詳細を示している。
【００７６】
位置決めマーク４は、互いに平行な所定幅の２本の平行枠線部４１、４２を有している。この平行枠線部４１、４２の内側縁４１ａ、４２ａ間の距離は、ヘッドチップ１の上面１ｃと下面１ｄとの間の距離と等しくなるように設定されており、この間にヘッドチップ１の後面１ｂの上面１ｃと接する外縁及び下面１ｄと接する外縁が平行に収まるように位置決めを行うためのものである。
【００７７】
なお、図中下側の平行枠線部４２は、２つの直線部分４２１、４２２に分割されているが、これら直線部分４２１、４２２は同一直線状に配列されており、１本の平行枠線部４２とみなすことができる。
【００７８】
位置決めマーク４においてインク導入用連通口２２から遠い側の端部には、各平行枠線部４１、４２間に亘って、該平行枠線部４１、４２と直交する端部位置決め直線４３を有している。この端部位置決め直線４３は、ヘッドチップ１の後面１ｂがチャネル列方向の端面１ｅ（図２）と接する外縁の位置決めを行うためのものであり、ここでは平行枠線部４１、４２と同幅の複数の矩形状部４３ａ、４３ｂが、平行枠線部４１、４２間に亘って千鳥状に配列されることにより、矩形状部４３ａの列と矩形状部４３ｂの列の境界によって形成されている。この端部位置決め直線４３は、矩形状部４３ａの列と矩形状部４３ｂの列の境界間に所定の間隙を設けることによって、所定の幅を有する間隙として形成されていてもよい。
【００７９】
一方の平行枠線部４２には、該平行枠線部４２の端部から決まった位置に、平行枠線部４１、４２と同幅に形成された２本の位置確認用直線部４４、４５を有している。各位置確認用直線部４４、４５は平行枠線部４２と直交するように形成されている。従って、適正に接合されたヘッドチップ１に対して、そのチャネル１２の配列方向と直交する方向（Ｙ方向）に延びている。
【００８０】
位置確認用直線部４４、４５間には所定幅の間隙が形成されており、平行枠線部４２の直線部分４２１は一方の位置確認用直線部４４と直角に接続し、直線部分４２２は他方の位置確認用直線部４５と直角に接続している。
【００８１】
位置確認用直線部４４、４５のそれぞれの外側縁４４ａ、４５ａは直線状且つ互いに平行である。外側縁４４ａ、４５ａ間の距離は、ヘッドチップ１に形成されている位置確認用溝１５の内側壁面１５１、１５１間の距離と等しく形成されている。これら外側縁４４ａ、４５ａによって第１の直線パターンを構成しており、これら外側縁４４ａ、４５ａと直角に接する平行枠線部４２の内側縁部４２ａによって第２の直線パターンを構成している。
【００８２】
第１の直線パターンは、互いに平行な２つの外側縁４４ａ、４５ａを有していればよく、２本の位置確認用直線部４４、４５によって形成されるものに限らず、１本の直線部の両外側縁によって形成されるものであってもよいが、本実施形態のように２本の位置確認用直線部４４、４５によって形成されるものが好ましい。
【００８３】
なお、４６は接着剤保持用直線部であり、ヘッドチップ１の後面１ｂと配線基板２の表面との間に塗布された接着剤を保持して周囲への流出を防止するように機能する。
【００８４】
＜ヘッドチップの製造方法＞
ここで、ヘッドチップ１の製造方法の一例を図８、図９を用いて説明する。
【００８５】
まず、１枚の基板１００上に、分極処理されたＰＺＴ等からなる圧電素子基板１０１をエポキシ系接着剤を用いて接合し、更に、その圧電素子基板１０１の表面にドライフィルム１０２を貼着する（図８（ａ））。
【００８６】
次いで、そのドライフィルム１０２の側から、ダイシングブレード等を用いて複数の平行な溝１０３を研削する。各溝１０３は圧電素子基板１０１の一方の端から他方の端に亘り、且つ、基板１００にほぼ至る程度の一定の深さで研削することで、長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレート状に形成する（図８（ｂ））。
【００８７】
次いで、溝１０３を研削した側から、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属材料をスパッタリング法、蒸着法等によって適用し、削り残されたドライフィルム１０２の上面及び各溝１０３の内面に金属膜１０４を形成する（図８（ｃ））。
【００８８】
その後、ドライフィルム１０２をその表面に形成された金属膜１０４と共に除去することにより、各溝１０３の内面のみに金属膜１０４が形成された基板１０５を得る。そして、同様に形成された基板１０５を２枚用意し、各基板１０５の溝１０３同士が互いに合致するように位置合わせして、エポキシ系接着剤等を用いて接合する（図８（ｄ））。接合された溝１０３同士によってチャネル１２が形成され、該チャネル１２間の隔壁が駆動壁１３となる。
【００８９】
この他にも、図示しないが、分極方向の異なる薄板と厚板の２枚の圧電素子基板を貼り合わせ、液体レジストをスピンコーターで塗布し、露光現像してチャネルとなる溝をダイシングした後、めっき等によって駆動電極を形成し、溝を覆うようにカバー基板を貼着することによっても上記と同様の基板を作成することができる。
【００９０】
次いで、このようにして得られた同一の基板を２枚用意し、互いのチャネル１２のピッチが半ピッチずれるように重ね合わせて接着して１枚のウエハー１０６を作成し、その上面から、ダイシングソーＤＳを用いて、チャネル１２の長さ方向と平行となるように位置確認用溝１５を直線状に研削加工する（図９（ａ））。
【００９１】
ダイシングソーＤＳは回転によって溝研削を行うものであり、また、ダイシングソーＤＳとウエハー１０６とを機械的精度によって高精度に相対移動させることができるため、位置確認用溝１５の対向する内側壁面１５１、１５１は高精度に平行となり、且つ、ヘッドチッブ１の上面１ｃに対して高精度に直交し、溝全長に亘って一定深さとなるように形成することができる。
【００９２】
その後、ウエハー１０６をチャネル１２の長さ方向と直交する方向に沿って切断することにより、２列のチャネル列を有する複数個のハーモニカ型のヘッドチップ１を一度に作成する。カットラインＣ、Ｃ…間の幅は、それによって作製されるヘッドチップ１、１…のチャネル１２の駆動長（Ｌ長）を決定するものであり、この駆動長に応じて適宜決定される（図９（ｂ））。
【００９３】
次いで、ウエハー１０６から切り出されたヘッドチップ１の後面に、スパッタリング法、蒸着法等によって選択的に金属材料を適用して接続電極１４を形成することで、図２に示すように、後面１ｂに接続電極１４を有するヘッドチップ１を作成する。
【００９４】
＜ヘッドチップの位置決め方法＞
次に、各ヘッドチップ１を配線基板２の表面に位置決めして接合し、フルラインタイプのインクジェットヘッドＨを製造する方法について説明する。
【００９５】
各ヘッドチップ１は、配線基板２の表面に位置決めされた後、加圧及び必要により加熱することで、その後面１ｂと配線基板２の表面との間に塗布されたエポキシ系接着剤によって接着される。各ヘッドチップ１は、上面１ｃに形成された位置確認用溝１５内に、配線基板２の表面に形成された位置決めマーク４の位置確認用直線部４４、４５が見えるように配線基板２の表面に仮置きされる。この仮置き時、位置決めマーク４の２本の平行枠線部４１、４２と、端部位置決め用直線４３とを確認することで、概ね位置確認用溝１５内に位置確認用直線部４４、４５が見えるようにヘッドチップ１を置くことが容易となる。
【００９６】
ヘッドチップ１の位置確認は、ＣＣＤ等を用いた画像認識装置を用い、ヘッドチップ１の前面１ａ側から、位置確認用溝１５内を拡大して見下ろすようにして行う。
【００９７】
図１０は、仮置き直後で、未だ適正な位置及び角度に位置決めされていないヘッドチップ１と位置決めマーク４との位置関係を、ヘッドチップ１の前面１ａ側から見た状態を示している。
【００９８】
この状態では、ヘッドチップ１の位置確認用溝１５の対向する内側壁面１５１、１５１と位置確認用直線部４４、４５の外側縁４４ａ、４５ａとは互いに平行に一致しておらず、ヘッドチップ１には角度ずれが生じている。このとき、画像認識されるヘッドチップ１の上面１ｃと下面１ｄの位置も、それぞれ平行枠線部４１、４２の内側縁４１ａ、４２ａと平行に一致しておらず、また、ヘッドチップ１の端面１ｅの位置も端部位置決め直線４３と平行に一致していないことがわかる。
【００９９】
そこで、画像認識装置を確認しながら、図１１に示すように、位置確認用溝１５内に、対向する内側壁面１５１、１５１と位置確認用直線部４４、４５の各外側縁４４ａ、４５ａとが一致して見えるように、ヘッドチップ１の位置を調整する。同様にして全てのヘッドチップ１を１枚の配線基板２の所定の位置に調整する。
【０１００】
このようにして、各ヘッドチップ１の位置確認用溝１５の各内側壁面１５１、１５１と、配線基板２の位置決めマーク４の位置確認用直線部４４、４５の各外側縁４４ａ、４５ａとが互いに平行となるように一致させることにより、配線基板２上の全てのヘッドチップ１相互の平行度が確保されると共に、チャネル列方向に沿う方向（Ｘ方向）の位置が正確に規定され、隣接するヘッドチップ１間の適正な離間距離が確保される。
【０１０１】
このような位置決めは、ヘッドチップ１の１側面に形成された位置確認用溝１５の対向する内側壁面１５１、１５１の２壁面を確認して行うため、少ない視野範囲で２面での平行度の確認を同時に行うことができ、それだけ容易且つ正確な位置決め確認ができる。しかも、この位置確認用溝１５の内側壁面１５１、１５１は、ヘッドチップ１の外端面の切り出し加工に比べて、ダイシングソーＤＳによって高精度に加工できるため、より高精度な位置決めを行うことができる。
【０１０２】
これにより、ヘッドチップ１の後面１ｂに形成された各接続電極１４と配線基板２の表面に形成された各配線電極２３とを１対１に正確に位置合わせることができ、また、インクジェットヘッドＨ全体でのノズルのピッチを均一とすることができ、ピッチむらに起因する画像むらを生じさせるおそれはなくなる。
【０１０３】
また、ヘッドチップ１の位置調整時、位置確認用溝１５の周辺を拡大して認識しているため、同時に画像認識される位置決めマーク４の平行枠線部４２の内側縁４２ａを利用して、この内側縁４２ａがヘッドチップ１の上面１ｃの位置と一致して見えるようにヘッドチップ１の位置を調整することで、各ヘッドチップ１のチャネル列方向と直交する方向（Ｙ方向）の位置決めを行うことができる。
【０１０４】
以上のようにして各ヘッドチップ１を位置決めしたら、配線基板２に対して加圧及び必要により加熱して接着剤を硬化させ、その後、各ヘッドチップ１の間に別途形成しておいたスペーサー部材５を接着剤を用いて接合する。このスペーサー部材５の接合により、各ヘッドチップ１の前面１ａはスペーサー部材５の表面と同一平面で繋がり、広い面一状となる矩形状のノズルプレート貼着面が形成される。
【０１０５】
ノズルプレート３は、このスペーサー部材５を接合することによって形成されるノズルプレート貼着面に相当する大きさに形成されており、予め各ヘッドチップ１のチャネル１２に対応するように、レーザー加工によってノズル孔３１が形成されている。ノズル孔３１が形成されたノズルプレート３は、接着剤を用いてノズルプレート貼着面に貼着されることで、各ヘッドチップ１の前面１ａを覆い、且つ、各ノズル孔３１が各チャネル１２内と連通することで、該チャネル１２内のインクをノズル孔３１から吐出可能とする。
【０１０６】
その後、配線基板２の裏面側にインクマニホールド６を位置決めして接合し、更に、配線基板２の表面の各外端部２１Ａ、２１ＢにそれぞれＦＰＣ７Ａ、７Ｂを位置決めして接合する。
【０１０７】
＜ヘッドチップのその他の配列態様＞
図９に示したように１枚のウエハー１０６から切り出されることによってヘッドチップ１が作成される場合、１枚の配線基板２の表面にそのヘッドチップ１を複数配列する際、インクジェットヘッドＨの長さ方向に沿って隣接するヘッドチップ１、１は、それぞれ異なるウエハー１０６から切り出されたヘッドチップ１、１同士であるようにすることが好ましい。
【０１０８】
同じウエハー１０６から切り出されたヘッドチップ１の特性は似たような傾向を示すことが知られている。このため、同じウエハー１０６から切り出されたヘッドチップ１を同じ配線基板２の表面に隣接させて配列することにより形成されたインクジェットヘッドでは、人の目に認識され易い低い空間周波数の画像のスジむらが発生してしまい、画像品質を落としてしまう。
【０１０９】
図１２は、同一ウエハーから切り出されたヘッドチップＡ１、Ａ２、Ａ３を隣接させて構成した７６８ノズルのラインタイプのインクジェットヘッドの各ノズルから吐出されるインク滴の速度分布を示している。横軸はノズル数、縦軸はインク滴の吐出速度（ｍ／ｓ）を示している。
【０１１０】
このように、同一ウエハーから切り出されたヘッドチップＡ１、Ａ２、Ａ３を隣接させると、例えば図中に示すノズル領域ａのように、各ヘッドチップＡ１、Ａ２、Ａ３のほぼ同一ノズルにおいて、同じような速度分布となる領域が現れる。このようなノズル領域ａを有するインクジェットヘッドによって画像を記録すると、人の目に認識され易い低い空間周波数の画像のスジむらとなり、画像品質を大きく落とす原因となる。このような画像のスジむらは、インクジェットヘッドを主走査方向に沿ってスキャンすることにより画像を記録する場合では、間引き射ち等の方法によって異なるノズルで補完することで画像品質の低下を防ぐことが可能であるが、プリンタに固定状に設けられるラインタイプのインクジェットヘッドＨの場合はこのような方法を採ることができず、画像のスジむらが顕著に現れてしまう。
【０１１１】
一方、図１３は、それぞれ異なるウエハーから切り出されたのヘッドチップＢ１、Ｂ２、Ｂ３を隣接させて上記同様に構成した７６８ノズルのインクジェットヘッドの各ノズルから吐出されるインク滴の速度分布を示している。
【０１１２】
このように、それぞれ異なるウエハーから切り出されたヘッドチップＢ１、Ｂ２、Ｂ３を隣接させた場合、図１２のような同じような速度分布となるノズル領域ａは現れず、速度が適度にばらついていることがわかる。これにより、出力画像に現れる人の目に認識され易い低い空間周波数の画像のスジむらを軽減することができ、上述のようにインクジェットヘッドＨ全体のノズルピッチが均一となるように各ヘッドチップ１を適正位置に位置決めできることと相俟って、更に高品質な出力画像を得ることができる。
【０１１３】
なお、複数のヘッドチップ１は、配線基板２の表面に千鳥状に配列するものに限らず、様々な配列態様とすることができる。
【０１１４】
また、本発明はラインヘッドを構成する場合に限らず、複数のヘッドチップ１を用いて多ノズルのインクジェットヘッドを構成する場合に同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明に係るマルチチップインクジェットヘッドの一例を示す斜視図
【図２】１つのヘッドチップを後面側から見た部分斜視図
【図３】図１中の(iii)−(iii)線に沿う断面図
【図４】図１中の(iv)−(iv)線に沿う断面図
【図５】位置確認用溝の部分拡大図
【図６】ヘッドチップを接合する前の配線基板の表面の部分平面図
【図７】１つの位置決めマークの詳細を示す拡大図
【図８】（ａ）〜（ｄ）はヘッドチップの製造方法の一例を説明する図
【図９】（ａ）は１枚のウエハーに位置確認用溝を形成する様子を示す斜視図、（ｂ）は１枚のウエハーから複数のヘッドチップを切り出し加工する様子を示す斜視図
【図１０】仮置き直後で、未だ適正な位置及び角度に位置決めされていないヘッドチップと位置決めマークとの位置関係をヘッドチップの前面側から見た図
【図１１】ヘッドチップから適正な位置及び角度に位置決めされたときのヘッドチップと位置決めマークとの位置関係をヘッドチップの前面側から見た図
【図１２】同一ウエハーから切り出されたヘッドチップを隣接させて構成したインクジェットヘッドの各ノズルから吐出されるインク滴の速度分布を示すグラフ
【図１３】それぞれ異なるウエハーから切り出されたヘッドチップを隣接させて構成したインクジェットヘッドの各ノズルから吐出されるインク滴の速度分布を示すグラフ
【符号の説明】
【０１１６】
１：ヘッドチップ
１ａ：前面
１ｂ：後面
１ｃ：上面
１ｄ：下面
１ｅ：端面
１１：駆動壁
１２：インクチャネル
１２１：前面側の開口部
１２２：後面側の開口部
１３：駆動電極
１４：接続電極
１５位置確認用溝
１５１：内側壁面
２：配線基板
２１Ａ、２１Ｂ：外端部
２２：インク導入用連通口
２３：配線電極
３：ノズルプレート
３１：ノズル
４：位置決めマーク
４１、４２：平行枠線部
４１ａ：内側縁部
４２ａ：内側縁部（第２の直線パターン）
４２１、４２２：直線部分
４３：端部位置決め用直線
４３ａ、４３ｂ：矩形状部
４４、４５：位置確認用直線部
４４ａ、４５ａ：外側縁部（第１の直線パターン）
４６：接着剤保持用直線部
５：スペーサー部材
６：インクマニホールド
６１：開口
６２：導入口
７Ａ、７Ｂ：ＦＰＣ
７１：配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設され、前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、前記駆動壁に駆動電極が形成され、前記後面に前記駆動電極と電気的に接続する接続電極が形成されたヘッドチップを複数有し、前記駆動電極に駆動電圧を印加することによって前記チャネル内のインクをノズルから吐出するマルチチップインクジェットヘッドであって、
複数の前記ヘッドチップを、表面に前記ヘッドチップの各々の前記接続電極と対応する配線電極が形成されると共に前記ヘッドチップに対応するインク導入用連通口が開口形成された１枚の配線基板に、前記接続電極と前記配線電極とが電気的に接続し、且つ、前記ヘッドチップの前記チャネルの入口が前記インク導入用連通口に臨むように位置決めして接着すると共に、
全ての前記ヘッドチップの前面に亘って、該全てのヘッドチップの前記チャネルに対応する位置に各々ノズル孔が形成された１枚のノズルプレートを貼着してなることを特徴とするマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記配線電極は、前記ヘッドチップの前記接続電極に対応する前記インク導入用連通口から前記配線基板の外端部にかけて形成されており、該配線基板表面の外端部の前記配線電極に、駆動ＩＣからの駆動電圧を伝達する配線が形成されたＦＰＣが電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記配線基板の裏面側に、前記インク導入用連通口を通して全ての前記ヘッドチップに対して共通にインクを供給する１つのインクマニホールドが接合されることを特徴とする請求項１又は２記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項４】
複数の前記ヘッドチップを、前記チャネルの並び方向に沿い、且つ、隣接する前記ヘッドチップで前記チャネルのピッチが等ピッチとなるように、前記配線基板の表面に配列することによりラインタイプのインクジェットヘッドを構成してなることを特徴とする請求項１、２又は３記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項５】
複数の前記ヘッドチップは、異なるウエハーから切り出されたヘッドチップ同士が隣接するように配列されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項６】
複数の前記ヘッドチップ間に、前記配線基板の表面からの高さが前記ヘッドチップの前面の高さと同等となるスペーサー部材を設け、１枚の前記ノズルプレートを、全ての前記ヘッドチップの前面と前記スペーサー部材の表面とに亘って貼着してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記配線基板の表面の所定位置に、複数の前記ヘッドチップ毎に対応する位置決めマークが形成されており、複数の前記ヘッドチップの各々は前記位置決めマークによって位置決めされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記位置決めマークは、前記ヘッドチップの前記チャネルの配列方向と直交する方向に延び、且つ、両外側縁が平行な第１の直線パターンを有しており、
前記ヘッドチップの前記後面と接する側面に、前記第１の直線パターンと対応する位置に、前記ヘッドチップの前記前面と前記後面とに亘り、前記第１の直線パターンの幅と同一幅で、且つ、対向する内側壁面が平行な直線状の溝が加工されており、
前記配線基板の表面に接着された前記ヘッドチップの前記前面側から見て、前記溝内に、該溝内の対向する内側壁面と前記第１の直線パターンの両外側縁が一致して見えるように複数の前記ヘッドチップの各々が位置決めされていることを特徴とする請求項７記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記第１の直線パターンは、所定間隔をおいた２本の平行な直線パターンからなることを特徴とする請求項８記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記第１の直線パターンは、前記配線基板の表面の所定位置に、前記配線電極と同一の金属材料を用いてパターン形成されていることを特徴とする請求項８又は９記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記配線基板の表面の所定位置に、前記ヘッドチップの前記チャネルの配列方向と平行な側面を位置決めするためのパターンであって、前記第１の直線パターンと直交する直線部分を有する第２の直線パターンが形成されており、
前記配線基板の表面に接合された前記ヘッドチップの前記前面側から見て、前記ヘッドチップの前記後面の外縁が、前記第２の直線パターンの前記直線部分と一致して見えるように位置決めされていることを特徴とする請求項８、９又は１０記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項１２】
前記第２の直線パターンは、前記配線基板の表面の所定位置に、前記配線電極と同一の金属材料を用いてパターン形成されていることを特徴とする請求項１１記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項１】
圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に並設され、前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが配置され、前記駆動壁に駆動電極が形成され、前記後面に前記駆動電極と電気的に接続する接続電極が形成されたヘッドチップを複数有し、前記駆動電極に駆動電圧を印加することによって前記チャネル内のインクをノズルから吐出するマルチチップインクジェットヘッドであって、
複数の前記ヘッドチップを、表面に前記ヘッドチップの各々の前記接続電極と対応する配線電極が形成されると共に前記ヘッドチップに対応するインク導入用連通口が開口形成された１枚の配線基板に、前記接続電極と前記配線電極とが電気的に接続し、且つ、前記ヘッドチップの前記チャネルの入口が前記インク導入用連通口に臨むように位置決めして接着すると共に、
全ての前記ヘッドチップの前面に亘って、該全てのヘッドチップの前記チャネルに対応する位置に各々ノズル孔が形成された１枚のノズルプレートを貼着してなることを特徴とするマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記配線電極は、前記ヘッドチップの前記接続電極に対応する前記インク導入用連通口から前記配線基板の外端部にかけて形成されており、該配線基板表面の外端部の前記配線電極に、駆動ＩＣからの駆動電圧を伝達する配線が形成されたＦＰＣが電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記配線基板の裏面側に、前記インク導入用連通口を通して全ての前記ヘッドチップに対して共通にインクを供給する１つのインクマニホールドが接合されることを特徴とする請求項１又は２記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項４】
複数の前記ヘッドチップを、前記チャネルの並び方向に沿い、且つ、隣接する前記ヘッドチップで前記チャネルのピッチが等ピッチとなるように、前記配線基板の表面に配列することによりラインタイプのインクジェットヘッドを構成してなることを特徴とする請求項１、２又は３記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項５】
複数の前記ヘッドチップは、異なるウエハーから切り出されたヘッドチップ同士が隣接するように配列されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項６】
複数の前記ヘッドチップ間に、前記配線基板の表面からの高さが前記ヘッドチップの前面の高さと同等となるスペーサー部材を設け、１枚の前記ノズルプレートを、全ての前記ヘッドチップの前面と前記スペーサー部材の表面とに亘って貼着してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記配線基板の表面の所定位置に、複数の前記ヘッドチップ毎に対応する位置決めマークが形成されており、複数の前記ヘッドチップの各々は前記位置決めマークによって位置決めされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記位置決めマークは、前記ヘッドチップの前記チャネルの配列方向と直交する方向に延び、且つ、両外側縁が平行な第１の直線パターンを有しており、
前記ヘッドチップの前記後面と接する側面に、前記第１の直線パターンと対応する位置に、前記ヘッドチップの前記前面と前記後面とに亘り、前記第１の直線パターンの幅と同一幅で、且つ、対向する内側壁面が平行な直線状の溝が加工されており、
前記配線基板の表面に接着された前記ヘッドチップの前記前面側から見て、前記溝内に、該溝内の対向する内側壁面と前記第１の直線パターンの両外側縁が一致して見えるように複数の前記ヘッドチップの各々が位置決めされていることを特徴とする請求項７記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記第１の直線パターンは、所定間隔をおいた２本の平行な直線パターンからなることを特徴とする請求項８記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記第１の直線パターンは、前記配線基板の表面の所定位置に、前記配線電極と同一の金属材料を用いてパターン形成されていることを特徴とする請求項８又は９記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記配線基板の表面の所定位置に、前記ヘッドチップの前記チャネルの配列方向と平行な側面を位置決めするためのパターンであって、前記第１の直線パターンと直交する直線部分を有する第２の直線パターンが形成されており、
前記配線基板の表面に接合された前記ヘッドチップの前記前面側から見て、前記ヘッドチップの前記後面の外縁が、前記第２の直線パターンの前記直線部分と一致して見えるように位置決めされていることを特徴とする請求項８、９又は１０記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【請求項１２】
前記第２の直線パターンは、前記配線基板の表面の所定位置に、前記配線電極と同一の金属材料を用いてパターン形成されていることを特徴とする請求項１１記載のマルチチップインクジェットヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１０５２５５（Ｐ２０１０−１０５２５５Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７８９９９（Ｐ２００８−２７８９９９）
【出願日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（０００００１２７０）コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Ｆターム（参考）】
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