液体噴出装置
【課題】高密度化と小型化に加えて良好な生産性を図ることができる液体噴出装置の提供。
【解決手段】前面及び後面にそれぞれチャネル１１２の出口と入口とが配置された１列のチャネル列を有する第１のヘッドチップ１１と、チャネル１２２が基板の表面に対して前端から後端側の中途部まで凹設された１列又は２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップ１２と、２つの第１のヘッドチップの間に第２のヘッドチップを、全ての前面が同一面となるように積層し、第２のヘッドチップの後端は、第１のヘッドチップの後端よりも後方に突出していると共に、第２のヘッドチップのチャネル内の駆動電極と導通する第２の引き出し電極１２４が、各チャネル内から第２のヘッドチップの後端にかけて引き出されており、第２のヘッドチップの後端において、第２の引き出し電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第２の電気配線部材５Ｂ、５Ｃが電気的に接続される。
【解決手段】前面及び後面にそれぞれチャネル１１２の出口と入口とが配置された１列のチャネル列を有する第１のヘッドチップ１１と、チャネル１２２が基板の表面に対して前端から後端側の中途部まで凹設された１列又は２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップ１２と、２つの第１のヘッドチップの間に第２のヘッドチップを、全ての前面が同一面となるように積層し、第２のヘッドチップの後端は、第１のヘッドチップの後端よりも後方に突出していると共に、第２のヘッドチップのチャネル内の駆動電極と導通する第２の引き出し電極１２４が、各チャネル内から第２のヘッドチップの後端にかけて引き出されており、第２のヘッドチップの後端において、第２の引き出し電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第２の電気配線部材５Ｂ、５Ｃが電気的に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体噴出装置に関し、詳しくは、３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップからの電極の引き出し構造が改良され、高密度化及び小型化を図ることのできる液体噴出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、せん断モード型のいわゆるハーモニカタイプのヘッドチップを有する液体噴出装置が知られている。このようなヘッドチップは、圧電素子基板に多数のチャネルを平行に研削すると共に該チャネルを区画する駆動壁に駆動電極を形成し、この駆動壁の両側の駆動電極に駆動回路からの所定の電圧を印加することにより該駆動壁をせん断変形させ、チャネル内の液体を前面に設けられたノズルから吐出させる。このようなヘッドチップは六面体からなり、チャネルの開口部が前面（出口側開口部）と後面（入口側開口部）とに対向状に配置されているためにハーモニカタイプと呼ばれている。このような液体噴出装置は、インクジェット画像を記録するインクジェットプリンタ、半導体の回路パターンを印刷する半導体製造装置、液晶パネルのカラーフィルタの製造装置等に広く利用されている。
【０００３】
ところで、ハーモニカタイプのヘッドチップは、チャネル長さがそのままヘッドチップの液体吐出方向の長さとなるため、小型化が可能であり、これを多数並設することで、複数列のチャネル列を有するヘッドチップを構成することも容易であるため、高密度化を図り得る利点があるものの、駆動電極がチャネルの内部にあって表面に露出していないため、駆動電極と駆動回路とを電気的に接続することが難しい。特に、チャネル列が３列以上となると、内側に位置するチャネル列の駆動電極と駆動回路とを電気的に接続することが難しい。このため従来から様々な工夫がなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ハーモニカタイプのヘッドチップの駆動電極を、ヘッドチップの上面又は下面において、後方に向けて延びるように接合された電極引き出し用基板の表面を利用して引き出す技術が開示されている。このインクジェットヘッドによれば、各駆動電極と駆動回路との間をつなぐＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）の接合面が全てヘッドチップの前面及び後面に対して直交する面となるので、各チャネル列に対応するＦＰＣを全てヘッドチップの後方に向けて延びるように接続させることができる。
【０００５】
しかしながら、このインクジェットヘッドでは、ヘッドチップの上面又は下面に電極引き出し用基板を接合しているため、上面と下面とにそれぞれ電極引き出し用基板を接合しても最大２列のチャネル列までしか駆動電極を引き出すことはできない。３列以上のチャネル列を形成する場合、上下が電極引き出し用基板に挟まれた２列を１単位とするヘッドチップを複数並設していくことになるが（特許文献１の図１７、図１９、図２０）、これでは２列のチャネル列毎に、間に電極引き出し用基板等の基板材料が必ず挟まれる構造となるため、それだけチャネル列間隔が広くなってしまい、ヘッドチップの小型化が難しい問題がある。
【０００６】
しかも、特許文献１記載のインクジェットヘッドの構造では、各チャネルに共通にインク供給を行うためにヘッドチップの後面側に設けられる共通インク室へのインク供給は、ヘッドチップの後方側から行なうことが困難となる問題もある。これは、ヘッドチップの後方に電極引き出し用基板やＦＰＣが張り出すため、これらが邪魔となるからである。この場合、インク供給路は、共通インク室におけるチャネル列方向の端部側、つまり、ヘッドチップのサイド部に設置せざるを得ない。しかし、共通インク室にサイド部からインク供給を行うと、各チャネルへのインク供給がチャネル列方向でばらついてしまい、その結果、インクジェットヘッドの端部側と中央とで吐出されるインクの液滴量に差が生じてしまう不具合がある。このような問題は、チャネル数が多くなる程、すなわち長尺ヘッドとなる程、顕著に見られるようになる。
【０００７】
また、特許文献２には、ハーモニカタイプのヘッドチップの後面に、該後面に沿ってヘッドチップの上面側及び下面側に延びる配線基板を接合し、各チャネル内の駆動電極を、後面を通って配線基板の端部まで引き出すようにすることで、配線基板の端部でＦＰＣとの電気的接続を行うようにしたインクジェットヘッドが開示されている。３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップの場合、内側のチャネル列の各駆動電極を、配線基板を表裏に貫通する貫通電極によって配線基板の背面側に配線し、配線基板の背面において端部まで引き出すことで、配線基板の表裏両面の両端部を利用して最大４列分のＦＰＣとの電気的接続を行うようにしている（特許文献２の図９）。
【０００８】
しかしながら、このインクジェットヘッドの場合、３列以上のチャネル列となると、内側のチャネル列の各駆動電極に正確に対応するように配線基板に貫通電極を形成しなくてはならず、駆動電極の引き出し構造が複雑となり、作製上の困難さを有している。しかも、この場合、特に問題となるのは、配線基板の表裏両面に電極が配線されるため、各チャネルに共通にインクを供給するための共通インク室を配線基板の背面側に設けることができないことである。
【０００９】
特許文献２の図９では、配線基板におけるヘッドチップとの接合面に共通インク室を凹設しているが、これでは大容量の共通インク室を形成することができず、また、大容量の共通インク室とするために配線基板の厚みを大きくすると、貫通電極の形成がますます難しくなるといった問題がある。
【００１０】
すなわち、３列以上のチャネル列を有するハーモニカタイプのヘッドチップの駆動電極を配線基板を用いて側方に引き出す構成では、配線基板の厚みを大きくすることなく、ヘッドチップの後方に大容量の共通インク室を設置することができなかった。
【００１１】
しかも、この特許文献２の図９に記載のインクジェットヘッドも、共通インク室へのインク供給は、ヘッドチップのサイド部から行なわざるを得ず、共通インク室へのインク供給路の設置に制約を受ける問題を有している。
【００１２】
更に、特許文献３には、ハーモニカタイプのヘッドチップの後面において、内側のチャネル列の各チャネルから引き出された電極を、絶縁層と金属膜層からなる積層体を用いて、外側のチャネル列の空気チャネルを跨いでヘッドチップの端部に引き出す技術が提案されている。ヘッドチップの後面の端部まで引き出された電極は、更にヘッドチップの後面に設けた配線基板を利用してその端部においてＦＰＣと電気的接続を行うようにしている。この技術によれば、４列のチャネル列を有するヘッドチップでも、両端部に２列ずつのチャネル列からの各電極を、配線基板に貫通電極を形成することなく引き出すことができる（特許文献３の図１８、図１９）。
【００１３】
しかしながら、このインクジェットヘッドでは、ヘッドチップの後面に対して絶縁層をパターニングする必要があることに加え、金属膜層とヘッドチップの後面に形成される電極とを確実に導通させる必要があるため、積層体の作製が煩雑となってしまい、生産性の観点で解決すべき課題を有している。また、積層体を形成する絶縁層には、一般に有機樹脂フィルムが用いられるが、強溶剤インクや酸、アルカリインクに対する耐久性が十分でなく、このような耐久性の面でも解決すべき課題を有している。更に、絶縁層に用いられる有機樹脂フィルムは、一般に熱膨張係数が高く、また、湿度や張力に対する寸法変化が大きいという問題があり、ヘッドチップが長尺（５０ｍｍ以上）になってくると、特に後面に対する接合が困難になってくるという問題もある。
【００１４】
特許文献４には、基板の前端から後端側の中途部に至る溝を形成することによってチャネルを形成したいわゆるチョッパートラバースタイプのヘッドチップを用いた多列のインクジェットヘッドが記載されている。チョッパートラバースタイプのヘッドチップは、各チャネル内の駆動電極を、チャネルの浅溝部分を経由して基板後端の表面に容易に引き出すことができるため、この基板後端にＦＰＣを接続することで、各駆動電極と駆動回路との間の電気的接続が比較的簡単に行える。ここでは、両面にチャネルを形成した１枚の基板の各面に、片面にチャネルを形成した１枚ずつの基板を、間にカバー基板を挟んでチャネルの形成面が互いに向き合うようにそれぞれ積層することで、４列のチャネル列を有するインクジェットヘッドを構成している。この場合、共通インク室は、互いに向き合わせた２枚の基板の間にそれぞれ形成される（特許文献４の図４）。
【００１５】
しかし、チョッパートラバースタイプのヘッドチップを用いて多列のヘッドチップを構成すると、共通インク室は、必ず、チャネルを形成した基板の間に挟まれた構造となるため、共通インク室へのインク供給はヘッドチップのサイド部から行なわざるを得ず、やはり、大容量の共通インク室を形成することができず、また、インク供給路の設置に制約を受ける問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−３５８７５１号公報
【特許文献２】特開２００６−８２３９６号公報
【特許文献３】特開２００８−１４３１６７号公報
【特許文献４】特開２００５−６６９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、本発明は、３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップを備えた液体噴出装置において、ヘッドチップの小型化を図り得ると同時に、内側の１列又は２列のチャネル列の各駆動電極に対しても、駆動回路からの駆動信号を印加するための電気配線部材を容易に接続できるようにすることにより、高密度化と小型化に加えて良好な生産性を図ることができる液体噴出装置を提供することを課題とする。
【００１８】
また、本発明は、３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップを備えた液体噴出装置において、ヘッドチップの小型化を図り得ると同時に、内側の１列又は２列のチャネル列の各駆動電極に対しても、駆動回路からの駆動信号を印加するための電気配線部材を容易に接続できるようにすることにより、高密度化と小型化に加えて良好な生産性を図ることができ、更に、各チャネルに共通に液体を供給するための液体供給室を大容量とすることができ、その液体供給室への液体供給路の設置の自由度が高い液体噴出装置を提供することを課題とする。
【００１９】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００２１】
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配置されたチャネル列が３列又は４列並設されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の壁面に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、該駆動電極に電圧を印加することにより前記駆動壁を変形させて前記チャネル内の液体を前記ヘッドチップの前端面に配置されたノズルから吐出させるようにした液体噴出装置において、
前記ヘッドチップは、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た１列のチャネル列を有する第１のヘッドチップと、チャネルが基板の表面に対して前端から後端側の中途部まで凹設された１列又は２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップとを有し、２つの前記第１のヘッドチップの間に前記第２のヘッドチップを、全ての前面が同一面となるように積層することによって形成されており、
前記第２のヘッドチップの後端は、前記第１のヘッドチップの後端よりも後方に突出していると共に、該第２のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第２の引き出し電極が、各チャネル内から前記第２のヘッドチップの後端にかけて引き出されており、該第２のヘッドチップの後端において、前記第２の引き出し電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第２の電気配線部材が電気的に接続されていることを特徴とする液体噴出装置である。
【００２２】
請求項２記載の発明は、前記第１のヘッドチップの後面に、該第１のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第１の引き出し電極が、前記チャネルから前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように形成され、該後面に、２つの前記第１のヘッドチップの周囲からそれぞれ張り出す大きさを有する配線基板が接合されており、
前記配線基板の前記第１のヘッドチップとの接合面に、前記第１の引き出し電極と電気的に接続される配線電極が設けられ、該配線基板の前記配線電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第１の電気配線部材が電気的に接続されており、
前記配線基板の前記第１のヘッドチップとの接合面の反対面に、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの前記チャネルに液体を供給するための液体供給室を形成するマニホールド部材が接合されていると共に、前記第２のヘッドチップの後端は、前記マニホールド部材よりも更に後方に突出していることを特徴とする請求項１記載の液体噴出装置である。
【００２３】
請求項３記載の発明は、前記マニホールド部材は、前記ヘッドチップの全ての前記チャネルと連通し、該全ての前記チャネルに対して共通に液体を供給する１つの液体供給室を有することを特徴とする請求項２記載の液体噴出装置である。
【００２４】
請求項４記載の発明は、前記マニホールド部材は、前記第２のヘッドチップを挟んで、２つの前記第１のヘッドチップに対してそれぞれ独立して液体を供給する２つの液体供給室に分かれていることを特徴とする請求項２記載の液体噴出装置である。
【００２５】
請求項５記載の発明は、前記第１のヘッドチップの後面に、該第１のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第１の引き出し電極が、前記チャネルから前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように形成されていると共に、該後面に、前記第１の引き出し電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第１の電気配線部材が、前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように電気的に接続されており、
前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合面の反対面に、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの前記チャネルに液体を供給するための液体供給室を形成するマニホールド部材が接合されていると共に、前記第２のヘッドチップの後端は、前記液体供給室よりも更に後方に突出していることを特徴とする請求項１記載の液体噴出装置である。
【００２６】
請求項６記載の発明は、前記マニホールド部材は、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの全ての前記チャネルと連通し、該全ての前記チャネルに対して共通に液体を供給する１つの液体供給室を有することを特徴とする請求項５記載の液体噴出装置である。
【００２７】
請求項７記載の発明は、前記マニホールド部材は、前記第２のヘッドチップを挟んで、２つの前記第１のヘッドチップに対してそれぞれ独立して液体を供給する２つの液体供給室に分かれていることを特徴とする請求項５記載の液体噴出装置である。
【００２８】
請求項８記載の発明は、前記マニホールド部材の前記第１の電気配線部材との接合端面の内周縁は、前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合端部よりも前記第２のヘッドチップ側に向けて突出していると共に、前記マニホールド部材の前記第１の電気配線部材との接合端面と前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合端部との間で形成される隙間に、接着剤が充填されていることを特徴とする請求項５、６又は７記載の液体噴出装置である。
【００２９】
請求項９記載の発明は、前記第２のヘッドチップは２列のチャネル列を有し、
前記チャネルの凹設面が反対方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液体噴出装置である。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、前記第２のヘッドチップは２列のチャネル列を有し、
前記チャネルの凹設面が対面するように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液体噴出装置である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップを備えた液体噴出装置において、ヘッドチップの小型化を図り得ると同時に、内側の１列又は２列のチャネル列の各駆動電極に対しても、駆動回路からの駆動信号を印加するための電気配線部材を容易に接続できるようにすることにより、高密度化と小型化に加えて良好な生産性を図ることができる液体噴出装置を提供することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップを備えた液体噴出装置において、ヘッドチップの小型化を図り得ると同時に、内側の１列又は２列のチャネル列の各駆動電極に対しても、駆動回路からの駆動信号を印加するための電気配線部材を容易に接続できるようにすることにより、高密度化と小型化に加えて良好な生産性を図ることができ、更に、各チャネルに共通に液体を供給するための液体供給室を大容量とすることができ、その液体供給室への液体供給路の設置の自由度が高い液体噴出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【図２】第１のヘッドチップを示す斜視図
【図３】第２のヘッドチップを示す斜視図
【図４】（ａ）は配線基板を接合したヘッドチップを後面側から見た図、（ｂ）は配線基板を接合したヘッドチップを前面からみた図
【図５】第１の実施形態に係る液体噴出装置を後面側から見た斜視図
【図６】第２の実施形態に係る液体噴出装置を後面側から見た斜視図
【図７】第３の実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【図８】第４の実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【図９】第５の実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【図１０】第６の実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【図１１】第７の実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明に係る液体噴出装置は、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に配置されたチャネル列が３列又は４列並設されると共に、チャネル内に臨む駆動壁の壁面に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、該駆動電極に電圧を印加することにより駆動壁をせん断変形させ、チャネル内の液体に吐出のための圧力変化を与え、ヘッドチップの前端面に配置されたノズルから微小液滴として吐出させる。
【００３５】
ヘッドチップは、前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが対向して配置された１列のチャネル列を有する第１のヘッドチップと、チャネルが基板の表面に対して前端から後端側の中途部まで凹設された溝によって形成された１列又は２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップとを有している。
【００３６】
第１のヘッドチップは、前面、後面、上面、下面及び両側面を有する六面体からなるいわゆるハーモニカタイプのヘッドチップである。チャネルの両側壁は駆動壁によって形成され、そのチャネルの上壁及び下壁がそれぞれ基板によって塞がれている。各チャネルは入口から出口にかけて断面形状が変わらないストレート形状である。本発明では、このようなハーモニカタイプの第１のヘッドチップにおいて、ノズルが配置されて液体が吐出される側の面を「前面」、該面が向いている方向を「前方」、その端部を「前端」、その反対側の面を「後面」、該面が向いている方向を「後方」、その端部を「後端」と定義する。
【００３７】
一方、第２のヘッドチップは、基板の表面にチャネルとなる溝が凹設されたいわゆるチョッパートラバースタイプのヘッドチップである。チャネルは基板の前端から後端に向かって延び、後端に向かう中途部から徐々に浅溝となり、やがて消滅し、それよりも後端側は溝が形成されない平板面となっている。本発明では、このようなチョッパートラバースタイプの第２のヘッドチップにおいて、ノズルが配置されて液体が吐出される側の面を「前面」、該面が向いている方向を「前方」、その端部を「前端」、その反対側の面を「後面」、該面が向いている方向を「後方」、その端部を「後端」と定義する。
【００３８】
第２のヘッドチップは、多数のチャネルが並設されてなるチャネル列を、１列又は２列有している。２列のチャネル列は、１列のチャネル列が凹設された第２のヘッドチップを２つ使用し、チャネルの凹設面が外側となるように接着剤を用いて背中合わせに接合することによって形成したものでもよいし、第２のヘッドチップを構成する単一の基板の表裏両面にそれぞれ１列ずつのチャネル列を凹設することによって２列のチャネル列を形成したものであってもよい。
【００３９】
本発明におけるヘッドチップは、それぞれ１列のチャネル列を有する２つの第１のヘッドチップの間に、１列又は２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップを、これら第１及び第２のヘッドチップの全ての前面が同一面となるように積層することによって形成される。これによってヘッドチップは平行に並列された３列又は４列のチャネル列を有する。
【００４０】
第１及び第２のヘッドチップが積層された状態で、第２のヘッドチップの後端は、第１のヘッドチップの後端よりも後方に突出すると共に、該第２のヘッドチップのチャネル内の駆動電極と導通する第２の引き出し電極が、各チャネル内から、浅溝部分を利用して第２のヘッドチップの後端にかけて引き出され、該第２のヘッドチップの後端においてチャネルの凹設面と同一表面に露出し、配列される。駆動回路と導通する第２の電気配線部材は、この第２の引き出し電極の端部に対して電気的に接続される。各駆動電極には、この第２の電気配線部材を介して駆動回路からの駆動信号が印加される。第２の電気配線部材としては、絶縁基板の表面に第２の引き出し電極と同ピッチで配線電極が形成されたものを用いることができ、好ましくは樹脂製絶縁性基板の表面に配線電極が形成されたＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）が好適に用いられる。
【００４１】
第２の引き出し電極と第２の電気配線部材との接合面は、ヘッドチップの前面及び後面に対して直交し、且つ、チャネル列の並設方向に面している。しかも、この接合面は第１のヘッドチップよりも後方に突出している。このため、第２のヘッドチップへの第２の電気配線部材は、両側の第１のヘッドチップの各チャネル列と干渉することなく、ヘッドチップの後方に延びるように接続することができる。従って、本発明に係る液体噴出装置は、３列又は４列のチャネル列のうちの内側の１列又は２列のチャネル列でも、各駆動電極に対して駆動回路からの駆動信号を印加するための第２の電気配線部材を容易に接続することができるようになる。しかも、第２のヘッドチップは、いわゆるチョッパートラバースタイプのヘッドチップをそのまま利用することができるため、従来のように貫通電極を形成したり、絶縁層と金属膜層からなる積層体をパターン形成したりする必要もなく、良好な生産性を得ることができる。
【００４２】
両外側に位置する第１のヘッドチップのチャネル内の駆動電極に対して駆動回路からの信号を印加するには、両側に位置する第１のヘッドチップの後面に、該第１のヘッドチップのチャネル内の駆動電極と導通する第１の引き出し電極が、各チャネルから第２のヘッドチップと反対方向に延び、第１のヘッドチップのチャネル列と平行な外側端縁にかけて形成され、この第１のヘッドチップの後面に、２つの第１のヘッドチップの周囲からそれぞれ大きく張り出す大きさを有する配線基板が接合される。この配線基板には、第１のヘッドチップとの接合面に、第１の引き出し電極と電気的に接続される配線電極が設けられており、該配線基板の張り出した部位に露出する配線電極に対して第１の電気配線部材が電気的に接続される。第１の電気配線部材は、絶縁基板の表面に第１の引き出し電極と同ピッチで配線電極が形成されたものを用いることができ、好ましくは樹脂製絶縁性基板の表面に配線電極が形成されたＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）が好適に用いられる。
【００４３】
この配線基板には、第１のヘッドチップとの接合面の反対面に対してマニホールド部材が接合される。マニホールド部材は、内部に第１のヘッドチップ及び第２のヘッドチップのチャネルに液体を供給する液体供給室を形成する。第２のヘッドチップの後端は、このマニホールド部材よりも更に後方に突出しており、このマニホールド部材から突出した後端に、第２の電気配線部材が接合される。
【００４４】
この構成によると、３列以上のチャネル列を有するヘッドチップであっても、その後方に大容量のマニホールド部材を設置することができる。マニホールド部材は、チャネル列方向にも大きく張り出すように形成することもでき、第２のヘッドチップを挟んだ両方の空間を一つに連通させることも可能となる。
【００４５】
このマニホールド部材は、配線基板との接合面以外の面が広く開放した構造となるため、マニホールド部材内の液体供給室への液体供給路を配線基板との接合面以外の任意の面に設置することができ、しかも、マニホールド部材の広く開放した面を利用して数多くの液体供給路を設けることができる。これにより、液体供給路の設置の自由度は高くなり、液体供給路の設置位置に起因するチャネル列方向の液滴量の変動を抑制することが可能となって、均一な量の液滴吐出が可能となる。
【００４６】
第１のヘッドチップの駆動電極を引き出すには、このような配線基板に代えて、第１の電気配線部材を第１のヘッドチップの後面に直接接合することもできる。マニホールド部材は、この第１の電気配線部材に対して後方から接合される。
【００４７】
この場合も、配線基板を用いた場合と同様の効果が得られることに加え、配線基板を省略することによって部品点数が削減され、製造工数の削減化及び低コスト化を図ることができる。
【００４８】
本発明において、２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップは、チャネルの凹設面が反対方向となるように配置されていてもよいし、チャネルの凹設面が対面するように配置されていてもよい。
【００４９】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を用いて説明する。
【００５０】
図１は、第１の実施形態に係る液体噴出装置１００を示す断面図であり、図中、１はヘッドチップ、２はノズルプレート、３は配線基板、４はマニホールド、５Ａ〜５Ｄは電気配線部材としてのＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）である。ここではＦＰＣ５Ａ、５Ｄが本発明における第１の電気配線部材、ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃが本発明における第２の電気配線部材である。
【００５１】
ヘッドチップ１は、図１において上から順に第１列、第２列、第３列及び第４列からなる４列のチャネル列を有している。このヘッドチップ１のうち、図中の上と下の最外側に位置する第１列及び第４列のチャネル列は、六面体からなるいわゆるハーモニカタイプのヘッドチップ（以下、ＨＡチップという。）１１によって形成されている。このＨＡチップ１１が本発明における第１のヘッドチップである。また、このＨＡチップ１１に挟まれた内側の第２列及び第３列のチャネル列は、いわゆるチョッパートラバースタイプのヘッドチップ（以下、ＣＴチップという。）１２によって形成されている。このＣＴチップ１２が本発明における第２のヘッドチップである。
【００５２】
ＨＡチップ１１の詳細を図２に示す。図２はＨＡチップ１１を後面側から見た斜視図である。
【００５３】
ＨＡチップ１１は、圧電素子からなる駆動壁１１１とチャネル１１２とが交互に並設されており、ＨＡチップ１１の前面１１ａには各チャネル１１２の出口が開口し、後面１１ｂには各チャネル１１２の入口が開口し、これら出口と入口とが対向するように配置されている。駆動壁１１１は、分極方向が反対方向となる圧電素子が積層されて形成されており、チャネル１１２内には、少なくとも両駆動壁１１１の表面及びチャネル１１２の上壁面に駆動電極１１３が形成されている。
【００５４】
また、ＨＡチップ１１の後面１１ｂには、各チャネル１１２内の駆動電極１１３と導通する第１の引き出し電極１１４が形成されている。この第１の引き出し電極１１４は、一端がチャネル１１２内の駆動電極１１３と繋がり、他端はＨＡチップ１１の後面１１ｂにおいて上面１１ｃ側の端縁まで延びている。従って、第１の引き出し電極１１４は、ＨＡチップ１１の後面１１ｂにおいて、チャネル１１２と同一ピッチで配列されている。
【００５５】
次に、ＣＴチップ１２の詳細を図３に示す。図３はＣＴチップ１２を前面側から見た斜視図である。
【００５６】
ＣＴチップ１２は、圧電素子からなる平板状の基板１２０の表面から所定の深さでチャネル１２２となる複数の溝が平行に凹設されることにより、圧電素子からなる駆動壁１２１とチャネル１２２とが交互に並設されている。各チャネル１２２は、基板１２０の前端１２０ａから後端１２０ｂ側の中途部まで一定の深さで凹設され、中途部から徐々に浅くなって浅溝部１２２ａとなり、ついには消滅する。従って、各チャネル１２２は、両側の駆動壁１２１と基板１２０からなる底壁とによって囲まれているが、上方は開放されている。また、チャネル１２２が凹設されていない基板１２０の後端１２０ｂ側の表面は平板状のままとなっている。
【００５７】
駆動壁１２１は、分極方向が反対方向となる圧電素子が積層されて形成されており、チャネル１２２の内面全面には駆動電極１２３が形成されている。駆動電極１２３は、チャネル１２２の内面から浅溝部１２２ａを経由して基板１２０の表面に引き出され、そのまま基板１２０の後端１２０ｂまで延びている。チャネル１２２の浅溝部１２２ａから基板１２０の表面に引き出された部分が、第２の引き出し電極１２４を形成している。従って、この第２の引き出し電極１２４は、基板１２０表面の後端１２０ｂにおいて、チャネル１２２と同一ピッチで配列されている。
【００５８】
ヘッドチップ１は、このＣＴチップ１２を２枚用い、そのチャネル１２２の凹設面側が外側を向くように配置させ、背中合わせに接着剤を用いて接合することによって、第２列及び第３列のチャネル列を形成している。また、第１列及び第４列のチャネル列は、上述のＨＡチップ１１を、各ＣＴチップ１２においてチャネル１２２が開放されている上面を覆うように、それぞれ接着剤を用いて接合することによって形成される。２つのＨＡチップ１１及び２つのＣＴチップ１２は、それらの前面（図１における左側の端面）が同一面となるように積層され、その前面に対して１枚のノズルプレート２が接着剤を用いて接合されている。ノズルプレート２には、各チャネル１１２、１２２に対応する位置にノズル２１が開設されている。
【００５９】
ＨＡチップ１１は、チャネル１１２の長さ（Ｌ長）が液体の吐出特性を決定付ける重要な要素となる。一方、ＣＴチップ１２は、チャネル１２２の上方が覆われている部分の長さがＬ長に相当するが、このＬ長は、ＨＡチップ１１の長さ、すなわちチャネル１１２の長さによって規定されることになるため、ＨＡチップ１１とＣＴチップ１２のＬ長を容易に一致させることができる。
【００６０】
このようにＨＡチップ１１とＣＴチップ１２とが積層された状態で、ＣＴチップ１２の後端は、ＨＡチップ１１の後端よりも後方（図１における右方）に突出して延びている。ＣＴチップ１２の各チャネル１２２は、浅溝部１２２ａの部位が、ＨＡチップ１１の後端よりも後方に位置しており、それぞれＨＡチップ１１の後方に向けて開口し、液体の入口を形成している。
【００６１】
配線基板３は、ヘッドチップ１における２つのＨＡチップ１１の後面に対して接合されている。この配線基板３の詳細を図４（ａ）（ｂ）に示す。（ａ）は後面側から見た図、（ｂ）は前面側から見た図であり、いずれもマニホールド部材４及びＦＰＣ５Ａ〜５Ｄは図示省略している。
【００６２】
配線基板３は、例えばガラス、セラミックス、窒化アルミ等の剛性を有する平板状の基板によって、ヘッドチップ１の四方から大きく張り出す大きさの矩形状に形成されている。配線基板３の中央には、横寸法がヘッドチップ１の幅（チャネル列方向の長さ）と同程度であり、縦寸法がヘッドチップ１の厚さ（チャネル列の並設方向の長さ）よりも僅かに小さな矩形状の開口３１を有している。ヘッドチップ１には、この１枚の配線基板３が、開口３１からＣＴチップ１２、１２の後端を挿通させて、各ＨＡチップ１１の後面１１ｂにおける第１の引き出し電極１１４が配列されている端部と異方導電性フィルム等を用いて接合されている。
【００６３】
配線基板３のＨＡチップ１１との接合面には、開口３１におけるチャネル列方向に沿う各縁部３１ａから、配線基板３におけるチャネル列方向に沿う各外縁部３ａにかけて、各第１の引き出し電極１１４と１対１に対応するように、配線電極３２が形成されており、対応する第１の引き出し電極１１４と電気的に接続されている。ＨＡチップ１１の各駆動電極１１３は、この第１の引き出し電極１１４及び配線電極３２によって、チャネル１１２の長さ方向（液体の吐出方向）と直交し、且つ、チャネル列の並設方向に沿う方向である図中のヘッドチップ１の上側方及び下側方に引き出されている。この配線基板３の外縁部３ａは、チャネル１１２、１２２の長さ方向（液体の吐出方向）と直交し、且つ、ＨＡチップ１１よりもＣＴチップ１２と反対方向に張り出している。そして、この配線基板３の張り出した両端部には、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄが接続され、図示しない駆動回路からの駆動信号が、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄ、配線電極３２及び第１の引き出し電極１１４を経由して、各駆動電極１１３に印加されるようになっている。
【００６４】
マニホールド部材４は、例えばステンレス等の金属やエンジニアリングプラスチック等の合成樹脂によって、一面が開放された箱形状に形成されており、配線基板３のＨＡチップ１１との接合面の反対面の周縁に対して接着剤を用いて接合されている。これにより、ヘッドチップ１との間に液体供給室４１となる空間を形成している。マニホールド部材４の後部壁４２には、ヘッドチップ１のＣＴチップ１２の後端１２０ｂ側を、接着剤等を介して液密状となるように挿通させる開口４３が形成されている。ＣＴチップ１２の後端１２０ｂは、この開口４３から更に後方に延びて突出している。
【００６５】
図５は、液体噴出装置１００をマニホールド部材４側から見た斜視図である。ここではＦＰＣ５Ａ〜５Ｄは図示省略している。
【００６６】
マニホールド部材４は、ＨＡチップ１１よりも後方に突出したＣＴチップ１２の周囲を取り囲むようにしてヘッドチップ１の後面側を覆っており、その内部にヘッドチップ１の全てのチャネル１１２、１２２の入口を収容している。従って、液体供給室４１内の液体は、ヘッドチップ１の全てのチャネル１１２、１２２に対して共通に供給されるようになっている。なお、図５において、符号４４は液体供給室４１内に液体を供給するインレット、４５は液体供給室４１内から液体を排出するアウトレットである。
【００６７】
このマニホールド部材４の後部壁４２から後方に突出している各ＣＴチップ１２の後端１２０ｂには、その表面にそれぞれ第２の引き出し電極１２４が露出して配列されている。そして、この第２の引き出し電極１２４に対して、それぞれＦＰＣ５Ｂ、５Ｃが異方導電性フィルム等を用いて接合され、図示しない駆動回路からの駆動信号が、ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃ、第２の引き出し電極１２４を経由して、各駆動電極１２３に印加されるようになっている。
【００６８】
ここで、ＣＴチップ１２の第２の引き出し電極１２４とＦＰＣ５Ｂ、５Ｃとの接合面は、ＨＡチップ１１の後面１１ｂに対して直交し、且つ、チャネル列の並設方向に向いた面となり、これがＨＡチップ１１よりも後方、更にはマニホールド部材４よりも後方に突出しているため、ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃが、隣接するＨＡチップ１１の各チャネル列と干渉することなく、各ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃをヘッドチップ１の後方に向けて延ばすように接続することができ、接続作業は容易である。しかも、マニホールド部材４の後方には、ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃの接合部位を突出させる程度で済むため、液体噴出装置１００の小型化を阻害することはない。
【００６９】
しかも、配線基板３を使用した本実施形態では、マニホールド部材４の配線基板３との接合面以外の面が広く開放しているため、インレット４４、アウトレット４５の設置部位が、ＦＰＣ５Ａ〜５Ｄ等によって邪魔されることはなく、図示する位置に限らず、配線基板３との接合面以外の面の任意の位置に設けることができ、また、その数も多く設置することができ、マニホールド部材４への液体供給路を設置する自由度は高い。
【００７０】
図６は、第２の実施形態に係る液体噴出装置１０１を示している。図５と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。また、ここでもＦＰＣ５Ａ〜５Ｄは図示省略している。
【００７１】
この液体噴出装置１０１は、マニホールド部材が、ＣＴチップ１２を挟んで、第１列及び第２列のチャネル列の各チャネル１１２、１２２のみに対して共通に液体を供給するための第１のマニホールド部材４Ａと、第３列及び第４列のチャネル列の各チャネル１１２、１２２のみに対して共通に液体を供給するための第２のマニホールド部材４Ｂの２つに独立して分かれている。
【００７２】
これによれば、各マニホールド部材４Ａ、４Ｂに対して異なる種類の液体を供給することで、第１列及び第２列の各チャネル列と第３列及び第４列の各チャネル列とで、異なる種類の液体、例えば異なる色の液体を吐出させることができる。
【００７３】
また、この場合も、インレット４４とアウトレット４５は、各マニホールド部材４Ａ、４Ｂの任意の位置に設けることができる。
【００７４】
なお、第１のマニホールド部材４Ａと第２のマニホールド部材４Ｂは、第１列及び第２列のチャネル列と第３列及び第４列のチャネル列とで別々に液体を供給できるものであれば、１つのマニホールドの内部に区画された２つの液体供給室を有するものであってもよい。
【００７５】
図７は、第３の実施形態に係る液体噴出装置１０２を示している。図１と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。
【００７６】
この液体噴出措置１０２は、配線基板３を用いておらず、ＨＡチップ１１の後面１１ｂに対して、それぞれＦＰＣ５Ａ、５Ｄを異方導電性フィルム等を用いて直接接合している。このようにＨＡチップ１１の後面１１ｂに対してＦＰＣ５Ａ、５Ｄを直接接合することで、部品点数及び工数の削減を図ることができる。マニホールド部材４は、このＦＰＣ５Ａ、５Ｄに対してその後方から取り付けられ、該ＦＰＣ５Ａ、５Ｄの後面に接着剤を用いて接合されている。この場合、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄを、配線基板３と同様に、ヘッドチップ１の四方から大きく張り出す大きさに形成された大判の１枚のＦＰＣによって形成すれば、ヘッドチップ１の後面に対して大型のマニホールド部材４との接合を行うことができるようになる。
【００７７】
この液体噴出装置１０２においても、マニホールド部材４は、第２の実施形態に係る液体噴出装置１０１のように、２つに独立して液体供給可能に形成されていてもよい。
【００７８】
図８は、第４の実施形態に係る液体噴出装置１０３を示している。図１、図７と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。
【００７９】
この液体噴出装置１０３も、ＨＡチップ１１の後面１１ｂに対して、それぞれＦＰＣ５Ａ、５Ｄを直接接合している点で、第３の実施形態に係る液体噴出装置１０２と同じであるが、このマニホールド部材４は、ＦＰＣ５Ａ、５ＤにおけるＨＡチップ１１との接合面と反対面を完全に被覆するように接合している点で異なっている。
【００８０】
このマニホールド部材４は、ヘッドチップ１との接合面側の開口端部が内側に折れ曲がることにより、ＨＡチップ１１の後面１１ｂとの接合部位となる接合端面４６を有している。この接合端面４６は、ＦＰＣ５Ａ、５ＤにおけるＨＡチップ１１との接合面と反対面を完全に覆っている。ＦＰＣ５Ａ、５Ｄと接する接合端面４６の内周縁４６ａは、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄの内側の接合端部５１Ａ、５１Ｄよりも更に内側（ＣＴチップ１２側）に向けて突出した位置にある。このため、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄの内側の接合端部５１Ａ、５１Ｄは、ＨＡチップ１１の後面１１ｂとマニホールド部材４の接合端面４６との間に完全に隠れた状態となっている。
【００８１】
ＨＡチップ１１の後面１１ｂとマニホールド部材４の接合端面４６の内周縁４６ａとＦＰＣ５Ａ、５Ｄの内側の接合端部５１Ａ、５１Ｄとによって形成される隙間には、マニホールド部材４を接合する際に塗布される接着剤２００が充填されている。これにより、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄは液体供給室４１内の液体と直に接触することが防止されている。
【００８２】
この液体噴出装置１０３によれば、第３の実施形態に係る液体噴出装置１０２が有する効果に加えて、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄが液体と直に接触することが避けられる。従って、第１の電気配線部材として使用される基板材料を侵食するおそれのある液体でも使用することができるようになり、使用可能な液体の選択範囲を広げることができる。
【００８３】
また、この液体噴出装置１０３においても、マニホールド部材４は、第２の実施形態に係る液体噴出装置１０１のように、内部が２つに独立して液体供給可能に形成されていてもよい。
【００８４】
図９は、第５の実施形態に係る液体噴出装置１０４を示している。図１と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。
【００８５】
この液体噴出装置１０４は、ヘッドチップ１のチャネル列が３列の場合であり、両外側に位置するＨＡチップ１１の間に、１つのＣＴチップ１２を積層している。
【００８６】
この液体噴出装置１０４において、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄは、第３、第４の実施形態に係る液体噴出装置１０２、１０３のように、ＨＡチップ１１の後面１１ｂに直接接合してもよい。また、マニホールド部材４は、第２の実施形態に係る液体噴出装置１０１のように、内部が２つに独立して液体供給可能に形成されていてもよいし、第４の実施形態に係る液体噴出装置１０３のように、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄを被覆するように接合してもよい。
【００８７】
図１０は、第６の実施形態に係る液体噴出装置１０５を示している。図１と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。
【００８８】
この液体噴出装置１０５は、電極引き出し用基板６を用いてＨＡチップ１１の駆動電極１１３の取り出しを行っている。電極引き出し用基板６は、各ＨＡチップ１１をＣＴチップ１２との間でそれぞれ挟みつけるように、ＨＡチップ１１のそれぞれ外側面（ＣＴチップ１２との接合面の反対面）に、前端面がＨＡチップ１１及びＣＴチップ１２と同一面となるように揃えられて接合されている。
【００８９】
この態様では、ＨＡチップ１１の第１の引き出し電極１１４は、ＨＡチップ１１の後面からＨＡチップ１１の外側面にかけて形成されている。電極引き出し用基板６の表面には、この第１の引き出し電極１１４におけるＨＡチップ１１の外側面に引き出された部位と電気的に接続される配線電極６１が形成されており、この配線電極６１の形成面がＨＡチップ１１の外側面に接するようにして接合されている。
【００９０】
電極引き出し用基板６の後端は、ＨＡチップ１１の後面よりも後方に延びているが、ＣＴチップ１２の後端よりも短く、ＣＴチップ１２後端側のチャネル１２２が形成されていない平板部分と対面している。この電極引き出し用基板６とＣＴチップ１２との間には、それぞれマニホールド７が設けられている。
【００９１】
このマニホールド７は、電極引き出し用基板６とＣＴチップ１２との間において、ＨＡチップ１１の後方を包囲するように設けられており、これにより、ＨＡチップ１１の後面と電極引き出し用基板６とＣＴチップ１２との間に亘って液体供給室７１を形成している。各液体供給室７１は、ＨＡチップ１１のチャネル１１２とＣＴチップ１２のチャネル１２２の全ての入口を収容している。
【００９２】
マニホールド７は、電極引き出し用基板６の後端よりも更に後方に突出していると共に、この電極引き出し用基板６との接合面に、該電極引き出し用基板６に形成された配線電極６１と電気的に接続される配線電極７２がそれぞれ形成されている。ＦＰＣ５Ａ、５Ｄは、このマニホールド７の後端の配線電極７２に対して接合され、ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃと同様にヘッドチップ１の後方に向けて延びている。
【００９３】
この液体噴出装置１０５では、両外側のＨＡチップ１１に対する駆動回路からの駆動信号の印加のための配線部材の取り出し方向を、ヘッドチップ１の後方に全て揃えることができ、側方への張り出し量を小さくすることができる。
【００９４】
図１１は、第７の実施形態に係る液体噴出装置１０６を示している。図１と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。
【００９５】
この液体噴出装置１０６は、ＣＴチップ１２が２列のチャネル列を有しているが、ＣＴチップ１２を構成する２枚の基板１２０が、チャネル１２２の凹設面が対面するように配置させて形成されている。各基板１２０の間には、前端面をＨＡチップ１１と同一面に揃えた１枚のカバー基板１２５が配置されており、各チャネル１２２の対向する開放面を共通に覆っている。カバー基板１２５はＨＡチップ１１とチャネルの長さ方向が同一長さとなるように形成されており、これによりＨＡチップ１１とＣＴチップ１２の各チャネル１１２、１２２のＬ長が同一となるように形成されている。
【００９６】
また、各基板１２０の後端側の間には、１枚の接続基板１２６が、各基板１２の後端から更に後方に突出するように配置されている。接続基板１２６の各基板１２０との接合面には、それぞれ電極１２７が形成され、各基板１２０に形成された第２の引き出し電極１２４と電気的に接続されることで、該第２の引き出し電極１２４が基板１２０の後方に突出する接続基板１２６の表面まで更に引き出されている。ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃは、この接続基板１２６の後端にそれぞれ接合されている。
【００９７】
この液体噴出装置１０６では、各基板１２０の間とカバー基板８及び接続基板１２６との間で、ＣＴチップ１２固有の液体供給室４０が形成される。マニホールド部材４をＣＴチップ１２のチャネル列方向から張り出す大きさに形成することで、この液体供給室４０をマニホールド部材４内の他の液体供給室４１と連通させることができる。
【００９８】
また、マニホールド部材４内を、ＣＴチップ１２の部分で区画すれば、各ＨＡチップ１１とＣＴチップ１２とでそれぞれ異なる種類（例えば色）の液体を供給することも可能となる。
【００９９】
この液体噴出装置１０６では、ＣＴチップ１２のＦＰＣ５Ｂ、５Ｃが、基板１２０から更に後方に突出した接続基板１２６に接合できるため、マニホールド部材４の後方の突出量を基板１２０の後端まで延ばすことができ、それだけ大容量の液体供給室を形成することができる。
【０１００】
なお、この第７の実施形態に係る液体噴出装置１０６において、ＨＡチップ１１の駆動電極１１３の引き出しは、図７に示した第３の実施形態に係る液体噴出装置１０２、図８に示した第４の実施形態に係る液体噴出装置１０３のように第１の電気配線部材を直接接合することによって行ってもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１００〜１０６：液体噴射装置
１：ヘッドチップ
１１：ＨＡチップ（第１のヘッドチップ）
１１ａ：前面
１１ｂ：後面
１１１：駆動壁
１１２：チャネル
１１３：駆動電極
１１４：第１の引き出し電極
１２：ＣＴチップ（第２のヘッドチップ）
１２０：圧電素子からなる基板
１２０ａ：前端
１２０ｂ：後端
１２１：駆動壁
１２２：チャネル
１２２ａ：浅溝部
１２３：駆動電極
１２４：第２の引き出し電極
１２５：カバー基板
１２６：接続基板
１２７：引き出された第２の引き出し電極
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：配線基板
３ａ：外縁部
３１：開口
３１ａ：縁部
３２：配線電極
４：マニホールド
４Ａ：第１のマニホールド
４Ｂ：第２のマニホールド
４０、４１：液体供給室
４２：後部壁
４３：開口
４４：インレット
４５：アウトレット
４６：接合端部
４６ａ：内周縁
５Ａ〜５Ｄ：ＦＰＣ
５１Ａ、５１Ｄ：接合端部
６：電極引き出し用基板
６１：配線電極
７：マニホールド
７１：液体供給室
７２：配線電極
２００：接着剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体噴出装置に関し、詳しくは、３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップからの電極の引き出し構造が改良され、高密度化及び小型化を図ることのできる液体噴出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、せん断モード型のいわゆるハーモニカタイプのヘッドチップを有する液体噴出装置が知られている。このようなヘッドチップは、圧電素子基板に多数のチャネルを平行に研削すると共に該チャネルを区画する駆動壁に駆動電極を形成し、この駆動壁の両側の駆動電極に駆動回路からの所定の電圧を印加することにより該駆動壁をせん断変形させ、チャネル内の液体を前面に設けられたノズルから吐出させる。このようなヘッドチップは六面体からなり、チャネルの開口部が前面（出口側開口部）と後面（入口側開口部）とに対向状に配置されているためにハーモニカタイプと呼ばれている。このような液体噴出装置は、インクジェット画像を記録するインクジェットプリンタ、半導体の回路パターンを印刷する半導体製造装置、液晶パネルのカラーフィルタの製造装置等に広く利用されている。
【０００３】
ところで、ハーモニカタイプのヘッドチップは、チャネル長さがそのままヘッドチップの液体吐出方向の長さとなるため、小型化が可能であり、これを多数並設することで、複数列のチャネル列を有するヘッドチップを構成することも容易であるため、高密度化を図り得る利点があるものの、駆動電極がチャネルの内部にあって表面に露出していないため、駆動電極と駆動回路とを電気的に接続することが難しい。特に、チャネル列が３列以上となると、内側に位置するチャネル列の駆動電極と駆動回路とを電気的に接続することが難しい。このため従来から様々な工夫がなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ハーモニカタイプのヘッドチップの駆動電極を、ヘッドチップの上面又は下面において、後方に向けて延びるように接合された電極引き出し用基板の表面を利用して引き出す技術が開示されている。このインクジェットヘッドによれば、各駆動電極と駆動回路との間をつなぐＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）の接合面が全てヘッドチップの前面及び後面に対して直交する面となるので、各チャネル列に対応するＦＰＣを全てヘッドチップの後方に向けて延びるように接続させることができる。
【０００５】
しかしながら、このインクジェットヘッドでは、ヘッドチップの上面又は下面に電極引き出し用基板を接合しているため、上面と下面とにそれぞれ電極引き出し用基板を接合しても最大２列のチャネル列までしか駆動電極を引き出すことはできない。３列以上のチャネル列を形成する場合、上下が電極引き出し用基板に挟まれた２列を１単位とするヘッドチップを複数並設していくことになるが（特許文献１の図１７、図１９、図２０）、これでは２列のチャネル列毎に、間に電極引き出し用基板等の基板材料が必ず挟まれる構造となるため、それだけチャネル列間隔が広くなってしまい、ヘッドチップの小型化が難しい問題がある。
【０００６】
しかも、特許文献１記載のインクジェットヘッドの構造では、各チャネルに共通にインク供給を行うためにヘッドチップの後面側に設けられる共通インク室へのインク供給は、ヘッドチップの後方側から行なうことが困難となる問題もある。これは、ヘッドチップの後方に電極引き出し用基板やＦＰＣが張り出すため、これらが邪魔となるからである。この場合、インク供給路は、共通インク室におけるチャネル列方向の端部側、つまり、ヘッドチップのサイド部に設置せざるを得ない。しかし、共通インク室にサイド部からインク供給を行うと、各チャネルへのインク供給がチャネル列方向でばらついてしまい、その結果、インクジェットヘッドの端部側と中央とで吐出されるインクの液滴量に差が生じてしまう不具合がある。このような問題は、チャネル数が多くなる程、すなわち長尺ヘッドとなる程、顕著に見られるようになる。
【０００７】
また、特許文献２には、ハーモニカタイプのヘッドチップの後面に、該後面に沿ってヘッドチップの上面側及び下面側に延びる配線基板を接合し、各チャネル内の駆動電極を、後面を通って配線基板の端部まで引き出すようにすることで、配線基板の端部でＦＰＣとの電気的接続を行うようにしたインクジェットヘッドが開示されている。３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップの場合、内側のチャネル列の各駆動電極を、配線基板を表裏に貫通する貫通電極によって配線基板の背面側に配線し、配線基板の背面において端部まで引き出すことで、配線基板の表裏両面の両端部を利用して最大４列分のＦＰＣとの電気的接続を行うようにしている（特許文献２の図９）。
【０００８】
しかしながら、このインクジェットヘッドの場合、３列以上のチャネル列となると、内側のチャネル列の各駆動電極に正確に対応するように配線基板に貫通電極を形成しなくてはならず、駆動電極の引き出し構造が複雑となり、作製上の困難さを有している。しかも、この場合、特に問題となるのは、配線基板の表裏両面に電極が配線されるため、各チャネルに共通にインクを供給するための共通インク室を配線基板の背面側に設けることができないことである。
【０００９】
特許文献２の図９では、配線基板におけるヘッドチップとの接合面に共通インク室を凹設しているが、これでは大容量の共通インク室を形成することができず、また、大容量の共通インク室とするために配線基板の厚みを大きくすると、貫通電極の形成がますます難しくなるといった問題がある。
【００１０】
すなわち、３列以上のチャネル列を有するハーモニカタイプのヘッドチップの駆動電極を配線基板を用いて側方に引き出す構成では、配線基板の厚みを大きくすることなく、ヘッドチップの後方に大容量の共通インク室を設置することができなかった。
【００１１】
しかも、この特許文献２の図９に記載のインクジェットヘッドも、共通インク室へのインク供給は、ヘッドチップのサイド部から行なわざるを得ず、共通インク室へのインク供給路の設置に制約を受ける問題を有している。
【００１２】
更に、特許文献３には、ハーモニカタイプのヘッドチップの後面において、内側のチャネル列の各チャネルから引き出された電極を、絶縁層と金属膜層からなる積層体を用いて、外側のチャネル列の空気チャネルを跨いでヘッドチップの端部に引き出す技術が提案されている。ヘッドチップの後面の端部まで引き出された電極は、更にヘッドチップの後面に設けた配線基板を利用してその端部においてＦＰＣと電気的接続を行うようにしている。この技術によれば、４列のチャネル列を有するヘッドチップでも、両端部に２列ずつのチャネル列からの各電極を、配線基板に貫通電極を形成することなく引き出すことができる（特許文献３の図１８、図１９）。
【００１３】
しかしながら、このインクジェットヘッドでは、ヘッドチップの後面に対して絶縁層をパターニングする必要があることに加え、金属膜層とヘッドチップの後面に形成される電極とを確実に導通させる必要があるため、積層体の作製が煩雑となってしまい、生産性の観点で解決すべき課題を有している。また、積層体を形成する絶縁層には、一般に有機樹脂フィルムが用いられるが、強溶剤インクや酸、アルカリインクに対する耐久性が十分でなく、このような耐久性の面でも解決すべき課題を有している。更に、絶縁層に用いられる有機樹脂フィルムは、一般に熱膨張係数が高く、また、湿度や張力に対する寸法変化が大きいという問題があり、ヘッドチップが長尺（５０ｍｍ以上）になってくると、特に後面に対する接合が困難になってくるという問題もある。
【００１４】
特許文献４には、基板の前端から後端側の中途部に至る溝を形成することによってチャネルを形成したいわゆるチョッパートラバースタイプのヘッドチップを用いた多列のインクジェットヘッドが記載されている。チョッパートラバースタイプのヘッドチップは、各チャネル内の駆動電極を、チャネルの浅溝部分を経由して基板後端の表面に容易に引き出すことができるため、この基板後端にＦＰＣを接続することで、各駆動電極と駆動回路との間の電気的接続が比較的簡単に行える。ここでは、両面にチャネルを形成した１枚の基板の各面に、片面にチャネルを形成した１枚ずつの基板を、間にカバー基板を挟んでチャネルの形成面が互いに向き合うようにそれぞれ積層することで、４列のチャネル列を有するインクジェットヘッドを構成している。この場合、共通インク室は、互いに向き合わせた２枚の基板の間にそれぞれ形成される（特許文献４の図４）。
【００１５】
しかし、チョッパートラバースタイプのヘッドチップを用いて多列のヘッドチップを構成すると、共通インク室は、必ず、チャネルを形成した基板の間に挟まれた構造となるため、共通インク室へのインク供給はヘッドチップのサイド部から行なわざるを得ず、やはり、大容量の共通インク室を形成することができず、また、インク供給路の設置に制約を受ける問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−３５８７５１号公報
【特許文献２】特開２００６−８２３９６号公報
【特許文献３】特開２００８−１４３１６７号公報
【特許文献４】特開２００５−６６９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
そこで、本発明は、３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップを備えた液体噴出装置において、ヘッドチップの小型化を図り得ると同時に、内側の１列又は２列のチャネル列の各駆動電極に対しても、駆動回路からの駆動信号を印加するための電気配線部材を容易に接続できるようにすることにより、高密度化と小型化に加えて良好な生産性を図ることができる液体噴出装置を提供することを課題とする。
【００１８】
また、本発明は、３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップを備えた液体噴出装置において、ヘッドチップの小型化を図り得ると同時に、内側の１列又は２列のチャネル列の各駆動電極に対しても、駆動回路からの駆動信号を印加するための電気配線部材を容易に接続できるようにすることにより、高密度化と小型化に加えて良好な生産性を図ることができ、更に、各チャネルに共通に液体を供給するための液体供給室を大容量とすることができ、その液体供給室への液体供給路の設置の自由度が高い液体噴出装置を提供することを課題とする。
【００１９】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００２１】
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配置されたチャネル列が３列又は４列並設されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の壁面に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、該駆動電極に電圧を印加することにより前記駆動壁を変形させて前記チャネル内の液体を前記ヘッドチップの前端面に配置されたノズルから吐出させるようにした液体噴出装置において、
前記ヘッドチップは、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た１列のチャネル列を有する第１のヘッドチップと、チャネルが基板の表面に対して前端から後端側の中途部まで凹設された１列又は２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップとを有し、２つの前記第１のヘッドチップの間に前記第２のヘッドチップを、全ての前面が同一面となるように積層することによって形成されており、
前記第２のヘッドチップの後端は、前記第１のヘッドチップの後端よりも後方に突出していると共に、該第２のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第２の引き出し電極が、各チャネル内から前記第２のヘッドチップの後端にかけて引き出されており、該第２のヘッドチップの後端において、前記第２の引き出し電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第２の電気配線部材が電気的に接続されていることを特徴とする液体噴出装置である。
【００２２】
請求項２記載の発明は、前記第１のヘッドチップの後面に、該第１のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第１の引き出し電極が、前記チャネルから前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように形成され、該後面に、２つの前記第１のヘッドチップの周囲からそれぞれ張り出す大きさを有する配線基板が接合されており、
前記配線基板の前記第１のヘッドチップとの接合面に、前記第１の引き出し電極と電気的に接続される配線電極が設けられ、該配線基板の前記配線電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第１の電気配線部材が電気的に接続されており、
前記配線基板の前記第１のヘッドチップとの接合面の反対面に、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの前記チャネルに液体を供給するための液体供給室を形成するマニホールド部材が接合されていると共に、前記第２のヘッドチップの後端は、前記マニホールド部材よりも更に後方に突出していることを特徴とする請求項１記載の液体噴出装置である。
【００２３】
請求項３記載の発明は、前記マニホールド部材は、前記ヘッドチップの全ての前記チャネルと連通し、該全ての前記チャネルに対して共通に液体を供給する１つの液体供給室を有することを特徴とする請求項２記載の液体噴出装置である。
【００２４】
請求項４記載の発明は、前記マニホールド部材は、前記第２のヘッドチップを挟んで、２つの前記第１のヘッドチップに対してそれぞれ独立して液体を供給する２つの液体供給室に分かれていることを特徴とする請求項２記載の液体噴出装置である。
【００２５】
請求項５記載の発明は、前記第１のヘッドチップの後面に、該第１のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第１の引き出し電極が、前記チャネルから前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように形成されていると共に、該後面に、前記第１の引き出し電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第１の電気配線部材が、前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように電気的に接続されており、
前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合面の反対面に、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの前記チャネルに液体を供給するための液体供給室を形成するマニホールド部材が接合されていると共に、前記第２のヘッドチップの後端は、前記液体供給室よりも更に後方に突出していることを特徴とする請求項１記載の液体噴出装置である。
【００２６】
請求項６記載の発明は、前記マニホールド部材は、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの全ての前記チャネルと連通し、該全ての前記チャネルに対して共通に液体を供給する１つの液体供給室を有することを特徴とする請求項５記載の液体噴出装置である。
【００２７】
請求項７記載の発明は、前記マニホールド部材は、前記第２のヘッドチップを挟んで、２つの前記第１のヘッドチップに対してそれぞれ独立して液体を供給する２つの液体供給室に分かれていることを特徴とする請求項５記載の液体噴出装置である。
【００２８】
請求項８記載の発明は、前記マニホールド部材の前記第１の電気配線部材との接合端面の内周縁は、前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合端部よりも前記第２のヘッドチップ側に向けて突出していると共に、前記マニホールド部材の前記第１の電気配線部材との接合端面と前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合端部との間で形成される隙間に、接着剤が充填されていることを特徴とする請求項５、６又は７記載の液体噴出装置である。
【００２９】
請求項９記載の発明は、前記第２のヘッドチップは２列のチャネル列を有し、
前記チャネルの凹設面が反対方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液体噴出装置である。
【００３０】
請求項１０記載の発明は、前記第２のヘッドチップは２列のチャネル列を有し、
前記チャネルの凹設面が対面するように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液体噴出装置である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップを備えた液体噴出装置において、ヘッドチップの小型化を図り得ると同時に、内側の１列又は２列のチャネル列の各駆動電極に対しても、駆動回路からの駆動信号を印加するための電気配線部材を容易に接続できるようにすることにより、高密度化と小型化に加えて良好な生産性を図ることができる液体噴出装置を提供することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、３列又は４列のチャネル列を有するヘッドチップを備えた液体噴出装置において、ヘッドチップの小型化を図り得ると同時に、内側の１列又は２列のチャネル列の各駆動電極に対しても、駆動回路からの駆動信号を印加するための電気配線部材を容易に接続できるようにすることにより、高密度化と小型化に加えて良好な生産性を図ることができ、更に、各チャネルに共通に液体を供給するための液体供給室を大容量とすることができ、その液体供給室への液体供給路の設置の自由度が高い液体噴出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【図２】第１のヘッドチップを示す斜視図
【図３】第２のヘッドチップを示す斜視図
【図４】（ａ）は配線基板を接合したヘッドチップを後面側から見た図、（ｂ）は配線基板を接合したヘッドチップを前面からみた図
【図５】第１の実施形態に係る液体噴出装置を後面側から見た斜視図
【図６】第２の実施形態に係る液体噴出装置を後面側から見た斜視図
【図７】第３の実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【図８】第４の実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【図９】第５の実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【図１０】第６の実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【図１１】第７の実施形態に係る液体噴出装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明に係る液体噴出装置は、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に配置されたチャネル列が３列又は４列並設されると共に、チャネル内に臨む駆動壁の壁面に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、該駆動電極に電圧を印加することにより駆動壁をせん断変形させ、チャネル内の液体に吐出のための圧力変化を与え、ヘッドチップの前端面に配置されたノズルから微小液滴として吐出させる。
【００３５】
ヘッドチップは、前面及び後面にそれぞれチャネルの出口と入口とが対向して配置された１列のチャネル列を有する第１のヘッドチップと、チャネルが基板の表面に対して前端から後端側の中途部まで凹設された溝によって形成された１列又は２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップとを有している。
【００３６】
第１のヘッドチップは、前面、後面、上面、下面及び両側面を有する六面体からなるいわゆるハーモニカタイプのヘッドチップである。チャネルの両側壁は駆動壁によって形成され、そのチャネルの上壁及び下壁がそれぞれ基板によって塞がれている。各チャネルは入口から出口にかけて断面形状が変わらないストレート形状である。本発明では、このようなハーモニカタイプの第１のヘッドチップにおいて、ノズルが配置されて液体が吐出される側の面を「前面」、該面が向いている方向を「前方」、その端部を「前端」、その反対側の面を「後面」、該面が向いている方向を「後方」、その端部を「後端」と定義する。
【００３７】
一方、第２のヘッドチップは、基板の表面にチャネルとなる溝が凹設されたいわゆるチョッパートラバースタイプのヘッドチップである。チャネルは基板の前端から後端に向かって延び、後端に向かう中途部から徐々に浅溝となり、やがて消滅し、それよりも後端側は溝が形成されない平板面となっている。本発明では、このようなチョッパートラバースタイプの第２のヘッドチップにおいて、ノズルが配置されて液体が吐出される側の面を「前面」、該面が向いている方向を「前方」、その端部を「前端」、その反対側の面を「後面」、該面が向いている方向を「後方」、その端部を「後端」と定義する。
【００３８】
第２のヘッドチップは、多数のチャネルが並設されてなるチャネル列を、１列又は２列有している。２列のチャネル列は、１列のチャネル列が凹設された第２のヘッドチップを２つ使用し、チャネルの凹設面が外側となるように接着剤を用いて背中合わせに接合することによって形成したものでもよいし、第２のヘッドチップを構成する単一の基板の表裏両面にそれぞれ１列ずつのチャネル列を凹設することによって２列のチャネル列を形成したものであってもよい。
【００３９】
本発明におけるヘッドチップは、それぞれ１列のチャネル列を有する２つの第１のヘッドチップの間に、１列又は２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップを、これら第１及び第２のヘッドチップの全ての前面が同一面となるように積層することによって形成される。これによってヘッドチップは平行に並列された３列又は４列のチャネル列を有する。
【００４０】
第１及び第２のヘッドチップが積層された状態で、第２のヘッドチップの後端は、第１のヘッドチップの後端よりも後方に突出すると共に、該第２のヘッドチップのチャネル内の駆動電極と導通する第２の引き出し電極が、各チャネル内から、浅溝部分を利用して第２のヘッドチップの後端にかけて引き出され、該第２のヘッドチップの後端においてチャネルの凹設面と同一表面に露出し、配列される。駆動回路と導通する第２の電気配線部材は、この第２の引き出し電極の端部に対して電気的に接続される。各駆動電極には、この第２の電気配線部材を介して駆動回路からの駆動信号が印加される。第２の電気配線部材としては、絶縁基板の表面に第２の引き出し電極と同ピッチで配線電極が形成されたものを用いることができ、好ましくは樹脂製絶縁性基板の表面に配線電極が形成されたＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）が好適に用いられる。
【００４１】
第２の引き出し電極と第２の電気配線部材との接合面は、ヘッドチップの前面及び後面に対して直交し、且つ、チャネル列の並設方向に面している。しかも、この接合面は第１のヘッドチップよりも後方に突出している。このため、第２のヘッドチップへの第２の電気配線部材は、両側の第１のヘッドチップの各チャネル列と干渉することなく、ヘッドチップの後方に延びるように接続することができる。従って、本発明に係る液体噴出装置は、３列又は４列のチャネル列のうちの内側の１列又は２列のチャネル列でも、各駆動電極に対して駆動回路からの駆動信号を印加するための第２の電気配線部材を容易に接続することができるようになる。しかも、第２のヘッドチップは、いわゆるチョッパートラバースタイプのヘッドチップをそのまま利用することができるため、従来のように貫通電極を形成したり、絶縁層と金属膜層からなる積層体をパターン形成したりする必要もなく、良好な生産性を得ることができる。
【００４２】
両外側に位置する第１のヘッドチップのチャネル内の駆動電極に対して駆動回路からの信号を印加するには、両側に位置する第１のヘッドチップの後面に、該第１のヘッドチップのチャネル内の駆動電極と導通する第１の引き出し電極が、各チャネルから第２のヘッドチップと反対方向に延び、第１のヘッドチップのチャネル列と平行な外側端縁にかけて形成され、この第１のヘッドチップの後面に、２つの第１のヘッドチップの周囲からそれぞれ大きく張り出す大きさを有する配線基板が接合される。この配線基板には、第１のヘッドチップとの接合面に、第１の引き出し電極と電気的に接続される配線電極が設けられており、該配線基板の張り出した部位に露出する配線電極に対して第１の電気配線部材が電気的に接続される。第１の電気配線部材は、絶縁基板の表面に第１の引き出し電極と同ピッチで配線電極が形成されたものを用いることができ、好ましくは樹脂製絶縁性基板の表面に配線電極が形成されたＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）が好適に用いられる。
【００４３】
この配線基板には、第１のヘッドチップとの接合面の反対面に対してマニホールド部材が接合される。マニホールド部材は、内部に第１のヘッドチップ及び第２のヘッドチップのチャネルに液体を供給する液体供給室を形成する。第２のヘッドチップの後端は、このマニホールド部材よりも更に後方に突出しており、このマニホールド部材から突出した後端に、第２の電気配線部材が接合される。
【００４４】
この構成によると、３列以上のチャネル列を有するヘッドチップであっても、その後方に大容量のマニホールド部材を設置することができる。マニホールド部材は、チャネル列方向にも大きく張り出すように形成することもでき、第２のヘッドチップを挟んだ両方の空間を一つに連通させることも可能となる。
【００４５】
このマニホールド部材は、配線基板との接合面以外の面が広く開放した構造となるため、マニホールド部材内の液体供給室への液体供給路を配線基板との接合面以外の任意の面に設置することができ、しかも、マニホールド部材の広く開放した面を利用して数多くの液体供給路を設けることができる。これにより、液体供給路の設置の自由度は高くなり、液体供給路の設置位置に起因するチャネル列方向の液滴量の変動を抑制することが可能となって、均一な量の液滴吐出が可能となる。
【００４６】
第１のヘッドチップの駆動電極を引き出すには、このような配線基板に代えて、第１の電気配線部材を第１のヘッドチップの後面に直接接合することもできる。マニホールド部材は、この第１の電気配線部材に対して後方から接合される。
【００４７】
この場合も、配線基板を用いた場合と同様の効果が得られることに加え、配線基板を省略することによって部品点数が削減され、製造工数の削減化及び低コスト化を図ることができる。
【００４８】
本発明において、２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップは、チャネルの凹設面が反対方向となるように配置されていてもよいし、チャネルの凹設面が対面するように配置されていてもよい。
【００４９】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を用いて説明する。
【００５０】
図１は、第１の実施形態に係る液体噴出装置１００を示す断面図であり、図中、１はヘッドチップ、２はノズルプレート、３は配線基板、４はマニホールド、５Ａ〜５Ｄは電気配線部材としてのＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）である。ここではＦＰＣ５Ａ、５Ｄが本発明における第１の電気配線部材、ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃが本発明における第２の電気配線部材である。
【００５１】
ヘッドチップ１は、図１において上から順に第１列、第２列、第３列及び第４列からなる４列のチャネル列を有している。このヘッドチップ１のうち、図中の上と下の最外側に位置する第１列及び第４列のチャネル列は、六面体からなるいわゆるハーモニカタイプのヘッドチップ（以下、ＨＡチップという。）１１によって形成されている。このＨＡチップ１１が本発明における第１のヘッドチップである。また、このＨＡチップ１１に挟まれた内側の第２列及び第３列のチャネル列は、いわゆるチョッパートラバースタイプのヘッドチップ（以下、ＣＴチップという。）１２によって形成されている。このＣＴチップ１２が本発明における第２のヘッドチップである。
【００５２】
ＨＡチップ１１の詳細を図２に示す。図２はＨＡチップ１１を後面側から見た斜視図である。
【００５３】
ＨＡチップ１１は、圧電素子からなる駆動壁１１１とチャネル１１２とが交互に並設されており、ＨＡチップ１１の前面１１ａには各チャネル１１２の出口が開口し、後面１１ｂには各チャネル１１２の入口が開口し、これら出口と入口とが対向するように配置されている。駆動壁１１１は、分極方向が反対方向となる圧電素子が積層されて形成されており、チャネル１１２内には、少なくとも両駆動壁１１１の表面及びチャネル１１２の上壁面に駆動電極１１３が形成されている。
【００５４】
また、ＨＡチップ１１の後面１１ｂには、各チャネル１１２内の駆動電極１１３と導通する第１の引き出し電極１１４が形成されている。この第１の引き出し電極１１４は、一端がチャネル１１２内の駆動電極１１３と繋がり、他端はＨＡチップ１１の後面１１ｂにおいて上面１１ｃ側の端縁まで延びている。従って、第１の引き出し電極１１４は、ＨＡチップ１１の後面１１ｂにおいて、チャネル１１２と同一ピッチで配列されている。
【００５５】
次に、ＣＴチップ１２の詳細を図３に示す。図３はＣＴチップ１２を前面側から見た斜視図である。
【００５６】
ＣＴチップ１２は、圧電素子からなる平板状の基板１２０の表面から所定の深さでチャネル１２２となる複数の溝が平行に凹設されることにより、圧電素子からなる駆動壁１２１とチャネル１２２とが交互に並設されている。各チャネル１２２は、基板１２０の前端１２０ａから後端１２０ｂ側の中途部まで一定の深さで凹設され、中途部から徐々に浅くなって浅溝部１２２ａとなり、ついには消滅する。従って、各チャネル１２２は、両側の駆動壁１２１と基板１２０からなる底壁とによって囲まれているが、上方は開放されている。また、チャネル１２２が凹設されていない基板１２０の後端１２０ｂ側の表面は平板状のままとなっている。
【００５７】
駆動壁１２１は、分極方向が反対方向となる圧電素子が積層されて形成されており、チャネル１２２の内面全面には駆動電極１２３が形成されている。駆動電極１２３は、チャネル１２２の内面から浅溝部１２２ａを経由して基板１２０の表面に引き出され、そのまま基板１２０の後端１２０ｂまで延びている。チャネル１２２の浅溝部１２２ａから基板１２０の表面に引き出された部分が、第２の引き出し電極１２４を形成している。従って、この第２の引き出し電極１２４は、基板１２０表面の後端１２０ｂにおいて、チャネル１２２と同一ピッチで配列されている。
【００５８】
ヘッドチップ１は、このＣＴチップ１２を２枚用い、そのチャネル１２２の凹設面側が外側を向くように配置させ、背中合わせに接着剤を用いて接合することによって、第２列及び第３列のチャネル列を形成している。また、第１列及び第４列のチャネル列は、上述のＨＡチップ１１を、各ＣＴチップ１２においてチャネル１２２が開放されている上面を覆うように、それぞれ接着剤を用いて接合することによって形成される。２つのＨＡチップ１１及び２つのＣＴチップ１２は、それらの前面（図１における左側の端面）が同一面となるように積層され、その前面に対して１枚のノズルプレート２が接着剤を用いて接合されている。ノズルプレート２には、各チャネル１１２、１２２に対応する位置にノズル２１が開設されている。
【００５９】
ＨＡチップ１１は、チャネル１１２の長さ（Ｌ長）が液体の吐出特性を決定付ける重要な要素となる。一方、ＣＴチップ１２は、チャネル１２２の上方が覆われている部分の長さがＬ長に相当するが、このＬ長は、ＨＡチップ１１の長さ、すなわちチャネル１１２の長さによって規定されることになるため、ＨＡチップ１１とＣＴチップ１２のＬ長を容易に一致させることができる。
【００６０】
このようにＨＡチップ１１とＣＴチップ１２とが積層された状態で、ＣＴチップ１２の後端は、ＨＡチップ１１の後端よりも後方（図１における右方）に突出して延びている。ＣＴチップ１２の各チャネル１２２は、浅溝部１２２ａの部位が、ＨＡチップ１１の後端よりも後方に位置しており、それぞれＨＡチップ１１の後方に向けて開口し、液体の入口を形成している。
【００６１】
配線基板３は、ヘッドチップ１における２つのＨＡチップ１１の後面に対して接合されている。この配線基板３の詳細を図４（ａ）（ｂ）に示す。（ａ）は後面側から見た図、（ｂ）は前面側から見た図であり、いずれもマニホールド部材４及びＦＰＣ５Ａ〜５Ｄは図示省略している。
【００６２】
配線基板３は、例えばガラス、セラミックス、窒化アルミ等の剛性を有する平板状の基板によって、ヘッドチップ１の四方から大きく張り出す大きさの矩形状に形成されている。配線基板３の中央には、横寸法がヘッドチップ１の幅（チャネル列方向の長さ）と同程度であり、縦寸法がヘッドチップ１の厚さ（チャネル列の並設方向の長さ）よりも僅かに小さな矩形状の開口３１を有している。ヘッドチップ１には、この１枚の配線基板３が、開口３１からＣＴチップ１２、１２の後端を挿通させて、各ＨＡチップ１１の後面１１ｂにおける第１の引き出し電極１１４が配列されている端部と異方導電性フィルム等を用いて接合されている。
【００６３】
配線基板３のＨＡチップ１１との接合面には、開口３１におけるチャネル列方向に沿う各縁部３１ａから、配線基板３におけるチャネル列方向に沿う各外縁部３ａにかけて、各第１の引き出し電極１１４と１対１に対応するように、配線電極３２が形成されており、対応する第１の引き出し電極１１４と電気的に接続されている。ＨＡチップ１１の各駆動電極１１３は、この第１の引き出し電極１１４及び配線電極３２によって、チャネル１１２の長さ方向（液体の吐出方向）と直交し、且つ、チャネル列の並設方向に沿う方向である図中のヘッドチップ１の上側方及び下側方に引き出されている。この配線基板３の外縁部３ａは、チャネル１１２、１２２の長さ方向（液体の吐出方向）と直交し、且つ、ＨＡチップ１１よりもＣＴチップ１２と反対方向に張り出している。そして、この配線基板３の張り出した両端部には、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄが接続され、図示しない駆動回路からの駆動信号が、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄ、配線電極３２及び第１の引き出し電極１１４を経由して、各駆動電極１１３に印加されるようになっている。
【００６４】
マニホールド部材４は、例えばステンレス等の金属やエンジニアリングプラスチック等の合成樹脂によって、一面が開放された箱形状に形成されており、配線基板３のＨＡチップ１１との接合面の反対面の周縁に対して接着剤を用いて接合されている。これにより、ヘッドチップ１との間に液体供給室４１となる空間を形成している。マニホールド部材４の後部壁４２には、ヘッドチップ１のＣＴチップ１２の後端１２０ｂ側を、接着剤等を介して液密状となるように挿通させる開口４３が形成されている。ＣＴチップ１２の後端１２０ｂは、この開口４３から更に後方に延びて突出している。
【００６５】
図５は、液体噴出装置１００をマニホールド部材４側から見た斜視図である。ここではＦＰＣ５Ａ〜５Ｄは図示省略している。
【００６６】
マニホールド部材４は、ＨＡチップ１１よりも後方に突出したＣＴチップ１２の周囲を取り囲むようにしてヘッドチップ１の後面側を覆っており、その内部にヘッドチップ１の全てのチャネル１１２、１２２の入口を収容している。従って、液体供給室４１内の液体は、ヘッドチップ１の全てのチャネル１１２、１２２に対して共通に供給されるようになっている。なお、図５において、符号４４は液体供給室４１内に液体を供給するインレット、４５は液体供給室４１内から液体を排出するアウトレットである。
【００６７】
このマニホールド部材４の後部壁４２から後方に突出している各ＣＴチップ１２の後端１２０ｂには、その表面にそれぞれ第２の引き出し電極１２４が露出して配列されている。そして、この第２の引き出し電極１２４に対して、それぞれＦＰＣ５Ｂ、５Ｃが異方導電性フィルム等を用いて接合され、図示しない駆動回路からの駆動信号が、ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃ、第２の引き出し電極１２４を経由して、各駆動電極１２３に印加されるようになっている。
【００６８】
ここで、ＣＴチップ１２の第２の引き出し電極１２４とＦＰＣ５Ｂ、５Ｃとの接合面は、ＨＡチップ１１の後面１１ｂに対して直交し、且つ、チャネル列の並設方向に向いた面となり、これがＨＡチップ１１よりも後方、更にはマニホールド部材４よりも後方に突出しているため、ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃが、隣接するＨＡチップ１１の各チャネル列と干渉することなく、各ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃをヘッドチップ１の後方に向けて延ばすように接続することができ、接続作業は容易である。しかも、マニホールド部材４の後方には、ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃの接合部位を突出させる程度で済むため、液体噴出装置１００の小型化を阻害することはない。
【００６９】
しかも、配線基板３を使用した本実施形態では、マニホールド部材４の配線基板３との接合面以外の面が広く開放しているため、インレット４４、アウトレット４５の設置部位が、ＦＰＣ５Ａ〜５Ｄ等によって邪魔されることはなく、図示する位置に限らず、配線基板３との接合面以外の面の任意の位置に設けることができ、また、その数も多く設置することができ、マニホールド部材４への液体供給路を設置する自由度は高い。
【００７０】
図６は、第２の実施形態に係る液体噴出装置１０１を示している。図５と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。また、ここでもＦＰＣ５Ａ〜５Ｄは図示省略している。
【００７１】
この液体噴出装置１０１は、マニホールド部材が、ＣＴチップ１２を挟んで、第１列及び第２列のチャネル列の各チャネル１１２、１２２のみに対して共通に液体を供給するための第１のマニホールド部材４Ａと、第３列及び第４列のチャネル列の各チャネル１１２、１２２のみに対して共通に液体を供給するための第２のマニホールド部材４Ｂの２つに独立して分かれている。
【００７２】
これによれば、各マニホールド部材４Ａ、４Ｂに対して異なる種類の液体を供給することで、第１列及び第２列の各チャネル列と第３列及び第４列の各チャネル列とで、異なる種類の液体、例えば異なる色の液体を吐出させることができる。
【００７３】
また、この場合も、インレット４４とアウトレット４５は、各マニホールド部材４Ａ、４Ｂの任意の位置に設けることができる。
【００７４】
なお、第１のマニホールド部材４Ａと第２のマニホールド部材４Ｂは、第１列及び第２列のチャネル列と第３列及び第４列のチャネル列とで別々に液体を供給できるものであれば、１つのマニホールドの内部に区画された２つの液体供給室を有するものであってもよい。
【００７５】
図７は、第３の実施形態に係る液体噴出装置１０２を示している。図１と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。
【００７６】
この液体噴出措置１０２は、配線基板３を用いておらず、ＨＡチップ１１の後面１１ｂに対して、それぞれＦＰＣ５Ａ、５Ｄを異方導電性フィルム等を用いて直接接合している。このようにＨＡチップ１１の後面１１ｂに対してＦＰＣ５Ａ、５Ｄを直接接合することで、部品点数及び工数の削減を図ることができる。マニホールド部材４は、このＦＰＣ５Ａ、５Ｄに対してその後方から取り付けられ、該ＦＰＣ５Ａ、５Ｄの後面に接着剤を用いて接合されている。この場合、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄを、配線基板３と同様に、ヘッドチップ１の四方から大きく張り出す大きさに形成された大判の１枚のＦＰＣによって形成すれば、ヘッドチップ１の後面に対して大型のマニホールド部材４との接合を行うことができるようになる。
【００７７】
この液体噴出装置１０２においても、マニホールド部材４は、第２の実施形態に係る液体噴出装置１０１のように、２つに独立して液体供給可能に形成されていてもよい。
【００７８】
図８は、第４の実施形態に係る液体噴出装置１０３を示している。図１、図７と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。
【００７９】
この液体噴出装置１０３も、ＨＡチップ１１の後面１１ｂに対して、それぞれＦＰＣ５Ａ、５Ｄを直接接合している点で、第３の実施形態に係る液体噴出装置１０２と同じであるが、このマニホールド部材４は、ＦＰＣ５Ａ、５ＤにおけるＨＡチップ１１との接合面と反対面を完全に被覆するように接合している点で異なっている。
【００８０】
このマニホールド部材４は、ヘッドチップ１との接合面側の開口端部が内側に折れ曲がることにより、ＨＡチップ１１の後面１１ｂとの接合部位となる接合端面４６を有している。この接合端面４６は、ＦＰＣ５Ａ、５ＤにおけるＨＡチップ１１との接合面と反対面を完全に覆っている。ＦＰＣ５Ａ、５Ｄと接する接合端面４６の内周縁４６ａは、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄの内側の接合端部５１Ａ、５１Ｄよりも更に内側（ＣＴチップ１２側）に向けて突出した位置にある。このため、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄの内側の接合端部５１Ａ、５１Ｄは、ＨＡチップ１１の後面１１ｂとマニホールド部材４の接合端面４６との間に完全に隠れた状態となっている。
【００８１】
ＨＡチップ１１の後面１１ｂとマニホールド部材４の接合端面４６の内周縁４６ａとＦＰＣ５Ａ、５Ｄの内側の接合端部５１Ａ、５１Ｄとによって形成される隙間には、マニホールド部材４を接合する際に塗布される接着剤２００が充填されている。これにより、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄは液体供給室４１内の液体と直に接触することが防止されている。
【００８２】
この液体噴出装置１０３によれば、第３の実施形態に係る液体噴出装置１０２が有する効果に加えて、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄが液体と直に接触することが避けられる。従って、第１の電気配線部材として使用される基板材料を侵食するおそれのある液体でも使用することができるようになり、使用可能な液体の選択範囲を広げることができる。
【００８３】
また、この液体噴出装置１０３においても、マニホールド部材４は、第２の実施形態に係る液体噴出装置１０１のように、内部が２つに独立して液体供給可能に形成されていてもよい。
【００８４】
図９は、第５の実施形態に係る液体噴出装置１０４を示している。図１と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。
【００８５】
この液体噴出装置１０４は、ヘッドチップ１のチャネル列が３列の場合であり、両外側に位置するＨＡチップ１１の間に、１つのＣＴチップ１２を積層している。
【００８６】
この液体噴出装置１０４において、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄは、第３、第４の実施形態に係る液体噴出装置１０２、１０３のように、ＨＡチップ１１の後面１１ｂに直接接合してもよい。また、マニホールド部材４は、第２の実施形態に係る液体噴出装置１０１のように、内部が２つに独立して液体供給可能に形成されていてもよいし、第４の実施形態に係る液体噴出装置１０３のように、ＦＰＣ５Ａ、５Ｄを被覆するように接合してもよい。
【００８７】
図１０は、第６の実施形態に係る液体噴出装置１０５を示している。図１と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。
【００８８】
この液体噴出装置１０５は、電極引き出し用基板６を用いてＨＡチップ１１の駆動電極１１３の取り出しを行っている。電極引き出し用基板６は、各ＨＡチップ１１をＣＴチップ１２との間でそれぞれ挟みつけるように、ＨＡチップ１１のそれぞれ外側面（ＣＴチップ１２との接合面の反対面）に、前端面がＨＡチップ１１及びＣＴチップ１２と同一面となるように揃えられて接合されている。
【００８９】
この態様では、ＨＡチップ１１の第１の引き出し電極１１４は、ＨＡチップ１１の後面からＨＡチップ１１の外側面にかけて形成されている。電極引き出し用基板６の表面には、この第１の引き出し電極１１４におけるＨＡチップ１１の外側面に引き出された部位と電気的に接続される配線電極６１が形成されており、この配線電極６１の形成面がＨＡチップ１１の外側面に接するようにして接合されている。
【００９０】
電極引き出し用基板６の後端は、ＨＡチップ１１の後面よりも後方に延びているが、ＣＴチップ１２の後端よりも短く、ＣＴチップ１２後端側のチャネル１２２が形成されていない平板部分と対面している。この電極引き出し用基板６とＣＴチップ１２との間には、それぞれマニホールド７が設けられている。
【００９１】
このマニホールド７は、電極引き出し用基板６とＣＴチップ１２との間において、ＨＡチップ１１の後方を包囲するように設けられており、これにより、ＨＡチップ１１の後面と電極引き出し用基板６とＣＴチップ１２との間に亘って液体供給室７１を形成している。各液体供給室７１は、ＨＡチップ１１のチャネル１１２とＣＴチップ１２のチャネル１２２の全ての入口を収容している。
【００９２】
マニホールド７は、電極引き出し用基板６の後端よりも更に後方に突出していると共に、この電極引き出し用基板６との接合面に、該電極引き出し用基板６に形成された配線電極６１と電気的に接続される配線電極７２がそれぞれ形成されている。ＦＰＣ５Ａ、５Ｄは、このマニホールド７の後端の配線電極７２に対して接合され、ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃと同様にヘッドチップ１の後方に向けて延びている。
【００９３】
この液体噴出装置１０５では、両外側のＨＡチップ１１に対する駆動回路からの駆動信号の印加のための配線部材の取り出し方向を、ヘッドチップ１の後方に全て揃えることができ、側方への張り出し量を小さくすることができる。
【００９４】
図１１は、第７の実施形態に係る液体噴出装置１０６を示している。図１と同一符号の部位は同一構成を示しているので、それらの詳細な説明は省略する。
【００９５】
この液体噴出装置１０６は、ＣＴチップ１２が２列のチャネル列を有しているが、ＣＴチップ１２を構成する２枚の基板１２０が、チャネル１２２の凹設面が対面するように配置させて形成されている。各基板１２０の間には、前端面をＨＡチップ１１と同一面に揃えた１枚のカバー基板１２５が配置されており、各チャネル１２２の対向する開放面を共通に覆っている。カバー基板１２５はＨＡチップ１１とチャネルの長さ方向が同一長さとなるように形成されており、これによりＨＡチップ１１とＣＴチップ１２の各チャネル１１２、１２２のＬ長が同一となるように形成されている。
【００９６】
また、各基板１２０の後端側の間には、１枚の接続基板１２６が、各基板１２の後端から更に後方に突出するように配置されている。接続基板１２６の各基板１２０との接合面には、それぞれ電極１２７が形成され、各基板１２０に形成された第２の引き出し電極１２４と電気的に接続されることで、該第２の引き出し電極１２４が基板１２０の後方に突出する接続基板１２６の表面まで更に引き出されている。ＦＰＣ５Ｂ、５Ｃは、この接続基板１２６の後端にそれぞれ接合されている。
【００９７】
この液体噴出装置１０６では、各基板１２０の間とカバー基板８及び接続基板１２６との間で、ＣＴチップ１２固有の液体供給室４０が形成される。マニホールド部材４をＣＴチップ１２のチャネル列方向から張り出す大きさに形成することで、この液体供給室４０をマニホールド部材４内の他の液体供給室４１と連通させることができる。
【００９８】
また、マニホールド部材４内を、ＣＴチップ１２の部分で区画すれば、各ＨＡチップ１１とＣＴチップ１２とでそれぞれ異なる種類（例えば色）の液体を供給することも可能となる。
【００９９】
この液体噴出装置１０６では、ＣＴチップ１２のＦＰＣ５Ｂ、５Ｃが、基板１２０から更に後方に突出した接続基板１２６に接合できるため、マニホールド部材４の後方の突出量を基板１２０の後端まで延ばすことができ、それだけ大容量の液体供給室を形成することができる。
【０１００】
なお、この第７の実施形態に係る液体噴出装置１０６において、ＨＡチップ１１の駆動電極１１３の引き出しは、図７に示した第３の実施形態に係る液体噴出装置１０２、図８に示した第４の実施形態に係る液体噴出装置１０３のように第１の電気配線部材を直接接合することによって行ってもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１００〜１０６：液体噴射装置
１：ヘッドチップ
１１：ＨＡチップ（第１のヘッドチップ）
１１ａ：前面
１１ｂ：後面
１１１：駆動壁
１１２：チャネル
１１３：駆動電極
１１４：第１の引き出し電極
１２：ＣＴチップ（第２のヘッドチップ）
１２０：圧電素子からなる基板
１２０ａ：前端
１２０ｂ：後端
１２１：駆動壁
１２２：チャネル
１２２ａ：浅溝部
１２３：駆動電極
１２４：第２の引き出し電極
１２５：カバー基板
１２６：接続基板
１２７：引き出された第２の引き出し電極
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：配線基板
３ａ：外縁部
３１：開口
３１ａ：縁部
３２：配線電極
４：マニホールド
４Ａ：第１のマニホールド
４Ｂ：第２のマニホールド
４０、４１：液体供給室
４２：後部壁
４３：開口
４４：インレット
４５：アウトレット
４６：接合端部
４６ａ：内周縁
５Ａ〜５Ｄ：ＦＰＣ
５１Ａ、５１Ｄ：接合端部
６：電極引き出し用基板
６１：配線電極
７：マニホールド
７１：液体供給室
７２：配線電極
２００：接着剤
【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配置されたチャネル列が３列又は４列並設されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の壁面に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、該駆動電極に電圧を印加することにより前記駆動壁を変形させて前記チャネル内の液体を前記ヘッドチップの前端面に配置されたノズルから吐出させるようにした液体噴出装置において、
前記ヘッドチップは、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た１列のチャネル列を有する第１のヘッドチップと、チャネルが基板の表面に対して前端から後端側の中途部まで凹設された１列又は２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップとを有し、２つの前記第１のヘッドチップの間に前記第２のヘッドチップを、全ての前面が同一面となるように積層することによって形成されており、
前記第２のヘッドチップの後端は、前記第１のヘッドチップの後端よりも後方に突出していると共に、該第２のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第２の引き出し電極が、各チャネル内から前記第２のヘッドチップの後端にかけて引き出されており、該第２のヘッドチップの後端において、前記第２の引き出し電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第２の電気配線部材が電気的に接続されていることを特徴とする液体噴出装置。
【請求項２】
前記第１のヘッドチップの後面に、該第１のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第１の引き出し電極が、前記チャネルから前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように形成され、該後面に、２つの前記第１のヘッドチップの周囲からそれぞれ張り出す大きさを有する配線基板が接合されており、
前記配線基板の前記第１のヘッドチップとの接合面に、前記第１の引き出し電極と電気的に接続される配線電極が設けられ、該配線基板の前記配線電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第１の電気配線部材が電気的に接続されており、
前記配線基板の前記第１のヘッドチップとの接合面の反対面に、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの前記チャネルに液体を供給するための液体供給室を形成するマニホールド部材が接合されていると共に、前記第２のヘッドチップの後端は、前記マニホールド部材よりも更に後方に突出していることを特徴とする請求項１記載の液体噴出装置。
【請求項３】
前記マニホールド部材は、前記ヘッドチップの全ての前記チャネルと連通し、該全ての前記チャネルに対して共通に液体を供給する１つの液体供給室を有することを特徴とする請求項２記載の液体噴出装置。
【請求項４】
前記マニホールド部材は、前記第２のヘッドチップを挟んで、２つの前記第１のヘッドチップに対してそれぞれ独立して液体を供給する２つの液体供給室に分かれていることを特徴とする請求項２記載の液体噴出装置。
【請求項５】
前記第１のヘッドチップの後面に、該第１のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第１の引き出し電極が、前記チャネルから前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように形成されていると共に、該後面に、前記第１の引き出し電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第１の電気配線部材が、前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように電気的に接続されており、
前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合面の反対面に、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの前記チャネルに液体を供給するための液体供給室を形成するマニホールド部材が接合されていると共に、前記第２のヘッドチップの後端は、前記液体供給室よりも更に後方に突出していることを特徴とする請求項１記載の液体噴出装置。
【請求項６】
前記マニホールド部材は、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの全ての前記チャネルと連通し、該全ての前記チャネルに対して共通に液体を供給する１つの液体供給室を有することを特徴とする請求項５記載の液体噴出装置。
【請求項７】
前記マニホールド部材は、前記第２のヘッドチップを挟んで、２つの前記第１のヘッドチップに対してそれぞれ独立して液体を供給する２つの液体供給室に分かれていることを特徴とする請求項５記載の液体噴出装置。
【請求項８】
前記マニホールド部材の前記第１の電気配線部材との接合端面の内周縁は、前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合端部よりも前記第２のヘッドチップ側に向けて突出していると共に、前記マニホールド部材の前記第１の電気配線部材との接合端面と前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合端部との間で形成される隙間に、接着剤が充填されていることを特徴とする請求項５、６又は７記載の液体噴出装置。
【請求項９】
前記第２のヘッドチップは２列のチャネル列を有し、
前記チャネルの凹設面が反対方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液体噴出装置。
【請求項１０】
前記第２のヘッドチップは２列のチャネル列を有し、
前記チャネルの凹設面が対面するように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液体噴出装置。
【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配置されたチャネル列が３列又は４列並設されると共に、前記チャネル内に臨む前記駆動壁の壁面に駆動電極が形成されてなるヘッドチップを有し、該駆動電極に電圧を印加することにより前記駆動壁を変形させて前記チャネル内の液体を前記ヘッドチップの前端面に配置されたノズルから吐出させるようにした液体噴出装置において、
前記ヘッドチップは、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た１列のチャネル列を有する第１のヘッドチップと、チャネルが基板の表面に対して前端から後端側の中途部まで凹設された１列又は２列のチャネル列を有する第２のヘッドチップとを有し、２つの前記第１のヘッドチップの間に前記第２のヘッドチップを、全ての前面が同一面となるように積層することによって形成されており、
前記第２のヘッドチップの後端は、前記第１のヘッドチップの後端よりも後方に突出していると共に、該第２のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第２の引き出し電極が、各チャネル内から前記第２のヘッドチップの後端にかけて引き出されており、該第２のヘッドチップの後端において、前記第２の引き出し電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第２の電気配線部材が電気的に接続されていることを特徴とする液体噴出装置。
【請求項２】
前記第１のヘッドチップの後面に、該第１のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第１の引き出し電極が、前記チャネルから前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように形成され、該後面に、２つの前記第１のヘッドチップの周囲からそれぞれ張り出す大きさを有する配線基板が接合されており、
前記配線基板の前記第１のヘッドチップとの接合面に、前記第１の引き出し電極と電気的に接続される配線電極が設けられ、該配線基板の前記配線電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第１の電気配線部材が電気的に接続されており、
前記配線基板の前記第１のヘッドチップとの接合面の反対面に、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの前記チャネルに液体を供給するための液体供給室を形成するマニホールド部材が接合されていると共に、前記第２のヘッドチップの後端は、前記マニホールド部材よりも更に後方に突出していることを特徴とする請求項１記載の液体噴出装置。
【請求項３】
前記マニホールド部材は、前記ヘッドチップの全ての前記チャネルと連通し、該全ての前記チャネルに対して共通に液体を供給する１つの液体供給室を有することを特徴とする請求項２記載の液体噴出装置。
【請求項４】
前記マニホールド部材は、前記第２のヘッドチップを挟んで、２つの前記第１のヘッドチップに対してそれぞれ独立して液体を供給する２つの液体供給室に分かれていることを特徴とする請求項２記載の液体噴出装置。
【請求項５】
前記第１のヘッドチップの後面に、該第１のヘッドチップの前記チャネル内の前記駆動電極と導通する第１の引き出し電極が、前記チャネルから前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように形成されていると共に、該後面に、前記第１の引き出し電極に対して駆動回路からの信号を印加するための第１の電気配線部材が、前記第２のヘッドチップと反対方向に延びるように電気的に接続されており、
前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合面の反対面に、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの前記チャネルに液体を供給するための液体供給室を形成するマニホールド部材が接合されていると共に、前記第２のヘッドチップの後端は、前記液体供給室よりも更に後方に突出していることを特徴とする請求項１記載の液体噴出装置。
【請求項６】
前記マニホールド部材は、前記第１のヘッドチップ及び前記第２のヘッドチップの全ての前記チャネルと連通し、該全ての前記チャネルに対して共通に液体を供給する１つの液体供給室を有することを特徴とする請求項５記載の液体噴出装置。
【請求項７】
前記マニホールド部材は、前記第２のヘッドチップを挟んで、２つの前記第１のヘッドチップに対してそれぞれ独立して液体を供給する２つの液体供給室に分かれていることを特徴とする請求項５記載の液体噴出装置。
【請求項８】
前記マニホールド部材の前記第１の電気配線部材との接合端面の内周縁は、前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合端部よりも前記第２のヘッドチップ側に向けて突出していると共に、前記マニホールド部材の前記第１の電気配線部材との接合端面と前記第１の電気配線部材の前記第１のヘッドチップとの接合端部との間で形成される隙間に、接着剤が充填されていることを特徴とする請求項５、６又は７記載の液体噴出装置。
【請求項９】
前記第２のヘッドチップは２列のチャネル列を有し、
前記チャネルの凹設面が反対方向となるように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液体噴出装置。
【請求項１０】
前記第２のヘッドチップは２列のチャネル列を有し、
前記チャネルの凹設面が対面するように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液体噴出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−６１８１（Ｐ２０１２−６１８１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４１９７６（Ｐ２０１０−１４１９７６）
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（３０５００２３９４）コニカミノルタＩＪ株式会社 (317)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２２日（２０１０．６．２２）
【出願人】（３０５００２３９４）コニカミノルタＩＪ株式会社 (317)
【Ｆターム（参考）】
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