液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
【課題】コストの低減を図ると共に、高密度化を容易に達成し得る液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口２１に連通する圧力発生室１２が形成された流路形成基板１０と、圧力発生素子３００と、前記圧力発生素子３００に接続されたリード電極９０と、保持部材１１０と、支持部材４００と、前記リード電極９０に接続されると共に前記支持部材４００に設けられた可撓性の配線基板４１０とを具備し、前記支持部材４００と前記保持部材１１０とが接着剤１２０を介して接着されている。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口２１に連通する圧力発生室１２が形成された流路形成基板１０と、圧力発生素子３００と、前記圧力発生素子３００に接続されたリード電極９０と、保持部材１１０と、支持部材４００と、前記リード電極９０に接続されると共に前記支持部材４００に設けられた可撓性の配線基板４１０とを具備し、前記支持部材４００と前記保持部材１１０とが接着剤１２０を介して接着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出する液体噴射ヘッドの代表例としては、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。このインクジェット式記録ヘッドとしては、例えばノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合されて圧電素子を保持するための圧電素子保持部を有する保護基板とを具備したものが知られている。ここで、保護基板上には、圧電素子を駆動するための駆動回路であるＩＣが載置されている。また、駆動回路と圧電素子とは、圧電素子の一方の電極から引き出されたリード電極を介して導電性ワイヤーからなる接続配線によりワイヤーボンディング法により接続されている。
【０００３】
保護基板は、相対向する２列の圧力発生室に対応させて配設した２列の圧電素子を保護するものもあり、この種の保護基板にはその中央部に前記接続配線が挿通される貫通孔が形成してある。かかるインクジェット式記録ヘッドでは、前記貫通孔部分で前記リード電極と接続配線とを接続している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４８８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術においてはワイヤーボンディング法により駆動回路と圧電素子とを接続しているので、コストの高騰を招来するとともに、高密度化が困難であるという問題を有している。また、駆動回路は保護基板に平面的に配設しているので、圧電素子を含むアクチュエーター部分の面積の増大を生起する結果、この点でもコストの高騰を招来している。
【０００６】
なお、このような問題はインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、コストの低減を図ると共に、高密度化を容易に達成し得る液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、前記圧力発生室に液体を噴射するための圧力を付与するように形成された圧力発生素子と、前記圧力発生素子に接続されたリード電極と、保持部材と、支持部材と、前記リード電極に接続されると共に前記支持部材に設けられた可撓性の配線基板とを具備し、前記支持部材と前記保持部材とが接着剤を介して接着されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、ボンディングワイヤー等を用いずに配線基板と圧電素子のリード電極とを接続しているので、容易に製造コストの低減を図ることができる。また、配線基板はその下端部がリード電極に接続されると共に支持部材に接着されているので、高密度化も容易に達成することができる。さらに、配線基板に駆動回路を設けることで、駆動回路は支持部材に配線基板を介して接着されるので、駆動回路が発生する熱を良好に放熱することができ、その安定的な動作に資することができる。さらに、保持部材と支持部材とを接着することで、剛体同士を接着することになり、保持部材が支持部材及び配線基板を確実に保持して、配線基板とリード電極との接続不良が生じるのを防止することができる。
【０００９】
ここで、前記支持部材が導電性材料からなると共に、当該支持部材が接地されることが好ましい。これによれば、支持部材が接地されることで、配線基板のノイズ、特に配線基板に駆動回路が設けられた際の駆動回路のノイズ等を抑制することができる。また、接地されていない導電部材が移動することによって発生するノイズを低減して、圧力発生素子を駆動する駆動信号等に悪影響を与えるのを抑制できる。
【００１０】
また、前記支持部材及び前記保持部材が導電性材料からなると共に、前記支持部材と前記保持部材とを接着する前記接着剤が導電性接着剤からなり、前記支持部材と前記保持部材とが、前記導電性接着剤を介して導通していることが好ましい。これによれば、支持部材と保持部材とを容易に導通させることができる。また、支持部材及び保持部材の何れか一方を接地すれば、両方の接地を行うことができ、配線基板のノイズ、特に配線基板に駆動回路が設けられた際の駆動回路のノイズ等を抑制することができる。また、接地されていない導電部材が移動することによって発生するノイズを低減して、圧力発生素子を駆動する駆動信号等に悪影響を与えるのを抑制できる。
【００１１】
また、前記支持部材と前記保護基板とが線膨張係数が同等の材料からなることが好ましい。これによれば、熱による膨張・収縮が生じた際に、線膨張係数の違いによる反りや、流路形成基板を押圧してクラック等が発生するなどの破壊を確実に防止することができる。
【００１２】
また、前記配線基板には、厚さ方向に貫通する保持口が設けられ、前記支持部材と前記保持部材とが前記保持口を介して前記接着剤により接着されていることが好ましい。これによれば、保持部材と支持部材とを配線基板の保持口を介して容易に接着することができる。
【００１３】
また、前記支持部材と前記保持部材とは、複数の位置で接着されていてもよい。支持部材と保持部材とを複数の位置で接着することで、保持部材によってより確実に支持部材を保持させることができる。
【００１４】
また、前記保持部材には、厚さ方向に貫通して前記支持部材及び前記配線基板が挿通される配線部材保持孔が設けられており、前記配線部材保持孔の内面と前記支持部材とが接着剤を介して接着されていることが好ましい。これによれば、保持部材によって支持部材を確実に保持させることができる。
【００１５】
また、前記圧力発生素子が並設された列が列設されていると共に、当該圧力発生室の複数列が相対向して形成されており、前記支持部材は、前記並設方向に配設され、前記配線基板は、前記支持部材の両側面でそれぞれ接着されていることが好ましい。これによれば、前記圧力発生素子が複数列であっても、前述の如き高密度化を図るとともに製造コストの低減化も実現し得る。
【００１６】
また、前記配線基板の下端部と前記リード電極とは、導電性粒子で電気的に接続されていることが好ましい。これによれば、導電性粒子を上方から押圧して潰すだけで所定の電気的な接続を容易に図ることができる。
【００１７】
また、前記支持部材の下端面には、緩衝部材が設けられていることが好ましい。これによれば、導電性粒子を均等に押圧することができ、各リード端子に対応する多数の導電性粒子を均等に潰すことができる。
【００１８】
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、液体噴射装置として、上述の如き個別の作用・効果を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図２は図１の平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ′断面図であり、図４は図１の側面図及びそのＢ−Ｂ′断面図である。
【００２０】
図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。なお、流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板以外の材料、例えば、金属板やセラミック板などであってもよい。
【００２１】
流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設された列が２列設けられている。また、各列の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４及び連通路１５を介して連通されている。連通部１３は、後述する保護基板３０のリザーバー部３１と連通して圧力発生室１２の列毎に共通のインク室となるリザーバー１００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路１５は、圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁１１を連通部１３側に延設してインク供給路１４と連通部１３との間の空間を区画することで形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２の幅方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の幅方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。
【００２２】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。本実施形態では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたため、１つのインクジェット式記録ヘッドＩには、ノズル開口２１の並設されたノズル列が２列設けられている。なお、ノズルプレート２０は、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００２３】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、下電極膜６０と、圧電体層７０と、上電極膜８０とが積層形成されて、本実施形態の圧力発生素子である圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエーター装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００２４】
また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、絶縁体膜５５上まで延設された例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。リード電極９０は、一端部が上電極膜８０に接続されていると共に、他端部側が圧電素子３００が並設された列と列との間に延設されている。
【００２５】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、下電極膜６０、弾性膜５０及びリード電極９０上には、リザーバー１００の少なくとも一部を構成するリザーバー部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバー部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成している。なお、本実施形態では、流路形成基板１０にリザーバー１００となる連通部１３を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバー部３１のみをリザーバーとしてもよい。また、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバーと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。
【００２６】
また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する保持部である圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。なお、本実施形態では、圧電素子３００が並設された列が２列設けられているため、圧電素子保持部３２を圧電素子３００の並設された各列に対応してそれぞれ設けるようにした。すなわち、保護基板３０には、圧電素子保持部３２が並設された圧電素子３００の列が並ぶ列設方向に２つ設けられている。
【００２７】
このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２８】
また、保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。貫通孔３３は、本実施形態では、２つの圧電素子保持部３２の間に設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。
【００２９】
可撓性のある配線基板の一種として、プリント基板であるＣＯＦ基板４１０を用いており、圧電素子３００を駆動するための駆動回路２００は、ＣＯＦ基板４１０に実装してある。ここで、ＣＯＦ基板４１０は、下端部がリード電極９０に接続されるとともにほぼ垂直に立ち上げられて支持部材である板状部材４００の側面に接着されている。すなわち、本実施形態の支持部材である板状部材４００は両側面が垂直面となっている直方体である。本実施形態では、これら板状部材４００、ＣＯＦ基板４１０及び駆動回路２００で配線基板が構成されている。
【００３０】
さらに詳言すると、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩでは、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたため、圧電素子３００が圧力発生室１２の幅方向（圧電素子３００の幅方向）に並設された列が２列設けられている。すなわち、圧力発生室１２、圧電素子３００及びリード電極９０の２列が相対向して設けられたものである。そして、下部が貫通孔３３に挿入されている板状部材４００の両側面には、それぞれＣＯＦ基板４１０が接着されており、各ＣＯＦ基板４１０は、それぞれの下端部が圧電素子３００の各列のリード電極９０の端部に接続されるとともにほぼ垂直に立ち上げられている。本実施形態では、板状部材４００の側面のそれぞれに１枚のＣＯＦ基板４１０を設けることで、１つの板状部材４００に合計２枚のＣＯＦ基板４１０が設けられている。
【００３１】
なお、可撓性のプリント基板であるＣＯＦ基板４１０は、単体で起立させようとしても撓んでしまうため、ＣＯＦ基板４１０を支えとなる剛性部材である板状部材４００に接合することで、ＣＯＦ基板４１０の撓みを抑えて起立させることができるものである。
【００３２】
そして、本実施形態では、直方体状の板状部材４００を用いているが、配線基板が起立するように支えることができれば、格子状や筏状など様々な形状の支持部材を用いてもよい。
【００３３】
ここで、板状部材４００の一方の側面に設けられたＣＯＦ基板４１０Ａには、図４に示すように、板状部材４００の側面の下端部側（リード電極９０に接続される側）に相対向する領域に、リード電極９０の並設方向に向かって所定の間隔で複数の固定口４１１が設けられている。本実施形態では、ＣＯＦ基板４１０の下端部側にリード電極９０の並設方向に等間隔となるように３つの固定口４１１と、上端部側に２つの固定口４１１とを設けるようにした。
【００３４】
そして、板状部材４００と、板状部材４００の一方の側面に設けられたＣＯＦ基板４１０Ａとは、固定口４１１内に設けられた接着剤４２０を介して接着されている。本実施形態では、接着剤４２０は、固定口４１１内に充填されて固定口４１１の開口を覆うように設けられていると共に、固定口４１１の周縁部でＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００との間に充填されている。なお、ＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００とは、固定口４１１に設けられた接着剤４２０以外では接着されていない。また、本実施形態では、板状部材４００の他方の側面に設けられたＣＯＦ基板４１０Ｂは、その裏面の全面が接着剤４２０によって板状部材４００に接着されている。
【００３５】
このようなＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００とを接着する接着剤４２０は、比較的に硬化時間の短い接着剤、例えば、紫外線硬化型接着剤や瞬間接着剤等を用いるのが好ましい。
【００３６】
ここで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法、特に、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０との接着方法について説明する。なお、図５〜図６は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す斜視断面図である。
【００３７】
まず、図５（ａ）に示すように、板状部材４００の側面の一方側に、ＣＯＦ基板４１０Ｂを接着する。板状部材４００とＣＯＦ基板４１０Ｂとの接着方法は、特に限定されず、本実施形態では、ＣＯＦ基板４１０Ｂの裏面の全面を板状部材４００に接着剤４２０で接着するようにした。
【００３８】
次に、図５（ｂ）に示すように、板状部材４００の側面のＣＯＦ基板４１０Ｂが接着された面とは反対側の他方側が、鉛直方向上側となるように板状部材４００を傾け、この板状部材４００の鉛直方向上側となる側面にＣＯＦ基板４１０Ａを載置する。このとき、板状部材４００上に載置されたＣＯＦ基板４１０Ａは、その自重により板状部材４００上に保持される。また、板状部材４００の他方面に設けられたＣＯＦ基板４１０Ｂは、板状部材４００と接着されているため落下することがない。なお、ＣＯＦ基板４１０Ａは、リード電極９０と接続される下端部が予め屈曲されたものを用いている。これは、ＣＯＦ基板４１０Ａを板状部材４００に接着した後にＣＯＦ基板４１０Ａの下端部を板状部材４００に沿って屈曲すると、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂ同士の位置決めが困難であると共に、屈曲によってＣＯＦ基板４１０Ａの位置がずれてしまう可能性が高いからである。
【００３９】
そして、ＣＯＦ基板４１０Ａの位置決めを行う。具体的には、先に板状部材４００に接着されたＣＯＦ基板４１０Ｂに対して、ＣＯＦ基板４１０Ａをリード電極９０の並設方向となる方向に移動して、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂの相対的な位置決めを行う。これにより、先に接着された一方のＣＯＦ基板４１０Ｂのリード電極９０に接続される配線と、他方のＣＯＦ基板４１０Ａのリード電極９０に接続される配線とのそれぞれの並設方向の位置決めを行うことができる。
【００４０】
次に、図６に示すように、ＣＯＦ基板４１０Ａを位置決めした状態で、ＣＯＦ基板４１０Ａの固定口４１１に表面側から接着剤４２０を塗布することで、固定口４１１の内部と、固定口４１１の周縁部でＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００との間とに接着剤４２０を充填し、この接着剤４２０を硬化させることでＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００とを接着する。
【００４１】
このように、ＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００とを固定口４１１を介して接着することで、２つのＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂの相対的な位置決めを高精度に行った状態で接着することができる。これにより、２つのＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂの下端部の配線をそれぞれリード電極９０に接続した際に、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂとリード電極９０との位置ずれによる接続不良を防止することができる。ちなみに、ＣＯＦ基板４１０Ａの裏面の全面に接着剤４２０を塗布して、ＣＯＦ基板４１０Ａを板状部材４００に当接させた状態で、このＣＯＦ基板４１０Ａの位置決めを行おうとしても、接着剤４２０の粘性によってＣＯＦ基板４１０Ａを移動させるのが困難であり、高精度な位置決めを行うことができない。また、ＣＯＦ基板４１０Ａの裏面の全面を板状部材４００に接着剤４２０で接着すると、接着剤４２０を硬化させる時間が長くなり製造効率が低下してしまう。本実施形態では、ＣＯＦ基板４１０Ａを位置決めした状態で、固定口４１１が設けられた領域で、部分的にＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００とを接着剤４２０を介して接着するため、ＣＯＦ基板４１０Ａを高精度に位置決めした状態で位置ずれを生じさせることなく容易に接着することができる。また、ＣＯＦ基板４１０Ａは、固定口４１１のみで板状部材４００と接着されるため、接着領域が狭く、接着剤４２０を硬化させる時間を短くすることができる。これにより、接着剤４２０の硬化中にＣＯＦ基板４１０Ａの位置がずれてしまうのを防止して、位置決め精度が低下するのを防止することができると共に、製造効率を向上することができる。また、接着剤４２０として比較的に硬化時間の短い接着剤、例えば、紫外線硬化型接着剤や瞬間接着剤等を用いることで、さらに硬化時間を短くすることができ、位置決め精度を向上することができる。
【００４２】
また、固定口４１１をＣＯＦ基板４１０Ａのリード電極９０側に接続される下端部側に設けることで、特に位置決め精度が求められるＣＯＦ基板４１０Ａの下端部の位置決めを高精度に行うことができる。すなわち、ＣＯＦ基板４１０Ａの下端部側に設けられた３つの固定口４１１は、ＣＯＦ基板４１０Ａのリード電極９０に接続される領域の位置ずれを防止するためのものであり、リード電極９０に接続される領域に近接して設けるのが好ましく、また、リード電極９０の並設方向に亘って所定間隔で複数設けるのが好ましい。また、ＣＯＦ基板４１０Ａの上端部側に設けられた２つの固定口４１１は、ＣＯＦ基板４１０Ａの上端部側が板状部材４００から剥離するのを防止するためのものであるため、この固定口４１１の位置や数については特に限定されるものではない。
【００４３】
なお、上述した例では、ＣＯＦ基板４１０Ｂの裏面の全面を板状部材４００に接着するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、先に接着するＣＯＦ基板４１０Ｂにも固定口４１１を設け、この固定口４１１を介してＣＯＦ基板４１０Ｂと板状部材４００とを接着するようにしてもよい。すなわち、板状部材４００の両側面に固定口４１１が設けられたＣＯＦ基板４１０Ａを接着するようにしてもよい。このような場合、接着剤４２０の硬化時間を短縮して、製造効率を向上することができると共に、板状部材４００に１枚目のＣＯＦ基板４１０Ｂの取り付けを高精度に行うことができる。
【００４４】
なお、図３に示すように、板状部材４００の下端面とＣＯＦ基板４１０（ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂ）の下端部との間には、テフロン（登録商標）等で好適に形成し得る緩衝部材４３０が配設してある。また、ＣＯＦ基板４１０の下端部とリード電極９０とは、導電性粒子で電気的に接続されている。すなわち、板状部材４００を圧下することでその下端面を介してＣＯＦ基板４１０をリード電極９０側に押圧する。このことにより、導電性粒子を潰してＣＯＦ基板４１０とリード電極９０との所定の電気的な接続を行う。この際、緩衝部材４３０はＣＯＦ基板４１０に対する押圧力を均一化するように機能する。ここで、板状部材４００の下端面とＣＯＦ基板４１０の下端部、又は緩衝部材４３０と当接する板状部材４００の下端面を、前記導電性粒子の粒子径の５倍以内の面精度とするのが好ましい。このことにより、緩衝部材４３０の存在とも相俟ってＣＯＦ基板４１０の下端部を介して導電性粒子に作用させる押圧力を均一化することができ、導電性粒子を確実に潰して良好な電気的接続が確保されるからである。
【００４５】
また、板状部材４００は、インクジェット式記録ヘッドＩをその最高使用保証温度で使用した場合でも駆動回路２００の温度がそのジャンクション温度未満になるように放熱させ得る熱伝導率を有するものとするのが望ましい。このことにより最も過酷な負荷条件で駆動回路を動作させても十分な放熱効果を発揮させることで駆動回路の長期安定的な駆動に資することができる。このため、本実施形態における板状部材４００はＳＵＳを材料として形成してある。この場合には、駆動回路２００が発生する熱を板状部材４００が流路形成基板１０を介してその内部を流通するインクに吸収させることできる結果、駆動回路２００が発生する熱を有効に放熱させることができる。同様の作用・効果は、ＳＵＳ等の金属を材料としない場合でも流路形成基板１０の表面と駆動回路２００との距離を十分小さくすることによっても得ることができる。すなわち、駆動回路２００と流路形成基板１０の表面との距離を、インクジェット式記録ヘッドＩをその最高使用保証温度で使用した場合でも駆動回路２００の温度がそのジャンクション温度未満になるように放熱させ得る距離とすれば良い。
【００４６】
なお、このような板状部材４００としては、詳しくは後述する保持部材であるヘッドケース１１０と線膨張係数が同等の材料で形成するのが好ましく、例えば、ステンレス鋼やシリコンなどが挙げられる。
【００４７】
さらに、図３に示すように、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバー１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバー１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００４８】
さらに、コンプライアンス基板４０上には、保持部材であるヘッドケース１１０が設けられている。ヘッドケース１１０には、インク導入口４４に連通してカートリッジ等のインク貯留手段からのインクをリザーバー１００に供給するインク導入路１１１が設けられている。また、ヘッドケース１１０には、開口部４３に対向する領域に凹部１１２が形成され、開口部４３のたわみ変形が適宜行われるようになっている。さらに、ヘッドケース１１０には、保護基板３０に設けられた貫通孔３３と連通する配線部材保持孔１１３が設けられており、配線部材は、配線部材保持孔１１３内に挿通されてリード電極９０と接続されている。そして、ヘッドケース１１０の配線部材保持孔１１３に挿通された配線部材は、ヘッドケース１１０と接着剤１２０を介して接着されている。
【００４９】
なお、このようなヘッドケース１１０の材料としては、例えば、ステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。
【００５０】
ここで、ＣＯＦ基板４１０には、図４に示すように、ヘッドケース１１０の配線部材保持孔１１３の内面に相対向する領域に厚さ方向に貫通する保持口４１２が設けられている。そして、板状部材４００は、ＣＯＦ基板４１０に設けられた保持口４１２を介してヘッドケース１１０と接着剤１２０を介して接着されている。すなわち、配線部材の板状部材４００とヘッドケース１１０とは、保持口４１２内に設けられた接着剤１２０を介して直接接着されている。なお、本実施形態では、保持口４１２を配線部材保持孔１１３のＣＯＦ基板４１０の下端部側のリード電極９０の並設方向の中央部に１つ設けるようにした。また、本実施形態では、固定口４１１を保持口４１２と同じ高さに設け、リード電極９０の並設方向両端部側の固定口４１１が、保持口４１２として機能するようにした。すなわち、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０とを接着する接着剤４２０と、ヘッドケース１１０とを接着剤１２０を介して接着することで、固定口４１１の領域においても、板状部材４００とヘッドケース１１０とが２つの接着剤４２０、１２０を介して直接接着されていることになる。
【００５１】
また、板状部材４００とヘッドケース１１０とを接着する接着剤１２０は、保持口４１２の周縁部において、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０との間に充填されるため、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０とを接着する接着剤としても機能する。すなわち、保持口４１２は、上述したＣＯＦ基板４１０Ａを板状部材４００に接着する際には利用されないものの、ヘッドケース１１０と板状部材４００とを接着する際に、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０Ａとを接着するための固定口４１１としても機能する。
【００５２】
このように、板状部材４００とヘッドケース１１０とをＣＯＦ基板４１０を介さずに直接接着することで、ヘッドケース１１０に板状部材４００を確実に保持させることができる。すなわち、ヘッドケース１１０と板状部材４００との剛体同士を接着することで、ＣＯＦ基板４１０とリード電極９０とが確実に接続された状態を保持させることができ、ＣＯＦ基板４１０とリード電極９０との接続が剥がれて断線する等の不具合を防止することができる。また、ヘッドケース１１０と板状部材４００とを線膨張係数の同等な材料、本実施形態では、ステンレス鋼で形成することで、インクジェット式記録ヘッドＩが熱により膨張・収縮した際に、ヘッドケース１１０と板状部材４００との線膨張係数の違いによる反りや破壊を防止することができる。ちなみに、ヘッドケース１１０と板状部材４００とを、線膨張係数が違う材料を用いると、板状部材４００が流路形成基板１０を押圧してしまい、流路形成基板１０にクラックが発生する虞がある。さらには、ヘッドケース１１０と板状部材４００とは、これらの部材が固定される保護基板３０とも略同一の線膨張係数である材料がより望ましい。
【００５３】
なお、本実施形態では、ヘッドケース１１０と板状部材４００とをＣＯＦ基板４１０の保持口４１２が設けられた領域（固定口４１１が設けられた領域も含む）で接着剤１２０を介して接着するようにしたが、さらに、ＣＯＦ基板４１０とヘッドケース１１０とを接着するようにしてもよく、また、配線部材と保護基板３０の貫通孔３３及び配線部材保持孔１１３内との空間をモールド材によってモールドするようにしてもよい。また、配線部材と保護基板３０及びヘッドケース１１０との間の空間を、低粘度の固化しない放熱材料からなるジェルを充填することで、さらに駆動回路２００や板状部材４００の放熱性を高めることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂの駆動回路２００を、ヘッドケース１１０の外側に配置するようにした。すなわち、ヘッドケース１１０と板状部材４００とは、駆動回路２００よりも図中下側で接着剤１２０を介して接着されている。このように、ヘッドケース１１０の外に駆動回路２００を配置することで、駆動回路２００自身の放熱を促進することができる。
【００５５】
以上、説明したインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部のインク貯留手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバー１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路２００からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００５６】
さらに、本実施形態によれば、駆動回路２００を実装したＣＯＦ基板４１０を介して駆動回路２００と圧電素子３００のリード電極９０とを接続しているので、ワイヤーボンディング法によるよりも製造が容易になる。また、ＣＯＦ基板４１０はその下端部がリード電極９０に接続されるとともにほぼ垂直に立ち上げられているので、大型化することなく小型化することができる。また、ＣＯＦ基板４１０を直接リード電極９０に接続しているので、圧電素子３００を高密度に配設してもリード電極９０とＣＯＦ基板４１０との接続不良が発生することなく、高密度化を容易に達成できる。さらに、駆動回路２００は板状部材４００の側面側にＣＯＦ基板４１０を介して接着されているので、駆動回路２００が発生する熱を良好に放熱することができる。
【００５７】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の基本的構造は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、板状部材４００の両側面にそれぞれＣＯＦ基板４１０（４１０Ａ、４１０Ｂ）を設けるようにしたが、各側面に２つ以上のＣＯＦ基板４１０を設けるようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態１では、板状部材４００の両側面にそれぞれ１枚ずつＣＯＦ基板４１０（４１０Ａ、４１０Ｂ）を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、板状部材４００の片側の側面のみにプリント基板４１０を設けるようにしてもよく、また、両側面のプリント基板４１０として連続した１枚のプリント基板を用いるようにしてもよい。ただし、上述した実施形態１のように、板状部材４００の両側面にそれぞれ１枚ずつ、合計２枚のＣＯＦ基板４１０（４１０Ａ、４１０Ｂ）を設けた場合には、位置決めが困難になるため、ＣＯＦ基板４１０Ａの固定口４１１を用いて接着剤で固定することで、位置決めを容易に且つ高精度に行うことができるという効果をより確実に得ることができる。
【００５９】
また、上述した実施形態１では、各固定口４１１を独立した開口としたが、特にこれに限定されず、例えば、固定口４１１をＣＯＦ基板４１０のリード電極９０の並設方向の両側面に切り欠き部として設けるようにしてもよい。
【００６０】
さらに、上述した実施形態１では、ＣＯＦ基板４１０のリード電極９０の並設方向両端部側の固定口４１１を介して板状部材４００とヘッドケース１１０とを直接接着するようにしたが、特にこれに限定されず、ＣＯＦ基板４１０の両端部側に固定口４１１とは別の保持口４１２をさらに設けるようにしてもよい。また、保持口として、例えば、ＣＯＦ基板４１０のリード電極９０の並設方向の両側面に切り欠き部として設けるようにしてもよい。もちろん、ＣＯＦ基板４１０をその外周部で板状部材４００と接着するようにしてもよい。
【００６１】
さらに、上述した実施形態１では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたものであるが、この場合の列数には特別な制限はない。一列であっても、３列以上であっても構わない。複数列の場合には少なくとも２列一組を相対向させて設ければよい。
【００６２】
また、上述した実施形態１では、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０Ａ及び４１０Ｂとを接着剤４２０を介して接着するようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、板状部材４００に、両面テープによってＣＯＦ基板４１０Ａ及びＣＯＦ基板４１０Ｂの何れか一方又は両方を接合してもよい。ここで、ＣＯＦ基板４１０Ａ及び４１０Ｂを両面テープで板状部材４００に貼付する際には、ＣＯＦ基板４１０Ａ及び４１０Ｂのリード電極９０と接続される端部の屈曲角度を９０度よりも大きくすればよい。これにより、板状部材４００の両面に両面テープを予め貼付しておいても、ＣＯＦ基板４１０Ａ及び４１０Ｂをアライメントする前にＣＯＦ基板４１０Ａ及び４１０Ｂが両面テープによって板状部材４００に接合されることがない。したがって、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂとを両面テープで接合する場合であっても、ＣＯＦ基板４１０ＡとＣＯＦ基板４１０Ｂとのアライメントを行うことができる。なお、ＣＯＦ基板４１０ＡとＣＯＦ基板４１０Ｂとのアライメントを行った後に、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂを板状部材４００側に押圧することで、ＣＯＦ基板４１０ＡとＣＯＦ基板４１０Ｂとの位置ずれが生じることなく、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂと板状部材４００とを両面テープで接合することができる。
【００６３】
また、上述した実施形態１の板状部材４００が導電性材料で形成されている場合には、板状部材４００を接地するようにしてもよい。このように板状部材４００を接地することで、駆動回路２００等から発生するノイズをシールドすることができ、ノイズによる駆動信号等への阻害を抑制できる。また、板状部材４００を接地することで、インクジェット式記録ヘッドＩの移動時に浮きメタルによるノイズの発生を低減することができる。
【００６４】
さらに、板状部材４００及びヘッドケース１１０が導電性材料で形成されている場合には、ヘッドケース１１０と板状部材４００とを接着する接着剤１２０として、導電性接着剤を用いることで、両者を導通することができる。そして、板状部材４００とヘッドケース１１０とを導通することで、何れか一方を接地すれば、両方の接地を行うことができ、接地のための配線や接地する工程を低減することができる。また、板状部材４００とヘッドケース１１０とを接地することで、駆動回路２００等が発生するノイズをシールドすることができる。また、板状部材４００とヘッドケース１１０とを接地することで、浮きメタルによるノイズの発生を低減できる。なお、ここで言う浮きメタルとは、インクジェット式記録ヘッドＩを構成する導電性を有する部材のうち、接地されていないものを言う。また、ヘッドケース１１０及び板状部材４００の接地は、例えば、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂのグランド配線を介して行うようにしてもよい。
【００６５】
また、上述した実施形態１では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生素子として、薄膜型の圧電素子３００を有するアクチュエーター装置を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のアクチュエーター装置や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のアクチュエーター装置などを使用することができる。また、圧力発生素子として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
【００６６】
なお、上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図７は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図示するように、上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００６７】
そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００６８】
なお、上記実施の形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの側面図及び断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す斜視断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す斜視断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
Ｉ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ 連通部、 １４ インク供給路、 １５ 連通路、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板、 ３２ 圧電素子保持部、 ３３ 貫通孔、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 １００ リザーバー、 １１０ ヘッドケース（保持部材）、 １１３ 配線部材保持孔、 １２０ 接着剤、 ２００ 駆動回路、 ３００ 圧電素子（圧力発生素子）、 ４００ 板状部材（支持部材）、 ４１０、４１０Ａ、４１０Ｂ ＣＯＦ基板（配線基板）、 ４２０ 接着剤、 ４３０ 緩衝部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出する液体噴射ヘッドの代表例としては、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。このインクジェット式記録ヘッドとしては、例えばノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接合されて圧電素子を保持するための圧電素子保持部を有する保護基板とを具備したものが知られている。ここで、保護基板上には、圧電素子を駆動するための駆動回路であるＩＣが載置されている。また、駆動回路と圧電素子とは、圧電素子の一方の電極から引き出されたリード電極を介して導電性ワイヤーからなる接続配線によりワイヤーボンディング法により接続されている。
【０００３】
保護基板は、相対向する２列の圧力発生室に対応させて配設した２列の圧電素子を保護するものもあり、この種の保護基板にはその中央部に前記接続配線が挿通される貫通孔が形成してある。かかるインクジェット式記録ヘッドでは、前記貫通孔部分で前記リード電極と接続配線とを接続している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４８８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術においてはワイヤーボンディング法により駆動回路と圧電素子とを接続しているので、コストの高騰を招来するとともに、高密度化が困難であるという問題を有している。また、駆動回路は保護基板に平面的に配設しているので、圧電素子を含むアクチュエーター部分の面積の増大を生起する結果、この点でもコストの高騰を招来している。
【０００６】
なお、このような問題はインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、コストの低減を図ると共に、高密度化を容易に達成し得る液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、前記圧力発生室に液体を噴射するための圧力を付与するように形成された圧力発生素子と、前記圧力発生素子に接続されたリード電極と、保持部材と、支持部材と、前記リード電極に接続されると共に前記支持部材に設けられた可撓性の配線基板とを具備し、前記支持部材と前記保持部材とが接着剤を介して接着されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、ボンディングワイヤー等を用いずに配線基板と圧電素子のリード電極とを接続しているので、容易に製造コストの低減を図ることができる。また、配線基板はその下端部がリード電極に接続されると共に支持部材に接着されているので、高密度化も容易に達成することができる。さらに、配線基板に駆動回路を設けることで、駆動回路は支持部材に配線基板を介して接着されるので、駆動回路が発生する熱を良好に放熱することができ、その安定的な動作に資することができる。さらに、保持部材と支持部材とを接着することで、剛体同士を接着することになり、保持部材が支持部材及び配線基板を確実に保持して、配線基板とリード電極との接続不良が生じるのを防止することができる。
【０００９】
ここで、前記支持部材が導電性材料からなると共に、当該支持部材が接地されることが好ましい。これによれば、支持部材が接地されることで、配線基板のノイズ、特に配線基板に駆動回路が設けられた際の駆動回路のノイズ等を抑制することができる。また、接地されていない導電部材が移動することによって発生するノイズを低減して、圧力発生素子を駆動する駆動信号等に悪影響を与えるのを抑制できる。
【００１０】
また、前記支持部材及び前記保持部材が導電性材料からなると共に、前記支持部材と前記保持部材とを接着する前記接着剤が導電性接着剤からなり、前記支持部材と前記保持部材とが、前記導電性接着剤を介して導通していることが好ましい。これによれば、支持部材と保持部材とを容易に導通させることができる。また、支持部材及び保持部材の何れか一方を接地すれば、両方の接地を行うことができ、配線基板のノイズ、特に配線基板に駆動回路が設けられた際の駆動回路のノイズ等を抑制することができる。また、接地されていない導電部材が移動することによって発生するノイズを低減して、圧力発生素子を駆動する駆動信号等に悪影響を与えるのを抑制できる。
【００１１】
また、前記支持部材と前記保護基板とが線膨張係数が同等の材料からなることが好ましい。これによれば、熱による膨張・収縮が生じた際に、線膨張係数の違いによる反りや、流路形成基板を押圧してクラック等が発生するなどの破壊を確実に防止することができる。
【００１２】
また、前記配線基板には、厚さ方向に貫通する保持口が設けられ、前記支持部材と前記保持部材とが前記保持口を介して前記接着剤により接着されていることが好ましい。これによれば、保持部材と支持部材とを配線基板の保持口を介して容易に接着することができる。
【００１３】
また、前記支持部材と前記保持部材とは、複数の位置で接着されていてもよい。支持部材と保持部材とを複数の位置で接着することで、保持部材によってより確実に支持部材を保持させることができる。
【００１４】
また、前記保持部材には、厚さ方向に貫通して前記支持部材及び前記配線基板が挿通される配線部材保持孔が設けられており、前記配線部材保持孔の内面と前記支持部材とが接着剤を介して接着されていることが好ましい。これによれば、保持部材によって支持部材を確実に保持させることができる。
【００１５】
また、前記圧力発生素子が並設された列が列設されていると共に、当該圧力発生室の複数列が相対向して形成されており、前記支持部材は、前記並設方向に配設され、前記配線基板は、前記支持部材の両側面でそれぞれ接着されていることが好ましい。これによれば、前記圧力発生素子が複数列であっても、前述の如き高密度化を図るとともに製造コストの低減化も実現し得る。
【００１６】
また、前記配線基板の下端部と前記リード電極とは、導電性粒子で電気的に接続されていることが好ましい。これによれば、導電性粒子を上方から押圧して潰すだけで所定の電気的な接続を容易に図ることができる。
【００１７】
また、前記支持部材の下端面には、緩衝部材が設けられていることが好ましい。これによれば、導電性粒子を均等に押圧することができ、各リード端子に対応する多数の導電性粒子を均等に潰すことができる。
【００１８】
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、液体噴射装置として、上述の如き個別の作用・効果を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図２は図１の平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ′断面図であり、図４は図１の側面図及びそのＢ−Ｂ′断面図である。
【００２０】
図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。なお、流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板以外の材料、例えば、金属板やセラミック板などであってもよい。
【００２１】
流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設された列が２列設けられている。また、各列の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４及び連通路１５を介して連通されている。連通部１３は、後述する保護基板３０のリザーバー部３１と連通して圧力発生室１２の列毎に共通のインク室となるリザーバー１００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路１４を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。さらに、各連通路１５は、圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁１１を連通部１３側に延設してインク供給路１４と連通部１３との間の空間を区画することで形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２の幅方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の幅方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。
【００２２】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。本実施形態では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたため、１つのインクジェット式記録ヘッドＩには、ノズル開口２１の並設されたノズル列が２列設けられている。なお、ノズルプレート２０は、例えばガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００２３】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、下電極膜６０と、圧電体層７０と、上電極膜８０とが積層形成されて、本実施形態の圧力発生素子である圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエーター装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００２４】
また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、絶縁体膜５５上まで延設された例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。リード電極９０は、一端部が上電極膜８０に接続されていると共に、他端部側が圧電素子３００が並設された列と列との間に延設されている。
【００２５】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、下電極膜６０、弾性膜５０及びリード電極９０上には、リザーバー１００の少なくとも一部を構成するリザーバー部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバー部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成している。なお、本実施形態では、流路形成基板１０にリザーバー１００となる連通部１３を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバー部３１のみをリザーバーとしてもよい。また、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバーと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。
【００２６】
また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する保持部である圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。なお、本実施形態では、圧電素子３００が並設された列が２列設けられているため、圧電素子保持部３２を圧電素子３００の並設された各列に対応してそれぞれ設けるようにした。すなわち、保護基板３０には、圧電素子保持部３２が並設された圧電素子３００の列が並ぶ列設方向に２つ設けられている。
【００２７】
このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２８】
また、保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。貫通孔３３は、本実施形態では、２つの圧電素子保持部３２の間に設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。
【００２９】
可撓性のある配線基板の一種として、プリント基板であるＣＯＦ基板４１０を用いており、圧電素子３００を駆動するための駆動回路２００は、ＣＯＦ基板４１０に実装してある。ここで、ＣＯＦ基板４１０は、下端部がリード電極９０に接続されるとともにほぼ垂直に立ち上げられて支持部材である板状部材４００の側面に接着されている。すなわち、本実施形態の支持部材である板状部材４００は両側面が垂直面となっている直方体である。本実施形態では、これら板状部材４００、ＣＯＦ基板４１０及び駆動回路２００で配線基板が構成されている。
【００３０】
さらに詳言すると、本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩでは、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたため、圧電素子３００が圧力発生室１２の幅方向（圧電素子３００の幅方向）に並設された列が２列設けられている。すなわち、圧力発生室１２、圧電素子３００及びリード電極９０の２列が相対向して設けられたものである。そして、下部が貫通孔３３に挿入されている板状部材４００の両側面には、それぞれＣＯＦ基板４１０が接着されており、各ＣＯＦ基板４１０は、それぞれの下端部が圧電素子３００の各列のリード電極９０の端部に接続されるとともにほぼ垂直に立ち上げられている。本実施形態では、板状部材４００の側面のそれぞれに１枚のＣＯＦ基板４１０を設けることで、１つの板状部材４００に合計２枚のＣＯＦ基板４１０が設けられている。
【００３１】
なお、可撓性のプリント基板であるＣＯＦ基板４１０は、単体で起立させようとしても撓んでしまうため、ＣＯＦ基板４１０を支えとなる剛性部材である板状部材４００に接合することで、ＣＯＦ基板４１０の撓みを抑えて起立させることができるものである。
【００３２】
そして、本実施形態では、直方体状の板状部材４００を用いているが、配線基板が起立するように支えることができれば、格子状や筏状など様々な形状の支持部材を用いてもよい。
【００３３】
ここで、板状部材４００の一方の側面に設けられたＣＯＦ基板４１０Ａには、図４に示すように、板状部材４００の側面の下端部側（リード電極９０に接続される側）に相対向する領域に、リード電極９０の並設方向に向かって所定の間隔で複数の固定口４１１が設けられている。本実施形態では、ＣＯＦ基板４１０の下端部側にリード電極９０の並設方向に等間隔となるように３つの固定口４１１と、上端部側に２つの固定口４１１とを設けるようにした。
【００３４】
そして、板状部材４００と、板状部材４００の一方の側面に設けられたＣＯＦ基板４１０Ａとは、固定口４１１内に設けられた接着剤４２０を介して接着されている。本実施形態では、接着剤４２０は、固定口４１１内に充填されて固定口４１１の開口を覆うように設けられていると共に、固定口４１１の周縁部でＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００との間に充填されている。なお、ＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００とは、固定口４１１に設けられた接着剤４２０以外では接着されていない。また、本実施形態では、板状部材４００の他方の側面に設けられたＣＯＦ基板４１０Ｂは、その裏面の全面が接着剤４２０によって板状部材４００に接着されている。
【００３５】
このようなＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００とを接着する接着剤４２０は、比較的に硬化時間の短い接着剤、例えば、紫外線硬化型接着剤や瞬間接着剤等を用いるのが好ましい。
【００３６】
ここで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法、特に、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０との接着方法について説明する。なお、図５〜図６は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す斜視断面図である。
【００３７】
まず、図５（ａ）に示すように、板状部材４００の側面の一方側に、ＣＯＦ基板４１０Ｂを接着する。板状部材４００とＣＯＦ基板４１０Ｂとの接着方法は、特に限定されず、本実施形態では、ＣＯＦ基板４１０Ｂの裏面の全面を板状部材４００に接着剤４２０で接着するようにした。
【００３８】
次に、図５（ｂ）に示すように、板状部材４００の側面のＣＯＦ基板４１０Ｂが接着された面とは反対側の他方側が、鉛直方向上側となるように板状部材４００を傾け、この板状部材４００の鉛直方向上側となる側面にＣＯＦ基板４１０Ａを載置する。このとき、板状部材４００上に載置されたＣＯＦ基板４１０Ａは、その自重により板状部材４００上に保持される。また、板状部材４００の他方面に設けられたＣＯＦ基板４１０Ｂは、板状部材４００と接着されているため落下することがない。なお、ＣＯＦ基板４１０Ａは、リード電極９０と接続される下端部が予め屈曲されたものを用いている。これは、ＣＯＦ基板４１０Ａを板状部材４００に接着した後にＣＯＦ基板４１０Ａの下端部を板状部材４００に沿って屈曲すると、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂ同士の位置決めが困難であると共に、屈曲によってＣＯＦ基板４１０Ａの位置がずれてしまう可能性が高いからである。
【００３９】
そして、ＣＯＦ基板４１０Ａの位置決めを行う。具体的には、先に板状部材４００に接着されたＣＯＦ基板４１０Ｂに対して、ＣＯＦ基板４１０Ａをリード電極９０の並設方向となる方向に移動して、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂの相対的な位置決めを行う。これにより、先に接着された一方のＣＯＦ基板４１０Ｂのリード電極９０に接続される配線と、他方のＣＯＦ基板４１０Ａのリード電極９０に接続される配線とのそれぞれの並設方向の位置決めを行うことができる。
【００４０】
次に、図６に示すように、ＣＯＦ基板４１０Ａを位置決めした状態で、ＣＯＦ基板４１０Ａの固定口４１１に表面側から接着剤４２０を塗布することで、固定口４１１の内部と、固定口４１１の周縁部でＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００との間とに接着剤４２０を充填し、この接着剤４２０を硬化させることでＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００とを接着する。
【００４１】
このように、ＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００とを固定口４１１を介して接着することで、２つのＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂの相対的な位置決めを高精度に行った状態で接着することができる。これにより、２つのＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂの下端部の配線をそれぞれリード電極９０に接続した際に、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂとリード電極９０との位置ずれによる接続不良を防止することができる。ちなみに、ＣＯＦ基板４１０Ａの裏面の全面に接着剤４２０を塗布して、ＣＯＦ基板４１０Ａを板状部材４００に当接させた状態で、このＣＯＦ基板４１０Ａの位置決めを行おうとしても、接着剤４２０の粘性によってＣＯＦ基板４１０Ａを移動させるのが困難であり、高精度な位置決めを行うことができない。また、ＣＯＦ基板４１０Ａの裏面の全面を板状部材４００に接着剤４２０で接着すると、接着剤４２０を硬化させる時間が長くなり製造効率が低下してしまう。本実施形態では、ＣＯＦ基板４１０Ａを位置決めした状態で、固定口４１１が設けられた領域で、部分的にＣＯＦ基板４１０Ａと板状部材４００とを接着剤４２０を介して接着するため、ＣＯＦ基板４１０Ａを高精度に位置決めした状態で位置ずれを生じさせることなく容易に接着することができる。また、ＣＯＦ基板４１０Ａは、固定口４１１のみで板状部材４００と接着されるため、接着領域が狭く、接着剤４２０を硬化させる時間を短くすることができる。これにより、接着剤４２０の硬化中にＣＯＦ基板４１０Ａの位置がずれてしまうのを防止して、位置決め精度が低下するのを防止することができると共に、製造効率を向上することができる。また、接着剤４２０として比較的に硬化時間の短い接着剤、例えば、紫外線硬化型接着剤や瞬間接着剤等を用いることで、さらに硬化時間を短くすることができ、位置決め精度を向上することができる。
【００４２】
また、固定口４１１をＣＯＦ基板４１０Ａのリード電極９０側に接続される下端部側に設けることで、特に位置決め精度が求められるＣＯＦ基板４１０Ａの下端部の位置決めを高精度に行うことができる。すなわち、ＣＯＦ基板４１０Ａの下端部側に設けられた３つの固定口４１１は、ＣＯＦ基板４１０Ａのリード電極９０に接続される領域の位置ずれを防止するためのものであり、リード電極９０に接続される領域に近接して設けるのが好ましく、また、リード電極９０の並設方向に亘って所定間隔で複数設けるのが好ましい。また、ＣＯＦ基板４１０Ａの上端部側に設けられた２つの固定口４１１は、ＣＯＦ基板４１０Ａの上端部側が板状部材４００から剥離するのを防止するためのものであるため、この固定口４１１の位置や数については特に限定されるものではない。
【００４３】
なお、上述した例では、ＣＯＦ基板４１０Ｂの裏面の全面を板状部材４００に接着するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、先に接着するＣＯＦ基板４１０Ｂにも固定口４１１を設け、この固定口４１１を介してＣＯＦ基板４１０Ｂと板状部材４００とを接着するようにしてもよい。すなわち、板状部材４００の両側面に固定口４１１が設けられたＣＯＦ基板４１０Ａを接着するようにしてもよい。このような場合、接着剤４２０の硬化時間を短縮して、製造効率を向上することができると共に、板状部材４００に１枚目のＣＯＦ基板４１０Ｂの取り付けを高精度に行うことができる。
【００４４】
なお、図３に示すように、板状部材４００の下端面とＣＯＦ基板４１０（ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂ）の下端部との間には、テフロン（登録商標）等で好適に形成し得る緩衝部材４３０が配設してある。また、ＣＯＦ基板４１０の下端部とリード電極９０とは、導電性粒子で電気的に接続されている。すなわち、板状部材４００を圧下することでその下端面を介してＣＯＦ基板４１０をリード電極９０側に押圧する。このことにより、導電性粒子を潰してＣＯＦ基板４１０とリード電極９０との所定の電気的な接続を行う。この際、緩衝部材４３０はＣＯＦ基板４１０に対する押圧力を均一化するように機能する。ここで、板状部材４００の下端面とＣＯＦ基板４１０の下端部、又は緩衝部材４３０と当接する板状部材４００の下端面を、前記導電性粒子の粒子径の５倍以内の面精度とするのが好ましい。このことにより、緩衝部材４３０の存在とも相俟ってＣＯＦ基板４１０の下端部を介して導電性粒子に作用させる押圧力を均一化することができ、導電性粒子を確実に潰して良好な電気的接続が確保されるからである。
【００４５】
また、板状部材４００は、インクジェット式記録ヘッドＩをその最高使用保証温度で使用した場合でも駆動回路２００の温度がそのジャンクション温度未満になるように放熱させ得る熱伝導率を有するものとするのが望ましい。このことにより最も過酷な負荷条件で駆動回路を動作させても十分な放熱効果を発揮させることで駆動回路の長期安定的な駆動に資することができる。このため、本実施形態における板状部材４００はＳＵＳを材料として形成してある。この場合には、駆動回路２００が発生する熱を板状部材４００が流路形成基板１０を介してその内部を流通するインクに吸収させることできる結果、駆動回路２００が発生する熱を有効に放熱させることができる。同様の作用・効果は、ＳＵＳ等の金属を材料としない場合でも流路形成基板１０の表面と駆動回路２００との距離を十分小さくすることによっても得ることができる。すなわち、駆動回路２００と流路形成基板１０の表面との距離を、インクジェット式記録ヘッドＩをその最高使用保証温度で使用した場合でも駆動回路２００の温度がそのジャンクション温度未満になるように放熱させ得る距離とすれば良い。
【００４６】
なお、このような板状部材４００としては、詳しくは後述する保持部材であるヘッドケース１１０と線膨張係数が同等の材料で形成するのが好ましく、例えば、ステンレス鋼やシリコンなどが挙げられる。
【００４７】
さらに、図３に示すように、保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバー１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバー１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００４８】
さらに、コンプライアンス基板４０上には、保持部材であるヘッドケース１１０が設けられている。ヘッドケース１１０には、インク導入口４４に連通してカートリッジ等のインク貯留手段からのインクをリザーバー１００に供給するインク導入路１１１が設けられている。また、ヘッドケース１１０には、開口部４３に対向する領域に凹部１１２が形成され、開口部４３のたわみ変形が適宜行われるようになっている。さらに、ヘッドケース１１０には、保護基板３０に設けられた貫通孔３３と連通する配線部材保持孔１１３が設けられており、配線部材は、配線部材保持孔１１３内に挿通されてリード電極９０と接続されている。そして、ヘッドケース１１０の配線部材保持孔１１３に挿通された配線部材は、ヘッドケース１１０と接着剤１２０を介して接着されている。
【００４９】
なお、このようなヘッドケース１１０の材料としては、例えば、ステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。
【００５０】
ここで、ＣＯＦ基板４１０には、図４に示すように、ヘッドケース１１０の配線部材保持孔１１３の内面に相対向する領域に厚さ方向に貫通する保持口４１２が設けられている。そして、板状部材４００は、ＣＯＦ基板４１０に設けられた保持口４１２を介してヘッドケース１１０と接着剤１２０を介して接着されている。すなわち、配線部材の板状部材４００とヘッドケース１１０とは、保持口４１２内に設けられた接着剤１２０を介して直接接着されている。なお、本実施形態では、保持口４１２を配線部材保持孔１１３のＣＯＦ基板４１０の下端部側のリード電極９０の並設方向の中央部に１つ設けるようにした。また、本実施形態では、固定口４１１を保持口４１２と同じ高さに設け、リード電極９０の並設方向両端部側の固定口４１１が、保持口４１２として機能するようにした。すなわち、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０とを接着する接着剤４２０と、ヘッドケース１１０とを接着剤１２０を介して接着することで、固定口４１１の領域においても、板状部材４００とヘッドケース１１０とが２つの接着剤４２０、１２０を介して直接接着されていることになる。
【００５１】
また、板状部材４００とヘッドケース１１０とを接着する接着剤１２０は、保持口４１２の周縁部において、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０との間に充填されるため、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０とを接着する接着剤としても機能する。すなわち、保持口４１２は、上述したＣＯＦ基板４１０Ａを板状部材４００に接着する際には利用されないものの、ヘッドケース１１０と板状部材４００とを接着する際に、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０Ａとを接着するための固定口４１１としても機能する。
【００５２】
このように、板状部材４００とヘッドケース１１０とをＣＯＦ基板４１０を介さずに直接接着することで、ヘッドケース１１０に板状部材４００を確実に保持させることができる。すなわち、ヘッドケース１１０と板状部材４００との剛体同士を接着することで、ＣＯＦ基板４１０とリード電極９０とが確実に接続された状態を保持させることができ、ＣＯＦ基板４１０とリード電極９０との接続が剥がれて断線する等の不具合を防止することができる。また、ヘッドケース１１０と板状部材４００とを線膨張係数の同等な材料、本実施形態では、ステンレス鋼で形成することで、インクジェット式記録ヘッドＩが熱により膨張・収縮した際に、ヘッドケース１１０と板状部材４００との線膨張係数の違いによる反りや破壊を防止することができる。ちなみに、ヘッドケース１１０と板状部材４００とを、線膨張係数が違う材料を用いると、板状部材４００が流路形成基板１０を押圧してしまい、流路形成基板１０にクラックが発生する虞がある。さらには、ヘッドケース１１０と板状部材４００とは、これらの部材が固定される保護基板３０とも略同一の線膨張係数である材料がより望ましい。
【００５３】
なお、本実施形態では、ヘッドケース１１０と板状部材４００とをＣＯＦ基板４１０の保持口４１２が設けられた領域（固定口４１１が設けられた領域も含む）で接着剤１２０を介して接着するようにしたが、さらに、ＣＯＦ基板４１０とヘッドケース１１０とを接着するようにしてもよく、また、配線部材と保護基板３０の貫通孔３３及び配線部材保持孔１１３内との空間をモールド材によってモールドするようにしてもよい。また、配線部材と保護基板３０及びヘッドケース１１０との間の空間を、低粘度の固化しない放熱材料からなるジェルを充填することで、さらに駆動回路２００や板状部材４００の放熱性を高めることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂの駆動回路２００を、ヘッドケース１１０の外側に配置するようにした。すなわち、ヘッドケース１１０と板状部材４００とは、駆動回路２００よりも図中下側で接着剤１２０を介して接着されている。このように、ヘッドケース１１０の外に駆動回路２００を配置することで、駆動回路２００自身の放熱を促進することができる。
【００５５】
以上、説明したインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部のインク貯留手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバー１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路２００からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００５６】
さらに、本実施形態によれば、駆動回路２００を実装したＣＯＦ基板４１０を介して駆動回路２００と圧電素子３００のリード電極９０とを接続しているので、ワイヤーボンディング法によるよりも製造が容易になる。また、ＣＯＦ基板４１０はその下端部がリード電極９０に接続されるとともにほぼ垂直に立ち上げられているので、大型化することなく小型化することができる。また、ＣＯＦ基板４１０を直接リード電極９０に接続しているので、圧電素子３００を高密度に配設してもリード電極９０とＣＯＦ基板４１０との接続不良が発生することなく、高密度化を容易に達成できる。さらに、駆動回路２００は板状部材４００の側面側にＣＯＦ基板４１０を介して接着されているので、駆動回路２００が発生する熱を良好に放熱することができる。
【００５７】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明の基本的構造は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、板状部材４００の両側面にそれぞれＣＯＦ基板４１０（４１０Ａ、４１０Ｂ）を設けるようにしたが、各側面に２つ以上のＣＯＦ基板４１０を設けるようにしてもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態１では、板状部材４００の両側面にそれぞれ１枚ずつＣＯＦ基板４１０（４１０Ａ、４１０Ｂ）を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、板状部材４００の片側の側面のみにプリント基板４１０を設けるようにしてもよく、また、両側面のプリント基板４１０として連続した１枚のプリント基板を用いるようにしてもよい。ただし、上述した実施形態１のように、板状部材４００の両側面にそれぞれ１枚ずつ、合計２枚のＣＯＦ基板４１０（４１０Ａ、４１０Ｂ）を設けた場合には、位置決めが困難になるため、ＣＯＦ基板４１０Ａの固定口４１１を用いて接着剤で固定することで、位置決めを容易に且つ高精度に行うことができるという効果をより確実に得ることができる。
【００５９】
また、上述した実施形態１では、各固定口４１１を独立した開口としたが、特にこれに限定されず、例えば、固定口４１１をＣＯＦ基板４１０のリード電極９０の並設方向の両側面に切り欠き部として設けるようにしてもよい。
【００６０】
さらに、上述した実施形態１では、ＣＯＦ基板４１０のリード電極９０の並設方向両端部側の固定口４１１を介して板状部材４００とヘッドケース１１０とを直接接着するようにしたが、特にこれに限定されず、ＣＯＦ基板４１０の両端部側に固定口４１１とは別の保持口４１２をさらに設けるようにしてもよい。また、保持口として、例えば、ＣＯＦ基板４１０のリード電極９０の並設方向の両側面に切り欠き部として設けるようにしてもよい。もちろん、ＣＯＦ基板４１０をその外周部で板状部材４００と接着するようにしてもよい。
【００６１】
さらに、上述した実施形態１では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を２列設けたものであるが、この場合の列数には特別な制限はない。一列であっても、３列以上であっても構わない。複数列の場合には少なくとも２列一組を相対向させて設ければよい。
【００６２】
また、上述した実施形態１では、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０Ａ及び４１０Ｂとを接着剤４２０を介して接着するようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、板状部材４００に、両面テープによってＣＯＦ基板４１０Ａ及びＣＯＦ基板４１０Ｂの何れか一方又は両方を接合してもよい。ここで、ＣＯＦ基板４１０Ａ及び４１０Ｂを両面テープで板状部材４００に貼付する際には、ＣＯＦ基板４１０Ａ及び４１０Ｂのリード電極９０と接続される端部の屈曲角度を９０度よりも大きくすればよい。これにより、板状部材４００の両面に両面テープを予め貼付しておいても、ＣＯＦ基板４１０Ａ及び４１０Ｂをアライメントする前にＣＯＦ基板４１０Ａ及び４１０Ｂが両面テープによって板状部材４００に接合されることがない。したがって、板状部材４００とＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂとを両面テープで接合する場合であっても、ＣＯＦ基板４１０ＡとＣＯＦ基板４１０Ｂとのアライメントを行うことができる。なお、ＣＯＦ基板４１０ＡとＣＯＦ基板４１０Ｂとのアライメントを行った後に、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂを板状部材４００側に押圧することで、ＣＯＦ基板４１０ＡとＣＯＦ基板４１０Ｂとの位置ずれが生じることなく、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂと板状部材４００とを両面テープで接合することができる。
【００６３】
また、上述した実施形態１の板状部材４００が導電性材料で形成されている場合には、板状部材４００を接地するようにしてもよい。このように板状部材４００を接地することで、駆動回路２００等から発生するノイズをシールドすることができ、ノイズによる駆動信号等への阻害を抑制できる。また、板状部材４００を接地することで、インクジェット式記録ヘッドＩの移動時に浮きメタルによるノイズの発生を低減することができる。
【００６４】
さらに、板状部材４００及びヘッドケース１１０が導電性材料で形成されている場合には、ヘッドケース１１０と板状部材４００とを接着する接着剤１２０として、導電性接着剤を用いることで、両者を導通することができる。そして、板状部材４００とヘッドケース１１０とを導通することで、何れか一方を接地すれば、両方の接地を行うことができ、接地のための配線や接地する工程を低減することができる。また、板状部材４００とヘッドケース１１０とを接地することで、駆動回路２００等が発生するノイズをシールドすることができる。また、板状部材４００とヘッドケース１１０とを接地することで、浮きメタルによるノイズの発生を低減できる。なお、ここで言う浮きメタルとは、インクジェット式記録ヘッドＩを構成する導電性を有する部材のうち、接地されていないものを言う。また、ヘッドケース１１０及び板状部材４００の接地は、例えば、ＣＯＦ基板４１０Ａ、４１０Ｂのグランド配線を介して行うようにしてもよい。
【００６５】
また、上述した実施形態１では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生素子として、薄膜型の圧電素子３００を有するアクチュエーター装置を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のアクチュエーター装置や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のアクチュエーター装置などを使用することができる。また、圧力発生素子として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
【００６６】
なお、上述した実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図７は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図示するように、上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドＩを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００６７】
そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００６８】
なお、上記実施の形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの側面図及び断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す斜視断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す斜視断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
Ｉ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ 連通部、 １４ インク供給路、 １５ 連通路、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板、 ３２ 圧電素子保持部、 ３３ 貫通孔、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 １００ リザーバー、 １１０ ヘッドケース（保持部材）、 １１３ 配線部材保持孔、 １２０ 接着剤、 ２００ 駆動回路、 ３００ 圧電素子（圧力発生素子）、 ４００ 板状部材（支持部材）、 ４１０、４１０Ａ、４１０Ｂ ＣＯＦ基板（配線基板）、 ４２０ 接着剤、 ４３０ 緩衝部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記圧力発生室に液体を噴射するための圧力を付与するように形成された圧力発生素子と、
前記圧力発生素子に接続されたリード電極と、
保持部材と、
支持部材と、前記リード電極に接続されると共に前記支持部材に設けられた可撓性の配線基板とを具備し、
前記支持部材と前記保持部材とが接着剤を介して接着されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記支持部材が導電性材料からなると共に、当該支持部材が接地されることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記支持部材及び前記保持部材が導電性材料からなると共に、前記支持部材と前記保持部材とを接着する前記接着剤が導電性接着剤からなり、前記支持部材と前記保持部材とが、前記導電性接着剤を介して導通していることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記支持部材と前記保護基板とが線膨張係数が同等の材料からなることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記配線基板には、厚さ方向に貫通する保持口が設けられ、前記支持部材と前記保持部材とが前記保持口を介して前記接着剤により接着されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記支持部材と前記保持部材とは、複数の位置で接着されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記保持部材には、厚さ方向に貫通して前記支持部材及び前記配線基板が挿通される配線部材保持孔が設けられており、前記配線部材保持孔の内面と前記支持部材とが接着剤を介して接着されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記圧力発生素子が並設された列が列設されていると共に、当該圧力発生室の複数列が相対向して形成されており、
前記支持部材は、前記並設方向に配設され、
前記配線基板は、前記支持部材の両側面でそれぞれ接着されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記配線基板の下端部と前記リード電極とは、導電性粒子で電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記支持部材の下端面には、緩衝部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、
前記圧力発生室に液体を噴射するための圧力を付与するように形成された圧力発生素子と、
前記圧力発生素子に接続されたリード電極と、
保持部材と、
支持部材と、前記リード電極に接続されると共に前記支持部材に設けられた可撓性の配線基板とを具備し、
前記支持部材と前記保持部材とが接着剤を介して接着されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記支持部材が導電性材料からなると共に、当該支持部材が接地されることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記支持部材及び前記保持部材が導電性材料からなると共に、前記支持部材と前記保持部材とを接着する前記接着剤が導電性接着剤からなり、前記支持部材と前記保持部材とが、前記導電性接着剤を介して導通していることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記支持部材と前記保護基板とが線膨張係数が同等の材料からなることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記配線基板には、厚さ方向に貫通する保持口が設けられ、前記支持部材と前記保持部材とが前記保持口を介して前記接着剤により接着されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記支持部材と前記保持部材とは、複数の位置で接着されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記保持部材には、厚さ方向に貫通して前記支持部材及び前記配線基板が挿通される配線部材保持孔が設けられており、前記配線部材保持孔の内面と前記支持部材とが接着剤を介して接着されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記圧力発生素子が並設された列が列設されていると共に、当該圧力発生室の複数列が相対向して形成されており、
前記支持部材は、前記並設方向に配設され、
前記配線基板は、前記支持部材の両側面でそれぞれ接着されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記配線基板の下端部と前記リード電極とは、導電性粒子で電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記支持部材の下端面には、緩衝部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２５５５１７（Ｐ２００９−２５５５１７Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１５１０５（Ｐ２００８−３１５１０５）
【出願日】平成２０年１２月１０日（２００８．１２．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１０日（２００８．１２．１０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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