液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
【課題】液体噴射ヘッドの液体吐出側と反対側の領域を薄く形成し、この領域の利用効率を高める。
【解決手段】液体噴射ヘッド１は、液体を吐出するための第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂが積層される吐出部３と、吐出部３を駆動する駆動信号を供給する回路基板４と、第一ヘッドチップ２ａと回路基板４とを電気的に接続する第一フレキシブル基板５ａと、第二ヘッドチップ２ｂと回路基板４とを電気的に接続する第二フレキシブル基板５ｂと、を備える。ここで、回路基板４と第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂは、回路基板４の一方の表面Ｓにおいて電気的に接続される構成にする。
【解決手段】液体噴射ヘッド１は、液体を吐出するための第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂが積層される吐出部３と、吐出部３を駆動する駆動信号を供給する回路基板４と、第一ヘッドチップ２ａと回路基板４とを電気的に接続する第一フレキシブル基板５ａと、第二ヘッドチップ２ｂと回路基板４とを電気的に接続する第二フレキシブル基板５ｂと、を備える。ここで、回路基板４と第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂは、回路基板４の一方の表面Ｓにおいて電気的に接続される構成にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液体を吐出して被記録媒体に画像や文字、あるいは機能性薄膜を形成する液体噴射ヘッド、及びこれを用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字、図形を描画する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料（以下、総称して液体という。）を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、チャンネルに充填した液体をチャンネルに連通するノズルから吐出させる。液体の吐出の際には、液体噴射ヘッドや噴射した液体を記録する被記録媒体を移動させて、文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。
【０００３】
図６は、ヘッドチップ１０１を２個重ね合わせたインクジェットヘッドの横断面図である（特許文献１の図１２）。２つのヘッドチップ１０１を重ね合わせることによりノズル数を２倍に増加させて高密度記録を可能とする。各ヘッドチップ１０１は、下部基板１１１と上部基板１１３に挟まれるチャンネル部１１５と、チャンネル部１１５の前面に貼り付けられるノズルプレート１０２と、下部基板１１１の外面に貼り付けられる配線基板１０３と、配線基板１０３に実装される駆動ＩＣ１３２等から構成される。チャンネル部１１５は、下部基板１１１と、上部基板１１３と、下部基板１１１と上部基板１１３の間に挟まれる圧電体から成る２つの壁（図示しない）により囲まれる。
【０００４】
２つのヘッドチップ１０１は、上部基板１１３どうしを対面させ、下部基板１１１を外側にして積層される。２つの下部基板１１１の外面にはそれぞれ配線基板１０３が貼り付けられる。つまり、２つのヘッドチップ１０１は２枚の配線基板１０３により挟まれる構造を有する。各配線基板１０３の内側の表面にはそれぞれ駆動ＩＣ１３２が実装される。従って、２つのヘッドチップ１０１の液体吐出側と反対側の領域は２枚の配線基板１０３により囲まれている。
【０００５】
配線基板１０３に実装される駆動ＩＣ１３２は、制御回路等の外部回路からコネクタ１３３及び配線１３４を介して制御信号を入力し、各チャンネル部１１５を選択的に駆動する駆動信号を生成する。駆動ＩＣ１３２により生成された駆動信号は駆動配線１３１を介してチャンネル部１１５に供給される。圧電体から成る２つの壁は駆動信号に応じて変形し、チャンネル部１１５の容積を変化させる。これにより内部に充填される液体がノズルから吐出される。
【０００６】
特許文献２には、同じ構造の多数のアクチュエータユニットが積層されるインクジェットヘッドが記載されている。一つのアクチュエータユニットは、溝状のインク室が複数形成されたベースプレートと、このベースプレートの上面に接着され、複数のインク室を覆うカバープレートから構成されている。ベースプレートの底面には隣接するアクチュエータユニットのカバープレートが接着される。複数積層されるアクチュエータユニットのインク吐出方向である前面にはノズルプレートが接着される。ノズルプレートにはベースプレートの溝に対応する位置にノズルが形成される。ベースプレートとベースプレートの間に位置するカバープレートは、ノズルプレートとは反対側の後面の方向に突出するはみ出し部を有し、このはみ出し部に駆動ＩＣチップが実装され、このはみ出し部の端部にフレキシブル基板（ＦＰＣという。）が接続されている。従って、アクチュエータユニットのノズルプレートとは反対側の領域は複数のカバープレートのはみ出し部や各はみ出し部に接続するＦＰＣにより占められている。
【０００７】
図７は、圧電体から成る２枚のアクチュエータ基板２０２、２０３を貼り合わせた２列のノズル列を有する２列ヘッドチップ２０１からなる液体噴射ヘッド２００の模式的な斜視図である。液体噴射ヘッド２００は、２列ヘッドチップ２０１と、この２列ヘッドチップ２０１に駆動信号を供給する２枚の回路基板２０４、２０５と、２枚の回路基板２０４、２０５に制御信号を供給する中継基板２１２と、２枚の回路基板２０４、２０５と２列ヘッドチップ２０１を電気的に接続する２枚のフレキシブル基板２０６、２０７と、中継基板２１２と２枚の回路基板２０４、２０５をそれぞれ電気的に接続する２枚のフレキシブル基板２０８、２０９を備えている。
【０００８】
中継基板２１２は、外部回路から制御信号を入力する外部機器接続用コネクタ２１３を備え、入力した制御信号を２枚のフレキシブル基板２０８、２０９を介して２枚の回路基板２０４、２０５に供給する。２枚の回路基板２０４、２０５はそれぞれドライバＩＣ２１０、２１１を備え、各ドライバＩＣ２１０、２１１は入力した制御信号に基づいて２列ヘッドチップ２０１を駆動するための駆動信号を生成する。ドライバＩＣ２１０により生成された駆動信号は、フレキシブル基板２０６を介して上部のアクチュエータ基板２０２に供給され、ドライバＩＣ２１１により生成された駆動信号は、フレキシブル基板２０７を介して下部のアクチュエータ基板２０３に供給される。
【０００９】
従って、２列ヘッドチップ２０１からなる液体噴射ヘッド２００は、２枚の回路基板２０４、２０５と、１枚の中継基板２１２と、４枚のフレキシブル基板２０６、２０７、２０８、２０９を必要とした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２０９７９６号公報
【特許文献２】特開平１０−１４６９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載されるインクジェットヘッドでは、各ヘッドチップ１０１を構成する下部基板１１１の外側に液体吐出側と反対側に大きく突出する配線基板１０３が設置されている。そのため、インクジェットヘッドの重量が重くなり、このインクジェットヘッドを複数搭載するキャリッジの質量が増大してキャリッジを駆動する駆動系に大きな負荷がかかる。また、２つのヘッドチップ１０１の液体吐出側と反対側の領域は配線基板１０３によって占有され、この領域を他の機器用に活用することができない。
【００１２】
また、特許文献２に記載されるインクジェットヘッドも同様に、ベースプレートの間に位置するカバープレートは、液体吐出側と反対側に突出するはみ出し部を備え、このはみ出し部に駆動用の駆動ＩＣチップや、外部回路から駆動ＩＣチップに信号を伝達するためのＦＰＣが接続されている。そのため、液体吐出側と反対側の領域がはみ出し部やＦＰＣにより占有され、この空間を他の機器用に活用することができない。
【００１３】
また、図７に示す従来公知の液体噴射ヘッドにおいては、２列ヘッドチップ２０１の他に、４枚のフレキシブル基板２０６〜２０９と、２枚の回路基板２０４、２０５と、一個の中継基板２１２を必要とし、部品点数が多くこれらを組み立てる組立工程も複雑で長くなる。また、上記特許文献１又は２と同様に、液体吐出側と反対側の領域には、２枚の回路基板と４枚のフレキシブル基板と１枚の中継基板が設置される。このため、この領域の厚さを薄く形成するのに限界がある。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、液体噴射ヘッドの液体吐出側と反対側の領域の厚さを薄くし、軽量化した液体噴射ヘッド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】
【００１５】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体を吐出するための第一ヘッドチップと第二ヘッドチップが積層される吐出部と、前記吐出部を駆動する駆動信号を供給する回路基板と、前記第一ヘッドチップと前記回路基板とを電気的に接続する第一フレキシブル基板と、前記第二ヘッドチップと前記回路基板とを電気的に接続する第二フレキシブル基板と、を備え、前記回路基板と前記第一及び第二フレキシブル基板は、前記回路基板の一方の表面において電気的に接続されることとした。
【００１６】
また、前記第一フレキシブル基板と前記第二フレキシブル基板とを重ねた形状は平面視でＶ字又はＹ字形状を有することとした。
【００１７】
また、前記第一フレキシブル基板と前記第二フレキシブル基板とは、前記回路基板の一方の表面に立てた法線に対して重ならないこととした。
【００１８】
また、前記第一及び第二ヘッドチップはそれぞれ第一電極引出部及び第二電極引出部を有し、前記第一及び第二電極引出部は前記第一及び第二ヘッドチップが積層する積層方向において重なるように配置されることとした。
【００１９】
また、前記回路基板は第一電極端子部及び第二電極端子部を有し、前記第一及び第二電極端子部は前記一方の表面において前記第一及び第二電極端子部のそれぞれの長手方向に沿って一列に配置されることとした。
【００２０】
また、前記第一フレキシブル基板は前記第一電極引出部と前記第一電極端子部を電気的に接続し、前記第二フレキシブル基板は前記第二電極引出部と前記第二電極端子部を電気的に接続することとした。
【００２１】
また、前記吐出部及び前記回路基板を固定するベース基板を更に含み、前記回路基板は前記回路基板の一方の表面に実装されるドライバＩＣを備え、前記ドライバＩＣが実装される領域に対応する前記回路基板の他方の表面と前記ベース基板との間に熱伝導性材料が介在することとした。
【００２２】
また、前記ドライバＩＣは、前記回路基板の一方の表面に形成される第一金属膜の上に設置され、前記第一金属膜が設置される領域に対応する前記回路基板の他方の表面には第二金属膜が形成され、前記第一金属膜と前記第二金属膜とは前記回路基板に形成した貫通孔に充填される金属材料を介して接続されることとした。
【００２３】
本発明の液体噴射装置は、上記のいずれかに記載の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体を吐出するための第一ヘッドチップと第二ヘッドチップが積層される吐出部と、吐出部を駆動する駆動信号を供給する回路基板と、第一ヘッドチップと回路基板とを電気的に接続する第一フレキシブル基板と、第二ヘッドチップと回路基板とを電気的に接続する第二フレキシブル基板と、を備える。ここで、回路基板と第一及び第二フレキシブル基板は、回路基板の一方の表面において電気的に接続される。これにより、吐出部を駆動するための駆動信号を供給する回路基板と第一及び第二フレキシブル基板が占める領域を薄型化することができる。また、部品点数が減少するので軽量化を図ることができる。更に、組立工数が削減され、製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの斜視図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの側面模式図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドのドライバＩＣの縦断面模式図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図６】ヘッドチップを２個重ね合わせた従来公知のインクジェットヘッドの横断面図である。
【図７】従来公知の液体噴射ヘッドを表す模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図１（ａ）は、液体噴射ヘッド１の模式的な斜視図であり、図１（ｂ）は液体噴射ヘッド１を構成する各部の平面図である。
【００２７】
図１に示すように、液体噴射ヘッド１は、液体をｘ方向に吐出する吐出部３と、吐出部３を駆動する駆動信号を供給する回路基板４と、吐出部３と回路基板４を電気的に接続する第一フレキシブル基板５ａ及び第二フレキシブル基板５ｂとを備える。吐出部３は、第一ヘッドチップ２ａと第二ヘッドチップ２ｂが積層した積層構造を有する。第一フレキシブル基板５ａは回路基板４と第一ヘッドチップ２ａとを電気的に接続し、第二フレキシブル基板５ｂは回路基板４と第二ヘッドチップ２ｂとを電気的に接続する。
【００２８】
つまり、回路基板４は第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂを介して第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂのそれぞれに駆動信号を供給する。回路基板４と第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂは、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂの垂直方向（ｚ方向）から見る平面視で、Ｖ字又はＹ字形状を有する。更に、回路基板４の一方の表面Ｓにおいて第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂは互いに重ならないように配置される。なお、第二フレキシブル基板５ｂの配線は、第二フレキシブル基板５ｂの一方の表面（下側表面）から他方の表面（上側表面）に貫通電極を介して引き回されている。
【００２９】
このように、第一フレキシブル基板５ａと第二フレキシブル基板５ｂが回路基板４の一方の表面Ｓにおいて電気的に接続する構成としたので、回路基板４と第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂが占める領域の厚さ（回路基板４の表面の法線方向（ｚ方向）の厚さ）を薄くすることができる。また、部品点数が減少するので液体噴射ヘッド１の軽量化を図ることができる。更に、組立工数が削減され、製造コストを低減させることができる。
【００３０】
液体噴射ヘッド１の構成を具体的に説明する。回路基板４は、その一方の表面Ｓの端部（−ｘ方向の端部）に外部回路から制御信号を入力する外部機器接続用コネクタ１４と、一方の表面Ｓの中央部に第一ドライバＩＣ１３ａと第二ドライバＩＣ１３ｂを備える。外部機器接続用コネクタ１４と第一及び第二ドライバＩＣ１３ａ、１３ｂは図示しない配線や電子部品を介して電気的に接続される。回路基板４は、更に、一方の表面Ｓの吐出部３側の端部（＋ｘ方向の端部）に第一電極端子部７ａと第二電極端子部７ｂを備える。第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂは回路基板４の一方の表面Ｓにおいて長手方向（ｙ方向）に沿って一列に配置される。第一電極端子部７ａと第一ドライバＩＣ１３ａは図示しない配線により電気的に接続され、第二電極端子部７ｂと第二ドライバＩＣ１３ｂは図示しない配線により電気的に接続される。第一及び第二ドライバＩＣ１３ａ、１３ｂはそれぞれ第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂを駆動する駆動信号を生成する。第一又は第二電極端子部７ａ、７ｂは、通常１００個以上の電極端子から成る。
【００３１】
吐出部３は、第一ヘッドチップ２ａと第二ヘッドチップ２ｂが積層された構造を備える。第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂはそれぞれ、表面に多数の溝が形成される圧電体基板ＰＰと、多数の溝の開口部を覆い、圧電体基板ＰＰに接合して図示しない多数のチャンネルを構成するカバープレートＣＰを備える。第一ヘッドチップ２ａと第二ヘッドチップ２ｂは圧電体基板ＰＰどうしを対面して接合される。圧電体基板ＰＰはカバープレートＣＰよりも液体の吐出方向（ｘ方向）とは反対方向（−ｘ方向）に突出し、この突出部の表面に電極引出部が形成される。即ち、第一ヘッドチップ２ａの圧電体基板ＰＰの後方上面に第一電極引出部６ａが形成され、第二ヘッドチップ２ｂの圧電体基板ＰＰの後方下面に第二電極引出部６ｂが形成される。従って、第一及び第二電極引出部６ａ、６ｂは第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂの積層方向（ｚ方向）において重なるように配置される。
【００３２】
図１（ｂ）に示すように、第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂの第一及び第二電極引出部６ａ、６ｂが第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂの＋ｘ側の端部に重なるように矢印で示す方向に移動して電気的に接続する。更に、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂの−ｘ側の端部が回路基板４の第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂに重なるように矢印で示す方向に移動して電気的に接続する。即ち、第一フレキシブル基板５ａは、第一電極端子部７ａと第一電極引出部６ａとを電気的に接続し、第二フレキシブル基板５ｂは、第二電極端子部７ｂと第二電極引出部６ｂとを電気的に接続する。第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂをこのように長手方向に沿って一列に配置したことにより、第一フレキシブル基板５ａと第二フレキシブル基板５ｂとは回路基板４の一方の表面Ｓから立てた法線に対して重ならない。そのため、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂを第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂに同時に圧着して接続することができる。
【００３３】
以上の通り、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂは、積層方向（厚さ方向）に重なるように形成された電極を、これに直交する平面上に並び変える機能を有する。これにより、回路基板４と第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂを積層方向（ｚ方向）に対して薄く形成することができる。
【００３４】
なお、本発明の液体噴射ヘッド１において、回路基板４の一方の表面ＳにドライバＩＣ１３ａ、１３ｂ、外部機器接続用コネクタ１４を設置することは必須要件ではない。外部回路において駆動信号を生成し、回路基板４上に形成した第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂを介して第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂに供給するように構成してもよい。
【００３５】
また、第一実施形態において第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂをその長手方向に沿って一列に配置する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂを、回路基板４の一方の表面Ｓ上にその長手方向をｙ方向に向け、−ｘ方向に並列に設置する。そして、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂが一方の表面Ｓ上で重なるように第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂに接続しても、本発明の効果を奏することができる。しかし、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂを第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂに同時に圧着して接続することができない。また、第一及び第二ドライバＩＣ１３ａ、１３ｂと第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂとの間の配線の引回しが複雑となる。そのため、本第一実施形態のように第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂを一列に配置した方が設計や製造が容易となる。
【００３６】
また、第一実施形態において吐出部３が２個のヘッドチップを積層する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、３つ以上のヘッドチップから構成し、３つ以上のフレキシブル基板を使用する場合も本発明に含まれる。例えば、吐出部３として３つ以上のヘッドチップを積層し、各ヘッドチップと回路基板をそれぞれフレキシブル基板により接続する。この場合に、各フレキシブル基板は回路基板の一方の表面において電気的に接続される。例えば、当該表面に３つ以上の電極端子部をそれぞれの長手方向に沿って一列に配置し、各ヘッドチップの電極引出部と回路基板の各電極端子部とをそれぞれフレキシブル基板により接続する。これにより、回路基板とフレキシブル基板の占める領域の厚さを大幅に薄くすることができる。更に、組立工数が大幅に削減され、製造コストも大幅に低減させることができる。
【００３７】
（第二実施形態）
図２〜図４は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１を表し、図２が液体噴射ヘッド１を液体が吐出される吐出面１９側から見た斜視図であり、図３が液体噴射ヘッド１の側面模式図であり、図４がドライバＩＣ１３の縦断面模式図である。吐出部３、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂ、及び回路基板４の構成は第一実施形態と同様である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００３８】
図２及び図３に示すように、液体噴射ヘッド１は、液体を吐出するための第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂが積層される吐出部３と、吐出部３を駆動する駆動信号を供給する回路基板４と、第一及び第二ヘッドチップと回路基板４とを電気的に接続する第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂと、吐出部３及び回路基板４を固定するベース基板８から構成される。吐出部３はベース基板８の下部に固定され、回路基板４はベース基板８の衝立状の板面に固定される。なお、ｘ方向が重力方向である。
【００３９】
吐出部３を構成する第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂは、それぞれ圧電体基板ＰＰとカバープレートＣＰが積層する構造を有する。各カバープレートＣＰの表面には多数のチャンネルに液体を導くための流路部材１７が設置される。吐出部３の最下面は液体を吐出する吐出面１９である。
【００４０】
回路基板４は、その一方の表面Ｓの上端部（−ｘ方向の端部）に外部回路と接続するための外部機器接続用コネクタ１４と、一方の表面Ｓの略中央部に駆動信号を生成するための第一及び第二ドライバＩＣ１３ａ、１３ｂと、一方の表面Ｓの下端部（＋ｘ方向の端部）に図示しない第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂがそれぞれの長手方向に沿って一列に配置されている。
【００４１】
第一フレキシブル基板５ａは、図示しない第一電極端子部７ａと第一電極引出部６ａとを電気的に接続し、第二フレキシブル基板５ｂは図示しない第二電極端子部７ｂと第二電極引出部６ｂとを電気的に接続する。第一フレキシブル基板５ａと第二フレキシブル基板５ｂを重ねた形状は、平面視でＶ字又はＹ字形状を有し、回路基板４の一方の表面Ｓの上方において重ならない。そのために、第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂの積層方向（ｚ方向）に対して厚さを薄くすることができる。図３に示すように、例えば圧力緩衝器１８を回路基板４と平行に立設することができる。また、圧力緩衝器１８に代えてフィルターユニットや流路部材等を設置することができる。また、部品点数が減少したので液体噴射ヘッド１の軽量化を図ることができる。更に、組立工数が削減され、製造コストを低減させることができる。
【００４２】
図４に示すように、第一ドライバＩＣ１３ａは回路基板４の上に実装される。第一ドライバＩＣ１３ａは、回路基板４の上に形成した第一金属膜９ａと、第一金属膜９ａの上に図示しない導電ペーストを介して接着したＩＣチップ２０と、ＩＣチップ２０の電極（図示しない）と回路基板４上の電極（図示しない）とを電気的に接続するワイヤー１６と、汚染等から保護するためのモールド材１５を備える。第二ドライバＩＣ１３ｂも同じ構造を備える。
【００４３】
回路基板４には貫通孔１０が形成され、貫通孔１０には金属材料１１が充填される。回路基板４の第一ドライバＩＣ１３ａとは反対側の裏面側には第二金属膜９ｂが設置される。更に、第二金属膜９ｂとベース基板８の間に熱伝導性ペースト１２が充填される。この構成により、第一ドライバＩＣ１３ａで発生する熱は、第一金属膜９ａ、金属材料１１、第二金属膜９ｂ、熱伝導性ペースト１２を介してベース基板８に放熱される。ベース基板８としてアルミニウム等の熱伝導性材料を使用し、放熱板として機能させることにより、ドライバＩＣ１３ａの温度上昇による機能低下を防止することができる。
【００４４】
このように、本第二実施形態は、回路基板４の一方の表面Ｓに第一ドライバＩＣ１３ａと第二ドライバＩＣ１３ｂを搭載し、第一及び第二ドライバＩＣ１３ａ、１３ｂをベース基板８の衝立状の同一板面に熱接触し、放熱する構造とした。その結果、複数の放熱板を用いる必要がなく、回路基板４とベース基板８の放熱部が占める領域の厚さ（回路基板の表面の法線方向の厚さ）を薄くすることができ、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂの占める領域を薄く形成することと相まって、吐出部３の液体吐出側と反対側の領域の厚さを大幅に薄く形成することができる。更に、複数の放熱板を用いる必要がないので液体噴射ヘッド１の更なる軽量化を図ることができる。加えて、組立工数が削減され、製造コストを低減させることができる。
【００４５】
（第三実施形態）
図５は本発明の第三実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。液体噴射装置３０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構４０と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給する流路部３５、３５’と、流路部３５、３５’に液体を供給する液体ポンプ３３、３３’及び液体タンク３４、３４’を備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は複数の吐出溝を備え、各吐出溝に連通するノズルから液滴を吐出する。各液体噴射ヘッド１、１’は第一又は第二実施形態において説明したものを使用する。
【００４６】
液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体４４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体４４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体噴射ヘッド１、１’を載置するキャリッジユニット４３と、液体タンク３４、３４’に貯留した液体を流路部３５、３５’に押圧して供給する液体ポンプ３３、３３’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４０を備えている。図示しない制御部は液体噴射ヘッド１、１’、移動機構４０、搬送手段４１、４２を制御して駆動する。
【００４７】
一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体４４を主走査方向に搬送する。移動機構４０は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット４３と、キャリッジユニット４３を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３８と、この無端ベルト３８を図示しないプーリを介して周回させるモータ３９を備えている。
【００４８】
キャリッジユニット４３は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク３４、３４’は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ３３、３３’、流路部３５、３５’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット４３を駆動するモータ３９の回転及び被記録媒体４４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体４４上に任意のパターンを記録することできる。
【００４９】
本発明の液体噴射装置３０によれば、液体噴射ヘッド１の部品点数が減少し軽量化したので、キャリッジユニット４３の質量が減少し、キャリッジユニット４３を駆動する駆動系の負荷が軽減する。
【符号の説明】
【００５０】
１ 液体噴射ヘッド
２ａ 第一ヘッドチップ、２ｂ 第二ヘッドチップ
３ 吐出部
４ 回路基板
５ａ 第一フレキシブル基板、５ｂ 第二フレキシブル基板
６ａ 第一電極引出部、６ｂ 第二電極引出部
７ａ 第一電極端子部、７ｂ 第二電極端子部
８ ベース基板
９ａ 第一金属膜、９ｂ 第二金属膜
１０ 貫通孔
１１ 金属材料
１２ 熱伝導性ペースト
１３ ドライバＩＣ、１３ａ 第一ドライバＩＣ、１３ｂ 第二ドライバＩＣ
１８ 圧力緩衝器
３０ 液体噴射装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液体を吐出して被記録媒体に画像や文字、あるいは機能性薄膜を形成する液体噴射ヘッド、及びこれを用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字、図形を描画する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料（以下、総称して液体という。）を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、チャンネルに充填した液体をチャンネルに連通するノズルから吐出させる。液体の吐出の際には、液体噴射ヘッドや噴射した液体を記録する被記録媒体を移動させて、文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。
【０００３】
図６は、ヘッドチップ１０１を２個重ね合わせたインクジェットヘッドの横断面図である（特許文献１の図１２）。２つのヘッドチップ１０１を重ね合わせることによりノズル数を２倍に増加させて高密度記録を可能とする。各ヘッドチップ１０１は、下部基板１１１と上部基板１１３に挟まれるチャンネル部１１５と、チャンネル部１１５の前面に貼り付けられるノズルプレート１０２と、下部基板１１１の外面に貼り付けられる配線基板１０３と、配線基板１０３に実装される駆動ＩＣ１３２等から構成される。チャンネル部１１５は、下部基板１１１と、上部基板１１３と、下部基板１１１と上部基板１１３の間に挟まれる圧電体から成る２つの壁（図示しない）により囲まれる。
【０００４】
２つのヘッドチップ１０１は、上部基板１１３どうしを対面させ、下部基板１１１を外側にして積層される。２つの下部基板１１１の外面にはそれぞれ配線基板１０３が貼り付けられる。つまり、２つのヘッドチップ１０１は２枚の配線基板１０３により挟まれる構造を有する。各配線基板１０３の内側の表面にはそれぞれ駆動ＩＣ１３２が実装される。従って、２つのヘッドチップ１０１の液体吐出側と反対側の領域は２枚の配線基板１０３により囲まれている。
【０００５】
配線基板１０３に実装される駆動ＩＣ１３２は、制御回路等の外部回路からコネクタ１３３及び配線１３４を介して制御信号を入力し、各チャンネル部１１５を選択的に駆動する駆動信号を生成する。駆動ＩＣ１３２により生成された駆動信号は駆動配線１３１を介してチャンネル部１１５に供給される。圧電体から成る２つの壁は駆動信号に応じて変形し、チャンネル部１１５の容積を変化させる。これにより内部に充填される液体がノズルから吐出される。
【０００６】
特許文献２には、同じ構造の多数のアクチュエータユニットが積層されるインクジェットヘッドが記載されている。一つのアクチュエータユニットは、溝状のインク室が複数形成されたベースプレートと、このベースプレートの上面に接着され、複数のインク室を覆うカバープレートから構成されている。ベースプレートの底面には隣接するアクチュエータユニットのカバープレートが接着される。複数積層されるアクチュエータユニットのインク吐出方向である前面にはノズルプレートが接着される。ノズルプレートにはベースプレートの溝に対応する位置にノズルが形成される。ベースプレートとベースプレートの間に位置するカバープレートは、ノズルプレートとは反対側の後面の方向に突出するはみ出し部を有し、このはみ出し部に駆動ＩＣチップが実装され、このはみ出し部の端部にフレキシブル基板（ＦＰＣという。）が接続されている。従って、アクチュエータユニットのノズルプレートとは反対側の領域は複数のカバープレートのはみ出し部や各はみ出し部に接続するＦＰＣにより占められている。
【０００７】
図７は、圧電体から成る２枚のアクチュエータ基板２０２、２０３を貼り合わせた２列のノズル列を有する２列ヘッドチップ２０１からなる液体噴射ヘッド２００の模式的な斜視図である。液体噴射ヘッド２００は、２列ヘッドチップ２０１と、この２列ヘッドチップ２０１に駆動信号を供給する２枚の回路基板２０４、２０５と、２枚の回路基板２０４、２０５に制御信号を供給する中継基板２１２と、２枚の回路基板２０４、２０５と２列ヘッドチップ２０１を電気的に接続する２枚のフレキシブル基板２０６、２０７と、中継基板２１２と２枚の回路基板２０４、２０５をそれぞれ電気的に接続する２枚のフレキシブル基板２０８、２０９を備えている。
【０００８】
中継基板２１２は、外部回路から制御信号を入力する外部機器接続用コネクタ２１３を備え、入力した制御信号を２枚のフレキシブル基板２０８、２０９を介して２枚の回路基板２０４、２０５に供給する。２枚の回路基板２０４、２０５はそれぞれドライバＩＣ２１０、２１１を備え、各ドライバＩＣ２１０、２１１は入力した制御信号に基づいて２列ヘッドチップ２０１を駆動するための駆動信号を生成する。ドライバＩＣ２１０により生成された駆動信号は、フレキシブル基板２０６を介して上部のアクチュエータ基板２０２に供給され、ドライバＩＣ２１１により生成された駆動信号は、フレキシブル基板２０７を介して下部のアクチュエータ基板２０３に供給される。
【０００９】
従って、２列ヘッドチップ２０１からなる液体噴射ヘッド２００は、２枚の回路基板２０４、２０５と、１枚の中継基板２１２と、４枚のフレキシブル基板２０６、２０７、２０８、２０９を必要とした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２０９７９６号公報
【特許文献２】特開平１０−１４６９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載されるインクジェットヘッドでは、各ヘッドチップ１０１を構成する下部基板１１１の外側に液体吐出側と反対側に大きく突出する配線基板１０３が設置されている。そのため、インクジェットヘッドの重量が重くなり、このインクジェットヘッドを複数搭載するキャリッジの質量が増大してキャリッジを駆動する駆動系に大きな負荷がかかる。また、２つのヘッドチップ１０１の液体吐出側と反対側の領域は配線基板１０３によって占有され、この領域を他の機器用に活用することができない。
【００１２】
また、特許文献２に記載されるインクジェットヘッドも同様に、ベースプレートの間に位置するカバープレートは、液体吐出側と反対側に突出するはみ出し部を備え、このはみ出し部に駆動用の駆動ＩＣチップや、外部回路から駆動ＩＣチップに信号を伝達するためのＦＰＣが接続されている。そのため、液体吐出側と反対側の領域がはみ出し部やＦＰＣにより占有され、この空間を他の機器用に活用することができない。
【００１３】
また、図７に示す従来公知の液体噴射ヘッドにおいては、２列ヘッドチップ２０１の他に、４枚のフレキシブル基板２０６〜２０９と、２枚の回路基板２０４、２０５と、一個の中継基板２１２を必要とし、部品点数が多くこれらを組み立てる組立工程も複雑で長くなる。また、上記特許文献１又は２と同様に、液体吐出側と反対側の領域には、２枚の回路基板と４枚のフレキシブル基板と１枚の中継基板が設置される。このため、この領域の厚さを薄く形成するのに限界がある。
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、液体噴射ヘッドの液体吐出側と反対側の領域の厚さを薄くし、軽量化した液体噴射ヘッド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】
【００１５】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体を吐出するための第一ヘッドチップと第二ヘッドチップが積層される吐出部と、前記吐出部を駆動する駆動信号を供給する回路基板と、前記第一ヘッドチップと前記回路基板とを電気的に接続する第一フレキシブル基板と、前記第二ヘッドチップと前記回路基板とを電気的に接続する第二フレキシブル基板と、を備え、前記回路基板と前記第一及び第二フレキシブル基板は、前記回路基板の一方の表面において電気的に接続されることとした。
【００１６】
また、前記第一フレキシブル基板と前記第二フレキシブル基板とを重ねた形状は平面視でＶ字又はＹ字形状を有することとした。
【００１７】
また、前記第一フレキシブル基板と前記第二フレキシブル基板とは、前記回路基板の一方の表面に立てた法線に対して重ならないこととした。
【００１８】
また、前記第一及び第二ヘッドチップはそれぞれ第一電極引出部及び第二電極引出部を有し、前記第一及び第二電極引出部は前記第一及び第二ヘッドチップが積層する積層方向において重なるように配置されることとした。
【００１９】
また、前記回路基板は第一電極端子部及び第二電極端子部を有し、前記第一及び第二電極端子部は前記一方の表面において前記第一及び第二電極端子部のそれぞれの長手方向に沿って一列に配置されることとした。
【００２０】
また、前記第一フレキシブル基板は前記第一電極引出部と前記第一電極端子部を電気的に接続し、前記第二フレキシブル基板は前記第二電極引出部と前記第二電極端子部を電気的に接続することとした。
【００２１】
また、前記吐出部及び前記回路基板を固定するベース基板を更に含み、前記回路基板は前記回路基板の一方の表面に実装されるドライバＩＣを備え、前記ドライバＩＣが実装される領域に対応する前記回路基板の他方の表面と前記ベース基板との間に熱伝導性材料が介在することとした。
【００２２】
また、前記ドライバＩＣは、前記回路基板の一方の表面に形成される第一金属膜の上に設置され、前記第一金属膜が設置される領域に対応する前記回路基板の他方の表面には第二金属膜が形成され、前記第一金属膜と前記第二金属膜とは前記回路基板に形成した貫通孔に充填される金属材料を介して接続されることとした。
【００２３】
本発明の液体噴射装置は、上記のいずれかに記載の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体を吐出するための第一ヘッドチップと第二ヘッドチップが積層される吐出部と、吐出部を駆動する駆動信号を供給する回路基板と、第一ヘッドチップと回路基板とを電気的に接続する第一フレキシブル基板と、第二ヘッドチップと回路基板とを電気的に接続する第二フレキシブル基板と、を備える。ここで、回路基板と第一及び第二フレキシブル基板は、回路基板の一方の表面において電気的に接続される。これにより、吐出部を駆動するための駆動信号を供給する回路基板と第一及び第二フレキシブル基板が占める領域を薄型化することができる。また、部品点数が減少するので軽量化を図ることができる。更に、組立工数が削減され、製造コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの斜視図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの側面模式図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドのドライバＩＣの縦断面模式図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図６】ヘッドチップを２個重ね合わせた従来公知のインクジェットヘッドの横断面図である。
【図７】従来公知の液体噴射ヘッドを表す模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図１（ａ）は、液体噴射ヘッド１の模式的な斜視図であり、図１（ｂ）は液体噴射ヘッド１を構成する各部の平面図である。
【００２７】
図１に示すように、液体噴射ヘッド１は、液体をｘ方向に吐出する吐出部３と、吐出部３を駆動する駆動信号を供給する回路基板４と、吐出部３と回路基板４を電気的に接続する第一フレキシブル基板５ａ及び第二フレキシブル基板５ｂとを備える。吐出部３は、第一ヘッドチップ２ａと第二ヘッドチップ２ｂが積層した積層構造を有する。第一フレキシブル基板５ａは回路基板４と第一ヘッドチップ２ａとを電気的に接続し、第二フレキシブル基板５ｂは回路基板４と第二ヘッドチップ２ｂとを電気的に接続する。
【００２８】
つまり、回路基板４は第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂを介して第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂのそれぞれに駆動信号を供給する。回路基板４と第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂは、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂの垂直方向（ｚ方向）から見る平面視で、Ｖ字又はＹ字形状を有する。更に、回路基板４の一方の表面Ｓにおいて第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂは互いに重ならないように配置される。なお、第二フレキシブル基板５ｂの配線は、第二フレキシブル基板５ｂの一方の表面（下側表面）から他方の表面（上側表面）に貫通電極を介して引き回されている。
【００２９】
このように、第一フレキシブル基板５ａと第二フレキシブル基板５ｂが回路基板４の一方の表面Ｓにおいて電気的に接続する構成としたので、回路基板４と第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂが占める領域の厚さ（回路基板４の表面の法線方向（ｚ方向）の厚さ）を薄くすることができる。また、部品点数が減少するので液体噴射ヘッド１の軽量化を図ることができる。更に、組立工数が削減され、製造コストを低減させることができる。
【００３０】
液体噴射ヘッド１の構成を具体的に説明する。回路基板４は、その一方の表面Ｓの端部（−ｘ方向の端部）に外部回路から制御信号を入力する外部機器接続用コネクタ１４と、一方の表面Ｓの中央部に第一ドライバＩＣ１３ａと第二ドライバＩＣ１３ｂを備える。外部機器接続用コネクタ１４と第一及び第二ドライバＩＣ１３ａ、１３ｂは図示しない配線や電子部品を介して電気的に接続される。回路基板４は、更に、一方の表面Ｓの吐出部３側の端部（＋ｘ方向の端部）に第一電極端子部７ａと第二電極端子部７ｂを備える。第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂは回路基板４の一方の表面Ｓにおいて長手方向（ｙ方向）に沿って一列に配置される。第一電極端子部７ａと第一ドライバＩＣ１３ａは図示しない配線により電気的に接続され、第二電極端子部７ｂと第二ドライバＩＣ１３ｂは図示しない配線により電気的に接続される。第一及び第二ドライバＩＣ１３ａ、１３ｂはそれぞれ第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂを駆動する駆動信号を生成する。第一又は第二電極端子部７ａ、７ｂは、通常１００個以上の電極端子から成る。
【００３１】
吐出部３は、第一ヘッドチップ２ａと第二ヘッドチップ２ｂが積層された構造を備える。第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂはそれぞれ、表面に多数の溝が形成される圧電体基板ＰＰと、多数の溝の開口部を覆い、圧電体基板ＰＰに接合して図示しない多数のチャンネルを構成するカバープレートＣＰを備える。第一ヘッドチップ２ａと第二ヘッドチップ２ｂは圧電体基板ＰＰどうしを対面して接合される。圧電体基板ＰＰはカバープレートＣＰよりも液体の吐出方向（ｘ方向）とは反対方向（−ｘ方向）に突出し、この突出部の表面に電極引出部が形成される。即ち、第一ヘッドチップ２ａの圧電体基板ＰＰの後方上面に第一電極引出部６ａが形成され、第二ヘッドチップ２ｂの圧電体基板ＰＰの後方下面に第二電極引出部６ｂが形成される。従って、第一及び第二電極引出部６ａ、６ｂは第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂの積層方向（ｚ方向）において重なるように配置される。
【００３２】
図１（ｂ）に示すように、第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂの第一及び第二電極引出部６ａ、６ｂが第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂの＋ｘ側の端部に重なるように矢印で示す方向に移動して電気的に接続する。更に、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂの−ｘ側の端部が回路基板４の第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂに重なるように矢印で示す方向に移動して電気的に接続する。即ち、第一フレキシブル基板５ａは、第一電極端子部７ａと第一電極引出部６ａとを電気的に接続し、第二フレキシブル基板５ｂは、第二電極端子部７ｂと第二電極引出部６ｂとを電気的に接続する。第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂをこのように長手方向に沿って一列に配置したことにより、第一フレキシブル基板５ａと第二フレキシブル基板５ｂとは回路基板４の一方の表面Ｓから立てた法線に対して重ならない。そのため、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂを第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂに同時に圧着して接続することができる。
【００３３】
以上の通り、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂは、積層方向（厚さ方向）に重なるように形成された電極を、これに直交する平面上に並び変える機能を有する。これにより、回路基板４と第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂを積層方向（ｚ方向）に対して薄く形成することができる。
【００３４】
なお、本発明の液体噴射ヘッド１において、回路基板４の一方の表面ＳにドライバＩＣ１３ａ、１３ｂ、外部機器接続用コネクタ１４を設置することは必須要件ではない。外部回路において駆動信号を生成し、回路基板４上に形成した第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂを介して第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂに供給するように構成してもよい。
【００３５】
また、第一実施形態において第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂをその長手方向に沿って一列に配置する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂを、回路基板４の一方の表面Ｓ上にその長手方向をｙ方向に向け、−ｘ方向に並列に設置する。そして、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂが一方の表面Ｓ上で重なるように第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂに接続しても、本発明の効果を奏することができる。しかし、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂを第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂに同時に圧着して接続することができない。また、第一及び第二ドライバＩＣ１３ａ、１３ｂと第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂとの間の配線の引回しが複雑となる。そのため、本第一実施形態のように第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂを一列に配置した方が設計や製造が容易となる。
【００３６】
また、第一実施形態において吐出部３が２個のヘッドチップを積層する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、３つ以上のヘッドチップから構成し、３つ以上のフレキシブル基板を使用する場合も本発明に含まれる。例えば、吐出部３として３つ以上のヘッドチップを積層し、各ヘッドチップと回路基板をそれぞれフレキシブル基板により接続する。この場合に、各フレキシブル基板は回路基板の一方の表面において電気的に接続される。例えば、当該表面に３つ以上の電極端子部をそれぞれの長手方向に沿って一列に配置し、各ヘッドチップの電極引出部と回路基板の各電極端子部とをそれぞれフレキシブル基板により接続する。これにより、回路基板とフレキシブル基板の占める領域の厚さを大幅に薄くすることができる。更に、組立工数が大幅に削減され、製造コストも大幅に低減させることができる。
【００３７】
（第二実施形態）
図２〜図４は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１を表し、図２が液体噴射ヘッド１を液体が吐出される吐出面１９側から見た斜視図であり、図３が液体噴射ヘッド１の側面模式図であり、図４がドライバＩＣ１３の縦断面模式図である。吐出部３、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂ、及び回路基板４の構成は第一実施形態と同様である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００３８】
図２及び図３に示すように、液体噴射ヘッド１は、液体を吐出するための第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂが積層される吐出部３と、吐出部３を駆動する駆動信号を供給する回路基板４と、第一及び第二ヘッドチップと回路基板４とを電気的に接続する第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂと、吐出部３及び回路基板４を固定するベース基板８から構成される。吐出部３はベース基板８の下部に固定され、回路基板４はベース基板８の衝立状の板面に固定される。なお、ｘ方向が重力方向である。
【００３９】
吐出部３を構成する第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂは、それぞれ圧電体基板ＰＰとカバープレートＣＰが積層する構造を有する。各カバープレートＣＰの表面には多数のチャンネルに液体を導くための流路部材１７が設置される。吐出部３の最下面は液体を吐出する吐出面１９である。
【００４０】
回路基板４は、その一方の表面Ｓの上端部（−ｘ方向の端部）に外部回路と接続するための外部機器接続用コネクタ１４と、一方の表面Ｓの略中央部に駆動信号を生成するための第一及び第二ドライバＩＣ１３ａ、１３ｂと、一方の表面Ｓの下端部（＋ｘ方向の端部）に図示しない第一及び第二電極端子部７ａ、７ｂがそれぞれの長手方向に沿って一列に配置されている。
【００４１】
第一フレキシブル基板５ａは、図示しない第一電極端子部７ａと第一電極引出部６ａとを電気的に接続し、第二フレキシブル基板５ｂは図示しない第二電極端子部７ｂと第二電極引出部６ｂとを電気的に接続する。第一フレキシブル基板５ａと第二フレキシブル基板５ｂを重ねた形状は、平面視でＶ字又はＹ字形状を有し、回路基板４の一方の表面Ｓの上方において重ならない。そのために、第一及び第二ヘッドチップ２ａ、２ｂの積層方向（ｚ方向）に対して厚さを薄くすることができる。図３に示すように、例えば圧力緩衝器１８を回路基板４と平行に立設することができる。また、圧力緩衝器１８に代えてフィルターユニットや流路部材等を設置することができる。また、部品点数が減少したので液体噴射ヘッド１の軽量化を図ることができる。更に、組立工数が削減され、製造コストを低減させることができる。
【００４２】
図４に示すように、第一ドライバＩＣ１３ａは回路基板４の上に実装される。第一ドライバＩＣ１３ａは、回路基板４の上に形成した第一金属膜９ａと、第一金属膜９ａの上に図示しない導電ペーストを介して接着したＩＣチップ２０と、ＩＣチップ２０の電極（図示しない）と回路基板４上の電極（図示しない）とを電気的に接続するワイヤー１６と、汚染等から保護するためのモールド材１５を備える。第二ドライバＩＣ１３ｂも同じ構造を備える。
【００４３】
回路基板４には貫通孔１０が形成され、貫通孔１０には金属材料１１が充填される。回路基板４の第一ドライバＩＣ１３ａとは反対側の裏面側には第二金属膜９ｂが設置される。更に、第二金属膜９ｂとベース基板８の間に熱伝導性ペースト１２が充填される。この構成により、第一ドライバＩＣ１３ａで発生する熱は、第一金属膜９ａ、金属材料１１、第二金属膜９ｂ、熱伝導性ペースト１２を介してベース基板８に放熱される。ベース基板８としてアルミニウム等の熱伝導性材料を使用し、放熱板として機能させることにより、ドライバＩＣ１３ａの温度上昇による機能低下を防止することができる。
【００４４】
このように、本第二実施形態は、回路基板４の一方の表面Ｓに第一ドライバＩＣ１３ａと第二ドライバＩＣ１３ｂを搭載し、第一及び第二ドライバＩＣ１３ａ、１３ｂをベース基板８の衝立状の同一板面に熱接触し、放熱する構造とした。その結果、複数の放熱板を用いる必要がなく、回路基板４とベース基板８の放熱部が占める領域の厚さ（回路基板の表面の法線方向の厚さ）を薄くすることができ、第一及び第二フレキシブル基板５ａ、５ｂの占める領域を薄く形成することと相まって、吐出部３の液体吐出側と反対側の領域の厚さを大幅に薄く形成することができる。更に、複数の放熱板を用いる必要がないので液体噴射ヘッド１の更なる軽量化を図ることができる。加えて、組立工数が削減され、製造コストを低減させることができる。
【００４５】
（第三実施形態）
図５は本発明の第三実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。液体噴射装置３０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構４０と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給する流路部３５、３５’と、流路部３５、３５’に液体を供給する液体ポンプ３３、３３’及び液体タンク３４、３４’を備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は複数の吐出溝を備え、各吐出溝に連通するノズルから液滴を吐出する。各液体噴射ヘッド１、１’は第一又は第二実施形態において説明したものを使用する。
【００４６】
液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体４４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体４４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体噴射ヘッド１、１’を載置するキャリッジユニット４３と、液体タンク３４、３４’に貯留した液体を流路部３５、３５’に押圧して供給する液体ポンプ３３、３３’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４０を備えている。図示しない制御部は液体噴射ヘッド１、１’、移動機構４０、搬送手段４１、４２を制御して駆動する。
【００４７】
一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体４４を主走査方向に搬送する。移動機構４０は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット４３と、キャリッジユニット４３を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３８と、この無端ベルト３８を図示しないプーリを介して周回させるモータ３９を備えている。
【００４８】
キャリッジユニット４３は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク３４、３４’は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ３３、３３’、流路部３５、３５’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット４３を駆動するモータ３９の回転及び被記録媒体４４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体４４上に任意のパターンを記録することできる。
【００４９】
本発明の液体噴射装置３０によれば、液体噴射ヘッド１の部品点数が減少し軽量化したので、キャリッジユニット４３の質量が減少し、キャリッジユニット４３を駆動する駆動系の負荷が軽減する。
【符号の説明】
【００５０】
１ 液体噴射ヘッド
２ａ 第一ヘッドチップ、２ｂ 第二ヘッドチップ
３ 吐出部
４ 回路基板
５ａ 第一フレキシブル基板、５ｂ 第二フレキシブル基板
６ａ 第一電極引出部、６ｂ 第二電極引出部
７ａ 第一電極端子部、７ｂ 第二電極端子部
８ ベース基板
９ａ 第一金属膜、９ｂ 第二金属膜
１０ 貫通孔
１１ 金属材料
１２ 熱伝導性ペースト
１３ ドライバＩＣ、１３ａ 第一ドライバＩＣ、１３ｂ 第二ドライバＩＣ
１８ 圧力緩衝器
３０ 液体噴射装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するための第一ヘッドチップと第二ヘッドチップが積層される吐出部と、
前記吐出部を駆動する駆動信号を供給する回路基板と、
前記第一ヘッドチップと前記回路基板とを電気的に接続する第一フレキシブル基板と、
前記第二ヘッドチップと前記回路基板とを電気的に接続する第二フレキシブル基板と、を備え、
前記回路基板と前記第一及び第二フレキシブル基板は、前記回路基板の一方の表面において電気的に接続される液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第一フレキシブル基板と前記第二フレキシブル基板とを重ねた形状は平面視でＶ字又はＹ字形状を有する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記第一フレキシブル基板と前記第二フレキシブル基板とは、前記回路基板の一方の表面に立てた法線に対して重ならない請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記第一及び第二ヘッドチップはそれぞれ第一電極引出部及び第二電極引出部を有し、前記第一及び第二電極引出部は前記第一及び第二ヘッドチップが積層する積層方向において重なるように配置される請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記回路基板は第一電極端子部及び第二電極端子部を有し、前記第一及び第二電極端子部は前記回路基板の一方の表面において前記第一及び第二電極端子部のそれぞれの長手方向に沿って一列に配置される請求項４に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記第一フレキシブル基板は前記第一電極引出部と前記第一電極端子部を電気的に接続し、前記第二フレキシブル基板は前記第二電極引出部と前記第二電極端子部を電気的に接続する請求項５に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記吐出部及び前記回路基板を固定するベース基板を更に含み、
前記回路基板は前記回路基板の一方の表面に実装されるドライバＩＣを備え、
前記ドライバＩＣが実装される領域に対応する前記回路基板の他方の表面と前記ベース基板との間に熱伝導性材料が介在する請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記ドライバＩＣは、前記回路基板の一方の表面に形成される第一金属膜の上に設置され、
前記第一金属膜が設置される領域に対応する前記回路基板の他方の表面には第二金属膜が形成され、
前記第一金属膜と前記第二金属膜とは前記回路基板に形成した貫通孔に充填される金属材料を介して接続される請求項７に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
【請求項１】
液体を吐出するための第一ヘッドチップと第二ヘッドチップが積層される吐出部と、
前記吐出部を駆動する駆動信号を供給する回路基板と、
前記第一ヘッドチップと前記回路基板とを電気的に接続する第一フレキシブル基板と、
前記第二ヘッドチップと前記回路基板とを電気的に接続する第二フレキシブル基板と、を備え、
前記回路基板と前記第一及び第二フレキシブル基板は、前記回路基板の一方の表面において電気的に接続される液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第一フレキシブル基板と前記第二フレキシブル基板とを重ねた形状は平面視でＶ字又はＹ字形状を有する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記第一フレキシブル基板と前記第二フレキシブル基板とは、前記回路基板の一方の表面に立てた法線に対して重ならない請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記第一及び第二ヘッドチップはそれぞれ第一電極引出部及び第二電極引出部を有し、前記第一及び第二電極引出部は前記第一及び第二ヘッドチップが積層する積層方向において重なるように配置される請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記回路基板は第一電極端子部及び第二電極端子部を有し、前記第一及び第二電極端子部は前記回路基板の一方の表面において前記第一及び第二電極端子部のそれぞれの長手方向に沿って一列に配置される請求項４に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記第一フレキシブル基板は前記第一電極引出部と前記第一電極端子部を電気的に接続し、前記第二フレキシブル基板は前記第二電極引出部と前記第二電極端子部を電気的に接続する請求項５に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記吐出部及び前記回路基板を固定するベース基板を更に含み、
前記回路基板は前記回路基板の一方の表面に実装されるドライバＩＣを備え、
前記ドライバＩＣが実装される領域に対応する前記回路基板の他方の表面と前記ベース基板との間に熱伝導性材料が介在する請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記ドライバＩＣは、前記回路基板の一方の表面に形成される第一金属膜の上に設置され、
前記第一金属膜が設置される領域に対応する前記回路基板の他方の表面には第二金属膜が形成され、
前記第一金属膜と前記第二金属膜とは前記回路基板に形成した貫通孔に充填される金属材料を介して接続される請求項７に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
【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２０１３−７１３００（Ｐ２０１３−７１３００Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１２１７（Ｐ２０１１−２１１２１７）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（５０１１６７７２５）エスアイアイ・プリンテック株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（５０１１６７７２５）エスアイアイ・プリンテック株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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