(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の前方端から後方端近傍の表面に互いに隔壁により離隔して並列する複数の溝と、前記隔壁の側面に設置した駆動電極と、前記駆動電極に電気的に接続し、後方端近傍の表面に設置した電極端子とを有するアクチュエータ基板と、
前記アクチュエータ基板の表面に接合し、前記複数の溝の上部開口を塞いで複数のチャンネルを構成するカバープレートと、
前記アクチュエータ基板の後方端近傍の表面に接合し、前記電極端子に電気的に接続する配線電極を有するフレキシブル基板と、を備え、
前記複数のチャンネルは、液体を吐出するための吐出チャンネルと液体を吐出しないダミーチャンネルとが交互に配列し、
前記電極端子は、前記吐出チャンネルを構成する２つの隔壁の側面のうち、当該吐出チャンネル側の側面に設置した２つの駆動電極に電気的に接続する第一電極端子と、前記吐出チャンネルの一方の隔壁のダミーチャンネル側の側面に設置した駆動電極と他方の隔壁のダミーチャンネル側の側面に設置した駆動電極に電気的に接続する第二電極端子を含み、
前記配線電極は、前記吐出チャンネルに対応する第一電極端子と他の吐出チャンネルに対応する他の第一電極端子を電気的に接続する共通配線電極と、各吐出チャンネルに対応する第二電極端子のそれぞれに個別に電気的に接続する複数の個別配線電極を有する液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記各吐出チャンネルにおいて、前記第一電極端子と前記共通配線電極を電気的に接続する第一接続点は、前記第二電極端子と前記個別配線電極を電気的に接続する第二接続点よりも前方端側に位置する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記第一接続点と第二接続点は吐出チャンネルの長手方向に沿って対向している請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記共通配線電極は、前記フレキシブル基板上において前記個別配線電極よりも外周側に位置する請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記共通配線電極と前記第二電極端子とが交差する交差部に、短絡防止用の絶縁膜が介在する請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記吐出チャンネルを構成する溝は、前記アクチュエータ基板の前方端から後方端側の前記電極端子が設置される手前の位置まで延在し、前記ダミーチャンネルを構成する溝は、前記アクチュエータ基板の前方端から後方端に亘って延在する請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１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。
【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、あるいは薄膜材料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、文字、図形を描画する、あるいは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜のパターン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、液体噴射ヘッドに形成した微小空間にこのインクを充填し、駆動信号に応じて微小空間の容積を瞬間的に縮小し溝に連通するノズルから液滴を吐出させる。
【０００３】
図１０はこの種のインクジェットヘッド５１の分解斜視図を表す。インクジェットヘッド５１は、表面に多数の溝５６が形成された圧電体基板５２と、液体供給室６２とスリット６３が形成されたカバープレート５４と、液体を吐出するためのノズル６４を備えたノズルプレート５５と、駆動回路で生成され駆動信号を圧電体基板５２に供給するためのフレキシブル基板５３などから構成される。各溝５６はカバープレート５４により上部開口を塞がれてチャンネルを構成する。各溝５６は隔壁５７により仕切られ、隔壁５７の壁面には隔壁５７を駆動するための駆動電極５９が形成されている。各駆動電極５９は圧電体基板５２の後方端ＲＥの表面に形成した端子電極６０に接続されている。圧電体から成る隔壁５７は垂直方向に分極処理が施されている。隔壁５７の両壁面に形成した駆動電極に駆動信号を与えることにより、隔壁５７は厚みすべり変形を生じる。予め溝５６から成るチャンネルに液体を充填しておき、駆動時に隔壁５７を変形させることにより、チャンネルの容積が変化してノズル６４からインクが吐出される。
【０００４】
図１１は、圧電体基板５２の後方端ＲＥ近傍の表面に接合したフレキシブル基板５３を圧電体基板５２から分離し、下方にずらした状態の圧電体基板５２とフレキシブル基板５３の上面模式図である。圧電体基板５２の表面には溝５６からなるチャンネルが形成され、各チャンネルはダミーチャンネルＤ１〜Ｄｎ＋１と液滴を吐出する吐出チャンネルＣ１〜Ｃｎが交互に配置されている。各チャンネルを区画する隔壁５７の側面には隔壁５７を変形駆動するための駆動電極５９が形成されている。圧電体基板５２の後方端ＲＥ近傍の表面には各チャンネルの駆動電極５９に電気的に接続する端子電極６０が形成されている。例えば、吐出チャンネルＣ１を構成する両隔壁５７の吐出チャンネル側の両側面には駆動電極５９ｃ１が形成され、第一端子電極６０ｃ１に接続されている。ダミーチャンネルＤ１の吐出チャンネルＣ１側の側面には駆動電極５９ｄ１が形成され、ダミーチャンネルＤ２の吐出チャンネルＣ１側の側面には駆動電極５９ｄ２が形成され、いずれも第二端子電極６０ｄ１に電気的に接続されている。他の吐出チャンネルＣ２〜Ｃｎや、ダミーチャンネルＤ１〜Ｄｎ＋１や第一及び第二端子電極６０ｃ、６０ｄも同様の構成を備えている。
【０００５】
フレキシブル基板５３の圧電体基板５２側の表面には駆動電極５９に駆動信号を供給するための配線電極６１が形成されている。フレキシブル基板５３は矢印で示すように圧電体基板５２の後方端ＲＥ側の表面に移動させて配線電極６１ｄ１が端子電極６０ｄ１に、配線電極６１ｃ１が端子電極６０ｃ１に、配線電極６１ｄ２が端子電極６０ｄ２にそれぞれ電気的に接続して圧電体基板５２の表面に接合されている。その他の配線電極６１も同様である。
【０００６】
図１２は、他のインクジェットヘッドを表す斜視図である（特許文献１の図１）。圧電セラミックス基板８１の下面にチャンネルを構成する多数の溝が形成されている。圧電セラミックス基板８１の前端部の表面８４には図示しないノズルプレートが接合し、ノズルプレートのノズルに溝からなるインク室８２が連通する。下面の各インク室８２を区画する隔壁には駆動電極が形成され、各駆動電極は引出電極８６により表面８４を経由して表面８５に引き出されている。表面８４において電極は絶縁部８３により分離され、表面８５において引出電極８６は絶縁部８７により電気的に分離されている。引出電極８６は後方端上面の電気接続端８８において電気配線８９と接続して図示しない駆動回路に接続している。この例においては、インク室８２のピッチＷ１よりも電気接続端８８のピッチＷ２を大きく形成して、外部接続回路との接続を容易にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２９９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１０及び図１１に示す従来例において、フレキシブル基板５３に形成した配線電極６１の端子電極６０との接続点のピッチＰは、圧電体基板５２に形成したチャンネルの配列ピッチＰと同程度としなければならない。しかし、近年チャンネル数が増大するとともにその配列ピッチが狭くなってきている。そのために、フレキシブル基板５３の配線電極６１も狭ピッチ化しなければならず、位置合わせを行って実装する際の位置合わせ精度が厳しく、製造が困難となる、あるいは製造歩留まりが悪化する等の課題があった。
【０００９】
また、図１２に示すように圧電セラミックス基板８１の裏面側に引出電極８６を形成するためには、圧電セラミックス基板８１の前方端の表面８４及び上方の表面８５に電極パターンを形成しなければならない。そのため、製造工程が複雑となって量産性が低下する課題があった。
【００１０】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、簡便な製造方法で構成することができ、小型化の容易な液体噴射ヘッドを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による液体噴射ヘッドは、基板の前方端から後方端近傍の表面に互いに隔壁により離隔して並列する複数の溝と、前記隔壁の側面に設置した駆動電極と、前記駆動電極に電気的に接続し、後方端近傍の表面に設置した電極端子とを有するアクチュエータ基板と、前記アクチュエータ基板の表面に接合し、前記複数の溝の上部開口を塞いで複数のチャンネルを構成するカバープレートと、前記アクチュエータ基板の後方端近傍の表面に接合し、前記電極端子に電気的に接続する配線電極を有するフレキシブル基板と、を備え、前記複数のチャンネルは、液体を吐出するための吐出チャンネルと液体を吐出しないダミーチャンネルとが交互に配列し、前記電極端子は、前記吐出チャンネルを構成する２つの隔壁の側面のうち、当該吐出チャンネル側の側面に設置した２つの駆動電極に電気的に接続する第一電極端子と、前記吐出チャンネルの一方の隔壁のダミーチャンネル側の側面に設置した駆動電極と他方の隔壁のダミーチャンネル側の側面に設置した駆動電極に電気的に接続する第二電極端子を含み、前記配線電極は、前記吐出チャンネルに対応する第一電極端子と他の吐出チャンネルに対応する他の第一電極端子を電気的に接続する共通配線電極と、各吐出チャンネルに対応する第二電極端子のそれぞれに個別に電気的に接続する複数の個別配線電極を有することとした。
【００１２】
また、前記各吐出チャンネルにおいて、前記第一電極端子と前記共通配線電極を電気的に接続する第一接続点は、前記第二電極端子と前記個別配線電極を電気的に接続する第二接続点よりも前方端側に位置することとした。
【００１３】
また、前記第一接続点と第二接続点は吐出チャンネルの長手方向に沿って対向することとした。
【００１４】
また、前記共通配線電極は、前記フレキシブル基板上において前記個別配線電極よりも外周側に位置することとした。
【００１５】
また、前記共通配線電極と前記第二電極端子とが交差する交差部に、短絡防止用の絶縁膜が介在することとした。
【００１６】
また、前記吐出チャンネルを構成する溝は、前記アクチュエータ基板の前方端から後方端側の前記電極端子が設置される手前の位置まで延在し、前記ダミーチャンネルを構成する溝は、前記アクチュエータ基板の前方端から後方端に亘って延在することとした。
【００１７】
本発明の液体噴射装置は、上記いずれか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】
【００１８】
本発明の液体噴射ヘッドは、基板の前方端から後方端近傍の表面に互いに隔壁により離隔して並列する複数の溝と、その隔壁の側面に設置した駆動電極と、その駆動電極に電気的に接続し、後方端近傍の表面に設置した電極端子とを有するアクチュエータ基板と、アクチュエータ基板の表面に接合し、複数の溝の上部開口を塞いで複数のチャンネルを構成するカバープレートと、アクチュエータ基板の後方端近傍の表面に接合し、上記電極端子に電気的に接続する配線電極を有するフレキシブル基板と、を備えている。更に、上記複数のチャンネルは、液体を吐出するための吐出チャンネルと液体を吐出しないダミーチャンネルとが交互に配列し、上記電極端子は、吐出チャンネルを構成する２つの隔壁の側面のうち、当該吐出チャンネル側の側面に設置した２つの駆動電極に電気的に接続する第一電極端子と、当該吐出チャンネルの一方の隔壁のダミーチャンネル側の側面に設置した駆動電極と他方の隔壁のダミーチャンネル側の側面に設置した駆動電極に電気的に接続する第二電極端子を含み、配線電極は、吐出チャンネルに対応する第一電極端子と他の吐出チャンネルに対応する他の第一電極端子を電気的に接続する共通配線電極と、各吐出チャンネルに対応する第二電極端子のそれぞれに個別に電気的に接続する複数の個別配線電極を有している。この構成により、アクチュエータ基板上の端子電極数に対し、フレキシブル基板上の配線電極数を概ね１／２に低減できるので、フレキシブル基板上の配線電極を容易に形成することができるとともに、端子電極と配線電極の接続を容易にした。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分分解斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの縦断面及び回路構成を表す模式図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの電極配線を表す上面模式図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの上面模式図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの上面模式図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面模式図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの変形例を表す上面模式図である。
【図８】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの上面模式図である。
【図９】本発明の第五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１０】従来公知のインクジェットヘッドの部分分解斜視部である。
【図１１】従来公知のインクジェットヘッドの上面模式図である。
【図１２】従来公知のインクジェットヘッドの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の液体噴射ヘッドは、表面に複数の溝を形成したアクチュエータ基板と、アクチュエータ基板の表面に接合したカバープレートと、アクチュエータ基板に駆動信号を供給するためのフレキシブル基板を備えている。アクチュエータ基板は、基板の前方端から後方端近傍の表面に互いに隔壁により離隔して並列する複数の溝と、その隔壁の側面に形成した駆動電極と、その駆動電極に電気的に接続し、後方端近傍の表面に設置した電極端子を備えている。カバープレートは、アクチュエータ基板の表面に形成した複数の溝の上部開口を塞いで複数の並列するチャンネルを構成する。フレキシブル基板は、アクチュエータ基板の後方端近傍の基板表面に接合し、上記アクチュエータ基板に形成した端子電極と電気的に接続する配線電極と備えている。
【００２１】
並列する複数のチャンネルは、液体を吐出するため吐出チャンネルと、液体を吐出しないダミーチャンネルとが交互に配列している。アクチュエータ基板の後方端近傍に形成した電極端子は、第一電極端子と第二電極端子を有している。第一電極端子は、吐出チャンネルを構成する２つの隔壁の側面のうち、当該吐出チャンネル側の側面に設置した２つの駆動電極に電気的に接続している。第二電極端子は、当該吐出チャンネルの一方の隔壁のダミーチャンネル側の側面に設置した駆動電極と、他方の隔壁のダミーチャンネル側の側面に設置した駆動電極に電気的に接続している。
【００２２】
各隔壁は圧電体材料により構成している。この場合に、アクチュエータ基板の全体を圧電体材料により構成してもよいし、隔壁部分のみを圧電体材料により構成してもよい。隔壁は、例えばアクチュエータ基板表面の法線方向に分極処理を施しておけば、大きな電歪効果を得ることができる。この場合に、隔壁全体を法線方向に分極処理してもよいし、隔壁の高さの略１／２を境にして、分極方向を反転させてもよい。そして、第一電極端子と第二電極端子に駆動信号を与えて吐出チャンネルを構成する両隔壁を吐出チャンネルを中心に対称に変形させ、吐出チャンネルの容積を変化させて内部に充填した液体をこの吐出チャンネルに連通するノズルから吐出させる。通常、第一電極端子をＧＮＤに接続し第二電極端子に駆動信号を与えてアクチュエータ基板を駆動する。
【００２３】
ここで、フレキシブル基板に形成した配線電極は、共通配線電極と個別配線電極を有している。共通配線電極は、一の吐出チャンネルに対応する第一電極端子と他の吐出チャンネルに対応する第一電極端子とを電気的に共通に接続している。個別配線電極は、各吐出チャンネルに対応する第二電極端子のそれぞれに電気的に個別に接続している。
【００２４】
従って、アクチュエータ基板上にｎ（ｎは正の整数）個の吐出チャンネルが存在する場合に、これらの吐出チャンネルを駆動するための電極端子はｎ個の第一電極端子とｎ個の第二電極端子の合計２ｎ個の電極端子が存在する。これに対して、フレキシブル基板上の配線電極は、例えば１本の共通配線電極とｎ本の個別配線電極、つまりｎ＋１本の配線電極を形成すればよい。つまり、本発明の液体噴射ヘッドにおいては、アクチュエータ基板側に形成した電極端子の数に対して、フレキシブル基板側に形成する配線電極の数を大幅に低減させ、フレキシブル基板側の配線密度を概ね１／２とすることができる。そのため、フレキシブル基板上に配線電極を容易に形成することができ、更に端子電極と配線電極の接続を容易にした。
【００２５】
また、各吐出チャンネルにおいて、アクチュエータ基板側の第一端子電極とフレキシブル基板側の共通配線電極とを電気的に接続する接続点を第一接続点とし、アクチュエータ基板側の第二電極端子とフレキシブル基板側の個別配線電極とを電気的に接続する接続点を第二接続点とすると、第一接続点は第二接続点よりもアクチュエータ基板の前方端側に位置するようにした。これにより、各チャンネルが配列する配列方向の接続点ピッチを大きくすることができるので、接続工程が容易となるとともに接続不良を低減させることができる。
【００２６】
また、第一接続点と第二接続点は吐出チャンネルの長手方向に沿って対向するように設置することができる。これにより隣接する吐出チャンネル間の配線電極や接続点の間隔を広くとることができ、配線電極の高密度化に適する。
【００２７】
また、共通配線電極は、フレキシブル基板上において個別配線電極よりも外周側に位置するように形成することができる。これにより、個別配線電極の間に共通配線電極を形成する必要が無くなり、配線電極の最小ピッチを第一電極端子のピッチと同程度にすることができる。そのために、フレキシブル基板上に配線電極を容易に形成することができ、同時に接続工程の歩留まりも向上させることができる。更に、共通配線電極は個別配線電極よりも流れる電流量が大きくなるが、個別配線電極の電極幅や電極ピッチに影響を受けることなく共通配線電極の配線幅を太くして配線抵抗による電圧降下を低減することができる。
【００２８】
また、共通配線電極と第二電極端子とが交差する交差部に、短絡防止用の絶縁膜を介在させて、短絡を防止することができる。絶縁膜は上記交差部の共通配線電極側に設置してもよいし第二電極端子側に設置してもよい。これにより、フレキシブル基板上の電極配線を片面のみとすることができるので、コスト低減に寄与することができる。以下、図面を用いて具体的に説明する。
【００２９】
（第一実施形態）
図１、図２及び図３は、本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１を説明するため図であり、図１は液体噴射ヘッド１の部分分解斜視図であり、図２はアクチュエータ基板２の部分ＸＸの縦断面及び回路構成を表す模式図であり、図３はアクチュエータ基板２の後方端近傍の上面及びフレキシブル基板３の電極配線を表す模式図である。
【００３０】
図１に示すように、液体噴射ヘッド１は、圧電体材料から形成したアクチュエータ基板２と、その上面に接合したカバープレート４と、アクチュエータ基板２の後方端ＲＥ近傍の表面１５に接合したフレキシブル基板３と、アクチュエータ基板２の前方端ＦＥに接合したノズルプレート５を備えている。アクチュエータ基板２は、その基板の前方端ＦＥから後方端ＲＥ近傍に亘る表面１５に複数の並列する溝６と各溝６を離隔する複数の隔壁７を備え、その後方端ＲＥ側の表面１５に各隔壁７の側面に形成した駆動電極９に電気的に接続する端子電極１０を備えている。
【００３１】
アクチュエータ基板２は次のようにして形成した。圧電体基板の表面をダイシングブレードにより切削し、複数の並列する溝６を形成した。次に圧電体基板の表面に感光性樹脂シートを貼り付け、露光現像してパターンを形成した。次に斜め蒸着法により圧電体基板の表面及び隔壁７の側面に導体膜を堆積し、次にリフトオフ法により感光性樹脂シートを除去することにより隔壁７の側面に駆動電極９を、表面１５に端子電極１０を形成した。
【００３２】
カバープレート４は、液体を流入するための液体供給室１２と、その液体供給室１２の底面からカバープレート４の裏面に貫通するスリット１３を備えている。カバープレート４は、アクチュエータ基板２の表面に、アクチュエータ基板２の後方端ＲＥ近傍の表面が露出し、スリット１３が溝６の一本置きに溝６上部の開口部に連通するように、接着材により接合している。カバープレート４が溝６の上部開口を塞いでチャンネルを構成する。チャンネルは、スリット１３を介して液体供給室１２から液体の供給を可能に構成した吐出チャンネルＣと、液体供給室１２とは連通せず、液体が供給されないダミーチャンネルＤとが交互に配列している。ノズルプレート５は、吐出チャンネルＣに連通するノズル１４を備え、アクチュエータ基板２及びカバープレート４の前方端ＦＥに接合している。
【００３３】
端子電極１０は第一端子電極１０ａと第二端子電極１０ｂを備えている。第一端子電極１０ａは吐出チャンネルＣを構成する２つの隔壁７の吐出チャンネル側の側面に形成した２つの駆動電極９に接続する。第二端子電極１０ｂは、吐出チャンネルＣを構成する一方の隔壁７のダミーチャンネルＤ側の側面に形成した駆動電極９と、他方の隔壁７のダミーチャンネルＤ側の側面に形成した駆動電極９の両方の電極に接続する。即ち、各吐出チャンネルＣに、第一端子電極１０ａは吐出チャンネルＣの端部から後方端ＲＥの手前まで延在し、第二端子電極１０ｂはその吐出チャンネルＣの両隣りに位置するダミーチャンネルＤの両端部から第一端子電極１０ａをコの字状に取り囲む形状を有している。そして、フレキシブル基板３が後方端ＲＥ近傍の表面１５に接合している。
【００３４】
図２を用いて回路構成を説明する。吐出チャンネルＣ１〜Ｃ４とダミーチャンネルＤ１〜Ｄ５は交互に配列している。例えば、吐出チャンネルＣ１は隣接するダミーチャンネルＤ１とＤ２から挟まれ、それらの間に隔壁７１及び隔壁７２が介在する。第一端子電極１０ａは、隔壁７１と隔壁７２により構成される吐出チャンネルＣ１の吐出チャンネルＣ１側の側面に形成した２つの駆動電極９に接続し、第二端子電極１０ｂは、隔壁７１のダミーチャンネルＤ１側の側面に形成した駆動電極９と隔壁７２のダミーチャンネルＤ２側の側面に形成した駆動電極９に接続している。
【００３５】
フレキシブル基板３は共通配線電極１１ａと複数の個別配線電極１１ｂを備えている。共通配線電極１１ａは、第一接続点１６ａを介して吐出チャンネルＣ１に対応する第一端子電極１０ａに電気的に接続し、ＧＮＤに接続する。他の吐出チャンネルＣ２〜Ｃ４に対応する他の第一端子電極１０ａも同様に他の第一接続点１６ａを介して配線電極１１ａに接続している。個別配線電極１１ｂは、各吐出チャンネルＣ１〜Ｃ４に対応する第二接続点１６ｂを介して第二端子電極１０ｂに電気的に接続する。
【００３６】
例えば吐出チャンネルＣ１を駆動する場合は、端子Ｔａに駆動信号を与える。すると、隔壁７１と隔壁７２にはその上半分の厚さ方向に電界が印加されて厚み滑り歪みが発生し、隔壁７１と隔壁７２はその略１／２の高さを屈曲点とし“く”の字状に変形する。これにより、吐出チャンネルＣ１の容積が変化し、その内部に充填された液体がノズル１４から吐出される。他の吐出チャンネルＣ２〜Ｃ４を駆動する場合も、端子Ｔｂ〜Ｔｄを介し、駆動信号をダミーチャンネルＤ２〜Ｄ５側の駆動電極９に与える。吐出チャンネルＣ１〜Ｃ４側の駆動電極９をＧＮＤレベルとしたので、導電性の液体を使用しても液体を介して駆動信号が漏れ出すことがない。
【００３７】
図３を用いてアクチュエータ基板２上の第一及び第二端子電極１０ａ、１０ｂとフレキシブル基板３上の共通配線電極１１ａ及び個別配線電極１１ｂのレイアウトを説明する。図３において、アクチュエータ基板２上の端子電極１０を破線で、フレキシブル基板３上の配線電極１１を実線で表している。
【００３８】
第一端子電極１０ａと第二端子電極１０ｂをアクチュエータ基板２の後方端ＲＥ近傍の表面１５に形成した。第一端子電極１０ａは吐出チャンネルＣ１の両側面に形成した駆動電極９に電気的に接続し、第二端子電極１０ｂはその両側のダミーチャンネルＤ１、Ｄ２の吐出チャンネルＣ１側の側面に形成した２つの駆動電極９に電気的に接続する。表面１５上において、第二端子電極１０ｂは第一端子電極１０ａをコの字状に取り囲む形状を有している。
【００３９】
共通配線電極１１ａと個別配線電極１１ｂをフレキシブル基板３のアクチュエータ基板２側の表面に形成した。共通配線電極１１ａはフレキシブル基板３の外周に沿って個別配線電極１１ｂを取り囲むように配置した。共通配線電極１１ａは、吐出チャンネルＣ１に対応する第一端子電極１０ａと第一接続点１６ａにおいて電気的に接続する。他の吐出チャンネルに対応する第一端子電極も同様に他の第一接続点において共通配線電極１１ａに共通に接続する。個別配線電極１１ｂは、吐出チャンネルＣ１に対応する第二端子電極１０ｂと第二接続点１６ｂにおいて電気的に接続した。他の吐出チャンネルに対応する第二端子電極も同様に他の第二接続点において電気的に接続している。第一接続点１６ａは第二接続点１６ｂよりも前方端ＦＥ側に位置する。
【００４０】
この電極構成により、アクチュエータ基板２上の端子電極数に対し、フレキシブル基板３上の配線電極数を概ね１／２に低減できるので、フレキシブル基板上の配線電極を容易に形成することができる。また、各チャンネルが配列する配列方向、即ち溝６と直交する方向の接続点１６のピッチが拡大し、第一及び第二端子電極１０ａ、１１ｂと共通配線電極１１ａ及び個別配線電極１１ｂとを接続する接続工程が容易となる。また、共通配線電極１１ａをフレキシブル基板３の外周に個別配線電極１１ｂを囲むように設置した。そのため吐出チャンネルＣの数が増加し、個別配線電極１１ｂの配線密度が高くなった場合であっても、共通配線電極１１ａの電極幅を個別配線電極１１ｂの配線ピッチに影響を受けることなく自由に設定できる。そのために共通配線電極１１ａの抵抗による電圧降下を抑制することができる。
【００４１】
第二接続点１６ｂの設置位置は、第一接続点１６ａよりも後方端ＲＥ側であって第二端子電極１０ｂ上であればよい。ここで第二端子電極１０ｂのチャンネル方向と直交する方向の長さは、１つの溝６の幅と２つの隔壁７の厚さの合計となる。従って、第二端子電極１０ｂに対する個別配線電極１１ｂの位置合わせ精度が緩和され、接続不良の発生も低減し接続工程も容易となる。また、図３に示すように、第一接続点１６ａと第二接続点１６ｂとを吐出チャンネルＣの長手方向に沿って対向設置すれば隣接する吐出チャンネル間の配線電極や接続点１６の間隔が広がり、実装工程が容易となる。また、配線電極１１の高密度化に好適である。
【００４２】
なお、フレキシブル基板３上の共通配線電極１１ａをフレキシブル基板３の外周に沿って形成したがこれに限定されない。例えば共通配線電極１１ａを２つの個別配線電極１１ｂの間に設置してもよいし、片方の外周側のみに形成してもよい。また、配線電極１１をフレキシブル基板３上のアクチュエータ基板２側に形成したがこれに限定されない。例えば、共通配線電極１１をフレキシブル基板３のアクチュエータ基板２側とは反対側の表面に形成し、第一接続点１６ａにおいてフレキシブル基板３を貫通する貫通電極を介して共通配線電極１１ａと第一端子電極１０ａと電気的に接続する。これにより、共通配線電極１１ａと第二端子電極１０ｂとが交差する交差部にフレキシブル基板３が介在して短絡防止が容易となる。また、フレキシブル基板３を個別配線電極用と共通配線電極用に分割することができる。このようにすれば、共通配線電極を個別配線電極の周囲に設置する必要が無くなり、フレキシブル基板３の外形を小さく全体をコンパクトに形成することができる。
【００４３】
また、アクチュエータ基板２としてＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックスを用い、隔壁７は基板表面の法線方向に分極処理を施した。隔壁７をシェブロンタイプの構造としても、或いは隔壁７の高さの略１／２の上半分又は下半分に電極を形成してもよい。カバープレート４はアクチュエータ基板２と同じ材料を使用し、ノズルプレート５はポリイミドフィルムを用いた。ただし本発明はこれらの材料に限定されず、他の材料を用いることができうることは言うまでもない。
【００４４】
ここで言うシェブロンタイプとは、アクチュエータ基板に特徴があり、アクチュエータ基板の構成は図２に示す構成と異なり、その他の部分は図２に示す構成と同様である。即ち、アクチュエータ基板の素材にＰＺＴセラミックスを用いる点は前述した構成と同様だが、各隔壁は基板表面の法線方向に対向するように分極処理を施した２層のＰＺＴセラミックスから構成されている。具体的に、２層のＰＺＴセラミックスは分極方向が相反する方向になるように積層されており、その隔壁の側面に上下にわたって駆動電極が形成されている。これにより、駆動電圧を印加することによって、側壁の上下にわたって駆動することができる。
【００４５】
（第二実施形態）
図４は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の上面模式図である。第一実施形態と異なる部分は、アクチュエータ基板２上に形成した第二端子電極１０ｂとフレキシブル基板３のアクチュエータ基板２側の表面に形成した共通配線電極１１ａとの間に絶縁層を形成した点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下、主に異なる部分について説明する。
【００４６】
アクチュエータ基板２の後方端ＲＥ近傍の表面１５に第一及び第二端子電極１０ａ、１０ｂを形成し、第二端子電極１０ｂは第一端子電極１０ａを囲むように配置している。フレキシブル基板３のアクチュエータ基板２側の表面に共通配線電極１１ａと個別配線電極１１ｂを形成し、共通配線電極１１ａは個別配線電極１１ｂを囲むようにフレキシブル基板３の周辺に形成した。共通配線電極１１ａは吐出チャンネルＣ１に対応する第一端子電極１０ａと第一接続点１６ａにおいて図示しない異方性導電膜を介して電気的に接続している。他の吐出チャンネルに対応する他の第一端子電極も同様に共通配線電極１１ａに接続している。個別配線電極１１ｂは、吐出チャンネルＣ１に対応する第二端子電極１０ｂと第一接続点１６ａよりも後方端ＲＥ側の第二接続点１６ｂにおいて図示しない異方性導電膜を介して電気的に接続している。
【００４７】
この構成では、共通配線電極１１ａと第二端子電極１０ｂとは平面視必ず交差する。そこで、共通配線電極１１ａと各吐出チャンネルに対応する第二端子電極１０ｂとの交差部に絶縁層１７を介在して、共通配線電極１１ａと第二端子電極１０ｂとの短絡を防止した。
【００４８】
絶縁層１７として絶縁性フィルムを用い、各交差部のフレキシブル基板３側に貼り付けてもよいし、アクチュエータ基板２側に貼り付けてもよい。また、絶縁層１７として、交差部の第二端子電極１０ｂの表面を覆うように絶縁膜を形成してもよいし、交差部の共通配線電極１１ａを覆うように絶縁膜を形成してもよい。
【００４９】
（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ヘッド１の上面模式図であり、図６は部分ＹＹの断面模式図である。図７は、第三実施形態の変形例を表す断面模式図である。第二実施形態と異なる主な部分は、共通配線電極１１ａと第一端子電極１０ａとを接続する第一接続点１６ａよりも前方端ＦＥ側の共通配線電極１１ａに絶縁フィルムからなる絶縁層１７ａを覆うように形成して、第二端子電極１０ｂと共通配線電極１１ａの間の短絡を防止した点である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００５０】
図５及び図６を参照して液体噴射ヘッド１の構成を説明する。液体噴射ヘッド１は、圧電体材料から形成し、表面１５に吐出チャンネルＣ１〜ＣｎとダミーチャンネルＤ１〜Ｄｎ＋１が交互に配列するアクチュエータ基板２と、その表面１５に接合し、液体供給室１２と吐出チャンネルＣ１〜Ｃｎに液体を供給するためのスリット１３を有するカバープレート４と、吐出チャンネルＣ１〜Ｃｎに連通するノズル１４を備え、アクチュエータ基板２及びカバープレート４の前方端ＦＥに接合するノズルプレート５と、アクチュエータ基板２、フレキシブル基板３及びカバープレート４を固定するための枠体１８と、アクチュエータ基板２の後方端ＲＥ近傍の表面１５に接合し、アクチュエータ基板２に駆動信号を供給するためのフレキシブル基板３と、駆動ＩＣ２０を搭載し、フレキシブル基板３に駆動信号を供給する回路基板１９を備えている。
【００５１】
回路基板１９は、その表面に駆動ＩＣ２０を搭載し、フレキシブル基板３のアクチュエータ基板２とは反対側の端部に接合している。回路基板１９はその表面に図示しない配線を有し、各配線の一方端が駆動ＩＣ２０に、他方端がフレキシブル基板３の共通配線電極１１ａ及び個別配線電極１１ｂに電気的に接続している。つまり、駆動ＩＣ２０で生成した駆動信号は、フレキシブル基板３上の配線電極１１を介してアクチュエータ基板２上の端子電極１０に伝達し、各チャンネルの駆動電極９に供給される。なお、アクチュエータ基板２、カバープレート４及びノズルプレート５の構成や、端子電極１０及び配線電極１１のレイアウトは第一実施形態又は第二実施形態と同様なので、詳細な説明は省略する。
【００５２】
共通配線電極１１ａは、吐出チャンネルＣ１に対応する第一端子電極１０ａと第一接続点１６ａにおいて図示しない異方性導電膜を介して電気的に接続し、他の吐出チャンネルに対応する第一端子電極も同様に共通配線電極１１ａに接続している。個別配線電極１１ｂは、吐出チャンネルＣ１に対応する第二端子電極１０ｂと第二接続点１６ｂにおいて図示しない異方性導電膜を介して電気的に接続し、他の吐出チャンネルに対応する第二端子電極も同様の構成を有する。各個別配線電極１１ｂは互いに電気的に独立している。
【００５３】
第一接続点１６ａは、第二接続点１６ｂよりも前方端ＦＥ側に位置する。そして、この第一接続点１６ａよりも前方端ＦＥ側の共通配線電極１１ａにその表面を覆うようにカバー層からなる絶縁層１７ａを設置した。また、アクチュエータ基板２と回路基板１９の間のフレキシブル基板３の表面に絶縁層１７ｂを形成して配線電極１１の表面を保護するようにした。第二端子電極１０ｂと共通配線電極１１ａとの間にカバー層からなる絶縁層１７ａを設置したので、フレキシブル基板３の前方端ＦＥ側端部が上方から押圧された場合でも、第二端子電極１０ｂと共通配線電極１１ａの短絡を防止することができる。
【００５４】
図７は、上記第三実施形態における回路基板１９を除去し、フレキシブル基板３上に駆動ＩＣ２０を設置した。このように構成すれば、部品点数を減らし、組立工程も短くすることができる。その他の構成は第三実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００５５】
（第四実施形態）
図８は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１のアクチュエータ基板２及びフレキシブル基板３の上面模式図を表す。第一実施形態と異なる部分は、ダミーチャンネルＤを構成する溝６をアクチュエータ基板２の前方端ＦＥから後方端ＲＥに亘って形成した点である。従って、以下主に異なる部分について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００５６】
図８に示すように、ダミーチャンネルＤ１〜Ｄｎ＋１を構成する溝６はアクチュエータ基板２の前方端ＦＥから後方端ＲＥまで形成し、吐出チャンネルＣ１〜Ｃｎを構成する溝６は前方端ＦＥから後方端ＲＥ近傍の手前の領域まで形成している。そして、アクチュエータ基板２の後方端ＲＥ近傍の表面１５に、第一及び第二端子電極１０ａ、１０ｂを形成した。第一端子電極１０ａは吐出チャンネルＣ１の両側面に形成した駆動電極９に接続し、後方端ＲＥの近傍まで延在する。第二端子電極１０ｂは、ダミーチャンネルＤ１の吐出チャンネルＣ１側の側面に形成した駆動電極９と、ダミーチャンネルＤ２の吐出チャンネルＣ１側の側面に形成した駆動電極９と電気的に接続し、第一端子電極１０ａと後方端ＲＥとの間に形成した。
【００５７】
そして、フレキシブル基板３の共通配線電極１１ａとアクチュエータ基板２の第一端子電極１０ａとは第一接続点１６ａにおいて電気的に接続している。他の吐出チャンネルの第一端子電極１０ａも同様に共通配線電極１１ａに電気的に接続する。フレキシブル基板３の個別配線電極１１ｂとアクチュエータ基板２の第二端子電極１０ｂとは第二接続点１６ｂにおいて電気的に接続し、他の吐出チャンネルＣにおいても同様の配線構造を有している。
【００５８】
また、共通配線電極１１ａとダミーチャンネルＤの側面に形成した駆動電極９との間に絶縁層１７を介在させた。これにより、共通配線電極１１ａとダミーチャンネルＤの側面に形成した駆動電極９とが短絡することを防止する。なお、短絡防止用の絶縁層１７は共通配線電極１１ａの上面に設置してもよいし、電極交差部のアクチュエータ基板２側に設置してもよい。また、交差部分のみではなく、第三実施形態で説明したように、第一接続点１６ａより前方端ＦＥ側の共通配線電極１１ａの全表面を覆うように設置してもよい。
【００５９】
（第五実施形態）
図９は、本発明の第五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、上記本発明に係る液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構４３と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給する液体供給管３３、３３’と、液体供給管３３、３３’に液体を供給する液体タンク３１、３１’を備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は本発明に係る液体噴射ヘッド１から構成される。即ち、表面に並列する複数の溝と、隣接する溝を離隔する隔壁を有するアクチュエータ基板と、溝を覆い、アクチュエータ基板の表面に接合するカバープレートと、溝に連通するノズルを有し、アクチュエータ基板の端面に接合するノズルプレートと、を備えている。このアクチュエータ基板は、液滴吐出用の吐出チャンネルと液滴を吐出しないダミーチャンネルが交互に配列している。そして、アクチュエータ基板２の後方端ＲＥ近傍の表面には、吐出チャンネルの側面に形成した駆動電極に接続する第一端子電極とダミーチャンネルの当該吐出チャンネル側の側面に形成した駆動電極に接続する第二端子電極が設置されている。第一端子電極は第二端子電極よりも前方端側に位置している。フレキシブル基板には、第一接続点を介して第一端子電極に電気的に接続する共通配線電極と、第二接続点を介して第二端子電極に電気的に接続する個別配線電極が設置されている。
【００６０】
具体的に説明する。液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体３４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３４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体タンク３１、３１’に貯留した液体を液体供給管３３、３３’に押圧して供給するポンプ３２、３２’と、液体噴射ヘッド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４３等を備えている。
【００６１】
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３４を主走査方向に搬送する。移動機構４３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３８と、キャリッジユニット３８を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３９と、この無端ベルト３９を図示しないプーリを介して周回させるモータ４０を備えている。
【００６２】
キャリッジユニット３８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３１、３１’は対応する色の液体を貯留し、ポンプ３２、３２’、液体供給管３３、３３’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３８を駆動するモータ４０の回転及び被記録媒体３４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体３４上に任意のパターンを記録することできる。
【００６３】
この構成により、アクチュエータ基板上の端子電極数に対しフレキシブル基板上の配線電極数が低減し、配線密度を概ね１／２とすることができるので、フレキシブル基板の配線を容易に形成することができ、同時に接続歩留まりも向上させることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  液体噴射ヘッド
２  アクチュエータ基板
３  フレキシブル基板
４  カバープレート
５  ノズルプレート
６  溝
７  隔壁
９  駆動電極
１０  端子電極
１１  配線電極
１２  液体供給室
１３  スリット
１４  ノズル
１６  接続点
【図１】
0005432064.tif 000002
【図２】
0005432064.tif 000003
【図３】
0005432064.tif 000004
【図４】
0005432064.tif 000005
【図５】
0005432064.tif 000006
【図６】
0005432064.tif 000007
【図７】
0005432064.tif 000008
【図８】
0005432064.tif 000009
【図９】
0005432064.tif 000010
【図１０】
0005432064.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0005432064.tif 000013