(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル、及び、前記ノズルに通じており、前記ノズルが開口している側とは反対側に位置している加圧室を有している流路部材と、
前記加圧室を覆うように前記流路部材に重なっている圧電アクチュエータ基板と、
前記圧電アクチュエータ基板に対して前記流路部材とは反対側から対向するとともに、前記圧電アクチュエータ基板を間に置いて前記流路部材の前記加圧室とも対向するように配置されたフレキシブル配線基板と、
を有しており、
前記圧電アクチュエータ基板は、前記フレキシブル配線基板側に露出している絶縁層を有しており、
前記絶縁層は、前記フレキシブル配線基板に向かって開口している貫通孔を有しているとともに、前記貫通孔の縁部に前記フレキシブル配線基板側へ突出している突部を有しており、
前記圧電アクチュエータ基板は、前記絶縁層の前記フレキシブル配線基板側に前記突部を避けて重なっている外部電極を更に有しており、
前記突部の頂面は、前記外部電極の前記フレキシブル配線基板に対向している表面よりも前記フレキシブル配線基板側に位置している
インクジェットヘッド。
【請求項２】
ノズル、及び、前記ノズルに通じており、前記ノズルが開口している側とは反対側に位置している加圧室を有している流路部材と、
前記加圧室を覆うように前記流路部材に重なっている圧電アクチュエータ基板と、
前記圧電アクチュエータ基板に対して前記流路部材とは反対側から対向するとともに、前記圧電アクチュエータ基板を間に挟んで前記流路部材の前記加圧室とも対向するように配置されたフレキシブル配線基板と、
を有しており、
前記圧電アクチュエータ基板は、前記フレキシブル配線基板側に露出している絶縁層を有しており、
前記絶縁層は、前記フレキシブル配線基板に向かって開口している貫通孔を有しているとともに、前記貫通孔の縁部に前記フレキシブル配線基板側へ突出している突部を有しており、
前記圧電アクチュエータ基板は、
前記絶縁層の前記フレキシブル配線基板側に前記突部を避けて重なっている外部電極と、
前記絶縁層の前記フレキシブル配線基板側に前記外部電極を避けて重なっており、バンプを介して前記フレキシブル配線基板に接続されている接続パターンと、
を有しており、
前記接続パターンは、前記突部を覆っている部分を有しており、当該部分の頂面は、前記外部電極の前記フレキシブル配線基板に対向している表面よりも前記フレキシブル配線基板側に位置している
インクジェットヘッド。
【請求項３】
前記圧電アクチュエータ基板は、前記貫通孔に配されており、前記絶縁層の表裏に配されている導体層同士を接続している貫通導体を更に有している
請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記突部は、前記貫通孔の縁部の１／３周以上２／３周以下に亘って形成されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記圧電アクチュエータ基板は、
前記絶縁層の前記流路部材側に重なっている内部電極と、
前記貫通孔に配されており、前記内部電極に接続されている貫通導体と、
前記絶縁層の前記フレキシブル配線基板側に重ねられており、前記貫通導体に接続されている接続パターンと、を更に有しており、
前記突部は、前記貫通孔の縁部の１／３周以上２／３周以下に亘って形成されており、
前記接続パターンは、平面視において、前記貫通導体に重なっている位置から、少なくとも前記貫通孔の縁部のうち前記突部が形成されていない部分を経由して、前記貫通導体の外側へ延びている
請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記外部電極の前記フレキシブル配線基板に対向する表面と、前記フレキシブル配線基板とが２０μｍ以下の間隔で配置されている部分を有している
請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記圧電アクチュエータ基板の前記流路部材に接着されている表面は、前記貫通孔と重なっている領域が凹状に形成されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッドと、メディアと前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査部と、前記インクジェットヘッドを制御する制御部とを備えていることを特徴とするプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド及びプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ピエゾ式のインクジェットヘッドが知られている（例えば特許文献１）。このようなインクジェットヘッドは、インクの流路が形成された流路部材と、流路部材に重ねられた圧電アクチュエータ基板と、圧電アクチュエータ基板の流路部材とは反対側の面を覆うフレキシブル配線基板とを有している。流路部材は、インクを吐出するためのノズルと、ノズルに通じるとともにノズルの開口方向とは反対側に開口する加圧室とを有している。圧電アクチュエータ基板は、加圧室を塞いでおり、電圧が印加されると逆電圧効果によって加圧室内へ撓み、加圧室内のインクに圧力を付与する。これにより、ノズルからインクが吐出される。フレキシブル配線基板は、圧電アクチュエータ基板と、圧電アクチュエータ基板を駆動制御するドライバとを電気的に仲介する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０５３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような構成においては、圧電アクチュエータ基板と、これを覆っているフレキシブル配線基板とが力学的に干渉するおそれがある。例えば、フレキシブル配線基板の荷重が圧電アクチュエータ基板に加えられ、この荷重が圧電アクチュエータ基板における逆圧電効果による撓み変形に影響を及ぼすおそれがある。また、例えば、圧電アクチュエータ基板の動作によってフレキシブル配線基板が振動し、ユーザに不快な異音を生じるおそれがある。【０００５】
従って、圧電アクチュエータ基板及びフレキシブル配線基板の間の干渉を低減できるインクジェットヘッドが提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るインクジェットヘッドは、ノズル、及び、前記ノズルに通じており、前記ノズルが開口している側とは反対側に位置している加圧室を有している流路部材と、前記加圧室を覆うように前記流路部材に重なっている圧電アクチュエータ基板と、前記圧電アクチュエータ基板に対して前記流路部材とは反対側から対向しているフレキシブル配線基板と、を有しており、前記圧電アクチュエータ基板は、前記フレキシブル配線基板側に露出している絶縁層を有しており、前記絶縁層は、前記フレキシブル配線基板に向かって開口している貫通孔を有しているとともに、前記貫通孔の縁部に前記フレキシブル配線基板側へ突出している突部を有している。【０００７】
本発明の一態様に係るプリンタは、前記インクジェットヘッドと、メディアと前記インクジェットヘッドとを相対的に移動させる走査部と、前記インクジェットヘッドを制御する制御部とを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
上記の構成によれば、圧電アクチュエータ基板及びフレキシブル配線基板の間の干渉を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの要部を模式的に示す斜視図。
【図２】図１のプリンタのインクジェットヘッドの一部を模式的に示す分解斜視図。
【図３】図３（ａ）は図２の領域IIIａにおける平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のIIIｂ−IIIｂ線における断面図。
【図４】図２のIV−IV線における断面図。
【図５】図５（ａ）は圧電体の貫通孔付近の平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における圧電アクチュエータ基板の断面図。
【図６】圧電アクチュエータ基板の製造方法の手順を示すフローチャート。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は圧電アクチュエータ基板の製造方法を説明するための断面図。
【図８】圧電アクチュエータ基板の変形例を示す断面図。
【図９】圧電アクチュエータ基板の他の変形例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係るプリンタ１の要部を模式的に示す斜視図である。
【００１１】
プリンタ１は、インクジェットプリンタである。より具体的には、例えば、プリンタ１は、ピエゾヘッド式、シリアルヘッド式、且つ、オフキャリッジ式のカラープリンタとされている。なお、プリンタ１は、適宜な数の色のインクでカラーの画像を実現してよいが、本実施形態では、４色（ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアン）のインクによってカラー画像を実現する。
【００１２】
プリンタ１は、例えば、メディア（例えば紙）１０１を矢印ｙ１で示す搬送方向へ搬送する搬送部３と、搬送されているメディア１０１に向けてインク滴を吐出するヘッド５と、ヘッド５をメディア１０１の搬送方向に直交する副走査方向（矢印ｙ２）において往復移動させる走査部７と、ヘッド５にインクを供給するインクカートリッジ９と、ヘッド５からのインクの吐出動作を含むプリンタ１の動作を制御する制御部１１とを有している。
【００１３】
ヘッド５からメディア１０１へのインク滴の吐出が、副走査方向に直交する方向である主走査方向に広がった範囲で繰り返し行われつつ、走査部７によるヘッド５の往復移動が行われることにより、メディア１０１には帯状の２次元画像が形成される。さらに、搬送部３によってメディア１０１が間欠的に搬送されることで、メディア１０１には、帯状の２次元画像が繋がって連続的な２次元画像が形成される。
【００１４】
搬送部３は、例えば、不図示の供給スタックに積層された複数のメディア１０１を一ずつ不図示の排出スタックへ搬送する。搬送部３は、公知の適宜な構成とされてよい。図１では、搬送経路がストレートパスとされ、メディア１０１に当接するローラ１３と、ローラ１３を回転させるモータ１５と、モータ１５に駆動電力を付与するドライバ１７とを有する搬送部３が例示されている。
【００１５】
走査部７は、公知の適宜な構成とされてよい。例えば、走査部７は、ヘッド５が搭載される不図示のキャリッジを副走査方向に案内可能に支持する不図示のガイドレールと、キャリッジに固定された不図示のベルトと、当該ベルトが掛け渡された不図示のプーリと、当該プーリを回転させるモータ１９と、モータ１９に駆動電力を付与するドライバ２１とを有している。
【００１６】
インクカートリッジ９は、ヘッド５とは別の場所に（ヘッド５と共に移動しないように）設置されている。インクカートリッジ９は、可撓性のチューブを介してヘッド５と接続されている。インクカートリッジ９は、ヘッド５が吐出するインクの色の数に対応して複数（本実施形態では４つ）設けられている。
【００１７】
制御部１１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び外部記憶装置を含んで構成されている。制御部１１は、搬送部３のドライバ１７、走査部７のドライバ２１及びヘッド５のドライバ（後述）に制御信号を出力し、搬送部３、走査部７及びヘッド５の動作を制御する。
【００１８】
図２は、ヘッド５の一部を示す分解斜視図である。なお、図２の紙面下方（ｚ方向の負側）がメディア１０１側である。
【００１９】
ヘッド５は、インクの流路を構成する流路部材２３と、流路部材２３からインクを吐出させるための駆動力を生じる圧電アクチュエータ基板２５と、圧電アクチュエータ基板２５に電気的に接続されたＦＰＣ（フレキシブル配線基板）２７と、ＦＰＣ２７を介して圧電アクチュエータ基板２５を駆動制御するドライバＩＣ２９とを有している。
【００２０】
流路部材２３は、例えば、概略、薄型の直方体状に形成されており、メディア１０１に対向する第１主面２３ａ及びその背面の第２主面２３ｂを有している。第１主面２３ａには、インク滴を吐出するために、後述する複数のノズルが開口している。また、第２主面２３ｂの端部には、インクが供給されるインク供給口３１が色毎に形成されている。
【００２１】
圧電アクチュエータ基板２５は、例えば、概略、薄型の直方体状に形成されており、流路部材２３の第２主面２３ｂに重ねられる。圧電アクチュエータ基板２５は、例えば、第２主面２３ｂの大部分（複数のインク供給口３１の配置領域を除く部分）を覆う大きさに形成されている。
【００２２】
ＦＰＣ２７は、例えば、圧電アクチュエータ基板２５を覆う対向部２７ａと、当該部分から圧電アクチュエータ基板２５の外方へ延び出る延在部２７ｂとを有している。なお、延在部２７ｂは、主走査方向及び副走査方向のいずれの方向に設けられてもよい。
【００２３】
ドライバＩＣ２９は、例えば、延在部２７ｂに実装されている。なお、ドライバＩＣ２９は、ＦＰＣ２７が折り曲げられることによって適宜な位置に配置されてよい。また、ＦＰＣ２７に延在部が２つ設けられ、その２つの延在部それぞれにドライバＩＣ２９（合計２つのドライバＩＣ２９）が設けられてもよい。
【００２４】
図３（ａ）は、図２の領域IIIａに相当する領域において流路部材２３及び圧電アクチュエータ基板２５を示す拡大平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【００２５】
既に述べたように、流路部材２３は、第１主面２３ａに開口する複数のノズル３３を有している。また、流路部材２３は、複数のノズル３３に通じ、第２主面２３ｂ側に開口する複数の加圧室３５（図２も参照）と、インク供給口３１からのインクを複数の加圧室３５に供給するための共通流路３７（図３（ｂ））とを有している。
【００２６】
なお、これらの具体的形状は適宜に設定されてよい。例えば、本実施形態において示すように、加圧室３５の平面形状は、短辺の中央にノズル３３が接続される概ね矩形であってもよい。また、例えば、加圧室３５の平面形状は、角部にノズル３３が接続される菱形であってもよいし、半円状の端部にノズル３３が接続される長円乃至は楕円であってもよい。
【００２７】
流路部材２３は、例えば、流路となる貫通孔若しくは溝が形成された複数の板状部材３９がｚ方向に積層されることによって構成されている。複数の板状部材３９は、例えば、金属からなる。なお、第１主面２３ａを構成する板状部材３９を樹脂で構成し、他の板状部材３９を金属で構成するなどしてもよい。
【００２８】
圧電アクチュエータ基板２５は、例えば、ユニモルフ型の圧電アクチュエータ基板により構成されており、流路部材２３側から順に、弾性体４１、共通電極４３、圧電体４５及び複数の個別電極４７（図２も参照）が積層されて構成されている。なお、これらはいずれも層状（板状）に形成されている。
【００２９】
弾性体４１は、複数の加圧室３５の上面を構成している。個別電極４７と共通電極４３との間に電圧が印加されると、圧電体４５は逆圧電効果によって平面方向において縮小する。これにより、弾性体４１は加圧室３５側へ撓む。この動作が利用されて、加圧室３５内のインクに圧力が付与され、インク滴がノズル３３から吐出される。
【００３０】
弾性体４１、共通電極４３及び圧電体４５は、複数の加圧室３５全体に亘って設けられている。一方、個別電極４７は、加圧室３５毎に設けられている。共通電極４３には、例えば、基準電位が付与される。複数の個別電極４７には選択的に共通電極４３とは異なる電位（駆動信号）が付与される。これにより、複数のノズル３３から選択的にインク滴が吐出される。
【００３１】
複数の個別電極４７は、加圧室３５の概略全体に重なり、圧電体４５に電圧を印加するための電極本体４７ａと、ＦＰＣ２７との接続のための引出電極４７ｂとを有している。電極本体４７ａは、例えば、加圧室３５の平面形状と概ね同様（相似）の形状とされており、本実施形態では、矩形であり、加圧室３５より小さい。引出電極４７ｂは、電極本体４７ａから適宜な方向に延び出ている。例えば、引出電極４７ｂは、電極本体４７ａに対してノズル３３とは反対側へ、加圧室３５と重ならない位置まで延び出ている。
【００３２】
なお、以下では、図３において示した、流路部材２３及び圧電アクチュエータ基板２５のうち、一のノズル３３に対応する部分（概略、平面視において加圧室３５及び個別電極４７の配置領域）を吐出素子４９ということがある。
【００３３】
図２に示すように、複数の吐出素子４９は、主走査方向及び副走査方向に配列されている。具体的には、例えば、以下のとおりである。
【００３４】
複数の吐出素子４９それぞれは、加圧室３５に対してノズル３３が配置されたり、電極本体４７ａに対して引出電極４７ｂが延び出たりする方向を副走査方向（ｘ方向）に一致させて配置されている。
【００３５】
複数の吐出素子４９が主走査方向（ｙ方向）に配列されて構成された吐出素子４９の行（吐出素子行５１）においては、複数の吐出素子４９は、互いに同一の向きとされている。互いに隣接する吐出素子行５１同士は、ノズル３３（引出電極４７ｂ）の向きが互いに逆向きとされ、また、吐出素子４９の主走査方向における半分の大きさで、走査方向において互いにずれて配置されている。
【００３６】
ノズル３３側同士を向い合わせた２つの吐出素子行５１は、一のインクに対応しており、本実施形態では、４色に対応して、合計で８つの吐出素子行５１が設けられている。なお、ブラックインクに対しては吐出素子行５１の数を多くするなど、色毎に吐出素子行５１の数が異なっていてもよい。
【００３７】
なお、複数の吐出素子４９が複数の吐出素子行５１を構成していることから明らかなように、複数の加圧室３５は、主走査方向（ｙ方向）に配列されて加圧室行５３（図２）を構成しており、複数の加圧室行５３が副走査方向（ｘ方向）に並んでいる。
【００３８】
共通流路３７は、インク供給口３１に接続されるとともに、吐出素子行５１に沿って延びている（変形例の図であるが図９参照）。
【００３９】
図２に示したドライバＩＣ２９は、ＦＰＣ２７を介して複数の個別電極４７及び共通電極４３に電気的に接続される。ドライバＩＣ２９には、例えば、所定の駆動周期毎に、全てのノズル３３に関して吐出すべきインク量のデータが制御部１１から入力される。ドライバＩＣ２９は、例えば、共通電極４３に基準電位を付与するとともに、入力されたデータに基づいて複数の個別電極４７に所定の波形の駆動信号を選択的に出力する。また、ドライバＩＣ２９は、例えば、入力されたデータに基づいて駆動周期内において、あらかじめ準備した複数の駆動振動のうちの一つを出力したり、駆動信号を出力する回数を設定する。
【００４０】
図４は、図２のIV−IV線における、流路部材２３の最上層の板状部材３９、圧電アクチュエータ基板２５及びＦＰＣ２７の断面図である。
【００４１】
ＦＰＣ２７は、絶縁性のベースフィルム５５と、ベースフィルム５５上に形成された導体パターン５７と、導体パターン５７を覆う絶縁膜５９とを有している。そして、ＦＰＣ２７の対向部２７ａは、絶縁膜５９側を圧電アクチュエータ基板２５側に対向させて配置されている。
【００４２】
ベースフィルム５５は、例えば、可撓性の樹脂フィルムからなる。ベースフィルム５５の厚さは、例えば、２０μｍ〜２００μｍ程度である。導体パターン５７は、例えば、銅などの金属からなる。導体パターン５７の厚さは、例えば、５μｍ〜２０μｍ程度である。絶縁膜５９は、例えば、ソルダーレジストからなる。ソルダーレジストは、例えば、顔料等を含んだ熱硬化性エポキシ樹脂からなる。絶縁膜５９の厚さは、例えば、導体パターン５７の厚さより、５μｍ〜２０μｍ程度厚くされる。
【００４３】
導体パターン５７は、例えば、ドライバＩＣ２９と個別電極４７とを接続するための複数の配線６１及び不図示の複数のパッドと、ドライバＩＣ２９と共通電極４３とを接続するための不図示の１又は複数の配線及び複数のパッド６３とを有している。
【００４４】
複数の配線６１は、例えば、特に図示しないが、吐出素子行５１（加圧室行５３）に重なるように吐出素子行５１に沿って互いに並列に（例えば平行に）延び、また、外側（側方）に位置する配線６１から順に外側へ曲がって引出電極４７ｂへ向かう。その先端には不図示のパッドが接続されており、当該パッドと引出電極４７ｂとが不図示のバンプ（ただし、後述するバンプ６５と同様）によって接合されている。
【００４５】
複数のパッド６３は、ドライバＩＣ２９から延びる不図示の複数の配線の先端乃至は中途に設けられており、複数のバンプ６５によって圧電アクチュエータ基板２５の接続パターン６７に接合されている。バンプ６５の厚さは、例えば、５μｍ〜２０μｍ程度である。
【００４６】
複数のパッド６３（及び複数のバンプ６５）は、例えば、ＦＰＣ２７の対向部２７ａ（圧電アクチュエータ基板２５）の外周に位置している。より具体的には、複数のパッド６３は、図２における複数の接続パターン６７の位置から理解されるように、圧電アクチュエータ基板２５の副走査方向（ｘ方向）両側の縁部において縁部に沿って配列されている。ただし、複数のパッド６３は、圧電アクチュエータ基板２５の１、３又は４つの縁部において縁部に沿って配列されていてもよい。
【００４７】
ドライバＩＣ２９と複数のパッド６３とを接続する不図示の配線は、１本の配線が適宜な数のパッド６３と接続されてよい。また、この１又は複数の配線は、複数のパッド６３の位置に応じて適宜な位置に配されてよい。例えば、本実施形態では、複数のパッド６３は対向部２７ａの縁部に位置することから、１又は複数の配線は、対向部２７ａの縁部に沿って延びてよい。
【００４８】
図４に示すバンプ６５は、導電性を有する適宜な材料により形成されてよい。例えば、バンプ６５は、金属（例えばＡｇ）からなる粒子を含む樹脂（例えば熱硬化性樹脂）により構成されている。
【００４９】
絶縁膜５９は、複数の配線６１、及び、複数のパッド６３に接続される不図示の１又は複数の配線を覆っている。これにより、複数の配線６１等は、導電性材料の付着によって互いに短絡することなどが低減されている。なお、絶縁膜５９は、複数の個別電極４７と接合されるＦＰＣ２７の不図示の複数のパッド、及び、複数のパッド６３は露出させている。また、絶縁膜５９は、加圧室３５の少なくとも一部に重なる広さを有している。
【００５０】
圧電アクチュエータ基板２５は、図３を参照して説明した構成に加え、圧電体４５に形成された複数の貫通孔４５ｈに配され、共通電極４３に接続された複数の貫通導体６９と、複数の貫通導体６９に接続された上述の複数の接続パターン６７とを有している。従って、接続パターン６７がバンプ６５によってＦＰＣ２７に接続されることにより、共通電極４３は、ドライバＩＣ２９に電気的に接続される。
【００５１】
図２及び図４に示すように、複数の貫通導体６９（複数の貫通孔４５ｈ）及び複数の接続パターン６７は、例えば、圧電アクチュエータ基板２５の２つの縁部に位置している。なお、複数のパッド６３の説明で述べたように、複数の接続パターン６７は、複数の個別電極４７の配置領域の１、３又は４つの縁部に位置していてもよい。接続パターン６７は、例えば、貫通導体６９上の位置から圧電アクチュエータ基板２５の縁部に沿う方向（ｙ方向）に延びるように形成され、貫通導体６９上の位置とは異なる位置にてバンプ６５によってパッド６３に接合されている。
【００５２】
接続パターン６７は、例えば、個別電極４７と同一の導電材料により構成されるとともに、個別電極４７と同一の厚さを有している。なお、これらは複数の導電層が積層されて構成されていてもよい。また、接続パターン６７及び個別電極４７は、互いに異なる材料から構成されていてもよいし、互いに異なる厚さとされていてもよい。接続パターン６７の平面形状は、貫通導体６９に接続される部分、及び／又は、バンプ６５に接続される部分がパッド状に面積が広くされるなど、適宜なものとされてよい。
【００５３】
貫通導体６９は、接続パターン６７及び／又は共通電極４３等と同一の導電材料により形成されていてもよいし、異なる導電材料により構成されていてもよい。貫通導体６９（貫通孔４５ｈ）の平面形状は、適宜な形状とされてよく、例えば、円形である。
【００５４】
上述のように、個別電極４７の引出電極４７ｂとＦＰＣ２７の不図示のパッドとが不図示のバンプによって接合され、また、接続パターン６７とＦＰＣ２７のパッド６３とがバンプ６５によって接合されることにより、圧電アクチュエータ基板２５とＦＰＣ２７の対向部２７ａとは固定されている。従って、圧電アクチュエータ基板２５と対向部２７ａとは、例えば、バンプ６５がスペーサとして機能した状態で互いに対向している。
【００５５】
具体的には、例えば、ＦＰＣ２７の絶縁膜５９は、個別電極４７の電極本体４７ａ、並びに、接続パターン６７の一部（貫通導体６９上及びその周囲部分）に対して、微小間隔で対向し、又は、比較的低い圧力で接している。微小間隔の大きさは、例えば、２０μｍ以下、更に１０μｍ以下である。
【００５６】
なお、このような状態は、例えば、以下のようにＦＰＣ２７を圧電アクチュエータ基板２５に接合することにより実現される。まず、引出電極４７ｂ及び接続パターン６７上に、バンプとなる未硬化状態の材料（例えば金属粒子を含む熱硬化性樹脂）を塗布する。次に、ＦＰＣ２７を圧電アクチュエータ基板２５上に被せ、ＦＰＣ２７を圧電アクチュエータ基板２５に押し付ける。この際、バンプとなる材料が潰れ（変形し）、絶縁膜５９が圧電アクチュエータ基板２５に接する又は近づく。その後、バンプとなる材料が加熱硬化される。
【００５７】
図５（ａ）は、圧電体４５の貫通孔４５ｈ付近の平面図である。図５（ｂ）は図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における圧電アクチュエータ基板２５の断面図である。
【００５８】
なお、図５（ｂ）では、接続パターン６７を構成する材料が貫通孔４５ｈの上部に入り込んでいる。接続パターン６７は、この貫通孔４５ｈの上部に入り込んだ部分を含んで定義されてもよいし、圧電体４５のＦＰＣ２７側の表面を基準として定義されてもよい（貫通孔４５ｈの上部に入り込んだ部分は貫通導体６９の一部と捉えてもよい）。以下では、説明の便宜上、前者の定義に従って説明する。
【００５９】
図４、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、圧電体４５は、貫通孔４５ｈの縁部に、ＦＰＣ２７側に突出する突部４５ｐを有している。突部４５ｐの圧電体４５の平坦面からの高さＨ１（図５（ｂ））は、例えば、個別電極４７の厚さ及び接続パターン６７の圧電体４５上（貫通導体６９上を除く部分）の厚さよりも大きい。従って、突部４５ｐの頂面（面積が極めて小さい頂点乃至は稜線も頂面の一種とする。）は、個別電極４７のＦＰＣ２７側の表面よりもＦＰＣ２７側に位置している。また、突部４５ｐは、接続パターン６７を突き抜けて、その頂面がＦＰＣ２７側へ露出している。そして、突部４５ｐの頂面は、ＦＰＣ２７（絶縁膜５９）に接するか、微小間隔で対向している。突部４５ｐの高さは、適宜に設定されてよいが、一例として、５μ以上１０μｍ以下である。
【００６０】
図５（ａ）に示すように、突部４５ｐは、貫通孔４５ｈの縁部に沿って延びるように形成されており、その長さは、例えば、貫通孔４５ｈの縁部の１／３周以上２／３周以下である。図５（ａ）では、突部４５ｐの長さが貫通孔４５ｈの縁部の半周程度である場合を例示している。接続パターン６７は、平面視において、貫通導体６９に重なる位置から、貫通孔４５ｈの縁部のうち突部４５ｐが形成されていない部分を経由して、貫通導体６９の外側へ延びている。突部４５ｐの断面形状及び幅等は適宜に設定されてよい。図５（ｂ）では、断面形状は三角とされているが、ドーム状等であってもよい。
【００６１】
共通電極４３及び弾性体４１は、貫通孔４５ｈと重なる領域において、貫通孔４５ｈ側へ、凹んでいる。従って、圧電アクチュエータ基板２５（弾性体４１）の流路部材２３側（ｚ方向負側）の表面には、貫通孔４５ｈと重なる領域において、凹部４１ｒが形成されている。凹部４１ｒの深さ等は適宜に設定されてよい。
【００６２】
図６は、圧電アクチュエータ基板２５の製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。図７（ａ）〜図７（ｃ）は圧電アクチュエータ基板の製造方法を説明するための、図５（ｂ）に相当する断面図である。なお、製造工程の進行に伴って各部を構成する材料の状態や各部の形状が変化するが、説明の便宜上、その変化の前後で同一の符号を付すことがある。
【００６３】
ステップＳＴ１〜ＳＴ３は、圧電体４５の製造手順を示している。ステップＳＴ１では、テープ成形によって圧電体４５となるセラミックグリーンシートをテープ７１（図７（ａ））上に形成する。ステップＳＴ２では、テープ７１及び圧電体４５となるグリーンシートを積層方向に加圧してグリーンシートの形状を整える。
【００６４】
ステップＳＴ３では、図７（ａ）に示すように、パンチ７３を用いた打ち抜き加工（パンチング）によって圧電体４５となるグリーンシートに貫通孔４５ｈとなる孔を形成する。このとき、圧電体４５となるグリーンシート及びテープ７１は、貫通孔４５ｈとなる孔の縁部が打ち抜き方向へ捲れる（バリ及びだれが生じる。）。なお、打ち抜きは、例えば、圧電体４５となるグリーンシート側からテープ７１側への方向へ行われる。ただし、その逆方向も可能である。
【００６５】
ステップＳＴ１〜ＳＴ３とは別に行われるステップＳＴ４〜ＳＴ６は、弾性体４１及び共通電極４３の製造手順を示している。ステップＳＴ４では、テープ成形によって弾性体４１となるセラミックグリーンシートを不図示のテープ上に形成する。ステップＳＴ５では、テープ及び弾性体４１となるグリーンシートを積層方向に加圧してグリーンシートの形状を整える。ステップＳＴ６では、スクリーン印刷等によって共通電極４３となる導電ペーストを弾性体４１となるグリーンシートに塗布する。
【００６６】
ステップＳＴ７では、圧電体４５となるグリーンシートと、弾性体４１となるグリーンシート及び共通電極４３となる導電ペーストからなる積層体とを貼り合わせる。このとき、圧電体４５となるグリーンシートは、貫通孔４５ｈとなる孔の縁部が捲れ上がる方向とは反対側が共通電極４３側とされる（図７（ｂ）参照）。
【００６７】
ステップＳＴ８では、図７（ｂ）に示すように、貫通導体６９となる導電ペースト７９を貫通孔４５ｈとなる孔にスクリーン印刷によって充填する。すなわち、版７５を圧電体４５上に配置し、スキージ７７を版７５に対して押し付けながらスキージ７７を矢印ｙ１１で示す方向へ移動させ、版７５上の導電ペースト７９を貫通孔４５ｈとなる孔の上において圧電体４５側へ押し出す。この際、グリーンシート４５の貫通孔４５ｈ以外の部分は、テープ７１に覆われているため、導電ペースト７９を貫通孔４５ｈ部分に選択的に印刷するのに、スクリーン製版やメタルマスクなどを用いずに行うこともできる。
【００６８】
この際、図７（ｃ）に示すように、貫通孔４５ｈとなる孔の縁部のうち、スキージ７７の移動方向とは反対側へ捲れていた部分（紙面右側）は、スキージ７７によって捲れが矯正される。一方、スキージ７７の移動方向へ捲れていた部分は、スキージ７７によって捲れが矯正されないか、一部矯正されても捲れが残る。そして、その捲れが矯正されずに残った部分（バリ）が突部４５ｐを構成する。貫通孔４５ｈとなる孔が円形である場合においては、孔の縁部のおよそ半周に亘る捲れが矯正されずに突部４５ｐとなる。
【００６９】
ステップＳＴ９では、弾性体４１となるグリーンシート、共通電極４３となる導電ペースト、並びに、圧電体４５となるグリーンシートを積層方向に加圧して形状を整える。圧電体４５となるグリーンシートの突部４５ｐとなる部分の下（だれの下）には、貫通導体６９となる導電ペーストが配されているから、突部４５ｐとなる部分の捲れは矯正されないか、一部矯正されても捲れが残る。また、貫通導体６９となる導電ペーストの厚さは、圧電体４５となるグリーンシートの厚さ、又は、圧電体４５となるグリーンシート及びテープ７１の合計厚さよりも薄いから、共通電極４３となる導電ペースト及び弾性体４１となるグリーンシートは、貫通孔４５ｈとなる孔側へ撓み、凹部４１ｒが形成される。
【００７０】
ステップＳＴ１０では、脱脂及び焼成が行われる。なお、脱脂は省略することも可能である。なお、テープ７１は、脱脂前に剥がされる。
【００７１】
ステップＳＴ１１では、個別電極４７、接続パターン６７、及び、その他の圧電アクチュエータ基板２５のＦＰＣ２７側の導体パターンを形成する。導体パターンの形成は、例えば、導電ペーストを印刷して、焼成することによりなされる。導体パターンの形成は、他にマスクを介して蒸着法により所定のパターンに金属膜を形成することにより、又は、蒸着法により全面に金属膜を形成した後、エッチングが行われることによりなされてもよい。なお、導体パターンの形成の際には、突部４５ｐ上に導体パターン（接続パターン６７）が形成されないようにパターニングが行われる。導体パターンを印刷により形成する場合、印刷厚みを突部４５ｐの高さより薄くすることで、突部４５ｐの上部が印刷されないようにしてもよい。また、突部４５ｐの概略形状が先細り形状であり、金属膜が突部４５ｐ上に付着しにくいことを利用してもよい。
【００７２】
以上のとおり、本実施形態では、ヘッド５は、ノズル３３、及び、ノズル３３に通じ、ノズル３３が開口する側とは反対側に開口する加圧室３５を有する流路部材２３と、加圧室３５を塞ぐように流路部材２３に重なる圧電アクチュエータ基板２５と、圧電アクチュエータ基板２５に対して流路部材２３とは反対側から対向するＦＰＣ２７と、を有している。流路部材２３としては、加圧室３５が開口している側に、加圧室３５を塞ぐように板状部材３９をさらに積層したものを用いてもよい。加圧室３５を流路部材２３内で第２主面２３ｂ側に配置することで、加圧室３５を覆うように配置されている圧電アクチュエータ基板２５に生じる圧力は、加圧室３５上に積層された板状部材３９を介して加圧室３５に伝わる。このようにすることで、例えば、インクの溶媒などが圧電アクチュエータ基板２５の信頼性に影響を与える可能性を小さくできる。圧電アクチュエータ基板２５は、ＦＰＣ２７側に露出する圧電体４５を有している。圧電体４５は、ＦＰＣ２７に向かって開口する貫通孔４５ｈを有するとともに、貫通孔４５ｈの縁部にＦＰＣ２７側へ突出する突部４５ｐを有している。
【００７３】
従って、突部４５ｐがスペーサとなり、ＦＰＣ２７が圧電アクチュエータ基板２５に接触することが抑制される。その結果、例えば、ＦＰＣ２７の荷重が圧電アクチュエータ基板２５の動作に及ぼす影響が低減される。また、例えば、圧電アクチュエータ基板２５とＦＰＣ２７との間に空気が入りやすくなるから、圧電アクチュエータ基板２５が加圧室３５側へ撓むときにＦＰＣ２７と圧電アクチュエータ基板２５との間に負圧が生じにくく、当該負圧が圧電アクチュエータ基板２５の動作に及ぼす影響が低減される。また、例えば、圧電アクチュエータ基板２５の動作によってＦＰＣ２７が振動し、ヘッド５が異音を生じることが抑制される。このように、突部４５ｐによって、ＦＰＣ２７と圧電アクチュエータ基板２５との力学的な干渉が低減される。また、例えば、突部４５ｐは、ＦＰＣ２７と圧電アクチュエータ基板２５とを接合する際にバンプ６５が潰れ過ぎることを抑制することにも寄与する。
【００７４】
圧電アクチュエータ基板２５が動作することによるＦＰＣ２７の振動は、圧電アクチュエータ基板２５とＦＰＣ２７との間隔が微小となっている場合に、より生じ易い。圧電アクチュエータ基板２５の動作のうちの加圧室３５上の振動は、個別電極４７とＦＰＣ２７との間隔が微小間隔である２０μｍ以下である場合に、ＦＰＣ２７に伝わり易い。そのような場合に、突部４５ｐを配置することで、ＦＰＣ２７に振動を生じさせ難くできる。すなわち、突部４５ｐは、個別電極４７のＦＰＣ２７に対向する表面とＦＰＣ２７との間隔が２０μｍ以下、更には１０μｍの場合に、より効果的に働く。
【００７５】
圧電体４５の貫通孔４５ｈの縁部に突部４５ｐを形成するだけであるので、部材点数の増加等は生じず、構成が簡素である。また、貫通孔４５ｈを形成する際の捲れ（バリ）を利用して突部４５ｐを形成することが可能であり、製造工程の簡素化が図られる。通常、このようなバリは、好ましくないものとされるところ、本実施形態では、ＦＰＣ２７と圧電アクチュエータ基板２５との干渉低減等に利用されており、本実施形態は画期的である。
【００７６】
また、本実施形態では、圧電アクチュエータ基板２５は、圧電体４５と、圧電体４５のＦＰＣ２７側に突部４５ｐを避けて重なる個別電極４７と、を更に有している。突部４５ｐの頂面は、個別電極４７のＦＰＣ２７に対向する表面よりもＦＰＣ２７側に位置している。
【００７７】
すなわち、突部４５ｐは、十分な高さを有しており、上述したＦＰＣ２７と圧電アクチュエータ基板２５との干渉をより確実に低減することができる。また、個別電極４７は、加圧室３５上に位置して振動する部分であるから、ＦＰＣ２７と圧電アクチュエータ基板２５との干渉をより効果的に低減できる。
【００７８】
また、本実施形態では、圧電アクチュエータ基板２５は、貫通孔４５ｈに配され、圧電体４５の表裏に配された導体層（共通電極４３及び接続パターン６７）同士を接続する貫通導体６９を更に有している。
【００７９】
すなわち、貫通孔４５ｈは、圧電体４５の表裏の導通をとるために形成されており、ＦＰＣ２７と圧電アクチュエータ基板２５との干渉を低減するための突部４５ｐを形成するためにのみ設けられたもの（これも本願発明に含まれる）ではない。従って、圧電アクチュエータ基板２５の構成が簡素であり、また、製造方法も簡素化される。
【００８０】
また、本実施形態では、突部４５ｐは、貫通孔４５ｈの縁部の１／３周以上２／３周以下に亘って形成されている。
【００８１】
従って、例えば、ピン状に突部が形成されている場合（この場合も本願発明に含まれる）に比較して、突部４５ｐが高い圧力でＦＰＣ２７に接することが抑制される。その結果、ＦＰＣ２７が破損することが抑制される。その一方で、接続パターン６７は、突部４５ｐの非配置位置を介して貫通孔４５ｈ上から貫通孔４５ｈの外側へ延びることができるから、貫通孔４５ｈの全周に亘って突部を形成した場合（この場合も本願発明に含まれる）に比較して、確実に導通をとることができる。
【００８２】
また、本実施形態では、圧電アクチュエータ基板２５の流路部材２３に接着される表面は、貫通孔４５ｈと重なる領域が凹状に形成されている（凹部４１ｒが形成されている。）。
【００８３】
従って、例えば、圧電アクチュエータ基板２５と流路部材２３とを貼り合わせるときに、余剰な接着剤を凹部４１ｒに退避させることができる。その結果、高精度な貼り合わせが実現され、ヘッド５の性能の製造ばらつきが低減される。
【００８４】
（変形例）
以下、図８及び図９を参照して、変形例について説明する。
【００８５】
図８は、突部４５ｐ周辺の断面構造の変形例を示す図５（ｂ）に相当する断面図である。
【００８６】
この変形例では、接続パターン６７が突部４５ｐを覆っている。接続パターン６７のうち突部４５ｐ上の部分の厚さは、例えば、概略、接続パターン６７のうち圧電体４５の平坦面上の部分の厚さ、及び、個別電極４７の厚さと同等である。そして、接続パターン６７のうち突部４５ｐ上の部分の頂面は、個別電極４７のＦＰＣ２７に対向する表面よりもＦＰＣ２７側に位置している。
【００８７】
この変形例のような構成によっても、実施形態と同様に、突部４５ｐ及び接続パターン６７のうちの突部４５ｐ上の部分をスペーサとして機能させ、ＦＰＣ２７と圧電アクチュエータ基板２５との力学的な干渉を低減できる。
【００８８】
また、この変形例は、実施形態に比較して、例えば、突部４５ｐに加えて、接続パターン６７の突部４５ｐ上の部分もスペーサとして機能することから、スペーサを厚くしやすい。別の観点では、突部４５ｐの高さを低くすることができる。例えば、突部４５ｐの高さが個別電極４７の厚さよりも小さくても、接続パターン６７の突部４５ｐ上の部分の頂面が個別電極４７の表面よりもＦＰＣ２７側に位置することにより、ＦＰＣ２７と個別電極４７との接触を抑制できる。
【００８９】
なお、実施形態のように突部４５ｐが接続パターン６７に覆われない構成は、変形例に比較して、例えば、圧電アクチュエータ基板２５とＦＰＣ２７との意図しない導通のおそれを低減できる。
【００９０】
図９は、接続パターン６７（貫通孔４５ｈ、突部４５ｐ、貫通導体６９、パッド６３及びバンプ６５）の配置位置の変形例を示す平面図である。
【００９１】
この変形例では、接続パターン６７は、圧電アクチュエータ基板２５の縁部に加えて又は代えて、吐出素子行５１間（例えば引出電極４７ｂ側）において設けられている。より具体的には、例えば、接続パターン６７は、吐出素子行５１に沿って延びており、また、複数の接続パターン６７が吐出素子行５１に沿って配列されている。また、特に図示しないが、引出電極４７ｂ同士を向き合わせた２つの吐出素子行５１が複数組（図２の例では３組）設けられていることに対応して、複数の接続パターン６７は、複数行で設けられている。
【００９２】
なお、特に図示しないが、実施形態と同様に、貫通孔４５ｈ及び貫通導体６９は、接続パターン６７のｙ方向正側の端部に位置し、パッド６３及びバンプ６５は接続パターン６７のｙ方向負側の端部に位置し、突部４５ｐは、貫通孔４５ｈのｙ方向正側の縁部に位置している。パッド６３に接続されるＦＰＣ２７の不図示の配線は、例えば、吐出素子行５１に沿って延びている。
【００９３】
この変形例によれば、ＦＰＣ２７と圧電アクチュエータ基板２５の上面（個別電極４７等）とのスペーサとして機能する突部４５ｐが、圧電アクチュエータ基板２５の外周だけでなく、吐出素子４９間にも位置することから、ＦＰＣ２７と圧電アクチュエータ基板２５との干渉をより確実に低減できる。なお、実施形態のように、外周においてのみ接続パターン６７を設ける態様は、圧電アクチュエータ基板２５の小型化に有利である。
【００９４】
なお、以上の実施形態において、圧電体４５は絶縁層の一例であり、個別電極４７は外部電極の一例であり、共通電極４３は内部電極の一例であり、共通電極４３及び接続パターン６７は圧電体の表裏の導電層の一例である。
【００９５】
また、他の変形例として、圧電体４５の層を複数にしてもよい。その場合、圧電アクチュエータ基板２５は、例えば、流路部材２３側から順に、弾性体４１、共通電極４３、圧電体４５、複数の個別電極４７、圧電体４５、共通電極４３、圧電体４５、複数の個別電極４７が積層されて構成される。つまり、交互に配置された共通電極４３と複数の個別電極４７との間に、３層の圧電体４５が配置された構成となっている。
【００９６】
複数の個別電極４７と別の層の複数の個別電極４７とは、貫通孔４５ｈ内に配置された貫通導体６９によって、個別に電気的に接続されている。複数の個別電極４７の配置は、２層とも、図２で示したものと同様であり、貫通孔４５ｈ及び貫通導体６９は、引出電極４７ｂ内の、加圧室３５と重ならない位置に配置されている。複数の個別電極４７からなる２つの層の間に配置されている共通電極４３は、複数の個別電極４７を電気的に接続している貫通導体６９を避けて配置されている。また、共通電極４３の２つの層も、貫通孔４５ｈ内に配置された貫通導体６９によって電気的に接続されている。
【００９７】
このような構成により、各加圧室３５上に配置されている共通電極４３及び個別電極４７には、基準電位と基準電位とは異なる電位（駆動信号）が付与できるようになり、複数のノズル３３から選択的にインク滴を吐出させることができる。
【００９８】
各引出電極４７ｂ内に配置された貫通孔４５ｈの縁部には、ＦＰＣ２７側へ突出する突部４５ｐが配置されている。加圧室３５上に配置されている電極本体４７ａは、突部４５ｐを避けるように配置されているので、突部４５ｐにより押し上げられたＦＰＣ２７と、電極本体４７ａとの間には、干渉が生じ難くなる。なお、この場合、電極本体４７ａは外部電極の一例である。
【００９９】
本発明は、以上の実施形態又は変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０１００】
例えば、プリンタ（インクジェットヘッド）は、シリアルヘッド式、且つ、オフキャリッジ式に限定されない。例えば、プリンタは、ラインヘッド式、及び／又は、オンキャリッジ式であってもよい。圧電アクチュエータ基板は、ユニモルフ型のものに限定されず、例えば、バイモルフ型のものであってもよい。プリンタにおけるインクジェットヘッド以外の部分（例えばメディアの搬送部）の構成も例示した構成以外の適宜な構成とされてよい。メディアも紙に限定されず、金属又は樹脂からなるものであってもよい。
【０１０１】
フレキシブル基板側に露出し、貫通孔が形成される絶縁層は、圧電体に限定されず、例えば、圧電体を覆って圧電アクチュエータ基板を補強する補強層であってもよい。貫通孔は、貫通導体を配するためのものに限定されず、例えば、突部を形成するために形成された専用の孔であってもよいし、上述の補強層において加圧室への圧電体の撓みを阻害しないように加圧室上に形成された開口であってもよい。
【０１０２】
実施形態で示した複数の接続パターンは、互いに接続されて一つの接続パターンとされていてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
５…ヘッド、２３…流路部材、２５…圧電アクチュエータ基板、２７…ＦＰＣ（フレキシブル配線基板）、３３…ノズル、３５…加圧室、４５…圧電体（絶縁膜）、４５ｈ…貫通孔、４５ｐ…突部。
【図１】
0005993106.tif 000002
【図２】
0005993106.tif 000003
【図３】
0005993106.tif 000004
【図４】
0005993106.tif 000005
【図５】
0005993106.tif 000006
【図６】
0005993106.tif 000007
【図７】
0005993106.tif 000008
【図８】
0005993106.tif 000009
【図９】
0005993106.tif 000010