(57)【要約】【課題】  ノズル等を多列化することが可能で、且つサイズが小さく耐久性に優れた液滴吐出ヘッド等を提供する。【解決手段】  ノズル孔１６が形成されたノズル基板５と、底壁が振動板１１を形成し、吐出室１２となる凹部１２ａが形成されたキャビティ基板３と、振動板１１に対向する個別電極７が形成された電極基板２と、吐出室１２に液滴を供給する共通液滴室１３となる凹部１３ａと、共通液滴室１３から吐出室１２へ液滴を移送するための貫通孔１４と、吐出室１２からノズル孔１６へ液滴を移送するノズル連通孔１５とを有するリザーバ基板４と、個別電極７に駆動信号を供給するドライバＩＣ２０とを備え、キャビティ基板３には、第１の穴部２１が設けられ、リザーバ基板４には、第２の穴部２３が設けられ、第１の穴部２１と第２の穴部２３が連通して収容部２４を形成し、ドライバＩＣ２０が収容部２４に収容されているものである。【選択図】        図１
2006224564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、
底壁が振動板を形成し、前記液滴を溜めておく吐出室となる凹部が形成されたキャビテ
ィ基板と、
前記振動板に対向し、前記振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板と、
前記吐出室に液滴を供給する共通液滴室となる凹部と、前記共通液滴室から前記吐出室
へ液滴を移送するための貫通孔と、前記吐出室から前記ノズル孔へ液滴を移送するノズル
連通孔とを有するリザーバ基板と、
前記個別電極に駆動信号を供給するドライバＩＣとを備え、
前記キャビティ基板には、第１の穴部が設けられ、前記リザーバ基板には、第２の穴部
が設けられており、
前記第１の穴部と前記第２の穴部は連通して収容部を形成し、前記ドライバＩＣは前記
収容部に収容されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第１の穴部は前記キャビティ基板を貫通し、前記第２の穴部は前記リザーバ基板を
貫通しており、前記収容部は、前記ノズル基板、前記キャビティ基板、前記リザーバ基板
及び前記電極基板によって閉塞されていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッ
ド。
【請求項３】
液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、
底壁が振動板を形成し、前記液滴を溜めておく吐出室となる凹部が形成されたキャビテ
ィ基板と、
前記振動板に対向し、前記振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板と、
前記吐出室に液滴を供給する共通液滴室となる凹部と、前記共通液滴室から前記吐出室
へ液滴を移送するための貫通孔と、前記吐出室から前記ノズル孔へ液滴を移送するノズル
連通孔とを有するリザーバ基板と、
前記個別電極に駆動信号を供給するドライバＩＣとを備え、
前記キャビティ基板には穴部が設けられ、
前記ドライバＩＣは前記穴部に収容されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記穴部は前記キャビティ基板を貫通し、前記穴部は、前記キャビティ基板、前記リザ
ーバ基板及び前記電極基板によって閉塞されていることを特徴とする請求項３記載の液滴
吐出ヘッド。
【請求項５】
液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル基板と、
底壁が振動板を形成し、前記液滴を溜めておく吐出室となる凹部が形成されたキャビテ
ィ基板と、
前記振動板に対向し、前記振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板と、
前記個別電極に駆動信号を供給するドライバＩＣとを備え、
前記キャビティ基板には穴部が設けられ、
前記ドライバＩＣは前記穴部に収容されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記穴部は前記キャビティ基板を貫通し、前記穴部は、前記ノズル基板、前記キャビテ
ィ基板及び前記電極基板によって閉塞されていることを特徴とする請求項５記載の液滴吐
出ヘッド。
【請求項７】
前記ドライバＩＣは前記電極基板上に設置され、前記個別電極と接続されていることを
特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記電極基板には長辺及び短辺を有する長方形状の個別電極が複数形成され、該個別電
極は、互いの長辺が平行になるように配置され、前記個別電極の短辺方向に伸びる電極列
を複数形成し、前記ドライバＩＣは、２つの前記電極列に接続されることを特徴とする請
求項１〜７のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドが搭載されていることを特徴とする液
滴吐出装置。
【請求項１０】
前記ドライバＩＣに外部入力信号を供給するためのＦＰＣを備え、前記ドライバＩＣは
前記ＦＰＣと接続され、該ＦＰＣは、長手方向が前記電極列を形成する個別電極の短辺方
向と平行となるように前記ドライバＩＣと接続されることを特徴とする請求項９記載の液
滴吐出装置。
【請求項１１】
前記キャビティ基板は、前記振動板に電圧を印加するための共通電極を有し、該共通電
極は、前記ＦＰＣと接続されることを特徴とする請求項１０記載の液滴吐出装置。
【請求項１２】
前記共通電極に駆動信号を供給する共通電極ＩＣを備え、該共通電極ＩＣは、前記ＦＰ
Ｃ及び前記液滴吐出ヘッド以外の部分に設けられていることを特徴とする請求項１１記載
の液滴吐出装置。
【請求項１３】
前記ドライバＩＣは、前記共通電極に駆動信号を供給することを特徴とする請求項１１
記載の液滴吐出装置。
【請求項１４】
前記ＦＰＣは、前記ドライバＩＣから前記共通電極に駆動信号を供給するための駆動信
号供給配線を有することを特徴とする請求項１３記載の液滴吐出装置。
【請求項１５】
前記ＦＰＣは、前記共通電極に駆動信号を供給する共通電極ＩＣを備えたことを特徴と
する請求項１１記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関し、特にノズル、吐出室等を高密度化、
多列化することが可能で、且つサイズの小さい液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを
備えた液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今の静電駆動方式のインクジェットプリンタでは、高解像度画像の高速印刷及び多色
印刷のために、インクジェットヘッドの多ノズル化及び多列化が進んでおり、それに伴っ
て１列当たりのノズル及び吐出室の数が増加し、ノズル列の長尺化が進んでいる。このノ
ズル列は一般的に、１列ごとに異なった色のインク（例えば、赤、緑、青等）を吐出する
ようになっている。
【０００３】
従来の液体噴射ヘッド及び液体噴射装置では、インク流路及び電気熱変換素子を設けた
基板の表面に、素子制御用ＩＣを直接実装すると共に、素子制御用ＩＣを駆動するための
入力信号を供給するためのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ
）を基板に実装していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２１０９６９号公報（図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし従来の液体噴射ヘッド及び液体噴射装置では（例えば、特許文献１参照）、素子
制御用ＩＣがノズル面の一部を形成しているため、素子制御用ＩＣの表面をインクから保
護する層を設けなければならず、構造及び製造工程が煩雑となるという問題点があった。
また素子制御用ＩＣが露出した構造であるため、外気や振動の影響を受けやすく耐久性
が低くなるという問題点があった。
【０００５】
さらに、印刷紙に対して素子制御用ＩＣがノズルよりも近い位置にあるため、インク液
滴の飛翔距離が長くなり、インク液滴が所定の位置に着弾せず、高精細な印刷が困難にな
るという問題点があった。
また、インク流路とＦＰＣがＩＣを挟んで互いに反対側に配置されているため、ノズル
列を多列化した場合に液体噴出ヘッドのサイズが大きくなってしまうという問題点があっ
た。
【０００６】
本発明は、ノズル、吐出室等を高密度化、多列化することが可能で、且つサイズが小さ
く耐久性に優れた液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供す
ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル基
板と、底壁が振動板を形成し、液滴を溜めておく吐出室となる凹部が形成されたキャビテ
ィ基板と、振動板に対向し、振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板と、吐出室
に液滴を供給する共通液滴室となる凹部と、共通液滴室から吐出室へ液滴を移送するため
の貫通孔と、吐出室からノズル孔へ液滴を移送するノズル連通孔とを有するリザーバ基板
と、個別電極に駆動信号を供給するドライバＩＣとを備え、キャビティ基板には、第１の
穴部が設けられ、リザーバ基板には、第２の穴部が設けられており、第１の穴部と第２の
穴部が連通して収容部を形成し、ドライバＩＣが収容部に収容されているものである。
キャビティ基板に第１の穴部を設け、リザーバ基板に第２の穴部を設けて第１の穴部と
第２の穴部によって収容部を形成し、この収容部にドライバＩＣを収容するため、液滴吐
出ヘッドのサイズを小さくすることができる。またこれにより、印刷紙とノズルの距離を
近くすることが可能となり、高精細な印刷が可能となる。さらにノズルが形成されている
面を平らにすることができるため、ワイピング（不要な液滴を除去する工程）を容易に行
うことができる。
また液滴吐出ヘッドを、ノズル基板、リザーバ基板、キャビティ基板、電極基板の４層
から構成することにより、液滴を溜めておくリザーバの容積を大きくすることができ、液
滴流路の流路抵抗を低減することが可能となる。
【０００８】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記の第１の穴部がキャビティ基板を貫通し、第
２の穴部はリザーバ基板を貫通しており、収容部が、ノズル基板、キャビティ基板、リザ
ーバ基板及び電極基板によって閉塞されているものである。
第１の穴部及び第２の穴部がそれぞれキャビティ基板及びリザーバ基板を貫通している
ため、収容部の容積を大きくすることができ、比較的大きいドライバＩＣを収容可能とな
る。
また収容部が、ノズル基板、キャビティ基板、リザーバ基板及び電極基板によって閉塞
されているため、ドライバＩＣを液滴から保護する層を別途設ける必要がなく、外気等か
らもドライバＩＣを保護することが可能となる。
【０００９】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズ
ル基板と、底壁が振動板を形成し、液滴を溜めておく吐出室となる凹部が形成されたキャ
ビティ基板と、振動板に対向し、振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板と、吐
出室に液滴を供給する共通液滴室となる凹部と、共通液滴室から吐出室へ液滴を移送する
ための貫通孔と、吐出室からノズル孔へ液滴を移送するノズル連通孔とを有するリザーバ
基板と、個別電極に駆動信号を供給するドライバＩＣとを備え、キャビティ基板には穴部
が設けられ、ドライバＩＣが穴部に収容されているものである。
キャビティ基板に穴部を設けてこの穴部にドライバＩＣを収容するため、液滴吐出ヘッ
ドのサイズを小さくすることができる。またこれにより、印刷紙とノズルの距離を近くす
ることが可能となり、高精細な印刷が可能となる。さらにノズルが形成されている面を平
らにすることができるため、ワイピング（不要な液滴を除去する工程）を容易に行うこと
ができる。
また液滴吐出ヘッドを、ノズル基板、リザーバ基板、キャビティ基板、電極基板の４層
から構成することにより、液滴を溜めておくリザーバの容積を大きくすることができ、液
滴流路の流路抵抗を低減することが可能となる。
【００１０】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記の穴部がキャビティ基板を貫通し、穴部が、
キャビティ基板、リザーバ基板及び電極基板によって閉塞されているものである。
穴部が、キャビティ基板、リザーバ基板及び電極基板によって閉塞されているため、ド
ライバＩＣを液滴から保護する層を別途設ける必要がなく、外気等からもドライバＩＣを
保護することが可能となる。
【００１１】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズ
ル基板と、底壁が振動板を形成し、液滴を溜めておく吐出室となる凹部が形成されたキャ
ビティ基板と、振動板に対向し、振動板を駆動する個別電極が形成された電極基板と、個
別電極に駆動信号を供給するドライバＩＣとを備え、キャビティ基板には穴部が設けられ
、ドライバＩＣが穴部に収容されているものである。
キャビティ基板に穴部を設けてこの穴部にドライバＩＣを収容するため、液滴吐出ヘッ
ドのサイズを小さくすることができる。またこれにより、印刷紙とノズルの距離を近くす
ることが可能となり、高精細な印刷が可能となる。さらにノズルが形成されている面を平
らにすることができるため、ワイピング（不要な液滴を除去する工程）を容易に行うこと
ができる。
【００１２】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記の穴部がキャビティ基板を貫通し、穴部が、
ノズル基板、キャビティ基板及び電極基板によって閉塞されているものである。
穴部が、ノズル基板、キャビティ基板及び電極基板によって閉塞されているため、ドラ
イバＩＣを液滴から保護する層を別途設ける必要がなく、外気等からもドライバＩＣを保
護することが可能となる。
【００１３】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記のドライバＩＣが電極基板上に設置され、個
別電極と接続されているものである。
例えばドライバＩＣを電極基板上に設置し、ドライバＩＣを直接個別電極と接続するよ
うにすれば、個別電極の電極引き回し（接続するための配線等）が不要となり、液滴吐出
ヘッドのサイズを小型化することができ、また後述する電極列を構成する個別電極の数を
増加させることが可能となる。
【００１４】
また本発明に係る液滴吐出ヘッドは、上記の電極基板には長辺及び短辺を有する長方形
状の個別電極が複数形成され、該個別電極は、互いの長辺が平行になるように配置され、
個別電極の短辺方向に伸びる電極列を複数形成し、ドライバＩＣが、２つの電極列に接続
されるものである。
個別電極が平行に並んで複数の電極列を形成し、ドライバＩＣが２つの電極列に接続さ
れるため、ドライバＩＣから２つの電極列に駆動信号を供給することが可能となり、電極
列の多列化が容易となる。またドライバＩＣの個数が少なくなるため、コストを削減する
ことができ、液滴吐出ヘッドの小型化も可能となる。
【００１５】
本発明に係る液滴吐出装置は、上記のいずれかの液滴吐出ヘッドが搭載されているもの
である。
上記のいずれかの液滴吐出ヘッドが搭載されているため、高精細な印刷が可能で、耐久
性の高い液滴吐出装置を得ることができる。
【００１６】
また本発明に係る液滴吐出装置は、上記のドライバＩＣに外部入力信号を供給するため
のＦＰＣを備え、ドライバＩＣがＦＰＣと接続され、該ＦＰＣが、長手方向が電極列を形
成する個別電極の短辺方向と平行となるようにドライバＩＣと接続されるものである。
ＦＰＣが、電極列を形成する個別電極の短辺方向と平行となるようにドライバＩＣと接
続されているため、多数の電極列を有する液滴吐出ヘッドとＦＰＣをコンパクトに接続す
ることが可能となる。
【００１７】
また本発明に係る液滴吐出装置は、上記のキャビティ基板が、振動板に電圧を印加する
ための共通電極を有し、該共通電極が、ＦＰＣと接続されるものである。
上記のＦＰＣが共通電極にも接続されているため、１枚のＦＰＣで個別電極と振動板の
両方に駆動信号を供給することが可能となる。
【００１８】
また本発明に係る液滴吐出装置は、共通電極に駆動信号を供給する共通電極ＩＣを備え
、該共通電極ＩＣが、ＦＰＣ及び液滴吐出ヘッド以外の部分に設けられているものである
。
共通電極ＩＣが、ＦＰＣ及び液滴吐出ヘッド以外の部分に設けられているため、ドライ
バＩＣを小型化することができ、液滴吐出ヘッドの小型化も可能となる。
【００１９】
また本発明に係る液滴吐出装置は、上記のドライバＩＣが、共通電極に駆動信号を供給
するものである。
ドライバＩＣが、個別電極及び共通電極に駆動信号を供給するため、液滴吐出ヘッドに
多くの機能を持たせることが可能となる。
【００２０】
また本発明に係る液滴吐出装置は、上記のＦＰＣが、ドライバＩＣから共通電極に駆動
信号を供給するための駆動信号供給配線を有するものである。
ＦＰＣがドライバＩＣから共通電極に駆動信号を供給するための駆動信号供給配線を有
するため、液滴吐出ヘッド内に配線を形成する必要がなくなり、容易に駆動信号を共通電
極へ供給することが可能となる。
【００２１】
また本発明に係る液滴吐出装置は、上記のＦＰＣが、共通電極に駆動信号を供給する共
通電極ＩＣを備えたものである。
ＦＰＣに共通電極に駆動信号を供給する共通電極ＩＣが備えられているため、ドライバ
ＩＣを小型化することができ、液滴吐出ヘッドの小型化も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図であり、駆動信号を供
給するためのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）の一部を含
めて示している。また図２は、図１に示す液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態の縦断面
図であり、図１におけるＡ−Ａ断面を示している。
なお図１及び図２に示す液滴吐出ヘッドは、ノズル基板の表面側に設けられたノズル孔
から液滴を吐出するフェイスイジェクトタイプのものであり、また静電気力により駆動さ
れる静電駆動方式のものである。以下、図１及び図２を用いて本実施形態１に係る液滴吐
出ヘッドの構造及び動作について説明する。
【００２３】
図１に示すように本実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１は、従来の一般的な静電駆動方
式の液滴吐出ヘッドのように３層構造ではなく、電極基板２、キャビティ基板３、リザー
バ基板４、ノズル基板５の４つの基板から構成されている。リザーバ基板４の一方の面に
はノズル基板５が接合されており、リザーバ基板４の他方の面にはキャビティ基板３が接
合されている。またキャビティ基板３のリザーバ基板４が接合された面の反対面には、電
極基板２が接合されている。即ち、電極基板２、キャビティ基板３、リザーバ基板４、ノ
ズル基板５の順で接合されている。
また本実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１は、後述する個別電極７に駆動信号を供給す
るドライバＩＣ２０が設けられている。このドライバＩＣ２０については後に詳述する。
【００２４】
電極基板２は、例えばホウ珪酸ガラス等のガラスから形成されている。なお本実施形態
１では、電極基板２がホウ珪酸ガラスからなるものとするが、例えば電極基板２を単結晶
シリコンから形成するようにしてもよい。
電極基板２には凹部６が例えば深さ０．３μｍで形成されている。この凹部６の内部に
は個別電極７が、一定の間隔を有して後述の振動板１１と対向するように、例えばＩＴＯ
（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を０．１μｍの厚さでスパッタすることにより作
製されている。上記の例では、電極基板２とキャビティ基板３を接合した後の個別電極７
と振動板１１の間隔は０．２μｍとなる。また、個別電極７はその一端がドライバＩＣ２
０と接続されており、ドライバＩＣ２０から駆動信号が供給されるようになっている。凹
部６はその一部が、個別電極７を装着できるように、これらの形状に類似したやや大きめ
の形状にパターン形成され、その他の部分（図１における中央部）はドライバＩＣ２０を
電極基板２上に装着できるようにパターン形成されており、この部分にドライバＩＣ２０
が設置されている。
なお本実施形態１では、電極基板２とキャビティ基板３が接合された後に、個別電極７
と振動板１１の間の空間に異物が入らないように封止材１７が塗布される（図２参照）。
また電極基板２には液滴供給孔１０ａが形成されており、この液滴供給孔１０ａは電極
基板２を貫通している。
【００２５】
本実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１では、複数の個別電極７が長辺及び短辺を有する
長方形状に形成されており、この個別電極７が、互いの長辺が平行になるように配置され
、個別電極７の短辺方向に伸びる電極列を２列形成している。なお例えば、個別電極７の
短辺が長辺に対して斜めになっており、個別電極７が細長い平行四辺形状になっている場
合には、長辺方向に直角方向に伸びる電極列を形成するようにすればよい。
また本実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１では、ドライバＩＣ２０が２つの電極列の間
に形成され、両方の電極列に接続されている。これにより、ドライバＩＣ２０から２つの
電極列に駆動信号を供給することが可能となり、電極列の多列化が容易となる。またドラ
イバＩＣ２０の個数が少なくなるため、コストを削減することができ、液滴吐出ヘッド１
の小型化も可能となる。
なお図１に示す液滴吐出ヘッド１では、２つのドライバＩＣ２０が設置されているが、
例えばこれらのドライバＩＣ２０を１つのＩＣで構成したり、３つ以上のＩＣで構成する
ようにしてもよい。
【００２６】
キャビティ基板３は、例えば単結晶シリコンからなり、底壁が振動板１１である吐出室
１２となる凹部１２ａが形成されている。なお凹部１２ａは複数形成されており、個別電
極７（電極列）に対応して２列に形成されている。またキャビティ基板３には、電極列の
間にキャビティ基板３を貫通する第１の穴部２１と、振動板１１に電圧を印加するための
共通電極２２を有し、この共通電極２２はＦＰＣ３０と接続されている。
本実施形態１では、キャビティ基板３は単結晶シリコンからなり、その全面にプラズマ
ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、ＴＥＯＳ（
ＴｅｔｒａＥｔｈｙｌＯｒｔｈｏＳｉｌｉｃａｔｅ）からなる絶縁膜（図示せず）を０．
１μｍ形成している。これは、振動板１１の駆動時における絶縁破壊及びショートを防止
するためと、インク等の液滴によるキャビティ基板３のエッチングを防止するためのもの
である。
またキャビティ基板３には、キャビティ基板３を貫通する液滴供給孔１０ｂが形成され
ている。
【００２７】
なお液滴吐出ヘッド１の振動板１１は、高濃度のボロンドープ層から形成するようにし
てもよい。水酸化カリウム水溶液等のアルカリ溶液による単結晶シリコンのエッチングに
おけるエッチングレートは、ドーパントがボロンの場合、約５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ
3以上の高濃度の領域において、非常に小さくなる。このため、振動板１１の部分を高濃
度のボロンドープ層とし、アルカリ溶液による異方性エッチングによって吐出室１２とな
る凹部１２ａを形成する際に、ボロンドープ層が露出してエッチングレートが極端に小さ
くなる、いわゆるエッチングストップ技術を用いることにより、振動板１１を所望の厚さ
に形成することができる。
【００２８】
リザーバ基板４は、例えば単結晶シリコンからなり、吐出室１２に液滴を供給するため
の共通液滴室１３となる凹部１３ａが２つ形成されており、凹部１３ａの底面には、共通
液滴室１３から吐出室１２へ液滴を移送するための貫通孔１４が形成されている。
また凹部１３ａの底面には、凹部１３ａの底面を貫通する液滴供給孔１０ｃが形成され
ている。このリザーバ基板４に形成された液滴供給孔１０ｃと、キャビティ基板３に形成
された液滴供給孔１０ｂ及び電極基板２に形成された液滴供給孔１０ａは、リザーバ基板
４、キャビティ基板３及び電極基板２が接合された状態において互いに繋がって、外部か
ら共通液滴室１３に液滴を供給するための液滴供給孔１０を形成する（図２参照）。
さらにリザーバ基板４の共通液滴室１３の間には、リザーバ基板４を貫通する第２の穴
部２３が形成されている。
【００２９】
図２に示すようにキャビティ基板３に設けられた第１の穴部２１と、リザーバ基板４に
設けられた第２の穴部２３は連通して収容部２４を形成している。そしてこの収容部２４
の内部には、ドライバＩＣ２０が収容されるようになっている。
またリザーバ基板４の凹部１３ａ以外の部分には、各々の吐出室１２に連通し、吐出室
１２から後述するノズル孔１６に液滴を移送するためのノズル連通孔１５が形成されてい
る。このノズル連通孔１５はリザーバ基板４を貫通しており、吐出室１２の貫通孔１４が
連通する一端の反対側の一端に連通している（図２参照）。
【００３０】
ノズル基板５は、例えば厚さ１００μｍのシリコン基板からなり、各々のノズル連通孔
１５と連通する複数のノズル孔１６が形成されている。なお本実施形態１では、ノズル孔
１６を２段に形成して液滴を吐出する際の直進性を向上させている（図２参照）。
なお上記の電極基板２、キャビティ基板３、リザーバ基板４及びノズル基板５を接合す
るときに、シリコンからなる基板とホウ珪酸ガラスからなる基板を接合する場合は陽極接
合により、シリコンからなる基板同士を接合する場合は直接接合によって接合することが
できる。またシリコンからなる基板同士は、接着剤を用いて接合することもできる。
【００３１】
図２に示すように本実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１では、ドライバＩＣ２０が収容
部２４の内部に収容されており、収容部２４がノズル基板５、キャビティ基板３、リザー
バ基板４及び電極基板２によって閉塞されている。即ち、ノズル基板５が収容部２４の上
面を、電極基板２が収容部２４の下面を、キャビティ基板３及びリザーバ基板４が収容部
２４の側面を形成することにより、収容部２４が閉塞されるようになっている。なお収容
部２４は、液滴や外気からドライバＩＣ２０を保護するために密閉するのが望ましい。
【００３２】
ここで図１及び図２に示す液滴吐出ヘッドの動作について説明する。共通液滴室１３に
は外部から液滴供給孔１０を介してインク等の液滴が供給されている。また吐出室１２に
は共通液滴室１３から貫通孔１４を介して液滴が供給されている。ドライバＩＣ２０には
、ＦＰＣ３０のＩＣ用配線３１及び電極基板２に設けられたリード部２５（図１参照）を
介して液滴吐出装置の制御部（図示せず）から駆動信号（パルス電圧）が供給されている
。そしてドライバＩＣ２０から個別電極７に０Ｖから４０Ｖ程度のパルス電圧を印加し個
別電極７をプラスに帯電させ、対応する振動板１１を共通電極用配線３２（図１参照）を
介して液滴吐出装置の制御部（図示せず）から駆動信号（パルス電圧）を供給してマイナ
スに帯電させる。このとき振動板１１は静電気力によって個別電極７側に吸引されて撓む
。次にパルス電圧をオフにすると、振動板１１にかけられた静電気力がなくなり振動板１
１は復元する。このとき吐出室１２の内部の圧力が急激に上昇し、吐出室１２内の液滴が
ノズル連通孔１５を通過してノズル孔１６から吐出されることとなる。その後、液滴が共
通液滴室１３から貫通孔１４を通じて吐出室１２内に補給され、初期状態に戻る。
【００３３】
なお液滴吐出ヘッド１の共通液滴室１３への液滴の供給は、例えば液滴供給孔１０に接
続された液滴供給管（図示せず）により行われる。
また本実施形態１ではＦＰＣ３０が、ＦＰＣ３０の長手方向が電極列を形成する個別電
極７の短辺方向と平行となるようにドライバＩＣ２０と接続されるいる。なお例えば、個
別電極７の短辺が長辺に対して斜めになっており、個別電極７が細長い平行四辺形状にな
っている場合には、個別電極７の長辺と直角方向にＦＰＣ３０を接続するようにすればよ
い。これにより、複数の電極列を有する液滴吐出ヘッド１とＦＰＣ３０をコンパクトに接
続することが可能となる。
【００３４】
図３は、図１及び図２に示す液滴吐出ヘッド１が搭載された液滴吐出装置の制御系を示
す概略ブロック図である。なおこの液滴吐出装置は、一般的なインクジェットプリンタで
あるとする。以下、図３を参照して液滴吐出ヘッド１が搭載された液滴吐出装置の制御系
について説明するが、液滴吐出ヘッド１が搭載された液滴吐出装置の制御系は図３に示す
ものに限定されない。
図１及び図２に示す液滴吐出ヘッド１が搭載された液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッド１
を駆動制御するための液滴吐出ヘッド駆動制御装置４１を有しており、この液滴吐出ヘッ
ド駆動制御装置４１は、ＣＰＵ４２ａを中心に構成された制御部４２を備えている。ＣＰ
Ｕ４２ａにはパーソナル・コンピュータ等の外部装置４３からからバス４３ａを介して印
刷情報が供給され、また内部バス４２ｂを介してＲＯＭ４４ａ、ＲＡＭ４４ｂ及びキャラ
クタジェネレータ４４ｃが接続されている。
【００３５】
制御部４２では、ＲＡＭ４４ｂ内の記憶領域を作業領域として用いて、ＲＯＭ４４ａ内
に格納されている制御プログラムを実行し、キャラクタジェネレータ４４ｃから発生する
キャラクタ情報に基づき、液滴吐出ヘッド１を駆動するための制御信号を生成する。制御
信号は論理ゲートアレイ４５及び駆動パルス発生回路４６を介して、印刷情報に対応した
駆動制御信号となって、コネクタ４７を経由して液滴吐出ヘッド１に内蔵されたドライバ
ＩＣ２０に供給されるほか、ＣＯＭ発生回路４６ａに供給される。またドライバＩＣ２０
には、印字用の駆動パルス信号Ｖ３、制御信号ＬＰ、極性反転制御信号ＲＥＶ等も供給さ
れる。なおＣＯＭ発生回路４６ａは、例えば駆動パルスを発生するための共通電極ＩＣ（
図示せず）から構成されている。
【００３６】
ＣＯＭ発生回路４６ａでは、供給された上記の各信号に基づき、液滴吐出ヘッド１の共
通電極２２、即ち各振動板１１に印加すべき駆動信号（駆動電圧パルス）をその共通出力
端子ＣＯＭ（図示せず）から出力する。またドライバＩＣ２０では、供給された上記の各
信号及び電源回路５０から供給される駆動電圧Ｖｐに基づき、各個別電極７に印加すべき
駆動信号（駆動電圧パルス）を、各個別電極７に対応した個数の個別出力端子ＳＥＧから
出力する。共通出力端子ＣＯＭの出力と個別出力端子ＳＥＧの出力との電位差が、各振動
板１１とそれに対向する個別電極７の間に印加される。振動板１１の駆動時（液滴の吐出
時）には指定された向きの駆動電位差波形を与え、非駆動時には駆動電位差を与えないよ
うになっている。
【００３７】
図４は、ドライバＩＣ２０及びＣＯＭ発生回路４６ａの内部構成の１例を示す概略ブロ
ック図である。なお図４に示すドライバＩＣ２０及びＣＯＭ発生回路４６ａは、１組で６
４個の個別電極７及び振動板１１に駆動信号を供給するものとする。
ドライバＩＣ２０は電源回路５０から高電圧系の駆動電圧Ｖｐ及び論理回路系の駆動電
圧Ｖｃｃが供給されて動作するＣＭＯＳの６４ビット出力の高耐圧ドライバである。ドラ
イバＩＣ２０は、供給された駆動制御信号に応じて、駆動電圧パルスとＧＮＤ電位の一方
を、個別電極７に印加する。
ドライバＩＣ２０は６４ビットのシフトレジスタ６１を有し、シフトレジスタ６１はシ
リアルデータとして論理ゲートアレイ４５より送信された６４ビット長のＤＩ信号入力を
、ＤＩ信号に同期する基本クロックパルスであるＸＳＣＬパルス信号入力によりデータを
シフトアップし、シフトレジスタ６１内のレジスタに格納するスタティクシフトレジスタ
となっている。ＤＩ信号は６４個の個別電極７のそれぞれを選択するための選択情報をオ
ン／オフにより示す制御信号であり、この信号がシリアルデータとして送信される。
【００３８】
またドライバＩＣは６４ビットのラッチ回路６２を有し、ラッチ回路６２はシフトレジ
スタ６１内に格納された６４ビットデータを制御信号（ラッチパルス）ＬＰによりラッチ
してデータを格納し、格納されたデータを６４ビット反転回路６３に信号出力するスタテ
ィクラッチである。ラッチ回路６２では、シリアルデータのＤＩ信号が各振動板１１の駆
動を行うための６４セグメント出力を行うための６４ビットのパラレル信号へと変換され
る。
反転回路６３では、ラッチ回路６２から入力される信号と、ＲＥＶ信号との排他的論理
和をレベルシフタ６４へ出力する。レベルシフタ６４は、反転回路６３からの信号の電圧
レベルをロジック系の電圧レベル（５Ｖレベル又は３．３Ｖレベル）からヘッド駆動系の
電圧レベル（０〜４５Ｖレベル）に変換するレベルインターフェイス回路である。
【００３９】
ＳＥＧドライバ６５は、６４チャンネルのトランスミッションゲート出力となっていて
、レベルシフタ６４の入力によりＳＥＧ１〜ＳＥＧ６４のセグメント出力に対して、駆動
電圧パルス入力か又はＧＮＤ入力のいずれかを出力する。ＣＯＭ発生回路４６ａに内蔵さ
れたＣＯＭドライバ６６は、ＲＥＶ入力に対して駆動電圧パルスか又はＧＮＤ入力のいず
れかをＣＯＭへ出力する。
ＸＳＣＬ、ＤＩ、ＬＰ及びＲＥＶの各信号は、ロジック系の電圧レベルの信号であり、
論理ゲートアレイ４５よりドライバＩＣ２０に送信される信号である。
このようにドライバＩＣ２０及びＣＯＭ発生回路４６ａを構成することにより、駆動す
るセグメント数（振動板１１の数）が増加した場合においても容易に液滴吐出ヘッド１の
振動板１１の駆動する駆動電圧パルスとＧＮＤとを切り替えることが可能となる。
【００４０】
本実施形態１では、キャビティ基板３に第１の穴部２１を設け、リザーバ基板４に第２
の穴部２３を設けて第１の穴部２１と第２の穴部２３によって収容部２４を形成し、この
収容部２４にドライバＩＣ２０を収容するため、液滴吐出ヘッド１のサイズを小さくする
ことができる。またこれにより、印刷紙とノズル１６の距離を近くすることが可能となり
、高精細な印刷が可能となる。さらにノズル１６が形成されている面を平らにすることが
できるため、ワイピング（不要な液滴を除去する工程）を容易に行うことができる。
さらに収容部２４が、ノズル基板５、キャビティ基板３、リザーバ基板４及び電極基板
２によって閉塞されているため、ドライバＩＣ２０を液滴から保護する層を別途設ける必
要がなく、外気等からもドライバＩＣ２０を保護することが可能となる。
また個別電極７が平行に並んで複数の電極列を形成し、ドライバＩＣ２０が２つの電極
列に接続されるため、ドライバＩＣ２０から２つの電極列に駆動信号を供給することが可
能となり、電極列の多列化が容易となる。またドライバＩＣ２０の個数が少なくなるため
、コストを削減することができ、液滴吐出ヘッドの小型化も可能となる。
【００４１】
実施形態２．
図５は、本発明の実施形態２に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図であり、駆動信号を供
給するためのＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）の一部を含
めて示している。
なお本実施形態２に係る液滴吐出ヘッド１は、ドライバＩＣ２０が図３におけるＣＯＭ
発生回路４６ａの機能を兼ね備え、個別電極７の他に共通電極２２にも駆動信号を供給す
るようになっている。またリード部２５及び共通電極２２に接続されるＦＰＣ３０には、
共通電極用配線３２の代わりに、ドライバＩＣ２０から共通電極２２に駆動信号を供給す
るための駆動信号供給配線３３が設けられている。
その他の構造及び動作については、実施形態１の図１及び図２に示す液滴吐出ヘッド１
と同様であり、説明を省略する。また実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１と同一の構成要
素には、同一符号を付している。
本実施形態２では、ドライバＩＣ２０が個別電極７及び共通電極２２に駆動信号を供給
するため、液滴吐出ヘッド１に多くの機能を持たせることが可能となる。
またＦＰＣ３０がドライバＩＣ２０から共通電極２２に駆動信号を供給するための駆動
信号供給配線３３を有するため、液滴吐出ヘッド１内に配線を形成する必要がなくなり、
容易に駆動信号を共通電極２２へ供給することが可能となる。その他の効果については、
実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１と同様である。
【００４２】
実施形態３．
図６は、本発明の実施形態３に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視模式図及び斜視図である
。なお図６（ａ）は、液滴吐出ヘッド１の分解斜視模式図であり、図６（ｂ）は液滴吐出
ヘッド１の斜視図である。
本実施形態３の係る液滴吐出ヘッド１は、個別電極７等から構成される電極列が６列で
あり、それに対応して吐出室１２となる凹部１２ａ等も６列形成されている。またドライ
バＩＣ２０は、２つの電極列ごとに２つずつ設置されており、ドライバＩＣ２０の両側に
形成された電極列に駆動信号を供給するようになっている。
その他の構造及び動作については、実施形態１の図１及び図２に示す液滴吐出ヘッド１
と同様であり、説明を省略する。また実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１と同一の構成要
素には、同一符号を付している。
本実施形態３では電極列を６列形成しているため、例えば電極列（吐出室７の列）ごと
に色の異なるインクを吐出するようにすれば、容易に多色化することが可能となる。その
他の効果については、実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１と同様である。
【００４３】
実施形態４．
図７は、本発明の実施形態４に係る液滴吐出ヘッドの斜視図である。なお本実施形態４
に係る液滴吐出ヘッド１は、ＦＰＣ３０に共通電極ＩＣ３４が備えられている。この共通
電極ＩＣ３４は、図３におけるＣＯＭ発生回路４６ａの機能を有し、共通電極２２に駆動
信号を供給するようになっている。その他の構造及び動作については、実施形態３の図６
に示す液滴吐出ヘッド１と同様であり、説明を省略する。また実施形態３に係る液滴吐出
ヘッド１と同一の構成要素には、同一符号を付している。
本実施形態３では、ＦＰＣ３０に、共通電極２２に駆動信号を供給する共通電極ＩＣ３
４が備えられているため、ドライバＩＣ２０を小型化することができ、液滴吐出ヘッド１
の小型化も可能となる。その他の効果については実施形態３に係る液滴吐出ヘッド１と同
様である。
【００４４】
実施形態５．
図８は、本発明の実施形態５に係る液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態の縦断面図で
ある。なお本実施形態５に係る液滴吐出ヘッド１は、リザーバ基板４に第２の穴部２３が
形成されておらず、キャビティ基板３に第１の穴部２１に相当する穴部２５が形成されて
おり、この穴部２５の内部にドライバＩＣ２０が収容されている。またこの穴部２５は、
リザーバ基板４が穴部２５の上面を、電極基板２が穴部２５の下面を、キャビティ基板３
が穴部２５の側面を形成することにより、穴部２５が閉塞されるようになっている。
その他の構造及び動作については、実施形態１の図１及び図２に示す液滴吐出ヘッド１
と同様であり、説明を省略する。また実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１と同一の構成要
素には、同一符号を付している。
なお、効果については実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１とほぼ同様である。
【００４５】
実施形態６．
図９は、本発明の実施形態６に係る液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態の縦断面図で
ある。
本実施形態６に係る液滴吐出ヘッド１は、従来の３層構造の液滴吐出ヘッドであり、リ
ザーバ基板４がなく、主に電極基板２、キャビティ基板３及びノズル基板５から構成され
ている。またリザーバ１３となる凹部１３ａは、キャビティ基板３に形成されており、リ
ザーバ１３と吐出室１２は貫通穴１４の代わりに、ノズル基板５に形成されたオリフィス
２７によって連通するようになっている。なおオリフィス２７はキャビティ基板３に設け
るようにしてもよい。
本実施形態６に係る液滴吐出ヘッド１は、個別電極７からなる２列の電極列を有してお
り、キャビティ基板３には実施形態５に係る液滴吐出ヘッド１と同様に穴部２６が形成さ
れており、穴部２６の内部にはドライバＩＣ２０が収容されている。なお電極列は、実施
形態３に係る液滴吐出ヘッド１と同様に３列以上にしてもよい。また穴部２６は、ノズル
基板５が穴部２６の上面を、電極基板２が穴部２６の下面を、キャビティ基板３が穴部２
５の側面を形成することにより、穴部２５が閉塞されるようになっている。
その他の構造及び動作については、実施形態１の図１及び図２に示す液滴吐出ヘッド１
と同様であり、説明を省略する。また実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１と同一の構成要
素には、同一符号を付している。
なお、効果については実施形態１に係る液滴吐出ヘッド１とほぼ同様である。
【００４６】
実施形態７．
図１０は、実施形態１から実施形態６のいずれかの液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出
装置の１例を示した斜視図である。なお図１０に示す液滴吐出装置１００は、一般的なイ
ンクジェットプリンタである。
実施形態１から実施形態６に係る液滴吐出ヘッド１は上記のようにサイズが小さく耐久
性に優れており、また上記のように１枚のＦＰＣ３０で接続を行うため、液滴吐出装置１
００は小型で耐久性が高いものである。
なお実施形態１から実施形態６に係る液滴吐出ヘッド１は、図１０に示すインジェット
プリンタの他に、液滴を種々変更することで、液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造
、有機ＥＬ表示装置の発光部分の形成、生体液体の吐出等にも適用することができる。
【００４７】
なお、本発明の液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置は、本発明の実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の思想の範囲内において変形することができる。例えば、個別電極７
からなる電極列は、１列であってもよい。また実施形態１では、共通電極ＩＣ（ＣＯＭ発
生回路４６ａ）が制御部４２内に設けられているが、例えばＦＰＣ３０及び液滴吐出ヘッ
ド１以外の部分で、且つ制御部４２以外の部分に設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態１に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図２】図１に示す液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態の縦断面図。
【図３】図１及び図２に示す液滴吐出ヘッドが搭載された液滴吐出装置の制御系を示す概略ブロック図。
【図４】ドライバＩＣ及びＣＯＭ発生回路の内部構成の１例を示す概略ブロック図。
【図５】本発明の実施形態２に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図６】本発明の実施形態３に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視模式図及び斜視図。
【図７】本発明の実施形態４に係る液滴吐出ヘッドの斜視図。
【図８】本発明の実施形態５に係る液滴吐出ヘッドの液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態の縦断面図。
【図９】本発明の実施形態６に係る液滴吐出ヘッドの液滴吐出ヘッドが組み立てられた状態の縦断面図。
【図１０】実施形態１から実施形態６のいずれかの液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の１例を示した斜視図。
【符号の説明】
【００４９】
１  液滴吐出ヘッド、２  電極基板、３  キャビティ基板、４  リザーバ基板、５  ノ
ズル基板、６  凹部、７  個別電極、１０  液滴供給孔、１０ａ  液滴供給孔、１０ｂ  
液滴供給孔、１０ｃ  液滴供給孔、１１  振動板、１２  吐出室、１２ａ  凹部、１３  
共通液滴室、１３ａ  凹部、１４  貫通孔、１５  ノズル連通孔、１６  ノズル孔、１７
封止材、２０  ドライバＩＣ、２１  第１の穴部、２２  共通電極、２３  第２の穴部
２４  収容部、２５  リード部、３０  ＦＰＣ、３１  ＩＣ用配線、３２  共通電極用配
線、１００  液滴吐出装置。
【図１】
2006224564.tif 000003
【図２】
2006224564.tif 000004
【図３】
2006224564.tif 000005
【図４】
2006224564.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006224564.tif 000008
【図７】
2006224564.tif 000009
【図８】
2006224564.tif 000010
【図９】
2006224564.tif 000011
【図１０】
2006224564.tif 000012