(57)【要約】【課題】液体を吐出させるための駆動素子の電極への配線構造を工夫して、吐出口を高密度化するとともに、液体吐出ヘッドの製造を容易とする。【解決手段】液体を吐出する吐出口と連通する圧力室の前記吐出口とは反対側の面に設けられ前記圧力室を変形する圧力発生手段と、前記圧力発生手段に関し前記圧力室とは反対側に配設され前記圧力室に前記液体を供給する共通液室と、前記共通液室内を貫通して前記圧力発生手段が形成される面に対して略垂直に立設された配線部材とを有し、前記配線部材の配列ピッチを、前記圧力発生手段の電極接続部の配列ピッチよりも小さくなるように配置し、前記圧力発生手段の電極接続部と、前記共通液室の前記圧力室とは反対側に設けられた上部配線層との間を電気的に接続する前記配線部材によって前記圧力発生手段に駆動信号を供給するようにする。【選択図】      図１０
2006224401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口と連通する圧力室と、
前記圧力室の、前記吐出口とは反対側の面に設けられ、前記圧力室を変形する圧力発生手段と、
前記圧力発生手段に関し、前記圧力室とは反対側に配設され、前記圧力室に前記液体を供給する共通液室と、
前記共通液室内を貫通して、前記圧力発生手段が形成される面に対して略垂直に立設された配線部材と、を有し、
前記配線部材は、その配列ピッチが、前記圧力発生手段の電極接続部の配列ピッチよりも小さくなるように配置され、前記圧力発生手段の電極接続部と、前記共通液室の前記圧力室とは反対側に設けられた上部配線層との間を電気的に接続する前記配線部材によって前記圧力発生手段に駆動信号を供給するようにしたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記配線部材は、絶縁材からなる基板材料の中に導電材が貫通した構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記共通液室は、前記配線部材が形成された前記基板材料に形成された空洞部によって構成されることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
液体を吐出する吐出口と連通する圧力室と、
前記圧力室の、前記吐出口とは反対側の面に設けられ、前記圧力室を変形する圧力発生手段と、
前記圧力発生手段に関し、前記圧力室とは反対側に配設され、前記圧力室に前記液体を供給する共通液室と、
前記共通液室内を貫通して、前記圧力発生手段が形成される面に対して略垂直に立設された配線部材と、を有し、
前記圧力発生手段の電極接続部と少なくとも１つの前記配線部材が接続し得るように、前記配線部材の配置密度が設定されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
液体を吐出する吐出口を有する圧力室を変形する圧力発生手段に駆動信号を供給する配線部材と、前記圧力発生手段の電極接続部とを電気的に接続する際、前記配線部材の配列ピッチを前記電極接続部の配列ピッチよりも小さくしたことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
液体を吐出する吐出口を有する圧力室を変形する圧力発生手段に駆動信号を供給する配線部材と、前記圧力発生手段の電極接続部とを電気的に接続する際、少なくとも１つの前記配線部材が前記電極接続部と接続するように前記配線部材の配置密度を設定したことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド及びこれを備えた画像形成装置並びに液体吐出ヘッドの製造方法に係り、特に、液体を吐出する吐出口の配置を高密度化するとともに製造時の配線接続の高精度な位置合わせを必要とせず形状形成を容易とした液体吐出ヘッド及びこれを備えた画像形成装置並びに液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置として、多数のノズル（吐出口）を配列させたインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）を有し、このインクジェットヘッドと被記録媒体を相対的に移動させながら、ノズルから被記録媒体に向けてインクを吐出することにより、被記録媒体上に画像を記録するインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）が知られている。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタは、インクタンクからインク供給路を介して圧力室にインクを供給し、画像データに応じた電気信号を圧電素子に付与して圧電素子を駆動することにより、圧力室の一部を構成する振動板を変形させて、圧力室の容積を減少させ、圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出するようになっている。
【０００４】
このようにインクジェットプリンタにおいては、ノズルからインクを被記録媒体上に吐出してドットを形成し、このドットを組み合わせることによって被記録媒体上に１つの画像が形成される。近年、インクジェットプリンタにおいても写真プリント並みの高画質な画像を形成することが望まれている。これに対して、ノズル径を小さくしてノズルから吐出されるインク液滴を小さくするとともに、ノズルを高密度に配列して１画像あたりの画素数を多くすることによって高画質を実現することが考えられている。このようなノズル配列を高密度化する方法として、従来、ノズルを２次元マトリクス状に配置することが提案されている。
【０００５】
例えば、ヘッド主走査方向に対して一定角度傾いた複数の行と、ヘッド主走査方向と直交する複数の列とにより構成された格子状に複数のノズルを配列し、各ノズルに対応して設けられた圧力室の一面を形成する振動板の平面形状を概略正方形あるいは菱形とすることにより、圧力室の吐出効率を向上させるとともに、ノズルを高密度に配置するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００６】
また、キャビティープレートに設けられる圧力室を略菱形に形成し、その圧力室の一方の鋭角部にインクの供給口を形成し、他方の鋭角部にインク噴射ノズルを形成するようにして、キャビティープレートの寸法を大型化することなく、多ノズルに対応した多数のインク圧力室を配列するようにしてノズルの高密度化を図るようにしたものが知られている（例えば、特許文献２等参照）。
【特許文献１】特開２００１−３３４６６１号公報
【特許文献２】特開２００２−１６６５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献等に記載されているインクジェットヘッドのような構成でノズルを２次元に配置してノズルの高密度化を進めて行くと、各ノズルに対応する駆動素子も２次元に配置されるため、その駆動素子の電極への配線も２次元状に配置する必要があり、実際にこのような構成でノズルを高密度化したインクジェットヘッドを製造することは困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、液体を吐出させるための駆動素子の電極への配線構造を工夫して、吐出口（ノズル）の配置を高密度化するとともに、製造時における配線接続の高精度な位置合わせを必要とせずに形状形成を容易とした液体吐出ヘッド及びこれを備えた画像形成装置並びに液体吐出ヘッドの製造方法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】
【０００９】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体を吐出する吐出口と連通する圧力室と、前記圧力室の、前記吐出口とは反対側の面に設けられ、前記圧力室を変形する圧力発生手段と、前記圧力発生手段に関し、前記圧力室とは反対側に配設され、前記圧力室に前記液体を供給する共通液室と、前記共通液室内を貫通して、前記圧力発生手段が形成される面に対して略垂直に立設された配線部材と、を有し、前記配線部材は、その配列ピッチが、前記圧力発生手段の電極接続部の配列ピッチよりも小さくなるように配置され、前記圧力発生手段の電極接続部と、前記共通液室の前記圧力室とは反対側に設けられた上部配線層との間を電気的に接続する前記配線部材によって前記圧力発生手段に駆動信号を供給するようにしたことを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。
【００１０】
これにより、配線部材を形成する際、精密に配線部材を配置する位置を制御する必要がなく、配線部材の形成が容易となる。また、配線部材を電極接続部に接合する際、精密な位置合わせをする必要がないため、接合時の加熱・加圧などによる配線部材や圧力発生手段当の熱膨張による位置ずれを考慮する必要がなく、接合が容易となる。さらに、配線部材への形状形成において、形状形成の位置と配線位置との関係を考慮する必要がないため、形状形成が容易となる。
【００１１】
また、請求項２に示すように、前記配線部材は、絶縁材からなる基板材料の中に導電材が貫通した構造を有していることを特徴とする。
【００１２】
これにより、配線部材を容易に形成することができる。
【００１３】
また、請求項３に示すように、前記共通液室は、前記配線部材が形成された前記基板材料に形成された空洞部によって構成されることを特徴とする。
【００１４】
これにより、液体の流路形成が容易になるとともに、共通液室内を略垂直に貫通する配線部材を容易に形成することができる。
【００１５】
また、請求項４に示すように、液体を吐出する吐出口と連通する圧力室と、前記圧力室の、前記吐出口とは反対側の面に設けられ、前記圧力室を変形する圧力発生手段と、前記圧力発生手段に関し、前記圧力室とは反対側に配設され、前記圧力室に前記液体を供給する共通液室と、前記共通液室内を貫通して、前記圧力発生手段が形成される面に対して略垂直に立設された配線部材と、を有し、前記圧力発生手段の電極接続部と少なくとも１つの前記配線部材が接続し得るように、前記配線部材の配置密度が設定されていることを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。
【００１６】
これにより、配線部材を接合する際、精密な位置合わせが不要となり、製造が容易となる。
【００１７】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【００１８】
これにより、画像形成装置の製造も容易となるとともに、液体吐出ヘッドにおける電気的接続が確実に行われ、画像品質も向上する。
【００１９】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、液体を吐出する吐出口を有する圧力室を変形する圧力発生手段に駆動信号を供給する配線部材と、前記圧力発生手段の電極接続部とを電気的に接続する際、前記配線部材の配列ピッチを前記電極接続部の配列ピッチよりも小さくしたことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【００２０】
これにより、配線部材を電極接続部に接合する際、精密な位置合わせをする必要がないため、接合時の加熱・加圧などによる配線部材や圧力発生手段等の熱膨張による位置ずれを考慮する必要がなく、接合が容易となる。
【００２１】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、液体を吐出する吐出口を有する圧力室を変形する圧力発生手段に駆動信号を供給する配線部材と、前記圧力発生手段の電極接続部とを電気的に接続する際、少なくとも１つの前記配線部材が前記電極接続部と接続するように前記配線部材の配置密度を設定したことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【００２２】
これにより、配線部材を電極接続部に接合する際、精密な位置合わせをする必要がなく、容易に液体吐出ヘッドを製造することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明に係る液体吐出ヘッド及びこれを備えた画像形成装置並びに液体吐出ヘッドの製造方法によれば、配線部材を形成する際、精密に配線部材を配置する位置を制御する必要がなく、また配線のパターニングが不要となり、配線部材の形成が容易となる。また、配線部材を電極接続部に接合する際、精密な位置合わせをする必要がないため、接合時の加熱・加圧などによる配線部材や圧力発生手段当の熱膨張による位置ずれを考慮する必要がなく、接合が容易となる。さらに、配線部材への形状形成において、形状形成の位置と配線位置との関係を考慮する必要がないため、形状形成が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る液体吐出ヘッド及びこれを備えた画像形成装置並びに液体吐出ヘッドの製造方法について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る液体吐出ヘッドを有する画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。
【００２６】
図１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド（液体吐出ヘッド）１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６とを備えている。
【００２７】
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００２８】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
【００２９】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００３０】
給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００３１】
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００３２】
ベルト３３は、記録紙１６幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（図示省略）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。
【００３３】
ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。
【００３４】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００３５】
なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００３６】
吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００３７】
印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。
【００３８】
図２に示すように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。
【００３９】
記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００４０】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００４１】
なお、ここで主走査方向及び副走査方向とは、次に言うような意味で用いている。すなわち、記録紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時、（１）全ノズルを同時に駆動するか、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動するか、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動するか、等のいずれかのノズルの駆動が行われ、用紙の幅方向（記録紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字をするようなノズルの駆動を主走査と定義する。そして、この主走査によって記録される１ライン（帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向という。
【００４２】
一方、上述したフルラインヘッドと記録紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。そして、副走査を行う方向を副走査方向という。結局、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。
【００４３】
また本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。
【００４４】
図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００４５】
印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
【００４６】
本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００４７】
印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
【００４８】
印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
【００４９】
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００５０】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００５１】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（図示省略）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。
【００５２】
また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
【００５３】
次に、印字ヘッド（液体吐出ヘッド）のノズル（液体吐出口）の配置について説明する。インク色毎に設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを表すものとし、図３に印字ヘッド５０の平面透視図を示す。
【００５４】
図３に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、インクを液滴として吐出するノズル５１、インクを吐出する際インクに圧力を付与する圧力室５２、図３では図示を省略した共通流路から圧力室５２にインクを供給するインク供給口５３を含んで構成される圧力室ユニット５４が千鳥状の２次元マトリクス状に配列され、ノズル５１の高密度化が図られている。
【００５５】
このような印字ヘッド５０上のノズル配置のサイズは特に限定されるものではないが、一例として、ノズル５１を横４８行（２１ｍｍ）、縦６００列（３０５ｍｍ）に配列することにより２４００ｎｐｉを達成する。
【００５６】
図３に示す例においては、各圧力室５２を上方から見た場合に、その平面形状は略正方形状をしているが、圧力室５２の平面形状はこのような正方形に限定されるものではない。圧力室５２には、図３に示すように、その対角線の一方の端にノズル５１が形成され、他方の端にインク供給口５３が設けられている。
【００５７】
また、図４は他の印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。図４に示すように、複数の短尺ヘッド５０’を２次元の千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、これらの複数の短尺ヘッド５０’全体で印字媒体の全幅に対応する長さとなるようにして１つの長尺のフルラインヘッドを構成するようにしてもよい。
【００５８】
図５は、印字ヘッド５０の一部を、簡単化して示した斜視透視図である。
【００５９】
図５に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０においては、ノズル５１とインク供給口５３を有する圧力室５２の上側に、圧力室５２の上面を形成する振動板５６が配置され、振動板５６上の各圧力室５２に対応する部分に上下を電極で挟んだピエゾ等の圧電体で構成される圧力発生手段としての圧電素子５８（圧電アクチュエータ）が配置され、圧電素子５８はその上面に個別電極５７を有している。
【００６０】
そして、この個別電極５７の端面から外側へ電極接続部としての電極パッド５９が引き出されて形成され、電極パッド５９上に電気配線９０が圧電素子５８（圧力発生手段）を含む面に略垂直に立ち上がって形成されている。この圧電素子５８を含む面に対して略垂直に立ち上がった電気配線９０の上には多層のフレキシブルケーブル９２が配置され、前述したヘッドドライバ８４からこれらの配線を介して駆動信号が圧電素子５８の個別電極５７に供給されるようになっている。
【００６１】
また、振動板５６と多層フレキシブルケーブル９２との間の柱状の電気配線９０が立ち並んだ空間は、ここから各インク供給口５３を介して各圧力室５２にインクを供給するための共通液室５５となっている。
【００６２】
なお、ここに示した共通液室５５は、図３に示した全ての圧力室５２にインクを供給するように、圧力室５２が形成された全領域に渡って形成される１つの大きな空間となっているが、共通液室５５は、このように一つの空間として形成されるものには限定されず、いくつかの領域に分かれて複数に形成されていてもよい。
【００６３】
各圧力室５２毎に個別電極５７から引き出されて設けられた電極パッド５９上に垂直に柱のように立ち上がって形成される電気配線９０は、多層フレキシブルケーブル９２を下から支え、共通液室５５となる空間を形成している。このように、柱状の電気配線９０は、共通液室５５を貫通するように形成されている。
【００６４】
図５に示すように、圧力室５２の底面側にノズル５１が形成され、ノズル５１と対角をなす圧力室５２の角部の上面側にインク供給口５３が設けられている。インク供給口５３は振動板５６を貫いており、その上の共通液室５５と圧力室５２はインク供給口５３を介して真っ直ぐに連通している。これにより、共通液室５５と圧力室５２を流体的に直接繋ぐことが出来る。
【００６５】
振動板５６は、各圧力室５２に共通のものとし１枚のプレートで形成されている。そして、振動板５６の各圧力室５２に対応する部分に、圧力室５２を変形させるための圧電素子５８が配置されている。圧電素子５８に電圧を印加して駆動するための電極（共通電極と個別電極）が圧電素子５８を挟むようにその上下面に形成されている。
【００６６】
振動板５６を例えばＳＵＳ等の導電性の薄膜で形成して、振動板５６が共通電極を兼ねるようにしてもよい。このとき、圧電素子５８の上面には個々の圧電素子５８を個別に駆動するための個別電極５７が形成される。
【００６７】
上述したように、この個別電極５７から電極パッド５９が引き出されて形成され、電極パッド５９の上に、柱状の電気配線９０が、圧電素子５８の形成される面に対して垂直に立ち上がり、共通液室５５を貫通するように形成される。電気配線９０は、図５に示す例においては、上の多層フレキシブルケーブル９２側が太く、下の電極パッド５９側に近づくほど細くなるようなテーパ状に形成されているがこのような形状に限定されるものではない。
【００６８】
このように柱状の電気配線９０の上には多層のフレキシブルケーブル９２が形成されており、電気配線９０が柱となって多層フレキシブルケーブル９２を支え、振動板５６を床、多層フレキシブルケーブル９２を天井として、共通液室５５としての空間が確保されるようになっている。また、図示は省略したが、各電気配線９０からそれぞれ個別の配線に接続されて個々の個別電極５７に駆動信号が供給され、各圧電素子５８が駆動されるようになっている。
【００６９】
また、図５では図示を省略したが、共通液室５５はインクで満たされるため、共通電極としての振動板５６、個別電極５７、電気配線９０及び多層フレキシブルケーブル９２のインクと接触する面はそれぞれ絶縁性の保護膜で覆われている。
【００７０】
なお、上述したような印字ヘッド５０の各サイズは、特に限定されるものではないが、一例を示すと、圧力室５２は平面形状が３００μｍ×３００μｍの略正方形（インク流れのよどみ点を排除する目的で角は面取りされている。）で、高さが１５０μｍ、振動板５６及び圧電素子５８はそれぞれ厚さが１０μｍ、柱状の電気配線９０は電極パッド５９との接続部の直径が１００μｍ、高さは５００μｍ等のように形成される。
【００７１】
図６に、このような圧力室５２の一部を拡大して、平面透視図で示す。前述したように、各圧力室５２は略正方形状であり、その対角線の両隅にノズル５１及びインク供給口５３が形成され、ノズル５１側に電極パッド５９を引き出して、その上に柱状の電気配線９０が形成されている。
【００７２】
図６中の一点鎖線、７−７線に沿った断面図を図７に示す。
【００７３】
図７に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、複数の薄膜等が積層されて形成されている。まず、ノズル５１が形成されたノズルプレート９４の上に、圧力室５２、インク供給口５３及び圧力室５２とノズル５１を結ぶノズル流路５１ａ等が形成された流路プレート９６が積層される。図では流路プレート９６は、１枚のプレートのように表されているが、実際は、流路プレート９６はさらに複数のプレートが積層されて形成さているものとする。
【００７４】
流路プレート９６の上には、圧力室５２の天面を形成する振動板５６が積層される。振動板５６は個別電極５７とともに、後述する圧電素子５８を駆動するための共通電極をも兼ねていることが好ましい。また、振動板５６には圧力室５２のインク供給口５３に対応する開口部が設けられ、これにより圧力室５２と振動板５６の上側に形成される共通液室５５とが直接連通する。
【００７５】
振動板５６（共通電極）上の圧力室５２上面の略全面に対応する部分に圧電体５８ａが形成され、圧電体５８ａの上面には個別電極５７が形成される。このようにしてその上下を共通電極（振動板５６）と個別電極５７で挟まれた圧電体５８ａは、共通電極５６と個別電極５７によって電圧が印加されると変形して圧力室５２の体積を減少させ、ノズル５１からインクを吐出させる圧電素子５８（圧電アクチュエータ）を構成する。
【００７６】
個別電極５７のノズル５１側端部は、外側へ引き出され電極接続部としての電極パッド５９が形成される。そして、この電極パッド５９の上に垂直に柱状の電気配線９０が共通液室５５を貫通するように形成される。
【００７７】
電気配線９０の上部には、多層フレキシブルケーブル９２が形成され、多層フレキシブルケーブル９２に形成される図示を省略した各配線が各電気配線９０に電極パッド９０ａで接続し、各圧電素子５８を駆動するための駆動信号がそれぞれの電気配線９０を通じて供給されるようになっている。
【００７８】
また、振動板５６と多層フレキシブルケーブル９２との間の柱状の電気配線９０が林立する空間は圧力室５２に供給するためのインクをプールする共通液室５５となっており、ここにはインクが充満するため、振動板５６、個別電極５７、圧電体５８ａ及び電気配線９０、さらに多層フレキシブルケーブル９２のインクに接する表面部分には絶縁・保護膜９８が形成される。
【００７９】
このように、本実施形態においては、従来、振動板に関して圧力室と同じ側にあった共通液室を、振動板の上側に持って行き、圧力室とは反対側に配置するようにしたため、従来必要であった共通液室から圧力室にインクを導くための配管等が不要となり、また共通液室のサイズを大きくすることができるためインクを確実に供給することができ、ノズルの高密度化を達成することができるとともに、高密度化した場合においても高周波での駆動が可能となる。
【００８０】
また、各圧電素子の個別電極への配線を、個別電極の電極パッドから垂直に立ち上げて共通液室を貫通するようにしたため、駆動信号を各圧電素子に供給するための配線を高密度化することが可能となる。
【００８１】
また、共通液室を振動板の上側に配置して、共通液室と圧力室とを真っ直ぐなインク供給口で繋ぐようにしたため、共通液室と圧力室とを流体的に直接繋ぐことができ、さらに共通液室を振動板の上側に配置したため、圧力室５２からノズル５１までのノズル流路５１ａの長さを従来よりも短くすることができ、高密度化した場合であっても、高粘度インク（例えば、２０ｃｐ〜５０ｃｐ程度）の吐出が可能であり、また吐出後の迅速なリフィルが可能な流路構造とすることができる。
【００８２】
本発明は、図５あるいは図７に示したような各圧力室５２毎に設けられた圧電素子５８の個別電極５７から引き出された電極パッド５９と、多層フレキシブルケーブル９２との間を電気的に接続する柱状の電気配線９０を形成するに当たって、精密な位置合わせを必要とせずに、容易に電気配線９０と電極パッド５９との接続を行うことができるように電気配線９０の配置を工夫したものである。
【００８３】
なお、図５〜図７に示した、電極パッド５９と多層フレキシブルケーブル９２との間を電気的に接続する柱状の電気配線９０は、理想的に配置された状態を示したものであり、実際の形成工程においては、これらの図に示したものとは多少位置がずれる場合があるかもしれないが、とにかく簡易に電気的接続を確保しようとするものである。
【００８４】
以下、電気配線９０の形成工程における電気配線９０の配置法について説明する。
【００８５】
図８に、２次元状に配列された電極パッド５９の平面図を示す。図８に示すように、電極パッド５９は、圧力室５２と同様に等ピッチで２次元状に配置されている。電極パッド５９の形状は特に限定はされないが、この例では図８に示すように円形とし、その直径をｄ、また電極パッド５９間のピッチをａとする。
【００８６】
これに対し、電気配線９０となるべき配線部材の配置を図９に示す。図９（ａ）に、一つの電極パッド５９に対し複数の配線部材１００を配置した様子を平面図で示す。また、図９（ａ）中の９Ｂ−９Ｂ線に沿った断面図を図９（ｂ）に示す。
【００８７】
配線部材１００は、配線部材１００を形成するための基板材料１０２中に、図９（ｂ）に示すように導電性の部材によって柱状に形成される。配線部材１００の配置における各配線部材１００間のピッチは、等ピッチでもよいし、あるいは図９（ａ）に示すように等ピッチでなくともよい。ただし、等ピッチに配置する場合でも、電極パッド５９のピッチａとは一致しない、電極パッド５９のピッチａより小さいピッチとする。
【００８８】
なお、配線部材１００の材料は、特に限定されるものではない。
【００８９】
例えば、配線部材１００として、ゴムや樹脂等の絶縁材に金属等の導電材の細線を多数埋め込んだ、いわゆる異方性導電ゴム（異方性導電材層）を用いてもよいし、樹脂で形成された基板材料１０２に穴を開けて、この穴の内壁にメッキを施したり、導電ペーストを塗布するなどして、穴部に導電性を持たせることによって配線部材１００を構成してもよい。
【００９０】
次に図１０を用いて配線部材１００の配置方法について説明する。
【００９１】
電気配線９０は、多層フレキシブルケーブル９２側の電極パッド９０ａ（図７参照）と、圧電素子５８側の電極パッド５９との間を電気的に接続するものであり、電気配線９０となる配線部材１００は、電極パッド９０ａと電極パッド５９をとにかく電気的に接続すればよく、その形状や本数等は制限されない。従って、例えば図１０に示す電極パッド５９を表す円の中に少なくとも一つの配線部材１００が配置されるようにすればよい。
【００９２】
また、基本的に配線部材１００は、電極パッド５９のピッチａより小さい等ピッチで配置することを目標とする。
【００９３】
図１０において、破線の円は一つの電極パッド５９を表す。また、一点鎖線の格子点は設計目標として配線部材１００を配置する目標位置（平均位置）を表し、配線部材１００の設計上のピッチ（平均ピッチ）をｘとする。また、実線の円１０４は、配線部材１００を配置する目標位置（一点鎖線の格子点）を中心とする円であり、実際に配置される配線部材１００が目標位置からずれて配置される範囲を表している。従って、その半径ｒは、目標位置からのずれ（偏差）の最大を表す。
【００９４】
このように実際の配線部材１００は、目標位置である一点鎖線の格子点からずれたとしても必ず各実線の円１０４の中に少なくとも一つが配置されなければならない。各電極パッド５９を表す円に少なくとも一つの配線部材１００を表す円が重なるようにするためには、縦、横、斜めに隣接した２つの配線部材１００の距離のうち最大のものが電極パッド５９の径ｄよりも小さければよい。
【００９５】
図１０に黒丸で表した配線部材１００は、目標位置から最もずれた位置に配置された場合であり、隣接したものの中で距離が最大となるものを示したものである。図１０において、この隣接したもののうちで最も離れた配線部材１００間の距離は、（√２）ｘ  ＋  ２ｒとなる。これが電極パッド５９の径ｄより大きいとき、図１０に示す４つの実線の円１０４のそれぞれについて配線部材１００がこのような位置に配置された場合には、各配線部材１００の円が電極パッド５９の円から外へはみ出してしまい、電極パッド５９上に一つも配線部材１００が配置されなくなる虞がある。
【００９６】
そこで、配線部材１００の平均ピッチｘ、配線部材１００の平均位置からの偏差の最大値ｒ、電極パッド５９の径ｄの間に次の関係式（１）が成立するように配線部材１００を配置するものとする。
【００９７】
（√２）ｘ  ＋  ２ｒ  ＜  ｄ      ・・・（１）
電極パッド５９の径ｄ、配置の際の偏差最大値ｒ、及び配線部材１００の平均ピッチｘが上記式（１）を満たすようにして、配線部材１００を配置するようにすれば、配線部材１００と電極パッド５９を接続する際、精密な位置あわせをすることなく、各電極パッド５９に対して少なくとも一つの配線部材１００が接続するように配置することが可能となり、電気配線９０の形成が容易となる。
【００９８】
またこのように、配線部材１００の電極パッド５９への接合工程において、精密な位置合わせをする必要がないため、接合時の加熱・加圧による配線部材１００や圧電素子５８側の熱膨張による位置ずれを考慮する必要がなく、接合が容易で歩留まりを向上させることができる。
【００９９】
さらに、配線部材１００の形状形成工程において、形状形成の位置と配線位置の関係を考慮する必要がないため、配線部材１００の形状形成が容易となる。
【０１００】
また、電極パッド５９と接続して電気配線９０となる配線部材１００は、図７に示すように圧力室５２にインクを供給する共通液室５５の中を貫通するように形成される。そのため、図９（ｂ）に示すように配線部材１００が形成された基板材料１０２（異方性導電材層）に対して、圧力室５２を構成する部材に対応する部分に凹部（空洞部）を形成し、この凹部（空洞部）を共通液室５５とするようにする。
【０１０１】
図１１に、配線部材１００が形成された基板材料１０２に凹部を形成する様子を示す。図１１に示すように、配線部材１００が形成された基板材料１０２に対して、圧力室５２を構成する部材に対応する部分を削り取って凹部１０６を形成する。凹部１０６を形成する方法は、特に限定されるものではない。例えば、配線部材１００の形成された基板材料１０２に対し、ダイサー等を用いて縦横のハーフカット加工を行い、溝を形成して凹部１０６として形成してもよい。
【０１０２】
なお、共通液室５５を形成するために、配線部材１００が形成された基板材料１０２に形成する凹部１０６は、少なくとも一部が完全に貫通するようにしてもよい。
【０１０３】
また、このように配線部材１００が形成された基板材料１０２を削って共通液室５５となる凹部１０６を形成する工程は、基板材料１０２に配線部材１００を形成した段階で行ってもよいし、配線材料１００を形成した基板材料１０２に多層フレキシブルケーブル９２等の上部配線層を接合した後で行ってもよい。この場合には、上部配線層まで突き抜けるまで配線部材１００が形成された基板材料１０２の圧力室５２に対応する部分を完全に除去してもよい。
【０１０４】
あるいは、配線部材１００が形成された基板材料１０２を圧力室５２、圧電素子５８側の部材に接合した後で、配線部材１００が形成された基板材料１０２の圧力室５２に対応する部分を横方向からドリルあるいはレーザ加工等によって削り取るようにしてもよい。
【０１０５】
このように、配線部材１００が形成された基板材料１０２に対し、電気配線９０となった配線部材１００の部分を残し、その周りの圧力室５２に対応する部分を削り取って凹部１０６を形成し、この部分を共通液室５５としたため、電気配線９０（配線部材１００）は、電極パッド５９の面に対して略垂直に柱状に立設され、共通液室５５内を貫通するように形成される。なお、配線部材１００が形成された基板材料１０２を削り取る際、配線部材１００がむき出しになる場合も考えられるため、配線部材１００と圧力室５２側の部材を接合した後、その内部の共通液室５５に面する部分に絶縁処理を施すことが好ましい。
【０１０６】
また、配線部材１００が形成された基板材料１０２に凹部１０６を形成する他の方法として、例えば、まだ配線部材１００の形成されていない基板材料１０２に凹部を、凹部以外の部分が柱状となるように形成し、その後凹部以外の柱状の部分に配線部材を形成するようにしてもよい。
【０１０７】
すなわち、図１２（ａ）に示すように、まず樹脂１０８を型で加熱成型することによって凹部１０６と凹部以外の柱状の部分１０２ａを有する基板材料１０２のみを形成する。そして、図１２（ｂ）に示すように、この基板材料１０２の凹部１０６以外の柱状の部分１０２ａに、穴１１０を開けて、穴１１０の内壁面にメッキ１１２を施したり、導電ペーストを流し込むことにより穴１１０部に導電性を持たせて配線部材１００を形成する。また、この場合、基板材料１０２の各柱状の部分１０２ａには、必ずしも１つの配線部材１００のみでなく、複数の配線部材１００を形成するようにしてもよい。
【０１０８】
そしてこの配線部材１００の形成された基板材料１０２に多層フレキシブルケーブル９２及び圧力室５２側の部材を接合して印字ヘッド５０を形成する。
【０１０９】
このとき、配線部材１００を、上記式（１）を満たすように配置することにより、個々の電極パッド５９と配線部材１００との精密な位置合わせを必要とせずに接合することができ、容易に印字ヘッド５０を形成することができる。
【０１１０】
なお、上記の例においては、電極パッド５９の形状が円であるとして説明したが、必ずしも形状は円に限定されるものではない。電極パッド５９の形状が円でない場合には、上で用いた径ｄとしては、電極パッド５９の最大幅を用いるものとする。
【０１１１】
次に、配線部材の他の配置方法について説明する。
【０１１２】
以下説明する配線部材の配置方法は、上の例のように配線部材を設計上等ピッチで配置するものではなく、配線部材の配置密度により配線部材の配置を規定するものである。
【０１１３】
配線部材１００を配置する際の密度（配置密度）の設計上の中心値を、Ｓ［本／ｍ2 ］とする。また、これに対し増加方向のばらつきを＋ｓ1、減少方向のばらつきを−ｓ2 とする。すなわち、実際に配線部材１００を配置する際、単位面積（１ｍ2 ）あたりに配置される配線部材１００の本数は、Ｓ−ｓ2 （本）からＳ＋ｓ1 （本）の範囲にばらついている。
【０１１４】
このとき図１３に示すように、電極パッド５９を円形とすると、電極パッド５９の面積は、（πｄ2 ）／４［ｍ2 ］となる。このとき、電極パッド５９内に少なくとも１本以上配線部材１００が配置されるためには、最も少ない場合の密度Ｓ−ｓ2 ［本／ｍ2 ］を用いて、次の式（２）が成立することが必要である。
【０１１５】
｛（πｄ2 ）／４｝×（Ｓ−ｓ2 ）≧１      ・・・（２）
この式（２）が成立すれば、電極パッド５９の中に少なくとも１本以上の配線部材１００が配置される。図１３に示す例では、電極パッド５９の中に２本の配線部材１００が配置されている。
【０１１６】
今説明した例においては、電極パッドの面積に応じて配線部材の配置密度を決めるだけでよく、製造工程において、高精度な位置合わせを行うことなく、容易に電極との電気的接続を図ることができ、形状形成が容易となる。
【０１１７】
以上、本発明の液体吐出ヘッド及びこれを備えた画像形成装置並びに液体吐出ヘッドの製造方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。
【図３】印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。
【図４】印字ヘッドの他の例を示す平面図である。
【図５】印字ヘッドの一部を拡大して示す斜視図である。
【図６】印字ヘッドの一部を拡大して示す平面図である。
【図７】図６中の７−７線に沿った断面図である。
【図８】電極パッドの配置を示す平面図である。
【図９】（ａ）は電極パッドに対する配線部材の配置の例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の９Ａ−９Ｂ線に沿った断面図である。
【図１０】配線部材の配置方法を示す説明図である。
【図１１】配線部材の形成された基板材料に凹部を形成する様子を示す断面図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は基板材料に凹部を形成する他の例を示す説明図である。
【図１３】配線部材の他の配置方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２２…吸着ベルト搬送部、２４…印字検出部、２６…排紙部、２８…カッター、３０…加熱ドラム、３１、３２…ローラー、３３…  ベルト、３４…吸着チャンバー、３５…ファン、３６…ベルト清掃部、４０…加熱ファン、４２…後乾燥部、４４…加熱・加圧部、４５…加圧ローラー、４８…カッター、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５１ａ…ノズル流路、５２…圧力室、５３…インク供給口、５４…圧力室ユニット、５５…共通液室、５６…振動板（共通電極）、５７…個別電極、５８ａ…圧電体、５８…圧電素子、５９…電極パッド、９０…電気配線、９２…多層フレキシブルケーブル、１００…配線部材、１０２…基板材料、１０６…凹部（空洞部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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