(57)【要約】 【課題】複数種のインクを吐出することができ、小型化を図るとともに複数種インクによる印刷を可能とするヘッドチップユニット及びヘッドチップユニットの製造方法、インクジェットヘッド、並びに、インクジェットプリンタを提供する。【解決手段】  ヘッドチップユニット２０は、一縁端２１ａ側から他縁端２１ｂ側に向かって形成されて他縁端２１ｂ側に開口するチャネル２９と配列方向に形成されてチャネル２９と一縁端２１ａ側で連通するインク室３２とを有するヘッドチップ２１が複数積層され、ヘッドチップ２１のインク室３２は、一方側Ｒ１に積層されている他のヘッドチップ２１のチャネル２９及びインク室３２と積層方向Ｒに重ならない位置まで形成された供給部３５を有し、一方側Ｒ１に積層された他のヘッドチップ２１には一方側Ｒ１に開口しヘッドチップ２１を貫通して供給部３５まで連通するインク供給孔３６が形成されている。【選択図】  図５
2008207351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略板状で、一縁端側から他縁端側に向かって形成されて該他縁端側に開口するチャネルと、該チャネルが形成される供給方向と交差する配列方向に形成されて該チャネルと前記一縁端側で連通するインク室とを有するヘッドチップが複数積層され、
少なくとも一つの前記ヘッドチップの前記インク室は、該ヘッドチップよりも一方側に積層されている他の前記ヘッドチップの前記チャネル及び前記インク室と、前記ヘッドチップの積層方向に重ならない位置まで形成された供給部を有し、
該供給部を有する前記ヘッドチップよりも前記一方側に積層された他の前記ヘッドチップには、前記一方側に開口し該ヘッドチップを貫通して前記供給部まで連通するインク供給孔が形成されていることを特徴とするヘッドチップユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のヘッドチップユニットにおいて、
少なくとも一つの前記ヘッドチップは、前記チャネル及び前記インク室を複数有し、
複数の該インク室は、それぞれ前記供給部を有するとともに、それぞれ異なる前記チャネルと連通し、
前記供給部を有する前記ヘッドチップよりも前記一方側に積層された他の前記ヘッドチップには、前記インク供給孔が前記供給部と対応して複数形成されていることを特徴とするヘッドチップユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のヘッドチップユニットにおいて、
前記ヘッドチップの前記インク室は、前記配列方向に形成され前記チャネルと連通する本体部と、前記チャネルと前記積層方向に重ならない位置で前記供給方向に形成されて前記本体部と接続する導入部とを有し、前記供給部は該導入部に設けられていることを特徴とするヘッドチップユニット。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のヘッドチップユニットにおいて、
前記インク室の前記供給部及び該供給部と対応する前記インク供給孔を、互いに独立して少なくとも四組有していることを特徴とするヘッドチップユニット。
【請求項５】
略板状のヘッドチップ本体の一縁端側から他縁端側に向かって延びて該他縁端側に開口するチャネル、及び、該チャネルが延びる供給方向と交差する配列方向に延びて前記一縁端側で前記チャネルに連通するインク室のそれぞれを前記ヘッドチップ本体に形成するヘッドチップ形成工程と、
該ヘッドチップ形成工程で作製された複数の前記ヘッドチップを積層する積層工程と、
積層する前記ヘッドチップの一方側に開口し該ヘッドチップの積層方向に貫通するインク供給孔を形成するインク供給孔形成工程とを備え、
前記ヘッドチップ形成工程は、少なくとも一つの前記ヘッドチップについて、前記インク室の一部として、前記積層工程で該ヘッドチップよりも一方側に積層する他の前記ヘッドチップの前記チャネル及び前記インク室と前記積層方向に重ならない位置まで延びる供給部を形成するとともに、
前記インク供給孔形成工程は、該供給部と連通する位置で、対応する前記インク供給孔を形成することを特徴とするヘッドチップユニットの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のヘッドチップユニットの製造方法において、
前記ヘッドチップ形成工程は、少なくとも一つの前記ヘッドチップについて、複数の前記チャネルを形成するとともに、複数の前記インク室を、それぞれ前記供給部を有するとともにそれぞれ異なる前記チャネルと連通するように形成し、
前記インク供給孔形成工程は、複数の前記インク室の各前記供給部のそれぞれと対応させて前記インク供給孔を複数形成することを特徴とするヘッドチップユニットの製造方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のヘッドチップユニットの製造方法において、
前記ヘッドチップ形成工程は、少なくとも一つの前記ヘッドチップについて、前記インク室として、前記配列方向に延びて前記チャネルと連通する本体部と、前記チャネルと前記積層方向に重ならない位置で前記供給方向に延びて前記本体部と接続する導入部とを形成し、前記供給部を該導入部に形成することを特徴とするヘッドチップユニットの製造方法。
【請求項８】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のヘッドチップユニットを備えることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項９】
請求項８に記載のインクジェットヘッドを備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出させて印刷を行うためのヘッドチップユニット及びヘッドチップユニットの製造方法、該ヘッドチップユニットを備えたインクジェットヘッド、並びに、該インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタに関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紙などの媒体に文字や画像などを記録する手段として、インクを吐出させて印刷を行うインクジェットプリンタが用いられている。このようなインクジェットプリンタは、インクを吐出させるインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドを媒体の搬送方向と略直交する方向に走査させるキャリッジとを備えている。インクジェットヘッドは、壁面に電極が設けられた複数のチャネルを有するヘッドチップを備えていて、このヘッドチップに接続されている配線基板から電極に電圧を印加してインクが供給されるチャネルを体積変化させることで、チャネルからノズルを経由してインクを吐出させ、これにより印刷を可能としている。
【０００３】
ここで、複数色の印刷は、インクの種類と対応させてインクジェットヘッドを複数搭載することで、複数色のインクを吐出させることで可能となるが、搭載するインクジェットヘッドが多数となり、大型化してしまい、また、コストが増大してしまう問題がある。また、各インクジェットヘッド間の位置合わせが必要となり、インクジェットヘッドを搭載するキャリッジも複雑なものとなってしまう。このため、近年、一つのインクジェットヘッドで複数種のインクによって印刷可能とし、小型化と、複数色の印刷とを同時に図る提案がなされてきている。より具体的には、チャネルが形成されたベースプレート、ベースプレート上に配設されたカバープレートで構成されるヘッドチップを複数積層したヘッドチップユニットと、各ヘッドチップのカバープレートに接続される配線基板とを備えたインクジェットヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、一つのヘッドチップにおいて、両面にチャネルを形成することで、チャネルを 二列有するヘッドチップユニットと、両面に接続された配線基板とを備えたインクジェットヘッドが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−１４６９７４号公報
【特許文献２】特開２００１−３１５３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１によるインクジェットヘッドに搭載されるヘッドチップユニットでは、複数列に配列されたチャネルが開示されているが、各チャネルにインクを供給する手段が開示されていなく、複数種のインクを各列のチャネルから吐出させることができない。また、特許文献２のインクジェットヘッドに搭載されているヘッドチップユニットでは、各列のチャネルが異なるインク室と連通していて、異なる種類のインクを吐出させることが可能であるが、この構成では二種類までしか吐出させることができない。このため、いずれのヘッドチップユニットでも、小型化を図りつつ、複数種のインクを吐出させるまでには至らなかった。
【０００５】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、複数種のインクを吐出することができ、小型化を図るとともに複数種インクによる印刷を可能とするヘッドチップユニット及びヘッドチップユニットの製造方法、インクジェットヘッド、並びに、インクジェットプリンタを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のヘッドチップユニットは、略板状で、一縁端側から他縁端側に向かって形成されて該他縁端側に開口するチャネルと、該チャネルが形成される供給方向と交差する配列方向に形成されて該チャネルと前記一縁端側で連通するインク室とを有するヘッドチップが複数積層され、少なくとも一つの前記ヘッドチップの前記インク室は、該ヘッドチップよりも一方側に積層されている他の前記ヘッドチップの前記チャネル及び前記インク室と、前記ヘッドチップの積層方向に重ならない位置まで形成された供給部を有し、該供給部を有する前記ヘッドチップよりも前記一方側に積層された他の前記ヘッドチップには、前記一方側に開口し該ヘッドチップを貫通して前記供給部まで連通するインク供給孔が形成されていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明のヘッドチップユニットの製造方法は、略板状のヘッドチップ本体の一縁端側から他縁端側に向かって延びて該他縁端側に開口するチャネル、及び、該チャネルが延びる供給方向と交差する配列方向に延びて前記一縁端側で前記チャネルに連通するインク室のそれぞれを前記ヘッドチップ本体に形成するヘッドチップ形成工程と、該ヘッドチップ形成工程で作製された複数の前記ヘッドチップを積層する積層工程と、積層する前記ヘッドチップの一方側に開口し該ヘッドチップの積層方向に貫通するインク供給孔を形成するインク供給孔形成工程とを備え、前記ヘッドチップ形成工程は、少なくとも一つの前記ヘッドチップについて、前記インク室の一部として、前記積層工程で該ヘッドチップよりも一方側に積層する他の前記ヘッドチップの前記チャネル及び前記インク室と前記積層方向に重ならない位置まで延びる供給部を形成するとともに、前記インク供給孔形成工程は、該供給部と連通する位置で、対応する前記インク供給孔を形成することを特徴としている。
【０００８】
この発明に係るヘッドチップユニット及びヘッドチップユニットの製造方法によれば、ヘッドチップ形成工程でヘッドチップ本体にチャネル及びインク室を形成してヘッドチップを作製し、積層工程で複数のヘッドチップを積層することで、少なくとも一つのヘッドチップについて、インク室の一部として、このヘッドチップよりも一方側に積層する他のヘッドチップのチャネル及びインク室と積層方向に重ならない位置で供給部が形成されている。また、インク供給孔形成工程によって、供給部が形成されたヘッドチップより一方側に積層する他のヘッドチップには、一方側に開口するインク供給孔が供給部まで連通して形成されている。このため、供給部を有するインク室を備えたヘッドチップのチャネルには、他のヘッドチップと異なる種類のインクを、インク供給孔からインク室を介して供給することができ、チャネルの他縁端側の開口から吐出させることができる。そして、このような供給部を有するインク室と、対応して形成するインク供給孔とを設ける数に応じて、複数種のインクを吐出させることができる。
【０００９】
また、上記のヘッドチップユニットにおいて、少なくとも一つの前記ヘッドチップは、前記チャネル及び前記インク室を複数有し、複数の該インク室は、それぞれ前記供給部を有するとともに、それぞれ異なる前記チャネルと連通し、前記供給部を有する前記ヘッドチップよりも前記一方側に積層された他の前記ヘッドチップには、前記インク供給孔が前記供給部と対応して複数形成されていることがより好ましいとされている。
【００１０】
また、上記のヘッドチップユニットの製造方法において、前記ヘッドチップ形成工程は、少なくとも一つの前記ヘッドチップについて、複数の前記チャネルを形成するとともに、複数の前記インク室を、それぞれ前記供給部を有するとともにそれぞれ異なる前記チャネルと連通するように形成し、前記インク供給孔形成工程は、複数の前記インク室の各前記供給部のそれぞれと対応させて前記インク供給孔を複数形成することがより好ましいとされている。
【００１１】
この発明に係るヘッドチップユニット及びヘッドチップユニットの製造方法によれば、ヘッドチップ形成工程で、一つのヘッドチップに対して複数のインク室を形成し、それぞれに供給部を形成するとともに、インク供給孔形成工程で供給部と対応して複数のインク供給孔を形成することで、一つのヘッドチップにおいても、複数のチャネルのそれぞれに各インク供給孔からインク室を介して異なる種類のインクを供給し吐出させることができる。
【００１２】
また、上記のヘッドチップユニットにおいて、前記ヘッドチップの前記インク室は、前記配列方向に形成され前記チャネルと連通する本体部と、前記チャネルと前記積層方向に重ならない位置で前記供給方向に形成されて前記本体部と接続する導入部とを有し、前記供給部は該導入部に設けられていることがより好ましいとされている。
【００１３】
また、上記のヘッドチップユニットの製造方法において、前記ヘッドチップ形成工程は、少なくとも一つの前記ヘッドチップについて、前記インク室として、前記配列方向に延びて前記チャネルと連通する本体部と、前記チャネルと前記積層方向に重ならない位置で前記供給方向に延びて前記本体部と接続する導入部とを形成し、前記供給部を該導入部に形成することがより好ましいとされている。
【００１４】
この発明に係るヘッドチップユニット及びヘッドチップユニットの製造方法によれば、ヘッドチップ形成工程で、本体部と導入部とを形成し、供給部を導入部に形成することで、ヘッドチップ本体の配列方向の幅をチャネル及びインク室の導入部を形成する最小限の大きさにするとともに、チャネルが形成される供給方向に供給部及び対応するインク供給孔の位置を自在に設定することができる。また、それ故に、複数のヘッドチップを積層し、多数の供給部及び対応するインク供給孔を形成したとしても、配列方向に最小限の幅として大型化してしまうことなく、複数種のインクを供給して吐出させることが可能である。
【００１５】
また、上記のヘッドチップユニットにおいて、前記インク室の前記供給部及び該供給部と対応する前記インク供給孔を、互いに独立して少なくとも四組有していることがより好ましいとされている。
【００１６】
この発明に係るヘッドチップユニットによれば、インク室の供給部及び供給部と対応するインク供給孔を互いに独立して少なくとも四組有していることで、イエロー、マゼンタ、シアン、及び、ブラックの四色をそれぞれ吐出させることができ、各インクの吐出量に応じて多様な色で印刷することが可能となる。
【００１７】
また、本発明のインクジェットヘッドは、上記のヘッドチップユニットを備えることを特徴としている。
この発明に係るインクジェットヘッドによれば、一つのヘッドチップユニットから複数種のインクを吐出させることができるので、複数種のインクによる印刷を可能としつつ小型化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明のインクジェットプリンタは、上記のインクジェットヘッドを備えることを特徴としている。
この発明に係るインクジェットプリンタによれば、上記のインクジェットヘッドを備えることで、小型化を図るとともに、複数種のインクで印刷することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のヘッドチップユニットによれば、インク室に供給部を有しているとともに、対応するインク供給孔が形成されていることで、供給部及びインク供給孔の設置数に応じて複数種のインクを吐出することができ、小型化を図るとともに、複数種のインクによる印刷が可能となる。
また、本発明のヘッドチップユニットの製造方法によれば、ヘッドチップ形成工程とインク供給孔形成工程とを備えることで、小型で、複数種のインクによる印刷を可能なヘッドチップを製造することができる。
また、本発明のインクジェットヘッドによれば、上記のヘッドチップユニットを備えることで、小型化及びコストの低減を図るとともに複数種のインクによる印刷をすることができる。
また、本発明のインクジェットプリンタによれば、上記のインクジェットヘッドを備えることで、小型化及びコストの低減を図るとともに低コストで複数種のインクによる印刷をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
図１から図１５は、この発明に係る実施形態を示している。図１に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１は、紙などの媒体Ｍを搬送方向Ｘに搬送する一対の搬送手段２、３と、インクを媒体Ｍに吐出するインクジェットヘッド１０と、インクジェットヘッド１０にインクを供給するインクタンク４と、インクジェットヘッド１０を搬送方向Ｘと略直交する幅方向Ｙに走査する走査手段５とを備える。一対の搬送手段２、３のそれぞれは、グリッドローラ２ａ、３ａと、ピンチローラ２ｂ、３ｂとで構成されていて、図示しない駆動モータでグリッドローラ２ａ、３ａを回転させることで、ピンチローラ２ｂ、３ｂとで挟み込んだ媒体Ｍを搬送方向Ｘに搬送することができる。また、走査手段５は、幅方向Ｙに配設された一対のガイドレール５ａ、５ｂと、ガイドレール５ａ、５ｂ上で幅方向Ｙに摺動可能で、インクジェットヘッド１０が搭載されたキャリッジ６とを備える。また、一対のガイドレール５ａ、５ｂの間には、キャリッジ６が固定されたタイミングベルト７が幅方向Ｙに配設されていて、両端部において一対のプーリ８ａ、８ｂに巻回されている。プーリ８ａには、キャリッジ駆動モータ９が連結されていて、キャリッジ駆動モータ９を駆動してプーリ８ａを回転させることで、タイミングベルト７を幅方向Ｙに走行させ、これによりキャリッジ６を幅方向Ｙに進退させることができる。
【００２１】
本実施形態では、インクタンク４として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類のインクで印刷可能に、それぞれ異なる種類のインクが充填された４基のインクタンク４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄが搭載されている。なお、本実施形態において、各インクタンク４に充填されているインクは、水性であるものとして説明している。そして、各インクタンク４は、配管４ａによって、キャリッジ６に搭載されたインクジェットヘッド１０と接続されていて、インクジェットヘッド１０に四種類のインクを供給可能としている。また、配管４ａは、キャリッジ６の移動に応じて追従可能に可撓性を有している。
【００２２】
図２に示すように、インクジェットヘッド１０は、周囲を覆う外筐１１と、外筐１１に収容されたヘッドチップユニット２０、ＩＣ基板１２、及び、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと称す）１３とを備える。ヘッドチップユニット２０は、各インクタンク４と対応する配管４ａで接続されているとともに、吐出面２０ａを外筐１１から露出させている。また、ＩＣ基板１２は、外部と電気的に接続可能に、その一部を外筐１１から露出させていて、キャリッジ６に搭載された状態で図示しない制御部と接続されている。また、ＦＰＣ１３は、配線基板として、ヘッドチップユニット２０と、ＩＣ基板１２とを電気的に接続している。本実施形態では、後述するヘッドチップ２１の層数と対応させて四枚のＦＰＣ１３が接続されている。そして、ＩＣ基板１２からＦＰＣ１３を経由して入力される電気信号に基づいて、ヘッドチップユニット２０は、インクタンク４から供給される各インクを吐出面２０ａから吐出させることが可能である。以下に、ヘッドチップユニット２０の詳細について説明する。
【００２３】
図２に示すように、ヘッドチップユニット２０は、複数積層されたヘッドチップ２１と、ヘッドチップ２１と配管４ａとを接続するヘッドカバー２２と、吐出面２０ａを形成しノズル孔２３ａを有するノズルプレート２３とを備える。図３から図５に示すように、ヘッドチップ２１は、インクの種類と合わせて、ヘッドチップ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄと、四層積層されている。これらのヘッドチップ２１は、一縁端２１ａ側が段状となるとともに、他縁端２１ｂ側がノズルプレート２３を接合可能に一致させるようにして積層されている。各ヘッドチップ２１は、アクチュエータ基板２５の一面２５ａ上にカバープレート基板２６が積層された略板状のヘッドチップ本体２７によって構成されている。ここで、図６は、ヘッドチップ２１Ａについて（ａ）がカバープレート基板、（ｂ）がアクチュエータ基板の上面図を示している。同様に、図７はヘッドチップ２１Ｂについて、図８はヘッドチップ２１Ｃについて、図９はヘッドチップ２１Ｄについて、それぞれ（ａ）がカバープレート基板、（ｂ）がアクチュエータ基板の上面図を示している。
【００２４】
図３から図９に示すように、各ヘッドチップ２１において、アクチュエータ基板２５は、圧電セラミックスなどで形成された略板状の部材で、一縁端２１ａ側において一面２５ａにＦＰＣ１３が接続される基板接続面２８が設けられている。また、アクチュエータ基板２５において、基板接続面２８よりも他縁端２１ｂ側には、一面２５ａに開口する溝状に形成された複数のチャネル２９が設けられている。チャネル２９は、一縁端２１ａから他縁端２１ｂに向かう供給方向Ｐに延びるように形成されていて、他縁端２１ｂで開口部２９ａを有して開口しているとともに、供給方向Ｐと略直交する配列方向Ｑに側壁３０を間に有して複数配列している。ここで、複数のヘッドチップ２１において、チャネル２９の断面形状及び長さは略等しく設定されている。また、各チャネル２９の壁面２９ｂには、基板接続面２８まで延びる電極３１が設けられている。電極３１は、コモン電極３１ａと駆動電極３１ｂとで構成されている。コモン電極３１ａは、後述するようにチャンネル２９の内、一つおきに設定されるコモン溝２９ｃと対応してそれぞれ形成されている。すなわち、各コモン溝２９ｃの基端側で基板接続面２８上に略Ｉ形に形成されているとともに、分岐して対応する各コモン溝２９ｃの両壁面２９ｂに形成されている。また、駆動電極３１ｂは、コモン溝２９ｃの間に形成されるアクティブ溝２９ｄと対応してそれぞれ形成されている。すなわち、基板接続面２８において、各コモン電極３１ａを跨いで両側に隣接するアクティブ溝２９ｄへ延びるように、略コの字形に形成されている。そして、アクティブ溝２９ｄへ延びる駆動電極３１ｂは、対応するコモン溝２９ｃと隣接する側の壁面２９ｂまで連続して形成されている。
【００２５】
また、各ヘッドチップ２１において、カバープレート基板２６は、略板状の部材で、セラミックや金属で形成されているが、アクチュエータ基板２５と接合した後の変形を考慮すれば熱膨張率が略等しくなるセラミックスで形成されていることがより好ましい。カバープレート基板２６は、他縁端２１ｂ側をアクチュエータ基板２５と略等しい位置となるように、また、一縁端２１ａ側に、アクチュエータ基板２５に設けられた基板接続面２８を張り出させるようにして、アクチュエータ基板２５の一面２５ａに積層されている。
【００２６】
また、図５から図９に示すように、カバープレート基板２６には、一面２６ａに開口するインク室３２が設けられている。各ヘッドチップ２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ）において、対応する各インク室３２（３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ）は、チャネル２９の一縁端２１ａ側と対応する位置で配列方向Ｑに形成された本体部３３を有している。また、最も一方側Ｒ１に積層されるヘッドチップ２１Ａを除く、他のヘッドチップ２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄにおいて、各インク室３２（３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ）は、本体部３３の両端部３３ａ、３３ｂから供給方向Ｐに形成された導入部３４と、導入部３４の端部に形成された供給部３５とを有する。ヘッドチップ２１が積層された状態において、複数のヘッドチップ２１の各本体部３３は、他縁端２１ｂを基準として供給方向Ｐに位置を略等しくして形成されている。また、本体部３３は、両端部３３ａ、３３ｂが配列方向Ｑに配列した複数のチャネル２９と積層方向Ｒに重ならない位置となるように、配列方向Ｑに形成されている。このため、両端部３３ａ、３３ｂで本体部３３と接続された導入部３４は、チャネル２９と積層方向Ｒに重ならない位置で、他縁端２１ｂ側に向かってチャネル２９と略平行に供給方向Ｐに形成されている。ここで、導入部３４の供給方向Ｐの長さは、一方側Ｒ１に積層されているヘッドチップ２１Ｂから他方側Ｒ２に積層されているヘッドチップ２１Ｄへ順に長くなるように設定されている。このため、インク室３２において、各導入部３４の端部に形成されている各供給部３５は、供給部３５が形成されたヘッドチップ２１よりも一方側Ｒ１に積層されている他のヘッドチップ２１のチャネル２９及びインク室３２と積層方向Ｒに重ならない位置に形成されている。また、インク室３２の本体部３３には、対応するチャネル２９と一つおきに連通する複数の貫通孔３３ｃが形成されている。このため、アクチュエータ基板２５のチャネル２９は、一つおきに、インク室３２の本体部３３からインクを供給可能なコモン溝２９ｃとなるとともに、コモン溝２９ｃのそれぞれの間はインクが供給されず体積変化のみを起こすアクティブ溝２９ｄとなっている。
【００２７】
そして、図３から図５に示すように、複数のヘッドチップ２１の内、隣り合って積層されるもの同士において、一方側Ｒ１のヘッドチップ２１のアクチュエータ基板２５の一縁端の位置に対して、他方側Ｒ２のヘッドチップ２１のカバープレート基板２６の一縁端の位置が略等しくなるようにして、互いに接合されている。このため、複数のヘッドチップ２１は、それぞれアクチュエータ基板２５に設けられた基板接続面２８を、積層方向Ｒの一方側Ｒ１に向けて一縁端２１ａ側に張り出させて段状になるようにして積層されている。また、これにより他縁端２１ｂ側では、複数のチャネル２９が積層方向Ｒに四列に配列することとなる。なお、ノズルプレート２３のノズル孔２３ａは、チャネル２９の内、コモン溝２９ｃと対応して積層方向Ｒに四列に形成されている。また、図３及び図４、並びに図６から図９に示すように、積層された各ヘッドチップ２１には、最も一方側Ｒ１に積層されたヘッドチップ２１Ａに開口し、各インク室３２（３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ）の供給部３５と連通するインク供給孔３６（３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄ）が積層方向Ｒに貫通して形成されている。
【００２８】
そして、図２に示すように、各インクタンク４からヘッドカバー２２に接続された四本の配管４ａは、最も一方側Ｒ１に積層されているヘッドチップ２１Ａにおいて、インク室３２Ａの本体部３３、及び、各インク供給孔３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄに一つずつ接続されている。すなわち、例えば、イエローのインクが充填されたインクタンク４Ａがインク室３２Ａの本体部３３に、マゼンタのインクが充填されたインクタンク４Ｂがインク供給孔３６Ｂに、シアンのインクが充填されたインクタンク４Ｃがインク供給孔３６Ｃに、ブラックのインクが充填されたインクタンク４Ｄがインク供給孔３６Ｄに接続されていたとする。この場合、インク室３２Ａの本体部３３に供給されたイエローのインクは、チャネル２９の内、インク室３２Ａと連通するヘッドチップ２１Ａのコモン溝２９ｃに供給されることとなる。そして、基板接続面２８に接続されたＦＰＣ１３によって、図１０に示すような配線で、コモン電極３１ａを接地させるとともに、各駆動電極３１ｂに独立して所定パターンで電圧を印加させることでチャネル２９の内部を連続して体積変化させることができ、これによりコモン溝２９ｃの内部のイエローのインクを、ヘッドチップ２１Ａの開口部２９ａからノズルプレート２３のノズル孔２３ａを介して外方に吐出させることができる。また、インク供給孔３６Ｂに供給されたシアンのインクは、ヘッドチップ２１Ｂのインク室３２Ｂにおいて、供給部３５から導入部３４を経由して本体部３３に供給され、同様にヘッドチップＢの開口部２９ａからノズルプレート２３のノズル孔２３ａを介して外方に吐出させることができる。さらに、インク供給孔３６Ｃに供給されたマゼンタのインクをヘッドチップ２１Ｃの開口部２９ａから、また、インク供給孔３６Ｄに供給されたブラックのインクをヘッドチップ２１Ｄの開口部２９ａから、それぞれ外方に吐出させることができる。すなわち、一つヘッドチップユニット２０において、各列のチャネル２９からイエロー、シアン、マゼンタ、ブランクの四色のインクを同時に吐出させることができる。この際、各ヘッドチップ２１のチャネル２９の断面形状及び長さを略等しいものとしていることで、四列のチャネル２９から各色同じ吐出性能でインクを吐出させることができる。
【００２９】
次に、ヘッドチップユニット２０及びヘッドチップユニット２０を備えたインクジェットヘッド１０の製造方法について、図１１から図１５に基づいて説明する。まず、ヘッドチップ形成工程として、各ヘッドチップ２１を構成するヘッドチップ本体２７に加工を行い、基板接続面２８、チャネル２９、電極３１、及び、インク室３２を形成する。すなわち、アクチュエータ基板形成工程として、ヘッドチップ本体２７の内、アクチュエータ基板２５に、ダイシング加工などによってチャネル２９を形成する。そして、アクチュエータ基板２５の一面２５ａにおいて基板接続面２８となる範囲からチャネル２９の壁面２９ｂまで、蒸着などの方法により所定のパターンで電極３１となる金属膜を形成する。また、カバープレート基板形成工程として、カバープレート基板２６にも同様に、ダイシング加工などによってインク室３２を形成する。なお、上記のように、各層のヘッドチップ２１のチャネル２９の断面形状及び長さ、並びに、他縁端を基準とするインク室３２の本体部３３の位置を、略等しくなるようにして形成するものとする。
【００３０】
次に、積層工程として、図１１に示すように、各ヘッドチップ２１となるアクチュエータ基板２５と、カバープレート基板２６とを積層していく。まず、最も一縁端２１ａ側に張り出すヘッドチップ２１Ｄを構成するアクチュエータ基板２５とカバープレート基板２６とを接合させる。この際、互いの他縁端２１ｂ側を略等しい位置に合わせて接合させ、これにより一縁端２１ａ側には基板接続面２８が張り出した状態となる。次に、隣り合うヘッドチップ２１Ｃのアクチュエータ基板２５を、ヘッドチップ２１Ｄのカバープレート基板２６の一面２６ａに接合させる。この際、互いの他縁端２１ｂ側を略等しい位置に合わせて接合させることで、一縁端２１ａ側も互いに略等しい位置となって接合される。そして、次にヘッドチップ２１Ｃのカバープレート基板２６を、アクチュエータ基板２５の一面２５ａ上に接合させる。そして、これを繰り返すことによって、四つのヘッドチップ２１Ａ，２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄが、一縁端２１ａ側に各基板接続面２８を張り出させて段状に、また、他縁端２１ｂの位置を略等しいものとして、積層されることとなる。この際、ヘッドチップ形成工程で、各ヘッドチップ２１においてインク室３２の本体部３３の位置を供給方向Ｐに略等しくしているので、各本体部３３は積層方向Ｒに配列した状態となる。また、各インク室３２の供給部３５は、一方側Ｒ１に積層する他のヘッドチップ２１のチャネル２９及びインク室３２と積層方向Ｒに重ならない位置に配置される。
【００３１】
次に、図１２に示すように、ノズルプレート貼付面処理工程として、ノズルプレート２３が貼り付けられるヘッドチップ２１の他縁端２１ｂ側を切断し、平面を形成する。そして、図１３に示すように、ノズルプレート貼付工程として、ノズルプレート２３をヘッドチップ２１の他縁端２１ｂ側に貼り付ける。次に、インク供給孔形成工程として、インク供給孔３６を形成する。すなわち、図１４に示すように、一方側Ｒ１のヘッドチップ２１Ａのカバープレート基板２６の一面２６ａから、対応するインク室３２の供給部３５に到達するまで貫通孔を穿孔していく。これにより、ヘッドチップ２１Ａのカバープレート基板２６の一面２６ａに開口し、各インク室３２の供給部３５に連通する各インク供給孔３６（３６Ｂ、３６Ｃ、３６Ｄ）が形成される。さらに、ヘッドカバー２２については省略しているが、同様に取り付けるものとし、これによりヘッドチップユニット２０が作製される。
【００３２】
次に、作製されたヘッドチップユニット２０を用いてインクジェットヘッド１０を作製する。まず、配線基板接続工程として、ヘッドチップユニット２０にＦＰＣ１３を接続する。より詳しくは、ヘッドチップユニット２０を構成するヘッドチップ２１の内、最も一縁端２１ａ側に張り出したヘッドチップ２１Ｄから一方側Ｒ１に向かって順に、基板接続面２８にＦＰＣ１３を接続していく。すなわち、基板接続面２８に、異方性導電膜３８を貼り付けし、その上からＦＰＣ１３の接続部を接触させる。この状態で、一方側Ｒ１からヒートチップ４０を当接させて、約２８０℃で加熱しながら、加圧していく。これにより、ＦＰＣ１３は、基板接続面２８で電極３１と電気的に接続された状態となる。ここで、上記のようにヘッドチップ２１は、一縁端２１ａ側に基板接続面２８を張り出させて段状に積層されている。このため、最も一縁端２１ａ側に基板接続面２８を張り出しているヘッドチップ２１Ｄから順に基板接続面２８にＦＰＣ１３を接続することで、他のヘッドチップ２１や先に接続した他のＦＰＣ１３が支障となってしまうことなく、ヒートチップ４０による加圧、加熱を行うことができ、容易かつ確実にＦＰＣ１３を接続することができる。また、各ヘッドチップ２１のアクチュエータ基板２５の一縁端に対して隣り合うヘッドチップ２１のカバープレート基板２６の一縁端を略等しい位置として積層していることで、加圧の際にヒートチップ４０によって作用する力を積層されているヘッドチップ２１で確実に支持した状態とすることができ、より確実にＦＰＣ１３を接続することができる。最後に、ヘッドチップユニット２０及びＩＣ基板１２を外筐１１の内部に収容し、ヘッドチップユニット２０に接続されている各ＦＰＣ１３とＩＣ基板１２とを接続することで、インクジェットヘッド１０が完成する。
【００３３】
以上のように、本実施形態のヘッドチップユニット２０では、最も一方側Ｒ１に積層されたヘッドチップ２１Ａを除く、他のヘッドチップ２１について、インク室３２の一部として、このヘッドチップ２１よりも一方側Ｒ１に積層する他のヘッドチップ２１のチャネル２９及びインク室３２と積層方向Ｒに重ならない位置で供給部３５が形成されている。また、ヘッドチップ２１Ａに開口するインク供給孔３６がそれぞれ対応する供給部３５まで連通して形成されている。このため、各ヘッドチップ２１のチャネル２９には、他のヘッドチップ２１と異なる種類のインクを、対応するインク供給孔３６からインク室３２を介して供給することができ、チャネル２９の他縁端２１ｂ側の開口部２９ａから吐出させることができる。特に、本実施形態のようにヘッドチップ２１を四層有し、各層に対応して供給部３５及び供給部３５に連通するインク供給孔３６を四組有していることで、各層から異なる四色のインクを吐出可能とし、各インクの吐出量に応じて、一つのヘッドチップユニット２０で多様な色で印刷を行うことが可能である。
【００３４】
また、各インク室３２において、本体部３３と導入部３４とを有し、供給部３５が導入部３４に形成されている。このため、各ヘッドチップ２１を構成するヘッドチップ本体２７の配列方向Ｑの幅をチャネル２９及びインク室３２の導入部３４を形成する最小限の大きさにするとともに、チャネル２９が形成されている範囲で、供給方向Ｐに供給部３５及び対応するインク供給孔２６の位置を自在に設定することができる。また、それ故に、複数のヘッドチップ２１を積層し、多数の供給部３５及び対応するインク供給孔３６を形成したとしても、配列方向Ｑに最小限の幅として大型化してしまうことなく、複数種のインクを供給して吐出させることが可能である。
【００３５】
また、このヘッドチップユニット２０を備えたインクジェットヘッド１０では、一つのヘッドチップユニット２０から複数種のインクを吐出させることができるので、複数種のインクによる印刷を可能としつつ小型化を図ることができる。インクジェットプリンタ１では、複数のインクジェットヘッド１０を備える必要がないので、装置全体の小型化、コストの低減を図るとともに、複数種のインクによる印刷が可能となる。
【００３６】
なお、本実施形態では、最も一方側Ｒ１に積層されたヘッドチップ２１Ａを除いた各ヘッドチップ２１のインク室３２のそれぞれに供給部３５を有し、対応するインク供給孔３６が設けられているものとしたが、これに限るもので無い。少なくとも、一つのヘッドチップ２１において、インク室３２に供給部３５を有することで、最も一層側Ｒ１に積層されたヘッドチップ２１Ａのインク室３２に供給されるインクと異なるインクを供給可能となる。なお、この場合他のヘッドチップ２１には、インク室３２同士を連通する貫通孔を形成することで、同じ種類のインクが供給され吐出可能となる。また、各インク供給孔３６は、一つのインク室３２に対して配列方向Ｑの両側に一箇所ずつ形成されるものとしたが、これに限るものでは無く、片側一箇所のみとしても各インク室３２にインクを供給可能である。
【００３７】
また、積層工程において、各ヘッドチップ２１を構成するアクチュエータ基板２５とカバープレート基板２６とを交互に積層するようにしたが、これに限るものでは無い。ヘッドチップ２１毎に、アクチュエータ基板２５とカバープレート基板２６とを接合させた後に、ヘッドチップ２１単位で積層するものとしても良い。また、一方のヘッドチップ２１のアクチュエータ基板２５と他方のヘッドチップ２１のカバープレート基板２６とが、一縁端の位置を略等しくして接合されるものとしたが、これに限るものでは無い。他方のヘッドチップ２１のカバープレート基板２６を一縁端側に張り出すものとしても、ＦＰＣ１３を基板接続面２８に接続する際に作用する力を確実に支持した状態にできる。さらに、ヘッドチップ本体２７がアクチュエータ基板２５とカバープレート基板２６とで構成されるものとしたが、これに限ることは無く、一枚の基板で構成され、該基板に基板接続面２８、チャネル２９、電極３１、及び、インク室３２が設けられているものとしても良い。また、インク供給孔形成工程は、積層工程後に行うものとしたが、ヘッドチップ形成工程において、各ヘッドチップ２１のそれぞれにインク供給孔となる貫通孔を形成した後に、これらが連通するようにヘッドチップ２１を積層するものとしても良い。
【００３８】
また、配線基板接続工程において、ＦＰＣ１３は、各ヘッドチップ２１の基板接続面２８に異方性導電膜３８によって接続されるものとしたが、これに限るものでは無く、例えばワイヤボンディングによるものとしても良い。この場合でも、他のヘッドチップ２１やＦＰＣ１３が支障となってしまうことなく、ボンディング用キャピラリーを使用して基板接続面２８上に、容易かつ確実にワイヤボンディングすることができる。また、本実施形態では、水性のインクを使用するものとしているが、これに限るもので無く、油性インク、ソルベルト系インク、あるいは、ＵＶ系インクなどを使用するものとしても良い。
【００３９】
また、本実施形態では、チャネル２９について、一つおきにインクを吐出可能なコモン溝２９ｃとし、その間を、インクを吐出しないアクティブ溝２９ｄとしたが、これに限るものでは無い。すなわち、図１６及び図１７に示すように、各ヘッドチップ２１のカバープレート基板２６において、貫通孔３３ｃを設けず、インク室３２の本体部３３全体を貫通させて、全てのチャネル２９と連通させるものとしても良い。なお、この場合、全てのチャネル２９からインクを吐出可能となるので、全てのチャネル２９と対応させてノズルプレート２３にノズル孔２３ａを形成することとなる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図１８から図２０は、この発明に係る第２の実施形態を示している。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００４１】
図１８から図２０に示すように、この実施形態のヘッドチップユニット５０は、二層積層されたヘッドチップ５１（５１Ａ、５１Ｂ）を備える。ヘッドチップ５１Ａ、５１Ｂは、ともに、ヘッドチップ本体２７として、アクチュエータ基板２５と、カバープレート基板２６とを備えている。ここで、図１９はヘッドチップ５１Ａについて、図２０はヘッドチップ５１Ｂについて、それぞれ（ａ）がカバープレート基板２６を、（ｂ）がアクチュエータ基板２５を示している。各ヘッドチップ５１のアクチュエータ基板２５には、第一の実施形態同様に基板接続面２８、チャネル２９、及び、電極３１が形成されている。また、カバープレート基板２６を一方側に露出させるヘッドチップ５１Ａについて、カバープレート基板２６には、インク室３２として、本体部３３のみを備えている。また、ヘッドチップ５１Ｂについて、カバープレート基板２６には、第一のインク室５２、第二のインク室５３、及び、第三のインク室５４と、互いに干渉しない複数のインク室を有している。第一のインク室５２は、本体部５５ａと導入部５６ａと供給部５７ａとを有している。また、第二のインク室５３は、本体部５５ｂと導入部５６ｂと供給部５７ｂとを有している。さらに、第三のインク室５４は、本体部５５ｃと導入部５６ｃと供給部５７ｃとを有している。第一のインク室５２の本体部５５ａは、一側端５１ａ側で配列方向Ｑに形成されていて、貫通孔５５ｄを有して一側端５１ａ側のチャネル２９と連通している。また、第三のインク室５４の本体部５５ｃは、他側端５１ｂ側で配列方向Ｑに形成されていて、貫通孔５５ｄを有して他側端５１ｂ側のチャネル２９と連通している。また、第二のインク室５３の本体部５５ｂは、第一のインク室５２の本体部５５ａと第三のインク室５４の本体部５５ｃとの間で配列方向Ｑに形成されていて、貫通孔５５ｄを有して中央部分のチャネル２９と連通している。また、それぞれの導入部５６ａ、５６ｂ、５６ｃは、対応する本体部５５ａ、５５ｂ、５５ｃと接続され、一方側のヘッドチップ５１Ａのチャネル２９及びインク室３２と積層方向に重ならない位置まで延設され、各供給部５７ａ、５７ｂ、５７ｃが形成されている。また、各供給部５７ａ、５７ｂ、５７ｃと対応して連通するインク供給孔５８ａ、５８ｂ、５８ｃが、ヘッドチップ５１Ａのカバープレート基板２６に開口するようにして形成されている。
【００４２】
この実施形態のヘッドチップユニット５０では、一つのヘッドチップ５１Ｂに複数のインク室を形成し、それぞれに供給部５７ａ、５７ｂ、５７ｃを形成するとともに、対応してインク供給孔５８ａ、５８ｂ、５８ｃを形成することで、一つヘッドチップ５１Ｂでも異なるインクを供給し吐出させることができる。さらに、本実施形態では、ヘッドチップ５１Ａにも異なるインクを供給することで、四色のインクを一つのヘッドチップユニット５０から吐出させ、印刷することができる。なお、本実施形態では、ヘッドチップを二層で構成したが、複数のインク室を有するヘッドチップを複数積層するものとしても良い。
【００４３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の第１の実施形態のインクジェットプリンタの概要を示す斜視図である。
【図２】この発明の第１の実施形態のインクジェットヘッドの概要を示す側面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットを示す分解斜視図である。
【図４】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットを示す上面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットを示す断面図である。
【図６】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットにおいて、一のヘッドチップの各基板を示した上面図である。
【図７】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットにおいて、他のヘッドチップの各基板を示した上面図である。
【図８】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットにおいて、他のヘッドチップの各基板を示した上面図である。
【図９】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットにおいて、他のヘッドチップの各基板を示した上面図である。
【図１０】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットにおいて、電極配線についての概略図である。
【図１１】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットの製造工程において、積層工程の説明図である。
【図１２】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットの製造工程において、ノズルプレート貼付面処理工程の説明図である。
【図１３】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットの製造工程において、ノズルプレート貼付工程の説明図である。
【図１４】この発明の第１の実施形態のヘッドチップユニットの製造工程において、インク供給孔形成工程の説明図である。
【図１５】この発明の第１の実施形態のインクジェットヘッドの製造工程において、配線基板接続工程の説明図である。
【図１６】この発明の第１の実施形態の変形例のヘッドチップユニットを示す上面図である。
【図１７】この発明の第１の実施形態の変形例のヘッドチップユニットの一部を拡大した断面図である。
【図１８】この発明の第２の実施形態のヘッドチップユニットを示す上面図である。
【図１９】この発明の第２の実施形態のヘッドチップユニットにおいて、一のヘッドチップの各基板を示した上面図である。
【図２０】この発明の第２の実施形態のヘッドチップユニットにおいて、他のヘッドチップの各基板を示した上面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  インクジェットプリンタ
１０  インクジェットヘッド
２０、５０  ヘッドチップユニット
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ、５１、５１Ａ、５１Ｂ  ヘッドチップ
２１ａ  一縁端
２１ｂ  他縁端
２５  アクチュエータ基板
２５ａ  一面
２６  カバープレート基板
２６ａ  一面
２７  ヘッドチップ本体
２８  基板接続面
２９  チャネル
２９ｂ  壁面
３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ  インク室
５２  第一のインク室（インク室）
５３  第二のインク室（インク室）
５４  第三のインク室（インク室）
３３、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ  本体部
３４、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ  導入部
３５、５７ａ、５７ｂ、５７ｃ  供給部
３６、３６Ｂ、３６Ｃ、３５Ｄ、５８ａ、５８ｂ、５８ｃ  インク供給孔
Ｐ  供給方向
Ｑ  配列方向
Ｒ  積層方向
Ｒ１  一方側
Ｒ２  他方側
【図１】
2008207351.tif 000003
【図２】
2008207351.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008207351.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008207351.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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