(57)【要約】      （修正有）【課題】ヘッドチップと駆動回路との間を電気的に接続する配線経路を高密度に形成しても、射出特性のばらつきを抑制することができるインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】駆動チャネル及びダミーチャネルの内部に設けられた駆動電極に電気的に接続する接続電極が後面に形成されたヘッドチップ１と、ヘッドチップ１の後面に接合されることにより、ダミーチャネルの開口部を閉塞すると共に、接続電極とヘッドチップ1を駆動する駆動回路との間を電気的に接続する配線経路を有する配線基板３とを備え、配線基板3には、ダミーチャネルの開口部を閉塞している部位に、少なくとも一つ以上の配線経路が配置されていると共に、配線経路を被覆する絶縁膜５を有し、駆動回路の抵抗をＲic、配線基板３の配線経路の抵抗をＲfpc、絶縁膜５の抵抗値をＲifとすると、ＲicとＲfpcとの合成抵抗がＲifの１／１００以下である。【選択図】図１
2017124588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されたチャネル列を２列以上有すると共に、前記駆動チャネル及び前記ダミーチャネルの開口部と、前記駆動チャネル及び前記ダミーチャネルの内部に設けられた駆動電極に電気的に接続する接続電極とが後面に形成されたヘッドチップと、
前記駆動チャネルの開口部に対応する位置にインク供給用の供給穴を有し、前記ヘッドチップの前記後面に接合されることにより、前記ダミーチャネルの前記開口部を閉塞すると共に、前記接続電極と前記ヘッドチップを駆動する駆動回路との間を電気的に接続する配線経路を有する配線基板とを備え、
前記配線基板には、前記ダミーチャネルの前記開口部を閉塞している部位に、少なくとも一つ以上の前記配線経路が配置されていると共に、該配線経路を被覆する絶縁膜を有し、
前記駆動回路の抵抗をＲic、前記配線基板の前記配線経路の抵抗をＲfpc、前記絶縁膜の抵抗値をＲifとすると、ＲicとＲfpcとの合成抵抗がＲifの１／１００以下であることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記絶縁膜の材料は、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリカーボネイト、フッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドの何れかであることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記配線基板の前記配線経路は、前記接続電極から前記配線基板の同一方向に引き出されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記配線基板において同一方向に引き出されている前記配線基板の前記配線経路は、ＦＰＣと接続されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記配線基板は、前記ヘッドチップの前記接続電極と電気的に接続される配線電極を有し、前記後面に導電性粒子を含有する接着剤によって接合される第１の配線基板と、
前記第１の配線基板の端部に接合され、前記第１の配線基板の前記配線電極と前記駆動回路との間を電気的に接続する配線を有するフレキシブルな第２の配線基板とを有し、
前記第１の配線基板の前記配線電極と前記第２の配線基板の前記配線とによって前記配線経路が構成され、
前記絶縁膜は、前記第１の配線基板に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記第１の配線基板の材料は、ガラス、シリコン、セラミックスの何れかであることを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記第１の配線基板に形成される前記配線経路は、前記配線基板の同一方向に引き出されていることを特徴とする請求項５又は６記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記第２の配線基板は、ＦＰＣであることを特徴とする請求項５、６又は７記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記ヘッドチップは、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されたチャネル列を３列以上有し、
前記配線基板には、前記ダミーチャネルの前記開口部を閉塞している部位に、少なくとも２つの前記配線経路が配置されていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか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記録装置。
【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インクジェット記録装置に関し、詳しくは、ヘッドチップと駆動回路との間を電気的に接続する配線経路を高密度に形成しても、射出特性のばらつきを抑制することができるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チャネル内のインクを吐出させることによって各種画像の記録を行うインクジェットヘッドとして、せん断モード型のインクジェットヘッドがある。これは、多数並設されるチャネルの間を区画する隔壁を圧電素子によって形成することで駆動壁としている。駆動壁の両面には駆動電極が形成されており、これら１対の駆動電極に所定電圧の駆動信号を印加することによって駆動壁をせん断変形させ、そのときのチャネルの容積変化による圧力を利用してチャネル内のインクをノズルから吐出させる。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドに使用されるヘッドチップとして、いわゆるハーモニカ型のヘッドチップがある。このヘッドチップは一般に六面体形状をしており、相反する前面と後面とにそれぞれインクの出口と入口となるチャネルの開口部が配置され、両開口部に亘るストレート状のチャネルを有している。このようなストレート状のチャネルを有するヘッドチップは、駆動壁両面の駆動電極がチャネルの内部にあって外部に露出していないため、各駆動電極へ電圧印加を行うことが難しい。
【０００４】
このため、従来、ヘッドチップの後面に駆動電極と導通する接続電極をチャネル毎に個別に形成しておくと共に、接続電極と電気的に接続する配線電極が並設された配線基板を、ヘッドチップの後面に接合することにより、配線基板を利用して各駆動電極をヘッドチップの外部に電気的に引き出し、駆動電極への電圧印加の容易化を図る工夫が採られている。配線基板には各チャネルに対応する位置にインク供給用の供給穴が開設され、配線基板の背面側に接合されるマニホールド内のインクを、この供給穴を介して各チャネル内に供給できるようにしている（特許文献１）。
【０００５】
ところで、近年、インクジェットヘッドが高解像度へ移行するのに伴い、ヘッドチップにはノズル列が２列以上配列されることにより、ノズルの高密度化が進んでいる。これに伴い、ヘッドチップと駆動回路との間を電気的に接続する配線経路も高密度化が求められている。このとき、一つのノズル列の接続電極に対応する配線経路は、他のノズル列の隣接するチャネル間のスペース上を通るように引き延ばされる場合がある。
【０００６】
インクジェットヘッドが更に高解像度化するのに伴い、隣接するチャネル間の距離も極めて短くなり、隣接するチャネル間のスペース内に収まるように配線経路を配置させることが困難になってきている。特に、ノズル列数が多くなるに従い、隣接するチャネル間のスペース内に複数本の配線経路を引き延ばす必要も出てくるため、配線経路を高密度に配置させることがますます困難になってきている。この場合、スペース内に収まるように各配線を細くしていくと、信頼性、発熱、歩留が懸念される。このため、隣接するチャネル間の狭小スペースを利用して配線経路を引き延ばすことにも限界がある。
【０００７】
そこで、従来、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されたヘッドチップにおいて、該ヘッドチップ後面のダミーチャネルの開口部上を通るように、配線経路を引き延ばすことが提案されている。配線経路上には絶縁膜が形成され、駆動電極とのショートを防止している（特許文献２）。
【０００８】
この特許文献２記載の技術によれば、配線経路を高密度に配置させることができるため、インクジェットヘッドの高解像度化に大きく貢献することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１７８５０９号公報
【特許文献２】特開２０１５−５１５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明者は、ヘッドチップと駆動回路との間を電気的に接続する配線経路を高密度に形成したインクジェットヘッドの信頼性をさらに向上させるべく鋭意検討したところ、チャネルのうちの一部に射出特性のばらつきが発生する場合があることを見出した。
【００１１】
そこで、本発明は、ヘッドチップと駆動回路との間を電気的に接続する配線経路を高密度に形成しても、射出特性のばらつきを抑制することができるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【００１２】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１４】
１．インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されたチャネル列を２列以上有すると共に、前記駆動チャネル及び前記ダミーチャネルの開口部と、前記駆動チャネル及び前記ダミーチャネルの内部に設けられた駆動電極に電気的に接続する接続電極とが後面に形成されたヘッドチップと、
前記駆動チャネルの開口部に対応する位置にインク供給用の供給穴を有し、前記ヘッドチップの前記後面に接合されることにより、前記ダミーチャネルの前記開口部を閉塞すると共に、前記接続電極と前記ヘッドチップを駆動する駆動回路との間を電気的に接続する配線経路を有する配線基板とを備え、
前記配線基板には、前記ダミーチャネルの前記開口部を閉塞している部位に、少なくとも一つ以上の前記配線経路が配置されていると共に、該配線経路を被覆する絶縁膜を有し、
前記駆動回路の抵抗をＲic、前記配線基板の前記配線経路の抵抗をＲfpc、前記絶縁膜の抵抗値をＲifとすると、ＲicとＲfpcとの合成抵抗がＲifの１／１００以下であることを特徴とするインクジェットヘッド。
２．前記絶縁膜の材料は、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリカーボネイト、フッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドの何れかであることを特徴とする前記１記載のインクジェットヘッド。
３．前記配線基板の前記配線経路は、前記接続電極から前記配線基板の同一方向に引き出されていることを特徴とする前記１又は２に記載のインクジェットヘッド。
４．前記配線基板において同一方向に引き出されている前記配線基板の前記配線経路は、ＦＰＣと接続されていることを特徴とする前記１、２又は３記載のインクジェットヘッド。
５．前記配線基板は、前記ヘッドチップの前記接続電極と電気的に接続される配線電極を有し、前記後面に導電性粒子を含有する接着剤によって接合される第１の配線基板と、
前記第１の配線基板の端部に接合され、前記第１の配線基板の前記配線電極と前記駆動回路との間を電気的に接続する配線を有するフレキシブルな第２の配線基板とを有し、
前記第１の配線基板の前記配線電極と前記第２の配線基板の前記配線とによって前記配線経路が構成され、
前記絶縁膜は、前記第１の配線基板に形成されていることを特徴とする前記１又は２記載のインクジェットヘッド。
６． 前記第１の配線基板の材料は、ガラス、シリコン、セラミックスの何れかであることを特徴とする前記５記載のインクジェットヘッド。
７．前記第１の配線基板に形成される前記配線経路は、前記配線基板の同一方向に引き出されていることを特徴とする前記５又は６に記載のインクジェットヘッド。
８．前記第２の配線基板は、ＦＰＣであることを特徴とする前記５、６又は７記載のインクジェットヘッド。
９．前記ヘッドチップは、インク吐出を行う駆動チャネルとインク吐出を行わないダミーチャネルとが交互に配置されたチャネル列を３列以上有し、
前記配線基板には、前記ダミーチャネルの前記開口部を閉塞している部位に、少なくとも２つの前記配線経路が配置されていることを特徴とする前記１〜８の何れかに記載のインクジェットヘッド。
１０．前記１〜９の何れか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記録装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ヘッドチップと駆動回路との間を電気的に接続する配線経路を高密度に形成しても、射出特性のばらつきを抑制することができるインクジェット及びインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るインクジェットヘッドの一実施形態を示す分解斜視図
【図２】図１に示すインクジェットヘッドにおけるヘッドチップの部分説明図
【図３】図１に示すインクジェットヘッドにおける配線基板の部分説明図
【図４】ヘッドチップと配線基板との接合状態を示す説明図
【図５】図４の（v)部拡大説明図
【図６】図５中の(vi)−(vi)線に沿う断面図
【図７】図４の(vii)−(vii)部に示すヘッドチップの回路図
【図８】本発明に係るインクジェットヘッドの他の実施形態を示す分解斜視図
【図９】本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図
【図１０】本発明の比較例を説明するグラフ
【図１１】本発明の実施例を説明するグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明に係るインクジェットヘッドの一実施形態を示す分解斜視図、図２は図１に示すインクジェットヘッドにおけるヘッドチップの部分説明図、図３は、図１に示すインクジェットヘッドにおける第１の配線基板の説明図、図４は、ヘッドチップと第１の配線基板との接合状態を示す説明図、図５は、図４の（v)部拡大説明図、図６は、図５中の(vi)−(vi)線に沿う断面図、図７は、図４の(vii)−(vii)部に示すヘッドチップの回路図である。なお、図１〜図５においてヘッドチップと第１の配線基板との間に存在する接着剤は図示省略している。また、図３は、第１の配線基板をヘッドチップとの接合面側から見た状態を示し、図４は、ヘッドチップと第１の配線基板とが接合された状態を第１の配線基板の背面側から透視した状態を示している。
【００１９】
図中、Ｈはインクジェットヘッドを示している。インクジェットヘッドＨにおいて、１はヘッドチップ、２はヘッドチップ１の前面１ａに接合されるノズルプレート、３はヘッドチップ１の後面１ｂに接合される第１の配線基板、４は第１の配線基板３の端部３ａに接続される第２の配線基板である。
【００２０】
なお、本発明では、ヘッドチップ１において、ノズル２１が配置されてインクが吐出される側の面を「前面」、その反対側の面を「後面」と定義する。また、ヘッドチップ１の前面１ａ又は後面１ｂと平行な方向であって該ヘッドチップ１から離れる方向をヘッドチップ１の「側方」と定義する。
【００２１】
ヘッドチップ１は六面体形状を呈し、複数のチャネル列を有している。各チャネル列は、それぞれ駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと、ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃとが交互に配置されることによって構成されている。
【００２２】
駆動チャネルとは、画像記録時に画像データに応じてインク吐出を行うチャネルである。また、ダミーチャネルとは、画像データに関わらず、常にインク吐出を行わないチャネルである。ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃはインク吐出を行う必要がないため、ヘッドチップ１の前面１ａに接合されるノズルプレート２にノズル２１が形成されない。本実施形態に示すノズルプレート２は、各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに対応する位置のみにノズル２１が形成されている。
【００２３】
本発明において、ヘッドチップ１に設けられるチャネル列の数は２列以上であればよいが、配線経路がより高密度になって本発明の効果を顕著に得られる点で３列以上であることが好ましい。本実施形態に示すインクジェットヘッドＨのヘッドチップ１は３列のチャネル列を有している。ここでは、図２に示す上側のチャネル列をＡ列、中側のチャネル列をＢ列、下側のチャネル列をＣ列とする。
【００２４】
各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び各ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、ヘッドチップ１の前面１ａと後面１ｂとに亘るストレート状に形成され、それぞれのインク出口とインク入口が前面１ａと後面１ｂとにそれぞれ開口している。
【００２５】
隣り合う駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃとダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃとの間の隔壁は、圧電素子からなる駆動壁１３となっている。各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ内、及び各ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ内に臨んでいる壁面のうちの少なくとも駆動壁１３の表面に、駆動電極１４がそれぞれ形成されている。
【００２６】
ヘッドチップ１は、各駆動電極１４に所定電圧の駆動信号が印加されることにより、一対の駆動電極１４、１４に挟まれた駆動壁１３がせん断変形する。このせん断変形によって駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ内に供給されたインクに吐出のための圧力変化を与え、ヘッドチップ１の前面１ａに接合されたノズルプレート２のノズル２１からインク滴として吐出させる。
【００２７】
ヘッドチップ１の後面１ｂには、駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、及びダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに１対１に対応するように接続電極１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃが形成されている。各接続電極１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃの一端は、対応する駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、又はダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ内の駆動電極１４と導通している。
【００２８】
Ｃ列の駆動チャネル１１Ｃ及びダミーチャネル１２Ｃに対応する各接続電極１５Ｃの他端は、各チャネル１１Ｃ、１２Ｃ内からヘッドチップ１の後面１ｂにおける一方の端縁１ｃ（図２下方向）に向けて延び、該端縁１ｃとの間に例えば２００μｍ程度の間隔をあけて止まっている。
【００２９】
また、Ｂ列の駆動チャネル１１Ｂ及びダミーチャネル１２Ｂに対応する各接続電極１５Ｂの他端は、各チャネル１１Ｂ、１２Ｂ内からＣ列側に向けて延び、該Ｃ列のチャネル列との間に例えば２００μｍ程度の間隔をあけて止まっている。
【００３０】
更に、Ａ列の駆動チャネル１１Ａ及びダミーチャネル１２Ａに対応する各接続電極１５Ａの他端は、各チャネル１１Ａ、１２Ａ内から、Ｂ列、Ｃ列側に向けて延び、該Ｂ列のチャネル列との間に例えば２００μｍ程度の間隔をあけて止まっている。
【００３１】
このように、接続電極１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃのいずれも、各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃから同一方向に引き出されている。このような構成は、例えばフレキシブル基板（ＦＰＣ）により接続電極１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを一括して引き出す観点から好ましい。なお、本実施形態においては、接続電極１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃは同一方向に引き出される構成を示しているが、本構成に特に限定されないことは言うまでもない。例えば６つのチャネル列を有するヘッドの場合、３つのチャネル列を一方向に引き出し、残りの３つのチャネル列を他方向に引き出す構成としても良いことは言うまでもない。
【００３２】
第１の配線基板３は、ヘッドチップ１の後面１ｂの面積よりも大きな面積を有する平板状の基板であり、導電性粒子Ｐを含有した接着剤６を介して、ヘッドチップ１の後面１ｂに配置される全てのチャネルを覆うように接合されている。
【００３３】
接着剤６は、常温で硬化させる常温硬化型接着剤、加熱によって重合を促進させて硬化させる熱硬化型接着剤、紫外線等の活性エネルギー線の照射によって重合を促進させて硬化させる活性エネルギー線硬化型接着剤等を用いることができる。中でも熱硬化型接着剤が好ましい。熱硬化型接着剤は、接合後に硬化のために所定温度まで加熱を行うと、接着剤の粘度が一時的に低下して流動し易くなり、これに伴って接着剤６中の導電性粒子Ｐの流動も活発化することで、導電性粒子Ｐによる凝集が発生し易い。このため本発明の効果が顕著に得られる。熱硬化型接着剤としてはエポキシ系接着剤が好ましく用いられるが、特に限定されない。
【００３４】
導電性粒子Ｐとしては、ＡｕやＮｉ等の金属粒子そのものの他、合成樹脂粒子の表面にＡｕやＮｉ等の金属膜をめっき等によって被覆したもの等があり、本発明ではいずれを用いることもできる。
【００３５】
本実施形態における第１の配線基板３は比較的硬質な基板材料によって形成されている。具体的な材質は、少なくとも表面が絶縁性を有するものであればよく、例えばガラス、セラミックス、シリコン、プラスチック等の適宜の材料を用いることができる。中でも適度に剛性を備え、安価で加工も容易である点でガラスが好ましい。
【００３６】
接合後の第１の配線基板３の少なくとも一つの端部３ａは、ヘッドチップ１が接合される接合領域３１（図１中に一点鎖線で示す。）の外側に延びており、ヘッドチップ１のチャネル列の並び方向に沿う側方に大きく張り出している。なお、この接合領域３１は、第１の配線基板３の表面が、接合されたヘッドチップ１によって覆われる領域であり、ヘッドチップ１の後面１ｂの外周縁から第１の配線基板３に垂下した線によって規定される。
【００３７】
第１の配線基板３におけるヘッドチップ１の接合領域３１内には、ヘッドチップ１の駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに対応する位置のみに、第１の配線基板３の背面側からインクを各駆動チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに供給するための供給穴３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃがそれぞれ個別に穿設されている。
【００３８】
一方、第１の配線基板３におけるダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに対応する部位には、このような供給穴が形成されていない。このため、ダミーチャネル１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの後面１ｂ側の開口部１２１は第１の配線基板３によって閉塞されている。
【００３９】
第１の配線基板３のヘッドチップ１との接合面となる表面には、ヘッドチップ１の後面１ｂに配列されている各接続電極１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃに１対１に対応するように、それぞれ配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃが形成されている。配線電極３３ＡはＡ列のチャネル列の各接続電極１５Ａに対応し、配線電極３３ＢはＢ列のチャネル列の各接続電極１５Ｂに対応し、配線電極３３ＣはＣ列のチャネル列の各接続電極１５Ｃに対応している。
【００４０】
図３、図４に示すように、配線電極３３Ｃの一端は、ヘッドチップ１の後面１ｂの対応する駆動チャネル１１Ｃ及びダミーチャネル１２Ｃの開口部１１１、１２１の近傍に達し、対応する接続電極１５Ｃと重なり合っていると共に、他端は、ヘッドチップ１の側方へ張り出した第１の配線基板３の端部３ａまで延びている。
【００４１】
また、配線電極３３Ｂの一端は、ヘッドチップ１の後面１ｂの対応する駆動チャネル１１Ｂ及びダミーチャネル１２Ｂの開口部１１１、１２１の近傍に達し、対応する接続電極１５Ｂと重なり合っていると共に、他端は、Ｃ列のチャネル列を跨ぎ、配線電極３３Ｃと同様に、第１の配線基板３の端部３ａまで延びている。
【００４２】
同様に、最遠部の配線電極３３Ａの一端は、ヘッドチップ１の後面１ｂの対応する駆動チャネル１１Ａ及びダミーチャネル１２Ａの開口部１１１、１２１の近傍に達し、対応する接続電極１５Ａと重なり合っていると共に、他端は、Ｂ列のチャネル列及びＣ列のチャネル列を跨ぎ、配線電極３３Ｂ、３３Ｃと同様に、第１の配線基板３の端部３ａまで延びている。
【００４３】
第１の配線基板３の端部３ａには、第２の配線基板４が、例えばＡＣＦ（異方性導電フィルム）等を介して接続されている。本実施形態において第２の配線基板４はフレキシブル基板（ＦＰＣ）によって構成されている。
【００４４】
第２の配線基板４は、第１の配線基板３の端部３ａに配列されている各配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃと電気的に接続される複数の配線４１を有している。これにより、第１の配線基板３の各配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃと、ヘッドチップ１を駆動するための図示しない駆動回路との間を電気的に接続している。
【００４５】
これにより、駆動回路からの所定電圧の駆動信号が、第２の配線基板４の配線４１、第１の配線基板３の配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、ヘッドチップ１の接続電極１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃを介して、各チャネル１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ内の駆動電極１４に印加されるようになっている。すなわち、本実施形態における第２の配線基板４の配線４１、第１の配線基板３の配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃが、本発明における接続電極と駆動回路との間を電気的に接続する配線経路を構成している。
【００４６】
この第１の配線基板３に形成される配線経路（配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ）は、第１の配線基板３の端部３ａに向かう同一方向に引き出されているので、該端部３ａにおいて第２の配線基板４の配線４１との電気的接続を一括して行うことができる。
【００４７】
また、本実施形態に示す第２の配線基板４はフレキシブル基板（ＦＰＣ）であるため、第１の配線基板３と駆動回路との間をフレキシブルに電気的接続することができ、インクジェットヘッドＨの配置の自由度を高めることができる。
【００４８】
ここで、図３〜図５に示すように、Ａ列の各接続電極１５Ａと電気的に接続される配線電極３３Ａは、Ｂ列及びＣ列に対応する第１の配線基板３の隣接する供給穴３２Ｂ、３２Ｂ間及び３２Ｃ、３２Ｃ間を通って端部３ａまで引き延ばされている。また、Ｂ列の各接続電極１５Ｂと電気的に接続される配線電極３３Ｂは、Ｃ列に対応する第１の配線基板３の隣接する供給穴３２Ｃ、３２Ｃ間を通って端部３ａまで引き延ばされている。従って、Ｃ列に対応する供給穴３２Ｃ、３２Ｃ間には、それぞれ４本の配線電極３３Ａ、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｂが配置され、高密度の配線経路が形成されている。
【００４９】
本実施形態において、このＣ列に対応する供給穴３２Ｃ、３２Ｃ間に配置された４本の配線電極３３Ａ、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｂのうちの内側に位置する２本の配線電極３３Ａ、３３Ｂは、ダミーチャネル１２Ｃの開口部１２１を閉塞している部位に配置されている。具体的には、配線電極３３Ａ、３３Ｂは、ダミーチャネル１２Ｃの開口部１２１上に差し掛かるように引き延ばされている。このため、各配線電極３３Ａ、３３Ｂは、図４、図５に示すように、ダミーチャネル１２Ｃの開口部１２１から露出している駆動電極１４の縁部上に配置されている。
【００５０】
このように配線電極３３Ａ、３３Ｂを配置することにより、駆動チャネル１１Ｃ、１１Ｃ間のスペースを有効に利用することができる。これにより、２０μｍのラインアンドスペースを確保することができる。
【００５１】
第１の配線基板３の配線電極３３Ａ、３３Ｂはダミーチャネル１１Ｃの開口部１２１上に配置されているため、この部位の配線電極３３Ａ、３３Ｂとダミーチャネル１１Ｃの駆動電極１４との導通を防止して絶縁を保つ必要がある。そこで、本発明では、配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃが形成された後の第１の配線基板３の表面に、配線電極３３Ａ、３３Ｂ上を被覆するように絶縁膜５を形成している。
【００５２】
本実施形態では、ヘッドチップ１のＣ列のチャネル列に対応する第１の配線基板３上の部位に、全ての配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃに亘って絶縁膜５を帯状に形成しているが、絶縁膜５は、配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃにおいて駆動電極１４上に配置されている部位のみを被覆するように局所的に形成したものでもよい。また、駆動電極１４上に配置される配線電極が複数の列に亘る場合は、各列に絶縁膜５を形成することができる。
【００５３】
絶縁膜５は、絶縁性を付与できる膜であれば使用できる。具体的な絶縁膜５の材料としては、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等が挙げられる。これらの絶縁膜５の形成方法は特に限定されないが、膜厚を制御し易いＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により形成されることが好ましい。
【００５４】
また、このほか、絶縁膜５は合成樹脂でもよい。具体的な樹脂材料としては、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリカーボネイト、フッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド等が挙げられる。
【００５５】
本発明者は、この第１の配線基板３上の配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃのように配線経路を高密度に形成した際に見られる射出特性のばらつきの原因について検討したところ、本実施形態の第１の配線基板３の配線電極３３Ａ、３３Ｂのように、ヘッドチップ１のダミーチャネル１２Ｃの開口部１２１上を通るように引き延ばされている部位で、絶縁膜５が設けられているにもかかわらず、該絶縁膜５を介して配線電極３３Ａ、３３Ｂと駆動電極１４との間にリーク電流が流れ、これによって駆動電極１４に印加される駆動信号の電圧降下が発生し、射出特性のばらつきを引き起こしていることがわかった。
【００５６】
特に、本実施形態に示すように、第１の配線基板３とヘッドチップ１との接続に、導電性粒子Ｐを含有する接着剤６が使用される場合、接着剤６中の導電性粒子Ｐが凝集し、図６に示すように導電性粒子Ｐを介し、絶縁膜５を挟んで、配線電極３３Ａ、３３Ｂと駆動電極１４間にリーク電流が発生するおそれが高くなる。
【００５７】
リーク電流が発生している時の回路図を図７に示す。通常の一般的な回路では、リーク電流程度の微少電流が流れても問題は少ないと思われるが、圧電素子の駆動によってインクを吐出させるインクジェットヘッドＨにおいては、リーク電流の発生により電圧降下を引き起こすと、駆動壁１３の駆動効率を低下させるため、直ちに射出特性に影響を及ぼし、画像の乱れを生じさせるおそれがある。
【００５８】
なお、この射出特性のばらつきとしては、例えば液滴速度のばらつき、液滴量のばらつき等がある。
【００５９】
降下した電圧を補正するため、印加電圧を上げることも考えられるが、この場合、回路への負荷も大きくなる。また、絶縁膜５の抵抗にばらつきがあると、各駆動電極１４へ印加される電圧もばらついてしまい、射出特性のばらつきを解消することは困難である。更に本発明者が検討したところ、ヘッド製造上のばらつきも種々存在することを考慮しても、リーク電流による電圧降下が１％以上となると、射出特性のばらつきが目立つようになることがわかった。
【００６０】
そこで、本発明では、図７に示すように、駆動回路の抵抗をＲic、接続電極１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃと図示しない駆動回路との間を電気的に接続する配線経路（配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、配線４１）の抵抗をＲfpc、絶縁膜５の抵抗をＲifとすると、ＲicとＲfpcの合成抵抗をＲifの１／１００以下に設定する。
【００６１】
前記絶縁膜５を有するインクジェットヘッドＨにおいて、図６に示すように配線電極３３Ａ、３３Ｂと駆動電極１４との間に導電性粒子Ｐが凝集し、リーク電流が発生した場合、駆動回路からの駆動信号は、第２の配線基板４の配線４１、第１の配線基板３の配線電極３３Ａ、３３Ｂ及びヘッドチップ１の接続電極１５Ａ、１５Ｂを介して駆動電極１４に流れ、配線電極３３Ａ、３３Ｂと駆動電極１４との間の絶縁膜５を介してリーク電流が流れることになる。しかし、本発明では、絶縁膜５の抵抗Ｒifを、駆動回路の抵抗Ｒicと配線経路の抵抗Ｒfpcとの合成抵抗との関係で規定することで、駆動電極１４に印加される駆動信号の電圧降下を１％未満に抑制することができる。
【００６２】
ＲicとＲfpcの合成抵抗がＲifの１／１００を超えるようになると、導電性粒子Ｐが凝集した際に絶縁膜５を介して流れるリーク電流が大きくなり、電圧降下を１％未満に抑制し難くなる。
【００６３】
なお、抵抗の測定方法は、駆動回路の場合、ＩＣテスターや４探針法による表面抵抗率からの算出により測定される。配線経路の場合、４探針法による表面抵抗率および配線形状からの算出、または、２端子、４端子法での表面抵抗率によって測定される。絶縁膜５の場合、例えば絶縁膜５を金属等の導電体で挟み込み、Ｉ−Ｖ特性を測定することで抵抗を求めることができる。
【００６４】
ＲicとＲfpcの合成抵抗をＲifの１／１００以下に設定するには、駆動回路、配線経路及び絶縁膜５の何れか１つ以上の抵抗を適宜調整すればよい。
【００６５】
例えば、駆動回路の抵抗は、駆動回路に抵抗チップを入れたり、可変抵抗器を入れたりすることにより調整することができる。
【００６６】
また、配線経路の抵抗は、第１の配線基板３の配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ及び第２の配線基板４の配線４１の材料、線幅、線厚を適宜選択することによって調整することができる。
【００６７】
更に、絶縁膜５の抵抗は、絶縁膜５の材料の種類、膜厚を適宜選択することによって設定することができる。例えばＣＶＤにより、ＳｉＯ２を厚み１０ｎｍで形成すると２０Ω程度の抵抗を有する絶縁膜５を形成することができる。絶縁膜５をこれよりも更に厚くすると、内部応力の発生により、ひび割れやその下の配線電極の剥離を引き起こすおそれがある。その場合は、必要に応じて駆動回路及び又は配線経路の抵抗を適宜調整すればよい。
【００６８】
以上の実施形態では、配線基板を、比較的硬質な基板材料からなる第１の配線基板３とフレキシブルな第２の配線基板４とによって構成したが、これに限定されず、次に示すように、ヘッドチップ１と駆動回路との間を一つの配線基板によって電気的に接続するようにしてもよい。
【００６９】
図８は、本発明に係るインクジェットヘッドの他の実施形態を示す分解斜視図である。図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、それらの詳細な説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。
【００７０】
図８に示すインクジェットヘッドＨは、ヘッドチップ１と駆動回路との間を、ヘッドチップ１の後面１ｂにフレキシブル基板７を直接接続することによって電気的に接続している。
【００７１】
フレキシブル基板７には、上記第１の配線基板３と同様に、供給穴３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃと各配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃと絶縁膜５とが形成されている。この場合、フレキシブル基板７上の配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃが、本発明における接続電極と駆動回路との間を電気的に接続する配線経路を構成している。
【００７２】
本実施形態においても、上記同様に、駆動回路の抵抗Ｒicと配線経路（配線電極３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ）の抵抗Ｒfpcの合成抵抗を絶縁膜５の抵抗Ｒifの１／１００以下に設定することにより、リーク電流に起因する電圧降下を抑制して射出特性のばらつきを抑制する効果が得られる。
【００７３】
なお、本実施形態の場合、ヘッドチップ１とフレキシブル基板７とを接合する接着剤は、導電性粒子を含有しないものであってもよい。基板材料がフレキシブルであるため、ヘッドチップ１との接合時、フレキシブル基板７自体の撓みによって、配線電極３３Ａ、３３Ｂとダミーチャネル１２Ｃの駆動電極１４とが絶縁膜５を介して接触し、リーク電流が発生するおそれがあるからである。
【００７４】
次に、以上説明したインクジェットヘッドＨを備えたインクジェット記録装置の一実施形態について図９を用いて説明する。
【００７５】
図９は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図である。
【００７６】
インクジェット記録装置１００において、搬送機構１０１は、紙、プラスチックシート、布帛等からなる記録媒体２００を搬送ローラー対１０２によって挟持し、搬送モーター１０３による搬送ローラー１０４の回転によって図中のＹ方向（副走査方向）に搬送するようになっている。搬送ローラー１０４と搬送ローラー対１０２の間に、以上説明した何れかの実施形態に係るインクジェットヘッドＨが配置されている。インクジェットヘッドＨは、ノズル面側が記録媒体２００の記録面２０１と対面するようにキャリッジ１０５に搭載されており、第２の配線基板４又はフレキシブル基板７を介して駆動回路３００に電気的に接続されている。駆動回路３００はインクジェットヘッドＨと共にキャリッジ１０５上に設けられていてもよい。
【００７７】
キャリッジ１０５は、不図示の駆動手段によって、記録媒体２００の幅方向に亘って架け渡されたガイドレール１０６に沿って、副走査方向と略直交する図中のＸ−Ｘ’方向（主走査方向）に往復移動可能に設けられている。本実施形態に示すインクジェット記録装置１００におけるインクジェットヘッドＨは、キャリッジ１０５の往復移動に伴って記録媒体２００の記録面２０１を主走査方向に移動し、この移動の過程で、画像データに応じてノズルから液滴を吐出し、インクジェット画像を記録するスキャン型のヘッドである。しかし、本発明において、インクジェットヘッドＨはスキャン型に限らない。図示しないが、インクジェットヘッドＨは、記録媒体２００の幅方向に亘って長尺状に形成され又は複数の小ヘッドが千鳥状に配置されることにより、一定速度で搬送される記録媒体２００に対してワンパスで記録を行うライン型でもよい。
【００７８】
本発明に係るインクジェット記録装置１００によれば、上述したインクジェットヘッドＨを備えることにより、ヘッドチップ１と駆動回路３００との間を電気的に接続する配線経路を高密度に形成しても、射出特性のばらつきを抑制することができる。
【実施例】
【００７９】
以下、本発明の効果を実施例によって例証する。
【００８０】
（比較例）
図１〜図６に示した通りのＡ列、Ｂ列及びＣ列の３列のチャネル列を有するヘッドチップと各配線電極を形成した配線基板とを備えたインクジェットヘッドを用意し、該配線基板の端部にＦＰＣを接続して、駆動回路との間を電気的に接続した。ＦＰＣを介して駆動回路から、配線基板の各配線電極に入力信号（駆動波形）としてパルス信号（電圧：１４Ｖ、パルス幅：１０μｓｅｃ）を印加した。絶縁膜の抵抗Ｒｉｆは１ｋΩであり、駆動回路の抵抗Ｒｉｃと配線経路の抵抗Ｒｆｐｃとの合成抵抗は１００Ω（Ｒｉｆの１／１０）であった。
【００８１】
その結果、図１０に示すように、Ａ列：１２．７Ｖ、Ｂ列：１３．８Ｖ、Ｃ列：１２．５Ｖとなり、Ｃ列のチャネル列に対する入力信号は、入力電圧１４Ｖに対してｍｉｎで１２．５Ｖまでしか到達せず、約１０％の電圧降下が発生した。入力信号の電圧に対して電圧降下が発生すると、その電圧降下分だけ液滴量の減少や液滴速度の低下が発生する。インクジェットヘッドのノズル面と印刷メディアとの間隔を３ｍｍとした場合、液滴を６ｍ／ｓｅｃで射出すると、印刷メディアへ着弾するまでの時間は電圧差によって０．０６ｍｓｅｃの差が生じる。インクジェットヘッドと印刷メディアとの相対的な移動速度を１００ｍ／ｍｉｎとすると、液滴の着弾位置は１００μｍもずれることになり、画像が大きく乱れてしまう。
【００８２】
（実施例）
絶縁膜の抵抗Ｒｉｆを１０ｋΩとし、駆動回路の抵抗Ｒｉｃと配線経路の抵抗Ｒｆｐｃとの合成抵抗を１００Ω（Ｒｉｆの１／１００）とした以外は比較例と同一とした。
【００８３】
その結果、図１１に示すように、Ａ列：１３．９Ｖ、Ｂ列：１４．０Ｖ、Ｃ列：１３．８Ｖとなり、全てのチャネル列で入力信号の電圧降下はほとんど発生しなかった。上記と同一条件で印刷メディアに液滴を着弾させた場合、液滴の着弾位置ずれは１２μｍまで低減され、画像の乱れが発生するおそれはなかった。
【符号の説明】
【００８４】
１：ヘッドチップ
１ａ：前面
１ｂ：後面
１ｃ：端縁
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ：駆動チャネル
１１１：開口部
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ：ダミーチャネル
１２１：開口部
１３：駆動壁
１４：駆動電極
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ：接続電極
２：ノズルプレート
２１：ノズル
３：第１の配線基板（配線基板）
３ａ：端部
３１：接合領域
３１ａ：端部
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ：供給穴
３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ：配線電極（配線経路）
４：第２の配線基板（配線基板）
４１：配線（配線経路）
５：絶縁膜
６：接着剤
７：フレキシブル基板（配線基板）
１００：インクジェット記録装置
１０１：搬送機構
１０２：搬送ローラー対
１０３：搬送モーター
１０４：搬送ローラー
１０５：キャリッジ
１０６：ガイドレール
２００：記録媒体
２０１：記録面
３００：駆動回路
Ｈ：インクジェットヘッド
Ｐ：導電性粒子
【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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