(57)【要約】【課題】本発明の課題は、簡易な構成の分離部材を用いて高強度でインク室を分離可能な、インクジェットヘッド等を提供することである。【解決手段】本発明のインクジェットヘッド１は、ノズル１１と、圧力室３１１と、圧力発生手段（圧電素子４２）とを有するヘッドチップ２と、インク室３と、を備えるインクジェットヘッド１であって、ヘッドチップ２には、複数のインク供給孔６０１が設けられており、インク室３は分離部材６によって複数に分離され、当該分離部材６は、インク供給孔６０１に重なる位置に設けられ、当該重なる位置のインク供給孔６０１とインク室３とを連通させる連通部６０２が形成されており、分離部材６とインク供給孔形成面６００との接合面における分離部材６の幅Ｗ１の少なくとも一部は、分離されたインク室３を跨いで隣接するインク供給孔６０１の列間隔の距離Ａ１よりも大きいことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを射出する複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室の内部の圧力変化を生じさせることにより、前記ノズルからインクを射出させる圧力発生手段と、を有するヘッドチップと、
前記複数の圧力室に供給するインクを貯留するインク室と、を備えるインクジェットヘッドであって、
前記ヘッドチップには、前記インク室から当該ヘッドチップ内の各々の圧力室にインクを供給するための複数のインク供給孔が設けられており、
前記インク室は、前記インク供給孔が形成された面であるインク供給孔形成面に接合する分離部材によって複数に分離され、
前記分離部材は、前記インク供給孔に重なる位置に設けられ、当該重なる位置のインク供給孔と前記インク室とを連通させる連通部が形成されており、
前記分離部材と前記インク供給孔形成面との接合面における前記分離部材の幅の少なくとも一部は、分離された前記インク室を跨いで隣接するインク供給孔の列間隔の距離よりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記分離部材は、前記インク室を分離する分離壁と、前記インク供給孔形成面に接合し当該分離壁を保持する分離壁保持部とによって形成されており、
前記分離壁保持部における前記分離壁を保持する面の幅が、前記分離壁の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記分離壁保持部と前記分離壁とが接する部分の幅が、分離された前記インク室を跨いで隣接するインク供給孔の列間隔の距離よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記分離壁と前記分離壁保持部とは一体成形されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記分離壁保持部は、前記インク供給孔を全て覆うように設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記分離壁保持部は、前記インク室の外周壁よりも外側まで延在して設けられていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記分離壁保持部は、前記分離壁と重なる位置に、前記インク室側に突出する突出部を有しており、
前記突出部は、前記インク供給孔形成面と接する面側から、前記分離壁と接する面側に向かって、幅が広くなるように形成されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記突出部は、前記インク供給孔形成面と接する面側から、前記分離壁と接する面側に向かって、階段状に広がるように形成されていることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記分離壁保持部は、前記インク供給孔形成面に面するスペーサー部と、当該スペーサー部の上面に接合された保持部本体と、を有することを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記分離部材には、前記インク室のうち一のインク室に隣接する他のインク室に最も近い位置にある当該一のインク室内の第１インク供給孔と、当該第１インク供給孔と当該一のインク室内で隣接する第２インク供給孔とが共通で当該一のインク室と連通する共通連通部が形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記インク供給孔は、列間隔がそれぞれ等間隔であり、かつ４列以上並ぶように配列されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドに備えられた複数のノズルからインクの液滴を射出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。また、近年、インクジェット記録装置により形成される画像の高精度化や高速化に伴い、インクジェットヘッドに設けられるノズルの数が増加しており、多数のノズルが高精度に位置決めされたインクジェットヘッドが知られている。また、特に、カラー印刷を行うインクジェット記録装置では、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック等に対応する複数色のインクジェットヘッドがそれぞれ複数搭載されるため、装置が大型化しやすいという課題がある。
【０００３】
これに対して、例えば、１つのインクジェットヘッドで複数色のインクを印刷可能なインクジェットヘッドが知られている。これにより、装置に必要となるインクジェットヘッド等の数を減らすことができるため、インクジェットヘッド記録装置の小型化が可能である。さらには、位置合わせを行うインクジェットヘッドの数を減らすことができるため、インクジェットヘッドを実装する際の手間も低減させることができる。
【０００４】
複数色のインクを印刷可能なインクジェットヘッドとしては、例えば、ヘッドチップに、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの４色に対応する多数のノズル孔の配列が設けられており、各色のノズル孔の配列に対応するインク流路が、各色のインクを貯留するインク室にそれぞれ連通したインクジェットヘッドが開示されている（特許文献１）。ここで、特許文献１のインクジェットヘッドでは、インク室の外壁を形成するインク室形成部材と、インク室を分離する分離部材が、直接ヘッドチップに接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３３８１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、複数色のインクを射出することができるインクジェットヘッドにおいて、ヘッドチップをより簡易な構成とする場合、例えば、各ノズルに対応する圧力室にインクを供給するために、圧力室の垂直方向上方に設けられたインク供給孔からインクを供給する構成となる。ここで、ノズルが狭ピッチでヘッドチップに設けられている場合、インク供給孔も狭ピッチとなり、インク供給孔の間隔が狭くなる。
【０００７】
ここで、従来のインクジェットヘッドでは、インク室を分離するための分離部材を狭ピッチのインク供給孔列の間に接着するため、当該分離部材とインク供給孔が形成された面との接着面積が小さく、接着強度が弱いという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成の分離部材を用いて高強度でインク室を分離可能なインクジェットヘッド及び当該インクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題の解決のために、請求項１に記載の発明は、
インクを射出する複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室の内部の圧力変化を生じさせることにより、前記ノズルからインクを射出させる圧力発生手段と、を有するヘッドチップと、
前記複数の圧力室に供給するインクを貯留するインク室と、を備えるインクジェットヘッドであって、
前記ヘッドチップには、前記インク室から当該ヘッドチップ内の各々の圧力室にインクを供給するための複数のインク供給孔が設けられており、
前記インク室は、前記インク供給孔が形成された面であるインク供給孔形成面に接合する分離部材によって複数に分離され、
前記分離部材は、前記インク供給孔に重なる位置に設けられ、当該重なる位置のインク供給孔と前記インク室とを連通させる連通部が形成されており、
前記分離部材と前記インク供給孔形成面との接合面における前記分離部材の幅の少なくとも一部は、分離された前記インク室を跨いで隣接するインク供給孔の列間隔の距離よりも大きいことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記分離部材は、前記インク室を分離する分離壁と、前記インク供給孔形成面に接合し当該分離壁を保持する分離壁保持部とによって形成されており、
前記分離壁保持部における前記分離壁を保持する面の幅が、前記分離壁の幅よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記分離壁保持部と前記分離壁とが接する部分の幅が、分離された前記インク室を跨いで隣接するインク供給孔の列間隔の距離よりも大きいことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記分離壁と前記分離壁保持部とは一体成形されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記分離壁保持部は、前記インク供給孔を全て覆うように設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記分離壁保持部は、前記インク室の外周壁よりも外側まで延在して設けられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項２〜６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記分離壁保持部は、前記分離壁と重なる位置に、前記インク室側に突出する突出部を有しており、
前記突出部は、前記インク供給孔形成面と接する面側から、前記分離壁と接する面側に向かって、幅が広くなるように形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記突出部は、前記インク供給孔形成面と接する面側から、前記分離壁と接する面側に向かって、階段状に広がるように形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項２〜８のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記分離壁保持部は、前記インク供給孔形成面に面するスペーサー部と、当該スペーサー部の上面に接合された保持部本体と、を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記分離部材には、前記インク室のうち一のインク室に隣接する他のインク室に最も近い位置にある当該一のインク室内の第１インク供給孔と、当該第１インク供給孔と当該一のインク室内で隣接する第２インク供給孔とが共通で当該一のインク室と連通する共通連通部が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記インク供給孔は、列間隔がそれぞれ等間隔であり、かつ４列以上並ぶように配列されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、
請求項１〜１１のいずれか一項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である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数色のインクを射出可能なインクジェットヘッドにおいて、簡易な構成の分離部材を用いて高強度でインク室を分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】インクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図
【図２Ａ】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの上方からの斜視図
【図２Ｂ】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの下方からの斜視図
【図３】図２ＡのIII-IIIの断面の要部を示す断面図
【図４】図２ＡのIII-IIIで切断したインクジェットヘッドの斜視図
【図５】図４における分離部材とインク供給孔形成面との接合部分付近の拡大図
【図６】図５のVI-VI部分をＸＹ平面に平行な面で切断した断面の一部を示す平面図
【図７】第１インク射出部の断面図
【図８】第２インク射出部の断面図
【図９】第１インク射出部の構成要素の位置関係を説明するための平面図
【図１０】ノズル基板の底面図
【図１１】ノズル形成エリアの位置関係を示すインクジェットヘッドの断面図
【図１２】図２ＡのIII-IIIで切断した第２実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図
【図１３】図１２の分離部材とインク供給孔形成面との接合部分付近の拡大図
【図１４】図２ＡのIII-IIIで切断した第３実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図
【図１５】図１４の分離部材とインク供給孔形成面との接合部分付近の拡大図
【図１６】図２ＡのIII-IIIで切断した第４実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図
【図１７】図１６の要部の拡大図
【図１８】図１６に示すヘッドチップ上に設けられたスペーサー部及び保持部本体の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第１実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。但し、発明の範囲は図示例に限定されない。また、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
なお、以下の説明では、ラインヘッドを用いた記録媒体の搬送のみで描画を行う１パス描画方式での実施形態を例にして説明するが、適宜の描画方式に適用可能であり、例えば、スキャン方式を用いた描画方式を採用しても良い。
【００２４】
［インクジェット記録装置の概略］
インクジェット記録装置１００は、プラテン１０１、搬送ローラー１０２、ラインヘッド１０３，１０４等を備える（図１）。
プラテン１０１は、上面に記録媒体Ｋを支持しており、搬送ローラー１０２が駆動されると、記録媒体Ｋを搬送方向（Ｘ方向）に搬送する。
ラインヘッド１０３，１０４は、記録媒体Ｋの搬送方向の上流側から下流側にかけて、搬送方向に直交する幅方向（Ｙ方向）に並列して設けられている。そして、ラインヘッド１０３，１０４の内部には、インクジェットヘッド１が少なくとも一つ設けられており、例えば、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），黒（Ｋ）のインクを記録媒体Ｋに向けて射出する。
【００２５】
また、ラインヘッド１０３，１０４には、２色のインクを射出することができるインクジェットヘッド１が備えられている。そして、例えば、ラインヘッド１０３には、シアン（Ｃ）及びマゼンタ（Ｍ）のインクを射出できるインクジェットヘッド１が少なくとも１つ設けられており、ラインヘッド１０４には、イエロー（Ｙ）及び黒（Ｋ）のインクを射出できるインクジェットヘッド１が少なくとも１つ設けられている。
【００２６】
［インクジェットヘッド］
インクジェットヘッド１について説明する。なお、以下の説明において、説明の便宜上、複数のノズル１１が設けられた平面（図１０参照）をＸ−Ｙ平面とし、当該平面に沿う方向であって、互いに直交する方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ−Ｙ平面に直交する方向をＺ方向とする。また、Ｘ方向の矢印の先端側をＸ方向の下流側、当該先端側とは逆方向側をＸ方向の上流側とする。
【００２７】
インクジェットヘッド１は、ヘッドチップ２、保持部９０、インク室３及び接続部材４等を備える（図２Ａ、図２Ｂ及び図３等参照）。
【００２８】
ヘッドチップ２は、Ｚ方向に複数の基板が積層されて構成されており、最下層の基板には、インクを射出する多数のノズル１１が高密度に設けられている（図１０参照）。また、ヘッドチップ２の内部には、各ノズル１１に対応してインクが貯留される圧力室３１１及び圧力発生手段としての圧電素子４２が設けられている。また、これらの圧力室３１１に対応して、ヘッドチップ２の最上面には、多数のインク供給孔６０１が高密度に設けられており（図４等参照）、インク室３からインク供給孔６０１を通して圧力室３１１にインクが供給される。そして、圧電素子４２の変位によって、圧力室３１１に貯留されたインクが加圧され、ノズル１１からインクの液滴が射出される。
【００２９】
また、上述したように、ヘッドチップ２の最上面にはインク供給孔６０１が高密度に設けられているが、特に、インク供給孔６０１の列間隔がそれぞれ等間隔であり、かつ４列以上並ぶように配列されていることが好ましい。
また、本実施形態におけるインクジェットヘッド１をＸＺ平面で切断した際の斜視図である図４には、Ｙ方向に平行に並んだ複数個のインク供給孔６０１の列が、Ｘ方向に均等な列間隔で配列された例を示している。
【００３０】
インク室３は、インク供給孔６０１が形成された面であるインク供給孔形成面６００の上部と、インク室３の上壁とに接合する分離部材６によって２つに分離されている。また、インク室３には、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及び黒（Ｋ）のうち２色が、分離されたインク室３内に、それぞれ１色ずつ貯留されている。そして、２つに分離されたインク室３から、ヘッドチップ２の最上面に設けられたインク供給孔６０１を通って、ヘッドチップ２内部に設けられた圧力室３１１にインクが供給される。
また、２つに分離されたインク室３のそれぞれに対して、インク室３にインクを供給するインク供給部３０１と、インク室３のインクを排出するインク排出部３０２が設けられている（図２Ａ参照）。
【００３１】
分離部材６は、インク供給孔形成面６００の上部と、インク室３の上壁とに接合し、平面視した際にインク供給孔６０１に重なる位置に設けられている（図４〜６参照）。また、分離部材６のインク供給孔形成面６００に面する側には、当該重なる位置のインク供給孔６０１が、当該インク供給孔６０１に対応するインク室３に連通する連通部６０２が形成されている。
【００３２】
また、図６に分離部材６をＸＹ平面で切断した断面を示すように、分離部材６とインク供給孔形成面６００との接合面における分離部材６の幅Ｗ１の少なくとも一部は、分離されたインク室３を跨いで隣接するインク供給孔６０１の列間隔の距離Ａ１よりも大きくなるように形成されている。なお、図６において、幅Ｗ１は、分離壁の幅Ｗ１部分の一例を示しているにすぎず、図示部分に限られない。
これにより、分離部材６とインク供給孔形成面６００との接着面積を大きくすることができるので、接着強度を向上させることができる。
【００３３】
また、分離部材６に設ける連通部６０２のサイズを大きくしすぎると、分離部材６とインク供給孔形成面６００との接着面積が小さくなる。したがって、接着面積を大きくする観点からは、分離部材６とインク供給孔形成面６００との接合部分における最小幅となる箇所が、インク室３を跨いで隣接するインク供給孔の列間隔の距離Ａ１よりも大きいことが好ましい。また、連通部６０２は、インク供給孔６０１ごとに形成されていることが好ましい。
【００３４】
保持部９０は、インク供給孔形成面６００におけるインク供給孔６０１が形成された領域の外側に接合されており、インク室３を形成する外周壁３ａを保持している。また、保持部９０は、ヘッドチップ２よりも外側まで延在するように設けられており、ヘッドチップ２周辺の熱を好適に放熱できるようになっている。
【００３５】
接続部材４は、例えばフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）等から形成されており、駆動部５と、ヘッドチップ２の配線基板５０の上面に設けられた第一配線５７又は下面に設けられた第二配線５８とを接続している。そして、駆動部５から、接続部材４と、第一配線５７又は第二配線５８とを通じて、圧電素子４２に電気が供給される。また、配線基板５０の下面に接続された接続部材４は、配線基板５０のＸ方向端部付近にあけられた保持部９０の貫通孔から保持部９０の上面に引き回されている。
【００３６】
［ヘッドチップの構成］
ヘッドチップ２には、ノズル１１ごとにインクを射出するための構成要素の単位であるインク射出部が多数設けられている。インク射出部は、貫通電極５５を備える第１インク射出部７と、貫通電極５５を備えない第２インク射出部８との２つの形態を有している。以下の説明では、まず第１インク射出部７について詳細に説明し、第２インク射出部８については、第１インク射出部７との相違点のみを説明する。
【００３７】
第１インク射出部７は、図７に示す通り、Ｚ方向の下側から順にノズル基板１０、接着用基板２０、圧力室基板３０、スペーサー基板４０、配線基板５０及び接着層６０の６層構造で構成されている。
【００３８】
ノズル基板１０は、例えば、シリコン製の基板であり、第１インク射出部７の最下層に位置している。このノズル基板１０には、複数のノズル１１が形成され、ノズル基板１０の下面が、ノズルが形成される面となっている。
【００３９】
接着用基板２０は、例えば、ガラス製の基板であり、ノズル基板１０の上面に積層され、接合されている。接着用基板２０には、ノズル基板１０のノズル１１と連通して積層方向であるＺ方向に貫通する貫通孔２０１が形成されている。
【００４０】
圧力室基板３０は、圧力室層３１と振動板３２とから構成されている。
圧力室層３１は、例えば、シリコン製の基板であり、接着用基板２０の上面に積層され、接合されている。圧力室層３１には、ノズル１１から射出されるインクに射出圧力を付与する圧力室３１１が、当該圧力室層３１をＺ方向に貫通するように形成されている。圧力室３１１は、貫通孔２０１及びノズル１１の上方に設けられ、これら貫通孔２０１及びノズル１１と連通している。また、圧力室層３１には、圧力室３１１と連通する連通路３１２が、当該圧力室層３１をＺ方向に貫通しつつ水平方向に延在するように形成されている（図９参照）。なお、図９では、第１インク射出部７のＺ方向における位置関係を説明する都合上、圧力室３１１や後述のインレット５１２等を実線で示して説明している。
振動板３２は、圧力室３１１の開口を覆うように圧力室層３１の上面に積層され、接合されている。すなわち、振動板３２は、圧力室３１１の上壁部を構成している。振動板３２の表面には、酸化膜が形成されている。また、振動板３２には、連通路３１２と連通してＺ方向に貫通する貫通孔３２１が形成されている。
【００４１】
スペーサー基板４０は、例えば、４２アロイにより構成された基板であり、振動板３２の上面に積層され、振動板３２と配線基板５０との間に空間４１を形成する隔壁層となっている。空間４１は、スペーサー基板４０をＺ方向に貫通するように圧力室３１１の上方に形成され、内部に圧電素子４２を収容している。
圧電素子４２は、圧力室３１１と略同一の平面視形状に形成され、振動板３２を挟んで圧力室３１１と対向する位置に設けられている（図９参照）。圧電素子４２は、振動板３２を変形させるためのＰＺＴ(lead zirconium titanate)からなるアクチュエーターである。また、圧電素子４２には、上面及び下面に２つの電極４２１，４２２が設けられており、このうち下面側の電極４２２が振動板３２に接続されている。
また、スペーサー基板４０には、振動板３２の貫通孔３２１と連通してＺ方向に貫通する貫通孔４０１が、空間４１とは独立して形成されている。
【００４２】
配線基板５０は、例えば、シリコン製の基板であるインターポーザ５１を備えている。インターポーザ５１の下面には、２層の二酸化ケイ素の絶縁層５２，５３が被覆され、上面には、同じく二酸化ケイ素の絶縁層５４が被覆されている。そして、絶縁層５２，５３のうち下方に位置する絶縁層５３が、スペーサー基板４０の上面に積層され、接合されている。
インターポーザ５１には、Ｚ方向に貫通するスルーホール５１１が形成されており、このスルーホール５１１には、貫通電極５５が挿通されている。貫通電極５５の下端には、水平方向に延在する銅製の第三配線５６の一端が接続されており、この第三配線５６の他端には、圧電素子４２上面の電極４２１に設けられたスタッドバンプ４２３が、空間４１内に露出した半田５６１を介して接続されている。貫通電極５５の上端には、第一配線５７が接続されており、第一配線５７は水平方向に延在し、接続部材４に接続されている（図３参照）。また、第三配線５６は、インターポーザ５１下面の２層の絶縁層５２，５３によって挟まれて保護されている。
なお、第三配線５６は銅製であるとしたが、導体であれば素材は適宜変更可能であり、例えば、アルミニウムを使用することとしても良い。
また、インターポーザ５１には、スペーサー基板４０の貫通孔４０１と連通してＺ方向に貫通するインレット５１２が形成されている。なお、絶縁層５２〜５４のうち、インレット５１２近傍を被覆する各部分は、インレット５１２よりも大きい開口径となるように形成されている。
【００４３】
接着層６０は、配線基板５０の上面に配設された第一配線５７を覆いつつ、インターポーザ５１の絶縁層５４の上面に積層され、接合されている。この接着層６０は、保持部９０と接着する層で感光性樹脂層であるとともに、第一配線５７を保護する保護層となっている。
また、接着層６０には、インレット５１２と連通してＺ方向に貫通するインク供給孔６０１が形成されている。
【００４４】
ここで、連通路３１２、貫通孔３２１，４０１、インレット５１２及びインク供給孔６０１は、インク室３と圧力室３１１とを連通する個別流路７０を構成している。
【００４５】
次に、第２インク射出部８の構成について、図８を用いて説明する。なお、第１インク射出部７とは構成の異なる配線基板５０についてのみ説明することとし、他の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
配線基板５０は、例えば、シリコン製の基板であるインターポーザ５１を備えている。インターポーザ５１の下面には、２層の二酸化ケイ素の絶縁層５２，５３が被覆され、上面には、同じく二酸化ケイ素の絶縁層５４が被覆されている。そして、絶縁層５２，５３のうち下方に位置する絶縁層５３が、スペーサー基板４０の上面に積層され、接合されている。
インターポーザ５１の下面には、第三配線５６が水平方向に延在しており、インターポーザ５１下面の２層の絶縁層５２，５３によって挟まれて保護されている。第三配線５６の一端には、圧電素子４２上面の電極４２１に設けられたスタッドバンプ４２３が、空間４１内に露出した半田５６１を介して接続されている。また、第三配線５６の他端には、第二配線５８が接続されており、第二配線５８は水平方向に延在し、接続部材４に接続されている（図３参照）。
【００４７】
以上の構成を具備する第１インク射出部７及び第２インク射出部８には、インク室３内のインクが個別流路７０を通じて圧力室３１１に供給される。そして、駆動部５からの駆動信号に応じて、接続部材４に接続された第一配線５７又は第二配線５８、第三配線５６を通じて電極４２１，４２２間に電圧が印加され、電極４２１，４２２に挟まれた圧電素子４２が振動板３２とともに変形し、圧力室３１１内のインクが押し出されてノズル１１から射出される。
【００４８】
［ノズルの配置］
ノズル１１は、図１０に示すように、ノズル基板１０上に平行四辺形状の４つのノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４を形成し、各ノズル形成エリア内に平行四辺形の各辺の方向に沿ってマトリクス状に並んで配置されている。なお、以下の説明では、平行四辺形のうちＹ方向に平行な方向を第１方向Ｄ１とし、Ｘ方向からＹ方向に対して幾分傾斜した方向を第２方向Ｄ２として説明する。
【００４９】
ノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４は、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２の向きが同じで、同一面積の領域がＸ方向に４つ並んだものであり、それぞれのエリア内には、同数のノズル１１が設けられている。また、ノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４は、ノズル基板１０上において、Ｘ方向の下流側から順にＮ１，Ｎ３，Ｎ２，Ｎ４の順番で並んでおり、ノズルのＸ方向への列間隔が均等になっている。また、ノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４は、Ｙ方向の下流側に向かってＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４の順に等間隔でわずかずつずれて配置されている。そして、ノズル基板１０上に設けられた全てのノズル１１が第１方向Ｄ１（Ｙ方向）に対して、等間隔でわずかずつずれるように配置されている。
【００５０】
ノズル１１の数は、第１方向Ｄ１にｎ個（例えば、ｎ＝６４）、第２方向Ｄ２にｍ個（例えば、ｍ＝１６）設けられており、ノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４内において、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２に沿って所定の順番で配列されている。
【００５１】
［ノズル形成エリアの配線］
インクジェットヘッド１におけるノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４の配置は、図１１に示す通り、Ｘ方向の下流側からＮ１、Ｎ３、Ｎ２、Ｎ４となるように配置されている。
また、各ノズル形成エリアＮ１〜Ｎ４は、それぞれのノズル形成エリアから近い方の配線基板５０の端部に配線されており、具体的には、Ｎ１とＮ３はＸ方向の下流側、Ｎ２とＮ４はＸ方向の上流側に配線されて接続部材４に接続され、最終的に駆動部５に接続される。
【００５２】
更に詳しく説明すると、ノズル形成エリアＮ１，Ｎ４は、ノズル基板１０の端部側に設けられたノズル形成エリアであり、第２インク射出部８によって形成されている。したがって、配線基板５０の下面の第二配線５８から配線され、図１１において、Ｎ１はＸ方向の下流側、Ｎ４はＸ方向の上流側に配線されて接続される。また、ノズル形成エリアＮ２，Ｎ３は、ノズル基板１０の中央部側に設けられたノズル形成エリアであり、第１インク射出部７によって形成されている。したがって、貫通電極５５を介して配線基板５０の上面の第一配線５７から配線され、図１１において、Ｎ３はＸ方向の下流側、Ｎ２はＸ方向の上流側に配線されて接続される。
なお、説明の都合上、図１１では、ノズル形成エリアＮ２、Ｎ３において、上部の一箇所のみ貫通している図を示しているが、実際には、各ノズル１１に対応して、それぞれ一つずつ貫通電極５５を備え、各ノズル１１に対応して一つずつ配線基板５０を貫通して配線されている。
【００５３】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係るインクジェットヘッド１を、図１２及び図１３を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一の構成に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
第２実施形態のインクジェットヘッド１は、図１２に示すように、分離部材６が、インク室３を分離する分離壁３ｂと、インク供給孔形成面６００に接合して当該分離壁３ｂを保持する分離壁保持部９０ｂとによって形成されている。ここで、分離壁保持部９０ｂにおける分離壁３ｂを保持する面の幅Ｗ２が、分離壁３ｂの幅Ｗ３よりも大きくなるように形成されている（図１３参照）。
【００５５】
分離壁保持部９０ｂには、分離部材６と平面視した際に重なる位置にあるインク供給孔６０１が、当該インク供給孔６０１とインク室３とを連通する連通部６０２が形成されている。
【００５６】
また、分離壁保持部９０ｂと分離壁３ｂとが接する部分の強度を向上させる観点からは、分離壁保持部９０ｂと分離壁３ｂとが接する部分の幅が、分離されたインク室３を跨いで隣接するインク供給孔６０１の列間隔の距離Ａ１（図６参照）よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。
また、分離壁３ｂと分離壁保持部９０ｂとが一体成形されたものを用いてもよい。これにより、分離壁３ｂと分離壁保持部の結合部分の強度を向上させることができるので、分離壁３ｂの幅を狭くしても、使用に耐えうる強度を得やすくなる。
【００５７】
なお、図６を用いて説明した分離部材６の幅Ｗ１は、第２実施形態に係るインクジェットヘッド１においては、分離部材６のうち最も幅が広くなる部分である分離壁保持部９０ｂの幅のことを意味する。
【００５８】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係るインクジェットヘッド１を、図１４及び図１５を参照して説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一の構成に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
第３実施形態のインクジェットヘッド１は、図１４に示すように、分離部材６が、インク室３を分離する分離壁３ｂと、インク供給孔形成面６００に接合して当該分離壁３ｂを保持する分離壁保持部９０ｂとによって形成されている。
【００６０】
分離壁保持部９０ｂは、インク供給孔６０１を全て覆うように設けられている。図１４に示した例では、分離壁保持部９０ｂは、インク室３の外周壁３ａよりも外側まで延在するように設けられており、インク室３の外周壁３ａを保持している。これにより、分離壁保持部９０ｂとインク供給孔形成面６００との接着面積を大きくすることができるため、接着強度を飛躍的に向上させることができる。
【００６１】
また、分離部材６を形成する分離壁保持部９０ｂには、当該分離壁保持部９０ｂに重なる位置にあるインク供給孔６０１の各々の上部に、当該インク供給孔６０１とインク室３とを連通する連通部６０２が設けられている。また、分離部材６には、インク室３のうち一のインク室３に隣接する他のインク室３に最も近い位置にある当該一のインク室３内の第１インク供給孔６０１ａと、当該第１インク供給孔６０１ａと当該一のインク室３内で隣接する第２インク供給孔６０１ｂとが共通で当該一のインク室３と連通する共通連通部６０３が形成されている。また、図１４及び図１５に示すように、共通連通部６０３は、インク室３の内部側（Ｘ方向）に隣接するインク供給孔６０１と共通でインク室３と連通させることが好ましいが、これに限られない。また、共通連通部６０３は、２つのインク供給孔６０１とインク室３とを連通する形態に限られず、３つ以上のインク供給孔６０１とインク室３とを連通する形態であってもよい。これにより、スペースを確保しにくい上記第１インク供給孔６０１ａとインク室３とを好適に連通させることができる。
【００６２】
共通連通部６０３以外の連通部６０２は、インク供給孔６０１とインク室３を連通していれば特に形状は限られないが、接着面積を大きくする観点からは、インク供給孔６０１ごとに、インク供給孔６０１の断面積よりも少し大きな断面積を有する円柱形状の孔によって形成されていることが好ましい（図１５参照）。
【００６３】
なお、第３実施形態における分離部材６の幅Ｗ１は、分離部材６のうち最も幅が広くなる部分である分離壁保持部９０ｂのＸ方向の幅のことを意味しており、インク室３を跨いで隣接するインク供給孔６０１の列間隔の距離Ａ１より大きいことは明らかである。
【００６４】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態に係るインクジェットヘッド１を、図１６〜図１８を参照して説明する。なお、第１〜３実施形態と同一の構成に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
第４実施形態のインクジェットヘッド１は、第３実施形態で説明した分離壁保持部９０ｂが、インク供給孔形成面６００に面するスペーサー部９１と、スペーサー部９１の上面に接合された保持部本体９２とによって形成されている。これにより、まずスペーサー部９１を正確に位置あわせして高精度に設けた後に、当該スペーサー部９１を目印として、保持部本体９２を設けることができる。そして、さらにその上部に、インク室３の分離壁３ｂ及び外周壁３ａをそれぞれ接合することができる。
【００６５】
スペーサー部９１は、インク供給孔形成面６００の一面を全て覆うようにして、インク室の外周壁よりも外側まで延在するように設けられている。
また、スペーサー部９１には、スペーサー部９１と重なる位置にあるインク供給孔６０１の各々の上部に、当該インク供給孔６０１の各々とインク室３とを連通する連通部６０２が設けられている。また、スペーサー部９１には、第３実施形態と同様に、インク室３のうち一のインク室３に隣接する他のインク室３に最も近い位置にある当該一のインク室３内の第１インク供給孔６０１ａと、当該第１インク供給孔６０１ａと当該一のインク室３内で隣接する第２インク供給孔６０１ｂとが共通で当該一のインク室３と連通する共通連通部６０３が形成されている。また、図１６及び図１７に示すように、共通連通部６０３は、インク室３の内部側（Ｘ方向）に隣接するインク供給孔６０１と共通でインク室３と連通させることが好ましい。
【００６６】
また、スペーサー部９１は、位置合わせを高精度に行う観点から薄くすることが好ましく、保持部本体９２よりもＺ方向の厚さが薄いことが好ましい。また、具体的には、スペーサー部９１は、厚さが０．０５〜０．５ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．１〜０．３ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。０．５ｍｍ以下とすることによって、加工精度の高いスペーサー部９１とすることが可能であり、位置調整も高精度に行うことができる。また、０．０５ｍｍ以上とすることによって、スペーサーとして十分な強度を得ることができる。
また、図１７等に示すように、スペーサー部９１のうちインク室３の内部に位置する領域は、他の領域よりもさらに厚さが薄くなるように形成してもよい。
【００６７】
また、スペーサー部９１のヘッドチップ２への接合は、高精度に位置合わせを行う観点から、スペーサー部９１とヘッドチップ２のそれぞれにアライメントマークを設けて、それぞれを位置決めして接合することが望ましい。本発明のスペーサー部９１を有した位置合わせの方法を用いれば、±５μｍ程度の誤差レベルでの位置合わせが可能であり、１０μｍ程度の狭ピッチのインク供給孔６０１を有するインク供給孔形成面６００に対しても、高精度に位置合わせ可能である。
【００６８】
また、スペーサー部９１を形成する材料としては、特に限られないが、ヘッドチップ２を形成する材料と熱膨張係数の近い材料とすることが好ましい。具体的には、ヘッドチップ２の上面の基板をシリコンで形成した場合には、スペーサー部９１をシリコン、４２アロイ、又はガラス等によって形成することが好ましい。また、これらのうち、インク耐性、強度、及び耐熱性の観点から、４２アロイを使用することが特に好ましい。また、ヘッドチップ２上面の基板をＳＵＳで形成した場合には、スペーサー部９１をＳＵＳで形成することが好ましい。
【００６９】
保持部本体９２は、スペーサー部９１の上面のうち少なくともインク室の分離壁３ｂ及び外周壁３ａが接合する部分に設けられ（図１８等参照）、分離壁３ｂ及び外周壁３ａを保持している。また、インク室３の分離壁３ｂ及び外周壁３ａを高精度に接合する観点から、保持部本体９２の上面における高さが均一であることが好ましい。
【００７０】
また、分離壁保持部９０ｂ（スペーサー部９１及び保持部本体９２）は、分離壁３ｂと重なる位置に、インク室３側に突出する突出部９３を有している。突出部９３は、インク供給孔形成面６００と接する面側から、分離壁３ｂと接する面側に向かって、幅が広くなるように形成されている。具体的には、突出部９３は、インク供給孔形成面６００と接する面側から、分離壁３ｂと接する面側に向かって、階段状に広がるように形成されていることが好ましい。
また、突出部９３は、スペーサー部９１及び保持部本体９２のいずれか一方を階段状に広がるように設けても良いが、図１７に示すように、スペーサー部９１と保持部本体９２とがそれぞれ階段状に広がるように設けることが好ましい。これにより、スペーサー部９１と保持部本体９２との接着面、及び保持部本体９２と分離壁３ｂとの接着面の面積をそれぞれより広くすることができるので、それぞれの接着面における接着強度を向上させることができる。
また、突出部９３の形状は、階段状に広がるように形成することが製造効率の観点からは好ましいが、インク供給孔形成面６００と接する面側から、分離壁３ｂと接する面側に向かって、幅が広くなる形状であればよく、例えば、ＸＹ平面の断面積が徐々に大きくなる形状としても良い。
【００７１】
［本発明における技術的効果］
以上、説明した通り、本発明のインクジェットヘッド１のヘッドチップ２には、インク室３からヘッドチップ２内の各々の圧力室３１１にインクを供給するための複数のインク供給孔６０１が設けられている。また、インク室３は、インク供給孔６０１が形成されたインク供給孔形成面６００に接合する分離部材６によって複数に分離されている。また、分離部材６は、インク供給孔６０１に重なる位置に設けられ、当該重なる位置のインク供給孔６０１とインク室３とを連通する連通部６０２が形成されている。
そして、分離部材６とインク供給孔形成面６００との接合面における分離部材６の幅Ｗ１の少なくとも一部は、分離されたインク室３を跨いで隣接するインク供給孔６０１の列間隔の距離Ａ１よりも大きくなるように形成されている。
これにより、分離部材６とインク供給孔形成面６００との接着面積を大きくすることができるので、簡易な構成の分離部材６を用いて、高強度でインク室３を分離可能である。
【００７２】
また、本発明のインクジェットヘッド１としては、分離部材６を、インク室３を分離する分離壁３ｂと、インク供給孔形成面６００に接合し分離壁３ｂを保持する分離壁保持部９０ｂとによって形成し、分離壁保持部９０ｂにおける分離壁３ｂを保持する面の幅Ｗ２が、分離壁３ｂの幅Ｗ３よりも大きいことが好ましい。
【００７３】
また、分離壁保持部９０ｂと分離壁３ｂとが接する部分の強度を向上させる観点からは、分離壁保持部９０ｂと分離壁３ｂとが接する部分の幅が、分離されたインク室３を跨いで隣接するインク供給孔６０１の列間隔の距離Ａ１よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。
【００７４】
また、分離壁３ｂと分離壁保持部９０ｂとの結合部分の強度を向上させる観点からは、分離壁３ｂと分離壁保持部９０ｂとは一体成形されていることが好ましい。
【００７５】
また、分離壁保持部９０ｂとインク供給孔形成面６００との接着面積を大きくして、接着強度を向上させる観点からは、分離壁保持部９０ｂが、インク供給孔６０１を全て覆うように設けられていることが好ましい。また、同様の観点から、分離壁保持部９０ｂが、インク室３の外周壁３ａよりも外側まで延在して設けられていることがさらに好ましい。
【００７６】
また、分離壁保持部９０ｂは、分離壁３ｂと重なる位置に、インク室３側に突出する突出部９３を有しており、当該突出部９３は、インク供給孔形成面６００と接する面側から、分離壁３ｂと接する面側に向かって、幅が広くなるように形成されていることが好ましい。
これにより、分離壁保持部９０ｂと分離壁３ｂとの接着面の面積をより広くとることができる。
【００７７】
また、突出部９３は、製造効率の観点からは、インク供給孔形成面６００と接する面側から、分離壁３ｂと接する面側に向かって階段状に広がるように形成されていることが好ましい。
【００７８】
また、分離壁保持部９０ｂは、インク供給孔形成面６００に面するスペーサー部９１と、当該スペーサー部９１の上面に接合された保持部本体９２と、を有することが好ましい。
これにより、まずスペーサー部９１を正確に位置あわせして設けた後に、当該スペーサー部９１を目印として、保持部本体９２を設けることができるので、位置合わせをより高精度に行うことができる。
【００７９】
また、分離部材６には、インク室３のうち一のインク室３に隣接する他のインク室３に最も近い位置にある当該一のインク室３内の第１インク供給孔６０１ａと、当該第１インク供給孔６０１ａと当該一のインク室３内で隣接する第２インク供給孔６０１ｂとが共通で当該一のインク室３と連通する共通連通部６０３が形成されていることが好ましい。
これにより、スペースを確保しにくい上記第１インク供給孔６０１ａとインク室３とを好適に連通させることができる。
【００８０】
また、インク供給孔６０１は、列間隔がそれぞれ等間隔であり、かつ４列以上並ぶように配列されていることが好ましい。
また、本発明の分離部材６を用いてインク室３を分離する構成では、インク供給孔形成面６００上に、分離部材６を接合するための広いスペースを別途確保しなくとも、インク室３を分離することができる。したがって、例えば、列間隔がそれぞれ等間隔で高密度にインク供給孔６０１が設けられた１色用のヘッドチップ２に対しても、分離部材６を用いて、インク室３を好適に分離することができる。
【００８１】
［その他］
本発明の今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した詳細な説明に限定されるものではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００８２】
例えば、インク室３をＸ方向に２つに分離した実施形態について説明したが、インク室３が複数に分離されていれば、インク室３を分離する方向や数は適宜変更可能である。例えば、インク室をＸ方向に４つに分離するように構成してもよい。
また、分離されたインク室３の各々には、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及び黒（Ｋ）のインクが、それぞれ１色ずつ貯留されているとしたが、同色のインクが貯留されていてもよい。
【００８３】
また、インク室３の外周壁３ａの一部を弾性力のある樹脂部材によって形成しても良い。これにより、インク室３の内圧が急激に上昇又は低下することを防ぎ、インク室３から圧力室３１１に安定してインクを供給することができる。
【００８４】
また、ノズル１１の配置を、平行四辺形状の４つのノズル形成エリアに分割して配置することとしたが、ノズル形成エリアの形状や数は適宜変更可能であり、例えば、８つのノズル形成エリアを設けてもよい。
また、ノズル１１の配置に関しても適宜変更可能であり、例えば、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とが直交するように配置しても良い。
【００８５】
また、第一配線５７、第二配線５８は、各圧電素子４２に接続できるように構成されていれば、配線方法は特に限られない。但し、配線基板５０には、インク流路としての個別流路７０が設けられているため、個別流路７０を避けるようにして配線する必要がある。
【００８６】
また、圧力発生手段として圧電素子４２を使用することとしたが、インクを射出できる機構を備えていれば特に限られることはなく、例えば、サーマル（電気熱変換素子）を使用することとしても良い。
【符号の説明】
【００８７】
１        インクジェットヘッド
２        ヘッドチップ
３        インク室
３ａ      外周壁
３ｂ      分離壁
１１      ノズル
４２      圧電素子（圧力発生手段）
９０ｂ    分離壁保持部
９１      スペーサー部
９２      保持部本体
９３      突出部
１００    インクジェット記録装置
３１１    圧力室
６００    インク供給孔形成面
６０１    インク供給孔
６０１ａ  第１インク供給孔
６０１ｂ  第２インク供給孔
６０２    連通部
６０３    共通連通部
【図１】
2017109476.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【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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