JP4475400B2

JP4475400B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

Info

Publication number: JP4475400B2
Application number: JP2004190158A
Authority: JP
Inventors: 寛成大脇
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2024-06-28
Also published as: JP2006007664A

Description

本発明は、被噴射液を吐出する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に供給されたインクを圧力発生素子によって加圧することにより、ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。

インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室を圧力発生素子によりインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドが知られている。このようなインクジェット式記録ヘッドには、圧力発生素子、例えば、圧電素子を駆動するための駆動ＩＣ（半導体集積回路）等が必要である。駆動ＩＣは圧力発生室が形成された流路形成基板（例えば、ヘッドチップを構造的に保持固定する固定部材）上に搭載され、ワイヤボンディングによって各圧電素子と接続する構造が採用されている。ケースヘッドには配線基板が設けられ、ＴＣＰ（テープ・キャリア・パッケージ）等のテープ状のケーブル（フレキシブルケーブル）により配線基板を介して外部から駆動ＩＣに駆動信号が供給される（例えば、特許文献１参照）。

このフレキシブルケーブルは、例えば、ポリイミド等のベースフィルムの表面に銅箔等で導体パターンを形成し、導体パターンをレジストで被覆した構成とされる。そして、フレキシブルケーブルの一端側の端子部は、駆動ＩＣにつながる配線基板の端子部に接続される。

駆動ＩＣやワイヤボンディング、配線基板、フレキシブルケーブルの一端側の部位は、充填硬化剤としてのモールドによって覆うことにより保護されている（例えば、特許文献２参照）。モールドの材料としては一般的に樹脂材料が用いられている。このようなモールドとして、未硬化状態で比較的粘度の低い材料を用いた場合、隙間にも確実に流れ込み、駆動ＩＣやワイヤボンディング、配線基板、フレキシブルケーブルの一端側を確実に覆うことができる。フレキシブルケーブルは、一端側の近傍で上側に曲げられて垂直な状態にされ、他端側がケースヘッドの上部から外部に導き出されて外部の配線側に接続されるようになっている。

未硬化状態で比較的粘度の低い材料を用いることでモールドとして、駆動ＩＣやワイヤボンディング、配線基板、フレキシブルケーブルの一端側の部位の隙間にもモールド材料が流れ込み、良好なモールド状態が得られるが、反面、フレキシブルケーブルとケースヘッドの内壁の隙間から毛細管現象によりモールド材がしみ上がり、ケースヘッドの外に出てしまう虞があった。ケースヘッドの外にモールド材が出てしまうと、後工程における部材の取り付けなどに支障をきたしてしまう。

また、フレキシブルケーブルの一端側には配線基板の端子部に接続される端子（金属がメッキされて形成されている）が設けられているが、端子とレジストとの境界部位でフレキシブルケーブルを上側に曲げると、メッキされた端子が折れてしまう虞があるため、フレキシブルケーブルの折り曲げはメッキ部もしくはレジスト部で曲げる必要がある。折り曲げのためにメッキ部を長くすると、フレキシブルケーブルが傾いてショートする虞がある。このため、メッキ部はできるだけ短くする必要があり、フレキシブルケーブルの折り曲げはレジスト部で行うのが実用的である。

レジスト部でフレキシブルケーブルの折り曲げを行う場合の問題としては、複数本のフレキシブルケーブルの固定位置がばらついて、複数本を同時に後工程の取付板フィルタに挿入する工程が複雑になる。このため、レジスト部でフレキシブルケーブルの折り曲げを行う場合には確実に所望の一定位置で折り曲げる必要がある。

特開２０００−２１１１３１号公報（第３図、第５頁）特開２０００−１３５７９０号公報（第５−８，１１，１２，１４図）

本発明は、このような事情に鑑み、フレキシブルケーブルの折り曲げが確実に定位置で行えると共に、充填硬化剤がケースヘッドの上面にしみ上がることがない液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、圧力発生室内の液体をノズル開口から液滴として吐出させる圧力発生素子と、該圧力発生素子を駆動するための駆動ＩＣと、該駆動ＩＣを囲む空間が設けられたケースヘッドと、該ケースヘッドの空間内で一端側端子部が前記駆動ＩＣの端子部に接続され、レジスト部が一端側端子部に交差する垂直な面で配されて充填硬化剤により該ケースヘッドに固定されるフレキシブルケーブルと、前記ケースヘッドの空間を形成する内壁面に設けられ前記一端側端子部の位置を規制して該フレキシブルケーブルをレジスト部で垂直な状態に立ち上げると共に前記フレキシブルケーブルの前記レジスト部を垂直な状態に支持し更に前記充填硬化剤のしみ上がりを抑制する庇部とを備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、庇部により、フレキシブルケーブルの一端側端子部の位置が規制されてフレキシブルケーブルがレジスト部で垂直な状態に立ち上げられてレジスト部が垂直な状態に支持され、充填硬化剤のしみ上がりが防止される。このため、フレキシブルケーブルの折り曲げが確実に定位置で行えると共に、充填硬化剤がケースヘッドの上面にしみ上がることがない液体噴射ヘッドとなる。

本実施形態の第２の態様は、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板と、前記保護基板上に接合され前記圧電素子を駆動するための駆動ＩＣを囲む空間が設けられたケースヘッドと、該ケースヘッドの空間内の保護基板上で一端側端子部が前記駆動ＩＣの端子部に接続され、レジスト部が一端側端子部に交差する垂直な面で配されて充填硬化剤により該ケースヘッドに固定されるフレキシブルケーブルと、前記ケースヘッドの空間を形成する内壁面に設けられ前記一端側端子部の位置を規制して該フレキシブルケーブルをレジスト部で垂直な状態に立ち上げると共に前記フレキシブルケーブルの前記レジスト部を垂直な状態に支持し更に前記充填硬化剤のしみ上がりを抑制する庇部とを備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、庇部により、フレキシブルケーブルの一端側端子部の位置が規制されてフレキシブルケーブルがレジスト部で垂直な状態に立ち上げられてレジスト部が垂直な状態に支持され、充填硬化剤のしみ上がりが防止される。このため、フレキシブルケーブルの折り曲げが確実に定位置で行えると共に、充填硬化剤がケースヘッドの上面にしみ上がることがない液体噴射ヘッドとなる。

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様において、前記庇部は、前記フレキシブルケーブルの前記レジスト部を面支持する面部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、レジスト部が庇部の面により支持されるので、レジスト部の垂直な状態の支持が確実に行える。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記庇部の前記ケースヘッドの空間側への張り出し長さは、該フレキシブルケーブルのレジスト部を垂直な状態にする長さに設定されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第４の態様では、庇部のケースヘッドの空間側への張り出し長さが的確に規定される。因みに、張り出し長さが短すぎると、レジスト部が鈍角状態で固定され、後工程（取付板フィルタへの挿入）が困難になり、張り出し長さが長すぎると、レジスト部が鋭角状態に曲げられ、一端側端子部の近傍で曲げられてクラック等が発生する虞がある。

本発明の第５の態様は、第３又は４の態様において、前記庇部の下端部の位置は、少なくとも該フレキシブルケーブルが垂直な状態に立ち上がる曲げ部のアール部の上端の高さ以上の高さに設定されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、庇部での当接面の位置が的確に規定される。

本発明の第６の態様は、第３〜５のいずれかの態様において、前記フレキシブルケーブルは帯状に形成され、前記庇部の前記フレキシブルケーブルの幅方向の長さは、前記ケースヘッドの空間における前記フレキシブルケーブルが配される内壁面の全幅に亘る長さに設定されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第６の態様では、フレキシブルケーブルの全幅に亘り充填硬化剤のケースヘッドの上面へのしみ上がりを防止することができる。

本発明の第７の態様は、第３〜５のいずれかの態様において、前記フレキシブルケーブルは帯状に形成され、前記庇部の前記フレキシブルケーブルの幅方向は、前記ケースヘッドの空間における前記フレキシブルケーブルが配される内壁面の両端角部を含む部位に形成され、内壁面の全幅に亘り不連続状態に設定されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第７の態様では、ケースヘッドの空間における内壁面の両端角部の部位で充填硬化剤のケースヘッドの上面へのしみ上がりを防止することができ、その他の部位ではケースヘッドの空間における内壁面とフレキシブルケーブルとの接触をなくして充填硬化剤のしみ上がりを防止することができる。

本発明の第８の態様は、第３〜７のいずれかの態様において、前記庇部の上端の位置は、前記ケースヘッドの空間の上面部より低い位置に設定されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第８の態様では、庇部の上端面に充填硬化剤の溜まり部が形成され、充填硬化剤のケースヘッドの上面へのしみ上がりを確実に防止することができる。

本発明の第９の態様は、第３〜８のいずれかの態様において、前記庇部には、高さ方向に段差が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第９の態様では、庇部の上端面に充填硬化剤の溜まり部が複数形成され、充填硬化剤のケースヘッドの上面へのしみ上がりを更に確実に防止することができる。

本発明の第１０の態様は、第１〜９のいずれかに記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第９の態様では、断線のない信頼性及び耐久性を向上した液体噴射装置を実現することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１には本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの斜視状況、図２には図１中の分解斜視、図３には図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視、図４には図１中のＩＶ−ＩＶ線矢視、図５にはポッティング剤を省略した状態の図１中のＩＶ−ＩＶ線矢視、図６には図５中のＶＩ−ＶＩ線矢視を示してある。

図１、図２、図３に図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設された列が２列設けられている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には各圧力発生室１２の列毎に連通部１３が形成され、連通部１３と圧力発生室１２とがインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバ部３３と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１１０の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２を形成する際のマスクとして用いられた絶縁膜５１を介して、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^−６／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としている。これらの関係は、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。

また、各圧電素子３００の上電極膜８０の一端部近傍にはリード電極９０が接続されている。このリード電極９０は、流路形成基板１０の中央部近傍まで延設され、後述する保護基板３０上に実装された駆動ＩＣと接続される。さらに、本実施形態では、圧電素子３００を構成する各層及びリード電極９０が、駆動ＩＣとの接続部を除いて、例えば、無機絶縁材料からなる絶縁膜１００によって覆われている。この絶縁膜１００の材料としては、無機絶縁材料であれば、特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）等が挙げられるが、特に、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を用いるのが好ましい。

このような無機絶縁材料からなる絶縁膜１００は、薄膜でも水分の透過性が極めて低いため、この絶縁膜１００によって、下電極膜６０、圧電体層７０、上電極膜８０及びリード電極９０の表面を覆うことにより、圧電体層７０の水分（湿気）に起因する破壊を防止することができる。

また、このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、この圧電素子保持部３１は、本実施形態では、並設された圧電素子３００の列毎に設けられている。

保護基板３０の各圧電素子保持部３１の外側には、リザーバ１１０の少なくとも一部を構成するリザーバ部３３が、圧電素子保持部３１に隣接して設けられている。これらのリザーバ部３３は、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って設けられており、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の列毎の共通のインク室となるリザーバ１１０をそれぞれ構成している。また、本実施形態では、保護基板３０の圧電素子保持部３１の間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３４が、各圧電素子３００の列に対応して設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０は、その端部近傍が貫通孔３４内で露出されている。なお、このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

また、この保護基板３０の表面、すなわち、流路形成基板１０との接合面とは反対側の面には、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ（半導体集積回路）１２０が各圧電素子３００の列毎に実装されている。そして、各駆動ＩＣ１２０と各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０とは、保護基板３０の貫通孔３４内にワイヤボンディングによって形成される接続配線１３０によって接続されている。

さらに、保護基板３０上には、リザーバ部３３に対応する領域を含む周縁部を囲むように、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３３の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１１０に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１１０の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

さらに保護基板３０上には、駆動ＩＣ１２０を囲む空間であるＩＣ保持部１４１を有するケースヘッド１４０が接合されている。本実施形態では、ケースヘッド１４０は、保護基板３０上に設けられたコンプライアンス基板４０に接合されている。このケースヘッド１４０は、例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を射出成形することにより形成され、ＩＣ保持部１４１はケースヘッド１４０を厚さ方向に貫通して設けられている。なお、ケースヘッド１４０の材料は、樹脂材料に限定されず、例えば、ニッケル、アルミニウム等の金属材料を用いてもよい。このような金属材料を用いることにより、寸法精度を向上でき、また、その応力による部材の剥離を防止することができる。

そして、このＩＣ保持部１４１内には、例えば、シリコーン樹脂又はウレタン樹脂等の低応力性樹脂材料からなるポッティング剤１５０が充填され、保護基板３０上に設けられた駆動ＩＣ１２０及び接続配線１３０が、ＩＣ保持部１４１に充填されたポッティング剤１５０で完全に覆われている。

一方、ケースヘッド１４０のＩＣ保持部１４１内にはＴＣＰ（テープ・キャリア・パッケージ）等のテープ状（帯状）のケーブル（フレキシブルケーブル）２０１の下端部がポッティング剤１５０により固定され、フレキシブルケーブル２０１はケースヘッド１４０の開口部１４０ａから引き出されて設けられている。このフレキシブルケーブル２０１は、例えば、ポリイミド等のベースフィルムの表面に銅箔等で導体パターンを形成し、導体パターンをレジストで被覆したレジスト部２０３を有する構成とされる。そして、フレキシブルケーブル２０１の一端側の端子部（図中下側の端子部）２０２は、駆動ＩＣ１２０につながる配線基板の端子部（後述する図６、図８に符号２２０で示してある）に接続される。

図４、図５、図６に基づいてフレキシブルケーブル２０１のケースヘッド１４０への支持状況を説明する。
フレキシブルケーブル２０１は、ケースヘッド１４０の空間で圧電素子３００（図１乃至図３参照）の面に平行な面で一端側の端子部２０２が駆動ＩＣ１２０（図１、図２参照）の端子部（図６中の配線基板の端子部２２０）に接続され、レジスト部２０３が曲げられて一端側の端子部２０２に交差する垂直な面でレジスト部２０３が配されている。

ケースヘッド１４０の内壁面には庇部２１０が設けられ、庇部２１０はフレキシブルケーブル２０１のレジスト部２０３を垂直な状態に面支持する面部２１１を有している。レジスト部２０３は庇部２１０の面部２１１により支持されるので、レジスト部２０３の垂直な状態の支持が確実に行える。なお、庇部２１０の形状は平面状態の面部２１１を有する形状に限らず、レジスト部２０３を垂直な状態に支持する形状であれば、凸状や凹状の円弧面や表面に複数のボス部が形成された面等を有する形状にすることが可能である。

庇部２１０のケースヘッド１４０の空間側への張り出し長さは、フレキシブルケーブル２０１のレジスト部２０３を垂直な状態にする長さに設定されている。このため、庇部２１０のケースヘッド１４０の空間側への張り出し長さが的確に規定される。張り出し長さはヘッドのサイズ等により寸法は適宜設定される。庇部２１０の張り出し長さが短すぎると、レジスト部２０３が鈍角状態で固定され、後工程（取付板フィルタへの挿入）が困難になり、庇部２１０の張り出し長さが長すぎると、レジスト部２０３が鋭角状態に曲げられ、レジスト部２０３が一端側の端子部２０２の近傍で曲げられてクラック等が発生する虞がある。

また、庇部２１０の下端部２１０ａの位置は、フレキシブルケーブル２０１のレジスト部２０３が垂直な状態に立ち上がる曲げ部のアール部２１２の上端の高さ以上の位置に設定されている。即ち、図５中のライン２１３よりも上方に設定されている。図５に示した庇部２１０の場合、レジスト部２０３が点線で示した状態の曲げ部までのアールに設定することが可能である。このため、庇部２１０での当接面の位置が的確に規定される。実際には、フレキシブルケーブル２０１のサイズや材質にもよるが、アール部２１２は０．２Ｒ乃至０．５Ｒの範囲に設定される。庇部２１０の高さ方向の寸法は、例えば、０．３ｍｍ乃至０．５ｍｍに設定される。

庇部２１０のフレキシブルケーブル２０１の幅方向の長さは、図６に示すように、ケースヘッド１４０の空間の全幅（内壁面の全幅）に亘る長さに設定されている。このため、庇部２１０によるポッティング剤１５０のケースヘッド１４０の上面へのしみ上がりを防止することができ、フレキシブルケーブル２０１の全幅に亘りポッティング剤１５０のケースヘッド１４０の上面へのしみ上がりを防止することができる。

また、庇部２１０の上端部２１０ｂの位置は、ケースヘッド１４０の空間の上面部よりも低い位置に設定されている。これにより、庇部２１０の上端面部２１０ｂがポッティング剤１５０の溜まり部として機能する。このため、万一、フレキシブルケーブル２０１のレジスト部２０３と面部２１１との間にポッティング剤１５０がしみ上がっても、ポッティング剤１５０は上端面部２１０ｂに溜まり、ケースヘッド１４０の上面に至ることがなく、ポッティング剤１５０のケースヘッド１４０へのしみ上がりを確実に防止することができる。

ケースヘッド１４０の内壁面に庇部２１０を設けたので、フレキシブルケーブル２０１の一端側の端子部２０２の位置が規制され、フレキシブルケーブル２０１がレジスト部２０３で垂直な状態に立ち上げられてレジスト部２０３が垂直な状態に支持される。また、庇部２１０によってポッティング剤１５０のしみ上がりが防止される。このため、フレキシブルケーブル２０１の折り曲げが確実に定位置で行えると共に、ポッティング剤１５０がケースヘッド１４０の上面にしみ上がることがない液体噴射ヘッドとなる。

図１、図２、図３に示すように、保護基板３０の表面はケースヘッド１４０及びポッティング剤１５０が設けられ、これらによって完全に覆われている。

なお、保護基板３０の圧電素子保持部３１を外部と連通して大気開放する構成とすることも可能である。圧電素子保持部３１を大気開放させることにより、水分に起因する圧電体層７０の破壊を確実に防止することができる。具体的に説明すると、上述したように圧電素子３００は絶縁膜１００で覆われているため、圧電素子保持部３１内の湿気に起因する圧電体層の破壊は基本的には防止されている。しかし、圧電素子保持部３１はインクの流路であるリザーバ１１０に隣接して設けられているため、リザーバ１１０内の液体、例えばインクが流路形成基板１０と保護基板３０とを接合している接着剤３５を介して侵入してしまう虞がある。このため、圧電素子保持部３１が密封されていると、圧電素子保持部３１内の湿度が徐々に上昇してしまい、圧電素子保持部３１内の湿度が外部よりも高くなると、外部の温度変化によってその湿気が結露する虞がある。そして、結露により生じた水滴によって圧電体層７０が破壊されてしまう虞がある。すなわち、圧電素子保持部３１内が低湿度下であれば絶縁膜１００によって圧電体層７０の破壊を防ぐことができるが、高湿度下では結露が発生し、この結露による圧電体層７０の破壊は絶縁膜１００をもってしても完全には防ぐことができない。

これに対し、保護基板３０の圧電素子保持部３１を外部と連通して大気開放することで、圧電素子保持部３１内の湿度が外気よりも高くなっても、湿気が外部に排出されるため、圧電素子保持部３１内は常に外気と同程度の湿度に維持されるため、圧電素子保持部３１内で結露が発生する程の高湿度になることがない。したがって、圧電素子保持部３１内で結露が発生することがなく、圧電体層７０の水滴に起因する破壊を確実に防止することができる。

なお、保護基板３０の圧電素子保持部３１を外部と連通して大気開放する構成としては、保護基板３０に連通孔を設けると共にケースヘッド１４０に通気孔を設け、連通孔と通気孔とで圧電素子保持部３１を大気開放することができる。

また、このようなインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等の外部インク供給手段が、ケースヘッド１４０、コンプライアンス基板４０及び保護基板３０に設けられたインク導入口１６０に接続され、インク供給手段からインク導入口１６０を介してインクを取り込む。そして、リザーバ１１０からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１２０からの駆動信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０とにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

（実施形態２）
図７に基づいて庇部の他の形状を説明する。図７には本発明の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの要部断面を示してある。図７の状態は、実施形態１における図５に相当する。このため、実施形態１で説明した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

図に示すように、ケースヘッド１４０の内壁面には庇部２５０が設けられ、庇部２５０には高さ方向に段部２５５が形成され、庇部２５０上面には高さ方向に２箇所の上端面部２５１ａ，２５１ｂが形成された状態になっている。下側の上端面部２５１ａが形成された部位のケースヘッド１４０の内側の面は、フレキシブルケーブル２０１のレジスト部２０３を垂直な状態に面支持する垂直状態の面部２５１となっている。レジスト部２０３は庇部２１０の面部２５１により支持されるので、レジスト部２０３の垂直な状態の支持が確実に行える。庇部２５０の下端部の位置、張り出し長さ、高さ方向の寸法等は、実施形態１と同様に適宜設定される。なお、図に示した実施形態２では２段の段部が設けられた例を挙げて説明したが、３段以上の複数段に形成することも可能である。

実施形態２では、フレキシブルケーブル２０１のレジスト部２０３と面部２５１との間にポッティング剤１５０がしみ上がっても、ポッティング剤１５０は下側の上端面部２５１ａに溜まり、ケースヘッド１４０の上面に至ることがない。更にポッティング剤１５０がしみ上がった場合であっても、ポッティング剤１５０は上側の上端面部２５１ｂに溜まり、ケースヘッド１４０の上面に至ることがない。このため、ポッティング剤１５０がケースヘッド１４０の上面に至ることがない。従って、庇部２５０の上端面にポッティング剤１５０の溜まり部が複数形成された状態になり、ポッティング剤１５０のケースヘッド１４０の上面へのしみ上がりを更に確実に防止することができる。

（実施形態３）
図８に基づいて庇部の他の形状を説明する。図８には本発明の実施形態３に係るインクジェット式記録ヘッドの要部断面を示してあり、実施形態１における図６に相当する。このため、実施形態１で説明した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。

図８に示すように、フレキシブルケーブル２０１が配される内壁面の両端角部を含む部位におけるケースヘッド１４０の内壁面にはそれぞれ庇部２６０が設けられ、庇部２６０は内壁面の全幅に亘り不連続状態（２分割された状態）に設定されている。なお、不連続状態にする分割数は２分割に限定されず、３以上の数に分割して不連続状態にすることも可能である。各庇部２６０はフレキシブルケーブル２０１のレジスト部２０３の両端部をそれぞれ垂直な状態に面支持する面部２６１をそれぞれ有している。レジスト部２０３はそれぞれの庇部２６０の面部２６１により幅方向の両側が支持されるので、レジスト部２０３の垂直な状態の支持が確実に行える。

ケースヘッド１４０の空間における内壁面の両端角部の部位でポッティング剤１５０の上面へのしみ上がりを防止することができ、中央の部位ではケースヘッド１４０の内壁面とフレキシブルケーブル２０１のレジスト部２０３との接触をなくしてポッティング剤１５０のしみ上がりを防止することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、通気孔は、一方向に直線的に延設されているが、これに限定されず、例えば、Ｌ字状等、２方向以上に延びるように形成してもよい。また、上述の実施形態では、圧電素子３００を絶縁膜１００で覆うようにしたが、これに限定されず、絶縁膜１００は設けられていなくてもよい。すなわち、圧電体層７０の膜厚が薄い場合には厚膜に比べ水分の影響を受けやすいので絶縁膜１００の必要性が高いが、例えば膜厚が１０μｍ程度の比較的厚いものであれば絶縁膜１００を設けるまでもなく、圧電素子保持部３１内の一部が大気開放されるのみで圧電体層７０の破壊は防止される。

また、ケースヘッド１４０に設けられる庇部としては、幅方向の全幅及び両端角部の例の他にも、例えば、中央部に全幅に亘らない庇部を中央部に１つもしくは不連続に複数形成する等の構成を適用することができる。また、庇部２１０及び庇部２５０の下辺縁の高さは、幅方向に亘り同じ高さでも不均一な高さでも可能である。例えば、下辺縁を幅方向に直線状に形成することはもちろん、パルス波形状、波線形状、鋸歯型形状、傾斜直線形状、円弧曲線形状等、種々の形状を適用することが可能である。

さらに、上述したインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図９に基づいてインクジェット式記録装置の一例を説明する。図９にはインクジェット式記録装置の一例を示す概略を示してある。

図に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上に搬送されるようになっている。

また、上述した実施形態においては、駆動ＩＣは圧電素子を駆動するものとして説明したが、圧電素子に限定されず、他の圧力発生素子、例えば発熱素子を駆動するためのものであっても構わない。

また、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するものにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの斜視図である。図１中の分解斜視図である。図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。図１中のＩＶ−ＩＶ線矢視視図である。ポッティング剤を省略した状態の図１中のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。図５中のＶＩ−ＶＩ線矢視図である。本発明の実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。本発明の実施形態３に係るインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。インクジェット式記録装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０流路形成基板、１２圧力発生室、１３連通部、１４インク供給路、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０保護基板、３１圧電素子保持部、３３リザーバ部、３４貫通孔、４０コンプライアンス基板、５０弾性膜、６０下電極膜、７０圧電体層、８０上電極膜、１００絶縁膜、１１０リザーバ、１２０駆動ＩＣ、１３０接続配線、１４０ケースヘッド、１４１ＩＣ保持部、１５０ポッティング剤、２０１フレキシブルケーブル、２０３レジスト部２０３，２５０，２６０庇部、３００圧電素子

Claims

圧力発生室内の液体をノズル開口から液滴として吐出させる圧力発生素子と、
該圧力発生素子を駆動するための駆動ＩＣと、
該駆動ＩＣを囲む空間が設けられたケースヘッドと、
該ケースヘッドの空間内で一端側端子部が前記駆動ＩＣの端子部に接続され、レジスト部が一端側端子部に交差する垂直な面で配されて充填硬化剤により該ケースヘッドに固定されるフレキシブルケーブルと、
前記ケースヘッドの空間を形成する内壁面に設けられ前記一端側端子部の位置を規制して該フレキシブルケーブルをレジスト部で垂直な状態に立ち上げると共に前記フレキシブルケーブルの前記レジスト部を垂直な状態に支持し更に前記充填硬化剤のしみ上がりを抑制する庇部と
を備えたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、
該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる圧電素子と、
前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板と、
前記保護基板上に接合され前記圧電素子を駆動するための駆動ＩＣを囲む空間が設けられたケースヘッドと、
該ケースヘッドの空間内の保護基板上で一端側端子部が前記駆動ＩＣの端子部に接続され、レジスト部が一端側端子部に交差する垂直な面で配されて充填硬化剤により該ケースヘッドに固定されるフレキシブルケーブルと、
前記ケースヘッドの空間を形成する内壁面に設けられ前記一端側端子部の位置を規制して該フレキシブルケーブルをレジスト部で垂直な状態に立ち上げると共に前記フレキシブルケーブルの前記レジスト部を垂直な状態に支持し更に前記充填硬化剤のしみ上がりを抑制する庇部と
を備えたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１又は２において、前記庇部は、前記フレキシブルケーブルの前記レジスト部を面支持する面部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項３において、前記庇部の前記ケースヘッドの空間側への張り出し長さは、該フレキシブルケーブルのレジスト部を垂直な状態にする長さに設定されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項３又は請求項４において、前記庇部の下端部の位置は、少なくとも該フレキシブルケーブルが垂直な状態に立ち上がる曲げ部のアール部の上端の高さ以上の高さに設定されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項３〜５のいずれかにおいて、前記フレキシブルケーブルは帯状に形成され、前記庇部の前記フレキシブルケーブルの幅方向の長さは、前記ケースヘッドの空間における前記フレキシブルケーブルが配される内壁面の全幅に亘る長さに設定されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項３〜５のいずれかにおいて、前記フレキシブルケーブルは帯状に形成され、前記庇部の前記フレキシブルケーブルの幅方向は、前記ケースヘッドの空間における前記フレキシブルケーブルが配される内壁面の両端角部を含む部位に形成され、内壁面の全幅に亘り不連続状態に設定されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項３〜７のいずれかにおいて、前記庇部の上端の位置は、前記ケースヘッドの空間の上面部より低い位置に設定されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項３〜８のいずれかにおいて、前記庇部には、高さ方向に段差が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１〜９のいずれかに記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。