JP5776461B2 - インクジェットヘッド、インクジェット記録装置およびインクジェットヘッド製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッド、インクジェット記録装置およびインクジェットヘッド製造方法に関する。

従来、大凡寸法の等しい幾つもの板状部材を積層することにより、ノズル、圧力室、インク供給路などを構成し、アクチュエータに電気的に接続する配線部材も同様に積層し、配線を横から引き出すインクジェットヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。

さらに、近年、印刷や成膜などで作成した薄い電気機械変換素子を用いたインクジェットヘッドや、低コスト化などを目的として、電気機械変換素子の駆動回路を、ヘッドを構成する板状部材に実装したインクジェットヘッドが知られている（たとえば特許文献２参照）。

ところで、インクジェットプリンタは、微細なインク滴を数多く吐出させることから、インクのミストが多数発生し易い。さらに、インクジェットプリンタでは、ミストが周囲を漂うため、配線部材に付着したり、インクジェットのメンテナンスの際などにインクが飛び散り、配線部材に付着したりする場合がある。その際に、配線部材として、一般的に用いられるポリイミドなど水分を透過する材料を用いていたり、インクが薬剤を含有していたりすると、配線部材を劣化させるという問題があった。

そのような問題に対し、配線部材へのインクの付着を防ぐべく、配線部材をインクジェットヘッドのフレーム内部に引き込む構成とし、配線部材をカバーする方法が知られている。しかしながら、フレームとの接着しろの分だけヘッドを構成する板状部材の寸法が大きくなり、コストアップに繋がるという問題があった。このような問題に対し、特許文献３には、インクジェットヘッドの小型化を図るべく、板状部材の積層された上半分の寸法を小さくし、下半分の寸法の大きな板状部材の外周部分でフレームと接合する構成が開示されている。

しかしながら、特許文献３に開示されているように、寸法の大きな板状部材の枚数を減らしたり、板状部材を薄くしたりすると、ヘッドをフレームで強固に支えることができなくなる。このため、インクジェットヘッドの強度や剛性が不足し、印字品質を低下させたり、ヘッド寿命を低下させたりするという問題があった。

また、上述のように、電気機械変換素子の駆動回路を、板状部材に実装したインクジェットヘッドにおいては、板状部材に対して立体的に配線を行うことができず、電気機械変換素子や駆動回路への配線部材の引き出し個所を板状部材の縁部に設けなくてはならない。このため、フレームで配線部材をカバーするためには、フレームとの接合個所を板状部材の端部のさらに外側に余分に設ける必要がある。したがって、ヘッドが大型化し、コストアップを招くという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、配線部材の劣化を防止しつつ、ヘッド強度を保ち、ヘッドの大型化、コストアップを防ぐことのできるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置およびインクジェットヘッド製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のノズル孔からインク滴を吐出するインクジェットヘッドであって、インクの流路が形成された第１板状部材と、前記流路が形成され、前記第１板状部材の主面の面積に比べて面積の小さい主面を有し、前記第１板状部材の主面の一部である第１領域に積層された第２板状部材と、前記複数のノズル孔それぞれに連通する複数の液室各々に対応して設けられ、前記ノズル孔からインク滴を吐出させる電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の駆動電源を供給する配線部材と、前記第２板状部材の縁部のうち、前記第１板状部材の縁部より内側に位置する縁部に形成され、前記配線部材と電気的に接続する接続端子と、前記第１板状部材よりも上位に積層された第３板状部材の、積層方向において上方に位置する主面である上面に接合する第１接合面と、前記第１板状部材の前記主面のうち前記第２板状部材が積層されていない第２領域に接合する第２接合面とを有し、前記第１板状部材、前記第２板状部材、前記第３板状部材および前記配線部材を覆って保護するフレーム部材とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、インクジェット記録装置であって、複数のノズル孔からインク滴を吐出するインクジェットヘッドであって、インクの流路が形成された第１板状部材と、前記流路が形成され、前記第１板状部材の主面の面積に比べて面積の小さい主面を有し、前記第１板状部材の主面の一部である第１領域に積層された第２板状部材と、前記複数のノズル孔それぞれに連通する複数の液室各々に対応して設けられ、前記ノズル孔からインク滴を吐出させる電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の駆動電源を供給する配線部材と、前記第２板状部材の縁部のうち、前記第１板状部材の縁部より内側に位置する縁部に形成され、前記配線部材と電気的に接続する接続端子と、前記第１板状部材よりも上位に積層された第３板状部材の、積層方向において上方に位置する主面である上面に接合する第１接合面と、前記第１板状部材の前記主面のうち前記第２板状部材が積層されていない第２領域に接合する第２接合面とを有し、前記第１板状部材、前記第２板状部材、前記第３板状部材および前記配線部材を覆って保護するフレーム部材とを備えたインクジェットヘッドを搭載したことを特徴とする。

また、本発明は、インク滴を吐出する複数のノズル孔が形成された板状部材を含む複数の板状部材であって、積層された複数の板状部材を備え、複数の前記ノズル孔それぞれに連通する複数の液室と、前記液室各々に対応して設けられ、前記ノズル孔からインク滴を吐出させる電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の駆動電源を供給する配線部材とを備えたインクジェットヘッドを製造するインクジェットヘッド製造方法であって、インクの流路が形成された第１板状部材の積層方向において上方に位置する主面である上面の一部である第１領域に、縁部に前記配線部材と電気的に接続する接続端子が形成された第２板状部材であって、前記第１板状部材の主面の面積に比べて面積の小さい主面を有する前記第２板状部材を、前記接続端子が形成された前記縁部が前記第１板状部材の縁部より内側に位置するように積層したときに、前記第１板状部材の前記上面のうち前記第２板状部材が積層されていない第２領域と、前記第１板状部材よりも上位に積層された第３板状部材の、積層方向において上方に位置する主面である上面とを同一平面上に位置させるための曲げ部を前記第１板状部材に形成する形成工程と、前記第３板状部材の前記上面とフレーム部材の接合面とを接合すると同時に、前記第２領域と前記フレーム部材の接合面とを接合することにより、前記第１板状部材、前記第２板状部材、前記第３板状部材および前記配線部材を覆って保護する接合工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、比較的面積の大きい主面を有する第１板状部材上に比較的面積の小さい主面を有する第２板状部材を積層し、第１板状部材の端部よりも内側配置された端部に接続端子を配置し、フレーム部材を第１板状部材および最上位に積層された第３板状部材に接合させることにより、配線部材や接続端子を覆うことにより、配線部材の劣化を防止しつつ、ヘッドの強度を保ち、ヘッドの大型化、コストアップを防ぐことができるという効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかるインクジェットヘッド１の構成を示す分解斜視図である。 図２は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線で切断したインクジェットヘッド１の断面の一部を示す図である。 図３におけるＶ−Ｖ線で切断したインクジェットヘッド１の断面の一部を示す図である。 図４は、第２の実施の形態にかかるインクジェットヘッド２の断面図である。 図５は、第３の実施の形態にかかるインクジェットヘッド３の断面図である。 図６は、第４の実施の形態にかかるインクジェットヘッド４の断面図である。 図７−１は、第４の実施の形態にかかる曲げ部形成工程を説明するための図である。 図７−２は、積層工程を説明するための図である。 図７−３は、接合工程を説明するための図である。 図８−１は、第５の実施の形態にかかる曲げ部形成工程および積層工程を説明するための図である。 図８−２は、第５の実施の形態にかかる接合工程を説明するための図である。 図９は、第６の実施の形態にかかる画像記録装置１００の斜視図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置およびインクジェットヘッド製造方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかるインクジェットヘッド１の構成を示す分解斜視図である。図２は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線で切断したインクジェットヘッド１の断面の一部を示す図である。図３は、図１におけるＶ−Ｖ線で切断したインクジェットヘッド１の断面の一部を示す図である。

図１に示すように、インクジェットヘッド１は、複数の板状部材１０〜３０と、フレーム部材４０と、配線部材５０とを備えている。板状部材１０、板状部材２０および板状部材３０は、この順に積層され、積層構造を形成している。ここで、板状部材１０は、第１板状部材として機能し、板状部材２０，３０は、第２板状部材として機能し、板状部材３０は、最上位に積層された第３板状部材として機能する。すなわち、本実施の形態におけるインクジェットヘッド１においては、第２板状部材としての板状部材３０は、第３板状部材としても機能する。なお、実施の形態においては、説明の便宜上、積層方向Ａ、すなわち、板状部材１０からフレーム部材４０に向かう方向を上方向とする。

板状部材１０は、インク滴を吐出する複数のノズル孔１７を有している。板状部材２０は、複数の個別インク供給口２５を有している。図２に示すように、板状部材２０の下側の主面２２には、複数の個別インク供給口２５それぞれに対応して複数の個別液室２６が形成されている。各個別液室２６はそれぞれ、ノズル孔１７に連通している。板状部材３０は、共通インク流路３５を有している。共通インク流路３５は、個別インク供給口２５にインクを供給する。

図１に示すように、フレーム部材４０には、図示しないインクタンクから共通インク流路３５にインクを供給するインク供給口４４が、フレーム部材４０の厚さ方向に貫通して設けられている。フレーム部材４０は、第１接合面４２および第２接合面４３において、積層された板状部材１０〜３０と直接または間接的に接合する。これにより、インクタンクからインク供給口４４、共通インク流路３５および個別インク供給口２５を経由し、ノズル孔１７に到達するインク流路が形成される。すなわち、板状部材１０〜３０には、インクの流路が形成されている。また、フレーム部材４０は、板状部材１０〜３０と接合することにより、板状部材１０〜３０および後述の配線部材を覆い、これらを保護する。

板状部材２０は、シリコンで形成されている。さらに、個別液室２６などの構造体は、板状部材２０にドライエッチングや異方性ウェットエッチングなどの工法を施すことにより加工、形成される。これにより、精度の高い加工を行うことができる。

板状部材２０には、電気機械変換素子２７と、ドライバＩＣ２８と、接続端子２９が設けられている。電気機械変換素子２７は、立体的に配線を行う事が困難な薄い圧電体や抵抗体などで構成されている。電気機械変換素子２７は、印刷、塗布、成膜、貼り付けなどの方法により形成される。ドライバＩＣ２８の駆動電圧出力は、電気機械変換素子２７と接続している。

ドライバＩＣ２８のＩ／Ｏの他、駆動電源入力などから引き出された配線は、接続端子２９に接続している。接続端子２９は、板状部材２０の所定の一辺を形成する縁部２４に平面的に配置されている。接続端子２９は、配線部材５０に接続している。配線部材５０は、たとえば、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）などである。ドライバＩＣ２８は、接続端子２９および配線部材５０を介し、図示せぬ上位制御装置と接続している。ドライバＩＣ２８は、上位制御装置から送られる印字データに従って、駆動する電気機械変換素子２７を選択する。

フレーム部材４０は、さらに配線部材５０を外部に引き出すための引出口４５を有している。配線部材５０は、縁部５１を含む一部の領域がフレーム部材４０に内包され、縁部５２は引出口４５からインクジェットヘッド１の外部に引き出されている。ここで、縁部５１は、接続端子２９に接続する側の縁部であり、縁部５２は、縁部５１に対向する縁部である。

以上の構成において、配線部材５０からドライバＩＣ２８に駆動電源が供給される。ドライバＩＣ２８は、選択した電気機械変換素子２７へ駆動電圧を印加する。これにより、選択された電気機械変換素子２７が駆動し、駆動した電気機械変換素子２７に対応する個別液室２６の圧力変化を生み出すことにより、対応するノズル孔１７からインク滴が吐出される。

図１および図３に示すように、板状部材２０の主面２１の面積は、板状部材１０の主面１１の面積に比べて小さい。より詳しくは、板状部材２０は、縁部２４に略垂直な辺を形成する縁部２３の長さが、板状部材１０の対応する縁部１３の長さに比べて短くなるように形成されている。そして、積層構造において、板状部材２０の、接続端子２９が形成された縁部２４は、板状部材１０の対応する縁部１４の内側に配置される。すなわち、配線部材５０を引き出す部分の板状部材２０の外形寸法は、板状部材１０の対応する部分の外形寸法に比べて小さい。

このように、板状部材２０は、主面２１の面積が板状部材１０の主面１１の面積に比べて小さく、縁部２３の長さが板状部材１０の縁部１３の長さに比べて短い。このため、板状部材２０は、板状部材１０の主面１１全面に積層されるのではなく、その一部である第１領域１５のみに積層される。すなわち、板状部材１０には、板状部材２０が積層された状態において、接続端子２９が形成された縁部２４の外側に、上部に板状部材が積層されていない領域である第２領域１６が存在する。ここで、板状部材１０の第１領域１５は、ノズル孔１７が形成されている領域であり、第２領域１６は、ノズル孔１７が形成されていない領域である。

板状部材３０についても、板状部材２０と同様である。すなわち、板状部材３０の主面３１の面積が板状部材１０の主面１１に比べて小さく、板状部材１０の縁部１３に略平行な縁部３３の長さが縁部１３の長さに比べて短くなるように形成されている。そして、積層構造において、板状部材３０の縁部３４は、板状部材１０の対応する縁部１４の内側に配置される。ここで、縁部３４は、縁部３３に略垂直な辺を形成している。なお、本実施の形態にかかる板状部材３０においては、縁部３３の長さが板状部材２０の縁部２３よりもさらに短くなるように形成されている。

フレーム部材４０の下側には、第１接合面４２と第２接合面４３が形成されている。第１接合面４２および第２接合面４３は、いずれも平面状に形成されている。このように、第１接合面４２および第２接合面４３を平面状にすることにより、第１接合面４２と第２接合面４３の面出しを容易にすることができる。第１接合面４２と第２接合面４３は同一平面上に形成されておらず、フレーム部材４０上側の主面４１から第１接合面４２までの積層方向Ａにおける長さ、すなわち第１接合面４２の高さは、主面４１から第２接合面４３までの積層方向Ａにおける長さ、すなわち第２接合面４３の高さに比べて短い。ここで、第１接合面４２と第２接合面４３の高さの差は、板状部材１０の主面１１と、最上位層を形成する板状部材３０の上方の主面３１の積層方向Ａにおける高さの差に等しい。

以上の構成により、フレーム部材４０の第２接合面４３を板状部材１０の第２領域１６と接合させるとともに、フレーム部材４０の第１接合面４２を、積層構造における最上位層である板状部材３０の上方の主面３２と接合させることができる。

このように、フレーム部材４０が配線部材５０の少なくとも一部を内包するので、配線部材５０や配線部材５０の電気的接合部へのインクミストの付着を防ぐことができる。さらに、複数の板状部材１０〜３０の積層構造の一部において、板状部材１０上に積層されている板状部材２０、３０の主面２１、３２の面積が少なくともフレーム部材４０の第２接合面４３の面積分だけ小さくなるように板状部材２０、３０を形成し、接続端子２９が形成された縁部２４および縁部３４が縁部１４よりも内側に位置するように板状部材２０、３０を積層し、これにより生じたスペースにフレーム部材４０を配置することとしたので、板状部材１０の縁部１４の外側にフレーム部材４０を配置する場合に比べて、インクジェットヘッド１の小型化を図ることができ、コストアップを防ぐことができる。

さらに、フレーム部材４０は、第２接合面４３において板状部材１０と接合するとともに、第１接合面４２において、最上位層の板状部材３０とも接合する。すなわち、フレーム部材４０は、複数層が積層されている領域とも接合することができる。したがって、フレーム部材４０により板状部材１０〜３０の積層構造を強固に支えることができ、インクジェットヘッド１の強度および剛性を十分確保することができる。すなわち、信頼性の高いインクジェットヘッド１を提供することができる。

また、フレーム部材４０の第１接合面４２は、その面積および形状が第２板状部材２０の主面２１の面積および形状とほぼ同一に形成されており、第１接合面４２は、板状部材３０の主面３２だけでなく、接続端子２９の上部を覆っている。そして、配線部材５０の上部と第１接合面４２の間の隙間は接着剤４６により封止される。このように、接続端子２９の上部をフレーム部材４０で覆うことにより、接続端子２９と配線部材５０の接合部を補強することができる。

また、板状部材２０は、シリコンで形成される。シリコンで形成された板状部材は、予め規定されたサイズのシリコンウエハから切り出されるので、板状部材２０の面積を板状部材１０に比べて小さくすることにより、シリコンウエハ１枚からの板状部材２０の取数を増加させることができる。したがって、大幅な低コスト化を図ることができる。

第１板状部材および第２板状部材の数は、実施の形態に限定されるものではない。たとえば、第１の変更例としては、インクジェットヘッド１は、積層された２以上の第１板状部材を備えてもよい。また、インクジェットヘッド１は、積層された３以上の第２板状部材を備えてもよい。この場合には、複数の第２板状部材のうち最上位に積層された第２板状部材は、積層構造における最上位に積層された第３板状部材としても機能する。また、インクジェットヘッド１は、１つの第２板状部材を備えることとしてもよい。この場合には、当該第２板状部材は積層構造における最上位に積層された第３板状部材としても機能する。

第１の実施の形態にかかる板状部材２０は、接続端子２９が形成されている縁部２４としての辺全体が、対応する板状部材１０の縁部１４の内側に位置するように形成されていたが、縁部２４のうち接続端子２９が形成されている部分のみが板状部材１０の縁部１４よりも内側に配置されていればよく、縁部２４の形状、外形寸法は実施の形態に限定されるものではない。例えば、第２の変更例として、縁部２４に凹部を形成し、この凹部に接続端子２９を形成してもよい。この場合、縁部２４のうち凹部のみが板状部材１０の縁部１４の内側に配置され、縁部２４の他の部分は縁部１４上に配置される。

さらに、第３の変更例としては、板状部材１０〜３０の形状は、略長方形状に限定されるものではなく、台形状や円形状など他の形状であってもよい。板状部材２０の縁部のうち接続端子２９が形成された縁部が、板状部材１０の縁部の内側に配置されていればよく、板状部材１０〜３０の形状は、実施の形態に限定されるものではない。

このように、板状部材２０の外形寸法を配線部材５０を引き出す部分において小さくし、この寸法差が生じた領域でフレーム部材４０と面積の大きい板状部材１０とを接合すればよく、これによりインクジェットヘッド１の小型化を実現しつつ、強度および剛性を確保することができる。

配線部材を板状部材に対して平面的に配された接続端子に接続することが好ましいが、これにかえて、第３の変更例として、板状部材に対して立体的に配された接続端子に接続することとしてもよい。また、ドライバＩＣ２８と電気機械変換素子２７の接続は、ワイヤボンディングによる立体配線であってもよく、また他の例としては、特開２００９−０５６６６２号公報に開示された構成のように、ドライバＩＣが板状部材に実装されておらず、配線部材から直接電気機械変換素子に配線されている構成であってもよい。

（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態にかかるインクジェットヘッド２の断面図である。図４は、図１に示すＶ−Ｖ線に相当する線で切断したインクジェットヘッド２の断面の一部を示している。第２の実施の形態にかかるインクジェットヘッド２は、板状部材１０〜３０に加えて、板状部材６０をさらに備えている。板状部材６０は、第１板状部材として機能する。すなわち、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド２は、２層の第１板状部材と、２層の第２板状部材を備えている。

板状部材６０は、板状部材１０の主面１１上に積層されている。板状部材２０は、板状部材６０の主面６１上に積層されている。板状部材６０の主面６１の面積および形状は、板状部材１０の主面１１の面積および形状と同一である。

第２の実施の形態にかかるインクジェットヘッド２によれば、インク流路形状が複雑な場合など、第１板状部材としての面積の大きな板状部材が板状部材１０のみでは不足する場合であっても、第１板状部材としての板状部材６０を追加することにより、板状部材１０の第２領域１６上に板状部材６０が積層され、強度が増加するので、より信頼性の高いインクジェットヘッド２を提供することができる。

なお、第２の実施の形態にかかるインクジェットヘッド２のこれ以外の構成は、第１の実施の形態にかかるインクジェットヘッド１の構成と同様である。

（第３の実施の形態）
図５は、第３の実施の形態にかかるインクジェットヘッド３の断面図である。図５は、図１に示すＶ−Ｖ線に相当する線で切断したインクジェットヘッド３の断面の一部を示している。第３の実施の形態にかかるインクジェットヘッド３の板状部材１０は、その主面１１の面積が、第２の実施の形態にかかるインクジェットヘッド２の板状部材１０の主面１１の面積に比べて、少なくとも第２領域１６分だけ小さく、縁部１４が板状部材６０の縁部６４よりも内側に位置するように積層されている。

フレーム部材４０内部へのインクの侵入を防ぐ観点からは、ノズル孔１７が形成されている領域の強度が必要とされるが、これ以外の領域の強度はあまり必要とされない。そこで、図５に示すように、第３の実施の形態においては、板状部材１０の縁部１４が板状部材６０の縁部６４よりも内側に位置するように、板状部材１０の主面１１の縁部１３の長さを図４に示す第２の実施の形態にかかる縁部１３よりも短くし、主面１１の面積を小さくした。これにより、第２の実施の形態にかかるインクジェットヘッド２に比べて、コストを低減することができる。

なお、第３の実施の形態にかかるインクジェットヘッド３のこれ以外の構成は、第２の実施の形態にかかるインクジェットヘッド２の構成と同様である。

第３の実施の形態にかかる板状部材１０は、その主面１１の面積が板状部材２０の主面２１の面積よりも小さく、その縁部１４が板状部材２０の縁部２４よりも内側に位置するように積層されているが、板状部材１０と板状部材２０のサイズの関係はこれに限定されるものではない。すなわち、板状部材１０は、ノズル孔１７が形成された領域が確保され、かつ板状部材６０よりも小さく形成されればよい。第１の変更例としては、例えば、板状部材１０は、板状部材２０よりも大きく、その縁部１４が板状部材２０の縁部２４よりも外側に位置してもよい。

（第４の実施の形態）
図６は、第４の実施の形態にかかるインクジェットヘッド４の断面図である。図６は、図１に示すＶ−Ｖ線に相当する線で切断したインクジェットヘッド４の断面の一部を示している。

第４の実施の形態にかかるインクジェットヘッド４のフレーム部材４０においては、第１接合面４２と第２接合面４３は、同一平面上に位置するように形成されている。さらに、板状部材１０は、第２領域１５に曲げ部６０を備えている。この曲げ部６０により、板状部材１０に段差が生じ、板状部材１０の主面１１のうち第２接合面４３と接合する接合領域１８と、第１接合面４２と接合する板状部材３０の主面３１が同一平面上に位置する。以上の構成により、フレーム部材４０と板状部材１０〜３０とは、同一平面上で接合される。

図７−１から図７−３は、インクジェットヘッド４の製造方法を説明するための図である。図７−１から図７−３は、図１に示すＶ−Ｖ線に相当する線で切断したインクジェットヘッド４の断面の一部を示している。

まず、図７−１に示す曲げ部形成工程においては、板状部材１０に曲げ部６０を形成する。このとき、板状部材１０上に板状部材２０、３０を積層したときに、板状部材１０の接合領域１８と、板状部材３０の主面３１が同一平面上に位置するように曲げ部６０を形成する。

曲げ部６０は、プレス加工により形成する。これにより、安価に曲げ部６０を形成することができる。また、他の例としては、上述のように、板状部材１０の主面１１のうち第２接合面４３と接合する接合領域１８と、第１接合面４２と接合する板状部材３０の主面３１が同一平面上に位置するような曲げ部の原型を付けた電極を用いたニッケル電気鋳造により、曲げ部６０を形成してもよい。このように、電気鋳造により形成することにより、安価かつ高精度に曲げ部６０を形成することができる。

次に、図７−２に示す積層工程において、曲げ部６０が形成された板状部材１０の主面１１のうち第１領域１５上に板状部材２０、３０を積層する。次に、図７−３に示す接合工程において、同一平面上に形成された第１接合面４２および第２接合面４３を備えるフレーム部材４０をそれぞれ板状部材３０の主面３１および板状部材１０の主面１１の第２領域１６と接合させる。

このように、フレーム部材４０の第１接合面４２と第２接合面４３を同一平面上に形成し、フレーム部材４０と板状部材１０〜３０を同一平面上において接合させることにより、フレーム部材４０の接合面を一括してラッピングすることができ、ラッピングを容易化することができる。また、フレーム部材４０の面出しを容易にすることができる。

なお、第４の実施の形態にかかるインクジェット４のこれ以外の構成は、他の実施の形態にかかるインクジェットの構成と同様である。

なお、図４に示す第２の実施の形態にかかるインクジェット２のように積層された２以上の第１板状部材を備える場合には、第１板状部材のうちフレーム部材と接合する板状部材の上方の主面と、最上位層の板状部材の上方の主面とが同一平面上に位置するように、２以上の第１板状部材それぞれに曲げ部を形成すればよい。

（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態にかかるインクジェットヘッド４について説明する。第５の実施の形態にかかるインクジェットヘッド４は、第４の実施の形態にかかるインクジェットヘッド４と製造方法が異なっている。なお、第５の実施の形態にかかるインクジェットヘッド４の構造は、第４の実施の形態にかかるインクジェットヘッド４の構造と同様である。

図８−１および図８−２は、第５の実施の形態にかかるインクジェットヘッド４の製造方法を説明するための図である。図８−１および図８−２は、図１に示すＶ−Ｖ線に相当する線で切断したインクジェットヘッド４の断面の一部を示している。

まず、図８−１に示す曲げ部形成工程において、板状部材１０に曲げ部６１を形成する。このとき、板状部材１０上に板状部材２０、３０を積層したときに、板状部材１０の第２領域１８が、板状部材３０の上方の主面３１よりも上方に位置するように曲げ部６１を形成する。このように曲げ部６０を形成することにより、第２領域１８は、上下方向に弾性を有する。

次に、図８−２に示す接合工程において、板状部材１０〜３０にフレーム部材４０を接合するときに、フレーム部材４０の第２接合面４３により接合領域１８を押下することにより、第２領域１８の弾性を吸収しながら第２接合面４３と接合領域１８とを接合する。

これにより、板状部材１０の曲げ部６０の加工精度が低い場合や、フレーム部材４０の第１接合面４２と第２接合面４３の加工精度が低い場合であっても、フレーム部材４０と板状部材１０〜３０とを確実に接合することができる。また、これにより、低コスト化を図ることができる。

（第６の実施の形態）
図９は、第６の実施の形態にかかる画像記録装置１００の斜視図である。第１〜第５の実施の形態にかかるインクジェットヘッドは、インクジェット記録装置としての画像形成装置に適用することができる。以下、第１〜第５の実施の形態にかかるインクジェットヘッドを搭載した画像形成装置１００について説明する。

画像形成装置１００の内部には、キャリッジ１０１が設けられており、支柱１０２に沿って左右に移動可能に構成されている。キャリッジ１０１はベルト１０３に繋がり、ベルト１０３はモータ１０４に繋がっている。モータ１０４が回転することによりベルト１０３が左右に動き、同時にキャリッジ１０１を左右に移動させる。キャリッジ１０１にはインクジェットヘッド１０５が具備されている。インクジェットヘッド１０５は、上述のように、第１〜第５の実施の形態において説明したインクジェットヘッドであり、図示せぬノズルが多数、複数列に渡って形成されている。インクジェットヘッド１０５はキャリッジ１０１の移動と共に左右に移動する。このように、第１〜第５の実施の形態において説明したインクジェットヘッドを備えることにより、画像形成装置１００の小型化および低コスト化を図ることができる。

さらに、画像形成装置１００は、メディア１０６を支えるプラテン１０７と紙送りローラ１１２が設けられている。プラテン１０７でメディア１０６を支えながら、モータ１０９により紙送りローラ１１２を動かすことでメディア１０６を前に搬送する。

図示しない制御装置から送られて来る画像データに従い、キャリッジ１０１を左に移動させながら、インクジェットヘッド１０５からメディア１０６に液滴を吐出させ、メディア１０６を前方に所望の距離だけ移動させた後、続いてキャリッジ１０１を右に移動させながらインクジェットヘッド１０５からメディア１０６に液滴を吐出させる。以上の動作を繰り返すことによりメディア１０６上一面に所望の画像を得ることができる。

キャリッジ１０１は、印写を行わない際にはメンテナンス装置１１０の上で待機しており、ここでは、インクジェットヘッド１０５からインクを吸引し、吐出しなくなったノズルを回復させたり、インクジェットヘッド１０５をキャップしてノズルを封止し、インクが乾燥してノズルから吐出しなくなるのを防いだりすることが可能となっている。

以上のように、本実施の形態の画像形成装置１００は、第１〜第５の実施の形態にかかるインクジェットヘッドを搭載しているので、装置の低コスト化を図ることができる。また、信頼性の高い画像形成装置１００を提供することができる。

１〜４ インクジェットヘッド
１０、２０、３０ 板状部材
１７ ノズル孔
２５ 個別インク供給口
２６ 個別液室
２７ 電気機械変換素子
２８ ドライバＩＣ
２９ 接続端子
３５ 共通インク流路
４０ フレーム部材
５０ 配線部材
６０ 曲げ部

特開２００５−２５４６１６号公報 特開２００６−２５６０２９号公報 特開２０１０−０９４８８０号公報

Claims (10)

1. 複数のノズル孔からインク滴を吐出するインクジェットヘッドであって、
   インクの流路が形成された第１板状部材と、
   前記流路が形成され、前記第１板状部材の主面の面積に比べて面積の小さい主面を有し、前記第１板状部材の主面の一部である第１領域に積層された第２板状部材と、
   前記複数のノズル孔それぞれに連通する複数の液室各々に対応して設けられ、前記ノズル孔からインク滴を吐出させる電気機械変換素子と、
   前記電気機械変換素子の駆動電源を供給する配線部材と、
   前記第２板状部材の縁部のうち、前記第１板状部材の縁部より内側に位置する縁部に形成され、前記配線部材と電気的に接続する接続端子と、
   前記第１板状部材よりも上位に積層された第３板状部材の、積層方向において上方に位置する主面である上面に接合する第１接合面と、前記第１板状部材の前記主面のうち前記第２板状部材が積層されていない第２領域に接合する第２接合面とを有し、前記第１板状部材、前記第２板状部材、前記第３板状部材および前記配線部材を覆って保護するフレーム部材と
   を備えたことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記第２板状部材は、前記第３板状部材であって、
   前記フレーム部材の前記第１接合面は、前記第３板状部材としての前記第２板状部材の前記上面に接続する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。
3. 前記フレーム部材の前記第１接合面および前記第２接合面は、同一平面上に位置するように形成され、
   前記第１板状部材は、前記第１領域と前記第３板状部材の前記上面とを同一平面上に位置させるための曲げ部を有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記第２板状部材は、シリコン基板であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記第１接合面および前記第２接合面は平面状に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。
7. インク滴を吐出する複数のノズル孔が形成された板状部材を含む複数の板状部材であって、積層された複数の板状部材を備え、複数の前記ノズル孔それぞれに連通する複数の液室と、前記液室各々に対応して設けられ、前記ノズル孔からインク滴を吐出させる電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の駆動電源を供給する配線部材とを備えたインクジェットヘッドを製造するインクジェットヘッド製造方法であって、
   インクの流路が形成された第１板状部材の積層方向において上方に位置する主面である上面の一部である第１領域に、縁部に前記配線部材と電気的に接続する接続端子が形成された第２板状部材であって、前記第１板状部材の主面の面積に比べて面積の小さい主面を有する前記第２板状部材を、前記接続端子が形成された前記縁部が前記第１板状部材の縁部より内側に位置するように積層したときに、前記第１板状部材の前記上面のうち前記第２板状部材が積層されていない第２領域と、前記第１板状部材よりも上位に積層された第３板状部材の、積層方向において上方に位置する主面である上面とを同一平面上に位置させるための曲げ部を前記第１板状部材に形成する形成工程と、
   前記第３板状部材の前記上面とフレーム部材の接合面とを接合すると同時に、前記第２領域と前記フレーム部材の接合面とを接合することにより、前記第１板状部材、前記第２板状部材、前記第３板状部材および前記配線部材を覆って保護する接合工程と
   を有することを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
8. 前記形成工程において、前記第２領域の少なくとも一部が前記第３板状部材の前記上面よりも積層方向において上方に位置するように前記曲げ部を形成し、
   前記接合工程において、前記第１板状部材の前記第２領域を前記フレーム部材で押圧することにより、前記第２領域と前記第３板状部材の前記上面とが同一平面上に位置するように前記曲げ部を加工すると同時に、前記第３板状部材の前記上面と前記フレーム部材の前記接合面とを接合し、前記第１板状部材の前記第２領域と前記フレーム部材の前記接合面とを接合す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製造方法。
9. 前記曲げ部は、曲げ加工により形成され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製造方法。
10. 前記曲げ部は、当該曲げ部に対応する原型を付けた電極を用いた電気鋳造により形成され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製造方法。

Images