JP2008000991A - 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドの製造方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッドを小型化、高密度化するとともに部品点数を削減し、コストダウンを可能とする。
【解決手段】液体を吐出するノズル、前記ノズルに連通し前記液体が充填される圧力室、及び前記圧力室内の液体を加圧する圧電素子を含む液体吐出部１００と、前記液体吐出部の前記ノズル側とは反対側に配置され、前記圧力室に供給するための液体が貯留される共通液室に相当する孔部が貫通形成される枠基板１０２と、前記枠基板の前記液体吐出部側とは反対側に配置される蓋板と、前記枠基板の側壁に前記液体吐出部側及び前記蓋板側に露出するように貫通形成される貫通電極１３２と、を備え、前記圧電素子に対する駆動信号が前記貫通電極を介して供給される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドの製造方法、及び画像形成装置に係り、特に、液体吐出ヘッドに設けられる電気配線の配設技術に関する。

画像形成装置として、多数のノズルが形成されたインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）を備え、このインクジェットヘッドと記録媒体とを相対的に移動させながら、ノズルから記録媒体に向けてインク（液体）を吐出することにより記録媒体上に画像を記録するインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）が従来より知られている。

インクジェットヘッドは、例えば、インクタンクから供給されるインクが貯留される共通液室と、この共通液室から供給されるインクが充填される圧力室と、圧力室の一壁面を構成する振動板を変形させる圧電素子と、圧力室に連通するノズルとから主に構成され、圧電素子に所定の駆動信号を供給することにより、圧力室内のインクを加圧し、ノズルからインクを液滴として吐出する。

このようなインクジェットヘッドにおいて、部品点数、製造コスト、小型化の観点から、圧電素子に対して駆動信号を伝達するための電気配線や駆動ＩＣの設置方法などの各種方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、圧電素子を覆う接合基板上に駆動回路であるＩＣを設置固定し、ＩＣ間及びＩＣと電極とをワイヤーボンドで接続することにより、ＩＣの実装面積を小さくし、ヘッドを小型化することができると記載されている。

また、特許文献２には、共通液室の壁面の一部をフレキシブル基板等により形成することにより、インクジェットプリンタのヘッド全体を小型化することができると記載されている。
特開２００３−１８２０７６号公報 特開２００５−２５４６１６号公報

しかしながら、特許文献１記載の構成では、ＩＣ間並びにＩＣと電極間をワイヤーボンドにより接続しているため、プリンタ等の駆動部を有する機器においては振動や衝撃により断線する可能性があり信頼性に乏しく、また、構造上ワイヤーボンドを打つ電極が凹形状の底面に存在しているため、ワイヤーボンドを打つ際の作業性や作業効率の観点からも問題がある。更に、構造上共通液室が圧力室の側面に設けられており、高密度化のためにノズルをマトリックス状に配列するとノズルと共通液室とを交互に並べることとなり、ヘッドが大型化するといった欠点を有している。

また、特許文献２記載の構成では、特許文献１記載の構成と同様に、構成上、凹形状の底面へワイヤーボンドを打つ必要があり信頼性に乏しく、信頼性や作業効率にも問題がある。また、電気配線基板として高密度配線が形成されたフレキシブル基板で、外部に引き出されており、ヘッドの設置スペースとしては、この分大型化してしまうといった欠点を有している。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、液体吐出ヘッドを小型化、高密度化するとともに部品点数を削減し、コストダウンを可能とした液体吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することを目的とする。

また、電気的な接続工程を減らしつつ、電気的接続の信頼性を向上させる液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体を吐出するノズル、前記ノズルに連通し前記液体が充填される圧力室、及び前記圧力室内の液体を加圧する圧電素子を含む液体吐出部と、前記液体吐出部の前記ノズル側とは反対側に配置され、前記圧力室に供給するための液体が貯留される共通液室に相当する孔部が貫通形成される枠基板と、前記枠基板の前記液体吐出部側とは反対側に配置される蓋板と、前記枠基板の側壁に前記液体吐出部側及び前記蓋板側に露出するように貫通形成される貫通電極と、を備え、前記圧電素子に対する駆動信号が前記貫通電極を介して供給されることを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。

本発明によれば、圧電素子の駆動電極（個別電極）を枠基板の側壁に形成される貫通電極を介して蓋板側に引き出すことにより、ヘッドを大型化することなく、電気配線やＩＣなどの実装面積を十分に確保することができ、液体吐出ヘッドの高密度化や小型化が可能となる。また、このような貫通電極を共通液室の側壁を構成する枠基板と一体的に形成することにより、部品点数を削減でき、コストダウンが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液体吐出ヘッドであって、前記枠基板は、前記孔部が貫通形成される枠体の側面に前記貫通電極に相当する溝部が形成される壁部材を接合して構成されることを特徴とする。

請求項２の態様によれば、高アスペクトの貫通電極を構成することができ、高密度ヘッドに適した構成となる。また、これに伴い、共通液室を大容量化することができ、高粘度液体の安定吐出や流体クロストークの防止が可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドであって、前記蓋板には、駆動信号の供給先となる圧電素子を選択する機能を備える選択回路が実装されていることを特徴とする。

請求項３の態様によれば、駆動信号を生成する駆動回路と低密度配線を介した外部接続が可能となる。従って、液体吐出ヘッドの小型化やコストダウンを実現することができる。また、共通液室の隔壁を構成する蓋板に選択回路を実装したことにより、選択回路で生じた熱を共通液室内の液体に効率良く放熱できるとともに、この放熱された熱によって共通液室内の液体粘度のばらつきを小さくし、安定吐出が可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドであって、前記蓋板には、前記共通液室側に開口する溝部が形成されていることを特徴とする。

請求項４の態様によれば、蓋板の溝部に相当する位置の薄肉部が共通液室内に伝播する圧力波を緩和するダンパとして機能し、液体吐出に伴う流体クロストークを防止することができる。

また、前記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、液体を吐出するノズル、前記ノズルに連通し前記液体が充填される圧力室、及び前記圧力室内の液体を加圧する圧電素子を含む液体吐出部と、前記液体吐出部の前記ノズル側とは反対側に配置され、前記圧力室に供給するための液体が貯留される共通液室に相当する孔部が貫通形成される枠基板と、前記枠基板の前記液体吐出部側とは反対側に配置される蓋板と、前記枠基板の側壁に前記液体吐出部側及び前記蓋板側に露出するように貫通形成される貫通電極と、を備え、前記圧電素子に対する駆動信号が前記貫通電極を介して供給される液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記液体吐出部、前記枠基板、及び前記蓋板をそれぞれ製作し、これらを積層して接合する接合工程と、前記接合工程後、前記液体吐出部の電気配線と前記蓋板の電気配線とを前記貫通電極を介して電気的に一括して接続する電気接続工程と、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。

請求項５に記載の発明によれば、接合工程と電気接続工程を完全に分離することにより、各工程の信頼性が向上する。特に、電気接続工程において、液体吐出部の電気配線と前記蓋板の電気配線とをスルーホールを介して電気的に一括して接続することにより、工程数を減らすことができ、且つ、電気的接続の信頼性を向上させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記電気接続工程は、前記貫通電極に相当するスルーホールに対して導電性ペーストを真空印刷で充填することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記電気接続工程は、前記貫通電極に相当するスルーホールに対して電解めっきを行うことを特徴とする。

電気接続工程として、請求項６、７の態様があり、いずれにおいても電気的接続の信頼性を確実に確保することが少ない工程で可能である。

請求項８に記載の発明は、請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記孔部が貫通形成される枠体の側面に前記貫通電極に相当する溝部が形成される壁部材を接合することによって前記枠基板を製作することを特徴とする。

請求項８の態様によれば、高アスペクトなスルーホールの形成が可能である。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記枠体及び壁部材の少なくとも一方を型成形で製作することを特徴とする。

請求項９の態様によれば、枠基板の構成部材（枠体、壁部材）を安価に大量生産が可能である。

請求項１０に記載の発明は、請求項８又は請求項９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記壁部材をインプリントにより製作することを特徴とする。

請求項１０の態様によれば、壁部材を安価に大量生産が可能である。また、高密度、微細、多数の溝部を有する壁部材の製作が可能である。

また、前記目的を達成するために、請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明によれば、圧電素子の駆動電極（個別電極）を枠基板の側壁に形成される貫通電極を介して蓋板側に引き出すことにより、ヘッドを大型化することなく、電気配線やＩＣなどの実装面積を十分に確保することができ、液体吐出ヘッドの高密度化や小型化が可能となる。また、このような貫通電極を共通液室の側壁を構成する枠基板と一体的に形成することにより、部品点数を削減でき、コストダウンが可能となる。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。図１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド（液体吐出ヘッド）１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送するベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排出する排紙部２６とを備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、ベルト搬送部２２へと送られる。ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト搬送部２２は、特に限定されるものではなく、ベルト面に設けられた吸引孔より空気を吸引して負圧により記録紙１６をベルト３３に吸着させて搬送する真空吸着搬送でもよいし、静電吸着による方法でもよい。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、上に述べた真空吸着搬送の場合には、ベルト面には図示を省略した多数の吸引孔が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

図２は、インクジェット記録装置１０の印字部１２周辺を示す要部平面図である。

図２に示すように、印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。

各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられた構成からなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお、ここで主走査方向及び副走査方向とは、次に言うような意味で用いている。すなわち、記録紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時、（１）全ノズルを同時に駆動するか、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動するか、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動するか、等のいずれかのノズルの駆動が行われ、用紙の幅方向（記録紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字をするようなノズルの駆動を主走査と定義する。そして、この主走査によって記録される１ライン（帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向という。

一方、上述したフルラインヘッドと記録紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。そして、副走査を行う方向を副走査方向という。結局、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

また本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が２次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（図示省略）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

なお、インク毎に設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下では、これらを代表して符号５０で印字ヘッドを示すものとする。

図３は、インクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。尚、印字ヘッド５０の構成については後で詳説するが、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａにはインク滴を吐出するための多数のノズル１５１が形成され、その内部には各ノズル１５１に連通する圧力室１５２が形成され、更に、圧力室１５２の一壁面を構成する振動板１５６上の各圧力室１５２に対応する位置には圧電素子１５８が設けられており、圧電素子１５８の変位によって圧力室１５２内のインクが加圧され、その圧力室１５２に連通するノズル５１からインク滴が吐出される構成となっている（図６参照）。

図３に示すように、インクタンク６０は印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、補充口（図示省略）からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を替える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。なお、図３のインクタンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

図３に示したように、インクタンク６０と印字ヘッド５０を繋ぐ管路の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは印字ヘッド５０のノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

なお、図３には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッド５０の内圧変動を防止するダンパ効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズル１５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。

これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、図示を省略した移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動されるようになっている。

キャップ６４は、図示しない昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。昇降機構は、電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａのノズル領域をキャップ６４で覆うようになっている。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示を省略したブレード移動機構により印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル面５０Ａ）に摺動可能である。ノズル面５０Ａにインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル面５０Ａに摺動させることでノズル面５０Ａを拭き取り、ノズル面５０Ａを清浄化するようになっている。

印字中又は待機中において、特定のノズル１５１の使用頻度が低くなり、そのノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、粘度が上昇して劣化したインクを排出すべく、キャップ６４に向かって予備吐出が行われる。

また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室１５２内のインク）に気泡が混入した場合、印字ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室１５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われ、粘度が上昇して固化した劣化インクが吸い出され除去される。

すなわち、印字ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ（圧電素子１５８）が動作してもノズルからインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（圧電素子１５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かって圧電素子１５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル面５０Ａの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル１５１や圧力室１５２内に気泡が混入したり、ノズル１５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズル１５１や圧力室１５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル１５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、圧電素子１５８を動作させてもノズル１５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに、キャップ６４を当てて圧力室１５２内の気泡が混入したインク又は増粘インクをポンプ６７で吸引する動作が行われる。

ただし、上記の吸引動作は、圧力室１５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。なお、図３で説明したキャップ６４は、吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能し得る。

また、好ましくは、キャップ６４の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成とする。

図４は、インクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなどの磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従ってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ（駆動回路）８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図４において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０の圧電素子１５８を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサ（図示省略）を含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供するものである。

プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいて印字ヘッド５０に対する各種補正を行うようになっている。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの一実施形態としての印字ヘッド５０の構成について説明する。

図５は、印字ヘッド５０のノズル面を示した平面図である。同図に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、複数の短尺のヘッドユニット５２（５２Ａ〜５２Ｆ）を主走査方向に沿って千鳥状に配列して長尺化したフルラインヘッドとして構成されている。各ヘッドユニット５２には、インク滴を吐出するための多数のノズル１５１が形成されている。各ノズル１５１は主走査方向及び主走査方向に直交しない斜めの方向に沿って２次元状（マトリクス状）に配列されており、これらのノズル１５１を主走査方向に沿って投影した投影ノズル列は均等且つ高密度なノズルピッチとなっている。

以下では、このようなヘッドユニット５２の基本的な概略構成について説明し、次いで、その詳細構成について説明する。

図６、７は、それぞれヘッドユニット５２の基本的な概略構成を示した図である。図６は分解斜視図、図７は断面図である。これらの図に示すように、ヘッドユニット５２は、ノズル１５１、圧力室１５２、及び圧電素子１５８などを備える液体吐出部１００、共通液室１５５に相当する孔部１０２ａが貫通形成される枠基板１０２、及びスイッチＩＣ（ＳＷＩＣ）に相当する選択回路１６０が実装される選択回路基板１０４（本発明の蓋板に相当）を積層した構成となっている。インクを貯留するための共通液室１５５は、これらの部材（液体吐出部１００、枠基板１０２、及び選択回路基板１０４）で囲まれる空間として構成される。即ち、共通液室１５５の下壁、側壁、上壁は、それぞれ液体吐出部１００、枠基板１０２、選択回路基板１０４で構成されている。

液体吐出部１００には、多数のノズル１５１及びそれに対応する圧力室１５２が形成されている。各圧力室１５２はそれぞれ対応するノズル１５１に連通しており、圧力室１５２の内部にはノズル１５１から吐出するためのインクが充填される。

また、液体吐出部１００には、各圧力室１５２に対応する供給流路１５３が形成されており、各供給流路１５３の一端はそれぞれ対応する圧力室１５２に開口し、他端は液体吐出部１００の上面に開口している。つまり、各圧力室１５２は対応する供給流路１５３を介して共通液室１５５と連通しており、共通液室１５５内のインクが各圧力室１５２に分配供給される構成となっている。

各圧力室１５２の一壁面（図７の上壁面）は振動板１０８で構成されており、振動板１０８上の各圧力室１５２に対応する位置、即ち、振動板１０８を挟んで各圧力室１５２に対向する位置には、それぞれ圧電素子１５８が設けられている。これらの圧電素子１５８の上面には、それぞれ個別電極１５７が形成されている。尚、本実施形態においては、振動板１０８が各圧電素子１５８に対する共通電極を兼ねている。

圧電素子１５８の保護部材として振動板１０８上に配置されるスペーサ部材１１０及び天板１１２には、各圧電素子１５８に対応する貫通電極１２０が形成されている。各貫通電極１２０の下端はそれぞれ対応する圧電素子１５８の個別電極１５７と電気的に接続されており、これらの上端は天板１１２の表面側（枠基板１０２側）に露出している。天板１１２の表面には、各貫通電極１２０の露出部から枠基板１０２の側壁１０２ｂが接合される端部側に向かって延びる電気配線１３０がそれぞれ形成されている。尚、共通液室１５５内のインクに対して貫通電極１２０の露出部や電気配線１３０が接液するのを防止するため、共通液室１５５の内壁面を構成する液体吐出部１００の表面（天板１１２の表面）には、絶縁保護膜１２２（例えば、樹脂膜等）が貫通電極１２０の露出部や電気配線１３０を覆うようにして形成されている。

枠基板１０２には、共通液室１５５に相当する孔部１０２ａが貫通形成されるとともに、その側壁１０２ｂには、複数のスルーホール１３２が貫通形成されている。各スルーホール１３２は側壁１０２ｂの上下の端面を貫通するように形成され、それらの内部（又は内壁面）は導電化されている（以下、導電化されたスルーホール１３２を「貫通電極１３２」ともいう）。各貫通電極１３２は、天板１１２側の露出部において天板１１２の表面に沿って形成される各電気配線１３０とそれぞれ電気的に接続されている。

選択回路基板１０４には、複数の接続孔１３４が貫通形成されている。接続孔１３４はザグリ状に形成され、それらの内部（又は内壁面）は導電化されている（以下、導電化された接続孔１３４を「接続電極１３４」ともいう）。各接続電極１３４は、枠基板１０２側の露出部において枠基板１０２の側壁１０２ｂに形成される各貫通電極１３２とそれぞれ電気的に接続されている。

図８の（ａ）は接続電極１３４の拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）中８ｂ−８ｂ線に沿う断面図である。同図に示すように、選択回路基板１０４の内部には、各接続電極（導電化された接続孔）１３４のランド部（段差部）１３４ａにその一端が電気的に接続される電気配線１３６が各々形成されている。各電気配線１３６の他端は、図６に示すように、選択回路１６０の出力側にそれぞれ電気的に接続されている。

選択回路１６０は、図７に示すように、選択回路基板１０４の枠基板１０２側（共通液室１５５側）とは反対側に開口する溝部１０４ａの底面に配置される。同図では、２つの選択回路１６０、１６０が異なる溝部１０４ａ内に各々配置された例を示している。本実施形態において、選択回路１６０は、スイッチＩＣ（ＳＷＩＣ）であり、駆動回路８４で生成される駆動信号の供給先となる圧電素子１５８を選択する機能を備えている。

この選択回路１６０の入力側には、外部配線接続用のコネクタ（不図示）が選択回路基板１０４上の任意の位置に設けられており、このコネクタに接続されるフレキシブルケーブルなどの外部配線を介して、駆動回路８４（図４参照）で生成される駆動信号が選択回路１６０に入力される。

また、選択回路基板１０４には、共通液室１５５側に開口する溝部１０４ｂが略中央部（２つの溝部１０４ａ、１０４ａの間）に形成されており、その溝部１０４ｂに対応する位置の薄肉部１０４ｃは、共通液室１５５内の圧力変動を緩和するダンパとして機能する。これにより、インク吐出に伴う流体クロストークの影響を抑えることができる。

更に、選択回路基板１０４にはインク供給口１１４が形成されている。これにより、インク供給口１１４に接続される管路（不図示）を介して、インクタンク６０（図３参照）から共通液室１５５に対してインクを供給することができる。このため、インクタンク６０をヘッドユニット５２と一体的に配置する必要がなくなり、印字ヘッド５０の小型化を実現することができる。

このような構成により、駆動回路８４で生成された駆動信号の供給先となる圧電素子１５８が選択回路１６０で選択されると、所定の接続電極１３４や貫通電極１３２、更には、貫通電極１２０を介して、選択された圧電素子１５８の個別電極１５７に駆動信号が供給される。そして、圧電素子１５８は駆動信号に応じて変位し、その変位に伴う振動板１５６の変形によって、圧力室１５２内に充填されるインクは加圧され、その圧力室１５２に連通するノズル１５１からインク滴が吐出される。インク吐出後、駆動信号の供給が解除されると、圧電素子１５８が元の状態に復帰するのに伴って、共通液室１５５から供給流路１５３を介して新しいインクが圧力室１５２に供給される。

次に、ヘッドユニット５２の詳細構成について説明する。

図９は、液体吐出部１００に枠基板１０２を積層したときの状態を示した平面透視図であり、枠基板１０２側から見たときの様子を表している。同図に示すように、各圧力室１５２は略正方形状の平面形状であり、各圧力室１５２の対向する隅部にはそれぞれノズル１５１及び供給流路１５３が配置されており、これら（圧力室１５２、ノズル１５１、及び供給流路１５３）から成る圧力室ユニット１５４が２次元状（マトリクス状）に高密度に配列されている。

各圧電素子１５８はそれぞれ圧力室１５２に略重なるように配置され、各圧電素子１５８の一端にはそれぞれ凸部１５８ａが一体的に形成されている。この凸部１５８ａは、圧力室１５２に重ならない位置、即ち、圧力室１５２を区画形成する隔壁（圧力室隔壁）に対応する位置に配置される。

各貫通電極１２０は圧電素子１５８の凸部１５８ａに重なるように配置され、圧電素子１５８の上面に形成される個別電極１５７と電気的に接続されている。

各電気配線１３０はそれぞれ貫通電極１２０から枠基板１０２の側壁１０２ｂが接合される端部側に向かって延びるように形成される。各電気配線１３０の一端は貫通電極１２０に電気的に接続されるとともに、その他端は枠基板１０２の側壁１０２ｂに紙面表裏方向に沿って形成される貫通電極１３２に電気的に接続される。各電気配線１３０は、他の電気配線１３０やその一端に位置する貫通電極１２０と重ならないように形成されている。

尚、既に説明した図７では、ヘッドユニット５２の基本的な概略構成に対する理解を容易にするため、各圧力室１５２に対応するノズル１５１、供給流路１５３、圧電素子１５８、更には、貫通電極１２０などが同一断面上に存在するものとして表示したが、これらの実際の配置構成は、図９に示すとおりである。

図１０は、枠基板１０２の構成図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は平面図である。同図に示すように、枠基板１０２は、共通液室１５５に相当する孔部１７０ａ（１０２ａ）が貫通形成される枠体１７０と、複数の溝部１７２ａが形成される壁部材１７２とから主に構成され、枠体１７０の対向する両側面にそれぞれ複数の壁部材１７２を所定方向に向けた状態で積層接合されている。各溝部１７２ａは、壁部材１７２の対向する両端面に開放される細長の形状となっており、枠基板１０２の側壁１０２ａに形成されるスルーホール１３２に相当する。これにより、枠基板１０２の側壁１０２ａに高アスペクトのスルーホール１３２を構成することができる。このようにして構成されるスルーホール１３２の寸法例を挙げると、図１０の（ｂ）において、スルーホール１３２の一辺の長さは約０．１ｍｍ程度であり、その深さは約１〜５ｍｍ程度となっている。

枠体１７０及び壁部材１７２を樹脂成形で製作することにより、安価に大量生産できる。また、壁部材１７２をナノインプリントなどで製作することにより、安価に大量生産することができるとともに、高密度、微細、多数の溝部１７２ａを形成することができる。

また、このような枠体１７０及び壁部材１７２で構成される枠基板１０２の上下の端面（壁部材１７２の積層方向に垂直な端面）は、研磨により凹凸をとり平坦状にしておくことが望ましい。液体吐出部１００や選択回路基板１０４との接着時の信頼性を向上させることができる。

図１０では、複数の溝部１７２ａが同一側（枠体１７０側）に開口するように形成された壁部材１７２を用いて枠基板１０２を構成した例を示したが、本発明の実施に際してはこれに限らない。

図１１の（ａ）〜（ｃ）は、枠基板１０２の変形例を示す平面図である。

同図の（ａ）に示す枠基板１０２Ａでは、各溝部１７４ａの開口面を交互に反対側に変えながら構成される壁部材１７４が用いられている。このように各溝部１７４ａの開口側を千鳥状に均等に変えることによって、壁部材１７４の反りを防止することができる。また、この枠基板１０２Ａでは、壁部材１７４の各溝部１７４ａは、隣接する壁部材１７２の各溝部１７２ａと対向するように構成されている。これにより、対向する溝部１７４ａ、１７２ａによって形成される貫通電極の断面積が大きくなり、電気的な接続信頼性が向上する。

同図の（ｂ）に示す枠基板１０２Ｂでは、壁部材１７４の各溝部１７４ａが隣接する壁部材１７４の各溝部１７４ａと対向しないように構成されている。このような構成にすることで、多数の貫通電極を高密度に形成することができる。尚、枠基板１０２の両側面には、その内側に配置される壁部材１７４の各溝部１７４ａを塞ぐため、平板状の壁部材１７６が配置されている。

同図の（ｃ）に示す枠基板１０２Ｃでは、幅広の溝部１７８ａが形成された壁部材１７８が用いられている。この溝部１７８ａによって形成される貫通電極はグランド線用として利用することができる。特に、同図に示すように、この壁部材１７８を他の壁部材１７２（又は１７２Ａ）で挟むように配置することによって、これらの壁部材１７２（又は１７２Ａ）間で生じる電気的なクロストークを防止することができる。

図１２は、多層基板で構成される選択回路基板１０４の構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）中１２ｂ−１２ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）中１２ｃ−１２ｃに沿う断面図である。同図に示すように、選択回路基板１０４には、所定の開口面積を有する２つの溝部１０４ａが形成されるとともに、その溝部１０４ａとは反対側に開口する溝部１０４ｂが形成されている。各溝部１０４ａの底面には、それぞれ選択回路１６０が配置される。一方、溝部１０４ｂに対応する位置の薄肉部１０４ｃは、共通液室１５５内の圧力変動を緩和するダンパとして機能する。

また、選択回路基板１０４には、共通液室１５５に対してインクを供給するための２つのインク供給口１１４が形成されており、これらのインク供給口１１４を介して共通液室１５５に対してインク供給を行うことができる。

また、選択回路基板１０４には、多数の接続孔１３４が形成されている。各接続孔１３４はザグリ状に貫通形成され、その内部（又は、内壁面）は導電化されている。導電化された各接続孔（接続電極）１３４は、選択回路基板１０４の枠基板１０２の側壁１０２ｂが接合される部分に露出しており、この露出部において枠基板１０２の側壁１０２ｂに形成される貫通電極１３２と電気的に接続されている。

また、選択回路基板１０４の内部には多数の電気配線１３６が形成されており、各電気配線１３６の一端はそれぞれ各接続電極１３４のランド部（段差部）１３４ａに電気的に接続されるとともに（図８参照）、それらの他端は選択回路１６０の出力側にそれぞれ電気的に接続される。

このような選択回路基板１０４や枠基板１０２を構成する材料としては、耐薬品性に優れ、インクに強いエポキシなどの材料選択が可能である。また、耐液性に難のある材料を使用することも保護膜をつけることにより対応可能である。

本実施形態において、共通液室１５５が液体吐出部１００、枠基板１０２、及び選択回路基板１０４で囲まれる空間として比較的大容量に形成されるため、インク吐出に伴って共通液室１５５に伝播する圧力波の影響を比較的抑えやすい構造となっている。

特に、本実施形態の共通液室１５５の上壁を構成する選択回路基板１０４には、その圧力波の影響を緩和するダンパとして機能する薄肉部１０４ｃが設けられるため、このような流体クロストークの影響をより確実に抑えることができる。

また、選択回路基板１０４を共通液室１５５の上壁として構成したことにより、選択回路基板１０４に実装される選択回路１６０で生じた熱を共通液室１５５内のインクに対して効率的に逃がすことができ、放熱性の高い構造となっている。また、これと同時に、インク粘度の上昇を抑えることもでき、高粘度インクの安定吐出が可能となる。

また、選択回路基板１０４に選択回路１６０を実装したことによって、低密度配線を介して駆動回路８４と外部接続することができ、印字ヘッド５０の小型化やコストダウンが可能となる。

更には、このように複数の機能を備える選択回路基板１０４を設けることにより、ヘッドユニット５２の部品点数を削減することができ、それによって構成される印字ヘッド５０のコストダウンや小型化が可能となる。

次に、このようなヘッドユニット５２より構成される印字ヘッド５０の製造方法について説明する。

まず、図１３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、ヘッドユニット５２を構成する各部材、即ち、選択回路基板１０４、枠基板１０２、及び液体吐出部１００をそれぞれ個別製作する。枠基板１０２の製作方法としては、図１０で説明したように、枠体１７０及び複数の壁部材１７２をそれぞれ樹脂成形で製作し、接着剤や融着などによって、枠体１７０の両側面にそれぞれ複数の壁部材１７２を積層接合する。壁部材１７２の接合後、枠基板１０２の上下の端面を研磨し、平坦な状態にしておくことが接着性の観点から望ましい。このようにして、高アスペクトのスルーホール１３２を備えた枠基板１０２を製作することができる。尚、他の部材（選択回路基板１０４、液体吐出部１００）については、公知の各種方法を用いて製作すればよいことから、これらの製作方法についての説明は省略する。

次に、液体吐出部１００の各電気配線１３０の端部、枠基板１０２の各スルーホール１３２、及び選択回路基板１０４の各接続孔１３４の各位置について、各々位置合わせを行った後、図１３の（ｄ）に示すように、液体吐出部１００、枠基板１０２、及び選択回路基板１０４を積層接合する。

次に、各々の接続孔１３４及びスルーホール１３２の内部に導電性ペーストを充填し、電気配線１３６と接続電極１３４、接続電極１３４と貫通電極１３２、及び貫通電極１３２と電気配線１３０のそれぞれを電気的に一括接続する。これにより、選択回路１６０の出力側と各圧電素子１５８の個別電極１５７は電気的に接続された状態となる。

ここで、導電性ペーストを接続孔１３４及びスルーホール１３２の内部に充填する方法について、図１４の（ａ）〜（ｅ）に示した各工程図を用いて説明する。

まず、導電性ペーストを充填する際には、同図の（ａ）に示すように、選択回路基板１０４の上面をフラットな状態にしておく必要がある。選択回路基板１０４の上面に、同図の（ｂ）に示すように、マスク１８０を配置する必要があるためである。このため、導電性ペーストの充填工程を行う前に、インク供給口１１４の形成部材やコネクタを一旦取り外しておく。或いは、選択回路基板１０４の個別製作の段階ではこれらを取り付けず、導電ペーストの充填工程が終了した後に取り付けることが望ましい。

次に、同図の（ｂ）に示すように、液体吐出部１００、枠基板１０２、及び選択回路基板１０４の積層体の上面（即ち、選択回路基板１０４の上面）に、選択回路基板１０４の各接続孔１３４に対応する孔部１８０ａが貫通形成されたマスク１８０をセットしたものを真空チャンバーの中に入れ、チャンバー内部を排気することにより一旦減圧（３０〜１０００Ｐａ）する。このような状態において、同図の（ｃ）に示すように、マスク１８０上に導電性ペーストをたらし、スキージ１８２を用いてスクリーン印刷することで、接続孔１３４及びスルーホール１３２の内部に導電性ペーストを充填する。このようなスクリーン印刷工程を数回繰り返してもよい。その後、チャンバー内部を大気圧に戻し、同図の（ｄ）に示すように、更に、スクリーン印刷を１回行う。この結果、選択回路１６０の出力側と各圧電素子１５８の個別電極１５７がそれぞれ電気的に接続される。

このように真空状態で導電性ペーストを接続孔１３４及びスルーホール１３２の内部に充填することによって、接続孔１３４及びスルーホール１３２の内部の気体成分を排除することができ、電気的接続の信頼性を確実に確保できる。また、チャンバー内部を大気圧に戻す際、接続孔１３４内部の導電性ペーストが大気圧で凹んだ状態となることがあるが、更にスクリーン印刷を１回行うことで、接続孔１３４内部に凹みのない状態とすることができる。また、図８で説明したとおり、接続孔１３４はザグリ状に構成されるため、この接続孔１３４のランド部（段差部）１３４ａにおいて導電性ペーストとの接触面積が広くなり、より確実な電気的接続の信頼性を確保することができる。

最後に、マスク１８０を取り外し、選択回路基板１０４の表面などに所定の絶縁処理を施して、インク供給口１１４の形成部材やコネクタなどを取り付ける。これにより、図１４の（ｅ）に示すように、ヘッドユニット５２を得ることができる。そして、図５に示したように、複数のヘッドユニット５２を所定の位置合わせを行いながら千鳥状に並べて接続することによって、本実施形態の印字ヘッド５０が完成する。尚、印字ヘッド５０をヘッドユニット５２単体で構成する場合には、この接続工程は不要となる。

このように各々の接続孔１３４及びスルーホール１３２の内部に導電性ペーストを充填することにより、ヘッドユニット５２内部の電気的な接続を一括して行うことができる。これにより、電気的な接続工程を削減することができる。また、ヘッドユニット５２を構成する各部材（１００、１０２、１０４）の接合工程と、電気的接続工程を完全に分離することが可能でき、各工程の信頼性を向上させることができる。

ヘッドユニット５２内部の電気的接続を一括して行う方法は、上述したような導電性ペーストを充填する方法に限らない。例えば、電解めっきを利用した方法が挙げられる。以下、電解めっきを利用した方法について、図１５の（ａ）〜（ｄ）に示した各工程図を用いて説明する。

まず、電解めっきを利用する場合には、枠基板１０２及び選択回路基板をそれぞれ個別製作する段階において、各々のスルーホール１３２及び接続孔１３４の内壁面を導電化しておく必要がある。スルーホール１３２については、枠基板１０２の製作段階において、これを構成する壁部材１７２の溝部１７２ａの内壁面をあらかじめ導電化しておく。また、接続孔１３４の内壁面についても公知のスルーホール導電化技術であらかじめ導電化しておく。

各々のスルーホール１３２及び接続孔１３４の内壁面が導電化された状態において、同図の（ａ）に示すように、液体吐出部１００、枠基板１０２、及び選択回路基板１０４の積層体の内部に形成される圧力室１５２や共通液室１５５に液が侵入したり、選択回路１６０が液に触れたりしないように、所定位置に封止部材１９０を取り付ける。同図では、各ノズル１５１、選択回路１６０が配置される溝部１０４ａ、及びインク供給口１１４の各開口面に封止部材１９０が取り付けられている。

次に、同図の（ｂ）に示すように、液体吐出部１００、枠基板１０２、及び選択回路基板１０４の積層体をめっき液中に浸漬し、各々の接続孔１３４、スルーホール１３６の内部に液が入り込むように攪拌や超音波をかけながら所定の電界を加える。既述のとおり、スルーホール１３２及び接続孔１３４の内壁面は導電化されているため、同図の（ｃ）に示すように、メッキが析出し、その結果、電気配線１３６と接続電極１３４、接続電極１３４と貫通電極１３２、及び貫通電極１３２と電気配線１３０のそれぞれが電気的に一括接続される。

最後に、同図の（ｄ）に示すように、液体吐出部１００、枠基板１０２、及び選択回路基板１０４の積層体をめっき液から取り出し、洗浄、乾燥後、封止部材１９０を取り外すことで、ヘッドユニット５２が完成する。

このように電解めっきを利用した方法においても、ヘッドユニット５２内部の電気的な接続を一括して行うことができ、導電性ペーストを充填する場合と同等の効果を得ることができる。

上述した製造方法によれば、ヘッドユニット５２内部の電気的な接続を一括して行うことができ、電気的な接続工程を削減することができるとともに、電気的接続の信頼性を確実に確保することができる。

特に、枠基板１０２に形成される高アスペクトな貫通電極１３４の電気的接続の信頼性を向上させることができる。

以上、本発明に係る液体吐出ヘッド及びその製造方法、画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、上記の例には限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのは勿論である。

インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図 インクジェット記録装置の印字部周辺を示す要部平面図 インクジェット記録装置のインク供給系の概略を示す構成図 インクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図 印字ヘッドのノズル面を示す平面図 ヘッドユニットの基本的な概略構成を示す分解斜視図 ヘッドユニットの基本的な概略構成を示す断面図 接続電極の拡大断面図 液体吐出部に枠基板を積層したときの状態を示した平面透視図 枠基板の構成図 枠基板の変形例を示す平面図 選択回路基板の構成図 ヘッドユニットの製造方法を示す工程図 導電性ペーストの充填方法を示す工程図 電解めっきを利用する方法を示す工程図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、５０…印字ヘッド、５２…ヘッドユニット、８４…駆動回路（ヘッドドライバ）、１００…液体吐出部、１０２…枠基板、１０４…選択回路基板、１０４ｃ…薄肉部、１０８…振動板、１１４…インク供給口、１２０…貫通電極、１３０…電気配線、１３２…スルーホール（貫通電極）、１３４…接続孔（接続電極）、１３６…電気配線、１５１…ノズル、１５２…圧力室、１５３…供給流路、１５５…共通液室、１５７…個別電極、１５８…圧電素子、１６０…選択回路、１７０…枠体、１７２…壁部材、１７２ａ…溝部

Claims (11)

1. 液体を吐出するノズル、前記ノズルに連通し前記液体が充填される圧力室、及び前記圧力室内の液体を加圧する圧電素子を含む液体吐出部と、
   前記液体吐出部の前記ノズル側とは反対側に配置され、前記圧力室に供給するための液体が貯留される共通液室に相当する孔部が貫通形成される枠基板と、
   前記枠基板の前記液体吐出部側とは反対側に配置される蓋板と、
   前記枠基板の側壁に前記液体吐出部側及び前記蓋板側に露出するように貫通形成される貫通電極と、を備え、
   前記圧電素子に対する駆動信号が前記貫通電極を介して供給されることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記枠基板は、前記孔部が貫通形成される枠体の側面に前記貫通電極に相当する溝部が形成される壁部材を接合して構成されることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記蓋板には、駆動信号の供給先となる圧電素子を選択する機能を備える選択回路が実装されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記蓋板には、前記共通液室側に開口する溝部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 液体を吐出するノズル、前記ノズルに連通し前記液体が充填される圧力室、及び前記圧力室内の液体を加圧する圧電素子を含む液体吐出部と、前記液体吐出部の前記ノズル側とは反対側に配置され、前記圧力室に供給するための液体が貯留される共通液室に相当する孔部が貫通形成される枠基板と、前記枠基板の前記液体吐出部側とは反対側に配置される蓋板と、前記枠基板の側壁に前記液体吐出部側及び前記蓋板側に露出するように貫通形成される貫通電極と、を備え、前記圧電素子に対する駆動信号が前記貫通電極を介して供給される液体吐出ヘッドの製造方法であって、
   前記液体吐出部、前記枠基板、及び前記蓋板をそれぞれ製作し、これらを積層して接合する接合工程と、
   前記接合工程後、前記液体吐出部の電気配線と前記蓋板の電気配線とを前記貫通電極を介して電気的に一括して接続する電気接続工程と、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記電気接続工程は、前記貫通電極に相当するスルーホールに対して導電性ペーストを真空印刷で充填することを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記電気接続工程は、前記貫通電極に相当するスルーホールに対して電解めっきを行うことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
8. 前記孔部が貫通形成される枠体の側面に前記貫通電極に相当する溝部が形成される壁部材を接合することによって前記枠基板を製作することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
9. 前記枠体及び壁部材の少なくとも一方を型成形で製作することを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
10. 前記壁部材をインプリントにより製作することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
11. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
    

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