JP6733669B2 - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

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。

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る形成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。

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。

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を設け、各色のノズル孔の配列ごとに、各色のインク供給チャネル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）。

特開平５−３３８１７８号公報

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、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、インク供給孔間の間隔が狭くなるので、分離したインク室をヘッドチップ上に設けることが難しくなる。
特許文献１のようなインクジェットヘッドでは、ヘッドチップに対してインク供給チャネル（インク室）を直接接着する必要があるため、狭ピッチのインク供給孔に対して、正確に位置決めしてインク供給チャネルを接着しなければならず、複数色に分離することは精度的に難しいという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で高精度にインク室を分離可能な、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である。

上記課題の解決のために、請求項１に記載の発明は、インクジェットヘッドであって、
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、
前記ヘッドチップの前記複数のノズルが形成された面と反対側であるインク供給孔が形成されたインク供給孔形成面に接合され、前記インク室を保持する保持部と、を備え、
前記保持部は、前記インク室の外周壁を保持する外周壁保持部と、前記インク室の分離壁を保持する分離壁保持部と、を有し、
前記インク室は、前記分離壁と前記分離壁保持部によって、複数に分離されていることを特徴とする。

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、
前記分離壁保持部は、前記分離壁と接合する面が、前記インク供給孔形成面と接合する面よりも面積が大きいことを特徴とする。

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、
前記分離壁保持部は、前記インク供給孔形成面と接合する面から、前記分離壁と接合する面へ、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４に記載の発明は、請求項１〜３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、
前記外周壁保持部は、前記インク供給孔形成面に接合する第１スペーサー部と、当該第１スペーサー部と接合し前記外周壁を支持する外周壁支持部と、を有し、
前記分離壁保持部は、前記インク供給孔形成面に接合する第２スペーサー部と、当該第２スペーサー部と接合し前記分離壁を支持する分離壁支持部と、を有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第１スペーサー部と、前記第２スペーサー部は、一体成形されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第１スペーサー部及び前記第２スペーサー部は、前記外周壁支持部及び前記分離壁支持部よりも薄いことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６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、
前記インク供給孔形成面において、前記インク供給孔の列間隔がそれぞれ等間隔となるように配列されていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項４〜６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、
前記第１スペーサー部及び前記第２スペーサー部は、シリコン、４２アロイ、又はＳＵＳからなることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８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、
前記インク室は、少なくとも第１インク室及び第２インク室を含む複数に分離されており、前記第１インク室に貯留されるインクと、前記第２インク室に貯留されるインクとが異なることを特徴とする。

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。

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、簡易な構成で高精度にインク室を分離することができる。

インクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図 インクジェットヘッドの上方からの斜視図 インクジェットヘッドの下方からの斜視図 図２ＡのIII-IIIの断面の要部を示す断面図 図３の断面を示す斜視図 図４の要部の拡大図 スペーサー部とインク供給孔形成面の位置関係を示す平面図 貫通電極を備えるインク射出部の断面図 貫通電極を備えないインク射出部の断面図 ヘッドチップの構成を説明する模式図 ノズル基板の底面図 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 第２実施形態のインクジェットヘッドの要部を示す断面図 図１２の断面を示す斜視図 図１３の要部の拡大図

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、スキャン方式やドラム方式を用いた描画方式を採用しても良い。

［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。

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。

［インクジェットヘッド］
インクジェットヘッド１の構成について、図２〜１１に基づいて説明する。
なお、以下の説明において、複数のノズル１１が設けられた平面を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。

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）。

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充填される圧力室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の最上層である配線基板５０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４〜６参照）、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に充填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。

インク室３は、外周壁３ａ、分離壁３ｂ及び保持部９０によって２つに分離されており、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色ずつ充填されている。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内部のインク射出部７，８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）。

接続部材４は、例えばＦＰＣ等からなる駆動部５に接続する配線部材であり、ヘッドチップ２の配線基板５０の上面の貫通電極５５を介した第一配線５７又は配線基板５０の下面の第二配線５８に接続している。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。ここで、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。

［保持部］
保持部９０は、インク室３の外周壁３ａを保持する外周壁保持部９０ａと、インク室３を２つに分離する分離壁３ｂを保持する分離壁保持部９０ｂから構成されている（図３等参照）。これにより、保持部９０をヘッドチップ２の上面に位置合わせして設けた後に、保持部９０を目印として、インク室３の外周壁３ａと分離壁３ｂを設けることができる。そのため、簡易な構成で高精度にインク室３を分離することができる。

分離壁保持部９０ｂは、分離壁３ｂと接合する面が、インク供給孔形成面６００と接合する面よりも面積が大きくなっている。これにより、分離壁３ｂとの接合面をより広くとることができるので、当該接合面の信頼性を向上させることができる。

また、分離壁保持部９０ｂは、インク供給孔形成面６００と接合する面から、分離壁３ｂと接合する面へ、階段状に広がるように形成されている（図３〜５等参照）。これにより、分離壁３ｂとの接合面をより広くとることができるだけでなく、インク供給孔６０１付近により広いスペースを確保することができる。そのため、分離壁保持部９０ｂ付近の流路抵抗の上昇を抑え、分離壁保持部９０ｂ付近に設けられたインク供給孔６０１と、分離壁保持部９０ｂから離れたインク供給孔６０１へかかる圧力を均等に分散することができる。そのため、インク室３から、全てのインク供給孔６０１に対して安定してインク供給を行うことができる。
なお、分離壁保持部９０ｂは、製造効率の観点から階段状の形態であることが好ましいが、分離壁３ｂと接合する面が、インク供給孔形成面６００と接合する面よりも面積が大きくなっていれば、適宜変更可能である。例えば、インク供給孔形成面６００と接合する面から、分離壁３ｂと接合する面に向かって、分離壁保持部９０ｂのＸＹ平面の断面積が徐々に大きくなる形態としても良い。

外周壁保持部９０ａは、ヘッドチップ２の最上面（インク供給孔形成面６００）に接合する第１スペーサー部９１ａと、第１スペーサー部９１ａと接合し外周壁３ａを支持する外周壁支持部９２ａから構成されている（図４及び図５等参照）。また、分離壁保持部９０ｂは、ヘッドチップ２の最上面（インク供給孔形成面６００）に接合する第２スペーサー部９１ｂと、第２スペーサー部９１ｂと接合し分離壁３ｂを支持する分離壁支持部９２ｂから構成されている。
これにより、第１スペーサー部９１ａ及び第２スペーサー部９１ｂを、ヘッドチップ２の上面に位置合わせして設けた後に、第１スペーサー部９１ａ及び第２スペーサー部９１ｂを目印として外周壁支持部９２ａ及び分離壁支持部９２ｂを設け、その後にインク室３を設けることができるため、さらに高精度にインク室３をヘッドチップ２の上面に設けることができる。

また、第１スペーサー部９１ａ及び第２スペーサー部９１ｂは、図６に示すように、一体成形された構成となっている。（なお、以下、「第１スペーサー部９１ａ及び第２スペーサー部９１ｂ」を合わせて説明する際には、「スペーサー部９１」ともいう。）これにより、ヘッドチップ２の上面（インク供給孔形成面６００）の全面に対して、Ｚ方向に高さが均一のスペーサー部９１を有する構成とすることができるため、インク漏れの起きにくい構成とすることができる。

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（図示省略）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。

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、外周壁支持部９２ａ及び分離壁支持部９２ｂよりもＺ方向の厚さが薄いことが好ましく、具体的には、厚さは０．０５〜０．５ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．３ｍｍ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、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。

また、図６にスペーサー部９１とインク供給孔形成面６００の位置関係を示すように、インク供給孔形成面６００には、後述するノズル配置（図１０参照）に対応して、Ｘ方向に対して均等な列間隔でインク供給孔６０１が形成されている。そして、第２スペーサー部９１ｂは、均等な列間隔のインク供給孔の列間をＹ方向に通過するように形成されている。このような構成とすることにより、１色用のヘッドチップ２に分離壁保持部９０ｂ及び分離壁３ｂを設けることによって、インク室３を分離することができる。

また、保持部９０は、ＸＹ平面上において、ヘッドチップ２よりも大きな面積を有しており、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。

［インク射出部の構成］
インク射出部７，８は、図７及び図８に示す通り、２つの形態を有しており、インク射出部７は、配線基板５０に貫通電極５５を備え、インク射出部８は、配線基板５０に貫通電極５５を備えない形態である。
なお、以下の説明では、まずインク射出部７について詳細に説明し、インク射出部８については、インク射出部７との相違点のみを後述する。
また、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、図９には、後述の圧力室３１１やインレット５１２等を実線で示して説明する。

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。

ノズル基板１０は、シリコン製の基板であり、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。

接着用基板２０は、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。

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、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と連通する連通孔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）。
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、連通孔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。

スペーサー基板４０は、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。

配線基板５０は、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層の酸化ケイ素の絶縁層５２，５３が被覆され、上面には、同じく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。

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。

ここで、連通孔３１２、貫通孔３２１，４０１、インク供給孔６０１及びインレット５１２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。

次に、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、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。

配線基板５０は、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層の酸化ケイ素の絶縁層５２，５３が被覆され、上面には、同じく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）。

以上の構成を具備するインク射出部７，８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によって、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。

[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。

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。

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。

[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。

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、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、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。

［他の実施形態のインクジェットヘッド］
次に、インク室３が４つに分離された他の実施形態（第２実施形態）について、図１２〜図１４に基づいて説明する。なお、本実施形態と同様の構成については、説明を省略する。

第２実施形態のインクジェットヘッド１の保持部９０は、インク室３の外周壁３ａを保持する外周壁保持部９０ａと、インク室３をＸ方向に対して４つに分離するための分離壁３ｂを保持する３つの分離壁保持部９０ｂと、を有している。

外周壁保持部９０ａは、ヘッドチップ２の最上面（インク供給孔形成面６００）に接合する第１スペーサー部９１ａと、第１スペーサー部９１ａと接合し外周壁３ａを支持する外周壁支持部９２ａから構成されている（図１３及び図１４参照）。また、分離壁保持部９０ｂは、ヘッドチップ２の最上面（インク供給孔形成面６００）に接合する第２スペーサー部９１ｂと、第２スペーサー部９１ｂと接合し分離壁３ｂを支持する分離壁支持部９２ｂから構成されている。

また、第１スペーサー部９１ａ及び第２スペーサー部９１ｂは、一体成形されており、インク供給孔形成面６００の全面に対して、Ｚ方向に高さが均一のスペーサー部９１を有する構成となっている。

インク室３は、外周壁３ａ、分離壁３ｂ及び保持部９０によって４つに分離されており、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）及び黒（Ｋ）が、分離されたそれぞれのインク室３内に１色ずつ充填されている。そして、４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内部のインク射出部７，８に設けられた圧力室３１１にインクが供給される。

［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は、インク室３が、インク室３の外周壁３ａ、インク室３の分離壁３ｂ及び保持部９０によって複数に分離されている。また、本発明のヘッドチップ２は、最下層の基板にはノズル１１が配置されており、各ノズル１１に対応する圧力室３１１にインクを供給するために、最上層の基板にはインク供給孔６０１が高密度に配置されている。
本発明の保持部９０は、ヘッドチップ２の最上面（インク供給孔形成面６００）に接合されており、保持部９０をヘッドチップ２の上面に位置合わせして設けた後に、保持部９０を目印として、インク室３の外周壁３ａと分離壁３ｂを設けることができる。そのため、簡易な構成で高精度にインク室３を分離することができる。

また、分離壁保持部９０ｂは、インク室３の分離壁３ｂと接合する面が、インク供給孔形成面６００と接合する面よりも面積が大きくなるように形成されている。これにより、インク室３の分離壁３ｂとの接合面をより広くとることができるので、当該接合面の信頼性を向上させることができる。

また、分離壁保持部９０ｂは、インク供給孔形成面６００と接合する面から、インク室３の分離壁３ｂと接合する面へ、階段状に広がるように形成されている。これにより、インク供給孔６０１付近により広いスペースを確保することができる。そのため、分離壁保持部９０ｂ付近の流路抵抗の上昇を抑え、分離壁保持部９０ｂ付近に設けられたインク供給孔６０１と、分離壁保持部９０ｂから離れた位置のインク供給孔６０１へかかる圧力を均等に分散することができる。そのため、インク室３から、全てのインク供給孔６０１に対して安定してインク供給を行うことができる。

また、本発明の保持部９０は、インク室３の外周壁３ａを保持する外周壁保持部９０ａと、インク室３を複数に分離する分離壁３ｂを保持する分離壁保持部９０ｂとから構成されている。ここで、外周壁保持部９０ａは、インク供給孔形成面６００に接合する第１スペーサー部９１ａと、第１スペーサー部９１ａと接合しインク室３の外周壁３ａを支持する外周壁支持部９２ａと、を有している。また、分離壁保持部９０ｂは、インク供給孔形成面６００に接合する第２スペーサー部９１ｂと、第２スペーサー部９１ｂと接合しインク室３の分離壁３ｂを支持する分離壁支持部９２ｂと、を有している。
これにより、第１スペーサー部９１ａ及び第２スペーサー部９１ｂを、ヘッドチップ２の上面に位置合わせして設けた後に、第１スペーサー部９１ａ及び第２スペーサー部９１ｂを目印として外周壁支持部９２ａ及び分離壁支持部９２ｂを設け、その後にインク室３を設けることができるため、さらに高精度にインク室３をヘッドチップ２の上面に設けることができる。

また、第１スペーサー部９１ａ及び第２スペーサー部９１ｂは、一体成形された構成となっている。これにより、ヘッドチップ２の上面であるインク供給孔形成面６００の全面に対して、高さが均一のスペーサーを有する構成となるため、インク漏れの起きにくい構成とすることができる。

また、本発明のスペーサー部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で、高精度に位置合わせを行うことができる。このような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。

また、スペーサー部９１は、外周壁支持部９２ａ及び分離壁支持部９２ｂよりも厚さが薄い構成となっている。これにより、位置合わせをより高精度に行うことができる。

また、インク供給孔形成面６００において、ノズル配置に対応して、インク供給孔６０１のＸ方向への列間隔がそれぞれ等間隔となるように配列されている。本発明の保持部９０でインク室３を分離する構成では、インク供給孔形成面６００上に、分離壁３ｂ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を分離できるため、ノズル配置に合わせてインク供給孔６０１の列間隔を均等のままとすることができる。
そのため、ノズル配置を高密度で均等な列間隔で配置した場合であっても、ノズル配置に合わせて、インク供給孔６０１も高密度で均等な列間隔で形成することができる。これにより、ヘッドチップ２内でインク流路を迂回させる等の複雑な構成は必要なく、ヘッドチップ２を簡易な構成とすることができる。また、１色用のヘッドチップ２に分離壁保持部９０ｂ及び分離壁３ｂを設けることによって、インク室３を分離することができるため、複数色用のヘッドチップ２を別途製造する必要がない。

［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。

例えば、インク室３をＸ方向に２つ又は４つに分離した実施形態について説明したが、インク室３を分離する方向や数は適宜変更可能である。
また、保持部９０にスペーサー部９１を設けた実施形態について説明したが、保持部９０によってインク室３を分離することができれば、必ずしもスペーサー部９１を有する構成としなくとも良い。

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。
また、スペーサー部９１は、インク供給孔６０１を避けるように構成されており、かつ外周壁支持部９２ａに接合する第１スペーサー部９１ａと、分離壁支持部９２ｂに接合する第２スペーサー部９１ｂを有する構成となっていれば、適宜変更可能である。

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。

また、第一配線５７、第二配線５８は、各圧電素子４２を接続部材４と接続するための各接続端子に接続できるように構成されていれば、配線方法に特に限られることはなく、適宜設計可能である。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。

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。

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利用することができる。

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
９０ 保持部
９０ａ 外周壁保持部
９０ｂ 分離壁保持部
９１ スペーサー部
９１ａ 第１スペーサー部
９１ｂ 第２スペーサー部
９２ａ 外周壁支持部
９２ｂ 分離壁支持部
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

Claims (10)

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、
   前記ヘッドチップの前記複数のノズルが形成された面と反対側であるインク供給孔が形成されたインク供給孔形成面に接合され、前記インク室を保持する保持部と、を備え、
   前記保持部は、前記インク室の外周壁を保持する外周壁保持部と、前記インク室の分離壁を保持する分離壁保持部と、を有し、
   前記インク室は、前記分離壁と前記分離壁保持部によって、複数に分離されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記分離壁保持部は、前記分離壁と接合する面が、前記インク供給孔形成面と接合する面よりも面積が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。
3. 前記分離壁保持部は、前記インク供給孔形成面と接合する面から、前記分離壁と接合する面へ、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２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記外周壁保持部は、前記インク供給孔形成面に接合する第１スペーサー部と、当該第１スペーサー部と接合し前記外周壁を支持する外周壁支持部と、を有し、
   前記分離壁保持部は、前記インク供給孔形成面に接合する第２スペーサー部と、当該第２スペーサー部と接合し前記分離壁を支持する分離壁支持部と、を有することを特徴とする請求項１〜３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スペーサー部と、前記第２スペーサー部は、一体成形されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記第１スペーサー部及び前記第２スペーサー部は、前記外周壁支持部及び前記分離壁支持部よりも薄いことを特徴とする請求項４又は５に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記インク供給孔形成面において、前記インク供給孔の列間隔がそれぞれ等間隔となるように配列されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
8. 前記第１スペーサー部及び前記第２スペーサー部は、シリコン、４２アロイ、又はＳＵＳからなることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
9. 前記インク室は、少なくとも第１インク室及び第２インク室を含む複数に分離されており、前記第１インク室に貯留されるインクと、前記第２インク室に貯留されるインクとが異なることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
10. 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を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。

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