JP2006334975A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子の駆動を妨げることなく、電気接続の高さバラツキや熱膨張差を吸収し、接続信頼性を向上させる。
【解決手段】液体を吐出するための圧力を発生する圧電体５８と、前記圧電体の変位を確保する空間９４を形成するためのスペーサ部材９０と、前記空間部分に設けられた、前記圧電体と配線９６が形成された基板９２とを接続するための電気接続部材９８とを有し、前記電気接続部材を介して前記圧電体と前記基板間を接続する際の押圧力の範囲をσ_ｍｉｎ〜σ_ｍａｘ、前記スペーサ部材の厚さをＬ、前記押圧力の範囲で押圧したときの前記スペーサ部材の圧縮変形量の範囲をδＬ_ｍｉｎ〜δＬ_ｍａｘとするとき、前記スペーサ部材のヤング率が次の式 σ_ｍｉｎ×Ｌ／δＬ_ｍｉｎ ≦ Ｅ ≦ σ_ｍａｘ×Ｌ／δＬ_ｍａｘを満たすことを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。
【選択図】図７（ａ）

Description

本発明は、液体吐出ヘッドに係り、特に、液体を吐出するための圧力発生手段に圧電素子を用いた液体吐出ヘッドに関する。

従来より、画像形成装置として、多数のノズル（液体吐出口）を配列させたインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）を有し 、このインクジェットヘッドと被記録媒体を相対的に移動させながら、ノズルから被記録媒体に向けてインク（液体）を吐出することにより被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）が知られている。

このようなインクジェットプリンタのインクジェットヘッドは、例えばインクタンクからインク供給路を介してインクが供給される圧力室と、画像データに応じた電気信号によって駆動される圧電素子と、圧電素子の駆動によって変形する圧力室の一部を構成する振動板と、振動板の変形によって圧力室の容積が減少することにより圧力室内のインクが液滴として吐出される圧力室に連通するノズルを含む圧力発生ユニットを有している。そして、インクジェットプリンタにおいては、圧力発生ユニットのノズルから吐出されたインクによって形成されるドットを組み合わせることによって被記録媒体上に１つの画像が形成される。

従って、高画質の画像を安定して形成するためには、圧力発生ユニットを高密度に配置するとともに、圧電素子を駆動する駆動信号を供給する配線の電気接続の信頼性が保たれ、圧電素子の駆動が妨げられることなく安定して駆動される必要がある。

そこで従来、例えば、インク吐出手段（圧電素子）の密封の信頼性を高めるため、インク吐出手段を、フレキシブルケーブルの端子部に導通させるとともに、流路基板または蓋板とフレキシブルケーブルとの間隙で接着剤層により密封状態としたもの、あるいは、流路基板または蓋板のいずれか一方にインク吐出手段の周囲を囲むようにインク吐出手段の厚さと実質的に等しい高さの突起部を形成し、フレキシブルケーブルを接着剤層を介して突起部上に接着することによりインク吐出手段を密封状態としたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

また例えば、隔壁の剛性を向上すると共に圧力発生室を高密度に配設するために、流路形成基板の圧電素子側に封止部材を介して接合される単結晶シリコンからなる接合基板を有し、接合基板の流路形成基板との接合面側の圧電素子に対向する領域に、集積回路が一体的に形成され、圧電素子を構成する電極に導電部材が接続され圧電素子と集積回路とが電気的に接続されるとともに、圧電素子が接合基板と封止部材によって画成される空間内に封止されるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２等参照）。
特開平６−２８６１２６号公報 特開２００２−４６２８１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のものは、実質的に接着剤層でフレキシブルケーブルを支えているため、接着圧力により接着剤層の厚みが減少するとフレキシブルケーブルと吐出手段が接触することとなり、吐出手段の駆動が拘束されてしまい、安定した吐出が行われなくなってしまうという問題がある。

また、上記特許文献２に記載のものでは、流路基板と接合基板が単結晶シリコンに限られており、材料に自由度がなく、また封止部材が接着剤あるいはガラスやシリコンに限定されている。従って、封止部材が接着剤のみの場合には、接着力を十分に得るための押圧により接着剤層が変形し、接合基板が圧電素子に接触するため圧電素子の駆動が妨げられる虞があり、また、封止部材をガラスやシリコンのような硬い材料にすると、圧電素子の厚みバラツキや導電部材の高さバラツキを吸収できず、集積回路との接続信頼性が確保できない虞があるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、圧電素子の駆動を妨げることなく、電気接続の高さバラツキや熱膨張差を吸収し、接続信頼性を向上させることのできる液体吐出ヘッド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、液体を吐出するための圧力を発生する圧電体と、前記圧電体の変位を確保する空間を形成するためのスペーサ部材と、前記空間部分に設けられた、前記圧電体と配線が形成された基板とを接続するための電気接続部材とを有し、前記電気接続部材を介して前記圧電体と前記基板間を接続する際の押圧力の範囲をσ_ｍｉｎ〜σ_ｍａｘ、前記スペーサ部材の厚さをＬ、前記押圧力の範囲で押圧したときの前記スペーサ部材の圧縮変形量の範囲をδＬ_ｍｉｎ〜δＬ_ｍａｘとするとき、前記スペーサ部材のヤング率が次の式
σ_ｍｉｎ×Ｌ／δＬ_ｍｉｎ ≦ Ｅ ≦ σ_ｍａｘ×Ｌ／δＬ_ｍａｘ
を満たすことを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。

これにより、圧電体の変形を拘束しない空間を確保するとともに、圧電体と電気接続部材の厚さバラツキを吸収して確実な接着が可能となる。

また、請求項２に示すように、請求項１において、前記σ_ｍｉｎを０．５ＭＰａ、σ_ｍａｘを５０ＭＰａ、前記δＬ_ｍｉｎを１μｍ、及び前記δＬ_ｍａｘを１５μｍとしたことを特徴とする。

また、請求項３に示すように、前記スペーサ部材は、樹脂材料で形成されたことを特徴とする。

また、請求項４に示すように、前記スペーサ部材は、ゴム材料で形成されたことを特徴とする。

また、請求項５に示すように、前記スペーサ部材と前記基板は同材料で形成されたことを特徴とする。

また、請求項６に示すように、前記スペーサ部材と前記基板は異なる材料で形成され、かつ前記スペーサ部材のヤング率が前記基板のヤング率よりも小さいことを特徴とする。

これにより、スペーサ部材の変形により圧電体と電気接続部材の高さバラツキを吸収して確実な接続が可能となる。

また、請求項７に示すように、前記圧電体を駆動する駆動信号を供給する電気配線が前記圧電体が形成される面に対して略垂直に立ち上がるように形成されたことを特徴とする。

これにより、２次元マトリクス状に液体吐出口を配置した液体吐出ヘッドにおいて、高密度化が可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、圧電体の変形を拘束しない空間を確保するとともに、圧電体と電気接続部材の厚さバラツキを吸収して確実な接着が可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る液体吐出ヘッドについて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る液体吐出ヘッド（印字ヘッド）を備えた画像記録装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態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を搬送する吸着ベルト搬送部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）を外部に排紙する排紙部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、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部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３３は、記録紙１６幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（図示省略）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、吸着ベルト搬送部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。

吸着ベルト搬送部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。

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（図２参照）。

図２に示すように、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てなる印字部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、受光素子が二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。

次に、印字ヘッド（液体吐出ヘッド）のノズル（液体吐出口）の配置について説明する。インク色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、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを表すものとし、図３に印字ヘッド５０の平面透視図を示す。

図３に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、インクを液滴として吐出するノズル５１、インクを吐出する際インクに圧力を付与する圧力室５２、図３では図示を省略した共通流路から圧力室５２にインクを供給するインク供給口５３を含んで構成される圧力室ユニット５４が千鳥状の２次元マトリクス状に配列され、ノズル５１の高密度化が図られている。

このような印字ヘッド５０上のノズル配置のサイズは特に限定されるものではないが、一例として、ノズル５１を横４８行（２１ｍｍ）、縦６００列（３０５ｍｍ）に配列することにより２４００ｎｐｉを達成する。

図３に示す例においては、各圧力室５２を上方から見た場合に、その平面形状は略正方形状をしているが、圧力室５２の平面形状はこのような正方形に限定されるものではない。圧力室５２には、図３に示すように、その対角線の一方の端にノズル５１が形成され、他方の端にインク供給口５３が設けられている。

なお、図示は省略するが、図３と同様の圧力室ユニットが２次元マトリクス状に配列された複数の短尺ヘッドを、２次元の千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、これらの複数の短尺ヘッド全体で印字媒体の全幅に対応する長さとなるようにして１つの長尺のフルラインヘッドを構成するようにしてもよい。

また、図３中の４−４線に沿った断面図を図４に示す。

図４に示すように、圧力室ユニット５４は、インクを吐出するノズル５１と連通する圧力室５２によって形成され、圧力室５２には、供給口５３を介してインクを供給する共通液室５５が連通するとともに、圧力室５２の一面（図では天面）は振動板５６で構成され、その上部には、振動板５６に圧力を付与して振動板５６を変形させる圧電体５８が接合され、圧電体５８の上面には個別電極５７が形成されている。また、振動板５６は共通電極を兼ねている。

圧電体５８は、共通電極（振動板５６）と個別電極５７によって挟まれて圧電素子を構成し、これら２つの電極５６、５７に駆動電圧を印加することによって変形する。圧電体５８（圧電素子）の変形によって振動板５６が押され、圧力室５２の容積が縮小されてノズル５１からインクが吐出されるようになっている。２つの電極５６、５７間への電圧印加が解除されると圧電体５８がもとに戻り、圧力室５２の容積が元の大きさに回復し、共通液室５５から供給口５３を通って新しいインクが圧力室５２に供給されるようになっている。

図５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。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５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５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５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、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー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。

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５１の使用頻度が低くなり、そのノズル５１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５２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５２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、吐出駆動用の圧力発生手段（図示省略、後述）が動作してもノズル５１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（圧力発生手段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力発生手段を動作させ、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５１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５１や圧力室５２内に気泡が混入したり、ノズル５１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、上述したような吸引動作が行われる。

すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、圧力発生手段を動作させてもノズル５１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５２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５２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５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してもよい。

図６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、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やヒーター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等のヒーター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６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の圧力発生手段を駆動する。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、ラインセンサー（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。

図７（ａ）に、本実施形態の特徴である圧電素子に対する配線の電気接続の様子を示す。

なお、図７（ａ）では、特に図４に示す圧力室ユニット５４の振動板５６より上の部分を表示している。

図７（ａ）に示すように、圧電体５８の周囲の振動板５６の上には、スペーサ部材９０が形成される。スペーサ部材９０の高さ（厚み）Ｌは、圧電体５８上に形成される個別電極５７の高さｄ１よりも高く設定される。そして、この上に基板９２を接合した場合に、スペーサ部材９０と基板９２によって、圧電体５８の周囲を密閉する空間９４が形成される。このような空間９４を形成することにより、圧電体５８が撓み振動モード（ｄ３１モード）で駆動する場合に、拘束されずに駆動することが可能となる。

また、圧電体５８上に形成される個別電極５７は、基板９２に形成される配線９６と、電気接続部材９８を介して電気的に接続される。電気接続部材９８には、半田や導電性接着剤などの加圧しても力を伝達しない流動性を持ったものが使用される。

また、スペーサ部材９０には、絶縁性の柔らかい材料、例えば樹脂材料やゴム材料等が好適に用いられる。スペーサ部材９０の高さＬは、圧電体５８と基板９２との間の空間９４が十分なクリアランスを確保できるように、例えば５０〜１００μｍ程度、また個別電極５７と基板９２との距離は３０〜５０μｍ程度となるように設定するのが望ましい。

スペーサ部材９０に柔らかい材料を用いるのは、電気接続部材９８と個別電極５７を接続するとともに基板９２をスペーサ部材９０に接合する際、スペーサ部材９０が変形することによって、接続時における圧電体５８や電気接続部材９８等の高さバラツキを吸収するためである。ここで、例えばスペーサ部材９０として、ヤング率が１５０ＭＰａ〜３ＧＰａの範囲のものを用いるのが好ましい。

図７（ｂ）に、基板９２とスペーサ部材９０を最小の押圧力σ_ｍｉｎで接合する場合の様子を示す。図７（ｂ）の（１）は、押圧前、（２）は押圧後を示している。図７（ｂ）（１）に示すように、押圧前のスペーサ部材９０の高さ(厚さ）はＬ、電気接続部材９８の高さ（厚さ）はｈ、圧電体５８の高さ（厚さ）はｄ１であるとする。

これが最小の押圧力σ_ｍｉｎで押圧した後、図７（ｂ）（２）に示すように、スペーサ部材９０がδＬ_ｍｉｎだけ歪んだとする。このとき、スペーサ部材９０の高さは、Ｌ−δＬ_ｍｉｎとなる。従って、圧電体５８と基板９２との間の距離は（Ｌ−δＬ_ｍｉｎ）−ｄ１となり、これが押圧前の電気接続部材９８の高さｈよりも小さければ、電気接続部材９８が押圧力によってつぶされて配線９６と電気接続部材９８とを接続させることができる。

すなわち、電気接続部材９８の高さｈをつぶして配線９６と電気的に接続させるための最小の押圧力σ_ｍｉｎの条件は、次の式、ｈ≧（Ｌ−δＬ_ｍｉｎ）−ｄ１によって示される。

また、図７（ｃ）に、基板９２とスペーサ部材９０を最大の押圧力σ_ｍａｘで接合する場合の様子を示す。図７（ｃ）の（１）は、押圧前、（２）は押圧後を示している。図７（ｂ）（１）と同様に、押圧前のスペーサ部材９０の高さ(厚さ）はＬ、電気接続部材９８の高さ（厚さ）はｈ、圧電体５８の高さ（厚さ）はｄ１であるとする。

このとき、最大の押圧力σ_ｍａｘで押圧した後、図７（ｃ）（２）に示すように、スペーサ部材９０がδＬ_ｍａｘだけ歪んだとする。このとき、スペーサ部材９０の高さは、Ｌ−δＬ_ｍａｘとなる。従って、このスペーサ部材９０の高さＬ−δＬ_ｍａｘが圧電体５８の高さｄ１より高くないと基板９２が圧電体５８に接触してしまい圧電体５８を拘束することとなる。

従って、スペーサ部材９０が最大変形しても圧電体５８の変形を拘束しないための最大押圧力の条件は、次の式、Ｌ−δＬ_ｍａｘ＞ｄ１によって表すことができる。

以下、これについて詳しく説明する。

ここで、圧電体５８の高さバラツキとしては、圧電体５８の厚みと、個別電極５７上に電気接続用のバンプが形成される場合には、バンプの高さも含めて、バラツキの合計は±５μｍ程度と考えられる。このうち、圧電体５８の厚みが±１〜３μｍ程度、バンプが±１〜３μｍ程度である。

このバラツキを吸収できるように、接着及び電気接続時の押圧によりスペーサ部材９０が最低、圧電体５８のバラツキ分程度、すなわち１〜３μｍ程度歪むことが望ましい。この場合、バンプの高さバラツキは、バンプの変形により吸収する。従って、バンプは、変形しやすい金Ａｕなどで構成されていることが望ましい。

また、接着及び電気接続時の押圧によってスペーサ部材９０が最大押圧力で歪んでも、クリアランス（２０μｍ）を確保するため、歪み量は１０μｍ以下であることが必要である。また、接着時の押圧力は、例えば３〜１０ＭＰａ程度、一般的には０．５〜５０ＭＰａの範囲の押圧力を考慮すれば大体の接着に対して適用することができる。

ここで、例えば押圧力が３ＭＰａのときに基板９２とスペーサ部材９０とが同じ材質でトータルの厚みが２ｍｍの場合を考える。この場合には、圧電体５８の厚みバラツキを吸収するためには２μｍ程度の歪みが生じるためには、スペーサ部材９０と基板９２の材質のヤング率は３ＧＰａ以下である必要がある。

また、押圧力が１０ＭＰａのときに基板９２とスペーサ部材９０が同じ材質でトータルの厚みが２ｍｍとすると、最大歪みが７．５μｍ程度になるためには、スペーサ部材９０と基板９２の材質のヤング率は２．７ＧＰａ以上である必要がある。

また、スペーサ部材９０と基板９２が異種材料である場合には、スペーサ部材９０のヤング率が基板９２のヤング率よりも小さいこと、すなわち、スペーサ部材９０の方が基板９２よりも柔らかいことが必要である。

より具体的には、スペーサ部材９０と基板９２が異種材料で、押圧力が３ＭＰａのときにスペーサ部材９０の厚みを１００μｍとすると、圧電体５８の厚みバラツキを吸収するために、２μｍ程度の歪みが生じるためには、スペーサ部材９０の材質のヤング率は５００ＭＰａ以下である必要がある。

また、同様にスペーサ部材９０と基板９２が異種材料で、押圧力が１０ＭＰａのときにスペーサ部材９０の厚みを１００μｍとすると最大歪みが７．５μｍ程度になるためには、スペーサ部材９０の材質のヤング率は１３３ＭＰａ以上である必要がある。

以上をまとめると図８に示す表のようになる。すなわち、スペーサ部材９０と基板９２が同じ材質の場合のヤング率は、２．７ＧＰａ以上３ＧＰａ以下であることが望ましく、またスペーサ部材９０と基板９２が違う材質の場合にはスペーサ部材９０の材質のヤング率は１３３ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下であることが望ましい。

この範囲に当てはまる材質として、ヤング率１３３〜５００ＭＰａの範囲では、硬質ゴム等、ヤング率２．７〜３ＧＰａの範囲では、ポリイミド等が好適に例示される。

以上の考察から、スペーサ部材９０の材質について、以下の条件式が成り立つことがわかる。すなわち、Ｌをスペーサ部材９０の材質の厚みとし、その歪みの範囲を２〜７．５とし、押圧力をσ、材質のヤング率をＥとすると、次の条件式（１）が成り立つ。

２／Ｌ ＜ σ／Ｅ ＜ ７．５／Ｌ ・・・（１）
また、さらにこれを一般化すると、接続時の押圧力が、最小値σ_ｍｉｎから最大値σ_ｍａｘの範囲に入り、スペーサ部材９０の厚さをＬ、スペーサ部材９０の圧縮変形量がδＬ_ｍｉｎからδＬ_ｍａｘの範囲であるとしたときに、スペーサ部材９０のヤング率Ｅが次の不等式（２）を満足する。

σ_ｍｉｎ×Ｌ／δＬ_ｍｉｎ ≦ Ｅ ≦ σ_ｍａｘ×Ｌ／δＬ_ｍａｘ ・・・（２）
ここで例えば接続時の押圧力の範囲は、上述したように一般的には０．５〜５０ＭＰａの範囲と考えられ、また、圧縮変形量はδＬ_ｍｉｎ＝１μｍ、δＬ_ｍａｘ＝１５μｍとすることができる。この場合上記式（２）は次式（３）のようになる。

０．５×Ｌ ≦ Ｅ ≦ ５０×Ｌ／１５ ・・・（３）
以下、より具体的な実施形態について説明する。

図９に、第１実施形態に係る印字ヘッド５０の基板接合状態を断面図で示す。図９は、図７（ａ）と同様に振動板より上の部分を示したものである。図９に示す第１実施形態は、圧電体上の個別電極に導電部材を介してフレキシブルケーブル（ＦＰＣ）の電極を直接接続するものである。

図９に示すように、振動板５６とフレキシブルケーブル（ＦＰＣ）１００との間に、圧電体５８の駆動を拘束しないための空間９４を作るために樹脂のスペーサ部材９０を挟むようにする。このスペーサ部材９０は、その材質のヤング率がフレキシブルケーブル１００のヤング率と振動板５６のヤング率のうち小さい方より小さいかあるいは同じであるとする。

圧電体５８上の個別電極５７の上に電気接続部材９８を形成し、これを介してフレキシブルケーブル１００の配線９６と個別電極５７とを電気的に接続するとともに、フレキシブルケーブル１００をスペーサ部材９０と接合する。このとき、個別電極５７と電気接続部材９８との間にバンプ(電極バンプ）を挟むようにしてもよい。

上のようにスペーサ部材９０の材質のヤング率を設定することにより、フレキシブルケーブル１００をスペーサ部材９０及び個別電極５７に接着、電気接続する際の押圧により、樹脂のスペーサ部材９０が変形して、圧電体５８の高さバラツキや電極バンプなどの高さバラツキを吸収して確実な接合をすることができる。

また、このように柔らかい樹脂材料でスペーサ部材９０を形成するようにしたため、樹脂のスペーサ部材９０が変形することにより、振動板５６とフレキシブルケーブル１００の熱膨張差による応力を緩和することができる。またここで、フレキシブルケーブル１００の代わりにインターポーザとなる積層基板（ＩＣを実装したビルドアップ基板）を用いるようにしてもよい。

次に、印字ヘッドにおける基板接合の第２実施形態について説明する。

本実施形態は、個別電極から上部の基板への配線が、圧電体が形成される面に対して垂直に立ち上がるように柱状に形成される場合の基板接合に関するものである。

まず、このような柱状の垂直配線（エレキ柱とも言う）について説明する。

本実施形態では、圧力室を変形する圧電体の個別電極に駆動信号を供給する電気配線を各個別電極から垂直に立ち上げて上部のフレキシブルケーブル等の基板の配線へと接続するようにしている。これにより電気配線を高密度化することが可能となる。

図１０に、このように配線を垂直に立ち上げるようにした印字ヘッドの一部を、簡単化して斜視透視図で示す。

図１０に示すように、本実施形態の印字ヘッド１５０においては、ノズル１５１とインク供給口１５３を有する圧力室１５２の上側に、圧力室１５２の上面を形成する振動板１５６が配置され、振動板１５６上の各圧力室１５２に対応する部分に圧電体１５８が形成され、圧電体１５８の上面には個別電極１５７が形成される。なお、振動板１５６が共通電極を兼ねている。

そして、個別電極１５７上の電気接続部から電気配線１６０が圧電体１５８の形成される面に対して略垂直に立ち上がって柱状の配線（エレキ柱）として形成されている。この柱状に形成された電気配線１６０の上には多層のフレキシブルケーブル２００が配置され、これらの配線を介して駆動信号が圧電体１５８の個別電極１５７に供給されるようになっている。

また、振動板１５６とフレキシブルケーブル２００との間の柱状の電気配線１６０が立ち並んで形成された空間は、ここから各インク供給口１５３を介して各圧力室１５２にインクを供給するための共通液室１５５となっている。

各圧力室１５２毎に個別電極１５７上に垂直に柱のように立ち上がった電気配線１６０は、フレキシブルケーブル２００を下から支え、共通液室１５５となる空間を形成している。すなわち、電気配線１６０（エレキ柱）は、共通液室１５５を貫通するように形成されている。

なお、ここに示した電気配線１６０は、各圧電体１５８の個別電極１５７に対して１つずつ形成され、一対一に対応しているが、配線数（エレキ柱の数）を削減するために、いくつかの圧電体１５８に対する配線をまとめて１つの電気配線１６０とするように複数の圧電体１５８に対して１つの電気配線１６０が対応するようにしてもよい。さらに、個別電極１５７ばかりでなく、共通電極（振動板１５６）に対する配線もこの電気配線１６０として形成するようにしてもよい。

図１０に示すように圧力室１５２には、ノズル１５１が底面に形成され、ノズル１５１と対角をなす角部の上面側にインク供給口１５３が設けられている。インク供給口１５３は振動板１５６を貫いており、その上の共通液室１５５と圧力室１５２はインク供給口１５３を介して真っ直ぐに連通している。

振動板１５６は、各圧力室１５２に共通のものとし１枚のプレートで形成されている。そして、振動板１５６の各圧力室１５２に対応する部分に、圧力室１５２を変形させるための圧電体１５８が配置されている。圧電体１５８に電圧を印加して駆動するための電極（共通電極と個別電極）が圧電体１５８を挟むようにその上下面に形成されている。

上述したように、この個別電極１５７の上に垂直に立ち上がり共通液室１５５を貫通する電気配線（エレキ柱）１６０が形成される。

柱状の電気配線１６０の上には多層のフレキシブルケーブル２００が形成されており、電気配線１６０が柱となって多層フレキシブルケーブル２００を支え、振動板１５６を床、多層フレキシブルケーブル２００を天井として、共通液室１５５としての空間が確保されるようになっている。また、図示は省略したが、各電気配線１６０からそれぞれ個別の配線に接続されて個々の個別電極１５７に駆動信号が供給され、各圧電体１５８が駆動されるようになっている。

また、図１０では図示を省略したが、共通液室１５５はインクで満たされるため、共通電極としての振動板１５６、個別電極１５７、電気配線１６０及び多層フレキシブルケーブル２００のインクと接触する面はそれぞれ絶縁性の保護膜で覆われている。

なお、上述したような印字ヘッド１５０の各サイズは、特に限定されるものではないが一例を示すと圧力室１５２は平面形状が３００μｍ×３００μｍの略正方形（インク流れのよどみ点を排除する目的で角は面取りされている。）で、高さが１５０μｍ、振動板１５６及び圧電体１５８はそれぞれ厚さが１０μｍ、電気配線（エレキ柱）１６０は個別電極１５７との接続部の直径が１００μｍ、高さは５００μｍ等のように形成される。

図１１に、このような圧力室１５２の一部を、拡大した平面透視図で示す。前述したように、各圧力室１５２は略正方形状であり、その対角線の両隅にノズル１５１及びインク供給口１５３が形成され、個別電極１５７上に電気接続部が形成され、その上に電気配線（エレキ柱）１６０が形成されている。

図１１中の一点鎖線、１２Ａ−１２Ｂ線に沿った断面図を図１２に示す。

図１２に示すように、本実施形態の印字ヘッド１５０は、ノズル１５１が形成された圧力室１５２、圧力室１５２にインクを供給するインク供給口１５３、圧力室１５２の天面を形成する振動板１５６、振動板１５６上に形成される圧電対１５８及び個別電極１５７等を有して構成されている。

振動板１５６には圧力室１５２のインク供給口１５３に対応する開口部が設けられ、これにより圧力室１５２と振動板１５６の上側に形成される共通液室１５５とが直接連通する。

振動板１５６（共通電極）上に形成される圧電体１５８は、その上下を共通電極（振動板１５６）と個別電極１５７で挟まれて、共通電極１５６と個別電極１５７によって電圧が印加されると変形して圧力室１５２の体積を減少させ、ノズル１５１からインクを吐出させる圧力発生素子を形成する。

また、圧電体１５８の自由な駆動を拘束しないように、スペーサ部材１９０及び蓋部材１９１によって圧電体１５８の周囲に空間１９４が形成される。蓋部材１９１は、特に限定されるものではないが、例えばセラミックを用いることが好ましい。さらに、個別電極１５７の上に、電気接続部材１９８を介して、蓋部材１９１及び共通液室１５５を貫いて、圧電体１５８が形成される面に略垂直に柱状の電気配線（エレキ柱）１６０が形成される。

電気配線１６０の上部には、多層フレキシブルケーブル２００が形成され、多層フレキシブルケーブル２００に形成される図示を省略した各配線が各電気配線１６０に電極パッド１６０ａで接続し、各圧電体１５８を駆動するための駆動信号がそれぞれの電気配線１６０を通じて供給されるようになっている。

また、振動板１５６と多層フレキシブルケーブル２００との間の柱状の電気配線（エレキ柱）１６０が林立する空間は圧力室１５２に供給するためのインクをプールする共通液室１５５となっており、ここにはインクが充満するため、振動板１５６、個別電極１５７、圧電体１５８及び電気配線１６０、さらに多層フレキシブルケーブル２００のインクに接する表面部分には、図示を省略した絶縁・保護膜が形成される。

このように、蓋部材１９１、電気配線１６０及び多層フレキシブルケーブル２００によって形成される共通液室１５５を含む、圧電体１５８より上部の構造体は背面流路ユニット２０２を構成する。

このように、本実施形態においては、従来、振動板に関して圧力室と同じ側にあった共通液室を、振動板の上側（背面）に持って行き、圧力室とは反対側に配置するようにしたため、従来必要であった共通液室から圧力室にインクを導くための配管等が不要となり、また共通液室のサイズを大きくすることができるためインクを確実に供給することができ、ノズルの高密度化を達成することができるとともに、高密度化した場合においても高周波での駆動が可能となる。

また、各圧電体の個別電極への配線を個別電極の上から垂直に立ち上げ共通液室を貫通するようにしたため、駆動信号を各圧電体に供給するための配線を高密度化することが可能となった。

また、共通液室を振動板の上側に配置して、共通液室と圧力室とを真っ直ぐなインク供給口で繋ぐようにしたため、共通液室と圧力室とを流体的に直接繋ぐことができ、さらに共通液室を振動板の上側に配置したため、圧力室からノズルまでの流路長さを従来よりも短くすることができ、高密度化した場合であっても、高粘度インク（例えば、２０ｃｐ〜５０ｃｐ程度）の吐出が可能であり、また吐出後の迅速なリフィルが可能な流路構造とすることができる。

図１３に、第２実施形態に係る印字ヘッド１５０の基板接合状態を断面図で示す。図１３も、図７（ａ）と同様に振動板より上の部分を示したものである。

図１３に示す第２実施形態は、圧力室よりも上側に形成された共通液室を含む背面流路ユニットに形成される柱状の配線の電極を、導電部材を介して圧電体上の個別電極に直接接続するものである。

図１３に示すように、振動板１５６と背面流路ユニット２０２の間に、圧電体１５８の駆動を拘束しないための空間１９４を作るために、樹脂のスペーサ部材１９０を挟むようにする。このスペーサ部材１９０は、柔らかい材料、特にヤング率が１５０ＭＰａ〜３ＧＰａの材料であることが好ましい。具体的には、スペーサ部材１９０としては、上記第１実施形態と同様に樹脂材料やゴム材料が好適に用いられる。

圧電体１５８上の個別電極１５７の上に電気接続部材１９８を形成し、これを介して背面流路ユニット２０２の電気配線１６０と個別電極１５７とを電気的に接続するとともに、背面流路ユニット２０２をスペーサ部材１９０と接合する。このとき、個別電極１５７と電気接続部材１９８との間にバンプ(電極バンプ）を挟むようにしてもよい。

背面流路ユニット２０２をスペーサ部材１９０及び個別電極１５７に接着、電気接続する際の押圧により、樹脂のスペーサ部材１９０が変形することにより、圧電体１５８の高さバラツキや電極バンプなどの高さバラツキを吸収して確実な接合をすることができる。

また、樹脂のスペーサ部材１９０が変形することにより、振動板１５６と背面流路ユニット２０２の熱膨張差による応力を緩和することができる。

以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、圧電体の駆動を拘束しないための空間を作るためのスペーサ部材を柔らかい材料で形成したため、接続時における圧電体や電極の高さバラツキをスペーサ部材の変形により吸収できるため、確実な接合が可能となるとともに、熱膨張差についてもある程度自由度があるので応力を緩和することが可能となる。

以上、本発明の液体吐出ヘッドについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る液体吐出ヘッド（印字ヘッド）を備えた画像記録装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。 図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。 印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。 図３の４−４線に沿った圧力室ユニットの断面図である。 本実施形態のインクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図である。 本実施形態のインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。 本実施形態の印字ヘッドの電気接合部を拡大して示す断面図である。 基板とスペーサ部材を最小の押圧力σ_ｍｉｎで接合する場合の様子を示す説明図であり、(１)は押圧前、（２）は押圧後を示す。 基板とスペーサ部材を最大の押圧力σ_ｍａｘで接合する場合の様子を示す説明図であり、(１)は押圧前、（２）は押圧後を示す。 スペーサ部材のヤング率の範囲を示す説明図である。 第１実施形態の印字ヘッドにおける電気接合部を拡大して示す断面図である。 第２実施形態の印字ヘッドの圧力室ユニットを拡大して示す斜視図である。 圧力室の一部を拡大して示す平面透視図である。 図１１中の１２Ａ−１２Ｂ線に沿った断面図である。 第２実施形態の印字ヘッドの電気接合部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２２…吸着ベルト搬送部、２４…印字検出部、２６…排紙部、２８…カッター、３０…加熱ドラム、３１、３２…ローラー、３３…ベルト、３４…吸着チャンバー、３５…ファン、３６…ベルト清掃部、４０…加熱ファン、４２…後乾燥部、４４…加熱・加圧部、４５…加圧ローラー、４８…カッター、５０…印字ヘッド、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…インク供給口、５４…圧力室ユニット、５５…共通液室、５６…振動板（共通電極）、５７…個別電極、５８…圧電体、６０…インクタンク、６２…フィルタ、６４…キャップ、６６…ブレード、６７…吸引ポンプ、６８…回収タンク、７０…通信インターフェース、７２…システムコントローラ、７４…画像メモリ、７６…モータドライバ、７８…ヒータドライバ、８０…プリント制御部、８２…画像バッファメモリ、８４…ヘッドドライバ、８６…ホストコンピュータ、８８…モータ、８９…ヒータ、９０…スペーサ部材、９２…基板、９４…空間、９６…配線、９８…電気接続部材、１００…フレキシブルケーブル

Claims (7)

1. 液体を吐出するための圧力を発生する圧電体と、
   前記圧電体の変位を確保する空間を形成するためのスペーサ部材と、
   前記空間部分に設けられた、前記圧電体と配線が形成された基板とを接続するための電気接続部材とを有し、
   前記電気接続部材を介して前記圧電体と前記基板間を接続する際の押圧力の範囲をσ_ｍｉｎ〜σ_ｍａｘ、前記スペーサ部材の厚さをＬ、前記押圧力の範囲で押圧したときの前記スペーサ部材の圧縮変形量の範囲をδＬ_ｍｉｎ〜δＬ_ｍａｘとするとき、前記スペーサ部材のヤング率が次の式
   σ_ｍｉｎ×Ｌ／δＬ_ｍｉｎ ≦ Ｅ ≦ σ_ｍａｘ×Ｌ／δＬ_ｍａｘ
   を満たすことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 請求項１において、前記σ_ｍｉｎを０．５ＭＰａ、σ_ｍａｘを５０ＭＰａ、前記δＬ_ｍｉｎを１μｍ、及び前記δＬ_ｍａｘを１５μｍとしたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
3. 前記スペーサ部材は、樹脂材料で形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記スペーサ部材は、ゴム材料で形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記スペーサ部材と前記基板は同材料で形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記スペーサ部材と前記基板は異なる材料で形成され、かつ前記スペーサ部材のヤング率が前記基板のヤング率よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記圧電体を駆動する駆動信号を供給する電気配線が前記圧電体が形成される面に対して略垂直に立ち上がるように形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
   

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