JP2007245363A - 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドの小型化及びコストダウンを実現させ、且つ、信頼性を向上させる。
【解決手段】液体が充填される圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室に対して液体供給する共通流路と、前記圧力室内の液体を前記ノズルから吐出させる液体吐出手段と、駆動信号の供給先となる前記液体吐出手段を選択するセレクタ回路と、前記セレクタ回路から出力され前記液体吐出手段に供給される駆動信号を伝達する第１の配線基板と、前記セレクタ回路に入力される駆動信号を伝達する第２の配線基板と、を備え、前記セレクタ回路を構成する部材の異なる２つの面の一方には前記第１の配線基板が接続され、他方には前記第２の配線基板が接続されていることを特徴とする液体吐出ヘッドを提供することにより、前記課題を解決する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、液体吐出ヘッド及び画像形成装置に係り、特に、圧電素子等の液体吐出手段を駆動することによりノズルからインク滴を吐出する液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。

近年、多数のノズルを有するヘッド（液体吐出ヘッド）からインク吐出することにより、記録媒体上に所望の画像を記録するインクジェット方式の画像形成装置（インクジェット記録装置）が広く普及している。この種のヘッドには、例えば、圧電素子や発熱素子に代表される液体吐出手段がノズル毎に設けられており、各液体吐出手段を選択的に駆動することにより各ノズルからインク滴が吐出される。

ところで、駆動信号の供給先となる液体吐出手段を選択するセレクタ回路とヘッドを別体で構成し、これらをＦＰＣ（フレキシブルケーブル）で接続する方法が従来より用いられている。しかしながら、ＦＰＣの配線ピッチの高密化は技術的に困難であり、前記構成ではヘッドの高密度化に限界があるという問題がある。また、高密度のＦＰＣは高価であるという問題もある。

このような問題に対し、例えば、特許文献１では、ＦＰＣを用いずに、圧電素子と同数の薄膜トランジスタ素子（ＴＦＴ）を共通流路に相当するリザーバの側壁（駆動基板）に設けたヘッドが提案されている。

また、特許文献２では、ヘッド本体の３面を覆うカバー部材にＩＣチップ及び配線が設けられたヘッドが提案されている。
特開平９−３１４８３３号公報 特開平９−３１４８３１号公報

しかしながら、特許文献１に記載のヘッドでは、駆動基板に設けられる配線電極は薄膜トランジスタ素子が配設される面からそれに垂直な面に沿って形成されており、製造上複雑な工程が必要となるため信頼性が低下する。また、駆動基板の配線電極を圧電素子電極に直接接続しており、技術的にも非常に難しい構成となっている。信頼性を確保するためには、配線を太くする等のヘッドの大型化が必要となり、コストアップを招いてしまうという問題がある。

また、特許文献２に記載のヘッドでは、カバー部材に形成される信号線及び制御信号線がいずれもＩＣチップの同一面側に接続される構成となっており、カバー部材上の実装面積を削減する観点がない。また、カバー部材をヘッド本体の３面に接続することは技術的に難しい。更に、電極端子とヘッド本体の電極端子との接続は半田等の低密な接続方法で行うことが開示されており、高密度接続には適さない。従って、特許文献１と同様に、ヘッドの大型化を招き、コストアップという問題が生じる。

接続信頼性確保のため高密度接続部（ＩＣより圧電素子側）を少なくする必要がある。従って、部品点数の観点からも、ＩＣはヘッド上に実装するのが望ましいが、実装面積確保によるヘッドの大型化が課題となる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ヘッドの小型化及びコストダウンを実現させ、且つ、信頼性を向上させ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。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体が充填される圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室に対して液体供給する共通流路と、前記圧力室内の液体を前記ノズルから吐出させる液体吐出手段と、駆動信号の供給先となる前記液体吐出手段を選択するセレクタ回路と、前記セレクタ回路から出力され前記液体吐出手段に供給される駆動信号を伝達する第１の配線基板と、前記セレクタ回路に入力される駆動信号を伝達する第２の配線基板と、を備え、前記セレクタ回路を構成する部材の異なる２つの面の一方には前記第１の配線基板が接続され、他方には前記第２の配線基板が接続されてい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、液体吐出ヘッドに実装されるセレクタ回路を構成する部材の異なる２つの面の一方に第１の配線基板を接続し、他方に第２の配線基板を接続することにより、第２の配線基板の実装面積を減らすことができ、液体吐出ヘッドの小型化が可能になる。また、第２の配線基板の配線ピッチを低密化できるので歩留まりが向上し、コストダウンが可能となると共に、接続の簡略化により信頼性が向上する。

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、前記圧力室と前記共通流路の間に前記第１の配線基板が配置されていることを特徴とする。

請求項２の態様によれば、第１の配線基板と各圧電素子の接続を直接的に行うことが可能となり、２次元状（マトリクス状）のノズル配置による高密度化にも対応可能となる。

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、前記第２の配線基板は前記共通流路の隔壁を構成することを特徴とする。

請求項３の態様によれば、第２の配線基板に可撓性の基板を用いると、共通流路内を伝播する圧力波を低減させるダンパとして機能するので流体クロストークを防止することができる。また、共通流路内の液体によりセレクタ回路が放熱されるのでセレクタ回路の動作が安定化し、他方では、セレクタ回路で生じる熱により共通流路内の液体を温調することができるので吐出安定性が向上する。更に、部材共有化により部品点数が削減し、コストダウン効果もある。

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、前記セレクタ回路を構成する部材は前記共通流路の隔壁を構成することを特徴とする。

請求項４の態様によれば、セレクタ回路に対する放熱効果が更に向上する。

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、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、液体吐出ヘッドに実装されるセレクタ回路を構成する部材の異なる２つの面の一方に第１の配線基板を接続し、他方に第２の配線基板を接続することにより、第２の配線基板の実装面積を減らすことができ、液体吐出ヘッドの小型化が可能になる。また、第２の配線基板の配線ピッチを低密化できるので歩留まりが向上し、コストダウンが可能となると共に、接続の簡略化により信頼性が向上する。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態（第１〜第４の実施形態）について詳説する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施態様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ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各ヘッド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をなすように構成されている。

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、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）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（不図示）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。従って、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。印字部１２を構成する各ヘッド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、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（不図示）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。尚、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、インクジェット記録装置１０の制御系について説明する。図２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５０、システムコントローラ５２、画像メモリ５４、モータドライバ５６、ヒータドライバ５８、プリント制御部６０、画像バッファメモリ６２、ヘッドドライバ（駆動回路）６３、セレクタ回路６４等を備えている。

通信インターフェース５０は、ホストコンピュータ６６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５０にはシリアルインターフェースや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（不図示）を搭載してもよい。

ホストコンピュータ６６から送出された画像データは通信インターフェース５０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５４に記憶される。画像メモリ５４は、通信インターフェース５０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５２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ５４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磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ５２は、通信インターフェース５０、画像メモリ５４、モータドライバ５６、ヒータドライバ５８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５２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６６との間の通信制御、画像メモリ５４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ６８やヒータ６９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ５６は、システムコントローラ５２からの指示に従ってモータ６８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ５８は、システムコントローラ５２からの指示に従って後乾燥部４２その他各部のヒータ６９を駆動するドライバである。

プリント制御部６０は、システムコントローラ５２の制御に従い、画像メモリ５４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（ドットデータ）をヘッドドライバ（駆動回路）６３に供給する制御部である。プリント制御部６０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６３が駆動信号を生成し、各ヘッドに対応するセレクタ回路６４を介してヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙのインク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６０には画像バッファメモリ６２が備えられており、プリント制御部６０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６２に一時的に格納される。なお、図２において画像バッファメモリ６２はプリント制御部６０に付随する態様で示されているが、画像メモリ５４と兼用することも可能である。また、プリント制御部６０とシステムコントローラ５２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６３は、プリント制御部６０から与えられるドットデータに基づいて駆動信号を生成し、セレクタ回路６４が各色のヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの特定の圧電素子（図２中不図示、図５中符号８８として記載）を選択し、その駆動信号を圧電素子８８に対して供給する。ヘッドドライバ６３にはヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ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。また、ヘッドドライバ６３とセレクタ回路６４は集積化して１つのＩＣで構成することもできる。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサ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６０に提供する。プリント制御部６０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ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対する各種補正を行う。

次に、ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造について説明する。各色に対応するヘッド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７０によってヘッドを示すものとする。

図３はヘッド７０の外観斜視図である。図４はヘッド７０のノズル面７０ａを示した平面図であり、また、図５はヘッド７０の内部構造を示した部分断面図である。

図３に示すように、ヘッド７０は、第１の配線基板７２を含むヘッド本体７４、共通流路形成部材７６、セレクタ回路６４、及び第２の配線基板７８から主に構成される。本実施形態では、第２の配線基板７８としてＦＰＣ（フレキシブルケーブル）が用いられる。第１の配線基板７２上の共通流路形成部材７６の両端にはそれぞれ複数（本例では４つ）のセレクタ回路６４が主走査方向に沿って配列されている。セレクタ回路６４を構成する部材としては、ＩＣ（集積回路）、或いは、セレクタ回路６４を実装した基板などの態様があり、もちろん、これらに限定されるものでない。以下では、セレクタ回路６４を構成する部材を単に「セレクタ回路６４」と称する。このようなセレクタ回路６４（を構成する部材）の上下面にはそれぞれ不図示の接続電極（バンプ）が設けられており、第１及び第２の配線基板７２、７８がそれぞれセレクタ回路６４に対してフリップチップ実装されている。

ヘッド７０のノズル面７０ａには、図４に示すように、インク吐出口となる多数のノズル８０が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）に設けられている。図示は省略したが、各ノズル８０を主走査方向に沿って直線状に並ぶように投影した場合の投影ノズル列は一定のノズルピッチで等間隔に配列されるように構成されており、これにより、記録紙１６上のドットピッチの高密度化が達成されている。

ヘッド７０の内部には、図５に示すように、ノズル８０に連通する圧力室８２が設けられている。圧力室８２の一端にはインク供給用の供給口８４が設けられている。圧力室８２の一壁面は振動板８６で構成されており、振動板８６上の圧力室８２に対応する位置には圧電素子８８が配置されている。圧電素子８８は、薄膜状の圧電体９０の上面に個別電極（駆動電極）９２を設けた構造となっている。尚、振動板８６はＳＵＳ等の導電部材で構成されており、圧電素子８８に対する共通電極を兼ねている。振動板８６を非導電部材で構成して、圧電素子８８が配置される面上に共通電極となる電極層を設ける態様もある。

振動板８６の圧電素子８８側には圧電素子８８を収納可能な孔部が貫通形成されるスペーサ９４及び第１の配線基板７２が配置されており、更に、その上方には共通流路９６が設けられている。換言すれば、共通流路９６と圧力室８２の間には、振動板８６、スペーサ９４、及び第１の配線基板７２が配置されている。共通流路９６の上壁及び側壁は共通流路形成部材７６で構成され、また、下壁は第１の配線基板７２で構成される。共通流路９６は圧力室８２毎に設けられる供給口８４を介して各圧力室８２にそれぞれ連通している。共通流路９６には、図１に示したインク貯蔵／装填部１４から供給されるインクが貯留され、共通流路９６から各圧力室８２に対してそのインクが分配供給される。

第１の配線基板７２には圧電素子数と同数の配線９８が設けられており、各配線９８の一端はそれぞれ対応する圧電素子８８の個別電極９２に電気接続部１００を介して導通している。電気接続部１００は、例えば、半田や導電性ペースト等で構成される。一方、各配線９８の他端は各圧電素子８８に対応する位置から第１の配線基板７２の端部側のセレクタ回路６４の実装位置まで引き出されており、セレクタ回路６４の下面は第１の配線基板７２にフリップチップ実装されている。また、セレクタ回路６４の上面には第２の配線基板７８がフリップチップ実装されている。尚、第１の配線基板７２の共通流路９６側の表面には樹脂等の絶縁保護膜（不図示）が設けられており、共通流路９６内のインクに対する配線９８の接液防止が図られている。

第２の配線基板７８の他端はヘッドドライバ６３（図５中不図示、図２参照）に接続されており、プリント制御部６０において生成されるドットデータに基づいてヘッドドライバ６３で生成された駆動信号が第２の配線基板７８を介してセレクタ回路６４に入力される。セレクタ回路６４では、入力された駆動信号の供給先となる特定の圧電素子８８を選択し、この圧電素子８８に対応する第１の配線基板７２上の配線９８にその駆動信号が出力される。このようにして圧電素子８８に対して駆動信号が供給される。

圧電素子８８に駆動信号が供給されると、圧電素子８８の変位に伴って振動板８６が圧力室８２側に撓むように変形し、圧力室８２の容積が減少する。これにより、圧力室８２内のインクは加圧され、ノズル８０からインク滴が吐出される。インク吐出後、共通流路９６から圧力室８２に対してインクが再充填される。

次に、セレクタ回路６４に対する第１及び第２の配線基板７２、７８の接続方法について図６を用いて説明する。まず、図６（ａ）に示すように、配線９８（図６中不図示）が既に形成されている第１の配線基板７２上の端部側に、例えば、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）、ＡＣＰ（異方性導電ペースト）、ＮＣＰ（無導電粒子ペースト）等の接続材料１０２Ａを設ける。次いで、図６（ｂ）に示すように、接続材料１０２Ａを挟むようにしてセレクタ回路６４の下面に第１の配線基板７２を接続する。接続方法はフリップチップ実装により行う。フリップチップ実装は、いわゆる熱圧着で接続材料１０２Ａに適した温度でその材料に適した圧力を一定時間かけることにより接続を行う。例えば、１００℃〜２００℃の温度で３ＭＰａの圧力を３分間かけて行う。次に、図６（ｃ）に示すように、セレクタ回路６４上に接続材料１０２Ｂを設ける。接続材料１０２Ｂには接続材料１０２Ａと同様の材料が用いればよいが、先の接続に用いられる接続材料１０２Ａの接続温度より低い接続温度の材料を接続材料１０２Ｂとして用いる必要がある。最後に、図６（ｄ）に示すように、接続材料１０２Ｂを挟むようにして第２の配線基板７８をセレクタ回路６４の上面に接続する。接続方法はセレクタ回路６４の下面に第１の配線基板７２を接続する場合と同様である。このようにしてセレクタ回路６４の上下面に第１及び第２の配線基板７２、７８が接続される。

第１及び第２の配線基板７２、７８の接続順序は特に限定されるものでなく、セレクタ回路６４に第２の配線基板７８を接続してから第１の配線基板７２を接続するようにしてもよい。この場合、後の接続に用いられる接続材料１０２Ａの接続温度が先の接続に用いられる接続材料１０２Ｂの接続温度より低くなるように材料選定を行う必要がある。

第１の実施形態によれば、セレクタ回路６４の上下面に第１及び第２の配線基板７２、７８を接続する構成としたことにより、第１の配線基板７２上に第２の配線基板７８を実装するためのスペースを設ける必要がなく、ヘッドサイズの小型化が可能となる。また、第１の配線基板７２の配線数に比べて第２の配線基板（ＦＰＣ）７８の配線数を減らすことができ、これにより、第２の配線基板７８の配線ピッチが低密化されるので、歩留まりが向上し、コストダウンが可能となると共に、接続の簡略化により信頼性が向上する。

（第２の実施形態）
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。以下、既述した第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図７は第２の実施形態に係るヘッド７０の部分断面図である。図７中、図５と共通する部材には同一の番号を付している。本実施形態は、図７に示すように、セレクタ回路６４の下面及び側面に第１及び第２の配線基板７２、７８が接続される態様である。

次に、セレクタ回路６４に対する第１及び第２の配線基板７２、７８の接続方法について図８を用いて説明する。まず、図８（ａ）に示すように、第２の配線基板７８の一端に接続材料１０２Ｂを設ける。次いで、図８（ｂ）に示すように、接続材料１０２Ｂを挟むようにして第２の配線基板７８をセレクタ回路６４の側面に接続すると共に、第１の配線基板７２上の端部側のセレクタ回路６４が実装される位置に接続材料１０２Ａを設ける。接続材料１０２Ａ、１０２Ｂには、第１の実施形態と同様に、ＡＣＦ、ＮＣＰ、ＡＣＰ等が用いられる。次に、図８（ｃ）に示すように、第２の配線基板７８が側面に接続された状態のセレクタ回路６４の下面に接続材料１０２Ａを挟むようにして第１の配線基板７２を接続する。

セレクタ回路６４と第１及び第２の配線基板７２、７８の接続方法はいずれも第１の実施形態と同様に、フリップチップ実装で行う。また、先に接続に用いられる接続材料１０２Ｂの接続温度が後に接続に用いられる接続材料１０２Ａの接続温度より高くなるように材料選定を行う。

第２の実施形態によれば、セレクタ回路６４の下面及び側面に第１及び第２の配線基板７２、７８を接続する構成としたことにより、第１の実施形態と同様に、ヘッドサイズの小型化が可能となり、また、第２の配線基板７８の配線ピッチが低密化されるのでコストダウンが可能となると共に、接続の簡略化により信頼性が向上する。

また、第２の配線基板７８として用いられるＦＰＣを折り曲げることなく配線を垂直に持ち上げられるため、ＦＰＣの引き回しスペースを更に小さくすることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図９は第３の実施形態に係るヘッド７０の部分断面図である。図９中、図５と共通する部材には同一の番号を付している。本実施形態は、図９に示すように、セレクタ回路６４の側面に接合される第２の配線基板７８が共通流路９６の側壁を兼ねる態様である。第２の配線基板７８にはコネクタ（不図示）が設けられており、このコネクタに接続されるＦＰＣ等の外部配線を経由してヘッドドライバ６３で生成された駆動信号がセレクタ回路６４に入力される。尚、符号１０４は第２の配線基板７８上に配設される配線である。また、符号１０６は第１及び第２の配線基板７２、７８間の隙間を埋める封止樹脂であり、共通流路５５内のインクの外部への漏れを防止している。

次に、セレクタ回路６４に対する第１及び第２の配線基板７２、７８の接続方法について図１０を用いて説明する。まず、図１０（ａ）に示すように、共通流路９６の側壁を兼ねる第２の配線基板７８の一端に接続材料１０２Ｂを設ける。次いで、図１０（ｂ）に示すように、接続材料１０２Ｂを挟むようにして第２の配線基板１０２Ｂをセレクタ回路６４の側面に接続すると共に、第１の配線基板７２上の端部側のセレクタ回路６４が実装される位置に接続材料１０２Ａを設ける。接続材料１０２Ａ、１０２Ｂには、第１の実施形態と同様に、ＡＣＦ、ＮＣＰ、ＡＣＰ等が用いられる。次に、図１０（ｃ）に示すように、第２の配線基板７８が側面に接続された状態のセレクタ回路６４の下面に接続材料１０２Ａを挟むようにして第１の配線基板７２を接続する。最後に、図１０（ｄ）に示すように、第１及び第２の配線基板７２、７８間の隙間を埋めるように封止樹脂１０６を設ける。封止樹脂１０６には耐薬品性のある材料（例えば、エポキシやポリイミド等）を用いる。封止樹脂１０６はセレクタ回路６４に対する第１及び第２の配線基板７２、７８の接続温度より低い温度で硬化することが好ましい。

第３の実施形態によれば、セレクタ回路６４の側面に接続される第２の配線基板７８が共通流路９６の側壁を兼ねる構成としたことによって、共通流路９６内のインクによりセレクタ回路６４が放熱されるのでセレクタ回路６４の動作が安定化し、他方では、セレクタ回路６４で生じる熱により共通流路５５内のインクを温調することができるので吐出安定性が向上する。

（第４の実施形態）
次に、本発明に係る第４の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１１は第４の実施形態に係るヘッド７０の外観斜視図である。図１１中、図３と共通する部材には同一の番号を付している。本実施形態は、第１の配線基板７２上に設けられる２つのセレクタ回路６４Ａ、６４Ｂが共通流路９６の左右の側壁を構成すると共に、各セレクタ回路６４Ａ、６４Ｂの上面に接続される第２の配線基板７８が共通流路９６の上壁を構成する態様である。尚、共通流路９６の前後の側壁は不図示の封止樹脂で構成されている。

第２の配線基板７８はＦＰＣで構成され、図１１に示すように、その片側が折り曲げられた構造となっている。第２の配線基板７８の折り曲げ側の端部はヘッドドライバ６３（図１１中不図示、図２参照）に接続されており、ヘッドドライバ６３で生成された駆動信号が第２の配線基板７８上の各配線１０４を経由して各セレクタ回路６４Ａ、６４Ｂに入力される。

このように構成される第２の配線基板７８は、共通流路９６内のインクを伝播する圧力波を低減させるダンパとして機能する。このため第２の配線基板７８の厚さは薄い方が好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。

図１２は第４の実施形態の変形例に係るヘッド７０′の外観斜視図である。同図に示すように、第２の配線基板７８の両側を折り曲げた構造としてもよい。この場合、第２の配線基板７８の各配線１０４を両側に分散して引き出すことできるので、図１１に比べて第２の配線基板７８の配線ピッチを低密化することができ、製作が容易となる。

第４の実施形態によれば、共通流路９６の上壁を構成する第２の配線基板７８がダンパとして共通流路９６内を伝播する圧力波を低減させることができるので、インク吐出に伴う隣接ノズル間での相互干渉（流体クロストーク）を防止することができる。また、部材兼用による部品点数削減によってコストダウンが可能となる。更に、共通流路９６内のインクにより第２の配線基板７８を放熱させることができ、他方では、共通流路９６内のインクを温調することができ吐出安定性が向上する。また、インク非吐出時において、ノズル８０からインク滴を吐出しない程度の駆動信号をセレクタ回路６４から圧電素子８８に対して供給するように構成することにより、共通流路９６内のインクに対する温調効果を更に高めることができる。

以上、本発明の液体吐出ヘッド及び画像形成装置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。

第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図。 システム構成を示す要部ブロック図。 第１の実施形態に係るヘッドの外観斜視図。 第１の実施形態に係るヘッドのノズル面を示した平面図。 第１の実施形態に係るヘッドの内部構造を示した部分断面図。 第１の実施形態に係るセレクタ回路の接続方法を示した説明図。 第２の実施形態に係るヘッドの部分断面図。 第２の実施形態に係るセレクタ回路の接続方法を示した説明図。 第３の実施形態に係るヘッドの部分断面図。 第３の実施形態に係るセレクタ回路の接続方法を示した説明図。 第４の実施形態に係るヘッドの外観斜視図。 第４の実施形態の変形例に係るヘッドの外観斜視図。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、６３…駆動回路（ヘッドドライバ）、６４…セレクタ回路、７０…ヘッド、７２…第１の配線基板、７８…第２の配線基板、８０…ノズル、８２…圧力室、８６…振動板、８８…圧電素子、９６…共通流路

Claims (5)

1. 液体が充填される圧力室と、
   前記圧力室に連通するノズルと、
   前記圧力室に対して液体供給する共通流路と、
   前記圧力室内の液体を前記ノズルから吐出させる液体吐出手段と、
   駆動信号の供給先となる前記液体吐出手段を選択するセレクタ回路と、
   前記セレクタ回路から出力され前記液体吐出手段に供給される駆動信号を伝達する第１の配線基板と、
   前記セレクタ回路に入力される駆動信号を伝達する第２の配線基板と、を備え、
   前記セレクタ回路を構成する部材の異なる２つの面の一方には前記第１の配線基板が接続され、他方には前記第２の配線基板が接続されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記圧力室と前記共通流路の間に前記第１の配線基板が配置されてい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. 前記第２の配線基板は前記共通流路の隔壁を構成す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. 前記セレクタ回路を構成する部材は前記共通流路の隔壁を構成す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. 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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