JP2011073319A - 圧力付与部の給電構造及び給電配線部材 - Google Patents

Abstract

【課題】給電部を直交する方向に引き出すときの曲率半径Ｒを確保しつつ、圧力付与部及び給電部を備えた装置を小型化する。
【解決手段】プリンタのインクジェットヘッド３に設けられた圧電アクチュエータは、８列のノズル列に対してそれぞれ１つずつ設けられており、走査方向に関して近接する圧電アクチュエータ同士が互いに走査方向にずれて配置されている。また、走査方向に関して互いに近接する２つの圧電アクチュエータは、紙送り方向に関して一部重なって配置されている。ＦＰＣ５１の各給電部５２ａは、接続対象の圧電アクチュエータから、紙送り方向に関して、この圧電アクチュエータと走査方向に関して隣接する圧電アクチュエータ側の端部の縁を越えて紙送り方向に引き出された後、湾曲して上方に延在している。
【選択図】 図６

Description

本発明は、液体に圧力を付与する圧力付与部の給電構造、及び、圧力付与部に対して給電を行う給電配線部材に関する。

従来から、様々な技術分野において、液体に圧力を付与して液体移送などを行う装置が広く使用されている。このような装置の中には、圧力付与部に配線部材を接続して、この配線部材から供給された電力を使用して、圧力付与部を駆動するように構成されたものがある。例えば、特許文献１には、圧電アクチュエータの表面にフレキシブル配線材がはりつけられ、圧電アクチュエータの表面電極にフレキシブル配線材に形成された配線を介して給電することで、ノズルから液体を噴射させるインクジェットヘッドについて開示されている。このインクジェットヘッドのフレキシブル配線部材は、圧電アクチュエータの端部の縁を越えて、圧電アクチュエータの一表面と平行な面方向に引き出された後、面方向へのインクジェットヘッドの大型化を防止するために、面方向と直交する方向（圧電アクチュエータとは反対側の方向）に延在している。

特開２００９−０５６６６２号公報（図１）

このように、圧力付与部の表面電極に接続されたフレキシブル配線部材などの給電部を、面方向に引き出して、圧力付与部の一表面と直交する方向に引き出す場合、給電部を直角に折り曲げると、給電部の配線が塑性変形し断線してしまうおそれがあるため、通常、図１０に示すように、給電部に一定以上の曲率半径Ｒを確保して湾曲させる必要がある。すると、給電部の湾曲している部分が圧力付与部の縁から外側に距離ａだけ突出しまうことから、その空間を確保するために装置が大型化してしまう。

そこで、本発明の目的は、給電部を直交する方向に引き出すときの曲率半径Ｒを確保しつつ、圧力付与部及び給電部を備えた装置を小型化することが可能な圧力付与部の給電構造及び給電配線部材を提供することである。

本発明の圧力付与部の給電構造は、一表面に表面電極を有し、液体に圧力を付与する２つの圧力付与部に対して給電を行う給電構造であって、前記２つの圧力付与部は、前記一表面と平行な第１方向に沿って並べて配置されるとともに、前記一表面と平行で且つ前記第１方向と直交する第２方向に関してずれて配置されるものであり、前記２つの圧力付与部の前記表面電極に接続される給電配線をそれぞれ含む、可撓性を有する２つの給電部を有し、前記２つの給電部の各々は、接続対象の前記圧力付与部から、前記第２方向に関して別の前記圧力付与部側の端部の縁を越えて前記第２方向に沿って引き出された後、湾曲して前記一表面と直交する方向に延在している。

本発明の圧力付与部の給電構造によると、２つの圧力付与部が、第１方向に沿って並べて配置されており、それぞれの圧力付与部の表面電極に接続される給電部を、その接続対象の圧力付与部の、別の圧力付与部側の端部から第２方向に引き出し、さらに、湾曲させて圧力付与部の一表面と直交する方向に引き出している。その際、給電部は、所定の曲率半径Ｒを確保するために、接続対象の圧力付与部の縁から外側に引き出されるものの、その引き出される空間は、２つの圧力付与部が第２方向に関してずれて配置されたことにともない形成された空間であって、いわばデッドスペースである。そのため、給電部を直交する方向に引き出すときの曲率半径Ｒを確保しつつ、このような圧力付与部及び給電部を備えた装置を小型化することができる。

また、前記２つの給電部と、これら２つの給電部の前記一表面に直交する方向に延在する部分同士を連結する連結部を有する、１枚の給電配線部材を備えていることが好ましい。これによると、１枚の給電配線部材で、２つの圧力付与部に対する給電を行うことができる。

さらに、前記圧力付与部は、前記第２方向に所定間隔で配列された複数のノズルからなるノズル列を有する流路ユニットに設けられて、前記複数のノズルから液体を噴射させる、液体噴射装置の圧力付与部であり、前記２つの圧力付与部によりそれぞれ駆動される２列の前記ノズル列は、前記第２方向にずれて配置され、さらに、一方の前記ノズル列の、他方の前記ノズル列側の配列端に位置するノズルと、前記他方のノズル列に含まれる１つのノズルとの前記第２方向に関する距離が、前記所定間隔と等しくなっており、前記２つの圧力付与部の各々は、駆動対象である前記ノズル列の複数のノズルにそれぞれ対応して、前記第２方向に前記所定間隔で配列された複数の前記表面電極を有することが好ましい。２つの圧力付与部が２列のノズル列をそれぞれ駆動するものである場合に、一方のノズル列の配列端に位置するノズルと、他方のノズル列に含まれるノズル（一方のノズル列側の配列端に位置するノズルであってもよいし、ノズル列の途中に位置するノズルであってもよい）との距離が、ノズル配列ピッチである所定間隔に等しいと、２列のノズル列により、等間隔の長いドット列を形成することができる。しかしながら、２列のノズル列の、第２方向（ノズル配列方向）に関する離間距離がほとんどなく、最大でも所定間隔しか確保できないほどの場合において、配列端のノズルに対応する表面電極の配置スペースを確保するためには、２列のノズル列を第２方向に沿って並べ、２つの圧力付与部も第２方向に並べて配置することはほとんど不可能である。そこで、２列のノズル列を第１方向にずらして配置し、これらを駆動する２つの圧力付与部も第１方向に並べて配置することで、配列端のノズルに対応する表面電極の配置スペースを確保することができる。また、このような構成とすることで生じたデッドスペースを、給電部を湾曲させるために使用することができる。

このとき、前記一方のノズル列の、前記他方のノズル列側の配列端に位置するノズルと、前記他方のノズル列に含まれる１つのノズルとが、前記第２方向に関して等しい位置にあることが好ましい。一方のノズル列の配列端に位置するノズルと、他方のノズル列に含まれるノズルの、第２方向に関する位置が等しいということは、２列のノズル列間で、一部のノズルの位置が第２方向に関して重なっているということである。この場合、一方のノズル列により形成されるドット列と、他方のノズル列により形成されるドット列の間の部分は、どちらのノズル列に属するノズルで形成してもよいことから、ノズル列間での噴射特性の違いを目立たせなくすることができる。

本発明の給電配線部材は、それぞれ一表面に表面電極を有する２つの圧力付与部に対して給電を行う、可撓性を有する給電配線部材であって、スリットによって分割され、前記２つの圧力付与部の前記表面電極に接続される給電配線をそれぞれ含む、２つの給電部と、前記２つの給電部の前記圧力付与部との接続側端部とは反対側の端部同士を連結する連結部を備え、前記２つの給電部の、前記表面電極と接続される接続面は、互いに反対側の面である。

本発明の給電配線部材によると、スリットで分割された２つの給電部の接続面が、互いに異なる面に設けられていることで、上述したような構成の圧力付与部への給電に適した給電配線部材を実現することができる。

２つの圧力付与部の配置に基づいて形成されたデッドスペースに対して給電部を引き出して湾曲させているため、圧力付与部及び給電部を備えた装置を小型化することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。 インクジェットヘッドの平面図である。 図２の一部拡大図である。 図３のＸ−Ｘ線断面図である。 圧電アクチュエータに接続する前のＦＰＣの形状を説明する図であり、（ａ）はＦＰＣの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。 圧電アクチュエータに接続したときのＦＰＣの形状を説明する図であり、（ａ）はインクジェットヘッドの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線断面図である。 変形例１におけるインクジェットヘッドの平面図である。 変形例２におけるインクジェットヘッドの平面図である。 変形例３におけるインクジェットヘッドの平面図である。 従来におけるインクジェットヘッドの断面図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してインクを噴射する液体噴射装置の一種であるインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。

まず、インクジェットプリンタ１の概略構成について図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。図１に示すように、プリンタ１は、所定の走査方向（図１の左右方向）に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３（液体噴射装置）と、記録用紙Ｐを走査方向と直交する搬送方向に搬送する搬送機構４などを有している。

キャリッジ２は、走査方向に平行に延びる２本のガイド軸１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ１９によって無端ベルト１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト１８の走行に伴って走査方向に移動するようになっている。

このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３が搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に複数のノズル３０（図２〜図４参照）を有している。このインクジェットヘッド３は、搬送機構４により図１の下方（搬送方向）に搬送される記録用紙Ｐに対して、図示しないインクカートリッジから供給されたインクを複数のノズル３０から噴射するように構成されている。

搬送機構４は、インクジェットヘッド３よりも搬送方向上流側に配置された給紙ローラ１２と、インクジェットヘッド３よりも搬送方向下流側に配置された排紙ローラ１３と、を有する。給紙ローラ１２と排紙ローラ１３は、それぞれ、給紙モータ１４と排紙モータ１５により回転駆動される。そして、この搬送機構４は、給紙ローラ１２により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３へ搬送するとともに、排紙ローラ１３により、インクジェットヘッド３によって画像や文字などが記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出する。

次に、インクジェットヘッド３について図２〜図４を参照して説明する。図２は、インクジェットヘッドの平面図である。図３は、図２の一部拡大図である。図４は、図３のＸ−Ｘ線断面図である。なお、図２に示すインクジェットヘッドの平面図では、インクジェットヘッド３の上方に配置されるＦＰＣ５１の図示を省略している。図２〜図４に示すように、インクジェットヘッド３は、ノズル３０や圧力室２４を含むインク流路が複数形成された流路ユニット６と、複数の圧力室２４内のインクに圧力をそれぞれ付与する８つの圧電アクチュエータ７（圧力付与部）と、流路ユニット６の上面に配置され、８つの圧電アクチュエータ７を囲む枠状のフレーム１１と、８つの圧電アクチュエータ７の上面を覆い、圧電アクチュエータ７の後述する個別電極４２と接続されたフレキシブルプリント基板５１（ＦＰＣ：給電配線部材）と、を有している。

まず、流路ユニット６について説明する。図２〜４に示すように、流路ユニット６は、ステンレス鋼などの金属材料からなり平面視で略矩形状の、キャビティプレート２０、ベースプレート２１及びマニホールドプレート２２、並びに、ポリイミドなどの高分子合成樹脂材料からなり平面視で略矩形状のノズルプレート２３を備えており、これら４枚のプレート２０〜２３は積層状態で接合されている。なお、ノズルプレート２３は、他の３枚のプレート２０〜２２と同様にステンレス鋼などの金属材料で形成されていてもよい。

ノズルプレート２３には、複数の貫通状のノズル３０が形成されている。複数のノズル３０は、紙送り方向に沿って等間隔に配列されたノズル列３２を構成しており、このようなノズル列３２が走査方向に８列並べて配置されている。８列のノズル列３２は、走査方向に関して近接するノズル列３２同士が互いに紙送り方向にずれて配置されている。そして、走査方向に関して近接し、紙送り方向にずれて配置された２列のノズル列３２ごとにノズル群３３を構成し、ノズル群３３ごとに同じ色のインクがそれぞれ噴射される。したがって、本実施形態においては、４つのノズル群３３から４色のインク（例えば、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ）がそれぞれ噴射される。

１つのノズル群３３に属する、一方のノズル列３２（図２左方のノズル列３２）の、他方のノズル列３２（図２右方のノズル列３２）側の配列端に位置するノズル３０と、他方のノズル列３２の、一方のノズル列３２側から２番目に位置するノズル３０とは、紙送り方向に関して等しい位置にある。つまり、紙送り方向に沿って千鳥状に２列に配置され、同じ色のインクを噴射する２列のノズル列３２に属し、紙送り方向に関して近接する２つのノズル３０は、互いに等間隔ｐで配置されて、等ピッチの長いドット列を形成することができる。このとき、２列のノズル列３２間で、一部のノズルの位置が紙送り方向に関して重なっている。

キャビティプレート２０には、複数のノズル３０に対応して平面に沿って配列された複数の圧力室２４が形成されている。複数の圧力室２４は、ノズル列３２に対応して紙送り方向に沿って等間隔に配列されており、このような圧力室２４の列が走査方向に８列並べて配置されている。各圧力室２４は、走査方向を長手方向とする略楕円形状を有し、平面視で、圧力室２４の一方の端部がノズル３０と重なるように配置されている。また、ベースプレート２１には、平面視で圧力室２４の長手方向の両端部と重なる位置に、それぞれ連通孔２５、２６が形成されている。

マニホールドプレート２２には、８本のノズル列３２にそれぞれ対応する８本のマニホールド２７が形成されている。各マニホールド２７は、対応するノズル列３２のノズル３０から走査方向に関して離れた位置において紙送り方向に延在し、さらに、平面視で、対応する圧力室２４の略半分と重なっている。また、８本のマニホールド２７の一端部は、キャビティプレート２０に形成されたインク供給口（図示せず）に連通している。また、マニホールドプレート２２には、平面視で、ベースプレート２１の連通孔２６とノズルプレート２３のノズル３０の両方と重なる位置に連通孔２９が形成されている。このように、流路ユニット６内には、マニホールド２７から圧力室２４を経てノズル３０に至る個別インク流路３１が複数形成されている。

次に、圧電アクチュエータ７について図２〜図４を参照して説明する。図２〜図４に示すように、圧電アクチュエータ７は、８列のノズル列３２（８列の圧力室２４の列）に対してそれぞれ１つずつ設けられており、流路ユニット６（キャビティプレート２０）の上面に走査方向に８つ並べて配置されている。８つの圧電アクチュエータ７は、走査方向に関して近接する圧電アクチュエータ７同士が互いに走査方向にずれて配置されている。また、走査方向に関して互いに近接する２つの圧電アクチュエータ７は、紙送り方向に関して一部重なって配置されている。

また、各圧電アクチュエータ７は、１列のノズル列３２に属する複数のノズル３０に対応する複数の圧力室２４を覆うように流路ユニット６（キャビティプレート２０）の上面に配置された振動板４０と、この振動板４０の上面に複数の圧力室２４と対向するように配置された圧電層４１と、圧電層４１の上面に配置された複数の個別電極４２と、を有している。

振動板４０は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼などの鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板４０は、キャビティプレート２０の上面に１列のノズル列３２に属する複数のノズル３０に対応する複数の圧力室２４を覆うように配設された状態で、キャビティプレート２０に接合されている。また、導電性を有する振動板４０の上面は、圧電層４１の下面側に配置されることによって、上面の複数の個別電極４２との間で圧電層４１に厚み方向の電界を生じさせる、共通電極を兼ねている。この共通電極としての振動板４０は、ＦＰＣ５１を介して圧電アクチュエータ７を駆動するドライバＩＣ４７（図５及び図６参照）に接続されて、常にグランド電位に保持される。

圧電層４１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。この圧電層４１は、振動板４０の上面において、複数の圧力室２４に跨って連続的に形成されている。また、この圧電層４１は、少なくとも個別電極４２と対向する領域において厚み方向に分極されている。

圧電層４１の上面の、複数の圧力室２４と対向する領域には、複数の個別電極４２（表面電極）がそれぞれ配置されている。各々の個別電極４２は圧力室２４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有し、圧力室２４の中央部と対向している。また、複数の個別電極４２の端部からは、複数の接点部４５が個別電極４２の長手方向に沿ってそれぞれ引き出されている。このとき、各ノズル列３２の配列端のノズルに対応する個別電極４２は、走査方向に関して近接する圧電アクチュエータ７同士において、紙送り方向に関して重なって配置されている。

次に、フレーム１１について説明する。フレーム１１は、ステンレス鋼などの金属材料で形成されており、流路ユニット６の上面に８つの圧電アクチュエータ７を取り囲むように接合されている。フレーム１１は、流路ユニット６が撓んだりして、ノズル３０からのインクの噴射方向がずれたりしないように、流路ユニット６を補強する役割を持つ。

次に、ＦＰＣ５１について図４〜図６を参照して説明する。図５は、圧電アクチュエータに接続する前のＦＰＣの形状を説明する図であり、（ａ）はＦＰＣの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。図６は、圧電アクチュエータに接続したときのＦＰＣの形状を説明する図であり、（ａ）はインクジェットヘッドの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ線断面図である。なお、図５（ａ）においては、ＦＰＣ５１の圧電アクチュエータ７の上面と接続される面をハッチングで示している。図４〜６に示すように、ＦＰＣ５１は、８つの圧電アクチュエータ７の上方に配置されており、２層の基材５２と、これら基材５２に挟まれた配線５４（給電配線）と、これらの基材５２の表面に形成された複数のランド５３と、を有している。

基材５２は、ポリイミドなどの絶縁性樹脂材料からなり、可撓性を有し、略矩形状をしている。基材５２は、長手方向（図５（ａ）の左右方向）に関して流路ユニット６の走査方向に関する幅と同様の幅を有しており、長手方向と直交する短手方向（図５（ａ）の上下方向）の一方端部から圧電アクチュエータ７の紙送り方向に関する長さよりも長い位置まで短手方向に沿って形成されたスリット５５によって分割されている。スリット５５は、基材５２の長手方向に沿って等間隔に７つ形成されている。そして、基材５２は、短手方向の一方端部側において７つのスリット５５によって８つに分割された給電部５２ａと、短手方向の他方端部側において８つの給電部５２ａを連結する連結部５２ｂと、を有している。ＦＰＣ５１は、圧電アクチュエータ７の上方に、長手方向を走査方向として配置される。

連結部５２ｂの一方の面には、ドライバＩＣ４７が実装されている。ドライバＩＣ４７は、一端が複数のランド５３と接続された複数の配線５４の他端と接続されており、複数のランド５３を介して複数の個別電極４２のそれぞれに対して、駆動パルス信号を供給することで、それらの個別電極４２の電位を所定の駆動電位とグランド電位との間で切り換える。

８つの給電部５２ａのうち、図５（ａ）の左方から奇数個目の給電部５２ａの一方の面（図５（ａ）の紙面手前の面）、及び、偶数個目の給電部５２ａの他方の面（図５（ａ）の紙面奥側の面）には、短手方向に沿って、銀や白金などの導電性材料からなる複数のランド５３が形成されている。複数のランド５３は、ＦＰＣ５１が圧電アクチュエータ７の上方に配置されたときに、圧電アクチュエータ７の複数の個別電極４２の接点部４５とそれぞれ対向する位置に配置されている。このように、ＦＰＣ５１の、一方の面にランド５３が形成された給電部５２ａと他方の面にランド５３が形成された給電部５２ａは、長手方向に交互に並んでいる。つまり、１つのノズル群３３に属する２列のノズル列３２に対応する２つの圧電アクチュエータの個別電極４２と接続されるＦＰＣ５１の２つの給電部５２ａの接続面は、互いに反対側の面となっている。そして、ドライバＩＣ４７は、給電部５２ａに形成された複数のランド５３とそれぞれの配線５４を介して接続されている。

また、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＦＰＣ５１は、流路ユニット６の紙送り方向に関する中心線に沿って連結部５２ｂが立設され、連結部５２ｂの下側に位置する８つの給電部５２ａのランド５３が形成された面がそれぞれ圧電アクチュエータ７と対向するように、８つの給電部５２ａが湾曲されて、８つの圧電アクチュエータ７と接続されている。具体的には、８つの給電部５２ａのうち、一方の面にランド５３が形成された４つの給電部５２ａは、紙送り方向と逆方向に湾曲されて、他方の面にランド５３が形成された４つの給電部５２ａは、紙送り方向に湾曲されて、８つの圧電アクチュエータ７と接続されている。このとき、給電部５２ａの連結部５２ｂと連結されて、湾曲している端部は、配線５４の断線を防止するために、一定以上の曲率半径Ｒとなっている。

逆に圧電アクチュエータ７側から見れば、各給電部５２ａは、接続対象の圧電アクチュエータ７から、紙送り方向に関して、この圧電アクチュエータ７と走査方向に関して隣接する圧電アクチュエータ７側の端部の縁を越えて紙送り方向に引き出された後、湾曲して上方に延在している。そして、上方に延在した各給電部５２ａの端部は、連結部５２ｂにより連結されている。

次に、インク噴射時における圧電アクチュエータ７の作用について説明する。ある個別電極４２に対して、ドライバＩＣ４７から所定の駆動電位が付与されたときには、この駆動電位が付与された個別電極４２とグランド電位に保持されている共通電極としての振動板４０との間に電位差が生じ、個別電極４２と振動板４０の間に挟まれた圧電層４１に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は圧電層４１の分極方向と平行であるから、個別電極４２と対向する領域の圧電層４１が厚み方向と直交する面方向に収縮する。ここで、圧電層４１の下側の振動板４０はキャビティプレート２０に固定されているため、この振動板４０の上面に位置する圧電層４１が面方向に収縮するのに伴って、振動板４０の圧力室２４を覆う部分が圧力室２４側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室２４内の容積が減少するために圧力室２４内のインク圧力が上昇し、この圧力室２４に連通するノズル３０からインクが噴射される。

本実施形態では、８つの圧電アクチュエータ７が走査方向に沿って並べて配置され、走査方向に関して互いに近接する圧電アクチュエータ７同士が紙送り方向にずれて配置されている。このように圧電アクチュエータ７を千鳥状に配置したときには、インクジェットヘッド３において、ある圧電アクチュエータ７よりも、その圧電アクチュエータ７と走査方向に関して近接する他の圧電アクチュエータ７側の領域は、いわばデッドスペースである。

ここで、圧電アクチュエータ７の表面には、小型化のために、縁部近傍まで個別電極４２などの表面電極が形成されており、圧電アクチュエータ７に接続されたＦＰＣ５１を断線させずに上方に引き出す際には、圧電アクチュエータ７の縁を越えて一定の曲率半径Ｒを確保した上で湾曲させる必要がある。そこで、ＦＰＣ５１を、走査方向に関して互いに近接する２つの圧電アクチュエータ７の配置によって必然的に形成されるデッドスペースに引き出すことで、ＦＰＣ５１を湾曲させる曲率半径Ｒを確保しつつ、インクジェットヘッド３を小型化することができる。

また、ＦＰＣ５１の８つの給電部５２ａが紙送り方向に沿ってそれぞれ引き出されていることで、全ての給電部５２ａを走査方向に沿って立設された連結部５２ｂで連結することができる。そして、１枚のＦＰＣ５１で全ての給電部５２ａに対する給電を行うことができる。

さらに、８つの圧電アクチュエータ７に対して１つの流路ユニット６が設けられていることで、各圧電アクチュエータ７に対して流路ユニット６をそれぞれ設ける場合に比べて、隣接する２つのインク流路間の距離を狭くすることなどが可能なため、インクジェットヘッド３を小型化することができる。

加えて、ＦＰＣ５１がスリット５５で分割されて、８つの給電部５２ａの圧電アクチュエータ７との接続面が、長手方向に関して互いに異なる面となっていることで、流路ユニット６の紙送り方向に関する中心線に沿って連結部５２ｂを立設して配置し、８つの給電部５２ａをそれぞれ湾曲させて個別電極４２と接続することで、上述したような構成の圧電アクチュエータ７への給電に適したコンパクトな給電構造を実現することができる。

また、１つのノズル群３３に属する２列のノズル列３２間で、一部のノズルの位置が紙送り方向に関して重なっていることで、一方のノズル列３２により形成されるドット列と、他方のノズル列３２により形成されるドット列の紙送り方向に関して重なった部分は、どちらのノズル列３２に属するノズル３０で形成してもよい。すわなち、圧電アクチュエータ７の特性の違いによって、一方のノズル列３２から噴射されるインクの速度と、他方のノズル列３２から噴射されるインクの速度が異なった場合に、一方のノズル列３２により形成されるドット列と、他方のノズル列３２により形成されるドット列の境界部分にスジや濃淡などの不良箇所が構成されることがある。しかし、紙送り方向に関して重なった部分を、一方のノズル列３２のノズルと他方のノズル列３２のノズルから交互にインクを噴射させることで、ノズル列３２間での噴射特性の違いを目立たせなくすることができる。また、紙送り方向に関して重なった部分を、一方のノズル列３２のノズルと他方のノズル列３２のノズルからランダムに選択した、いずれかのノズル列３２のノズルからインクを噴射させてもよい。

さらに、フレーム１１は、金属材料により形成されていることから、圧電アクチュエータ７を囲む開口をプレス加工などの機械加工により形成したときに、開口の内面にバリなどの尖突部が形成されることがある。この尖突部が圧電アクチュエータ７に接続されたＦＰＣ５１に接触すると、断線などの配線不良が生じるおそれがある。従来では、図１０に示すように、フレーム１１の開口は、ＦＰＣ５１を圧電アクチュエータ７の端面から引き出して、一定以上の曲率半径Ｒを確保した上で湾曲させて上方に引き出したときの、ＦＰＣ５１の最も圧電アクチュエータ７から離れている位置よりもさらに外側に距離ｂだけ離れた位置に形成する必要がある。しかしながら、本実施形態においては、ＦＰＣ５１の給電部５２ａは、接続対象の圧電アクチュエータ７から、紙送り方向に関して、この圧電アクチュエータ７と走査方向に関して隣接する圧電アクチュエータ７側の端部の縁を越えて紙送り方向に引き出された後、湾曲して上方に延在しているため、フレーム１１を圧電アクチュエータ７に近接して形成することができるため、さらに、インクジェットヘッド３を小型化することができる。

また、フレーム１１と圧電アクチュエータ７の間には、隙間が形成されており、この隙間にはシリコーンなどのポッティング材が充填されている。このとき、ニードル針の先からポッティング材を注入しているが、図１０に示すように従来では、このニードル針がＦＰＣ５１に接触して、ＦＰＣ５１に断線などの配線不良が生じるおそれがある。しかしながら、本実施形態においては、ＦＰＣ５１を、走査方向に関して互いに近接する２つの圧電アクチュエータ７の配置によって必然的に形成されるデッドスペースに引き出すことで、フレーム１１の開口に形成された尖突部やニードル針に接触するのを防止することができ、断線などの配線不良が生じるおそれを低減することができる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

本実施形態においては、４色のインクを噴射する８つの圧電アクチュエータ７に対して１枚のＦＰＣ５１から給電を行う構成について説明したが、少なくとも１色のインクを噴射する、走査方向に関して近接する２つの圧電アクチュエータ７に対して１枚のＦＰＣ５１から給電を行う構成であればよい。また、走査方向に関して近接する２つの圧電アクチュエータ７の属するノズル３０から噴射されるインクは、同色でなくてもよく、圧電アクチュエータ７ごとで異なっていてもよい。

本実施形態においては、紙送り方向に沿ってノズル列３２が形成されたシリアルヘッドに本発明を適用したが、本実施形態における走査方向を紙送り方向とし、紙送り方向に直交する方向に沿ってノズル列を形成することで、本発明はラインヘッドにも適用可能である。

また、本実施形態においては、ＦＰＣ５１には、１つのドライバＩＣ４７が実装されていたが、ノズル３０の数（Ｃｈ数）が増大して、給電量が増大する場合には、ＦＰＣ５１に２つ以上のドライバＩＣ４７が実装されてもよい。例えば、２つのドライバＩＣ４７の場合には、ＦＰＣ５１の両面にそれぞれ実装するのが好ましい。

また、本実施形態においては、１つの流路ユニット６の上面に８つの圧電アクチュエータ７が配置されて、８列のノズル列３２に対応する複数のインク流路が１つの流路ユニット６内に構成されていたが、１列のノズル列３２に対応するインク流路のみが１つの流路ユニット６内に構成され、各圧電アクチュエータ７に対して１つずつ流路ユニット６が設けられてもよい。

また、本実施形態においては、ＦＰＣ５１は、圧電アクチュエータ７に接続されて、紙送り方向に沿って引き出されていたが、走査方向に沿って引き出されてもよい。このとき、走査方向に関して近接する２つの圧電アクチュエータ７ごとに１枚のＦＰＣ５１が必要になる。

また、本実施形態においては、１つのノズル群３３に属する、一方のノズル列３２の、他方のノズル列３２側の配列端に位置するノズル３０と、他方のノズル列３２の、一方のノズル列３２側から２番目に位置するノズル３０とは、紙送り方向に関して等しい位置にあったが、例えば、図７に示すように、同じ色のインクを噴射する２本のノズル列３２のうち、一方のノズル列３２の全てのノズル３０と、他方のノズル列３２の全てのノズル３０が、紙送り方向に関して等しい位置にはなく、すなわち、全てのノズル３０が紙送り方向にずれて配置され、同じ色のインクを噴射する２本のノズル列３２に属し、紙送り方向に関して隣接する２つのノズル３０が、互いに等間隔ｐで配置されていてもよい（変形例１）。

また、本実施形態においては、走査方向に関して互いに近接する２つの圧電アクチュエータ７は、紙送り方向に関して一部重なって配置されていたが、紙送り方向に関して重なっていなくてもよい。例えば、図８に示すように、走査方向に関して互いに近接する２つの圧電アクチュエータ７に対応する２本のノズル列３２に属し、紙送り方向に関して隣接する２つのノズル３０が、互いに等間隔ｐで配置されていてもよいし（変形例２）、図９に示すように、互いに等間隔ｐで配置されていなくてもよい（変形例３）。

以上では、圧力付与部として圧電アクチュエータを例に挙げて説明したが、これに限られず、発熱抵抗体を有する発熱素子などの電気熱変換体を有するものであってもよい。

以上、説明した実施形態及びその変更形態では、インクを噴射して記録用紙に文字や画像などを印刷するインクジェットヘッドに本発明を適用したが、インクジェットヘッドに限らず、様々な液体を噴射する液体噴射装置に本発明を適用することもできる。また、液体噴射装置に限らず、液体に圧力を付与する駆動部に対して給電を行う構成を含んでいるものであれば、例えば、液体を移送する装置などあらゆる装置に本発明を適用することができる。

１ プリンタ
７ 圧電アクチュエータ
４７ ドライバＩＣ
５１ ＦＰＣ
５２ａ 給電部
５２ｂ 連結部

Claims (5)

1. 一表面に表面電極を有し、液体に圧力を付与する２つの圧力付与部に対して給電を行う給電構造であって、
   前記２つの圧力付与部は、前記一表面と平行な第１方向に沿って並べて配置されるとともに、前記一表面と平行で且つ前記第１方向と直交する第２方向に関してずれて配置されるものであり、
   前記２つの圧力付与部の前記表面電極に接続される給電配線をそれぞれ含む、可撓性を有する２つの給電部を有し、
   前記２つの給電部の各々は、
   接続対象の前記圧力付与部から、前記第２方向に関して別の前記圧力付与部側の端部の縁を越えて前記第２方向に沿って引き出された後、湾曲して前記一表面と直交する方向に延在していることを特徴とする圧力付与部の給電構造。
2. 前記２つの給電部と、これら２つの給電部の前記一表面に直交する方向に延在する部分同士を連結する連結部を有する、１枚の給電配線部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の圧力付与部の給電構造。
3. 前記圧力付与部は、前記第２方向に所定間隔で配列された複数のノズルからなるノズル列を有する流路ユニットに設けられて、前記複数のノズルから液体を噴射させる、液体噴射装置の圧力付与部であり、
   前記２つの圧力付与部によりそれぞれ駆動される２列の前記ノズル列は、前記第２方向にずれて配置され、
   さらに、一方の前記ノズル列の、他方の前記ノズル列側の配列端に位置するノズルと、前記他方のノズル列に含まれる１つのノズルとの前記第２方向に関する距離が、前記所定間隔と等しくなっており、
   前記２つの圧力付与部の各々は、駆動対象である前記ノズル列の複数のノズルにそれぞれ対応して、前記第２方向に前記所定間隔で配列された複数の前記表面電極を有することを特徴とする請求項１または２に記載の圧力付与部の給電構造。
4. 前記一方のノズル列の、前記他方のノズル列側の配列端に位置するノズルと、前記他方のノズル列に含まれる１つのノズルとが、前記第２方向に関して等しい位置にあることを特徴とする請求項３に記載の圧力付与部の給電構造。
5. それぞれ一表面に表面電極を有する２つの圧力付与部に対して給電を行う、可撓性を有する給電配線部材であって、
   スリットによって分割され、前記２つの圧力付与部の前記表面電極に接続される給電配線をそれぞれ含む、２つの給電部と、
   前記２つの給電部の前記圧力付与部との接続側端部とは反対側の端部同士を連結する連結部を備え、
   前記２つの給電部の、前記表面電極と接続される接続面は、互いに反対側の面であることを特徴とする給電配線部材。
   

Images