JP2016155387A - 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル配線基板を介してヘッド本体に伝わるドライバＩＣの熱の、場所によりばらつきが低減できる液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置を提供する。
【解決手段】液体吐出ヘッドは、液体を吐出するヘッド本体と、ヘッド本体を制御する信号を伝達するフレキシブル配線基板６０と、フレキシブル配線基板６０上に実装されているドライバＩＣ５５と、ドライバＩＣ５５とヘッド本体との間のフレキシブル配線基板６０に、当該フレキシブル配線基板６０と交差するように取り付けられている熱伝導部６６とを備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、液滴を吐出させる液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置に関する。

近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ＥＬディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。

このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。

また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および記録媒体より主走査方向に長い液体吐出ヘッドを固定した状態で、副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。

シリアル式、ライン式のいずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。

そこで液体吐出ヘッド本体を、マニホールド（共通流路）およびマニホールドから複数の液体加圧室をそれぞれ介して繋がる液体吐出孔を有した流路部材と、前記液体加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有する圧電アクチュエータ基板とを積層して構成したが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この液体吐出ヘッド本体では、複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がった液体加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられた圧電アクチュエータ基板の変位素子を変位させることで、各液体吐出孔からインクを吐出することができる。圧電アクチュエータ基板は４つあり、それらに駆動信号を伝達する４つのフレキシブル配線基板は、液体吐出ヘッド本体の左右に２つずつ交互に引き出されており、液体吐出ヘッド本体と筐体との間を通り、液体吐出ヘッド本体の上部に配置されているコネクタに接続されている。また、フレキシブル配線基板にはドライバＩＣが実装されており、ドライバＩＣは、液体吐出ヘッド本体と筐体に挟ませており、筺体を通じて排熱されるようになっている。

特開２００７−３０７８０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液体吐出ヘッドでは、ドライバＩＣの熱がフレキシ
ブル配線基板を通じて圧電アクチュエータ基板に伝わり、圧電アクチュエータ基板上の変位素子の特性が熱によって変動することで、液体の吐出速度や吐出量などの吐出特性が変動することがあった。

より詳細には、印刷に用いる場合などでは、印刷するパターンによって、ドライバＩＣの中で駆動信号を処理する部分が変わるので、ドライバＩＣの一部が他の部と比較して温度が高くなったり、低くなったりすることがあった。フレキシブル配線基板には、主にドライバＩＣからヘッド本体に向かう方向に伸びた配線が配列されているので、ドライバＩＣの一部の温度が高くなった場合、電気的にそのドライバＩＣに繋がっている部分の圧電アクチュエータ基板に、配線を通じて熱が伝わるので、その部分の温度が高くなる。そうするとその部分の吐出特性が変動することになり、印刷精度が低くなることがあった。

したがって、本発明の目的は、フレキシブル配線基板を介してヘッド本体に伝わるドライバＩＣの熱の、場所によりばらつきが低減できる液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置を提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するヘッド本体と、該ヘッド本体を制御する信号を伝達するフレキシブル配線基板と、該フレキシブル配線基板上に実装されているドライバＩＣと、該ドライバＩＣと前記ヘッド本体との間の前記フレキシブル配線基板に、当該フレキシブル配線基板と交差するように取り付けられている熱伝導部とを備えていることを特徴とする。

また、本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記ヘッド本体を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。

熱伝導部により、フレキシブル配線基板の交差する方向に熱が伝わるので、フレキシブル配線基板を介してドライバＩＣからヘッド本体に伝わる熱の、場所によりばらつきがす少なくなり、吐出特性のばらつきを低減できる。

本発明の一実施形態に係る記録装置であるプリンタの概略構成図である。 図１の液体吐出ヘッドを構成する液ヘッド本体の平面図である。 図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の構造を省略した図である。 図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の構造を省略した図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。 図１の液体吐出ヘッドの斜視図である。 図６の液体吐出ヘッドのＸ−Ｘ線縦断面図である。 （ａ）は、本発明に用いられるフレキシブル配線基板の一実施形態の概略平面図であり、（ｂ）は、本発明に用いられる弾性板の一実施形態の平面図である。

図１は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ１（以下、プリンタ１とする）は、４つの液体吐出ヘッド２を有している。これらの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って並べられ、プリンタ１に固定されている液体吐出ヘッ
ド２は、図１の手前から奥へ向かう方向に細長い長尺形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。

プリンタ１には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、給紙ユニット１１４、搬送ユニット１２０および紙受け部１１６が順に設けられている。また、プリンタ１には、液体吐出ヘッド２や給紙ユニット１１４などのプリンタ１の各部における動作を制御するための制御部１００が設けられている。

給紙ユニット１１４は、複数枚の印刷用紙Ｐを収容することができる用紙収容ケース１１５と、給紙ローラ１４５とを有している。給紙ローラ１４５は、用紙収容ケース１１５に積層して収容された印刷用紙Ｐのうち、最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ送り出すことができる。

給紙ユニット１１４と搬送ユニット１２０との間には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａおよび１１８ｂ、ならびに、１１９ａおよび１１９ｂが配置されている。給紙ユニット１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット１２０へと送り出される。

搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と２つのベルトローラ１０６および１０７を有している。搬送ベルト１１１は、ベルトローラ１０６および１０７に巻き掛けられている。搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら２つの平面のうち、液体吐出ヘッド２に近い方の平面が、印刷用紙Ｐを搬送する搬送面１２７である。

ベルトローラ１０６には、図１に示されるように、搬送モータ１７４が接続されている。搬送モータ１７４は、ベルトローラ１０６を矢印Ａの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ１０７は、搬送ベルト１１１に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ１７４を駆動してベルトローラ１０６を回転させることにより、搬送ベルト１１１は、矢印Ａの方向に沿って移動する。

ベルトローラ１０７の近傍には、ニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ１３８の下方のニップ受けローラ１３９は、下方に付勢されたニップローラ１３８を、搬送ベルト１１１を介して受け止めている。２つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト１１１に連動して回転する。

給紙ユニット１１４から搬送ユニット１２０へと送り出された印刷用紙Ｐは、ニップローラ１３８と搬送ベルト１１１との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に押し付けられ、搬送面１２７上に固着する。そして、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の回転に従って、液体吐出ヘッド２が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト１１１の外周面１１３に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Ｐを搬送面１２７に確実に固着させることができる。

液体吐出ヘッド２は、下端にヘッド本体２ａを有している。ヘッド本体２ａの下面は、液体を吐出する多数の吐出孔が設けられている吐出孔面４−１となっている。

１つの液体吐出ヘッド２に設けられた液体吐出孔８からは、同じ色の液滴（インク）が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド２には図示しない外部液体タンクから液体が供給される。各液体吐出ヘッド２の液体吐出孔８は、液体吐出孔面に開口しており、一方方向（印刷用紙Ｐと平行で印刷用紙Ｐの搬送方向に直交する方向であり、液体吐出ヘッド２の長手方向）に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド２から吐出される液体の色は、例えば、それぞれ、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。各液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａの下面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間にわずかな隙間をおいて配置されている。

搬送ベルト１１１によって搬送された印刷用紙Ｐは、液体吐出ヘッド２と搬送ベルト１１１との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド２を構成するヘッド本体２ａから印刷用紙Ｐの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Ｐの上面には、制御部１００によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。

搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、剥離プレート１４０と二対の送りローラ１２１ａおよび１２１ｂならびに１２２ａおよび１２２ｂとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１によって剥離プレート１４０へと搬送される。このとき、印刷用紙Ｐは、剥離プレート１４０の右端によって、搬送面１２７から剥離される。そして、印刷用紙Ｐは、送りローラ１２１ａ〜１２２ｂによって、紙受け部１１６に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Ｐが順次紙受け部１１６に送られ、紙受け部１１６に重ねられる。

なお、印刷用紙Ｐの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド２とニップローラ１３８との間には、紙面センサ１３３が設置されている。紙面センサ１３３は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Ｐの先端位置を検出することができる。紙面センサ１３３による検出結果は制御部１００に送られる。制御部１００は、紙面センサ１３３から送られた検出結果により、印刷用紙Ｐの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド２や搬送モータ１７４等を制御することができる。

次に、本発明の液体吐出ヘッド２について説明する。図２は、（液体吐出）ヘッド本体２ａの平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の構造を省略した平面図である。図４は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、説明のため図３とは異なる一部の構造を省略した図である。なお、図３および図４において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータ基板２１の下方にあって破線で描くべきしぼり６、吐出孔８、加圧室１０などを実線で描いている。また、図４の吐出孔８は、位置を分かりやすくするため、実際の径よりも大きく描いてある。図５は図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。

図６は、図１の液体吐出ヘッドの斜視図である。図７は、図６の液体吐出ヘッドのＸ−Ｘ線縦断面図である。図７では流路部材４などの流路の内部構造は省略してある。図８（ａ）は、本発明に用いられるフレキシブル配線基板の一実施形態の、補強板６２が取り付けられている側の概略平面図であり、図８（ｂ）は、本発明に用いられる弾性板の一実施形態の平面図である。

液体吐出ヘッド２は（液体吐出）ヘッド本体２ａと、フレキシブル配線基板６０と、フレキシブル配線基板６０に実装されているドライバＩＣ（Integrated Circuit）５５と、フレキシブル配線基板６０に取り付けられている熱伝導部６６とを含んでいる。液体吐出ヘッド２は、さらに筐体９０を含んでいてもよく、ヘッド本体２ａには、リザーバ４０を含んでいてもよい。筺体９０は、金属製などで、多面体形状をしており、本実施形態では
、直方体状である。筺体９０は、天板と液体吐出ヘッド２の長手方向の両端の側面となる筐体本体の端面９０ａａとを含む筺体本体９０ａと、筺体本体９０ａに取り付けられる筺体側板９０ｂとからなっている。筺体本体９０ａの天板部には接続基板の外部コネクタ８０ａを介して信号が入力できるように孔が開いている。

筐体９０とリザーバ４０との間には、平板上で中央に孔の空いたフレーム９２がある。これは筐体９０に一部とみなしてもよい。筐体本体９０ａは、天板の部分でガイドフレーム８４にネジなどで取り付けられる。筺体側板９０ｂは筐体本体９０ａにネジなどで側方から取り付けられる。この際、あらかじめ筺体側板９０ｂの取り付け位置よりも外側に押し出されていたドライバＩＣ５５は、筺体側板９０ｂに押し付けられるようになる。フレーム９２より下側の、フレーム９２とリザーバ４０と流路部材４とで構成された開口部は、側板９４をネジなどで取り付けることにより塞がれる。これも筐体９０に一部とみなしてもよい。以上の各部材の間には必要に応じて樹脂などが塗られて硬化されて、液体のミストが筐体９０の内部に入り難いようにされる。

接続基板８０は、設けなくてもよいが、液体のミストなどが、筺体９０内で接続基板８０を越えて浸入し難いように設けるのが好ましい。接続基板８０の筺体９０に面している面（以下で外側の面と言うことがある）には外部の配線と接続される外部コネクタ８０ａが実装されている。外部コネクタ８０ａがあることにより、制御部１００への接続が容易になる。外部コネクタ８０ａをスルーホール実装にして、接続基板８０の筺体９０の内側の面（以下で内側の面と言うことがある）に形成されている配線８０ｃに接続することで、接続基板８０の外側の面の配線を少なくできるので、そのような配線が液滴よってショートすることを抑制できる。外部コネクタ８０ａと接続基板８０の間には樹脂などを入れることで、外部コネクタ８０ａ下部や接続基板８０の外側の面の側のスルーホール付近でのショートの発生を抑制できる。

接続基板８０の内側の面の配線８０ｃには内部コネクタ８０ｂが実装されている。内部コネクタ８０ｂを表面実装すれば、接続基板８０の外側の面の配線を少なくできるので、そのような配線が液滴によってショートすることなどを抑制できる。接続基板８０は、内部コネクタ８０ｂで、回路基板８２と電気的に接続されるとともに、機械的にも固定される。

リザーバ４０には、リザーバ流路が設けられている。リザーバ流路の一端は液体供給孔４０ａとして、液体吐出ヘッド２の外部に開口している。また、リザーバ４０と流路部材４とは、長手方向の両端部で接続されており、その両方で、リザーバ流路はマニホールドの開口５ａに繋がっている。つまり、液体供給孔４０ａから供給された液体は、リザーバ流路に入り、内部で分岐して、マニホールド５の両端に供給される。

また、リザーバ流路の内壁の一部は弾性変形可能な材質のダンパになっている。ダンパのリザーバ流路と反対の面が面する方向に変形できるようになっているので、ダンパは弾性変形することでリザーバ流路の体積を変化させることができ、液体吐出量が急激に多くなった場合などに、安定して液体が供給できるようになる。また、リザーバ流路の中にフィルタを設けて、液体の中に含まれる異物が流路部材４に入って行き難いようにするのが好ましく、異物が詰まることによって起こる不吐出を抑制できる。

また、リザーバ４０には、断熱性部材９８が付けられた弾性板９６と、筺体９０ａおよびヘッド本体２ａから液体を吐出させる駆動信号を処理する回路基板８２を固定するためのガイドフレーム８４とが固定されている。制御部１００から信号ケーブル（不図示）を介して送られてきた駆動信号は、外部コネクタ８０ａ、接続基板８０、内部コネクタ８０ｂ、回路基板８２、フレキシブル配線基板６０を通り、フレキシブル配線基板６０に実装
されたドライバＩＣ５５で信号処理されて、フレキシブル配線基板６０を通って圧電アクチュエータ基板２１の変位素子３０を駆動し、流路部材４内部の液体を加圧することにより、液滴が吐出される。なお、回路基板８２は、例えば、駆動信号を複数の圧電アクチュエータ基板２１に分ける他に、駆動信号の整流など行なってもよい。フレキシブル配線基板６０は可撓性を有する帯状のもので、内部に金属の配線６１を有し、配線６１の一部は、フレキシブル配線基板６０の表面に露出しており、その露出した配線６１により、回路基板８２、ドライバＩＣ５５および圧電アクチュエータ基板２１と電気的に接続される。

ヘッド本体２ａは、流路部材４と変位素子（加圧部）３０が作り込まれている圧電アクチュエータ基板２１とを含んでいる。流路部材４は、マニホールド５と、マニホールド５と繋がっている複数の加圧室１０と、複数の加圧室１０とそれぞれ繋がっている複数の吐出孔８とを備え、加圧室１０は流路部材４の上面に開口しており、流路部材４の上面が加圧室面４−２となっている。また、流路部材４の上面にはマニホールド５と繋がる開口５ａを有し、この開口５ａより液体が供給されるようになっている。

流路部材４の上面には、加圧部である変位素子３０を含む圧電アクチュエータ基板２１が接合されており、各変位素子３０が加圧室１０上に位置するように設けられている。また、圧電アクチュエータ基板２１には、各変位素子３０に信号を供給するためのフレキシブル配線基板６０が電気的に接続されている。図２には、２つのフレキシブル配線基板６０が圧電アクチュエータ基板２１に繋がる状態が分かるように、フレキシブル配線基板６０の圧電アクチュエータ基板２１に接続される付近の外形を点線で示した。圧電アクチュエータ基板２１に電気的に接続されている、フレキシブル配線基板６０に形成されている配線６１の電極は、フレキシブル配線基板６０の一方の端部の圧電アクチュエータ基板との接続領域６０ｂに矩形状に配置されている。２つのフレキシブル配線基板６０は、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央部にそれぞれの端がくるように接続されている。２つのフレキシブル配線基板６０は、短手方向の中央部から圧電アクチュエータ基板２１の長辺に向かって伸びている。

フレキシブル配線基板６０にはドライバＩＣ５５が実装されている。圧電アクチュエータ基板２１上の変位素子３０を駆動する駆動信号は、外部からの信号に基づき、最終的にはドライバＩＣ５５内で生成される。駆動信号の生成を制御する信号は、制御部１００で生成され、帯状のフレキシブル配線基板６０の一端の回路基板８２側から入力され、ドライバＩＣ５５で生成された駆動信号は、他端に接続されている圧電アクチュエータ基板２１へと出力される。フレキシブル配線基板６０の配線６１の本数は、回路基板８２側で数十以上になる。フレキシブル配線基板６０の回路基板８２のコネクタ８２ａと電気的に接続される電極は４つの回路基板との接続領域６０ａにおいてそれぞれヘッド本体２ａの長手方向に一列に並んでいる。配線６１の本数は、圧電アクチュエータ基板２１側では、変位素子３０の一つ一つに対応するように数百以上、さらには千以上になる。

図８（ａ）では、配線６１の一部を模式的に示しており、ほとんど省略している。配線の６１のうち駆動信号が流れる信号配線の幅は２０〜１００μｍ程度と細くされる。グランド配線などは、ドライバＩＣ５５の回路基板８２側でフレキシブル配線基板６０が湾曲している湾曲部おいて、周囲よりその幅を太くすれば、湾曲部の剛性が高くなり、フレキシブル配線基板６０をドライバＩＣ５５側に押し付ける効果を強くできる。図６０（ａ）の配線６１の斜線を付けた部分は、周囲よりも幅を太くした配線６１を例示したものである。

ドライバＩＣ５５は、駆動信号の処理を行なう際に発熱する。ドライバＩＣ５５は弾性板９６をたわませることで筺体９０に押し当てられているため、発生した熱は主に筺体９０に伝わり、さらに筺体側板９０ｂ全体に伝わり、さらに筐体９０全体に広がり、外部に
放熱されていく。ドライバＩＣ５５はフリップチップ実装にして、電極が配置されている面と反対側の面を筺体９０に接触させれば、熱が伝わり易くできる。放熱を促進するように筐体側板９０ｂは外側の表面を凹凸にするのがよい。断熱性部材９８は、リザーバに熱が伝わり難くしている。断熱性部材９８も弾性のあるものにしておいて、ドライバＩＣ５５を金属製の筺体９０に押し当てる助けをさせてもよい。

弾性板９６が複数のドライバＩＣ５５を押し付けるようになっている場合、弾性板９６は、図８（ｂ）に示したように分岐した形状であると、各ドライバＩＣにほぼ均等に押しつけることができる。図８（ｂ）は、弾性板９６の側面図であり、図の下側はＬ字型に折れ曲がっており、リザーバ４０に取り付けられる。図の上側は、ドライバＩＣ５５の個数と同じ４つに分岐しており、分岐した先で４つあるドライバＩＣ５５をそれぞれ筐体９０に押し付けられるようになっている。リザーバ４０に接合される側が一体になっているため、複数あるドライバＩＣ５５を押し付ける弾性板が一つにでき、取り付けも１回でできるため好ましい。ドライバＩＣ５５やその実装部の高さのばらつきがあったとしても、分岐した先でそれぞれ押さえつけることになるので、一部の押さえつけが不十分になって、熱伝導が悪くなり難い。

また、ドライバＩＣ５５と筐体９０との間には熱伝導材が充てんされていると、熱伝導材により接触している面積が増えるので、より熱伝導性が高くなる。熱伝導材は、熱伝導性の高粘度のグリスや、高熱伝導のフィラーを入れた樹脂が挙げられる。樹脂はある程度粘度の高い状態でもよいし、硬化させてもよい。熱伝導材は流動性のある状態のものの方が接触面積を高め易いが、使用中に熱伝導材が流れて不具合が生じるおそれもある。例えば、加圧部が変位する変位素子３０の場合、流動性の熱伝導材が変位素子３０に付くと、変位量を少なくしてしまおそれがある。熱伝導材がその様なものの場合、フレキシブル配線基板６０のドライバＩＣ５５が実装されている部位より、フレキシブル配線基板６０の変位素子３０側に伸びている部分に、次で詳述する熱伝導部６６を取り付ければ、熱伝導材が変位素子３０側に流動するのを抑制できる。また、フレーム９２も流動を抑制する役目を果たすよう断面形状が凸部形状になっている。

複数のドライバＩＣ５５がある場合、各ドライバＩＣ５５が筐体９０に接する位置は離れていた方が、熱が広がり易いので放熱効率を高くできる。そのようにするためには、ヘッド本体２ａの長手方向で隣り合っているドライバＩＣ５５を、ヘッド本体２ａから異なる距離に配置すればよい。より具体的には、ドライバＩＣ５５を千鳥状に交互に配置すればよい。

ドライバＩＣ５５が駆動信号を処理する際に発生する熱は、フレキシブル配線基板６０を介して、圧電アクチュエータ基板２１に伝わる。これは上述のように筐体９０への排熱が行えば低減できるが、そのようにしても一部は圧電アクチュエータ基板２１に伝わる。変位素子３０は、圧電セラミック層２１ｂの材質のなどに応じて、ある程度の温度特性を有するので、熱が伝わって温度が上がれば、吐出特性が変動する。他の吐出方式であっても、圧力を生じさせる発熱部は、ある程度の温度特性を有すると考えられるので、他の方式においても同様の影響がある。

ドライバＩＣ５５は、印刷するパターンや、特定の機能を使用するかどうかなどにより、発熱する部分が変わる。例えば、偏ったパターンを印刷する際には、１つのドライバＩＣ５５が他のドライバＩＣ５５よりも高温になったり、ドライバＩＣ５５の特定の場所が高温になったりする。逆に、局所的に動作していない部分があればその部分が低温になる。フレキシブル配線基板６０に形成されている配線６１は、主に回路基板のコネクタ８２ａからヘッド本体２ａまでを結ぶ方向、同じことであるが、ドライバＩＣ５５からヘッド本体２ａまでを結ぶ方向に伸びており、その方向に直行する方向に複数並んでいる。その
ためドライバＩＣ５５の一部の温度が高くなると、その部分が電気的に接続されている圧電アクチュエータ基板２１の部位に熱が伝わり易いので、その部位の温度が高くなる。

そこで、熱伝導性の高い熱伝導部６６を、フレキシブル配線基板６０のドライバＩＣ５５とヘッド基板２ａとの間で、フレキシブル配線基板６０と交差するように取り付ける。ここで交差するとは、配線６１が伸びている方向である配線方向に交差することを意味する。そのように取り付ければ、フレキシブル配線基板の配線方向に交差する方向に熱が伝わり易くなり、ドライバＩＣ５５から伝わる熱の場所により依存性を低くでき、吐出特性のばらつきを小さくできる。

なお、ここで交差するようにとは、帯状のフレキシブル配線基板６０に略直交するように、また、配線方向に略直交するようにすることを意味する。略直交するとは、９０±３０度以内程度の範囲でも構わないが、９０±５度以内程度の範囲にすれば、フレキシブル配線基板６０において均熱化される位置の、ヘッド本体２ａからの距離の差が小さくなるので、ヘッド本体２ａに伝わる温度のばらつきを、より小さくできる。

熱伝導部６６は、フレキシブル配線基板６０の、少なくとも配線６１が形成されている範囲、さらにはフレキシブル配線基板６０の幅全体にわたって取り付けられているのが好ましい。また、熱伝導部６６は、フレキシブル配線基板６０を挟むようにフレキシブル配線基板６０の両面に取り付ければ、さらに均熱の効果を高くできる。さらに、フレキシブル配線基板６０の、ドライバＩＣ５５と回路基板８２の間に、フレキシブル配線基板６０と交差するように第２の熱熱伝導部を設ければ、さらに均熱化が図れる。

熱伝導部６６は、金属などの熱伝導性の高い部材で構成される。角形で棒状の硬質のものを使用してもよいが、薄いフィルム形状で可撓性のあるものを帯状にして用いれば、液体吐出ヘッド２を組み立てる際の取り扱いが簡単になる。銅製のものを用いれば、熱伝導性が高く、可撓性を持ったフィルム形状に加工するのも容易になる。同様の理由でアルミニウム製でもよい。導電性の部材が他の部位と接触することにより生じるおそれのあるショートなどを抑制するには、フィルムをポリイミドなどの樹脂でコーティングすればよい。熱伝導部６６は、両面テープや接着剤などでフレキシブル配線基板に取り付ければよい。

複数のドライバＩＣ５５がある場合、ドライバＩＣ５５ごとに動作状態が違うことがあるので、温度差が生じやすいが、それらドライバＩＣ５５を熱伝導部６６に沿って配置すれば、より均熱化が図れる。また、ドライバＩＣ５５の平面形状が一方方向に長い場合には、その方向に温度差が生じやすいが、ドライバＩＣ５５の長手方向が熱伝導部６６に沿うように配置すれば、より均熱化が図れる。

熱伝導部６６を放熱できる部位に接触させれば、均熱化を図るだけではなく、ヘッド本体２ａに伝わる熱を少なくできるので、吐出特性の変動をより少なくできる。熱伝導部６６を、筐体９０のドライバＩＣ５５の接している部分から離れた部位に接触させれば、効果的に放熱できる。筐体９０に接触させるには、例えば、熱伝導部６６を、フレキシブル配線基板６０に交差している熱伝導部６６の、交差している部位の端を延長したような形状にし、その延長した端部を筐体９０に接触させればよい。接触させるには、筐体側板９０ｂをねじ止めする際に、その間に挟み込むなどしてねじ止めすればよい。またた、ここで言う接触には、接着剤などを介して取り付けることも含まれる。

接触させるのは片側だけでもよいが、両側にすれば、排熱する量が約２倍になるのでより効率的に排熱できるし、フレキシブル配線基板６０と交差している領域の両端から排熱できるので、フレキシブル配線基板６０と交差している領域内での温度ばらつきを、より
低減できる。

筐体９０と接触させる部位を、ドライバＩＣ５５が接している面と異なる面にすれば、ドライバＩＣ５５からの熱が伝わっていき難いので、効率的に排熱できる。ヘッド本体２ａが一方方向に長い場合、フレキシブル配線基板６０はヘッド本体２ａの長手方向に沿って配置すれば、空間を効率的に利用できるので好ましい。その場合、ドライバＩＣ５５は筐体９９のヘッド本体２ａの長手方向に沿った面に接触させるのが、フレキシブル配線基板６０の長さを短くできるので好ましい。そのような場合、熱伝導部６６をヘッド本体２ａの長手方向の端に位置する面に接触させれば、排熱効率をよくできる。また、そのようにすれば、多色印刷をしたり、解像度やスループットを上げるために複数の液体吐出ヘッド２を並べる際は、短手方向に近接して並べられるので、そのような場合でも排熱効率がよくなる。ヘッド本体２ａの長手方向の端に位置する面とは、本実施形態では、筐体本体の端面９０ａａである。

また、熱伝導部６６は、筐体９０に接触させるようにしてもよい。熱伝導性の高い筐体９０を介して均熱化が図れるので好ましい。

さらに、複数のドライバＩＣ５５を、ヘッド本体２ａからの距離が違う位置に配置する際には、フレキシブル配線基板６０は、複数のドライバＩＣ５５が配置される位置までの距離が違っても、ほぼ同じ長さにしておけば、伝わる熱の量を近づけることができるので好ましい。

次にヘッド本体２ａについて説明する。ヘッド本体２ａは、平板状の流路部材４と、流路部材４上に接続された変位素子３０を含む圧電アクチュエータ基板２１を１つ有している。圧電アクチュエータ基板２１の平面形状は長方形状であり、その長方形の長辺が流路部材４の長手方向に沿うように流路部材４の上面に配置されている。

流路部材４の内部には２つのマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向の一端部側から、他端部側に延びる細長い形状を有しており、その両端部において、流路部材４の上面に開口しているマニホールドの開口５ａが形成されている。マニホールド５の両端部から流路部材４へ液体を供給することにより、液体の供給不足が起り難くできる。また、マニホールド５の一端から供給する場合と比較して、マニホールド５を液体が流れる際に生じる圧力損失の差を約半分にできるため、液体吐出特性のばらつきを少なくできる。

また、マニホールド５は、少なくとも加圧室１０に繋がっている領域である長さ方向の中央部分が、幅方向に間隔を開けて設けられた隔壁１５で仕切られている。隔壁１５は、加圧室１０に繋がっている領域である長さ方向の中央部分では、マニホールド５と同じ高さを有し、マニホールド５を複数の副マニホールド５ｂに完全に仕切っている。このようにすることで、平面視したときに、隔壁１５と重なるように、吐出孔８および吐出孔８から加圧室１０に繋がっているディセンダを設けることができる。

図２では、マニホールド５の両端部を除く全体が隔壁１５で仕切られている。両端部を含んで全体が隔壁１５で仕切られているようにしてもよい。その場合、流路部材４の上面に開口している開口５ａ付近のみが仕切られておらず、開口５ａから流路部材４の深さ方向に向かう間に隔壁が設けられるようにすれば、リザーバ４０との接続が容易になる。

複数に分けられた部分のマニホールド５を副マニホールド５ｂと呼ぶことがある。本実施形態においては、マニホールド５は独立して２本設けられており、それぞれの両端部に開口５ａが設けられている。また、１つのマニホールド５には、７つの隔壁１５が設けら
れており、８つの副マニホールド５ｂに分けられている。副マニホールド５ｂの幅は、隔壁１５の幅より大きくなっており、これにより副マニホールド５ｂに多くの液体を流すことができる。また、７つの隔壁１５は、幅方向の中央に近いほど、長さが長くなっており、マニホールド５の両端において、幅方向の中央に近い隔壁１５ほど、隔壁１５の端がマニホールド５の端に近くなっている。これにより、マニホールド５の外側の壁により生じる流路抵抗と、隔壁１５により生じる流路抵抗との間のバランスがとれ、各副マニホールド５ｂのうち、加圧室１０に繋がる部分である個別供給流路１４が形成されている領域の端における液体の圧力差を少なくできる。この個別供給流路１４での圧力差は、加圧室１０内の液体に加わる圧力差につながるため、個別供給流路１４での圧力差を少なくすれば、吐出ばらつきを低減できる。

流路部材４は、複数の加圧室１０が２次元的に広がって形成されている。加圧室１０は、角部にアールが施されている、２つの鋭角部１０ａと２つの鋭角部１０ｂを有するほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。

加圧室１０は１つの副マニホールド５ｂと個別供給流路１４を介して繋がっている。１つの副マニホールド５ｂに沿うようにして、この副マニホールド５ｂに繋がっている加圧室１０の列である加圧室列１１が、副マニホールド５ｂの両側に１列ずつ、合計２列設けられている。したがって、１つのマニホールド５に対して、１６列の加圧室１１が設けられており、ヘッド本体２ａ全体では３２列の加圧室列１１が設けられている。各加圧室列１１における加圧室１０の長手方向の間隔は同じであり、例えば、３７．５ｄｐｉの間隔となっている。

各加圧室列１１の端にはダミー加圧室１６が設けられている。このダミー加圧室１６は、マニホールド５とは繋がっているが、吐出孔８とは繋がっていない。また、３２列の加圧室列１１の外側には、ダミー加圧室１６が直線状に並んだダミー加圧室列が設けられている。このダミー加圧室１６は、マニホールド５および吐出孔８のいずれとも繋がっていない。これらのダミー加圧室により、端から１つ内側の加圧室１０の周囲の構造（剛性）が他の加圧室１０の構造（剛性）と近くなることで、液体吐出特性の差を少なくできる。なお、周囲の構造の差の影響は、距離の近い、長さ方向に隣接する加圧室１０の影響が大きいため、長さ方向には、両端にダミー加圧室を設けてある。幅方向については、影響が比較的小さいため、ヘッド本体２１ａの端に近い方のみに設けている。これにより、ヘッド本体２１ａの幅を小さくできる。

１つのマニホールド５に繋がっている加圧室１０は、液体吐出ヘッド２の長手方向である行方向と短手方向である列方向とに沿って、行上および列上で、それぞれ略等間隔で配置されている。行方向は、菱形形状の加圧室１０の鈍角部１０ｂ同士を結ぶ対角線と同じ方向であり、列方向は、菱形形状の加圧室１０の鋭角部１０ａ同士を結ぶ対角線と同じ方向である。つまり、加圧室１０の菱形形状の対角線が行および列と角度がついていない状態になっている。加圧室１０を格子状に配置し、そのような角度の菱形形状の加圧室１０を配置することにより、クロストークを小さくできる。これは１つの加圧室１０に対して、行方向、列方向のいずれの方向においても、角部同士が対向する状態になっているため、辺同士で対向して場合よりも、流路部材４を通じて、振動伝わり難いためである。なお、この場合、鈍角部１０ｂ同士を長手方向に対向させることにより長手方向における、加圧室１０の密度を高くして配置でき、これにより、長手方向の吐出孔８の密度を高くできるので、高解像度の液体吐出ヘッド２とできるからである。行上および列上での加圧室１０の間隔は、等間隔にすれば、間隔が他より狭いところがなくなりクロストークを小さくできるが、間隔は±２０％程度異なるようにしてもよい。

加圧室１０を格子状の配置にして、圧電アクチュエータ基板２１を、行および列に沿っ
た外辺を有する矩形状にすると、圧電アクチュエータ基板２１の外辺から、加圧室１０の上に形成されている個別電極２５が等距離に配置されることになるので、個別電極２５を形成する際に、圧電アクチュエータ基板２１に変形が生じ難くできる。圧電アクチュエータ基板２１と流路部材４とを接合する際に、この変形が大きいと外辺に近い変位素子３０に応力が加わり、変位特性にばらつきが生じるおそれがあるが、変形を少なくすることで、そのばらつきを低減できる。また、最も外辺に近い加圧室列１１の外側にダミー加圧室１６のダミー加圧室列が設けられているために、変形の影響をより受け難くできる。加圧室列１１に属する加圧室１０は等間隔で配置されており、加圧室列１１に対応する個別電極２５も等間隔で配置されている。加圧室列１１は短手方向に等間隔で配置されており、加圧室列１１に対応する個別電極２５の列も短手方向に等間隔で配置されている。これにより、特にクロストークの影響が大きくなる部位をなくすことができる。

流路部材４を平面視したとき、１つの加圧室列１１に属する加圧室１０が、隣接する加圧室列１１に属する加圧室１０と、液体吐出ヘッド２の長手方向において、重ならないように配置することにより、クロストークを抑制できる。一方、加圧室列１１の間の距離を離すと、液体吐出ヘッド２の幅が大きくなるので、プリンタ１に対する液体吐出ヘッド２の設置角度の精度や、複数の液体吐出ヘッド２を使用する際の、液体吐出ヘッド２の相対位置の精度が印刷結果に与える影響が大きくなる。そこで、隔壁１５の幅を副マニホールド５ｂよりも小さくすることで、それらの精度が印刷結果に与える影響を少なくできる。

１つの副マニホールド５ｂに繋がっている加圧室１０は、２列の加圧室列１１を構成しており、１つの加圧室列１１に属する加圧室１０から繋がっている吐出孔８は、１つの吐出孔列９を構成している。２列の加圧室列１１に属する加圧室１０に繋がっている吐出孔８はそれぞれ、副マニホールド５ｂの異なる側に開口している。図４では隔壁１５には、２列の吐出孔列９が設けられているが、それぞれの吐出孔列９に属する吐出孔８は、吐出孔８に近い側の副マニホールド５ｂに加圧室１０を介して繋がっている。隣接する副マニホールド５ｂに加圧室列１１を介して繋がっている吐出孔８と液体吐出ヘッド２の長手方向において重ならないように配置されていると、加圧室１０と吐出孔８とを繋ぐ流路間のクロストークが抑制できるので、さらにクロストークを小さくすることができる。加圧室１０と吐出孔８とを繋ぐ流路全体が、液体吐出ヘッド２の長手方向において重ならないように配置されていると、さらにクロストークを小さくすることができる。

また、平面視において、加圧室１０と副マニホールド５ｂとが重なるように配置することにより、液体吐出ヘッド２の幅を小さくできる。加圧室１０の面積に対する、重なっている面積の割合が８０％以上、さらに９０％以上にすることで、液体吐出ヘッド２の幅をより小さくできる。また、加圧室１０と副マニホールド５ｂとが重なっている部分の加圧室１０の底面は、副マニホールド５ｂと重なっていない場合と比較して剛性が低くなっており、その差により吐出特性がばらつくおそれがある。加圧室１０全体の面積に対する、副マニホールド５ｂと重なっている加圧室１０の面積の割合を、各加圧室１０で略同じにすることで、加圧室１０を構成する底面の剛性が変わることによる吐出特性のばらつきを少なくすることができる。ここで略同じとは、面積の割合の差が、１０％以下、特に５％以下であることを言う。

１つのマニホールド５に繋がっている複数の加圧室１０により加圧室群が構成されており、マニホールド５が２つあるため、加圧室群は２つある。各加圧室群内における吐出に関わる加圧室１０の配置は同じで、短手方向に平行移動させた配置されている。これらの加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域に、加圧室群間などの少し間隔が広くなった部分があるものの、ほぼ全面にわたって配列されている。つまり、これらの加圧室１０によって形成された加圧室群は圧電アクチュエータ基板２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各加圧室１０の
開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータ基板２１が接合されることで閉塞されている。

加圧室１０の個別供給流路１４が繋がっている角部と対向する角部からは、流路部材４の下面の吐出孔面４−１に開口している吐出孔８に繋がるディセンダが伸びている。ディセンダは、平面視において、加圧室１０から離れる方向に伸びている。より具体的には、加圧室１０の長い対角線に沿う方向に離れつつ、その方向に対して左右にずれながら伸びている。これにより、加圧室１０は各加圧室列１１内での間隔が３７．５ｄｐｉになっている格子状の配置にしつつ、吐出孔８は、全体で１２００ｄｐｉの間隔で配置することができる。

これは別の言い方をすると、流路部材４の長手方向に平行な仮想直線に対して直交するように吐出孔８を投影すると、図４に示した仮想直線のＲの範囲に、各マニホールド５に繋がっている１６個の吐出孔８、全部で３２個の吐出孔８が、１２００ｄｐｉの等間隔となっているということである。これにより、全てのマニホールド５に同じ色のインクを供給することで、全体として長手方向に１２００ｄｐｉの解像度で画像が形成可能となる。また、１つのマニホールド５に繋がっている１個の吐出孔８は、仮想直線のＲの範囲で６００ｄｐｉの等間隔になっている。これにより、各マニホールド５に異なる色のインクを供給することで、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で２色の画像が形成可能となる。この場合、２つの液体吐出ヘッド２を用いれば、６００ｄｐｉの解像度で４色の画像が形成可能となり、６００ｄｐｉで印刷可能な液体吐出ヘッドを用いるよりも、印刷精度が高くなり、印刷のセッティングも簡単にできる。

さらに、液体吐出ヘッド２には、マニホールドの開口５ａからの液体の供給を安定させるように流路部材４に、リザーバを接合してもよい。リザーバには、外部から供給された液体を分岐させて、２つの開口５ａに繋がる流路が設けられることにより、２つの開口に液体を安定して供給できる。分岐してからの流路長をほぼ等しくすることで、外部から供給される液体の温度変動や圧力変動が、マニホールド５の両端の開口５ａに、少ない時間差で伝わるため、液体吐出ヘッド２内の液滴の吐出特性のばらつきをより少なくできる。リザーバにダンパを設けることで、さらに液体の供給が安定化できる。さらに、液体中の異物などが流路部材４に向かうのを抑制するように、フィルタを設けてもよい。またさらに、流路部材４に向かう液体の温度を安定化させるようにヒータを設けてもよい。

圧電アクチュエータ基板２１の上面における各加圧室１０に対向する位置には個別電極２５がそれぞれ形成されている。個別電極２５は、加圧室１０より一回り小さく、加圧室１０とほぼ相似な形状を有している個別電極本体２５ａと、個別電極本体２５ａから引き出されている引出電極２５ｂとを含んでおり、個別電極２５は、加圧室１０と同じように、個別電極列および個別電極群を構成している。引出電極２５ｂは、一端部が個別電極本体２５ａに接続されており、他端部が加圧室１０の鋭角部１０ａを通り、加圧室１０の外側で、加圧室１０の２つの鋭角部１０ａを結ぶ対角線を延長した列と重ならない領域に引き出されている。これによりクロストークが低減できる。引出電極２５ｂの形状については、後で詳述する。

また、圧電アクチュエータ基板２１の上面には、共通電極２４とビアホールを介して電気的に接続されている共通電極用表面電極２８が形成されている。共通電極用表面電極２８は、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央部に、長手方向に沿うように２列形成され、また、長手方向の端近くで短手方向に沿って１列形成されている。図示した、共通電極用表面電極２８は直線上に断続的に形成されたものであるが、直線上に連続的に形成してもよい。

圧電アクチュエータ基板２１は、後述のようにビアホールを形成した圧電セラミック層２１ａ、共通電極２４、圧電セラミック層２１ｂを積層し、焼成した後、個別電極２５および共通電極用表面電極２８を同一工程で形成するのが好ましい。個別電極２５と加圧室１０との位置ばらつきは吐出特性に大きく影響を与えこと、個別電極２５を形成した後、焼成すると圧電アクチュエータ基板２１に反りが生じるおそれがあり、反りが生じた圧電アクチュエータ基板２１を流路部材４に接合すると、圧電アクチュエータ基板２１に応力が加わった状態になり、その影響で変位がばらつくおそれがあることから、個別電極２５は、焼成後に形成される。共通電極用表面電極２８も同様に反りを生じされるおそれがあることと、個別電極２５と同時に形成した方が、位置精度が高くなり、工程も簡略化できるので、個別電極２５と共通電極用表面電極２８は同一工程で形成される。

このような圧電アクチュエータ基板２１を焼成する際に生じるおそれのある、焼成収縮によるビアホールの位置ばらつきは、主に圧電アクチュエータ基板２１の長手方向に生じるので、共通電極用表面電極２８が偶数個あるマニホールド５の中央、別の言い方をすれば、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央に設けられており、共通電極用表面電極２８が圧電アクチュエータ基板２１の長手方向に長い形状をしていることにより、ビアホールと共通電極用表面電極２８とが位置ずれにより電気的に接続されなくなることを抑制できる。

圧電アクチュエータ基板２１には、２枚のフレキシブル配線基板６０が、圧電アクチュエータ基板２１の２つの長辺側から、それぞれ中央に向かうように配置され、接合される。その際、圧電アクチュエータ基板２１ａの引出電極２５ｂおよび共通電極用表面電極２８の上に、それぞれ、接続電極２６および共通電極用接続電極を形成して接続することで、接続が容易になる。また、その際、共通電極用表面電極２８および共通電極用接続電極の面積を接続電極２６の面積よりも大きくすれば、フレキシブル配線基板６０の端部（先端および圧電アクチュエータ基板２１の長手方向の端）にける接続が、共通電極用表面電極２８上の接続により強くできるので、フレキシブル配線基板６０が端からはがれ難くできる。

また、吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置されたマニホールド５と対向する領域を避けた位置に配置されている。さらに、吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータ基板２１と対向する領域内に配置されている。これらの吐出孔８は、１つの群として圧電アクチュエータ基板２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータ基板２１の変位素子３０を変位させることにより吐出孔８から液滴が吐出できる。

ヘッド本体２ａに含まれる流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材４の上面から順に、キャビティプレート４ａ、ベースプレート４ｂ、アパーチャ（しぼり）プレート４ｃ、サプライプレート４ｄ、マニホールドプレート４ｅ〜ｊ、カバープレート４ｋおよびノズルプレート４ｌである。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートの厚さは１０〜３００μｍ程度であることにより、形成する孔の形成精度を高くできる。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路１２およびマニホールド５を構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体２ａは、加圧室１０は流路部材４の上面に、マニホールド５は内部の下面側に、吐出孔８は下面にと、個別流路１２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、加圧室１０を介してマニホールド５と吐出孔８とが繋がる構成を有している。

各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第１に、キャビティプレート４ａに形成された加圧室１０である。第２に、加圧室１０
の一端からマニホールド５へと繋がる個別供給流路１４を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート４ｂ（詳細には加圧室１０の入り口）からサプライプレート４ｃ（詳細にはマニホールド５の出口）までの各プレートに形成されている。なお、この個別供給流路１４には、アパーチャプレート４ｃに形成されている、流路の断面積が小さくなっている部位であるしぼり６が含まれている。

第３に、加圧室１０の他端から吐出孔８へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ（部分流路）と呼称される。ディセンダは、ベースプレート４ｂ（詳細には加圧室１０の出口）からノズルプレート４ｌ（詳細には吐出孔８）までの各プレートに形成されている。ノズルプレート４ｌの孔は、吐出孔８として、流路部材４の外部に開口している径が、例えば１０〜４０μｍのもので、内部に向かって径が大きくなっていくものが開けられている。第４に、マニホールド５を構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート４ｅ〜ｊに形成されている。マニホールドプレート４ｅ〜ｊには、副マニホールド５ｂを構成するように隔壁１５が残るように孔が形成されている。各マニホールドプレート４ｅ〜ｊにおける隔壁１５は、マニホールド５となる部分全体を孔にすると、保持できない状態になるので、隔壁１５は、ハーフエッチングしたタブで各マニホールドプレート４ｅ〜ｊの外周と繋がった状態にされる。

第１〜４の連通孔が相互に繋がり、マニホールド５からの液体の流入口（マニホールド５の出口）から吐出孔８に至る個別流路１２を構成している。マニホールド５に供給された液体は、以下の経路で吐出孔８から吐出される。まず、マニホールド５から上方向に向かって、個別供給流路１４に入り、しぼり６の一端部に至る。次に、しぼり６の延在方向に沿って水平に進み、しぼり６の他端部に至る。そこから上方に向かって、加圧室１０の一端部に至る。さらに、加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、加圧室１０の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した吐出孔８へと進む。

圧電アクチュエータ基板２１は、圧電体である２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。圧電アクチュエータ基板２１の圧電セラミック層２１ａの下面から圧電セラミック層２１ｂの上面までの厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層２１ａ、２１ｂのいずれの層も複数の加圧室１０を跨ぐように延在している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂは、例えば、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる。

圧電アクチュエータ基板２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極２４およびとＡｕ系などの金属材料からなる個別電極２５を有している。個別電極２５は上述のように圧電アクチュエータ基板２１の上面における加圧室１０と対向する位置に配置されている個別電極本体２５ａと、そこから引き出された引出電極２５ｂとを含んでいる。引出電極２５ｂの一端の、加圧室１０と対向する領域外に引き出され部分には接続電極２６が形成されている。接続電極２６は例えばガラスフリットを含む銀−パラジウムからなり、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極２６は、フレキシブル配線基板６０に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極２５には、制御部１００からフレキシブル配線基板６０を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。

共通電極２４は、圧電セラミック層２１ａと圧電セラミック層２１ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極２４は、圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域内の全ての加圧室１０を覆うように延在している。共通電極２４の厚さは２μｍ程度である。共通電極２４は、圧電セラミック層２１ｂ上に個別電極
２５からなる電極群を避ける位置に形成されている共通電極用表面電極２８に、圧電セラミック層２１ｂに形成されたビアホールを介して繋がっていて、接地され、グランド電位に保持されている。共通電極用表面電極２８は、多数の個別電極２５と同様に、フレキシブル配線基板６０上の別の電極と接続されている。

なお、後述のように、個別電極２５に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この個別電極２５に対応する加圧室１０の体積が変わり、加圧室１０内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路１２を通じて、対応する液体吐出口８から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータ基板２１における各加圧室１０に対向する部分は、各加圧室１０および液体吐出口８に対応する個別の変位素子３０に相当する。つまり、２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層体中には、図５に示されているような構造を単位構造とする圧電アクチュエータである変位素子３０が加圧室１０毎に、加圧室１０の直上に位置する振動板２１ａ、共通電極２４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極２５により作り込まれており、圧電アクチュエータ基板２１には加圧部である変位素子３０が複数含まれている。なお、本実施形態において１回の吐出動作によって液体吐出口８から吐出される液体の量は１．５〜４．５ｐｌ（ピコリットル）程度である。

多数の個別電極２５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがフレキシブル配線基板６０および配線を介して、個別に制御部１００に電気的に接続されている。個別電極２５を共通電極２４と異なる電位にして圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部１００により個別電極２５を共通電極２４に対して正または負の所定電位にすると、圧電セラミック層２１ｂの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層２１ａは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層２１ｂは加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。

本実施の形態における実際の駆動手順は、あらかじめ個別電極２５を共通電極２４より高い電位（以下高電位と称す）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極２５を共通電極２４と一旦同じ電位（以下低電位と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極２５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、２１ｂが元の形状に戻り、加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。このとき、加圧室１０内に負圧が与えられ、液体がマニホールド５側から加圧室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極２５を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、２１ｂが加圧室１０側へ凸となるように変形し、加圧室１０の容積減少により加圧室１０内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極２５に供給することになる。このパルス幅は、圧力波がしぼり６から吐出孔８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）が理想的である。これによると、加圧
室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。

また、階調印刷においては、吐出孔８から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する吐出孔８から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液滴を吐出させるときに
発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。なお、この場合後から吐出される液滴の速度が速くなると考えられるが、その方が複数の液滴の着弾点が近くなり、好ましい。

なお、本実施形態では、加圧部として圧電変形を用いた変位素子３０を示したが、これに限られるものでなく、液体加圧室１０中の液体を加圧できるものなら他のものでよく、例えば、液体加圧室１０中の液体を加熱して沸騰させて圧力を生じさせるものや、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いたものでも良い。

１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・（液体吐出）ヘッド本体
４・・・流路部材
４ａ〜ｌ・・・（流路部材の）プレート
５・・・マニホールド
５・・・マニホールド
５ａ・・・（マニホールドの）開口
５ｂ・・・副マニホールド
６・・・しぼり
８・・・吐出孔
９・・・吐出孔列
１０・・・加圧室
１１・・・加圧室列
１２・・・個別流路
１４・・・個別供給流路
１５・・・隔壁
２１・・・圧電アクチュエータ基板
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
３０・・・変位素子（加圧部）
３２・・・個別流路
３４・・・共通電極
３５・・・個別電極
３６・・・接続電極
４０・・・リザーバ
４０ａ・・・（リザーバの）液体供給孔
５５・・・ドライバＩＣ
６０・・・フレキシブル配線基板
６０ａ・・・回路基板との接続領域
６０ｂ・・・圧電アクチュエータ基板との接続領域
６１・・・（フレキシブル配線基板の）配線
６２・・・（第１の）補強板
６４・・・第２の補強板
６６・・・熱伝導部
８０・・・接続基板
８０ａ・・・（接続基板の）外部コネクタ
８０ｂ・・・（接続基板の）内部コネクタ
８０ｃ・・・（接続基板の）配線
８２・・・回路基板
８２ａ・・・（回路基板の）コネクタ
８４・・・ガイドフレーム
９０・・・筺体
９０ａ・・・筐体本体
９０ａａ・・・筐体本体の端面
９０ｂ・・・筐体側板
９２・・・フレーム
９４・・・側板
９６・・・弾性板
９８・・・断熱性部材

Claims (9)

1. 液体を吐出するヘッド本体と、該ヘッド本体を制御する信号を伝達するフレキシブル配線基板と、該フレキシブル配線基板上に実装されているドライバＩＣと、該ドライバＩＣと前記ヘッド本体との間の前記フレキシブル配線基板に、当該フレキシブル配線基板と交差するように取り付けられている熱伝導部とを備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記ドライバＩＣが複数あるとともに、前記熱伝導部に沿って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. 前記ドライバＩＣの形状が、前記熱伝導部に沿った方向に長い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. 前記ヘッド本体に取り付けられているとともに、前記フレキシブル配線基板、前記ドライバＩＣ、および前記熱伝導部が収納されている多面体形状の筐体を備えており、
   前記ドライバＩＣは、前記筐体に接しており、
   前記熱伝導部は、前記筐体の、前記ドライバＩＣが接している面以外の面に接していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記熱伝導部は、前記フレキシブル配線基板と交差する方向の両側に伸びており、両側の端部が前記筐体に接している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. 前記ヘッド本体は一方方向に長く、前記ドライバＩＣは、前記筐体の前記一方方向に沿っている面と接しているとともに、前記熱伝導部は、前記筐体の前記一方方向の端部に位置する面と接していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記ヘッド本体は一方方向に長く、前記ドライバＩＣは複数あり、前記一方方向に隣り合っている前記ドライバＩＣは、前記ヘッド本体から異なる距離に配置されている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。
8. 前記ヘッド本体が圧電素子により液体を吐出することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記ヘッド本体を制御する制御部とを備えていることを特徴とする記録装置。