JP2022144937A - 圧電素子駆動回路、液体吐出ヘッド、および液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子と金属ベース等のベース部材の接合剥がれや、圧電素子に発生したクラックによる負荷変動バラツキを抑える。【解決手段】圧電素子を固定するベース部材と、圧電素子に電気的に接続される電極と、を有し、圧電素子とベース部材とは導電性接着剤により固定され、電極がベース部材との接合面に配置され、接合面とは異なる位置で圧電素子とベース部材とにそれぞれ電気的に接合される導通部材を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、圧電素子駆動回路、液体吐出ヘッド、および液体を吐出する装置に関する。

圧電素子の駆動数に伴う圧電素子駆動電圧の変動（負荷変動）を抑えるために、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible printed circuits）や金属ベースからアースをとる技術が知られている。例えば、特許文献１には、長尺ヘッドでヘッドの中央部でも電圧降下を抑える目的で、圧電素子の共通電極と金属ベースを電気的に接合しアースをとる構成が開示されている。

特許文献１では、金属ベースでアースを取っているが、圧電素子が金属ベースからはがれた場合や、圧電素子に発生したクラックが生じた場合に、負荷変動にばらつきが生じるという問題は解消できていない。

本発明は、圧電素子と金属ベース等のベース部材の接合剥がれや、圧電素子に発生したクラックによる負荷変動バラツキを抑えることが可能な圧電素子駆動回路を提供することを目的とする。

本発明にかかる圧電素子駆動回路は、圧電素子を固定するベース部材と、前記圧電素子に電気的に接続される電極と、を有し、前記圧電素子と前記ベース部材とは導電性接着剤により固定され、前記電極が前記ベース部材との接合面に配置され、前記接合面とは異なる位置で前記圧電素子と前記ベース部材とにそれぞれ電気的に接合される導通部材を有する、ことを特徴とする圧電素子駆動回路として構成される。

本発明によれば、圧電素子と金属ベース等のベース部材の接合剥がれや、圧電素子に発生したクラックによる負荷変動バラツキを抑えることができる。

比較例における圧電素子駆動回路の断面図の一例を示す図である。 図１で説明した圧電素子とベース部材の接合に絶縁性接着剤を使用したアクチェータの例を示す図である。 図１で説明した圧電素子とベース部材の接合に導電性接着剤を用いたアクチェータの例を示す図である。 圧電素子とベース部材を導電性接着剤で接続し、ＦＰＣを圧電素子の共通電極とベース部材の両方と電気的に接合する構成の一例を示す図である。 圧電素子端部のクラックと、圧電素子とベース部材間の接着の剥がれ箇所が同時には発生しないことを説明するための図である。 液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（圧力室長手方向）に沿う断面説明図である。 液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。 液体吐出ヘッドの外観斜視図である。 図７で示した断面説明図の拡大図である。 液体を吐出する装置の概略説明図である。 液体を吐出する装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。 液体循環装置のブロック説明図である。 液体を吐出する装置としての他の例における印刷装置の要部平面説明図である。 液体を吐出する装置としての他の例における印刷装置の要部側面説明図である。 液体吐出ユニットの他の例における要部平面説明図である。 液体吐出ユニットの更に他の例における正面説明図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態として、本発明を適用した圧電素子駆動回路、液体吐出ヘッド、および液体を吐出する装置について説明する。圧電素子に剥がれやクラックが発生しても負荷変動を抑えられるよう、共通電極をＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）等のフレキシブル配線部材と金属ベース等のベース部材の両方と電気的に接合すること、言い換えると、ＦＰＣは圧電素子及びベース部材と電気的に接触していることが特徴になっている。当該構成により、圧電素子とベース部材が導電性接着剤で接合されているアクチュエータにおいて、例えば、端部で接合剥がれが発生した場合には圧電素子端部の電極からＦＰＣへアースされ、圧電素子の端部溝にクラックが発生した場合にはベース部材を通してアースすることができる。また、接合剥がれとクラックは同時に発生しにくいため、圧電素子のアース経路としてＦＰＣとベース部材の２通りがあれば、負荷変動バラツキを抑えることができる。上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。まず、本実施例における圧電素子駆動回路を説明する前に、比較例について説明する。

図１は、比較例における圧電素子駆動回路９００の断面図の一例を示す図である。図１では、２つの圧電素子１２と圧電素子１２’がベース部材１３に接着されている断面図を示す。図１では、圧電素子１２と圧電素子１２’は、ベース部材１３に絶縁性接着剤６により接着されている。また、圧電素子１２と圧電素子１２’には、駆動電圧供給側の個別電極５と駆動電圧受容側の共通電極３と共通電極４が備わっている。共通電極３と共通電極４は、高負荷駆動時の電圧降下を低減させるために圧電素子１２（圧電素子１２’）とベース部材１３が接着される面まで領域を広げられており、共通電極３（共通電極４）とベース部材１３は絶縁性接着剤６で接着されている。したがって、通常であれば、図１の（ａ）に示すように、共通電極３（共通電極４）とベース部材１３は、上記接着剤６により絶縁されている。

ところが、図１の（ｂ）に示すように共通電極３（共通電極４）の表面及びベース部材１３の表面には微小な凹凸７が存在し、互いの面に点接触し導通状態になる。すなわち、共通電極３と共通電極４は、ベース部材１３を介して導通状態になる。したがって、共通電極３（共通電極４）とベース部材１３の間は、微小な凹凸７の点接触の発生状況により接触抵抗にばらつきが生じる。この接触抵抗のばらつきが、圧電素子１２（圧電素子１２’）に加わる駆動波形に影響を及ぼし、列毎の負荷変動の違いを生じさせる。

このような問題に対し、共通電極３（共通電極４）とベース部材１３の接触抵抗のばらつきを低減させる方法として、図1の（ｃ）に示すように、圧電素子１２（圧電素子１２’）とベース部材１３間の上記接着剤６を、導電性接着剤８により構成する方法がある。絶縁性接着剤６を導電性接着剤８に変えることで、共通電極３（共通電極４）とベース部材１３の電気的接続が点接触から面接触９になり、微小な凹凸７の点接触の発生状況に関係なく接触抵抗を低く一定にすることができる。

接触抵抗にばらつきが生じることについて、図２を用いてより具体的に説明する。図２の（ａ）は、図１で説明した圧電素子１２とベース部材１３の接合に絶縁性接着剤６を使用した従来のアクチェータの例を示している。また、図２の（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図２の（ａ）に示したアクチェータのＡ方向の側面図である。また、図２の（ｄ）は、図２の（ａ）に示したアクチェータにおけるＦＰＣ電極の接合位置の例を示す図である。図２の（ｂ）～（ｄ）では、説明のため個別電極５を省略している。これらの図に示すように、圧電素子１２、個別電極５、フレキシブル配線部材１５は、この順序で積層するようにはんだ接合される。絶縁性接着剤６で圧電素子１２（圧電素子１２’）とベース部材１３間を接合すると、点線部Ｙで示すように、圧電素子１２（圧電素子１２’）のダイシング端部でクラックＸが発生し、フレキシブル配線部材１５のアース用電極部Ｅを圧電素子１２（圧電素子１２’）にしか設けていない場合、共通電極３（共通電極４）のアースが取れなくなってしまう。

また、図３に示すように、図１で説明した圧電素子１２（圧電素子１２’）とベース部材１３の接合に導電性接着剤８を用いた場合でも、圧電素子のダイシング端部でクラックＸが発生した場合、共通電極のアースはとれるが導通経路が長くなってしまう。この点について、図３を用いて説明する。図３においても、図２の場合と同様、圧電素子１２、個別電極５、フレキシブル配線部材１５は、この順序で積層するようにはんだ接合される。

図３の（ａ）は、圧電素子１２とベース部材１３の接合に導電性接着剤８を使用した従来のアクチェータの例を示している。また、図３の（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、図３の（ａ）に示したアクチェータのＢ方向の側面図、ＦＰＣ電極の接合位置の例を示す図である。図３の（ｂ）～（ｅ）では、説明のため個別電極５を省略している。図３の構成では、圧電素子１２とベース部材を導電性接着剤で接続し、圧電素子１２（圧電素子１２’）の共通電極３（共通電極４）を、ベース部材１３を通して導通部材としてのフレキシブル配線部材１５へ導通させる構成となっている。しかし、この構成では、フレキシブル配線部材１５のアース用電極部Ｅを圧電素子１２（圧電素子１２’）に設け、さらにベース部材１３にもフレキシブル配線部材１５のアース用電極部Ｅを設けた場合でも、点線部Ｙ１で示すように、クラックＸが発生したダイシング端部周辺の圧電素子１２（圧電素子１２’）からフレキシブル配線部材１５までの導通経路が長くなり、負荷変動バラツキが大きくなる。

また、図３の（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ、図３の（ａ）に示したアクチェータのＢ方向の側面図、ＦＰＣ電極の接合位置の他の例を示す図である。これらの図では、導電性接着剤８の一部に剥がれ箇所８’が生じている例を示している。このように、導電性接着剤８に剥がれ箇所８’が生じた場合、すなわち、圧電素子１２（圧電素子１２’）とベース部材１３間の導電性接着剤８が剥がれた場合にも、図３の（ｂ）、（ｃ）で示した場合と同様、さらにベース部材１３にもフレキシブル配線部材１５のアース用電極部Ｅを設けた場合でも、点線部Ｙ２で示すように、剥がれた周辺の圧電素子１２（圧電素子１２’）からフレキシブル配線部材１５までの導通経路が長くなり、負荷変動バラツキが大きくなる。

そこで、以下に説明するように、フレキシブル配線部材１５のアース用電極部Ｅを、圧電素子１２（圧電素子１２’）とベース部材１３の両方に接合することによって、クラックや上記剥がれの有無にかかわらず共通電極３（共通電極４）のアースを取ることができ、また電気的な抵抗がより小さくなり、圧電素子列毎の負荷変動バラツキのさらなる低減が可能となる。

図４は、圧電素子とベース部材を導電性接着剤で接続し、ＦＰＣを圧電素子の共通電極とベース部材の両方と電気的に接合する構成の一例を示す図である。図４の（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図３の（ａ）に示したアクチェータのＢ方向の側面図、ＦＰＣ電極の接合位置の他の例を示す図である。図４では、説明のため個別電極５を省略している。図４に示すように、フレキシブル配線部材１５は、少なくとも圧電素子１２（圧電素子１２’）の端部と金属ベース１３の端部において電気的に接合される。このような構成であれば、圧電素子１２（圧電素子１２’）の端部に発生したクラックＸ、または圧電素子１２（圧電素子１２’）とベース部材１３間の導電性接着剤８に剥がれが発生した場合でも、点線部Ｙ３で示すように、フレキシブル配線部材１５への導通経路が確保されるため、負荷変動バラツキを抑えることができる。

また、図５に示すように、圧電素子１２（圧電素子１２’）端部のクラックＸと、圧電素子１２（圧電素子１２’）とベース部材１３間の接着の剥がれ箇所８’は同時には発生しない。先に接着剤剥がれが発生した場合は、接着剤がはがれた箇所に対応する圧電素子１２（圧電素子１２’）の領域Ｒにかかる応力は解放されて小さくなるため、圧電素子１２（圧電素子１２’）の端部にクラックＸは生じない。また、圧電素子１２（圧電素子１２’）はベース部材１３に比べ伸びにくいが、圧電素子１２（圧電素子１２’）の厚みが薄い領域（厚みｄ１）と厚い領域（厚みｄ２）との間においても伸びにくさは異なる。この場合、厚みが厚い領域（厚みｄ２）の方が、厚みが薄い領域（厚みｄ１）に比べて伸びにくいため、クラックＸは端の溝部に発生しやすい。なお、図５では、説明のため個別電極５を省略している。

このように、圧電素子駆動回路９００は、ＦＰＣ（フレキシブル配線部材）１５と、圧電素子１２と、圧電素子１２に電気的に接続される共通電極３，４と、ベース部材１３とを有し、フレキシブル配線部材１５は、圧電素子１２及び、ベース部材１３の両方に電気的に接続されている。より具体的には、複数の圧電素子１２（圧電素子１２’）を固定するベース部材である金属ベース１３と、圧電素子１２（圧電素子１２’）に電気的に接続される共通電極３，４と、を有し、圧電素子１２（圧電素子１２’）と上記ベース部材１３とは導電性接着剤８により固定され、少なくとも一方の圧電素子の共通電極３，４が上記ベース部材との接合面に配置され、接合面とは異なる位置で圧電素子１２（圧電素子１２’）と上記ベース部材１３とに電気的に接合されるフレキシブル配線部材１５を有する。このような構成により、例えば、圧電素子１２とベース部材１３とを接着する導電性接着剤８が剥がれた場合でも、圧電素子１２はフレキシブル配線部材１５を経由して導通が可能となる。上記のような剥がれが発生しても導通の経路が短くなり負荷変動バラツキを抑えることができる。また、従来のように、圧電素子１２がフレキシブル配線部材１５と電気的に接続され導通される構成において、圧電素子１２の端部にクラックが発生した場合に導通経路が遮断されてしまい、負荷変動バラツキが大きくなるという問題を解消することができる。

また、上記ベース部材１３とフレキシブル配線部材１５とは、導電性接着剤８により固定され、電気的に接合される。したがって、圧電素子駆動回路のメカ的な接合強度を確保することができる。圧電素子駆動回路の製作工程内でフレキシブル配線部材１５とベース部材１３の剥がれ防止のために接着剤などで両者を接合している場合は、この工程を省くことができる。すなわち、電気的接合部をはんだで接合するのではなく、電気的接合部とそれ以外の箇所も導電性接着剤で接合することで、金属ベースとFPCの固定も兼ねるため組立工数の削減につなげることができる。
（基本構成）

以下、上述した実施形態についての基本構成を、添付図面を参照して説明する。図６は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（圧力室長手方向）に沿う断面説明図、図７は同じくノズル配列方向に沿う断面説明図である。図８は、同実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観斜視図、図９は図７で示した断面説明図の拡大図である。

本実施形態の液体吐出ヘッド１００は、ノズル板１と、個別流路部材である流路板２と、壁面部材としての振動板部材３９０とを積層接合している。そして、振動板部材３９０の振動領域（振動板）３０を変位させる圧電アクチュエータ１１と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通流路部材２０とを備えている。

ノズル板１は、液体を吐出する複数のノズル４９０を有している。

流路板２は、複数のノズル４９０に通じる複数の圧力室６９０と、各圧力室６９０にそれぞれ通じる個別流路である個別供給流路７９０と、１又は複数（本実施形態では１つ）の個別供給流路７９０に通じる液導入部となる中間供給流路８９０を形成している。

振動板部材３９０は、流路板２の圧力室６９０の壁面を形成する変位可能な複数の振動板（振動領域）３０を有する。ここでは、振動板部材３９０は２層構造（限定されない）とし、流路板２側から薄肉部を形成する第１層３Ａと、厚肉部を形成する第２層３Ｂで構成されている。

そして、薄肉部である第１層３Ａで圧力室６９０に対応する部分に変形可能な振動領域３０を形成している。振動領域３０内には、第２層３Ｂで圧電アクチュエータ１１と接合する厚肉部である凸部３０ａを形成している。

そして、振動板部材３９０の圧力室６９０とは反対側に、振動板部材３９０の振動領域３０を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。

この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接合した圧電部材にハーフカットダイシングによって溝加工をして、ノズル配列方向において、所要数の柱状の圧電素子１２を所定の間隔で櫛歯状に形成している。そして、圧電素子１２は、振動板部材３９０の振動領域３０に形成した厚肉部である凸部３０ａに接合している。

この圧電素子１２は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極（端面電極）に接続され、外部電極にフレキシブル配線部材１５が接続されている。

共通流路部材２０は複数の圧力室６９０に通じる共通供給流路１０を形成している。共通供給流路１０は、振動板部材３９０に設けた開口部９を介して液導入部となる中間供給流路８９０に連通し、中間供給流路８９０を介して個別供給流路７９０に通じている。

この液体吐出ヘッド１００においては、例えば圧電素子１２に与える電圧を基準電位（中間電位）から下げることによって圧電素子１２が収縮し、振動板部材３９０の振動領域３０が引かれて圧力室６９０の容積が膨張することで、圧力室６９０内に液体が流入する。

その後、圧電素子１２に印加する電圧を上げて圧電素子１２を積層方向に伸長させ、振動板部材３９０の振動領域３０をノズル４９０に向かう方向に変形させて圧力室６９０の容積を収縮させることにより、圧力室６９０内の液体が加圧され、ノズル４９０から液体が吐出される。

本実施形態の液体吐出ヘッド１００は、循環型液体吐出ヘッドであり、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材としての振動板部材３９０とを積層接合している。そして、振動板部材３９０の振動領域（振動板）３０を変位させる圧電アクチュエータ１１と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通流路部材２０とを備えている。

そして、流路板２は、複数のノズル４９０に各々ノズル連通路５９０を介して通じる複数の圧力室６９０と、複数の圧力室６９０に各々通じる複数の流体抵抗部を兼ねる個別供給流路７９０と、２以上の個別供給流路７９０に通じる１又は複数の液導入部となる中間供給流路８９０などを形成している。

個別供給流路７９０は、前記実施形態と同様に、個別供給流路７９０は、圧力室６９０よりも流体抵抗が高い２つの第１流路部７Ａ及び第２流路部７Ｂと、第１流路部７Ａと第２流路部７Ｂとの間に配置され、第１流路部７Ａ及び第２流路部７Ｂよりも流体抵抗が低い第３流路部７Ｃとを含む。

なお、流路板２は、複数枚の板状部材２Ａ～２Ｅを積層して構成しているが、これに限るものではない。

また、流路板２は、複数の圧力室６９０にノズル連通路５９０を介して各々通じる流路板２の面方向に沿う複数の個別回収流路５７と、２以上の個別回収流路５７に通じる１又は複数の液導出部となる中間回収流路５８を形成している。

個別回収流路５７は、圧力室６９０よりも流体抵抗が高い２つの第１流路部５７Ａ及び第２流路部５７Ｂと、第１流路部５７Ａと第２流路部５７Ｂとの間に配置され、第１流路部５７Ａ及び第２流路部５７Ｂよりも流体抵抗が低い第３流路部５７Ｃとを含む。個別回収流路５７は、第２流路部５７Ｂよりも循環方向において下流側となる流路部５７Ｄは第３流路部５７Ｃと同じ流路幅にしている。

共通流路部材２０は、共通供給流路１０と共通回収流路５０とを形成している。なお、本実施形態においては、共通供給流路１０は、ノズル配列方向において共通回収流路５０と並ぶ流路部分１０Ａと、共通回収流路５０と並ばない流路部分１０Ｂとで構成している。

共通供給流路１０は、振動板部材３９０に設けた開口部９を介して液導入部となる中間供給流路８９０に連通し、中間供給流路８９０を介して個別供給流路７９０に通じている。共通回収流路５０は、振動板部材３９０に設けた開口部５９を介して液導出部となる中間回収流路５８に連通し、中間回収流路５８を介して個別回収流路５７に通じている。

また、共通供給流路１０は供給ポート７１に通じ、共通回収流路５０は回収ポート７２に通じている。

なお、その他の振動板部材３９０の層構成、圧電アクチュエータ１１の構成などは、前記第１実施形態と同様である。

この液体吐出ヘッド１００においても、前記第１実施形態と同様にして、圧電素子１２を積層方向に伸長させ、振動板部材３９０の振動領域３０をノズル４９０に向かう方向に変形させて圧力室６９０の容積を収縮させることにより、圧力室６９０内の液体が加圧され、ノズル４９０から液体が吐出される。

また、ノズル４９０から吐出されない液体はノズル４９０を通過して個別回収流路５７から共通回収流路５０に回収され、共通回収流路５０から外部の循環経路を通じて共通供給流路１０に再度供給される。また、ノズル４９０から液体吐出を行っていないときも、共通供給流路１０から圧力室６９０を経て共通回収流路５０に液体が循環し、外部の循環経路を通じて共通供給流路１０に再度供給される。

本実施形態においても、簡単な構成で、液体吐出に伴う圧力変動を減衰して、共通供給流路１０、共通回収流路５０に対する伝搬を抑制することができる。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は同装置の概略説明図、図１１は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

この液体を吐出する装置である印刷装置５００は、連続体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連帳紙、シート材などの連続体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続体５１０を搬出する搬出手段５０９などを備えている。

連続体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、搬出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、搬出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。

この連続体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上をヘッドユニット５５０及びヘッドユニット５５５に対向して搬送され、ヘッドユニット５５０から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット５５５から吐出される処理液で後処理が行われる。

ここで、ヘッドユニット５５０には、例えば、搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５５１Ａ、５５１Ｂ、５５１Ｃ、５５１Ｄ（以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ５５１」という。）が配置されている。

各ヘッドアレイ５５１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続体５１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

ヘッドアレイ５５１は、例えば、本発明に係る液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１００をベース部材５５２上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。

次に、液体循環装置の一例について図１２を参照して説明する。図１２は同循環装置のブロック説明図である。なお、ここでは１つのヘッドのみ図示しているが、複数のヘッドを配列する場合には、マニホールドなどを介して複数のヘッドの供給側、回収側にそれぞれ供給側液体経路、回収側液体経路を接続することになる。

液体循環装置６００は、供給タンク６０１、回収タンク６０２、メインタンク６０３、第１送液ポンプ６０４、第２送液ポンプ６０５、コンプレッサ６１１、レギュレータ６１２、真空ポンプ６２１、レギュレータ６２２、供給側圧力センサ６３１、回収側圧力センサ６３２などで構成されている。

ここで、コンプレッサ６１１及び真空ポンプ６２１は、供給タンク６０１内の圧力と回収タンク６０２内の圧力とに差圧を生じさせる手段を構成している。

供給側圧力センサ６３１は、供給タンク６０１とヘッド１００との間であって、ヘッド１００の供給ポート７１に繋がった供給側液体経路に接続されている。回収側圧力センサ６３２は、ヘッド１と回収タンク６０２との間であって、ヘッド１００の回収ポート７２に繋がった回収側液体経路に接続されている。

回収タンク６０２の一方は、第１送液ポンプ６０４を介して供給タンク６０１と接続されており、回収タンク６０２の他方は第２送液ポンプ６０５を介してメインタンク６０３と接続されている。

これにより、供給タンク６０１から供給ポート７１を通ってヘッド１００内に液体が流入し、回収ポート７２から回収タンク６０２へ回収され、第１送液ポンプ６０４によって回収タンク６０２から供給タンク６０１へ液体が送られることによって、液体が循環する循環経路が構成される。

ここで、供給タンク６０１にはコンプレッサ６１１がつなげられており、供給側圧力センサ６３１で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、回収タンク６０２には真空ポンプ６２１がつなげられており、回収側圧力センサ６３２で所定の負圧が検知されるよう制御される。

これにより、ヘッド１００内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。

また、ヘッド１００のノズル４９０から液体を吐出すると、供給タンク６０１及び回収タンク６０２内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第２送液ポンプ６０５を用いて、メインタンク６０３から回収タンク６０２に液体を補充する。

なお、メインタンク６０３から回収タンク６０２への液体補充のタイミングは、回収タンク６０２内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、回収タンク６０２内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の他の例について図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は同装置の要部平面説明図、図１４は同装置の要部側面説明図である。

この印刷装置５００は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。

このキャリッジ４０３には、本発明に係る液体吐出ヘッド１００及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。液体吐出ユニット４４０の液体吐出ヘッド１００は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド１００は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。

液体吐出ヘッド１００は、前述した液体循環装置６００と接続されて、所要の色の液体が循環供給される。

この印刷装置５００は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。

搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッド１００に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。

そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。

さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド１００の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。

維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッド１００のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。

主走査移動機構４９３、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。

このように構成したこの印刷装置５００においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド１００を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成する。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図１５を参照して説明する。図１５は同ユニットの要部平面説明図である。

この液体吐出ユニット４４０、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド１００で構成されている。

なお、この液体吐出ユニット４４０の例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０を更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図１６を参照して説明する。図１６は同ユニットの正面説明図である。

この液体吐出ユニット４４０は、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド１００と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。

なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド１００と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構、液体循環装置の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
上記の実施形態ではフレキシブル配線部材をもちいて共通電極とベース部材との間のアースを取る構成を説明したが、共通電極以外の任意の電極とベース部材との間のアースを取る構成としてもよい。
また、上記の実施形態では共通電極とベース部材との間のアースを取るための導通部材としてフレキシブル配線部材を用いたが、これに代えて板状の配線部材を用いてもよいし、配線の機能を有しない金属板等を用いてもよい。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

９００ 圧電素子駆動回路
３，４ 共通電極
８ 導電性接着剤
１２ 圧電素子
１３ ベース部材
１５ ＦＰＣ（フレキシブル配線部材）

特開２００６－１７５８４５号公報

Claims (7)

1. 圧電素子を固定するベース部材と、
   前記圧電素子に電気的に接続される電極と、を有し、
   前記圧電素子と前記ベース部材とは導電性接着剤により固定され、
   前記電極が前記ベース部材との接合面に配置され、
   前記接合面とは異なる位置で前記圧電素子と前記ベース部材とにそれぞれ電気的に接合される導通部材を有する、
   ことを特徴とする圧電素子駆動回路。
2. 前記導通部材は、フレキシブル配線部材である
   ことを特徴とする請求項１に記載の圧電素子駆動回路。
3. 前記ベース部材と前記導通部材とは、前記導電性接着剤により固定され、電気的に接合される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電素子駆動回路。
4. 前記導通部材は、少なくとも前記圧電素子の端部と前記ベース部材の端部において電気的に接合される、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧電素子駆動回路。
5. 前記圧電素子を複数備え、
   前記電極は、複数の前記圧電素子に電気的に接続される共通電極である
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の圧電素子駆動回路。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の圧電素子駆動回路を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
7. 請求項１～５のいずれか１項に記載の圧電素子駆動回路を備えたことを特徴とする液体を吐出する装置。

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