JP3879721B2 - インクジェットヘッドの配線板の製造方法及び圧電素子の分極方法 - Google Patents

Description

本発明はインクジェットヘッドの配線板の製造方法及び圧電素子の分極方法に係り、特に圧電素子の分極処理に好適なインクジェットヘッドの配線板の製造方法及び圧電素子の分極方法に関する。

図９（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ従来のインクジェットヘッドの配線板を含むヘッドブロックの要部の側面図及び平面図である。

同図（Ｂ）に示すように、フレキシブル配線基板等の配線板１には、圧電素子２の上面電極（個別電極）や、圧電素子２の電極間に駆動電圧を印加するための駆動素子である駆動用ＩＣ３を実装するための配線パターンが形成されている。

圧電素子２の下面電極を含む下面と導電性のあるプレート（振動板）４とを接合する場合には、両者の接着面に熱硬化接着材、異方性導電性接着剤や異方性導電膜を介在させて加圧加熱して接着する。また、配線板１と圧電素子２の上面電極（個別電極）との接合や、駆動用ＩＣ３の配線板１上への実装は、リフローによるハンダ付けによって行われる。

尚、各圧電素子２の共通電極となるプレート４は、導電材料、または、図には示していないが圧電素子下面から上面への配線等によって配線板１のグランド配線１Ａとハンダ付けにより電気的に接続される。また、図９（Ｂ）上で、１Ｂは駆動用ＩＣ３のグランド配線を示し、ＧＮＤはグランド配線１Ａ、１Ｂの共通のグランド端子を示している。

ところで、圧電素子には、分極状態が消極するキュリー温度が存在する。このキュリー温度は、圧電素子の種類に応じて異なる。

上記圧電素子２とプレート４との接合、配線板１と圧電素子２との接合、又は配線板１上への駆動用ＩＣ３の実装時に、圧電素子２にキュリー温度を超える熱が加わると、圧電素子２の分極状態が消極してアクチュエータとして機能しなくなるという問題がある。

これに対する対策としては、キュリー温度の高い圧電素子を使用する方法と、配線板への実装後に圧電素子を分極または再度分極させる方法とがある。

前者の方法は、特許文献１の段落「０００２」に記載がある。即ち、段落「０００２」には、『キュリー温度が高いと圧電素子の耐熱性が高くなり、たとえば圧電素子の実装時のはんだリフロー炉を通過する際など２００°Ｃ程度の高温にさらされても、熱による圧電特性の劣化を比較的抑制することができる。』という記載がある。

一方、後者の方法を実施する場合には、圧電素子に通常の使用範囲の電圧よりも高い電圧を印加して分極させる必要があるため、配線板に圧電素子を実装した後、駆動用ＩＣを実装する前に圧電素子に高い電圧を印加し、これにより駆動用ＩＣに耐圧以上の電圧が加わらないようにする。

即ち、図１０（Ａ）に示すように配線板１に圧電素子２を実装した後、圧電素子２の個別電極２Ａと電気的に接続されている配線板１上の端子１Ｃと、圧電素子２の共通電極２Ｂと電気的に接続されている配線板１のグランド端子ＧＮＤとの間に分極用の電圧Ｅ１を印加して圧電素子２を分極または再分極させる。

その後、図１０（Ｂ）に示すように配線板１に駆動用ＩＣを実装する。そして、圧電素子２を駆動する場合には、配線板１の信号入力端子Ｉｓに駆動信号源Ｓの信号を入力する。
特開２００３−５５０４５号公報

圧電素子の配線板への実装時に圧電素子の分極が消極しないように特許文献１に記載のキュリー温度の高い圧電素子（例えば、キュリー温度が６００°Ｃ〜７００°Ｃのもの）を使用する場合、圧電素子の選択範囲が狭まるという問題がある。

一方、配線板に圧電素子を実装したのち、圧電素子を分極または再分極させ、その後、駆動用ＩＣを配線板に実装する場合、実装工程が２回必要となる。また、図９に示すように圧電素子２と駆動用ＩＣ３とは、出来るだけ接近させて実装させることが好ましいが、この場合、駆動用ＩＣ３の実装時の熱が分極または再分極した圧電素子２に加わ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、配線板に圧電素子及び駆動用ＩＣを実装する実装工程は１回で済み、この実装された駆動用ＩＣを破損することなく実装後の圧電素子を分極または再分極させることができるインクジェットヘッドの配線板の製造方法及び圧電素子の分極方法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に係る発明は、インクジェットヘッドからインクを吐出させるための圧電素子と電気的に接続されるとともに、前記圧電素子の個別電極と該個別電極に対向する共通電極との間に駆動電圧を印加するための駆動用素子が実装されるインクジェットヘッドの配線板の製造方法において、前記配線板は、前記駆動用素子のグランド端子と電気的に接続される第１のグランド配線と、前記圧電素子の共通電極と電気的に接続される第２のグランド配線とを有し、前記駆動用素子は、該駆動用素子のグランド端子から前記圧電素子の個別電極に電流が流れるように接続されたダイオードを有し、前記インクジェットヘッドの配線板に前記圧電素子及び駆動用素子を実装し、その後、前記第１、第２のグランド配線間に分極用の電圧を印加して前記第１のグランド配線から前記ダイオードを介して前記圧電素子の個別電極に電流を流し、前記圧電素子の分極又は再分極が終了した後に前記第１、第２のグランド配線を短絡させ、前記第１のグランド配線と前記駆動用素子の信号入力端子とは、前記圧電素子が分極又は再分極するまでは短絡させられ、前記圧電素子の分極又は再分極が終了した後に短絡解除させられることを特徴としている。

即ち、前記駆動用素子のグランドと接続される第１のグランド配線と、前記圧電素子の共通電極と接続される第２のグランド配線とを電気的に分離するようにしたため、これらの第１、第２のグランド配線間に圧電素子を分極させるための電圧を印加することができる。尚、この分極させるための電圧は、駆動用素子には印加されないため、駆動用素子が破損することがない。

請求項２に示すように請求項１に記載のインクジェットヘッドの配線板の製造方法において、前記駆動用素子は、前記分極用の電圧の印加時に前記駆動用素子内の半導体スイッチング素子に逆バイアスがかかるのを防止する前記ダイオードを有することを特徴としている。これにより、圧電素子を駆動するための通常電流を供給することができるとともに、圧電素子の分極時には半導体スイッチング素子に逆バイアスをかけずに分極用の電流を圧電素子に供給することができる。

請求項３に示すように請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの配線板の製造方法において、前記配線板は、前記配線板は、前記第１のグランド配線と接続される第１の端子と、前記第２のグランド配線と接続される第２の端子とを有することを特徴としている。

請求項４に示すように請求項３に記載のインクジェットヘッドの配線板の製造方法において、前記第１の端子と第２の端子との間に分極用の電圧を印加し、前記圧電素子を分極させることを特徴としている。

請求項５に示すように請求項３に記載のインクジェットヘッドの配線板の製造方法において、前記第１の端子と第２の端子との間に分極用の電圧を印加し、前記圧電素子を分極させた後、前記第１の端子と第２の端子とを短絡させることを特徴としている。

請求項６に係る圧電素子の分極方法は、インクジェットヘッドからインクを吐出させるための圧電素子と電気的に接続されるとともに、前記圧電素子の個別電極と該個別電極に対向する共通電極との間に駆動電圧を印加するための駆動用素子が実装されるインクジェットヘッドの配線板であって、前記駆動用素子のグランドと電気的に接続される第１のグランド配線と、前記圧電素子の共通電極と電気的に接続される第２のグランド配線と、前記第１のグランド線と接続される第１の端子と、前記第２のグランド線と接続される第２の端子とを有し、前記第１のグランド配線と第２のグランド配線とは電気的に分離して設けられているインクジェットヘッドの配線板を使用し、前記インクジェットヘッドの配線板に前記圧電素子及び駆動用素子を実装し、その後、前記第１の端子と第２の端子との間に分極用の電圧を印加し、前記圧電素子を分極させることを特徴としている。

請求項７に示すように請求項６に記載の圧電素子の分極方法において、前記圧電素子を分極させた後、前記第１の端子と第２の端子とを短絡させることを特徴としている。

これによれば、配線板の接続用端子が接続される機器側のコネクタ等を変更することなく使用することができる。

上記構成の本発明によれば、配線板への圧電素子及び駆動用素子の実装を１回の実装工程で行うことができ、この実装時に圧電素子にキュリー温度を超える温度が加わって分極が消極した圧電素子に対して、又は事前に分極が行われていない圧電素子に対して実装後に分極または再分極することができる。尚、この分極時には、圧電素子に駆動用素子の耐圧以上の電圧が印加されるが、駆動用素子には印加されないため、駆動用素子が破損することがない。

以下添付図面に従って本発明に係るインクジェットヘッドの配線板の製造方法及び圧電素子の分極方法の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
まず、本発明が適用されるインクジェット記録装置の概要について説明する。

図１は本発明に係るインクジェットヘッドが適用されるインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色ごとに設けられた複数のインクジェットヘッド（以下、単に「ヘッド」という）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。

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。

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（第１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。

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水平面（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３４が設けられおり、この吸着チャンバ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上の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。

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に加熱空気を吹き付け、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送り方向と直交方向（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。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の送り方向（以下、紙搬送方向という。）に沿って上流側から黒（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。

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。

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、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

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４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物はカッター２８によって所定のサイズに切断された後、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替える不図示の選別手段が設けられている。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。

次に、ヘッドの構造について説明する。インク色ごとに設けられている各ヘッド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によってヘッドを示すものとする。

図２に示したように、本例のヘッド５０は、インク滴が吐出するノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニットを、千鳥でマトリックス状に配置させた構造を有し、これにより見かけ上のノズルピッチの高密度化を達成している。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１と供給口５４が設けられている。各圧力室５２は供給口５４を介してインク供給路５５と連通されている。

圧力室５２の天面を構成しているプレート５６には上面電極（個別電極）５７及び下面電極（図示せず）を備えた圧電素子５８が接合されている。尚、プレート５６は導電性を有し、かつ圧電素子５８の下面電極と熱硬化接着剤、異方性導電性接着剤又は異方性導電膜等を介して電気的に導通できるように接着されており、各圧電素子５８の共通電極として使用されるとともに、インクを吐出させるための振動板として機能する。即ち、個別電極５７と共通電極として使用されるプレート５６との間に駆動電圧を印加することにより、圧電素子５８とともにプレート５６を変形させてノズル５１からインクを吐出させる。インクが吐出されると、インク供給路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

〔インクジェットヘッドの配線板の第１の実施の形態〕
次に、本発明に係るインクジェットヘッドの配線板の第１の実施の形態について説明する。

図３（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明に係るインクジェットヘッドの配線板を含むヘッドブロックの要部の側面図及び平面図である。

同図において、１００はフレキシブル配線基板等の配線板である。この配線板１００には、圧電素子５８の個別電極や、圧電素子５８の電極間に駆動電圧を印加するための駆動素子である駆動用ＩＣ１１０を実装するための配線パターンが形成されている。尚、ヘッドブロック単位毎の配線板１００には、複数の圧電素子５８が実装されるが、説明の便宜上、１つの圧電素子５８で代表させている。また、複数のヘッドブロックを配列することにより、図１等で説明したフルライン型のヘッドが構成される。

図３（Ｂ）に示すように、この配線板１００の配線パターン中には、駆動用ＩＣ１１０のグランドと電気的に接続されるグランド配線１０２Ａと、圧電素子５８の共通電極としてのプレート５６と電気的に接続されるグランド配線１０２Ｂとが含まれている。また、配線板１００の接続用端子部１０４には、上記グランド配線１０２Ａ、１０２Ｂに接続されたグランド端子ＧＮＤ１、ＧＮＤ２、及び駆動信号が入力される信号入力端子Ｉｓが設けられている。

図３（Ｂ）からも明らかなように上記グランド配線１０２Ａ、グランド端子ＧＮＤ１と、グランド配線１０２Ｂ、グランド端子ＧＮＤ２とは、配線板１００上で電気的に分離して設けられている。

この配線板１００に圧電素子５８を実装する前に、まず、圧電素子５８とプレート５６とを接合する。この接合は、圧電素子５８の下面電極を含む下面とプレート５６との間に熱硬化接着剤、異方性導電性接着剤又は異方性導電膜等を介在させ、加熱又は加圧加熱して電気的に導通可能に接着することにより行われる。

続いて、プレート５６が接合された圧電素子５８と、駆動用ＩＣ１１０とを配線板１００に実装する。

この場合、配線板１００と駆動用ＩＣ１１０とを位置決めするとともに、配線板１００と圧電素子５８の個別電極とを位置決めし、リフロー炉に入れて加熱する。配線板１００上には、予めスクリーン印刷等でクリームハンダが印刷されており、前記リフロー炉での加熱によりクリームハンダが溶けて駆動用ＩＣ１１０や圧電素子５８の個別電極が配線板１００にハンダ付けされる。

尚、リフロー炉では、２００°Ｃを超える温度で配線板１００等を加熱するため、分極されている圧電素子５８の場合には、その分極特性が失われ消極する。また、共通電極となるプレート５６と配線板１００のグランド配線１０２Ｂとの間は、例えば導電材料１２０、または、図に示していないが圧電素子下面から上面への配線等へハンダ付けにより電気的に接続される。

〔圧電素子の分極方法〕
次に、圧電素子５８を分極する方法について説明する。

図４は図３に示した圧電素子５８及び駆動用ＩＣ１１０の実装後の配線板１００の概略図である。

図４（Ａ）は圧電素子５８を分極または再分極させるときの結線と印加電圧の様子を示している。同図に示すように圧電素子５８の分極または再分極時には、配線板１００の接続用端子部における駆動用ＩＣ１１０のグランドと接続されているグランド端子ＧＮＤ１と、圧電素子５８の共通電極と接続されているグランド端子ＧＮＤ２との間に、圧電素子５８を分極させる電圧Ｅ１（例えば、７０Ｖ）を発生する直流電源を接続する。これにより、圧電素子５８の個別電極５７とプレート（共通電極）５６との間に電圧Ｅ１を印加し、圧電素子５８を分極させる。

この分極時には、駆動用ＩＣ１１０に対しては耐圧以内の電圧を印加しており（図４（Ａ）ではグランドレベル）、後で説明する保護対策を行うことで、駆動用ＩＣ１１０が破損することがないようにしている。

図４（Ｂ）は通常動作時の結線の様子を示している。同図に示すように、圧電素子５８を通常動作させる場合には、配線板１００のグランド端子ＧＮＤ１とＧＮＤ２とを短絡し、更に信号入力端子Ｉｓとグランド端子ＧＮＤ１との間に駆動信号源Ｓを接続する。これにより駆動用ＩＣ１１０に駆動信号を入力し、駆動用ＩＣ１１０を介して圧電素子５８を駆動するようにしている。

尚、グランド端子ＧＮＤ１とＧＮＤ２との短絡は、配線板１００の接続用端子部１０４（図３（Ｂ）参照）と接続されるコネクタや、このコネクタを有する回路基板上で行うことができる。

図５は圧電素子及び駆動用ＩＣの配線板への実装後のヘッドブロックの要部断面図である。図５（Ａ）は図４（Ａ）に対応する図であり、特に圧電素子５８の状態に関して示している。図５（Ａ）に示すように結線して電圧Ｅ１を、圧電素子５８の個別電極５７とプレート５６を介して下面電極５９との間に印加することにより、圧電素子５８が分極される。尚、図５（Ａ）上で、矢印Ｐは圧電素子５８の分極方向を示し、記号＋は極性マークを示している。

図５（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ図４（Ｂ）に対応し、分極または再分極後の通常動作時の結線及び圧電素子への電圧の印加の様子を示している。即ち、図５（Ｂ）は圧電素子５８に０［Ｖ］を印加した状態を示し、図５（Ｃ）は圧電素子５８に＋Ｖ［Ｖ］を印加した状態を示している。

圧電素子５８に０［Ｖ］を印加した状態では電界が発生せず、圧電素子５８は変化しない。一方、圧電素子５８にＶ［Ｖ］を印加した状態では分極方向Ｐに電界が発生し、圧電効果により圧電素子５８に伸びが発生する（図５（Ｃ））。そして、この圧電素子５８とともにプレート５６が変形してノズル５１からインクが吐出される。

次に、圧電素子５８の分極時における駆動用ＩＣ１１０の保護対策について説明する。

図６は駆動用ＩＣ１１０を含む要部の回路図を示しており、半導体スイッチング素子がトランジスタの場合に関して示している。

この駆動用ＩＣ１１０は、バッファ１１２、トランジスタＱ１，Ｑ２、ダイオードＤ１，Ｄ２、及び抵抗Ｒを有している。尚、図６上では、１つの圧電素子５８を駆動するための回路が図示されている。

図６において、バッファ１１２からハイレベル信号がトランジスタＱ１，Ｑ２のベースに加えられると、トランジスタＱ１がＯＮするとともにトランジスタＱ２がＯＦＦし、トランジスタＱ１及び抵抗Ｒを介してチャージ電流が圧電素子５８に流れる。一方、バッファ１１２からローレベル信号がトランジスタＱ１，Ｑ２のベースに加えられると、トランジスタＱ１がＯＦＦするとともにトランジスタＱ２がＯＮし、圧電素子５８等にチャージされた電荷が抵抗Ｒ、トランジスタＱ２を介してグランドに放電される。

従って、圧電素子５８が分極されアクチュエータとして機能する場合には、バッファ１１２からハイレベル信号が出力されると、圧電素子５８が変形し、ローレベル信号が出力されると、元の状態に復帰する。

また、ダイオードＤ１のアノード側とダイオードＤ２のカソード側とが、トランジスタＱ１、Ｑ２と抵抗Ｒとを接続する接続点ａにて接続され、ダイオードＤ１のカソード側が駆動用ＩＣ１１０の電源電圧ＶCCに接続され、ダイオードＤ２のアノード側が駆動用ＩＣ１１０のグランドに接続されている。

従って、ダイオードＤ１は、トランジスタＱ１にかかる逆バイアスを電源電圧ＶCCに逃がすように作用し、ダイオードＤ２は、トランジスタＱ２にかかる逆バイアスをチャージ電流として逃がすように作用する。即ち、ダイオードＤ１、Ｄ２は、それぞれトランジスタＱ１、Ｑ２に逆バイアスが作用してトランジスタＱ１、Ｑ２が破損するのを防止する保護回路として作用する。

ここで、圧電素子５８を分極させるために駆動用ＩＣ１１０のグランド（即ち、配線板１００のグランド端子ＧＮＤ１）と、圧電素子５８の共通電極と接続されたグランド（即ち、配線板１００のグランド端子ＧＮＤ２）との間に電圧Ｅ１の直流電源を接続すると、直流電源からは破線矢印の方向（即ち、駆動用ＩＣ１１０のグランド→ダイオードＤ２→抵抗Ｒ→圧電素子５８の方向）に圧電素子５８へのチャージ電流が流れる。これにより、トランジスタＱ１、Ｑ２に逆バイアス電圧が印加されずに、圧電素子５８にトランジスタＱ１、Ｑ２の耐圧を超える高い電圧を印加して圧電素子５８を分極させることができる。

図７は駆動用ＩＣ１１０を含む要部の他の回路図を示しており、半導体スイッチング素子が電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）の場合に関して示している。尚、図７に示したＦＥＴＱ１、Ｑ２は、図６に示したトランジスタ（接合トランジスタ）と種類が異なるだけで作用は同じため、詳細な説明は省略する。

〔インクジェットヘッドの配線板の第２の実施の形態〕
次に、本発明に係るインクジェットヘッドの配線板の第２の実施の形態について説明する。

図８（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明に係るインクジェットヘッドの配線板を含むヘッドブロックの要部の側面図及び平面図である。尚、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示した第１の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図８において、２００はフレキシブル配線基板等の配線板であり、第１の実施の形態とは配線板２００のみが異なる。

この配線板２００の配線パターン中には、駆動用ＩＣ１１０のグランドと電気的に接続されるグランド配線２０２Ａと、圧電素子５８の共通電極としてのプレート５６と電気的に接続されるグランド配線２０２Ｂとが含まれている。また、配線板２００の接続用端子部２０４とは別の位置に、グランド配線２０２Ａと電気的に接続されたグランド端子ＧＮＤ１と、グランド配線２０２Ｂと電気的に接続されたグランド端子ＧＮＤ２とが設けられている。

尚、グランド端子ＧＮＤ１は、接続用端子部２０４に設けられたグランド端子ＧＮＤと電気的に接続されている。また、グランド端子ＧＮＤ２は、グランド端子ＧＮＤ１に隣接して設けられているが、電気的に分離されている。

圧電素子５８、駆動用ＩＣ１１０の配線板２００への実装後の圧電素子５８の分極は、第１の実施の形態と同様にしてグランド端子ＧＮＤ１、ＧＮＤ２間に分極用の直流電源を接続することによって行う。そして、分極処理後に、隣接するグランド端子ＧＮＤ１、ＧＮＤ２間を、例えば０オーム抵抗をハンダ付け等により電気的に接続する。

これにより、配線板２００の接続用端子部２０４の形状を、図９に示した従来のものと同様にすることができ、この接続用端子部２０４が接続されるコネクタや基板等を変更する必要がなくなる。

尚、本発明に係るインクジェットヘッドの配線板は、図１に示したフルライン型のヘッドのものに限らず、ヘッドが印字媒体の送り方向と直交する方向に往復移動するシャトル型のヘッドにも適用できる。

本発明に係るインクジェットヘッドが適用されるインクジェット記録装置の全体構成図 ヘッドの構造例を示す要部断面図 本発明に係るインクジェットヘッドの配線板を含むヘッドブロックの要部の側面図及び平面図 圧電素子及び駆動用ＩＣの実装後の配線板の概略図 圧電素子及び駆動用ＩＣの配線板への実装後のヘッドブロックの要部断面図 駆動用ＩＣを含む要部の回路図 駆動用ＩＣを含む要部の回路図 本発明に係るインクジェットヘッドの配線板を含むヘッドブロックの要部の側面図及び平面図 従来のインクジェットヘッドの配線板を含むヘッドブロックの要部の側面図及び平面図 従来の圧電素子の分極方法を説明するために用いた配線板の概略図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ…ヘッド、５０…ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５６…プレート（共通電極）、５７…個別電極、５８…圧電素子、５９…下面電極、１００、２００…配線板、１０２Ａ、１０２Ｂ、２０２Ａ、２０２Ｂ…グランド配線、１０４、２０４…接続用端子部、１１０…駆動用ＩＣ、ＧＮＤ、ＧＮＤ１、ＧＮＤ２…グランド端子、Ｉｓ…信号入力端子、Ｑ１、Ｑ２…トランジスタ、Ｄ１、Ｄ２…ダイオード、Ｅ１…分極用の電圧、Ｓ…駆動信号源

Claims (7)

1. インクジェットヘッドからインクを吐出させるための圧電素子と電気的に接続されるとともに、前記圧電素子の個別電極と該個別電極に対向する共通電極との間に駆動電圧を印加するための駆動用素子が実装されるインクジェットヘッドの配線板の製造方法において、
   前記配線板は、前記駆動用素子のグランド端子と電気的に接続される第１のグランド配線と、前記圧電素子の共通電極と電気的に接続される第２のグランド配線とを有し、
   前記駆動用素子は、該駆動用素子のグランド端子から前記圧電素子の個別電極に電流が流れるように接続されたダイオードを有し、
   前記インクジェットヘッドの配線板に前記圧電素子及び駆動用素子を実装し、
   その後、前記第１、第２のグランド配線間に分極用の電圧を印加して前記第１のグランド配線から前記ダイオードを介して前記圧電素子の個別電極に電流を流し、
   前記圧電素子の分極又は再分極が終了した後に前記第１、第２のグランド配線を短絡させ、
   前記第１のグランド配線と前記駆動用素子の信号入力端子とは、前記圧電素子が分極又は再分極するまでは短絡させられ、前記圧電素子の分極又は再分極が終了した後に短絡解除させられることを特徴とするインクジェットヘッドの配線板の製造方法。
2. 前記駆動用素子は、前記分極用の電圧の印加時に前記駆動用素子内の半導体スイッチング素子に逆バイアスがかかるのを防止する前記ダイオードを有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの配線板の製造方法。
3. 前記配線板は、前記第１のグランド配線と接続される第１の端子と、前記第２のグランド配線と接続される第２の端子とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの配線板の製造方法。
4. 前記第１の端子と第２の端子との間に分極用の電圧を印加し、前記圧電素子を分極させることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの配線板の製造方法。
5. 前記第１の端子と第２の端子との間に分極用の電圧を印加し、前記圧電素子を分極させた後、前記第１の端子と第２の端子とを短絡させることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの配線板の製造方法。
6. インクジェットヘッドからインクを吐出させるための圧電素子と電気的に接続されるとともに、前記圧電素子の個別電極と該個別電極に対向する共通電極との間に駆動電圧を印加するための駆動用素子が実装されるインクジェットヘッドの配線板であって、
   前記駆動用素子のグランドと電気的に接続される第１のグランド配線と、前記圧電素子の共通電極と電気的に接続される第２のグランド配線と、前記第１のグランド線と接続される第１の端子と、前記第２のグランド線と接続される第２の端子とを有し、前記第１のグランド配線と第２のグランド配線とは電気的に分離して設けられているインクジェットヘッドの配線板を使用し、
   前記インクジェットヘッドの配線板に前記圧電素子及び駆動用素子を実装し、その後、前記第１の端子と第２の端子との間に分極用の電圧を印加し、前記圧電素子を分極させることを特徴とする圧電素子の分極方法。
7. 前記圧電素子を分極させた後、前記第１の端子と第２の端子とを短絡させることを特徴とする請求項６に記載の圧電素子の分極方法。

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