JP4135697B2 - 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

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、液体吐出ヘッドに備えられる圧電素子の駆動用配線の配設技術に関する。

インクジェット方式の画像形成装置は、多数のノズルをマトリクス状に配列させた印字ヘッドを備え、各ノズルから記録媒体に対してインク滴を吐出し、記録媒体上に画像を形成する。

従来の印字ヘッドでは、図２８に示すように、圧力室５２のノズル５１が形成される側と同一側に配置された共通液室５５から圧力室５２に対してインクが供給される。そして振動板５６上の圧電素子５８に対して画像データに応じた電気信号が送られると、圧電素子５８の駆動により振動板５６が変形する。これにより圧力室５２の容積は減少し、インク滴がノズル５１から吐出され、記録媒体に着弾し、記録媒体上でドットを形成する。このようなドットを組み合わせることにより、記録媒体上に１つの画像が形成される。

ところで、近年、画像形成装置の高画質化が望まれている。高画質化を実現するためには、印字ヘッドのノズルを高密度に配列して１画像あたりの画素数を多くする必要がある。そこで従来より、ノズルを高密度化するための様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献５等参照）。

特許文献１には、圧力室の天面を構成する振動板上に圧電素子を配置し、振動板に対して圧電素子側にリザーバ（共通液室）を設け、振動板上にインク供給用の穴を設けた印字ヘッドが開示されている。

特許文献２には、圧力室の天面を構成する振動板上に圧電体（圧電素子）を配置し、さらに、その上方に隔壁を介してインク供給タンク（共通液室）を設けた印字ヘッドが開示されている。

特許文献３には、圧力発生室（圧力室）のノズル側と反対の面側に配設される圧電素子と同じ側にリザーバ（共通液室）を形成した印字ヘッドが開示されている。

特許文献４には、圧力室のノズル側と同じ面側に圧電アクチュエータ（圧電素子）と共通インク室（共通液室）を配置し、圧力室のノズル側と反対の面側に基板（配線層）を配置した印字ヘッドが開示されている。

特許文献５には、ノズルの形成されるノズル層と、インク空洞（圧力室）を形成する空洞層との間に、圧力室にインクを供給する多孔質部材から形成されるインク供給層を配置した印字ヘッドが開示されている。同文献によれば、インク空洞の天板を構成する変位板（振動板）上に圧電要素（圧電素子）が配置され、圧電素子からノズル面に対して略垂直方向に配線部材が設けられ、その先に基板（配線層）が配置されている。
特開平９−２２６１１４号公報 特開２００１−１７９９７３号公報 特開２０００−１２７３７９号公報 特開２０００−２８９２０１号公報 特表２００３−５１２２１１号公報

ところで、図２８に示した印字ヘッドは、共通液室と圧力室を連通する供給口（流路）が複雑に構成され、高粘度インクを使用する場合には、インク吐出後に圧力室にインクを供給するリフィル性能が良くないという問題がある。

特許文献１及び特許文献２に開示された印字ヘッドでは、圧電素子に対する駆動用配線は、振動板上に配設されるため、駆動用配線のスペースを十分に確保することができず、ノズルを高密度に配置することは困難である。

特許文献３に開示された印字ヘッドでは、圧電素子に対する駆動用配線はワイヤボンディング若しくは成膜により形成され、共通液室上方に実装される外部配線と接続されているが、駆動用配線は共通液室の外部に構成されるため、圧電素子の駆動用配線のスペースの確保は難しく、共通液室のサイズに制約が伴うことになる。共通液室のサイズが小さくなると、各圧力室に対するインク供給が追いつかず、各ノズルを高周波で駆動を行うことが困難になる。また同文献に開示された印字ヘッドは、１つのノズル列を有する印字ヘッドの構成しか考慮されておらず、多ノズルを高密度に配置する構成に適さない。

特許文献４では、圧力室を挟むようにして配置された圧電素子と配線層の間の積層板の中を貫通するようにして、圧電素子と配線層を接続する駆動用配線（Ａｌプラグ）が形成されている。そのため駆動用配線のスペースを十分に確保することは困難であり、ノズルの高密度化を行うことができない。

特許文献５に開示された印字ヘッドでは、インク供給層に供給されるインクを貯留する共通液室（インクマニホールド）は、配線層に対して配線部材側とは反対側に設けられている。そのため、共通液室からインク供給層を通って圧力室にインクを供給するための流路は長くなり、共通液室から圧力室に対するインク供給が間に合わなくり、ノズルの高密度化を行うことは困難である。また各ノズルを高周波で駆動した場合には、インク供給が間に合わなくなる。さらにインク供給層は多孔質部材により構成されているため、高粘度インクの吐出には適さない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、共通液室に貯留される液体に対する流路抵抗を低減し、高粘度インクの吐出を可能とした液体吐出ヘッド及び画像形成装置を提供する。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体を吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口のそれぞれと連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室のそれぞれを変形する圧電素子と、前記圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室に液体を供給する共通液室と、前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を立ち上がるように形成された、前記圧電素子を駆動するための配線部材と、を備え、前記配線部材は、柱状に形成されるとともに、少なくとも２つ以上の前記圧電素子の駆動用配線を含み、前記配線部材は、略中心部に前記圧電素子の個別電極配線と、前記個別電極配線の周囲を囲むようにして形成される前記圧電素子の共通電極配線と、を備えた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、配線部材は、柱状に形成されるとともに、複数の圧電素子に対する駆動用配線を含むので、共通液室内の配線部材の占有面積が少なくなり、共通液室に貯留される液体に対する流路抵抗が低減する。この結果、インクのリフィル性能が良くなり、高粘度インクの吐出が可能となる。また、個別電極配線と、その周囲を囲む共通電極配線との二重構造によって、シールド性が良くなり、耐ノイズ性が向上する。

また圧電素子の駆動用配線のスペース確保の制約を低減することができるので、吐出口（ノズル）の高密度化を実現することができると共に、配線部材の個数の減少により、圧電素子と駆動用配線との接合部の信頼性が向上する。

圧電素子に対する駆動用配線には、圧電素子毎に設けられる個別電極配線と、共通電極配線（グランド線）を含んでもよい。

また、請求項２に記載の発明は、液体を吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口のそれぞれと連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室のそれぞれを変形する圧電素子と、前記圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室に液体を供給する共通液室と、前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を立ち上がるように形成された、前記圧電素子を駆動するための配線部材と、を備え、前記配線部材は、柱状に形成されるとともに、少なくとも２つ以上の前記圧電素子の駆動用配線を含み、前記配線部材内の単位断面積あたりの配線密度は、前記圧電素子側の方が低いことを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、配線部材は、柱状に形成されるとともに、複数の圧電素子に対する駆動用配線を含むので、共通液室内の配線部材の占有面積が少なくなり、共通液室に貯留される液体に対する流路抵抗が低減する。この結果、インクのリフィル性能が良くなり、高粘度インクの吐出が可能となる。また、配線部材に含まれる駆動用配線と、各圧電素子との電気的接続を確実にすることが可能となる。

また、請求項３に記載の発明は、液体を吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口のそれぞれと連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室のそれぞれを変形する圧電素子と、前記圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室に液体を供給する共通液室と、前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を立ち上がるように形成された、前記圧電素子を駆動するための配線部材と、を備え、前記配線部材は、柱状に形成されるとともに、少なくとも２つ以上の前記圧電素子の駆動用配線を含み、更に、前記吐出口の吐出又は不吐出を検出する検出手段と、前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を立ち上がるように形成された、前記検出手段が前記吐出口の吐出又は不吐出を検出するための検出用配線部材と、を備え、前記圧電素子の駆動用配線は前記配線部材に含まれると共に、前記検出手段の検出用配線は前記検出用配線部材に含まれることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、配線部材は、柱状に形成されるとともに、複数の圧電素子に対する駆動用配線を含むので、共通液室内の配線部材の占有面積が少なくなり、共通液室に貯留される液体に対する流路抵抗が低減する。この結果、インクのリフィル性能が良くなり、高粘度インクの吐出が可能となる。また、圧電素子の駆動用配線と、検出手段の検出用配線とを異なる配線部材に内設することにより、検出手段のＳ／Ｎが向上する。

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、前記配線部材は、前記圧電素子又は前記圧電素子の近傍から立ち上がるように形成されていることを特徴とする。

請求項４の態様によれば、吐出口（ノズル）の高密度化が可能となる。

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であって、前記複数の吐出口は、２次元的に配列され、前記複数の配線部材は、前記圧電素子が配置される面に対して２次元的に配列されていることを特徴とする。

請求項５の態様によれば、さらなる吐出口（ノズル）の高密度化が可能となると共に、配線部材の配置確保と共通液室内の流路抵抗が低減する。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の液体吐出ヘッドであって、前記配線部材は、前記記録媒体の幅方向に対して直交しない所定の角度を有する列方向に配列された少なくとも２つ以上の前記吐出口に対応する前記圧電素子の駆動用配線を含むことを特徴とする。

請求項６の態様によれば、記録媒体の幅方向に対して直交しない所定の角度を有する列方向に配列された吐出口（ノズル）同士は、記録媒体の幅方向（主走査方向）の吐出口（ノズル）同士に比べて同時に打滴する割合が低いので、複数の駆動用配線を含む配線部材のクロストークを低減することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の液体吐出ヘッドであって、前記配線部材は、前記記録媒体の幅方向に対して直交しない所定の角度を有する列方向に配列された全ての前記吐出口に対応する前記圧電素子の駆動用配線を含むことを特徴とする。

請求項７の態様によれば、請求項６の態様と同様に、配線部材のクロストークを低減することができると共に、配線部材の数が減少するので、共通液室内に貯留される液体に対する流路抵抗をさらに低減することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の液体吐出ヘッドであって、前記記録媒体の幅方向に略直交する副走査方向の吐出口ピッチをＰｎ、前記記録媒体上の副走査方向のドットピッチをＰｄ、ｎを１以上の整数とするとき、次式 Ｐｎ＝（ｎ＋ｋ）×Ｐｄ （但し、０．４≦ｋ≦０．６） を満たすことを特徴とする。

請求項８の態様によれば、副走査方向の吐出口ピッチ（ノズルピッチ）Ｐｎと、記録媒体上の副走査方向のドットピッチＰｄが前記式を満たすように吐出口（ノズル）を配置することにより、該列方向の吐出口（ノズル）同士は同時に打滴することがなくなり、これらに対応する圧電素子に対する駆動用配線を含む配線部材のクロストークを低減することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の液体吐出ヘッドであって、前記配線部材は、略中心部に前記圧電素子の個別電極配線と、前記個別電極配線の周囲を囲むようにして形成される前記圧電素子の共通電極配線と、を備えたことを特徴とする。

請求項９の態様によれば、個別電極配線と、その周囲を囲む共通電極配線との二重構造によって、シールド性が良くなり、耐ノイズ性が向上する。

また共通電極配線は肉厚を大きくして構成されることが好ましい。この場合、配線部材の強度が向上し、液体吐出ヘッドの剛性が向上する。

請求項１０に記載の発明は、請求項１又は請求項３に記載の液体吐出ヘッドであって、前記配線部材内の単位断面積あたりの配線密度は、前記圧電素子側の方が低いことを特徴とする。

請求項１０の態様によれば、配線部材に含まれる駆動用配線と、各圧電素子との電気的接続を確実にすることが可能となる。

請求項１１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、さらに、前記吐出口の吐出又は不吐出を検出する検出手段と、前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を立ち上がるように形成された、前記検出手段が前記吐出口の吐出又は不吐出を検出するための検出用配線部材と、を備え、前記圧電素子の駆動用配線は前記配線部材に含まれると共に、前記検出手段の検出用配線は前記検出用配線部材に含まれることを特徴とする。

請求項１１の態様によれば、圧電素子の駆動用配線と、検出手段の検出用配線とを異なる配線部材に内設することにより、検出手段のＳ／Ｎが向上する。

また前記目的を達成するために、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えた画像形成装置を提供する。

本発明によれば、配線部材は、複数の圧電素子に対する駆動用配線を含むので、共通液室内の配線部材の占有面積が少なくなり、共通液室に貯留される液体に対する流路抵抗が低減する。この結果、インクのリフィル性能が良くなり、高粘度インクの吐出が可能となる。

以下、添付図面に従って本発明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〕
図１は、本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態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印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド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（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（図２参照）。

図２に示すように、印字部１２を構成する各印字ヘッド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印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド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、印字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印字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、各印字ヘッド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印字ヘッド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、少なくとも各印字ヘッド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、各色の印字ヘッド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。

また、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。

なおインク色毎に設けられている各印字ヘッド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によって印字ヘッドを表すものとする。

〔インク供給系の構成〕
図３はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インク供給タンク６０は印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インク供給タンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を代える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。なお、図３のインク供給タンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

図３に示したように、インク供給タンク６０と印字ヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下とすることが好ましい。図３には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

またインクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止する手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａをキャップ６４で覆う。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構により印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに摺動可能である。ノズル面５０Ａにインク滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル面５０Ａに摺動させることでノズル板表面を拭き取り、ノズル面５０Ａを清浄する。

印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ６４に向かって予備吐出が行われる。

また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室内）に気泡が混入した場合、印字ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクの印字ヘッド５０への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。

印字ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用の圧電素子（図３中不図示、図７中符号５８として記載）が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。従って、この様な状態になる手前で（圧電素子５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かって圧電素子５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル面５０Ａの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル５１や圧力室５２に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、圧電素子５８を動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、印字ヘッド５０のノズル面に、キャップ６４を当てて圧力室５２内の気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引ポンプ６７で吸引する動作が行われる。

ただし、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。従って、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。

〔制御系の説明〕
図４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７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６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７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどの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８６から送出された画像データは通信インターフェース７０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７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０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７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４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の磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８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７２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８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒーター８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従ってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示に従って後乾燥部４２等のヒーター８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４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（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０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８４を介して印字ヘッド５０のインク液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８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０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８２に一時的に格納される。なお、図４において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２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８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０の圧電素子（図４中不図示、図７中符号５８として記載）を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッド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。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサー（不図示）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８０に提供するものである。

プリント制御部８０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印字ヘッド５０に対する各種補正を行うようになっている。

〔印字ヘッドの構造〕
次に、印字ヘッド５０の構造について説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図６は、図５に示した印字ヘッド５０のノズル配列を示す拡大図である。なお図５及び図６は、説明の便宜上、詳細部分を省略して表示してあり、その詳細部分は後で説明する図７に表示する。

記録紙面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、印字ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例の印字ヘッド５０は、図５に示すように、インク滴を吐出するノズル５１、ノズル５１に対応する圧力室５２及びインク供給口５３を含む複数の圧力室ユニット５４を千鳥でマトリクス状に配列させた構造を有し、これにより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とインク供給口５３が設けられている。

また図６に示すように、多数の圧力室ユニット５４は、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に配列させた構造になっている。主走査方向に対してある角度θの方向に沿って圧力室ユニット５４を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなる。

すなわち、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン又は１個の帯状を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図６に示すようなマトリクス状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）、記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットからなるライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

図７は、図５に示した印字ヘッド５０の詳細部分を表した拡大詳細図である。同図に示すように、各配線部材９０は、主走査方向に対して直交しない斜めの列方向に隣接する２つの圧電素子５８の間にそれぞれ設けられている。例えば、圧電素子５８-11 と圧電素子５８-12 との間に配線部材９０-1が配置され、圧電素子５８-13 と圧電素子５８-14 との間に配線部材９０-2が配置され、圧電素子５８-15 と圧電素子５８-16 との間に配線部材９０-3が配置されている。

図８は、図７中Ａ８−Ａ８線に沿う断面図であり、図９は、図７中Ａ９−Ａ９線に沿う断面図である。

図８及び図９に示すように、ノズル５１が形成されるノズル板（ノズルプレート）９４、圧力室５２が形成される流路プレート９６、及びインク供給口５３が形成される振動板５６は積層状に接合されており、圧力室５２はインク供給口５３を介して、振動板５６の上方に配置される共通液室５５と連通している。

また振動板５６上には、個別電極５７を備えた圧電素子（圧電アクチュエータ）５８が接合されている。振動板５８はＳＵＳ材等の導電性部材により構成されており、圧電素子５８に対する共通電極となっている。

個別電極５７-11 、５７-12 には、それぞれ延設部５７-11a、５７-12aが形成されており、延設部５７-11a、５７-12a上にテーパ柱状の配線部材９０-1が設けられている。配線部材９０-1は、個別電極５７-11 、５７-12 に対する個別電極配線１００Ａ、１００Ｂが内設されている。配線部材９０-1の下面は、個別電極５７-11 、５７-12 の延設部５７-11a、５７-12aに異方導電性接着剤等により接合されており、個別電極５７-11 、５７-12 と個別電極配線１００Ａ、１００Ｂとの電気的導通が取られている。なお個別電極５７-11 、５７-12 の延設部５７-11a、５７-12aと共通電極（振動板）５６との間には、非導電層９７が形成されており、個別電極５７-11 、５７-12 と共通電極５６との絶縁性が確保されている。

また共通電極（振動板）５６に対しては、振動板５６の端部と接する印字ヘッド５０のフレームが共通電極配線（グランド線）として機能している。

配線部材９０-1の上面は、フレキシブルケーブル９２に接合されている。フレキシブルケーブル９２はヘッドドライバ８４（図４参照）に接続されており、ヘッドドライバ８４から送られる駆動信号は、配線部材９０-1を介して個別電極５７に供給される。

配線部材９０は、圧電素子５８の面に対して略垂直方向に立ち上がり、共通液室５５に貯留されるインクの中を貫通する柱のように構成される。そのため配線部材９０を、その形状及び機能からエレキ柱とも呼ぶ。配線部材９０や、共通液室５５の壁面を構成する振動板５６、圧電素子５８及びフレキシブルケーブル９２のうちインクに濡れる部分には、絶縁・保護膜（不図示）が形成されている。

次に、上記のように構成された印字ヘッド５０の作用を図７乃至図９を用いて説明する。

共通液室５５に貯留されたインクは、インク供給口５３を通って、圧力室５２に供給される。ヘッドドライバ８４（図４参照）が、圧電素子５８に対して駆動信号を送ると、その駆動信号はフレキシブルケーブル９２及び配線部材９０を通って、個別電極５７に供給される。これにより圧電素子５８は変形し、圧力室５２の天面を構成する振動板５６が変形する。そして圧力室５２の体積は減少し、圧力室５２内に充填されているインクが、ノズル流路６０を通って、ノズル５１からインク滴として吐出される。インク滴が吐出されると、共通液室５５からインク供給口５３を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

図７乃至図９に示した印字ヘッド５０では、圧力室５２のノズル５１が形成される側とは反対側に共通液室５５が設けられ、さらに共通液室５５の中を貫通するようにして、個別電極５７に対する個別電極配線１００を内設する配線部材９０が設けられている。従って、ヘッドドライバ８４（図４参照）等に接続するフレキシブルケーブル９２等の電気配線用スペース容易に確保することができるので、ノズル５１の高密度化に伴う電気配線の増加に対応することが可能になっている。

また共通液室５５を上述のように配置したことにより、圧力室５２のノズル５１が形成される側と同じ側に配置した場合と比べて共通液室５５を大きく形成することが可能となる。また圧力室５２とノズル５１間のノズル流路６０の長さは、圧力室５２のノズル５１が形成される側と同じ側に共通液室５５を配置した場合より短くすることができる。さらに共通液室５５から圧力室５２にインクを導くための流路を真っ直ぐに構成することができ、複雑な流路が不要となる。

これらにより、高粘度インク（例えば、２０ｃｐ〜５０ｃｐ程度）の吐出が可能になる。またインク吐出後のリフィル動作を迅速に行えることができるので高周波駆動が可能になる。

なお上述したような印字ヘッド５０の各サイズは、特に限定されるものではないが、一例を示すと、圧力室５２は平面形状が３００μｍ×３００μｍの正方形で、高さが１５０μｍ、振動板５６及び圧電素子５８はそれぞれ厚さが１０μｍ、配線部材９０は個別電極５７との接合部の直径が１００μｍ、高さが５００μｍ等のように構成される。

図１０は、図９中Ａ１０−Ａ１０線に沿う断面図である。同図に示すように、断面が略円板状の平面形状を有する配線部材９０は、ハンダ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ等の導電体から形成され、断面が略円板状の個別電極配線１００Ａ、１００Ｂと、エポキシ樹脂や絶縁樹脂コート等の絶縁部１０２により構成されている。

このような配線部材９０は、樹脂にレーザー又はドライエッチングで穴を開け、その穴に導電体を流し込むか、若しくはメッキすることにより形成される。

配線部材９０及び個別電極配線１００の平面形状は、図１０に示した略円板状に限定されるものでなく、略矩形状や略楕円状等であってもよい。例えば、図１１（ａ）及び（ｂ）に示した配線部材９０の変形例のように、配線部材９０の平面形状を略矩形状としてもよい。

図１１（ａ）に示した配線部材９０は、図１０に示した配線部材９０と同様に、略円形状の個別電極配線１００を有する。一方、図１１（ｂ）に示した配線部材９０は、略矩形状の個別電極配線１００を有する。

また配線部材９０に内設される個別電極配線１００は、図１０及び図１１に示したように、２つに限定されるものでなく、３つ以上を含むことが可能である。

図１２乃至図１９（図１３乃至図１５を除く）は、本発明の第１の実施形態に係る配線部材９０の変形例を示す印字ヘッド５０を一部拡大した平面透視図である。なお図１２乃至図１９中（図１３乃至図１５を除く）、各個別電極５７の延設部５７ａは、実線で簡略化表示してある。

図１２に示す印字ヘッド５０では、主走査方向に対して直交しない斜めの列方向に配列される全ての圧電素子５８、すなわち６つの圧電素子５８（５８-11 、５８-12 、５８-13 、５８-14 、５８-15 、５８-16 ）に対して、１つの配線部材９０が設けられている。例えば、配線部材９０-1には、該列方向に配列される圧電素子５８-11 、５８-12 、５８-13 、５８-14 、５８-15 、５８-16 に対する個別電極配線１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆが内設されている。

主走査方向に対して直交しない斜めの列方向に配列されるノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 は、図６で説明したように、記録紙１６の搬送速度に応じて順次駆動される１つのブロックとして構成されている。一方、主走査方向に配列されるノズル５１-11 、５１-21 、５１-31 、…は、記録紙１６の幅方向（主走査方向）に１ラインを形成する場合に同時に駆動される。従って、主走査方向に配列されるノズル列に対応する圧電素子５８の個別電極配線１００を同一の配線部材９０に含めないように構成することにより、複数の個別電極配線１００を含む配線部材９０におけるクロストークを低減させることができる。

図１３は、図１２に示した印字ヘッド５０の一部拡大図である。図１４は、図１３に示したノズル５１から記録紙１６上に打滴されたドットを表す説明図である。図１５（ａ）、（ｂ）は、図１３に示したノズル５１の打滴タイミングを表す説明図である。

図１３に示すように、ノズル５１-11 、５１-12 の副走査方向のノズルピッチをＰｎとし、図１４に示すように、記録紙１６の主走査方向に２行及び副走査方向に５列のドットを形成するものとする。ノズル５１-11 は副走査方向に配列されるドット５１０-111、…５１０-115を打滴し、ノズル５１-12 は副走査方向に配列されるドット５１０-121、…、５１０-125を打滴する。

図１５（ａ）は、ノズルピッチＰｎが、記録紙１６上の副走査方向のドットピッチＰｄの整数倍（同図の場合は４倍）となるように構成されている場合の打滴タイミングを表している。ノズル５１-11 から記録紙１６の搬送速度に応じて、各タイミングｔ１〜ｔ５で５つのドット５１０-111、…５１０-115が順次打滴されると、最後のタイミングｔ５と同じタイミングｔ６で、ノズル５１-12 からドット５１０-121が打滴される。すなわち、ノズル５１-11 とノズル５１-12 には、同時に打滴するタイミングが存在する。

一方、図１５（ｂ）は、ノズルピッチＰｎが、記録紙１６上の副走査方向のドットピッチＰｄの整数倍とならないにように構成した場合の打滴タイミングを表している。タイミングｔ５では、ノズル５１-11 からドット５１０-115のみが打滴され、タイミング５より若干遅れたタイミングｔ６’で、ノズル５１-12 からドット５１０-121が打滴される。

従って、図１２に示した印字ヘッド５０において、副走査方向のノズルピッチＰｎが、記録紙１６上の副走査方向のドットピッチＰｄの整数倍とならないようにずらして構成されている場合、主走査方向に対して直交しない斜めの列方向に配列されるノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 は同時に打滴することがなく、これらのノズル５１-11 、…、５１-16 に対応する圧電素子５８の個別電極配線１００を含む配線部材９０におけるクロストークを低減することが可能となる。

特に本実施形態では、副走査方向のノズルピッチＰｎ、記録紙１６上の副走査方向のドットピッチＰｄとの関係は、ｎを１以上の整数、ｋを０．４≦ｋ≦０．６とした場合、次式（１）を満たすことが好ましい。

Ｐｎ＝（ｎ＋ｋ）×Ｐｄ
図１６に示す印字ヘッド５０では、主走査方向に対して直交しない斜めの列方向に隣接する３つの圧電素子５８に対して、１つの配線部材９０がそれぞれ設けられている。例えば、配線部材９０-1には、各圧電素子５８-11 、５８-12 、５８-13 に対する個別電極配線１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが内設されている。ノズルの高密度化に伴って、該列方向に配列されるノズル数が多くなった場合、この一部に対応する圧電素子５８の個別電極配線１００を配線部材９０に含めるように構成してもよく、図１２と同様の効果を奏し、配線部材９０におけるクロストークを低減することができる。

図１７に示す印字ヘッド５０では、主走査方向に対して直交しない斜めの列方向に隣接する３つの圧電素子５８に対して、１つの配線部材９０が設けられている点では、図１６に示した構成例と共通するが、配線部材９０が共通液室５５の壁部５５ａと接するようにして壁状に構成される点で異なる。また図１８に示す印字ヘッド５０では、配線部材９０が共通液室５５の壁部５５ａの内部に一体的に設けられている。

図１９に示す印字ヘッド５０は、図１２乃至図１８（図１３乃至図１５を除く）に示した構成例の組み合わせである。主走査方向に対して直交しない斜めの列方向毎に構成パターンを変えて、共通液室５５の内部に柱状や壁状の配線部材９０を配置することが可能である。

ノズル５１-31 、…、５１-36 から構成されるブロックの一部に対応する圧電素子５８-31 、…、５８-33の個別電極配線１００は配線部材９０-31 に含まれ、該ブロックに属する他の圧電素子５８-34、…、５８-36の個別電極配線１００は配線部材９０-32 に含まれている。このように同じブロックに属するノズル５１に対応する圧電素子５８の個別電極配線９０は近傍に配置されることが好ましい。配線部材９０-31 と配線部材９０-32 間でクロストークの影響は少なく、共通液室５５内のインクに対する流路抵抗を低減することができる。

このように配線部材９０に少なくとも２つ以上の個別電極配線１００を含めることにより、１つの個別電極配線１００のみを含む場合に比べて、印字ヘッド５０に備えられる配線部材９０の数は少なくなり、共通液室５５内に占める柱状の配線部材１００の割合が小さくなる。そのためインクのリフィル性能が向上する。また、インクの流れの妨げ要因となるよどみ点が発生しにくくなるので、共通液室５５内におけるインクの流れが良くなり、共通液室５５内に混入した気泡の排除性も向上する。これらの結果、印字ヘッド５０で使用されるインクが高粘度インクの場合でも、共通液室５５から各圧力室５２へのインク供給を安定的に行うことが可能になる。

また複数の個別電極配線１００を含む配線部材９０は、１つの個別電極配線１００を含む場合に比べて剛性が高くなるので、配線部材９０が構造体として機能する。なお配線部材９０の外周部に補強材等を形成することにより、さらに配線部材９０の剛性を向上させることができる。この結果、圧力室５２や印字ヘッド５０全体としての剛性が向上し、印字ヘッド５０が外部応力に対して変形しにくくなる。

各配線部材９０には個別電極５７と接着剤等で接合される接合部を有する。前述したように複数の個別電極配線１００を配線部材９０に含めることにより、印字ヘッド５０に備えられる配線部材９０の数は減少するので該接合部は少なくなる。この結果、印字ヘッド５０全体における配線部材９０の接合部の信頼性が向上する。

また柱状の配線部材９０は、図１２や図１９に示したように、共通液室５５の略中央部付近に多く配置することが好ましい。共通液室５５の略中央部のインクの流れは速く、端部は遅いので、柱状の配線部材９０を共通液室５５の略中央部付近に多く配置することにより、全体のインク速度を均一化することができる。

図２０（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る配線部材９０の応用例を示す説明図である。図２０（ａ）は、配線部材９０の水平断面図であり、図２０（ｂ）は、配線部材９０の斜視図である。

図２０（ａ）に示すように、２つの個別電極配線１００を含む配線部材９０には、断面Ｃ字状のヒーター１０４と、温度センサー１０６が設けられている。

ヒーター１０４は、図２０（ｂ）に示すように、配線部材９０の上面から下面に渡って、２つの個別電極配線１００を囲うようにして設けられている。そのためヒーター１０４の表面積を大きく確保することができ、効率的に共通液室５５内のインクの温調が可能となる。

また各配線部材９０に対して、それぞれヒーター１０４及び温度センサー１０６を設けることにより、共通液室５５内のインクを局所的に温調することができ、インク粘度の微妙な調整が可能となる。

図２１は、本発明の第２の実施形態に係る配線部材９０の構成例を示す水平断面図である。同図に示す配線部材９０は、２つの個別電極配線１００を囲むように略中心部に配置した断面略ドーナツ状の共通電極配線（グランド線）１０８が設けられている。

共通電極配線１０８と個別電極配線１００との間、及び共通電極配線１０８の外周部には、それぞれ絶縁部１０２Ａ、１０２Ｂが設けられている。

このように個別電極配線１００を囲うようにして、断面略ドーナツ状の共通電極配線１０８を配置した配線部材９０は、シールド性が良く、耐ノイズ性が向上する。

また絶縁部１０２Ａ、１０２Ｂの弾性率に比べ、共通電極配線１０８の弾性率は高いので、第１の実施形態に比べ、配線部材９０の強度が強くなり、印字ヘッド５０の剛性が向上する。

図２２は、図２１に示した配線部材９０の変形例である。図２２に示す配線部材９０は、図２１に示した配線部材９０に比べて、共通電極配線１０８の肉厚が厚くなるように構成されている。配線部材９０の断面積に対する共通電極配線１０８の断面積の割合は５０％以上であることが望ましい。共通電極配線１０８を肉厚化することにより、配線部材９０の強度をさらに向上する。

図２３は、本発明の第３の実施形態に係る配線部材９０の構成例を示した印字ヘッド５０を一部拡大した平面透視図である。図２４は、図２３に示した配線部材９０のＡ矢視断面透視図である。図２３に示すように、３つの圧電素子５８-11 、５８-1２、５８-1３に対応して、１つの配線部材９０が設けられている点では第１の実施形態と共通する。

本実施形態に係る配線部材９０は、図２４に示すように、配線部材９０は略円錐台状に形成されており、配線部材９０に備えられる個別電極配線１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの間隔が、フレキシブルケーブル側接合面９０ｂから個別電極側接合面９０ａの方向に向かって広くなるように構成されている。すなわち、配線部材９０の配線密度は、個別電極側接合面９０ａの方がフレキシブルケーブル側接合面９０ｂより低くなっている。

このように圧電素子側接合面９０ａの個別電極配線１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの間隔を広げることにより、圧電素子５８-11 、５８-1２、５８-1３の個別電極配線１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃとの電気的接続を容易かつ確実に行うことができる。

図２５は、本発明の第４の実施形態に係る配線部材９０の構成例を示した印字ヘッド５０の一部側面断面図である。同図に示した印字ヘッド５０は、圧力室５２Ａ、５２Ｂの図２５中下面にそれぞれ不吐出センサー（圧力センサー）１１２Ａ、１１２Ｂを備えている。不吐出センサー１１２Ａ、１１２Ｂは、ノズル５１Ａ、５１Ｂの吐出不良の要因となる気泡の圧力室５２Ａ、５２Ｂ内への混入を検出するために設けられており、圧力室５２Ａ、５２Ｂ内に充填されているインクに加えられる圧力を測定する。

本実施形態では、圧電素子５８Ａ、５８Ｂ用の配線と、不吐出センサー１１２Ａ、１１２Ｂ用の配線とは、異なる配線部材９０Ａ、９０Ｂに含まれるように構成されている。

すなわち、配線部材９０Ａは、圧電素子５８Ａの個別電極５７Ａに対する個別電極配線１００Ａと、圧電素子５８Ｂの個別電極５７Ｂに対する個別電極配線１００Ｂと、さらに共通電極（振動板）５６に対する共通電極配線（グランド線）１１０と、を備えている。一方、配線部材９０Ｂは、不吐出センサー１１２Ａに対する信号線１１４Ａと、不吐出センサー１１２Ｂに対する信号線１１２Ｂと、不吐出センサー１１２Ａ及び１１２Ｂに接続される共通電極配線（グランド線）１１６と、を備えている。

このように圧電素子５８Ａ、５８Ｂ用の配線と不吐出センサー１１２Ａ、１１２Ｂ用の配線を異なる配線部材９０Ａ、９０Ｂに含めるように構成することにより、圧電素子５８Ａ、５８Ｂのノイズと圧力センサー１１２Ａ、１１２Ｂのノイズを分離することができるので、圧力センサー１１２Ａ、１１２ＢのＳ／Ｎを向上させることができる。

図２６は、図２５に示した配線部材９０の変形例を示した印字ヘッド５０の一部側面断面図である。図２７は、図２６中Ａ２７−Ａ２７線に沿う断面図である。

図２６に示した印字ヘッド５０は、図２５に示した印字ヘッド５０と同様に、圧電素子５８Ａ、５８Ｂ用の配線と不吐出センサー１１２Ａ、１１２Ｂ用の配線が、異なる配線部材９０Ａ、９０Ｂに含まれるようにして構成されている。

配線部材９０Ａには、圧電素子５８Ａの個別電極５７Ａに対する個別電極配線１００Ａ、及び圧電素子５８Ｂの個別電極５７Ｂに対する個別電極配線１００Ｂが含まれているが、共通電極配線１１０（図２５参照）が含まれていない。共通電極（振動板）５６の端部と接する印字ヘッド５０のフレーム（図２６中不図示）が、共通電極５６に対する共通電極配線として機能している。

一方、配線部材９０Ｂには、図２５と同様に、不吐出センサー１１２Ａに対する信号線１１４Ａ、及び不吐出センサー１１２Ｂに対する信号線１１４Ｂ、及び不吐出センサー１１２Ａ及び１１２Ｂに接続される共通電極配線（グランド線）１１８が含まれている。

図２７に示すように、配線部材９０の水平断面形状は、第２の実施形態と同様に、断面略ドーナツ状の共通電極配線１１６の内周部に信号線１１４Ａ、１１４Ｂを配置した二重化されたシールド構造となっており、不吐出センサー１１２Ａ、１１２ＢのＳ／Ｎを向上させることができる。

また圧電素子５８Ａ、５８Ｂ用の共通電極配線（印字ヘッド５０のフレーム）と、不吐出センサー１１２Ａ、１１２Ｂ用の共通電極配線１１８とを分離して配置することにより、図２５と同様に、不吐出センサー１１２Ａ、１１２ＢのＳ／Ｎを向上させることができる。

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。

本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。 図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。 インクジェット記録装置のインク供給系の構成を示した概要図である。 インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。 図５に示した印字ヘッドのノズル配列を示す拡大図である 図５に示した印字ヘッドの詳細部分を表した拡大詳細図である。 図７中Ａ８−Ａ８線に沿う断面図である。 図７中Ａ９−Ａ９線に沿う断面図である。 図９中Ａ１０−Ａ１０線に沿う断面図である。 図１０に示した配線部材の変形例である。 本発明の第１の実施形態に係る配線部材の変形例を示す印字ヘッドを一部拡大した平面透視図である。 図１２に示した印字ヘッドの一部拡大図である。 図１３に示したノズルから記録紙上に打滴されたドットを表す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１３に示したノズルの打滴タイミングを表す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る配線部材の変形例を示す印字ヘッドを一部拡大した平面透視図である。 本発明の第１の実施形態に係る配線部材の変形例を示す印字ヘッドを一部拡大した平面透視図である。 本発明の第１の実施形態に係る配線部材の変形例を示す印字ヘッドを一部拡大した平面透視図である。 本発明の第１の実施形態に係る配線部材の変形例を示す印字ヘッドを一部拡大した平面透視図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る配線部材の応用例を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る配線部材の構成例を示す水平断面図である。 図２１に示した配線部材の変形例である。 本発明の第３の実施形態に係る配線部材の構成例を示した印字ヘッドを一部拡大した平面透視図である。 図２３に示した配線部材のＡ矢視断面透視図である。 本発明の第４の実施形態に係る配線部材の構成例を示した印字ヘッドの一部側面断面図である。 配線部材の変形例を示した印字ヘッドの一部側面断面図である。 図２６中Ａ２７−Ａ２７線に沿う断面図である。 従来の印字ヘッドの一部構成を表す側面断面図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、５０…印字ヘッド、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…インク供給口、５５…共通液室、５６…振動板（共通電極）、５７…個別電極、５８…圧電素子、９０…配線部材、９２…フレキシブルケーブル、１００…個別電極配線、１０２…絶縁部、１０４…ヒーター、１０６…温度センサー、１０８…共通電極配線、１１０…共通電極配線、１１２…不吐出センサー、１１４…信号線、１１６…共通電極配線、１１８…共通電極配線

Claims (12)

1. 液体を吐出する複数の吐出口と、
   前記複数の吐出口のそれぞれと連通する複数の圧力室と、
   前記複数の圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室のそれぞれを変形する圧電素子と、
   前記圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室に液体を供給する共通液室と、
   前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を立ち上がるように形成された、前記圧電素子を駆動するための配線部材と、を備え、
   前記配線部材は、柱状に形成されるとともに、少なくとも２つ以上の前記圧電素子の駆動用配線を含み、
   前記配線部材は、略中心部に前記圧電素子の個別電極配線と、前記個別電極配線の周囲を囲むようにして形成される前記圧電素子の共通電極配線と、を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 液体を吐出する複数の吐出口と、
   前記複数の吐出口のそれぞれと連通する複数の圧力室と、
   前記複数の圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室のそれぞれを変形する圧電素子と、
   前記圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室に液体を供給する共通液室と、
   前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を立ち上がるように形成された、前記圧電素子を駆動するための配線部材と、を備え、
   前記配線部材は、柱状に形成されるとともに、少なくとも２つ以上の前記圧電素子の駆動用配線を含み、
   前記配線部材内の単位断面積あたりの配線密度は、前記圧電素子側の方が低いことを特徴とする液体吐出ヘッド。
3. 液体を吐出する複数の吐出口と、
   前記複数の吐出口のそれぞれと連通する複数の圧力室と、
   前記複数の圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室のそれぞれを変形する圧電素子と、
   前記圧力室の前記吐出口が形成される側とは反対側に設けられ、前記複数の圧力室に液体を供給する共通液室と、
   前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を立ち上がるように形成された、前記圧電素子を駆動するための配線部材と、を備え、
   前記配線部材は、柱状に形成されるとともに、少なくとも２つ以上の前記圧電素子の駆動用配線を含み、更に、
   前記吐出口の吐出又は不吐出を検出する検出手段と、
   前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を立ち上がるように形成された、前記検出手段が前記吐出口の吐出又は不吐出を検出するための検出用配線部材と、を備え、
   前記圧電素子の駆動用配線は前記配線部材に含まれると共に、
   前記検出手段の検出用配線は前記検出用配線部材に含まれることを特徴とする液体吐出ヘッド。
4. 前記配線部材は、前記圧電素子又は前記圧電素子の近傍から立ち上がるように形成されてい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. 前記複数の吐出口は、２次元的に配列され、
   前記複数の配線部材は、前記圧電素子が配置される面に対して２次元的に配列されていることを特徴とする請求項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。
6. 前記配線部材は、前記記録媒体の幅方向に対して直交しない所定の角度を有する列方向に配列された少なくとも２つ以上の前記吐出口に対応する前記圧電素子の駆動用配線を含むことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記配線部材は、前記記録媒体の幅方向に対して直交しない所定の角度を有する列方向に配列された全ての前記吐出口に対応する前記圧電素子の駆動用配線を含むことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記記録媒体の幅方向に略直交する副走査方向の吐出口ピッチをＰｎ、前記記録媒体上の副走査方向のドットピッチをＰｄ、ｎを１以上の整数とするとき、次式
   Ｐｎ＝（ｎ＋ｋ）×Ｐｄ （但し、０．４≦ｋ≦０．６）
   を満たすことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記配線部材は、略中心部に前記圧電素子の個別電極配線と、前記個別電極配線の周囲を囲むようにして形成される前記圧電素子の共通電極配線と、を備えたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記配線部材内の単位断面積あたりの配線密度は、前記圧電素子側の方が低いことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
11. 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、さらに、
    前記吐出口の吐出又は不吐出を検出する検出手段と、
    前記圧電素子が配置される面に対して略垂直方向に、その少なくとも一部が前記共通液室内を立ち上がるように形成された、前記検出手段が前記吐出口の吐出又は不吐出を検出するための検出用配線部材と、を備え、
    前記圧電素子の駆動用配線は前記配線部材に含まれると共に、
    前記検出手段の検出用配線は前記検出用配線部材に含まれることを特徴とする液体吐出ヘッド。
12. 請求項１乃至請求項１１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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