JP4581709B2 - Inkjet head - Google Patents
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Description
本発明は、記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェットヘッドに関する。 The present invention relates to an inkjet head that performs printing by discharging ink onto a recording medium.
インクジェットヘッドは、インクジェットプリンタ等において、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的にパルス状の圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、圧電性のセラミックからなる複数の圧電シートが積層されたアクチュエータユニットが用いられることがある。 In an ink jet printer or the like, an ink jet head distributes ink supplied from an ink tank to a plurality of pressure chambers, and ejects ink from nozzles by selectively applying a pulsed pressure to each pressure chamber. As one means for selectively applying pressure to the pressure chamber, an actuator unit in which a plurality of piezoelectric sheets made of piezoelectric ceramic are laminated may be used.
かかるインクジェットヘッドの一例として、連続平板状の圧電シートを、複数の圧力室に跨って形成された共通電極と、各圧力室毎に対向して配置され主電極部及び外部より電圧が印加される補助電極部からなる複数の個別電極とで挟み込んだ複数のアクチュエータユニットを有するものが知られている(特許文献1参照)。個別電極及び共通電極に挟まれ且つ積層方向に分極された圧電シートの部分は、個別電極がフレキシブルプリント回路(FPC:Flexible Printed Circuit)からの駆動電圧の供給によって、共通電極と異なる電位にされると、いわゆる圧電縦効果により積層方向に伸縮する。これにより圧力室内の容積が変動し、圧力室に連通したノズルから記録媒体に向けてインクを吐出することが可能となっている。また、1つのアクチュエータユニットにおいて、全ての個別電極は、補助電極部が主電極部に対して全て同じ側に形成されつつ、一方向に沿って配列された状態となっている。一方、補助電極部と接続されるFPCには、複数の接続パッド(端子)が各補助電極部の配置状態に対応して形成されている。 As an example of such an ink jet head, a continuous plate-shaped piezoelectric sheet is arranged facing a common electrode formed across a plurality of pressure chambers, and facing each pressure chamber, and a voltage is applied from the main electrode portion and the outside. One having a plurality of actuator units sandwiched between a plurality of individual electrodes made up of auxiliary electrode portions is known (see Patent Document 1). The portion of the piezoelectric sheet sandwiched between the individual electrode and the common electrode and polarized in the stacking direction is set to a potential different from that of the common electrode by supplying a driving voltage from a flexible printed circuit (FPC). And it expands and contracts in the stacking direction due to the so-called piezoelectric longitudinal effect. As a result, the volume in the pressure chamber fluctuates, and ink can be ejected from the nozzles communicating with the pressure chamber toward the recording medium. Further, in one actuator unit, all the individual electrodes are arranged along one direction while the auxiliary electrode portions are all formed on the same side with respect to the main electrode portion. On the other hand, in the FPC connected to the auxiliary electrode portion, a plurality of connection pads (terminals) are formed corresponding to the arrangement state of each auxiliary electrode portion.
しかしながら、上述した特許文献1に記載のインクジェットヘッドにおいては、アクチュエータユニットの複数の個別電極の補助電極部が全て同方向を向くように配置されているので、画像の高解像度化や高速印字の要求に対応するために圧力室が高密度に配置されるに連れ、補助電極部同士の間隔が小さくなり、各補助電極部に対応するFPCの各接続パッド同士の間隔が小さくなる。それに伴ってFPCの各接続パッドから引き出される配線の幅や間隔が製造限界を超えるほど狭くなりつつある。そのため、要求される画像の高解像度化や圧力室の高密度化に対する障害要因となるとともに、インクジェットヘッドのサイズが大型化する問題が生じる。
However, in the inkjet head described in
そこで、本発明の目的は、個別電極の間隔を広げることなくFPCなどの平型柔軟ケーブルに形成される配線間隔を広げることが可能なインクジェットヘッドを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an ink jet head capable of widening the wiring interval formed on a flat flexible cable such as an FPC without increasing the interval between individual electrodes.
本発明のインクジェットヘッドは、それぞれがノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配列されており、インク供給口から前記圧力室を経て前記ノズルに至るインク流路を内部に有する流路ユニットと、前記圧力室に対応して形成された主電極領域及び前記主電極領域につながった補助電極領域をそれぞれ有する複数の個別電極を有すると共に、前記流路ユニットの前記平面に固定されて前記圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与するアクチュエータユニットと、前記補助電極領域とそれぞれ電気的に接続された複数の端子を有すると共に、前記複数の端子にそれぞれ接続された複数の配線が一方向に延在して前記端子から引き出された平型柔軟ケーブルとを備えている。そして、前記アクチュエータユニットには、前記個別電極が前記一方向と交差する方向に沿って複数配列された個別電極列が互いに平行となるように複数配列されており、前記複数の個別電極列のうち少なくとも前記平型柔軟ケーブルの先端から前記配線が引き出される方向に最も離れた前記個別電極列において、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの先端側にある前記個別電極と、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの基端側にある前記個別電極とが交互に配置されている。
An ink jet head according to the present invention includes a flow path unit in which a plurality of pressure chambers each communicating with a nozzle are arranged along a plane, and an ink flow path extending from an ink supply port to the nozzle through the pressure chamber And a plurality of individual electrodes each having a main electrode region formed corresponding to the pressure chamber and an auxiliary electrode region connected to the main electrode region, and fixed to the plane of the flow path unit and the pressure An actuator unit that applies ejection energy to the ink in the chamber, and a plurality of terminals that are electrically connected to the auxiliary electrode region, respectively, and a plurality of wirings that are respectively connected to the plurality of terminals extend in one direction. And a flat flexible cable drawn from the terminal. In the actuator unit, a plurality of individual electrode rows in which a plurality of individual electrodes are arranged along a direction intersecting the one direction are arranged in parallel to each other, and among the plurality of individual electrode rows, In the individual electrode row farthest away in the direction in which the wiring is drawn from at least the tip of the flat flexible cable, the auxiliary electrode region is closer to the tip of the flat flexible cable than the main electrode region The auxiliary electrode regions are alternately arranged with the individual electrodes on the proximal end side of the flat flexible cable with respect to the main electrode region.
これによると、個別電極の間隔を広げることなく平型柔軟ケーブルに形成された配線の幅や間隔を比較的大きくすることが可能になる。つまり、平型柔軟ケーブルの基端に最も近い個別電極列には、補助電極領域が平型柔軟ケーブルの先端側にある個別電極と、補助電極領域が平型柔軟ケーブルの基端側にある個別電極とが混在しているので、主電極領域よりも平型柔軟ケーブルの基端側にある2つの補助電極領域の間には、別の補助電極領域が存在しないことがあり得る。このような2つの補助電極領域の間には配線の幅や配線間隔を比較的大きくした複数の配線を形成することができる。したがって、平型柔軟ケーブルの作製が容易になる。また、画像の高解像度化や圧力室の高密度化に対応できるようになるとともに、これに伴うインクジェットヘッドの大型化を防ぐことが可能となる。 According to this, the width and interval of the wiring formed in the flat flexible cable can be made relatively large without increasing the interval between the individual electrodes. In other words, the individual electrode row closest to the base end of the flat flexible cable includes an individual electrode whose auxiliary electrode region is on the distal end side of the flat flexible cable and an individual electrode whose auxiliary electrode region is on the proximal end side of the flat flexible cable. Since the electrodes are mixed, another auxiliary electrode region may not exist between the two auxiliary electrode regions located on the proximal end side of the flat flexible cable with respect to the main electrode region. A plurality of wirings with relatively large wiring widths and wiring intervals can be formed between the two auxiliary electrode regions. Therefore, it becomes easy to produce a flat flexible cable. In addition, it is possible to cope with higher resolution of images and higher density of pressure chambers, and it is possible to prevent enlargement of the ink jet head associated therewith.
また、平型柔軟ケーブルの基端に最も近い個別電極に対応して形成された端子の間隔を全域に亘って均等に広くすることができる。したがって、平型柔軟ケーブルの作製がさらに容易になる。また、画像の高密度化や圧力室の高密度化への対応が容易になる。
Moreover , the space | interval of the terminal formed corresponding to the individual electrode nearest to the base end of a flat type flexible cable can be made wide equally over the whole region. Therefore, it becomes easier to produce a flat flexible cable. In addition, it becomes easy to cope with higher image density and higher pressure chamber density.
また、本発明では、すべての前記個別電極列において、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの先端側にある前記個別電極と、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの基端側にある前記個別電極とが混在していることが好ましい。これにより、すべての個別電極列に対応して形成された端子の各々に接続された配線の幅や間隔を広くすることができる。したがって、平型柔軟ケーブルの作製がさらに容易になる。また、画像の高密度化や圧力室の高密度化への対応がより容易になる。 In the present invention, in all the individual electrode rows, the auxiliary electrode region is closer to the distal end side of the flat flexible cable than the main electrode region, and the auxiliary electrode region is more than the main electrode region. It is preferable that the individual electrodes on the base end side of the flat flexible cable are mixed. Thereby, the width and interval of the wiring connected to each of the terminals formed corresponding to all the individual electrode rows can be increased. Therefore, it becomes easier to produce a flat flexible cable. In addition, it becomes easier to cope with higher image density and higher pressure chamber density.
また、本発明では、すべての前記個別電極列において、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの先端側にある前記個別電極と、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの基端側にある前記個別電極とが交互に配置されていることが好ましい。これにより、すべての個別電極列に対応して形成された端子の間隔を広範な範囲に亘って均等に広くすることができる。したがって、平型柔軟ケーブルの作製がさらに容易になる。また、画像の高密度化や圧力室の高密度化への対応がさらに容易になる。 In the present invention, in all the individual electrode rows, the auxiliary electrode region is closer to the distal end side of the flat flexible cable than the main electrode region, and the auxiliary electrode region is more than the main electrode region. It is preferable that the individual electrodes on the base end side of the flat flexible cable are alternately arranged. As a result, the distance between the terminals formed corresponding to all the individual electrode rows can be evenly widened over a wide range. Therefore, it becomes easier to produce a flat flexible cable. In addition, it becomes easier to cope with higher image density and higher pressure chambers.
また、このとき、前記アクチュエータユニットには、1つおきの前記個別電極列に属する前記個別電極が前記一方向に沿って複数配列された個別電極行が互いに平行となるように複数配列されており、隣り合う2つの前記個別電極行に属する複数の前記個別電極が、互いに異なる前記個別電極列に属していてもよい。これにより、複数の個別電極を列方向に千鳥状パターンで高密度に配列させることが可能になる。 Further, at this time, the actuator unit has a plurality of individual electrode rows in which the individual electrodes belonging to every other individual electrode column are arranged in parallel along the one direction so as to be parallel to each other. The plurality of individual electrodes belonging to two adjacent individual electrode rows may belong to different individual electrode columns. This makes it possible to arrange a plurality of individual electrodes in a staggered pattern in the column direction with high density.
また、このとき、前記個別電極行には、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの先端側にある前記個別電極と、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの基端側にある前記個別電極とが交互に配置されている領域があってもよい。これにより、端子の分布領域内で端子間隔の広い領域が確実にできるので、平型柔軟ケーブルにおける配線の幅や間隔に余裕が生まれる。また、さらに、前記個別電極行には、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの先端側にある前記個別電極が複数連続して配置された領域を有する第1の個別電極行と、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの基端側にある前記個別電極が複数連続して配置された領域を有する第2の個別電極行とがあり、前記第1の個別電極行と前記第2の個別電極行とが2つずつ交互に配列されていてもよい。これにより、端子の分布領域内の広範な範囲で、端子間隔の広い領域が確実にできるので、平型柔軟ケーブルにおける配線の幅や間隔に広範な範囲での余裕が生まれる。また、補助電極領域が主電極領域よりも平型柔軟ケーブルの先端側にある個別電極と、補助電極領域が主電極領域よりも平型柔軟ケーブルの基端側にある個別電極との2種類を規則的に配列することが可能になる。そのため、個別電極のパターン設計が容易になる。 Further, at this time, the individual electrode row includes the individual electrode in which the auxiliary electrode region is on the distal end side of the flat flexible cable with respect to the main electrode region, and the auxiliary electrode region is more than the main electrode region. There may be a region where the individual electrodes on the base end side of the flat flexible cable are alternately arranged. As a result, an area having a wide terminal interval can be reliably formed within the terminal distribution area, so that a margin is created in the width and interval of the wiring in the flat flexible cable. Further, the individual electrode row includes a first individual region in which the auxiliary electrode region has a region in which a plurality of the individual electrodes that are located closer to the distal end side of the flat flexible cable than the main electrode region are continuously arranged. An electrode row, and a second individual electrode row having a region in which a plurality of the individual electrodes are continuously arranged, the auxiliary electrode region being closer to the base end side of the flat flexible cable than the main electrode region, Two first individual electrode rows and two second individual electrode rows may be alternately arranged. As a result, a wide area between the terminals can be ensured in a wide range within the terminal distribution area, so that a wide range of margins can be provided for the wiring width and spacing in the flat flexible cable. In addition, there are two types: an individual electrode in which the auxiliary electrode region is on the distal end side of the flat flexible cable with respect to the main electrode region, and an individual electrode in which the auxiliary electrode region is on the proximal end side of the flat flexible cable with respect to the main electrode region. It becomes possible to arrange regularly. Therefore, the pattern design of the individual electrode is facilitated.
また、本発明において、前記主電極領域が前記圧力室に対向した位置に配置されており、前記圧力室の平面形状が2つの鋭角部を有する平行四辺形形状であり、前記交差する方向が前記圧力室の短い方の対角線と平行であることが好ましい。これにより、圧力室を高密度に配列させることが可能になる。 Further, in the present invention, the main electrode region is disposed at a position facing the pressure chamber, the planar shape of the pressure chamber is a parallelogram shape having two acute angle portions, and the intersecting direction is the It is preferable to be parallel to the shorter diagonal of the pressure chamber. As a result, the pressure chambers can be arranged with high density.
また、本発明のインクジェットヘッドは、別の観点では、それぞれがノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配列されており、インク供給口から前記圧力室を経て前記ノズルに至るインク流路を内部に有する流路ユニットと、主電極領域及び前記主電極領域につながった補助電極領域をそれぞれ有する複数の個別電極を有すると共に、前記流路ユニットの前記平面に固定されて前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットと、前記補助電極領域とそれぞれ電気的に接続された複数の端子を有すると共に、前記複数の端子にそれぞれ接続された複数の配線が一方向に延在した平型柔軟ケーブルとを備えている。そして、前記流路ユニットには、2つの鋭角部を有する平行四辺形形状の平面形状を有する前記圧力室が前記一方向と交差する方向に沿って複数配列された圧力室列が互いに平行となるように複数配列されており、前記アクチュエータユニットには、前記主電極領域を前記圧力室に対向して配置した前記個別電極が互いに平行な複数の個別電極列をなし、すべての前記個別電極列において、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの先端側にある前記個別電極と、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの基端側にある前記個別電極とが交互に配置されている。これにより、すべての個別電極列に対応して形成された端子の各々に接続された配線の幅や間隔を全域に亘って均等に広くすることができる。したがって、平型柔軟ケーブルの作製がさらに容易になる。これに対応して、圧力室も高密度に配列することができる。 In another aspect of the ink jet head of the present invention, a plurality of pressure chambers each communicating with a nozzle are arranged along a plane, and an ink flow path from an ink supply port to the nozzle through the pressure chamber And a plurality of individual electrodes each having a main electrode region and an auxiliary electrode region connected to the main electrode region, and a volume of the pressure chamber fixed to the plane of the flow channel unit. And a flexible flexible cable having a plurality of terminals electrically connected to the auxiliary electrode region and a plurality of wires respectively connected to the plurality of terminals extending in one direction. It has. In the flow path unit, a plurality of pressure chambers in which a plurality of the pressure chambers having a parallelogram-shaped planar shape having two acute angle portions are arranged in a direction crossing the one direction are parallel to each other. In the actuator unit, the individual electrode in which the main electrode region is arranged facing the pressure chamber forms a plurality of individual electrode rows parallel to each other, and in all the individual electrode rows The auxiliary electrode region is located on the distal end side of the flat flexible cable with respect to the main electrode region, and the auxiliary electrode region is located on the proximal end side of the flat flexible cable with respect to the main electrode region. Individual electrodes are arranged alternately. Thereby, the width and interval of the wiring connected to each of the terminals formed corresponding to all the individual electrode rows can be uniformly increased over the entire area. Therefore, it becomes easier to produce a flat flexible cable. Correspondingly, the pressure chambers can also be arranged with high density.
また、本発明では、前記交差する方向が前記圧力室の短い方の対角線と平行であることが好ましい。これにより、圧力室を高密度に配列させることが可能になる。
In the present invention , the intersecting direction is preferably parallel to the shorter diagonal line of the pressure chamber. As a result, the pressure chambers can be arranged with high density.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの外観斜視図である。図2は、図1のII−II線における断面図であり、インクジェットヘッドを構成するホルダにヘッド本体が組み付けられた状態を示している。図3は、図2に示すヘッド本体に補強板が接着された状態を示す斜視図である。インクジェットヘッド1は、シリアル式のインクジェットプリンタ(図示略)に用いられて、副走査方向に平行に搬送されてきた用紙に対してマゼンタ、イエロー、シアン及びブラックの4色のインクを吐出して記録するものである。図1及び図2に示すようにインクジェットヘッド1は、4色のインクをそれぞれ貯溜する4つのインク室3が形成されたインクタンク71と、このインクタンク71の下方に配置されたヘッド本体70とを備えている。
FIG. 1 is an external perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 and shows a state in which the head body is assembled to a holder constituting the inkjet head. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a reinforcing plate is bonded to the head body shown in FIG. The ink-
インクタンク71の内部には、4つのインク室3が主走査方向に並んで形成されており、図2中左方のインク室3からマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが順に貯溜されている。これら4つのインク室3は、対応するインクカートリッジ(図示せず)がチューブ40(図1参照)によってそれぞれ接続されており、インクカートリッジからインク室3に各色のインクが供給されるようになっている。また、図2及び図3に示すようにインクタンク71が、平面矩形形状の補強板41に組み付けられている。この補強板41は、略直方体形状を有するホルダ72に紫外線型硬化剤43で固着されている。さらに、この補強板41には図3に示すように、平面形状が長方形形状の開口部42が形成されており、この開口部42内に後述のアクチュエータユニット21を配置するようにしてヘッド本体70が接着固定されている。インクタンク71の下端部には、4つのインク室3にそれぞれ連通する4つのインク導出口3aが形成されている。一方、補強板41には、図3に示すように、4つのインク導出口3aとそれぞれ連なる平面形状が楕円形状の4つの貫通孔41aが形成されている。
Inside the
ヘッド本体70は、それぞれの色ごとに複数のインク流路が形成された流路ユニット4と、流路ユニット4の上面にエポキシ系の熱硬化性接着剤によって接着されたアクチュエータユニット21とを含んでいる。流路ユニット4及びアクチュエータユニット21は、複数の薄板を積層して互いに接着させた構成であり、これら流路ユニット4及びアクチュエータユニット21はインクタンク71の下方に配置されている。流路ユニット4の上面には、平面形状が楕円形状の4つのインク供給口4a(図4参照)が形成されている。また、図3に示すように補強板41には、補強板41に形成された貫通孔41aと流路ユニット4に形成されたインク供給口4aとがそれぞれ連なるようにして流路ユニット4が接着されている。この構成により、インクタンク71内の4種類のインクが、インクタンク71に形成された4つのインク導出口3a及び補強板41に形成された4つの貫通孔41aを通ってそれぞれに対応する流路ユニット4の4つのインク供給口4aから流路ユニット4内に供給されている。
The head
また、ヘッド本体70は、流路ユニット4のインク吐出面70aを外部に露出する状態で、補強板41がホルダ72の下面に形成された段付き状の開口部72aに装着されており、ホルダ72と流路ユニット4との間はシール剤73により封止されている。また、ヘッド本体70の底面は微小径を有する多数のノズル8(図6参照)が配列されたインク吐出面70aとなっている。また、アクチュエータユニット21の上面には、給電部材であるフレキシブルプリント回路(FPC)50が接合され主走査方向の一方に引き出されるとともに、屈曲しながら上方に引き出されている。FPC50のアクチュエータユニット21と対向する部分における上面には、FPC50及びアクチュエータユニット21を保護する保護プレート44が貼付されている。
The
アクチュエータユニット21に接合されたFPC50は、スポンジなどの弾性部材74を介してインクタンク71の側面に沿うように引き出され、このFPC50上にドライバIC75が設置されている。一方で、FPC50は、ドライバIC75から出力された駆動信号をヘッド本体70のアクチュエータユニット21(後に詳述)に伝達するように、ハンダ付けによって電気的に接合されている。
The
図2において、ホルダ72のドライバIC75に対向する側壁には、ドライバIC75の熱を外部に放散する為の開口部72bが形成されている。さらに、ドライバIC75とホルダ72の開口部72bとの間には、略直方体形状のアルミ板からなるヒートシンク76がドライバIC75に密着するように配置されている。これらヒートシンク76及び開口部72bにより、ドライバIC75で発生した熱を効率的に散逸させることができる。また、開口部72b内には、ホルダ72の側壁とヒートシンク76の隙間を埋めるためのシール剤77が配置されており、インクジェットヘッド1の本体にゴミやインクが侵入することを防いでいる。
In FIG. 2, an
図4は、ヘッド本体70の平面図である。図4に示すように、ヘッド本体70は副走査方向に延在した矩形平面形状を有している。図4において、流路ユニット4内には、流路ユニット4の長手方向に沿って互いに平行に延在された4つのマニホールド流路5が形成されている。これらマニホールド流路5には、流路ユニット4の4つのインク供給口4aを通じてインクタンク71のインク室3からそれぞれインクが供給される。本実施の形態では、図4中上方に示すマニホールド流路5から下方に向かって順にマゼンタ、イエロー、シアン及びブラックに対応するマニホールド流路5M、5Y、5C、5Kが形成されている。また、流路ユニット4の上面であって4つのインク供給口4aを覆う位置には、フィルタ部材45が配置されている。フィルタ部材45は、各インク供給口4aと重なる位置に複数の微小孔が形成されたフィルタ45aを有している。こうして、インクタンク71から流路ユニット4内に流通するインク内のゴミなどがフィルタ部材45のフィルタ45aによって捕獲される。
FIG. 4 is a plan view of the
流路ユニット4の上面には、平面形状が長方形形状のアクチュエータユニット21が、インク供給口4aを避けたほぼ中央部分に接着されている。アクチュエータユニット21と流路ユニット4との接着領域と対応する流路ユニット4の下面は、多数のノズル8(図6参照)が配列されたインク吐出領域となっている。アクチュエータユニット21に対向する流路ユニット4の接着領域には、マトリクス状に配列された多数の圧力室10(図6参照)が形成されている。言い換えると、アクチュエータユニット21はすべての圧力室10に跨る寸法を有している。
On the upper surface of the flow path unit 4, an
図5は、図4内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。流路ユニット4に形成された圧力室10は、角部にアールが施された略菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は流路ユニット4の幅方向(主走査方向)に平行である。このような形状に圧力室10が形成されていることで、後述のように圧力室10を高密度に配置可能となる。各圧力室10の一端はノズル8に連通しており、他端はアパーチャ13を介してマニホールド流路5に連通しており、各マニホールド流路5には、ノズル8に連通して各圧力室10毎に形成された多数の個別インク流路7(図6参照)が接続されている。図5には、図面を分かりやすくするために流路ユニット4内にあって破線で描くべき圧力室10、アパーチャ13及びノズル8等を実線で描いている。
FIG. 5 is an enlarged view of a region surrounded by a one-dot chain line drawn in FIG. The
図6は、個別インク流路を示す断面図であり、図5に示すVI−VI線に沿った断面図である。圧力室10の一方の鋭角部には、アパーチャ13が連通し、他方の鋭角部には、インクを吐出するノズル8が連通している。図6から分かるように、各ノズル8は、圧力室10及びアパーチャ(すなわち絞り)13を介してマニホールド流路5と連通して圧力室10に対応した流路を構成している。このようにして、ヘッド本体70には、圧力室10毎の流路である複数の個別インク流路7が形成されている。
6 is a cross-sectional view showing the individual ink flow path, and is a cross-sectional view taken along the line VI-VI shown in FIG. The
ヘッド本体70は、図6に示すように、上から、アクチュエータユニット21、キャビティプレート22、ベースプレート23、アパーチャプレート24、サプライプレート25、マニホールドプレート26〜29及びノズルプレート30の合計10枚のシート材が積層された積層構造を有している。これらのうち、アクチュエータユニット21を除いた9枚のプレートから流路ユニット4が構成されている。
As shown in FIG. 6, the head
アクチュエータユニット21は、後で詳述するように、4枚の圧電シート14〜17(図7参照)が積層され且つそのうちの最上層だけが電界印加時に活性部となる部分を有する層(以下、単に「活性部を有する層」というように記する)とされ、残り3層が活性部を有しない非活性層とされたものである。キャビティプレート22は、圧力室10の空隙を構成するほぼ菱形の孔が、アクチュエータユニット21の貼付範囲内に多数設けられた金属プレートである。ベースプレート23は、キャビティプレート22の1つの圧力室10について、圧力室10とアパーチャ13との連絡孔及び圧力室10からノズル8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。
As will be described in detail later, the
アパーチャプレート24は、キャビティプレート22の1つの圧力室10について、アパーチャ13となる孔のほかに圧力室10からノズル8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート25は、キャビティプレート22の1つの圧力室10について、アパーチャ13とマニホールド流路5との連絡孔及び圧力室10からノズル8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート26〜29は、マニホールド流路5に加えて、キャビティプレート22の1つの圧力室10について、圧力室10からノズル8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート30は、キャビティプレート22の1つの圧力室10について、ノズル8がそれぞれ設けられた金属プレートである。
The
これら10枚のシート21〜30は、図6に示すような個別インク流路7が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。この個別インク流路7は、マニホールド流路5からまず上方へ向かい、アパーチャ13において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室10において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ13から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にノズル8へと向かう。
These ten
図6から明らかなように、各プレートの積層方向において圧力室10とアパーチャ13とは異なるレベルに設けられている。これにより、図5に示すように、アクチュエータユニット21に対向した流路ユニット4内において、1つの圧力室10と連通したアパーチャ13を、当該圧力室に隣接する別の圧力室10と平面視で同じ位置に配置することが可能となっている。この結果、圧力室10同士が密着して高密度に配列されるため、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド1により高解像度の画像印刷が実現される。
As is clear from FIG. 6, the
図5に戻って、複数の各圧力室10は、その長い対角線の一端においてノズル8に連通されていると共に、長い対角線の他端においてアパーチャ13を介してマニホールド流路5に連通されている。後述するように、アクチュエータユニット21上には、平面形状がほぼひし形で圧力室10よりも一回り小さい個別電極35(図7参照)が、圧力室10と対向するようにマトリクス状に配列されている。なお、図5には、図面を簡略にするために、複数の個別電極35のうちの幾つかだけを描いている。
Returning to FIG. 5, each of the plurality of
圧力室10は、配列方向A(第1の方向)及び配列方向B(第2の方向)の2方向にマトリクス状に隣接配置されるとともに、配列方向Aに沿って複数の圧力室10が千鳥状配列パターンで形成されている。配列方向Aは、インクジェットヘッド1の長手方向、すなわち流路ユニット4の延在方向であって、圧力室10の短い方の対角線と平行である。配列方向Bは、配列方向Aと鈍角θをなす圧力室10の一斜辺方向である。そして、圧力室10の両方の鋭角部は、隣接する別の2つの圧力室の間に位置している。
The
配列方向A及び配列方向Bの2方向にマトリクス状に隣接配置された圧力室10は、配列方向Aに沿って解像度に対応した間隙を介して配置されている。例えば、本実施の形態では、150dpiの解像度による印字を可能とするため、隣接する圧力室10は配列方向Aに沿って37.5dpiに相当する距離ずつ離隔している。また、圧力室10は、アクチュエータユニット21内において、配列方向Bに16個並べられているとともに、図5の紙面に対して垂直な方向(第3の方向)から見て、配列方向Aと直交する方向(第4の方向)沿って8個並べられている。
The
マトリクス状に配置された多数の圧力室10は、図5に示す配列方向Aに沿って、複数の圧力室列11を形成している。複数の圧力室列11は、第3の方向から見て、各マニホールド流路5との相対位置に応じて、第1の圧力室列11a、第2の圧力室列11b、第3の圧力室列11c、及び、第4の圧力室列11dに分けられる。これら第1〜第4の圧力室列11a〜11dは、アクチュエータユニット21の幅方向における一方から他方(図5中下方から上方)に向けて、11c→11a→11d→11b→11c→11a→・・11bという順番で周期的に4個ずつ配置されている。なお、これら周期的に4個ずつ配置された第1〜第4の圧力室列毎に4つの圧力室群12が形成されており、各圧力室群12の圧力室10が各マニホールド流路5とそれぞれアパーチャ13を介して連通している。つまり、各圧力室群12は各マニホールド流路5毎に形成されているため、4色のインクに対応するように圧力室群12M,12Y,12C,12Kに分けられる。これら4つの圧力室群12M,12Y,12C,12Kのそれぞれに属する圧力室10がアクチュエータユニット21によって容積変化されることで4色のインクを各圧力室群12と連通したノズル8から吐出することが可能になる。
A large number of
第1の圧力室列11aを構成する圧力室10a及び第3の圧力室列11cを構成する圧力室10cにおいては、第3の方向から見て、配列方向Aと直交する方向(第4の方向)に関して、ノズル8が図5の紙面下側に偏在している。そして、ノズル8が、図5中平面視においてそれぞれ対応する圧力室10の下端部の左側付近と隣接している。一方、第2の圧力室列11bを構成する圧力室10b及び第4の圧力室列11dを構成する圧力室10dにおいては、第4の方向に関して、ノズル8が図4の紙面上側に偏在している。そして、ノズル8が、図5中平面視においてそれぞれ対応する圧力室10の上端部の右側付近と隣接している。第1及び第4の圧力室列11a、11dにおいては、第3の方向から見て、圧力室10a、10dの半分以上の領域が、マニホールド流路5と重なっている。第2及び第3の圧力室列11b、11cにおいては、第3の方向から見て、圧力室10b、10cのほぼ全領域が、マニホールド流路5aと重なっていない。そのため、いずれの圧力室列に属する圧力室10についてもこれに連通するノズル8がマニホールド流路5aと重ならないようにしつつ、マニホールド流路5の幅を可能な限り広くして各圧力室10にインクを円滑に供給することが可能となっている。
In the
なお、流路ユニット4のキャビティプレート22には、マニホールド流路5Cとマニホールド流路5K間の領域と重なる位置において、複数の空隙60が形成されている。複数の空隙60は圧力室10と同じように配列方向A及び配列方向Bの2方向に隣接配置されている。配列方向Aに沿う複数の空隙60は、互いに平行な4列の空隙列61を形成しており、それら4列の空隙列61によって空隙群62が構成されている。空隙群62の複数の空隙60は、キャビティプレート22に形成された圧力室10と同じ形状及び同じ大きさを有する孔がアクチュエータユニット21及びベースプレート23によって塞がれることによって画定されている。つまり、空隙60にはインク流路が接続されていないため、複数の空隙60はインクで満たされることがない。また、流路ユニット4のインク吐出面70aにおいて、空隙60と連なるノズルが空隙群62と対向する位置に形成されていないため、インク吐出面70aに形成されたインク吐出領域がブラック色のインクを吐出するブラック領域とマゼンタ、イエロー及びシアン色のインクを吐出するカラー領域とに分けられることになる。このようにインク吐出領域がカラー領域とブラック領域とに分けられることで、ブラック色のインクだけをパージするためのキャップを配置しやすくなる。なお、空隙群62をキャビティプレート22に形成する理由は、インクの吐出を行う圧力室10に対する剛性の均一化によりインク吐出特性を改善するためである。
A plurality of gaps 60 are formed in the
次に、アクチュエータユニット21の構成について説明する。アクチュエータユニット21上には、圧力室10と同じ配列パターンで多数の個別電極35がマトリクス状に配置されている。各個別電極35は、平面視において圧力室10と対向する位置に配置されている。このように複数の圧力室10及び個別電極35が規則正しく配置されていることで、設計が容易になる。
Next, the configuration of the
図7は、アクチュエータユニットを示しており、(a)は図6における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図であり、(b)は個別電極の平面図である。図8は、図4に示す2点鎖線で囲まれた領域を示す拡大図である。なお、図7(a)においては各個別電極35と電気的に接続されたFPC50を2点鎖線で描いている。また、図8を分かりやすくするために、本来、破線で描かれるアクチュエータユニット21の個別電極35及びFPC50の端子46、配線48を実線で描いている。図7(a)、(b)に示すように、個別電極35は圧力室10と対向する位置に配置されており、平面視において圧力室10の平面領域内に形成された主電極領域35aと、主電極領域35aにつながっており且つ圧力室10の平面領域外に形成された補助電極領域35bとから構成されている。
7A and 7B show the actuator unit, in which FIG. 7A is an enlarged view of a portion surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 6, and FIG. 7B is a plan view of an individual electrode. FIG. 8 is an enlarged view showing a region surrounded by a two-dot chain line shown in FIG. In FIG. 7A, the
図7(a)に示すように、アクチュエータユニット21は、それぞれ厚みが15μm程度で同じになるように形成された4枚の圧電シート14,15,16,17を含んでいる。これら圧電シート14〜17は、ヘッド本体70内のインク吐出領域内に形成された多数の圧力室10に跨って配置されるように連続した層状の平板(連続平板層)となっている。圧電シート14〜17が連続平板層として多数の圧力室10に跨って配置されることで、例えばスクリーン印刷技術を用いることにより圧電シート14上に個別電極35を高密度に配置することが可能となっている。そのため、個別電極35に対応する位置に形成される圧力室10をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。圧電シート14〜17は、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ものである。
As shown in FIG. 7A, the
最上層の圧電シート14上に形成された個別電極35の主電極領域35aは、図7(b)に示すように、圧力室10とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している。略菱形の主電極領域35aにおける一方の鋭角部は延出され、補助電極領域35bとつながっている。補助電極領域35bの先端には、個別電極35と電気的に接続された円形のランド部36が設けられている。図7(b)に示すように、ランド部36は、キャビティプレート22において圧力室10が形成されていない領域に対向している。ランド部36は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図7(a)に示すように、補助電極領域35bにおける表面上に形成されている。
As shown in FIG. 7B, the
図8に示すように、複数の個別電極35は圧力室列11と同様に配列方向Aに沿って互いに平行に配列された複数の個別電極列37を形成している。隣接する個別電極列37同士では、列中で隣接する個別電極35の間に別の列中の個別電極35が位置するように配置されている。ちょうど、配列方向Aにおける個別電極35の配列間隔(ピッチ)の1/2だけずれている。全体的には、複数の個別電極35が、配列方向Aに沿って千鳥状配列パターンで形成されている。つまり、第4の方向に沿う複数の個別電極35が互いに平行な複数の個別電極行を形成しており、隣り合う2つの個別電極行に属する個別電極35が互いに異なる個別電極列37に属している。複数の個別電極列37は圧力室列11a〜11dに対応する個別電極列37a〜37dに分けられている。これら個別電極列37a〜37dを1つの群として、4つの圧力室群12に対応する4つの個別電極群38が構成されている。各個別電極列37は、補助電極領域35bが主電極領域35aに対してFPC50の基端側(図8における下方側)に形成された個別電極35と、補助電極領域35bが主電極領域35aに対してFPC50の先端側(図8における上方側)に形成された個別電極35とを含んでいる。配列方向Aには、各補助電極領域35bがFPC50の基端側と先端側とを交互に向くように配置されている。また、個別電極群38において、配列方向Bについても、各補助電極領域35bがFPC50の基端側又は先端側を交互に向くように配列されている。つまり、図8に示すように、個別電極行において、補助電極領域35bがFPC50の基端側にある個別電極35と先端側にある個別電極35とが第4の方向に沿って交互に配置されている。
As shown in FIG. 8, the plurality of
本実施形態では、カラーインクを吐出する領域(カラー領域)とブラックインクを吐出する領域(ブラック領域)との間に、個別電極35の配置が不要な4列の空隙列61が介在している。しかし、行中における補助電極領域35bの配置の規則性はこれら2つの領域を跨いで連続している。空隙列61が介在しない場合でも、このような規則性の連続は重要で、個別電極35が配置される領域の全域に亘って、FPC50の配線を無理のない間隔で引き回すことができる。なお、本実施の形態のように複数の領域を個別電極行が跨ぐような場合には、領域間で上述の規則性が不連続であってもよい。つまり、介在する個別電極不要領域が一種の緩衝領域となってFPC50の配線間隔を規制することはない。
In the present embodiment, four rows of gaps 61 in which the arrangement of the
図7に戻って最上層の圧電シート14とその下側の圧電シート15との間には、圧電シート14と同じ外形及び略2μmの厚みを有する共通電極34が介在している。個別電極35及び共通電極34は共に、例えばAg−Pd系などの金属材料からなる。
Returning to FIG. 7, a
共通電極34は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極34は、すべての圧力室10に対応する領域において等しく一定の電位、本実施の形態ではグランド電位に保たれている。
The
FPC50は、図7(a)に示すように、ベースフィルム49と、その下面に形成された複数の配線48と、ベースフィルム49の下面のほぼ全体を覆うカバーフィルム52と、を含む。ベースフィルム49は略25μm、配線48は略9μm、カバーフィルム52は略20μmの厚みをそれぞれ有する。カバーフィルム52には、配線48より小さな面積の貫通孔53が、アクチュエータユニット21に形成されたランド部36に対応して複数形成されている。ベースフィルム49、配線48、及び、カバーフィルム52は、各貫通孔53の中心と配線48の中心線とが対応し、配線48の外周縁部分がカバーフィルム52に覆われるよう、互いに位置合わせして積層される。FPC50の端子46は、貫通孔53を介して、配線48と接続されている。
As shown in FIG. 7A, the
ベースフィルム49及びカバーフィルム52は、いずれも絶縁性を有するシート部材である。本実施形態において、ベースフィルム49はポリイミド樹脂からなり、カバーフィルム52は感光性材料からなる。このようにカバーフィルム52を感光性材料から構成することで、多数の貫通孔53を形成するのが容易になる。
The
配線48は、銅箔により形成されている。配線48は、ドライバIC75と接続された配線であり、ベースフィルム49の下面において、所定のパターンを形成している。
The
端子46は、例えばニッケルなどの導電性材料から構成されている。端子46は、貫通孔53を塞ぐと共に、貫通孔53の外側周縁を覆い、カバーフィルム52の下面より突出して形成されている。端子46の径は略50μm、カバーフィルム40下面からの厚みは略30μmである。
The terminal 46 is made of a conductive material such as nickel. The terminal 46 closes the through
図8に示すように、FPC50の複数の端子46は、個別電極35のランド部36に対向する位置に複数設けられており、各端子46がそれぞれ1つのランド部36と接合できるよう構成されている。また、各端子46は配線48がFPC50の基端側及び先端側に向けて一方向(流路ユニット4の幅方向であって主走査方向)に引き出されており、FPC50の基端側に引き出された配線48によって各端子46が独立してドライバIC75に接続されている。これにより、圧力室10ごとに電位を制御することが可能となっている。なお、本実施の形態のFPC50においては、FPC50の端子46にランド部36と接続するための半田メッキを電解メッキで施すために、端子46から配線48がFPC50の基端側及び先端側に向かって引き出されている。また、FPC50の各端子46に半田メッキが施された後に、FPC50のアクチュエータユニット21と対向する部分(FPC50の複数の端子46が形成された領域)を残してFPC50の先端側部分が切断され、図4に示すようなFPC50の形態となっている。
As shown in FIG. 8, a plurality of
また、FPC50の各端子46から引き出された複数の配線48のうち、当該端子46から引き出された配線48以外の配線48が当該端子46の周辺領域を避けて配線非形成領域39を形成するように屈曲している。また、FPC50の各端子46から引き出された配線48は、端子46周辺領域に挟まれた領域においてほぼ等間隔に配設されている。
Further, among the plurality of
次に、アクチュエータユニット21の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット21における圧電シート14の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット21は、上側(つまり、圧力室10とは離れた)1枚の圧電シート14を活性部が存在する層とし且つ下側(つまり、圧力室10に近い)3枚の圧電シート15〜17を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極35を正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート14中の電極に挟まれた電界印加部分が活性部(圧力発生部)として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。
Next, a method for driving the
本実施の形態では、圧電シート14において個別電極35と共通電極34とによって挟まれた部分は、電界が印加されると圧電効果によって歪みを発生する活性部として働く。一方、圧電シート14の下方にある3枚の圧電シート15〜17は、外部から電界が印加されることが無く、そのために活性部としてほとんど機能しない。したがって、圧電シート14において主に主電極領域35aと共通電極34とによって挟まれた部分が、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。
In the present embodiment, the portion sandwiched between the
一方、圧電シート15〜17は、電界の影響を受けないため自発的には変位しないので、上層の圧電シート14と下層の圧電シート15〜17との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート14〜17全体が非活性側に凸となるように変形しようとする(ユニモルフ変形)。このとき、図7(a)に示したように、圧電シート14〜17で構成されたアクチュエータユニット21の下面は圧力室を区画する隔壁(キャビティプレート)22の上面に固定されているので、結果的に圧電シート14〜17は圧力室側へ凸になるように変形する。このため、圧力室10の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル8からインクが吐出される。その後、個別電極35を共通電極34と同じ電位に戻すと、圧電シート14〜17は元の形状になって圧力室10の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド流路5側から吸い込む。
On the other hand, since the
なお、他の駆動方法として、予め個別電極35を共通電極34と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極35を共通電極34と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極35を共通電極34と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極35と共通電極34とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート14〜17が元の形状に戻ることにより、圧力室10の容積は初期状態(両電極の電位が異なる状態)と比較して増加し、インクがマニホールド流路5側から圧力室10内に吸い込まれる。その後再び個別電極35を共通電極34と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート14〜17が圧力室10側へ凸となるように変形し、圧力室10の容積低下によりインクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。こうして、ノズル8からインクが吐出されると共に、インクジェットヘッド1が適宜、主走査方向に移動され用紙に所望画像が印刷される。
As another driving method, the
以上のようなインクジェットヘッド1によると、アクチュエータユニット21の複数の個別電極35と電気的に接続されたFPC50の端子46から引き出された複数の配線48の間隔を比較的大きな間隔にすることが可能になる。つまり、図8に示すようにFPC50の基端側に最も近いアクチュエータユニット21の個別電極列37cには、補助電極領域35bが主電極領域35aに対してFPC50の先端側にある個別電極35と、補助電極領域35bが主電極領域35aに対してFPC50の基端側にある個別電極35とが交互に存在している。そのため、上記公報のように隣接する個別電極35の補助電極領域35bが同方向を向いて配置されたのと比較して、隣接する補助電極領域35b間の距離が2倍に長くなっている。すなわち、個別電極列37cにおいて、互いに隣接する3つの個別電極35を考えたときに、補助電極領域35bが主電極領域35aに対してFPC50の基端側にある2つの個別電極35に挟まれた個別電極35の補助電極領域35bがFPC50の先端側にあるので、配列方向Aに平行な方向において隣接する補助電極領域35b間の距離が長くなる。そのため、FPC50の基端に最も近い個別電極35に対応して形成されたFPC50の各端子46の各々に接続された配線48の幅や間隔を広くすることができる。したがって、FPC50の作製のときに、FPC50の配線48間隔が広くなっているので、その作製が容易になる。しかも、アクチュエータユニットのサイズの大きくして個別電極35のランド部36の間隔を広げてランド部36に接続されるFPC50の端子46の間隔を広げるとともに配線48の間隔を広げる必要がなくなり、インクジェットヘッドのサイズの大型化も防ぐことができる。また、画像の高解像度化や圧力室の高密度化に容易に対応することができる。
According to the
また、インクジェットヘッド1のアクチュエータユニット21に形成されたすべての個別電極列37において、補助電極領域35bが主電極領域35aに対してFPC50の先端側にある個別電極35と、補助電極領域35bが主電極領域35aに対してFPC50の基端側にある個別電極35とが交互に存在しているので、すべての個別電極列に対応して形成された端子46の各々に接続された配線48の幅や間隔を全域に亘って均等に広くすることができる。したがって、FPC50の作製がさらに容易になる。また、複数の圧力室10で構成される圧力室群12の平面形状の自由度が増す。つまり、複数の個別電極35にそれぞれ対向する複数の圧力室10がなす圧力室群の形状がどのような平面形状になっていても、個別電極35がなすいずれの個別電極列においても、配列方向Aに沿って交互に補助電極領域35bが配置されておれば、補助電極領域35bのランド部36の間隔が広がるので、FPC50の端子46間隔も広がり且つ端子46から引き出された配線48の幅や間隔も広がる。さらに、本実施の形態では、個別電極列の延在する方向に対して、ほぼ直交して配線48が引き出されている。このことは、同じランド部36の同幅であっても、配線幅や配線間隔を狭めることなくより多くの配線48を配設できることに寄与している。
Further, in all the individual electrode rows 37 formed in the
なお、本実施の形態におけるインクジェットヘッド1においては、アクチュエータユニット21に形成された複数の個別電極35がなす複数の個別電極列37は、補助電極領域35bが主電極領域35aに対してFPC50の先端側にある個別電極35と、補助電極領域35bが主電極領域35aに対してFPC50の基端側にある個別電極35とが交互に配置されている。これにより、ランド部36の同幅を広げることができ、高密度高解像度のインクジェットヘッド1が得られる。
In the
続いて、本発明の他の実施形態によるインクジェットヘッドについて、以下に説明する。図9は、本発明の他の実施形態によるインクジェットヘッドの外観斜視図である。図10は、図9のX−X線に沿った断面図である。インクジェットヘッド100は、図9に示すように、用紙に対してインクを吐出するための主走査方向に延在した矩形平面形状を有するヘッド本体170と、ヘッド本体170の上方に配置され且つ2つのインク溜まり103が形成されたベースブロック171と、ヘッド本体170の上面に接合されたFPC150とを含んでいる。
Subsequently, an inkjet head according to another embodiment of the present invention will be described below. FIG. 9 is an external perspective view of an inkjet head according to another embodiment of the present invention. 10 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. As shown in FIG. 9, the
ヘッド本体170は、図10に示すように、インク流路が形成された流路ユニット104と、流路ユニット104の上面にエポキシ系の熱硬化性接着剤によって接着された複数のアクチュエータユニット121とを含んでいる。流路ユニット104は、複数の薄板を積層して互いに接着させた構成である。また、ヘッド本体170の底面は微小径を有する多数のノズル108(図13参照)が配列されたインク吐出面170aとなっている。また、アクチュエータユニット121の上面には、FPC150が接合され左又は右に引き出されるとともに、FPC150が図10中において屈曲しながら上方に引き出されている。
As shown in FIG. 10, the head
図11は、FPC150が接合されたヘッド本体170を上方から見た平面図である。図11に示すように、流路ユニット104は、主走査方向に延在した矩形平面形状を有し、その内部にマニホールド流路105が設けられている。このマニホールド流路105は、流路ユニット4の長手方向(主走査方向)と平行に延在する複数の副マニホールド流路105aに分岐しており、ベースブロック171からのインクが開口(インク供給口)103aを通じて供給される。
FIG. 11 is a plan view of the head
流路ユニット104の上面には、平面形状が台形である4つのアクチュエータユニット121が、開口103aを避けるように、千鳥状で2列に配列されて接着されている。各アクチュエータユニット121は、その平行対向辺(上辺及び下辺)が流路ユニット104の長手方向に沿うように配置されている。複数の開口103aは流路ユニット104の長手方向に沿って2列に配列されており、各列5個、計10個の開口103aがアクチュエータユニット121と干渉しない位置に設けられている。そして、隣接するアクチュエータユニット121の斜辺同士が、流路ユニット104の幅方向(副走査方向)に部分的にオーバーラップしている。
On the upper surface of the
インク吐出面170aには、アクチュエータユニット121の接着領域に対応する領域ごとに、多数のノズル108がマトリクス状に配列されて、インク吐出領域が形成されている。各アクチュエータユニット121の接着領域には、多数の圧力室110(図13参照)がマトリクス状に配列されて、圧力室群109が形成されている。言い換えると、アクチュエータユニット121は、圧力室群109を構成する多数の圧力室110に跨る寸法を有している。
On the
図10に戻って、ベースブロック171は、例えばステンレスなどの金属材料からなる。ベースブロック171内のインク溜まり103は、ベースブロック171の長手方向に沿って延在する略直方体の中空領域である。インク溜まり103は、その一端に設けられた開口(図示せず)を通じて外部に設置されたインクタンク(図示せず)からインクが供給され、常にインクで満たされている。インク溜まり103には、インクを流出するための開口103bが、その延在方向に沿って2列に計10個設けられている。これら開口103bは、流路ユニット104の開口103aと接続されるように千鳥状に設けられている。すなわち、インク溜まり103の10個の開口103bと流路ユニット104の10個の開口103aは、平面視において、同じ位置関係となるように設けられている。
Returning to FIG. 10, the
ベースブロック171の下面173は、開口103bの近傍部分173aにおいて周囲よりも下方に飛び出している。そして、ベースブロック171は、この近傍部分173aにおいてのみ流路ユニット104の開口103aの近傍部分と接触している。そのため、開口103bの近傍部分173a以外の領域は、ヘッド本体170から離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット121が配されている。本実施の形態では、アクチュエータユニット121に接続されたFPC150と下面173との間に所定の間隙が残されている。
The
ホルダ172は、ベースブロック171を把持する把持部172aと、副走査方向に間隔をおいて設けられ把持部172aの上面から上方に向けて突出する一対の突出部172bとを含んでいる。ベースブロック171は、ホルダ172の把持部172aの下面に形成された凹部内に接着固定されている。アクチュエータユニット121に接続されたFPC150は、スポンジなどの弾性部材183を介してホルダ172の突出部172b表面に沿うようにそれぞれ配置されている。そして、ホルダ172の突出部172b表面に配置されたFPC150上にドライバIC180が設置されている。FPC150は、ドライバIC180から出力された駆動信号をヘッド本体170のアクチュエータユニット121に伝達するものであり、アクチュエータユニット121及びドライバIC180とは半田付けによって電気的に接合されている。
The
ドライバIC180の外側表面には略直方体形状のヒートシンク182が密着配置されているため、ドライバIC180で発生した熱を効率的に散逸させることができる。ドライバIC180及びヒートシンク182の上方においては、FPC150の外側に接続された基板181が配置されている。ヒートシンク182の上面と基板181との間、および、ヒートシンク182の下面とFPC150との間は、それぞれシール部材184で接着されており、インクジェットヘッド100の本体にゴミやインクが侵入することを防いでいる。
Since the
図12は、図11に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。図12に示すように、流路ユニット104内のアクチュエータユニット121と対向する領域には、流路ユニット104の長手方向(主走査方向)と平行に4本の副マニホールド流路105aが延在している。各副マニホールド流路105aには、ノズル108の各々に通じる上述した個別インク流路7と同様な多数の個別インク流路107が接続されている(図13参照)。
FIG. 12 is an enlarged plan view of a region surrounded by a dashed line drawn in FIG. As shown in FIG. 12, four
流路ユニット104上面の圧力室群109は、アクチュエータユニット121の外形とほぼ同じ大きさの台形形状を有し、各アクチュエータユニット121について1つずつ形成されている。圧力室群109に属する各圧力室110は、その長い対角線の一端(一方の鋭角部)においてノズル108に連通されていると共に、長い対角線の他端(他方の鋭角部)においてアパーチャ112に連通されている。後述するように、アクチュエータユニット121上には、平面形状がほぼ菱形で圧力室110よりも一回り小さい個別電極135(図14参照)が、圧力室110と対向するようにマトリクス状に配列されている。なお、図12において、図面を分かりやすくするために、FPC150の下方にあって破線で描くべきアクチュエータユニット121、圧力室110(圧力室群109)、アパーチャ112及びノズル108を実線で描いている。
The
図13は、図12に示すXIII−XIII線に沿った断面図である。ヘッド本体170
は、図13に示すように、上から、アクチュエータユニット121、キャビティプレート122、ベースプレート123、アパーチャプレート124、サプライプレート125、マニホールドプレート126、127、128、カバープレート129及びノズルプレート130が積層された積層構造を有している。こられのうち、アクチュエータユニット121を除いた9枚のプレート122〜130から流路ユニット104が構成されている。これらのプレート122〜130は、それぞれステンレス鋼などからなる金属プレートである。流路ユニット104は、上述した流路ユニット4とほぼ同様な構成を有している。つまり、キャビティプレート122には圧力室110、アパーチャプレート124にはアパーチャ112、3枚のマニホールドプレート126〜128にはそれぞれ副マニホールド流路105a(マニホールド流路105)、ノズルプレート130にはノズル108がそれぞれ設けられている。圧力室110、アパーチャ112等の流路の構成要素は、図13に示すように、各プレートに形成された貫通孔により連通されて、個別インク流路7と同様の個別インク流路107が構成されている。この個別インク流路107は、流路ユニット104内で圧力室110毎に形成されている。なお、本実施の形態では、上述した流路ユニット4におけるマニホールドプレート29が、カバープレート129と置き換わっている点で異なる。このカバープレート129には、マニホールド流路用の開口はない。
13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII shown in FIG.
As shown in FIG. 13, the
図12に戻って、圧力室110は、配列方向E及び配列方向Fの2方向にマトリクス状に隣接配置されるとともに、配列方向Eに沿って複数の圧力室110が千鳥状配列パターンで形成されている。配列方向Eは、インクジェットヘッド100の長手方向、すなわち流路ユニット104の延在方向であって、圧力室110の短い方の対角線と平行である。配列方向Fは、配列方向Eと鈍角θ´をなす圧力室110の一斜辺方向である。そして、圧力室110の両方の鋭角部は、隣接する他の2つの圧力室の間に位置している。
Returning to FIG. 12, the
図12に示すように、圧力室110は、配列方向Eに沿って37.5dpiに相当する距離ずつ離隔して配列している。また、圧力室110は、配列方向Fに16個並べられているとともに、図12の紙面に対して垂直な方向から見て、配列方向Eと直交する方向Gに沿って8個並べられている。1つのアクチュエータユニット121内には、配列方向Eに延びる圧力室列111が互いに平行に16列形成されており、全体として600dpiの解像度で印字ができるようになっている。
As shown in FIG. 12, the
これら16本の圧力室列111は、所定の間隔を介して隣接しており、圧力室群109が構成されている。圧力室列111は、図12の紙面に対して垂直な方向からみて、副マニホールド流路105aとの相対位置に応じて、第1の圧力室列111a、第2の圧力室列111b、第3の圧力室列111c、及び、第4の圧力室列111dに分けられる。これら第1〜第4の圧力室列111a〜111dは、アクチュエータユニット21の上辺から下辺に向けて、111c→111d→111a→111b→111c→111d→…→111bという順番で周期的に4個ずつ配置されている。
These 16 pressure chamber rows 111 are adjacent to each other at a predetermined interval, and a
第1の圧力室列111aを構成する圧力室110a及び第2の圧力室列111bを構成する圧力室110bにおいては、配列方向Eと直交する方向にとった方向Gに関して、ノズル108が下側に偏在し、それぞれ対応する圧力室10の下端部付近と対向している。一方、第3の圧力室列111cを構成する圧力室110c及び第4の圧力室列111dを構成する圧力室110dにおいては、方向Gに関して、ノズル108が上側に偏在し、それぞれ対応する圧力室110の上端部付近と対向している。
In the
次に、アクチュエータユニット121について説明する。アクチュエータユニット121は、上述したアクチュエータユニット21とほぼ同様な構成を有しており、図13に示すように、4枚の圧電シート141〜144が積層され且つそのうちの最上層だけが電界印加時に活性部となる部分を有する層(以下、単に「活性部を有する層」というように記する)とされ、残り3層が活性部を有しない非活性層とされたものである。アクチュエータユニット121上には、図12に示すように、平面形状がほぼひし形で圧力室110よりも一回り小さい個別電極135(図14参照)が、圧力室110と対向するようにマトリクス状に配列されている。なお、図12には、図面を簡略にするために、複数の個別電極135のうちの幾つかだけを描いており、それらにはハッチングが施されている。このように複数の圧力室110及び個別電極135が規則正しく配置されていることで、設計が容易になる。
Next, the
図14は、図12に示す一点鎖線で囲まれた領域を示す拡大図である。なお、図14において、図面を分かりやすくするために、本来、破線で描かれるアクチュエータユニット121上の個別電極135及びFPC150の端子146、配線48を実線で描いている。図13及び図14に示すように、個別電極135は圧力室110と対向する位置に配置されており、平面視において圧力室110の平面領域内に形成された主電極領域135aと、主電極領域135aにつながっており且つ圧力室110の平面領域外に形成された補助電極領域135bとから構成されている。
FIG. 14 is an enlarged view showing a region surrounded by an alternate long and short dash line shown in FIG. In FIG. 14, the
図13に示すように、4枚の圧電シート141〜144はそれぞれの厚みがほぼ同じである。これら圧電シート141〜144は、ヘッド本体170内のインク吐出領域内に形成された多数の圧力室110に跨って配置されている。いずれも、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ものである。
As shown in FIG. 13, the four
最上層の圧電シート141上に形成された個別電極135の主電極領域135aは、図14に示すように、圧力室110とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している。略菱形の主電極領域135aにおける一方の鋭角部は延出され、補助電極領域135bとつながっている。補助電極領域135bの先端には、個別電極135と電気的に接続された円形のランド部136が設けられている。ランド部136は、キャビティプレート122において圧力室110が形成されていない領域に対向している。ランド部136は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図13に示すように、補助電極領域135bの表面上に形成されている。
As shown in FIG. 14, the
図14に示すように、複数の個別電極135は圧力室列111と同様に配列方向Eに沿って互いに平行に配列された複数の個別電極列137を構成している。複数の個別電極列137は圧力室列111a〜111dに対応する個別電極列137a〜137dに分けられている。各個別電極列137は、補助電極領域135bが主電極領域135aに対してFPC150の基端側(図14における下方側)に形成された個別電極135と、補助電極領域135bが主電極領域135aに対してFPC150の先端側(図14における上方側)に形成された個別電極135とを含んでおり、これらの補助電極領域135bがFPC150の基端側又は先端側を向くように配列方向Eに沿って交互に配置されている。また、複数の個別電極135により、方向Gに沿って複数配列され互いに平行な複数の個別電極行138が形成されている。隣り合う2つの個別電極行138に属する個別電極135は互いに異なる個別電極列137に属している。また、行中の補助電極領域135bの配置方向により、2種類の個別電極行138がある。第1の個別電極行138bは、補助電極領域135bがFPC150の先端側に形成された個別電極135の連続配置により構成されている。一方、第2の個別電極行138aは、補助電極領域135bがFPC150の基端側に形成された個別電極135により構成されたものである。そして、個別電極行138aと個別電極行138bとは、配列方向Eに沿って2つずつ交互に配列されている。なお、各補助電極領域135b(ランド部136)に対応して、FPC150の端子146や配線48が形成されることになるが、これにより、端子146の分布する全域で、端子間隔の広い部分が場所によらず確実にできるので、FPC150における配線48の幅や間隔に余裕が生まれる。
As shown in FIG. 14, the plurality of
図13に戻って最上層の圧電シート141とその下側の圧電シート142との間には、圧電シート141と同じ外形及び略2μmの厚みを有する共通電極134が介在している。個別電極135及び共通電極134は共に、例えばAg−Pd系などの金属材料からなる。共通電極134は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極134は、すべての圧力室110に対応する領域において等しく一定の電位、本実施の形態ではグランド電位に保たれている。
Returning to FIG. 13, a
FPC150は、図13に示すように、上述したFPC50とほぼ同じ構成を有しており、複数の配線48と電気的に接続された端子146の配置形態だけが異なっている。これより、同様なものについては同符号で示し説明を省略する。FPC150の複数の端子146は、個別電極135のランド部136に対向する位置に複数設けられており、各端子146がそれぞれ1つのランド部136と接合できるよう構成されている。また、各端子146は配線48がFPC150の基端側及び先端側に向けて一方向(流路ユニット104の幅方向であって副走査方向)に引き出されている。このうち、FPC150の基端側に引き出された配線48によって各端子146が独立してドライバIC75に接続されている。これにより、圧力室110ごとに電位を制御することが可能となっている。なお、本実施の形態のFPC150においては、上述のFPC50と同様に、FPC150の端子146にランド部136と接続するための半田メッキを電解メッキで施すために、端子146から配線48がFPC150の基端側及び先端側に向かって引き出されている。また、FPC150の各端子146に半田メッキが施された後に、FPC150のアクチュエータユニット121と対向する部分(FPC150の複数の端子146が形成された領域)を残してFPC150の先端側部分が切断され、図11に示すようなFPC150の形態となっている。
As shown in FIG. 13, the
また、FPC150の各端子146から引き出された複数の配線48のうち、当該端子146から引き出された配線48以外の配線48が当該端子146の周辺領域を避けて配線非形成領域139を形成するように屈曲している。また、FPC150の各端子146から引き出された配線48は、端子146周辺領域に挟まれた領域においてほぼ等間隔に配設されている。
Further, among the plurality of
次に、アクチュエータユニット121の駆動方法について述べる。なお、上述したアクチュエータユニット21とアクチュエータユニット121との構成がほぼ同様になっているので、その駆動方法についてもほぼ同様なものである。つまり、アクチュエータユニット121は、圧電シート141の分極方向がその厚み方向の、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。したがって、個別電極135を共通電極134に対して正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート141中の電極に挟まれた電界印加部分が活性部として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。
Next, a method for driving the
一方、圧電シート142〜144は、電界の影響を受けないため自発的には変位しないので、上層の圧電シート141と下層の圧電シート142〜144との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート141〜144全体が非活性側に凸となるように変形しようとする(ユニモルフ変形)。このとき、図13に示したように、アクチュエータユニット121の下面は圧力室110を区画する隔壁(キャビティプレート122)の上面に固定されているので、結果的に圧電シート141〜144は圧力室側へ凸になるように変形する。このため、圧力室110の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル108からインクが吐出される。その後、個別電極135を共通電極134と同じ電位に戻すと、圧電シート141〜144は元の形状になって圧力室110の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド流路105側から吸い込む。
On the other hand, since the
なお、他の駆動方法として、予め個別電極135を共通電極134と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極135を共通電極134と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極135を共通電極134と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極135と共通電極134とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート141〜144が元の形状に戻ることにより、圧力室110の容積は初期状態(両電極の電位が異なる状態)と比較して増加し、インクが圧力室110内に吸い込まれる。その後再び個別電極135を共通電極134と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート141〜144が圧力室110側へ凸となるように変形し、圧力室110の容積低下によりインクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。こうして、ノズル108からインクが吐出され搬送されてきた用紙に対して所望画像が印刷される。
As another driving method, the
以上のようなインクジェットヘッド100によると、アクチュエータユニット121の複数の個別電極135と電気的に接続されたFPC150の端子146から引き出された複数の配線48の間隔を比較的大きな間隔にすることが可能になる。つまり、図14に示すようにFPC150の基端側に最も近いアクチュエータユニット121の個別電極列137bでは、補助電極領域135bが主電極領域135aに対してFPC150の先端側にある個別電極135と、補助電極領域135bが主電極領域135aに対してFPC150の基端側にある個別電極135とが交互に存在している。そのため、上述のインクジェットヘッド1と同様にFPC150の基端に最も近い個別電極135に対応して形成されたFPC150の各端子146もその間隔を広くすることができる。すなわち、個別電極列137bにおいて、互いに隣接する3つの個別電極135を考えたときに、補助電極領域135bがFPC150の基端側にある2つの個別電極135に挟まれた個別電極135の補助電極領域135bがFPC150の先端側にあるので、配列方向Eにおいて隣接するランド部136間の距離が長くなるからである。したがって、FPC150の作製のときに、FPC150の端子146間隔も広くなって配線48を引き出すための空間的余裕が生まれるので、その作製が容易になる。また、アクチュエータユニットのサイズを大きくすることで、個別電極135のランド部136の間隔を広げるとともに配線48の間隔を広げる必要がなくなり、インクジェットヘッドのサイズの大型化も防ぐことができる。また、千鳥パターンで配置された圧力室110のそれぞれに対向する位置に個別電極135が配置されているので、圧力室110及び個別電極135を高密度に配列させることが可能になり、画像の高解像度化や圧力室の高密度化に容易に対応することができる。
According to the
また、インクジェットヘッド100のアクチュエータユニット121に形成されたすべての個別電極列137において、補助電極領域135bが主電極領域135aに対してFPC150の先端側にある個別電極135と、補助電極領域135bが主電極領域135aに対してFPC150の基端側にある個別電極135とが交互に存在し、さらに、補助電極領域135bがFPC150の基端側にある個別電極135が方向Gに沿って連続して配置された個別電極行138aと、補助電極領域135bがFPC150の先端側にある個別電極135が方向Gに沿って連続して配置された個別電極行138bとが、配列方向Eに沿って2つずつ交互に配列されているので、すべての個別電極135に対応して形成された端子146の各々に接続された配線48の幅や間隔を全域に亘って均等に広くすることができる。したがって、高密度な配線にかかわらず、FPC150の作製がさらに容易になる。さらに、高解像度化や高密度化に容易に対応することができるとともに、同様の効果を兼ね備えてインクジェットヘッドの長尺化にも対応することができる。また、複数の圧力室110で構成される圧力室群109の平面形状の自由度が増す。つまり、複数の個別電極135にそれぞれ対向する複数の圧力室110がなす圧力室群の形状がどのような平面形状になっていても、個別電極135がなすいずれの個別電極列においても、配列方向Eに沿って交互に補助電極領域135bが配置されておれば、補助電極領域135bのランド部136の間隔が広がるので、FPC150の端子146間隔も広がり且つ端子146から引き出された配線48の幅や間隔も広がる。また、各圧力室110が配列方向Eに千鳥状に配列することで、さらに高密度なインクジェットヘッドとなる。さらに、本実施の形態では、個別電極列の延在する方向に対して、ほぼ直交して配線48が引き出されている。このことは、同じランド部136の同幅であっても、配線幅や配線間隔を狭めることなくより多くの配線48を配設できることに寄与している。
Further, in all the individual electrode rows 137 formed in the
本実施形態におけるすべての個別電極135は、アクチュエータユニット121毎に上述のような規則的な配置形態で配列されているが、図12に示す2本の2点鎖線間である帯状領域R(すなわち、隣接したアクチュエータユニット121の方向Gにおいてオーバーラップする領域)では、個別電極135の補助電極領域135bが対応するFPC150の基端側又は先端側に向くように形成されていてもよい。つまり、帯状領域Rに存在する個別電極135の補助電極領域135bがすべて同方向を向き、互いに流路ユニット104の幅方向にオーバーラップしない領域にある補助電極領域135bが、FPC150の先端又は基端側を向くように配列方向Eに沿って交互に配置されておれば、補助電極領域の間隔が広がり、FPC150の端子の間隔も広がることになる。隣接した2つのアクチュエータユニット121に形成された複数の個別電極列137のうち、少なくとも各FPC150の基端側に最も近い個別電極列137において、補助電極領域135bがそれぞれFPC150の先端側にある個別電極135と、基端側にある個別電極135とが混在されておれば、各圧力室群109の平面形状に制約(すなわち、流路ユニット104の幅方向に互いに圧力室群109がオーバーラップするような平面形状となる制約)が生じるものの、上述したような効果を得ることができる。
All the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな設計変更が可能なものである。例えば、上述した実施の形態におけるインクジェットヘッド1,100は圧電方式のアクチュエータユニットによって駆動され、インクがノズルから吐出されるが、FPC50,150から送られた信号によって各圧力室内のインクを加熱し、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する方式のインクジェットヘッドであっても適用可能である。つまり、FPC50,150の端子46,146と接続される個別電極35,135のランド部36,136までは同じ構成とし、各圧力室に加熱体を設けて、各圧力室に対応する個別電極と加熱体とを接続しておれば、FPCからの信号によって加熱体を加熱することが可能となり、このようなインクジェットヘッドにも適用可能となる。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims. For example, the inkjet heads 1 and 100 in the above-described embodiment are driven by a piezoelectric actuator unit, and ink is ejected from the nozzles. The ink in each pressure chamber is heated by a signal sent from the
また、FPC50,150は、端子46,146に対する半田メッキを施す上での利便性から、いずれの端子46,146からもFPC50,150の基端側及び先端側に配線48が引き出されている構成としたが、基端側にだけ配線48が引き出されているFPCを用いてもよい。この場合、端子位置が、FPCの先端側から基端側に移るに従い、それから引き出される配線48の数が次第に増える。つまり、配線48の密度が、FPCの先端側から基端側に移るに従い高くなる。そこで、少なくとも基端側のアクチュエータユニットの領域だけでも、各実施の形態で示したような規則性を補助電極領域に対して付与することで、配線48の数が増えても無理のない密度で各配線48を配置することができる。
Further, the
1,100 インクジェットヘッド
4,104 流路ユニット
4a,103a インク供給口
8,108 ノズル
10,110 圧力室
21,121 アクチュエータユニット
35,135 個別電極
35a,135a 主電極領域
35b,135b 補助電極領域
37(37a,37b,37c,37d),137(137a,137b,137c,137d) 個別電極列
138(138a,138b) 個別電極行
46,146 端子
48 配線
50,150 FPC(平型柔軟ケーブル)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 Inkjet head 4,104
Claims (10)
前記圧力室に対応して形成された主電極領域及び前記主電極領域につながった補助電極領域をそれぞれ有する複数の個別電極を有すると共に、前記流路ユニットの前記平面に固定されて前記圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与するアクチュエータユニットと、
前記補助電極領域とそれぞれ電気的に接続された複数の端子を有すると共に、前記複数の端子にそれぞれ接続された複数の配線が一方向に延在して前記端子から引き出された平型柔軟ケーブルとを備えており、
前記アクチュエータユニットには、前記個別電極が前記一方向と交差する方向に沿って複数配列された個別電極列が互いに平行となるように複数配列されており、
前記複数の個別電極列のうち少なくとも前記平型柔軟ケーブルの先端から前記配線が引き出される方向に最も離れた前記個別電極列において、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの先端側にある前記個別電極と、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの基端側にある前記個別電極とが交互に配置されていることを特徴とするインクジェットヘッド。 A plurality of pressure chambers each communicating with the nozzle are arranged along a plane, and a flow path unit having an ink flow path from the ink supply port to the nozzle through the pressure chamber,
A plurality of individual electrodes each having a main electrode region formed corresponding to the pressure chamber and an auxiliary electrode region connected to the main electrode region, and fixed to the plane of the flow path unit, An actuator unit that applies ejection energy to the ink;
A flat flexible cable having a plurality of terminals each electrically connected to the auxiliary electrode region, and a plurality of wirings respectively connected to the plurality of terminals extending in one direction and drawn from the terminals; With
In the actuator unit, a plurality of individual electrode rows in which the individual electrodes are arranged along a direction intersecting the one direction are arranged in parallel to each other,
Among the plurality of individual electrode rows, in the individual electrode row that is farthest in the direction in which the wiring is drawn from at least the tip of the flat flexible cable, the auxiliary electrode region is more of the flat flexible cable than the main electrode region. The inkjet head, wherein the individual electrode on the distal end side and the individual electrode in the auxiliary electrode region on the proximal end side of the flat flexible cable with respect to the main electrode region are alternately arranged .
隣り合う2つの前記個別電極行に属する複数の前記個別電極が、互いに異なる前記個別電極列に属していることを特徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド。 In the actuator unit, a plurality of individual electrode rows belonging to every other individual electrode column are arranged so that a plurality of individual electrode rows arranged in parallel with the one direction are parallel to each other,
The inkjet head according to claim 2, wherein a plurality of the individual electrodes belonging to two adjacent individual electrode rows belong to different individual electrode columns.
隣り合う2つの前記個別電極行に属する複数の前記個別電極が、互いに異なる前記個別電極列に属していることを特徴とする請求項4に記載のインクジェットヘッド。 In the actuator unit, a plurality of individual electrode rows belonging to every other individual electrode column are arranged so that a plurality of individual electrode rows arranged in parallel with the one direction are parallel to each other,
The inkjet head according to claim 4 , wherein the plurality of individual electrodes belonging to two adjacent individual electrode rows belong to different individual electrode columns.
前記第1の個別電極行と前記第2の個別電極行とが2つずつ交互に配列されていることを特徴とする請求項5に記載のインクジェットヘッド。 In the individual electrode row, a first individual electrode row having a region in which the plurality of individual electrodes are continuously arranged, the auxiliary electrode region being on the distal end side of the flat flexible cable with respect to the main electrode region, A second individual electrode row having a region in which the plurality of individual electrodes are continuously arranged, the auxiliary electrode region being closer to the base end side of the flat flexible cable than the main electrode region;
The inkjet head according to claim 5 , wherein the first individual electrode rows and the second individual electrode rows are alternately arranged two by two.
前記圧力室の平面形状が2つの鋭角部を有する平行四辺形形状であり、前記交差する方向が前記圧力室の短い方の対角線と平行であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 The main electrode region is disposed at a position facing the pressure chamber;
A parallelogram shape planar shape of the pressure chamber has two acute angle portions, claim 1-7, characterized in that the intersecting direction is parallel to the diagonal line of the shorter of the pressure chamber 2. An ink jet head according to item 1.
主電極領域及び前記主電極領域につながった補助電極領域をそれぞれ有する複数の個別電極を有すると共に、前記流路ユニットの前記平面に固定されて前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットと、
前記補助電極領域とそれぞれ電気的に接続された複数の端子を有すると共に、前記複数の端子にそれぞれ接続された複数の配線が一方向に延在した平型柔軟ケーブルとを備えており、
前記流路ユニットには、2つの鋭角部を有する平行四辺形形状の平面形状を有する前記圧力室が前記一方向と交差する方向に沿って複数配列された圧力室列が互いに平行となるように複数配列されており、
前記アクチュエータユニットには、前記主電極領域を前記圧力室に対向して配置した前記個別電極が互いに平行な複数の個別電極列をなし、すべての前記個別電極列において、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの先端側にある前記個別電極と、前記補助電極領域が前記主電極領域よりも前記平型柔軟ケーブルの基端側にある前記個別電極とが交互に配置されていることを特徴とするインクジェットヘッド。 A plurality of pressure chambers each communicating with the nozzle are arranged along a plane, and a flow path unit having an ink flow path from the ink supply port to the nozzle through the pressure chamber,
An actuator unit that has a plurality of individual electrodes each having a main electrode region and an auxiliary electrode region connected to the main electrode region, and is fixed to the plane of the flow path unit to change the volume of the pressure chamber;
A plurality of terminals electrically connected to the auxiliary electrode region, and a flat flexible cable in which a plurality of wires respectively connected to the plurality of terminals extend in one direction;
In the flow path unit, a plurality of pressure chamber rows in which a plurality of the pressure chambers having a parallelogram-shaped planar shape having two acute angle portions are arranged in a direction crossing the one direction are parallel to each other. There are multiple arrays,
In the actuator unit, the individual electrodes arranged with the main electrode region facing the pressure chamber form a plurality of individual electrode rows parallel to each other, and the auxiliary electrode region is the main electrode region in all the individual electrode rows. The individual electrodes on the distal end side of the flat flexible cable with respect to the electrode region and the individual electrodes on which the auxiliary electrode region is located on the proximal end side of the flat flexible cable with respect to the main electrode region are alternately arranged. An ink jet head characterized by comprising:
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