JP4582009B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

Description

本発明は、インク吐出口からインクを吐出するインクジェットヘッドに関する。

圧電アクチュエータによってインク吐出口に連通する圧力室内のインクに圧力を付与することによりインク吐出口からインクを吐出させるインクジェットヘッドにおいて、圧電アクチュエータに接続された配線を介して、圧電アクチュエータに駆動信号を付与しているものがある。例えば、特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、駆動回路を内装するＩＣチップ（ドライバＩＣ）が表面に実装されたフレキシブル配線基板（ＣＯＦ：Chip On Film）の一方の端部が圧電アクチュエータの上面に積層され、他方の端部がプリント基板に接続されている。

特開２００５−１９３４９７号公報（図２）

しかしながら、ＣＯＦは高価であり、特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、圧電アクチュエータとプリント基板との接続を行うためにＣＯＦを長くする必要があるので、インクジェットヘッドの製造コストが高くなってしまう。

本発明の目的は、製造コストを抑えつつ、圧電アクチュエータ、ドライバＩＣ及びプリント基板の接続を行う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。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のインクジェットヘッドは、インク吐出口に連通する圧力室を有する流路ユニットと、圧電層、圧電層の一表面に圧力室に対応して形成された個別電極、及び、圧電層を挟んで個別電極と対向するように形成された共通電極を有し、圧力室内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータと、圧電アクチュエータに接続され、圧電アクチュエータに駆動電圧を供給するドライバＩＣを有する第１配線部材と、第１配線部材に接続され、ドライバＩＣの制御信号が供給される制御信号供給配線を含む複数の供給配線を有する第２配線部材とを備えたインクジェットヘッドである。第１配線部材は、第１基材、共通電極と接続された第１信号線を含む複数の信号線、２以上の信号線に接続されたドライバＩＣ、信号線同士を電気的に接続し、導電部分が露出している回路部品、及び、複数の信号線とそれぞれ接続されているとともに、第２配線部材と接続するための複数の第１接点を備え、第２配線部材は、第２基材、複数の供給配線、及び、複数の供給配線とそれぞれ接続されているとともに、複数の第１接点とそれぞれ接続された複数の第２接点を備えている。そして、第１配線部材と第２配線部材とが重なる部分及びその周辺において、第１接点と対応する第２接点とが接続され、回路部品がいずれかの第１接点付近に配置されて、全ての第１接点及び第２接点並びに回路部品が絶縁テープにより被覆されており、第１配線部材は、信号線として、ドライバＩＣに電気的に接続され、共通電極を駆動電圧の基準となる第１基準電位にする信号が供給される第１信号線と、共通電極に電気的に接続され、圧電層を分極する際に、共通電極を第１基準電位より低い所定電位にする信号が供給される第２信号線とを有し、いずれかの第１接点付近において、第１信号線は第２信号線に隣接して配設され、回路部品が、第１信号線と第２信号線とが隣接して配設された部分において第１信号線と第２信号線とを短絡可能なソルダポイントである。

これによると、ドライバＩＣが実装されたＣＯＦのような高価な第１配線部材に、ドライバＩＣが実装されていないＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）のような安価な第２配線部材とを接続し、第２配線部材によりプリント基板などとの接続を行うことにより、第１接続部材の長さを短くすることができるため、インクジェットヘッドの製造コストを抑えることができる。さらに、第１接点、第２接点及び導電部分が露出している回路部品が絶縁テープにより被覆されているため、回路部品の露出部分が配線や他の回路部品などと短絡し、回路が破損してしまうのを防止することができる。また、回路部品が第１接点付近に配置されているため、第１接点及び第２接点と回路部品とを絶縁テープにより同時に被覆することができる。

また、圧電層を分極した後、共通電極を第１基準電位にするために、第１信号線と第２信号線とを、これらに第２配線部材を介して接続されたプリント基板上などで短絡すると、第１接点と第２接点との接続抵抗のばらつきによりインクの吐出特性がばらついたり、共通電極とドライバＩＣとの間の配線によるループの長さが長くなることによってノイズが発生し、配線の他の部分に影響を与えたりしてしまう虞があるが、ソルダポイントを第１配線部材内に配置することにより、共通電極とドライバＩＣとの間のループが第１接点及び第２接点を含まないため、インクの吐出特性のばらつきを抑えることができるとともに、共通電極とドライバＩＣとの間のループの長さが短くなるため、ノイズの発生を抑えることができる。

また、本発明のインクジェットヘッドにおいては、第１配線部材は、第１信号線と第２信号線とを１つの組としたときに、互いに離隔して配置された複数の組を有し、各組に属する第２信号線は、共通電極の異なる部位にそれぞれ接続されていてもよい。これによると、共通電極を均一に第１基準電位にすることができ、インクの吐出特性にばらつきが発生するのを防止することができる。

このとき、第１配線部材は、組を２つ有し、第１配線部材が圧電アクチュエータから引き出される方向と直交する方向において、２つの組が第１配線部材の外縁部に沿ってそれぞれ配設されていてもよい。これによると、２つの組が共通電極の両端に部付近にそれぞれ接続され、第１配線部材の外縁部に沿って配設されているので、第１配線部材の電気的なシールド効果が向上する。さらに、共通電極全体が確実に第１基準電位になるので、インクの吐出特性のばらつきがさらに小さくなる。

また、本発明のインクジェットヘッドにおいては、第１配線部材は、信号線として、ドライバＩＣに電気的に接続され、ドライバＩＣに電源電圧を供給する第３信号線及び電源電圧の基準となる第２基準電位に保持される第４信号線を有し、第１接点付近において、第３信号線は第４信号線に隣接して配設され、回路部品が第３信号線と第４信号線とが隣接して配置された部分において第３信号線と第４信号線とを電気的に接続するバイパスコンデンサであってもよい。これによると、電源からのノイズを除去するために、ドライバＩＣに電源電圧を供給する第３信号線とこの電源電圧の基準となる第２基準電位に保持される第４信号線との間にバイパスコンデンサを接続することは一般に行われるが、第１接点付近において第３信号線と第４信号線とが隣接するように配設され、両者が隣接している部分においてバイパスコンデンサを接続することより、絶縁テープで第１接点と第２接点とを被覆する際にバイパスコンデンサの導電部分も同時に被覆することができる。

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。

図１に、本実施の形態に係るインクジェットヘッド２を含むプリンタ１を示す。図１に示すプリンタ１は、平面視において図１紙面と直交する方向に細長い矩形である４つの固定されたインクジェットヘッド２を有するラインヘッド型カラーインクジェットプリンタである。プリンタ１には、図中下方に給紙装置１１４が、図中上方に紙受け部１１６が、図中中央部に搬送ユニット１２０がそれぞれ設けられている。さらに、プリンタ１には、これらの動作を制御する制御部１００が備えられている。

給紙装置１１４は、積層された複数の矩形印刷用紙（被記録媒体）Ｐを収容可能な用紙収容部１１５と、用紙収容部１１５内において最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ搬送ユニット１２０に向けて送り出す給紙ローラ１４５とを有している。用紙収容部１１５内には、印刷用紙Ｐがその長辺と平行な方向に給紙されるように収容されている。用紙収容部１１５と搬送ユニット１２０との間には、搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａ、１１８ｂ；１１９ａ、１１９ｂが配置されている。給紙装置１１４から排出された印刷用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ１１８ａ、１１８ｂによって図１中上方へ送られ、その後送りローラ１１９ａ、１１９ｂによって搬送ユニット１２０に向けて左方へと送られる。

搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と、搬送ベルト１１１が巻き掛けられた２つのベルトローラ１０６、１０７とを備えている。搬送ベルト１１１の長さは、２つのベルトローラ１０６、１０７間に巻き掛けられた搬送ベルト１１１に所定の張力が発生するような長さに調整されている。２つのベルトローラ１０６、１０７に巻き掛けられることによって、搬送ベルト１１１には、ベルトローラ１０６、１０７の共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面が形成されている。これら２つの平面のうちインクジェットヘッド２と対向する方が印刷用紙Ｐの搬送面１２７となる。給紙装置１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、その上面（印刷面）にインクジェットヘッド２によって印刷が施されつつ搬送ベルト１１１によって形成された搬送面１２７上を搬送されて、紙受け部１１６に到達する。紙受け部１１６では、印刷が施された複数の印刷用紙Ｐが重なり合うように載置される。

４つのインクジェットヘッド２は、それぞれ、その下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３は、後述するように、ノズル８に連通した圧力室１０を含む個別インク流路３２が多数形成された流路ユニット４に、多数の圧力室１０のうち、所望の圧力室１０内のインクに圧力を与えることができる４つの圧電アクチュエータ２１が接着剤を介して貼り合わされたものである（図２及び図４参照）。そして、各圧電アクチュエータ２１には、これに印刷信号を供給するＣＯＦ（第１配線部材）５０（図２参照）が貼り合わされている。

ヘッド本体１３は、平面視において図１紙面と直交する方向に細長い直方体形状を有している（図２参照）。４つのヘッド本体１３は、図１紙面における左右方向に沿って互いに近接配置されている。４つのヘッド本体１３の各底面（インク吐出面）には、微小径を有する多数のノズル８が設けられている（図３参照）。ノズル８から吐出されるインク色は、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかであって、１つのヘッド本体１３に属する多数のノズル８から吐出されるインク色は同じである。なおかつ、４つのヘッド本体１３に属する多数のインク吐出口からは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色から選択された互いに異なる色のインクが吐出される。

ヘッド本体１３の底面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間には、僅かな隙間が形成されている。印刷用紙Ｐは、この隙間を貫通する搬送経路に沿って図１中右から左へと搬送される。４つのヘッド本体１３の下方を印刷用紙Ｐが順次通過する際、印刷用紙Ｐの上面に向けてノズル８からインクが画像データに応じて吐出されることで、印刷用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。

２つのベルトローラ１０６、１０７は、搬送ベルト１１の内周面１１１ｂと接している。搬送ユニット１２０の２つのベルトローラ１０６、１０７のうち、搬送経路の下流側に位置するベルトローラ１０６は、搬送モータ１７４と接続されている。搬送モータ１７４は、制御部１００の制御に基づいて回転駆動される。他方のベルトローラ１０７は、ベルトローラ１０６の回転に伴って搬送ベルト１１１から付与される回転力によって回転する従動ローラである。

ベルトローラ１０７の近傍にはニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、搬送ユニット１２０に供給された印刷用紙Ｐを搬送面１２７に押し付けることができるように、図示しないばねによって下方に付勢されている。そしてニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１と共に印刷用紙Ｐを挟み込む。本実施の形態では、搬送ベルト１１１の外周面には粘着性のシリコンゴムによる処理が施されており、印刷用紙Ｐは搬送面１２７に確実に粘着させられる。

搬送ユニット１２０の図１中左方には剥離プレート１４０が設けられている。剥離プレート１４０は、その右端が印刷用紙Ｐと搬送ベルト１１１との間に入り込むことによって、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に粘着させられている印刷用紙Ｐを搬送面１２７から剥離する。

搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、二対の送りローラ１２１ａ、１２１ｂ及び１２２ａ、１２２ｂが配置されている。搬送ユニット１２０から排出された印刷用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ１２１ａ、１２１ｂによって図１中上方へ送られ、送りローラ１２２ａ、１２２ｂによって紙受け部１１６へ送られる。

ニップローラ１３８と最も上流側にあるインクジェットヘッド２との間には、搬送経路上における印刷用紙Ｐの先端位置を検出するために、発光素子と受光素子とから構成される光学センサである紙面センサ１３３が配置されている。

次に、ヘッド本体１３の詳細について説明する。図２は、図１に示したヘッド本体１３の平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれたブロックの拡大平面図である。ただし、図２においては、説明の都合上、本来最表面に配置されるＦＰＣ５０を二点鎖線により描き、ＣＯＦ５０の下に配置される圧電アクチュエータ２１を実線で描いている。図２及び図３に示すように、ヘッド本体１３は、４つの圧力室群９を構成する多数の圧力室１０及び各圧力室１０に連通した多数のノズル８が形成された流路ユニット４を有している。流路ユニット４の上面には、千鳥状になって２列に配列された４つの台形の圧電アクチュエータ２１が接着されている。より詳細には、各圧電アクチュエータ２１は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接する圧電アクチュエータ２１の斜辺同士が、流路ユニット４の幅方向にオーバーラップしている。

圧電アクチュエータ２１の接着領域に対向した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。図３に示すように、インク吐出領域の表面には、多数のノズル８が規則的に配列されている。流路ユニット４の上面には、多数の圧力室１０がマトリックス状に配列されており、流路ユニット４の上面において１つの圧電アクチュエータ２１の接着領域に対向した領域内に存在する複数の圧力室１０が、１つの圧力室群９を構成している。後述するように、各圧力室１０には、圧電アクチュエータ２１に形成された１つの個別電極３５が対向している。本実施の形態では、等間隔に流路ユニット４の長手方向に並ぶ圧力室１０の列が、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１０の数は、圧電アクチュエータ２１の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。ノズル８も、これと同様の配置がされている。そして、全体として、６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。

流路ユニット４内には、共通インク室であるマニホールド流路５及びその分岐流路である副マニホールド流路５ａが形成されている。マニホールド流路５は、圧電アクチュエータ２１の斜辺に沿うように延在しており、流路ユニット４の長手方向と交差して配置されている。流路ユニット４の中央部では、１つのマニホールド流路５が、隣接する圧電アクチュエータ２１に共有されており、副マニホールド５ａがマニホールド流路５の両側から分岐している。１つのインク吐出領域には、流路ユニット４の長手方向に延在した４本の副マニホールド流路５ａが対向している。また、マニホールド流路５には、流路ユニット４の上面に設けられているインク流入口５ｂからインクが供給される。

各ノズル８は、平面形状がほぼ菱形の圧力室１０及び絞りとしてのアパーチャ１２を介して副マニホールド流路５ａと連通している。流路ユニット４の長手方向に延在する互いに隣接した４つのノズル列に含まれるノズル８は、同じ副マニホールド流路５ａに連通している。流路ユニット４の内部では、このように副マニホールド５ａの出口から、圧力室１０を介して対応するノズル８に至る複数の個別インク流路３２が形成されている。なお、図２及び図３において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータ２１を二点鎖線で描いていると共に、圧電アクチュエータ２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１０（圧力室群９）、アパーチャ１２を実線で描いている。

流路ユニット４に形成された多数のノズル８は、これらノズル８を流路ユニット４の長手方向に延びた仮想線上にこの仮想線と直交する方向から射影した射影点が、６００ｄｐｉで等間隔に並ぶような位置に形成されている。

ヘッド本体１３の断面構造について説明する。図４は、図３のIV−IV線における断面図である。図４に示すように、ヘッド本体１３は、流路ユニット４と圧電アクチュエータ２１とが貼り合わされたものである。そして、流路ユニット４は、上から、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、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０が積層された積層構造を有している。

キャビティプレート２２は、圧力室１０となるほぼ菱形の孔が多数形成された金属プレートである。ベースプレート２３は、各圧力室１０とこれに対応するアパーチャ１２とを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。アパーチャプレート２４は、各アパーチャ１２となる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。サプライプレート２５は、各アパーチャ１２と副マニホールド流路５ａとを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、副マニホールド流路５ａとなる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための多数の連通孔が形成された金属プレートである。カバープレート２９は、各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。ノズルプレート３０は、ノズル８が多数形成された金属プレートである。これら９枚の金属プレートは、個別インク流路３２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。

図５に示すように、圧電アクチュエータ２１は、４枚の圧電層４１、４２、４３、４４が積層された積層構造を有している。これら圧電層４１〜４４は、すべて厚みが１５μｍ程度であり、圧電アクチュエータ２１の厚さは６０μｍ程度となっている。いずれの圧電層４１〜４４も、ヘッド本体１３内の１つ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。圧電層４１〜４４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。

最上層の圧電層４１上には、厚みが１μｍ程度の個別電極３５が形成されている。個別電極３５及び後述する共通電極３４は、共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。個別電極３５はほぼ菱形の平面形状を有しており、圧力室１０に対向するように且つ平面視において大部分が圧力室１０内に収まるように形成されている。したがって、図３に示すように、最上層の圧電層４１上には、そのほぼ全域にわたって多数の個別電極３５が規則的に二次元配列されている。本実施の形態では、個別電極３５が圧電アクチュエータ２１の表面だけに形成されているので、圧電アクチュエータ２１の最外層である圧電層４１だけが活性領域を含むことになる。そのため、圧電アクチュエータ２１におけるユニモルフ変形の変形効率が優れたものとなる。

個別電極３５の一方（圧電アクチュエータ２１の長辺に近い方）の鋭角部は、キャビティプレート２２において圧電アクチュエータ２１と接着されてこれを支持している桁部（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部分）２２ａ上にまで延出されている。そして、その延出部の先端近傍上には、厚み１５μｍ程度のランド３６が形成されている。個別電極３５とランド３６とは、電気的に接合されている。ランド３６は、例えばガラスフリットを含む金からなる。ランド３６は、個別電極３５とＦＰＣ５０の下面に形成されたバンプ３７とを電気的に接続する部材である。

最上層の圧電層４１とその下側の圧電層４２との間には、シート全面に形成された厚み２μｍ程度の共通電極３４が介在している。これにより、圧電層４１は、圧力室１０に対向する部分において、個別電極３５及び共通電極３４の一対の電極によって挟まれる。このように、１つの積層構造体の中には、図４に示すような構造が圧力室１０毎に作りこまれており、これにより圧電アクチュエータ２１が構成されている。なお、圧電層４２と圧電層４３の間に、電極は配置されていない。本実施の形態では、共通電極３４と電気的に接続された表面電極（図示せず）が、個別電極３５と同様に、圧電層４１の表面に形成されている。表面電極は、全ての個別電極３５を包囲するように、圧電アクチュエータ２１の四隅にそれぞれ配置されている。これにより、ＣＯＦ５０を圧電アクチュエータ２１に接続する際に、個別電極３５とともにこれらの複数の表面電極も対応する信号線に接続されることになる。なお、表面電極と共通電極３４とは、圧電層４１に貫通形成されたスルーホールを介して接続されている。

多数の個別電極３５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれが後述するＣＯＦ５０上のバンプ３７及び信号線５２を介して個別にドライバＩＣ４９（図６参照）に電気的に接続されており、ドライバＩＣ４９により駆動電位が供給される。共通電極３４は、図示しない領域において後述する第２配線５４に接続されており、個別電極３５に供給される駆動電位の基準となる電位（第１基準電位）に保持されている。

圧電アクチュエータ２１の上方には、ＣＯＦ５０が配置されている。図６は、ＣＯＦ５０及びＣＯＦ５０に接続されたＦＰＣ６０の平面図である。ただし、図６では、説明の都合上、最表層にある絶縁テープ６５を二点鎖線で描き、絶縁テープ６５に被覆され、本来は破線で描くべきソルダポイント５５ａ、バイパスコンデンサ５８を実線で描いている。ＣＯＦ５０は、図２に示すように、４つの圧電アクチュエータ２１から流路ユニット４の短手方向に関してインク流入口５ｂと反対側に引き出されている。そして、ＣＯＦ５０は、図５、図６に示すように、基材（第１基材）５１と、基材５１の上面に実装されたドライバＩＣ４９、複数の駆動信号線５２、第１信号線５３、第２信号線５４、ソルダポイント（回路部品）５５、第３信号線５６、第４信号線５７、バイパスコンデンサ（回路部品）５８、複数の制御信号線４８及び複数の接点（第１接点）５９を有する。なお、複数の駆動信号線５２、第１信号線５３、第２信号線５４、第３信号線５６、第４信号線及び制御信号線４８が本発明に係る複数の信号線に相当する。

基材５１は、合成樹脂など絶縁性の材料により構成されたシート状の部材であって、図５に示すように、平面視でランド３６と重なる部分には貫通孔５１ａが形成されている。さらに、第１基材５０の下面の貫通孔５１ａが形成された部分には、信号線５２と電気的に接続されたバンプ３７が形成され、バンプ３７の下面にはハンダ３８が形成されている。そして、ランド３６とバンプ３７とがハンダ３８を介して接続されることにより、個別電極３５と駆動信号線５２とが電気的に接続されるとともに、ＣＯＦ５０が圧電アクチュエータ２１に固定される。第２信号線５４も、同様に構成されており、ランド３６とバンプ３７との間のハンダ接合によって表面電極（共通電極３４）と接続されている。

ドライバＩＣ４９は、個別電極３５に供給する駆動電位及び共通電極３４に供給する第１基準電位を生成する。複数の駆動信号線５２は、ドライバＩＣ４９から図６の下方に延在してバンプ３７に接続されており、ドライバＩＣ４９において生成された駆動電位をバンプ３７及びランド３６を介して個別電極３５に選択的に供給する。

第１信号線５３はドライバＩＣ４９に接続されて第１基準電位に保持されるとともに、ドライバＩＣ４９から図６の左方に延び、さらに図６の上方に折れ曲がって、ＣＯＦ５０の左側の縁に沿って接点５９の１つまで延びている。第２信号線５４は、共通電極３４（図５参照）の図６の圧電アクチュエータ２１の左側の２つの隅部に対応する部分（２つの表面電極）と電気的に接続されており、表面電極（共通電極３４）から図６の上方にＣＯＦ５０の左側の縁に沿って接点５９の１つまで延びている。第２信号線５４は、後述するＦＰＣ５０を介して、第１基準電位よりも低い所定電位とすることが可能となっている。ここで、第１信号線５３と第２信号線５４とは、接点５９付近において互いに隣接している。ソルダポイント５５は、接点５９付近の第１信号線５３と第２信号線５４とが隣接している部分の間に配置されており、略中央部に形成されたハンダ５５ａを介して第１信号線５３と第２信号線５４とが短絡されている。なお、ソルダポイント５５は導電部分であるその上面が基材５１の表面に露出している。

このようなソルダポイント５５が設けられているため、インクジェットヘッド１の製造時に、ソルダポイント５５にハンダ５５ａが形成されていない状態で、第２信号線５４を介して共通電極３４を前述の所定電位にするとともに、駆動信号線５２を介して個別電極３５に駆動電位を供給することにより、電極間に圧電層４１を分極可能な電圧を印加することができる。つまり、圧電層４１に圧電アクチュエータ２１の駆動時よりも大きな電圧が印加される。このように、圧電層４１を分極した後、ソルダポイント５５にハンダ５５ａを形成することによって、第１信号線５３及び第２信号線５４を介して共通電極３４を第１基準電位に保持することができる。ところで、圧電アクチュエータ２１の駆動時は、共通電極３４を第１基準電位にしておき、個別電極３５には、第１基準電位とこれより高電位の駆動電位とに交互に切り替えている。個別電極３５の電位が、駆動電位から第１基準電位に切り替わるとき、圧電アクチュエータ２１からそれまで蓄えられていた電荷が放電される。このときの放電電流は、第２信号線５４、ソルダポイント５５及び第１信号線５３の順位経由して、ドライバＩＣ４９に至る。この経路は、ソルダポイント５５がなく、一旦外部のプリント基板を経由してドライバＩＣに至る経路に比べて短い。つまり、本実施の形態では、ソルダポイント５５がＣＯＦ５０の表面に形成されているため、ＦＰＣ６０を介して接続された図示しないプリント基板などにおいて短絡されている場合と比較して、共通電極３４とドライバＩＣ４９との間のループの長さが短い。その分、ループに流れる放電電流によるノイズが発生しにくくなる。これにより、近接する回路部品の誤動作を未然に防ぐことができる。さらに、このループには、接点５９と後述する接点６２との接続部分を含まないので、４つの圧電アクチュエータ２１間で接点５９と接点６２との接続部分に接続抵抗のばらつきがあっても、共通電極３４に供給される第１基準電位にばらつきが生じにくく、インクの吐出特性が安定する。

第３信号線５６は、ドライバＩＣ４９から図６の上方に、接点５９の１つまで延びている。第４信号線５７も、第３信号線５６に隣接してドライバＩＣ４９から図６の上方に接点５９の１つまで延びている。第４信号線５７はＦＰＣ６０を介してプリント基板など外部に接続されており、電源電圧の基準となる電位（第２基準電位）に保持されている。また、第３信号線５６と第４信号線５７との間には、電源電圧が印加される。バイパスコンデンサ５８は、接点５９付近の第３信号線５６と第４信号線５７との間に配置されており、第３信号線５６及び第４信号線５７と電気的に接続されている。バイパスコンデンサ５８は、電源電圧に含まれるノイズを抑制するために設けられている。なお、バイパスコンデンサ５８は導電部分である端子の一部が基材５１の表面に露出している。

複数の制御信号線４８は、ドライバＩＣ４９と接点５９とに接続されている。そして、後述するように、図示しないプリント基板からＦＰＣ６０及び複数の制御信号線４８を介して、ドライバＩＣ４９に制御信号が供給される。接点５９は、図６の基材５１の上端部に沿って複数形成されており、前述のように、信号線５２、５３、５４、５６、５７、４８などと電気的に接続されている。そして、接点５９と後述する接点６２とが電気的に接続されることによりＣＯＦ５０とＦＰＣ６０とが接続される。

ＦＰＣ６０は、基材６１と基材６１の表面に形成された複数の接点（第２接点）６２、複数の配線（供給配線）６３及びコネクタ６４を有する。基材６１は、基材５１と同様の絶縁性の合成樹脂材料により構成されたシート状の部材である。複数の接点６２は、複数の接点５９に対応して図６の基材６１の下端部に沿って形成されており、複数の接点５９と電気的に接続されている。複数の配線６３は、一端が接点６２に、他端がコネクタ６４に接続されている。ここで、複数の配線６３には、圧電層４１の分極を行う際に、接点５９、６２及び、信号線５４を介して共通電極３４に前述の所定電位を供給するための配線や、接点５９、６２及び信号線４８を介して、ドライバＩＣ４９に制御信号を供給する配線（制御信号供給配線）などが含まれている。コネクタ６４は、図６の基材６１の上端部に設けられており、コネクタ６４を介して、ＦＰＣ６０は図示しないプリント基板と接続されている。そして、プリント基板から複数の配線６３に前述の所定電位及びドライバＩＣ４９の電源電圧や制御信号などが供給される。

そして、ＣＯＦ５０とＦＰＣ６０とは、平面視で対応する複数の接点５９と複数の接点６２とが重なるように配置され、接点５９と接点６２とがハンダなどにより電気的に接続されている。接点５９と接点６２との接続部は、絶縁テープ６５により被覆されることにより接点５９や接点６２の導電部分が直接露出することが防がれている。このとき、絶縁テープ６５により接点５９及び接点６２周辺の部分に配置された、ソルダポイント５５及びバイパスコンデンサ５８も同時に被覆される。

ここで、アクチュエータユニット２１の動作について述べる。アクチュエータユニット２１においては、４枚の圧電シート４１〜４４のうち圧電シート４１だけが個別電極３５から共通電極３４に向かう方向に分極されている。ドライバＩＣ４９により、個別電極３５に駆動電位を付与すると、圧電シート４１のうち駆動電位が付与された個別電極３５と第１基準電位に保持された共通電極４３とに挟まれた領域（活性領域）に電位差が生じる。これにより、圧電シート４１のこの部分には厚み方向の電界が発生し、圧電横効果により圧電シート４１のこの部分は分極方向と直角方向に縮む。その他の圧電シート４２〜４４は、電界が印加されないのでこのように縮むことはない。したがって、圧電シート４１〜４４において活性領域と対向する部分には、全体として、圧力室１０側に凸となるユニモルフ変形が生じる。すると、圧力室１０の容積が低下してインクの圧力が上昇し、図４に示したノズル８からインクが吐出される。その後、個別電極３５がグランド電位に戻ると、圧電シート４１〜４４は元の形状に戻って圧力室１０も元の容積に戻る。そのため、副マニホールド流路５ａから個別インク流路３２へとインクが吸い込まれる。

他の駆動方法としては、予め個別電極３５に駆動電位を付与しておき、吐出要求があるごとに一旦個別電極３５を第１基準電位にした後、所定のタイミングで再び個別電極３５に駆動電位を付与する方法もある。この場合、個別電極３５が第１基準電位となるタイミングで圧電シート４１〜４４が元の状態に戻り、圧力室１０の容積は初期状態（予め電圧が印加された状態）と比較して増加し、副マニホールド流路５ｂから個別インク流路３２へとインクが吸い込まれる。その後、再び個別電極３５に駆動電位が付与されたタイミングで圧電シート４１〜４４において活性領域と対向する部分が圧力室１０側に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の圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。

以上に説明した実施の形態によると、ドライバＩＣ４９が実装された高価なＣＯＦ５０に、ドライバＩＣ４９が実装されていない安価なＦＰＣ６０を接続し、ＦＰＣ６０を介してプリント基板との接続を行うことによりＣＯＦ５０の長さを短くすることができるため、インクジェットヘッド１の製造コストを抑えることができる。

さらに、ソルダポイント５５が、接点５９付近の第１信号線５３と第２信号線５４とが隣接している部分に設けられ、バイパスコンデンサ５８が、接点５９付近の第３信号線５６と第４信号線５７とが隣接している部分に設けられているため、接点５９、接点６２と、ソルダポイント５５及びバイパスコンデンサ５８のような回路部品とを絶縁テープにより同時に被覆することができ、これらの回路部品が配線や他の回路部品と短絡してしまい、ＣＯＦ５０が破損してしまうのを防止することができる。

また、ソルダポイント５５がＣＯＦ５０上に設けられているため、共通電極３４とドライバＩＣ４９との間のループに４つの圧電アクチュエータ２１間で接続抵抗にばらつきが生じる虞のある接点５９及び接点６２が含まれず、インクの吐出特性のばらつきを抑えることができるとともに、共通電極３４とドライバＩＣ４９との間のループの長さが短くなるため、ノイズの発生を抑えることができる。

次に、本実施の形態に変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施の形態と同様の構成を有するものについては同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。

一変形例では、図７に示すように、第１信号線５３及び第２信号線５４に加えて、第１信号線５３及び第２信号線５４と圧電アクチュエータ２１に関して対称な位置に、ドライバＩＣ４９に接続されて第１基準電位に保持された第１信号線７３及び図７の共通電極３４の右端部付近に接続された第２信号線７４が設けられており（２組の第１信号線と第２信号線との組を有し）、第１信号線７３と第２信号線７４とは、接点５９付近において、ソルダポイント５５と同様、略中央部にハンダ７５ａが形成されたソルダポイント７５を介して短絡されている（変形例１）。つまり、第１信号線５３と第２信号線５４との組及び第１信号線７３と第２信号線７４との組がそれぞれ、ＦＰＣ５０が圧電アクチュエータ２１から引き出される方向（図７の上下方向）と直交する方向（図７の左右方向）に関する外縁部に沿って配設されている。この場合、第２信号線５４、７４は、それぞれ、共通電極３４（図５参照）の図７の圧電アクチュエータ２１の四隅に対応する部分（４つの表面電極）に接続されるため、共通電極３４が均一に第１基準電位となり、ノズル８（図４参照）からのインクの吐出特性のばらつきがなくなる。また、第１信号線５３と第２信号線５４とがＣＯＦ７０の左側の外縁部に沿って配設され、第１信号線７３と第２信号線７４とが、ＣＯＦ７０の右側の外縁部に沿って配設されており、これらの信号線５３、５４、７３、７４は第１基準電位に保持されているため、ＣＯＦ５０における電気的なシールド効果が向上する。なお、ソルダポイント７５も、ソルダポイント５５と同様、圧電層４１の分極前にはハンダ７５ａが形成されておらず、圧電層４１の分極後、ハンダ７５ａが形成される。

さらに、第１信号線と第２信号線との組は、本実施の形態のような１組及び変形例１のような２組であることには限られず、３組以上あってもよい。この場合、各組に属する第２信号線を共通電極３４の互いに異なる部分に接続することにより、共通電極３４を均一に第１基準電位にすることができる

本実施の形態では、回路部品としてソルダポイント５５及びバイパスコンデンサ５８について説明したが、ＣＯＦ５０上のこれら以外の導電部分が露出した回路部品を接点５９付近に配置し、絶縁テープ６５によりその回路部品も同時に被覆してもよい

本発明における実施の形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 図１のヘッド本体の平面図である。 図２の一転鎖線で囲まれた部分の拡大図である。 図３のIV−IV線断面図である。 図４の圧電アクチュエータ部分の拡大図である。 図５のＣＯＦ及びＣＯＦに接続されたＦＰＣの平面図である。 変形例１における図６相当の平面図である。

２ インクジェットヘッド
４ 流路ユニット
２１ 圧電アクチュエータ
３４ 共通電極
３５ 個別電極
４１〜４４ 圧電層
４８ 制御信号線
４９ ドライバＩＣ
５０ ＣＯＦ
５１ 基材
５２ 駆動信号線
５３ 第１信号線
５４ 第２信号線
５５ ソルダポイント
５６ 第３信号線
５７ 第４信号線
５８ バイパスコンデンサ
５９ 接点
６０ ＦＰＣ
６１ 基材
６２ 接点
６３ 配線
７３ 第１信号線
７４ 第２信号線

Claims (4)

1. インク吐出口に連通する圧力室を有する流路ユニットと、
   圧電層、前記圧電層の一表面に前記圧力室に対応して形成された個別電極、及び、圧電層を挟んで前記個別電極と対向するように形成された共通電極を有し、前記圧力室内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータと、
   前記圧電アクチュエータに接続され、前記圧電アクチュエータに駆動電圧を供給するドライバＩＣを有する第１配線部材と、
   前記第１配線部材に接続され、前記ドライバＩＣの制御信号が供給される制御信号供給配線を含む複数の供給配線を有する第２配線部材とを備えたインクジェットヘッドであって、
   前記第１配線部材は、
   第１基材、前記共通電極と接続された第１信号線を含む複数の信号線、２以上の前記信号線に接続された前記ドライバＩＣ、前記信号線同士を電気的に接続し、導電部分が露出している回路部品、及び、前記複数の信号線とそれぞれ接続されているとともに、前記第２配線部材と接続するための複数の第１接点を備え、
   前記第２配線部材は、
   第２基材、前記複数の供給配線、及び、前記複数の供給配線とそれぞれ接続されているとともに、複数の前記第１接点とそれぞれ接続された複数の第２接点を備え、
   前記第１配線部材と前記第２配線部材とが重なる部分及びその周辺において、前記第１接点と対応する前記第２接点とが接続され、前記回路部品がいずれかの前記第１接点付近に配置されて、全ての前記第１接点及び前記第２接点並びに前記回路部品が絶縁テープにより被覆されており、
   前記第１配線部材は、
   前記信号線として、前記ドライバＩＣに電気的に接続され、前記共通電極を前記駆動電圧の基準となる第１基準電位にする信号が供給される前記第１信号線と、前記共通電極に電気的に接続され、前記圧電層を分極する際に、前記共通電極を前記第１基準電位より低い所定電位にする信号が供給される第２信号線とを有し、
   いずれかの前記第１接点付近において、前記第１信号線は前記第２信号線に隣接して配設され、
   前記回路部品が、前記第１信号線と前記第２信号線とが隣接して配設された部分において前記第１信号線と前記第２信号線とを短絡可能なソルダポイントであることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記第１配線部材は、
   前記第１信号線と前記第２信号線とを１つの組としたときに、互いに離隔して配置された複数の前記組を有し、
   各組に属する前記第２信号線は、前記共通電極の異なる部位にそれぞれ接続されてい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。
3. 前記第１配線部材は、
   前記組を２つ有し、前記第１配線部材が前記圧電アクチュエータから引き出される方向と直交する方向において、前記２つの組が、前記第１配線部材の外縁部に沿ってそれぞれ配設され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。
4. 前記第１配線部材は、
   前記信号線として、前記ドライバＩＣに電気的に接続され、前記ドライバＩＣに電源電圧を供給する第３信号線及び前記電源電圧の基準となる第２基準電位に保持される第４信号線を有し、
   前記第１接点付近において、前記第３信号線は前記第４信号線に隣接して配設され、
   前記回路部品が、前記第３信号線と前記第４信号線とが隣接して配設された部分において前記第３信号線と前記第４信号線とを電気的に接続するバイパスコンデンサであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。

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