JP5051261B2 - 補強接点の接続状態検査方法、及び、圧電アクチュエータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧電アクチュエータと配線基板との接続を補強する補強接点の、接続状態を検査する方法、及び、圧電アクチュエータと配線基板との接続が補強接点によって補強された構造を有する圧電アクチュエータ装置に関する。

特許文献１には、圧電アクチュエータを備えたインクジェットヘッドが開示されている。特許文献１の図４等に示される圧電アクチュエータは、厚み方向に積層された複数枚の圧電層（圧電シート）と、各々の圧電層の一方の面に配置された複数の個別電極と、各々の圧電層の他方の面に配置されて、圧電層を挟んで複数の個別電極と対向する共通電極（コモン電極）とを有する。また、最上層の圧電層の上面には拘束シートが積層され、さらに、この拘束シートの上面にはトップシートが積層されている。また、圧電アクチュエータの上面（トップシートの上面）には、個別電極や共通電極に導通する多数の接点（接続端子）が設けられている。これら多数の接点は、圧電アクチュエータの上面を覆うように配置されたフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）の多数の基板側電極とそれぞれハンダで接続されている。そして、ＦＰＣに実装されたＩＣから出力された信号は、ＦＰＣ上の配線、及び、このＦＰＣと接続された接点を介して個別電極や共通電極へ伝達される。

また、特許文献１の図１０には、圧電アクチュエータの上面に、個別電極や共通電極に導通する接点とは別に、信号の伝達に寄与しない補強接点が設けられた形態が開示されている。この補強接点は、前記多数の接点と同様、ＦＰＣ側に設けられた電極（ＩＣとは接続されていないダミー電極）とハンダで接続されている。この補強接点によって、圧電アクチュエータとＦＰＣとの接合強度が向上しており、ＦＰＣの剥離が生じにくくなってる。

特開２００６−２３１９１３号公報（特に、図４、図１０）

圧電アクチュエータの信号伝達用の接点とＦＰＣとの接続不良は、信号伝達不良、ひいては、アクチュエータの動作不良に直結するため、従来からこれらの接点については、その導通状態を電気的に検出するなどして、全ての接点についてＦＰＣとの接続状態を非破壊で検査することが一般的に行われている。しかし、圧電アクチュエータとＦＰＣとの接合を補強する補強接点は、信号伝達を目的としないために、従来では、ＦＰＣと圧電アクチュエータを電気的に接続するものではないことから、前述の信号伝達用の接点と同じようにして、非破壊で接続状態を検査することはできなかった。

しかしながら、補強接点が設けられる場合には、この補強接点の存在を前提として、圧電アクチュエータとＦＰＣとの接合強度の設計が行われていることを鑑みると、補強接点についても、ＦＰＣとの接続状態の良否を検査することが強く望まれる。

本発明の目的は、圧電アクチュエータの補強接点と配線基板との接続状態を検査することである。

第１の発明の補強接点の接続状態検査方法は、圧電層と、この圧電層に設けられた複数の個別電極と、同じく前記圧電層に設けられて前記複数の個別電極と前記圧電層を挟んで対向する共通電極とを有し、且つ、その一表面に前記複数の個別電極とそれぞれ導通する複数の個別接点が設けられた圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータの前記一表面を覆うように配設される配線基板との接続において、前記圧電アクチュエータの前記一表面に、前記配線基板の前記圧電アクチュエータとの接続を補強するために前記複数の個別接点とは別に設けられた複数の補強接点の、前記配線基板との接続状態を検査する方法であって、
前記共通電極は前記複数の補強接点と同じ数の分割電極に分割された上で、前記複数の分割電極と前記複数の補強接点とがそれぞれ導通し、前記複数の補強接点が前記共通電極と前記配線基板とを接続する共通電極用の接点を兼ねており、
前記複数の分割電極間が全て非導通の状態で、前記配線基板から各分割電極とこれに対向する前記個別電極との間に所定の分極電圧を印加して、両電極に挟まれた圧電層部分を分極する分極工程と、各分割電極とこれに対向する前記個別電極の間の前記圧電層部分の静電容量を測定する測定工程と、前記測定工程で測定された、各分割電極に対応する前記圧電層部分の静電容量に基づいて、その分割電極に導通する前記補強接点の接続状態を判定する判定工程とを備えていることを特徴とするものである。

本発明においては、圧電アクチュエータの一表面に設けられた複数の補強接点は、共通電極の複数の分割電極とそれぞれ導通しており、共通電極と配線基板とを接続する共通電極用の接点を兼ねている。その上で、配線基板から、共通電極の各分割電極とこれに対向する個別電極との間に所定の分極電圧を印加して、それら電極間に挟まれる圧電層部分を分極したときに、共通電極用の接点を兼ねている補強接点と配線基板との間の接続が不十分であると、前記圧電層部分に実際に印加される電圧が前記所定の分極電圧よりも低くなり、圧電層部分の分極が不十分となる。また、分極の程度によって圧電層部分の静電容量が異なってくる。そこで、本発明では、分極工程後に前記圧電層部分の静電容量を測定し、その測定結果から各分割電極によって分極される圧電層部分の分極の程度を把握することで、分割電極と導通する補強接点の接続状態を判断することができる。

第２の発明の補強接点の接続状態検査方法は、前記第１の発明において、前記判定工程において、全ての補強接点の接続状態が良好と判定された場合には、前記複数の分割電極を互いに導通させることを特徴とするものである。

全ての補強接点の接続状態が良好である場合には、複数の分割電極同士を導通させて１つの共通電極として機能させ、複数の分割電極を独立して使用する場合と比較して、共通電極の電気抵抗を低下させることが好ましい。

第３の発明の圧電アクチュエータ装置は、圧電層と、この圧電層に設けられた複数の個別電極と、同じく前記圧電層に設けられて前記複数の個別電極と前記圧電層を挟んで対向する共通電極とを有し、且つ、その一表面に前記複数の個別電極とそれぞれ導通する複数の個別接点が設けられた圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータの前記一表面を覆うように配設され、前記複数の個別接点と接続される配線基板とを有し、
前記圧電アクチュエータの前記一表面には、前記配線基板の前記圧電アクチュエータとの接続を補強するための複数の補強接点が前記複数の個別接点とは別に設けられて、前記配線基板と接続され、前記共通電極は、前記複数の補強接点と同じ数の分割電極に分割された上で、前記複数の分割電極と前記複数の補強接点とがそれぞれ導通し、前記複数の補強接点が前記共通電極と前記配線基板とを接続する共通電極用の接点を兼ねており、前記複数の分割電極の間を少なくとも非導通状態から導通状態にする導通手段を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、共通電極が複数の分割電極に分割され、それら複数の分割電極が複数の補強接点と接続されている。従って、複数の分割電極が互いに非導通とされた状態で、各分割電極と個別電極間の圧電層部分を分極し、その圧電層部分の静電容量を測定することによって圧電層部分の分極の程度を把握し、分割電極と導通する補強接点の配線基板との接続状態を検出できる。また、全ての補強接点の接続状態が良好と判定された後に、圧電アクチュエータを使用する際には、導通手段によって、複数の分割電極の間を非導通状態から導通状態にして、複数の分割電極を１つの共通電極として機能させ、共通電極の電気抵抗を低下させることができる。

第４の発明の圧電アクチュエータ装置は、前記第３の発明において、前記導通手段は、前記複数の分割電極の間の導通／非導通を切り換えるスイッチであることを特徴とするものである。

この構成によれば、複数の分割電極の間の導通／非導通を切り換えることができるため、圧電アクチュエータの使用状況に応じて、非導通状態から導通状態にするだけでなく、導通状態から非導通状態にすることも可能である。

第５の発明の圧電アクチュエータ装置は、前記第４の発明において、前記圧電アクチュエータは、異なる２種類の液体をそれぞれ噴射する第１ノズルと第２ノズルを備えた液体噴射装置用のアクチュエータであり、
前記複数の個別電極は、前記第１ノズルから液体を噴射させるための第１個別電極と、前記第２ノズルから液体を噴射させるための第２個別電極を含み、前記共通電極を構成する前記複数の分割電極は、前記第１個別電極のみと対向する第１分割電極と、前記第２個別電極のみと対向する第２分割電極とを含み、
前記第１ノズルと前記第２ノズルの一方のみから液体を噴射させる場合に、前記スイッチは、前記第１分割電極と前記第２分割電極を非導通状態にすることを特徴とするものである。

本発明は、圧電アクチュエータが、２種類の液体をそれぞれ噴射する２種類のノズル（第１ノズルと第２ノズル）を有する、液滴噴射装置用のアクチュエータであることを前提とする。ここで、第１ノズルから液体を噴射させる第１個別電極と対向する共通電極部分と、第２ノズルから液体を噴射させる第２個別電極と対向する共通電極部分とが、互いに導通していると、以下のような問題が生じる。

一方のノズルのみから液体を噴射させる際に、そのノズルに対応する共通電極部分において電位変動が瞬間的に生じることがあり、その場合、電位変動が、液体を噴射しない他方のノズルに対応する共通電極部分に伝わる。それによって、他方のノズルを駆動する圧電層部分に電圧が印加されてしまい、場合によっては本来噴射すべきでない液体が噴射されてしまう虞もある。
本発明では、一方のノズルのみから液体を噴射させる場合には、スイッチにより、２種類のノズルにそれぞれ対応する第１、第２分割電極の間を非導通状態とすることで、使用しない方のノズルの共通電極部分に電位変動が伝わるのを防止できる。

本発明によれば、複数の補強接点が、共通電極の複数の分割電極とそれぞれ導通しており、共通電極と配線基板とを接続する共通電極用の接点を兼ねている。従って、共通電極の各分割電極と、これに対向する個別電極との間に所定の分極電圧を印加して、それら電極間に挟まれる圧電層部分を分極した後、前記圧電層部分の静電容量を測定することで、各分割電極によって分極される圧電層部分の分極の程度を把握して、分割電極と導通する補強接点の接続状態を判断することができる。

本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。 プリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。 インクジェットヘッドの平面図である。 図３のＡ部拡大平面図である。 図４のV−V線断面図である。 図４のVI-VI線断面図である。 圧電アクチュエータの上面図である。 図７から上側の圧電層を除いた状態の、圧電アクチュエータの上面図（下側の圧電層の上面図）である。 変更形態の図７相当の上面図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してインクの液滴を噴射するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。

まず、本実施形態のインクジェットプリンタ１（液体噴射装置）の概略構成について説明する。図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略平面図である。また、図２は、プリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、プリンタ１は、所定の走査方向（図１の左右方向）に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐを、走査方向と直交する搬送方向に搬送する搬送機構４と、プリンタ１の各部の動作を制御する制御装置５（図２参照）等を備えている。

キャリッジ２は、走査方向（図１の左右方向）に平行に延びる２本のガイド軸１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ１９によって無端ベルト１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト１８の走行に伴って走査方向に移動するようになっている。尚、プリンタ１には、走査方向に間隔を空けて配列された多数の透光部（スリット）を有するリニアエンコーダ１０が設けられている。一方、キャリッジ２には、発光素子と受光素子とを有する透過型のフォトセンサ１１が設けられている。そして、プリンタ１は、キャリッジ２の移動中にフォトセンサ１１が検出したリニアエンコーダ１０の透光部の計数値（検出回数）から、キャリッジ２の走査方向に関する現在位置を認識できるようになっている。

このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３が搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に多数のノズル３０（図３〜図６参照）を備えている。このインクジェットヘッド３は、搬送機構４により図１の下方（搬送方向）に搬送される記録用紙Ｐに対して、図示しないインクカートリッジから供給されたインクを多数のノズル３０から噴射するように構成されている。

搬送機構４は、インクジェットヘッド３よりも搬送方向上流側に配置された給紙ローラ１２と、インクジェットヘッド３よりも搬送方向下流側に配置された排紙ローラ１３とを有する。給紙ローラ１２と排紙ローラ１３は、それぞれ、給紙モータ１４と排紙モータ１５により回転駆動される。そして、この搬送機構４は、給紙ローラ１２により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３へ搬送するとともに、排紙ローラ１３により、インクジェットヘッド３によって画像や文字等が記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出する。

図２に示すように、制御装置５は、ＰＣ９から入力された記録する画像や文字等に関するデータに基づいて、インクジェットヘッド３、キャリッジ２を駆動するキャリッジ駆動モータ１９、搬送機構４の給紙モータ１４及び排紙モータ１５等を制御し、プリンタ１に、記録用紙Ｐに所望の画像や文字等を記録させる。

次に、インクジェットヘッド３について説明する。図３はインクジェットヘッドの平面図、図４は図３のＡ部拡大平面図、図５は図４のV−V線断面図、図６は図４のVI-VI線断面図である。尚、図３、図４においては、図面をわかりやすくするために、図５、図６において明確に示されているフレキシブルプリント配線基板４８を仮想線で示している。図３〜図６に示すように、インクジェットヘッド３は、ノズル３０や圧力室２４を含むインク流路が形成された流路ユニット６と、圧力室２４内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ８を有する圧電アクチュエータ装置７とを備えている。図３〜図６に示されるように、圧電アクチュエータ８の上面には、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）４８が接合される。

図５、図６に示すように、流路ユニット６は、４枚のプレートが積層された構造を有し、その内部にインク流路が形成されている。流路ユニット６の下面（図３の紙面向こう側の面）には複数のノズル３０が形成されている。図３に示すように、これら複数のノズル３０は、それぞれ搬送方向に延在し、且つ、走査方向に並ぶ、４列のノズル列３１（３１ｋ，３１ｙ，３１ｃ，３１ｍ）を構成している。これら４列のノズル列３１（３１ｋ，３１ｙ，３１ｃ，３１ｍ）にそれぞれ属するノズル３０からは、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色のインクがそれぞれ噴射される。また、流路ユニット６には、複数のノズル３０にそれぞれ連通する複数の圧力室２４が形成され、４列のノズル列３１に対応して、複数の圧力室２４も４列に配列されている。さらに、流路ユニット６には、それぞれ搬送方向に延在し、４列の圧力室列に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色のインクを供給する４本のマニホールド２７が形成されている。尚、４本のマニホールド２７は、流路ユニット６の上面に形成された４つのインク供給口２８に接続されている。

そして、図５に示すように、流路ユニット６内において、インク供給口２８に連なるマニホールド２７が圧力室２４に連通し、さらに、圧力室２４はノズル３０に連通している。つまり、流路ユニット６には、マニホールド２７から圧力室２４を経てノズル３０に至る個別インク流路２９が複数形成されている。

次に、圧電アクチュエータ装置７について説明する。圧電アクチュエータ装置７は、圧電アクチュエータ８と、この圧電アクチュエータ８の上面に接合されたフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）４８と、ＦＰＣ４８に実装されて圧電アクチュエータ８を駆動する駆動ＩＣ４７とを備えている。

図３〜図６に示すように、圧電アクチュエータ８は、複数の圧力室２４を覆うように流路ユニット６の上面に積層された２枚の圧電層４０，４１と、上側の圧電層４１の上面に配置された複数の個別電極４２と、２枚の圧電層４０，４１の間に配置された共通電極４４とを備えている。

２枚の圧電層４０，４１は、共に、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなり、矩形の同一平面形状をそれぞれ有する。積層された２枚の圧電層４０，４１は、複数の圧力室２４を覆った状態で流路ユニット６の上面に接合されている。尚、下側の圧電層４１は、個別電極４２と共通電極４４との間に所定の分極電圧が印加されることによって、２種類の電極４２，４４に挟まれた圧電層部分（以下、活性部４１ａともいう）が厚み方向に分極されている。

図７は圧電アクチュエータ８の上面図、図８は、図７から上側の圧電層４１を除いた状態を示す上面図（下側の圧電層４０の上面図）である。圧電層４１の上面の、複数の圧力室２４と対向する領域には、複数の個別電極４２がそれぞれ配置されている。図３、図４に示すように、各々の個別電極４２は圧力室２４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有し、圧力室２４の中央部と対向している。また、複数の個別電極４２は、複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室２４と同様に、４列に配列されている。複数の個別電極４２の端部からは、複数の個別接点４５が、楕円状の個別電極４２の長手方向にそれぞれ引き出されている。図５、図６に示すように、複数の個別接点４５は、圧電アクチュエータ８の上面を覆うように配置されるＦＰＣ４８の、複数の個別電極用端子５１とハンダ５２で接続される。そして、個別接点４５及びＦＰＣ４８の配線（図示省略）を介して、複数の個別電極４２とＦＰＣ４８に実装された駆動ＩＣ４７とが接続されている。

２枚の圧電層４０，４１の間に配置された共通電極４４は、下側の圧電層４１の下面（上側の圧電層４０の上面）のほぼ全域にわたって形成されており、複数の個別電極４２と圧電層４１を挟んで対向している。図７、図８に示すように、共通電極４４は、ほぼ同じ面積を有する矩形状の４つの分割電極４６（４６ａ〜４６ｄ）に分割されている。図中左上の分割電極４６ａと左下の分割電極４６ｂは、ブラック及びイエローのノズル列３１ｋ，３１ｙ（図３参照）に対応した、左側２列の個別電極４２の列の、図中上半部と図中下半部とそれぞれ対向している。また、図中右上の分割電極４６ｃと右下の分割電極４６ｄは、シアン及びマゼンタのノズル列３１ｃ，３１ｍ（図３参照）に対応した、右側２列の個別電極４２の列の、図中上半部と図中下半部とそれぞれ対向している。尚、図８に示されるように、４つの分割電極４６ａ〜４６ｄはそれぞれ分離されており、これら４つの分割電極４６ａ〜４６ｄ自体は互いに非導通の状態であるが、プリンタ１の使用時には、これら４つの分割電極４６ａ〜４６ｄは互いに導通した状態とされる。その理由及びそのための具体的構成については後ほど詳述する。

図３、図７に示すように、矩形平面形状を有する圧電層４１の上面（圧電アクチュエータ８の上面）の、四隅の位置には、それぞれ導電性材料からなる４つの補強接点４９（４９ａ〜４９ｄ）が形成されている。図５、図６に示すように、４つの補強接点４９はそれぞれＦＰＣ４８とハンダ５４で接合されている。これによって圧電アクチュエータ８とＦＰＣ４８との接合強度が高まり、ＦＰＣ４８の剥離が防止される。

また、これら４つの補強接点４９ａ〜４９ｄは、共通電極４４を構成する４つの分割電極４６ａ〜４９ｄとそれぞれ導通しており、共通電極４４と、ＦＰＣ４８の共通電極用端子５３とを接続する、共通電極用の接点を兼ねている。具体的には、図５、図６に示すように、圧電層４１の、各補強接点４９の直下の部分にはスルーホール４１ｂが形成されており、このスルーホール４１ｂ内に充填された導電材によって、各補強接点４９とその真下に位置する分割電極４６とが導通している。

このように、共通電極４４が４つの分割電極４６ａ〜４６ｄに分割された上で、４つの補強接点４９ａ〜４９ｄが４つの分割電極４６ａ〜４６ｄに導通し、ＦＰＣ４８と４つの分割電極４６とを接続する共通電極用の接点を兼ねていることで、従来は検査することができなかった、補強接点４９のＦＰＣ４８との接続状態を、電気的に（非破壊で）検査することが可能となる。これについては、後述する検査方法の説明において詳述する。

図３に示すように、ＦＰＣ４８は、圧電アクチュエータ８の上面に接合されるとともに、この圧電アクチュエータ８からノズル３０の配列方向の一方（図３の下方）から水平に引き出され、さらに、図６のように曲げられて上方へ引き出されている。図５、図６に示すように、ＦＰＣ４８は、ポリイミド等の可撓性材料で形成された基板５５と、この基板５５の下面に形成された、複数の個別接点４５と接続される複数の個別電極用端子５１、及び、４つの補強接点４９と接続される４つの共通電極用端子５３を備えている。また、図６に示すように、ＦＰＣ４８の基板５５には駆動ＩＣ４７が実装され、複数の個別電極用端子５１と４つの共通電極用端子５３は、基板５５に形成された配線（図示省略）によって駆動ＩＣ４７と接続されている。図７、図８には、圧電アクチュエータ８の複数の個別接点４５、及び、４つの補強接点４９ａ〜４９ｄ（共通電極用の接点）と、駆動ＩＣ４７とがＦＰＣ４８の配線を介して電気的に接続されている状態が、破線で簡略的に示されている。尚、図７において、図面の簡単のため、複数の個別接点４５（個別電極用端子）と駆動ＩＣ４７との接続は一部のみが図示され、残りの大多数の接続は図示が省略されている。加えて、図７、図８には、４つの分割電極４６ａ〜４６ｄにそれぞれ導通する４つの導通用接点５６ａ〜５６ｄが、ＦＰＣ４８に実装された駆動ＩＣ４７に接続されている状態も示されている。４つの導通用接点５６については後ほど詳述する。

駆動ＩＣ４７は、制御装置５（図２参照）から入力された信号に基づいて、圧電アクチュエータ８を駆動する。具体的には、駆動ＩＣ４７は、共通電極４４（４つの分割電極４６）の電位を常にグランド電位に保持するとともに、複数の個別電極４２には選択的に所定のパルス波形を有する駆動信号を供給し、個別電極４２の電位を、グランド電位とパルス高さに相当する所定の駆動電位との間で切り換える。これにより、図５、図６に示される、個別電極４２と共通電極４４の間の、分極された圧電層部分（活性部４１ａ）に厚み方向の電界を作用させて活性部４１ａに圧電変形を生じさせる。

圧電アクチュエータ８の駆動について、より詳細に説明する。ある個別電極４２に対して駆動ＩＣ４７から駆動信号が供給され、個別電極４２に駆動電位が付与されたときには、この駆動電位が付与された個別電極４２とグランド電位に保持されている共通電極４４との間に電位差が生じ、両電極４２，４４に挟まれた圧電層４１の活性部４１ａに厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は圧電層４１の分極方向と平行であるから、活性部４１ａが厚み方向と直交する面方向に収縮する。一方、下側の圧電層４０には電界が作用せず、且つ、流路ユニット６の上面に固定された状態であるため、上側の圧電層４１が面方向に収縮するのに伴って、下側の圧電層４０の圧力室２４を覆う部分が圧力室２４側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室２４内の容積が減少するために圧力室２４内のインク圧力が上昇し、この圧力室２４に連通するノズル３０からインクが噴射される。

尚、共通電極４４は多数の個別電極４２と対向し、これら多数の個別電極４２との間で、活性部４１ａを駆動する（圧電変形させる）ものであり、多くの活性部４１ａを同時に駆動したときには大きな駆動電流が共通電極４４を流れることになる。このとき、共通電極４４の電気抵抗が高いと、個別電極４２の電位変化（グランド電位−駆動電位）が遅れる、あるいは、本来一定電位（グランド電位）に保持されるべき共通電極４４の電位が瞬間的に大きく変動するなどして、圧力室２４内のインク圧力変動、ひいては、ノズル３０の液滴噴射特性に影響が出る。そのため、共通電極４４の電気抵抗はできるだけ低くなっていることが好ましい。

本実施形態では、後述する補強接点４９の接続状態検査のために、共通電極４４は４つの分割電極４６に分割されているが、プリンタ１の使用時には、これら４つの分割電極４６は互いに導通されて、１つの共通電極４４として機能するようになっている。

図３、図７、図８に示すように、圧電層４１の上面には、４つの分割電極４６とそれぞれ対向する位置に４つの導通用接点５６（５６ａ〜５６ｄ）が設けられている。図示は省略するが、これら４つの導通用接点５６も、前述した補強接点４９と同様に、その直下の位置において圧電層４１に形成されたスルーホール（スルーホール内の導電材）によって、４つの分割電極４６とそれぞれ導通している。また、４つの導通用接点５６は、ＦＰＣ４８と接続され、さらに、ＦＰＣ４８上の配線によって駆動ＩＣ４７に接続されている。そして、駆動ＩＣ４７内のスイッチ回路６０（導通手段）によって４つの導通用接点、即ち、４つの分割電極４６の間の導通／非導通を切り換えることができるようになっており、プリンタ１の使用時には、スイッチ回路６０がＯＮとなって４つの分割電極４６は互いに導通している。尚、スイッチ回路６０としてはどのような回路構成のものでもよいが、例えば、双方向ダイオードを使用した回路を好適に使用できる。

次に、前述したインクジェットヘッド３において、圧電アクチュエータ８の接点４５，４９と、ＦＰＣ４８との接続状態を検査する方法について説明する。

（分極工程）
圧電アクチュエータ８の複数の個別接点４５及び４つの補強接点４９を、ＦＰＣ４８の複数の個別電極用端子５１及び４つの共通電極用端子５３と接続し、複数の個別電極４２と４つの分割電極４６が、ＦＰＣ４８を介して駆動ＩＣ４７に接続された状態とする。また、スイッチ回路６０により４つの分割電極４６を全て非導通の状態としておく。この状態で、駆動ＩＣ４７から、複数の個別電極４２と４つの分割電極４６との間に、所定の分極電圧を印加する。尚、この分極電圧は、一般的に、アクチュエータ駆動電圧（上述した駆動電位とグランド電位の電位差））よりも高い電圧である。これにより、複数の個別電極４２と４つの分割電極４６との間に挟まれた、圧電層４１の複数の活性部４１ａをそれぞれ厚み方向に分極し、所望の圧電特性を得る。

（測定工程）
個別電極４２と共通電極４４（分極電極４６）との間に絶縁材料である圧電層４１が挟まれて構成された活性部４１ａは、ある静電容量を有する一種のコンデンサとみなすことができる。また、上記分極処理が施されると、活性部４１ａの圧電特性が向上するとともに、その静電容量も上昇する。つまり、活性部４１ａの静電容量値は、その圧電特性を表すパラメータであると言える。そこで、前記分極工程後に、複数の活性部４１ａのそれぞれについて、その静電容量を静電容量計で計測する。

（判定工程）
個別接点４５とＦＰＣ４８、あるいは、補強接点４９（共通電極用の接点）とＦＰＣ４８との間に、接続不良が存在すると、そのような接続不良の接点と導通する電極によって分極がなされる活性部４１ａにおいては十分な電圧が印加されないために分極処理が不十分となり、前記測定工程で測定された静電容量の値は、正常な分極処理がなされた場合と比較して低くなる。そこで、この判定工程では、複数の活性部４１ａのうちの１つでも、測定された静電容量の値が、正常な分極処理が行われた場合の所定の静電容量値を下回った場合には、接点とＦＰＣ４８との接続状態が不良であると判定する。

尚、ある個別接点４５に接続不良がある場合には、その個別接点４５と導通する個別電極４２によって分極される１つの活性部４１ａにおいてのみ、静電容量が異常値を示すことになる。一方、ある補強接点４９に接続不良がある場合には、その補強接点４９と導通する分割電極４６によって分極される複数の活性部４１ａの全てにおいて、静電容量が異常を示すことになる。従って、どの活性部４１ａの静電容量が異常であるかによって、接続不良が生じている個別接点４５、あるいは、補強接点４９を特定することはできる。しかしながら、接点種類にかかわらず、どれか１つでも接点に接続不良が生じており、分極処理が不十分な活性部４１ａが存在すると、そのインクジェットヘッド３は製品として使用できるものではないため、実際には接続不良が生じている接点を特定することにさほど重要な意味はない。

また、判定工程において、全ての活性部４１ａの静電容量が正常値を示した場合には、全ての個別接点４５、及び、全ての補強接点４９の接続状態が良好と判定し、スイッチ回路６０により、４つの分割電極４６を互いに導通させておく。これにより、４つの分割電極４６を１つの共通電極４４として機能させ、４つの分割電極４６を独立して使用する場合と比較して、共通電極４４の電気抵抗を低下させることができる。

以上説明した実施形態においては、共通電極４４が４つの分割電極４６に分割されて、４つの補強接点４９が４つの分割電極４６と導通し、それぞれ共通電極用の接点を兼ねている。そのため、各分割電極４６と個別電極４２に挟まれる活性部４１ａに所定の分極電圧を印加して分極処理を行った後に、活性部４１ａの静電容量を測定することで、その測定された静電容量の値から、活性部４１ａの分極の程度を把握し、それによって、補強接点４９の接続状態の良否を検査することができる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］前記実施形態では、駆動ＩＣ４７内のスイッチ回路６０は、プリンタ１の使用中は常にＯＮで、４つの分割電極４６を互いに導通状態にしている。しかし、プリンタ１の使用状況に応じて、スイッチ回路６０をＯＦＦにして、４つの分割電極４６の間を非導通の状態とすることもできる。

例えば、分割電極４６がインクの種類毎で分けられている場合を考える。図９は、この変更形態を説明する、前記実施形態の図７に相当する図であり、この図９で示される４つの分割電極４６のうち、図中左側の、面積の小さな２つの分割電極４６ａ，４６ｂは、ブラックインクを噴射するノズル列３１ｋに対応する（ブラック用の個別電極４２ｋのみと対向する）、ブラック用の共通電極である。また、図中右側の、面積の大きな２つの分割電極４６ｃ，４６ｄは、３色（イエロー、シアン、マゼンタ）のカラーインクを噴射するノズル列３１ｙ，３１ｃ，３１ｍに対応する（カラー用の個別電極４２ｙ，４２ｃ，４２ｍのみと対向する）、カラー用の共通電極である。

テキスト印字などではブラックインクのみを使用し、カラーインクは使用しない。このような場合に、ノズル列３１ｋのみからインク（ブラックインク）を噴射させるために、駆動ＩＣ４７からブラック用の個別電極４２ｋに駆動信号が供給されたときに、ブラック用個別電極４２ｋと活性部４１ａを挟んで対向する２つの分割電極４６ａ，４６ｂの電極電位が、瞬間的にグランド電位に対して変動することがある。このとき、４つの分割電極４６ａ〜４６ｄが互いに導通していると、ブラック用の分割電極４６ａ，４６ｂに生じた電位変動が、カラー用の分割電極４６ｃ，４６ｄまで伝わり、カラーのノズル列３１ｙ，３１ｃ，３１ｍを駆動する活性部４１ａに不必要な電圧が印加されてしまう（クロストーク）。この電圧は、カラーインクを噴射させるときに印加される駆動電圧と比べれば小さいものの、その電圧の程度によっては、テキスト印字中には噴射すべきでないカラーインクが噴射されてしまう虞もある。

そこで、ブラック用のノズル列３１ｋのみからインクを噴射させ、カラー用のノズル列３１ｙ，３１ｃ，３１ｍからはインクを噴射させない場合には、駆動ＩＣ４７内のスイッチ回路６０は、ブラック用分割電極４６ａ，４６ｂとカラー用分割電極４６ｃ，４６ｄの間を非導通状態とする。これにより、カラー用分割電極４６ｃ，４６ｄに電位変動が伝わるのを防止できる。尚、ブラックインクとカラーインクの両方を使用する場合には、前記実施形態と同様に、スイッチ回路６０は、４つの分割電極４６ａ〜４６ｄの間を導通状態にする。

２］図７のように、前記実施形態では、４つの分割電極４６を互いに導通させるスイッチ回路６０は、ＦＰＣ４８に実装された駆動ＩＣ４７内に設けられていたが、この場合、スイッチ回路６０は、ＦＰＣ４８の配線、導通用接点５６、及び、圧電層４１のスルーホール内の導電材を介して分割電極４６に接続されることとなり、分割電極４６からスイッチ回路６０までの電気抵抗（即ち、分割電極４６同士を導通させる導通手段の電気抵抗）が大きくなってしまうことも考えられる。従って、分割電極４６間の電気抵抗をできるだけ小さくするという観点からは、スイッチ回路６０は、圧電アクチュエータ８側に設けられてもよい。

例えば、圧電アクチュエータ８（上側の圧電層４１）の上面にスイッチ回路６０が設けられてもよい。この場合、４つの分割電極４６からスルーホールによって圧電アクチュエータ８の上面まで４つの導通用の電極が引き出された上で、圧電アクチュエータ８の上面のスイッチ回路６０によって、４つの導通用の電極（４つの分割電極４６）の間の導通／非導通が切り換えられる。また、４つの分割電極４６と同一平面（上側の圧電層４１の下面、あるいは、下側の圧電層４０の上面）にスイッチ回路６０が設けられてもよい。

３］４つの分割電極４６を導通させる導通手段は、導通／非導通を切り換え可能なスイッチには限られない。例えば、接点接続状態の検査時には４つの分割電極４６を非導通状態とし、検査完了後に、ペースト状の導電材やハンダ等を４つの分割電極４６に付着させるなどして、４つの分割電極４６を互いに導通状態にしてもよい。但し、この場合は、前記実施形態のスイッチ回路６０と違って、プリンタ１の使用時に、４つの分割電極４６の間を再び非導通状態に切り換えることはできず、常に導通状態でプリンタ１を使用することになる。

４］前記実施形態では、４つの補強接点４９が、ＦＰＣ４８と接合される圧電アクチュエータ８の上面の四隅に設けられていたが、補強接点４９の位置や数、あるいは、形状等は、前記実施形態に限定されるものではない。但し、位置については、補強接点４９はＦＰＣ４８の剥離防止を主目的に設けられるものであるから、ＦＰＣ４８と接合される圧電アクチュエータ８の上面の縁部に配置されるのが効果的である。尚、個々の補強接点４９の接続状態を検出できるように、分割電極４６は補強接点４９と１対１で対応している必要があり、それゆえ、分割電極４６の数は補強接点４９の数と同数となる。例えば、１０個の補強接点４９が設けられる場合は、共通電極４４の分割数（分割電極４６の数）も１０となる。

以上、インクジェットヘッドの圧電アクチュエータを例に挙げて本発明の適用例を説明したが、本発明の適用は、インクジェットプリンタの分野に限られるものではなく、これ以外の他の技術分野で用いられる圧電アクチュエータに適用することはもちろん可能である。

１ インクジェットプリンタ
３ インクジェットヘッド
７ 圧電アクチュエータ装置
８ 圧電アクチュエータ
３０ ノズル
４０，４１ 圧電層
４１ａ 活性部
４２ 個別電極
４４ 共通電極
４５ 個別接点
４６ 分割電極
４８ フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）
４９ 補強接点
６０ スイッチ回路

Claims (5)

1. 圧電層と、この圧電層に設けられた複数の個別電極と、同じく前記圧電層に設けられて前記複数の個別電極と前記圧電層を挟んで対向する共通電極とを有し、且つ、その一表面に前記複数の個別電極とそれぞれ導通する複数の個別接点が設けられた圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータの前記一表面を覆うように配設される配線基板との接続において、
   前記圧電アクチュエータの前記一表面に、前記配線基板の前記圧電アクチュエータとの接続を補強するために前記複数の個別接点とは別に設けられた複数の補強接点の、前記配線基板との接続状態を検査する方法であって、
   前記共通電極は前記複数の補強接点と同じ数の分割電極に分割された上で、前記複数の分割電極と前記複数の補強接点とがそれぞれ導通し、前記複数の補強接点が前記共通電極と前記配線基板とを接続する共通電極用の接点を兼ねており、
   前記複数の分割電極間が全て非導通の状態で、前記配線基板から各分割電極とこれに対向する前記個別電極との間に所定の分極電圧を印加して、両電極に挟まれた圧電層部分を分極する分極工程と、
   各分割電極とこれに対向する前記個別電極の間の前記圧電層部分の静電容量を測定する測定工程と、
   前記測定工程で測定された、各分割電極に対応する前記圧電層部分の静電容量に基づいて、その分割電極に導通する前記補強接点の接続状態を判定する判定工程と、
   を備えていることを特徴とする補強接点の接続状態検査方法。
2. 前記判定工程において、全ての補強接点の接続状態が良好と判定された場合には、前記複数の分割電極を互いに導通させることを特徴とする請求項１に記載の補強接点の接続状態検査方法。
3. 圧電層と、この圧電層に設けられた複数の個別電極と、同じく前記圧電層に設けられて前記複数の個別電極と前記圧電層を挟んで対向する共通電極とを有し、且つ、その一表面に前記複数の個別電極とそれぞれ導通する複数の個別接点が設けられた圧電アクチュエータと、
   前記圧電アクチュエータの前記一表面を覆うように配設され、前記複数の個別接点と接続される配線基板とを有し、
   前記圧電アクチュエータの前記一表面には、前記配線基板の前記圧電アクチュエータとの接続を補強するための複数の補強接点が前記複数の個別接点とは別に設けられて、前記配線基板と接続され、
   前記共通電極は、前記複数の補強接点と同じ数の分割電極に分割された上で、前記複数の分割電極と前記複数の補強接点とがそれぞれ導通し、前記複数の補強接点が前記共通電極と前記配線基板とを接続する共通電極用の接点を兼ねており、
   前記複数の分割電極の間を少なくとも非導通状態から導通状態にする導通手段を有することを特徴とする圧電アクチュエータ装置。
4. 前記導通手段は、前記複数の分割電極の間の導通／非導通を切り換えるスイッチであることを特徴とする請求項３に記載の圧電アクチュエータ装置。
5. 前記圧電アクチュエータは、異なる２種類の液体をそれぞれ噴射する第１ノズルと第２ノズルを備えた液体噴射装置用のアクチュエータであり、
   前記複数の個別電極は、前記第１ノズルから液体を噴射させるための第１個別電極と、前記第２ノズルから液体を噴射させるための第２個別電極を含み、
   前記共通電極を構成する前記複数の分割電極は、前記第１個別電極のみと対向する第１分割電極と、前記第２個別電極のみと対向する第２分割電極とを含み、
   前記第１ノズルと前記第２ノズルの一方のみから液体を噴射させる場合に、前記スイッチは、前記第１分割電極と前記第２分割電極を非導通状態にすることを特徴とする請求項４に記載の圧電アクチュエータ装置。
   

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