JP6589459B2 - インクジェットヘッドおよびインクジェット装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧電体を用いたインクジェットヘッドおよびインクジェット装置に関する。

インクジェット装置は、インクジェットヘッドからインクを吐出することにより、被印刷面に印字や描画を行う装置である。インクジェット装置に搭載されるインクジェットヘッドは、インクを充填するための圧力室と、圧力室にインクを導くための流路と、圧力室に繋がるノズルと、圧力室に充填されたインクに圧力を付与するアクチュエータとを備える。アクチュエータを駆動して圧力室内の圧力を高めることにより、圧力室に充填されたインクがノズルから吐出される。

上記構成のインクジェットヘッドでは、アクチュエータの駆動源として圧電体が用いられ得る。この場合、圧電体は、ノズルごと、すなわち圧力室ごとに個別に配置される。したがって、インクジェットヘッドには、個々の圧電体に駆動信号（電圧）を印加するための構成が必要となる。

以下の特許文献１には、圧電素子の個別電極に駆動信号を与えるために、半田接合またはＡＣＦ（異方導電性膜）接合もしくはワイヤボンディングで、個別電極にＦＰＣケーブルが接続された構成が示されている。ＦＰＣケーブルには、各圧電素子に選択的に駆動波形を印加するための駆動回路（ドライバＩＣ）が接続されている。

特開２０１４−１０８５５２号公報

一般に、インクジェットヘッドには、吐出するインクの色ごとに、複数列のノズルが設けられている。ここで、各色のインクは、粘度等が互いに相違するため、各列のノズルに対応付けられた圧電体には、それぞれ、各色のインクに適する波形の駆動信号が印加される。

ここで、複数列のノズルに対応付けられて複数列の圧電体が一つのアクチュエータに配置される場合、当該アクチュエータには、各列の圧電体に駆動信号を印加するための端子と、各端子を対応する圧電体に電気的に接続するためのパターン配線が設けられ得る。この場合、列ごとに前記端子と駆動回路（ドライバＩＣ）を設ける方法を採り得るが、こうすると、インクジェットヘッドの構成が複雑になり、且つ、コストの上昇を招いてしまう。

かかる課題に鑑み、本発明は、単一の駆動回路によって複数列の圧電体に精度良く駆動信号を供給することが可能なインクジェットヘッドおよびインクジェット装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、インクジェットヘッドに関する。第１の態様に係るインクジェットヘッドは、アクチュエータと、インクが充填され、前記アクチュエータが駆動されることにより前記インクの圧力が変化する圧力室と、前記アクチュエータが駆動されることにより前記圧力室に充填された前記インクを吐出するノズルと、少なくとも第１の駆動波形と、前記第１の駆動波形と異なる第２の駆動波形とを出力する駆動回路と、を備える。ここで、アクチュエータは、所定の間隔で所定の配列方向に一列に並ぶ複数の圧電体からなる第１の圧電体群と、前記第１の圧電体群に対して前記配列方向に垂直な方向に隣り合う位置に、前記所定の間隔で前記配列方向に一列に並ぶ複数の圧電体からなる第２の圧電体群と、前記第１の圧電体群に対して前記第２の圧電体群と反対側に配置され、前記第１の圧電体群の個々の前記圧電体と前記第２圧電体群の個々の前記圧電体とにそれぞれ駆動信号を供給するための複数の端子からなる端子群と、前記端子群の前記各端子をそれぞれ対応する前記圧電体に接続するためのパターン配線と、を有し、前記第１の圧電体群の前記圧電体と、前記第２の圧電体群の前記圧電体とが、前記配列方向に垂直な方向に並ぶように配置されており、前記第２の圧電体群の前記圧電体と前記端子とを接続する前記パターン配線が、前記第１の圧電体群の隣り合う２つの前記圧電体の間の隙間を通るように設定されている。また、前記第２の圧電体群の前記圧電体と前記端子とを接続する前記パターン配線は、前記端子から前記配列方向に垂直な方向に直線状に延びて前記隙間を通る第１部分と、前記第１部分の前記端子側とは反対側の端部から前記配列方向に延びて前記第２の圧電体群の前記圧電体に接続される第２部分とからなる。また、前記駆動回路は、前記第１の圧電体群に接続された前記端子を介して前記第１の駆動波形を前記第１の圧電体群に印加し、前記第２の圧電体群に接続された前記端子を介して前記第２の駆動波形を前記第２の圧電体群に印加する。

本態様に係るインクジェットヘッドによれば、前記端子群の各端子に単一の駆動回路の信号線を接続することにより、第１および第２の圧電体群の圧電体を駆動することができる。また、第２の圧電体群の圧電体と端子とを接続するパターン配線が、第１の圧電体群の隣り合う２つの圧電体の間の隙間を通るように設定されているため、第２の圧電体群の各圧電体に接続されるパターン配線を、第１の圧電体群を迂回して大きく引きまわす必要がない。よって、アクチュエータの大型化を回避でき、また、配線パターン導通時に駆動信号に減衰やノイズの重畳等が生じることを抑制することができる。よって、本態様に係るインクジェットヘッドによれば、大型化を回避しながら、単一の駆動回路によって複数列の圧電体に精度良く駆動信号を供給することが可能なインクジェットヘッドを提供することができる。

本発明の第２の態様は、インクジェット装置に関する。第３態様に係るインクジェット装置は、第２の態様に係るインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部と、を備える。

第２の態様によれば、上記第１の態様と同様、大型化を回避しながら、単一の駆動回路によって複数列の圧電体に精度良く駆動信号を供給することが可能なインクジェット装置を実現できる。

以上のとおり、本発明によれば、単一の駆動回路によって複数列の圧電体に精度良く駆動信号を供給することが可能なインクジェットヘッドおよびインクジェット装置を提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１（ａ）は実施の形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す図、図１（ｂ）は実施の形態に係るアクチュエータと構造体とを組み合わせた構成を模式的に示す図である。 図２（ａ）は実施の形態に係るアクチュエータと構造体の一部を拡大した図、図２（ｂ）は、メイン流路と圧力室の部分を模式的に示す図である。図２（ｃ）は、構造体におけるノズルの配列を模式的に示す図である。 図３（ａ）は、実施の形態に係るアクチュエータに配された端子と配線パターンを模式的に示す図、図３（ｂ）は、実施の形態に係るアクチュエータの端子と駆動回路との接続を模式的に示す図である。 図４は、実施の形態に係るアクチュエータと駆動回路の電気的接続状態を模式的に示す図である。 図５（ａ）は、インクの粘度に応じて変更される駆動波形の例を模式的に示す図、図５（ｂ）は、インクのドット径（インク滴量）に応じて変更される駆動波形の例を模式的に示す図である。 図６は、実施の形態に係るインクジェット装置の構成を示すブロック図である。 図７は、比較例に係るアクチュエータの構成の一部を模式的に示す図である。 図８（ａ）は、他の比較例に係るアクチュエータの構成を駆動回路との接続状態とともに模式的に示す図である。図８（ｂ）は、他の実施の形態に係るアクチュエータの構成を駆動回路との接続状態とともに模式的に示す図である。 図９は、変更例に係るアクチュエータの構成を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。便宜上、各図には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｚ軸方向がインクジェットヘッド１の高さ方向であり、Ｚ軸正方向が下方向である。また、Ｘ軸方向がインクジェットヘッド１の厚み方向で、Ｙ軸方向がインクジェットヘッド１の幅方向である。インクジェットヘッド１は、Ｚ軸正方向（下方向）にインクを吐出する。

図１（ａ）は、実施の形態に係るインクジェットヘッド１の構成を示す図であり、図１（ｂ）は、実施の形態に係るアクチュエータ３０と構造体４０とを組み合わせた構成を模式的に示す図である。

図１（ａ）に示すように、インクジェットヘッド１は、収納ボックス１０と、ヘッドベース２０とを備える。収納ボックス１０は、ヘッドベース２０に対して着脱可能となっている。

収納ボックス１０は、下面が開放された矩形の箱体からなっている。収納ボックス１０の上面には内部に繋がる切欠き１０ａが設けられ、この切欠き１０ａを介して回路基板１１が収納ボックス１０に収納されている。回路基板１１にはアクチュエータ３０を駆動するための駆動回路が実装されている。

ヘッドベース２０は、上下に貫通する矩形の開口２０ａを中央に有する枠体からなっている。開口２０ａのＹ軸正側とＹ軸負側に、それぞれ、開口２０ａと繋がる円形の穴部２０ｂが設けられている。開口２０ａの下端に、図１（ｂ）に示すアクチュエータ３０と構造体４０が設置される。アクチュエータ３０は、開口２０ａ内において回路基板１１と電気的に接続される。穴部２０ｂは、インク供給用のチューブ（図示せず）を開口２０ａ内部へと導くためのものである。アクチュエータ３０と回路基板１１の接続形態は、追って、図３（ｂ）および図４を参照して説明する。

図１（ｂ）に示すように、アクチュエータ３０は、長方形の輪郭を有する板体からなっている。アクチュエータ３０は、構造体４０の上面に重ねられる。構造体４０には、長方形の輪郭を有する板体からなっている。また、構造体４０には、Ｘ軸方向に並ぶ４つのメイン流路５１が形成されている。

アクチュエータ３０のＹ軸正側の端部とＹ軸負側の端部には、それぞれ、上下に貫通する４つのインク供給口３１がＸ軸方向に並んで形成されている。Ｙ軸方向に並ぶ２つのインク供給口３１はそれぞれ、一つのメイン流路５１に繋がっている。また、アクチュエータ３０の裏面には溝が形成されている。アクチュエータ３０が構造体４０に重ねられることにより、アクチュエータ３０裏面の溝と構造体４０の上面との間に、圧力室５２が形成される。圧力室５２は、構造体４０に形成された連絡流路５３（図２（ｂ）参照）を介してメイン流路５１に繋がっている。

なお、アクチュエータ３０上面のＸ軸負側の端部とＸ軸正側の端部には、それぞれ、回路基板１１のＦＰＣを接続するための端子群Ｔ１、Ｔ２が設けられている。端子群Ｔ１、Ｔ２の詳細については、追って、図３（ａ）を参照して説明する。

図２（ａ）は、図１（ｂ）の構成のＹ軸正側の端部を拡大した図である。上記のようにメイン流路５１は、端部がインク供給口３１に繋がっている。メイン流路５１に沿って多数の圧力室５２が配置され、各圧力室５２が連絡流路５３によってメイン流路５１に繋がっている。

図１（ｂ）に戻り、８つのインク供給口３１には、それぞれ、個別に管（図示せず）が嵌められ、各管にインク供給用のチューブ（図示せず）が接続される。管は、開口２０ａ内に配された支持部材によって支持され、管に接続されたチューブが穴部２０ｂを介して外部に引き出される。インク供給用のチューブと管を介してインクがインク供給口３１に供給される。これにより、メイン流路５１および連絡流路５３を通ってインクが圧力室５２に供給される。Ｙ軸方向に並ぶ２つのインク供給口３１には同じ色のインクが供給され、Ｘ軸方向に並ぶ４つのインク供給口３１には互いに異なる色のインクが供給される。したがって、図１（ｂ）の構成では、４色のインクがアクチュエータ３０に供給される。これにより、Ｙ軸方向に並ぶ圧力室５２には同じ色のインクが充填され、Ｘ軸方向に並ぶ圧力室５２には互いに異なる色のインクが充填される。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の構成を、圧力室５２のＹ軸方向の中央位置において、Ｘ−Ｚ平面に平行な面で切断した断面を模式的に示す断面図である。

メイン流路５１に流入されたインク６０は、連絡流路５３を通って圧力室５２に充填される。構造体４０は、メイン流路５１および連絡流路５３を有する上部材４０ａと、ノズル４１を有する下部材４０ｂからなっている。下部材４０ｂには、圧力室５２からＺ軸正方向に延びる流路の部分に、ノズル４１となる円形の孔が形成されている。ノズル４１は、Ｚ軸正方向に向かうに従って次第に径が小さくなっており、出口付近で径が均一になっている。また、アクチュエータ３０には、圧力室５２の上側に、上下方向（Ｚ軸方向）に変形可能な圧電駆動部３２が形成されている。圧電駆動部３２が下方に変形すると、圧力室５２の容積が減少し、圧力室５２に充填されたインク６０の圧力が高まる。これにより、ノズル４１からインク６０の液滴６１が吐出される。圧電駆動部３２は、図１（ｂ）の圧力室５２ごと、すなわちノズル４１ごとに個別に配されている。

本実施の形態では、圧電駆動部３２が圧電体薄膜からなる圧電体３３と、圧電体３３の変形に伴い変形する振動板３４と、圧電体３３に電圧（駆動信号）を印加するための上部電極３５を備える構成となっている。振動板３４は、各圧電体３３の下部電極（共通電極）を兼ねている。電圧が印加されることにより圧電体３３がＺ軸方向に変形し、これに伴い、振動板３４が変形する。これにより、インク６０の液滴６１がノズル４１から吐出される。

図２（ｃ）は、構造体４０におけるノズル４１の配列を模式的に示す図である。

図２（ｃ）に示すように、構造体４０には、複数のノズル４１が一列に並ぶように配置されている。構造体４０には、４つのノズル４１の列Ｌ１〜Ｌ４が配置されている。たとえば、列Ｌ１〜Ｌ４に、それぞれ、２００個のノズル４１が一定間隔で設けられている。各列のノズル４１の数はこれに限られるものではない。

本実施の形態では、各列のノズル４１に対応する位置に、圧電体３３が個別に配置されている。すなわち、アクチュエータ３０には、色ごとに１列に並ぶように複数の圧電体３３が配置されている。さらに、アクチュエータ３０には、各列の圧電体３３にそれぞれ駆動信号を供給するための複数の端子からなる端子群Ｔ１、Ｔ２（図１（ｂ）参照）と、端子群Ｔ１、Ｔ２の各端子をそれぞれ対応する圧電体３３に接続するためのパターン配線とが設けられている。

図３（ａ）は、アクチュエータ３０に配された端子と配線パターンを模式的に示す図である。図３（ａ）は、アクチュエータ３０をＸ軸負側から見た平面図であり、便宜上、インク供給口３１が省略されている。

図３（ａ）において、Ｈ１〜Ｈ４は、複数の圧電体３３からなる圧電体群を示している。圧電体群Ｈ１〜Ｈ４は、それぞれ、一定の間隔で一列に並ぶ圧電体３３からなっている。圧電体群Ｈ１〜Ｈ４は、それぞれ、図２（ｃ）に示すノズル４１の列Ｌ１〜Ｌ４に対応する。圧電体群Ｈ１〜Ｈ４の各圧電体３３は、それぞれ、列Ｌ１〜Ｌ４上のノズル４１の上方（Ｚ軸負側）に配置されている。本実施の形態では、圧電体群Ｈ１〜Ｈ４の圧電体３３がＸ軸方向に並ぶように配置されている。圧電体群Ｈ１〜Ｈ４にそれぞれ含まれる圧電体３３の数は、互いに同じである。

上記のように、アクチュエータ３０上面のＸ軸負側の端部とＸ軸正側の端部には、それぞれ、回路基板１１側の駆動回路を接続するための端子群Ｔ１、Ｔ２が設けられている。端子群Ｔ１は、圧電体群Ｈ１、Ｈ２の各圧電体３３に駆動信号を印加するためのものであり、端子群Ｔ２は、圧電体群Ｈ３、Ｈ４の各圧電体３３に駆動信号を印加するためのものである。

端子群Ｔ１に含まれる端子のうち、Ｙ軸正側の端の端子ＰＡＤ０は、全ての圧電体３３の共通電極（下部電極）である振動板３４に接続されている。端子群Ｔ１は、端子ＰＡＤ０に続いて、Ｙ軸負方向に、圧電体群Ｈ１の圧電体３３に駆動信号を印加するための端子ＰＡＤ１と圧電体群Ｈ２の圧電体３３に駆動信号を印加するための端子ＰＡＤ２が一定間隔で交互に配置されている。端子ＰＡＤ１は、それぞれ、圧電体群Ｈ１の圧電体３３のＸ軸負側に並んでいる。端子ＰＡＤ２は、それぞれ、圧電体群Ｈ１の隣り合う圧電体３３間の隙間のＸ軸負側に並んでいる。

端子群Ｔ２にも、端子群Ｔ１と同様、Ｙ軸正側の端に端子ＰＡＤ０が配置されている。端子群Ｔ２は、端子ＰＡＤ０に続いて、Ｙ軸負方向に、圧電体群Ｈ３の圧電体３３に駆動信号を印加するための端子ＰＡＤ３と圧電体群Ｈ４の圧電体３３に駆動信号を印加するための端子ＰＡＤ４が一定間隔で交互に配置されている。端子ＰＡＤ３は、それぞれ、圧電体群Ｈ４の隣り合う圧電体３３間の隙間のＸ軸正側に並んでいる。端子ＰＡＤ４は、それぞれ、圧電体群Ｈ４の圧電体３３のＸ軸正側に並んでいる。

さらに、アクチュエータ３０には、パターン配線ＳＰ１〜ＳＰ４が配されている。パターン配線ＳＰ１〜ＳＰ４は、製膜工程により形成される。パターン配線ＳＰ１〜ＳＰ４は、それぞれ、対応する圧電体３３の上部電極３５に接続されている。

端子群Ｔ１の端子ＰＡＤ１は、Ｘ軸正方向に直線状に延びるパターン配線ＳＰ１によって、Ｘ軸正側に隣り合う圧電体３３の上部電極３５に接続されている。また、端子群Ｔ１の端子ＰＡＤ２は、圧電体群Ｈ１の隣り合う圧電体３３間の隙間を通るパターン配線ＳＰ２によって、圧電体群Ｈ２の圧電体３３の上部電極３５に接続されている。パターン配線ＳＰ２は、端子ＰＡＤ２からＸ軸正方向に直線状に延びた後、圧電体群Ｈ２の圧電体３３のＹ軸負側でＹ軸正方向に曲がって圧電体群Ｈ２の圧電体３３の上部電極３５へと至っている。各パターン配線ＳＰ２は、圧電体群Ｈ１の隙間の並び方向に順番に、一つの隙間に収められている。パターン配線ＳＰ１は、全て長さが同じである。また、パターン配線ＳＰ２も、全て長さが同じである。

端子群Ｔ２の端子ＰＡＤ４は、Ｘ軸負方向に直線状に延びるパターン配線ＳＰ４によって、Ｘ軸負側に隣り合う圧電体３３の上部電極３５に接続されている。また、端子群Ｔ２の端子ＰＡＤ３は、圧電体群Ｈ４の隣り合う圧電体３３間の隙間を通るパターン配線ＳＰ３によって、圧電体群Ｈ３の圧電体３３の上部電極３５に接続されている。パターン配線ＳＰ３は、端子ＰＡＤ３からＸ軸負方向に直線状に延びた後、圧電体群Ｈ３の圧電体３３のＹ軸負側でＹ軸正方向に曲がって圧電体群Ｈ３の圧電体３３の上部電極３５へと至っている。各パターン配線ＳＰ３は、圧電体群Ｈ４の隙間の並び方向に順番に、一つの隙間に収められている。パターン配線ＳＰ３は、全て長さが同じである。また、パターン配線ＳＰ４も、全て長さが同じである。

図３（ｂ）は、アクチュエータ３０の端子ＰＡＤ０、ＰＡＤ１、ＰＡＤ２と駆動回路８０との接続を模式的に示す図である。なお、図３（ｂ）には、端子群Ｔ１側の接続形態が示されているが、端子群Ｔ２側も同様の形態で、駆動回路が端子群Ｔ２に接続されている。

図３（ｂ）に示すように、ＦＰＣ（Flexible printed circuits）７０を介して、駆動回路８０（ドライバＩＣ）が端子群Ｔ１に接続される。ＦＰＣ７０の端部には、端子群Ｔ１の端子ＰＡＤ０〜ＰＡＤ２にそれぞれ接続される端子を備えた端子部７１が設けられている。また、ＦＰＣ７０には、端子群Ｔ１の各端子に駆動信号を供給するための駆動回路８０が実装されている。駆動回路８０の各出力端子がパターン配線によって、端子部７１の端子に接続されている。駆動回路８０は、制御信号に基づいて、端子部７１の各端子に駆動信号を供給する。端子部７１の各端子は、それぞれ、端子群Ｔ１の端子ＰＡＤ０〜ＰＡＤ２に重ねられるようにして、半田等によって、端子群Ｔ１の端子ＰＡＤ０〜ＰＡＤ２に接続される。

図４は、アクチュエータ３０と駆動回路８０、９０の電気的接続状態を模式的に示す図である。図４には、端子群Ｔ１と駆動回路８０との接続形態の他、端子群Ｔ２と駆動回路９０（ドライバＩＣ）の接続形態も示されている。端子群Ｔ２と駆動回路９０の接続形態は、図３（ｂ）を参照して説明した端子群Ｔ１と駆動回路８０の接続形態と同様である。

また、図４では、端子ＰＡＤ１〜ＰＡＤ４を区別するために、便宜上、端子ＰＡＤ１〜ＰＡＤ４に互いに異なるハッチングが付されている。端子ＰＡＤ０の接続形態は図示省略されているが、端子群Ｔ１、Ｔ２の端子ＰＡＤ０も、それぞれ、駆動回路８０、９０の対応する端子に接続されている。

駆動回路８０、９０は、それぞれ、端子群Ｔ１、Ｔ２の各端子に対応づけられたスイッチ８１、９１を備えている。上から奇数番目のスイッチ８１は端子群Ｔ１の端子ＰＡＤ１に接続され、上から偶数番目のスイッチ８１は端子群Ｔ１の端子ＰＡＤ２に接続されている。また、上から奇数番目のスイッチ９１は端子群Ｔ２の端子ＰＡＤ４に接続され、上から偶数番目のスイッチ９１は端子群Ｔ２の端子ＰＡＤ３に接続されている。

駆動回路８０において、上から奇数番目のスイッチ８１は、並列に接続される。また、上から偶数番目のスイッチ８１も、並列に接続される。上から奇数番目のスイッチ８１には、回路基板１１（図１（ａ）参照）から、圧電体群Ｈ１に対応する色のインクの吐出に適した第１の駆動波形の駆動信号ＤＳ１が供給される。同様に、上から偶数番目のスイッチ８１にも、回路基板１１から、圧電体群Ｈ２に対応する色のインクの吐出に適した第２の駆動波形の駆動信号ＤＳ２が供給される。したがって、上から奇数番目のスイッチ８１と上から偶数番目のスイッチ８１が開閉制御されることにより、圧電体群Ｈ１、Ｈ２の圧電体３３に駆動信号ＤＳ１、ＤＳ２が印加され、対応するノズル４１からインクが吐出される。

駆動回路９０において、上から奇数番目のスイッチ９１は、並列に接続される。また、上から偶数番目のスイッチ９１も、並列に接続される。上から奇数番目のスイッチ８１には、回路基板１１（図１（ａ）参照）から、圧電体群Ｈ４に対応する色のインクの吐出に適した第４の駆動波形の駆動信号ＤＳ４が供給される。同様に、上から偶数番目のスイッチ９１にも、回路基板１１から、圧電体群Ｈ３に対応する色のインクの吐出に適した第３の駆動波形の駆動信号ＤＳ３が供給される。したがって、上から奇数番目のスイッチ９１と上から偶数番目のスイッチ９１が開閉制御されることにより、圧電体群Ｈ１、Ｈ２の圧電体３３に駆動信号ＤＳ４、ＤＳ３が印加され、対応するノズル４１からインクが吐出される。

スイッチ８１、９１の開閉は、回路基板１１から供給される制御信号によって制御される。こうして、印刷画像に対応するノズル４１からインクが被印刷面に吐出される。

図５（ａ）は、インクの粘度に応じて変更される駆動波形の例を模式的に示す図である。

インクの粘度が高くなると、インクをノズルから吐出する際の圧力を高める必要がある。このため、図５（ａ）に示すように、高粘度のインクでは、低粘度のインクに比べて、駆動波形の振幅が大きくなる。したがって、圧電体群Ｈ１〜Ｈ４の駆動によりそれぞれ吐出される各色のインクの粘度が互いに異なる場合は、各色のインクに適した振幅の駆動波形が、駆動信号ＤＳ１〜ＤＳ４の第１ないし第４の駆動波形として、設定される。

図５（ｂ）は、インクのドット径（インク滴量）に応じて変更される駆動波形の例を模式的に示す図である。

圧電体群Ｈ１〜Ｈ４ごとに、インクのドット径（インク滴量）を変更する必要がある場合が想定され得る。たとえば、インクの種類により、紙等の媒体にインク滴が着弾した後に、インクのにじみ量が異なり、媒体に定着した後のドット径がインク間で相違するような場合がある。このような場合、圧電体群Ｈ１〜Ｈ４ごとに、インクのドット径（インク滴量）を変更する必要がある。また、圧電体群Ｈ１〜Ｈ４間で圧電体３３の特性に多少のずれが生じる場合もあり、このような場合も、駆動波形を微妙に変化させる必要がある。

図５（ｂ）に示すように、インクのドット径（インク滴量）は、駆動波形に含まれるパスルの数によって調整され得る。ドット径（インク滴量）を高めるためには、駆動波形に含まれるパルスの数を増加させ、ドット径（インク滴量）を低下させるためには、駆動波形に含まれるパルスの数を減少させる。したがって、圧電体群Ｈ１〜Ｈ４の駆動によりそれぞれ吐出される各色のインクのドット径（インク滴量）が互いに異なる場合は、各色のインクに適したパルス数の駆動波形が、駆動信号ＤＳ１〜ＤＳ４の第１ないし第４の駆動波形として、設定される。

上記の観点から、本実施の形態では、駆動信号ＤＳ１〜ＤＳ４の第１ないし第４の駆動波形が互いに異なっている。これにより、各色のインクを適正に被印刷面に吐出、定着させることができる。

図６は、実施の形態に係るインクジェット装置の構成を示すブロック図である。

インクジェット装置は、上記構成を備えたインクジェットヘッド１の他、インク供給部２と、コントローラ３と、インタフェース４とを備える。

インク供給部２は、インクジェットヘッド１にインクを供給するための上述のチューブと、チューブに接続されたインクタンクと、インクタンクからチューブにインクを供給するためのポンプを備える。コントローラ３は、ＣＰＵとメモリを備え、メモリに保持されたプログラムに従ってインクジェットヘッド１およびインク供給部２を制御する。インタフェース４は、印刷すべき文字および図形等の描画情報の入力を受け付けて、当該描画情報をコントローラ３に出力する。

コントローラ３は、入力された描画情報に従ってインクジェットヘッド１を制御し、被印刷面に印字や描画を行う。 コントローラ３は、インクジェットヘッド１の回路基板１１を介して駆動回路８０、９０のスイッチ８１、９１を制御し、対応する圧電体３３に駆動信号を印加する。こうして、印刷画像に対応するノズル４１からインクが被印刷面に吐出される。

＜実施形態の効果＞
以上、本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。

端子群Ｔ１の各端子に単一の駆動回路８０の信号線を接続することにより、圧電体群Ｈ１、Ｈ２の圧電体３３を駆動することができる。また、圧電体群Ｈ２の圧電体３３と端子ＰＡＤ２とを接続するパターン配線ＳＰ２が、圧電体群Ｈ１の隣り合う２つの圧電体３３の間の隙間を通るように設定されているため、圧電体群Ｈ２の各圧電体３３に接続されるパターン配線ＳＰ２を、圧電体群Ｈ１を迂回して大きく引きまわす必要がない。

たとえば、図７に示す比較例のように、端子ＰＡＤ２を端子ＰＡＤ１のＹ軸正側とＹ軸負側に配置する構成が想定され得る。

この場合、端子ＰＡＤ２を配するためのスペースと、パターン配線ＳＰ２を引き回すためのスペースが必要となり、アクチュエータ３０が大型化する。このため、インクジェットヘッド１も大型化してしまう。

また、図７の比較例では、パターン配線ＳＰ２が長くなるため、パターン配線ＳＰ２を導通する間の駆動信号の減衰が大きくなり、また、駆動信号にノイズが重畳し易くなる。また、パターン配線ＳＰ２の長さが異なるため、パターン配線ＳＰ２ごとに駆動信号の減衰量も相違することになる。このため、圧電体群Ｈ２の各圧電体３３に同じ大きさの駆動信号を印加するためには、端子ＰＡＤ２に印加する駆動信号の大きさを個別に調節する必要がある。

さらに、図７の比較例では、圧電体群Ｈ１、Ｈ２の間の隙間にパターン配線ＳＰ２を通す必要があるため、パターン配線ＳＰ２間の間隔が非常に狭くなる。このため、パターン配線ＳＰ２間で信号干渉が生じ、駆動信号が劣化する。この問題は、ノズル４１の数が増加して、圧電体３３の数が増加するに伴って顕著になる。

これに対し、本実施の形態では、圧電体群Ｈ２の各圧電体３３に接続されるパターン配線ＳＰ２を、圧電体群Ｈ１を迂回して大きく引きまわす必要がないため、アクチュエータ３０の大型化を回避でき、インクジェットヘッド１の大型化を回避できる。また、パターン配線ＳＰ２が短くなるため、配線パターン導通時に駆動信号に減衰やノイズの重畳等が生じることを抑制できる。また、パターン配線ＳＰ２の長さが同じであるため、端子ＰＡＤ２に印加する駆動信号の大きさを個別に調節しなくても、圧電体群Ｈ２の各圧電体３３に印加される駆動信号を均一にできる。さらに、パターン配線ＳＰ２間の間隔を広くとることができるため、パターン配線ＳＰ２間で信号干渉が生じることもない。これらの効果は、端子群Ｔ２と圧電体群Ｈ３、Ｈ４との関係でも同様である。

よって、本実施の形態によれば、大型化を回避しながら、単一の駆動回路８０によって複数列の圧電体３３に精度良く駆動信号を供給することが可能なアクチュエータ３０を提供することができる。

なお、図８（ａ）の比較例に示すように、アクチュエータ３０に圧電体群Ｈ１、Ｈ２のみを配置し、圧電体群Ｈ１、Ｈ２に対して個別に駆動回路８０ａ、８０ｂを設ける構成も想定され得る。この構成では、圧電体群Ｈ１のＸ軸負側に端子ＰＡＤ１が配置され、圧電体群Ｈ２のＸ軸正側に端子ＰＡＤ２が配置される。また、駆動回路８０ａ、８０ｂがそれぞれＦＰＣ７０ａ、７０ｂに実装され、ＦＰＣ７０ａ、７０ｂの端子部７１ａ、７１ｂが、それぞれ、端子群Ｔ１、Ｔ２の各端子に接続される。

この比較例では、パターン配線ＳＰ２を大きく引き回す必要がないため、アクチュエータ３０の大型化を回避でき、また、駆動信号の減衰や劣化を抑制できる。しかしながら、この比較例では、圧電体群Ｈ１、Ｈ２ごとに個別に駆動回路８０ａ、８０ｂが設けられるため、インクジェットヘッド１の構成が複雑になり、且つ、コストの上昇を招いてしまう。

これに対し、本実施の形態によれば、図８（ｂ）に示すように、アクチュエータ３０に圧電体群Ｈ１、Ｈ２のみが配置されている場合も、圧電体群Ｈ１、Ｈ２に対して一つの駆動回路８０が設けられるため、インクジェットヘッド１の構成を簡素にでき、且つ、コストの上昇を抑制することができる。なお、図８（ｂ）の構成は、図３（ｂ）の構成から、圧電体群Ｈ３、Ｈ４の構成を省略し、アクチュエータ３０をＸ軸方向に小型化したものである。

また、本実施の形態では、圧電体群Ｈ１のための端子ＰＡＤ１と圧電体群Ｈ２のための端子ＰＡＤ２が交互に並ぶように配置され、圧電体群Ｈ２のための端子ＰＡＤ２にそれぞれ接続された各パターン配線ＳＰ２が、圧電体群Ｈ１の圧電体３３間の隙間の並び方向に順番に、一つの隙間に収められるように、パターン配線ＳＰ２が設定されている。このため、パターン配線ＳＰ２の長さを同じにしながら、パターン配線ＳＰ２を対応する圧電体３３に円滑に接続することができる。

また、本実施の形態では、圧電体群Ｈ１のための端子ＰＡＤ１の側方に圧電体群Ｈ１の圧電体３３が並び、圧電体群Ｈ２のための端子ＰＡＤ２の側方に圧電体群Ｈ１の圧電体３３間の隙間が並ぶように、端子群Ｔ１と圧電体群Ｈ１、Ｈ２が設定されている。このため、圧電体群Ｈ１の各圧電体３３と端子ＰＡＤ１を直線状のパターン配線ＳＰ１で接続でき、且つ、パターン配線ＳＰ２を各端子ＰＡＤ２から直線状に隙間を通すことができる。これにより、パターン配線ＳＰ１、ＳＰ２を最短距離で円滑に、端子ＰＡＤ１、ＰＡＤ２から対応する圧電体３３に接続できる。

また、本実施の形態では、圧電体群Ｈ１、Ｈ２の他に、圧電体群Ｈ３、Ｈ４がアクチュエータ３０に配置され、さらに、圧電体群Ｈ３、Ｈ４の各圧電体３３にそれぞれ駆動信号を供給するための複数の端子ＰＡＤ３、ＰＡＤ４からなる端子群Ｔ２がアクチュエータ３０に設けられている。このため、アクチュエータ３０のＸ軸方向の両側にそれぞれ駆動回路８０、９０を接続することにより、インクジェットヘッド１が必要とする全てのノズル４１に対応する圧電体３３を駆動することができる。よって、インクジェットヘッド１の構成を簡素化することができる。

＜変更例＞
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に何らの制限を受けるものではない。

たとえば、上記実施の形態では、圧電体群Ｈ１の各圧電体３３の側方に圧電体群Ｈ２の各圧電体３３が並び、圧電体群Ｈ４の各圧電体３３の側方に圧電体群Ｈ３の各圧電体３３が並ぶ構成であったが、図９に示すように、圧電体群Ｈ１の圧電体３３間の隙間の側方に圧電体群Ｈ２の圧電体３３が並び、圧電体群Ｈ４の圧電体３３間の隙間の側方に圧電体群Ｈ３の圧電体３３が並ぶ構成であっても良い。こうすると、パターン配線ＳＰ２、ＳＰ３を直線状かつ最短にできる。よって、パターン配線ＳＰ２、ＳＰ３を導通する際の駆動信号の減衰および劣化を最低限に抑えることができる。

また、上記実施の形態では、圧電体群Ｈ１の圧電体３３間の隙間を１つのパターン配線ＳＰ２が通る構成であったが、隙間を通るパターン配線の数は、必ずしも一つでなくともよく、圧電体群Ｈ１〜Ｈ４のレイアウトによっては、２つ以上のパターン配線が一つの隙間を通る構成であっても良い。また、端子群Ｔ１、Ｔ２の配置位置も圧電体群Ｈ１〜Ｈ４のレイアウトに応じて適宜変更可能である。

この他、インクジェットヘッド１やアクチュエータ３０の構成、および、メイン流路５１、圧力室５２、連絡流路５３の形状や構成も、上記実施の形態のものに限定されるものではない。また、上記実施の形態では、Ｙ軸方向に並ぶ２つのインク供給口３１からインクが供給されたが、一つのメイン流路に対して一つのインク供給口３１が設けられても良く、あるいは、インク供給口３１から圧力室５２を経由した後インクを排出させるための流路とインク排出口が設けられても良い。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１ … インクジェットヘッド
３０ … アクチュエータ
３３ … 圧電体
４１ … ノズル
５２ … 圧力室
８０、９０ … 駆動回路
Ｔ１ … 端子群
Ｔ２ … 端子群（他の端子群）
ＰＡＤ１〜ＰＡＤ４ … 端子
Ｈ１ … 圧電体群（第１の圧電体群）
Ｈ２ … 圧電体群（第２の圧電体群）
Ｈ３ … 圧電体群（第３の圧電体群）
Ｈ４ … 圧電体群（第４の圧電体群）

Claims (6)

1. アクチュエータと、
   インクが充填され、前記アクチュエータが駆動されることにより前記インクの圧力が変化する圧力室と、
   前記アクチュエータが駆動されることにより前記圧力室に充填された前記インクを吐出するノズルと、
   少なくとも第１の駆動波形と、前記第１の駆動波形と異なる第２の駆動波形とを出力する駆動回路と、を備え、
   前記アクチュエータは、
   所定の間隔で所定の配列方向に一列に並ぶ複数の圧電体からなる第１の圧電体群と、
   前記第１の圧電体群に対して前記配列方向に垂直な方向に隣り合う位置に、前記所定の間隔で前記配列方向に一列に並ぶ複数の圧電体からなる第２の圧電体群と、
   前記第１の圧電体群に対して前記第２の圧電体群と反対側に配置され、前記第１の圧電体群の個々の前記圧電体と前記第２の圧電体群の個々の前記圧電体とにそれぞれ駆動信号を供給するための複数の端子からなる端子群と、
   前記端子群の前記各端子をそれぞれ対応する前記圧電体に接続するためのパターン配線と、を有し、
   前記第１の圧電体群の前記圧電体と、前記第２の圧電体群の前記圧電体とが、前記配列方向に垂直な方向に並ぶように配置されており、
   前記第２の圧電体群の前記圧電体と前記端子とを接続する前記パターン配線が、前記第１の圧電体群の隣り合う２つの前記圧電体の間の隙間を通るように設定され、
   前記第２の圧電体群の前記圧電体と前記端子とを接続する前記パターン配線は、前記端子から前記配列方向に垂直な方向に直線状に延びて前記隙間を通る第１部分と、前記第１部分の前記端子側とは反対側の端部から前記配列方向に延びて前記第２の圧電体群の前記圧電体に接続される第２部分とからなり、
   前記駆動回路は、前記第１の圧電体群に接続された前記端子を介して前記第１の駆動波形を前記第１の圧電体群に印加し、前記第２の圧電体群に接続された前記端子を介して前記第２の駆動波形を前記第２の圧電体群に印加する、
   ことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
   前記第１の圧電体群のための前記端子と前記第２の圧電体群のための前記端子が交互に並ぶように配置され、
   前記第２の圧電体群のための前記端子にそれぞれ接続された前記各パターン配線が、前記隙間の並び方向に順番に、一つの前記隙間に収められるように、前記パターン配線が設定されている、
   ことを特徴とするインクジェットヘッド。
3. 請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
   前記第１の圧電体群のための前記端子と、前記第１の圧電体群の前記圧電体とが、前記配列方向に垂直な方向に並んで配置され、前記第２の圧電体群のための前記端子と、前記第１の圧電体群の前記圧電体間の前記隙間とが、前記配列方向に垂直な方向に並んで配置されるように、前記端子群と前記第１の圧電体群が設定されている、
   ことを特徴とするインクジェットヘッド。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
   前記駆動回路が実装されているＦＰＣを備え、
   前記端子群は、単一の列をなしており、
   前記ＦＰＣは、前記駆動回路に接続された端子部を有し、当該端子部が前記端子群に接続されており、
   前記駆動回路は、前記ＦＰＣの前記端子部、及び前記第１の圧電体群に接続された前記端子を介して前記第１の駆動波形を前記第１の圧電体群に印加し、前記ＦＰＣの前記端子部、及び前記第２の圧電体群に接続された前記端子を介して前記第２の駆動波形を前記第２の圧電体群に印加する、
   ことを特徴とするインクジェットヘッド。
5. 請求項１ないし４の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
   前記アクチュエータは、
   前記第２の圧電体群に対して前記第１の圧電体群と反対側に隣り合う位置に、所定の間隔で前記配列方向に一列に並ぶ複数の圧電体からなる第３の圧電体群と、
   前記第３の圧電体群に対して前記第２の圧電体群と反対側に隣り合う位置に、所定の間隔で前記配列方向に一列に並ぶ複数の圧電体からなる第４の圧電体群と、
   前記第４の圧電体群に対して前記第３の圧電体群と反対側に配置され、前記第３の圧電体群の個々の前記圧電体と前記第４の圧電体群の個々の前記圧電体とにそれぞれ駆動信号を供給するための複数の端子からなる他の端子群と、をさらに有し、
   少なくとも第３の駆動波形と、前記第３の駆動波形と異なる第４の駆動波形とを出力する他の駆動回路をさらに備え、
   前記第３の圧電体群の前記圧電体と前記他の端子群の前記端子とを接続する前記パターン配線が、前記第４の圧電体群の隣り合う２つの前記圧電体の間の隙間を通るように設定され、
   前記他の駆動回路は、前記第３の圧電体群に接続された前記他の端子群の端子を介して前記第３の駆動波形を前記第３の圧電体群に印加し、前記第４の圧電体群に接続された前記他の端子群の端子を介して前記第４の駆動波形を前記第４の圧電体群に印加する、
   ことを特徴とするインクジェットヘッド。
6. 請求項１ないし５の何れか一項に記載のインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部と、を備える
   ことを特徴とするインクジェット装置。

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