JP4419754B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

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。

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ものである。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。

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、各圧力室に対向して配置された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。個別電極と接続されるＦＰＣには、各個別電極に対応するように複数の接続パッド（端子）が配置されていると共に、各個別電極に供給される駆動電圧を生成するドライバＩＣの出力端子と各接続パッドとを接続する信号線（配線）が配置されている。

特開２００３−３１１９５３号公報

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、印刷画質の向上及びインクジェットヘッドの小型化の両方の要求に対応するために、複数の圧力室がより高密度に配置されるに連れ、複数の圧力室にそれぞれ対応する個別電極の補助電極部も、圧電シート上に高密度に配置されることになる。それに伴って、複数の補助電極部にそれぞれ駆動電圧を供給する複数の信号線を有したＦＰＣが必要となるが、１枚のＦＰＣに各接続パッドから同方向に引き出された複数の信号線を高密度に形成するには限度がある。そこで複数のＦＰＣに信号線を形成することが考えられるがＦＰＣの面積が大きくなるためコストが高くなる。

そこで、本発明の目的は、ＦＰＣなどの平型柔軟ケーブルに形成される配線のピッチを広げつつ、平型柔軟ケーブルの面積を小さく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、搬送される被記録媒体に対して、この搬送方向と直交する方向に走査することで前記被記録媒体に記録するインクジェットヘッドである。そして、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置された流路ユニットと、前記流路ユニットに固定されていると共に、前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面に前記圧力室ごとに配置された複数の個別ランドを有しており、前記個別ランドに供給される駆動信号に基づいて、対応する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を備えている。さらに、前記アクチュエータユニットに前記吐出エネルギーを付与させるための制御信号が入力される複数の制御用端子、及び前記制御信号に基づいて生成された前記駆動信号を出力する複数の駆動信号端子を有する第１及び第２のドライバＩＣと、前記第１及び第２のドライバＩＣが実装されていると共に、複数の前記個別ランドに接合された複数の出力端子、複数の前記出力端子と前記第１のドライバＩＣにおける複数の前記駆動信号端子とに接続されている第１の駆動用配線、前記第１のドライバＩＣにおける複数の前記制御用端子から引き出された複数の第１の制御用配線、複数の前記出力端子と前記第２のドライバＩＣにおける複数の前記駆動信号端子とに接続されている第２の駆動用配線、及び前記第２のドライバＩＣにおける複数の前記制御用端子から引き出された複数の第２の制御用配線を有する平型柔軟ケーブルとを備えている。このとき、前記第１及び第２のドライバＩＣが複数の前記出力端子を挟むように配置され、前記第１の駆動用配線が前記第１のドライバＩＣから最も離れた前記出力端子に達していないこと及び前記第２の駆動用配線が前記第２のドライバＩＣから最も離れた前記出力端子に達していないことの少なくともいずれか一方が成り立っており、且つ、前記第２の制御用配線が、前記第２のドライバＩＣから、前記第１のドライバＩＣと前記第２のドライバＩＣとを結ぶ直線に直交する前記第１のドライバＩＣを通過する直線を越えてその反対側へと延在している。

本発明によると、各配線間のピッチを広くしつつ、平型柔軟ケーブルの面積を小さくすることができる。これにより、平型柔軟ケーブルの製造コストを低減することができる。また、出力端子の両側に第１及び第２のドライバＩＣが配置されているため、アクチュエータユニット及び流路ユニットに対する第１及び第２のドライバＩＣからの熱の影響を均一にすることができる。

本発明においては、前記第２の制御用配線が、前記出力端子同士の間を通過しないように配線されていてもよい。これによると、第２の制御配線を、第１及び第２の駆動用配線から放射されるノイズから保護することができる。

または、前記第２の制御用配線が、前記出力端子同士の間を通過するように配線されていてもよい。これによると、第２の制御配線を効率よく配置することができるため、平型柔軟ケーブルの面積をより小さくすることができる。

また、本発明においては、前記第１及び第２の制御用配線が、平型柔軟ケーブルの一端部に配置された接続用端子に接続されていることが好ましい。これによると、接続用端子を介して第１及び第２の制御用配線と上位の制御部側の端子とを効率よく接続することができる。

さらに、本発明においては、前記複数のノズルが、前記搬送方向に沿って配列されている複数のノズル列を形成しており、前記搬送方向に伸びて、前記アクチュエータユニットを２つの領域に区画する仮想線を仮想したとき、一方の前記領域に属するノズルに対応する前記出力端子に前記第１の駆動用配線が接続されていると共に、他方の前記領域に属するノズルに対応する前記出力端子に前記第２の駆動用配線が接続されており、且つ、一方の前記領域に属するノズル列の数と他方の前記領域に属するノズル列の数との差が１以下であることが好ましい。これによると、第１及び第２の駆動用配線が対向しないため、各配線間のピッチを効率よく広くすることができる。

加えて、本発明においては、前記流路ユニットが、互いに異なる複数の前記圧力室に連通する複数の共通インク室をさらに備えており、前記複数のノズルが、前記搬送方向に沿って配列されている複数のノズル列を形成していると共に、１又は複数の前記ノズル列からなる複数のノズル列群を形成している。そして、前記ノズル列群に関する前記圧力室が同一の前記共通インク室に連通している。前記搬送方向に伸びて、前記アクチュエータユニットを２つの領域に区画する仮想線を仮想したとき、一方の前記領域に属するノズルに対応する前記出力端子に前記第１の駆動用配線が接続されていると共に、他方の前記領域に属するノズルに対応する前記出力端子に前記第２の駆動用配線が接続されており、且つ、一方の前記領域に属するノズル列群の数と他方の前記領域に属するノズル列群の数との差が１以下であることが好ましい。これによると、共通インク流路毎に互いに異なる色のインクを供給する多色対応のインクジェットヘッドにおいても、第１及び第２の駆動用配線が対向しないため、各配線間のピッチを効率よく広くすることができる。

また、本発明においては、前記流路ユニットの前記搬送方向の一端部を基準として、前記搬送方向沿った距離に基づく、奇数番目及び偶数番目のいずれか一方の前記ノズルに対応する前記出力端子に前記第１の駆動用配線が接続され、奇数番目及び偶数番目の他方の前記ノズルに対応する前記出力端子に前記第２の駆動用配線が接続されていることが好ましい。これによると、第１及び第２のドライバＩＣの製造誤差によるインクの吐出特性の差を目立たなくすることができる。

さらに、本発明においては、少なくとも前記アクチュエータユニットと前記第１及び第２のドライバＩＣとの間において、前記平型柔軟ケーブルが、前記流路ユニットに対して接着固定されていることが好ましい。これによると、平型柔軟ケーブルの応力などにより、個別ランドと出力端子との接合が外れるのを防止することができる。

加えて、本発明においては、前記流路ユニットが、前記アクチュエータユニットとの固定面において前記アクチュエータユニットを取り囲むように形成されているフレームをさらに有しており、前記平型柔軟ケーブルが、前記フレームに対して接着固定されていることがより好ましい。このとき、前記フレームの厚みが、前記アクチュエータユニットの厚み以上、且つ、前記アクチュエータユニットの厚みに加えて５０μｍ以下の範囲にあることがより一層好ましい。これによると、平型柔軟ケーブルがフレームを介して流路ユニットと接着されているため、個別電極と出力端子との接合に係る不要な応力を小さくすることができる。

また、本発明においては、前記アクチュエータユニットが、前記フレーム、前記平型柔軟ケーブル、及びこれらを接着固定する接着剤により密封されていることがより好ましい。これによると、個別電極と出力端子との接合をダストから保護することができる。

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。

［第１実施形態］
＜ヘッド全体構造＞
図１は、本発明の第１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。

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においては、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。

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。

また、ヘッド本体７０は、図２に示すように流路ユニット４がインク吐出面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。なお、ヘッド本体７０の底面が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である。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：平型柔軟ケーブル）５０が接合されている。さらに、このＦＰＣ５０の上面には、ＦＰＣ５０及びアクチュエータユニット２１を保護すると共に、アクチュエータユニット２１の温度を均一化するための保護プレート４４が接着されている。

ＦＰＣ５０は、インクタンク７１の互いに対向する両壁と平行に配置されているドライバＩＣ（第１のドライバＩＣ）７５ａ、及びドライバＩＣ（第２のドライバＩＣ）７５ｂを実装した状態で、アクチュエータユニット２１の上面からインクタンク７１の互いに対向する両壁面に沿うように引き出されている。ドライバＩＣ７５ｂ側に引き出されたＦＰＣ５０は、さらにインクジェットヘッド１の外部に配置されている図示しない制御部に向かって延びている。ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂ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、両者とハンダ付けによって電気的に接合されている。また、ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂと共に、スポンジなどの弾性体７４を介してインクタンク７１の互いに対向する両壁に固定されている。

図２において、ホルダ７２のドライバＩＣ７５ａ、７５ｂが対向する各側壁には、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂの熱を外部に放散する為の開口部７２ｂがそれぞれ形成されている。さらに、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂ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７６ａ、７６ｂがドライバＩＣ７５ａ、７５ｂに密着するように配置されている。これらヒートシンク７６ａ、７６ｂ及び開口部７２ｂにより、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂ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７６ａ、７６ｂ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。

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は流路ユニット４の一方向（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（一方向）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（共通インク室）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中の４つのマニホールド流路５は上方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となっている。これら４つのマニホールド流路５Ｍ、５Ｙ、５Ｃ、５Ｋのうち、３つのマニホールド流路５Ｍ、５Ｙ、５Ｃは流路ユニット４の幅方向（主走査方向）において等間隔に配置されており、マニホールド流路５Ｋは３つのマニホールド流路５Ｍ、５Ｙ、５Ｃの配置間隔より大きい配置間隔でマニホールド流路５Ｃから離隔された位置（図４中流路ユニット４の下方位置）に形成されている。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内に供給され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。

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）及び空隙６０（図５参照）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及び空隙６０に跨る寸法を有している。ＦＰＣ５０の基端には、インクジェットプリンタ内に設けられた制御部のコネクタと接続されるコネクタ接続部５０ａを有している。コネクタ接続部５０ａには、後述する接続用端子８３が多数配置されている（図９参照）。

＜流路ユニットの構造＞
図５は、図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域Ａの拡大図である。流路ユニット４には、複数の圧力室１０がマニホールド流路５と平行に配列された１６本の圧力室列１１と、多数の空隙６０が圧力室列１１と平行に配列された４本の空隙列６１とが形成されている。１６本の圧力室列１１は、隣接して形成された４本の空隙列６１の集団によって、１２本の集団と４本の集団とに隔てられている。図５に示すように、圧力室１０及び空隙６０は平面形状及びサイズが同じである。多数の圧力室１０及び空隙６０は、両者を区別のないものと考えたときに、流路ユニット４において１つの配列パターンが形成されるように規則的に配列されている。

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。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に連通している。これにより、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ごと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。

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。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と連通している。すなわち、マニホールド流路５の出口からアパーチャ１３、圧力室１０を経てノズル８に至る１つの流路が構成されている。このようにして、ヘッド本体７０には、個別インク流路７が圧力室１０ごとに形成されている。

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。

アクチュエータユニット２１は、後述するように、４枚の圧電シート３１〜３４（図７参照）の積層体である。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及び空隙６０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（接着領域）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。

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。

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。

図５に戻って、各圧力室１０は、その長い対角線の一端においてノズル８に連通していると共に、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に連通している。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。

また、キャビティプレート２２に形成された複数の空隙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。そのため、空隙６０にはインク流路が接続されておらず、複数の空隙６０はインクで満たされることがない。複数の空隙６０は、配列方向Ａ（副走査方向）及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。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。この空隙群６２を挟むようにして複数の圧力室１０が流路ユニット４に形成されており、後述の複数の圧力室列群１２が、インク吐出面７０ａの短手方向の中心を通過するように長手方向に延びる仮想線１５に関して、非対称な位置関係となるように形成されている。

なお、本実施の形態では、圧力室１０も空隙６０もその形状、サイズ、配置状態に区別なく形成されている。そして、全体的には、圧力室１０と空隙６０とが、配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。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。

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、流路ユニット４内において、配列方向Ｂに沿って４つの空隙６０を挟むようにして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）に沿って２つの空隙６０を挟むようにして８個並べられている。

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、流路ユニット４の幅方向（主走査方向）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。これら周期的に配置されて隣接した第１〜第４の圧力室列が１つの圧力室列群１２を形成している。そのため、流路ユニット４には、４つの圧力室列群１２が形成されている。また、全てのノズル８を第４の方向に射影したとき、各圧力室列群１２においては、同じ圧力室列１１ａ〜１１ｄに連通するノズル８同士が重ならず、圧力室列群１２間においては、同じ圧力室列１１ａ〜１１ｄに連通するノズル８同士が重なるようになっている。

各圧力室列群１２に属するすべての圧力室１０は、同じマニホールド流路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、各圧力室列群１２はマニホールド流路５毎に形成されているため、４つの圧力室列群１２は４色のインクに対応する圧力室列群１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｋとなっている。また、各圧力室群１２は、上述のようにそれぞれ特定のマニホールド流路５に関連付けられているものであり、流路ユニット４内におけるマニホールド流路５の配設状態に対応して、ブラックインクが供給されることになる圧力室群１２Ｋが他の圧力室群１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｃと隔離された位置に形成されている。さらに、これら４つの圧力室列群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列群１２に属する圧力室１０と連通したノズル８から吐出することが可能になる。

さらに、仮想線１５で分けられた流路ユニット４の２つの領域について考える。図５中上方領域１７と図５中下方領域１８である。このうち、上方領域１７に２つの圧力室列群１２Ｍ、１２Ｙが存在し、下方領域１８に２つの圧力室列群１２Ｃ、１２Ｋが存在することになる。つまり、上方領域１７と下方領域１８とで、同じ数の圧力室列群が存在している。

図５に示すように圧力室列群１２の第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、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、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。

また、流路ユニット４のインク吐出面７０ａにおいて、ノズル８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有彩色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空隙群６２を挟んで有彩色領域とブラック領域とに分けられることで、ブラックインクが吐出される複数のノズル８と有彩色インクが吐出される複数のノズルとが隔離された構成となる。そのため、流路ユニット４のインク吐出面７０ａのメンテナンス時において、ブラックインクと有彩色インクとの混色を抑制することができる。つまり、インク吐出面７０ａのメンテナンスは、板状の弾性部材からなるブレード（図示せず）でインク吐出面７０ａに付着した各色のインクを拭き取る。ブラック領域と有彩色領域とが近接していると、ブラックインクがブレードに沿って有彩色領域に移動し、有彩色インクを吐出するノズル８の出口付近にブラックインクが残留してブラックインクと有彩色インクとが混色を起こしてしまう。しかし、本実施の形態のようにインク吐出領域において、ブラック領域と有彩色領域とが空隙群６２を挟んで離隔されることで、インク吐出時のメンテナンス時にブラックインクがブレードに沿って移動しても有彩色領域にまで到達しにくくなり、ブラックインクと有彩色インクとの混色が起こりにくくなる。

＜アクチュエータユニットの構造＞
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。

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に描かれた２点鎖線で囲まれた領域Ｂの拡大図である。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ＦＰＣ５０の端子４６、駆動用配線４８を実線で描いているとともに、アクチュエータユニット２１の個別電極３５の幾つか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いる。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。

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３１、３２、３３、３４を含んでいる。これら圧電シート３１〜３４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３１〜３４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３１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３１〜３４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。

最上層の圧電シート３１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。

図８に示すように、キャビティプレート２２の圧力室１０の並び（圧力室列１１）に対応して、複数の個別電極３５は配列方向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。複数の個別電極列３７は圧力室列１１ａ〜１１ｄのそれぞれに対向するように個別電極列３７ａ〜３７ｄに分けられている。さらに、これら個別電極列３７ａ〜３７ｄを１つの群として、４つの圧力室列群１２に対応する４つの個別電極列群３８Ｍ、３８Ｙ、３８Ｃ、３８Ｋが形成されている。本実施の形態の個別電極列群３８は、個別電極列３７ｃ、３７ｄと、これら個別電極列３７ｃ、３７ｄに比べて列を構成する個別電極３５の数が１つだけ少ない個別電極列３７ａ、３７ｂとからなり、数が少ない個別電極列３７ａ、３７ｂと数が多い個別電極列３７ｃ、３７ｄとが第４の方向（アクチュエータユニット２１の幅方向であって主走査方向）に沿って交互に配置されている。すなわち、図８に示すように、アクチュエータユニット２１の幅方向における図中下方から上方に向けて、３７ｃ→３７ａ→３７ｄ→３７ｂ→３７ｃ→・・・→３７ｂという順番で周期的に４列ずつ配置されている。これら周期的に配置されて隣接した４列の個別電極列３７が１つの個別電極列群３８を形成している。

また、圧力室列群１２Ｍ、１２Ｙに対向する位置に形成された個別電極列群３８Ｍ、３８Ｙの個別電極３５の補助電極領域３５ｂと、圧力室列群１２Ｃ、１２Ｋに対向する位置に形成された個別電極列群３８Ｃ、３８Ｋの個別電極３５の補助電極領域３５ｂとが、仮想線１５を境にして、互いに反対方向を向くように形成されている。つまり、ＦＰＣ５０にランド部３６を介して接合されるそれぞれの個別電極３５の補助電極領域３５ｂが、ＦＰＣ５０を介して接合されるそれぞれのドライバＩＣ７５ａ、７５ｂ側を向くように形成されている。

図７に戻って最上層の圧電シート３１とその下側の圧電シート３２との間には、圧電シート３１と同じ外形及び略２μｍの厚みを有する共通電極３９が介在している。個別電極３５及び共通電極３９は共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。

共通電極３９は、個別電極３５が形成された圧電シート３１上であって図８中右側に第４の方向に沿って形成された複数の共通ランド３９ａと接続されている。共通ランド３９ａが形成された部分の圧電シート３１には、厚み方向に貫通したスルーホール（図示せず）が形成されており、そのスルーホール内に充填された導体を介して、共通電極３９と共通ランド３９ａとが電気的に接続されている。また、共通ランド３９ａは、数の少ない個別電極列３７ａ、３７ｂのランド部３６の並びと配列方向Ａに連続するように配置されている。すなわち、図８中右側端部に位置するランド部３６から、配列方向Ａに沿うランド部３６の配列間隔分だけ離隔して配置されている。このように配置されることで、共通ランド３９ａが個別電極列３７ａ、３７ｂのランド部３６でなすランド部列に沿った位置に配置されることになる。また、共通ランド３９ａも含めて考えれば、いずれのランド部列も同数のランド部により構成されることになる。そのため、個別電極列３７及びランド部列内において個別電極３５及びランド部３６を規則的に配列することができる。なお、共通ランド３９ａはＦＰＣ５０に形成された後述の端子４６ａ、４６ｂと接続される。そして、共通電極３９を一定の電位に保ち、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となるようにされている。本実施の形態では、共通電極３９は接地されている。

＜ＦＰＣの構造＞
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駆動用配線４８と、後述する複数の制御用配線８１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、駆動用配線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、駆動用配線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と共通ランド３９ａに対応して、複数形成されている。ベースフィルム４９、駆動用配線４８、及び、カバーフィルム５２は、各貫通孔５３の中心と駆動用配線４８の中心線とが対応するように位置合わせして積層されている。そのため、貫通孔５３が形成される部位では、駆動用配線４８の外周縁部分がカバーフィルム５２によって覆われている。さらに、ＦＰＣ５０の端子（出力端子）４６ａ、４６ｂが、貫通孔５３を介して、駆動用配線４８と接続するように形成されている。

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。

駆動用配線４８及び制御用配線８１は、銅箔により形成されている。また、駆動用配線４８は、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂと接続された配線であり、制御用配線８１は、ＦＰＣ５０の基端にある接続用端子８３と接続された配線である。共にベースフィルム４９の下面において、それぞれ所定のパターンを形成している（図９参照）。

端子４６ａ、４６ｂは、例えばニッケルなどの導電性材料を用いて、カバーフィルム５２の表面から突出するように形成されている。この端子４６ａ、４６ｂにより、貫通孔５３が塞がれると共に、カバーフィルム５２表面における貫通孔５３の外側周縁も覆われている。端子４６ａ、４６ｂの径は略５０μｍ、カバーフィルム５２の下面からの厚みは略３０μｍである。

＜アクチュエータユニットに対するＦＰＣの固定＞
図８に示すように、ＦＰＣ５０の複数の端子４６ａ、４６ｂには、ランド部３６又は共通ランド３９ａに対向するものと、ランド部３６又は共通ランド３９ａに対向しないものとがある。そして、端子４６ａ、４６ｂに対向するランド部３６又は共通ランド３９ａだけが、半田５４によって電気的に接合されている。このうち、ランド部３６の接合状態が図７（ａ）に示されている。ＦＰＣ５０の各端子４６ａからは、ドライバＩＣ７５ａ側に向う方向（第４の方向）に駆動用配線（第１の制御用配線）４８が引き出されている。また、ＦＰＣ５０の各端子４６ｂからは、ドライバＩＣ７５ｂ側に向う方向（第４の方向）に駆動用配線（第２の制御用配線）４８が引き出されている。したがって、ドライバＩＣ７５ａ側に向う方向に引き出されている駆動用配線４８と、ドライバＩＣ７５ｂ側に向う方向に引き出されている駆動用配線４８とは互いに対向しない。

ＦＰＣ５０の複数の端子４６ａ、４６ｂは、配列方向Ａに沿った２４本の端子列５６を形成している。２４本の端子列５６は、第３の方向から見て、ランド部３６又は共通ランド３９ａと対向する端子４６ａからなる１６本の端子列５６と、ランド部３６又は共通ランド３９ａと対向しない端子４６ａからなる８本の端子列５６とに分けられる。前者である１６本の端子列５６は、個別電極列群３８Ｍに対応する４本の端子列５６からなる端子列群５７Ｍと、個別電極列群３８Ｙに対応する４本の端子列５６からなる端子列群５７Ｙと、個別電極列群３８Ｃに対応する４本の端子列５６からなる端子列群５７Ｃと、個別電極列群３８Ｋに対応する４本の端子列５６からなる端子列群５７Ｋとに分けられる。すなわち、各端子列群（ノズル列群に対応）５７Ｍ、５７Ｙ、５７Ｃ、５７Ｋは４本の端子列５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄにより構成され、それぞれ、個別電極列３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄと対向している。一方、後者である４本の端子列５６は、端子列群５８、５９を形成している。図８では、端子列群５８、５９に属する４本の端子列５６にも、端子列群５７Ｍ、５７Ｙと同様の順序で、符号５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄが付されている。

図８に示すように、仮想線１５からドライバＩＣ７５ａ側（図中上側）に向かって２番目に該当する端子列群５７Ｍの各端子４６ａは、端子列群５８の同じ位置関係に位置する各端子４６ａと駆動用配線４８によりそれぞれ接続されている。また、仮想線１５からドライバＩＣ７５ｂ側（図中下側）に向かって３番目に該当する端子列群５７Ｋの各端子４６ａは、端子列群５９の同じ位置関係に位置する各端子４６ａと駆動用配線４８によりそれぞれ接続されている。また、端子列群５７Ｍ、５７Ｙ、５７Ｃ、５７Ｋの各端子列５６のうち、端子列５６ａ及び端子列５６ｂの図８中右側端部に位置する端子４６ａは、共通ランド３９ａと接合されている。これにより、共通ランド３９ａを介して共通電極３９が接地される。

このような構成により、端子列群５８の各端子４６ａは、端子列群５７Ｍの各端子４６ａを介して圧力室列群１２Ｍに対応する個別電極列群３８Ｍの各ランド部３６及び共通ランド３９ａと接続されている。言い換えると、端子列群５８の各端子４６ａは駆動用配線４８を介して間接的に各ランド部３６及び共通ランド３９ａに接続されている。また、端子列群５９の各端子４６ｂは、端子列群５７Ｋの各端子４６ｂを介して圧力室列群１２Ｋに対応する個別電極列群３８Ｋの各ランド部３６及び共通ランド３９ａと接続されている。言い換えると、端子列群５９の各端子４６ｂは駆動用配線４８を介して間接的に各ランド部３６及び共通ランド３９ａに接続されている。

ＦＰＣ５０に形成された各端子４６ａ、４６ｂは、アクチュエータユニット２１の平面領域内における仮想線１５の中点１５ａに関して点対称となるように配置されている。つまり、ＦＰＣ５０を仮想線１５の中点１５ａを回転中心として１８０°回転させ、ＦＰＣ５０をＦＰＣ５１と同様な位置に配置すると、ＦＰＣ５０の各端子４６ａはすべてＦＰＣ５１の各端子４６ｂと重なる位置に配置される。したがって、制御部における制御内容を調整すれば、ＦＰＣ５０を、仮想線１５の中点１５ａを回転中心として１８０°回転させてアクチュエータユニット２１に取り付けることが可能となる。

＜ＦＰＣにおけるアクチュエータユニット及びドライバＩＣに対する配線＞
次に、ＦＰＣ５０におけるアクチュエータユニット２１及びドライバＩＣ７５ａ、７５ｂに対する配線について述べる。図９は、ＦＰＣ５０におけるアクチュエータユニット２１及びドライバＩＣ７５ａ、７５ｂに対する配線状態を示した図である。図１０は、図９に示す一点鎖線の領域の拡大図である。図９及び図１０に示すように、コネクタ接続部５０ａの接続用端子８３は、ＦＰＣ５０の長手方向の端部において、ＦＰＣ５０の短手方向に沿うように配列している。制御用配線８１には、ドライバＩＣ７５ａの複数の制御用端子８２とコネクタ接続部５０ａの接続用端子８３とを電気的に接続する制御用配線（第１の制御用配線）８１と、同様に、ドライバＩＣ７５ｂの複数の制御用端子８２と接続用端子８３とを接続する制御用配線（第２の制御用配線）８１とがある。制御部は制御用配線８１を介してドライバＩＣ７５ａ、７５ｂの制御用端子８２に画像データに対応した制御信号を入力する。

そして、上述したように、駆動用配線４８は、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂの各駆動用端子８４とこれに対応するアクチュエータユニット２１のランド部３６とを直線状に結ぶように形成されている。また、ドライバＩＣ７５ｂの複数の制御用端子８２と接続用端子８３とを電気的に接続する制御用配線８１が、各制御用端子８２とこれに対応する接続用端子８３とを直線状に結ぶように形成されている。さらに、ドライバＩＣ７５ａの複数の制御用端子８２と接続用端子８３とを電気的に接続する制御用配線８１が、ドライバＩＣ７５ａ及びドライバＩＣ７５ｂの外側を通過しつつ、ドライバＩＣ７５ａ及びドライバＩＣ７５ｂを結ぶ直線に直交するドライバＩＣ７５ｂを通過する直線を越えて、各制御用端子８２とこれに対応する接続用端子８３とを結ぶように形成されている。このため、ドライバＩＣ７５ａに接続された制御用配線８１が、端子４６ａ、４６ｂ同士の間を通過しない。したがって、制御用配線８１が、駆動用配線４８の配線領域と重なることなく包囲するように配設されている。

＜流路ユニットに対するＦＰＣの固定＞
次に、流路ユニット４に対するＦＰＣ５０の固定について述べる。図１１は、流路ユニット４に対するＦＰＣ５０の固定状態を示す図である。なお、説明の都合上補強板４１を省略している。図１２は、図１１に示すXI−XIの拡大断面図である。図１３は、図１２に示す一点鎖線の領域の拡大図である。図１１及び図１２に示すように、流路ユニット４の上面（アクチュエータユニット２１が固定されている面）に、薄板形状を有する固定フレーム８６が密着するように接着固定されている。固定フレーム８６には矩形状の孔８６ａが形成されており、アクチュエータユニット２１は孔８６ａ内に配置されている。言い換えれば、アクチュエータユニット２１が固定フレーム８６に包囲されている。アクチュエータユニット２１に接合されたＦＰＣ５０は、孔８６ａを覆うように配置されている。固定フレーム８６の厚みはアクチュエータユニット２１の厚みと同じである。なお、固定フレーム８６の厚みは、アクチュエータユニット２１の厚み以上、且つアクチュエータユニット２１の厚みに加えて５０μｍ以下の範囲であればよい。

そして、ＦＰＣ５０は、孔８６ａの外縁部に沿って塗布された接着剤８７により固定フレーム８６に対して接着固定されている。言い換えれば、ＦＰＣ５０は、固定フレーム８６を介して流路ユニット４の上面に接着固定されている。また、接着剤８７は、孔８６ａの外縁部を完全に包囲するように塗布されているため、孔８６ａ内は、アクチュエータユニット２１が配置された状態でＦＰＣ５０と接着剤８７と流路ユニット４とにより密封されている。なお、本実施の形態では、補強板４１は、接着剤８７による固定領域よりも一回り大きな開口部４２が形成されている。そのため、この補強板４１を組み付けることにより、この開口部４２から接着固定されたＦＰＣ５０が露出することになる。

また、図１３に示すように、ＦＰＣ５０の固定フレーム８６の外縁部に対向する領域に、孔５０ｂが形成されている。孔５０ｂに接着剤を逃がすようにすることにより、接着剤を固定フレーム８６の外縁部に効率良く塗布することができる。また、余剰の接着剤がアクチュエータユニット２１の表面にまで達してしまい、とりわけ活性部の変位を阻害することがなくなる。

＜アクチュエータユニットの駆動方法＞
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３１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３１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３２〜３４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を接地電位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３１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。

本実施の形態では、図７（ａ）に示すように圧電シート３１において個別電極３５と共通電極３９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３１の下方にある３枚の圧電シート３２〜３４は、分極されておらず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３１において主に主電極領域３５ａと共通電極３９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ことになる。

一方、圧電シート３２〜３４は、自発的には変位しないので、上層の圧電シート３１と下層の圧電シート３２〜３４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３１〜３４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、アクチュエータユニット２１の下面は圧力室１０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３１〜３４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３９と同じ電位に戻すと、圧電シート３１〜３４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。

なお、他の駆動方法として、予め個別電極３５を共通電極３９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３９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３９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３９とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート３１〜３４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３９と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート３１〜３４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。

以上、説明した第１実施形態によると、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂ間において、ドライバＩＣ７５ａに接続されている駆動用配線４８と、ドライバＩＣ７５ｂに接続されている駆動用配線４８とが対向せず、且つ、ドライバＩＣ７５ａに接続された制御用配線８１がドライバＩＣ７５ｂの反対側に向かって延在しないため、各配線間のピッチを広くしつつ、ＦＰＣ５０の面積を小さくすることができる。これにより、ＦＰＣ５０の製造コストを低減することができる。また、端子４６ａ、４６ｂの両側にドライバＩＣ７５ａ、７５ｂが配置されているため、アクチュエータユニット２１及び流路ユニット４に対するドライバＩＣ７５ａ、７５ｂからの熱の影響を均一にすることができる。

また、ドライバＩＣ７５ａに接続された制御用配線８１が、端子４６ａ、４６ｂ同士の間を通過しないように配線されているため、ドライバＩＣ７５ａに接続された制御用配線８１を駆動用配線４８からのノイズから保護することができる。

さらに、全ての制御用配線８１が、コネクタ接続部５０ａに配列された接続用端子８３に接続されているため、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂと制御部とをコネクタ接続部５０ａを介して効率よく接続することができる。

加えて、ＦＰＣ５０が、適切な厚みを有する固定フレーム８６を介して流路ユニット４の上面に接着固定されているため、ＦＰＣ５０の応力などにより、端子４６ａ、４６ｂとランド部３６との接合が外れるのを防止することができる。

また、固定フレーム８６の孔８６ａ内が、アクチュエータユニット２１が配置された状態でＦＰＣ５０と接着剤８７と流路ユニット４とにより密封されているため、端子４６ａ、４６ｂとランド部３６との接合部をダストから保護することができる。

＜変形例＞
第１実施形態においては、制御用配線８１が、端子４６ａ、４６ｂの間を通過しない構成であるが、このような構成に限定されるものではない。以下、変形例について述べる。図１４は、ＦＰＣ５０におけるアクチュエータユニット２１及びドライバＩＣ７５ａ、７５ｂに対する配線状態の変形例を示した図である。図１５は、図１４に示す一点鎖線の領域の拡大図である。

図１４及び図１５に示すように、コネクタ接続部５０ａの接続用端子８３は、ＦＰＣ５０の長手方向の端部において、ＦＰＣ５０の短手方向に沿うように配列している。そして、上述したように、駆動用配線４８は、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂの各駆動用端子とこれに対応するアクチュエータユニット２１のランド部３６とを直線状に結ぶように形成されている。また、ドライバＩＣ７５ｂの複数の制御用端子８２と接続用端子８３とを電気的に接続する制御用配線８１が、各制御用端子８２とこれに対応する接続用端子８３とを直線状に結ぶように形成されている。さらに、ドライバＩＣ７５ａの複数の制御用端子８２と接続用端子８３とを電気的に接続する制御用配線８１が、ドライバＩＣ７５ａ及びドライバＩＣ７５ｂの下面を通過しつつ、ドライバＩＣ７５ａ及びドライバＩＣ７５ｂを結ぶ直線に直交するドライバＩＣ７５ｂを通過する直線を越えて、各制御用端子８２とこれに対応する接続用端子８３とを結ぶように形成されている。このため、ドライバＩＣ７５ａに接続された制御用配線８１が、端子４６ａ、４６ｂ同士の間を通過する。これによると、制御用配線８１が駆動用配線４８と対向するように配置されるため、ＦＰＣ５０の面積をより小さくすることができる。

［第２実施形態］
以下、本発明に係る第２実施形態によるインクジェットヘッドについて説明する。なお、第１実施形態と実質的に同様の部材については、第１実施形態の符号を付して、その説明を省略する。図１６は、第２実施形態のインクジェットヘッドが有するヘッド本体とＦＰＣとの接続状態及びＦＰＣの各配線を示した図である。

第１実施形態のインクジェットヘッド１は、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックの４色のインクを吐出する多色対応のものであるが、第２実施形態のインクジェットヘッドは、ブラックのインクのみを吐出する単色対応のものであり、流路ユニット１０４とアクチュエータユニット１２１とを含んでいるヘッド本体１７０を備えている。アクチュエータユニット２１の上面にはＦＰＣ１５０が接続されている。

＜流路ユニットの構造＞
流路ユニット１０４には、多数の圧力室１０がマニホールド流路５と平行に配列された８本の圧力室列１１が形成されている。圧力室１０は、千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。圧力室１０やマニホールド流路５及びこれらを含む個別インク流路７の構造は第１実施と実質的に同様であるためその説明を省略する。

マトリクス状に配置された多数の圧力室１０は、図１６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１の圧力室列１１ａ〜第８の圧力室列１１ｈに分けられる。これら第１の圧力室列１１ａ〜第８の圧力室列１１ｈは、アクチュエータユニット２１の幅方向（主走査方向）における一端部から他端部（図１６中下方から上方）に向けて、１１ｂ→１１ｆ→１１ｄ→１１ｈ→１１ａ→１１ｅ→１１ｃ→１１ｇという順番で配置されている。また、全てのノズル８を配列方向Ａに直交する方向に射影したとき、全てのノズル８同士が重ならないようになっている。

インク吐出面の短手方向の中心を通過するように長手方向に延びる仮想線１１５で分けられた流路ユニット１０４の２つの領域について考える（図１６中上方領域及び図１６中下方領域）。これによると、上方領域に圧力室１１ａ、１１ｅ、１１ｃ、１１ｇが配置され、下方領域に、圧力室列１１ｂ、１１ｆ、１１ｄ、１１ｈが配置されている。つまり、上方領域と下方領域とで同じ数の圧力室列１１が存在している。

＜アクチュエータユニットの構造＞
アクチュエータユニット１２１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。

つまり、流路ユニット１０４の圧力室１０の並び（圧力室列１１）に対応して、複数の個別電極３５が、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。複数の個別電極列３７は圧力室列１１ａ〜１１ｈのそれぞれに対応するように個別電極列３７ａ〜３７ｈに分けられている。なお、アクチュエータユニット１２１の構造及び動作は、第１実施形態のアクチュエータユニット２１の構造及び駆動方法と実質的に同様であるため、その詳細な説明を省略する。

＜ＦＰＣにおけるアクチュエータユニット及びドライバＩＣに対する配線＞
ＦＰＣ１５０の構造については、第１実施形態のＦＰＣ５０と実質的に同様であるため、その詳細な説明を省略する。ＦＰＣ１５０の各端子４６ａからは、図１６中上方に実装されたドライバＩＣ７５ａ側に向かって駆動用配線（第１の制御用配線）１４８が引き出されている。また、ＦＰＣ１５０の各端子４６ｂからは、図１６中下方に実装されたドライバＩＣ７５ｂ側に向かって方向に駆動用配線（第２の制御用配線）１４８が引き出されている。したがって、ドライバＩＣ７５ａ側に向う方向に引き出されている駆動用配線１４８と、ドライバＩＣ７５ｂ側に向う方向に引き出されている駆動用配線１４８とは互いに対向しない。

アクチュエータユニット１２１を、その長手方向（搬送方向）の一端部（図１６中左側端部）から長手方向に沿って走査すると、圧力室列１１ａ〜１１ｄの順に各圧力室列１１ａ〜１１ｄに属する圧力室１０が表れる。つまり、アクチュエータユニット１２１の長手方向の一端部を基準として長手方向沿った距離に基づく奇数番目の圧力室１０である圧力室列１１ａ、１１ｃ、１１ｅ、１１ｇが上側領域に配置されている。偶数番目の圧力室１０である圧力室列１１ｃ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｈが下側領域に配置されている。これにより、奇数番目の圧力室１０に対応する端子４６ａが、駆動用配線１４８を介してドライバＩＣ７５ａに接続され、偶数番目の圧力室１０に対応する端子４６ｂが、駆動用配線１４８を介してドライバＩＣ７５ｂに接続されている。

コネクタ接続部５０ａの接続用端子８３は、ＦＰＣ１５０の長手方向の端部において、ＦＰＣ１５０の短手方向に沿うように配列している。そして、駆動用配線１４８は、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂの各駆動用端子とこれに対応するアクチュエータユニット１２１のランド部３６とを直線状に結ぶように形成されている。また、ドライバＩＣ７５ｂの複数の制御用端子８２と接続用端子８３とを電気的に接続する制御用配線８１が、各制御用端子８２とこれに対応する接続用端子８３とを直線状に結ぶように形成されている。さらに、ドライバＩＣ７５ａの複数の制御用端子８２と接続用端子８３とを電気的に接続する制御用配線８１が、ドライバＩＣ７５ａ及びドライバＩＣ７５ｂの外側を通過しつつ、ドライバＩＣ７５ａ及びドライバＩＣ７５ｂを結ぶ直線に直交するドライバＩＣ７５ｂを通過する直線を越えて、各制御用端子８２とこれに対応する接続用端子８３とを結ぶように形成されている。このため、ドライバＩＣ７５ａに接続された制御用配線８１が、端子４６ａ、４６ｂ同士の間を通過しない。したがって、制御用配線８１は駆動用配線４８の配線領域を包囲するように配設されている。

以上、説明した第２実施形態によると、ドライバＩＣ７５ａに接続されている駆動用配線１４８とドライバＩＣ７５ｂに接続されている駆動用配線１４８とが対向しないように、且つ、ドライバＩＣ７５ａに接続された制御用配線８１が、二手に分かれ、全体としてアクチュエータユニット１２１を包囲するように、ドライバＩＣ７５ｂに向かって延在しているため、各配線間のピッチを広くしつつ、ＦＰＣ１５０の面積を小さくすることができる。

また、アクチュエータユニット１２１の長手方向（搬送方向）の一端部を基準として長手方向沿った距離に基づく奇数番目の圧力室１０に対応する端子４６ａが、駆動用配線１４８を介してドライバＩＣ７５ａに接続されて、偶数番目の圧力室１０に対応する端子４６ｂが、駆動用配線１４８を介してドライバＩＣ７５ｂに接続されているため、ドライバＩＣ７５ａ、７５ｂの製造誤差によるインクの吐出特性の差を目立たなくすることができる。

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、上述したインクジェットヘッド１は、共通インク室となるマニホールド流路が４つ形成されているが、それ以上設けられていてもよい。また、マニホールド流路の数と圧力室列群との数は必ずしも同じ数にならなくてもよい。また、流路ユニットに形成された圧力室列群は、少なくとも１つ以上の圧力室列で構成されていればよい。

また、上述した実施の形態においては、ドライバＩＣ７５ａに接続されている駆動用配線４８と、ドライバＩＣ７５ｂに接続されている駆動用配線４８とが互いに対向しない構成であるが、このような構成に限定されるものではない。つまり、ドライバＩＣ７５ａに接続されている駆動用配線４８が、ドライバＩＣ７５ａから最も離れた端子４６ｂに達していないこと、及びドライバＩＣ７５ｂに接続されている駆動用配線４８が、ドライバＩＣ７５ｂから最も離れた端子４６ａ達していないことの少なくともいずれかが成り立っていれば、ドライバＩＣ７５ａに接続されている駆動用配線４８と、ドライバＩＣ７５ｂに接続されている駆動用配線４８とが互いに対向してもよい。

さらに、上述した実施の形態においては、接続用端子８３がＦＰＣ５０の一端部に配置されている構成であるが、接続用端子は端部以外のところに配置されていてもよいし、複数の端部に配置されていてもよい。

加えて、上述した実施の形態においては、仮想線１５による上側領域と下側領域とで同じ数の端子列５６及び端子列群５７が配置される構成であるが、上側領域と下側領域とで配置される端子列または端子列群の数が異なっていてもよい。

また、上述した実施の形態においては、ＦＰＣ５０が、固定フレーム８６を介して流路ユニット４に接着固定される構成であるが、固定フレーム８６を介さずＦＰＣ５０を直接流路ユニット４に接着固定してもよいし、ＦＰＣ５０を直接流路ユニット４に接着固定しなくてもよい。

またさらに、アクチュエータユニットを、その長手方向の一端部から長手方向に沿って走査することで印字を行う方式において、第２の実施の形態では、アクチュエータユニットの長手方向を被記録媒体の搬送方向にとっていた。しかし、その長手方向を主走査方向に取り、さらに複数のアクチュエータユニットを長手方向に沿って連続的に配設して長尺のヘッドとした場合にも適用可能である。この構成では、ヘッド自体が移動することはないが、インクを吐出すべきノズルを選択するために被記録媒体の搬送方向と直交する方向に電気的に走査をすることになる。この場合においても、上述してきた実施の形態が備える効果を享受することができる。

また、上述の実施の形態では、ＦＰＣ５０を固定フレーム８６に接着固定する場合、固定フレーム８６の開口部８６ａの外縁部に沿って塗布された接着剤を用いた。しかし、外部からの不要な力が、直接的にアクチェーエータユニット２１上で形成されている電気的接合部に及ぶことを防ぐという観点からは、固定フレーム８６の外縁部に対向するように形成されたＦＰＣ５０の孔５０ｂを介して上方から固定フレーム８６方向に接着剤を注入することで固定するようにしても良い。この場合、アクチュエータユニット２１にＦＰＣ５０を固定した後に孔５０ｂより接着剤を注入することで、孔５０ｂに対応した離散的な部位で両者が固定されることになる。ＦＰＣ５０と固定フレーム８６との界面において、注入された接着剤の広がりに期待はできるが、隣接する孔５０ｂ間には接着剤で固定されていない部分が生じる可能性がある。すなわち、外部からのインクやゴミの侵入を防ぐという点では多少不十分な点があるが、複数の孔５０ｂの位置で固定されることから外部からの不要な力を十分に防ぐことができる。さらに、接着剤は孔５０ｂを介して接着面(界面)に供給されることになるので、孔５０ｂ内に接着剤が確実に充填された状態で固化する。これにより、接着剤の塗布対象に対する直接的な接着力に加えて、構造的な接着力の向上すなわちアンカー効果によって接着力が向上する。また、開口部８６ａの外縁部に孔５０ｂが位置合わせされていれば、接着剤を孔５０ｂに充填するだけで所望の接着は完了する。接着剤の種類によっては、加熱や光照射といった処理を加えることがあるが、接着部に対して外部から力を加えることはない。そのため、作業自体が簡単容易であると共に、注入された接着剤が所定の接着部以外にも広がってしまうこと、特に、アクチュエータユニット２１の動作を阻害してしまうように広がることもなく確実に固定することができる。

さらに、上述した実施の形態においては、インクジェットヘッド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、ＦＰＣ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。

本発明の第１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１のII−II線における断面図である。 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。 ヘッド本体の平面図である。 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。 図５のＶI−ＶI線における断面図である。 本発明の第１実施形態によるインクジェットヘッドの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。 図１に示すＦＰＣにおけるアクチュエータユニット及びドライバＩＣに対する配線状態を示した図である。 図９に示す一点鎖線の領域の拡大図である。 図２に示す流路ユニットに対するＦＰＣの固定状態を示す図である。 図１１に示すXI−XIの拡大断面図である。 図１２に示す一点鎖線の領域の拡大図である。 図１に示すＦＰＣにおけるアクチュエータユニット及びドライバＩＣに対する配線状態の変形例を示した図である。 図１４に示す一点鎖線の領域の拡大図である。 第２実施形態のインクジェットヘッドが有するヘッド本体とＦＰＣとの接続状態及びＦＰＣの各配線を示した図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
４ 流路ユニット
８ ノズル
１０ 圧力室
１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ） 圧力室列
１２（１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｋ） 圧力室列群
２１ アクチュエータユニット
３５ 個別電極
３６ ランド部
３７（３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ） 個別電極列
４６ａ 端子
４６ｂ 端子
４８ 駆動用配線
５０ ＦＰＣ
５６（５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ） 端子列
５７、５８、５９ 端子列群
８１ 制御用配線
８２ 制御用端子
８３ 接続用端子
８４ 駆動用端子

Claims (11)

1. 搬送される被記録媒体に対して、この搬送方向と直交する方向に走査することで前記被記録媒体に記録するインクジェットヘッドであって、
   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置された流路ユニットと、
   前記流路ユニットに固定されていると共に、前記流路ユニットとの固定面とは反対側の面に前記圧力室ごとに配置された複数の個別ランドを有しており、前記個別ランドに供給される駆動信号に基づいて、対応する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、
   前記アクチュエータユニットに前記吐出エネルギーを付与させるための制御信号が入力される複数の制御用端子、及び前記制御信号に基づいて生成された前記駆動信号を出力する複数の駆動信号端子を有する第１及び第２のドライバＩＣと、
   前記第１及び第２のドライバＩＣが実装されていると共に、複数の前記個別ランドに接合された複数の出力端子、複数の前記出力端子と前記第１のドライバＩＣにおける複数の前記駆動信号端子とに接続されている第１の駆動用配線、前記第１のドライバＩＣにおける複数の前記制御用端子から引き出された複数の第１の制御用配線、複数の前記出力端子と前記第２のドライバＩＣにおける複数の前記駆動信号端子とに接続されている第２の駆動用配線、及び前記第２のドライバＩＣにおける複数の前記制御用端子から引き出された複数の第２の制御用配線を有する平型柔軟ケーブルとを備えており、
   前記第１及び第２のドライバＩＣが複数の前記出力端子を挟むように配置され、前記第１の駆動用配線が前記第１のドライバＩＣから最も離れた前記出力端子に達していないこと及び前記第２の駆動用配線が前記第２のドライバＩＣから最も離れた前記出力端子に達していないことの少なくともいずれか一方が成り立っており、且つ、前記第２の制御用配線が、前記第２のドライバＩＣから、前記第１のドライバＩＣと前記第２のドライバＩＣとを結ぶ直線に直交する前記第１のドライバＩＣを通過する直線を越えてその反対側へと延在していることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記第２の制御用配線が、前記出力端子同士の間を通過しないように配線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２の制御用配線が、前記出力端子同士の間を通過するように配線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。
4. 前記第１及び第２の制御用配線が、平型柔軟ケーブルの一端部に配置された接続用端子に接続されてい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。
5. 前記複数のノズルが、前記搬送方向に沿って配列されている複数のノズル列を形成しており、
   前記搬送方向に伸びて、前記アクチュエータユニットを２つの領域に区画する仮想線を仮想したとき、一方の前記領域に属するノズルに対応する前記出力端子に前記第１の駆動用配線が接続されていると共に、他方の前記領域に属するノズルに対応する前記出力端子に前記第２の駆動用配線が接続されており、且つ、一方の前記領域に属するノズル列の数と他方の前記領域に属するノズル列の数との差が１以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記流路ユニットが、互いに異なる複数の前記圧力室に連通する複数の共通インク室をさらに備えており、
   前記複数のノズルが、前記搬送方向に沿って配列されている複数のノズル列を形成していると共に、１又は複数の前記ノズル列からなる複数のノズル列群を形成しており、
   前記ノズル列群に関する前記圧力室が同一の前記共通インク室に連通しており、
   前記搬送方向に伸びて、前記アクチュエータユニットを２つの領域に区画する仮想線を仮想したとき、一方の前記領域に属するノズルに対応する前記出力端子に前記第１の駆動用配線が接続されていると共に、他方の前記領域に属するノズルに対応する前記出力端子に前記第２の駆動用配線が接続されており、且つ、一方の前記領域に属するノズル列群の数と他方の前記領域に属するノズル列群の数との差が１以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記流路ユニットの前記搬送方向の一端部を基準として、前記搬送方向沿った距離に基づく、奇数番目及び偶数番目のいずれか一方の前記ノズルに対応する前記出力端子に前記第１の駆動用配線が接続され、
   奇数番目及び偶数番目の他方の前記ノズルに対応する前記出力端子に前記第２の駆動用配線が接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
8. 少なくとも前記アクチュエータユニットと前記第１及び第２のドライバＩＣとの間において、前記平型柔軟ケーブルが、前記流路ユニットに対して接着固定されてい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。
9. 前記流路ユニットが、前記アクチュエータユニットとの固定面において前記アクチュエータユニットを取り囲むように形成されているフレームをさらに有しており、
   前記平型柔軟ケーブルが、前記フレームに対して接着固定されていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッド。
10. 前記フレームの厚みが、前記アクチュエータユニットの厚み以上、且つ、前記アクチュエータユニットの厚みに加えて５０μｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッド。
11. 前記アクチュエータユニットが、前記フレーム、前記平型柔軟ケーブル、及びこれらを接着固定する接着剤により密封されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載のインクジェットヘッド。

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