JP2006192787A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】駆動素子が２次元的に高密度配置される液体吐出ヘッドに好適な配線構造を有する液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】２次元的に配列されるアクチュエータ５８に与える駆動信号を伝送する配線パターン１０２が形成されるフレキシブル基板１００は、その端面１１０が配線層１０４と斜め方向の角度αをなすように形成され、この端面１１０から各配線パターン１０２が直接取り出されてアクチュエータ５８の個別電極５７と接合される。各配線パターン１０２を端面から取り出すことでフレキシブル基板１００の垂直方向の配線を省略することができフレキシブル基板１００の配線密度の高密度化が実現される。また、フレキシブル基板１００は印字ヘッド５０のアクチュエータ配設面５０Ａと斜め方向に配設されるので、複数のヘッドから構成される印字ヘッドでは、各ヘッドを近接配置することができる。
【選択図】 図７

Description

本発明は液体吐出ヘッドに係り、特に、液体吐出ヘッドに備えられた駆動素子を駆動する駆動信号の配線構造に関する。

近年、画像やドキュメント等のデータ出力装置としてインクジェット記録装置が普及している。インクジェット記録装置は印字ヘッドに備えられたノズルに対応したアクチュエータをデータに応じて駆動し、ノズルからインクを吐出させてメディア上にデータに応じた画像やドキュメントなどを形成する。

インクジェット記録装置では、微細なドットを高密度に配置することで印字画像の高品質化を実現しており、ノズルの開口径を微細化し微少量のインク滴を吐出させてドットサイズの微細化が実現され、また、ノズルを２次元的に配置しノズルの密度を高密度化することでドット配置の高密度化が実現されている。

ここで、図１６及び図１７を用いて、従来技術に係る駆動素子（アクチュエータ）の配線構造について説明する。

図１６(a) は、印字ヘッド５０のアクチュエータ配設面５０Ａに２次元的に配列される列方向にｍ、行方向にｎのｍ×ｎ個のアクチュエータ５８に備えられる個別電極５７を示し、図１６(b) は、アクチュエータ５８に与える駆動信号を伝送するフレキシブル基板（ＦＰＣ）４００を示し、図１６(c) は、図１６(a) に示す印字ヘッド５０と図１６(b) に示すフレキシブル基板４００とを接合した状態における両者の立体構造を示す断面図（図１６(b) 中、ＸＶＩｃ−ＸＶＩｃ線に沿う断面図）である。

ノズル（図１６中不図示、図３に符号５１として図示）を２次元的に配置させると、図１６(a) に示すように、ノズルを駆動するアクチュエータ５８及びアクチュエータ５８に備えられる個別電極５７も２次元的に配列される。また、図１６(b) に示すように、フレキシブル基板４００に備えられる電極４０２及び配線パターン４０４も２次元的に配列する必要がある。

しかしながら、ノズルの高密度化に伴うアクチュエータ５８の高密度化によって、印字ヘッド５０のアクチュエータ配設面５０Ａにアクチュエータ５８とアクチュエータ５８への配線とを配置することが困難になり、アクチュエータ５８への配線は図１６(b) に示すフレキシブル基板（ＦＰＣ）４００などの配線部材に配置される。

即ち、図１６(c) に示すように、各アクチュエータ５８への駆動信号を伝送する配線パターン４０４は、個別電極５７から電極４０２を介して一旦アクチュエータ５８が配列された平面に対して略垂直方向へ引き出され、更に、フレキシブル基板４００上にアクチュエータ５８が配列される平面と略平行方向に配設される。

言い換えると、個別電極５７及び電極４０２は垂直 (方向）配線として機能し、配線パターン４０４は平行 (方向）配線として機能している。

このときの電極４０２の行方向（配線パターン４０４の配設方向と略直交する方向）の電極間距離Ｌと、電極４０２の列数ｍと、行方向の配線パターン４０４の配線間距離ｄと、の関係は、ｄ＜Ｌ／ｍを満たし、ノズル及びアクチュエータ５８の高密度配置によって配線パターン４０４は非常に高密度に配置する必要が生じてしまう。

一方、ノズルの配置密度の高密度化を進めると、フレキシブル基板４００上の電極４０２及び配線パターン４０４を高密度に配置する必要があるが、フレキシブル基板４００の加工精度や許容電流の条件から配線パターン４０４の高密度化には限界がある。このような、フレキシブル基板４００の平面上における配線密度を上げることができない場合には、図１７(a) 、(b) に示すような多層構造のフレキシブル基板４００’を用いると平面上における配線密度を等価的に上げることが可能になる。

図１７(a) は、多層（３層）構造を有するフレキシブル基板４００’の電極配設面４００Ａ’の電極４０２及び配線パターン４０４の配置を示し、図１７(b) には、フレキシブル基板４００’と印字ヘッド５０とを接合した状態における両者の立体構造を示す断面図（図１７(a) 中、ＸＶＩｂ−ＸＶＩｂ線に沿う断面図）を示す。

なお、図１７(a) 、(b) 中、図１６(b) 、(c) と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

フレキシブル基板４００’は、図１７(b) に示すような３層構造を有しており、印字ヘッド５０のアクチュエータ配設面５０Ａに接合される最下面（電極配設面４００Ａ’）には電極４０２が備えられ、各電極４０２への配線パターン４０４は、第１〜第３の支持層４０６-1、４０６-2、４０６-3の電極４０２と反対側の第１〜第３の配線層４０８-1、４０８-2、４０８-3に形成される。また、各配線層４０８-1、４０８-2、４０８-3の配線パターン４０４はスルーホール４２０を介して電極４０２と導通するように接合される。即ち、多層構造を有するフレキシブル基板４００’を用いることで、配線パターン４０４は複数の層 (平面）に分配配置が可能になり、フレキシブル基板４００’における配線パターン４０４の高密度化が達成される。

特許文献１に記載されたインクジェットヘッドでは、チャンバに備えられる加圧板を配した面の平面形状は外接円直径と内接円直径との比が１以上２以下になる形状とし、該チャンバのレイアウトを碁盤目の格子状に配置することでノズルの高密度配置を実現している。

また、特許文献２に記載されたインクジェットプリンタヘッドでは、略菱形のインク圧力室の一方の鋭角部にはインク供給口、他方の鋭角部にはノズル口が設けられ、該インク圧力室を２次元に配置する際に鋭角部を他の列の圧力室間に入り込ませて配置することで、キャビティプレートのサイズを大きくすることなく多数のインク圧力室を配置することが実現されている。
特開２００１−３３４６６１号公報 特開２００２−１６６５４３号公報

しかしながら、多層構造を有するフレキシブル基板４００’を用いて配線パターン４０４を多層化すると、配線パターン４０４の配線密度を向上させることは可能であるが、電極配設面４００Ａ’に設けられる電極４０２から各層（並行配線部）への垂直配線を行うことが必要になる。この垂直配線に用いられるスルーホール４２０が各層を貫通するために、スルーホール４２０の周囲には、図１７(a) に１点破線で示す配線禁止領域４２２が生じて並行配線部の配線許容密度が下がり、結果として更なる多層化が必要になる。

また、各層に配線を施す工程と、各層を接合する工程と、は別種の製造プロセスによって形成されるために、各層の位置合わせの精度に応じてスルーホール４２０の周囲には上述した配線禁止領域４２２が必要になる。一般に、この配線禁止領域４２２はスルーホール４２０の直径に数倍程度になる。

更にフレキシブル基板４００’の多層化を進めると、各層の位置決めに高い精度が必要になり、フレキシブル基板４００’の製造難易度が上がってしまうことになる。

特許文献１に記載されたインクジェットヘッド及び特許文献２に記載されたインクジェットプリンタヘッドでは、アクチュエータへの配線を高密度化する技術については、特に開示されていない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、駆動素子が２次元的に高密度配置される液体吐出ヘッドに好適な配線構造を有する液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る液体吐出ヘッドは、２次元的に配列される複数の吐出孔と、前記複数の吐出孔のそれぞれと連通される複数の圧力室と、前記各圧力室を構成する面のうち少なくとも１つの面に設けられ、駆動信号が印加される電極を有し駆動信号に応じて該圧力室内の液体を加圧する複数の駆動素子と、前記複数の駆動素子へ与える前記駆動信号を伝送し前記複数の駆動素子が有する各電極のそれぞれと導通する複数の配線パターンが形成される配線基板と、を備え、前記配線基板は、前記電極の近傍から前記駆動素子が配設される駆動素子配設面に対して水平方向及び垂直方向とは異なる斜め方向に立ち上がるように配設されることを特徴とする。

本発明によれば、各圧力室内の液体を加圧する駆動素子に駆動信号を与える配線パターンが形成される配線基板は、駆動素子配設面に対して水平方向及び垂直方向とは異なる斜め方向に立ち上がるように配設されるので、単純な構造によって駆動信号を伝送する配線を高密度の引き出しが可能になる。また、複数の液体吐出ヘッドを備える場合にも、配線基板が邪魔にならずに各液体吐出ヘッドを近接配置させることができるので、ヘッド周辺をコンパクトに構成することができる。

液体吐出ヘッドには、被吐出媒体の全幅に対応する長さにわたって吐出孔が並べられたフルライン型ヘッドや、被吐出媒体の全幅に対応する長さよりも短い長さにわたって吐出孔が並べられた短尺ヘッドを被吐出媒体の幅方向に走査させながら被吐出媒体上に記録液を吐出させるシリアル型ヘッド（シャトルスキャン型ヘッド）などがある。

また、フルライン型の吐出ヘッドには、被吐出媒体の全幅に対応する長さに満たない短尺の吐出孔列を有する短尺ヘッドを千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、被吐出媒体の全幅に対応する長さとしてもよい。

駆動素子には、ＰＺＴやＰＶＤＦなどの圧電素子（圧電アクチュエータ）を用いるとよい。また、駆動素子には、圧力室内のインクを加熱して圧力室内にバブルを発生させるヒータを用いてもよい。

駆動素子に圧電素子を用いる態様では、圧力室を構成する面に圧電素子の歪みに応じて変形する加圧板を備えてもよい。

圧電素子が有する電極は、圧電素子を駆動する駆動信号の基準電位となる各圧電素子に共通の共通電極と、各圧電素子に与えられる駆動信号が印加される圧電素子ごとに個別の個別電極と、を含んでいる。

また、各駆動素子に設けられる電極は、各電極から引き出された電極（パッド）を含んでいてもよい。更に、駆動素子が有する各電極と配線基板が有する配線パターンとは、直接接合されて導通するように構成してもよいし、配線部材を介して両者の導通が取られるように構成してもよい。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記配線基板は、１層以上の前記配線層及び該配線層を支持する１層以上の支持層を所定の順序で積層させる積層構造を有するとともに、前記配線層及び前記支持層に対して水平方向及び垂直方向とは異なる所定の角度をなす端面を有し、該端面は、前記各配線パターンが取り出される配線取出部を備えたことを特徴とする。

配線基板の端面は配線パターンが配設される配線層に対して斜め方向に所定の角度をなし、各配線パターンを取り出す配線取出部をこの端面に備えたので、配線パターンの取り出しが容易になり、また、配線部材の各層を貫通する垂直配線を省略でき配線基板の構造を簡素化することができる。更に、配線層から駆動素子への配線に配線基板（プリント基板）を用いることで、駆動素子への配線の製造プロセスを簡略化可能である。

プリント基板には、１層の配線層及び１層の支持層からなる片面プリント基板、２層の配線層が支持層にはさまれる構造を持つ両面プリント基板や、３層以上の配線層及び２層以上の支持層を持つ多層プリント基板を含んでいてもよい。

また、支持層には、ポリイミドなどの樹脂を含んだ絶縁材料を用いてもよいし、金属などの導電性材料とセラミックなどの絶縁材料を積層させる構造を有していてもよい。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記配線取出部は、前記電極と直接接合されることを特徴とする。

配線取出部と個別電極との接合をより確実にするために、配線取出部或いは個別電極の何れか一方に凸部を設けるとよい。該凸部は個別電極に設けられる態様が好ましい。

請求項４記載の発明は、請求項２記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記駆動素子が有する電極から引き出される前記電極と導通する取出電極を備え、前記配線取出部は、前記取出電極と接合されることを特徴とする。

駆動素子が有する電極から取り出された取出電極は、駆動素子が配設されている面に設けられていてもよいし、駆動素子が配設されている面と異なる面（駆動素子が配設されている部材と異なる部材）に設けられていてもよい。

請求項５に記載の発明は、請求項２記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記配線基板は、前記配線取出部と導通し前記配線基板の外部に取り出される取出配線を有し、前記配線パターンは該取出配線を介して前記電極と導通する配線構造を有することを特徴とする。

各配線パターンを配線基板の外部に取り出す取出配線を備え、該取出配線を介して配線パターンと個別電極とを導通させるので、配線パターンと個別電極とを確実に導通させることができる。

配線基板と液体吐出ヘッドとの接合の信頼性を向上させるために、配線部材と液体吐出ヘッドとの接合部分に保持部材を備え、配線基板を液体吐出ヘッドに保持するように構成する態様が好ましい。

請求項６記載の発明は、請求項２乃至５のうち何れか１項に記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記配線基板は、前記支持層に前記圧力室へ液体を供給する液体流路を備えたことを特徴とする。

配線基板に液体流路を備えることで、流路構造を簡素化することができ、液体吐出ヘッドをコンパクトに構成することができる。液体流路の数は配線パターンと同一であることが好ましい。

請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記配線基板は、前記駆動素子を駆動する駆動回路を備えたことを特徴とする。

駆動回路を搭載するスペースを節約でき、電装系の省スペース化、省配線化に寄与する。駆動素子の近隣に駆動回路が配設され、駆動信号の伝送路長が短くなるので、耐ノイズ性能の向上が見込まれる。

駆動回路に代わり、又は、駆動回路とともに電源など他の電気回路やコネクタなど他のデバイスを搭載してもよい。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記配線基板は、加熱手段及び冷却手段のうち少なくとも何れか一方を備えたことを特徴とする。

配線基板に加熱手段や冷却手段を備えると、これらを搭載するスペースを省略でき、液体吐出ヘッドの小型化に寄与する。また、液体吐出ヘッド内の液体の温度調整が可能になり、吐出性能の安定化を実現可能である。

加熱手段には液体吐出ヘッド内の液体を加熱して該液体の粘度を下げるものがあり、例えば、配線基板に駆動回路を備える態様では、該駆動回路を液体の加熱手段として用いてもよい。また、冷却手段には配線基板に駆動回路を備える場合の該駆動回路の冷却や、駆動素子の冷却、液体吐出ヘッド内の液体の冷却を行うものがある。

本発明によれば、２次元的に配列されるノズルに対応して２次元的に配列される駆動素子へ駆動信号を供給する配線が設けられる配線基板を、該駆動素子の個別電極の近傍から駆動素子配設面に対して水平方向と異なる斜め方向に配設するので、単純な構造で高密度に配線を取り出すことが可能になる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明の実施形態に係る印字ヘッド（液体吐出ヘッド）を用いたインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、黒（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各インクに対応して設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、被印字媒体たる記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のインク吐出面に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印画済みの記録紙１６（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。

インク貯蔵／装填部１４は、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンクを有し、各タンクは所要の管路を介してヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される記録媒体の種類（メディア種）を自動的に判別し、メディア種に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによって記録紙１６がベルト３３上に吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図１中不図示、図６に符号８８として図示）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２の各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１０が対象とする記録紙１６の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録媒体の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型の印字ヘッドとなっている（図２参照）。

印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、記録紙１６の送り方向（記録紙搬送方向）に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれの印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが記録紙１６の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

吸着ベルト搬送部２２により記録紙１６を搬送しつつ各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを色別に設ける構成によれば、記録紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を１回行うだけで（即ち、１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

印字部１２の後段には後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

多孔質のペーパーに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパーの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排紙部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。

また、図１には示さないが、本画像の排紙部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

〔ヘッドの構造〕
次に、印字ヘッドの構造について説明する。色別の各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを示すものとする。

図３(a) は印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図３(b) はその一部の拡大図である。また、図３(c) は印字ヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図４はインク室ユニットの立体的構成を示す断面図（図３(a) 中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図）である。記録紙面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、印字ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例の印字ヘッド５０は、図３(a) 〜(c) 及び図４に示したように、インク滴が吐出するノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット５３を千鳥でマトリックス状に配置させた構造を有し、これにより見かけ上のノズルピッチの高密度化を達成している。

即ち、本実施形態における印字ヘッド５０は、図３(a) ，(b) に示すように、インクを吐出する複数のノズル５１が印字媒体（記録紙１６）送り方向と略直交する方向に印字媒体の全幅（印字可能幅）に対応する長さにわたって配列された１列以上のノズル列を有するフルラインヘッドである。

また、図３(c) に示すように、短尺の２次元に配列された印字ヘッド５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、印字媒体の全幅に対応する長さとしてもよい。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１と供給絞り５４が設けられている。各圧力室５２は供給絞り５４を介して共通流路５５と連通されている。

圧力室５２の天面を構成している加圧板（振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８（駆動素子）が接合されている。加圧板５６と兼用される共通電極と個別電極５７との間に駆動信号を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。インク吐出後、共通流路５５からインク供給絞り５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。なお、アクチュエータ５８にはピエゾ素子などの圧電体が好適に用いられる。もちろん、アクチュエータ５８に圧力室５２内のインクを加熱して、圧力室５２内にバブルを発生させるヒータも適用可能である。

アクチュエータ５８を駆動する駆動信号は、ヘッドドライバ（駆動回路、図４中不図示、図６に符号８４として図示）からフレキシブル基板（図４中不図示、図７に符号１００として図示）に備えられる配線を介して、アクチュエータ５８の上面（加圧板５６の反対側の面）に備えられる個別電極５７へ供給される。

即ち、上述したフレキシブル基板には、印字ヘッド５０に備えられる一部又は全部のアクチュエータ５８に供給される駆動信号を伝送する配線が設けられている。なお、該フレキシブル基板及び印字ヘッド５０の配線構造の詳細は後述する。

かかる構造を有するインク室ユニット５３は、印字ヘッドの長手方向である主走査方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜め方向に沿って一定の配列パターンで格子状に配列させた構造になっている。主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ×ｃｏｓθとなる。

即ち、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり２４００個（２４００ノズル／インチ、２４００ｄｐｉ）におよぶ高密度のノズルを実現することが可能になる。以下、説明の便宜上、主走査方向に沿って各ノズル５１が一定の間隔（ピッチＰ）で直線状に配列しているものとして説明する。

なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。

〔インク供給系の説明〕
次に、本インクジェット記録装置１０のインク供給系について説明する。

図５には、本インクジェット記録装置１０に備えられるインク供給系の構成を示す。なお、図５に示すインク供給系は、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に相当する。

図５に示すインク供給系には、インクを供給するための基タンクであるインク供給タンク６０が設置される。インク供給タンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。

図５に示すように、インク供給タンク６０と印字ヘッド５０との中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

なお、図５には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、印字ヘッド５０の内圧変動を防止するダンパ効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル５１近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面の清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。

これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

該キャップは、図示せぬ昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面をキャップ６４で覆う。

印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、ある時間以上インクが吐出されない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してインク粘度が高くなってしまう。このような状態になると、アクチュエータ５８が動作してもノズル５１からインクを吐出できなくなってしまう。

このような状態になる前に（即ち、アクチュエータ５８の動作により吐出が可能な粘度の範囲内で）アクチュエータ５８を動作させ、その劣化インク（粘度が上昇したノズル近傍のインク）を排出すべくキャップ（インク受け）６４に向かって予備吐出（パージ、空吐出、つば吐き、ダミー吐出）が行われる。

また、印字ヘッド５０内（圧力室５２内）のインクに気泡が混入した場合、アクチュエータ５８が動作してもノズルからインクを吐出させることができなくなる。このような場合には印字ヘッド５０に前記キャップを当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。

この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。なお、吸引動作は圧力室５２内のインク全体に対して行われるので、インク消費量が大きくなる。したがって、インクの粘度上昇が小さい場合には予備吐出を行う態様が好ましい。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構（ワイパー）により印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル面）に摺動可能である。ノズル面にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル板に摺動させることでノズル面を拭き取り、ノズル面を清浄する。なお、該ブレード機構によりインク吐出面の汚れを清掃した際に、該ブレードによってノズル５１内に異物が混入することを防止するために予備吐出が行われる。

〔制御系の説明〕
図６はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。

画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦記憶する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１０の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。即ち、システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御し、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバである。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字データをヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、ヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図５において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号によって各色のヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの圧電素子を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース７０を介して外部から入力され、画像メモリ７４に蓄えられる。この段階では、ＲＧＢの画像データが画像メモリ７４に記憶される。

画像メモリ７４に蓄えられた画像データは、システムコントローラ７２を介してプリント制御部８０に送られ、該プリント制御部８０においてインク色ごとのドットデータに変換される。即ち、プリント制御部８０は、入力されたＲＧＢ画像データをＫＣＭＹの４色のドットデータに変換する処理を行う。プリント制御部８０で生成されたドットデータは、画像バッファメモリ８２に蓄えられる。

プログラム格納部（不図示）には各種制御プログラムが格納されており、システムコントローラ７２の指令に応じて、制御プログラムが読み出され、実行される。前記プログラム格納部はＲＯＭやＥＥＰＲＯＭなどの半導体メモリを用いてもよいし、磁気ディスクなどを用いてもよい。外部インターフェースを備え、メモリカードやＰＣカードを用いてもよい。もちろん、これらの記録媒体のうち、複数の記録媒体を備えてもよい。

なお、前記プログラム格納部は動作パラメータ等の記録手段（不図示）と兼用してもよい。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供する。

プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいて印字ヘッド５０に対する各種補正を行う。

なお、図１に示した例では、印字検出部２４が印字面側に設けられており、ラインセンサの近傍に配置された冷陰極管などの光源（不図示）によって印字面を照明し、その反射光をラインセンサで読み取る構成になっているが、本発明の実施に際しては他の構成でもよい。

〔第１実施形態〕
次に、本発明の第１実施形態に係る印字ヘッド５０について詳説する。

図７は、印字ヘッド５０に接合されるフレキシブル基板１００の立体構造を示す断面図（図１７(b) と対比される図）である。なお、図の単純化のために、図７には３層構造を有するフレキシブル基板１００と、印字ヘッド５０に備えられる個別電極５７及びアクチュエータ５８のうち３列の個別電極５７及びアクチュエータ５８を図示する。また、図７では、図４に示すノズル５１、圧力室５２、供給絞り５４、共通流路５５等は省略する。

印字ヘッド５０のアクチュエータ配設面５０Ａには、２次元的に複数のアクチュエータ５８が備えられている。各アクチュエータ５８の上面には個別電極５７が備えられ、この個別電極５７はフレキシブル基板１００に備えられる配線パターン１０２と半田や導電性接着剤などを用いて接合されている。

一方、フレキシブル基板１００は、配線パターン１０２が設けられる配線層１０４と各配線層１０４を支持する支持層１０６とを具備し、配線層１０４と支持層１０６とを交互に積層した多層構造を有している。

ここで、フレキシブル基板とは、ポリイミドなどの樹脂シート上に金、銀、銅、プラチナなどの金属材料を用いて形成される配線が施された状態を示している。即ち、配線パターン１０２ (配線層１０４）には、厚みが数μm 程度の金属薄膜が用いられ、支持層１０６には厚みが十数μm から数十μm 程度のポリイミドなどの樹脂材料（絶縁材料）が用いられる。なお、支持層１０６を金属薄膜と絶縁被膜とから構成してもよい。

図７に示すフレキシブル基板１００は、印字ヘッド５０に接合される側の端部の端面１１０が配線層１０４及び支持層１０６に対して斜め方向にカットされる形状を有しており、フレキシブル基板１００に設けられる各配線パターン１０２は端面１１０から直接引き出され（即ち、配線パターン１０２の配線取出部を端面１１０に設け）、それぞれに対応する個別電極５７に接合される。配線パターン１０２と個別電極５７との接合を確実に行うために、個別電極５７或いは配線パターン１０２のうち何れか一方を接合面よりも若干突出させる凸形状にするとよい。形状の自由度を考慮すると、該凸部は個別電極５７に備えるとより好ましい。

即ち、フレキシブル基板１００の端面１１０は、配線層１０４及び支持層１０６と直交しない所定の角度αをなすように形成される。前記所定の角度αは、配線層１０４及び支持層１０６と水平な０度を超え、配線層１０４及び支持層１０６を直交する９０度未満の角度（０＜α＜９０）が適用される。

上記の如く構成される印字ヘッド５０は、２次元的に配列されるアクチュエータ５８へ与える駆動信号が伝送される複数の配線パターン１０２を多層構造のフレキシブル基板１００に具備し、フレキシブル基板１００の斜め方向にカットされた端面１１０から直接各配線パターン１０２を引き出して各個別電極５７へ接合するように構成するので、フレキシブル基板１００の各層を貫通するように設けられる垂直配線（図１７(b) に示すスルーホール４２０）や、印字ヘッド５０と接合される面に設けられる電極（パッド）が不要になり、単純な配線構造により高密度に２次元的に配置される個別電極５７から配線の引き出しを行うことができる。

本例では、３層の配線層１０４を有するフレキシブル基板１００を示したが、個別電極５７の数に応じて４層以上の配線層１０４を有するフレキシブル基板１００を用いてもよいし、２層の配線層を有するフレキシブル基板１００を用いてもよい。なお、本例に示すフレキシブル基板１００は最上層１０６Ａ及び最下層１０６Ｂ（外側に接する層）に支持層１０６を設けたが、最上層１０６Ａ或いは最下層１０６Ｂのうち何れか一方の支持層１０６は省略可能である。最上層１０６Ａ或いは最下層１０６Ｂのうち何れか一方の支持層１０６を省略する場合には、最上層１０６Ａ或いは最下層１０６Ｂとなる導電層１０４にはレジストなどの保護膜が形成される。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る印字ヘッド５０を説明する。

図８は、本第２実施形態に係る印字ヘッド５０に接合されるフレキシブル基板１００の立体構造を示す断面図である。なお、図８中、図７と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図８に示す態様では、斜め方向にカットされたフレキシブル基板１００の端面１１０から各配線パターン１０２が１層ずつ別々に引き出され、引き出された配線 (取出配線）１０２Ａは印字ヘッド５０のアクチュエータ配設面５０Ａに設けられる個別電極５７と半田や導電性接着剤によって接合される。

また、フレキシブル基板１００を支持するために、印字ヘッド５０のアクチュエータ配設面５０Ａとフレキシブル基板１００との間にシリコンゴムやエポキシなどの保持部材（固定部材）１６０が充填される。保持部材１６０はフレキシブル基板１００が印字ヘッド５０へ確実に保持され、引出配線１０２Ａと個別電極５７との接合部分にメカ的なストレスを与えないように、所定の強度と柔軟性を有する非導電性材料が好ましい。

図８に示す態様では、フレキシブル基板１００に形成される各配線パターン１０２が分離されるので各配線パターン１０２と個別電極５７とを容易に接合することができる。なお、引出配線１０２Ａの強度を確保するために、図７に示す態様よりも配線層１０４の厚みを大きくし、剛性の大きな材料を用いるとより好ましい。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る印字ヘッド５０を説明する。

図９は、本第３実施形態に係る印字ヘッド５０に接合されるフレキシブル基板１００の立体構造を示す断面図である。なお、図９中、図７及び図８と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図９に示すフレキシブル基板１００には、支持層１０６に配線層１０４及び支持層１０６と略平行方向に沿ってインク供給路１８０が形成される。インク供給路１８０の一方の端部（フレキシブル基板１００の印字ヘッド５０と接合される端面１１０を有する端部）が印字ヘッド５０のアクチュエータ配設面５０Ａに設けられるインク供給口１８２と連通するように印字ヘッド５０とフレキシブル基板１００とは接合され、インク供給路１８０のもう一方の端部は図５に示すインク供給系に連通される。

ここで、図１０に、フレキシブル基板１００の断面形状（図９中、Ｘ−Ｘ線に沿う断面図）を示す。

図１０に示すように、インク供給路１８０が設けられる支持層１０６は２枚の薄板状部材（プレート）を積層する２層構造であり、一方のプレート１０６Ｃにインク供給路１８０となる凸部（溝部）が設けられ、該プレートの凸部形成面にもう一方のプレート１０６Ｄが積層される構造を有している。

また、配線パターン１０２とインク供給路１８０とは、図１０における横方向の位置をずらして配置されているので、図９に示すフレキシブル基板１００内及びフレキシブル基板１００の端面１１０において、配線パターン１０２とインク供給路１８０との間に所定の距離が確保される。

図１１は、印字ヘッド５０及びフレキシブル基板１００を印字ヘッド５０のアクチュエータ配設面５０Ａ側から見た平面図である。なお、図１１には、印字ヘッド５０の一部を示し、また、フレキシブル基板１００の短手方向は主走査方向と略平行であり、フレキシブル基板１００の長手方向は副走査方向と略平行である。

破線で図示する符号２００は印字ヘッド５０内に設けられるインク流路の本流であり、符号２０２は本流２００から分岐され各圧力室５２へインクを供給する支流（図４に示す共通流路５５）である。

図１１に示すフレキシブル基板１００は、６列のアクチュエータ５８に対応する数の配線パターン１０２及び６列の圧力室５２に対応するインク供給路１８０が設けられている。このような構成を有するフレキシブル基板１００を主走査方向に複数並べてもよいし、更に多数の配線パターン１０２及びインク供給路１８０を１つのフレキシブル基板１００に設けてもよい。

なお、図１１に示すインク供給路１８０は、圧力室５２の列に対して１対１で対応しているが、インク供給路１８０と圧力室５２に各列は、１対１でなくてもよく、複数の圧力室列に対して１つのインク供給路１８０が対応してもよい。

また、図１１に示す印字ヘッド５０を１つのヘッドモジュールとして、このヘッドモジュールを主走査方向に複数連結してフルライン型の印字ヘッドを形成してもよい。

ここで、図１２に、従来技術に係る印字ヘッド５０及び印字ヘッド５０に接合されるフレキシブル基板１００を示す。

図１２に示すように、従来技術に係る印字ヘッド５０では、印字ヘッド５０の側面５０Ｂにインク供給系からのインクを印字ヘッド５０内へ供給する不図示のインク供給口（図９のインク供給口１８２に相当）が設けられ、該インク供給口は供給側の入口２０４を介して本流２００と連通されている。

図１１に示すように、インク供給路１８０をフレキシブル基板１００に設け、フレキシブル基板１００を経由してアクチュエータ配設面５０Ａから印字ヘッド５０内へインクを供給するように構成すると、印字ヘッド５０の側面５０Ｂに設けられるインク供給口及び図１２に示す供給側の入口２０４を設ける必要がなくなり、アクチュエータ５８が配設される領域の周囲の領域を小さくすることができ、特に多色ヘッド構成など、複数の印字ヘッドを備える場合にヘッドユニット全体をコンパクトに構成することができる。

図１３には、本第３実施形態に好適なインク室ユニット５３の一例を示す。図１３は、印字ヘッド５０に備えられるインク室ユニット５３の立体構造を示す断面図（図３(b) 中、IV−IV断面線に沿う断面図）である。なお、図１３中、図４と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図１３に示すインク室ユニット５３は、ノズル５１に吐出側流路５１Ａを介して連通される圧力室５２の天面を形成する加圧板５６には、圧力室５２と圧力室５２の加圧板５６と反対側に設けられる共通流路５５とを直接連通させる供給絞り５４が備えられ、加圧板５６をはさんでその両側に圧力室５２と共通流路５５とを備える構造を有している。

一方、加圧板５６の共通流路５５側にはアクチュエータ５８が設けられ、アクチュエータ５８の加圧板５６と反対側の面には個別電極５７が設けられている。なお、加圧板５６はアクチュエータ５８の共通電極と兼用される。

加圧板５６上のアクチュエータ５８が配設されないアクチュエータ非配設領域には、個別電極５７と導通するように引き出された電極（パッド）３００が形成され、この電極３００には、共通流路５５内を立ち上がる構造を有し、アクチュエータ５８に与える駆動信号が伝送される配線構造であるエレキ柱３０２が接合される。なお、電極３００はアクチュエータ５８上の活性領域（個別電極５７が配設されている領域）以外に設けられてもよい。

エレキ柱３０２は該駆動信号を伝送する導電部３０４と、導電部３０４の外側に形成される保護膜３０６と、を含み、このエレキ柱３０２の両端部には電極３１０、３１２が形成される。

図１３に示す態様では、エレキ柱３０２の電極３１０（アクチュエータ側電極）は個別電極５７から引き出された電極３００と接合され、電極３１０の反対側の端部に形成される電極３１２（フレキシブル基板側電極、取出電極）は、図７等に図示したフレキシブル基板１００の端部１１０で、該フレキシブル基板１００に形成された配線パターン１０２と接合される。

即ち、アクチュエータ５８へ与えられる駆動信号は、該駆動信号が生成される駆動回路から、フレキシブル基板１００の配線パターン１０２、エレキ柱３０２（電極３１２、導電部３０４、電極３１０）、個別電極５７から引き出された電極３００を介してアクチュエータ５８の個別電極５７へ伝送される。

なお、導電部３０４は、駆動信号の他に、圧力室５２に設けられるセンサから得られる検出信号を伝送してもよい。導電部３０４を複数の導電性部材から構成して駆動信号及び検出信号を伝送するように構成してもよいし、導電部３０４を１つの導電性部材から構成して、該共通の導電性部材によって駆動信号及び検出信号を伝送するように構成してもよい。

また、印字ヘッド５０のフレキシブル基板接合面（図７等にアクチュエータ配設面５０Ａに相当）５０Ａ’にはインク供給口１８２が設けられ、図９に示すように、フレキシブル基板１００のインク供給路１８０と連通される。

図１３に示す構造を有する印字ヘッド５０と、図９に示すフレキシブル基板１００と、を組み合わせると、例えば、図５に示すインク供給タンク６０から印字ヘッド５０へのインク供給管（チューブ）省略することができるなど、インク供給系の構造を簡略化することが可能になり、印字ヘッド５０周辺の構造の簡素化及び省スペース化を実現することができる。

また、本例に示すインク供給路１８０を利用して、印字ヘッド５０に備えられるアクチュエータ５８を冷却してもよい。

更に、フレキシブル基板１００の表面に冷却素子や加熱素子を配置して、インク供給路１８０内に流れるインクの冷却、加熱を効果的に行うことができる。即ち、フレキシブル基板１００に温度調節部材を備え、フレキシブル基板１００内のインク供給路１８０を流れるインクの温度を調節し、好ましい温度のインクを印字ヘッド５０に供給することが可能になる。

〔応用例〕
図１４には、上述した第１〜第３実施形態の応用例を示す。

図１４は、４つの印字ヘッド５０-1、５０-2、５０-3、５０-4から構成される印字ヘッド５０を印字ヘッド５０の短手方向から見た側面図である。

各印字ヘッド５０-1〜５０-4に接合されるフレキシブル基板１００には、アクチュエータ５８（図１４中不図示、図７等に図示）を駆動する駆動回路３６０（図６のヘッドドライバ８４の一部または全部）が搭載されており、この駆動回路３６０はトランジスタ（或いはＦＥＴ）などの素子及びその周辺回路がワンチップモジュール（ＩＣ）内に集積されている。

図１４に示すように、駆動回路３６０はフレキシブル基板１００の印字ヘッド５０と反対側の面に搭載され、また、印字ヘッド５０と離れた位置に搭載される。フレキシブル基板１００の印字ヘッド５０の近傍には、図７等に示す配線パターン１０２が密集して設けられており、駆動回路３６０は配線パターン１０２を避ける位置に配置される。

図１５に示す従来技術に係る印字ヘッド５０では、フレキシブル基板１００の一方の面が印字ヘッド５０に接合され、もう一方の面に駆動回路３６０が搭載されており、フレキシブル基板１００は印字ヘッド５０のアクチュエータ配設面５０Ａと略平行に接合されている。

例えば、多色の各色に対応するヘッドを備える場合など、複数のヘッドから印字ヘッド５０を構成する態様では、印字ヘッド５０をコンパクトにまとめるために各ヘッドを近接配置する必要があるが、図１５に示す態様では、印字ヘッド５０-1に接合されるフレキシブル基板１００は印字ヘッド５０-1の隣に配置される印字ヘッド５０-2側へ配置されるために、印字ヘッド５０-1と印字ヘッド５０-2との間隔を所定の距離以上にしなければならない。

印字ヘッド５０-1と印字ヘッド５０-2とを所定の距離以下の間隔で配置するには、例えば、フレキシブル基板１００を図１５における上方向に曲げた状態（図１５中、破線で示す状態）に保持しながら、フレキシブル基板１００を印字ヘッド５０-1に接合する必要がある。

多層構造を有するフレキシブル基板１００は柔軟性を有する材料を用いても曲がりにくく、小径で曲げることが困難である。また、フレキシブル基板１００を小径で曲げると、印字ヘッド５０とフレキシブル基板１００との接合部分や、フレキシブル基板１００の屈曲部分に曲げによる応力がかかり、印字ヘッド５０とフレキシブル基板１００との接合の信頼性低下やフレキシブル基板１００の信頼性低下が懸念される。

特に、フレキシブル基板１００に駆動回路３６０を搭載する場合には、印字ヘッド５０とフレキシブル基板１００との接合部分やフレキシブル基板１００の屈曲部分にかかる応力が大きくなり、フレキシブル基板１００を曲げた状態で保持するための工夫が必要になる。

一方、図１４に示す、本発明に係る印字ヘッド５０では、各印字ヘッド５０に接合されるフレキシブル基板１００は、印字ヘッド５０のアクチュエータ配設面５０Ａと水平方向と所定の角度（０度を超え９０度未満の角度）をなす斜め方向に沿って配置されるので、フレキシブル基板１００を大きく曲げることなく、各印字ヘッド５０の近接配置や、フレキシブル基板１００への駆動回路３６０の配置が可能になり、印字ヘッド５０をコンパクトに構成することができる。

本例では、フレキシブル基板１００に駆動回路３６０を搭載する態様を示したが、駆動回路３６０以外に、電源回路、制御回路などの電気回路（電子デバイス）や、コネクタなどの部材を搭載してもよい。また、上述したワンチップＩＣに代わり、駆動回路３６０を構成する電子部品（トランジスタ、抵抗器、コンデンサ等）をフレキシブル基板１００上に搭載してもよい。更に、上述した第３実施形態の加熱素子に、フレキシブル基板１００上に搭載される駆動回路３６０や他の電気回路を用いることもできる。

上記第１〜第３実施形態では、本発明の一例として駆動素子であるアクチュエータ（圧電素子）へ与える駆動信号を伝送する配線構造を例示したが、駆動信号以外のセンサ類から得られる検出信号などの配線にも適用可能である。

また、本発明は該圧電素子を圧力センサとして用いる場合にも適用可能である。該圧電素子を駆動素子及び圧力検出素子として兼用し、共通の配線を用いて駆動信号及び検出信号を伝送してもよい。

本例では、ノズル５１からインクを吐出させて記録紙１６上に画像を形成するインクジェット記録装置を示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、吐出孔から水、薬液、処理液などの液体を吐出させる液体吐出装置に広く適用可能である。

本発明の実施形態に係る印字ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の全体構成図 図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図 印字ヘッドの構造例を示す平面透視図 図３中４−４線に沿う断面図 図１に示したインクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図 図１に示したインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図 本発明の第１実施形態に係る印字ヘッドに接合されるフレキシブル基板の構造を示す断面図 本発明の第２実施形態に係る印字ヘッドに接合されるフレキシブル基板の構造を示す断面図 本発明の第３実施形態に係る印字ヘッドに接合されるフレキシブル基板の構造を示す断面図 図９中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図 図９に示す印字ヘッド及びフレキシブル基板のインク供給路を説明する図 従来技術に係るインク供給路を説明する図 第３実施形態に係る印字ヘッドの構造例を示す断面図 本発明の応用例に係る印字ヘッドの配列を示す図 従来技術に係る印字ヘッドの配列を示す図 従来技術に係る印字ヘッド及びフレキシブル基板を説明する図 従来技術に係る印字ヘッド及び多層フレキシブル基板を説明する図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５７…個別電極、５８…アクチュエータ、８４，３６０…駆動回路、１００，１００’，４００，４００’…フレキシブル基板、１０２…配線パターン、１８０…インク供給路、３１２…電極

Claims (8)

1. ２次元的に配列される複数の吐出孔と、
   前記複数の吐出孔のそれぞれと連通される複数の圧力室と、
   前記各圧力室を構成する面のうち少なくとも１つの面に設けられ、駆動信号が印加される電極を有し駆動信号に応じて該圧力室内の液体を加圧する複数の駆動素子と、
   前記複数の駆動素子へ与える前記駆動信号を伝送し前記複数の駆動素子が有する各電極のそれぞれと導通する複数の配線パターンが形成される配線基板と、
   を備え、
   前記配線基板は、前記電極の近傍から前記駆動素子が配設される駆動素子配設面に対して水平方向及び垂直方向とは異なる斜め方向に立ち上がるように配設されることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記配線基板は、１層以上の前記配線層及び該配線層を支持する１層以上の支持層を所定の順序で積層させる積層構造を有するとともに、前記配線層及び前記支持層に対して水平方向及び垂直方向とは異なる所定の角度をなす端面を有し、
   該端面は、前記各配線パターンが取り出される配線取出部を備えたことを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記配線取出部は、前記電極と直接接合されることを特徴とする請求項２記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記駆動素子が有する電極から引き出され、前記電極と導通する取出電極を備え、
   前記配線取出部は、前記取出電極と接合されることを特徴とする請求項２記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記配線基板は、前記配線取出部と導通し前記配線基板の外部に取り出される取出配線を有し、
   前記配線パターンは該取出配線を介して前記電極と導通する配線構造を有することを特徴とする請求項２記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記配線基板は、前記支持層に前記圧力室へ液体を供給する液体流路を備えたことを特徴とする請求項２乃至５のうち何れか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記配線基板は、前記駆動素子を駆動する駆動回路を備えたことを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記配線基板は、加熱手段及び冷却手段のうち少なくとも何れか一方を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の液体吐出ヘッド。
   

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