JP2000062162A

JP2000062162A - インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number: JP2000062162A
Application number: JP23472098A
Authority: JP
Inventors: Takakazu Fukano; 孝和深野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 2000-02-29

Abstract

(57)【要約】【課題】系列毎に異なる駆動波形を用いて各ノズル開
口から吐出されるインク滴の重量の最適化を図ることの
できるインクジェット式記録ヘッドを提供すること。【解決手段】インクジェット式の記録ヘッド１０にお
いて、駆動ＩＣ２１は、、ＴＡＢ用のフレキシブル基板
２００に形成されている出力信号パターン２３と接続す
る出力パッド２１１をノズル開口の数と同数備えている
とともに、フレキシブル基板２００上の入力信号パター
ン２２に接続する入力パッド２１２もノズル開口の数と
同数備えている。従って、入力信号パターン２２と入力
パッド２１２との接続の組合せによって、ノズル開口に
対応する各圧電振動子１７のそれぞれに最適な駆動信号
ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を印加することができるので、イン
ク滴の重量の最適化を容易に図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピエゾ圧電素子
（圧電振動子）などの圧力発生素子を用いたインクジェ
ット式記録ヘッドに関するものである。さらに詳しく
は、圧力発生素子に対する駆動技術に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタなどのインクジ
ェット記録装置に用いる記録ヘッドでは、図２０に示す
ように、圧電振動子１７を用いたアクチュエータ３０
と、このアクチュエータ３０に形成されているノズル開
口のうち、いずれのノズル開口からインク滴の吐出を行
うかを駆動信号ＣＯＭの給断によって制御するスイッチ
素子１６を備えるノズル選択回路内蔵の駆動ＩＣ２１
と、この駆動ＩＣ２１とアクチュエータ３０とを回路的
に接続するフレキシブル基板２００とが用いられてい
る。フレキシブル基板２００には、圧電振動子１７に駆
動信号ＣＯＭを印加するためにＩＣ実装領域から延びる
複数の出力信号パターン２３、外部から駆動信号ＣＯＭ
が入力される入力端子２９、この入力端子２９からＩＣ
実装領域まで延びる入力信号パターン２２などが形成さ
れている。

【０００３】従って、フレキシブル基板２００のＩＣ実
装領域に駆動ＩＣ２１を実装すると、図２１に示す駆動
ＩＣ２１の入力パッド２１２は入力信号パターン２２に
接続し、ノズル列の１列当たりたとえば３２個、形成さ
れた４列分の出力パッド２１１（図２１には、１列当た
り３２個の出力パッド２１１のうち、各列の両端の出力
パッド２１１のみ図示してある。）の各々には出力信号
パターン２３に接続する。ここで、入力パッド２１２は
駆動ＩＣ２１に複数形成され、これらの入力パッド２１
２同士は駆動ＩＣ内の共通配線２９０によって電気的に
接続している。

【０００４】このように構成したインクジェット式の記
録ヘッドにおいて、ノズル開口１１１は複数の列に形成
され、たとえば列毎に異なる色のインクを吐出するよう
に構成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、記録ヘ
ッドにおいては、アクチュエータ３０の構造的な差、あ
るいはインクの色毎の物性の差などに起因して、ノズル
列毎にインクの吐出特性が異なることがある。その結
果、図２３に示すように、第１列目および第４列目のノ
ズル開口１１１からはそれぞれ、目論見通りのインク重
量Ｉ_Wのドットを形成できるが、第２列目および第３列
目のノズル開口１１１からは、目論見からはずれたイン
ク重量１．１７×Ｉ_W、０．８３×Ｉ_Wのドットが形成
されてしまうという問題点がある。

【０００６】このような場合には、各ノズル列毎に駆動
信号ＣＯＭの波形を変えれば、吐出特性の調整を行うこ
とができる。しかし、従来の駆動ＩＣ２１では、入力パ
ッド２１２同士が駆動ＩＣ２１内の共通配線２９０によ
って電気的に接続しているため、特定のノズル列に、他
と異なる波形の駆動信号ＣＯＭを印加することは不可能
である。それ故、従来の記録ヘッドでは、ノズル開口か
ら吐出されるインク滴の重量の最適化を図るのにソフト
面あるいはハード面で手間のかかる調整を行う必要があ
る。

【０００７】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
系列毎に異なる駆動波形を用いて各ノズル開口から吐出
されるインク滴の重量の最適化を図ることのできるイン
クジェット式記録ヘッドを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るインクジェット式記録ヘッドでは、ノ
ズル開口に連通する複数の圧力発生室、および該圧力発
生室を収縮させることにより前記ノズル開口からインク
滴を吐出させる複数の圧力発生素子を備えるアクチュエ
ータと、前記圧力発生素子に駆動信号を印加するために
ＩＣ実装領域から延びる複数の出力信号パターン、外部
から複数系列の駆動信号が系列毎に入力される複数の入
力端子、該入力端子から前記ＩＣ実装領域まで延びる複
数の入力信号パターンを備えるフレキシブル基板と、該
フレキシブル基板の前記ＩＣ実装領域に実装されたノズ
ル選択回路内蔵の駆動ＩＣとを有し、前記駆動ＩＣは、
前記出力信号パターンと接続する出力パッドを前記ノズ
ル開口の数と同数備えているとともに、前記入力信号パ
ターンに接続する入力パッドを前記ノズル開口の数と同
数備えていることを特徴とする。

【０００９】本発明では、駆動ＩＣ内で入力パッド同士
を共通配線で接続するのを止めて、ノズル開口の数と同
数の入力パッドを形成し、これらの入力パッドと入力信
号パターンとを所定の組合せにより接続する構成を採用
している。従って、ノズル開口毎に対応する各圧電信号
子のそれぞれに最適な駆動信号を印加することができる
ので、ノズル列毎にインク滴の重量が異なるなどの不具
合を防止することができるなど、インク滴重量の最適化
を容易に図ることができる。

【００１０】本発明において、前記駆動ＩＣは、前記入
力パッドを前記ノズル開口の数よりも多く備えていると
ともに、該過剰の入力パッドのうち、前記ノズル開口の
数と同数の入力パッドが前記入力信号パターンに接続し
ていることが好ましい。このように、駆動ＩＣに対して
予め、過剰の入力パッドを形成しておき、そのうちの一
部を入力信号パターンと接続するようにすると、入力信
号パターンを系列毎に入力パッドと配線接続する際に入
力信号パターンを複雑に引き回す必要がないという利点
がある。

【００１１】本発明において、前記駆動ＩＣは、前記入
力パッドを前記ノズル開口の数の整数倍の数を備えてい
るとともに、該過剰の入力パッドのうち、前記ノズル開
口の数と同数の入力パッドが前記入力信号パターンに接
続していることが好ましい。このように、駆動ＩＣに対
して予め、ノズル開口の数の整数倍の数の入力パッドを
形成しておき、そのうちの一部を入力信号パターンと接
続するようにした場合も、入力信号パターンを系列毎に
入力パッドと配線接続する際に入力信号パターンを複雑
に引き回す必要がないという利点がある。

【００１２】本発明は、前記過剰の入力パッドのうち、
前記入力信号パターンと接続していない入力パッドの表
面については絶縁膜で覆っておくことが好ましい。この
ように構成すると、入力信号パターンとの接続に用いな
い入力パッドの真上に入力信号パターンを通すことがで
きるので、入力信号パターンを系列毎に入力パッドと配
線接続する際に入力信号パターンを複雑に引き回す必要
がないという利点がある。

【００１３】本発明において、前記フレキシブブル基板
は、たとえば、前記ＩＣ実装領域がデバイスホールとし
て形成されたＴＡＢ用基板であり、該デバイスホールに
対して前記出力信号パターンおよび前記入力信号パター
ンが部分的に張り出して前記駆動ＩＣの前記出力パッド
および前記入力パッドにそれぞれ接続している。

【００１４】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明を適用し
たインクジェット記録装置を説明する。

【００１５】（全体構成）図１は、インクジェット記録
装置の要部を示す斜視図である。

【００１６】図１に示すように、このインクジェット記
録装置１００では、キャリッジ１１１がタイミングベル
ト１１２を介してパルスモータ１１３に接続され、ガイ
ド部材１１４に案内されて記録用紙１１５の紙幅方向に
往復動するように構成されている。キャリッジ１１１は
記録用紙１１５と対向する面、この図に示す例では下面
にインクジェット式の記録ヘッド１０が取り付けられて
いる。記録ヘッド１０はキャリッジ１１１の上部に載置
されているインクカートリッジ１１７からインクの補給
を受けてキャリッジ１１１の移動に合わせて記録用紙１
１５にインク滴を吐出してドットを形成し、記録用紙１
１５に画像や文字を印刷する。

【００１７】また、インクジェット記録装置１００の非
印刷領域には、キャッピング装置１１８が構成され、休
止中に記録ヘッド１０のノズル開口を封止する一方、印
刷動作中に行われるフラッシング動作による記録ヘッド
１０からのインク滴を受ける。さらに、キャッピング装
置１１８の近傍にはクリーニング装置１１９が配置さ
れ、このクリーニング装置１１９では、記録ヘッド１０
の表面をブレードなどでワイピングすることにより、そ
こに付着したインク滓や紙粉を拭き取るように構成され
ている。

【００１８】図２は、本形態のインクジェット記録装置
の機能ブロック図である。

【００１９】図２において、インクジェット記録装置１
００は、プリントコントローラ１とプリントエンジン２
とから構成されている。プリントコントローラ１は、ホ
ストコンピュータ（図示せず。）などからの多値階層情
報を含む記録データなどを受信するインターフェース３
と、多値階層情報を含む記録データなどの各種データの
記憶を行うＲＡＭ４と、各種データ処理を行うためのル
ーチンなどを記憶したＲＯＭ５と、ＣＰＵなどからなる
制御部６と、発振回路７と、記録ヘッド１０への駆動信
号を発生させる駆動信号発生回路８と、この駆動信号発
生回路８で駆動信号を発生させるための電源を生成する
電源生成部８０と、ドットパターンデータに展開された
印字データおよび駆動信号をプリントエンジン２に送信
するためのインターフェース９とを備えている。

【００２０】ホストコンピュータなどから送られた多値
階層情報を含む記録データはインターフェース３を介し
て記録装置内部の受信バッファ４Ａに保持される。受信
バッファ４Ａに保持された記録データは、コマンド解析
が行われてから中間バッファ４Ｂへ送られる。中間バッ
ファ４Ｂ内では、制御部６によって中間コードに変換さ
れた中間形式としての記録データが保持され、各文字の
印字位置、修飾の種類、大きさ、フォントのアドレスな
どが付加される処理が制御部６によって実行される。次
に、制御部６は、中間バッファ４Ｂ内の記録データを解
析し、後述するように階層データをデコード化した後の
２値化されたドットパターンデータを出力バッファ４Ｃ
に展開し、記憶させる。

【００２１】記録ヘッド１０の１スキャン分に相当する
ドットパターンデータが得られると、このドットパター
ンデータは、インターフェース９を介して記録ヘッド１
０にシリアル転送される。出力バッファ４Ｃから１スキ
ャン分に相当するドットパターンデータが出力される
と、中間バッファ４Ｂの内容が消去されて、次の中間コ
ード変換が行われる。ここで、ドットパターンデータに
展開された印字データは、後述するように、各ノズル毎
の階調データとして、たとえば２ビットで構成される。

【００２２】プリントエンジン２は、記録ヘッド１０
と、紙送り機構１１と、キャリッジ機構１２とを備えて
いる。紙送り機構１１は、紙送りモータおよび紙送りロ
ーラなどからなり、記録紙などの記録媒体を順次送り出
して副走査を行うものである。キャリッジ機構１２は、
図１を参照して説明したように、記録ヘッド１０を搭載
するキャリッジ１１１と、このキャリッジ１１をタイミ
ングベルト１１２を介して走行させるパルスモータ１１
３などからなり、記録ヘッド１０を主走査させるもので
ある。

【００２３】記録ヘッド１０は、副走査方向に複数のノ
ズルを有し、所定のタイミングで各ノズルからインク滴
を吐出させるものである。記録ヘッド１０において、ド
ットパターンデータに展開された印字データはＳＩ、発
振回路７からのクロック信号（ＣＬＫ）に同期して、イ
ンターフェース９からシフトレジスタ１３にシリアル転
送される。このシリアル転送された印字データＳＩは、
一旦、ラッチ回路１４によってラッチされる。ラッチさ
れた印字データＳＩは、電圧増幅器であるレベルシフタ
１５によって、スイッチ回路１６を駆動できる電圧、た
とえば数十ボルト程度の所定の電圧にまで昇圧される。
所定の電圧まで昇圧された印字データはスイッチ回路１
６に与えられる。スイッチ回路１６の入力側には、駆動
信号発生回路８からの駆動信号（ＣＯＭ）が印加されて
おり、スイッチ回路１６の出力側には、圧力発生素子と
しての圧電振動子１７が接続されている。

【００２４】ここで、印字データＳＩは、スイッチ回路
１６の動作を制御する。たとえば、スイッチ回路１６に
加わる印字データが「１」である期間中は、駆動信号が
圧電振動子１７に印加され、この信号に応じて圧電振動
子１７は伸縮を行う。一方、スイッチ回路１６に加わる
印字データが「０」である期間中は、圧電振動子１７へ
の駆動信号の供給が遮断される。

【００２５】記録ヘッド１０の構成を具体的に示したの
が図３である。図２中のシフトレジスタ回路１３、ラッ
チ回路１４、レベルシフタ１５、スイッチ回路１６およ
び圧電振動子１７は、各々記録ヘッド１０の各ノズルに
対応した素子１３Ａ〜１３Ｎ、１４Ａ〜１４Ｎ、１５Ａ
〜１５Ｎ、１６Ａ〜１６Ｎ、１７Ａ〜１７Ｎから構成さ
れている。印字データは、（１０）、（１１）等のごと
く、各ノズル毎に、２ビットデータで構成されている。
そして、全てのノズルについての各桁のビットデータが
一記録周期内にシフトレジスタ１３Ａ〜１３Ｎにシリア
ル転送される。そして、アナログスイッチとして構成さ
れる各スイッチ素子１６Ａ〜１６Ｎに加わるビットデー
タが「１」の場合は、駆動信号ＣＯＭが圧電振動子１７
Ａ〜１７Ｎに直接印加され、各圧電振動子１７Ａ〜１７
Ｎは駆動信号の信号波形に応じて変位する。逆に、各ス
イッチ素子１６Ａ〜１６Ｎに加わるビットデータが
「０」の場合は、各圧電振動子１７Ａ〜１７Ｎへの駆動
信号が遮断され、各圧電振動子１７Ａ〜１７Ｎは直前の
電荷を保持する。

【００２６】（記録ヘッドの構成）図４は、インクジェ
ット式の記録ヘッドの斜視図である。図４に示すよう
に、記録ヘッド１０は、ノズルプレート２８１、リザー
ブプレート２８２およびアクチュエータ３０を備えるヘ
ッドチップ１１０と、ＴＡＢ用のフレキシブル基板２０
０とを有し、このフレキシブル基板２００のデバイスホ
ール２０１（ＩＣ実装領域）には、アクチュエータ３０
への駆動信号の印加を制御するノズル選択回路内蔵の駆
動ＩＣ２１（トランスミッションゲートＩＣ）が搭載さ
れている。

【００２７】本形態では、ヘッドチップ１１０には２つ
のアクチュエータ３０が設けられ、１つのアクチュエー
タ３０がノズルプレート１１に設けられた２列のノズル
開口１１１（図５参照。）に対応している。従って、ノ
ズルプレート２８１の下面には４列のノズル開口１１１
が形成されているので、各列のノズル開口１１１から吐
出されるインクの色を別々とすれば、４色インクの記録
ヘッド１０とすることができる。

【００２８】フレキシブル基板２００には、ベースフィ
ルム２０２の中央部に搭載された駆動ＩＣ２１に信号を
入力する入力信号パターン２２と、駆動ＩＣ２１からの
駆動信号を出力する出力信号パターン２３とが導体パタ
ーンにより形成され、導体パターンの表面にはレジスト
２６（図５参照。）が塗布されている。フレキシブル基
板２００の端部はアクチュエータ３０の数に対応して２
分割され、分割された部分の両端には、ノズル開口１１
に対応するセグメント端子２４１〜２４４が形成されて
いる。駆動ＩＣ２１からの駆動信号は、それぞれ個別に
形成された出力信号パターン２３によりセグメント端子
２４１〜２４４に供給される。セグメント端子２４１〜
２４４のうち、両端のセグメント端子２４１、２４４の
一端には、外部に接地接続された接地ラインとしてのＧ
ＮＤライン２５１、２５２が形成され、隣接するセグメ
ント端子２４２、２４３の間の一方の端部にはＧＮＤラ
イン２５５、２５６が形成されている。

【００２９】アクチュエータ３０の表面にはセグメント
端子２４１〜２４４とはんだ付け等により接続するため
のセグメント端子電極３７１〜３７４と、セグメント端
子電極３７１〜３７４を挟んでコの字形状に形成された
コモン端子電極３８１〜３８４とからなる４つの端子電
極が形成されている。コモン端子電極３８１の一端は、
外部と接地接続されたＧＮＤライン２５１と導通し、他
端はＧＮＤライン２５５と導通するように形成されてい
る。また、コモン端子電極３８２の一端はＧＮＤライン
２５３と導通し、他端はＧＮＤライン２５５と導通する
ように形成されている。他のコモン端子電極３８３〜３
８４も同様にＧＮＤラインと導通している。すなわち、
フレキシブル基板２００上の各ＧＮＤラインはアクチュ
エータ上の各コモン端子電極３８１〜３８４を介して相
互に接続されている。従って、アクチュエータ３０の数
が増えた場合でも、アクチュエータ３０上のコモン端子
電極を外部と接地接続されたＧＮＤライン２５１、２５
２と導通させることができる。

【００３０】本形態では、コモン端子電極３８１〜３８
４のコの字形状の２つの横棒に相当する部分のうち、駆
動ＩＣ２１に近い方の端部は他方の端部よりも幅が広く
形成され、かつ、幅方向に３分割されている。従って、
記録ヘッド１０の小型化のためにフレキシブル基板２０
０をセグメント端子２４１〜２４４と駆動ＩＣ２１との
間で折り曲げて組み付ける場合に、フレキシブル基板２
００の曲げ応力によってＧＮＤラインとコモン端子電極
との接続のうち１つが剥がれた場合でも、他の２つの部
分により導通を維持することができる。また、コモン端
子電極３８１〜３８４は、分割されている分、熱容量が
小さいので、はんだ付けによる接合が容易である。

【００３１】図５、図６および図７はそれぞれ、本形態
のインクジェット式記録ヘッド１０のセグメント端子電
極部分の断面図、ヘッドチップ１１０のコモン端子電極
部分の断面図、およびアクチュエータ３０の表面に形成
されるパターンを示す斜視図である。

【００３２】これらの図において、ヘッドチップ１１０
は、インクを吐出するためのノズル開口１１１が形成さ
れているノズルプレート２８１と、共通のインク室とし
てのリザーバ２８３が形成されるリザーバプレート２８
２とを熱溶着フィルム等により接着し、その上にアクチ
ュエータ３０を接着して形成される。

【００３３】アクチュエータ３０は、リザーバ２８３お
よび各ノズル開口１１１とを連通する複数の圧力発生室
３２を形成する圧力発生室形成部材３１と、圧力発生室
３２の一方の面を封止する振動板３３とをセラッミック
材料により一体に焼成したものであり、振動板３３の表
面には、圧電振動子１７の一方の極としての下部電極３
４、圧電振動片３５、他方の極としての上部電極３６、
および端子電極３７１、３７２、３８１、３８２のパタ
ーンが形成されている。このアクチュエータ３０におい
て、図示しないインクタンクからリザーバ２８３内に導
入されたインクはインク供給穴３３０を通って各圧力発
生室３２へ供給される。

【００３４】端子電極は、アクチュエータ３０の両外側
に列状に複数並設されたセグメント端子電極３７１、３
７２と、セグメント端子電極３７１、３７２を挟んでコ
の字形状に形成されたコモン端子電極３８１、３８２と
からなり、銀（Ａｇ）により１０μｍ〜２０μｍの厚さ
で形成される。

【００３５】上部電極３６は、圧電振動片３５の一方の
極として金（Ａｕ）により０．１μｍ〜１μｍの厚さで
形成され、各セグメント端子電極３７１、３７２に対し
て並設されている。圧電振動片３５は、５μｍ〜１０μ
ｍの厚さで形成されている。下部電極３４は圧電振動片
３５の極として白金（Ｐｔ）により１μｍ〜５μｍの厚
さで形成され、各セグメント電極３７１、３７２に対応
して並設され、それぞれがコモン端子電極３８１、３８
２と導通している。下部電極３５はセグメント端子電極
３７１、３７２の一端から他端に渡ってコモン端子電極
３８１、３８２と導通しているため、セグメント端子電
極の一端のみでＧＮＤラインと導通する場合と比べて、
ＧＮＤラインから下部電極３４までの抵抗が小さくな
り、下部電極３４の電位が変化することを防ぐことがで
きる。また、下部電極３４と導通しないダミーの下部電
極３４１が、圧電振動片３５と振動板３５との接合強度
を確保するために下部電極３４と同時に形成されてい
る。

【００３６】再び図４において、記録ヘッド１０を用い
て印刷を行うときは、外部からの入力信号に応じて駆動
ＩＣ２１から出力された駆動信号が、出力信号パターン
２３、セグメント端子２４１〜２４４を経てセグメント
端子電極３７１〜３７４に印加される。ここで、上部電
極３６はセグメント端子電極３７１〜３７４と導通し、
下部電極３４はコモン端子電極３８１〜３８４を介して
ＧＮＤラインに接続されているため、圧電振動片３５を
挟む上部電極３５と下部電極３４とに電位差が生じる。
その結果、圧電振動片３５が変位し、振動板３３を振動
させる。それ故、図８に示すように、圧力発生室３２内
のインクが加圧されてノズル開口１１１からインク滴が
吐出される。

【００３７】（駆動パルスの説明）このようにしてイン
ク滴を吐出するための駆動信号を、図９（Ａ）、（Ｂ）
を参照して説明する。図９（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、
駆動パルスの波形図、およびノズル開口におけるインク
のメニスカスの動きを示す説明図である。

【００３８】図９（Ａ）に示すように、駆動信号ＣＯＭ
では、１繰り返し周期において、期間ｔ₁においてその
電圧値が中間電位Ｖｍからグランド電位ＧＮＤまで一定
の勾配で下降した後、期間ｔ₂においてこのグランド電
位ＧＮＤを所定時間だけ維持する。次に、期間ｔ₃にお
いて駆動信号ＣＯＭは最高電位ＶＰ１まで一定の勾配で
上昇し、この最高電位ＶＰ１を期間ｔ₄において維持す
る。

【００３９】従って、図５および図６に示す記録ヘッド
１０において、駆動信号ＣＯＭが中間電位Ｖｍからグラ
ンド電位ＧＮＤまで下降すると圧電振動子１７が圧力発
生室３２の容積を膨張させて圧力発生室１１３に負圧が
生じ（立ち下がり時間ｔ₁）、この状態が維持されてい
る間に圧力発生室３２にインクが流入し（ホールド時間
ｔ₂）、しかる後に、グランド電位ＧＮＤから最高電位
ＶＰ１まで上昇すると、圧電振動子１７が圧力発生室３
２の容積を収縮する方向に撓んで圧力発生室３２に正圧
が発生する。その結果、ノズル開口１１１からインク滴
が吐出される（立ち上がり時間ｔ₃）。この間、インク
のメニスカスは、図９（Ｂ）に示すように変位し、立ち
上がり時間ｔ₃においてノズル開口１１１から吐出され
ることになる。なお、インク滴を吐出した後も、インク
のメニスカスは振動しているので、インク滴を吐出した
後、期間ｔ₅において駆動信号ＣＯＭは中間電位Ｖｍに
下降し、中間電位Ｖｍに保持される（ホールド時間
ｔ₆）。

【００４０】このような駆動信号ＣＯＭについては、そ
の波形を変えると、インク滴の重量を変えることができ
る。すなわち、図１０（Ａ）に示すように、駆動波形Ｃ
ＯＭにおいて最高電位ＶＰ１であったものを、図１０
（Ｂ）に示すように、最高電位を電位ＶＰ２まで下げる
と、インク滴の重量を減らすことができ、図１０（Ｃ）
に示すように、最高電位を電位ＶＰ３まで下げると、イ
ンク滴の重量を増やすことができる。それ故、ノズル開
口１１１の列毎でインク滴の重量に差がある場合に、イ
ンク滴の重量が多すぎるノズル列については、図１０
（Ｂ）に示す波形の駆動信号ＣＯＭを印加し、インク滴
の重量が少なすぎるノズル列については、図１０（Ｃ）
に示す波形の駆動信号ＣＯＭを印加するなど、系列毎に
駆動波形を変えれば、図１１に示すように、第１列から
第４列のノズル列においてインク滴の重量をＩ_Wに揃
え、ドット径を等しくすることができることができる。

【００４１】［実施の形態１］このようにノズル列毎に
駆動条件を変えてインクの吐出条件を最適化すること
は、図１２に示す回路構成により実現できる。図１２に
示す例は、ノズル群を４系列で駆動する場合であり、４
つの駆動信号発生回路８１〜８４が構成されている。こ
れら４つの駆動信号発生回路８１〜８４からそれぞれ出
力される各駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４はいずれも、ス
イッチ素子１６を備えるノズル選択回路内蔵のトランス
ミッションゲートＩＣとしての駆動ＩＣ２１に入力され
る。この駆動ＩＣ２１では、各駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯ
Ｍ４が対応するスイッチ素子１６に入力され、かつ、こ
の系列毎のスイッチ素子１７は、それぞれ対応する駆動
信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を、同一の系列に属する圧電振
動子１７に印加する。従って、各系列の圧電振動子１７
には最適な駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４が印加されるこ
とになる。

【００４２】このような回路構成を実現するために、本
形態では、図１３および図１４に示す駆動ＩＣ２１およ
びフレキシブル基板２００を用いる。なお、図１３に
は、４系列分の入力パッドおよび出力パッドが形成され
ているが、各系列の両端に位置する入力パッドおよび出
力パッドのみを図示してある。

【００４３】図１３および図１４はそれぞれ、本形態の
インクジェット式の記録ヘッド１０に用いた駆動ＩＣ２
１におけるパッドの配置を示す平面図、およびこの駆動
ＩＣ２１がＴＡＢ実装されるフレキシブル基板２００の
平面図である。

【００４４】図１３および図１４に示すように、駆動Ｉ
Ｃ２１には、フレキシブル基板２００側の出力信号パタ
ーン２３と接続する出力パッド２１１がノズル開口１１
１の数と同じく１系列当たり３２個、形成されている。
また、駆動ＩＣ２１には、入力信号パターン２２に接続
する入力パッド２１２も、ノズル開口１１１の数と同じ
く１系列当たり３２個、形成されている。但し、従来の
駆動ＩＣと違って、入力パッド２１２同士は駆動ＩＣ内
で接続されていない。

【００４５】一方、この駆動ＩＣ２１を実装するフレキ
シブル基板２００には、ＩＣ実装領域がデバイスホール
２０１として形成されている。また、フレシキブル基板
２００には、ノズル開口１１１の数に対応する１系列当
たり３２本の出力信号パターン２３、外部から複数系列
の駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４がそれぞれ入力される８
個の入力端子２９、これらの入力端子２９からデバイス
ホール２０１に向けて延びる複数の入力信号パターン２
２が形成されている。

【００４６】ここで、４種類の駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯ
Ｍ４に対応する入力信号パターン２２は、それぞれ入力
端子２９からデバイスホール２０１に向けて延びた後、
同一の系列に属する入力信号パターン２２同士がデバイ
スホール２０１内でコの字形状に繋がっている。しか
も、デバイスホール２０１内で入力信号パターン２２が
張り出している位置は、駆動ＩＣ２１において系列毎に
対応する入力パッド２１２が形成されている位置であ
る。

【００４７】従って、本形態では、フレキシブル基板２
００のデバイスホール２０１に対して駆動ＩＣ２１を位
置合わせした後、入力パッド２１２と入力信号パターン
２２の張り出し部分２２０とを圧着などの方法で接合す
るだけで、駆動ＩＣ２１に４系列の駆動信号ＣＯＭ１〜
ＣＯＭ４を入力することができる。この接合工程では、
出力パッド２１１と出力信号パターン２３の張り出し部
分２３０についても圧着などを施す。その結果、駆動Ｉ
Ｃ２１に入力された４系列のそれぞれの駆動信号ＣＯＭ
１〜ＣＯＭ４に対して、出力パッド２１１および出力信
号パターン２３が系列化されるので、この系列化に対応
する所定の駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４が圧電振動子１
７に印加されることになる。

【００４８】このように、本形態では、駆動ＩＣ２１内
で入力パッド２１２同士を共通配線で接続するのを止め
て、ノズル開口１１１の数（出力パッド２１１や出力信
号パターン２３の数）と同数の入力パッド２１２を形成
し、これらの入力パッド２１２と入力信号パターン２２
とを所定の組合せで接続する構成を採用している。従っ
て、ノズル開口１１１に対応する各圧電振動子１７のそ
れぞれに最適な駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を印加する
ことができるので、ノズル列毎にインク滴の重量が異な
るなどの不具合を防止することができる。また、ノズル
列毎に色の異なるインクを対応させた場合には、各色に
適した重量のインク滴を吐出させることができるなど、
インク滴の重量の最適化を容易に図ることができる。

【００４９】また、駆動ＩＣ２１において入力パッド２
１２の配置などをそのままにして、フレキシブル基板２
００の方において入力信号パターン２２のデバイスホー
ル２０１内への張り出し形状を変えれば、入力信号パタ
ーン２２と入力パッド２１２との組合せ、すなわち、駆
動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４と圧電振動子１７との組合せ
を変えるのも容易である。

【００５０】［実施の形態２］実施の形態１では、４系
列の駆動信号を用いた例であったが、本形態のように６
系列の駆動信号を用いる場合にも本発明を適用すること
ができる。

【００５１】図１５は、本形態のインクジェット式の記
録ヘッドの斜視図である。図１６および図１７はそれぞ
れ、本形態のインクジェット式記録ヘッドに用いた駆動
ＩＣにおけるパッドの配置を示す平面図、およびこの駆
動ＩＣがＴＡＢ実装されるフレキシブル基板の平面図で
ある。

【００５２】図１５に示すように、記録ヘッド１０をノ
ズル列に対応する６系列の駆動信号で駆動する場合も、
記録ヘッド１０の基本的な構成は、図４を参照して説明
した構成と同様である。すなわち、図４に示した記録ヘ
ッド１０に対して、３つのアクチュエータ３０を設けて
ある。従って、ノズルプレート１１の下面には６列のノ
ズル開口１１１が形成されている。また、フレキシブル
基板２００の端部はアクチュエータ３０の数に対応して
３分割されている。さらに、ノズル開口１１１の数に対
応して、セグメント端子２４１〜２４６、セグメント端
子電極３７１〜３７６、およびＧＮＤライン２５５〜２
５７、コモン端子電極３８３〜３８６が形成されてい
る。その他の構成は、図４に示す構成と同様であるた
め、共通する部分については、同一の符号を図１５に示
す代わりに、それらの説明を省略する。

【００５３】このように構成した記録ヘッド１０におい
て、ノズル開口１１１に対応する圧電振動子１７を６系
列で駆動するために、本形態では、図１６および図１７
に示すように、駆動ＩＣ２１には、フレキシブル基板２
００側の出力信号パターン２３と接続する出力パッド２
１１がノズル開口１１１の数と同じく１系列当たり３２
個、形成され、そのうち、図１６には各系列において両
端に位置する出力パッド２１１のみを図示してある。ま
た、駆動ＩＣ２１には、入力信号パターン２２に接続す
る入力パッド２１２もノズル開口１１１の数と同じく１
系列当たり３２個、形成され、そのうち、図１６には各
系列において両端に位置する入力パッド２１２のみを図
示してある。一方、この駆動ＩＣ２１を実装するフレキ
シブル基板２００には、ノズル開口１１１の数に対応す
る１系列当たり３２本の出力信号パターン２３、外部か
ら複数系列の駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ６がそれぞれ入
力される１２個の入力端子２９、これらの入力端子２９
からデバイスホール２０１に向けて延びる複数の入力信
号パターン２２が形成されている。

【００５４】ここで、フレキシブル基板２００では、６
種類の駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ６に対応する入力信号
パターン２２が入力端子２９からデバイスホール２０１
に向けて延びた後、同一の系列に属する入力信号パター
ン２２同士がデバイスホール２０１内でコの字形状に繋
がっている。しかも、デバイスホール２０１内で入力信
号パターン２２が張り出している位置は、駆動ＩＣ２１
において系列毎に対応する入力パッド２１２が形成され
ている位置である。

【００５５】従って、本形態では、フレキシブル基板２
００のデバイスホール２０１に対して駆動ＩＣ２１を位
置合わせした後、入力パッド２１２と入力信号パターン
２２の張り出し部分２２０とを圧着などの方法で接合す
るだけで、駆動ＩＣ２１に４系列の駆動信号ＣＯＭ１〜
ＣＯＭ６を入力することができる。この接合工程では、
出力パッド２１１と出力信号パターン２３の張り出し部
分２３０についても圧着などを施す。その結果、駆動Ｉ
Ｃ２１に入力された６系列のそれぞれの駆動信号ＣＯＭ
１〜ＣＯＭ６に対して、出力パッド２１１および出力信
号パターン２３が系列化されるので、この系列化に対応
する所定の駆動信号ＣＯＭ１〜ＣＯＭ６が圧電振動子１
７に印加されることになる。

【００５６】このように、本形態では、駆動ＩＣ２１内
で入力パッド２１２同士を共通配線で接続するのを止め
て、ノズル開口１１１の数（出力パッド２１１や出力信
号パターン２３の数）と同数の入力パッド２１２を形成
し、それに所定の組合せで入力信号パターン２２を接続
する構成を採用している。従って、ノズル開口１１１に
対応する各圧電振動子１７のそれぞれに最適な駆動信号
ＣＯＭ１〜ＣＯＭ６を印加することができるので、イン
ク滴の重量の最適化を容易に図ることができるなど、実
施の形態１と同様な効果を奏する。

【００５７】［実施の形態３］図１８（Ａ）および図１
９はそれぞれ、本形態のインクジェット式記録ヘッド１
０に用いた駆動ＩＣ２１におけるパッドの配置を示す平
面図、およびこの駆動ＩＣ２１がＴＡＢ実装されるフレ
キシブル基板２００の平面図である。

【００５８】これらの図に示す記録ヘッド１０では、２
系列の駆動信号で１グループ当たり３２個の圧電振動子
１７を６グループ分、駆動するものとして表してある。
この記録ヘッド１０においても、駆動ＩＣ２１に形成さ
れている出力パッド２１１の数は、ノズル開口１１１の
数と同じであるが、入力パッド２１２については、ノズ
ル開口１１１の数（出力パッド２１１の数、出力信号パ
ターン２３の数）よりも多く、２倍の数が形成されてい
る。すなわち、１グループ当たり３２個の入力パッド２
１２が２列に並んでいる。なお、図１８には各グループ
において両端に位置する出力パッド２１１および入力パ
ッド２１２のみを図示してある。

【００５９】一方、この駆動ＩＣ２１を実装するフレキ
シブル基板２００には、ノズル開口１１１の数に対応す
る１グループ当たり３２本の出力信号パターン２３が６
グループ分、形成され、さらに、外部から複数系列の駆
動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２がそれぞれ入力される４個の
入力端子２９、およびこれらの入力端子２９からデバイ
スホール２０１に向けて延びる複数の入力信号パターン
２２が形成されている。

【００６０】ここで、フレキシブル基板２００では、２
種類の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２に対応する入力信号
パターン２２が入力端子２９からデバイスホール２０１
に向けて延びた後、同一の系列に属する入力信号パター
ン２２同士がデバイスホール２０１内でコの字形状に繋
がっている。すなわち、４本の入力信号パターン２２の
うち、内側の入力信号パターン２２同士、および外側の
入力信号パターン２２同士が繋がっている。ここで、デ
バイスホール２０１内で入力信号パターン２２がそれぞ
れ張り出している位置は、駆動ＩＣ２１において２列に
並んでいる入力パッド２１２と重なる位置である。

【００６１】但し、本形態では、１グループ当たり６４
個の入力パッド２１２のうち、ノズル開口１１１の数と
同数の１グループ当たり３２個の入力パッド２１２のみ
が入力信号パターン２２に接続している。すなわち、駆
動ＩＣ２１には、ノズル開口１１１の数の整数倍の数、
本例では２倍の１グループ当たり６４個の入力パッド２
１２が形成されているが、ノズル開口１１１の数からみ
て過剰に形成した入力パッド２１２のうち、○で囲んだ
１グループ当たり３２個の入力パッド２１２のみが入力
信号パターン２２と接続し、残りの入力パッド２１２に
ついては入力信号パターン２２との接続がなされていな
い。

【００６２】ここで、入力信号パターン２２と接続して
いない入力パッド２１２（図１８（Ａ）において○で囲
んでいない入力パッド２１２）については、図１８
（Ｂ）に示すように、その表面に絶縁膜２１０が形成さ
れている。このため、１グループ当たり３２個ずつ２列
に並んだ６グループ分の入力パッド２１２に対して、２
系列の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２に対応する２本の入
力信号パターン２２がたとえば１つおきに接続する場合
でも、入力信号パターン２２との接続に用いない入力パ
ッド２１２の真上に入力信号パターン２２を通すことが
できる。それ故、入力信号パターン２２を系列毎に入力
パッド２１２と配線接続する際に入力信号パターン２２
をデバイスホール２０１内で直線的に形成でき、複雑に
引き回す必要がないという利点がある。

【００６３】［その他の形態］なお、上記形態では、Ｔ
ＡＢ用のフレキシブル基板２００のデバイスホール２０
１への入力信号パターン２２の張り出し部２２０を利用
して、入力信号パターン２２と駆動ＩＣ２１の複数の入
力パッド２１２とを所定の組み合わせで接続したが、そ
の他の実装方法、たとえば、入力信号パターン２２と駆
動ＩＣ２１とを所定の組み合わせでワイヤーボンディグ
する構造にも本発明を適用することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェット式記録ヘッドでは、駆動ＩＣは、出力信号パ
ターンと接続する出力パッドをノズル開口の数と同数備
えているとともに、入力信号パターンに接続する入力パ
ッドをノズル開口の数と同数備えていることを特徴とす
る。従って、入力信号パターンと入力パッドとの接続の
組合せによって、ノズル開口に対応する各圧電信号子の
それぞれに最適な駆動信号を印加することができるの
で、インク滴の重量の最適化を容易に図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録装置の要部を示す斜視図で
ある。

【図２】図１に示すインクジェット記録装置に構成され
ている制御系および駆動系のブロック図である。

【図３】図１に示すインクジェット記録装置の記録ヘッ
ドに形成されている駆動回路のブロック図である。

【図４】図１に示すインクジェット記録装置に用いた記
録ヘッドの斜視図である。

【図５】図４に示す記録ヘッドのセグメント端子電極部
分の断面図である。

【図６】図４に示す記録ヘッドのコモン端子電極部分の
断面図である。

【図７】図４に示す記録ヘッドのアクチュエータの表面
に形成されるパターンを示す斜視図である。

【図８】図４に示す記録ヘッドのアクチュエータからイ
ンク滴が吐出される様子を示す説明図である。

【図９】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図４に示す記録ヘ
ッドのアクチュエータに印加される駆動パルスの波形
図、およびノズル開口におけるインクのメニスカスの動
きを示す説明図である。

【図１０】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はいずれも、図４に
示す記録ヘッドにおいて異なるインク滴重量を得ること
のできる各駆動信号の波形図である。

【図１１】各列のノズル開口から吐出されるインク滴の
重量を調整することの説明図である。

【図１２】本発明の実施の形態１に係る記録ヘッドにお
いて、ノズル列毎に駆動条件を変えてインクの吐出条件
を最適化するための回路構成を示す等価回路図である。

【図１３】本発明の実施の形態１に係る記録ヘッドに用
いた駆動ＩＣのパッドの配置を示す平面図である。

【図１４】本発明の実施の形態１に係る記録ヘッドに用
いたＴＡＢ用のフレキシブル基板の平面図である。

【図１５】本発明の実施の形態２に係る記録ヘッドの斜
視図である。

【図１６】本発明の実施の形態２に係る記録ヘッドに用
いた駆動ＩＣのパッドの配置を示す平面図である。

【図１７】本発明の実施の形態２に係る記録ヘッドに用
いたＴＡＢ用のフレキシブル基板の平面図である。

【図１８】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の
形態２に係る記録ヘッドに用いた駆動ＩＣのパッドの配
置を示す平面図、および入力パッドの断面図である。で
ある。

【図１９】本発明の実施の形態２に係る記録ヘッドに用
いたＴＡＢ用のフレキシブル基板の平面図である。

【図２０】従来の記録ヘッドに構成されている駆動回路
の等価回路図である。

【図２１】従来の記録ヘッドに用いた駆動ＩＣのパッド
の配置を示す平面図である。

【図２２】記録ヘッドに形成されているノズル列の説明
図である。

【図２３】記録ヘッドに形成されているノズル列毎にイ
ンク滴重量がばらついたときの様子を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

８、８１〜８４駆動信号発生回路１０インクジェット式の記録ヘッド１６スイッチ素子１７圧電振動子２１駆動ＩＣ２３出力信号パターン２２入力信号パターン２９入力端子３０アクチュエータ１００インクジェット記録装置１１１ノズル開口２００ＴＡＢ用のフレキシブル基板２０１デバイスホール（ＩＣ実装領域）２１０絶縁膜２１１出力パッド２１２入力パッド２４１〜２４６セグメント端子２５５〜２５７ＧＮＤライン３７１〜３７６セグメント端子電極３８１〜３８６、コモン端子電極ＣＯＭ、ＣＯＭ１〜ＣＯＭ６駆動信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル開口に連通する複数の圧力発生
室、および該圧力発生室を収縮させることにより前記ノ
ズル開口からインク滴を吐出させる複数の圧力発生素子
を備えるアクチュエータと、前記圧力発生素子に駆動信号を印加するためにＩＣ実装
領域から延びる複数の出力信号パターン、外部から複数
系列の駆動信号がそれぞれ入力される複数の入力端子、
該入力端子から前記ＩＣ実装領域まで延びる複数の入力
信号パターンを備えるフレキシブル基板と、該フレキシブル基板の前記ＩＣ実装領域に実装されたノ
ズル選択回路内蔵の駆動ＩＣとを有し、前記駆動ＩＣは、前記出力信号パターンと接続する出力
パッドを前記ノズル開口の数と同数備えているととも
に、前記入力信号パターンに接続する入力パッドを前記
ノズル開口の数と同数備えていることを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッド。
【請求項２】請求項１において、前記駆動ＩＣは、前
記入力パッドを前記ノズル開口の数よりも多く備えてい
るとともに、該過剰の入力パッドのうち、前記ノズル開
口の数と同数の入力パッドが前記入力信号パターンに接
続していることを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。
【請求項３】請求項１において、前記駆動ＩＣは、前
記入力パッドを前記ノズル開口の整数倍の数を備えてい
るとともに、該過剰の入力パッドのうち、前記ノズル開
口の数と同数の入力パッドが前記入力信号パターンに接
続していることを特徴とするインクジェット式記録ヘッ
ド。
【請求項４】請求項２または３において、前記過剰の
入力パッドのうち、前記入力信号パターンと接続してい
ない入力パッドの表面は絶縁膜で覆われていることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記フレキシブブル基板は、前記ＩＣ実装領域がデバイ
スホールとして形成されたＴＡＢ用基板であり、該デバ
イスホールに対して前記出力信号パターンおよび前記入
力信号パターンが部分的に張り出して前記駆動ＩＣの前
記出力パッドおよび前記入力パッドにそれぞれ接続して
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。