JPH10146974A - インクジェットヘッド - Google Patents

インクジェットヘッド

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JPH10146974A
JPH10146974A JP8324649A JP32464996A JPH10146974A JP H10146974 A JPH10146974 A JP H10146974A JP 8324649 A JP8324649 A JP 8324649A JP 32464996 A JP32464996 A JP 32464996A JP H10146974 A JPH10146974 A JP H10146974A
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ink
plate
drive
head
cover plate
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Motoshi Kishi
素志 岸
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Brother Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットヘッドの小型化および製造効
率を向上させる。 【解決手段】 アクチュエータユニット２０の駆動電極
２３は、隣接するアクチュエータユニット３０のカバー
プレート３１のはみ出し部３１ａ上に形成された出力側
電極２８と接続されており、この出力側電極２８は、駆
動ＩＣチップ２５と接続されている。この駆動ＩＣチッ
プ２５は、入力側電極２６と接続されており、この入力
側電極２６は、ＦＰＣ２７により制御基盤１４３と接続
されている。このように、各アクチュエータユニット２
０ないし９０間にはＦＰＣが介在しないため、アクチュ
エータユニット２０ないし９０を積層一体化して小型化
できる。また、ノズルプレート１１を１枚に減らすこと
ができるため、製造効率を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エネルギー発生素
子から発生するエネルギーを利用してノズルからインク
液滴を吐出して被記録媒体に記録を行うインクジェット
ヘッドに関し、圧電素子に駆動電圧を選択的に印加する
ことにより圧電素子を変位させ、インク室のインクをイ
ンク室に連通するノズルから吐出して被記録媒体に記録
を行うインクジェットヘッドとして好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記インクジェットヘッドとして
は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色
のインクを選択的に吐出してカラー印刷を行うことがで
きるカラーインクジェットプリンタに用いられるインク
ジェットヘッドが知られている。そのインクジェットヘ
ッドのうち、圧電素子の変位により、インク室内のイン
クを加圧してインク液滴を吐出するインクジェットヘッ
ドの構造を図１１に示す。図１１に示すように、インク
ジェットヘッド３００は、イエローインクを吐出するイ
エローインク用ヘッド３２０、マゼンタインクを吐出す
るマゼンタインク用ヘッド３３０、シアンインクを吐出
するシアンインク用ヘッド３４０およびブラックインク
を吐出するブラックインク用ヘッド３５０の計４つのイ
ンクジェットヘッドから構成されている。
【０００３】ブラックインク用ヘッド３５０の前面に
は、インク液滴を吐出する複数のノズル３０１が縦方向
に形成されたノズルプレート３０２が取付けられてお
り、両側面の後部には、縦方向に複数のヘッド電極３０
３，３０４が形成されている。ヘッドと駆動ＩＣチップ
３１４，３１５とを電気的に接続するＦＰＣ３０６に
は、横長の平板形状に形成された水平部材３１１と、こ
の水平部材３１１の長手方向の前端から鉛直方向に形成
された断面Ｌ字状の垂直部材３０７，３０８とが備えら
れている。水平部材３１１の長手方向の後部上面には、
ＦＰＣ３０６と駆動ＩＣチップ搭載基盤３１６とを電気
的に接続するための複数の電極３１０が長手方向に形成
されており、垂直部材３０７，３０８の相対向する面に
は、ＦＰＣ３０６とヘッド電極３０３，３０４とを電気
的に接続するための複数の電極３０９が縦方向に形成さ
れている。
【０００４】また、駆動ＩＣチップ搭載基盤３１６の裏
面の長手方向前端には、ＦＰＣ３０６の電極３１０と電
気的に接続するための電極３１２が形成されており、表
面の後端には、駆動ＩＣチップ３１４，３１５を図示し
ない制御回路と接続するための電極３１３が形成されて
いる。なお、イエローインク用ヘッド３２０、マゼンタ
インク用ヘッド３３０およびシアンインク用ヘッド３４
０も上記ブラックインク用ヘッド３５０と同じ構造であ
る。
【０００５】そして、駆動ＩＣチップ３１４，３１５
は、上記制御回路から出力される制御信号を入力したタ
イミングで駆動信号を各ヘッド電極３０３，３０４へ出
力し、その駆動信号の電圧により圧電素子が変位し、こ
の変位によりインク室内のインクが加圧され、ノズル３
０１からインク液滴が吐出されて被記録媒体に記録が行
われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のも
のでは、各ヘッドの側面間にＦＰＣ３０６の垂直部材３
０７，３０８が介在する点、およびＦＰＣ３０６の電極
３１０と駆動ＩＣチップ搭載基盤３１６との接続にスペ
ースをとることから、各ヘッドを一体化することができ
ないため、インクジェットヘッド３００の小型化に限界
があるという問題がある。しかも、４つのヘッドのそれ
ぞれに接続されたＦＰＣ３０６の電極３１０を駆動ＩＣ
チップ搭載基盤３１６の電極３１２に接続する際に、各
ヘッドのノズルプレート３０２の前面を位置合わせしな
ければならない。つまり、ノズルプレート３０２の位置
合わせに時間がかかるため、インクジェットヘッドの製
造効率を高めることができないという問題もある。
【０００７】そこで、本発明は、インクジェットヘッド
の小型化と、インクジェットヘッドの製造効率の向上と
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、請求項１に記載の発明では、溝状の複数の
インク室が並列に形成されたベースプレートと、前記複
数のインク室の上を覆うように配設されたカバープレー
トと、前記複数のインク室のそれぞれに対応するように
設けられており、インク室内のインクを吐出する吐出エ
ネルギーを発生させるエネルギー発生素子とから成るア
クチュエータユニットと、このアクチュエータユニット
内のエネルギー発生素子に駆動電圧を選択的に印加する
駆動回路と、前記エネルギー発生素子と駆動回路とを導
通させる駆動電極とが備えられており、前記駆動回路に
より前記駆動電極を介して前記エネルギー発生素子に駆
動電圧を印加することにより、前記吐出エネルギーを発
生させ、前記インク室内のインクをインク室と連通する
ノズルより吐出して被記録媒体に記録を行うインクジェ
ットヘッドにおいて、前記カバープレートには、前記ベ
ースプレートと接する面からはみ出すはみ出し部が形成
されており、前記各駆動電極は、前記はみ出し部上に引
き出され、そのはみ出し部上に配設された前記駆動回路
と接続されており、前記ベースプレートおよびカバープ
レートは、向きを揃えて前記インク室の配列方向と直交
する方向に交互に積層されて複数のアクチュエータユニ
ットが一体的に組み付けられているという技術的手段を
採用する。
【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のインクジェットヘッドにおいて、前記各駆動回路
は、この駆動回路が制御する第１のアクチュエータユニ
ットに隣接する第２のアクチュエータユニットを構成す
るカバープレートに形成されたはみ出し部上に配設され
ているという技術的手段を採用する。
【００１０】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前
記カバープレートは、セラミック基板により構成されて
いるという技術的手段を採用する。
【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項１ない
し請求項３のいずれか１つに記載のインクジェットヘッ
ドにおいて、前記各インク室の端部に相当する位置にノ
ズル孔を有する１枚のノズルプレートが、前記複数のア
クチュエータユニットが組み付けられたヘッドの端面に
取付けられてなるという技術的手段を採用する。
【００１２】請求項５に記載の発明では、請求項１ない
し請求項４のいずれか１つに記載のインクジェットヘッ
ドにおいて、前記エネルギー発生素子は、ベースプレー
トと一体に形成された圧電素子であるという技術的手段
を採用する。
【００１３】
【作用】請求項１ないし請求項５に記載の発明では、複
数のインク室の上を覆うように配設されたカバープレー
トには、溝状の複数のインク室が並列に形成されたベー
スプレートと接する面からはみ出すはみ出し部が形成さ
れており、エネルギー発生素子と駆動回路とを導通させ
る各駆動電極は、上記はみ出し部上に引き出されてい
る。そして、その引き出された各駆動電極は、エネルギ
ー発生素子に駆動電圧を選択的に印加する駆動回路と接
続されている。つまり、各駆動電極は、カバープレート
とベースプレートとが接する面ではない、はみ出し部の
上において駆動回路と接続されているため、隣接するア
クチュエータユニット同士を積層して一体化することが
できる。したがって、従来のように、アクチュエータユ
ニット間に駆動電極と駆動回路とを接続するためのＦＰ
Ｃが介在されることがないため、その分、インクジェッ
トヘッドの積層方向の寸法を小さくすることができる。
【００１４】しかも、ベースプレートおよびカバープレ
ートは、向きを揃えてインク室の配列方向と直交する方
向に交互に積層されて複数のアクチュエータユニットが
一体的に組み付けられている。つまり、各アクチュエー
タユニットの前端を揃えながら各アクチュエータユニッ
トを積層することにより、インクジェットヘッドのノズ
ル面を高精度で面一にすることができるため、従来のよ
うに、アクチュエータユニット毎に駆動ＩＣチップ搭載
基盤上で位置合わせを行う手間が不要である。したがっ
て、インクジェットヘッドの製造効率を高めることがで
きる。
【００１５】さらに、そのように各アクチュエータユニ
ットを一体化できるため、請求項４に記載の発明のよう
に、上記各インク室の端部に相当する位置にノズル孔を
有する１枚のノズルプレートが、上記複数のアクチュエ
ータユニットが組み付けられたヘッドの端面に取付けら
れてなるという構成を実現できる。つまり、従来のよう
に、アクチュエータユニット毎にノズルプレートを取付
ける必要がないとともに、ノズルプレートが１枚である
ため、各ヘッド毎にノズルプレートを取付ける手間が不
要である。したがって、より一層、インクジェットヘッ
ドの製造効率を高めることができる。
【００１６】特に、請求項２に記載の発明のように、上
記各駆動回路をこの駆動回路が制御する第１のアクチュ
エータユニットに隣接する第２のアクチュエータユニッ
トを構成するカバープレートに形成されたはみ出し部上
に配設することにより、上記ベースプレートの底面や上
記カバープレートの上面を利用して、各エネルギー発生
素子と上記駆動回路とをつなぐ駆動電極を比較的容易に
形成することができる。つまり、１つのアクチュエータ
ユニットを構成するベースプレートの上面に引き出した
駆動電極と、同アクチュエータユニットを構成するカバ
ープレートの底面に形成された駆動回路とを接続する構
成では、ベースプレートの上面にインク室が開口してい
るため、駆動電極の引き出しパターンや引き出し方向が
規制されるなどの問題が生じるが、駆動電極をベースプ
レートの底面を通って隣接するアクチュエータユニット
を構成するカバープレートの上面へ引き出して駆動回路
と接続する構成とすることにより、インク室を避けるこ
とができるため、上記問題を解消できる。
【００１７】また、請求項３に記載の発明のように、上
記カバープレートをセラミック基板により構成すること
により、充分な剛性および耐インク性を有するアクチュ
エータユニットを構成するとともに、上記はみ出し部へ
の駆動電極の形成および駆動回路の実装を容易にするこ
とができる。
【００１８】さらに、上記請求項１ないし請求項４のい
ずれか１つに記載の技術的手段は、請求項５に記載の発
明のように、上記エネルギー発生素子が、ベースプレー
トと一体に形成された圧電素子であるインクジェットヘ
ッドに好適に用いられる。つまり、ベースプレートは、
上記圧電素子と同じ圧電材料により形成することによ
り、圧電素子と一体化することができるため、アクチュ
エータユニット同士を積層して小型軽量化を図る上で好
適だからである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態のインク
ジェットヘッドについて図を参照して説明する。図１
は、本実施形態のインクジェットヘッドの構造を示す説
明図であり、図２は、図１に示すインクジェットヘッド
１０を構成するアクチュエータユニットを構成部材毎に
分解して示す説明図である。図３は、図１に示すアクチ
ュエータユニット２０の説明図であり、図４は、図３に
示すアクチュエータユニット２０を構成するベースプレ
ート２２の底面の説明図である。図５は、図４に示すベ
ースプレート２２の下面の部分拡大説明図であり、図６
は、図５に示すベースプレート２２の上面の部分拡大説
明図である。図７は、図２に示すアクチュエータユニッ
ト３０のカバープレート３１の説明図である。なお、以
下に述べる実施形態では、インクジェットヘッドとし
て、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色
のインクでカラー印刷を行うカラーインクジェットプリ
ンタに用いられるインクジェットヘッド（以下、ヘッド
と略称する）を代表に説明する。また、以下の説明にお
いて、前とは、ノズルプレートが取付けられた方向を意
味し、後とは、ノズルプレートから離れる方向を意味す
る。
【００２０】図１に示すように、ヘッド１０には、アク
チュエータユニット２０ないし９０が備えられており、
各アクチュエータユニット２０ないし９０は、接着剤に
より積層されて一体化されている。アクチュエータユニ
ット２０および３０により、イエローインク用ヘッドが
構成されており、アクチュエータユニット４０および５
０により、マゼンタインク用ヘッドが構成されている。
また、アクチュエータユニット６０および７０により、
シアンインク用ヘッドが構成されており、アクチュエー
タユニット８０および９０により、ブラックインク用ヘ
ッドが構成されている。
【００２１】次に、アクチュエータユニットの構造につ
いて説明する。なお、各アクチュエータユニットは、構
造が同じであるため、ここでは、イエローインク用ヘッ
ドを構成するアクチュエータユニット２０，３０を代表
に説明する。図２および図３に示すように、アクチュエ
ータユニット２０は、溝状のインク室２４が複数形成さ
れたベースプレート２２を有し、このベースプレート２
２の上面には、各インク室２４を覆うようにカバープレ
ート２１が接着されており、底面には、アクチュエータ
ユニット２０に隣接するアクチュエータユニット３０の
カバープレート３１が接着されている。図３に示すよう
に、各インク室２４間には、ベースプレート２２と一体
形成された圧電素子２２ａがそれぞれ形成されており、
各インク室２４内の相対向する壁面には、圧電素子２２
ａに駆動電圧を印加する駆動電極２３がそれぞれ形成さ
れている。それら駆動電極２３は、図６に示すように、
ノズルプレート取付面２２ｃに形成された溝２２ｂの相
対向する壁面にそれぞれ導出されている。そして、それ
ら導出された駆動電極２３は、図５に示すように、ベー
スプレート２２の底面２２ｄ上にそれぞれ導出されてお
り、その導出された駆動電極２３の後端は、図４に示す
ように、底面２２ｄの後端近傍に達している。
【００２２】図７に示すように、カバープレート３１の
上面３１ｂ、つまり、ベースプレート２２の底面２２ｄ
と接する面の後方には、カバープレート３１の上面３１
ｂとベースプレート２２の底面２２ｄとを接着した際
に、その接着面から後方へはみ出すはみ出し部３１ａが
形成されている。このはみ出し部３１ａの上面には、駆
動電極２３に駆動電圧を印加する駆動回路を有する駆動
ＩＣチップ２５が取付けられている。この駆動ＩＣチッ
プ２５の長手方向前端には、駆動電極２３と電気的に接
続される出力側電極２８がパターン状に形成されてお
り、駆動ＩＣチップ２５の長手方向後端には、入力側電
極２６がパターン状に形成されている。つまり、駆動電
極２３および出力側電極２８は、ベースプレート２２の
底面２２ｄにカバープレート３１の上面３１ｂを接着し
た際に、相互に電気的に接続される位置にそれぞれ形成
されている。
【００２３】したがって、ベースプレート２２の底面２
２ｄとカバープレート３１の上面３１ｂとを接着するこ
とにより、駆動電極２３と出力側電極２８とを電気的に
接続することができる。これにより、アクチュエータユ
ニット２０の駆動電極２３をカバープレート３１のはみ
出し部３１ａに取付けられた駆動ＩＣチップ２５の出力
側と電気的に接続することができる。つまり、アクチュ
エータユニット２０の駆動電極２３と、この駆動電極２
３に駆動信号を出力する駆動ＩＣチップ２５とを隣接す
るアクチュエータユニット３０のカバープレート３１の
はみ出し部３１ａを利用して電気的に接続することがで
きる。なお、本実施形態では、駆動電極２３は、駆動電
極２３を形成しない部位にマスキングを施してからメッ
キ、または、金属蒸着により形成され、あるいは、駆動
電極２３を形成する部位を含む部分に大まかに電極を形
成した後にレーザでパターニングを施して形成される。
また、カバープレート３１は、セラミック基板により構
成される。
【００２４】次に、アクチュエータユニット２０と制御
回路との接続関係について、それをブロック図で示す図
８を参照して説明する。駆動ＩＣチップ２５の入力側電
極２６は、ＦＰＣ２７と電気的に接続されており、この
ＦＰＣ２７は、制御基盤１４３に実装された制御回路１
３１および電源回路１３０と電気的に接続されている。
そして、電源回路１３０から駆動電圧がＦＰＣ２７を介
して駆動ＩＣチップ２５へ供給されるとともに、制御回
路１３１から制御信号がＦＰＣ２７を介して駆動ＩＣチ
ップ２５へ出力される。続いて、駆動ＩＣチップ２５
は、入力された制御信号にしたがって駆動信号をアクチ
ュエータユニット２０へ出力し、アクチュエータユニッ
ト２０が駆動する。なお、他のアクチュエータユニット
３０ないし９０についても、上記アクチュエータユニッ
ト２０と同じ構造であり、積層して一体化されたアクチ
ュエータユニット２０ないし９０の前面には、図１に示
すように、１枚のノズルプレート１１が接着される。こ
のノズルプレート１１には、加圧されたインク室内のイ
ンクをインク液滴として吐出する複数のノズル孔１２が
形成されている。各ノズル孔１２は、アクチュエータユ
ニット２０ないし９０のインク室の開口面に対応した位
置に形成されている。
【００２５】以上のように、本実施形態のヘッド１０
は、各アクチュエータユニット２０ないし９０が有する
駆動電極が、それぞれ隣接するアクチュエータユニット
のカバープレートのはみ出し部上に引き出されており、
その部分で駆動ＩＣチップと電気的に接続されている。
この構造により、各アクチュエータユニット２０ないし
９０間にＦＰＣが介在しないため、各アクチュエータユ
ニット同士を積層して一体化することができる。したが
って、従来のように、各アクチュエータユニット間にＦ
ＰＣが介在されていたヘッドよりも、積層方向の寸法を
小さくすることができる。本発明者の測定によれば、従
来のヘッドの大きさが、５８ｍｍ×３５ｍｍ×２０ｍｍ
であるのに対して、本実施形態のヘッドは、３２ｍｍ×
２０ｍｍ×１８ｍｍである。このことから、ヘッドの大
幅な小型化を実現できたことが分かる。
【００２６】しかも、各アクチュエータユニット２０な
いし９０の前端を揃えながら積層することにより、ヘッ
ド１０の前面（ノズル取付面）を高精度で面一にするこ
とができる。したがって、従来のように、各ヘッド毎に
制御基盤上でノズル面の位置合わせを行う必要がないた
め、位置合わせの作業時間を短縮してヘッドの製造効率
を高めることができる。さらに、図１に示すように、各
アクチュエータユニット２０ないし９０が一体化されて
いるため、１枚のノズルプレート１１を取付けるだけで
良い。したがって、従来のように、ヘッド毎にノズルプ
レートを取り付けるヘッドよりも、ノズルプレートの取
付時間を短縮してヘッドの製造効率をより一層高めるこ
とができる。
【００２７】ところで、駆動電極２３をベースプレート
２２の上面を通ってはみ出し部３１ａ上へ引き出す構成
では、ベースプレート２２の上面にインク室２４が開口
しているため、駆動電極２３の引き出しパターンや引き
出し方向が規制されるなどの問題が生じるが、上記実施
形態では、駆動電極２３をベースプレート２２の底面２
２ｄを通ってはみ出し部３１ａ上へ引き出す構成である
ことから、インク室２４の開口による上記規制を受ける
ことがない。そしてさらに、上記カバープレートがセラ
ミック基板により構成されているため、充分な剛性およ
び耐インク性を有するアクチュエータユニットを構成で
きるとともに、上記はみ出し部への駆動電極の形成およ
び駆動回路の実装を容易に行うことができる。また、従
来のヘッドでは、各ヘッドの制御基盤への取付位置が左
右，上下（インク液滴の吐出方向に垂直な方向）に僅か
にずれていても、インク液滴の到達方向や到達距離にバ
ラツキが発生し、印字品質が低下するが、本実施形態の
ヘッドでは、上述のように各ヘッドのノズル取付面を高
精度で揃えることができるため、インク液滴の到達方向
や到達距離のバラツキを防止して高い印字品質を実現す
ることができる。
【００２８】なお、本実施形態において、アクチュエー
タユニット２０が本発明の第１のアクチュエータユニッ
トに相当し、アクチュエータユニット３０が本発明の第
２のアクチュエータユニットに相当する。また、本実施
形態では、各カバープレートをベースプレートとの接合
面から後方へはみ出させた構成であるが、各カバープレ
ートをベースプレートとの接合面から側方へはみ出させ
た構成にすることもできる。また、駆動ＩＣチップをセ
ラミック基板からなるカバープレートの中に埋め込むこ
ともできる。
【００２９】次に、本実施形態のインクジェットヘッド
を備えたインクジェットプリンタ（以下、プリンタと略
称する）の構成について図９および図１０を参照して説
明する。図９は、プリンタの主要構造を取り出して示す
外観斜視説明図であり、図１０は、図９に示すプリンタ
の制御系の構成を示すブロック図である。
【００３０】プリンタ１００には、印刷用紙１０１が装
填されるプラテン１０２が備えられており、このプラテ
ン１０２は、ＬＦモータ（紙送りモータ）１２５に接続
された紙送り機構１１２により回転される（図１０参
照）。プラテン１０２に対向する位置には、ヘッド１０
が設けられており、このヘッド１０には、ヘッド１０へ
インクを供給するインクカートリッジ１０７が設けられ
ている。ヘッド１０およびインクカートリッジ１０７
は、キャリッジ１０８に搭載されており、このキャリッ
ジ１０８の前方下部には、プリンタ１００の幅方向に取
付けられたガイド軸１０３が摺動可能に挿通されてい
る。
【００３１】さらに、キャリッジ１０８は、ＣＲモータ
（キャリッジ移動用モータ）１０５のプーリ１０６に掛
けられた無端ベルト１１３が連結されている。つまり、
ヘッド１０は、ＣＲモータ１０５の回転により、ガイド
軸１０３上をプラテン１０２に対向して往復動する。ま
た、ヘッド１０、ＬＦモータ１２５およびＣＲモータ１
０５は、電源回路１３０（図１０参照）から供給される
電源により駆動される。
【００３２】ガイド軸１０３に沿ったその下方には、リ
ニア型のタイミングスリット１０４が設けられており、
キャリッジ１０８の前面下部には、上記タイミングスリ
ット１０４に印されたスリットの間隔を読み取ってキャ
リッジ１０８の位置に対応したパルス信号を出力するセ
ンサ素子（図示省略）が設けられている。これら、タイ
ミングスリット１０４およびセンサ素子により、エンコ
ーダ１２８が構成される（図１０参照）。
【００３３】また、本プリンタ１００には、気泡を含ん
だ不良インクをインク吸収体（図示省略）に定期的に吐
出して良好な印刷状態を保つフラッシング機能が備えら
れている。さらに、本プリンタ１００には、ノズルに詰
まった乾燥インクや異物などを定期的に吸引してインク
の吐出状態を良好に保つパージング機構１１０が備えら
れており、ヘッド１０の移動方向左側には、パージング
を行うヘッド１０に蓋をする吸引キャップ１０９が設け
られている。
【００３４】また、本プリンタ１００には、ヘッド１０
が一定時間以上使用されない場合にヘッド１０のノズル
形成面に吸引キャップ１０９によって蓋をするキャッピ
ング機構１３３（図１０参照）が備えられている。さら
に、本プリンタ１００には、ヘッド１０のノズル形成面
に付着したインクを払拭して清掃するワイピング機構１
３２（図１０参照）が備えられており、ワイパ部材１１
１が吸引キャップ１０９の右側に設けられている。
【００３５】次に、上記プリンタ１００の制御系の主要
構成について図１０を参照して説明する。プリンタ１０
０には、後述する各種演算処理を行うＣＰＵ１２０が備
えられている。このＣＰＵ１２０には、ホストコンピュ
ータ２００から出力される印刷データなどの信号を受信
するためのインターフェース１２１、ヘッド駆動回路１
５０の制御を行う制御回路１３１が接続されている。ま
た、ヘッド１０を駆動させて印刷を行う印刷プログラム
などの記憶されたＲＯＭ１２２およびＲＡＭ１２３、エ
ンコーダ１２８から出力されるエンコーダ信号を入力し
てキャリッジ１０８の位置の演算などを行うゲートアレ
イ１２９が接続されている。
【００３６】ＣＰＵ１２０は、ホストコンピュータ２０
０からインターフェース１２１を介して受信された印刷
データをＲＡＭ１２３の所定の領域に格納するととも
に、予めＲＯＭ１２２に記憶している印刷プログラムに
したがって、ＬＦモータ１２５、ＣＲモータ１０５およ
びヘッド１０を駆動するための各種制御信号を出力す
る。そして、上記制御信号のうち、ＬＦモータ１２５を
駆動するためのＬＦモータ駆動制御信号は、ＬＦ駆動回
路１２４に入力され、このＬＦ駆動回路１２４から出力
されるＬＦモータ駆動信号に従ってＬＦモータ１２５が
駆動される。つまり、このＬＦモータ１２５の駆動によ
り、印刷用紙１０１の縦方向への紙送りが行われる。
【００３７】また、上記ワイピング機構１３２、パージ
ング機構１１０およびキャッピング機構１３３は、それ
ぞれ切替え機構１２６を介してＬＦモータ１２５によっ
て駆動される。さらに、上記制御信号のうち、ＣＲモー
タ１０５を駆動するためのＣＲモータ駆動制御信号は、
ＣＲ駆動回路１２７に入力され、このＣＲ駆動回路１２
７から出力されるＣＲモータ駆動信号に従ってＣＲモー
タ１０５が駆動される。このＣＲモータ１０５の駆動に
より、キャリッジ１０８が往復動され、このキャリッジ
１０８の位置は、エンコーダ１２８によって検出され
る。
【００３８】そして、そのエンコーダ１２８から出力さ
れたエンコーダ信号は、ゲートアレイ１２９に入力さ
れ、ゲートアレイ１２９は、入力されたエンコーダ信号
に基づいて、キャリッジ１０８の速度データ信号、キャ
リッジ１０８の位置制御用パルス（基準パルス）、ヘッ
ド１０を駆動するための印刷タイミングパルスなどを発
生する。
【００３９】また、ＣＰＵ１２０は、ゲートアレイ１２
９から出力された速度データ（エンコーダ信号の各エッ
ジ間の時間間隔値）を入力してキャリッジ１０８の速度
制御に必要なＰＷＭ信号（ＣＲモータ１０５の駆動信号
のパルス幅）の演算を行う。また、位置制御用パルス
（基準パルス）を入力してキャリッジ１０８の現在位置
の演算を行う。さらに、ＣＰＵ１２０は、印刷方向が逆
転した場合に印刷位置を一致させるためのディレイカウ
ント値や印刷スタート信号の許可などを行うデータをゲ
ートアレイ１２９内のレジスタに書き込むなどの制御動
作を行う。
【００４０】またさらに、ＣＰＵ１２０は、ＬＦモータ
１２５の駆動信号たるパルス信号をカウントして、ＬＦ
モータ１２５および紙送り機構１１２により実行され
る、印刷用紙送り量のカウント、パージング機構１１０
またはキャッピング機構１３３を駆動するカムの回転量
のカウントなどを行う。また、キャッピング機構１３３
には、キャリッジ１０８がキャッピングポジション（ホ
ームポジション）に復帰していることを検出するＨＰ
（ホームポジション）センサ１３４が、紙送り機構１１
２には、印刷用紙１０１の挿入、または、排出を検出す
るＰＥ（ペーパーエンプティ）センサ１３５がそれぞれ
設けられている。
【００４１】以上のように、本プリンタ１００は、上記
実施形態のヘッド１０を備えているため、キャリッジ１
０８を小型化することができる。しかも、ヘッド１０を
構成する各アクチュエータユニットのノズル形成面が高
精度で面一となっていることから、インク液滴の吐出特
性にばらつきがないため、高品質の印刷を行うことがで
きる。
【００４２】なお、上記実施形態では、本発明のヘッド
をカラーインクジェットプリンタに適用した場合につい
て説明したが、バブルジェット、サーマルインクジェッ
トなどの電気熱変換式のインクジェットプリンタにも好
適に用いることができる。
【００４３】
【発明の効果】請求項１ないし請求項５に記載の発明に
よれば、各駆動電極は、カバープレートとベースプレー
トとが接する面ではない、はみ出し部の上において駆動
回路と接続されているため、隣接するアクチュエータユ
ニット同士を積層して一体化することができる。したが
って、従来のように、アクチュエータユニット間に駆動
電極と駆動回路とを接続するためのＦＰＣが介在される
ことがないため、その分、インクジェットヘッドの積層
方向の寸法を小さくすることができる。
【００４４】しかも、ベースプレートおよびカバープレ
ートは、向きを揃えてインク室の配列方向と直交する方
向に交互に積層されて複数のアクチュエータユニットが
一体的に組み付けられている。つまり、各アクチュエー
タユニットの前端を揃えながら各アクチュエータユニッ
トを積層することにより、インクジェットヘッドのノズ
ル面を高精度で面一にすることができるため、従来のよ
うに、アクチュエータユニット毎に駆動ＩＣチップ搭載
基盤上で位置合わせを行う手間が不要である。したがっ
て、インクジェットヘッドの製造効率を高めることがで
きる。
【００４５】さらに、そのように各アクチュエータユニ
ットを一体化できるため、請求項４に記載の発明のよう
に、上記各インク室の端部に相当する位置にノズル孔を
有する１枚のノズルプレートが、上記複数のアクチュエ
ータユニットが組み付けられたヘッドの端面に取付けら
れてなるという構成を実現できる。つまり、従来のよう
に、アクチュエータユニット毎にノズルプレートを取付
ける必要がないとともに、ノズルプレートが１枚である
ため、各ヘッド毎にノズルプレートを取付ける手間が不
要である。したがって、より一層、インクジェットヘッ
ドの製造効率を高めることができる。
【００４６】特に、請求項２に記載の発明のように、上
記各駆動回路をこの駆動回路が制御する第１のアクチュ
エータユニットに隣接する第２のアクチュエータユニッ
トを構成するカバープレートに形成されたはみ出し部上
に配設することにより、上記ベースプレートの底面や上
記カバープレートの上面を利用して、各エネルギー発生
素子と上記駆動回路とをつなぐ駆動電極を比較的容易に
形成することができる。つまり、１つのアクチュエータ
ユニットを構成するベースプレートの上面に引き出した
駆動電極と、同アクチュエータユニットを構成するカバ
ープレートの底面に形成された駆動回路とを接続する構
成では、ベースプレートの上面にインク室が開口してい
るため、駆動電極の引き出しパターンや引き出し方向が
規制されるなどの問題が生じるが、駆動電極をベースプ
レートの底面を通って隣接するアクチュエータユニット
を構成するカバープレートの上面へ引き出して駆動回路
と接続する構成とすることにより、インク室を避けるこ
とができるため、上記問題を解消できる。
【００４７】また、請求項３に記載の発明のように、上
記カバープレートをセラミック基板により構成すること
により、充分な剛性および耐インク性を有するアクチュ
エータユニットを構成するとともに、上記はみ出し部へ
の駆動電極の形成および駆動回路の実装を容易にするこ
とができる。
【００４８】さらに、上記請求項１ないし請求項４のい
ずれか１つに記載の技術的手段は、請求項５に記載の発
明のように、上記エネルギー発生素子が、ベースプレー
トと一体に形成された圧電素子であるインクジェットヘ
ッドに好適に用いられる。つまり、ベースプレートは、
上記圧電素子と同じ圧電材料により形成することによ
り、圧電素子と一体化することができるため、アクチュ
エータユニット同士を積層して小型軽量化を図る上で好
適だからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のインクジェットヘッドの構造
を示す説明図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッド１０を構成す
るアクチュエータユニットを構成部材毎に分解して示す
説明図である。
【図３】図１に示すアクチュエータユニット２０の説明
図である。
【図４】図３に示すアクチュエータユニット２０を構成
するベースプレート２２の底面の説明図である。
【図５】図４に示すベースプレート２２の下面の部分拡
大説明図である。
【図６】図５に示すベースプレート２２の上面の部分拡
大説明図である。
【図７】図２に示すアクチュエータユニット３０のカバ
ープレート３１の説明図である。
【図８】アクチュエータユニット２０と制御回路１３１
との接続関係を示すブロック図である。
【図９】プリンタの主要構造を取り出して示す外観斜視
説明図である。
【図１０】図９に示すプリンタの制御系の構成を示すブ
ロック図である。
【図１１】従来のヘッドの構造図である。
【符号の説明】
１０ ヘッド １１ ノズルプレート １２ ノズル ２０ アクチュエータユニット ２１ カバープレート ２２ ベースプレート ２２ａ 圧電素子 ２３ 駆動電極 ２４ インク室 ２５ 駆動ＩＣチップ ２６ 入力側電極 ２７ ＦＰＣ ２８ 出力側電極 ３１ａ はみ出し部 １００ プリンタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溝状の複数のインク室が並列に形成され
    たベースプレートと、前記複数のインク室の上を覆うよ
    うに配設されたカバープレートと、前記複数のインク室
    のそれぞれに対応するように設けられており、インク室
    内のインクを吐出する吐出エネルギーを発生させるエネ
    ルギー発生素子とから成るアクチュエータユニットと、 このアクチュエータユニット内のエネルギー発生素子に
    駆動電圧を選択的に印加する駆動回路と、 前記エネルギー発生素子と駆動回路とを導通させる駆動
    電極とが備えられており、 前記駆動回路により前記駆動電極を介して前記エネルギ
    ー発生素子に駆動電圧を印加することにより、前記吐出
    エネルギーを発生させ、前記インク室内のインクをイン
    ク室と連通するノズルより吐出して被記録媒体に記録を
    行うインクジェットヘッドにおいて、 前記カバープレートには、前記ベースプレートと接する
    面からはみ出すはみ出し部が形成されており、 前記各駆動電極は、前記はみ出し部上に引き出され、そ
    のはみ出し部上に配設された前記駆動回路と接続されて
    おり、 前記ベースプレートおよびカバープレートは、向きを揃
    えて前記インク室の配列方向と直交する方向に交互に積
    層されて複数のアクチュエータユニットが一体的に組み
    付けられていることを特徴とするインクジェットヘッ
    ド。
  2. 【請求項２】 前記各駆動回路は、この駆動回路が制御
    する第１のアクチュエータユニットに隣接する第２のア
    クチュエータユニットを構成するカバープレートに形成
    されたはみ出し部上に配設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. 【請求項３】 前記カバープレートは、セラミック基板
    により構成されていることを特徴とする請求項１または
    請求項２に記載のインクジェットヘッド。
  4. 【請求項４】 前記各インク室の端部に相当する位置に
    ノズル孔を有する１枚のノズルプレートが、前記複数の
    アクチュエータユニットが組み付けられたヘッドの端面
    に取付けられてなることを特徴とする請求項１ないし請
    求項３のいずれか１つに記載のインクジェットヘッド。
  5. 【請求項５】 前記エネルギー発生素子は、ベースプレ
    ートと一体に形成された圧電素子であることを特徴とす
    る請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のイン
    クジェットヘッド。
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