(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の圧電素子間での電圧の立ち上がり立ち下がりの差を極力抑えることが可能な圧電アクチュエータ装置を提供すること。【解決手段】ＦＰＣ４５は、基板と、この基板に配置されるバンプ列に属するバンプ４７aと駆動ＩＣ４６aとを接続する配線７１を含む第１配線部４８aと、バンプ列に属し、バンプ４７aよりも駆動ＩＣ４６aから離れたバンプ４７ｂと、駆動ＩＣ４６aとを接続する２本の配線７５、７６を含む第２配線部４８ｂと、を有する。【選択図】図５
2012206414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電素子と、これらにそれぞれ導通する複数の入力用の導通点と、を有する圧電アクチュエータと、
基材と、前記基材に配置され、前記圧電アクチュエータを駆動させる駆動信号を出力する駆動ＩＣと、前記基材に配置され、前記駆動ＩＣに繋がるとともに、前記複数の導通点と接続される複数の接続接点と有する配線基板と、
を備え、
前記基材は、
前記複数の接続接点が前記駆動ＩＣから離れる配列方向に並んで構成された接続接点列と、
前記接続接点列に属する第１接続接点と前記駆動ＩＣとを接続する配線を含む第１配線部と、
前記接続接点列に属し、前記配列方向において前記第１接続接点よりも前記駆動ＩＣから離れた第２接続接点と、前記駆動ＩＣとを接続する配線を含む第２配線部と、
を有し、
前記第２配線部は、少なくとも一部が、前記第１配線部に含まれる配線の数よりも多い複数の配線を含むことを特徴とする圧電アクチュエータ装置。
【請求項２】
前記第１配線部は、前記第１接続接点と前記駆動ＩＣとを接続する配線を１本有していることを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ装置。
【請求項３】
前記駆動ＩＣは、前記駆動信号を出力する複数の出力端子を有し、
前記複数の出力端子は、前記複数の接続接点よりも多く設けられており、
前記第２配線部に含まれる複数の配線が、前記複数の出力端子にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電アクチュエータ装置。
【請求項４】
前記第２配線部に含まれる複数の配線が、１つの前記第２接続接点に接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の圧電アクチュエータ装置。
【請求項５】
前記第２配線部に含まれる複数の配線が、前記複数の出力端子にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項４に記載の圧電アクチュエータ装置。
【請求項６】
前記第２配線部に含まれる複数の配線が、前記複数の出力端子にそれぞれ接続されるとともに、各々が分かれた状態で前記基材上に形成され、前記第２接続端子に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ装置。
【請求項７】
前記第２配線部に含まれる複数の配線は、各々が延在する方向と直交する方向における幅が、前記第１配線部に含まれる配線の前記幅と等しく、さらに、互いの前記幅も等しいことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の圧電アクチュエータ装置。
【請求項８】
前記駆動ＩＣは、前記駆動信号を出力する複数の出力端子と、前記複数の出力端子に各々繋がる複数の入力接点とを有し、
前記基材は、電源と接続される電源端子と、前記電源端子と接続し、前記電源端子から所定の方向に延在する電源配線とを有しており、
前記複数の入力接点は、前記電源配線の延在する方向に並んで、前記電源配線と接続され、さらに、第１入力接点と、前記第１入力接点よりも前記電源端子から離れた前記電源配線の部位に接続する第２入力接点と、が含まれており、
前記第１配線部に含まれる配線は、前記第１入力接点と繋がる出力端子に接続され、
前記第２配線部に含まれる複数の配線は、前記第２入力接点と繋がる出力端子に接続されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の圧電アクチュエータ装置。
【請求項９】
前記圧電アクチュエータは、第１液体を吐出する第１ノズルと、第２液体を吐出する第２ノズルとを備えた液体吐出装置に用いられる圧電アクチュエータ装置であり、
前記圧電アクチュエータの前記圧電素子には、前記第１ノズルから液体を吐出させる第１圧電素子と、前記第２ノズルから液体を吐出させ、前記第１圧電素子よりも静電容量が小さい第２圧電素子が含まれており、
前記第２配線部に含まれる複数の配線は、前記第１圧電素子に前記駆動信号を供給するための接続接点に接続されていることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の圧電アクチュエータ装置。
【請求項１０】
前記第１液体は顔料インクであり、前記第２液体は染料インクであることを特徴とする請求項９に記載の圧電アクチュエータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な技術分野において、圧電素子を有する圧電アクチュエータ装置が用いられている。例えば、特許文献１には、複数のノズルが並んで構成されるノズル列を有するインクジェットヘッドに用いられた圧電アクチュエータ装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１の圧電アクチュエータ装置は、インクジェットヘッドとこれに接続される配線基板とを備えている。具体的には、インクジェットヘッドは、複数のノズルの各々からインクを吐出するための圧力を付与する圧電素子が複数設けられるとともに、各圧電素子を駆動するための信号を入力する入力用の導通点が複数形成されている。一方、配線基板は、複数の導通点とそれぞれ接続する複数の接続接点と、信号を出力する駆動ＩＣと、駆動ＩＣと複数の導通接点を結ぶ複数の配線とを有している。そして、インクジェットヘッドと配線基板は、駆動ＩＣからノズル列が離れて延びる位置関係となるように接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９６５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、インクジェットヘッドは、高画質化や高速印刷を実現するために、ノズルの個数が増加しており、それに伴ってノズル列が長く形成される。ノズル列が長くなると、駆動ＩＣに最も近接するノズル列の一端のノズルと、駆動ＩＣに最も離間するノズル列の他端のノズルとの距離の差が大きくなってしまう。これにより、一端のノズル用の圧電素子に繋がる導通点に接続する接続接点と駆動ＩＣとを結ぶ配線の長さと、他端のノズル用の圧電素子に繋がる導通点に接続する接続接点と駆動ＩＣとを結ぶ配線の長さが大きく異なる。その結果、一端のノズル用の圧電素子に印加される電圧の立ち上がり立ち下がりと、他端のノズル用の圧電素子に印加される電圧の立ち上がり立ち下がりが大きく異なり、両ノズル間の吐出速度の差が大きくなる。その為、印刷画質に大きな影響を与えるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、複数の導通点を有する圧電アクチュエータにおいて、複数の圧電素子間での電圧の立ち上がり立ち下がりの差を極力抑えることが可能な圧電アクチュエータ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明の圧電アクチュエータ装置は、  複数の圧電素子と、これらにそれぞれ導通する複数の入力用の導通点と、を有する圧電アクチュエータと、基材と、前記基材に配置され、前記圧電アクチュエータを駆動させる駆動信号を出力する駆動ＩＣと、前記基材に配置され、前記駆動ＩＣに繋がるとともに、前記複数の導通点と接続される複数の接続接点と有する配線基板と、を備え、前記基材は、前記複数の接続接点が前記駆動ＩＣから離れる配列方向に並んで構成された接続接点列と、前記接続接点列に属する第１接続接点と前記駆動ＩＣとを接続する配線を含む第１配線部と、前記接続接点列に属し、前記配列方向において前記第１接続接点よりも前記駆動ＩＣから離れた第２接続接点と、前記駆動ＩＣとを接続する配線を含む第２配線部と、を有し、前記第２配線部は、少なくとも一部が、前記第１配線部に含まれる配線の数よりも多い複数の配線を含むことを特徴とする。
【０００８】
接続接点と駆動ＩＣを接続する配線が長くなると、接続接点と駆動ＩＣの間の電気抵抗に相当する配線抵抗が大きくなる。それに対し、接続接点と駆動ＩＣを結ぶ配線の数が多くなると、配線の数が少ない場合に比べて、ある接続接点と駆動ＩＣの間の配線抵抗が小さくなる。この発明によれば、第２配線部は、第１配線部に比べると、駆動ＩＣと接続接点を接続する配線の数が多くなる部分を有している。その結果、第２接続接点と駆動ＩＣの間の配線抵抗が、第１接続接点と駆動ＩＣの間の配線抵抗よりも小さくなる。これにより、第１接続接点に接続される圧電素子と第２接続接点に接続される圧電素子の電圧の立ち上がり立ち下がりの差を極力抑えることができる。
【０００９】
第２の発明の圧電アクチュエータ装置は、第１の発明において、前記第１配線部は、前記第１接続接点と前記駆動ＩＣとを接続する配線を１本有していることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、第１配線部は、第１接続接点と駆動ＩＣを結ぶ配線が、一般的な１本により構成される為、配線基板の設計がし易い。
【００１１】
第３の発明の圧電アクチュエータ装置は、第１又は第２の発明において、前記駆動ＩＣは、前記駆動信号を出力する複数の出力端子を有し、前記複数の出力端子は、前記複数の接続接点よりも多く設けられており、前記第２配線部に含まれる複数の配線が、前記複数の出力端子にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、駆動ＩＣには、複数の出力端子が複数の接続接点よりも多く設けられている為、第１、第２接続端子と駆動ＩＣを結ぶ配線の接続について、配線の数の割り振りを自由に変えることができる為、第１、第２接続端子と駆動ＩＣのそれぞれの配線抵抗を調整し易い。
【００１３】
第４の発明の圧電アクチュエータ装置は、第１〜第３の発明において、前記第２配線部に含まれる複数の配線が、１つの前記第２接続接点に接続されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、第２接続接点の近傍には第２接続接点以外の配線が周囲に配置されていない為、基材のなかでも余分な配線を形成するスペースが確保し易い。その為、基板上に他の配線の配置スペースを確保しつつ、第２配線部に含まれる複数の配線を配置することができる。
【００１５】
第５の発明の圧電アクチュエータ装置は、第４の発明において、前記第２配線部に含まれる複数の配線が、前記複数の出力端子にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、駆動ＩＣの複数の出力端子は、それぞれ区分けされて構成されている為、前記第２配線部に含まれる複数の配線を接続し易い。
【００１７】
第６の発明の圧電アクチュエータ装置は、第１の発明において、前記第２配線部に含まれる複数の配線が、前記複数の出力端子にそれぞれ接続されるとともに、各々が分かれた状態で前記基材上に形成され、前記第２接続端子に接続されていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、第２配線に含まれる複数の配線は、駆動ＩＣから第２接続接点まで各々延びるように配置されている。その為、複数の配線が集中する分岐がない為、配線を形成し易い。
【００１９】
第７の発明の圧電アクチュエータ装置は、第１〜第６の発明において、前記第２配線部に含まれる複数の配線は、各々が延在する方向と直交する方向における幅が、前記第１配線部に含まれる配線の前記幅と等しく、さらに、互いの前記幅も等しいことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、第２配線部に含まれる複数の配線の幅と、第１配線部に含まれる配線の幅が等しい。即ち、基材上の配線の幅が全て等しい為、配線を基板に形成し易い。
【００２１】
第８の発明の圧電アクチュエータ装置は、第１〜第７の発明において、前記駆動ＩＣは、前記駆動信号を出力する複数の出力端子と、前記複数の出力端子に各々繋がる複数の入力接点とを有し、前記基材は、電源と接続される電源端子と、前記電源端子と接続し、前記電源端子から所定の方向に延在する電源配線とを有しており、前記複数の入力接点は、前記電源配線の延在する方向に並んで、前記電源配線と接続され、さらに、第１入力接点と、前記第１入力接点よりも前記電源端子から離れた前記電源配線の部位に接続する第２入力接点と、が含まれており、前記第１配線部に含まれる配線は、前記第１入力接点と繋がる出力端子に接続され、前記第２配線部に含まれる複数の配線は、前記第２入力接点と繋がる出力端子に接続されていることを特徴とする。
【００２２】
電源から離れる程、電源配線による電圧降下が原因で、入力接点を通じて出力端子から出力される信号の電圧が小さくなり、圧電素子に印加される電圧も小さくなってしまう。しかし、この発明によれば、第２配線部に含まれる複数の配線に繋がる入力接点は、第１配線部に含まれる配線に繋がる入力接点に比べて、電源端子から離れた電源配線の部位に接続されている。その為、電源端子から第２接続接点までの電気抵抗は、電源端子から第１接続接点までの電気抵抗との差が、従来のように第１配線部と第２配線部に含まれる配線の数が同じ場合に比べて小さくなる。これにより、第１接続接点に繋がる圧電素子と第２接続接点に繋がる圧電素子とにそれぞれ印加される電圧の差を小さくすることができる。
【００２３】
第９の発明の圧電アクチュエータ装置は、第１〜第８の発明において、  前記圧電アクチュエータは、第１液体を吐出する第１ノズルと、第２液体を吐出する第２ノズルとを備えた液体吐出装置に用いられる圧電アクチュエータ装置であり、前記圧電アクチュエータの前記圧電素子には、前記第１ノズルから液体を吐出させる第１圧電素子と、前記第２ノズルから液体を吐出させ、前記第１圧電素子よりも静電容量が小さい第２圧電素子が含まれており、前記第２配線部に含まれる複数の配線は、前記第１圧電素子に前記駆動信号を供給するための接続接点に接続されていることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、第１圧電素子は、第２圧電素子と等しい吐出圧を液体に付与する為には、第２圧電素子よりも多くの電流が必要となる。その為、第２配線と第１圧電素子とを接続することで、第１圧電素子に多くの電流を供給することができる。
【００２５】
第１０の発明の圧電アクチュエータ装置は、第９の発明において、前記第１液体は顔料インクであり、前記第２液体は染料インクであることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、顔料インクと染料インクを吐出する液体吐出装置にも適用することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、第２配線部は、第１配線部に比べると、駆動ＩＣと接続接点を結ぶ配線の数が多くなる部分を有している。その結果、第２接続接点と駆動ＩＣを結ぶ配線抵抗が、第１接続接点と駆動ＩＣを結ぶ配線抵抗よりも小さくなる。これにより、第１接続接点に接続される圧電素子と第２接続接点に接続される圧電素子の電圧の立ち上がり立ち下がりの差を極力抑えることができる
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態に係るインクジェットプリンタを概略的に示す平面図である。
【図２】インクジェットヘッド３の平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】ＦＰＣを下方から見た平面図である。
【図５】図４のＦＰＣの詳細を示す平面図である。
【図６】個別電極における電圧ＴｒＴｆ時間−ノズルからのノズルの吐出速度の特性を示す図である。
【図７】電圧のＴｒＴｆ時間について説明する電圧波形であり、（ａ）は駆動ＩＣの出力部における電圧波形であり、（ｂ）は１つの駆動ＩＣから供給したときの個別電極における電圧波形であり、（ｃ）は２つの駆動ＩＣから供給したときの個別電極における電圧波形である。
【図８】第１変更形態におけるＦＰＣを下方から見た平面図である。
【図９】第２変更形態におけるＦＰＣを下方から見た平面図である。
【図１０】第３変更形態におけるＦＰＣを下方から見た平面図である。
【図１１】第４変更形態におけるＦＰＣを下方から見た平面図である。
【図１２】第５変更形態におけるＦＰＣを下方から見た平面図である。
【図１３】第９変更形態におけるインクジェットヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してインクを吐出するインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。
【００３０】
＜インクジェットプリンタ１の構成＞
まず、本実施形態のインクジェットプリンタの概略構成について説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、所定の走査方向（図１の左右方向に相当）に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐを走査方向と直交する紙送り方向に搬送する搬送機構４と、インクジェットプリンタ１の動作を制御する制御部７０を備えている。
【００３１】
キャリッジ２は、走査方向に平行に延びる２本のガイド軸１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ１９によって無端ベルト１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト１８の走行にともなって走査方向とその反対方向に移動するようになっている。
【００３２】
このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３が搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面に相当）に複数のノズル３５（図２、図３参照）を有している。
【００３３】
搬送機構４は、インクジェットヘッド３よりも紙送り方向上流側に配置された給紙ローラ１２と、インクジェットヘッド３よりも紙送り方向下流側に配置された排紙ローラ１３とを有している。給紙ローラ１２と排紙ローラ１３は、それぞれ、給紙モータ１０と排紙モータ１１により回転駆動される。そして、この搬送機構４は、給紙ローラ１２により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３へ搬送するとともに、排紙ローラ１３により、インクジェットヘッド３によって画像や文字などが記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出する。
【００３４】
＜インクジェットヘッド３の構成＞
次に、インクジェットヘッド３について説明する。インクジェットヘッド３は、搬送機構４により図１の下方（以下、紙送り方向と称す）に搬送される記録用紙Ｐに対向するノズル列３５aと、同じく、記録用紙Ｐに対向するノズル列３５ｂを有している。そして、インクジェットヘッド３は、ノズル列３５aに属するノズル３５（本発明の第１ノズルに相当）と、ノズル列３５ｂに属するノズル３５（本発明の第２ノズルに相当）から記録用紙Ｐに向かって、インクカートリッジ（図示省略）から供給されたインクを吐出するように構成されている。
【００３５】
図２、図３に示すように、インクジェットヘッド３は、複数のノズル列３５a、３５ｂや圧力室３４を含むインク流路が形成された流路ユニット３０と、圧力室３４内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ３１と、圧電アクチュエータ３１の上面を覆うフレキシブル配線基板４５（以下、ＦＰＣと称す）とを有している。
【００３６】
複数のノズル列３５a、３５ｂは、走査方向に並んで配置されており、さらに、紙送り方向に配列される複数のノズル３５により構成される。複数のノズル列３５aに属するノズル３５は、顔料の色材を含むブラックインクを吐出し、複数のノズル列３５ｂに属するノズル３５は、染料の色材を含むイエローインク、マゼンタインク、シアンインクを吐出する。
【００３７】
流路ユニット３０は、複数枚のプレートが積層されて構成されたものであり、この流路ユニット３０には、図示しない４つのインクカートリッジにそれぞれ接続される４つのインク供給口３２と、各インク供給口３２に接続され、走査方向と直交する図２の紙送り方向に沿って延びるマニホールド３３と、各マニホールド３３に連通した複数の圧力室３４と、複数の圧力室３４にそれぞれ連通する複数のノズル３５が形成されている。複数の圧力室３４は、紙送り方向に延在するマニホールド３３に沿って配列されることで、圧力室列８及び圧力室列８８を形成する。
【００３８】
２つの圧力室列８が、１つの圧力室群７を構成しており、圧力室群７に属する複数の圧力室３４には、同色のカラーインクが供給される。また、２つの圧力室列８８についても、１つの圧力室群７７を構成しており、圧力室群７７に属する複数の圧力室３４には、ブラックインクが供給される。圧力室群７に属する圧力室３４は、ノズル列３５ｂに属するノズル３５と連通し、圧力室群７７に属する圧力室３４は、ノズル列３５aに属するノズル３５と連通する。尚、ノズル列３５aは、４つの圧力室列８８に繋がる４つのノズル列により構成され、３つのノズル列３５ｂは、２つの圧力室列８と繋がる２つのノズル列によりそれぞれ構成されている。
【００３９】
圧力室群７と圧力室群７７の間は、広く間隔が空いており、これらにそれぞれ繋がるノズル列３５aとノズル列３５ｂの間も広く間隔が空いている。その為、ノズル３５が形成される面は、ノズル列３５aとノズル列３５ｂの間にスペースを有している。このスペースは、流路ユニット３０のノズル３５内のインクを強制的に排出させるパージ時に、ノズル３５が形成された面を覆うキャップ（図示せず）によって画定される空間を２つに仕切るリップが接触する領域となっている。このように、キャップに空間を仕切るリップが形成されていることで、ノズル列３５aとノズル列３５ｂを独立別個にパージすることができる。また、ノズル列３５aとノズル列３５ｂの間が広くあいていることで、走査方向に延在したワイパで紙送り方向に沿ってワイピングするときに、ブラックインクがカラーインク用のノズル３５に付着して混色するのを抑制することができる。
【００４０】
また、圧電アクチュエータ３１の上面には、紙送り方向に長尺な形状を有するＦＰＣ４５が配置されている。ＦＰＣ４５は、プリンタ１に内蔵される制御部７０（図１参照）に接続される。このように、インクジェットヘッド３と制御部７０とが接続されている。
【００４１】
＜圧電アクチュエータ３１の構成＞
次に、圧電アクチュエータ３１について説明する。圧電アクチュエータ３１は、複数の圧力室３４を覆うように流路ユニット３０に接合された振動板４０と、振動板４０の上面に配置された圧電層４１と、圧電層４１の上面に複数の圧力室３４と対応して設けられた複数の個別電極４２と、振動板４０と圧電層４１に挟まれて配置される共通電極１４２と、圧電層４１の上面に形成される共通電極接点２４２と、圧電層４１の上面から下面に貫通し、共通電極１４２と共通電極接点２４２を導通する導通部分２４３と、を有している。
【００４２】
振動板４０は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼などの鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板４０は、流路ユニット３０の最上層のプレートの上面に複数の圧力室３４を覆うように配設された状態で接合されている。
【００４３】
圧電層４１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴと同義）を主成分とする圧電材料からなる。図２に示すように、この圧電層４１は、振動板４０の上面において、複数の圧力室３４に跨って連続的に形成されている。
【００４４】
複数の個別電極４２は、圧電層４１の上面の、複数の圧力室３４と対向する領域にそれぞれ配置されている。各々の個別電極４２は圧力室３４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有し、圧力室３４の中央部と対向している。また、複数の個別電極４２の端部からは、ＦＰＣ４５と接続される複数の接点４３（本発明の導通点に相当）が走査方向と反対側にそれぞれ引き出されている。複数の個別電極４２は、ＦＰＣ４５のバンプ４７及び配線４８（図４参照）を介して、２つの駆動ＩＣ４６ａ、４６ｂと電気的に接続される。
【００４５】
共通電極１４２は、複数の圧力室３４の全てと対向する形状を有しており、さらに、共通電極接点２４２を介してＦＰＣ４５のバンプ５７と接続されている。さらに、共通電極１４２は、ＦＰＣ４５の共通配線５９（図４参照）を通じてグランドに接続され、グランド電位が付与される。
【００４６】
また、圧電層４１は、複数の個別電極４２と共通電極１４２とに挟まれた複数の活性部４１a（本発明の圧電素子に相当）を有しており、上方向に分極されている。そして、個別電極４２と共通電極１４２の間に電位差（電圧と同義）が発生したときには、活性部４１ａには圧電変形（圧電歪みと同義）が発生し、この変形によって、その活性部４１ａと対向する圧力室３４内のインクに圧力が付与されることになる。
【００４７】
次に、インク吐出時における圧電アクチュエータ３１の作用について説明する。個別電極４２と共通電極としての振動板４０とに挟まれた、各々の活性部４１ａにおいて、電荷が蓄えられていない状態では、個別電極４２の電位が共通電極１４２と同じグランド電位となっている。このとき、活性部４１ａには電界が作用しておらず、活性部４１ａに圧電歪みは生じていない。
【００４８】
この状態から、駆動ＩＣ４６が、ある活性部４１aに対して、駆動電位を付与すると、個別電極４２の電位がグランド電位の振動板４０に対して高くなる。したがって、この活性部４１ａを挟む個別電極４２と共通電極１４２との間に、所定の電圧が印加されることになり、活性部４１ａには下方向の電界が作用する。
【００４９】
この電界の方向は圧電層４１の分極方向と平行であるから、活性部４１ａが上方向及び下方向と直交する走査方向（面方向ともいう）に収縮する。ここで、圧電層４１の下側の振動板４０は流路ユニット３０の最上層のプレートに固定されているため、この振動板４０の上面に位置する圧電層４１が面方向に収縮するのにともなって、振動板４０の圧力室３４を覆う部分が圧力室３４側に凸となるように変形する（一般的にユニモルフ変形という）。このとき、圧力室３４内の容積が減少するために圧力室３４内のインク圧力が上昇し、この圧力室３４に連通するノズル３５からインクが吐出される。
【００５０】
また、個別電極４２の電位が再びグランド電位になると、活性部４１ａには電界が作用しなくなることから、活性部４１ａの変形状態が解消され、振動板４０は、元の状態（流路ユニット３０を構成するプレートと平行な状態と同義）に戻る。
【００５１】
＜ＦＰＣ４５の構成＞
次に、ＦＰＣ４５について図４、図５を参照して説明する。尚、図４、図５は、一部の配線だけ図示されており、大部分の配線については図示を省略している。
【００５２】
図４に示すように、ＦＰＣ４５は、基板４９（本発明の基材に相当）と、紙送り方向における基材４９の両端部分に配置される２つの駆動ＩＣ４６ａ、４６ｂと、基板４９の表面に形成された複数のバンプ４７（本発明の接続接点に相当）と、２つの駆動ＩＣ４６ａ、４６ｂと複数のバンプ４７にそれぞれ接続する複数の配線４８a、４８ｂとを備えている。
【００５３】
また、ＦＰＣ４５は、制御部７０と接続する個別電極用の個別入力端子５０a、５０ｂと、この個別入力端子５０a、５０ｂと２つの駆動ＩＣ４６ａ、４６ｂをそれぞれ接続する個別配線５１a、５１ｂと、電源に繋がる電源端子５２a、５２ｂと、電源端子５２a、５２ｂに接続される電源配線５４a、５４ｂと、制御部７０を通じてグランドに接続されるグランド端子５３a、５３ｂと、グランド端子５３a、５３ｂに接続されるグランド配線５５a、５５ｂと、を有している。また、ＦＰＣ４５は、基板４９の両端部分に配置され、バンプ５７と導通する共通電極配線５９と、共通電極配線５９に接続する共通電極端子６１a、６１ｂとを有している。さらに、ＦＰＣ４５は、第１配線部４８a（本発明の第１配線部に相当）と、第２配線部４８ｂ（本発明の第２配線部に相当）とを有している。
【００５４】
複数のバンプ４７は、圧電アクチュエータ３１の接点４３の列に対応して紙送り方向に所定間隔をあけて並べて配置されているとともに、この列が走査方向に複数列並べて配置されている。
【００５５】
図５に示すように、駆動ＩＣ４６aは、複数の出力端子８０を有している。複数の出力端子８０はそれぞれ、複数の個別電極４２の各々に電圧を付与するための駆動信号を出力する。電源配線５４a、５４ｂは駆動ＩＣ４６a、４６ｂに接続され、グランド配線５５a、５５ｂも、駆動ＩＣ４６a、４６ｂと接続されている。
【００５６】
また、駆動ＩＣ４６aは、電源配線５４aと接続される入力用の入力接点９０と、グランド配線５５aと接続されるグランド接点９８をそれぞれ複数有している。複数の入力接点９０と、複数のグランド接点９８は、複数の出力端子とともに、紙送り方向に並んで配置されており、紙送り方向に一列に並ぶ入力接点９０、グランド接点９８、及び出力端子８０が繋がっている。複数の入力接点９０は、電源配線５４aが延在する走査方向に並んで配置されており、入力接点９１（本発明の第１入力接点に相当）と、入力接点９１より電源端子５２aから離れた電源配線５４aの部位に接続する入力接点９５、９６（本発明の第２入力接点に相当）が含まれている。入力接点９１は、駆動ＩＣ４６aの出力端子８１と導通する。また、入力接点９５、９６は、駆動ＩＣ４６aの出力端子８５、８６と導通する。
【００５７】
複数のバンプ４７は、紙送り方向に並んでバンプ列９９a、９９ｂ（本発明の接続接点列に相当）を構成しており、バンプ列９９には、バンプ４７a（本発明の第１接続接点に相当）と、バンプ４７ｂ（本発明の第２接続接点に相当）が含まれている。バンプ４７ｂは、バンプ４７aよりも基板４７の紙送り方向における中心線Ｃに近い領域に配置されている。
【００５８】
図５に示すように、第１配線部４８aは、基板４９に配置される配線７１（本発明の第１配線部に含まれる配線に相当）を含んでおり、配線７１は、駆動ＩＣ４６aの出力端子８１とバンプ４７aとを結ぶ。また、第２配線部４８ｂは、基板４９に配置される配線７５、７６（本発明の第２配線部に含まれる配線に相当）を含んでいる。配線７５は、駆動ＩＣ４６aの出力端子８５とバンプ４７ｂとが結ばれており、配線７６は、駆動ＩＣ４６aの出力端子８１とバンプ４７ｂとが結ばれている。
【００５９】
尚、本実施形態の紙送り方向は、本発明の配列方向の一例である。
【００６０】
＜吐出特性について＞
ところで、ノズル３５から吐出されるインクの吐出特性は、駆動ＩＣ４６から活性部４１ａを挟む個別電極４２と共通電極１４２との間における電圧の立ち上がり立ち下がりにかかる時間（以下、ＴｒＴｆ時間と称す）に左右される。この吐出特性について、図６を参照して説明する。尚、ＴｒＴｆ時間とは、電圧の立ち上がりにかかる時間と立ち下がりにかかる時間をまとめた値であり、この数値が大きいほど立ち上がり立ち下がりにかかる時間が長く、小さいほど立ち上がり立ち下がりにかかる時間が短いことを示している。例えば、図６に示すように、ＴｒＴｆ時間が小さいと、ノズル３５からのインクの吐出速度が速く、ＴｒＴｆ時間が大きいと、ノズル３５からのインクの吐出速度が遅くなってしまう。また、ＴｒＴｆ時間がある値よりも小さくなってくると、ノズル３５からのインクの吐出速度はそれ以上速くならずに飽和した速度となる。
【００６１】
ここで、複数の活性部４１ａは静電容量を有していることからコンデンサとして作用し、駆動ＩＣ４６と活性部４１ａは配線４８で接続されて、この配線４８は配線抵抗Ｒ２を有している。すると、駆動ＩＣ４６から活性部４１ａまでには等価的にＣＲ回路が存在することになり、個別電極４２における電圧のＴｒＴｆ時間には、このＣＲ回路の時定数が影響することになる。このＣＲ回路の時定数は、活性部４１ａの静電容量、及び、駆動ＩＣ４６と活性部４１ａとを接続する配線４８の配線抵抗Ｒ２に比例しており、上述したように、複数の活性部４１ａ間で静電容量にばらつきが存在する、または、駆動ＩＣ４６と複数の活性部４１ａとを接続する配線４８間で配線抵抗Ｒ２にばらつきが存在する場合には、個別電極４２における電圧のＴｒＴｆ時間にばらつきが生じ、結果として複数の活性部４１ａ間での動作が不均一になってしまう。
【００６２】
バンプ列９９a内のバンプ４７ｂは、バンプ４７aに比べて駆動ＩＣ４６aよりも離れて配置されている為、バンプ４７ｂに接続される配線は、バンプ４７aに接続される配線よりも長くなる。特に、駆動ＩＣ４６aに最も近接するバンプ４７aと、バンプ４７ｂとは、駆動ＩＣ４６aとの距離の差が非常に大きく、バンプ４７aと駆動ＩＣ４６aを接続する配線と、バンプ４７ｂと駆動ＩＣ４６aを接続する配線の長さの差が大きくなる。その為、バンプ４７aと駆動ＩＣ４６aを接続する配線と、バンプ４７ｂと駆動ＩＣ４６aを接続する配線の配線抵抗が大きく異なり、個別電極４２における電圧のＴｒＴｆ時間にばらつきが生じてしまう。
【００６３】
そこで、バンプ４７ｂに接続する第２配線部４８ｂは、２本の配線７５、７６と接続され、バンプ４７aに接続する第１配線部４８aに比べて、配線の数が多くなるように構成されている。尚、２本の配線７５、７６は、配線７１と幅が等しい。
【００６４】
次に、バンプ４７ｂと導通する個別電極４２における電圧ＴｒＴｆ時間について説明する。
【００６５】
駆動ＩＣ４６から個別電極４２に対して電圧が印加されると、図７（ａ）に示すように、駆動ＩＣ４６の出力部の電圧はパルス状にほぼ直角に立ち上がる。そして、駆動ＩＣ４６から個別電極４２に対して電圧の印加が停止されると、駆動ＩＣ４６の出力部の電圧はパルス状にほぼ直角に立ち下がる。
【００６６】
このとき、例えば、２本の配線７５、７６が接続されたバンプ４７ｂに導通する個別電極４２に対して、１本の配線のみ接続された個別電極に電圧を印加していたとすると、図７（ｂ）に示すように、個別電極４２の電圧は、駆動ＩＣ４６ａの出力部のように俊敏に立ち上がったり立ち下がったりせずに、長い時間をかけて立ち上がったり立ち下がったりする。一方、２本の配線７５、７６が接続された個別電極に、駆動ＩＣ４６ａから電圧を印加していた場合には、図７（ｃ）に示すように、個別電極４２の電圧は、図７（ｂ）に比べて短い時間で立ち上がったり立ち下がったりする。
【００６７】
駆動ＩＣ４６aとバンプ４７ｂが２本の配線７５、７６が接続されていることで、１本の配線７１により接続される駆動ＩＣ４６aとバンプ４７aに比べて、駆動ＩＣ４６aとバンプ４７ｂとの間の電気抵抗に相当する配線抵抗Ｒ２が小さくなる。これにより、等価回路であるＣＲ回路の時定数が小さくなったからである。また、別の見方では、２本の配線７５、７６から電流が供給される為、実質的に２つの駆動ＩＣから供給、放電されるのと同じ効果が得られる。その為、充電電流の供給速度を速くすることができるとともに、放電電流の放電速度を速くすることができる。これらから、２本の配線７５、７６が接続された活性部４１ａに対応する個別電極４２における電圧のＴｒＴｆ時間を短くすることができる。
【００６８】
これにより、複数の活性部４１ａのうち、バンプ４７ｂに接続される活性部４１aに対して、２本の配線７５、７６を接続することで、複数の活性部４１ａ間での動作を均一にすることができる。これにより、ノズル３５からのインクの吐出速度のばらつきを抑えて、ノズル間での吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【００６９】
また、駆動ＩＣ４６aには、複数の出力端子８０が複数のバンプ４７よりも多く設けられている為、出力端子８０とバンプ４７とを１本の配線を用いて各々接続すると、出力端子８０が余ってしまう。そこで、余った出力端子８０が配線７５、７６を介してバンプ４７ｂと接続されることで、バンプ４７ｂと駆動ＩＣ４６aの間の配線の抵抗を下げることができる。
【００７０】
駆動ＩＣ４６aは、バンプ４７よりも出力端子８０の方が、個数が多い為、従来の駆動ＩＣに比べると走査方向に長くなる。しかしながら、従来の基板は、走査方向において駆動ＩＣと共通電極配線の間にスペースを有するが、このスペースには配線等がほとんど形成されていなかった。その為、駆動ＩＣが、出力端子の個数を増やして走査方向に長くなったとしても、上記のスペースを埋める程度の長さであれば、配線が形成できないといった問題は生じない。従って、基板のスペースを有効活用しつつ、駆動ＩＣとバンプの間の配線の抵抗を下げることができる。
【００７１】
＜ＦＰＣ４５の製造方法＞
ここで、ＦＰＣ４５を製造する方法について簡単に説明する。まず、基板４９上にレジストによりマスク処理を施す。次に、エッチング等により、レジストに貫通孔を形成する。この貫通孔は、基板４９上に形成する配線パターンと同じ形状を有している。次に、配線となる導電性材料をレジスト上に塗布する。このとき、導電性材料がレジストに形成された貫通孔を埋めるように、導電性材料を塗布する。そして、導電性材料を硬化させ、その後でレジストを除去する。
【００７２】
２本の配線７５、７６は、延在する方向において直交する長さ（以下、幅と称す）が、配線７１の幅と等しい。その為、上記の製造方法によりＦＰＣ４５を製造する場合には、レジストに形成される配線７５、７６及び、配線７１の形成用の貫通孔の幅が何れも等しくなる。その為、配線の材料である導電性材料が貫通孔に流れ込む流動性が均一になり、基板上に配線を正確に形成し易くなる。
【００７３】
次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、上述した実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００７４】
＜第１変更形態＞
本実施形態においては、第２配線部４８ｂは、２本の配線７５、７６により構成されるが、本発明はこの構成には限られない。例えば、図８に示すＦＰＣ１４５のように構成されていてもよい。第２配線部１４８ｂは、駆動ＩＣ４６aの出力端子１８５に接続される１本の配線１７７と、この配線１７７から分岐する２本の配線１７５、１７６とを含むように構成されている。これら２本の配線１７５、１７６がバンプ１４７ｂにそれぞれ接続されていてもよい。
【００７５】
この構成によれば、駆動ＩＣ４６aの出力端子の数と、バンプの数が同じ場合であっても、本発明の効果を得られる。その為、駆動ＩＣが大型化するのを抑制し、駆動ＩＣのコストを抑えることができる。
【００７６】
＜第２変更形態＞
また、本発明は、例えば、図９に示すＦＰＣ２４５のように構成されていてもよい。第２配線部２４８ｂは、２つの出力端子２８５、２８６にそれぞれ接続される配線２７５、２７６と、これらの配線２７５、２７６が接続する１本の配線２７７と、を有しており、１本の配線２７７がバンプ２４７ｂに接続されている。
【００７７】
この発明によれば、駆動ＩＣ４６aの近傍にのみ２本の配線２７５、２７６を配置するスペースが存在する場合に、第２配線２４８ｂを構成することができる。
【００７８】
＜第３変更形態＞
また、本発明は、図１０に示すＦＰＣ３４５のように構成されていてもよい。第２配線部３４８ｂは、駆動ＩＣ４６aの出力端子３８５、３８６とそれぞれ接続する配線２７５、２７６と、配線２７５、２７６に繋がる１本の配線２７７と、１本の配線２７７から分岐するように接続する配線２７８、２７９と、を備えている。そして、配線２７８、２７９は、バンプ３４７ｂにそれぞれ接続されている。
【００７９】
この発明によれば、基板上に空いたスペースを活用して、第２配線部３４８ｂに含まれる配線２７５、２７６を様々な箇所に配置することができる。これにより、第２配線部３４８ｂの配線抵抗を低くすることができる。
【００８０】
＜第４変更形態＞
また、本発明は、図１１に示すＦＰＣ４４５のように構成されていてもよい。第２配線部４４８ｂは、駆動ＩＣ４６aの出力端子４８５に接続する配線３７７と、この配線３７７に接続する２本の配線３７５、３７６と、これら２本の配線３７５、３７６と繋がる１本の配線３７８と、を備えている。そして、配線３７８は、バンプ４４７ｂにそれぞれ接続されている。
【００８１】
この発明によれば、基板上に空いたスペースを活用して、第２配線部４４８ｂにふくまれる配線３７５、３７６を様々な箇所に配置することができる。これにより、第２配線部４４８ｂの配線抵抗を低くすることができる。
【００８２】
＜第５変更形態＞
さらに、本発明は、図１２に示すＦＰＣ５５５のように構成されていてもよい。第１配線部５４８aは、２本の配線３７８、３７９を有しており、２本の配線３７８、３７９は、駆動ＩＣ４６aの出力端子５８８、５８９とバンプ５４７aにそれぞれ接続されている。また、第２配線部４４８ｂは、３本の配線３７５、３７６、３７７を有しており、３本の配線３７５、３７６、３７７は、駆動ＩＣ４６aの出力端子５８５、５８６、５８７とバンプ５４７ｂにそれぞれ接続されている。
【００８３】
この発明によれば、バンプ５４７a、５４７ｂのように、駆動ＩＣ４６aから離れるに従って、配線の本数を増やすようにすることで、紙送り方向にバンプの個数が増えたとしても、バンプ５４７a、バンプ５４７ｂに接続する第１配線部５４８aと第２配線部５４８ｂの配線抵抗の差を小さくするようにできる。
【００８４】
＜第６変更形態＞
また、第５変更形態においては、第１配線部５４８aが２本の配線、第２配線部４４８ｂが３本の配線を有していたが、例えば、第１配線部が、１本の配線を含むものと２本の配線を含むものを有し、第２配線部が、３本の配線と含むものと４本の配線を含むものを有するように構成してもよい。
【００８５】
この発明によれば、各バンプに接続する配線の配線抵抗の差をさらに小さくするように構成することができる。
【００８６】
＜第７変更形態＞
本実施形態においては、ブラック、シアン、イエロー、マゼンタのインクを吐出するための活性層３１aの静電容量が等しいが、本発明の適用はこれに限られない。例えば、顔料の色材を含むブラックインクと、染料の色材を含むシアン、イエロー、マゼンタのカラーインクの場合、常温時には粘度が異なる為、均一のインク吐出量を得る為に、ブランクインク用の圧力室が、カラーインク用の圧力室よりも大きく構成される場合がある。このような構成においては、ブラックインクを吐出するノズルと連通する圧力室内のインクに圧力を付与する活性部が、カラーインクを吐出するノズルと連通する圧力室内のインクに圧力を付与する活性部よりも、面積が大きい。即ち、ブラックインク用の個別電極は、カラーインク用の個別電極よりも面積が大きい。その為、ブラックインク用の活性層は、カラーインク用の活性層よりも、静電容量が大きくなる。その為、ブラックインク用の活性層に、カラーインク用の活性層よりも多くの電流が流れるように、ブラックインク用の個別電極と駆動ＩＣが、複数の配線で接続され、カラーインク用の個別電極と駆動ＩＣが、１本の配線で接続されるように構成してもよい。
【００８７】
この発明によれば、ブラックインク用の個別電極により多くの電流を供給することができる。
【００８８】
＜第８変更形態＞
また、第７変更形態では、ブラックインク用の個別電極と駆動ＩＣが、複数の配線で接続され、カラーインク用の個別電極と駆動ＩＣが、１本の配線で接続されるように構成されたが、これに限られない。例えば、シアンインク用の個別電極が複数の配線を用いて駆動ＩＣと接続され、その他のインク用の個別電極が１本の配線を用いて駆動ＩＣと接続されるように構成してもよい。また、複数の配線を用いて駆動ＩＣに接続されるものと、１本の配線を用いて駆動ＩＣに接続されるものは、ＦＰＣが接続されるインクジェットヘッドの構成に応じて、その組み合わせを変えて構成してもよい。
【００８９】
＜第９変更形態＞
加えて、本実施形態においては、圧電アクチュエータ３１の隣接する活性部４１ａが周囲の圧電層４１を介して繋がっていたが、図１３に示すように、圧電アクチュエータ１３１の複数の活性部１４１ａが、それぞれ別の圧電層１４１からなり、互いに分離して配置されていてもよい。
【００９０】
＜第１０変更形態＞
また、本実施形態においては、２つの駆動ＩＣ４６ａ、４６ｂが設けられていたが、１つの駆動ＩＣが設けられたものであってもよい。さらに、３つ以上の駆動ＩＣが設けられたものも本発明を適用することができる。
【００９１】
＜第１１変更形態＞
さらに、１つの活性部に２本接続される配線の幅は、１つの活性部に１本接続される配線の幅に比べて細くしてもよい。これによると、１つの活性部と接続する２本の配線の配線抵抗と、１本の配線の配線抵抗との差をより小さくするように構成できる。さらに、基板４９上の配線の配置スペースが確保される為、配線密度を小さくすることが可能となり、配線基板を製造し易くなる。
【００９２】
以上、説明した実施形態及びその変更形態では、本発明を、記録用紙にインクを吐出して画像などを記録するインクジェットヘッド用の、複数の駆動ＩＣを有する圧電アクチュエータに適用したが、本発明の適用対象は、このようなインクジェットヘッド用の圧電アクチュエータに限られず、例えば、配線基板の配線材料である導電性材料を吐出可能な液体吐出装置に用いることもできる。また、本発明は、液体吐出装置以外に、様々な用途に用いられる圧電アクチュエータにも適用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１                            プリンタ
３１                          圧電アクチュエータ
４１a                        活性部
４３                          導通点
４５                          ＦＰＣ
４６ａ、４６ｂ                駆動ＩＣ
４７a、４７ｂ                バンプ
４８a                        第１配線部
４８ｂ                        第２配線部
４９                          基板
７１、７５、７６              配線
８１、８５、８１              出力端子
９９a、９９ｂ                バンプ列
【図１】
2012206414.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012206414.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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