液体吐出装置の駆動ユニット及び駆動ユニットの配線状態検出方法
【課題】 接続される２つの基板に跨って設けられる配線について、基板間の接続箇所の接続状態を容易に検出することができる液体吐出装置の駆動ユニットとその配線状態検出方法とを提供する。
【解決手段】 圧電アクチュエータ１２において、各第１低電位バイアス線３１から下側定電位電極４７へ至る途中の箇所と、各第１高電位バイアス線３３から上側定電位電極４６へ至る途中の箇所との間の夫々には、活性部４０とは独立した２つの静電容量ＣＡ，ＣＢが形成されており、第３低電位配線８４及び第３高電位配線８７の各開放側端子は、液体吐出時に下側定電位電極４７及び上側定電位電極４６をバイアスする電位の入力端子を成すと共に、両端子間のインピーダンス測定値から配線の接続状態を検出する測定端子をも成している。
【解決手段】 圧電アクチュエータ１２において、各第１低電位バイアス線３１から下側定電位電極４７へ至る途中の箇所と、各第１高電位バイアス線３３から上側定電位電極４６へ至る途中の箇所との間の夫々には、活性部４０とは独立した２つの静電容量ＣＡ，ＣＢが形成されており、第３低電位配線８４及び第３高電位配線８７の各開放側端子は、液体吐出時に下側定電位電極４７及び上側定電位電極４６をバイアスする電位の入力端子を成すと共に、両端子間のインピーダンス測定値から配線の接続状態を検出する測定端子をも成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ装置などの液体吐出装置の駆動ユニット、及びその配線状態検出方法に関し、特に、２つの基板に渡る配線の接続箇所における接続状態を検出することができる構成及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置の一例として、ノズル孔から液体（インク）を被記録体へ吐出する液体吐出ヘッドを備えたインクジェット式のプリンタ装置が知られている。該プリンタ装置が備える液体吐出ヘッドは、圧力室とノズル孔とを結ぶチャンネルが複数形成された流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出圧力を付与する駆動ユニットとを有している。そして液体吐出ヘッドは、タンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、全圧力室のなかから一又は複数の圧力室に対しパルス状の圧力を付与する。これにより、圧力が付与された圧力室と連通しているノズル孔から液体を吐出させ、被記録体に付着させて画像を形成する。ここで、圧力室内のインクに圧力を付与する駆動ユニットの一例として、駆動回路が実装されたフレキシブル基板に圧電アクチュエータを接続したものがある。
【０００３】
圧電アクチュエータは、例えば特許文献１に示されるように、各圧力室に対向して個別に配置された個別電極と、複数の圧力室に跨って形成された共通電極と、これら個別電極及び共通電極で挟まれた圧電セラミックスから成る圧電層とが、複数積層された構成となっている。そして、流路ユニットの上面にて開口する圧力室を上方から覆うようにして、絶縁層を挟んで流路ユニットに接合される。
【０００４】
また、圧電アクチュエータに接続されるフレキシブル基板は、駆動回路と圧電アクチュエータとの間の配線構造が汎用品ではまかなえず、圧電アクチュエータの仕様に合わせたものを使用する必要があるため、一般的に高価になりがちである。そこで特許文献２ではフレキシブル基板を２分割し、駆動回路が実装されて圧電アクチュエータに接続されるＣＯＦ（Chip On Film）と、該ＣＯＦからプリンタ本体側へ延びる汎用ＦＰＣ（Flexible Print Cable）とから構成したものを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９５０４７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９６４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では上述したものとは異なり、個別電極の他に低電位共通電極及び高電位共通電極の２種類の共通電極を備える圧電アクチュエータも提案されており、この場合、フレキシブル基板には、低電位共通電極及び高電位共通電極の夫々に電位をバイアスすべく低電位配線と高電位配線とが設けられる。
【０００７】
また、圧電アクチュエータ内の全ての低電位共通電極及び高電位共通電極に対して可及的に均一に低電位及び高電位を夫々付与すべく、低電位配線及び高電位配線の夫々を二手に分けてフレキシブル基板の両端部に形成し、これらを圧電アクチュエータの両端部にて、低電位共通電極及び高電位共通電極に接続することが考えられる。そして、この場合における低電位配線と高電位配線の構成は、ＦＰＣ上で１本から２本に分岐しＣＯＦ上ではこの分岐に対応させて２本設ける構成とすることが考えられる。即ち、ＣＯＦには２本の低電位配線（第１低電位配線）と２本の高電位配線（第１高電位配線）とを形成し、ＦＰＣにはこれらと接続される２本の低電位配線（第２低電位配線）と２本の高電位配線（第２高電位配線）とを形成し、更にＦＰＣでは、これら２本の低電位配線を１本に合流した低電位配線（第３低電位配線）とし、同様に２本の高電位配線を１本に合流した高電位配線（第３高電位配線）とする構成である。これにより、低電位共通電極及び高電位共通電極での電圧降下による影響を抑制し、圧電アクチュエータの全領域において、低電位共通電極及び高電位共通電極の夫々に、略均一の低電位及び高電位を付与することができる。
【０００８】
ここで、このような構成にした場合、上記の通り各共通電極への電位を均一化できる等のメリットを有する一方、ＣＯＦ上の低電位配線及び高電位配線とＦＰＣ上の低電位配線及び高電位配線との各接続箇所に不備があった場合に、これを検出するのが困難である。例えば、ＣＯＦ側の２本の低電位配線は低電位共通電極を通じて導通しているため、ＦＰＣ側の２本の低電位配線を合流しない構成であれば、ＦＰＣ側の２本の低電位配線間に電圧計を接続することにより１つの閉回路が形成される。従って、電圧計での測定値が所定未満であれば、ＣＯＦとＦＰＣとの接続箇所が適正に接続されていると判断でき、所定以上であれば接続箇所が断線していると判断できる。しかしながら、ＦＰＣ側の２本の低電位配線を合流した構成の場合、上記のように電圧計を介装して閉回路を形成することができないため、容易にはＣＯＦとＦＰＣとの接続箇所の不備を検出することができない。また、高電位配線についてのＣＯＦとＦＰＣとの接続箇所の不備を検出する場合にも同じことが言える。
【０００９】
なお、ＦＰＣ上の２本の低電位配線（又は高電位配線）から別途配線を引き出して電圧計を接続するための端子を設けることも考えられるが、近年要望されている駆動ユニットの小型化に逆行するものであり、好ましくない。そして、このような事情は、インクジェット式プリンタ装置に限らず、同様の構成の駆動ユニットを備える液体吐出装置の全般においても同様である。
【００１０】
そこで本発明は、接続される２つの基板に跨って設けられる配線について、基板間の接続箇所の接続状態を容易に検出することができる液体吐出装置の駆動ユニットと、該駆動ユニットの配線状態検出方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る駆動ユニットの配線状態検出方法は、低電位電極、高電位電極、及び駆動電極が圧電層を挟んで積層されたアクチュエータに、前記低電位電極に接続される２本の第１低電位配線と前記高電位電極に接続される２本の第１高電位配線とを有する第１シート基材が接続され、更に、該第１シート基材に、前記各第１低電位配線に接続される２本の第２低電位配線と前記各第１高電位配線に接続される２本の第２高電位配線とを有する第２シート基材が接続され、前記２本の第２低電位配線及び前記２本の第２高電位配線は、前記第２シート基材上で夫々合流して各１本の第３低電位配線及び第３高電位配線を形成して成る液体吐出装置の駆動ユニットの配線状態検出方法であって、前記駆動ユニットが有する前記第３低電位配線と前記第３高電位配線との間に測定器を接続し、両配線間のインピーダンス測定値を取得するステップと、前記第１低電位配線と前記第２低電位配線との間、及び前記第１高電位配線と前記第２高電位配線との間が、何れも電気的に接続されている状態での、前記第３低電位配線と前記第３高電位配線との間のインピーダンスである基準インピーダンスと、前記インピーダンス測定値とを比較するステップとを備えている。
【００１２】
また、本発明に係る液体吐出装置の駆動ユニットは、ノズル孔から液体を吐出させる圧力が付与される圧力室に対応して設けられ、低電位にバイアスされる低電位電極、高電位にバイアスされる高電位電極、及び経時的に変化する駆動電位が付与される駆動電極が、圧電層を挟んでこの順に積層された活性部を有するアクチュエータと、前記低電位電極に接続される２本の第１低電位配線、及び前記高電位電極に接続される２本の第１高電位配線を有し、前記アクチュエータに接続される第１シート基材と、前記各第１低電位配線に接続される２本の第２低電位配線、前記各第１高電位配線に接続される２本の第２高電位配線、前記２本の第２低電位配線が合流して成す第３低電位配線、及び前記２本の第２高電位配線が合流して成す第３高電位配線を有し、前記第１シート基材に接続される第２シート基材とを備え、前記アクチュエータにおいて、前記各第１低電位配線から前記低電位電極へ至る途中の箇所と、前記各第１高電位配線から前記高電位電極へ至る箇所との間の夫々には、前記活性部とは独立した２つの静電容量が形成されており、前記第３低電位配線及び前記第３高電位配線の各開放側端子は、液体吐出時に前記低電位電極及び前記高電位電極をバイアスする電位の入力端子を成すと共に、前記静電容量を介したインピーダンス測定値から、前記第１低電位配線及び前記第１高電位配線と第２低電位配線及び第２高電位配線との間の接続状態を検出する測定端子をも成している。
【００１３】
このような構成とすることにより、第１低電位配線及び第１高電位配線が圧電アクチュエータ内の静電容量を介して接続されるため、第３低電位配線及び第３高電位配線の開放側端子間にインピーダンス測定器を接続すれば、閉回路を形成することができる。従って、第１シート基材及び第２シート基材に跨って設けられる低電位配線及び高電位配線の接続箇所、即ち、第１シート基材上の第１低電位配線及び第１高電位配線と第２シート基材上の第２低電位配線及び第２高電位配線との接続箇所について、適正に接続されているか否かを検出することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、接続される２つの基板に跨って設けられる配線について、基板間の接続箇所の接続状態を容易に検出することができる液体吐出装置の駆動ユニットと、該駆動ユニットの配線状態検出方法とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】液体吐出装置たるプリンタ装置の要部を示す模式的平面図である。
【図２】プリンタ装置が備える液体吐出ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図３】流路ユニットと圧電アクチュエータとが接合された状態でのヘッド本体を、図２のIII-III線（後述するノズル行方向に沿った線）で切断したときの構成を示す断面図である。
【図４】流路ユニットと圧電アクチュエータとが接合された状態でのヘッド本体を、図２のIV-IV線（即ち、ノズル列方向に沿った線）で切断したときの構成を示す断面図である。
【図５】圧電アクチュエータの平面図である。
【図６】図２に示すフレキシブル基板１３の構成を示す図面であり、（ａ）はＣＯＦの概略底面図、（ｂ）はＦＰＣの概略平面図を示している。
【図７】配線状態を検出する際の駆動ユニットの等価回路を示す図面である。
【図８】駆動ユニットの配線状態を検出する手順を示すフローチャートである。
【図９】上述したのとは異なる構成を備えた駆動ユニットのヘッド本体を、ノズル行方向に沿った線で切断したときの構成を示す断面図である。
【図１０】図９に示した駆動ユニットにおいて配線状態を検出する際の該駆動ユニットの等価回路を示す図面である。
【図１１】更に異なる構成を備えた駆動ユニットのヘッド本体を、ノズル列方向に沿った線で切断したときの構成を示す断面図である。
【図１２】図１１に示した駆動ユニットにおいて配線状態を検出する際の該駆動ユニットの等価回路を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る液体吐出装置及びその製造方法について、液体吐出装置の一例であるインクジェットプリンタ装置（以下、「プリンタ装置」と称する）に適用したとき場合を例にとり、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明はプリンタ装置への適用に限定されるものではなく、インク以外の液体を吐出する液体吐出装置全般に対しても適用できることを付言しておく。
【００１７】
［プリンタ装置の全体構成］
図１は、液体吐出装置たるプリンタ装置１００の要部を示す模式的平面図である。図１に示すように、プリンタ装置１００は、左右方向へ延びる一対のガイドレール１０２，１０３が略平行に配設されており、このガイドレール１０２，１０３に液体供給ユニット１０４が走査方向にスライド可能に支持されている。ガイドレール１０３の左右の端部付近には一対のプーリ１０５，１０６が設けられ、液体供給ユニット１０４は、このプーリ１０５，１０６に巻き掛けられたタイミングベルト１０７に接合されている。一方のプーリ１０６には正逆回転駆動するモータ（図示せず）が設けられており、そのプーリ１０６が正逆回転駆動することでタイミングベルト１０７が左方向及び右方向へと往復移動可能になっており、これに伴って液体供給ユニット１０４がガイドレール１０２，１０３に沿って左右方向へ往復走査される。
【００１８】
プリンタ装置１００には、４つのインクカートリッジ１０８が交換のために挿脱可能にして装着されている。そして、液体供給ユニット１０４には、これらのインクカートリッジ１０８から４色の有色インク（例えば、ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）を夫々供給すべく、可撓性を有する４本のインク供給チューブ１０９が接続されている。液体供給ユニット１０４の下部には液体吐出ヘッド２（図２参照）が搭載されており、その下方で走査方向と直角する方向（紙送り方向）に搬送される被記録体（例えば、記録用紙）に向けて液体吐出ヘッド２からインク（液体）を吐出し、この被記録体に画像を形成することができるようになっている。
【００１９】
［液体吐出ヘッドの概略構成］
図２はプリンタ装置１００が備える液体吐出ヘッド２の構成を示す分解斜視図である。この図２に示すように、液体吐出ヘッド２は、圧電アクチュエータ１２を上方から流路ユニット１１に接合して成るヘッド本体１５と、このヘッド本体１５の上部にて圧電アクチュエータ１２に接合されたフレキシブル基板１３とを備えている。また、流路ユニット１１は、複数のプレート部材が積層された構成となっている。図６は配線板の底面図である。
【００２０】
図３は、流路ユニット１１と圧電アクチュエータ１２とが接合された状態でのヘッド本体１５を、図２のIII-III線（後述するノズル行方向に沿った線）で切断したときの構成を示す断面図である。図３に示すように、流路ユニット１１はその下面にて開口する複数のノズル孔５５を有しており、該ノズル孔５５は、或一方向に延びる一又は複数の列を成すようにして複数配設されている。１つのノズル列に並ぶノズル孔５５は、互いに所定間隔をおいて配置されて同色の液体（インク）が吐出されるようになっている。このノズル列は、該ノズル列と略直交する方向に適宜間隔で配置され、本実施の形態では、吐出される液体の色ごとに６列ずつ設けられている。
【００２１】
以下、ノズル列の延びる方向を「ノズル列方向Ｘ」といい、このノズル列方向Ｘに対するノズル行方向を「ノズル行方向Ｙ」という。なお、液体吐出ヘッド２は、ノズル行方向Ｙに往復走査される。
【００２２】
流路ユニット１１の内部には、液体を一時的に貯留する共通貯留室であるマニホールド５１と、マニホールド５１と各ノズル８５とを個別に連通する複数のチャンネルとが形成されている。チャンネルは、各ノズル８５に対応して設けられて液体を一時的に貯留する圧力室５３、マニホールド５１と圧力室５３とを連通する絞り部５２、及びノズル８５と圧力室５３とを連通するディセンダ孔５４などの各空間で構成されている。
【００２３】
図２に示すように、流路ユニット１１の上面には液体タンク（図示せず）に接続されている液体供給口１７が液体の色別に設けられている。液体タンクから各液体供給口１７に供給された液体は、流路ユニット１１内のマニホールド５１に流入し、絞り部５２を介して圧力室５３に至る。そして、圧力室５３内の液体が、圧電アクチュエータ１２の駆動により吐出圧を受けると、その圧力波はディセンダ孔５４を通じてノズル孔５５近傍の液体にも伝搬し、該ノズル孔５５から液体が吐出されるようになっている。
【００２４】
［圧電アクチュエータ］
図４は、流路ユニット１１と圧電アクチュエータ１２とが接合された状態でのヘッド本体１５を、図２のIV-IV線（即ち、ノズル列方向に沿った線）で切断したときの構成を示す断面図であり、図５は、圧電アクチュエータ１２の平面図である。
【００２５】
図３及び図４に示すように、圧電アクチュエータ１２は、流路ユニット１１の上面に積層接合され、流路ユニットの上面に開口している圧力室５３を閉塞している。この圧電アクチュエータ１２は、圧電材料（例えば、ＰＺＴ）で構成される圧電層２３と、該圧電層２３が上面に積層されると共に流路ユニット１１の上面に接合されるベース層２４とを備えており、圧電層２３は更に、上側圧電層２１及び下側圧電層２２の上下二層で構成されている。また、上側圧電層２１の上面には、各圧力室５３に対応して個別電極（駆動電極）４２が設けられ、上側圧電層２１と下側圧電層２２との間には、各個別電極４２に対応して（即ち、各圧力室５３に対応して）上側定電位電極（高電位電極）４６が設けられている。更に、下側圧電層２２とボトム層２４との間には下側定電位電極（低電位電極）４７が設けられている。なお、以下では、圧電アクチュエータ１２を構成する圧電層２３の積層方向を「積層方向Ｚ」という。
【００２６】
上記各電極のうち、個別電極４２は、圧力室５３と対向するように上側圧電層２１の上面にてノズル列方向Ｘに沿って略一定間隔で並設され、ノズル行方向Ｙには千鳥状にずれて配置されている。各個別電極４２の一部はノズル行方向Ｙに突出しており、この突出部がフレキシブル基板１３の個別電極接続ランド６０（図６参照）に接続される接続端子４１となっている。
【００２７】
上側定電位電極４６は、下側圧電層２２の上面にてノズル列方向Ｘに沿って略一定間隔で並んでおり、そうして形成された上側定電位電極４６の列は、ノズル行方向Ｙに複数並設されている。そのため、上側定電位電極４６と個別電極４２とは積層方向Ｚに重複して設けられている。また、圧電アクチュエータ１２に具備される全ての上側定電位電極４６は電気的に接続されており、全ての上側定電位電極４６に対して共通電位が付与されるようになっている。
【００２８】
下側定電位電極４７は、ノズル列方向Ｘに沿って並ぶ圧力室５３に共通の電極となるように、ノズル列方向Ｘに沿って延びる帯状に形成されており、下側定電位電極４７と上側定電位電極４６と個別電極４２とは積層方向Ｚに重複している。圧電アクチュエータ１２に具備される全ての下側定電位電極４７は電気的に接続されており、全ての下側定電位電極４７に対して共通電位が付与されるようになっている。
【００２９】
ここで、図４の断面図に示すように、上側定電位電極４６のノズル列方向Ｘの寸法は、個別電極４２のノズル列方向Ｘの寸法よりも小さく、且つ、積層方向Ｚに沿って見ると、上側定電位電極４６は個別電極４２のノズル列方向Ｘの略中央に配置されている。従って、個別電極４２のノズル列方向Ｘの略中央部分では、個別電極４２と上側定電位電極４６と下側定電位電極４７とが積層方向Ｚに重複している。このように圧電アクチュエータ１２において個別電極４２と上側定電位電極４６との間に上側圧電層２１が挟まれている部分を、以下、「第一活性部３６」という。一方、個別電極４２のノズル列方向Ｘの両端部分では、個別電極４２と下側定電位電極４７とが積層方向Ｚに重複しており、これらの電極の間には上側定電位電極４６が存在しない。このように圧電アクチュエータ１２において個別電極４２のノズル列方向Ｘの両端部分と下側定電位電極４７との間に上側圧電層２１及び下側圧電層２２が挟まれている部分を、以下、「第二活性部３７，３７」という。
【００３０】
図５に示すように、圧電アクチュエータ１２の上面のノズル行方向Ｙの両端部には、第一表面共通電極４４と第二表面共通電極４３とが形成されている。このうち第一表面共通電極４４は、上側圧電層２１を積層方向Ｚに貫通したスルーホールに充填された導電性材料を介して、上側定電位電極４６と電気的に接続されている。また、第二表面共通電極４３は、上側圧電層２１及び下側圧電層２２を積層方向Ｚに貫通したスルーホールに充填された導電性材料を介して、下側定電位電極４７と電気的に接続されている。
【００３１】
図３及び図４に示すように、上記構成の圧電アクチュエータ１２において、個別電極４２、上側定電位電極４６、下側定電位電極４７、及び個別電極４２と下側定電位電極４７とで挟まれた圧電層２３の部分は、圧力室５３内に液体吐出圧を加えるために各圧力室５３に対応して設けられたエネルギー発生部４０を成している。このエネルギー発生部４０に駆動信号（駆動電圧）を入力するために、各エネルギー発生部４０に対応して上述した接続端子４１が設けられており、該接続端子４１は、ノズル列方向Ｘに延びる一又は複数の列を成して圧電アクチュエータ１２の上面に配置されている。
【００３２】
［フレキシブル基板］
次に、フレキシブル基板１３について説明する。図２に示すように、フレキシブル基板１３は、駆動回路６６が実装された第１フレキシブル基板としてのＣＯＦ（チップ・オン・フィルム）６４と、第２フレキシブル基板としてのＦＰＣ（フレキシブル・プリント・ケーブル）６５とから構成されている。これらＣＯＦ６４及びＦＰＣ６５は、長方形状を成す電気絶縁性の可撓性シート材である第１ベースシート６４ａ及び第２ベースシート６５ａの片面に複数の配線が形成され、互いに、そして圧電アクチュエータ１２とも接続される。
【００３３】
図６は、図２に示すフレキシブル基板１３の構成を示す図面であり、（ａ）はＣＯＦ６４の概略底面図、（ｂ）はＦＰＣ６５の概略平面図を示している。図６（ａ）に示すように、ＣＯＦ６４には、第１ベースシート６４ａの片面（下面）であってそのノズル列方向Ｘの端部に、ＦＰＣ６５との接続電極３５ａが、その長手方向をノズル行方向Ｙに沿うようにして設けられており、その近傍に駆動回路６６が実装されている。また、駆動回路６６の実装面と同一面上には、ノズル行方向Ｙの両端に第１低電位バイアス線（第１低電位配線：ＣＯＭ）３１，３１が形成され、これらと平行するようにその内方には第１高電位バイアス線（第１高電位配線：ＶＣＯＭ）３３，３３が形成され、これらのバイアス線３１，３３のノズル列方向Ｙの端部は接続電極３５ａに接続されている。
【００３４】
また、第１高電位バイアス線３３，３３間には複数の個別電極接続ランド６０が形成されており、第１低電位バイアス線３１及び第１高電位バイアス線３３の上には、複数の共通電極接続ランド３２，３４が形成されている。
【００３５】
このような第１ベースシート６４ａの下面は、電気絶縁性を有する可撓性の合成樹脂（例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂）からなるカバー層で被覆されている一方、共通電極接続ランド３２，３４及び個別電極接続ランド６０と重複するカバー層の部位には孔が形成され、この孔内に露出する共通電極接続ランド３２，３４及び個別電極接続ランド６０にバンプ電極が固着されている。そして、このバンプ電極を介して、ＣＯＦ６４が有する共通電極接続ランド３２，３４及び個別電極接続ランド６０は、圧電アクチュエータ１２が有する第一表面共通電極４４、第二表面共通電極４３、及び個別電極４２の接続端子４１（図５参照）に接続される。
【００３６】
駆動回路６６からは、圧電アクチュエータ１２の駆動電極４２へ駆動電位を付与するための出力側配線７１が、個別電極接続ランド６０と同数だけ、第１ベースシート６４ａの下面を並進するように延設されており、夫々は独立して各個別電極接続ランド６０に接続されている。また、駆動回路６６からは、該駆動回路６６内の素子を動作させる制御信号を入力するための入力側配線７２が、出力側配線７１と同数だけ、並進するように延設されており、該入力側配線７２は接続電極３５ａに接続されている。
【００３７】
更に、複数の入力側配線７２の群と第１高電位バイアス線３３との間のスペースには、接続電極３５ａと駆動回路６６とを接続する第１低電位駆動線（ＶＳＳ）７３，７３が形成されている。また、上記スペース内であって、これら第１低電位駆動線７３，７３の外側には、接続電極３５ａと駆動回路６６とを接続する第１高電位駆動線（ＶＤＤ）７４，７４が形成されている。これら第１低電位駆動線７３及び第１高電位駆動線７４は、夫々駆動回路６６にグランド電位又は所定の高電位を付与するものであり、駆動回路６６は、出力側配線７２を通じてこれら２種類の電位を選択的に個別電極４２へ付与する。そして、これら出力側配線７１、入力側配線７２、第１低電位駆動線７３、及び第１高電位駆動線７４もまた、上記カバー層によって被覆されている。
【００３８】
一方、図６（ｂ）に示すように、ＦＰＣ６５におけるノズル行方向Ｙの一端部には、ＣＯＦ６４と接続するための接続電極３５ｂが、その長手方向をノズル行方向Ｙに沿うようにして設けられている。この接続電極３５ｂからは、ノズル列方向Ｘの一方へ向かって４本の配線が平行に延設されている。このうち、両端に位置する配線は第２低電位バイアス線（第２低電位配線：ＣＯＭ）８２，８２であり、接続電極３５ａ，３５ｂが接合することによってＣＯＦ６４の第１低電位バイアス線３１，３１に導通する。また、第２低電位バイアス線８２，８２の間に位置する２本の配線は、第２低電位駆動線８３，８３であり、ＣＯＦ６４の第１低電位駆動線７３，７３に導通する。そして、これら第２低電位バイアス線８２，８２及び第２低電位駆動線８３，８３は、ＦＰＣ６５上にて合流して１本の第３低電位配線８４を成し、ＦＰＣ６５上をノズル行方向Ｙに沿って延設されている。
【００３９】
また、接続電極３５ｂからノズル列方向Ｘの他方へ向かって４本の配線が平行に延設されている。このうち、両端に位置する配線は第２高電位バイアス線（第２高電位配線：ＶＣＯＭ）８５，８５であり、接続電極３５ａ，３５ｂが接合することによってＣＯＦ６４の第１高電位バイアス線３３，３３に導通する。また、第２高電位バイアス線８５，８５の間に位置する２本の配線は、第２高電位駆動線８６，８６であり、ＣＯＦ６４の第１高電位駆動線７４，７４に導通する。そして、これら第２高電位バイアス線８５，８５及び第２高電位駆動線８６，８６は、ＦＰＣ６５上にて合流して１本の第３高電位配線８７を成し、ＦＰＣ６５上をノズル行方向Ｙに沿って延設されている。
【００４０】
ここで、第３低電位配線８４及び第３高電位配線８７の各開放側端子（即ち、図６（ｂ）でのノズル行方向Ｙ上側の端子）は、液体吐出時に下側定電位電極４７及び上側定電位電極４６をバイアスする電位（ＣＯＭ及びＶＣＯＭ）の入力端子を成すと共に、個別電極４２へ選択的に付与される駆動電位（ＶＳＳ及びＶＤＤ）を中継する駆動回路６６へ入力するための端子をも成し、更に、両端子間のインピーダンス測定値から以下に説明するように配線の接続状態を検出する測定端子をも成している。
【００４１】
［配線状態検出方法］
上述したような構成の圧電アクチュエータ１２及びフレキシブル基板１３が、本実施の形態に係る駆動ユニット９０を構成している。以下、このような駆動ユニット９０において、ＣＯＦ６４に設けられたバイアス線３１，３３とＦＰＣ６５に設けられたバイアス線８２，８５との間の接続状態を検出するための構成及び方法について説明する。
【００４２】
図７は、配線状態を検出する際の駆動ユニット９０の等価回路を示す図面である。また、図８は、駆動ユニット９０の配線状態を検出する手順を示すフローチャートである。図７に示すように、配線状態を検出する場合には、第３低電位配線８４と第３高電位配線８５との間にインピーダンス測定器９１が接続される（図８：Ｓ１）。そして、図３及び図４に示すように対向配置された上側定電位電極４６及び下側定電位電極４７は、一種のコンデンサＣ1〜ＣN（Ｎは圧力室５３と同数の値）とみなすことができ、両電極４６，４７間には所定の静電容量が形成される。従って、インピーダンス測定器９１、第３低電位配線８４、第２低電位バイアス線８２，第１低電位バイアス線３１、コンデンサＣ1〜ＣN、第１高電位バイアス線３３、第２高電位バイアス線８５、及び第３高電位バイアス線８７により、１つの閉回路が形成される。
【００４３】
なお、本実施の形態に係るインピーダンス測定器９１は、閉回路にパルス信号を出力する電源９２と、第３低電位配線８４及び第３高電位配線８５の端子間電圧を検出する電圧計９３と、閉回路を流れる電流の総和を検出する電流計９４とから構成されている。
【００４４】
次に、上述したような閉回路において、インピーダンス測定器９１の電源９２からパルス信号を出力し（図８：Ｓ２）、電圧計９３及び電流計９４の検出値から、閉回路内のインピーダンスを測定する（図８：Ｓ３）。一方、ＣＯＦ６４に設けられたバイアス線３１，３３とＦＰＣ６５に設けられたバイアス線８２，８５との間が適切に接続されている場合の閉回路内のインピーダンスを予め測定しておき、これを基準インピーダンスとする。次に、測定値と基準インピーダンスとを比較し（図８：Ｓ４）、測定値が基準インピーダンスと同程度であれば接続状態が良好であると判断し（図８：Ｓ５）、測定値が基準インピーダンスより大きければ接続状態に不備があり、断線の可能性があると判断する（図８：Ｓ６）。
【００４５】
ここで、接続状態に不備があると判断する根拠について説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて２本の第１低電位バイアス線３１を夫々第１低電位バイアス線３１ａ，３１ｂとして区別し、これら第１低電位バイアス線３１ａ，３１ｂに接続される２本の第１高電位バイアス線３３も夫々第１高電位バイアス線３３ａ，３３ｂとして区別する。
【００４６】
図７に示すように、ＣＯＦ６４に設けられたバイアス線３１，３３とＦＰＣ６５に設けられたバイアス線８２，８５と接続箇所は、接点Ｐ1〜Ｐ4の４箇所存在している。まず、これらの接点Ｐ1〜Ｐ4が全て適切に接続された状態である場合、電源９２からのパルス信号のほとんどは、接点Ｐ1から、第１低電位バイアス線３１ａ、コンデンサＣ1、及び第１高電位バイアス線３３ａを経て接点Ｐ3へ至るルートＲａと、接点Ｐ2から、第１低電位バイアス線３１ｂ、コンデンサＣN、及び第１高電位バイアス線３３ｂを経て接点Ｐ4へ至るルートＲｂとを流れる。即ち、コンデンサＣ1，ＣNのみを通り、コンデンサＣ2〜ＣN-1を通らない。そして、このときのインピーダンスが基準インピーダンスとなる。
【００４７】
一方、仮に接点Ｐ1が断線していた場合、パルス信号はこの接点Ｐ1を通るルートＲａを流れることができないため、接点Ｐ2からコンデンサＣ1〜ＣNを経て第１高電位バイアス線３３ａ，３３ｂへと流れることになる（図７中の破線矢印参照）。そのため、全てのコンデンサＣ1〜ＣNに内在する抵抗成分ｒの影響を受けることになり、インピーダンス測定器９１での測定値が基準インピーダンスよりも大きくなる。従って、基準インピーダンスよりも測定値が大きい場合には、ＣＯＦ６４に設けられたバイアス線３１，３３とＦＰＣ６５に設けられたバイアス線８２，８５と接続箇所である接点Ｐ1〜Ｐ4のうち、少なくとも１箇所に接続不良があると判断することができる。
【００４８】
以上のような構成の駆動ユニット９０及びその配線状態検出方法によれば、駆動ユニット９０に別途専用の構成を予め備えさせることなく、ＣＯＦ６４に設けられたバイアス線３１，３３とＦＰＣ６５に設けられたバイアス線８２，８５と接続箇所の状態を容易に検出することができる。また、各接続箇所（接点Ｐ1〜Ｐ4）を目視によって確認することができない場合であっても、確実にその接続状態を検出することができる。
【００４９】
［駆動ユニットの他の構成（１）］
図９は、上述したのとは異なる構成を備えた駆動ユニット９０ａのヘッド本体１５ａを、ノズル行方向Ｙに沿った線で切断したときの構成を示す断面図である。また、図１０は、図９に示した駆動ユニット９０ａにおいて配線状態を検出する際の該駆動ユニット９０ａの等価回路を示す図面である。
【００５０】
図９に示すように、ヘッド本体１５ａは、図３に示したものと同様の流路ユニット１１を備える一方、圧電アクチュエータ１２とは若干異なる構成の圧電アクチュエータ１２ａを備えている。具体的に説明すると、図９に示す圧電アクチュエータ１２ａは、ボトム層２４と下側圧電層２２との間であって、下側定電位電極４７が設けられた領域のノズル行方向Ｙの両外側に、低電位中継電極１１０，１１０が設けられ、下側圧電層２２と上側圧電層２１との間であって、上側定電位電極４６が設けられた領域のノズル行方向Ｙの両外側に、高電位中継電極１１１，１１１が設けられている。
【００５１】
このうち低電位中継電極１１０は、圧電アクチュエータ１２ａの上面においてノズル行方向Ｙの両端に形成された第二表面共通電極４３，４３に対し、上側圧電層２１及び下側圧電層２２を貫通するスルーホールに充填された導電性材料を介して導通し、下側定電位電極４７とはボトム層２４の上面に形成された配線を介して導通している。従って、低電位中継電極１１０は、第二表面共通電極４３（図５参照）と下側定電位電極４７とを電気的に中継する位置にある。
【００５２】
一方、高電位中継電極１１１は、圧電アクチュエータ１２ａの上面においてノズル行方向Ｙの両端に形成された第一表面共通電極４４，４４に対し、上側圧電層２１を貫通するスルーホールに充填された導電性材料を介して導通し、上側定電位電極４６とは下側圧電層２２の上面に形成された配線を介して導通している。従って、高電位中継電極１１１は、第一表面共通電極４４（図５参照）と上側定電位電極４６とを電気的に中継する位置にある。
【００５３】
そして、図９に示すように、これら低電位中継電極１１０と高電位中継電極１１１とは、積層方向Ｚに重複しており、換言すれば互いに対向配置されている。その結果、圧電アクチュエータ１２のノズル行方向Ｙの両端部には、低電位中継電極１１０と高電位中継電極１１１とによって構成されるコンデンサＣA，ＣBが形成されている。これらのコンデンサＣA，ＣBは、下側定電位電極４７及び上側定電位電極４６間に形成されるコンデンサＣ1〜ＣNが有する静電容量とは独立した所定の静電容量を有しており、本実施の形態では、コンデンサＣ1〜ＣNが有する静電容量の総和よりも大きい静電容量を有している。
【００５４】
なお、このような圧電アクチュエータ１２ａには、図６に示したフレキシブル基板１３を接合し、該フレキシブル基板１３を通じて入力する信号により、図３〜図５を用いて説明した圧電アクチュエータ１２と同様の動作を実現することができる。
【００５５】
図１０に示すように、このような駆動ユニット９０ａにおいて配線状態を検出する際にも、図７に示したのと同様の構成とし、即ち、第３低電位配線８４と第３高電位配線８５との間にインピーダンス測定器９１を接続する。そして、図８のフローチャートに示したのと同様の手順により、接点Ｐ1〜Ｐ4のうち何れかに接続不良があるかどうかを検出することができる。また、この駆動ユニット９０ａでは、上側定電位電極４６及び下側定電位電極４７で構成されるコンデンサＣ1〜ＣNとは別にコンデンサＣA，ＣBを設けているため、このコンデンサＣA，ＣBの静電容量を適宜設定することにより、接続不良が存在した場合のインピーダンス測定値と基準インピーダンスとの差を調整でき、接続不良有無の検出精度を向上することができる。
【００５６】
更に、本実施の形態に係る駆動ユニット９０ａでは、コンデンサＣA，ＣBの静電容量をコンデンサＣ1〜ＣNの静電容量の総和より大きくしており、コンデンサコンデンサＣA，ＣBのインピーダンスのうちリアクタンス成分が比較的小さくなっている。従って、接点Ｐ1〜Ｐ4が適切に接続されており、パルス信号がルートＲａ，Ｒｂを通る状態でのインピーダンス測定値（即ち、基準インピーダンス）が比較的小さくなる一方、接続不良があって図１０の破線矢印をパルス信号が通る状態では、相対的に大きなリアクタンス成分を有するコンデンサＣ1〜ＣNのインピーダンスが測定値に含まれることになる。従って、接続不良がある場合には、インピーダンス測定値と基準インピーダンスとの差が大きくなり、接続不良有無の検出精度を向上することができる。
【００５７】
なお、２つのコンデンサＣA，ＣBの静電容量は、互いに同一であってもよいし、互いに異なる値としておいてもよい。
【００５８】
［駆動ユニットの他の構成（２）］
図１１は、上述したのとは異なる構成を備えた駆動ユニット９０ｂのヘッド本体１５ｂを、ノズル列方向Ｘに沿った線で切断したときの構成を示す断面図である。図１１に示すように、ヘッド本体１５ｂは、図４に示したものと同様の流路ユニット１１を備える一方、図４に示した圧電アクチュエータ１２とは若干異なる圧電アクチュエータ１２ｂを備えている。具体的に説明すると、圧電アクチュエータ１２ｂが有する下側定電位電極４７ｂは、上側定電位電極４６との積層方向Ｚの重複部分のみが欠落した構成となっている。
【００５９】
このような構成により、個別電極４２に対して高電位と低電位との間で変化する信号が入力された場合に、下側圧電層２２において上側定電位電極４６直下の部分に電解が生じず、この部分を変形しないようにすることができる。従って、この部分の変形に伴うクロストークを抑制することができると共に、消費電力の低減を図ることができる。
【００６０】
一方、このように上側定電位電極４６に対向する部分の下側定電位電極４７を欠落させると、図７のようにコンデンサＣ1〜ＣNを形成することはできない。しかしながら、図９及び図１０に示した低電位中継電極１１０と高電位中継電極１１１とを設けることにより、やはり接点Ｐ1〜Ｐ4での接続状態を検出することができる。以下、駆動ユニット９０ｂにおいて配線状態を検出する方法について説明する。
【００６１】
図１２は、図１１に示した駆動ユニット９０ｂにおいて配線状態を検出する際の該駆動ユニット９０ｂの等価回路を示す図面である。図１２に示すように、駆動ユニット９０ｂの場合は、２つの低電位中継電極１１０と２つの高電位中継電極１１１とによってコンデンサＣＡ，ＣＢが形成されている。そして、コンデンサコンデンサＣ1〜ＣNは存在せず、２つの低電位中継電極１１０，１１０間と２つの高電位中継電極１１１，１１１間とに、上側定電位電極４６に内在する抵抗ｒ1と下側定電位電極４７に内在する抵抗ｒ2とが存在している。
【００６２】
このような駆動ユニット９０ｂにおいて、４つの接点Ｐ1〜Ｐ4が適切に接続されている場合は、図７を用いて説明したのと同様に、入力されたパルス信号は接点Ｐ1から、第１低電位バイアス線３１ａ、コンデンサＣ1、及び第１高電位バイアス線３３ａを経て接点Ｐ3へ至るルートＲａと、接点Ｐ2から、第１低電位バイアス線３１ｂ、コンデンサＣN、及び第１高電位バイアス線３３ｂを経て接点Ｐ4へ至るルートＲｂとを流れる。即ち、この場合に測定されるインピーダンス（基準インピーダンス）には、抵抗ｒ1、ｒ2が含まれない。
【００６３】
一方、仮に接点Ｐ1が断線していた場合、パルス信号はこの接点Ｐ1を通るルートＲａを流れることができないため、接点Ｐ2から抵抗ｒ1，ｒ2を経て第１高電位バイアス線３３ａ，３３ｂへと流れることになる（図１２中の破線矢印参照）。そのため、測定されるインピーダンスには抵抗ｒ1，ｒ2が含まれることになり、基準インピーダンスよりも大きくなる。従って、基準インピーダンスよりも測定値が大きい場合には、接点Ｐ1〜Ｐ4のうち、少なくとも１箇所に接続不良があると判断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、接続される２つの基板に跨って設けられる配線について、基板間の接続箇所の接続状態を容易に検出することができる液体吐出装置の駆動ユニットと、該駆動ユニットの配線状態検出方法とに適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
２ 液体吐出ヘッド
１１ 流路ユニット
１２，１２ａ，１２ｂ 圧電アクチュエータ
１３ フレキシブル基板
３１ 第１低電位バイアス線（第１低電位配線：ＣＯＭ）
３３ 第１高電位バイアス線（第１高電位配線：ＶＣＯＭ）
４２ 個別電極（駆動電極）
４６ 上側定電位電極（高電位電極）
４７ 下側定電位電極（低電位電極）
５３ 圧力室
６４ ＣＯＦ
６４ａ 第１ベースシート
６５ ＦＰＣ
６５ａ 第２ベースシート
６６ 駆動回路
７３ 第１低電位駆動線（ＶＳＳ）
７４ 第１高電位駆動線（ＶＤＤ）
８２ 第２低電位バイアス線（第２低電位配線：ＣＯＭ）
８３ 第２低電位駆動線（ＶＳＳ）
８４ 第３低電位配線
８５ 第２高電位バイアス線（第２高電位配線：ＶＣＯＭ）
８６ 第２高電位駆動線（ＶＤＤ）
８７ 第３高電位配線
９０，９０ａ，９０ｂ 駆動ユニット
９１ インピーダンス測定器
１００ 液体吐出装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ装置などの液体吐出装置の駆動ユニット、及びその配線状態検出方法に関し、特に、２つの基板に渡る配線の接続箇所における接続状態を検出することができる構成及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置の一例として、ノズル孔から液体（インク）を被記録体へ吐出する液体吐出ヘッドを備えたインクジェット式のプリンタ装置が知られている。該プリンタ装置が備える液体吐出ヘッドは、圧力室とノズル孔とを結ぶチャンネルが複数形成された流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出圧力を付与する駆動ユニットとを有している。そして液体吐出ヘッドは、タンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、全圧力室のなかから一又は複数の圧力室に対しパルス状の圧力を付与する。これにより、圧力が付与された圧力室と連通しているノズル孔から液体を吐出させ、被記録体に付着させて画像を形成する。ここで、圧力室内のインクに圧力を付与する駆動ユニットの一例として、駆動回路が実装されたフレキシブル基板に圧電アクチュエータを接続したものがある。
【０００３】
圧電アクチュエータは、例えば特許文献１に示されるように、各圧力室に対向して個別に配置された個別電極と、複数の圧力室に跨って形成された共通電極と、これら個別電極及び共通電極で挟まれた圧電セラミックスから成る圧電層とが、複数積層された構成となっている。そして、流路ユニットの上面にて開口する圧力室を上方から覆うようにして、絶縁層を挟んで流路ユニットに接合される。
【０００４】
また、圧電アクチュエータに接続されるフレキシブル基板は、駆動回路と圧電アクチュエータとの間の配線構造が汎用品ではまかなえず、圧電アクチュエータの仕様に合わせたものを使用する必要があるため、一般的に高価になりがちである。そこで特許文献２ではフレキシブル基板を２分割し、駆動回路が実装されて圧電アクチュエータに接続されるＣＯＦ（Chip On Film）と、該ＣＯＦからプリンタ本体側へ延びる汎用ＦＰＣ（Flexible Print Cable）とから構成したものを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１９５０４７号公報
【特許文献２】特開２００７−１９６４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では上述したものとは異なり、個別電極の他に低電位共通電極及び高電位共通電極の２種類の共通電極を備える圧電アクチュエータも提案されており、この場合、フレキシブル基板には、低電位共通電極及び高電位共通電極の夫々に電位をバイアスすべく低電位配線と高電位配線とが設けられる。
【０００７】
また、圧電アクチュエータ内の全ての低電位共通電極及び高電位共通電極に対して可及的に均一に低電位及び高電位を夫々付与すべく、低電位配線及び高電位配線の夫々を二手に分けてフレキシブル基板の両端部に形成し、これらを圧電アクチュエータの両端部にて、低電位共通電極及び高電位共通電極に接続することが考えられる。そして、この場合における低電位配線と高電位配線の構成は、ＦＰＣ上で１本から２本に分岐しＣＯＦ上ではこの分岐に対応させて２本設ける構成とすることが考えられる。即ち、ＣＯＦには２本の低電位配線（第１低電位配線）と２本の高電位配線（第１高電位配線）とを形成し、ＦＰＣにはこれらと接続される２本の低電位配線（第２低電位配線）と２本の高電位配線（第２高電位配線）とを形成し、更にＦＰＣでは、これら２本の低電位配線を１本に合流した低電位配線（第３低電位配線）とし、同様に２本の高電位配線を１本に合流した高電位配線（第３高電位配線）とする構成である。これにより、低電位共通電極及び高電位共通電極での電圧降下による影響を抑制し、圧電アクチュエータの全領域において、低電位共通電極及び高電位共通電極の夫々に、略均一の低電位及び高電位を付与することができる。
【０００８】
ここで、このような構成にした場合、上記の通り各共通電極への電位を均一化できる等のメリットを有する一方、ＣＯＦ上の低電位配線及び高電位配線とＦＰＣ上の低電位配線及び高電位配線との各接続箇所に不備があった場合に、これを検出するのが困難である。例えば、ＣＯＦ側の２本の低電位配線は低電位共通電極を通じて導通しているため、ＦＰＣ側の２本の低電位配線を合流しない構成であれば、ＦＰＣ側の２本の低電位配線間に電圧計を接続することにより１つの閉回路が形成される。従って、電圧計での測定値が所定未満であれば、ＣＯＦとＦＰＣとの接続箇所が適正に接続されていると判断でき、所定以上であれば接続箇所が断線していると判断できる。しかしながら、ＦＰＣ側の２本の低電位配線を合流した構成の場合、上記のように電圧計を介装して閉回路を形成することができないため、容易にはＣＯＦとＦＰＣとの接続箇所の不備を検出することができない。また、高電位配線についてのＣＯＦとＦＰＣとの接続箇所の不備を検出する場合にも同じことが言える。
【０００９】
なお、ＦＰＣ上の２本の低電位配線（又は高電位配線）から別途配線を引き出して電圧計を接続するための端子を設けることも考えられるが、近年要望されている駆動ユニットの小型化に逆行するものであり、好ましくない。そして、このような事情は、インクジェット式プリンタ装置に限らず、同様の構成の駆動ユニットを備える液体吐出装置の全般においても同様である。
【００１０】
そこで本発明は、接続される２つの基板に跨って設けられる配線について、基板間の接続箇所の接続状態を容易に検出することができる液体吐出装置の駆動ユニットと、該駆動ユニットの配線状態検出方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る駆動ユニットの配線状態検出方法は、低電位電極、高電位電極、及び駆動電極が圧電層を挟んで積層されたアクチュエータに、前記低電位電極に接続される２本の第１低電位配線と前記高電位電極に接続される２本の第１高電位配線とを有する第１シート基材が接続され、更に、該第１シート基材に、前記各第１低電位配線に接続される２本の第２低電位配線と前記各第１高電位配線に接続される２本の第２高電位配線とを有する第２シート基材が接続され、前記２本の第２低電位配線及び前記２本の第２高電位配線は、前記第２シート基材上で夫々合流して各１本の第３低電位配線及び第３高電位配線を形成して成る液体吐出装置の駆動ユニットの配線状態検出方法であって、前記駆動ユニットが有する前記第３低電位配線と前記第３高電位配線との間に測定器を接続し、両配線間のインピーダンス測定値を取得するステップと、前記第１低電位配線と前記第２低電位配線との間、及び前記第１高電位配線と前記第２高電位配線との間が、何れも電気的に接続されている状態での、前記第３低電位配線と前記第３高電位配線との間のインピーダンスである基準インピーダンスと、前記インピーダンス測定値とを比較するステップとを備えている。
【００１２】
また、本発明に係る液体吐出装置の駆動ユニットは、ノズル孔から液体を吐出させる圧力が付与される圧力室に対応して設けられ、低電位にバイアスされる低電位電極、高電位にバイアスされる高電位電極、及び経時的に変化する駆動電位が付与される駆動電極が、圧電層を挟んでこの順に積層された活性部を有するアクチュエータと、前記低電位電極に接続される２本の第１低電位配線、及び前記高電位電極に接続される２本の第１高電位配線を有し、前記アクチュエータに接続される第１シート基材と、前記各第１低電位配線に接続される２本の第２低電位配線、前記各第１高電位配線に接続される２本の第２高電位配線、前記２本の第２低電位配線が合流して成す第３低電位配線、及び前記２本の第２高電位配線が合流して成す第３高電位配線を有し、前記第１シート基材に接続される第２シート基材とを備え、前記アクチュエータにおいて、前記各第１低電位配線から前記低電位電極へ至る途中の箇所と、前記各第１高電位配線から前記高電位電極へ至る箇所との間の夫々には、前記活性部とは独立した２つの静電容量が形成されており、前記第３低電位配線及び前記第３高電位配線の各開放側端子は、液体吐出時に前記低電位電極及び前記高電位電極をバイアスする電位の入力端子を成すと共に、前記静電容量を介したインピーダンス測定値から、前記第１低電位配線及び前記第１高電位配線と第２低電位配線及び第２高電位配線との間の接続状態を検出する測定端子をも成している。
【００１３】
このような構成とすることにより、第１低電位配線及び第１高電位配線が圧電アクチュエータ内の静電容量を介して接続されるため、第３低電位配線及び第３高電位配線の開放側端子間にインピーダンス測定器を接続すれば、閉回路を形成することができる。従って、第１シート基材及び第２シート基材に跨って設けられる低電位配線及び高電位配線の接続箇所、即ち、第１シート基材上の第１低電位配線及び第１高電位配線と第２シート基材上の第２低電位配線及び第２高電位配線との接続箇所について、適正に接続されているか否かを検出することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、接続される２つの基板に跨って設けられる配線について、基板間の接続箇所の接続状態を容易に検出することができる液体吐出装置の駆動ユニットと、該駆動ユニットの配線状態検出方法とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】液体吐出装置たるプリンタ装置の要部を示す模式的平面図である。
【図２】プリンタ装置が備える液体吐出ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図３】流路ユニットと圧電アクチュエータとが接合された状態でのヘッド本体を、図２のIII-III線（後述するノズル行方向に沿った線）で切断したときの構成を示す断面図である。
【図４】流路ユニットと圧電アクチュエータとが接合された状態でのヘッド本体を、図２のIV-IV線（即ち、ノズル列方向に沿った線）で切断したときの構成を示す断面図である。
【図５】圧電アクチュエータの平面図である。
【図６】図２に示すフレキシブル基板１３の構成を示す図面であり、（ａ）はＣＯＦの概略底面図、（ｂ）はＦＰＣの概略平面図を示している。
【図７】配線状態を検出する際の駆動ユニットの等価回路を示す図面である。
【図８】駆動ユニットの配線状態を検出する手順を示すフローチャートである。
【図９】上述したのとは異なる構成を備えた駆動ユニットのヘッド本体を、ノズル行方向に沿った線で切断したときの構成を示す断面図である。
【図１０】図９に示した駆動ユニットにおいて配線状態を検出する際の該駆動ユニットの等価回路を示す図面である。
【図１１】更に異なる構成を備えた駆動ユニットのヘッド本体を、ノズル列方向に沿った線で切断したときの構成を示す断面図である。
【図１２】図１１に示した駆動ユニットにおいて配線状態を検出する際の該駆動ユニットの等価回路を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に係る液体吐出装置及びその製造方法について、液体吐出装置の一例であるインクジェットプリンタ装置（以下、「プリンタ装置」と称する）に適用したとき場合を例にとり、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明はプリンタ装置への適用に限定されるものではなく、インク以外の液体を吐出する液体吐出装置全般に対しても適用できることを付言しておく。
【００１７】
［プリンタ装置の全体構成］
図１は、液体吐出装置たるプリンタ装置１００の要部を示す模式的平面図である。図１に示すように、プリンタ装置１００は、左右方向へ延びる一対のガイドレール１０２，１０３が略平行に配設されており、このガイドレール１０２，１０３に液体供給ユニット１０４が走査方向にスライド可能に支持されている。ガイドレール１０３の左右の端部付近には一対のプーリ１０５，１０６が設けられ、液体供給ユニット１０４は、このプーリ１０５，１０６に巻き掛けられたタイミングベルト１０７に接合されている。一方のプーリ１０６には正逆回転駆動するモータ（図示せず）が設けられており、そのプーリ１０６が正逆回転駆動することでタイミングベルト１０７が左方向及び右方向へと往復移動可能になっており、これに伴って液体供給ユニット１０４がガイドレール１０２，１０３に沿って左右方向へ往復走査される。
【００１８】
プリンタ装置１００には、４つのインクカートリッジ１０８が交換のために挿脱可能にして装着されている。そして、液体供給ユニット１０４には、これらのインクカートリッジ１０８から４色の有色インク（例えば、ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）を夫々供給すべく、可撓性を有する４本のインク供給チューブ１０９が接続されている。液体供給ユニット１０４の下部には液体吐出ヘッド２（図２参照）が搭載されており、その下方で走査方向と直角する方向（紙送り方向）に搬送される被記録体（例えば、記録用紙）に向けて液体吐出ヘッド２からインク（液体）を吐出し、この被記録体に画像を形成することができるようになっている。
【００１９】
［液体吐出ヘッドの概略構成］
図２はプリンタ装置１００が備える液体吐出ヘッド２の構成を示す分解斜視図である。この図２に示すように、液体吐出ヘッド２は、圧電アクチュエータ１２を上方から流路ユニット１１に接合して成るヘッド本体１５と、このヘッド本体１５の上部にて圧電アクチュエータ１２に接合されたフレキシブル基板１３とを備えている。また、流路ユニット１１は、複数のプレート部材が積層された構成となっている。図６は配線板の底面図である。
【００２０】
図３は、流路ユニット１１と圧電アクチュエータ１２とが接合された状態でのヘッド本体１５を、図２のIII-III線（後述するノズル行方向に沿った線）で切断したときの構成を示す断面図である。図３に示すように、流路ユニット１１はその下面にて開口する複数のノズル孔５５を有しており、該ノズル孔５５は、或一方向に延びる一又は複数の列を成すようにして複数配設されている。１つのノズル列に並ぶノズル孔５５は、互いに所定間隔をおいて配置されて同色の液体（インク）が吐出されるようになっている。このノズル列は、該ノズル列と略直交する方向に適宜間隔で配置され、本実施の形態では、吐出される液体の色ごとに６列ずつ設けられている。
【００２１】
以下、ノズル列の延びる方向を「ノズル列方向Ｘ」といい、このノズル列方向Ｘに対するノズル行方向を「ノズル行方向Ｙ」という。なお、液体吐出ヘッド２は、ノズル行方向Ｙに往復走査される。
【００２２】
流路ユニット１１の内部には、液体を一時的に貯留する共通貯留室であるマニホールド５１と、マニホールド５１と各ノズル８５とを個別に連通する複数のチャンネルとが形成されている。チャンネルは、各ノズル８５に対応して設けられて液体を一時的に貯留する圧力室５３、マニホールド５１と圧力室５３とを連通する絞り部５２、及びノズル８５と圧力室５３とを連通するディセンダ孔５４などの各空間で構成されている。
【００２３】
図２に示すように、流路ユニット１１の上面には液体タンク（図示せず）に接続されている液体供給口１７が液体の色別に設けられている。液体タンクから各液体供給口１７に供給された液体は、流路ユニット１１内のマニホールド５１に流入し、絞り部５２を介して圧力室５３に至る。そして、圧力室５３内の液体が、圧電アクチュエータ１２の駆動により吐出圧を受けると、その圧力波はディセンダ孔５４を通じてノズル孔５５近傍の液体にも伝搬し、該ノズル孔５５から液体が吐出されるようになっている。
【００２４】
［圧電アクチュエータ］
図４は、流路ユニット１１と圧電アクチュエータ１２とが接合された状態でのヘッド本体１５を、図２のIV-IV線（即ち、ノズル列方向に沿った線）で切断したときの構成を示す断面図であり、図５は、圧電アクチュエータ１２の平面図である。
【００２５】
図３及び図４に示すように、圧電アクチュエータ１２は、流路ユニット１１の上面に積層接合され、流路ユニットの上面に開口している圧力室５３を閉塞している。この圧電アクチュエータ１２は、圧電材料（例えば、ＰＺＴ）で構成される圧電層２３と、該圧電層２３が上面に積層されると共に流路ユニット１１の上面に接合されるベース層２４とを備えており、圧電層２３は更に、上側圧電層２１及び下側圧電層２２の上下二層で構成されている。また、上側圧電層２１の上面には、各圧力室５３に対応して個別電極（駆動電極）４２が設けられ、上側圧電層２１と下側圧電層２２との間には、各個別電極４２に対応して（即ち、各圧力室５３に対応して）上側定電位電極（高電位電極）４６が設けられている。更に、下側圧電層２２とボトム層２４との間には下側定電位電極（低電位電極）４７が設けられている。なお、以下では、圧電アクチュエータ１２を構成する圧電層２３の積層方向を「積層方向Ｚ」という。
【００２６】
上記各電極のうち、個別電極４２は、圧力室５３と対向するように上側圧電層２１の上面にてノズル列方向Ｘに沿って略一定間隔で並設され、ノズル行方向Ｙには千鳥状にずれて配置されている。各個別電極４２の一部はノズル行方向Ｙに突出しており、この突出部がフレキシブル基板１３の個別電極接続ランド６０（図６参照）に接続される接続端子４１となっている。
【００２７】
上側定電位電極４６は、下側圧電層２２の上面にてノズル列方向Ｘに沿って略一定間隔で並んでおり、そうして形成された上側定電位電極４６の列は、ノズル行方向Ｙに複数並設されている。そのため、上側定電位電極４６と個別電極４２とは積層方向Ｚに重複して設けられている。また、圧電アクチュエータ１２に具備される全ての上側定電位電極４６は電気的に接続されており、全ての上側定電位電極４６に対して共通電位が付与されるようになっている。
【００２８】
下側定電位電極４７は、ノズル列方向Ｘに沿って並ぶ圧力室５３に共通の電極となるように、ノズル列方向Ｘに沿って延びる帯状に形成されており、下側定電位電極４７と上側定電位電極４６と個別電極４２とは積層方向Ｚに重複している。圧電アクチュエータ１２に具備される全ての下側定電位電極４７は電気的に接続されており、全ての下側定電位電極４７に対して共通電位が付与されるようになっている。
【００２９】
ここで、図４の断面図に示すように、上側定電位電極４６のノズル列方向Ｘの寸法は、個別電極４２のノズル列方向Ｘの寸法よりも小さく、且つ、積層方向Ｚに沿って見ると、上側定電位電極４６は個別電極４２のノズル列方向Ｘの略中央に配置されている。従って、個別電極４２のノズル列方向Ｘの略中央部分では、個別電極４２と上側定電位電極４６と下側定電位電極４７とが積層方向Ｚに重複している。このように圧電アクチュエータ１２において個別電極４２と上側定電位電極４６との間に上側圧電層２１が挟まれている部分を、以下、「第一活性部３６」という。一方、個別電極４２のノズル列方向Ｘの両端部分では、個別電極４２と下側定電位電極４７とが積層方向Ｚに重複しており、これらの電極の間には上側定電位電極４６が存在しない。このように圧電アクチュエータ１２において個別電極４２のノズル列方向Ｘの両端部分と下側定電位電極４７との間に上側圧電層２１及び下側圧電層２２が挟まれている部分を、以下、「第二活性部３７，３７」という。
【００３０】
図５に示すように、圧電アクチュエータ１２の上面のノズル行方向Ｙの両端部には、第一表面共通電極４４と第二表面共通電極４３とが形成されている。このうち第一表面共通電極４４は、上側圧電層２１を積層方向Ｚに貫通したスルーホールに充填された導電性材料を介して、上側定電位電極４６と電気的に接続されている。また、第二表面共通電極４３は、上側圧電層２１及び下側圧電層２２を積層方向Ｚに貫通したスルーホールに充填された導電性材料を介して、下側定電位電極４７と電気的に接続されている。
【００３１】
図３及び図４に示すように、上記構成の圧電アクチュエータ１２において、個別電極４２、上側定電位電極４６、下側定電位電極４７、及び個別電極４２と下側定電位電極４７とで挟まれた圧電層２３の部分は、圧力室５３内に液体吐出圧を加えるために各圧力室５３に対応して設けられたエネルギー発生部４０を成している。このエネルギー発生部４０に駆動信号（駆動電圧）を入力するために、各エネルギー発生部４０に対応して上述した接続端子４１が設けられており、該接続端子４１は、ノズル列方向Ｘに延びる一又は複数の列を成して圧電アクチュエータ１２の上面に配置されている。
【００３２】
［フレキシブル基板］
次に、フレキシブル基板１３について説明する。図２に示すように、フレキシブル基板１３は、駆動回路６６が実装された第１フレキシブル基板としてのＣＯＦ（チップ・オン・フィルム）６４と、第２フレキシブル基板としてのＦＰＣ（フレキシブル・プリント・ケーブル）６５とから構成されている。これらＣＯＦ６４及びＦＰＣ６５は、長方形状を成す電気絶縁性の可撓性シート材である第１ベースシート６４ａ及び第２ベースシート６５ａの片面に複数の配線が形成され、互いに、そして圧電アクチュエータ１２とも接続される。
【００３３】
図６は、図２に示すフレキシブル基板１３の構成を示す図面であり、（ａ）はＣＯＦ６４の概略底面図、（ｂ）はＦＰＣ６５の概略平面図を示している。図６（ａ）に示すように、ＣＯＦ６４には、第１ベースシート６４ａの片面（下面）であってそのノズル列方向Ｘの端部に、ＦＰＣ６５との接続電極３５ａが、その長手方向をノズル行方向Ｙに沿うようにして設けられており、その近傍に駆動回路６６が実装されている。また、駆動回路６６の実装面と同一面上には、ノズル行方向Ｙの両端に第１低電位バイアス線（第１低電位配線：ＣＯＭ）３１，３１が形成され、これらと平行するようにその内方には第１高電位バイアス線（第１高電位配線：ＶＣＯＭ）３３，３３が形成され、これらのバイアス線３１，３３のノズル列方向Ｙの端部は接続電極３５ａに接続されている。
【００３４】
また、第１高電位バイアス線３３，３３間には複数の個別電極接続ランド６０が形成されており、第１低電位バイアス線３１及び第１高電位バイアス線３３の上には、複数の共通電極接続ランド３２，３４が形成されている。
【００３５】
このような第１ベースシート６４ａの下面は、電気絶縁性を有する可撓性の合成樹脂（例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂）からなるカバー層で被覆されている一方、共通電極接続ランド３２，３４及び個別電極接続ランド６０と重複するカバー層の部位には孔が形成され、この孔内に露出する共通電極接続ランド３２，３４及び個別電極接続ランド６０にバンプ電極が固着されている。そして、このバンプ電極を介して、ＣＯＦ６４が有する共通電極接続ランド３２，３４及び個別電極接続ランド６０は、圧電アクチュエータ１２が有する第一表面共通電極４４、第二表面共通電極４３、及び個別電極４２の接続端子４１（図５参照）に接続される。
【００３６】
駆動回路６６からは、圧電アクチュエータ１２の駆動電極４２へ駆動電位を付与するための出力側配線７１が、個別電極接続ランド６０と同数だけ、第１ベースシート６４ａの下面を並進するように延設されており、夫々は独立して各個別電極接続ランド６０に接続されている。また、駆動回路６６からは、該駆動回路６６内の素子を動作させる制御信号を入力するための入力側配線７２が、出力側配線７１と同数だけ、並進するように延設されており、該入力側配線７２は接続電極３５ａに接続されている。
【００３７】
更に、複数の入力側配線７２の群と第１高電位バイアス線３３との間のスペースには、接続電極３５ａと駆動回路６６とを接続する第１低電位駆動線（ＶＳＳ）７３，７３が形成されている。また、上記スペース内であって、これら第１低電位駆動線７３，７３の外側には、接続電極３５ａと駆動回路６６とを接続する第１高電位駆動線（ＶＤＤ）７４，７４が形成されている。これら第１低電位駆動線７３及び第１高電位駆動線７４は、夫々駆動回路６６にグランド電位又は所定の高電位を付与するものであり、駆動回路６６は、出力側配線７２を通じてこれら２種類の電位を選択的に個別電極４２へ付与する。そして、これら出力側配線７１、入力側配線７２、第１低電位駆動線７３、及び第１高電位駆動線７４もまた、上記カバー層によって被覆されている。
【００３８】
一方、図６（ｂ）に示すように、ＦＰＣ６５におけるノズル行方向Ｙの一端部には、ＣＯＦ６４と接続するための接続電極３５ｂが、その長手方向をノズル行方向Ｙに沿うようにして設けられている。この接続電極３５ｂからは、ノズル列方向Ｘの一方へ向かって４本の配線が平行に延設されている。このうち、両端に位置する配線は第２低電位バイアス線（第２低電位配線：ＣＯＭ）８２，８２であり、接続電極３５ａ，３５ｂが接合することによってＣＯＦ６４の第１低電位バイアス線３１，３１に導通する。また、第２低電位バイアス線８２，８２の間に位置する２本の配線は、第２低電位駆動線８３，８３であり、ＣＯＦ６４の第１低電位駆動線７３，７３に導通する。そして、これら第２低電位バイアス線８２，８２及び第２低電位駆動線８３，８３は、ＦＰＣ６５上にて合流して１本の第３低電位配線８４を成し、ＦＰＣ６５上をノズル行方向Ｙに沿って延設されている。
【００３９】
また、接続電極３５ｂからノズル列方向Ｘの他方へ向かって４本の配線が平行に延設されている。このうち、両端に位置する配線は第２高電位バイアス線（第２高電位配線：ＶＣＯＭ）８５，８５であり、接続電極３５ａ，３５ｂが接合することによってＣＯＦ６４の第１高電位バイアス線３３，３３に導通する。また、第２高電位バイアス線８５，８５の間に位置する２本の配線は、第２高電位駆動線８６，８６であり、ＣＯＦ６４の第１高電位駆動線７４，７４に導通する。そして、これら第２高電位バイアス線８５，８５及び第２高電位駆動線８６，８６は、ＦＰＣ６５上にて合流して１本の第３高電位配線８７を成し、ＦＰＣ６５上をノズル行方向Ｙに沿って延設されている。
【００４０】
ここで、第３低電位配線８４及び第３高電位配線８７の各開放側端子（即ち、図６（ｂ）でのノズル行方向Ｙ上側の端子）は、液体吐出時に下側定電位電極４７及び上側定電位電極４６をバイアスする電位（ＣＯＭ及びＶＣＯＭ）の入力端子を成すと共に、個別電極４２へ選択的に付与される駆動電位（ＶＳＳ及びＶＤＤ）を中継する駆動回路６６へ入力するための端子をも成し、更に、両端子間のインピーダンス測定値から以下に説明するように配線の接続状態を検出する測定端子をも成している。
【００４１】
［配線状態検出方法］
上述したような構成の圧電アクチュエータ１２及びフレキシブル基板１３が、本実施の形態に係る駆動ユニット９０を構成している。以下、このような駆動ユニット９０において、ＣＯＦ６４に設けられたバイアス線３１，３３とＦＰＣ６５に設けられたバイアス線８２，８５との間の接続状態を検出するための構成及び方法について説明する。
【００４２】
図７は、配線状態を検出する際の駆動ユニット９０の等価回路を示す図面である。また、図８は、駆動ユニット９０の配線状態を検出する手順を示すフローチャートである。図７に示すように、配線状態を検出する場合には、第３低電位配線８４と第３高電位配線８５との間にインピーダンス測定器９１が接続される（図８：Ｓ１）。そして、図３及び図４に示すように対向配置された上側定電位電極４６及び下側定電位電極４７は、一種のコンデンサＣ1〜ＣN（Ｎは圧力室５３と同数の値）とみなすことができ、両電極４６，４７間には所定の静電容量が形成される。従って、インピーダンス測定器９１、第３低電位配線８４、第２低電位バイアス線８２，第１低電位バイアス線３１、コンデンサＣ1〜ＣN、第１高電位バイアス線３３、第２高電位バイアス線８５、及び第３高電位バイアス線８７により、１つの閉回路が形成される。
【００４３】
なお、本実施の形態に係るインピーダンス測定器９１は、閉回路にパルス信号を出力する電源９２と、第３低電位配線８４及び第３高電位配線８５の端子間電圧を検出する電圧計９３と、閉回路を流れる電流の総和を検出する電流計９４とから構成されている。
【００４４】
次に、上述したような閉回路において、インピーダンス測定器９１の電源９２からパルス信号を出力し（図８：Ｓ２）、電圧計９３及び電流計９４の検出値から、閉回路内のインピーダンスを測定する（図８：Ｓ３）。一方、ＣＯＦ６４に設けられたバイアス線３１，３３とＦＰＣ６５に設けられたバイアス線８２，８５との間が適切に接続されている場合の閉回路内のインピーダンスを予め測定しておき、これを基準インピーダンスとする。次に、測定値と基準インピーダンスとを比較し（図８：Ｓ４）、測定値が基準インピーダンスと同程度であれば接続状態が良好であると判断し（図８：Ｓ５）、測定値が基準インピーダンスより大きければ接続状態に不備があり、断線の可能性があると判断する（図８：Ｓ６）。
【００４５】
ここで、接続状態に不備があると判断する根拠について説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて２本の第１低電位バイアス線３１を夫々第１低電位バイアス線３１ａ，３１ｂとして区別し、これら第１低電位バイアス線３１ａ，３１ｂに接続される２本の第１高電位バイアス線３３も夫々第１高電位バイアス線３３ａ，３３ｂとして区別する。
【００４６】
図７に示すように、ＣＯＦ６４に設けられたバイアス線３１，３３とＦＰＣ６５に設けられたバイアス線８２，８５と接続箇所は、接点Ｐ1〜Ｐ4の４箇所存在している。まず、これらの接点Ｐ1〜Ｐ4が全て適切に接続された状態である場合、電源９２からのパルス信号のほとんどは、接点Ｐ1から、第１低電位バイアス線３１ａ、コンデンサＣ1、及び第１高電位バイアス線３３ａを経て接点Ｐ3へ至るルートＲａと、接点Ｐ2から、第１低電位バイアス線３１ｂ、コンデンサＣN、及び第１高電位バイアス線３３ｂを経て接点Ｐ4へ至るルートＲｂとを流れる。即ち、コンデンサＣ1，ＣNのみを通り、コンデンサＣ2〜ＣN-1を通らない。そして、このときのインピーダンスが基準インピーダンスとなる。
【００４７】
一方、仮に接点Ｐ1が断線していた場合、パルス信号はこの接点Ｐ1を通るルートＲａを流れることができないため、接点Ｐ2からコンデンサＣ1〜ＣNを経て第１高電位バイアス線３３ａ，３３ｂへと流れることになる（図７中の破線矢印参照）。そのため、全てのコンデンサＣ1〜ＣNに内在する抵抗成分ｒの影響を受けることになり、インピーダンス測定器９１での測定値が基準インピーダンスよりも大きくなる。従って、基準インピーダンスよりも測定値が大きい場合には、ＣＯＦ６４に設けられたバイアス線３１，３３とＦＰＣ６５に設けられたバイアス線８２，８５と接続箇所である接点Ｐ1〜Ｐ4のうち、少なくとも１箇所に接続不良があると判断することができる。
【００４８】
以上のような構成の駆動ユニット９０及びその配線状態検出方法によれば、駆動ユニット９０に別途専用の構成を予め備えさせることなく、ＣＯＦ６４に設けられたバイアス線３１，３３とＦＰＣ６５に設けられたバイアス線８２，８５と接続箇所の状態を容易に検出することができる。また、各接続箇所（接点Ｐ1〜Ｐ4）を目視によって確認することができない場合であっても、確実にその接続状態を検出することができる。
【００４９】
［駆動ユニットの他の構成（１）］
図９は、上述したのとは異なる構成を備えた駆動ユニット９０ａのヘッド本体１５ａを、ノズル行方向Ｙに沿った線で切断したときの構成を示す断面図である。また、図１０は、図９に示した駆動ユニット９０ａにおいて配線状態を検出する際の該駆動ユニット９０ａの等価回路を示す図面である。
【００５０】
図９に示すように、ヘッド本体１５ａは、図３に示したものと同様の流路ユニット１１を備える一方、圧電アクチュエータ１２とは若干異なる構成の圧電アクチュエータ１２ａを備えている。具体的に説明すると、図９に示す圧電アクチュエータ１２ａは、ボトム層２４と下側圧電層２２との間であって、下側定電位電極４７が設けられた領域のノズル行方向Ｙの両外側に、低電位中継電極１１０，１１０が設けられ、下側圧電層２２と上側圧電層２１との間であって、上側定電位電極４６が設けられた領域のノズル行方向Ｙの両外側に、高電位中継電極１１１，１１１が設けられている。
【００５１】
このうち低電位中継電極１１０は、圧電アクチュエータ１２ａの上面においてノズル行方向Ｙの両端に形成された第二表面共通電極４３，４３に対し、上側圧電層２１及び下側圧電層２２を貫通するスルーホールに充填された導電性材料を介して導通し、下側定電位電極４７とはボトム層２４の上面に形成された配線を介して導通している。従って、低電位中継電極１１０は、第二表面共通電極４３（図５参照）と下側定電位電極４７とを電気的に中継する位置にある。
【００５２】
一方、高電位中継電極１１１は、圧電アクチュエータ１２ａの上面においてノズル行方向Ｙの両端に形成された第一表面共通電極４４，４４に対し、上側圧電層２１を貫通するスルーホールに充填された導電性材料を介して導通し、上側定電位電極４６とは下側圧電層２２の上面に形成された配線を介して導通している。従って、高電位中継電極１１１は、第一表面共通電極４４（図５参照）と上側定電位電極４６とを電気的に中継する位置にある。
【００５３】
そして、図９に示すように、これら低電位中継電極１１０と高電位中継電極１１１とは、積層方向Ｚに重複しており、換言すれば互いに対向配置されている。その結果、圧電アクチュエータ１２のノズル行方向Ｙの両端部には、低電位中継電極１１０と高電位中継電極１１１とによって構成されるコンデンサＣA，ＣBが形成されている。これらのコンデンサＣA，ＣBは、下側定電位電極４７及び上側定電位電極４６間に形成されるコンデンサＣ1〜ＣNが有する静電容量とは独立した所定の静電容量を有しており、本実施の形態では、コンデンサＣ1〜ＣNが有する静電容量の総和よりも大きい静電容量を有している。
【００５４】
なお、このような圧電アクチュエータ１２ａには、図６に示したフレキシブル基板１３を接合し、該フレキシブル基板１３を通じて入力する信号により、図３〜図５を用いて説明した圧電アクチュエータ１２と同様の動作を実現することができる。
【００５５】
図１０に示すように、このような駆動ユニット９０ａにおいて配線状態を検出する際にも、図７に示したのと同様の構成とし、即ち、第３低電位配線８４と第３高電位配線８５との間にインピーダンス測定器９１を接続する。そして、図８のフローチャートに示したのと同様の手順により、接点Ｐ1〜Ｐ4のうち何れかに接続不良があるかどうかを検出することができる。また、この駆動ユニット９０ａでは、上側定電位電極４６及び下側定電位電極４７で構成されるコンデンサＣ1〜ＣNとは別にコンデンサＣA，ＣBを設けているため、このコンデンサＣA，ＣBの静電容量を適宜設定することにより、接続不良が存在した場合のインピーダンス測定値と基準インピーダンスとの差を調整でき、接続不良有無の検出精度を向上することができる。
【００５６】
更に、本実施の形態に係る駆動ユニット９０ａでは、コンデンサＣA，ＣBの静電容量をコンデンサＣ1〜ＣNの静電容量の総和より大きくしており、コンデンサコンデンサＣA，ＣBのインピーダンスのうちリアクタンス成分が比較的小さくなっている。従って、接点Ｐ1〜Ｐ4が適切に接続されており、パルス信号がルートＲａ，Ｒｂを通る状態でのインピーダンス測定値（即ち、基準インピーダンス）が比較的小さくなる一方、接続不良があって図１０の破線矢印をパルス信号が通る状態では、相対的に大きなリアクタンス成分を有するコンデンサＣ1〜ＣNのインピーダンスが測定値に含まれることになる。従って、接続不良がある場合には、インピーダンス測定値と基準インピーダンスとの差が大きくなり、接続不良有無の検出精度を向上することができる。
【００５７】
なお、２つのコンデンサＣA，ＣBの静電容量は、互いに同一であってもよいし、互いに異なる値としておいてもよい。
【００５８】
［駆動ユニットの他の構成（２）］
図１１は、上述したのとは異なる構成を備えた駆動ユニット９０ｂのヘッド本体１５ｂを、ノズル列方向Ｘに沿った線で切断したときの構成を示す断面図である。図１１に示すように、ヘッド本体１５ｂは、図４に示したものと同様の流路ユニット１１を備える一方、図４に示した圧電アクチュエータ１２とは若干異なる圧電アクチュエータ１２ｂを備えている。具体的に説明すると、圧電アクチュエータ１２ｂが有する下側定電位電極４７ｂは、上側定電位電極４６との積層方向Ｚの重複部分のみが欠落した構成となっている。
【００５９】
このような構成により、個別電極４２に対して高電位と低電位との間で変化する信号が入力された場合に、下側圧電層２２において上側定電位電極４６直下の部分に電解が生じず、この部分を変形しないようにすることができる。従って、この部分の変形に伴うクロストークを抑制することができると共に、消費電力の低減を図ることができる。
【００６０】
一方、このように上側定電位電極４６に対向する部分の下側定電位電極４７を欠落させると、図７のようにコンデンサＣ1〜ＣNを形成することはできない。しかしながら、図９及び図１０に示した低電位中継電極１１０と高電位中継電極１１１とを設けることにより、やはり接点Ｐ1〜Ｐ4での接続状態を検出することができる。以下、駆動ユニット９０ｂにおいて配線状態を検出する方法について説明する。
【００６１】
図１２は、図１１に示した駆動ユニット９０ｂにおいて配線状態を検出する際の該駆動ユニット９０ｂの等価回路を示す図面である。図１２に示すように、駆動ユニット９０ｂの場合は、２つの低電位中継電極１１０と２つの高電位中継電極１１１とによってコンデンサＣＡ，ＣＢが形成されている。そして、コンデンサコンデンサＣ1〜ＣNは存在せず、２つの低電位中継電極１１０，１１０間と２つの高電位中継電極１１１，１１１間とに、上側定電位電極４６に内在する抵抗ｒ1と下側定電位電極４７に内在する抵抗ｒ2とが存在している。
【００６２】
このような駆動ユニット９０ｂにおいて、４つの接点Ｐ1〜Ｐ4が適切に接続されている場合は、図７を用いて説明したのと同様に、入力されたパルス信号は接点Ｐ1から、第１低電位バイアス線３１ａ、コンデンサＣ1、及び第１高電位バイアス線３３ａを経て接点Ｐ3へ至るルートＲａと、接点Ｐ2から、第１低電位バイアス線３１ｂ、コンデンサＣN、及び第１高電位バイアス線３３ｂを経て接点Ｐ4へ至るルートＲｂとを流れる。即ち、この場合に測定されるインピーダンス（基準インピーダンス）には、抵抗ｒ1、ｒ2が含まれない。
【００６３】
一方、仮に接点Ｐ1が断線していた場合、パルス信号はこの接点Ｐ1を通るルートＲａを流れることができないため、接点Ｐ2から抵抗ｒ1，ｒ2を経て第１高電位バイアス線３３ａ，３３ｂへと流れることになる（図１２中の破線矢印参照）。そのため、測定されるインピーダンスには抵抗ｒ1，ｒ2が含まれることになり、基準インピーダンスよりも大きくなる。従って、基準インピーダンスよりも測定値が大きい場合には、接点Ｐ1〜Ｐ4のうち、少なくとも１箇所に接続不良があると判断することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、接続される２つの基板に跨って設けられる配線について、基板間の接続箇所の接続状態を容易に検出することができる液体吐出装置の駆動ユニットと、該駆動ユニットの配線状態検出方法とに適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
２ 液体吐出ヘッド
１１ 流路ユニット
１２，１２ａ，１２ｂ 圧電アクチュエータ
１３ フレキシブル基板
３１ 第１低電位バイアス線（第１低電位配線：ＣＯＭ）
３３ 第１高電位バイアス線（第１高電位配線：ＶＣＯＭ）
４２ 個別電極（駆動電極）
４６ 上側定電位電極（高電位電極）
４７ 下側定電位電極（低電位電極）
５３ 圧力室
６４ ＣＯＦ
６４ａ 第１ベースシート
６５ ＦＰＣ
６５ａ 第２ベースシート
６６ 駆動回路
７３ 第１低電位駆動線（ＶＳＳ）
７４ 第１高電位駆動線（ＶＤＤ）
８２ 第２低電位バイアス線（第２低電位配線：ＣＯＭ）
８３ 第２低電位駆動線（ＶＳＳ）
８４ 第３低電位配線
８５ 第２高電位バイアス線（第２高電位配線：ＶＣＯＭ）
８６ 第２高電位駆動線（ＶＤＤ）
８７ 第３高電位配線
９０，９０ａ，９０ｂ 駆動ユニット
９１ インピーダンス測定器
１００ 液体吐出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低電位電極、高電位電極、及び駆動電極が圧電層を挟んで積層されたアクチュエータに、前記低電位電極に接続される２本の第１低電位配線と前記高電位電極に接続される２本の第１高電位配線とを有する第１シート基材が接続され、更に、該第１シート基材に、前記各第１低電位配線に接続される２本の第２低電位配線と前記各第１高電位配線に接続される２本の第２高電位配線とを有する第２シート基材が接続され、前記２本の第２低電位配線及び前記２本の第２高電位配線は、前記第２シート基材上で夫々合流して各１本の第３低電位配線及び第３高電位配線を形成して成る液体吐出装置の駆動ユニットの配線状態検出方法であって、
前記駆動ユニットが有する前記第３低電位配線と前記第３高電位配線との間に測定器を接続し、両配線間のインピーダンス測定値を取得するステップと、
前記第１低電位配線と前記第２低電位配線との間、及び前記第１高電位配線と前記第２高電位配線との間が、何れも電気的に接続されている状態での、前記第３低電位配線と前記第３高電位配線との間のインピーダンスである基準インピーダンスと、前記インピーダンス測定値とを比較するステップと
を備えることを特徴とする駆動ユニットの配線状態検出方法。
【請求項２】
ノズル孔から液体を吐出させる圧力が付与される圧力室に対応して設けられ、低電位にバイアスされる低電位電極、高電位にバイアスされる高電位電極、及び経時的に変化する駆動電位が付与される駆動電極が、圧電層を挟んでこの順に積層された活性部を有するアクチュエータと、
前記低電位電極に接続される２本の第１低電位配線、及び前記高電位電極に接続される２本の第１高電位配線を有し、前記アクチュエータに接続される第１シート基材と、
前記各第１低電位配線に接続される２本の第２低電位配線、前記各第１高電位配線に接続される２本の第２高電位配線、前記２本の第２低電位配線が合流して成す第３低電位配線、及び前記２本の第２高電位配線が合流して成す第３高電位配線を有し、前記第１シート基材に接続される第２シート基材とを備え、
前記アクチュエータにおいて、前記各第１低電位配線から前記低電位電極へ至る途中の箇所と、前記各第１高電位配線から前記高電位電極へ至る途中の箇所との間の夫々には、前記活性部とは独立した２つの静電容量が形成されており、
前記第３低電位配線及び前記第３高電位配線の各開放側端子は、液体吐出時に前記低電位電極及び前記高電位電極をバイアスする電位の入力端子を成すと共に、前記静電容量を介したインピーダンス測定値から、前記第１低電位配線及び前記第１高電位配線と第２低電位配線及び第２高電位配線との間の接続状態を検出する測定端子をも成していることを特徴とする液体吐出装置の駆動ユニット。
【請求項３】
前記静電容量は、前記低電位電極及び前記高電位電極の間の静電容量よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置の駆動ユニット。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記各第１低電位配線から入力される電位を複数の前記低電位電極へ中継する２つの低電位中継部と、前記各第１高電位配線から入力される電位を複数の前記高電位電極へ中継する２つの高電位中継部とを有し、前記各低電位中継部と前記各高電位中継部との間の夫々に前記静電容量が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の液体吐出装置の駆動ユニット。
【請求項１】
低電位電極、高電位電極、及び駆動電極が圧電層を挟んで積層されたアクチュエータに、前記低電位電極に接続される２本の第１低電位配線と前記高電位電極に接続される２本の第１高電位配線とを有する第１シート基材が接続され、更に、該第１シート基材に、前記各第１低電位配線に接続される２本の第２低電位配線と前記各第１高電位配線に接続される２本の第２高電位配線とを有する第２シート基材が接続され、前記２本の第２低電位配線及び前記２本の第２高電位配線は、前記第２シート基材上で夫々合流して各１本の第３低電位配線及び第３高電位配線を形成して成る液体吐出装置の駆動ユニットの配線状態検出方法であって、
前記駆動ユニットが有する前記第３低電位配線と前記第３高電位配線との間に測定器を接続し、両配線間のインピーダンス測定値を取得するステップと、
前記第１低電位配線と前記第２低電位配線との間、及び前記第１高電位配線と前記第２高電位配線との間が、何れも電気的に接続されている状態での、前記第３低電位配線と前記第３高電位配線との間のインピーダンスである基準インピーダンスと、前記インピーダンス測定値とを比較するステップと
を備えることを特徴とする駆動ユニットの配線状態検出方法。
【請求項２】
ノズル孔から液体を吐出させる圧力が付与される圧力室に対応して設けられ、低電位にバイアスされる低電位電極、高電位にバイアスされる高電位電極、及び経時的に変化する駆動電位が付与される駆動電極が、圧電層を挟んでこの順に積層された活性部を有するアクチュエータと、
前記低電位電極に接続される２本の第１低電位配線、及び前記高電位電極に接続される２本の第１高電位配線を有し、前記アクチュエータに接続される第１シート基材と、
前記各第１低電位配線に接続される２本の第２低電位配線、前記各第１高電位配線に接続される２本の第２高電位配線、前記２本の第２低電位配線が合流して成す第３低電位配線、及び前記２本の第２高電位配線が合流して成す第３高電位配線を有し、前記第１シート基材に接続される第２シート基材とを備え、
前記アクチュエータにおいて、前記各第１低電位配線から前記低電位電極へ至る途中の箇所と、前記各第１高電位配線から前記高電位電極へ至る途中の箇所との間の夫々には、前記活性部とは独立した２つの静電容量が形成されており、
前記第３低電位配線及び前記第３高電位配線の各開放側端子は、液体吐出時に前記低電位電極及び前記高電位電極をバイアスする電位の入力端子を成すと共に、前記静電容量を介したインピーダンス測定値から、前記第１低電位配線及び前記第１高電位配線と第２低電位配線及び第２高電位配線との間の接続状態を検出する測定端子をも成していることを特徴とする液体吐出装置の駆動ユニット。
【請求項３】
前記静電容量は、前記低電位電極及び前記高電位電極の間の静電容量よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置の駆動ユニット。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記各第１低電位配線から入力される電位を複数の前記低電位電極へ中継する２つの低電位中継部と、前記各第１高電位配線から入力される電位を複数の前記高電位電極へ中継する２つの高電位中継部とを有し、前記各低電位中継部と前記各高電位中継部との間の夫々に前記静電容量が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の液体吐出装置の駆動ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２１４７７２（Ｐ２０１０−２１４７７２Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６４２４８（Ｐ２００９−６４２４８）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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