JP2020104299A - 液体噴射ヘッド、液体噴射ユニット、液体噴射装置および圧電デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】配線の抵抗成分に起因した電圧降下が抑制される。【解決手段】液体をノズルからそれぞれ噴射させる複数の駆動素子と、基体部と、前記基体部に形成され、当該複数の駆動素子を駆動するための配線とを具備し、前記配線は、前記複数の駆動素子の配列に沿って形成される第１配線部と、当該第１配線部に対して環状の経路を形成する第２配線部とを含む液体噴射ヘッド。【選択図】図９

Description

本発明は、液体噴射ヘッド、液体噴射ユニット、液体噴射装置および圧電デバイスに関する。

インク等の液体を複数のノズルから噴射する液体噴射ヘッドが従来から提案されている。例えば特許文献１には、複数の圧電素子を駆動する駆動信号を駆動ＩＣに供給するための配線が形成された封止板を具備する液体噴射ヘッドが開示されている。

特開２０１８−９９８３３号公報

駆動信号を供給するための配線は、例えば、複数の圧電素子の配列に沿って直線状に形成される。したがって、配線の抵抗成分に起因した電圧降下が問題になる。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体噴射ヘッドは、液体をノズルからそれぞれ噴射させる複数の駆動素子と、基体部と、前記基体部に形成され、当該複数の駆動素子を駆動するための配線とを具備し、前記配線は、前記複数の駆動素子の配列に沿って形成される第１配線部と、当該第１配線部に対して環状の経路を形成する第２配線部とを含む。

本発明の好適な態様に係る液体噴射ユニットは、第１液体を噴射する複数のノズルを含む第１ノズル群と、第２液体を噴射する複数のノズルを含む第２ノズル群とを具備する複数の液体噴射ヘッドが第１方向に配列された液体噴射ユニットであって、前記複数の液体噴射ヘッドは、前記第１方向に対して傾斜する第２方向にノズルの配列が沿うように前記第１方向に配列され、前記第１方向における前記第１ノズル群の範囲は、前記複数の液体噴射ヘッドにわたり相互に部分的に重複し、かつ、前記第２方向における前記第２ノズル群の範囲は、前記複数の液体噴射ヘッドにわたり相互に部分的に重複し、前記複数の液体噴射ヘッドの各々は、液体をノズルからそれぞれ噴射させる複数の駆動素子と、基体部と、前記基体部に形成され、当該複数の駆動素子を駆動するための配線とを具備し、前記配線は、前記複数の駆動素子の配列に沿って形成される第１配線部と、当該第１配線部に対して環状の経路を形成する第２配線部とを含み、前記第２配線部は、複数の駆動素子の配列に沿って形成される第１部分と、前記複数の駆動素子が配列する方向において当該配列からみて一方側に形成され、前記第１配線部と前記第１部分とを連結する第２部分と、前記複数の駆動素子が配列する方向において当該配列からみて他方側に形成され、前記第１配線部と前記第１部分とを連結する第３部分と、前記複数の駆動素子が配列する方向において前記第１ノズル群と前記第２ノズル群との境界に対応する位置に形成され、前記第１配線部と前記第１部分とを連結する第４部分とを含む。

本発明の好適な態様に係る液体噴射装置は、前述の液体噴射ヘッドと、当該液体噴射ヘッドを制御する制御部とを具備する。また、本発明の他の態様に係る液体噴射装置は、前述の液体噴射ユニットと、当該液体噴射ユニットを制御する制御部とを具備する。

本発明の好適な態様に係る圧電デバイスは、液体をノズルからそれぞれ噴射させる複数の圧電素子と、基体部と、前記基体部に形成され、当該複数の圧電素子を駆動するための配線とを具備し、前記配線は、前記複数の圧電素子の配列に沿って形成される第１配線部と、当該第１配線部に対して環状の経路を形成する第２配線部とを含む。

本発明の第１実施形態に係る液体噴射装置の構成を示すブロック図である。 液体噴射装置の機能的な構成を例示するブロック図である。 駆動信号の波形図である。 液体噴射ヘッドの分解斜視図である。 液体噴射ヘッドの断面図（図２におけるV-V線の断面図）である。 圧電素子の構成を示す断面図である。 配線基板の平面図である。 配線基板の断面図（図７におけるVIII-VIII線の断面図）である。 配線基板の断面図（図７におけるIX-IX線の断面図）である。 第１配線部の位置と当該位置における電圧降下量との関係を示すグラフである。 第２実施形態に係る配線基板の平面図である。 配線基板の断面図（図１１におけるXII-XII線の断面図）である。 第３実施形態に係る液体噴射ユニットの平面図である。 第４実施形態に係る液体噴射ユニットの平面図である。 配線基板の断面図（図１４におけるXIV-XIV線の断面図）である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体噴射装置１００を例示する構成図である。第１実施形態の液体噴射装置１００は、液体の例示であるインクを媒体１２に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１２は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体１２として利用される。図１に例示される通り、液体噴射装置１００には、インクを貯留する液体容器１４が設置される。例えば液体噴射装置１００に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、または、インクを補充可能なインクタンクが液体容器１４として利用される。色彩が相違する複数種のインクが液体容器１４には貯留される。

図１に例示される通り、液体噴射装置１００は、制御ユニット２０と搬送機構２２と移動機構２４と液体噴射ヘッド２６とを具備する。制御ユニット２０は、制御部の例示である。具体的には、制御ユニット２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路と半導体メモリー等の記憶回路とを含み、液体噴射装置１００の各要素を統括的に制御する。搬送機構２２は、制御ユニット２０による制御のもとで媒体１２をＹ方向に搬送する。

移動機構２４は、制御ユニット２０による制御のもとで液体噴射ヘッド２６をＸ方向に往復させる。Ｘ方向は、媒体１２が搬送されるＹ方向に交差する方向である。典型的にはＹ方向に直交する方向がＸ方向である。第１実施形態の移動機構２４は、液体噴射ヘッド２６を収容する略箱型の搬送体２４２と、搬送体２４２が固定された搬送ベルト２４４とを具備する。なお、複数の液体噴射ヘッド２６を搬送体２４２に搭載した構成や、液体容器１４を液体噴射ヘッド２６とともに搬送体２４２に搭載した構成も採用され得る。

液体噴射ヘッド２６は、液体容器１４から供給されるインクを制御ユニット２０による制御のもとで複数のノズルから媒体１２に噴射する。搬送機構２２による媒体１２の搬送と搬送体２４２の反復的な往復とに並行して液体噴射ヘッド２６が媒体１２にインクを噴射することで、媒体１２の表面に所望の画像が形成される。なお、Ｘ-Ｙ平面に垂直な方向を以下ではＺ方向と表記する。液体噴射ヘッド２６によるインクの噴射方向がＺ方向に相当する。Ｚ方向は、典型的には鉛直方向である。

図２は、液体噴射装置１００の機能的な構成を例示するブロック図である。搬送機構２２および移動機構２４の図示は便宜的に省略した。図２に例示される通り、第１実施形態の制御ユニット２０は、制御信号Ｓと駆動信号ＣＯＭと基準電圧ＶBSとを液体噴射ヘッド２６に供給する。制御信号Ｓは、複数のノズルの各々についてインクの噴射の有無および噴射量を指示する信号である。駆動信号ＣＯＭは、定電圧である基準電圧ＶBSを基準として所定の周期で時間的に変動する電圧信号であり、液体噴射ヘッド２６にインクを噴射させるために使用される。図３に例示される通り、駆動信号ＣＯＭは、駆動パルスを所定の周期毎に含む電圧信号である。なお、複数の駆動パルスを含む波形の駆動信号ＣＯＭを利用してもよい。

図２に例示される通り、第１実施形態の液体噴射ヘッド２６は、複数のノズルにそれぞれ対応する複数の圧電素子４４と、複数の圧電素子４４の各々を駆動する駆動回路５０とを具備する。具体的には、駆動回路５０は、複数の圧電素子４４の各々に対する駆動信号ＣＯＭの供給を制御する。第１実施形態の駆動回路５０は、複数の圧電素子４４にそれぞれ対応する複数のスイッチＳＷを具備する。複数のスイッチＳＷの各々は、圧電素子４４に対する駆動信号ＣＯＭの供給／停止を制御信号Ｓに応じて切替えるトランスファーゲートで構成される。

図４は、液体噴射ヘッド２６の分解斜視図であり、図５は、図４おけるＶ−Ｖ線の断面図である。図４に例示される通り、液体噴射ヘッド２６は、Ｙ方向に配列された複数のノズルＮを具備する。第１実施形態の複数のノズルＮは、Ｘ方向に相互に間隔をあけて並設された第１列Ｌ1と第２列Ｌ2とに区分される。第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々は、Ｙ方向に直線状に配列された複数のノズルＮの集合である。なお、第１列Ｌ1と第２列Ｌ2との間で各ノズルＮのＹ方向の位置を相違させることも可能であるが、第１列Ｌ1と第２列Ｌ2とで各ノズルＮのＹ方向の位置を一致させた構成を以下では便宜的に例示する。図５から理解される通り、第１実施形態の液体噴射ヘッド２６は、第１列Ｌ1の各ノズルＮに関連する要素と第２列Ｌ2の各ノズルＮに関連する要素とが略面対称に配置された構造である。

図４および図５に例示される通り、液体噴射ヘッド２６は流路基板３２を具備する。図４に例示される通り、流路基板３２におけるＺ方向の負側には、圧力室基板３４と振動板４２と配線基板４６と筐体部４８と駆動回路５０とが設置される。他方、流路基板３２におけるＺ方向の正側には、ノズル板６２と吸振体６４とが設置される。液体噴射ヘッド２６の各要素は、概略的にはＹ方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤を利用して相互に接合される。圧電素子４４と配線基板４６との組合せは「圧電デバイス」に相当する。なお、振動板４２と圧電素子４４と配線基板４６との組合せを「圧電デバイス」と表現してもよい。

ノズル板６２は、複数のノズルＮが形成された板状部材であり、流路基板３２におけるＺ方向の正側の表面に設置される。複数のノズルＮの各々は、インクを通過させる円形状の貫通孔である。第１実施形態のノズル板６２には、第１列Ｌ1を構成する複数のノズルＮと第２列Ｌ2を構成する複数のノズルＮとが形成される。例えばドライエッチングやウェットエッチング等の半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで、ノズル板６２が製造される。ただし、ノズル板６２の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

図４および図５に例示される通り、流路基板３２には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について、空間Ｒaと複数の供給流路３２２と複数の連通流路３２４と供給液室３２６とが形成される。空間Ｒaは、Ｚ方向からの平面視でＹ方向に沿う長尺状に形成された開口であり、供給流路３２２および連通流路３２４はノズルＮ毎に形成された貫通孔である。供給液室３２６は、複数のノズルＮにわたりＹ方向に沿う長尺状に形成された空間であり、空間Ｒaと複数の供給流路３２２とを相互に連通させる。複数の連通流路３２４の各々は、当該連通流路３２４に対応する１個のノズルＮに平面視で重なる。

図４および図５に例示される通り、圧力室基板３４は、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について複数の圧力室Ｃが形成された板状部材である。複数の圧力室ＣはＹ方向に配列する。各圧力室Ｃは、ノズルＮ毎に形成されて平面視でＸ方向に沿う長尺状の空間である。流路基板３２および圧力室基板３４は、前述のノズル板６２と同様に、例えば半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。ただし、流路基板３２および圧力室基板３４の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

図４に例示される通り、圧力室基板３４において流路基板３２とは反対側の表面には振動板４２が形成される。第１実施形態の振動板４２は、弾性的に振動可能な板状部材である。なお、所定の板厚の板状部材のうち圧力室Ｃに対応する領域について板厚方向の一部を選択的に除去することで、振動板４２の一部または全部を圧力室基板３４と一体に形成してもよい。

図４から理解される通り、圧力室Ｃは、流路基板３２と振動板４２との間に位置する空間である。第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について複数の圧力室ＣがＹ方向に配列する。図４および図５に例示される通り、圧力室Ｃは、連通流路３２４および供給流路３２２に連通する。したがって、圧力室Ｃは、連通流路３２４を介してノズルＮに連通し、かつ、供給流路３２２と供給液室３２６とを介して空間Ｒaに連通する。

図４および図５に例示される通り、振動板４２のうち圧力室Ｃとは反対側の面上には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について、相異なるノズルＮに対応する複数の圧電素子４４が形成される。各圧電素子４４は、圧力室Ｃの圧力を変動させることで、インクをノズルＮから噴射させる駆動素子である。圧電素子４４は、駆動素子の例示である。具体的には、圧電素子４４は、駆動信号ＣＯＭの供給により変形するアクチュエータであり、平面視でＸ方向に沿う長尺状に形成される。複数の圧電素子４４は、複数の圧力室Ｃに対応するようにＹ方向に配列する。すなわち、複数の圧電素子４４の配列Ｕが、第１列Ｌ1と第２列Ｌ2とのそれぞれについて形成される。Ｙ方向は、複数の圧電素子４４が配列する方向であるとも換言される。圧電素子４４の変形に連動して振動板４２が振動すると、圧力室Ｃ内の圧力が変動することで、圧力室Ｃに充填されたインクが連通流路３２４とノズルＮとを通過して噴射される。

図６は、圧電素子４４の断面図である。図６に例示される通り、圧電素子４４は、相互に対向する第１電極４４１と第２電極４４２との間に圧電体層４４３を介在させた積層体である。第１電極４４１は、振動板４２の表面に圧電素子４４毎に形成された個別電極である。第１電極４４１には、圧電素子４４毎の駆動信号ＣＯＭが供給される。圧電体層４４３は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛等の強誘電性の圧電材料で形成される。第２電極４４２は、複数の圧電素子４４にわたり連続する共通電極である。第２電極４４２には所定の基準電圧ＶBSが印加される。すなわち、基準電圧ＶBSと駆動信号ＣＯＭとの差分に相当する電圧が圧電体層４４３に印加される。第１電極４４１と第２電極４４２と圧電体層４４３とが平面視で重なる部分が圧電素子４４として機能する。圧電素子４４の変形に連動して振動板４２が振動すると、圧力室Ｃ内のインクの圧力が変動し、圧力室Ｃに充填されたインクが連通流路３２４とノズルＮとを通過して外部に噴射される。なお、第１電極４４１を共通電極として第２電極４４２を圧電素子４４毎の個別電極とした構成、または、第１電極４４１および第２電極４４２の双方を個別電極とした構成も採用され得る。

筐体部４８は、複数の圧力室Ｃに供給されるインクを貯留するためのケースである。図５に例示される通り、第１実施形態の筐体部４８には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について空間Ｒbが形成される。筐体部４８の空間Ｒbと流路基板３２の空間Ｒaとは相互に連通する。空間Ｒaと空間Ｒbとで構成される空間は、複数の圧力室Ｃに供給されるインクを貯留する液体貯留室Ｒとして機能する。筐体部４８に形成された導入口４８２を介して液体貯留室Ｒにインクが供給される。液体貯留室Ｒ内のインクは、供給液室３２６と各供給流路３２２とを介して圧力室Ｃに供給される。吸振体６４は、液体貯留室Ｒの壁面を構成する可撓性のフィルムであり、液体貯留室Ｒ内のインクの圧力変動を吸収する。

図４の配線基板４６は、複数の圧電素子４４が形成された振動板４２の表面に間隔をあけて対向する板状部材である。第１実施形態の配線基板４６は、液体噴射ヘッド２６の機械的な強度を補強する補強板、および、圧電素子４４を保護および封止する封止板としても機能する。配線基板４６は、外部配線５２を介して制御ユニット２０に電気的に接続される。外部配線５２は、制御ユニット２０が生成した電圧および信号を、当該制御ユニット２０から配線基板４６に供給するための可撓性の配線基板である。例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）またはＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の接続部品が外部配線５２として好適に採用される。

筐体部４８は、複数の圧力室Ｃ（さらには複数のノズルＮ）に供給されるインクを貯留するためのケースである。図５に例示される通り、第１実施形態の筐体部４８には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について空間Ｒbが形成される。筐体部４８の空間Ｒbと流路基板３２の空間Ｒaとは相互に連通する。空間Ｒaと空間Ｒbとで構成される空間は、複数の圧力室Ｃに供給されるインクを貯留する液体貯留室（リザーバー）Ｒとして機能する。筐体部４８に形成された導入口４８２を介して液体貯留室Ｒにインクが供給される。液体貯留室Ｒ内のインクは、供給液室３２６と各供給流路３２２とを介して圧力室Ｃに供給される。吸振体６４は、液体貯留室Ｒの壁面を構成する可撓性のフィルム（コンプライアンス基板）であり、液体貯留室Ｒ内のインクの圧力変動を吸収する。

配線基板４６は、基体部７０と複数の配線７２とを具備する。基体部７０は、Ｙ方向に長尺な絶縁性の板状部材であり、流路形成部３０と駆動回路５０との間に位置する。基体部７０は、例えば半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。ただし、基体部７０の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

基体部７０は、図４に例示される通り、相互に反対側に位置する第１面Ｆ1と第２面Ｆ2とを含む板状部材である。基体部７０は、圧力室基板３４（または振動板４２）における流路基板３２とは反対側の表面に、例えば接着剤を利用して固定される。具体的には、振動板４２の表面に対して第２面Ｆ2が間隔をあけて対向するように基体部７０が設置される。図４に例示される通り、基体部７０の第１面Ｆ1には、駆動回路５０と外部配線５２とが実装される。駆動回路５０は、基体部７０の長手方向に沿って長尺なＩＣチップである。外部配線５２は、基体部７０の第１面Ｆ1のうちＹ方向の負側の端部に実装される。

基体部７０の第１面Ｆ1および第２面Ｆ2には、複数の圧電素子４４を駆動するための複数の配線７２が形成される。具体的には、図２に例示される通り、駆動信号ＣＯＭが供給される配線７２aと、制御信号Ｓが供給される配線７２bと、基準電圧ＶBSが供給される配線７２cとが基体部７０に形成される。駆動信号ＣＯＭは配線７２aを介して駆動回路５０に供給され、制御信号Ｓは配線７２bを介して駆動回路５０に供給される。他方、基準電圧ＶBSは、駆動回路５０を経由することなく、配線７２cを介して複数の圧電素子４４の第２電極４４２に供給される。

図７は、配線基板４６をＺ方向の正側からみた平面図であり、図８は、図７おけるVIII−VIII線の断面図であり、図９は、図７おけるIX-IXの断面図である。なお、基体部７０に形成される配線７２bおよびその他の配線は、便宜的に図示を省略する。図７−図９に例示される通り、配線７２aは、環状の配線であり、第１列Ｌ1に対応する配列Ｕと第２列Ｌ2に対応する配列Ｕとのそれぞれについて形成される。

配線７２aは、第１配線部Ｗ1と第２配線部Ｗ2とを含む。第１配線部Ｗ1は、基体部７０の第１面Ｆ1に、複数の圧電素子４４の配列Ｕに沿って形成される。すなわち、Ｙ方向に沿って直線状に第１配線部Ｗ1が形成される。第１実施形態では、配列Ｕの全体にわたり第１配線部Ｗ1が形成される。具体的には、第１配線部Ｗ1は、外部配線５２から基体部７０のうち外部配線５２とは反対側の周縁に向かって形成される。第１配線部Ｗ1のうち外部配線５２とは反対側の端部は、Ｚ方向からからみて、配列ＵにおけるＹ方向の正側の端部に位置する圧電素子４４よりもＹ方向の正側に位置する。

図９に例示される通り、第２配線部Ｗ2は、第１配線部Ｗ1に対して環状の経路を形成する。第１実施形態の第１配線部Ｗ1は、第１部分Ｗ21と第２部分Ｗ22と第３部分Ｗ23とを含む。図７および図９に例示される通り、第１部分Ｗ21は、第２配線部Ｗ2のうち、基体部７０の第２面Ｆ2において配列Ｕに沿って形成される部分である。すなわち、第１部分Ｗ21は、Ｙ方向に沿って直線状に形成される。具体的には、第１部分Ｗ21は、基体部７０を挟んで第１配線部Ｗ1と対向するように、基体部７０の第２面Ｆ2に形成される。第１部分Ｗ21のうち外部配線５２側の端部は、配列ＵにおけるＹ方向の負側の端部に位置する圧電素子４４よりもＹ方向の負側に位置し、第１部分Ｗ21のうち外部配線５２とは反対側の端部は、配列ＵにおけるＹ方向の正側の端部に位置する圧電素子４４よりもＹ方向の正側に位置する。

図７および図９に例示される通り、第２部分Ｗ22と第３部分Ｗ23とは、第２配線部Ｗ2のうち、第１配線部Ｗ1と第１部分Ｗ21とを連結する部分である。すなわち、第１配線部Ｗ1と第１部分Ｗ21とは、第２部分Ｗ22と第３部分Ｗ23とにより導通する。第１実施形態における第２部分Ｗ22および第３部分Ｗ23は、基体部７０を貫通する貫通電極である。基体部７０に形成された貫通孔Ｈの内部においてＺ方向に沿って第２部分Ｗ22および第３部分Ｗ23が形成される。第２部分Ｗ22は、第１部分Ｗ21のうちＹ方向の正側の端部から第１配線部Ｗ1に向かって延在する。一方で、第３部分Ｗ23は、第１部分Ｗ21のうちＹ方向の負側の端部から第１配線部Ｗ1に向かって延在する。すなわち、Ｙ方向において、第２部分Ｗ22は配列Ｕからみて一方側に位置し、第３部分Ｗ23は配列Ｕからみて他方側に位置する。すなわち、Ｚ方向からの平面視において、配列ＵにおけるＹ方向の正側の端部に位置する圧電素子４４よりもＹ方向の正側に第２部分Ｗ22が位置し、配列ＵにおけるＹ方向の負側の端部に位置する圧電素子４４よりもＹ方向の負側に第３部分Ｗ23が位置する。

図８および図９に例示される通り、配線７２aは、駆動回路５０のうち配線基板４６側の表面に形成された複数の接続端子Ｔを介して、当該駆動回路５０と電気的に接続される。具体的には、第１配線部Ｗ1の表面に駆動回路５０の接続端子Ｔが接触する。駆動回路５０は、基体部７０に形成された中継配線７３を介して各圧電素子４４と電気的に接触する。図７および図８に例示される通り、中継配線７３は、基体部７０の第１面Ｆ1に圧電素子４４毎に形成される。駆動回路５０の表面に形成された接続端子Ｔを介して中継配線７３が駆動回路５０と電気的に接続される。また、中継配線７３は、基体部７０の貫通孔Ｈの内部に形成された貫通電極を介して、基体部７０の第２面Ｆ2に形成された接続端子Ｔに電気的に接続される。各圧電素子４４の第１電極４４１は、接続端子Ｔを介して中継配線７３と電気的に接続される。したがって、配線７２aから駆動回路５０に供給された駆動信号ＣＯＭは、中継配線７３を介して各圧電素子４４の第１電極４４１に供給される。

図７および図８に例示される通り、配線７２cは、基体部７０の第２面Ｆ2において、Ｙ方向に沿って直線状に形成される。具体的には、配線７２cは、外部配線５２から基体部７０のうち外部配線５２とは反対側の周縁に向かって形成される。例えば、Ｚ方向からの平面視において、第１列Ｌ1に対応する第１部分Ｗ21と、第２列Ｌ2に対応する第１部分Ｗ21との間に配線７２cが形成される。配線７２cのうち外部配線５２とは反対側の端部は、Ｚ方向からからみて、配列ＵにおけるＹ方向の正側の端部に位置する圧電素子４４よりもＹ方向の正側に位置する。図８に例示される通り、配線７２cは、接続端子Ｔを介して圧電素子４４の第２電極４４２と電気的に接続される。したがって、配線７２cを介して各第２電極４４２に共通に基準電圧ＶBSが供給される。

図１０は、Ｙ方向における第１配線部Ｗ1上の位置と当該位置における電圧降下量との関係を、比較例と第１実施形態とのそれぞれについて示したグラフである。比較例は、配線７２aの形状が環状ではなく直線状である構成である。すなわち、比較例では、配線７２aが第１配線部Ｗ1のみで構成される。図７に例示される通り、図１０における横軸のＰ1は、第１配線部Ｗ1のうち外部配線５２との接続箇所であり、Ｐ2は、第１配線部Ｗ1のうち第２部分Ｗ22との接続箇所である。

図１０から明確に把握される通り、配線７２aが環状である第１実施形態の構成によれば、比較例と比較して、配線７２aの抵抗成分に起因した電圧降下が抑制される。したがって、Ｙ方向における配線７２a上の位置に応じた電圧の差異が低減される。ひいては、配線７２aから駆動回路５０を介して各圧電素子４４に供給される駆動信号ＣＯＭの電圧が、複数の圧電素子４４の間において均一になる。したがって、複数のノズルＮの間における噴射特性の誤差を低減することができる。噴射特性は、例えば噴射量、噴射方向または噴射速度である。

なお、第１実施形態では、平面視において第１配線部Ｗ1と第２配線部Ｗ2の第１部分Ｗ21とが重複する構成を例示したが、第１配線部Ｗ1と第１部分Ｗ21とが部分的に重複する構成や、第１配線部Ｗ1と第１部分Ｗ21とが重複しない構成も採用される。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。なお、以下の各例示において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図１１は、第２実施形態に係る配線基板４６の平面図であり、図１２は、図１１におけるXII-XII線の断面図である。第２実施形態の配線７２aは、第１実施形態と同様に環状である。ただし、第１実施形態では、基体部７０を貫通して第１面Ｆ1と第２面Ｆ2とにわたり環状の配線７２aが形成されるのに対して、第２実施形態では、基体部７０の第１面Ｆ1に環状の配線７２aが形成される。

図１１および図１２に例示される通り、配線７２aの第１配線部Ｗ1は、第１実施形態と同様に、基体部７０の第１面Ｆ1に形成される。第２実施形態に係る第２配線部Ｗ2は、基体部７０の第１面Ｆ1に形成される。すなわち、第１配線部Ｗ1および第２配線部Ｗ2は、基体部７０における同一面に形成される。具体的には、第２配線部Ｗ2は、第１実施形態と同様に、第１配線部Ｗ1に対して環状の経路を形成し、第１部分Ｗ21と第２部分Ｗ22と第３部分Ｗ23とを含む。第１部分Ｗ21は、第１面Ｆ1において、複数の圧電素子４４の配列Ｕに沿って直線状に形成される。具体的には、配列Ｕの全体にわたり第１部分Ｗ21が形成される。第２実施形態の第１部分Ｗ21は、第１配線部Ｗ1からみて複数の中継配線７３の配列とは反対側に形成される。

図１１に例示される通り、第２部分Ｗ22および第３部分Ｗ23の各々は、第１実施形態と同様に、第１配線部Ｗ1と第１部分Ｗ21とを連結する。第２実施形態の第２部分Ｗ22および第３部分Ｗ23の各々は、第１面Ｆ1においてＸ方向に沿って形成される。第１実施形態と同様に、Ｙ方向において、第２部分Ｗ22は配列Ｕからみて一方側に位置し、第３部分Ｗ23は当該配列Ｕからみて他方側に位置する。すなわち、Ｚ方向からの平面視において、配列ＵにおけるＹ方向の正側の端部に位置する圧電素子４４よりもＹ方向の正側に第２部分Ｗ22が位置し、配列ＵにおけるＹ方向の負側の端部に位置する圧電素子４４よりもＹ方向の負側に第３部分Ｗ23が位置する。

第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。第２実施形態では、第１配線部Ｗ1および第２配線部Ｗ2が基体部７０の第１面Ｆ1に形成されるから、基体部７０の貫通孔と第２面Ｆ2とに第２配線部Ｗ2が形成される第１実施形態の構成と比較して、第２配線部Ｗ2の形成が容易であり、かつ、第２配線部Ｗ2における抵抗を低減することが可能である。ただし、第１実施形態の構成によれば、基体部７０の貫通孔Ｈと第２面Ｆ2とに第２配線部Ｗ2が形成されるから、第１配線部Ｗ1および第２配線部Ｗ2が基体部７０における同一面に形成される第２実施形態の構成と比較して、配線基板４６の小型化が可能である。

なお、第２実施形態では、第１配線部Ｗ1からみて複数の中継配線７３の配列とは反対側に第１部分Ｗ21が形成されたが、第２配線部Ｗ2の構成は以上の例示に限定されない。例えば、中継配線７３の配列と第１配線部Ｗ1との間に第１部分Ｗ21が形成される構成、または、中継配線７３からみて第１配線部Ｗ1とは反対側に第１部分Ｗ21が形成される構成も採用される。また、第１部分Ｗ21が基体部７０の側面に形成される構成も採用される。

＜第３実施形態＞
図１３は、第３実施形態に係る液体噴射ユニット２００の平面図である。第３実施形態の液体噴射ユニット２００は、複数のノズルＮが媒体１２の全幅にわたり分布するライン方式の液体噴射装置に利用される。図１３に例示される通り、液体噴射ユニット２００は、複数の液体噴射ヘッド２６と、各液体噴射ヘッド２６を支持する支持体２８とを具備する。なお、各液体噴射ヘッド２６の構成は、第１実施形態と同様である。

複数の液体噴射ヘッド２６は、Ｚ方向からの平面視において千鳥状に配置される。各液体噴射ヘッド２６は、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2がＸ方向に沿うように配置される。具体的には、複数の液体噴射ヘッド２６aの配列Ｑaと、複数の液体噴射ヘッド２６bの配列ＱbとがＹ方向に間隔をあけて並設される。配列Ｑaは、Ｘ方向に沿って所定の間隔Ｄで並列する複数の液体噴射ヘッド２６aで構成される。他方、配列Ｑbは、液体噴射ヘッド２６aとはＸ方向の位置が相違するように間隔Ｄで並列する複数の液体噴射ヘッド２６bで構成される。なお、間隔Ｄは、液体噴射ヘッド２６のＸ方向における長さよりも小さい。第１実施形態において上述した通り、複数の圧電素子４４の配列Ｕに沿って形成された第１配線部Ｗ1が、第１列Ｌ1と第２列Ｌ2とのそれぞれについて配置される。図１３では、各液体噴射ヘッド２６におけるＸ方向の負側の端部から第１配線部Ｗ1が延在する場合を例示する。すなわち、第１配線部Ｗ1のうち外部配線５２との接続箇所Ｐ1が、液体噴射ヘッド２６におけるＸ方向の負側の端部に位置し、第１配線部Ｗ1のうち第２部分Ｗ22との接続箇所Ｐ2が液体噴射ヘッド２６におけるＸ方向の正側の端部に位置する。なお、以下の説明では、配列Ｑaおよび配列Ｑbの各々を特に区別する必要がない場合には単に「配列Ｑ」と表記する。

図１３に例示される通り、配列Ｑaおよび配列Ｑbのうち一方の配列Ｑにおける液体噴射ヘッド２６は、Ｘ方向からみて、他方の配列Ｑにおける相互に隣り合う２つの液体噴射ヘッド２６の間に位置し、当該隣り合う２つの液体噴射ヘッド２６に部分的に重複する。図１３に例示される通り、複数の液体噴射ヘッド２６が配置される領域において、Ｘ方向において配列Ｑaの液体噴射ヘッド２６aと配列Ｑbの液体噴射ヘッド２６bとが重複する範囲Ｍが画定される。具体的には、範囲Ｍは、Ｘ方向からみて、一方の配列Ｑにおける液体噴射ヘッド２６のＸ方向の正側の端部と、他方の配列Ｑにおける液体噴射ヘッド２６のＸ方向の負側の端部とが重複する部分である。範囲Ｍ内において、液体噴射ヘッド２６aの複数のノズルＮと、液体噴射ヘッド２６bの複数のノズルＮとは相互に重複する。したがって、Ｘ方向における継ぎ目を発生させることなく、画像を媒体１２に形成することが可能である。

図１３には、配線７２aが直線状である比較例における第１配線部Ｗ1上の電圧が効果する様子が破線により図示され、配線７２aが環状である第３実施形態における第１配線部Ｗ1上の電圧が降下する様子が実線により図示されている。図１３から理解される通り、第３実施形態の構成によれば、範囲Ｍ内において、液体噴射ヘッド２６aの各圧電素子４４と、液体噴射ヘッド２６bの各圧電素子４４とに供給される電圧の差異が低減される。ひいては、範囲Ｍにおいて、液体噴射ヘッド２６aと液体噴射ヘッド２６bとの間での噴射特性の誤差が低減される。

図１０から明確に把握される通り、比較例における液体噴射ヘッド２６の第１配線部Ｗ1では、外部配線５２との接続箇所Ｐ1から離れるほど電圧降下量が増加する。すなわち、第１配線部Ｗ1のうち第２部分Ｗ22との接続箇所Ｐ2において圧電素子４４に供給される電圧が最小になる。それに対して、第３実施形態における液体噴射ヘッド２６の第１配線部Ｗ1では、図１０から把握される通り、接続箇所Ｐ1と接続箇所Ｐ2との間の地点Ｐmにおいて圧電素子４４に供給される電圧が最小になる。第３実施形態において、第１配線部Ｗ1のうち地点Ｐmを範囲Ｍ外に位置するように各液体噴射ヘッド２６を配置する構成を採用することで、範囲Ｍ内において、液体噴射ヘッド２６aと液体噴射ヘッド２６bとについて、各圧電素子４４に供給される電圧の差異が低減されるという効果がより顕著になる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態に係る液体噴射ユニット２００は、Ｘ方向に配列された複数の液体噴射ヘッド２６と、複数の液体噴射ヘッド２６を支持する支持体２８とを具備する。複数の液体噴射ヘッド２６の各々は、Ｘ方向に対して傾斜したＷ方向にノズルＮの配列が沿うように配置される。以上のように各液体噴射ヘッド２６をＸ方向に対して傾斜させることで、媒体１２に形成される画像のＸ方向における解像度を向上させることが可能である。Ｘ方向は第１方向の例示であり、Ｗ方向は第２方向の例示である。

各液体噴射ヘッド２６の内部には、相異なる色のインクを貯留する液体貯留室Ｒ1および液体貯留室Ｒ2が形成される。各液体噴射ヘッド２６の複数のノズルＮは、Ｗ方向に沿って第１ノズル群Ｇ1と第２ノズル群Ｇ2とに区分される。第１ノズル群Ｇ1の各ノズルＮは、液体貯留室Ｒ1から供給される第１色のインクを噴射し、第２ノズル群Ｇ2の各ノズルＮは、液体貯留室Ｒ2から供給される第２色のインクを噴射する。第１ノズル群Ｇ1と第２ノズル群Ｇ2との境界Ｂは、Ｗ方向における液体噴射ヘッド２６の中央部の近傍に位置する。第１色のインクは第１液体の例示であり、第２色のインクは第２液体の例示である。

各液体噴射ヘッド２６の第１ノズル群Ｇ1が形成されるＸ方向の範囲Ｋは、複数の液体噴射ヘッド２６にわたり相互に重複するように形成される。したがって、Ｘ方向における継ぎ目を発生させることなく、第１色および第２色の各々の画像を媒体１２に形成することが可能である。Ｘ方向における境界Ｂの位置は、相互に隣り合う２個の範囲ＫがＸ方向において重複する部分の近傍にある。

図１４は、各液体噴射ヘッド２６の配線基板４６の断面図である。図１５には、第１実施形態における図９に対応する断面が図示されている。ただし、図１５における横方向はＷ方向である。

第４実施形態においても第１実施形態と同様に、配線基板４６上において駆動信号ＣＯＭを伝送する配線７２aは、第１配線部Ｗ1と第２配線部Ｗ2とを含む。図１５に例示される通り、配線７２aは、第１ノズル群Ｇ1および第２ノズル群Ｇ2の双方にわたる。第４実施形態の第２配線部Ｗ2は、基体部７０の第２面Ｆ2に形成された第１部分Ｗ21と、基体部７０を貫通する第２部分Ｗ22、第３部分Ｗ23および第４部分Ｗ24とを含む。すなわち、第４実施形態の配線７２aは、第１実施形態の配線７２aに第４部分Ｗ24を追加した構成である。第２部分Ｗ22および第３部分Ｗ23は、第１実施形態と同様に、第１配線部Ｗ1および第１部分Ｗ21の端部の近傍に位置する。

第４部分Ｗ24は、第２部分Ｗ22と第３部分Ｗ23との間に位置する。具体的には、第４部分Ｗ24は、Ｗ方向における基体部７０の中央部に位置する。すなわち、第１配線部Ｗ1と第１部分Ｗ21とは、第１ノズル群Ｇ1と第２ノズル群Ｇ2との境界Ｂに対応した位置において第４部分Ｗ24により相互に導通する。第２部分Ｗ22および第３部分Ｗ23における導通に加えて、第４部分Ｗ24における第１配線部Ｗ1と第１部分Ｗ21との導通により第１配線部Ｗ1上の電圧降下が抑制される。

図１５には、第４部分Ｗ24が形成されない第１実施形態において第１配線部Ｗ1上の電圧が降下する様子が破線により図示され、第４部分Ｗ24を形成した構成において第１配線部Ｗ1上の電圧が降下する様子が実線により図示されている。図１５から理解される通り、第４実施形態によれば、第４部分Ｗ24における第１配線部Ｗ1上の電圧の降下が抑制される。すなわち、第１ノズル群Ｇ1および第２ノズル群Ｇ2の各々において境界Ｂの近傍のノズルＮに対応する圧電素子４４に供給される電圧の降下が抑制される。

図１４には、Ｘ方向に相互に隣り合う液体噴射ヘッド２６[1]および液体噴射ヘッド２６[2]が図示されている。以上の説明から理解される通り、液体噴射ヘッド２６[1]における第１ノズル群Ｇ1のうちＷ方向の正側の端部に位置するノズルＮ[1]と、液体噴射ヘッド２６[2]における第１ノズル群Ｇ1のうちＷ方向の負側の端部に位置するノズルＮ[2]とについて、圧電素子４４に供給される電圧の差異が低減される。したがって、Ｘ方向に隣り合う各範囲Ｋの重複部分における画像の継ぎ目を目立たなくすることが可能である。なお、以上の説明では第１ノズル群Ｇ1に着目したが、第２ノズル群Ｇ2についても同様の効果が実現される。なお、第２実施形態の構成を第４実施形態に適用してもよい。

＜変形例＞
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）前述の各形態では、駆動回路５０に駆動信号ＣＯＭを供給する配線７２aを環状に形成したが、駆動信号ＣＯＭを伝送する配線７２aとは異なる配線を環状に形成してもよい。例えば、基準電圧ＶBSを圧電素子４４に供給する配線７２cを環状に形成してもよい。ただし、配線７２aが伝送する駆動信号ＣＯＭの電圧は、他の配線が伝送する信号の電圧と比較して大きいから、配線７２aを環状に形成する構成により電圧降下を抑制できるという効果は格別に有効である。なお、配線７２a以外の配線を環状に形成する構成においても、配線７２aを環状に形成する場合と同様に、配線の抵抗成分に起因した電圧降下が抑制される、という効果が実現される。

（２）前述の各形態では、第１配線部Ｗ1の全体にわたり第２配線部Ｗ2が環状の経路を形成したが、第１配線部Ｗ1の一部に対して第２部分Ｗ22が環状の経路を形成してもよい。すなわち、Ｘ方向において、第２部分Ｗ22が第１配線部Ｗ1の一方の端部側に位置し、第３部分Ｗ23が第１配線部Ｗ1の他方の端部側に位置したが、第２部分Ｗ22と第３部分Ｗ23との位置は以上の例示に限定されない。例えば、第２部分Ｗ22および第３部分Ｗ23は、Ｘ方向において、第１配線部Ｗ1の途中の位置に形成されてもよい。以上の構成においても、第１配線部Ｗ1における電圧降下を抑制できるという効果は実現される。ただし、第１配線部Ｗ1のうち配列Ｕに対応する部分の全体に対して第２配線部Ｗ2が環状の経路を形成する前述の各形態によれば、第１配線部Ｗ1における延在方向の全体にわたり電圧降下が抑制されるという利点がある。なお、第２部分Ｗ22と第３部分Ｗ23とが形成される位置に応じて、第１部分Ｗ21の全長も適宜に変更され得る。

（３）圧力室Ｃ内の液体をノズルＮから噴射させる駆動素子は、前述の各形態で例示した圧電素子４４に限定されない。例えば、加熱により圧力室Ｃの内部に気泡を発生させて圧力を変動させる発熱素子を駆動素子として利用することも可能である。以上の例示から理解される通り、駆動素子は、圧力室Ｃ内の液体をノズルＮから噴射させる要素として包括的に表現され、圧電方式および熱方式等の動作方式や具体的な構成の如何は不問である。

（４）前述の各形態で例示した液体噴射装置１００は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を噴射する液体噴射装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。

（５）前述の各形態で例示した液体噴射ヘッド２６は圧電デバイスの一例である。液体噴射ヘッド２６以外の圧電デバイスとしては、例えば、
［ａ］スチルカメラまたはビデオカメラ等の撮像装置の手振れ等によるレンズの焦点ズレを補正するための補正用アクチュエーター、
［ｂ］超音波洗浄機、超音波診断装置、魚群探知機、超音波発振器または超音波モーター等の超音波デバイス、
［ｃ］赤外線等の有害光線の遮断フィルター、量子ドット形成によるフォトニック結晶効果を使用した光学フィルター、または、薄膜の光干渉を利用した光学フィルター等の各種のフィルター、
［ｄ］その他、温度−電気変換器、圧力−電気変換器、強誘電体トランジスターまたは圧電トランス等の各種のデバイス、
が例示される。

また、センサーとして利用される圧電素子、または、強誘電体メモリーとして利用される圧電素子にも本発明は適用される。圧電素子が利用されるセンサーとしては、例えば、赤外線センサー、超音波センサー、感熱センサー、圧力センサー、焦電センサー、または角速度センサー等が例示される。

１００…液体噴射装置、１２…媒体、１４…液体容器、２０…制御ユニット、２００…液体噴射ユニット、２２…搬送機構、２４…移動機構、２４２…搬送体、２４４…搬送ベルト、２６…液体噴射ヘッド、３０…流路形成部、３２…流路基板、３２２…供給流路、３２４…連通流路、３２６…供給液室、３４…圧力室基板、４２…振動板、４４…圧電素子、４４１…第１電極、４４２…第２電極、４４３…圧電体層、４６…配線基板、４８…筐体部、４８２…導入口、５０…駆動回路、５２…外部配線、６２…ノズル板、６４…吸振体、７０…基体部、７２（７２a，７２b，７２c）…配線、Ｗ1…第１配線部、Ｗ2…第２配線部、Ｗ21…第１部分、Ｗ22…第２部分、Ｗ23…第３部分、Ｗ24…第４部分、７３…中継配線、Ｃ…圧力室、Ｒ…液体貯留室。

Claims (11)

1. 液体をノズルからそれぞれ噴射させる複数の駆動素子と、
   基体部と、
   前記基体部に形成され、当該複数の駆動素子を駆動するための配線とを具備し、
   前記配線は、
   前記複数の駆動素子の配列に沿って形成される第１配線部と、
   当該第１配線部に対して環状の経路を形成する第２配線部とを含む
   液体噴射ヘッド。
2. 前記駆動素子は、圧電素子である
   請求項１の液体噴射ヘッド。
3. 複数の駆動素子の各々に対する駆動信号の供給を制御する駆動回路
   前記配線は、前記駆動回路に前記駆動信号を供給する
   請求項１または請求項２の液体噴射ヘッド。
4. 前記第２配線部は、複数の駆動素子の配列に沿って形成される第１部分と、前記第１配線部と前記第１部分とを連結する第２部分と、前記第１配線部と前記第１部分とを連結する第３部分とを含む
   請求項１から請求項３の何れかの液体噴射ヘッド。
5. 前記複数の駆動素子が配列する方向において、前記第２部分は、当該配列からみて一方側に位置し、第３部分は、当該配列からみて他方側に位置する
   請求項４の液体噴射ヘッド。
6. 前記第１配線部は、前記基体部の第１面に形成され、
   前記第１部分は、前記基体部のうち前記第１面とは反対側の第２面に形成され、
   前記第２部分および前記第３部分は、前記基体部を貫通する
   請求項４または請求項５の液体噴射ヘッド。
7. 前記第１配線部および前記第２配線部は、基体部における同一面に形成される
   請求項４または請求項５の液体噴射ヘッド。
8. 請求項１から請求項７の何れかの液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドを制御する制御部と
   を具備する液体噴射装置。
9. 第１液体を噴射する複数のノズルを含む第１ノズル群と、第２液体を噴射する複数のノズルを含む第２ノズル群とを具備する複数の液体噴射ヘッドが第１方向に配列された液体噴射ユニットであって、
   前記複数の液体噴射ヘッドは、前記第１方向に対して傾斜する第２方向にノズルの配列が沿うように前記第１方向に配列され、
   前記第１方向における前記第１ノズル群の範囲は、前記複数の液体噴射ヘッドにわたり相互に部分的に重複し、かつ、前記第２方向における前記第２ノズル群の範囲は、前記複数の液体噴射ヘッドにわたり相互に部分的に重複し、
   前記複数の液体噴射ヘッドの各々は、
   液体をノズルからそれぞれ噴射させる複数の駆動素子と、
   基体部と、
   前記基体部に形成され、当該複数の駆動素子を駆動するための配線とを具備し、
   前記配線は、
   前記複数の駆動素子の配列に沿って形成される第１配線部と、
   当該第１配線部に対して環状の経路を形成する第２配線部とを含み、
   前記第２配線部は、
   複数の駆動素子の配列に沿って形成される第１部分と、
   前記複数の駆動素子が配列する方向において当該配列からみて一方側に形成され、前記第１配線部と前記第１部分とを連結する第２部分と、
   前記複数の駆動素子が配列する方向において当該配列からみて他方側に形成され、前記第１配線部と前記第１部分とを連結する第３部分と、
   前記複数の駆動素子が配列する方向において前記第１ノズル群と前記第２ノズル群との境界に対応する位置に形成され、前記第１配線部と前記第１部分とを連結する第４部分とを含む
   液体噴射ユニット。
10. 請求項９の液体噴射ユニットと、
    前記液体噴射ユニットを制御する制御部と
    を具備する液体噴射装置。
11. 液体をノズルからそれぞれ噴射させる複数の圧電素子と、
    基体部と、
    前記基体部に形成され、当該複数の圧電素子を駆動するための配線とを具備し、
    前記配線は、
    前記複数の圧電素子の配列に沿って形成される第１配線部と、
    当該第１配線部に対して環状の経路を形成する第２配線部とを含む
    圧電デバイス。

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