JP6253498B2

JP6253498B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

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Publication number: JP6253498B2
Application number: JP2014091920A
Authority: JP
Inventors: 大地西川
Original assignee: SII Printek Inc
Current assignee: SII Printek Inc
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2017-12-27
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: JP2015208921A

Description

本発明は、被記録媒体に液滴を噴射して記録する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。

近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字や図形を記録する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料などの液体を液体タンクから供給管を介してチャンネルに導き、チャンネルに充填される液体に圧力を印加してチャンネルに連通するノズルから液滴として吐出する。液滴の吐出の際には、液体噴射ヘッドや被記録媒体を移動させて文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜や３次元構造を形成する。

特許文献１にはこの種の液体噴射ヘッドが記載される。図７は、カバープレートを除去した液体噴射ヘッド１０１の上面模式図である（特許文献１の図８）。アクチュエータ基板１０２は、その上面に交互に配列する吐出溝Ｃと非吐出溝Ｄと、吐出溝Ｃと非吐出溝Ｄの側面に設置される駆動電極１０９と、吐出溝Ｃの駆動電極１０９に電気的に接続する第一端子電極１１０ａと、吐出溝Ｃを挟む２つの非吐出溝Ｄの吐出溝Ｃ側の側面に設置される駆動電極１０９と電気的に接続される第二端子電極１１０ｂとを備える。吐出溝Ｃは前方端ＦＥから後方端ＲＥの手前まで形成され、非吐出溝Ｄは前方端ＦＥから後方端ＲＥに亘って形成される。アクチュエータ基板１０２の前方端ＦＥにはノズルプレート１０５が設置される。アクチュエータ基板１０２の後方端ＲＥ近傍の基板表面１１５にはフレキシブル基板１０３が設置される。

フレキシブル基板１０３のアクチュエータ基板１０２側の表面には共通配線電極１１１ａと複数の個別配線電極１１１ｂが形成される。共通配線電極１１１ａは、各第一端子電極１１０ａと各第一接続点１１６ａにおいて電気的に接続される。各個別配線電極１１１ｂは各第二端子電極１１０ｂと各第二接続点１１６ｂにおいてそれぞれ電気的に接続される。なお、アクチュエータ基板１０２の基板表面１１５には図示しないカバープレートが接合される。カバープレートが各吐出溝Ｃの上部開口の一部を閉塞し、液体が充填されるチャンネルが構成される。カバープレートには液室が設置され、各吐出溝Ｃに液体を供給可能に構成される。ノズルプレート１０５には吐出溝Ｃに連通するノズル１１４が形成される。なお、共通配線電極１１１ａと非吐出溝Ｄとの間には絶縁層１１７が設置され、共通配線電極１１１ａと非吐出溝Ｄの側面に設置される駆動電極１０９との間の電気的な短絡が防止される。

液体噴射ヘッド１０１は次のように駆動される。図示しないカバープレートの液室から各吐出溝Ｃに液体が充填される。共通配線電極１１１ａはＧＮＤに接続され、個別配線電極１１１ｂに駆動信号が供給される。これにより、吐出溝Ｃと吐出溝Ｃを挟む２つの非吐出溝Ｄとの間の隔壁１０７が厚みすべり変形し、吐出溝Ｃに連通するノズル１１４から液滴が吐出される。従って、任意の個別配線電極１１１ｂに駆動信号を供給することにより、対応するノズル１１４から液滴を同時に吐出することができる。

特許文献２には、液体に圧力を印加して液滴を吐出する複数の圧力室と、この圧力室に振動プレートを介して接合される圧電体層と、圧電体層に駆動信号を印加するための共通配線と個別配線が設置される液体噴射ヘッドが記載されている。共通配線は各圧電体層に対して共通に接続され、個別配線は各圧電体層に対して個別に接続される。共通配線と個別配線との間に駆動信号が供給されると、圧電体層が変形し、この変形が振動プレートを変形させて圧力室の容積を瞬間的に変化させる。これにより、圧力室に連通するノズルから液滴が吐出される。特許文献３に記載の液体噴射ヘッドも類似の構造を備える。

特開２０１１−２４５８３３号公報特開２０１１−９３１０５号公報特開２０１０−３６４６８号公報

特許文献２及び特許文献３には、液体噴射ヘッドを駆動する圧電体層の数が増加すると共通配線に流れる電流が増大し、共通配線のパッド部とこのパッド部に接合するフィルム状配線基板の端子部との接合部分において発熱する課題のあることが記載される。

特許文献１の液体噴射ヘッド１０１は、複数の個別配線電極１１１ｂに駆動信号を同時に供給することにより対応する複数の吐出溝Ｃに連通するノズル１１４から同時に液滴を吐出する。しかし、特許文献２と同様に、共通配線電極１１１ａはすべての第一端子電極１１０ａと電気的に接続するので同時に多数の吐出溝Ｃを駆動すると過電流が流れて共通配線電極１１１ａが発熱する場合がある。また、これを避けるために共通配線電極１１１ａの幅を広げようとすると、第一端子電極１１０ａを吐出溝Ｃの溝方向に拡張しなければならず、アクチュエータ基板１０２が大きくなってしまう。

本発明の液体噴射ヘッドは、基準方向に配列する複数の電極端子を備えるヘッドチップと、前記ヘッドチップに接続する回路基板と、を備え、前記回路基板は、複数の前記電極端子のそれぞれに対応し下面に位置する複数の下配線端子と、前記下面から前記下面とは反対側の上面に貫通し前記下配線端子と電気的に接続する貫通電極と、複数の前記下配線端子に対応し前記上面に位置する上配線と、前記貫通電極と電気的に接続し前記上面に位置する上共通配線とを備え、複数の前記電極端子と複数の前記下配線端子はそれぞれ接続領域において導通し、前記上面の垂直方向から見る平面視において、前記上配線は複数の前記接続領域を覆い、かつ、隣接する前記接続領域の間に前記上配線が位置しない隙間を備えることとした。

また、前記電極端子は前記基準方向と交差する方向に離間するコモン端子とアクティブ端子を含み、前記下配線端子は下コモン配線端子と下アクティブ配線端子を含み、前記コモン端子と前記下コモン配線端子、及び、前記アクティブ端子と前記下アクティブ配線端子はそれぞれ前記接続領域において導通し、前記貫通電極は前記下コモン配線端子と電気的に接続することとした。

また、前記回路基板は、前記下面の前記下コモン配線端子と前記下アクティブ配線端子の間に前記基準方向に延在する下共通配線を更に備え、前記下共通配線は複数の前記下コモン配線端子と電気的に接続し、前記貫通電極は前記下共通配線と電気的に接続することとした。

また、前記下共通配線は隙間を介して前記基準方向に分離し、前記貫通電極は分離する前記下共通配線ごとに位置することとした。

また、前記ヘッドチップは、液滴を吐出する吐出チャンネルと、液滴を吐出しない非吐出チャンネルを更に含み、前記吐出チャンネルと前記非吐出チャンネルは前記基準方向に交互に配列し、前記吐出チャンネルは共通駆動電極を備え、前記非吐出チャンネルは個別駆動電極を備え、前記コモン端子は前記共通駆動電極と電気的に接続し、前記アクティブ端子は前記個別駆動電極と電気的に接続することとした。

また、前記上配線は前記貫通電極と電気的に接続し、前記上共通配線は前記上配線を介して前記貫通電極と電気的に接続することとした。

また、前記上配線は隙間を介して前記基準方向に分離し、前記貫通電極は分離する前記上配線ごとに位置することとした。

また、前記上配線と前記上共通配線は、分離する前記上配線ごとに電気的に接続することとした。

また、前記上共通配線と前記上配線とは前記基準方向と交差する方向に離間し、前記上共通配線と前記上配線とは前記上面に位置する連絡配線を介して電気的に接続することとした。

また、前記連絡配線は、前記接続領域の上部の前記上配線に電気的に接続されることとした。

また、前記連絡配線の前記基準方向における総電極幅は、前記接続領域を覆う前記上配線の前記基準方向における総電極幅よりも狭いこととした。

また、前記回路基板は光透過性を有し、前記回路基板を垂直方向から見る平面視において、前記下配線端子は前記上配線から突出することとした。

また、前記下配線端子の前記基準方向の電極幅は、前記電極端子の前記基準方向の電極幅と等しい、又は、前記電極端子の前記基準方向の電極幅より狭い請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。

本発明の液体噴射装置は、上記の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。

本発明による液体噴射ヘッドは、基準方向に配列する複数の電極端子を備えるヘッドチップと、ヘッドチップに接続する回路基板と、を備え、回路基板は、複数の電極端子のそれぞれに対応し下面に位置する複数の下配線端子と、下面から下面とは反対側の上面に貫通し下配線端子と電気的に接続する貫通電極と、複数の下配線端子に対応し上面に位置する上配線と、貫通電極と電気的に接続し上面に位置する上共通配線とを備え、複数の電極端子と複数の下配線端子はそれぞれ接続領域において導通し、上面の垂直方向から見る平面視において、上配線は複数の接続領域を覆い、かつ、隣接する接続領域の間に上配線が位置しない隙間を備える。

これにより、回路基板の下面のみに配線を設置する場合よりも配線抵抗を低下させることができる。また、電極端子と下配線端子とが導通する接続領域の上部には必ず上配線が位置するので、電極端子と下配線端子を接続する熱圧着時に各接続領域が均等に荷重されて確実に導通する。更に、回路基板の上面の垂直方向から見る平面視において、隣接する接続領域の間に上配線が位置しない（即ち、上配線が設置されない）隙間を備えるので、回路基板と上配線の線膨張率が互いに異なる場合でも、熱膨張差による回路基板の伸長や収縮が分散され、電極端子に対する下配線端子の位置ずれが抑制される。

本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドに使用する回路基板の上面模式図である。本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドに使用する回路基板の上面模式図である。本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。本発明の第六実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。従来公知のカバープレートを除去した液体噴射ヘッドの上面模式図である。

（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図１（ａ）は液体噴射ヘッド１の部分断面模式図であり、図１（ｂ）は液体噴射ヘッド１の電極構成を示す模式図である。

図１に示すように、液体噴射ヘッド１は、ヘッドチップ２と回路基板３を備える。ヘッドチップ２は、基板２ａと、基板２ａの表面の基準方向Ｋに配列する複数の電極端子４を備える。回路基板３は、複数の電極端子４のそれぞれに対応してヘッドチップ２の側の下面ＬＰに位置する複数の下配線端子５と、複数の下配線端子５に電気的に接続し下面ＬＰに位置する下共通配線９と、下面ＬＰから下面ＬＰとは反対側の上面ＴＰに貫通し、下共通配線９を介して下配線端子５と電気的に接続する貫通電極６と、複数の下配線端子５に対応して上面ＴＰに位置する上配線７と、貫通電極６と電気的に接続し上面ＴＰに位置する上共通配線８とを備える。そして、複数の電極端子４と複数の下配線端子５はそれぞれ接続領域Ｒにおいて導通し、上面ＴＰの垂直方向から見る平面視において、上配線７は複数の接続領域Ｒを覆い、かつ、隣接する接続領域Ｒの間に上配線７が位置しない隙間Ｓを備える。

これにより、回路基板３の下面ＬＰのみに下共通配線９を設置する場合よりも配線抵抗を低下させることができる。また、電極端子４と下配線端子５とが導通する接続領域Ｒの上部には必ず上配線７が位置するので、電極端子４と下配線端子５を接続する熱圧着時に各接続領域Ｒが均等に荷重されて確実に導通する。更に、隣接する接続領域Ｒの間の上面ＴＰに上配線７が位置しない隙間Ｓを備えるので、回路基板３と上配線７の線膨張率が互いに異なる場合でも、熱膨張差による回路基板３の伸長や収縮が分散され、電極端子４に対する下配線端子５の基準方向Ｋの位置ずれが抑制される。

ここで、ヘッドチップ２は、液滴を吐出させるためのアクチュエータとして圧電体の電歪効果を利用するピエゾ方式や発熱体により液体を加圧して気泡を発生させるバブル方式を利用することができる。回路基板３は、ガラス基板、ガラスエポキシ基板、ポリイミド等のプラスチック材料を使用したフレキシブル回路基板、等を使用することができる。回路基板３は、好ましくは光透過性の材料を使用する。電極端子４、下配線端子５、下共通配線９、上配線７及び上共通配線８は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｒ等の金属膜や、Ｃｕ膜＼Ｎｉ膜＼Ａｕ膜をめっき法等により積層した積層膜を０．１μｍ〜２０μｍの厚さに堆積して用いることができる。上配線７と上共通配線８は厚さが同じ、又は同程度とする。貫通電極６は、回路基板３に貫通孔を形成し、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等の導電材料をめっき法等により充填して形成することができる。

具体的に説明する。ヘッドチップ２を構成する基板２ａは、液体に圧力波を誘起する図示しないチャンネルと、チャンネルの容積を変化させる図示しない駆動部と、駆動部を駆動するための図示しない駆動電極とを備える。電極端子４は、この駆動電極と電気的に接続し、駆動部からの駆動信号をチャンネルに伝達する。従って、電極端子４の数はチャンネルの数以上、例えばチャンネルの数の略２倍となる。ヘッドチップ２は、更に、図示しないノズルプレートとカバープレートを備える。カバープレートは各チャンネルに液体を供給し、ノズルプレートはチャンネルに連通するノズルを備え、ノズルから液滴を吐出する。

電極端子４は基準方向Ｋに同じピッチＰで配列する。下配線端子５は電極端子４に対応し、基準方向Ｋに電極端子４と同じピッチＰで配列する。各下配線端子５は基準方向Ｋと直交する方向に延長し下共通配線９に電気的に接続する。電極端子４と下配線端子５は図示しない異方性導電材を介し接続領域Ｒにおいて電気的に接続する。下共通配線９の上方に上共通配線８が位置し、下共通配線９と上共通配線８は貫通電極６を介して電気的に接続する。貫通電極６は２つの下配線端子５ごとに下配線端子５と下共通配線９の交差部に位置する。上配線７は複数の接続領域Ｒの上方を覆うように設置され、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒの間の上面ＴＰには上配線７が設置されない隙間Ｓを備える。即ち、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒの間の上面ＴＰには上配線７が位置しない隙間Ｓを備える。

より具体的には、上配線７は下配線端子５に対応して分離し、基準方向Ｋに配列する。上面ＴＰの垂直方向から見る平面視で、分離する各上配線７は各接続領域Ｒをそれぞれ覆う。更に、同じ平面視で、下配線端子５は上配線７よりも基準方向Ｋに直交する方向に突出する。そのため、回路基板３が光透過性を有する場合は、平面視で下配線端子５と電極端子４とが視認可能となり、ヘッドチップ２に対する回路基板３の位置合わせが容易となる。また、上共通配線８の基準方向Ｋに直交する方向の電極幅は下共通配線９の基準方向Ｋに直交する方向の電極幅よりも広い。更に、上共通配線８の基準方向Ｋに直交する方向の電極断面積は下共通配線９の基準方向Ｋに直交する方向の電極断面積よりも広い。下共通配線９と上共通配線８を合わせた共通配線の基準方向Ｋの配線抵抗が一層低下する。また、下配線端子５の基準方向Ｋの電極幅Ｗｂを電極端子４の基準方向Ｋの電極幅Ｗａと等しく、又は、電極幅Ｗｂを電極幅Ｗａよりも狭く形成する。これにより、ヘッドチップ２と回路基板３の間の位置ずれに対するマージンが拡大し、位置合わせが容易となる。

なお、上配線７と上共通配線８を分離せず、連続的に形成してもよい。また、貫通電極６を２つの下配線端子５ごとに設置せず、３つ以上の下配線端子５ごとに設置してもよい。また、下共通配線９を設置せず、下配線端子５を基準方向Ｋと直交する外方向に延長し、下配線端子５ごとに貫通電極６を設置して、上共通配線８と各下配線端子５とを各貫通電極６を介して電気的に接続してもよい。また、下配線端子５や上配線７は基準方向Ｋと直交する方向に延長することに限られず、基準方向Ｋと交差する方向に延長してもよい。

（第二実施形態）
図２は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図２（ａ）は液体噴射ヘッド１の部分断面模式図であり、図２（ｂ）は液体噴射ヘッド１の電極構成を示す模式図である。第一実施形態と異なる主な点は、電極端子４がコモン端子４ａとアクティブ端子４ｂを備え、下配線端子５が下コモン配線端子５ａと下アクティブ配線端子５ｂを備え、コモン端子４ａが下コモン配線端子５ａに対応し、アクティブ端子４ｂが下アクティブ配線端子５ｂに対応し、それぞれ接続領域Ｒａ、Ｒｂにおいて導通する点である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図２（ａ）に示すように、液体噴射ヘッド１は、ヘッドチップ２と回路基板３を備える。ヘッドチップ２は、基板２ａと、基板２ａの表面の基準方向Ｋに配列する複数の電極端子４を備える。回路基板３は、複数の電極端子４のそれぞれに対応してヘッドチップ２の側の下面ＬＰに位置する複数の下配線端子５と、複数の下配線端子５に電気的に接続し下面ＬＰに位置する下共通配線９と、下面ＬＰから下面ＬＰとは反対側の上面ＴＰに貫通し、下共通配線９を介して下配線端子５と電気的に接続する貫通電極６と、複数の下配線端子５に対応して上面ＴＰに位置し、貫通電極６と電気的に接続する上配線７と、上配線７と電気的に接続し上面ＴＰに位置する上共通配線８と、を備える。つまり、上共通配線８は上配線７を介して貫通電極６と電気的に接続する。

電極端子４は、更に、基準方向Ｋに直交する方向に離間するコモン端子４ａとアクティブ端子４ｂを含む。下配線端子５は、更に、下コモン配線端子５ａと下アクティブ配線端子５ｂを含む。そして、コモン端子４ａと下コモン配線端子５ａは接続領域Ｒａにおいて導通し、アクティブ端子４ｂと下アクティブ配線端子５ｂは接続領域Ｒｂにおいて導通する。図２（ｂ）に示すように、上配線７は、下コモン配線端子５ａに対応する上配線７ａと、下アクティブ配線端子５ｂに対応する上配線７ｂと、下共通配線９に対応し基準方向Ｋに延在する上配線７ｃとを有する。上配線７ａと上配線７ｂは上配線７ｃを介して直線的に設置され、貫通電極６はこの直線的に設置される上配線７ａ及び上配線７ｂと上配線７ｃが交差する交差部に設置される。

上面ＴＰの垂直方向から見る平面視において、上配線７ａ、７ｂはそれぞれ接続領域Ｒａ、Ｒｂを覆い、かつ、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒａの間に上配線７ａが設置されない隙間Ｓａを備え、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒｂの間に上配線７ｂが設置されない隙間Ｓｂを備える。つまり、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒａの間には上配線７ａが位置しない隙間Ｓａを備え、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒｂの間には上配線７ｂが位置しない隙間Ｓｂを備える。回路基板３は、下面ＬＰの下コモン配線端子５ａと下アクティブ配線端子５ｂの間に基準方向Ｋに延在する下共通配線９を更に備え、下共通配線９は複数の下コモン配線端子５ａと電気的に接続し、貫通電極６は、下共通配線９と上配線７ｃとを電気的に接続する。なお、下共通配線９は下アクティブ配線端子５ｂと電気的に分離している。上配線７ｂは、基準方向Ｋと直交する外方向に延長し、上共通配線８と複数の箇所で電気的に接続する。

第一実施形態で記載した図示しない駆動部には、一対の駆動電極が備えられている。一対の駆動電極のうち一方の駆動電極をコモン電極とする。このコモン電極に、上共通配線８、上配線７ｂ、７ｃ、貫通電極６、下共通配線９、下コモン配線端子５ａ、接続領域Ｒａ及びコモン端子４ａを介して、図示しない駆動ＩＣから駆動信号を供給する。また、一対の駆動電極のうち他方の駆動電極をアクティブ電極とする。このアクティブ電極に、下アクティブ配線端子５ｂ、接続領域Ｒｂ及びアクティブ端子４ｂを介して、図示しない駆動ＩＣからそれぞれ駆動信号を供給する。

回路基板３の下面ＬＰに設置される下共通配線９は、下コモン配線端子５ａと下アクティブ配線端子５ｂの間に位置し、下共通配線９は下アクティブ配線端子５ｂと電気的に分離しており、下アクティブ配線端子５ｂに接することはできないので、基準方向Ｋに直交する方向の電極幅を広くとることができない。しかし、下共通配線９は貫通電極６及び上配線７を介して上共通配線８と電気的に接続し、上共通配線８は基準方向Ｋに直交する方向の電極幅を広くとることができる。そのため、下共通配線９と上共通配線８を合わせた共通配線の配線抵抗を低減させることができる。

また、コモン端子４ａと下コモン配線端子５ａが導通する接続領域Ｒａの上部には必ず上配線７ａが位置し、アクティブ端子４ｂと下アクティブ配線端子５ｂが導通する接続領域Ｒｂには必ず上配線７ｂが位置するので、複数のコモン端子４ａと複数の下コモン配線端子５ａ、及び、複数のアクティブ端子４ｂと複数の下アクティブ配線端子５ｂを同時に接続する熱圧着時に、各接続領域Ｒａ、Ｒｂが均等に荷重されて確実に導通する。更に、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒａの間、及び、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒｂの間の上面ＴＰに上配線７ａ、７ｂが位置しない、即ち上配線７ａ、７ｂが設置されない隙間Ｓａ、Ｓｂを備える。そのため、回路基板３と上配線７の線膨張率が互いに異なる場合でも、熱膨張差による回路基板３の伸長や収縮が分散され、電極端子４に対する下配線端子５の基準方向Ｋの位置ずれが抑制される。

その他、ヘッドチップ２の方式、回路基板３の材料、回路基板３を構成する基板２ａの材料、各端子や配線の材料、貫通電極の材料等は第一実施形態と同様である。なお、上配線７ａは上配線７ｃに連続して形成されるが、上配線７ａを上配線７ｃから分離してもよい。この場合でも、上配線７ａは接続領域Ｒａを覆う大きさを備える。また、上配線７ｂは上配線７ｃと上共通配線８の間に連続して形成されるが、一部の上配線７ｂを上配線７ｃや上共通配線８から分離し、島状に形成してもよい。この場合でも、上配線７ｂは接続領域Ｒｂを覆う大きさを備える。

また、コモン端子４ａの基準方向Ｋの電極幅Ｗａよりもアクティブ端子４ｂの基準方向Ｋの電極幅Ｗｃが広い場合、例えば電極幅Ｗａに対して電極幅Ｗｃが略２倍である場合には、下コモン配線端子５ａの基準方向の電極幅Ｗｂをコモン端子４ａの電極幅Ｗａと等しく、又は、下コモン配線端子５ａの基準方向Ｋの電極幅Ｗｂをコモン端子４ａの電極幅Ｗａよりも狭く形成する。これにより、ヘッドチップ２と回路基板３の間の位置ずれに対するマージンが拡大し、位置合わせが容易となる。また、貫通電極６は、上配線７と下共通配線９の間に更に多数形成することができる。また、上配線７と上共通配線８との間を下アクティブ配線端子５ｂに対応させて下アクティブ配線端子５ｂごとに接続させる必要はなく、２つの下アクティブ配線端子５ｂごとに、或いは、３つ以上の下アクティブ配線端子５ｂごとに上配線７と上共通配線８とを電気的に接続してもよい。

（第三実施形態）
図３は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１に使用する回路基板３の上面模式図である。図３では、回路基板３の上面ＴＰに設置される配線を実線で表し、回路基板３の下面ＬＰに設置される配線、貫通電極６、及び、接続領域Ｒａ、Ｒｂを破線で表し、その他の構成は省略する。第二実施形態と異なる点は、下共通配線９と上配線７ｃが基準方向Ｋに隙間を介して分離する点であり、その他の構成は第二実施形態と同様である。以下、主に第二実施形態と異なる部分について説明し、同一の部分については説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

回路基板３は、下面ＬＰの下コモン配線端子５ａと下アクティブ配線端子５ｂの間であり、基準方向Ｋに延在する下共通配線９を備える。回路基板３は、上面ＴＰに、下コモン配線端子５ａに対応する上配線７ａと、下アクティブ配線端子５ｂに対応する上配線７ｂと、下共通配線９に対応する上配線７ｃとを備える。下コモン配線端子５ａは図示しないコモン端子４ａと接続領域Ｒａにおいて導通し、下アクティブ配線端子５ｂは図示しないアクティブ端子４ｂと接続領域Ｒｂにおいて導通する。上面ＴＰの垂直方向から見る平面視において、上配線７ａは複数の接続領域Ｒａを覆い、かつ、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒａの間に上配線７ａが位置しない隙間Ｓａ、即ち上配線７ａが設置されない隙間Ｓａを備える。同様に、平面視において、上配線７ｂは複数の接続領域Ｒｂを覆い、かつ、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒｂの間に上配線７ｂが位置しない隙間Ｓｂ、即ち上配線７ｂが設置されない隙間Ｓｂを備える。

下共通配線９は、下共通配線９が設置されない隙間Ｓｃが設けられて基準方向Ｋに分離して形成され、貫通電極６は分離する下共通配線９ごとに設置される。即ち、下共通配線９は隙間Ｓｃを介して基準方向Ｋに分離し、貫通電極６は分離する下共通配線９ごとに位置する。上配線７ｃは下共通配線９に対応して上面ＴＰに設置される。つまり、上配線７ｃは、上配線７ｃが設置されない隙間Ｓｄを介して基準方向Ｋに分離し、貫通電極６は分離する上配線７ｃごとに設置される。即ち、上配線７ｃは隙間Ｓｄを介して基準方向Ｋに分離し、貫通電極６は分離する上配線７ｃごとに位置する。上配線７と上共通配線８は、分離する上配線７ごとに電気的に接続する。具体的には、上配線７ｂは基準方向Ｋに直交する方向に延長し上共通配線８と電気的に接続する。上共通配線８は、複数の下アクティブ配線端子５ｂの上部に設置される。なお、上共通配線８は、平面視で、一部の下アクティブ配線端子５ｂと重なり、他の下アクティブ配線端子５ｂとは重ならない構成や、すべての下アクティブ配線端子５ｂと重ならない構成とすることができる。

このように、上配線７ａ、７ｂの基準方向Ｋに隙間Ｓａ、Ｓｂを設けることに加えて、下共通配線９及び上配線７ｃを基準方向Ｋに分離して隙間Ｓｃ、Ｓｄを設けたことにより、回路基板３と上配線７の線膨張率が互いに異なる場合でも、熱膨張差による回路基板３の伸長や収縮が一層分散され、電極端子４に対する下配線端子５の基準方向Ｋの位置ずれが抑制される。

（第四実施形態）
図４は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１に使用する回路基板３の上面模式図である。図４では、回路基板３の上面ＴＰに設置される配線を実線で表し、回路基板３の下面ＬＰに設置される配線、貫通電極６、及び、接続領域Ｒａ、Ｒｂを破線で表し、その他の構成は省略する。第二実施形態と異なる点は、上配線７と上共通配線８とが離間し、一部の上配線７ｂを介して上配線７と上共通配線８が電気的に接続する点であり、その他の構成は第二実施形態と同様である。以下、主に第二実施形態と異なる部分について説明し、同一の部分については説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

回路基板３は、下面ＬＰの下コモン配線端子５ａと下アクティブ配線端子５ｂの間であり、基準方向Ｋに延在する下共通配線９を備える。回路基板３は、上面ＴＰに、下コモン配線端子５ａに対応する上配線７ａと、下アクティブ配線端子５ｂに対応する上配線７ｂと、下共通配線９に対応する上配線７ｃとを備える。下コモン配線端子５ａは図示しないコモン端子４ａと接続領域Ｒａにおいて導通し、下アクティブ配線端子５ｂは図示しないアクティブ端子４ｂと接続領域Ｒｂにおいて導通する。上面ＴＰの垂直方向から見る平面視において、上配線７ａは複数の接続領域Ｒａを覆い、かつ、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒａの間に上配線７ａが位置しない隙間Ｓａを備える。同様に、平面視において、上配線７ｂは複数の接続領域Ｒｂを覆い、かつ、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒｂの間に上配線７ｂが位置しない隙間Ｓｂを備える。

上共通配線８と上配線７とは基準方向Ｋに直交する方向に離間し、上共通配線８と上配線７とは上面ＴＰに設置される連絡配線１４を介して電気的に接続する。そして、連絡配線１４の基準方向Ｋにおける電極幅Ｗｄに連絡配線１４の数ｎを乗じた総電極幅Ｗｔ＝ｎ×Ｗｄは、接続領域Ｒｂを覆う上配線７ｂの基準方向Ｋにおける電極幅Ｗｅに上配線７ｂの数ｍを乗じた総電極幅Ｗｔ’＝ｍ×Ｗｅよりも狭い。具体的には、上配線７ｂの複数本おきに上配線７ｂを基準方向Ｋに直交する方向に延長させて連絡配線１４とし、この連絡配線１４を上共通配線８に電気的に接続する。これにより、上配線７と上共通配線８を結ぶ配線を減少させて使用する金属を削減する。また、基準方向Ｋに直交する方向の電極幅が広く、基準方向Ｋに長い上共通配線８が下配線端子５から離間するので、回路基板３と上共通配線８の線膨張率が互いに異なる場合でも、熱膨張差による回路基板３の伸長や収縮の影響が低減し、電極端子４に対する下配線端子５の基準方向Ｋの位置ずれが抑制される。

（第五実施形態）
図５は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図５（ａ）は液体噴射ヘッド１の模式的な分解斜視図であり、図５（ｂ）はカバープレート１６及びノズルプレート１９を除去した液体噴射ヘッド１の上面模式図である。図５（ｂ）において、回路基板３の上面ＴＰに設置される配線を実線で、下面ＬＰに設置される配線、貫通電極及び接続領域を破線で示す。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図５（ａ）に示すように、液体噴射ヘッド１は、ヘッドチップ２を構成し、圧電体材料からなる基板２ａと、基板２ａの上面に接合されるカバープレート１６と、基板２ａの前方端ＦＥに接着されるノズルプレート１９と、基板２ａの後方端ＲＥの上面に接続される回路基板３とを備える。基板２ａは、液滴を吐出する吐出チャンネル１０と、液滴を吐出しない非吐出チャンネル１１とを備え、吐出チャンネル１０と非吐出チャンネル１１は基準方向Ｋに交互に配列する。基板２ａは、更に、後方端ＲＥの側の上面にコモン端子４ａが設置され、コモン端子４ａと後方端ＲＥの間の上面にアクティブ端子４ｂが設置される。カバープレート１６には液室１７が形成され、液室１７と各吐出チャンネル１０とはスリット１８を介して連通する。ノズルプレート１９にはノズル２０が形成され、ノズル２０は吐出チャンネル１０に連通する。

図５（ｂ）に示すように、吐出チャンネル１０は基板２ａの前方端ＦＥから後方端ＲＥの手前まで形成され、非吐出チャンネル１１は前方端ＦＥから後方端ＲＥに亘って形成される。吐出チャンネル１０の側面には共通駆動電極１２が設置され、非吐出チャンネル１１の側面には個別駆動電極１３が設置される。共通駆動電極１２及び個別駆動電極１３は各チャンネルの上端から略１／２の深さまで形成される。コモン端子４ａは共通駆動電極１２に電気的に接続し、アクティブ端子４ｂは吐出チャンネル１０を挟む２つの非吐出チャンネル１１の吐出チャンネル１０側の側面に設置される２つの個別駆動電極１３と電気的に接続する。

回路基板３は、複数の電極端子４のそれぞれに対応し基板２ａの側の下面ＬＰに位置する複数の下配線端子５と、下面ＬＰから上面ＴＰに貫通し下配線端子５と電気的に接続する貫通電極６と、複数の下配線端子５に対応し上面ＴＰに位置する上配線７と、貫通電極６と電気的に接続し上面ＴＰに位置する上共通配線８とを備える。下配線端子５は下コモン配線端子５ａと下アクティブ配線端子５ｂを含む。回路基板３の下面ＬＰには、下コモン配線端子５ａと下アクティブ配線端子５ｂの間に下共通配線９が設置され、下共通配線９は複数の下コモン配線端子５ａに電気的に接続する。コモン端子４ａと下コモン配線端子５ａ、及び、アクティブ端子４ｂと下アクティブ配線端子５ｂはそれぞれ接続領域Ｒａ及びＲｂにおいて図示しない異方性導電材を介して導通する。貫通電極６は、下共通配線９に電気的に接続し、従って、複数のコモン端子４ａと電気的に接続する。

上面ＴＰの垂直方向から見る平面視で、上配線７は複数の接続領域Ｒを覆い、かつ、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒの間に上配線７が位置しない隙間Ｓを備える。具体的には、上配線７ａはコモン端子４ａと下コモン配線端子５ａが導通する接続領域Ｒａを覆い、かつ、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒａの間に上配線７ａが設置されない隙間Ｓａを備え、上配線７ｂはアクティブ端子４ｂと下アクティブ配線端子５ｂが導通する接続領域Ｒｂを覆い、かつ、基準方向Ｋに隣接する接続領域Ｒｂの間に上配線７ｂが設置されない隙間Ｓｂを備える。

これにより、回路基板３と上配線７の線膨張率が互いに異なる場合でも、熱膨張差による回路基板３の伸長や収縮が分散され、コモン端子４ａやアクティブ端子４ｂに対する下コモン配線端子５ａや下アクティブ配線端子５ｂの基準方向Ｋの位置ずれが抑制される。また、各コモン端子４ａと電気的に接続する下共通配線９の他に、貫通電極６及び上配線７を介して下共通配線９に電気的に接続する上共通配線８を設置したので、下共通配線９のみ設置される場合よりも基準方向Ｋの配線抵抗を低下させることができる。また、接続領域Ｒａ、Ｒｂの上部には必ず上配線７ａ、７ｂが位置するので、コモン端子４ａ及びアクティブ端子４ｂと、下コモン配線端子５ａ及び下アクティブ配線端子５ｂとをそれぞれ同時に接続する熱圧着時に各接続領域Ｒａ、Ｒｂが均等に荷重されて確実に導通する。

更に、回路基板３を垂直方向から見る平面視で、下コモン配線端子５ａは上配線７ａから基準方向Ｋに直交する方向に突出する。そのため、回路基板３が光透過性を有する場合は、平面視で下コモン配線端子５ａとコモン端子４ａとが視認可能となり、基板２ａ（ヘッドチップ２）に対する回路基板３の位置合わせが容易となる。また、上共通配線８と上配線７とを基準方向Ｋと交差する方向に離間して設置し、上共通配線８と上配線７とは上面ＴＰに設置する連絡配線１４を介して電気的に接続する。このように、基準方向Ｋに直交する方向の電極幅が広い上共通配線８が下コモン配線端子５ａや下アクティブ配線端子５ｂから離間するので、回路基板３と上共通配線８の線膨張率が互いに異なる場合でも、熱膨張差による回路基板３の伸長や収縮の影響が低減し、電極端子４に対する下配線端子５の基準方向Ｋの位置ずれが抑制される。また、連絡配線１４として上配線７ｂを複数本おきに延長させて上共通配線８と電気的に接続する。つまり、連絡配線１４の基準方向Ｋにおける総電極幅は、接続領域Ｒｂを覆う上配線７ｂの基準方向Ｋにおける総電極幅よりも狭い。その結果、上配線７と上共通配線８を結ぶ配線が減少し、使用する金属が削減される。なお、上配線７ａと、上共通配線８に接続しない上配線７ｂとを上配線７ｃから分離し、島状に形成してもよい。この場合でも、上配線７ａ、７ｂはそれぞれ接続領域Ｒａ、Ｒｂを覆う大きさを備える。

また、下共通配線９を、下共通配線９が設置されない隙間を設けて基準方向Ｋに分離し、更に、分離する下共通配線９に対応して、上配線７ｃを、上配線７ｃが設置されない隙間を設けて基準方向Ｋに分離することができる。そして、分離した下共通配線９と上配線７ｃの間に貫通電極６を設置して、分離した下共通配線９と上配線７ｃとを電気的に接続する。これにより、回路基板３と下共通配線９及び上配線７との線膨張率が互いに異なる場合でも、熱膨張差による回路基板３の伸長や収縮が分散され、電極端子４に対する下配線端子５の基準方向Ｋの位置ずれが抑制される。

（第六実施形態）
図６は本発明の第六実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。液体噴射装置３０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構４０と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給し、液体噴射ヘッド１、１’から液体を排出する流路部３５、３５’と、流路部３５、３５’に連通する液体ポンプ３３、３３’及び液体タンク３４、３４’とを備えている。液体ポンプ３３、３３’として、流路部３５、３５’に液体を供給する供給ポンプとそれ以外に液体を排出する排出ポンプのいずれかもしくは両方を設置し、液体を循環させることができる。また、図示しない圧力センサーや流量センサーを設置し、液体の流量を制御することができる。液体噴射ヘッド１、１’は、第一〜第五実施形態の液体噴射ヘッド１を使用することができる。即ち、液体噴射ヘッド１はヘッドチップ２と、ヘッドチップ２に接続される回路基板３を備える。

液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体４４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体４４に液体を噴射する液体噴射ヘッド１、１’と、液体噴射ヘッド１、１’を載置するキャリッジユニット４３と、液体タンク３４、３４’に貯留した液体を流路部３５、３５’に押圧して供給する液体ポンプ３３、３３’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４０とを備えている。図示しない制御部は液体噴射ヘッド１、１’、移動機構４０、搬送手段４１、４２を制御して駆動する。

一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体４４を主走査方向に搬送する。移動機構４０は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット４３と、キャリッジユニット４３を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３８と、この無端ベルト３８を図示しないプーリを介して周回させるモータ３９とを備えている。

キャリッジユニット４３は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を噴射する。液体タンク３４、３４’は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ３３、３３’、流路部３５、３５’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を噴射する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を噴射させるタイミングや、キャリッジユニット４３を駆動するモータ３９の回転及び被記録媒体４４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体４４上に任意のパターンを記録することできる。

なお、本実施形態は、移動機構４０がキャリッジユニット４３と被記録媒体４４を移動させて記録する液体噴射装置３０であるが、これに代えて、キャリッジユニットを固定し、移動機構が被記録媒体を２次元的に移動させて記録する液体噴射装置であってもよい。つまり、移動機構は液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させるものであればよい。

１液体噴射ヘッド
２ヘッドチップ、２ａ基板
３回路基板
４電極端子、４ａコモン端子、４ｂアクティブ端子
５下配線端子、５ａ下コモン配線端子、５ｂ下アクティブ配線端子
６貫通電極
７、７ａ、７ｂ、７ｃ上配線
８上共通配線
９下共通配線
１０吐出チャンネル
１１非吐出チャンネル
１２共通駆動電極
１３個別駆動電極
１４連絡配線
１６カバープレート
１７液室
１８スリット
１９ノズルプレート
２０ノズル
ＬＰ下面、ＴＰ上面、Ｋ基準方向、Ｒ、Ｒａ、Ｒｂ接続領域
Ｓ、Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ隙間

Claims

基準方向に配列する複数の電極端子を備えるヘッドチップと、
前記ヘッドチップに接続する回路基板と、を備え、
前記回路基板は、複数の前記電極端子のそれぞれに対応し下面に位置する複数の下配線端子と、前記下面から前記下面とは反対側の上面に貫通し前記下配線端子と電気的に接続する貫通電極と、複数の前記下配線端子に対応し前記上面に位置する上配線と、前記貫通電極と電気的に接続し前記上面に位置する上共通配線とを備え、
複数の前記電極端子と複数の前記下配線端子はそれぞれ接続領域において導通し、
前記上面の垂直方向から見る平面視において、前記上配線は複数の前記接続領域を覆い、かつ、隣接する前記接続領域の間に前記上配線が位置しない隙間を備える液体噴射ヘッド。
前記電極端子は前記基準方向と交差する方向に離間するコモン端子とアクティブ端子を含み、
前記下配線端子は下コモン配線端子と下アクティブ配線端子を含み、
前記コモン端子と前記下コモン配線端子、及び、前記アクティブ端子と前記下アクティブ配線端子はそれぞれ前記接続領域において導通し、前記貫通電極は前記下コモン配線端子と電気的に接続する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
前記回路基板は、前記下面の前記下コモン配線端子と前記下アクティブ配線端子の間であり、前記基準方向に延在する下共通配線を更に備え、
前記下共通配線は複数の前記下コモン配線端子と電気的に接続し、前記貫通電極は前記下共通配線と電気的に接続する請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
前記下共通配線は隙間を介して前記基準方向に分離し、前記貫通電極は分離する前記下共通配線ごとに位置する請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
前記ヘッドチップは、液滴を吐出する吐出チャンネルと、液滴を吐出しない非吐出チャンネルを更に含み、前記吐出チャンネルと前記非吐出チャンネルは前記基準方向に交互に配列し、前記吐出チャンネルは共通駆動電極を備え、前記非吐出チャンネルは個別駆動電極を備え、
前記コモン端子は前記共通駆動電極と電気的に接続し、前記アクティブ端子は前記個別駆動電極と電気的に接続する請求項２〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
前記上配線は前記貫通電極と電気的に接続し、前記上共通配線は前記上配線を介して前記貫通電極と電気的に接続する請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
前記上配線は隙間を介して前記基準方向に分離し、前記貫通電極は分離する前記上配線ごとに位置する請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
前記上配線と前記上共通配線は、分離する前記上配線ごとに電気的に接続する請求項７に記載の液体噴射ヘッド。
前記上共通配線と前記上配線とは前記基準方向と交差する方向に離間し、前記上共通配線と前記上配線とは前記上面に位置する連絡配線を介して電気的に接続する請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
前記連絡配線は、前記接続領域の上部の前記上配線に電気的に接続する請求項９に記載の液体噴射ヘッド。
前記連絡配線の前記基準方向における総電極幅は、前記接続領域を覆う前記上配線の前記基準方向における総電極幅よりも狭い請求項１０に記載の液体噴射ヘッド。
前記回路基板は光透過性を有し、前記回路基板を垂直方向から見る平面視において、前記下配線端子は前記上配線から突出する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
前記下配線端子の前記基準方向の電極幅は、前記電極端子の前記基準方向の電極幅と等しい、又は、前記電極端子の前記基準方向の電極幅より狭い請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
請求項１に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。