JP6984389B2 - 液体噴射ヘッド、液体噴射装置および配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、インク等の液体を噴射する技術に関する。

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、圧力発生室が形成された流路形成基板と、圧力発生室内の液体の圧力を変化させる圧電素子と、圧電素子に駆動信号を供給する駆動回路とを具備する液体噴射ヘッドが開示されている。流路形成基板と駆動回路との間には駆動回路基板が設置される。駆動回路基板には、外部回路から供給される信号や電源を駆動回路に伝送する配線と、駆動回路から出力された駆動信号を圧電素子に伝送する配線とが形成される。

特開２０１７−１２４５４０号公報

特許文献１の技術のもとでは、駆動回路基板に形成された配線の抵抗を充分に低減することが実際には困難であり、配線抵抗に起因した発熱や駆動信号の波形鈍りの抑制といった観点から、更なる改善の余地がある。以上の事情を考慮して、本発明は、液体噴射ヘッドを構成する配線基板に形成される配線の抵抗を低減することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様（態様１）に係る液体噴射ヘッドは、ノズルに連通する圧力室が形成された流路形成部と、前記圧力室内の液体を前記ノズルから噴射させる駆動素子と、前記駆動素子を駆動する駆動パルスを当該駆動素子に出力する駆動回路と、前記流路形成部と前記駆動回路との間に設置された基体部と、前記基体部に形成され、前記駆動回路が前記駆動パルスを生成するための駆動信号を入力端子から前記駆動回路に伝送する信号配線とを含む配線基板とを具備し、前記信号配線は、前記駆動回路において当該信号配線に接続される接続端子に平面視で重なる第１部分と、前記第１部分からみて前記入力端子側に位置する第２部分とを含み、前記第２部分を構成する配線数は、前記第１部分を構成する配線数を上回る。以上の態様では、駆動信号を伝送する信号配線のうち入力端子側の第２部分を構成する配線数が、当該信号配線のうち駆動回路の接続端子に平面視で重なる第１部分の配線数を上回るから、第２部分の配線数が第１部分の配線数と同等である構成と比較して第２部分における配線抵抗が低減される。したがって、信号配線における発熱や駆動信号の波形鈍りを抑制できる。

態様１の好適例（態様２）において、前記基体部における前記駆動回路側の面上には、前記駆動回路と前記駆動素子とを電気的に接続するための中継配線が形成され、前記基体部において前記中継配線が形成された接続領域の少なくとも一部は、前記第２部分からみて、前記信号配線が延在する第１方向に位置し、かつ、前記第１部分からみて、前記第１方向に交差する第２方向に位置する。以上の態様によれば、基体部の表面を効率的に利用して信号配線と中継配線とが形成されるから、基体部を小型化できるという利点がある。

態様１または態様２の好適例（態様３）において、前記中継配線は、前記基体部に形成された貫通孔の内部の第１貫通配線を介して前記駆動素子に電気的に接続される。以上の態様では、基体部における貫通孔の内部の第１貫通配線を介して中継配線が駆動素子に接続されるから、例えば中継配線と駆動素子とを可撓性の配線基板を介して電気的に接続する構成と比較して液体噴射ヘッドの構成が簡素化されるという利点がある。

態様１から態様３の何れかの好適例（態様４）において、前記信号配線は、前記基体部における前記駆動回路側の第１面に形成された第１配線部分と、前記基体部における前記第１面とは反対側の第２面に形成された第２配線部分とを含み、前記第１配線部分と前記第２配線部分とは、前記基体部に形成された貫通孔の内部の第２貫通配線を介して電気的に接続され、前記第２部分において、前記第２配線部分は複数の配線を含む。以上の態様では、基体部の第１面に形成された第１配線部分と第２面に形成された第２配線部分とで信号配線が形成されるから、基体部の片方の表面のみに信号配線を形成した構成と比較して、信号配線の形成に必要な基体部のサイズを削減しながら、信号配線の配線抵抗を低減できるという利点がある。

態様４の好適例（態様５）において、前記駆動回路において前記第１配線部分に接続される接続端子は、前記第２貫通配線に平面視で重ならない。駆動回路の接続端子が第２貫通配線に平面視で重なる構成では、接続端子から基体部に作用する圧力により第２貫通配線に断線または損傷等の配線不良が発生する可能性がある。駆動回路の接続端子が第２貫通配線に平面視で重ならない前述の態様によれば、接続端子から基体部に圧力が作用した場合でも、当該圧力に起因した第２貫通配線の不良を抑制することが可能である。

態様１から態様５の何れかの好適例（態様６）において、前記基体部は、長尺状の板状部材であり、前記第１部分は、前記基体部の長辺に沿う。以上の態様では、信号配線の第１部分が基体部の長辺に沿うから、例えば基体部に沿う長尺状の駆動回路が基体部に設置された構成において、駆動回路の長手方向における全体にわたり信号配線から駆動信号を供給できるという利点がある。

態様１から態様６の何れかの好適例（態様７）に係る液体噴射ヘッドは、前記基体部に形成され、電源電圧を入力端子から前記駆動回路に供給するための電源配線を具備し、前記電源配線は、前記駆動回路において当該電源配線に接続される接続端子に平面視で重なる第３部分と、前記第３部分からみて前記電源電圧の入力端子側に位置する第４部分とを含み、前記第４部分を構成する配線数は、前記第３部分を構成する配線数を上回る。以上の態様では、電源電圧を駆動回路に供給するための電源配線のうち電源電圧の入力端子側の第４部分を構成する配線数が、当該電源配線のうち駆動回路に重なる第３部分を構成する配線数を上回るから、第４部分の配線数が第３部分の配線数と同等である構成と比較して第４部分における配線抵抗が低減される。したがって、電源配線における発熱等の問題を抑制できるという利点がある。

本発明の好適な態様（態様８）に係る液体噴射装置は、以上に例示した何れかの態様に係る液体噴射ヘッドを具備する。液体噴射装置の好例は、インクを噴射する印刷装置であるが、本発明に係る液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。

本発明の好適な態様（態様９）に係る配線基板は、ノズルに連通する圧力室が形成された流路形成部と、前記圧力室内の液体を前記ノズルから噴射させる駆動素子と、前記駆動素子を駆動する駆動パルスを当該駆動素子に出力する駆動回路とを具備する液体噴射ヘッドに利用される配線基板であって、前記流路形成部と前記駆動回路との間に設置される基体部と、前記基体部に形成され、前記駆動回路が前記駆動パルスを生成するための駆動信号を入力端子から前記駆動回路に伝送する信号配線とを具備し、前記信号配線は、第１部分と、前記第１部分からみて前記入力端子側に位置する第２部分とを含み、前記第２部分を構成する配線数は、前記第１部分を構成する配線数を上回る。以上の態様では、駆動信号を伝送する信号配線のうち入力端子側の第２部分を構成する配線数が、当該信号配線のうち駆動回路の接続端子に平面視で重なる第１部分の配線数を上回るから、第２部分の配線数が第１部分の配線数と同等である構成と比較して第２部分における配線抵抗が低減される。したがって、信号配線における発熱や駆動信号の波形鈍りを抑制できる。

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示すブロック図である。 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４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。 積層配線の構成を示す断面図である。 配線基板における基体部の第１面の平面図である。 配線基板における基体部の第２面の平面図である。 第２実施形態における基体部の第１面の平面図である。

＜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、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（典型的には直交）する方向である。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（キャリッジ）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（噴射孔）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（例えば媒体１２の表面に平行な平面）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（典型的には鉛直方向）がＺ方向に相当する。

図２は、液体噴射装置１００の機能に着目した構成図である。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Ｄと複数の電圧（ＶDD，ＶSS，ＶBS）とを生成して液体噴射ヘッド２６に供給する。制御信号Ｓは、インクの噴射の有無（噴射／非噴射）をノズルＮ毎に指示する。駆動信号Ｄは、所定の電圧（以下「基準電圧」という）ＶBSを基準として電圧が変化する周期信号であり、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Ｄは、駆動パルスＰ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Ｐを含む波形の駆動信号Ｄを利用してもよい。制御ユニット２０から液体噴射ヘッド２６に供給される複数の電圧は、高位側の電源電圧ＶDDと、低位側の電源電圧ＶSS（接地電圧）と、前述の基準電圧ＶBSとを含む。

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、相異なるノズルに対応する複数の圧電素子４４（駆動素子の例示）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。駆動回路５０は、相異なる圧電素子４４に対応する複数のスイッチを含んで構成され、駆動信号Ｄの駆動パルスＰを圧電素子４４に供給するか否かを制御信号Ｓに応じて圧電素子４４毎に制御する。具体的には、駆動回路５０は、制御信号Ｓがインクの噴射を指示するノズルに対応した圧電素子４４に駆動パルスＰを供給し、制御信号Ｓがインクの非噴射を指示するノズルに対応する圧電素子４４には駆動パルスＰを供給しない。

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（すなわち千鳥配置またはスタガ配置）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線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は流路形成部３０を具備する。流路形成部３０は、複数のノズルＮにインクを供給するための流路を形成する構造体である。第１実施形態の流路形成部３０は、流路基板３２と圧力室基板３４との積層で構成される。流路基板３２および圧力室基板３４は、Ｙ方向に長尺な板状部材である。流路基板３２におけるＺ方向の負側の表面に、例えば接着剤により圧力室基板３４が固定される。

図４に例示される通り、流路形成部３０におけるＺ方向の負側には、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、流路形成部３０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、概略的には流路基板３２および圧力室基板３４と同様に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。

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。例えば半導体製造技術（例えばドライエッチングやウェットエッチング等の加工技術）を利用してシリコン（Ｓi）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、平面視で（すなわちＺ方向からみて）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２および図３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（キャビティ）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（振動板４２）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、駆動パルスＰの供給により変形する受動素子である。

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（下電極）は、振動板４２の表面に形成され、複数の圧電素子４４にわたり連続する共通電極である。他方、第２電極４４２（上電極）は、圧電素子４４毎に形成された個別電極である。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を圧電素子４４毎の個別電極として第２電極４４２を共通電極とした構成、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。

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。図４に例示される通り、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、各種の電圧（ＶDD，ＶSS，ＶBS）および信号（Ｓ，Ｄ）を制御ユニット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とを含み、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（Ｙ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、制御ユニット２０から外部配線５２を介して供給される電圧（ＶDD，ＶSS，ＶBS）および信号（Ｓ，Ｄ）を伝送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、高位側の電源電圧ＶDDが供給される電源配線７２ａと、低位側の電源電圧ＶSSが供給される電源配線７２ｂと、駆動信号Ｄが供給される信号配線７２ｃと、制御信号Ｓが供給される信号配線７２ｄと、基準電圧ＶBSが供給される基準配線７２ｅとが、第１面Ｆ1および第２面Ｆ2の双方に形成される。電源電圧ＶDDは電源配線７２ａを介して駆動回路５０に供給され、電源電圧ＶSSは電源配線７２ｂを介して駆動回路５０に供給され、駆動信号Ｄは信号配線７２ｃを介して駆動回路５０に供給され、制御信号Ｓは信号配線７２ｄ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、基準配線７２ｅを介して複数の圧電素子４４の第２電極４４２に供給される。

電源配線７２ａと電源配線７２ｂと信号配線７２ｃと基準配線７２ｅとは、複数の導電層の積層で構成された配線（以下「積層配線」という）である。図７は、積層配線の構成図である。図７に例示される通り、基体部７０の表面Ｆ（第１面Ｆ1または第２面Ｆ2）には、積層配線に沿う溝部が形成される。溝部は、基体部７０の表面に対して窪んだ断面矩形状の凹部である。積層配線は、第１配線８１と第２配線８２との積層で構成される。第１配線８１は、例えば銅（Ｃu）等の低抵抗な金属で形成された導電パターンである。図７に例示される通り、第１配線８１は、溝部の内側に形成（すなわち埋設）されたトレンチ配線である。他方、第２配線８２は、第１配線８１を被覆する導電パターンである。第２配線８２は、溝部の内側の第１配線８１を被覆するとともに基体部７０の表面Ｆまで連続する。具体的には、第２配線８２は、例えばチタン（Ｔi）やタングステン（Ｗ）等の金属で第１配線８１の表面に形成された密着層と、例えば金（Ａu）等の金属で密着層の表面に形成された配線層との積層で構成される。密着層は、第１配線８１と配線層との密着性を向上させるための導電層である。以上に説明した通り、配線基板４６に形成された積層配線は、基体部７０の溝部の内側に形成された第１配線８１を含むから、基体部７０の表面Ｆに形成された導電パターンのみで配線を形成した構成と比較して配線抵抗が低減される。

図８は、配線基板４６における基体部７０の第１面Ｆ1の平面図であり、図９は、配線基板４６における基体部７０の第２面Ｆ2の平面図である。第１面Ｆ1と第２面Ｆ2との関係の把握を容易化する観点から、図９においては、基体部７０の第２面Ｆ2に形成された配線を、図８と同様にＺ方向の正側からみた場合（すなわち基体部７０を透視したと仮定した場合）の配線の平面図が図示されている。また、図８および図９には、Ｙ方向に平行な基体部７０の中心線Ｏが図示されている。

図８に例示される通り、基体部７０の第１面Ｆ1には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について、相異なる圧電素子４４に対応する複数の中継配線ｘ1が形成される。複数の中継配線ｘ1は、基体部７０の特定の領域（以下「接続領域」という）Ｒx内に位置し、基体部７０の長辺に沿ってＹ方向に配列する。各中継配線ｘ1のうち中心線Ｏ側の端部は、駆動回路５０の底面（配線基板４６との対向面）に形成された接続端子Ｔoutに接続される。接続端子Ｔoutは、駆動パルスＰが出力される端子である。例えば樹脂コアバンプが接続端子Ｔoutとして好適に利用される。樹脂コアバンプは、樹脂材料で形成された突起の表面に接続用の電極を形成した接続用の端子である。

図９に例示される通り、基体部７０の第２面Ｆ2には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について、相異なる圧電素子４４に対応する複数の中継配線ｘ2が形成される。複数の中継配線ｘ2は、複数の中継配線ｘ1と同様に、基体部７０の長辺に沿ってＹ方向に配列する。各中継配線ｘ1および各中継配線ｘ2は、図７に例示した積層配線ではなく、単層の導電パターンで構成される。例えば中継配線ｘ1および中継配線ｘ2は、積層配線の第２配線８２と同層から形成される。ただし、中継配線ｘ1および中継配線ｘ2を積層配線で形成してもよい。

図８および図９から理解される通り、第１面Ｆ1の中継配線ｘ1のうち中心線Ｏとは反対側の端部と、第２面Ｆ2の中継配線ｘ2のうち中心線Ｏ側の端部とは、貫通配線ｘ3（第１貫通配線の例示）を介して電気的に接続される。貫通配線ｘ3は、基体部７０に形成された貫通孔の内部に形成された導電体（ＴＳＶ：through-silicon via）である。中継配線ｘ2のうち中心線Ｏとは反対側の端部は、第２面Ｆ2に形成された接続端子Ｔx（例えば樹脂コアバンプ）を介して圧電素子４４の第２電極４４２（個別電極）に電気的に接続される。すなわち、中継配線ｘ1および中継配線ｘ2は、基体部７０に形成された貫通孔の内部の貫通配線ｘ3を介して圧電素子４４に電気的に接続される。したがって、駆動回路５０の接続端子Ｔoutから出力される駆動パルスＰは、中継配線ｘ1と貫通配線ｘ3と中継配線ｘ2とで形成される配線を介して接続端子Ｔxから圧電素子４４の第２電極４４２に供給される。以上に説明した通り、第１実施形態では、基体部７０に形成された貫通孔の内部の貫通配線ｘ3を介して中継配線ｘ1が各圧電素子４４に電気的に接続されるから、例えばＦＰＣまたはＦＦＣ等の接続部品を介して中継配線ｘ1と圧電素子４４とを電気的に接続する構成と比較して、液体噴射ヘッド２６の構成が簡素化されるという利点がある。

図８および図９に図示された基準配線７２ｅは、基準電圧ＶBSを圧電素子４４の第１電極４４１（共通電極）に供給するための配線であり、第１配線部分ｅ1と第２配線部分ｅ2と複数の貫通配線ｅ3とを含んで構成される。第１配線部分ｅ1は、基体部７０の第１面Ｆ1に形成された積層配線であり、第２配線部分ｅ2は、基体部７０の第２面Ｆ2に形成された積層配線である。

各貫通配線ｅ3は、基体部７０を貫通する貫通孔の内部に形成された導電体であり、第１配線部分ｅ1と第２配線部分ｅ2とを電気的に接続する。第１配線部分ｅ1は、図８に例示される通り、外部配線５２から基準電圧ＶBSが供給される入力端子である。第２配線部分ｅ2は、図９に例示される通り、第１配線部分ｅ1に平面視で重なる端部からＹ方向に延在し、第２面Ｆ2に形成された複数の接続端子Ｔeを介して第１電極４４１に電気的に接続される。具体的には、第２配線部分ｅ2は、相互に連結された複数（図９の例示では２本）の第１配線８１と、複数の第１配線８１を被覆する第２配線８２とで構成された積層配線である。以上の説明から理解される通り、外部配線５２から供給される基準電圧ＶBSは、第１配線部分ｅ1と貫通配線ｅ3と第２配線部分ｅ2とを介して各接続端子Ｔeから第１電極４４１に供給される。

信号配線７２ｃは、駆動信号Ｄを駆動回路５０に供給するための配線であり、第１配線部分ｃ1と第２配線部分ｃ2と複数の貫通配線ｃ3とを含んで構成される。第１配線部分ｃ1は、基体部７０の第１面Ｆ1に形成された積層配線であり、第２配線部分ｃ2は、基体部７０の第２面Ｆ2に形成された積層配線である。第１配線部分ｃ1は、図８に例示される通り、Ｙ方向の負側の端部である入力端子Ｔc0からＹ方向の正側に延在する。入力端子Ｔc0には外部配線５２から駆動信号Ｄが供給される。第１配線部分ｃ1は、当該第１配線部分ｃ1に沿って駆動回路５０の底面に形成された複数の接続端子Ｔc1に電気的に接続される。複数の接続端子Ｔc1は、駆動回路５０の底面（配線基板４６との対向面）に形成された樹脂コアバンプであり、第１配線部分ｃ1に沿ってＹ方向に間隔をあけて配列する。以上の説明から理解される通り、外部配線５２から入力端子Ｔc0に供給された駆動信号Ｄは、信号配線７２ｃを介して、Ｙ方向の位置が相違する複数の地点（接続端子Ｔc1）から駆動回路５０に供給される。

第２面Ｆ2上の第２配線部分ｃ2は、図９に例示される通り、第１面Ｆ1上の第１配線部分ｃ1に重なるようにＹ方向に延在する。複数の貫通配線ｃ3（第２貫通配線の例示）の各々は、基体部７０を貫通する貫通孔の内部に形成され、第１配線部分ｃ1と第２配線部分ｃ2とを電気的に接続する。すなわち、第１配線部分ｃ1は、当該第１配線部分ｃ1が延在する方向における複数の地点において貫通配線ｃ3により第２配線部分ｃ2に電気的に接続される。以上に説明した通り、第１実施形態では、第１面Ｆ1に形成された第１配線部分ｃ1と第２面Ｆ2に形成された第２配線部分ｃ2とで信号配線７２ｃが構成されるから、第１面Ｆ1に形成された導電パターンのみで信号配線７２ｃを形成する構成と比較して、信号配線７２ｃの形成に必要な基体部７０のサイズを削減しながら、信号配線７２ｃの配線抵抗を低減できるという利点がある。

ところで、駆動回路５０の接続端子Ｔc1が貫通配線ｃ3に平面視で重なる構成では、例えば駆動回路５０の実装時に接続端子Ｔc1から作用する圧力により貫通配線ｃ3に断線または損傷等の配線不良が発生する可能性がある。以上の事情を考慮して、第１実施形態では、駆動回路５０の複数の接続端子Ｔc1が、複数の貫通配線ｃ3の何れにも平面視で重ならない。以上の構成によれば、接続端子Ｔc1から基体部７０に圧力が作用した場合でも、当該圧力に起因した貫通配線ｃ3の配線不良を抑制できるという利点がある。

図８および図９に例示される通り、信号配線７２ｃは、延在方向に沿って第１部分Ｑ1と第２部分Ｑ2とに平面視で区分される。第１部分Ｑ1は、信号配線７２ｃのうち、Ｙ方向（基体部７０の長辺の方向）に沿って延在し、駆動回路５０における複数の接続端子Ｔc1の配列に平面視で重なる部分である。複数の接続端子Ｔc1の各々は信号配線７２ｃの第１部分Ｑ1に接触する。信号配線７２ｃの第１部分Ｑ1は基体部７０の長辺に沿って延在するから、駆動回路５０の長手方向における広い範囲にわたり、信号配線７２ｃから当該駆動回路５０に対して駆動信号Ｄを供給できるという利点がある。

他方、第２部分Ｑ2は、第１部分Ｑ1からみて入力端子Ｔc0側（Ｙ方向の負側）に位置する部分である。具体的には、複数の接続端子Ｔc1のうち入力端子Ｔc0に最も近い１個の接続端子Ｔc1からみて入力端子Ｔc0側の部分が第２部分Ｑ2に相当する。駆動信号Ｄの伝送の方向に着目すると、第２部分Ｑ2は、第１部分Ｑ1と比較して駆動信号Ｄの伝送方向の上流側に位置する。Ｘ方向の位置に着目すると、第２部分Ｑ2は、第１部分Ｑ1からみて中心線Ｏとは反対側に位置する。

第１部分Ｑ1においては、第１配線部分ｃ1および第２配線部分ｃ2の各々を構成する積層配線の第１配線８１は１本である。すなわち、第１部分Ｑ1は、第１配線部分ｃ1の１本の第１配線８１と第２配線部分ｃ2の１本の第１配線８１とを含む合計２本の第１配線８１で構成される。他方、第２部分Ｑ2においては、第１配線部分ｃ1の第１配線８１は第１部分Ｑ1と同様に１本であるが、第２配線部分ｃ2は、相互に連結された複数の第１配線８１（複数の第１配線８１の束）で構成される。すなわち、第２部分Ｑ2は、第１配線部分ｃ1の１本の第１配線８１と、第２配線部分ｃ2の２本の第１配線８１とを含む合計３本の第１配線８１で構成される。以上の説明から理解される通り、第１実施形態では、信号配線７２ｃのうち第２部分Ｑ2を構成する第１配線８１の配線数が、第１部分Ｑ1を構成する第１配線８１の配線数を上回る。第１配線部分ｃ1の第１配線８１と第２配線部分ｃ2の第１配線８１とは略同等の配線幅で形成される。したがって、信号配線７２ｃのうちの第２部分Ｑ2は、第１部分Ｑ1と比較して低抵抗である。

図８および図９に例示される通り、中継配線ｘ1が形成された接続領域Ｒxの少なくとも一部は、信号配線７２ｃの第２部分Ｑ2からみてＹ方向の正側（第１方向の例示）に位置し、かつ、当該信号配線７２ｃの第１部分Ｑ1からみてＸ方向の正側（第２方向の例示）に位置する。具体的には、第１部分Ｑ1が形成されたＹ方向の範囲と接続領域ＲxのＹ方向の範囲とは相互に重なり、第２部分Ｑ2が形成されたＸ方向の範囲と接続領域ＲxのＸ方向の範囲とは相互に重なる。すなわち、信号配線７２ｃの曲折により第１面Ｆ1に確保された接続領域Ｒxに、複数の中継配線ｘ1が形成される。以上の構成によれば、第１面Ｆ1を効率的に利用して信号配線７２ｃと複数の中継配線ｘ1とが形成されるから、基体部７０を小型化することが可能である。

図８の電源配線７２ａは、基体部７０の第１面Ｆ1に形成された積層配線であり、Ｙ方向の負側の端部である入力端子Ｔa0からＹ方向の正側に延在する。入力端子Ｔa0には外部配線５２から電源電圧ＶDDが供給される。電源配線７２ａは、当該電源配線７２ａに沿って駆動回路５０の底面に形成された複数の接続端子Ｔa1に電気的に接続される。複数の接続端子Ｔa1の各々は、駆動回路５０の底面に形成された樹脂コアバンプであり、電源配線７２ａに沿ってＹ方向に間隔をあけて配列する。なお、低位側の電源電圧ＶSSを供給するための電源配線７２ｂも基体部７０には形成されるが、電源配線７２ｂの構成は電源配線７２ａと同様であるため、図８および図９では電源配線７２ｂの図示を便宜的に省略した。

図８および図９の信号配線７２ｄは、基体部７０の第１面Ｆ1に形成され、Ｙ方向の負側の端部からＹ方向の正側に延在する。信号配線７２ｄは、駆動回路５０の底面のうちＹ方向の負側に位置する端部の近傍に形成された接続端子Ｔdに接続される。信号配線７２ｄは、例えば銅（Ｃu）または金（Ａu）の単層で形成される。すなわち、図８に例示した積層構造は信号配線７２ｄには採用されない。信号配線７２ｄは、例えば積層配線の第２配線８２と同層から形成される。

以上に説明した通り、第１実施形態では、駆動信号Ｄを伝送する信号配線７２ｃのうち入力端子Ｔc側の第２部分Ｑ2を構成する配線数が、当該信号配線７２ｃのうち駆動回路５０の接続端子に平面視で重なる第１部分Ｑ1の配線数を上回る。すなわち、第１実施形態では、第１部分Ｑ1と第２部分Ｑ2とで配線数が等しい構成と比較して、第２部分Ｑ2における配線抵抗が低減される。したがって、信号配線７２ｃにおける発熱や駆動信号の波形鈍りを抑制できるという利点がある。

＜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１０は、第２実施形態の配線基板４６における基体部７０の第１面Ｆ1の平面図である。第２実施形態では、電源配線７２ａの態様が第１実施形態とは相違する。電源配線７２ａ以外の配線は第１実施形態と同様であるから、以下の説明では電源配線７２ａのみを説明し、電源配線７２ａ以外の各配線については説明を省略する。

第２実施形態の電源配線７２ａは、延在方向に沿って第３部分Ｑ3と第４部分Ｑ4とに平面視で区分される。第３部分Ｑ3は、電源配線７２ａのうち駆動回路５０における複数の接続端子Ｔa1の配列に平面視で重なる部分である。他方、第４部分Ｑ4は、第３部分Ｑ3からみて入力端子Ｔa0側（Ｙ方向の負側）に位置する部分である。具体的には、複数の接続端子Ｔa1のうち入力端子Ｔa0に最も近い１個の接続端子Ｔa1からみて入力端子Ｔa0側の部分が第４部分Ｑ4に相当する。電源電圧ＶDDに対応する電流の方向に着目すると、第４部分Ｑ4は、第３部分Ｑ3と比較して、電源電圧ＶDDに対応する電流の上流側に位置する。

電源配線７２ａの第３部分Ｑ3を構成する積層配線の第１配線８１は１本である。他方、電源配線７２ａの第４部分Ｑ4を構成する積層配線は２本の第１配線８１を含んで構成される。以上の説明から理解される通り、第２実施形態では、電源配線７２ａのうち第４部分Ｑ4を構成する第１配線８１の配線数が、第３部分Ｑ3を構成する第１配線８１の配線数を上回る。第３部分Ｑ3の第１配線８１と第４部分Ｑ4の各第１配線８１とは略同等の配線幅で形成される。以上の構成によれば、電源配線７２ａのうちの第４部分Ｑ4は、第３部分Ｑ3と比較して低抵抗である。したがって、電源配線７２ａにおける発熱等の問題を抑制できるという利点がある。なお、以上の説明では、電源電圧ＶDDの供給用の電源配線７２ａに着目したが、電源電圧ＶDD以外の電圧（例えば低位側の電源電圧ＶSSや基準電圧ＶBS）を供給するための他の配線にも、第２実施形態の電源配線７２ａと同様の構成が採用され得る。

＜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）信号配線７２ｃの第１部分Ｑ1を構成する第１配線８１の配線数と、第２部分Ｑ2を構成する第１配線８１の配線数とは、第１実施形態の例示に限定されない。例えば、信号配線７２ｃの第１部分Ｑ1を４本以上の第１配線８１で構成し、第２部分Ｑ2を３本以上の第１配線８１で構成してもよい。同様に、電源配線７２ａの第３部分Ｑ3を構成する第１配線８１の配線数と、第４部分Ｑ4を構成する第１配線８１の配線数とは、第２実施形態の例示に限定されない。例えば、電源配線７２ａの第３部分Ｑ3を３本以上の第１配線８１で構成し、第４部分Ｑ4を３本以上の第２配線８２で構成してもよい。

（２）第１実施形態では、基体部７０の第１面Ｆ1に形成された第１配線部分ｃ1と第２面Ｆ2に形成された第２配線部分ｃ2とで信号配線７２ｃを形成したが、基体部７０の第１面Ｆ1に形成された導電パターンのみで信号配線７２ｃを形成してもよい。第１面Ｆ1の導体パターンのみで信号配線７２ｃを形成した構成でも、信号配線７２ｃのうち第２部分Ｑ2を構成する第１配線８１の配線数が、第１部分Ｑ1を構成する第１配線８１の配線数を上回る構成が好適である。また、第２実施形態では、基体部７０の第１面Ｆ1に形成された導電パターンにより電源配線７２ａを形成したが、第１面Ｆ1に形成された導電パターンと第２面Ｆ2に形成された導電パターンとにより電源配線７２ａを構成してもよい。電源配線７２ａを第１面Ｆ1と第２面Ｆ2に形成した構成でも、電源配線７２ａのうち第４部分Ｑ4を構成する第１配線８１の配線数が、第３部分Ｑ3を構成する第１配線８１の配線数を上回る構成が好適である。以上の説明から理解される通り、基体部７０の表面に形成された配線のうちの部分Ａ（例えば第１部分Ｑ1または第３部分Ｑ3）における配線数が、当該部分Ａよりも入力端子側の部分Ｂ（例えば第２部分Ｑ2または第４部分Ｑ4）における配線数を上回る構成であれば、当該配線が基体部７０の両面に形成されるか片面に形成されるかは不問である。

（３）前述の各形態では１系統の駆動信号Ｄを例示したが、波形が相違する複数の駆動信号Ｄを利用してもよい。駆動回路５０は、複数の駆動信号Ｄの各々に含まれる駆動パルスＰを圧電素子４４に対して選択的に供給する。以上の構成では、複数の駆動信号Ｄの各々について第１実施形態と同様の信号配線７２ｃが形成される。

（４）前述の各形態では、配線基板４６の各配線（電源配線７２ａ，電源配線７２ｂ，信号配線７２ｃ，信号配線７２ｄ）を積層配線で構成したが、各配線は積層配線に限定されない。例えば、電源配線７２ａと電源配線７２ｂと信号配線７２ｃと基準配線７２ｅとを、単層の導電パターンにより形成してもよい。

（５）圧力室Ｃ内の液体（例えばインク）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（典型的には圧力室Ｃの内部に圧力を付与する要素）として包括的に表現され、動作方式（圧電方式／熱方式）や具体的な構成の如何は不問である。

（６）前述の各形態では、液体噴射ヘッド２６を搭載した搬送体２４２を往復させるシリアル方式の液体噴射装置１００を例示したが、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も本発明を適用することが可能である。

（７）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。

１００…液体噴射装置、１２…媒体、１４…液体容器、２０…制御ユニット、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、３４…圧力室基板、４２…振動板、４４…圧電素子、４６…配線基板、４８…筐体部、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，７２d，７２e）…配線。

Claims (9)

1. ノズルに連通する圧力室が形成された流路形成部と、
   前記圧力室内の液体を前記ノズルから噴射させる駆動素子と、
   前記駆動素子を駆動する駆動パルスを当該駆動素子に出力する駆動回路と、
   前記流路形成部と前記駆動回路との間に設置された基体部と、前記基体部に形成され、前記駆動回路が前記駆動パルスを生成するための駆動信号を入力端子から前記駆動回路に伝送する信号配線とを含む配線基板とを具備し、
   前記信号配線は、前記駆動回路において当該信号配線に接続される接続端子に平面視で重なる第１部分と、前記第１部分からみて前記入力端子側に位置する第２部分とを含み、
   前記第２部分を構成する配線数は、前記第１部分を構成する配線数を上回る
   液体噴射ヘッド。
2. 前記基体部における前記駆動回路側の面上には、前記駆動回路と前記駆動素子とを電気的に接続するための中継配線が形成され、
   前記基体部において前記中継配線が形成された接続領域の少なくとも一部は、前記第２部分からみて、前記信号配線が延在する第１方向に位置し、かつ、前記第１部分からみて、前記第１方向に交差する第２方向に位置する
   請求項１の液体噴射ヘッド。
3. 前記中継配線は、前記基体部に形成された貫通孔の内部の第１貫通配線を介して前記駆動素子に電気的に接続される
   請求項１または請求項２の液体噴射ヘッド。
4. 前記信号配線は、前記基体部における前記駆動回路側の第１面に形成された第１配線部分と、前記基体部における前記第１面とは反対側の第２面に形成された第２配線部分とを含み、前記第１配線部分と前記第２配線部分とは、前記基体部に形成された貫通孔の内部の第２貫通配線を介して電気的に接続され、
   前記第２部分において、前記第２配線部分は複数の配線を含む
   請求項１から請求項３の何れかの液体噴射ヘッド。
5. 前記駆動回路において前記第１配線部分に接続される接続端子は、前記第２貫通配線に平面視で重ならない
   請求項４の液体噴射ヘッド。
6. 前記基体部は、長尺状の板状部材であり、
   前記第１部分は、前記基体部の長辺に沿う
   請求項１から請求項５の何れかの液体噴射ヘッド。
7. 前記基体部に形成され、電源電圧を入力端子から前記駆動回路に供給するための電源配線を具備し、
   前記電源配線は、前記駆動回路において当該電源配線に接続される接続端子に平面視で重なる第３部分と、前記第３部分からみて前記電源電圧の入力端子側に位置する第４部分とを含み、
   前記第４部分を構成する配線数は、前記第３部分を構成する配線数を上回る
   請求項１から請求項６の何れかの液体噴射ヘッド。
8. 請求項１から請求項７の何れかの液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置。
9. ノズルに連通する圧力室が形成された流路形成部と、前記圧力室内の液体を前記ノズルから噴射させる駆動素子と、前記駆動素子を駆動する駆動パルスを当該駆動素子に出力する駆動回路とを具備する液体噴射ヘッドに利用される配線基板であって、
   前記流路形成部と前記駆動回路との間に設置される基体部と、
   前記基体部に形成され、前記駆動回路が前記駆動パルスを生成するための駆動信号を入力端子から前記駆動回路に伝送する信号配線とを具備し、
   前記信号配線は、第１部分と、前記第１部分からみて前記入力端子側に位置する第２部分とを含み、
   前記第２部分を構成する配線数は、前記第１部分を構成する配線数を上回る
   配線基板。
   

Images