JP7052589B2 - 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び配線基板 - Google Patents

液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び配線基板 Download PDF

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Description

本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び配線基板に関する。
インクジェットプリンター等の液体吐出装置は、液体吐出ヘッドに設けられた圧電素子等の駆動素子を駆動信号により駆動することで、キャビティーに充填されたインク等の液体をノズルから吐出し、記録媒体上に文字や画像を形成する。このような液体吐出ヘッドにおいては、液体吐出ヘッドの小型化のために、液体吐出ヘッドに入力される駆動信号を出力する駆動ICと、インターポーザー基板と、駆動素子が設けられたアクチュエーター基板とを、バンプ電極によって電気的に接続する構成が知られている。
例えば、特許文献1には、駆動素子としての圧電素子が形成されたアクチュエーター基板、インターポーザー基板及び圧電素子を駆動する駆動信号を出力する駆動ICを、バンプ電極を用いて電気的に接続するインクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)が開示されている。
特開2017-164994号公報
液体吐出装置の液体吐出ヘッドに用いられるアクチュエーター基板には、ノズルが1方向に対して複数形成されることでノズル列を形成する。そのため、特許文献1に記載の駆動IC、アクチュエーター基板及びインターポーザー基板がバンプ電極により電気的に接続されている構成において、駆動ICから出力されてアクチュエーター基板及びインターポーザー基板で伝搬される駆動信号の検査を行う場合、当該検査に用いられる検査用端子は、当該ノズル列が形成されている方向おいて、当該ノズル列の端部に複数設けられることとなる。その結果、当該検査用端子に検査対象である駆動信号を伝搬するための配線長にばらつきが生じるおそれがあり、当該駆動信号の検査精度が低下するおそれがある。
本発明に係る液体吐出ヘッドの一態様は、
第1信号が供給されることで駆動する第1駆動素子と、
第2信号が供給されることで駆動する第2駆動素子と、
前記第1信号及び前記第2信号を出力する駆動ICと、
第1辺と、前記第1辺よりも長い第2辺とを有し、前記駆動ICと電気的に接続され、前記第1信号及び前記第2信号を伝搬する配線基板と、
を備え、
前記配線基板は、
前記第1信号が入力される第1電極と、
前記第2信号が入力される第2電極と、
前記第1電極と電気的に接続される第3電極と、
前記第2電極と電気的に接続される第4電極と、
を含み、
前記第2辺に沿った方向において、前記第1電極と前記第3電極との間に前記第2電極が位置し、前記第2電極と前記第4電極との間に前記第3電極が位置する。
前記液体吐出ヘッドの一態様において、
前記第1駆動素子が駆動することで液体を吐出するノズルを含む複数のノズルが、前記第2辺に沿った方向において並んで設けられ、
前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極及び前記第4電極は、前記第2辺に沿った方向において並んで設けられていてもよい。
前記液体吐出ヘッドの一態様において、
前記第3電極及び前記第4電極は、
前記配線基板の平面視において、前記駆動ICと重ならない位置に設けられていてもよい。
前記液体吐出ヘッドの一態様において、
前記駆動ICには、前記第1信号及び前記第2信号の基となる第3信号が入力され、
前記配線基板は、
前記駆動ICに前記第3信号を出力する第5電極と、
前記第5電極と電気的に接続される第6電極と、
を備え、
前記第6電極と前記第2辺との距離は、前記第1電極と前記第2辺の距離よりも長くてもよい。
本発明に係る液体吐出装置の一態様は、
前記液体吐出ヘッドの一態様と、
前記液体吐出ヘッドを制御する制御回路と、
を備える。
本発明に係る配線基板の一態様は、
第1信号が供給されることで駆動する第1駆動素子と、第2信号が供給されることで駆動する第2駆動素子と、前記第1信号及び前記第2信号を出力する駆動ICと、を含む液体吐出ヘッドに設けられ、第1辺と、前記第1辺よりも長い第2辺とを有し、前記駆動ICと電気的に接続され、前記第1信号及び前記第2信号を伝搬する配線基板であって、
前記第1信号が入力される第1電極と、
前記第2信号が入力される第2電極と、
前記第1電極と電気的に接続される第3電極と、
前記第2電極と電気的に接続される第4電極と、
を含み、
前記第2辺に沿った方向において、前記第1電極と前記第3電極との間に前記第2電極が位置し、前記第2電極と前記第4電極との間に前記第3電極が位置する。
液体吐出装置の概略構成を示す図である。 液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。 液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 図3のIII-III線における液体吐出ヘッドの断面を示す断面図である。 駆動信号COMA,COMBの一例を示す図である。 駆動IC、インターポーザー基板、アクチュエーター基板及び圧電素子の電気的接続を説明するための図である。 バンプ電極の構成の一例を示す図である。 インターポーザー基板を面G2から見た場合の構成を示す平面図である。 インターポーザー基板を面G1から見た場合の構成を示す平面図である。 アクチュエーター基板のインターポーザー基板側の面であって、圧電素子が形成される面を示す平面図である。 第2実施形態のインターポーザー基板を面G2から見た場合の構成を示す平面図である。 第2実施形態のインターポーザー基板を面G1から見た場合の構成を示す平面図である。 第2実施形態のアクチュエーター基板のインターポーザー基板側の面であって、圧電素子が形成される面を示す平面図である。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
以下では、本発明に係る配線基板を備えた液体吐出ヘッドについて、印刷装置である液体吐出装置に適用される液体吐出ヘッドを例に挙げて説明する。
1 第1実施形態
1.1 液体吐出装置の概要
図1は、本実施形態の液体吐出ヘッドが適用される液体吐出装置1の概略構成を示す図である。本実施形態に係る液体吐出装置1は、液体の一例としてのインクを吐出する液体吐出ヘッド21が搭載されたキャリッジ22が往復動し、搬送される媒体Pに対してインクを吐出するシリアル印刷方式のインクジェットプリンターである。以下の説明では、キャリッジ22が移動する方向をX方向、媒体Pが搬送される方向をY方向、インクが吐出される方向をZ方向として説明する。なお、以下の説明では、X方向、Y方向及びZ方向は互いに直交する方向として説明を行う。また、媒体Pとしては、印刷用紙、樹脂フィルム、布帛等の任意の印刷対象を用いられてもよい。
液体吐出装置1は、液体容器2、制御ユニット10、ヘッドユニット20、移動ユニット80及び搬送ユニット70を備える。
液体容器2には、媒体Pに吐出される複数種類のインクが貯留されている。具体的には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グレーの6種類のインクが液体容器2に貯留されている。なお、上述の液体容器2に貯留されるインクの数及び種類は一例であり、液体容器2に貯留されるインクは、5種類以下であってもよく、7種類以上であってもよい。さらに、液体容器2には、ライトシアン、ライトマゼンタ、グリーン等の色彩のインクが貯留されていても良い。このようなインクが貯留される液体容器2としては、インクカートリッジや、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、インクの補充が可能なインクタンク等が用いられる。
制御ユニット10は、例えばCPU(Central Processing Unit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の処理回路と半導体メモリ等の記憶回路とを含み、液体吐出装置1の各要素を制御する。
ヘッドユニット20は、液体吐出ヘッド21及びキャリッジ22を含む。液体吐出ヘッド21は、キャリッジ22に搭載されている。キャリッジ22は、液体吐出ヘッド21を搭載した状態で、移動ユニット80に含まれる無端ベルト82に固定されている。なお、液体容器2も、キャリッジ22に搭載されていてもよい。また、液体吐出ヘッド21には、制御ユニット10から、液体吐出ヘッド21を制御するための複数の信号を含む制御信号Ctrl-H及び液体吐出ヘッド21を駆動するための1又は複数の駆動信号COMが入力される。そして、液体吐出ヘッド21は、制御信号Ctrl-H及び1又は複数の駆動信号COMに基づいて、液体容器2から供給されるインクをZ方向に吐出する。
移動ユニット80は、キャリッジモーター81及び無端ベルト82を含む。キャリッジモーター81は、制御ユニット10から入力される制御信号Ctrl-Cに基づいて動作する。そして、キャリッジモーター81の動作に従って無端ベルト82が回転する。これにより、無端ベルト82に固定されたキャリッジ22がX方向に往復動する。
搬送ユニット70は、搬送モーター71及び搬送ローラー72を含む。搬送モーター71は、制御ユニット10から入力される制御信号Ctrl-Tに基づいて動作する。そして、搬送モーター71の動作に従って搬送ローラー72が回転する。この搬送ローラー72の回転に伴って媒体PがY方向に搬送される。
以上のように液体吐出装置1は、制御ユニット10が出力される各種信号に基づいて、搬送ユニット70による媒体Pの搬送と移動ユニット80によるヘッドユニット20の往復動とに連動して、ヘッドユニット20に含まれる液体吐出ヘッド21からインクを吐出することで、媒体Pの表面の任意の位置にインクを着弾させ、媒体Pに所望の画像を形成する。
1.2 液体吐出装置の電気的構成
図2は、液体吐出装置1の電気的な構成を示すブロック図である。液体吐出装置1は、制御ユニット10、ヘッドユニット20、移動ユニット80及び搬送ユニット70を備える。図2に示すように、制御ユニット10は、制御回路100、駆動回路50a,50b、基準電圧生成回路51及び電源電圧生成回路53を含む。
制御回路100は、例えば、マイクロコントローラー等のプロセッサーを含む。そして、制御回路100は、ホストコンピューターから供給される画像データ等の各種信号に基づいて、液体吐出装置1を制御するデータや信号を生成する。
具体的には、制御回路100は、ヘッドユニット20の走査位置に応じた制御信号Ctrl-Cを、移動ユニット80に出力する。これにより、ヘッドユニット20の往復動が制御される。また、制御回路100は、搬送ユニット70に対して制御信号Ctrl-Tを出力する。これにより、媒体Pの搬送が制御される。なお、制御信号Ctrl-Cは、不図示の信号変換回路により信号変換されたのち、移動ユニット80に供給されてもよい。同様に、制御信号Ctrl-Tは、不図示の信号変換回路により信号変換されたのち、搬送ユニット70に供給されてもよい。
また、制御回路100は、ホストコンピューターからの供給される画像データ等の各種信号に基づいて、ヘッドユニット20を制御するための制御信号Ctrl-Hとして、印刷データ信号SI、チェンジ信号CH、ラッチ信号LAT及びクロック信号SCKを出力する。
また、制御回路100は、駆動回路50a,50bのそれぞれにデジタル信号である駆動制御信号dA,dBを出力する。
具体的には、駆動回路50aには駆動制御信号dAが入力される。そして、駆動回路50aは、駆動制御信号dAをデジタル/アナログ変換したのち、変換されたアナログ信号をD級増幅して駆動信号COMAを生成する。そして、駆動回路50aは、生成した駆動信号COMAをヘッドユニット20に出力する。また、駆動回路50bには駆動制御信号dBが入力される。そして、駆動回路50bは、駆動制御信号dBをデジタル/アナログ変換したのち、変換されたアナログ信号をD級増幅して駆動信号COMBを生成する。そして、駆動回路50bは、生成した駆動信号COMBをヘッドユニット20に出力する。
基準電圧生成回路51は、ヘッドユニット20に含まれる圧電素子60に供給される基準電圧信号VBSを生成する。この基準電圧信号VBSは、例えばDC6Vの電圧信号である。そして、基準電圧生成回路51は、生成した基準電圧信号VBSをヘッドユニット20に出力する。なお、基準電圧生成回路51は、グラウンド電位などのDC6V以外の異なる電圧値の電圧信号を生成し出力してもよい。
電源電圧生成回路53は、高電圧信号VHV及び低電圧信号VDDを生成する。高電圧信号VHVは、例えばDC42Vの電圧信号である。また、低電圧信号VDDは、例えば3.3Vの電圧信号である。そして、高電圧信号VHV及び低電圧信号VDDのそれぞれは、制御ユニット10における各種構成の電源電圧として用いられるとともに、ヘッドユニット20に出力される。なお、電源電圧生成回路53は、高電圧信号VHV及び低電圧信号VDD以外の各種電圧信号を生成しても良い。
ヘッドユニット20は、複数の液体吐出ヘッド21を含む。ヘッドユニット20に入力される印刷データ信号SI、チェンジ信号CH、ラッチ信号LAT、クロック信号SCK、駆動信号COMA,COMB、基準電圧信号VBS、高電圧信号VHV及び低電圧信号VDDは、ヘッドユニット20において分岐された後、複数の液体吐出ヘッド21のそれぞれに供給される。なお、本実施形態において複数の液体吐出ヘッド21の各々は、同様の構成である。
各液体吐出ヘッド21は、駆動信号選択回路200及び複数の吐出部600を含む。駆動信号選択回路200は、入力される印刷データ信号SI、クロック信号SCK、ラッチ信号LAT及びチェンジ信号CHに基づいて、駆動信号COMA,COMBを選択又は非選択とすることで、駆動信号VOUTを生成する。そして、駆動信号選択回路200は、対応する吐出部600に含まれる圧電素子60に駆動信号VOUTを供給する。圧電素子60は、駆動信号VOUTが供給されることで変位する。そして、当該変位に応じた量のインクが吐出部600から吐出される。
1.3 液体吐出ヘッドの構成
ここで、液体吐出ヘッド21の構成について説明する。図3は、液体吐出ヘッド21の分解斜視図である。また、図4は、図3のIII-III線における液体吐出ヘッド21の断面を示す断面図である。
図3に示すように、液体吐出ヘッド21は、Y方向に配列された2M個のノズルNを備える。本実施形態において、2M個のノズルNは、列L1と列L2との2列で配列している。以下の説明では、列L1に属するM個のノズルNの各々をノズルN1と称し、列L2に属するM個のノズルNの各々をノズルN2と称する場合がある。また、以下の説明では、列L1に属するM個のノズルN1のうち、m番目(mは、1≦m≦Mを満たす自然数)のノズルN1と、列L2に属するM個のノズルN2のうち、m番目のノズルN2との、Y方向での位置が略一致する場合を想定する。ここで、「略一致」とは、完全に一致する場合の他に、誤差を考慮すれば同一とみなせる場合を含む。なお、2M個のノズルNは、列L1に属するM個のノズルN1のうち、m番目のノズルN1と、列L2に属するM個のノズルN2のうち、m番目のノズルN2との、Y方向の位置が相違するように、所謂、千鳥状又はスタガ状に配列されてもよい。
図3及び図4に示すように、液体吐出ヘッド21は流路基板32を備える。流路基板32は、面F1と面FAとを含む板状部材である。面F1は、液体吐出ヘッド21から見て媒体P側の表面であり、面FAは、面F1とは反対側の表面である。面FAの面上には、圧力室基板34、振動基板36、複数の圧電素子60、インターポーザー基板38及び筐体部40が設けられている。また、面F1の面上には、ノズル板52と吸振体54とが設けられている。液体吐出ヘッド21の各要素は、概略的にはY方向に長尺な板状部材であり、Z方向に積層されている。
ノズル板52は板状部材であり、ノズル板52には、貫通孔である2M個のノズルNが形成されている。なお、以下の説明においてノズル板52には、600個以上のノズルNが形成され、列L1及び列L2の各々に対応するノズルNは、1インチあたり300個以上の密度で設けられている。
流路基板32は、インクの流路を形成するための板状部材である。図3及び図4に示すように、流路基板32には流路RAが形成されている。また、流路基板32には、2M個のノズルNと1対1に対応するように、2M個の流路31と2M個の流路33とが形成される。流路31及び流路33は、図4に示すように流路基板32を貫通するように形成された開口である。流路33は、当該流路33に対応するノズルNに連通する。また、流路基板32の面F1には、2つの流路39が形成される。2つの流路39のうちの一方は、流路RAと列L1に属するM個のノズルN1に1対1に対応するM個の流路31とを連結する流路であり、他方は、流路RAと列L2に属するM個のノズルN2に1対1に対応するM個の流路31とを連結する流路である。
図3及び図4に示すように、圧力室基板34は、2M個のノズルNと1対1に対応するように2M個の開口37が形成された板状部材である。圧力室基板34のうち流路基板32とは反対側の表面には振動基板36が設けられる。
図4に示すように、振動基板36と流路基板32の面FAとは、各開口37の内側で相互に間隔をあけて対向する。開口37の内側で流路基板32の面FAと振動基板36との間に位置する空間は、当該空間に充填されたインクに圧力を付与するための圧力室Cとして機能する。圧力室Cは、例えば、X方向を長手方向としてY方向を短手方向とする空間である。液体吐出ヘッド21には、2M個のノズルNに1対1に対応するように、2M個の圧力室Cが設けられる。ノズルN1に対応して設けられた圧力室Cは、流路31及び流路39を介して流路RAに連通するとともに、流路33を介してノズルN1に連通する。また、ノズルN2に対応して設けられた圧力室Cは、流路31及び流路39を介して流路RAに連通するとともに、流路33を介してノズルN2に連通する。
図3及び図4に示すように、振動基板36のうち圧力室Cとは反対側の面上には、2M個の圧力室Cに1対1に対応するように、2M個の圧電素子60が設けられている。圧電素子60の一端には、駆動信号COMA,COMBに基づく駆動信号VOUTが供給され、他端には、基準電圧信号VBSが供給される。圧電素子60は、駆動信号VOUTと基準電圧信号VBSとの電位差に応じて変形(駆動)する。振動基板36は、圧電素子60の変形に連動して振動し、振動基板36が振動すると、圧力室C内の圧力が変動する。そして、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、流路33及びノズルNを経由して吐出される。
なお、圧力室C、流路31,33、ノズルN、振動基板36及び圧電素子60が、圧力室Cに充填されたインクを圧電素子60の駆動により吐出させるための吐出部600として機能する。すなわち、液体吐出ヘッド21には、Y方向に沿って複数の吐出部600が2列に並設されている。
図3及び図4に示すインターポーザー基板38は、面G1と、面G1と対向する面G2とを有し、駆動IC62に駆動信号COMA,COMBを伝搬する。また、インターポーザー基板38は、振動基板36に形成された2M個の圧電素子60を保護するための板状部材であり、振動基板36の表面、又は圧力室基板34の表面に設けられる。
インターポーザー基板38のうち液体吐出ヘッド21から見て媒体P側の表面である面G1には、2つの収容空間45が形成される。2つの収容空間45のうち一方は、M個のノズルN1に対応するM個の圧電素子60を収容するための空間であり、他方は、M個のノズルN2に対応するM個の圧電素子60を収容するための空間である。この収容空間45のZ方向の幅である高さは、圧電素子60が変位しても圧電素子60とインターポーザー基板38とが接触しないように、十分な大きさを有する。
インターポーザー基板38のうち面G1の反対側の表面である面G2には、駆動IC62が設けられる。駆動IC62には、例えば図2に示す駆動信号選択回路200が実装されている。また、駆動IC62には、液体吐出ヘッド21に入力される駆動信号COMA,COMB、印刷データ信号SI、チェンジ信号CH、ラッチ信号LAT及びクロック信号SCKが入力される。そして、駆動IC62は、印刷データ信号SIに基づいて、各圧電素子60に駆動信号COMA,COMBのいずれを供給するか否かを切り替えることで、駆動信号VOUTを生成し出力をする。すなわち、駆動IC62は、駆動信号COMA,COMBの圧電素子60への供給を制御する。
インターポーザー基板38には、駆動信号COMA,COMB,VOUT、印刷データ信号SI、チェンジ信号CH、ラッチ信号LAT及びクロック信号SCKを伝搬するための複数の配線が設けられる。駆動IC62から出力された駆動信号VOUTは、当該配線を介して、圧電素子60に供給される。
また、インターポーザー基板38には、接続配線64が電気的に接続される。接続配線64は、液体吐出ヘッド21に入力された複数の信号を、駆動IC62に転送するための複数の配線が形成された部材であり、例えば、FPC(Flexible Printed Circuit)や、FFC(Flexible Flat Cable)等であってもよい。なお、インターポーザー基板38に形成される複数の配線の詳細については後述する。
駆動IC62において、駆動信号COMA,COMBのいずれかが選択され、駆動信号VOUTが生成される動作について説明する。駆動IC62は、印刷データ信号SI、チェンジ信号CH及びラッチ信号LATに基づいて、駆動信号COMA,COMBを選択又は非選択とすることで、圧電素子60に供給される駆動信号VOUTを生成し出力する。
ラッチ信号LATは、媒体Pに対してドットを形成する周期である印刷周期Taを規定する。具体的には、ラッチ信号LATが立ち上がってから、次にラッチ信号LATが立ち上がるまでの期間が印刷周期Taとなる。また、チェンジ信号CHは、印刷周期Taを複数の期間Tn(nは正の整数)に分割する。印刷データ信号SIは、複数の吐出部600のそれぞれに対応したデータ信号を含み、期間Tn毎に駆動信号COMA,COMBのそれぞれを選択又は非選択とする。このように、駆動IC62は、駆動信号COMA,COMBのそれぞれを、印刷データ信号SIに基づき期間Tn毎に選択又は非選択とすることで、印刷周期Taにおいて駆動信号VOUTを生成する。
ここで、図5に示す駆動信号COMA,COMBを一例として、駆動IC62における駆動信号VOUTの生成手順について説明する。なお、図5における印刷周期Taは、ラッチ信号LATが立ち上がり、チェンジ信号CHが立ち上がるまでの期間T1と、チェンジ信号CHが立ち上がってから次にラッチ信号LATが立ち上がるまでの期間T2と、の2つの期間で構成されている。
駆動信号COMAは、期間T1に配置された台形波形Adp1と、期間T2に配置された台形波形Adp2とを連続させた波形からなる信号である。台形波形Adp1、Adp2とは、互いにほぼ同一の波形であり、それぞれが圧電素子60の一端に供給された場合、対応する吐出部600のノズルNから中程度の量のインクがそれぞれ吐出される。
駆動信号COMBは、期間T1に配置された台形波形Bdp1と、期間T2に配置された台形波形Bdp2とを連続させた波形からなる信号である。台形波形Bdp1、Bdp2は、互いに異なる波形であり、このうち、台形波形Bdp1は、ノズルNの開孔部付近のインクを微振動させてインクの粘度の増大を防止するための波形である。このため、台形波形Bdp1が圧電素子60の一端に供給されたとしても、対応する吐出部600のノズルNからインク滴は吐出されない。また、台形波形Bdp2は、台形波形Adp1,Adp2の双方と異なる波形であり、台形波形Bdp2が圧電素子60の一端に供給された場合、対応する吐出部600のノズルNから上記中程度の量よりも少ない小程度の量のインクが吐出される。
駆動IC62は、印刷データ信号SIに基づいて、期間T1及び期間T2において、駆動信号COMA,COMBのそれぞれを複数の吐出部600に含まれる各圧電素子60に供給するかを制御することで、駆動信号VOUTを生成する。
例えば、印刷データ信号SIが「大ドット」を示す信号であるとき、期間T1及び期間T2において、駆動信号COMAが選択される。これにより、駆動IC62は、印刷周期Taにおいて台形波形Adp1と台形波形Adp2とが連続した波形からなる駆動信号VOUTを出力する。このとき、当該駆動信号VOUTが供給される圧電素子60に対応するノズルNからは、中程度の量のインクが2回吐出される。したがって、媒体Pに大ドットが形成される。
また、印刷データ信号SIが「中ドット」を示す信号であるとき、期間T1において駆動信号COMAが選択され、期間T2において駆動信号COMBが選択される。これにより、駆動IC62は、印刷周期Taにおいて台形波形Adp1と台形波形Bdp2とが連続した波形からなる駆動信号VOUTを出力する。このとき、当該駆動信号VOUTが供給される圧電素子60に対応するノズルNからは、中程度の量のインクと小程度の量のインクとが吐出される。したがって、媒体Pに中ドットが形成される。
また、印刷データ信号SIが「小ドット」を示す信号であるとき、期間T1において駆動信号COMA,COMBのいずれも選択されず、期間T2において駆動信号COMBが選択される。これにより、駆動IC62は、印刷周期Taにおいて台形波形Bdp2からなる駆動信号VOUTを出力する。このとき、当該駆動信号VOUTが供給される圧電素子60に対応するノズルNからは、小程度の量のインクが吐出される。したがって、媒体Pに小ドットが形成される。
また、印刷データ信号SIが「微振動」を示す信号であるとき、期間T1において駆動信号COMBが選択され、期間T2において駆動信号COMA,COMBのいずれも選択されない。これにより、駆動IC62は、印刷周期Taにおいて台形波形Bdp1からなる駆動信号VOUTを出力する。このとき、当該駆動信号VOUTが供給される圧電素子60は、インクが吐出されない程度に駆動し、当該圧電素子60に対応するノズルNからは、インクが吐出されない。したがって、媒体Pにドットは形成されない。
ここで、台形波形Adp1、Adp2、Bdp1、Bdp2の開始タイミングでの電圧と、終了タイミングでの電圧とは、いずれも電圧Vcで共通である。すなわち、駆動信号COMA,COMBは、それぞれ電圧Vcで開始し、電圧Vcで終了する波形から構成される。なお、図5に示す駆動信号COMA,COMBは一例でありこれに限られるものではない。
図3及び図4に戻り、筐体部40は、2M個の圧力室Cに供給されるインクを貯留するためのケースである。筐体部40のうち液体吐出ヘッド21から見て媒体P側の表面である面FBは、例えば、接着剤により流路基板32の面FAに固定される。筐体部40の面FBには、Y方向に延在する溝状の凹部42が形成される。インターポーザー基板38及び駆動IC62は、凹部42の内側に収容される。このとき、接続配線64は、凹部42の内側を通過するようにY方向に延在する。
筐体部40は、例えば、樹脂材料の射出成形により形成される。図4に示すように、筐体部40には、流路RAに連通する流路RBが形成される。流路RA及び流路RBは、2M個の圧力室Cに供給されるインクを貯留するリザーバーQとして機能する。
筐体部40の面FBの反対の表面である面F2には、液体容器2から供給されるインクをリザーバーQに導入するための2つの導入口43が設けられている。液体容器2から2つの導入口43に供給されたインクは、流路RBを経由して流路RAに流入する。そして、流路RAに流入したインクの一部が、流路39及び流路31を経由して、ノズルNに対応する圧力室Cに供給される。ノズルNに対応する圧力室Cに充填されたインクは、ノズルNに対応する圧電素子60の駆動により流路33を経由してノズルNから吐出される。
1.4 駆動IC、配線基板及びアクチュエーター基板の電気的接続の構成
次に、図6を用いて、駆動IC62、インターポーザー基板38、振動基板36及び圧電素子60の電気的接続について説明する。図6は、駆動IC62、インターポーザー基板38、振動基板36及び圧電素子60の電気的接続を説明するための図である。
振動基板36は、振動可能な板状部材である。そして、振動基板36のZ方向の上面には、複数の圧電素子60が図3に示すようにY方向に沿って2列で並設されている。各圧電素子60は、振動基板36の上面において下電極層137、圧電体層138及び上電極層139がZ方向に沿って順次積層されている。このように構成された圧電素子60の下電極層137と上電極層139との間に生じた電位差に応じたて圧電体層138が変位し、圧電体層138の変位に応じて振動基板36がZ方向に変形する。
図6において、下電極層137は、個々の圧電素子60に駆動信号VOUTを供給する個別電極であり、また、上電極層139は、複数の圧電素子60に基準電圧信号VBSを供給するために共通化された共通電極である。なお、下電極層137を共通電極とし上電極層139を個別電極としてもよい。
振動基板36のZ方向の上面には、インターポーザー基板38が積層されている。インターポーザー基板38には、振動基板36に各種信号を供給するための複数の配線及び電極が設けられる。なお、インターポーザー基板38に設けられる複数の配線及び電極の詳細については後述する。
インターポーザー基板38の面G1には、対応する圧電素子60に駆動IC62から出力された駆動信号VOUTを供給するためのバンプ電極141,142が設けられている。バンプ電極141は、2列で並設された複数の圧電素子60の内、例えば、図3に示す列L1に含まれるノズルN1に対応する圧電素子60の下電極層137と対応する位置に設けられている。バンプ電極141と下電極層137とが電気的に接続されることで、圧電素子60に、駆動信号VOUTが供給される。また、バンプ電極141は、インターポーザー基板38の面G1に形成された電極151とも電気的に接続している。
バンプ電極142は、2列で並設された複数の圧電素子60の内、例えば、図3に示す列L2に含まれるノズルN2に対応する圧電素子60の下電極層137と対応する位置に設けられている。バンプ電極142と下電極層137とが電気的に接続されることで、圧電素子60に、駆動信号VOUTが供給される。また、バンプ電極142は、インターポーザー基板38の面G1に形成された電極152とも電気的に接続している。
インターポーザー基板38の面G1には、基準電圧信号VBSを圧電素子60に供給するためのバンプ電極143が設けられている。バンプ電極143は、圧電素子60の上電極層139と対応する位置に設けられている。バンプ電極143と上電極層139とが電気的に接続されることで、圧電素子60に、基準電圧信号VBSが供給される。また、バンプ電極143は、インターポーザー基板38の面G1に形成された電極153とも電気的に接続される。
インターポーザー基板38において面G1とは反対側の面G2には、電極151に対応する電極171が形成されている。電極151と電極171とは、インターポーザー基板38を貫通する貫通配線173により電気的に接続されている。また、インターポーザー基板38の面G2には、電極152に対応する電極172が形成されている。電極152と電極172とは、インターポーザー基板38を貫通する貫通配線174により電気的に接続されている。
インターポーザー基板38の面G2において、電極171と電極172との間には、電極190~199が形成されている。具体的には、電極190~199は、電極171と電極172との間において、電極171から電極172に向かう方向に沿って電極190,191,192,193,194,195,196,197,198,199の順に並設されている。
インターポーザー基板38のZ方向の上面には、駆動IC62が実装されている。駆動IC62のインターポーザー基板38と対向する面であって、インターポーザー基板38の電極171と対向する領域には、バンプ電極201が設けられている。また、バンプ電極201は、駆動IC62に形成された電極211と電気的に接続している。同様に、駆動IC62のインターポーザー基板38と対向する面であって、インターポーザー基板38の電極172と対向する領域には、バンプ電極202が設けられている。また、バンプ電極202は、駆動IC62に形成された電極212と電気的に接続している。
駆動IC62のインターポーザー基板38と対向する面であって、インターポーザー基板38の電極190~199のそれぞれと対向する領域には、バンプ電極220~229が設けられている。また、バンプ電極220~229のそれぞれは、駆動IC62に形成された電極230~239のそれぞれと電気的に接続している。
ここで、本実施形態において、駆動IC62、インターポーザー基板38及び振動基板36のそれぞれを電気的に接続しているバンプ電極141~143,201,202,220~229の構成について、図7を用いて説明する。なお、バンプ電極141~143,201,202,220~229はいずれも同じ構成であり、図7の説明では、バンプ電極240として説明する。
図7は、バンプ電極240の構成の一例を示す図である。図7の上段には、バンプ電極240の平面図を示し、図7の下段には、バンプ電極240の側面図を示す。バンプ電極240は、突出して設けられた樹脂製のコア部241と、コア部241の上部に形成された金属製の電極242とを含む樹脂コアバンプである。このようなバンプ電極240では、電極242のパターン間が絶縁体のコア部241で構成できるため、バンプ電極240の間隔を小さくすることが可能となる。
なお、本実施形態では、バンプ電極240は個別にコア部241と電極242とを含み形成されているとして図示及び説明を行うが、共通に設けられたコア部241の上部に複数の電極242を形成することで、複数のバンプ電極240が形成されていてもよい。
また、駆動IC62、インターポーザー基板38及び振動基板36のそれぞれは、上述したバンプ電極240以外の方法によって電気的に接続されていてもよい。例えば、駆動IC62、インターポーザー基板38及び振動基板36のそれぞれは、金バンプにより電気的に接続されていてもよい。そして、駆動IC62、インターポーザー基板38及び振動基板36のそれぞれは、バンプ電極240により電気的に接続された状態において、導電性接着剤、非導電性接着剤、又は異方導電性接着剤等の接着を用いた接合技術により接合される。
1.5 インターポーザー基板及びアクチュエーター基板の構成
ここで、インターポーザー基板38及び振動基板36の詳細について、図6、図8~図10を用いて説明する。図8は、インターポーザー基板38を面G2から見た場合の構成を示す平面図である。図8には、インターポーザー基板38に実装される駆動IC62を1点鎖線で示している。図9は、インターポーザー基板38を面G1から見た場合の構成を示す平面図である。図10は、振動基板36を含むアクチュエーター基板35のインターポーザー基板38側の面であって、圧電素子60が形成される面を示す平面図である。なお、以下に説明するインターポーザー基板38が、本実施形態における配線基板の一例である。
図8及び図9に示すように、インターポーザー基板38は、基板300を含む。基板300は、第1面305及び第1面305と対向する第2面306を有する。また、基板300は、辺301と、辺301に対向する辺302と、辺301よりも長い辺303と、辺303に対向する辺304とで形成される略矩形状である。ここで、辺301又は辺302が第1辺の一例であり、辺303又は辺304が第2辺の一例である。また、基板300には、接続配線64が接続される複数の電極を含む接続配線領域65と、複数の配線及び複数の電極が形成されている。なお、基板300の第1面305は、インターポーザー基板38の面G2と同じ向きの面であり、基板300の第2面306は、インターポーザー基板38の面G1と同じ向きの面である。
図8に示すように、接続配線領域65には、接続配線64が電気的に接続される電極380~389,392が形成されている。
図8に示すように、電極380は、配線310上に形成されている。そして、電極380は、配線310と接続配線64とを電気的に接続する。配線310は、基板300の第1面305において辺301から辺302に向かうY方向に沿って形成された配線パターンである。電極380には、駆動信号COMAが供給される。そして、配線310は、電極380を介して入力される駆動信号COMAを伝搬する。また、配線310上には電極190が形成されている。電極190は、図6に示すようにバンプ電極220と電気的に接続される。これにより、電極380を介して供給された駆動信号COMAは、配線310で伝搬されたのち、バンプ電極220を介して駆動IC62に供給される。ここで、本実施形態において電極190は、列L1を形成するM個のノズルN1のそれぞれに対応して配線310上にM個形成されている。また、バンプ電極220は、M個の電極190に対応してM個設けられる。
電極381は、配線311上に形成されている。そして、電極381は、配線311と接続配線64とを電気的に接続する。配線311は、基板300の第1面305であって配線310の辺304側において、辺301から辺302に向かうY方向に沿って形成された配線パターンである。電極381には、駆動信号COMBが供給される。配線311は、電極381を介して入力される駆動信号COMBを伝搬する。また、配線311上には電極191が形成されている。電極191は、図6に示すようにバンプ電極221と電気的に接続される。これにより、電極381を介して供給された駆動信号COMBは、配線311で伝搬されたのち、バンプ電極221を介して駆動IC62に供給される。ここで、本実施形態において電極191は、列L1を形成するM個のノズルN1のそれぞれに対応して配線311上にM個形成されている。また、バンプ電極221は、M個の電極191に対応してM個設けられる。
電極382は、配線312上に形成されている。そして、電極382は、配線312と接続配線64とを電気的に接続する。配線312は、基板300の第1面305であって配線311の辺304側において、辺301から辺302に向かうY方向に沿って形成された配線パターンである。電極382には、高電圧信号VHVが供給される。配線312は、電極382を介して入力される高電圧信号VHVを伝搬する。また、配線312上には電極192が形成されている。電極192は、図6に示すようにバンプ電極222と電気的に接続される。これにより、電極382を介して供給された高電圧信号VHVは、配線312で伝搬されたのち、バンプ電極222を介して駆動IC62に供給される。ここで、本実施形態において電極192は、列L1又は列L2を形成するM個のノズルN1又はノズルN2のそれぞれに対応して配線312上にM個形成されている。また、バンプ電極222は、M個の電極192に対応してM個設けられる。
電極383~386のそれぞれは、配線313~316のそれぞれの配線上に形成されている。そして、電極383~386それぞれは、配線313~316のそれぞれと接続配線64とを電気的に接続する。配線313は、基板300の第1面305の配線312の辺304側において、辺301から辺302に向かいY方向に沿って形成された配線パターンである。配線313は、例えば、電極383を介して入力される印刷データ信号SIを伝搬する。また、配線314は、基板300の第1面305の配線313の辺304側において、辺301から辺302に向かいY方向に沿って形成された配線パターンである。配線314は、例えば、電極384を介して入力されるチェンジ信号CHを伝搬する。また、配線315は、基板300の第1面305の配線314の辺304側において、辺301から辺302に向かいY方向に沿って形成された配線パターンである。配線315は、電極385を介して入力されるラッチ信号LATを伝搬する。また、配線316は、基板300の第1面305の配線315の辺304側において、辺301から辺302に向かいY方向に沿って形成された配線パターンである。配線316は、電極386を介して入力されるクロック信号SCKを伝搬する。
配線313~316のそれぞれの配線上には電極193~196のそれぞれが形成されている。電極193~196のそれぞれは、図6に示すようにバンプ電極223~226のそれぞれと電気的に接続される。これにより、印刷データ信号SI、チェンジ信号CH、ラッチ信号LAT及びクロック信号SCKが、駆動IC62に供給される。ここで、本実施形態において電極193~196のそれぞれは、列L1又はL2を形成するM個のノズルN1又はノズルN2に対応して、Y方向に沿ってM個ずつ形成されている。また、バンプ電極223~226のそれぞれは、電極193~196のそれぞれに対応してM個ずつ形成されている。
電極387は、配線317上に形成されている。そして、電極387は、配線317と接続配線64とを電気的に接続する。配線317は、基板300の第1面305であって配線316の辺304側において、辺301から辺302に向かうY方向に沿って形成された配線パターンである。電極387には、低電圧信号VDDが供給される。配線317は、電極387を介して入力される低電圧信号VDDを伝搬する。また、配線317上には電極197が形成されている。電極197は、図6に示すようにバンプ電極227と電気的に接続される。これにより、電極387を介して供給された低電圧信号VDDは、配線317で伝搬されたのち、バンプ電極227を介して駆動IC62に供給される。ここで、本実施形態において電極197は、列L1又は列L2を形成するM個のノズルN1又はノズルN2のそれぞれに対応して配線317上にM個形成されている。また、バンプ電極227は、M個の電極197に対応してM個設けられる。
電極388は、配線318上に形成されている。そして、電極388は、配線318と接続配線64とを電気的に接続する。配線318は、基板300の第1面305であって配線317の辺304側において、辺301から辺302に向かうY方向に沿って形成された配線パターンである。電極388には、駆動信号COMBが供給される。配線318は、電極388を介して入力される駆動信号COMBを伝搬する。また、配線318上には電極198が形成されている。電極198は、図6に示すようにバンプ電極228と電気的に接続される。これにより、電極388を介して供給された駆動信号COMBは、配線318で伝搬されたのち、バンプ電極228を介して駆動IC62に供給される。ここで、本実施形態において電極198は、列L2を形成するM個のノズルN2のそれぞれに対応して配線318上にM個形成されている。また、バンプ電極228は、M個の電極198に対応してM個設けられる。
電極389は、配線319上に形成されている。そして、電極389は、配線319と接続配線64とを電気的に接続する。配線319は、基板300の第1面305であって配線318の辺304側において、辺301から辺302に向かうY方向に沿って形成された配線パターンである。電極389には、駆動信号COMAが供給される。配線319は、電極389を介して入力される駆動信号COMAを伝搬する。また、配線319上には電極199が形成されている。電極199は、図6に示すようにバンプ電極229と電気的に接続される。これにより、電極389を介して供給された駆動信号COMAは、配線319で伝搬されたのち、バンプ電極229を介して駆動IC62に供給される。ここで、本実施形態において電極199は、列L2を形成するM個のノズルN2のそれぞれに対応して配線319上にM個形成されている。また、バンプ電極229は、M個の電極199に対応してM個設けられる。
以上のように、接続配線64を介してインターポーザー基板38に入力される駆動信号COMA,COMB、高電圧信号VHV、低電圧信号VDD、印刷データ信号SI、チェンジ信号CH、ラッチ信号LAT及びクロック信号SCKが駆動IC62に供給される。なお、インターポーザー基板38と駆動IC62とを接続する電極190~199、バンプ電極220~229は、列L1及び列L2を形成するノズルN1又はN2の数と一致していなくてもよい。すなわち、インターポーザー基板38に設けられる電極190~199、及びバンプ電極220~229の数は、M個以上であってもよく、M個未満であってもよい。
電極392は、配線390上に形成されている。そして、電極392は、配線390と接続配線64とを電気的に接続する。配線390は、基板300の第1面305に形成された配線314と配線315の間であって、辺301側に形成されている。電極392には、基準電圧信号VBSが供給される。配線390には、基板300を貫通し、配線390と電気的に接続する貫通配線391が形成されている。
図9に示すように貫通配線391は、第2面306に形成された配線590と電気的に接続する。すなわち、貫通配線391は、基板300を貫通し、配線390と配線590とを電気的に接続する。これにより、電極392を介して入力された基準電圧信号VBSは、配線390及び貫通配線391を介して配線590で伝搬される。配線590上には電極153が形成されている。電極153上には、バンプ電極143が設けられている。そして、図6に示すようにバンプ電極143は、振動基板36に設けられた圧電素子60の上電極層139と電気的に接続する。これにより、基準電圧信号VBSは、電極153及びバンプ電極143を介して圧電素子60に供給される。
図8に示すように、基板300の第1面305であって配線310の辺303側には、電極171が形成されている。電極171には、駆動IC62からノズルN1に対応する圧電素子60に供給される駆動信号VOUTが出力される。また、電極171の辺303側には、基板300を貫通し、電極171と電気的に接続される貫通配線173が形成されている。そして、図9に示すように貫通配線173は、第2面306において電極151と電気的に接続される。また、電極151には、バンプ電極141が設けられている。そして、図6に示すようにバンプ電極141は、振動基板36に設けられた圧電素子60のうち、列L1を形成するノズルN1の下電極層137と電気的に接続する。これにより、駆動信号VOUTは、電極151及びバンプ電極141を介して圧電素子60に供給される。
図8に示すように、基板300の第1面305であって配線319の辺304側には、電極172が形成されている。電極172には、駆動IC62からノズルN2に対応する圧電素子60に供給される駆動信号VOUTが出力される。また、電極172の辺304側には、基板300を貫通し、電極172と電気的に接続される貫通配線174が形成されている。そして、図9に示すように貫通配線174は、第2面306において電極152と電気的に接続される。また、電極152には、バンプ電極142が設けられている。そして、図6に示すようにバンプ電極142は、振動基板36に設けられた圧電素子60のうち、列L2を形成するノズルN2の下電極層137と電気的に接続する。これにより、駆動信号VOUTは、電極152及びバンプ電極142を介して圧電素子60に供給される。
図10に示すように、アクチュエーター基板35は、振動基板36を含む。振動基板36には、列L1を形成するノズルN1に対応する下電極層137及び圧電体層138と、列L2を形成するノズルN2に対応する下電極層137及び圧電体層138と、列L1及び列L2に共通して設けられる上電極層139と、の組が、列L1形成するM個のノズルN1に対応して、Y方向に沿ってM組形成されている。すなわち、図8及び図9に示すように、インターポーザー基板38において、電極151,152,153、バンプ電極141,142,143は、それぞれM個形成されている。
これにより、列L1を形成するノズルN1に対応するM個の圧電素子60、及び列L2を形成するノズルN2に対応するM個の圧電素子60のそれぞれに対して、対応する駆動信号VOUT及び基準電圧信号VBSが供給される。
辺301から辺302に向かうY方向に沿ってM個設けられた電極171のうち、最も辺301側に設けられた電極171-1は、配線340と電気的に接続する。配線340は、Y方向に沿って辺301側から辺302側に向かって形成されている。そして、配線340は、電極171-Mの辺302側に設けられた電極330と電気的に接続する。
図6、図8~図10に示すように、電極171-1は駆動IC62と電気的に接続される。これにより、電極171-1には、駆動IC62から駆動信号VOUTが入力される。電極171-1に入力された駆動信号VOUTは、貫通配線173-1、電極151-1及びバンプ電極141-1を介して列L1に含まれる圧電素子60-1に供給される。したがって、電極171-1と電気的に接続する電極330には、列L1に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極330は、列L1に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
ここで、列L1に含まれる圧電素子60-1が第1駆動素子の一例であり、列L1に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTが第1信号の一例であり、当該駆動信号VOUTがインターポーザー基板38に入力される電極171-1が第1電極の一例であり、当該電極171-1と電気的に接続される電極330が第3電極の一例である。
M個設けられた電極171のうち、最も辺302側であって、辺301側からM番目に設けられた電極171-Mは、配線342と電気的に接続する。配線342は、Y方向に沿って辺301側から辺302側に向かって形成されている。そして、配線342は、電極330の辺302側に設けられた電極332と電気的に接続する。
図6、図8~図10に示すように、電極171-Mは駆動IC62と電気的に接続される。これにより、電極171-Mには、駆動IC62から駆動信号VOUTが入力される。電極171-Mに入力された駆動信号VOUTは、貫通配線173-M、電極151-M及びバンプ電極141-Mを介して列L1に含まれる圧電素子60-Mに供給される。したがって、電極171-Mと電気的に接続する電極332には、列L1に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極332は、列L1に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
ここで、列L1に含まれる圧電素子60-Mが第2駆動素子の一例であり、列L1に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTが第2信号の一例であり、当該駆動信号VOUTがインターポーザー基板38に入力される電極171-Mが第2電極の一例であり、当該電極171-Mと電気的に接続される電極332が第4電極の一例である。
M個設けられた電極171のうち、辺301側からi番目(iは2~M-1のいずれか)に設けられた電極171-iは、配線341と電気的に接続する。配線341は、Y方向に沿って辺301側から辺302側に向かって形成されている。そして、配線341は、電極330と電極332との間に設けられた電極331と電気的に接続する。
図6、図8~図10に示すように、電極171-iは駆動IC62と電気的に接続される。これにより、電極171-iには、駆動IC62から駆動信号VOUTが入力される。電極171-iに入力された駆動信号VOUTは、貫通配線173-i、電極151-i及びバンプ電極141-iを介して列L1に含まれる圧電素子60-iに供給される。したがって、電極171-iと電気的に接続する電極331には、列L1に含まれる圧電素子60-iに供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極331は、列L1に含まれる圧電素子60-iに供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
ここで、電極171-1,171-i,171-M、電極330,331,332は、
辺301から辺302に向かう方向において、電極171-1,171-i,171-M,330,331,332の順に設けられる。すなわち、辺303に沿ったY方向において、電極171-1と電極331との間に電極171-Mが位置し、電極171-Mと電極333との間に電極331が位置する。これにより、電極171-1と電極330とを電気的に接続する配線340と、電極171-iと電極331とを電気的に接続する配線341と、電極171-Mと電極332とを電気的に接続する配線342との配線長のばらつきを低減することが可能となる。したがって、配線340,341,342の配線抵抗のばらつきが低減し、当該配線抵抗のばらつきに起因して、電極330,331,332のそれぞれに供給される駆動信号VOUTの信号波形にばらつきが生じることが低減される。よって、圧電素子60に供給される駆動信号VOUTの検査精度を高めることが可能となる。
辺301から辺302に向かうY方向に沿ってM個設けられた電極172のうち、最も辺301側に設けられた電極172-1は、配線349と電気的に接続する。配線349は、Y方向に沿って辺301側から辺302側に向かって形成されている。そして、配線349は、電極172-Mの辺302側に設けられた電極339と電気的に接続する。
図6、図8~図10に示すように、電極172-1は駆動IC62と電気的に接続される。これにより、電極172-1には、駆動IC62から駆動信号VOUTが入力される。電極172-1に入力された駆動信号VOUTは、貫通配線174-1、電極152-1及びバンプ電極142-1を介して列L2に含まれる圧電素子60-1に供給される。したがって、電極172-1と電気的に接続する電極339には、列L2に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極339は、列L2に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
ここで、列L2に含まれる圧電素子60-1が第1駆動素子の他の一例であり、列L2に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTが第1信号の他の一例であり、当該駆動信号VOUTがインターポーザー基板38に入力される電極172-1が第1電極の他の一例であり、当該電極172-1と電気的に接続される電極339が第3電極の他の一例である。
M個設けられた電極172のうち、最も辺302側であって、辺301側からM番目に設けられた電極172-Mは、配線347と電気的に接続する。配線347は、Y方向に沿って辺301側から辺302側に向かって形成されている。そして、配線347は、電極339の辺302側に設けられた電極337と電気的に接続する。
図6、図8~図10に示すように、電極172-Mは駆動IC62と電気的に接続される。これにより、電極172-Mには、駆動IC62から駆動信号VOUTが入力される。電極172-Mに入力された駆動信号VOUTは、貫通配線174-M、電極152-M及びバンプ電極142-Mを介して列L2に含まれる圧電素子60-Mに供給される。したがって、電極172-Mと電気的に接続する電極337には、列L2に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極337は、列L2に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
ここで、列L2に含まれる圧電素子60-Mが第2駆動素子の他の一例であり、列L2に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTが第2信号の他の一例であり、当該駆動信号VOUTがインターポーザー基板38に入力される電極172-Mが第2電極の他の一例であり、当該電極172-Mと電気的に接続される電極337が第4電極の他の一例である。
M個設けられた電極172のうち、辺301側からi番目(iは2~M-1のいずれか)に設けられた電極172-iは、配線348と電気的に接続する。配線348は、Y方向に沿って辺301側から辺302側に向かって形成されている。そして、配線348は、電極337と電極339との間に設けられた電極338と電気的に接続する。
図6、図8~図10に示すように、電極172-iは駆動IC62と電気的に接続される。これにより、電極172-iには、駆動IC62から駆動信号VOUTが入力される。電極172-iに入力された駆動信号VOUTは、貫通配線174-i、電極152-i及びバンプ電極142-iを介して列L2に含まれる圧電素子60-iに供給される。したがって、電極172-iと電気的に接続する電極338には、列L2に含まれる圧電素子60-iに供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極338は、圧電素子60-iに供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
ここで、電極172-1,172-i,172-M、電極337,338,339は、
辺301から辺302に向かう方向において、電極172-1,172-i,172-M,339,338,337の順に設けられる。すなわち、辺303に沿ったY方向において、電極172-1と電極339との間に、電極172-Mが位置し、電極172-Mと電極337との間に、電極339が位置する。これにより、電極172-1と電極339とを電気的に接続する配線349と、電極172-iと電極338とを電気的に接続する配線348と、電極172-Mと電極337とを電気的に接続する配線347との配線長のばらつきを低減することが可能となる。したがって、配線347,348,349の配線抵抗のばらつきにより、電極337,338,339のそれぞれに供給される駆動信号VOUTの信号波形にばらつきが生じることを低減することができる。よって、圧電素子60に供給される駆動信号VOUTの検査精度を高めることが可能となる。
接続配線64から電極380を介して入力される駆動信号COMAを伝搬し、当該駆動信号COMAを、電極190を介して駆動IC62に出力する配線310には、配線343を介して電極333が電気的に接続される。具体的には、配線343は、配線310の辺302側と電気的に接続される。そして、配線343は、Y方向に沿って辺301側から辺302側に向かって形成されている。
電極333は、配線310の辺302側に位置する。また、電極333は、辺303に沿って設けられる電極330,331,332よりも辺304側であって、辺304に沿って設けられる電極337,338,339よりも辺303側に設けられる。換言すれば、電極333と辺303との距離は、電極330と辺303との距離よりも長く、電極333と辺304との距離は、電極339と辺304との距離よりも長い。
接続配線64から電極381を介して入力される駆動信号COMBを伝搬し、当該駆動信号COMBを、電極191を介して駆動IC62に出力する配線311には、配線344を介して電極334が電気的に接続される。具体的には、配線344は、配線311の辺302側と電気的に接続される。そして、配線344は、Y方向に沿って辺301側から辺302側に向かって形成されている。
電極334は、配線310の辺302側に位置する。また、電極334は、辺303に沿って設けられる電極330,331,332よりも辺304側であって、辺304に沿って設けられる電極337,338,339よりも辺303側に設けられる。換言すれば、電極334と辺303との距離は、電極330と辺303との距離よりも長く、電極334と辺304との距離は、電極339と辺304との距離よりも長い。
接続配線64から電極388を介して入力される駆動信号COMBを伝搬し、当該駆動信号COMBを、電極198を介して駆動IC62に出力する配線318には、配線345を介して電極335が電気的に接続される。具体的には、配線345は、配線318の辺302側と電気的に接続される。そして、配線345は、Y方向に沿って辺301側から辺302側に向かって形成されている。
電極335は、配線318の辺302側に位置する。また、電極335は、辺303に沿って設けられる電極330,331,332よりも辺304側であって、辺304に沿って設けられる電極337,338,339よりも辺303側に設けられる。換言すれば、電極335と辺303との距離は、電極330と辺303との距離よりも長く、電極335と辺304との距離は、電極339と辺304との距離よりも長い。
接続配線64から電極389を介して入力される駆動信号COMAを伝搬し、当該駆動信号COMAを、電極199を介して駆動IC62に出力する配線319には、配線346を介して電極336が電気的に接続される。具体的には、配線346は、配線319の辺302側と電気的に接続される。そして、配線346は、Y方向に沿って辺301側から辺302側に向かって形成されている。
電極336は、配線319の辺302側に位置する。また、電極336は、辺303に沿って設けられる電極330,331,332よりも辺304側であって、辺304に沿って設けられる電極337,338,339よりも辺303側に設けられる。換言すれば、電極336と辺303との距離は、電極330と辺303との距離よりも長く、電極336と辺304との距離は、電極339と辺304との距離よりも長い。
以上のように設けられた電極333~336は、駆動IC62に入力される駆動信号COMA,COMBの信号波形の検査・確認を、駆動IC62に入力される前に行う検査用電極として機能する。駆動信号VOUTの基となる駆動信号COMA,COMBの信号波形を駆動IC62に入力される前において検査・確認することで、仮に駆動信号VOUTの信号波形に歪み等の異常が生じた場合に、当該歪みが駆動IC62に起因して生じているのか否かを検査することが可能となる。したがって、当該検査結果に基づいて、駆動信号VOUTの信号波形に生じた歪みを低減する対策を行うことが可能となり、よって、圧電素子60に供給される駆動信号VOUTの検査精度を高めることが可能となる。
ここで、駆動信号VOUTの基となる駆動信号COMA,COMBのいずれかが第3信号の一例であり、電極190,191,198,199のいずれかが第5電極の一例であり、電極333~336のいずれかが第6電極の一例である。
以上のように設けられた電極330~339は、インターポーザー基板38を平面視である第1面305から見た場合において、インターポーザー基板38に実装される駆動IC62と重ならない位置に設けられることが好ましい。電極330~339と、駆動IC62と重ならない位置に設けることにより、駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を容易に行うことができる。
以上の説明において、配線340と電気的に接続される電極171を、インターポーザー基板38の最も辺301側に設けられた電極171-1として説明し、また、配線342と電気的に接続される電極171を、インターポーザー基板38の最も辺302側に設けられた電極171-Mとして説明したが、これに限るものではない。例えば、配線340と電気的に接続される電極171を辺301からj番目の電極171-j、配線342と電気的に接続される電極171を辺301からk番目の電極171-kとしてもよく、この場合において、1≦j<k≦Mの関係を満たせばよい。
2 第2実施形態
次に、第2実施形態の液体吐出装置1、液体吐出ヘッド21、及び配線基板であるアクチュエーター基板35について説明する。なお、第2実施形態の液体吐出装置1を説明するにあたり、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。第2実施形態における液体吐出ヘッド21では、駆動信号VOUTの信号波形を確認するための検査用電極が振動基板36に設けられている点で第1実施形態と異なる。すなわち、第2実施形態における液体吐出ヘッド21では、振動基板36と、振動基板36にも設けられた複数の検出電極とを含むアクチュエーター基板35が、配線基板の他の一例である。
第2実施形態におけるインターポーザー基板38及びアクチュエーター基板35の構成を図11~図13を用いて説明する。図11は、インターポーザー基板38を面G2から見た場合の構成を示す平面図である。図11には、インターポーザー基板38に実装される駆動IC62を1点鎖線で示している。図12は、インターポーザー基板38を面G1から見た場合の構成を示す平面図である。図13は、アクチュエーター基板35のインターポーザー基板38側の面であって、圧電素子60が形成される面を示す平面図である。図13には、アクチュエーター基板35と電気的接続されるインターポーザー基板38を破線で示している。
図13に示すように、アクチュエーター基板35は、振動基板36と、複数の圧電素子60と、複数の検査用電極とを含む。振動基板36は、辺601と、辺601と対向する辺602と、辺601よりも長い辺603と、辺603に対向する辺604とで形成される略矩形状である。ここで、辺601又は辺602が第1辺の一例であり、辺603又は辺604が第2辺の一例である。
図11に示すように、インターポーザー基板38には、電極380~389,392を介して、駆動信号COMA,COMB、印刷データ信号SI、チェンジ信号CH、ラッチ信号LAT及びクロック信号SCKが入力される。そして、入力された各種信号は、電極190~199を介して駆動IC62に入力される。駆動IC62は、入力された各種信号に基づいて列L1に含まれるM個の圧電素子60及び列L2に含まれるM個の圧電素子60のそれぞれに対応する複数の駆動信号VOUTを出力する。
図11~図13に示すように、駆動IC62から出力された駆動信号VOUTは、インターポーザー基板38に設けられた電極171-1~171-M、貫通配線173-1~173-M、電極151-1~151-M及びバンプ電極141-1~141-Mを介して、振動基板36に形成された圧電素子60-1~60-Mに含まれる下電極層137-1~137-Mに供給される。そして、圧電素子60-1~60-Mのそれぞれは、入力される駆動信号VOUTに基づいて駆動する。
図13に示すように、振動基板36において辺601から辺602に向かうY方向に沿ってM個設けられた列L1に含まれる圧電素子60のうち、最も辺601側に設けられた圧電素子60-1に含まれる下電極層137-1は、配線640と電気的に接続する。配線640は、Y方向に沿って辺601側から辺602側に向かって形成されている。そして、配線640は、列L1の辺602側に設けられた電極630と電気的に接続する。
上述のとおり、下電極層137-1には、列L1に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTが供給される。したがって、下電極層137-1と電気的に接続する電極630には、列L1に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極630は、列L1に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
ここで、列L1に含まれる圧電素子60-1が第2実施形態における第1駆動素子の一例であり、列L1に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTが第2実施形態における第1信号の一例であり、当該駆動信号VOUTが振動基板36に入力される下電極層137-1が第1電極の一例であり、当該下電極層137-1と電気的に接続される電極630が第3電極の一例である。
M個設けられた列L1に含まれる圧電素子60のうち、最も辺602側であって、辺601側からM番目に設けられた圧電素子60-Mに含まれる下電極層137-Mは、配線642と電気的に接続する。配線642は、Y方向に沿って辺601側から辺602側に向かって形成されている。そして、配線642は、電極630の辺602側に設けられた電極632と電気的に接続する。
上述のとおり、下電極層137-Mには、列L1に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTが供給される。したがって、下電極層137-Mと電気的に接続する電極632には、列L1に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極632は、列L1に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
ここで、列L1に含まれる圧電素子60-Mが第2実施形態における第2駆動素子の一例であり、列L1に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTが第2実施形態における第2信号の一例であり、当該駆動信号VOUTが振動基板36に入力される下電極層137-Mが第2電極の一例であり、当該下電極層137-Mと電気的に接続される電極632が第4電極の一例である。
M個設けられた列L1に含まれる圧電素子60のうち、辺601側からi番目(iは2~M-1のいずれか)に設けられた下電極層137-iは、配線641と電気的に接続する。配線641は、Y方向に沿って辺601側から辺602側に向かって形成されている。そして、配線641は、電極630と電極632との間に設けられた電極631と電気的に接続する。
上述のとおり、下電極層137-iには、列L1に含まれる圧電素子60-iに供給される駆動信号VOUTが供給される。したがって、下電極層137-iと電気的に接続する電極631には、列L1に含まれる圧電素子60-iに供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極631は、列L1に含まれる圧電素子60-iに供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
振動基板36において辺601から辺602に向かうY方向に沿ってM個設けられた列L2に含まれる圧電素子60のうち、最も辺601側に設けられた圧電素子60-1に含まれる下電極層137-1は、配線649と電気的に接続する。配線649は、Y方向に沿って辺601側から辺602側に向かって形成されている。そして、配線649は、列L1の辺602側に設けられた電極639と電気的に接続する。
上述のとおり、下電極層137-1には、列L2に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTが供給される。したがって、下電極層137-1と電気的に接続する電極639には、列L2に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極639は、列L2に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
ここで、列L2に含まれる圧電素子60-1が第2実施形態における第1駆動素子の他の一例であり、列L2に含まれる圧電素子60-1に供給される駆動信号VOUTが第2実施形態における第1信号の他の一例であり、当該駆動信号VOUTが振動基板36に入力される下電極層137-1が第1電極の他の一例であり、当該下電極層137-1と電気的に接続される電極639が第3電極の他の一例である。
M個設けられた列L2に含まれる圧電素子60のうち、最も辺602側であって、辺601側からM番目に設けられた圧電素子60-Mに含まれる下電極層137-Mは、配線647と電気的に接続する。配線647は、Y方向に沿って辺601側から辺602側に向かって形成されている。そして、配線647は、電極630の辺602側に設けられた電極637と電気的に接続する。
上述のとおり、下電極層137-Mには、列L2に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTが供給される。したがって、下電極層137-Mと電気的に接続する電極637には、列L1に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極637は、列L1に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
ここで、列L2に含まれる圧電素子60-Mが第2実施形態における第2駆動素子の他の一例であり、列L2に含まれる圧電素子60-Mに供給される駆動信号VOUTが第2実施形態における第2信号の他の一例であり、当該駆動信号VOUTが振動基板36に入力される下電極層137-Mが第2電極の他の一例であり、当該下電極層137-Mと電気的に接続される電極637が第4電極の他の一例である。
M個設けられた列L2に含まれる圧電素子60のうち、辺601側からi番目(iは2~M-1のいずれか)に設けられた下電極層137-iは、配線648と電気的に接続する。配線648は、Y方向に沿って辺601側から辺602側に向かって形成されている。そして、配線648は、電極639と電極637との間に設けられた電極638と電気的に接続する。
上述のとおり、下電極層137-iには、列L2に含まれる圧電素子60-iに供給される駆動信号VOUTが供給される。したがって、下電極層137-iと電気的に接続する電極638には、列L2に含まれる圧電素子60-iに供給される駆動信号VOUTが供給される。以上のように設けられた電極638は、列L2に含まれる圧電素子60-iに供給される駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を行うための検査用電極として機能する。
以上のように、列L1に含まれる圧電素子60-iに含まれる下電極層137-1,137-i,137-M、電極630,631,632は、辺601から辺602に向かう方向において、下電極層137-1,137-i,137-M、電極630,631,632の順に設けられる。これにより、下電極層137-1と電極630とを電気的に接続する配線640と、下電極層137-iと電極631とを電気的に接続する配線641と、下電極層137-Mと電極632とを電気的に接続する配線642との配線長のばらつきを低減することが可能となる。したがって、第1実施形態と同様に、配線640,641,642の配線抵抗のばらつきが低減し、当該配線抵抗のばらつきに起因して、電極630,631,632のそれぞれに供給される駆動信号VOUTの信号波形にばらつきが生じることが低減される。よって、第1実施形態と同様に複数の圧電素子60に供給される駆動信号VOUTの検査精度を高めることが可能となる。
同様に、列L2に含まれる圧電素子60-iに含まれる下電極層137-1,137-i,137-M、電極637,638,639は、辺601から辺602に向かう方向において、下電極層137-1,137-i,137-M、電極639,638,637の順に設けられる。これにより、下電極層137-1と電極639とを電気的に接続する配線649と、下電極層137-iと電極638とを電気的に接続する配線648と、下電極層137-Mと電極637とを電気的に接続する配線647との配線長のばらつきを低減することが可能となる。したがって、第1実施形態と同様に、配線647,648,649の配線抵抗のばらつきが低減し、当該配線抵抗のばらつきに起因して、電極637,638,639のそれぞれに供給される駆動信号VOUTの信号波形にばらつきが生じることが低減される。よって、第1実施形態と同様に複数の圧電素子60に供給される駆動信号VOUTの検査精度を高めることが可能となる。
また、以上のように設けられた電極630~632,637~339は、振動基板36を平面視した場合において、振動基板36に実装されるインターポーザー基板38と重ならない位置に設けられることが好ましい。電極630~632,637~339とインターポーザー基板38とを重ならない位置に設けることで、駆動信号VOUTの信号波形の検査・確認を容易に行うことができる。
1…液体吐出装置、2…液体容器、10…制御ユニット、20…ヘッドユニット、21…液体吐出ヘッド、22…キャリッジ、31…流路、32…流路基板、33…流路、34…圧力室基板、35…アクチュエーター基板、36…振動基板、37…開口、38…インターポーザー基板、39…流路、40…筐体部、42…凹部、43…導入口、45…収容空間、50a…駆動回路、50b…駆動回路、51…基準電圧生成回路、52…ノズル板、53…電源電圧生成回路、54…吸振体、60…圧電素子、62…駆動IC、64…接続配線、65…接続配線領域、70…搬送ユニット、71…搬送モーター、72…搬送ローラー、80…移動ユニット、81…キャリッジモーター、82…無端ベルト、100…制御回路、137…下電極層、138…圧電体層、139…上電極層、141,142,143…バンプ電極、151,152,153,171,172…電極、173,174…貫通配線、190,191,192,193,194,195,196,197,198,199…電極、200…駆動信号選択回路、201,202…バンプ電極、211,212…電極、220,221,222,223,224,225,226,227,228,229…バンプ電極、230,231,232,233,234,235,236,237,238,239…電極、240…バンプ電極、241…コア部、300…基板、301,302,303,304…辺、305…第1面、306…第2面、310,311,312,313,314,315,316,317,318,319…配線、330,331,332,333,334,335,336,337,338,339…電極、340,341,342,343,344,345,346,347,348,349…配線、380,381,382,383,384,385,386,387,388,389…電極、390…配線、391…貫通配線、392…電極、590…配線、600…吐出部、601,602,603,604…辺、630,631,632,637,638,639…電極、640,641,642,647,648,649…配線、P…媒体、Q…リザーバー、RA,RB…流路

Claims (6)

  1. 第1信号が供給されることで駆動する第1駆動素子と、
    第2信号が供給されることで駆動する第2駆動素子と、
    前記第1信号及び前記第2信号を出力する駆動ICと、
    第1辺と、前記第1辺よりも長い第2辺とを有し、前記駆動ICと電気的に接続され、前記第1信号及び前記第2信号を伝搬する配線基板と、
    を備え、
    前記配線基板は、
    前記第1信号が入力される第1電極と、
    前記第2信号が入力される第2電極と、
    前記第1電極と電気的に接続される第3電極と、
    前記第2電極と電気的に接続される第4電極と、
    を含み、
    前記第2辺に沿った方向において、前記第1電極と前記第3電極との間に前記第2電極が位置し、前記第2電極と前記第4電極との間に前記第3電極が位置する、
    ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
  2. 前記第1駆動素子が駆動することで液体を吐出するノズルを含む複数のノズルが、前記第2辺に沿った方向において並んで設けられ、
    前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極及び前記第4電極は、前記第2辺に沿った方向において並んで設けられている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 前記第3電極及び前記第4電極は、
    前記配線基板の平面視において、前記駆動ICと重ならない位置に設けられている、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 前記駆動ICには、前記第1信号及び前記第2信号の基となる第3信号が入力され、
    前記配線基板は、
    前記駆動ICに前記第3信号を出力する第5電極と、
    前記第5電極と電気的に接続される第6電極と、
    を備え、
    前記第6電極と前記第2辺との距離は、前記第1電極と前記第2辺の距離よりも長い、
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の前記液体吐出ヘッドと、
    前記液体吐出ヘッドを制御する制御回路と、
    を備える、
    ことを特徴とする液体吐出装置。
  6. 第1信号が供給されることで駆動する第1駆動素子と、第2信号が供給されることで駆動する第2駆動素子と、前記第1信号及び前記第2信号を出力する駆動ICと、を含む液体吐出ヘッドに設けられ、第1辺と、前記第1辺よりも長い第2辺とを有し、前記駆動ICと電気的に接続され、前記第1信号及び前記第2信号を伝搬する配線基板であって、
    前記第1信号が入力される第1電極と、
    前記第2信号が入力される第2電極と、
    前記第1電極と電気的に接続される第3電極と、
    前記第2電極と電気的に接続される第4電極と、
    を含み、
    前記第2辺に沿った方向において、前記第1電極と前記第3電極との間に前記第2電極が位置し、前記第2電極と前記第4電極との間に前記第3電極が位置する、
    ことを特徴とする配線基板。
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