以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図において、X、Y、Zは、互いに直交する3つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向を第1の方向X、第2の方向Y、及び第3の方向Zとして説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射装置であるインクジェット式記録装置の概略構成を示す図である。
図1に示すように、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置Iは、液体であるインクをインク滴として吐出する液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド1(以下、単に記録ヘッド1とも言う)を有する。
記録ヘッド1は、インク供給手段を構成するカートリッジ2が着脱可能に設けられ、記録ヘッド1を搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。本実施形態では、キャリッジ3の移動方向が第2の方向Yとなっている。
そして、駆動モーター6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッド1を搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4には搬送手段としての搬送ローラー8が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートSが搬送ローラー8により搬送されるようになっている。なお、記録シートSを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。本実施形態では、記録シートSの搬送方向が第1の方向Xとなっている。そして、第1の方向X及び第2の方向Yの双方に直交する方向が第3の方向Zとなっている。
また、図1に示すように、インクジェット式記録装置Iは、制御装置200を具備する。ここで、本実施形態の電気的構成について図2を参照して説明する。なお、図2は、本発明の実施形態1に係るインクジェット式記録装置の電気的構成を示すブロック図である。
図2に示すように、インクジェット式記録装置Iは、本実施形態の制御部であるプリンターコントローラー210とプリントエンジン220とを備えている。
プリンターコントローラー210は、インクジェット式記録装置Iの全体の制御をする要素であり、本実施形態では、インクジェット式記録装置Iに設けられた制御装置200内に設けられている。
プリンターコントローラー210は、外部インターフェース211(以下、外部I/F211という)と、各種データを一時的に記憶するRAM212と、制御プログラム等を記憶したROM213と、CPU等を含んで構成した制御処理部214と、クロック信号(CK)を発生する発振回路215と、記録ヘッド1へ供給するための駆動信号を生成する駆動信号発生回路である駆動信号発生部216と、駆動信号や印刷データに基づいて展開されたドットパターンデータ(ビットマップデータ)等をプリントエンジン220に送信する内部インターフェース217(以下、内部I/F217という)とを備えている。
外部I/F211は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピューター等から受信する。また、この外部I/F211を通じてビジー信号(BUSY)やアクノレッジ信号(ACK)が、ホストコンピューター等の外部装置に対して出力される。RAM212は、受信バッファー212A、中間バッファー212B、出力バッファー212C、及び、図示しないワークメモリーとして機能する。そして、受信バッファー212Aは外部I/F211によって受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファー212Bは制御処理部214が変換した中間コードデータを記憶し、出力バッファー212Cはドットパターンデータを記憶する。なお、このドットパターンデータは、階調データをデコード(翻訳)することにより得られる記録データ(SI)によって構成してある。
駆動信号発生部216は、第1駆動信号COM1を発生可能な第1駆動信号発生手段である第1駆動信号発生部216Aと、第2駆動信号COM2を発生可能な第2駆動信号発生手段である第2駆動信号発生部216Bと、を具備する。
第1駆動信号発生部216Aが発生する第1駆動信号COM1は、詳しくは後述するが、記録ヘッド1のノズル開口からインク滴を吐出させるように駆動する第1吐出パルスDP1と第2吐出パルスDP2と第3吐出パルスDP3とを一記録周期T内に有する信号であり、記録周期T毎に繰り返し発生される。
また、第2駆動信号発生部216Bが生成する第2駆動信号COM2は、詳しくは後述するが、記録ヘッド1のノズル開口からインク滴を吐出させるように駆動する第4吐出パルスDP4とノズル開口からインク滴が吐出されない程度に駆動する微振動パルスVPとを一記録周期T内に有する信号であり、記録周期T毎に繰り返し発生される。なお、記録周期Tは、駆動信号COMの繰り返し単位であり、本発明における吐出周期の一種であり、記録シートSに印刷する画像の1画素分に対応する。なお、第1駆動信号COM1と第2駆動信号COM2との詳細については後述する。
ROM213には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム(制御ルーチン)の他に、フォントデータ、グラフィック関数等を記憶させてある。制御処理部214は、受信バッファー212A内の印刷データを読み出すと共に、この印刷データを変換して得た中間コードデータを中間バッファー212Bに記憶させる。また、中間バッファー212Bから読み出した中間コードデータを解析し、ROM213に記憶させているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、中間コードデータをドットパターンデータに展開する。そして、制御処理部214は、必要な装飾処理を施した後に、この展開したドットパターンデータを出力バッファー212Cに記憶させる。
そして、記録ヘッド1の1行分に相当するドットパターンデータが得られたならば、この1行分のドットパターンデータは、内部I/F217を通じて記録ヘッド1に出力される。また、出力バッファー212Cから1行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータは中間バッファー212Bから消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。
プリントエンジン220は、記録ヘッド1と、紙送り機構221と、キャリッジ機構222とを含んで構成してある。紙送り機構221は、搬送ローラー8とこの搬送ローラー8を駆動する図示しないモーター等から構成してあり、記録シートSを記録ヘッド1の記録動作に連動させて順次送り出す。すなわち、この紙送り機構221は、記録シートSを第1の方向Xに相対移動させる。キャリッジ機構222は、キャリッジ3と、キャリッジ3をキャリッジ軸5に沿って第2の方向Yに移動させる駆動モーター6やタイミングベルト7とを具備する。
記録ヘッド1は、詳しくは後述するが、副走査方向である第1の方向Xに沿って複数のノズル開口が並設されたノズル列を有し、ドットパターンデータ等によって規定されるタイミングで各ノズル開口21から液滴であるインク滴を吐出する。
ここで、本実施形態の記録ヘッド1の電気的構成について説明する。図2に示すように、記録ヘッド1は、第1シフトレジスタ230A及び第2シフトレジスタ230Bからなるシフトレジスタ回路と、第1ラッチ回路231A及び第2ラッチ回路231Bからなるラッチ回路と、デコーダー232と、制御ロジック233と、第1レベルシフター234A及び第2レベルシフター234Bからなるレベルシフター回路と、第1スイッチ235A及び第2スイッチ235Bからなるスイッチ回路と、記録ヘッド1の流路内にインクに圧力変化を生じさせる駆動素子151とを具備する。そして、各シフトレジスタ230A、230B、各ラッチ回路231A、231B、各レベルシフター234A、234B、スイッチ235A、235B及び駆動素子151は、それぞれノズル開口の各々に対応して設けられている。
この記録ヘッド1は、プリンターコントローラー210からの記録データ(SI)に基づいてインク滴を吐出させる。本実施形態では、記録データの上位ビット群、記録データの下位ビット群の順に記録ヘッド1へ送られてくるので、まず、記録データの上位ビット群が第2シフトレジスタ230Bにセットされる。全てのノズル開口について記録データの上位ビット群が第2シフトレジスタ230Bにセットされると、これらの上位ビット群が第1シフトレジスタ230Aにシフトする。これと同時に、記録データの下位ビット群が第2シフトレジスタ230Bにセットされる。
第1シフトレジスタ230Aの後段には、第1ラッチ回路231Aが電気的に接続され、第2シフトレジスタ230Bの後段には、第2ラッチ回路231Bが電気的に接続されている。そして、プリンターコントローラー210からのラッチ信号(LAT)が各ラッチ回路231A、231Bに入力されると、第1ラッチ回路231Aは記録データの上位ビット群をラッチし、第2ラッチ回路231Bは記録データの下位ビット群をラッチする。各ラッチ回路231A、231Bでラッチされた記録データ(上位ビット群、下位ビット群)は、それぞれデコーダー232に出力される。このデコーダー232は、記録データの上位ビット群及び下位ビット群に基づいて、第1駆動信号COM1を構成する第1吐出パルスDP1と第2吐出パルスDP2と第3吐出パルスDP3とを選択すると共に、第2駆動信号COM2を構成する第4吐出パルスDP4と微振動パルスVPとを選択するためのパルス選択データを生成する。
パルス選択データは、第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2毎に生成される。すなわち、第1駆動信号COM1に対応する第1パルス選択データは、1ビットのデータによって構成されている。また、第2駆動信号COM2に対応する第2パルス選択データは、1ビットのデータによって構成されている。
また、デコーダー232には、制御ロジック233からのタイミング信号も入力される。この制御ロジック233は、ラッチ信号やチャンネル信号の入力に同期してタイミング信号を発生する。このタイミング信号も第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2毎に生成される。デコーダー232によって生成された各パルス選択データは、タイミング信号によって規定されるタイミングで上位ビット側から順次各レベルシフター234A、234Bに入力される。これらレベルシフター234A、234Bは、電圧増幅器として機能し、パルス選択データが「1」の場合には、対応するスイッチ235A、235Bが駆動可能な電圧値、例えば、数十ボルトに昇圧した電気信号を出力する。すなわち、第1パルス選択データが「1」の場合には、第1スイッチ235Aに電気信号が出力され、第2パルス選択データが「1」の場合には、第2スイッチ235Bに電気信号が出力されて接続状態となる。
第1スイッチ235Aの入力側には第1駆動信号発生部216Aからの第1駆動信号COM1が供給されており、第2スイッチ235Bの入力側には第2駆動信号発生部216Bからの第2駆動信号COM2が供給されている。また、各スイッチ235A、235Bの出力側には、駆動素子151が電気的に接続されている。そして、これら第1スイッチ235A及び第2スイッチ235Bは、発生される駆動信号の種類毎に設けられており、駆動信号発生部216と駆動素子151との間に介在して第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2を駆動素子151に選択的に供給する。なお、第1スイッチ235A及び第2スイッチ235Bが共に切断状態となると、駆動素子151には第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2が供給されない。
このようなパルス選択データは、各スイッチ235A、235Bの動作を制御する。すなわち、第1スイッチ235Aに入力されたパルス選択データが「1」である期間中は、この第1スイッチ235Aが接続された導通状態となり、第1駆動信号COM1が駆動素子151に供給される。同様に、第2スイッチ235Bに入力されたパルス選択データが「1」である期間中は、この第2スイッチ235Bが接続された導通状態となり、第2駆動信号COM2が駆動素子151に供給される。そして、供給された第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2に応じて駆動素子151に印加される吐出信号が変化する。一方、各スイッチ235A、235Bに入力されたパルス選択データが共に「0」の期間中は、各スイッチ235A、235Bが切断状態となり、駆動素子151には第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2が供給されない。要するにパルス選択データとして「1」が設定された期間のパルスが選択的に駆動素子151に供給される。なお、パルス選択データが共に「0」の期間において、各駆動素子151は直前の電位を保持するので、直前の変位状態が維持される。
このように、本実施形態では、デコーダー232、制御ロジック233、各レベルシフター234A、234B及び各スイッチ235A、235Bは、駆動素子制御手段として機能し、記録データ(階調データ)に応じて第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2の供給を制御することにより駆動素子151の挙動を制御する。
次に、駆動信号発生部216が発生する第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2と、これら第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2の駆動素子への供給制御について説明する。なお、図3は、駆動信号を示す駆動波形である。
図3に示す駆動信号を示す駆動波形は、第1駆動信号COM1と第2駆動信号COM2とからなる。
第1駆動信号COM1は、発振回路215から発信されるクロック信号により規定される単位周期T(吐出周期Tであって、記録周期Tともいう)毎に駆動信号発生部216の第1駆動信号発生部216Aから繰り返し生成される。単位周期Tは、記録シートSに印刷する画像等の1画素分に対応する。本実施形態では、単位周期Tにおいて第1吐出パルスDP1と第2吐出パルスDP2と第3吐出パルスDP3とが生成される。すなわち、第1駆動信号COM1は、単位周期Tにおいて期間T1に第1吐出パルスDP1が生成され、期間T2に第2吐出パルスDP2が生成され、期間T3に第3吐出パルスDP3が生成される。なお、期間T1、T2及びT3は本実施形態では、同じ時間(周期)である。
同様に、第2駆動信号COM2は、第1駆動信号COM1と同じ単位周期T毎に駆動信号発生部216の第2駆動信号発生部216Bから繰り返し生成される。本実施形態では、単位周期Tにおいて微振動パルスVPと第4吐出パルスDP4とが生成される。すなわち、第2駆動信号COM2は、単位周期Tにおいて期間T4に微振動パルスVPが生成され、期間T5に第4吐出パルスDP4が生成される。なお、期間T4は、第1駆動信号COM1の期間T1とは異なる時間(周期)であるが、本実施形形態では、期間T4は、期間T1よりも長く、期間T1と期間T2との合計よりも短い。
そして、各ノズル開口に対応する各駆動素子151には、一記録周期T毎に第1駆動信号COM1の第1吐出パルスDP1と第2吐出パルスDP2と第3吐出パルスDP3と第2駆動信号COM2の微振動パルスVPと第4吐出パルスDP4とが組み合わされて選択的に供給される。なお、本実施形態では、第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2は、詳しくは後述する駆動素子151の共通電極を基準電位(VBS)として、個別電極に供給される。すなわち、吐出信号によって駆動素子151の個別電極に印加される電圧は、基準電位(VBS)を基準としての電位として表される。
具体的には、第1駆動信号COM1の第1吐出パルスDP1は、中間電位V0が印加された状態から第1電位V1まで印加して流路の容積を基準容積から膨張させる第1膨張要素P01と、第1膨張要素P01によって膨張した流路の容積を一定時間維持する第1膨張維持要素P02と、第1電位V1から第2電位V2まで印加して流路の容積を収縮させる第1収縮要素P03と、第1収縮要素P03によって収縮した流路の容積を一定時間維持する第1収縮維持要素P04と、第2電位V2の収縮状態から中間電位V0の基準容積まで流路を復帰させる第1膨張復帰要素P05と、を具備する。
このような第1吐出パルスDP1が詳しくは後述する本実施形態の駆動素子151である圧電アクチュエーターの活性部に供給されると、第1膨張要素P01によって活性部が圧力発生室12の容積を膨張させる方向に変形して、ノズル開口内のメニスカスが流路側に引き込まれると共に、流路内には上流側からインクが供給される。そして、流路の膨張状態は、第1膨張維持要素P02で維持される。その後、第1収縮要素P03が供給されて流路は膨張容積から第2電位V2に対応する収縮容積まで急激に収縮され、流路内のインクが加圧されてノズル開口からインク滴が吐出される。流路の収縮状態は、第1収縮維持要素P04で維持され、この間にインク滴の吐出によって減少した流路内のインク圧力は、その固有振動によって再び上昇する。この上昇タイミングに合わせて第1膨張復帰要素P05が供給されて、流路が基準容積まで復帰し、流路内の圧力変動が吸収される。
なお、第2吐出パルスDP2、第3吐出パルスDP3及び第4吐出パルスDP4についても第1吐出パルスDP1と形状が同じ駆動波形を有する。なお、第2吐出パルスDP2、第3吐出パルスDP3及び第4吐出パルスDP4が第1吐出パルスDP1と形状が同じ駆動波形を有するとは、駆動素子151に印加する電圧、電圧を印加する時間(傾きを含む)などの波形形状が同じであることをいう。つまり、波形形状が同じであるとは、単位周期T内におけるタイミングが異なっているものを含む。そして、第2吐出パルスDP2を、第1吐出パルスDP1と形状が同じ駆動波形とすることで、第1吐出パルスDP1を供給することで吐出させたインク滴と、第2吐出パルスDP2で吐出させたインク滴とにおいて、インク滴の飛翔速度及びインク滴の一滴当たりの重量を同じにすることができる。すなわち、インク滴の飛翔速度やインク滴の一滴当たりの重量が同じであるとは、同じ波形形状の駆動波形でインク滴を吐出させることであり、同じ駆動波形の波形形状であっても、構造上の誤差や駆動素子の特性のばらつき等によってインク滴の飛翔速度やインク滴の一滴当たりの重量の誤差が生じる場合も含むものである。
また、第2駆動信号COM2の微振動パルスVPは、中間電位V0が印加された状態から第3電位V3まで印加して流路の容積を基準容積から膨張させる第2膨張要素P11と、第2膨張要素P11によって膨張した流路の容積を一定時間維持する第2膨張維持要素P12と、第3電位V3の膨張状態から中間電位V0の基準容積まで流路を復帰させる第2膨張復帰要素P13と、を具備する。
このような微振動パルスVPが詳しくは後述する本実施形態の駆動素子151である圧電アクチュエーターの活性部に供給されると、活性部は、ノズル開口からインク滴を吐出しない程度にノズル開口のインクのメニスカスを振動させる微振動を行わせることができる。
このような第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2を用いてスモールドット(Sドット)を記録する場合、図4に示すように、一記録周期Tにおいて第1駆動信号COM1の期間T1で発生する第1吐出パルスDP1のみが駆動素子151に供給される。
また、ミドルドット(Mドット)を記録する場合、図5に示すように、一記録周期Tにおいて第1駆動信号COM1の期間T1で発生する第1吐出パルスDP1と第2駆動信号COM2の期間T5で発生する第4吐出パルスDP4とが駆動素子151に供給される。
また、ラージドット(Lドット)を記録する場合、図6に示すように、一記録周期Tにおいて第1駆動信号COM1の期間T1で発生する第1吐出パルスDP1と期間T2で発生する第2吐出パルスDP2と期間T3で発生する第3吐出パルスDP3とが駆動素子151に供給される。
また、ドットを形成しない、すなわち、インク滴を吐出しない場合には、図7に示すように、一記録周期Tにおいて第2駆動信号COM2の期間T4で発生する微振動パルスVPのみが駆動素子151に供給される。これにより、インクを吐出しないノズル開口のインクのメニスカスを微振動させて、インクに含まれる成分の沈降を抑制することができる。もちろん、インク滴を吐出しない場合には、微振動パルスVPを供給しないようにしてもよい。
ここで、本実施形態の記録ヘッド1について図8〜図12を参照して説明する。なお、図8は、本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの分解斜視図であり、図9は記録ヘッドの平面図(液体噴射面20a側の平面図)であり、図10は図9のA−A′線断面図であり、図11は図10の要部を拡大した断面図である。
図示するように、本実施形態の記録ヘッド1は、流路形成基板10、連通板15、ノズルプレート20、本実施形態の配線基板30、コンプライアンス基板45等の複数の部材を備える。
流路形成基板10は、ステンレス鋼やNiなどの金属、ZrO2あるいはAl2O3を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、SiO2、MgO、LaAlO3のような酸化物などを用いることができる。本実施形態では、流路形成基板10は、シリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板10には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室12がインクを吐出する複数のノズル開口21が並設される方向に沿って並設されている。本実施形態では、ノズル開口21及び圧力発生室12の並設方向は第1の方向Xとなっている。また、流路形成基板10には、圧力発生室12が第1の方向Xに並設された列が第2の方向Yに複数列、本実施形態では、2列設けられている。
流路形成基板10には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部側に、当該圧力発生室12よりも開口面積が狭く、圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
流路形成基板10の一方面側(配線基板30とは反対側であって−Z方向)には、連通板15とノズルプレート20とが順次積層されている。すなわち、流路形成基板10の一方面に設けられた連通板15と、連通板15の流路形成基板10とは反対面側に設けられたノズル開口21を有するノズルプレート20と、を具備する。
連通板15には、圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16が設けられている。連通板15は、流路形成基板10よりも大きな面積を有し、ノズルプレート20は流路形成基板10よりも小さい面積を有する。このように連通板15を設けることによってノズルプレート20のノズル開口21と圧力発生室12とを離せるため、圧力発生室12の中にあるインクは、ノズル開口21付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。また、ノズルプレート20は圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16の開口を覆うだけでよいので、ノズルプレート20の面積を比較的小さくすることができ、コストの削減を図ることができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート20のノズル開口21が開口されて、インク滴が吐出される面を液体噴射面20aと称する。
また、連通板15には、マニホールド100の一部を構成する第1マニホールド部17と、第2マニホールド部18とが設けられている。
第1マニホールド部17は、連通板15を厚さ方向(連通板15と流路形成基板10との積層方向)に貫通して設けられている。第2マニホールド部18は、連通板15を厚さ方向に貫通することなく、連通板15のノズルプレート20側に開口して設けられている。
さらに、連通板15には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部に連通する供給連通路19が、圧力発生室12毎に独立して設けられている。この供給連通路19は、第2マニホールド部18と圧力発生室12とを連通する。
このような連通板15としては、ステンレス鋼やNiなどの金属、ZrO2あるいはAl2O3を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、SiO2、MgO、LaAlO3のような酸化物などを用いることができる。なお、連通板15は、流路形成基板10と線膨張係数が同等の材料が好ましい。すなわち、連通板15として流路形成基板10と線膨張係数が大きく異なる材料を用いた場合、加熱や冷却されることで、流路形成基板10と連通板15との線膨張係数の違いにより反りが生じてしまう。本実施形態では、連通板15として流路形成基板10と同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いることで、熱による反りやクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
ノズルプレート20には、各圧力発生室12とノズル連通路16を介して連通するノズル開口21が形成されている。このようなノズル開口21は、第1の方向Xに並設され、この第1の方向Xに並設されたノズル開口21の列が第2の方向Yに2列形成されている。
このようなノズルプレート20としては、例えば、ステンレス鋼(SUS)等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、又はシリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート20としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート20と連通板15との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
一方、流路形成基板10の連通板15とは反対面側(配線基板30側であって+Z方向)には、振動板50が形成されている。本実施形態では、振動板50として、流路形成基板10側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜51と、弾性膜51上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜52と、を設けるようにした。なお、圧力発生室12等の液体流路は、流路形成基板10を一方面側(連通板15が接合された面側)から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室12等の液体流路の他方面は、弾性膜51によって画成されている。もちろん、振動板50は、特にこれに限定されるものではなく、弾性膜51と絶縁体膜52との何れか一方を設けるようにしてもよく、その他の膜が設けられていてもよい。
流路形成基板10の振動板50上には、本実施形態の圧力発生室12内のインクに圧力変化を生じさせる駆動素子として圧電アクチュエーター150が設けられている。上述したように、流路形成基板10には、圧力発生室12が第1の方向Xに沿って複数並設され、圧力発生室12の列が第2の方向Yに沿って2列並設されている。圧電アクチュエーター150は、実質的な駆動部である活性部が第1の方向Xに並設されて列を構成し、この圧電アクチュエーター150の活性部の列が第2の方向Yに2列並設されている。すなわち、実質的に駆動素子とは、圧電アクチュエーター150の活性部のことである。
圧電アクチュエーター150は、振動板50側から順次積層された第1電極60、圧電体層70及び第2電極80を有する。圧電アクチュエーター150を構成する第1電極60は、圧力発生室12毎に切り分けられており、圧電アクチュエーター150の実質的な駆動部である活性部毎に独立する個別電極を構成する。
圧電体層70は、第2の方向Yが所定の幅となるように第1の方向Xに亘って連続して設けられている。
圧力発生室12の第2の方向Yの一端部側(マニホールド100とは反対側)における圧電体層70の端部は、第1電極60の端部よりも外側に位置している。すなわち、第1電極60の端部は圧電体層70によって覆われている。また、圧力発生室12の第2の方向Yのマニホールド100側である他端側における圧電体層70の端部は、第1電極60の端部よりも内側(圧力発生室12側)に位置しており、第1電極60のマニホールド100側の端部は、圧電体層70に覆われていない。
圧電体層70は、第1電極60上に形成される分極構造を有する酸化物の圧電材料からなり、例えば、一般式ABO3で示されるペロブスカイト型酸化物からなることができる。圧電体層70に用いられるペロブスカイト型酸化物としては、例えば、鉛を含む鉛系圧電材料や鉛を含まない非鉛系圧電材料などを用いることができる。
なお、特に図示していないが、圧電体層70には、圧力発生室12間の各隔壁に対応する位置に凹部が形成されていてもよい。これにより、圧電アクチュエーター150を良好に変位させることができる。
第2電極80は、圧電体層70の第1電極60とは反対面側に設けられており、複数の活性部に共通する共通電極を構成する。
このような第1電極60、圧電体層70及び第2電極80で構成される圧電アクチュエーター150は、第1電極60と第2電極80との間に電圧を印加することで変位が生じる。すなわち両電極の間に電圧を印加することで、第1電極60と第2電極80とで挟まれている圧電体層70に圧電歪みが生じる。そして、両電極に電圧を印加した際に、圧電体層70に圧電歪みが生じる部分(第1電極60と第2電極80とで挟まれた領域)を活性部と称する。これに対して、圧電体層70に圧電歪みが生じない部分を非活性部と称する。また、圧電アクチュエーター150の圧力発生室12に対向して可変可能な部分を可撓部と称し、圧力発生室12の外側の部分を非可撓部と称する。
上述したように、圧電アクチュエーター150は、第1電極60を複数の活性部毎に独立して設けることで個別電極とし、第2電極80を複数の活性部に亘って連続して設けることで共通電極とした。もちろん、このような態様に限定されず、第1電極60を複数の活性部に亘って連続して設けることで共通電極とし、第2電極を活性部毎に独立して設けることで個別電極としてもよい。また、振動板50としては、弾性膜51及び絶縁体膜52を設けずに、第1電極60のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター150自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。本実施形態では、圧電アクチュエーター150の活性部は、圧力発生室12に対応して第1の方向Xに並設されており、このように第1の方向Xに並設された活性部の列が、第2の方向Yに2列設けられていることになる。
また、図10及び図11に示すように、圧電アクチュエーター150の第1電極60からは、引き出し配線である個別リード電極91が引き出されている。個別リード電極91は、各列の活性部から第2の方向Yにおいて列の外側に引き出されている。
また、圧電アクチュエーター150の第2電極80からは、引き出し配線である共通リード電極92が引き出されている。本実施形態では、共通リード電極92は、2列の圧電アクチュエーター150のそれぞれの第2電極80に導通している。また、共通リード電極92は、複数の活性部に対して1本の割合で設けられている。
流路形成基板10の圧電アクチュエーター150側の面には、配線基板30が接合されている。配線基板30は、流路形成基板10と略同じ大きさを有する。ここで、本実施形態の配線基板30についてさらに図12〜図15を参照して説明する。なお、図12は配線基板の第1面側の平面図であり、図13は図12の要部を拡大した図であり、図14は配線基板の第2面側の平面図であり、図15は図12のB−B′線断面図であり、図16は図12のC−C′線断面図である。
配線基板30は、ステンレス鋼やNiなどの金属、ZrO2あるいはAl2O3を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、SiO2、MgO、LaAlO3のような酸化物などを用いることができる。本実施形態では、配線基板30は、表面の面方位が(110)面に優先配向したシリコン単結晶基板からなる。また、配線基板30の駆動素子である圧電アクチュエーター150とは反対側の面(+Z)を第1面301と称し、配線基板30の圧電アクチュエーター150側の面(−Z)を第2面302と称する。そして、図10及び図11等に示すように、配線基板30の第1面301には、圧電アクチュエーター150を駆動するための信号を出力する駆動回路120が実装されている。すなわち、配線基板30の駆動素子である圧電アクチュエーター150とは反対側の第1面301が駆動回路120側となっている。
駆動回路120には、圧電アクチュエーター150の活性部毎にトランスミッションゲート等のスイッチング素子が設けられており、入力された制御信号に基づいてスイッチング素子を開閉させて、外部から供給された第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2から所望のタイミングで圧電アクチュエーター150の活性部を駆動させる吐出信号を生成する。なお、ここで言う吐出信号とは、駆動素子である圧電アクチュエーター150の活性部を駆動させてノズル開口21からインク滴を吐出させる信号に代表されるものであるが、上述のようにこれに限定されるものではなく、インク滴が吐出しない程度に圧電アクチュエーター150の活性部を駆動させる微振動駆動等のその他の駆動を行わせる信号も含むものである。このような駆動回路120としては、例えば、回路基板や半導体集積回路(IC)を用いることができる。ちなみに、駆動回路120によって圧電アクチュエーター150の各活性部の個別電極である第1電極60には、第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2から生成した図4〜図7に示す吐出信号を供給し、複数の活性部の共通電極である第2電極80には基準電位V0となるバイアス電圧(VBS)を供給することで、圧電アクチュエーター150の活性部は駆動される。
このような配線基板30は、圧電アクチュエーター150の各列の活性部の並設方向である第1の方向Xが長尺となるように設けられている。すなわち、配線基板30は、第1の方向Xが長手方向となり、第2の方向Yが短手方向となるように配置されている。
また、図11、図12及び図13に示すように、この配線基板30の第1面301には、個別配線31を構成する第1個別配線311と第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322と電源配線33とバイアス配線34を構成する第1バイアス配線341とが設けられている。
個別配線31を構成する第1個別配線311は、第2の方向Yの両端部のそれぞれに、第1の方向Xに複数並設されている。また、第1個別配線311は、第2の方向Yに沿って延設されており、一端において駆動回路120の各端子と電気的に接続され、他端において個別用貫通配線315と電気的に接続されている。
ここで、個別用貫通配線315は、配線基板30を厚さ方向である第3の方向Zに貫通して設けられた第1貫通孔303の内部に設けられたものであり、第1面301と第2面302とを中継して第1面301の第1個別配線311と詳しくは後述する第2面302の第2個別配線312とを接続する配線である。個別用貫通配線315が設けられた第1貫通孔303は、配線基板30をレーザー加工、ドリル加工、ドライエッチング加工(Bosch法、非Bosch法(RIE)、イオンミリング)、ウェットエッチング加工、サンドブラスト加工等やこれらの加工方法の組み合わせで形成することができる。このような第1貫通孔303内に個別用貫通配線315が充填して形成されている。なお、個別用貫通配線315は、銅(Cu)等の金属からなり、電解めっきや無電界めっきなどによって形成することができる。
また、個別用貫通配線315は、第2面302で第2個別配線312と接続されている。第2個別配線312は、詳しくは後述するが、圧電アクチュエーター150の活性部の個別電極である第1電極60に接続された個別リード電極91と電気的に接続されている。すなわち、第1個別配線311と個別用貫通配線315と第2個別配線312とで構成される個別配線31は、圧電アクチュエーター150の活性部の個別電極である第1電極60と同数設けられている。
また、配線基板30の第1面301には、第1駆動信号配線321が設けられている。第1駆動信号配線321は、外部配線130から供給された第1駆動信号COM1を駆動回路120に供給するためのものである。本実施形態では、図12に示すように、第1駆動信号配線321は、配線基板30の第1の方向Xに沿って外部配線130が接続される一端側から他端側に向かって延設されている。また、第1駆動信号配線321は、本実施形態では、圧電アクチュエーター150の活性部の各列に対して第2の方向Yに1本ずつ、合計2本並設されている。
また、配線基板30の第1面301には、第2駆動信号配線322が設けられている。第2駆動信号配線322は、外部配線130から供給された第2駆動信号COM2を駆動回路120に供給するためのものである。このため、第2駆動信号配線322は、配線基板30において第1駆動信号配線321及び電源配線33とは電気的に接続されずに設けられている。本実施形態では、第2駆動信号配線322は、配線基板30の第1の方向Xに沿って外部配線130が接続される一端側から他端側に向かって延設されている。また、第2駆動信号配線322は、本実施形態では、圧電アクチュエーター150の活性部の各列に対して第2の方向Yに1本ずつ、合計2本並設されている。つまり、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、第2の方向Yに並設されており、本実施形態では、第1駆動信号配線321は、第2の方向Yにおいて配線基板30の外周側に配置され、第2駆動信号配線322は、第2の方向Yにおいて配線基板30の中央側に配置されている。
なお、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、並設方向である第2の方向Yにおいて、第1駆動信号配線321が配線基板30の外周側に配置され、第2駆動信号配線322が配線基板30の中心側に配置されている。
また、図12に示すように、配線基板30の第1面301には、電源配線33が設けられている。電源配線33は、駆動回路120に電力を供給するものであり、本実施形態では、駆動回路120の高電圧回路用に高圧電力を供給する高圧電源配線331とこれに対応した高圧用グランド配線332と駆動回路120に低電圧回路用に低圧電力を供給する低圧電源配線333とこれに対応した低圧用グランド配線334とを具備する。すなわち、本実施形態では、4種類の電源配線33が設けられている。
このような電源配線33は、配線基板30の第1の方向Xに沿って外部配線130が接続される一端側から他端側に向かって設けられている。また、高圧電源配線331と高圧用グランド配線332と低圧電源配線333と低圧用グランド配線334とは、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に1本ずつ、すなわち、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に4本ずつ、合計8本設けられている。このような高圧電源配線331と高圧用グランド配線332と低圧電源配線333と低圧用グランド配線334とは、第2の方向Yに並設されている。また、圧電アクチュエーター150の活性部の各列に対応する第1駆動信号配線321及び第2駆動信号配線322は、電源配線33に対して一方側、本実施形態では、第2の方向Yにおいて配線基板30の電源配線33よりも外周側に配置されている。すなわち、第2の方向Yにおいて配線基板30の中央側に電源配線33が配置され、配線基板30の外周側に第1駆動信号配線321及び第2駆動信号配線322が配置されている。
さらに、図13及び図16に示すように、配線基板30の第1面301には、バイアス配線34を構成する第1バイアス配線341が設けられている。第1バイアス配線341は、外部配線130から供給された基準電位となるバイアス電圧(VBS)を圧電アクチュエーター150の共通電極である第2電極80に供給するためのものである。第1バイアス配線341は、第1の方向Xにおいて配線基板30の外部配線130が接続される一端部側に第1の方向Xに沿って設けられており、第1駆動信号配線321、第2駆動信号配線322及び電源配線33よりも短い長さを有する。すなわち、第1バイアス配線341は、駆動回路120に接続することなく、直接圧電アクチュエーター150の共通電極である第2電極80に接続すればよいため、第1の方向Xにおいて駆動回路120が実装された領域に達しない長さで設けられている。本実施形態では、第1バイアス配線341は、第2の方向Yにおいて電源配線33の第2駆動信号配線322とは反対側、すなわち、電源配線33よりも配線基板30の内側である中央側に配置されている。また、本実施形態では、第1バイアス配線341は、各圧電アクチュエーター150に対して1本ずつ、合計2本設けられている。
このような第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322と電源配線33と第1バイアス配線341とは、図11、図15及び図16に示すように、それぞれ配線基板30の第1面301に設けられた第1溝304内に埋め込まれた第1埋設配線35と、第1埋設配線35を覆うように設けられた第1接続配線36と、を具備する。
ここで、第1埋設配線35が設けられた第1溝304は、配線基板30の表面の(110)面に垂直な第1の(111)面と、第1の(111)面に相対向して(110)面に垂直な第2の(111)面とで内壁面が形成されている。このような第1の(111)面と、第2の(111)面とを有する第1溝304は、配線基板30を、水酸化カリウム水溶液(KOH)や水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング(ウェットエッチング)することで高精度に形成することができる。また、本実施形態では、第1溝304の内壁面である第1の(111)面と、第2の(111)面とは、第1の方向Xに沿った直線状となるように配置されている。このように、第1溝304の内壁面を第1の方向Xに沿った直線状となるように形成することで、第1溝304及び第1埋設配線35を第1の方向Xに亘って長尺に且つ省スペースに形成することができる。ちなみに、例えば、圧電アクチュエーター150の活性部の並設方向と配線基板30の第1の(111)面及び第2の(111)面の面方向とを異ならせてもよい。また、本実施形態では、第1溝304及び第1埋設配線35を直線状に沿って設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、第1溝304及び第1埋設配線35が延設方向の途中で屈曲していてもよい。
このように形成された第1溝304は、横断面が矩形状となっている。もちろん、第1溝304は、異方性エッチングによって形成したものに限定されず、レーザー加工、ドリル加工、ドライエッチング加工(Bosch法、非Bosch法(RIE法)、イオンミリング)、サンドブラスト加工等やこれらの加工方法の組み合わせで形成してもよい。
そして、本実施形態では、このような第1溝304を第2の方向Yに同じ間隔で複数個、本実施形態では、各圧電アクチュエーター150の活性部の列に対して11個ずつ、合計22個設けるようにした。具体的には、第1溝304は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に第1駆動信号配線321用の2個と、第2駆動信号配線322用の1個と、電源配線33用の4個と、第1バイアス配線341用の4個との合計11個が設けられている。もちろん、第1溝304の第1駆動信号配線321、電源配線33及び第1バイアス配線341に対応する数及び位置は特にこれに限定されず、1個であってもよく、また、2個以上の複数個であってもよい。また、第1バイアス配線341の第1埋設配線35は、他の第1埋設配線35よりも短いため、配線基板30には、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に、第1の方向Xに亘って形成された第1溝304は、7個設けられている。したがって、第1溝304は、実質的に圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に7個、合計14個設けられていると言える。
この第1溝304内に第1埋設配線35が埋め込まれている。すなわち、第1埋設配線35は、第1溝304内に充填されて形成されている。第1埋設配線35は、銅(Cu)等の金属からなり、例えば、電解めっき、無電界めっき、導電性ペーストの印刷などの方法によって形成することができる。また、第1埋設配線35は、個別用貫通配線315とめっきによって同時に形成することも可能である。このように、第1埋設配線35と個別用貫通配線315とを同時に形成することで、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
第1接続配線36は、各第1埋設配線35を覆うように積層されている。この第1接続配線36は、第2の方向Yにおいて第1埋設配線35の幅よりも若干広い幅を有するが、第2の方向Yで互いに隣り合う第1駆動信号配線321、第2駆動信号配線322、電源配線33、および、第1バイアス配線341が互いに短絡しないように間隔を空けて配置されている。なお、本実施形態の第1駆動信号配線321は、2本の第1埋設配線35と、2本の第1埋設配線35を共通して覆う第1接続配線36とによって構成されている。これに対して、第2駆動信号配線322は、1本の第1埋設配線35と1本の第1接続配線36とによって構成されている。また、電源配線33は、1本の第1埋設配線35と1本の第1接続配線36とによって構成されている。また、図13に示すように、第1バイアス配線341は、4本の第1埋設配線35とこれら4本の第1埋設配線35を連続して覆う1本の第1接続配線36とによって構成されている。
このような第1接続配線36としては、特に図示していないが、例えば、第1埋設配線35側に設けられたチタン(Ti)等の密着層と、密着層上に設けられた金(Au)等の導電層とを積層したものを用いることができる。もちろん、その他の導電性材料で形成された層が積層されていてもよい。また、第1接続配線36は、例えば、スパッタリング法等によって形成することができる。なお、第1接続配線36は、例えば、第1個別配線311と同時に形成することもできる。このように、第1接続配線36と第1個別配線311とを同時に形成することで、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
また、上記の密着層と導電層を埋設配線のマイグレーション、酸化に対しての保護膜とすることもできる。また、上記の導電層を、他の駆動回路基板に形成されたバンプやフレキシブルテープ(FPC)、COF(Chip on Film/Flex)との接合面とすることもできる。
また、第1接続配線36は図12、図13、図15及び図16に示すように、第1の方向Xにおいて、第1埋設配線35の端部の外側まで延設され、配線基板30の第1の方向Xの端部近傍まで設けられている。このように、配線基板30の第1の方向Xの一端部まで延設された第1接続配線36にFPC等の外部配線130が電気的に接続される。外部配線130が接続された第1駆動信号配線321には第1駆動信号COM1が供給され、第2駆動信号配線322には第2駆動信号COM2が供給される。また、電源配線33には電源が供給され、第1バイアス配線341にはバイアス電圧(VBS)が供給される。そして、第1個別配線311と第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322と電源配線33とは、第1面301において駆動回路120の各端子(図示なし)と電気的に接続されている。なお、特に図示していないが、配線基板30の第1面301には、駆動回路120を制御するための、クロック信号(CLK)、ラッチ信号(LAT)、チェンジ信号(CH)、画素データ(SI)、設定データ(SP)等の制御信号を外部配線130から供給するための配線が設けられており、外部配線130と配線とが電気的に接続されていると共に、配線と駆動回路120の各端子とが電気的に接続されている。
本実施形態では、図11に示すように、駆動回路120の配線基板30側の面にバンプ電極121を設け、バンプ電極121を介して駆動回路120の各端子(図示なし)と第1個別配線311と第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322と電源配線33とをそれぞれ電気的に接続するようにした。
ここで、バンプ電極121は、例えば、弾性を有する樹脂材料で形成されたコア部122と、コア部122の表面の少なくとも一部を覆うバンプ配線123と、を有する。
コア部122は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの感光性絶縁樹脂や熱硬化性絶縁樹脂で形成されている。
また、コア部122は、駆動回路120と配線基板30とを接続する前において、ほぼ蒲鉾状に形成されている。ここで、蒲鉾状とは、駆動回路120に接する内面(底面)が平面であると共に、非接触面である外面側が湾曲面となっている柱状形状をいう。具体的に、ほぼ蒲鉾状とは、横断面がほぼ半円状、ほぼ半楕円状、ほぼ台形状であるものなどが挙げられる。
そしてコア部122は、駆動回路120と配線基板30とが相対的に近接するように押圧されることで、その先端形状が第1個別配線311、第1駆動信号配線321及び電源配線33の表面形状に倣うように弾性変形している。これにより、駆動回路120や配線基板30に反りやうねりがあっても、コア部122がこれに追従して変形することにより、バンプ電極121と第1個別配線311、第1駆動信号配線321、第2駆動信号配線322及び電源配線33とを確実に接続することができる。
コア部122は、第1の方向Xに沿って直線状に連続して形成されている。そして、このコア部122は、第2の方向Yに複数並設されている。本実施形態では、駆動回路120の第2の方向Yの両端部のそれぞれに設けられたコア部122が、第1個別配線311と接続されるバンプ電極121を構成する。また、駆動回路120の第2の方向Yの中央側に設けられたコア部122が、第1駆動信号配線321や電源配線33と接続されるバンプ電極121を構成する。このようなコア部122は、フォトリソグラフィー技術やエッチング技術によって形成することができる。
バンプ配線123は、コア部122の少なくとも表面の一部を被覆している。このようなバンプ配線123は、例えば、Au、TiW、Cu、Cr(クロム)、Ni、Ti、W、NiV、Al、Pd(パラジウム)、鉛フリーハンダなどの金属や合金で形成されており、これらの単層であっても、複数種を積層したものであってもよい。そして、バンプ配線123は、コア部122の弾性変形によって第1個別配線311、第1駆動信号配線321及び電源配線33の表面形状に倣って変形しており、第1個別配線311、第1駆動信号配線321及び電源配線33のそれぞれと電気的に接合されている。本実施形態では、駆動回路120と配線基板30との間に接着層124を設け、接着層124によって駆動回路120と配線基板30とを接合することで、バンプ電極121と第1個別配線311、第1駆動信号配線321、第2駆動信号配線322及び電源配線33との接続状態を維持するようにした。
また、バンプ配線123は、駆動回路120の図示しない各端子と電気的に接続されている。具体的には、第1個別配線311に接続されたバンプ電極121のバンプ配線123は、駆動回路120から圧電アクチュエーター150に吐出信号を供給する端子に接続されている。また、第1駆動信号配線321に接続されたバンプ配線123からは、第1駆動信号COM1を受け取る端子に接続されている。また、第2駆動信号配線322に接続されたバンプ配線123からは、第2駆動信号COM2を受け取る端子に接続されている。また、電源配線33に接続されたバンプ配線123からは、電源を受け取る端子に接続されている。第1駆動信号配線321、第2駆動信号配線322及び電源配線33に接続されるバンプ電極121は、第1駆動信号配線321、第2駆動信号配線322及び電源配線33に沿って、所定の間隔で複数箇所に設けられている。これにより、1つの第1駆動信号配線321、第2駆動信号配線322及び電源配線33に対して複数箇所で駆動回路120と電気的に接続することができ、駆動回路120の長手方向である第1の方向Xにおける電圧降下を抑制することができる。
なお、本実施形態では、バンプ電極121として、コア部122と、バンプ配線123とを設けるようにしたが、特にこれに限定されず、バンプ電極121は、例えば、金属バンプであってもよい。また、駆動回路120の各端子と第1個別配線311、第1駆動信号配線321及び電源配線33との接続は、半田接続などの溶接、異方性導電性接着剤(ACP、ACF)、非導電性接着剤(NCP、NCF)を介在させて圧着することで接続してもよい。
このように、本実施形態では、配線基板30の第1面301に駆動回路120を実装するため、配線基板30の第1面301上に余分なスペースを確保することができない。すなわち、配線基板30の第1面301と駆動回路120との間のスペースは、バンプ電極121の高さによって決まる。記録ヘッド1のバンプ電極121の高さは、例えば20μm以下である。このような構成であっても、第1埋設配線35を有する第1駆動信号配線321、電源配線33及び第1バイアス配線341を設けることで、第1面301上の狭いスペースに、電気が流れる方向を横断する方向であって第2の方向Yに沿った断面における横断面積が大きく電気抵抗値が低い配線を配置することができる。ちなみに、第1駆動信号配線321、第2駆動信号配線322、電源配線33及び第1バイアス配線341として第1埋設配線35を設けない場合、すなわち、配線基板30の第1面301に第1溝304を設けずに、各配線を設けた場合、第1面301上のスペースに制限があることから、配線を高く形成することができず、配線の横断面積が小さくなって、電気抵抗値が高くなってしまう。また、配線の電気抵抗値を小さくするために、配線の幅を広げると、配線基板30が大型化、特に第2の方向Yに大型化してしまう。さらに、配線基板30に第1溝304を設けずに、厚さの比較的厚い配線を形成する場合、フォトリソグラフィー法の制限によって配線を高精度及び高密度にパターニングするのが困難であり、厚さの比較的薄い配線しか形成することができない。本実施形態では、第1埋設配線35は、第1溝304によってその厚さが決定されると共に、第1溝304によってそのパターンが形成されるため、表面のみに配線を形成する場合に較べて、比較的厚い、例えば20μm〜40μm程度の厚さの第1埋設配線35を40μm〜50μmのピッチで高密度に形成することができる。したがって、第1埋設配線35の横断面積を増大させて電気抵抗値を低減することができる。また、第1埋設配線35は、内壁面が第1の(111)面及び第2の(111)面で形成された第1溝304内に埋め込まれているため、第1埋設配線35の横断面は矩形状となる。したがって、駆動回路基板として(100)面のシリコン単結晶基板を用いた場合に較べて、横断面積を増大させて、電気抵抗値をさらに低減することができる。
そして、本実施形態では、上述のように外部配線130から駆動回路120に第1駆動信号COM1を供給する第1駆動信号配線321は、2本の第1埋設配線35を有し、外部配線130から駆動回路120に第2駆動信号COM2を供給する第2駆動信号配線322は、1本の第1埋設配線35を有する。すなわち、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35とは異なる本数が設けられている。本実施形態では、第1駆動信号COM1を供給する第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の本数が、第2駆動信号COM2を供給する第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数よりも多くなるようにした。
なお、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、並設方向である第2の方向Yにおいて、第1埋設配線35の多い第1駆動信号配線321が配線基板30の外周側に配置され、第1埋設配線35の少ない第2駆動信号配線322が配線基板30の中心側に配置されている。これは、配線基板30の外周側には、電源配線33等が設けられておらず、外周側に第1埋設配線35を増やした方が配線パターンの変更や配線基板30の大型化を抑制することができるからである。したがって、第1埋設配線35の本数の多い第1駆動信号配線321を配線基板30の外周側に配置し、第1埋設配線35の本数の少ない第2駆動信号配線322を配線基板30の中心側に配置するのが好ましい。
ここで、第1埋設配線35は、横断面積、すなわち、電気が流れる方向を横断する方向であって第2の方向Yに沿った断面における面積が略同じとなるように設けられている。これは、第1埋設配線35を形成する第1溝304を形成する際のマスクパターン形状の煩雑化を抑制すると共に、エッチング精度の向上や第1埋設配線35のカバレッジの安定性を向上するためである。したがって2本の第1埋設配線35を有する第1駆動信号配線321は、1本の第1埋設配線35を有する第2駆動信号配線322よりも電気抵抗値を低下させることができる。
このため、上述した図6に示す、ラージドットを記録する吐出信号を駆動回路120が圧電アクチュエーター150の活性部に供給する際に、駆動回路120に第1駆動信号COM1を供給する第1駆動信号配線321には最も大きな電流が流れる。すなわち、図4に示すスモールドットを記録する吐出信号では、第1駆動信号配線321には一記録周期Tに第1吐出パルスDP1の電流しか流れない。また、図5に示すミドルドットを記録する吐出信号では、第1駆動信号配線321には一記録周期Tに第1吐出パルスDP1の電流が流れ、第2駆動信号配線322には一記録周期Tに第4吐出パルスDP4の電流が流れる。これに対して、図6に示すラージドットを記録する吐出信号では、第1駆動信号配線321には、一記録周期Tに第1吐出パルスDP1と第2吐出パルスDP2と第3吐出パルスDP3との電流が流れるため、第1駆動信号配線321には同じ一記録周期Tにおいてスモールドットやミドルドットを記録するときよりも大きな電流が流れる。一方、第2駆動信号配線322には、同じ一記録周期Tにおいて、スモールドットを記録する場合に第4吐出パルスDP4の電流が流れ、微振動駆動を行わせる場合に微振動パルスVPの電流が流れるが、これらはラージドットを記録する際に第1駆動信号配線321に一記録周期Tに流れる電流よりも小さい。したがって、スモールドット、ミドルドット、ラージドット及び微振動駆動を選択的に実行する際に、ラージドットの記録において第1駆動信号配線321には最も大きな電流が流れることになる。このため、最も大きな電流が流れる第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の本数を、比較的小さな電流が流れる第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数よりも多くすることで、配線基板30の小型化を図ると共に、第1駆動信号配線321の電気抵抗値を低下させて、第1駆動信号配線321を介して供給される第1駆動信号COM1の電圧降下を低減することができる。よって、駆動回路120に第1駆動信号配線321が接続される位置によって、駆動回路120に供給される第1駆動信号COM1に電圧降下が生じるのを抑制して、ばらつきを低減した第1駆動信号COM1を供給することができる。つまり、第1駆動信号配線321の電気抵抗値を低下させることで、外部配線130から近い位置で第1駆動信号配線321に接続された端子(バンプ電極121)から駆動回路120に供給された第1駆動信号COM1と、外部配線130から遠い位置で第1駆動信号配線321に接続された端子(バンプ電極121)から駆動回路120に供給された第1駆動信号COM1との間での電圧降下によるばらつきを抑制することができる。このため、駆動回路120は、駆動信号に基づいてばらつきを抑制した吐出信号を生成することができ、安定した吐出信号によって圧電アクチュエーター150の活性部を駆動することができ、活性部の駆動時の変位ばらつきを低減して印刷品質を向上することができる。
ちなみに、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数を第1駆動信号配線321の第1埋設配線35と同じ本数となるまで増やすことも考えられるが、第1面301における第1埋設配線35の総本数が増大し、第1埋設配線35を設けるスペースが必要となって、配線基板30が大型化してしまう。本実施形態では、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数を、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の本数よりも少なくすることで、比較的小さな電流が流れる第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数を無駄に増やすことなく、配線基板30の小型化を図ることができる。つまり、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数は第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の本数よりも少ないため、第2駆動信号配線322の電気抵抗値は第1駆動信号配線321よりも高いが、第2駆動信号配線322には、第1駆動信号配線321に比べて小さな電流しか流れないため、電気抵抗値が比較的高くても第2駆動信号配線322における電圧降下は生じ難い。したがって、外部配線130から第1駆動信号配線321及び第2駆動信号配線322を介して駆動回路120に供給する第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2の電圧降下を抑制して、安定した第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2を供給することができ、安定した第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2によって圧電アクチュエーター150の活性部を駆動することができる。
なお、第1駆動信号配線321及び第2駆動信号配線322を流れる電流は、圧電アクチュエーター150の同時に駆動する活性部の数によって変動する。例えば、全ての活性部を同時に駆動してラージドットを記録する際には、駆動回路120に第1駆動信号配線321を介して供給される第1駆動信号COM1の電流が大きくなる。このときの第1駆動信号配線321の電気抵抗値が高いと電圧降下が発生し、第1の方向Xにおいて異なる位置に設けられた端子から入力される第1駆動信号COM1の電圧に変化が生じる。これに対して、圧電アクチュエーター150の同時に駆動する活性部の数が少ないと、駆動回路120に第1駆動信号配線321を介して供給される第1駆動信号COM1の電流が小さくなり、第1駆動信号配線321の電気抵抗値が高くても電圧降下による影響は生じ難い。このため、第1駆動信号配線321の電気抵抗値を低下させることで、圧電アクチュエーター150の同時に駆動する活性部の数の変動、いわゆる負荷変動による第1駆動信号COM1の電圧変動のばらつきを抑制して、圧電アクチュエーター150の活性部に安定した駆動を行わせることができ、インク滴の吐出特性にばらつきが生じるのを抑制して、印刷品質を向上することができる。
また、配線の発熱は、電流の2乗に比例して大きくなる。したがって、比較的大きな電流が流れる第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の数を増やすことで、1本の第1埋設配線35当たりに流れる電流を減少させることができ、第1駆動信号配線321の発熱を効果的に低下させることができる。
なお、本実施形態では、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の本数と、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数とを比較したが、これは、実質的に第1駆動信号配線321の第1埋設配線35と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35との電気抵抗値を比較しているものである。したがって、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35との横断面積、すなわち、電気が流れる方向を横断する方向であって第2の方向Yに沿った断面における面積が略同じ場合において本数を比較すればよい。ただし、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35とは、引き回しの違いから長さが異なる場合や断面積が異なる場合が考えられるため、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35との電気抵抗値を比較すればよい。すなわち、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の総電気抵抗値と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の総電気抵抗値とを比較して、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の総電気抵抗値が、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の総電気抵抗値よりも大きければよい。これにより、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35との横断面積や長さが異なる場合であっても電気抵抗値を上記のような関係とすることで、第1駆動信号配線321の電圧降下を抑制して電圧変動のばらつきによる圧電アクチュエーター150の変位ばらつきを抑制することができる。ただし、複数の第1埋設配線35の横断面積は、略同じ大きさで形成するのが好ましい。すなわち、第1埋設配線35が形成される第1溝304は、それぞれ複数が同じ断面積となるように形成するのが好ましい。これは、第1溝304や第2溝306を形成するエッチングのマスクパターン形状の煩雑化を抑制すると共に、エッチングの精度の向上や第1埋設配線35や第2埋設配線37のカバレッジの安定性を向上するためである。
また、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、第1埋設配線35だけではなく、第1接続配線36を有する。したがって、より正確には第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、外部配線130が接続された部分から駆動回路120の各端子に接続された部分までの電気抵抗値で比較すればよい。すなわち、第1駆動信号配線321の外部配線130が接続される部分から駆動回路120の端子、本実施形態では、端子に接続されたバンプ電極121に接続される部分までの電気抵抗値が、第2駆動信号配線322の外部配線130が接続される部分から駆動回路120の端子、本実施形態では、端子に接続されたバンプ電極121に接続される部分までの電気抵抗値よりも大きければよい。ちなみに、第1駆動信号配線321及び第2駆動信号配線322と駆動回路120とが接続される端子は複数存在するが、そのうちの最も電気抵抗値が高い部分を比較すればよい。
さらに、図13及び図16に示すように、第1バイアス配線341は、配線基板30に設けられたバイアス用貫通配線345に電気的に接続されている。バイアス用貫通配線345は、第1バイアス配線341が形成された第1溝304の底面に開口して設けられた第3貫通孔307内に形成されている。これによりバイアス用貫通配線345と第1バイアス配線341とは、第1溝304の底面において電気的に接続されている。なお、バイアス用貫通配線345は、上述した個別用貫通配線315と同様に銅(Cu)等の金属を電界めっき、無電界めっき等によって形成することができる。また、第1埋設配線35と、バイアス用貫通配線345とを同時に形成することで、第1埋設配線35と駆動信号貫通配線325とを一体的に連続して形成することも可能である。つまり、第1埋設配線35、個別用貫通配線315、駆動信号貫通配線325及びバイアス用貫通配線345を同時に形成することでさらに製造工程を簡略化してコストを低減することができる。なお、バイアス用貫通配線345は、第1の方向Xにおいて外部配線130と接続される一端側のみに形成されている。
このような配線基板30の第2面302には、図11及び図14に示すように、個別配線31を構成する第2個別配線312とバイアス配線を構成する第2バイアス配線342とが設けられている。
第2個別配線312は、個別用貫通配線315に電気的に接続されると共に、流路形成基板10に設けられた個別リード電極91に電気的に接続されており、駆動回路120からの吐出信号をバンプ電極121と第1個別配線311、個別用貫通配線315及び第2個別配線312を有する個別配線31と個別リード電極91とを介して圧電アクチュエーター150の活性部の個別電極である第1電極60に供給する。
具体的には、第2個別配線312は、配線基板30の第2の方向Yの両端部のそれぞれに、第1の方向Xに亘って複数並設されている。また、第2個別配線312は、第2の方向Yに沿って延設されており、一端において個別用貫通配線315の端部を覆うことで個別用貫通配線315と電気的に接続されている。すなわち、個別配線31は、第1面301に設けられた第1個別配線311と個別用貫通配線315と第2面302に設けられた第2個別配線312とを含む。また、第2個別配線312は、詳しくは後述するバンプ電極39によって流路形成基板10に設けられた個別リード電極91と電気的に接続されている。
第2バイアス配線342は、図11、図14及び図16に示すように、バイアス用貫通配線345に電気的に接続されると共に、流路形成基板10に設けられた共通リード電極92に電気的に接続されたものであり、外部配線130から供給されたバイアス電圧(VBS)を第1バイアス配線341、バイアス用貫通配線345、第2バイアス配線342及び共通リード電極92を介して圧電アクチュエーター150の活性部の共通電極である第2電極80に供給する。すなわち、圧電アクチュエーター150にバイアス電圧(VBS)を供給するバイアス配線34は、第1面301に設けられた第1バイアス配線341とバイアス用貫通配線345と第2バイアス配線342とを具備する。また、第2バイアス配線342は、第1の方向Xに沿って延設されており、圧電アクチュエーター150の列毎に1本、合計2本設けられている。
このような第2バイアス配線342は、図11及び図16に示すように、配線基板30の第2面302に設けられた第2溝306に埋設された第2埋設配線37と、第2埋設配線37を被覆する第2接続配線38と、を具備する。
第2溝306は、本実施形態では、第1面301に設けられた第1溝304と第3の方向Zにおいて相対向する位置に設けられている。すなわち、本実施形態の各第2溝306は、第2の方向Yの位置が各第1溝304と同じ位置で、且つ第1溝304と同じ幅で設けられている。また、第2溝306は、図14に示すように、外部配線130側の端部以外において第1の方向Xに亘って第1の方向Xに沿って直線状に設けられている。このような第2溝306は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎にそれぞれ6個、合計12個設けられている。
このような第2溝306は、上述した第1溝304と同様に、配線基板30の表面の結晶方位である(110)面に垂直な第1の(111)面と、第1の(111)面に相対向して(110)面に垂直な第2の(111)面とで内壁面が形成されている。すなわち、第2溝306は、第1溝304と同様にアルカリ溶液を用いた異方性エッチング(ウェットエッチング)によって高精度に形成することができる。また、第1溝304と第2溝306とは、異方性エッチングによって同時に形成することが可能である。
このような第2溝306内に、第2埋設配線37が埋め込まれている。すなわち、第2埋設配線37は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に6本、合計12本設けられている。このような第2埋設配線37は、上述した第1溝304内に埋設された第1埋設配線35と同様に、銅(Cu)等の金属からなり、例えば、電解めっき、無電界めっき、導電性ペーストの印刷などの方法によって形成することができる。
第2接続配線38は、第2埋設配線37を覆うように積層されている。本実施形態では、第2バイアス配線342では、第2接続配線38は複数の第2埋設配線37を連続して覆うように積層されている。すなわち、1つの第2接続配線38が圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に設けられた6本の第2埋設配線37の全てを覆うように設けられている。
このような第2接続配線38は、第1接続配線36と同様に、第2埋設配線37側に設けられたチタン(Ti)等の密着層と、密着層上に設けられた金(Au)等の導電層とを積層したものを用いることができる。もちろん、第2接続配線38として、その他の導電性材料で形成された層が積層されていてもよい。なお、第2接続配線38は、第2個別配線312と同時に形成することができる。これにより、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。
このような第2埋設配線37と第2接続配線38とによって第2バイアス配線342が形成されている。
このような配線基板30に設けられた第2バイアス配線342を構成する第2接続配線38は、図11及び図14に示すように、第2の方向Yで並設された第2接続配線38の間に延設されており、この延設された部分において、バンプ電極39を介して流路形成基板10に設けられた共通リード電極92と電気的に接続されている。
ここで、第2個別配線312及び第2バイアス配線342と、個別リード電極91及び共通リード電極92とを接続するバンプ電極39は、上述した駆動回路120に設けられたバンプ電極121と同様に、弾性を有する樹脂材料からなるコア部391と、コア部391の表面の少なくとも一部を覆うバンプ配線392と、を有する。
コア部391は、上述した駆動回路120のバンプ電極121を構成するコア部122と同様の材料を用いて同様の断面形状で形成されている。このようなコア部391は、第1の方向Xに直線状に連続して配置されている。また、コア部391は、第2の方向Yにおいて、圧電アクチュエーター150の活性部の2列の外側のそれぞれに1本ずつの計2本と、圧電アクチュエーター150の活性部の2列の間に1本と、の合計3本が設けられている。そして、2列の圧電アクチュエーター150の活性部の外側に設けられた各コア部391が、第2個別配線312を個別リード電極91に接続するためのバンプ電極39を構成する。また、圧電アクチュエーター150の活性部の2列の間に設けられたコア部391が、第2バイアス配線342と2列の圧電アクチュエーター150の共通リード電極92とを接続するためのバンプ電極39を構成する。
また、第2個別配線312を個別リード電極91に接続するためのバンプ電極39を構成するバンプ配線392は、本実施形態では、第2個別配線312をコア部391上まで延設することで、第2個別配線312をバンプ配線392として用いている。
同様に、第2バイアス配線342を共通リード電極92に接続するためのバンプ電極39を構成するバンプ配線392は、本実施形態では、第2接続配線38をコア部391上まで延設することで、第2接続配線38をバンプ配線392として用いている。もちろん、第2個別配線312及び第2接続配線38とバンプ配線392とを別の配線として、両者の一部を積層することで電気的に接続するようにしてもよい。
なお、第2接続配線38は、第1の方向Xに沿って所定の間隔で複数箇所においてコア部391上まで延設されている。つまり、第2バイアス配線342と共通リード電極92を接続するバンプ電極39は、第1の方向Xに亘って所定の間隔で複数設けられている。このような第2バイアス配線342は、上述のように、バイアス用貫通配線345を介して第1面301の第1バイアス配線341と電気的に接続されている。このため、第1の方向Xに亘ってバイアス配線34の電気抵抗値を実質的に低下させることができる。すなわち、バイアス配線34を配線基板30の第1面301に、長手方向である第1の方向Xに亘って設けることなく、第2面302にバイアス配線34の一部である第2バイアス配線342を複数設けることで、第1の方向Xに亘ってバイアス配線34の電気抵抗値を低下させることができるため、バイアス配線34の電流容量不足による電圧降下を抑制することができる。
さらに、第2バイアス配線342は、バンプ電極39を介して共通リード電極92と第2の方向Yの複数箇所で電気的に接続されている。このため、第2電極80の第1の方向Xにおける電圧降下が抑制され、各活性部へのバイアス電圧の印加ばらつきを抑制することができる。
なお、第2個別配線312及び第2バイアス配線342と、個別リード電極91及び共通リード電極92との電気的な接続は、上述したバンプ電極39に限定されず、例えば、金属バンプであってもよい。また、第2個別配線及び補助配線と、個別リード電極及び共通リード電極との接続は、半田接続などの溶接、異方性導電性接着剤(ACP、ACF)、非導電性接着剤(NCP、NCF)を介在させて圧着することで接続してもよい。
このように流路形成基板10の個別リード電極91及び共通リード電極92と、配線基板30の第2個別配線312及びバイアス配線34とをバンプ電極39によって電気的に接続することで、流路形成基板10や配線基板30に反りやうねりがあっても、コア部391がこれに追従して変形するため、個別リード電極91及び共通リード電極92と、配線基板30の第2個別配線312及び第2バイアス配線342とを確実に電気的に接続することができる。
また、流路形成基板10と配線基板30とは、接着層300によって接着されており、これにより、バンプ電極39を構成するバンプ配線392である第2個別配線312及び第2接続配線38と個別リード電極91及び共通リード電極92とは互いに当接した状態で固定されている。
このように流路形成基板10と配線基板30とを接合する接着層300によって、流路形成基板10と配線基板30との間には、内部に圧電アクチュエーター150が配置された空間である保持部160が形成されている。すなわち、保持部160は、バンプ電極39によって第3の方向Zの高さが規定されるものであるが、保持部160を高くするには、バンプ電極39のコア部391を大きくしなくてはならないが、コア部391を大きくするには、コア部391を設ける平面スペースも必要となり、流路形成基板10及び配線基板30等が大型化してしまう。つまり、保持部160は、圧電アクチュエーター150の駆動を阻害しない程度の高さで、できるだけ低くすることが好ましく、これにより記録ヘッドの第2の方向Y及び第3の方向Zの小型化を図ることができる。ちなみに、本実施形態の記録ヘッド1において圧電アクチュエーター150の変位に必要な空間は、20μm程度である。
このように第2面302にバイアス配線34を構成する第2バイアス配線342を設けることで、第1面301に第1の方向Xに亘ってバイアス配線34を設ける必要がなく、第1面301に第1の方向Xに亘ってバイアス配線34を設けるスペースが不要となって配線基板30の小型化を図ることができる。つまり、バイアス配線34の主要部分である第2バイアス配線342を第1面301に比べてスペースに余裕のある第2面302に設けることで、配線基板30の大型化を抑制して、小型化を図ることができる。
そして、配線基板30の第2面302に設けられた第2バイアス配線342は、本実施形態では、第2溝306内に設けられた第2埋設配線37を有するため、高さの低い保持部160内に電気抵抗値の低い第2バイアス配線342を設けることができる。すなわち、配線基板30の第2面302に第2溝306を設けずに、第2バイアス配線342を設ける場合、保持部160の高さに制限があることから、配線を高く形成することができず、配線の横断面積が小さくなって、電気抵抗値が高くなってしまう。また、第2バイアス配線342の電気抵抗値を低くするために、第2バイアス配線342の幅を広げると、配線基板30や流路形成基板10が第2の方向Yに大型化してしまう。さらに、配線基板30に第2溝306を設けずに、厚さの比較的厚い配線を形成する場合、フォトリソグラフィー法の制限によって配線を高精度及び高密度にパターニングするのが困難であり、厚さの比較的薄い配線しか形成することができない。さらに、配線を厚く形成すると配線と圧電アクチュエーター150とが近くなり、配線と圧電アクチュエーター150の電極とが接触することや、放電により絶縁破壊が発生する虞がある。本実施形態では、第2埋設配線37は、第2溝306によってその厚さが決定されると共に、第2溝306によってパターンが形成されるため、表面のみに配線を形成する場合に較べて、比較的厚い、例えば10μm〜50μm程度の厚さの第2埋設配線37を40μm〜50μmのピッチで高密度に形成することができる。したがって、第2埋設配線37の横断面積を増大させて第2バイアス配線342の電気抵抗値を低下させることができる。また、第2埋設配線37の横断面積を増大させることができるため、第2埋設配線37の第2の方向Yの幅を狭くしても電気抵抗値が著しく高くなるのを抑制することができる。したがって、第2埋設配線37を高密度に配置して配線基板30及び流路形成基板10の小型化を図ることができる。また、本実施形態では、1本の第2バイアス配線342は、複数、具体的には6本の第2埋設配線37を有する。したがって、第2バイアス配線342は複数の第2埋設配線37によってバイアス電圧(VBS)が外部配線130から供給される第1の方向Xの一端部から他端部までの電気抵抗値を効果的に低下させることができる。
また、本実施形態では、第2バイアス配線342の第2埋設配線37の本数は6本であり、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の本数は2本となっており、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数は1本となっている。すなわち、バイアス配線34の第2埋設配線37の本数が第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の本数よりも多く、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数よりも多い。このように、バイアス配線34の第2埋設配線37の本数は、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の何れか一方の本数以上であるのが好ましく、より好ましくは両方のそれぞれの本数以上であり、さらに好ましくは両方の合計本数以上である。これは、圧電アクチュエーター150として電圧と電界誘起歪み(変位)との関係がバタフライカーブで示される圧電体層70を用いた場合、圧電体層70の電圧と電界誘起歪みとの関係がグランドに近い部分の方が、電圧のばらつきに対する変位特性のばらつきが大きくなる傾向がある。このため、圧電体層70の特性においてグランドに近い部分の電圧のばらつきを抑制した方が変位ばらつきを抑制することができるため、グランドに近いバイアス配線34の電気抵抗値を下げるのが好ましい。つまり、グランドに近いバイアス配線34の電気抵抗値が高く、負荷変動による電圧変動が大きいと、圧電体層70の変位特性のばらつきが大きくなってしまう。これに対して、バタフライカーブにおける高い電圧の部分では、電圧のばらつきに対する変位特性のばらつきはグランド付近に比べて小さい。したがって、バイアス配線34の第2埋設配線37の本数は、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の何れ一方の本数以上、より好ましくは両方のそれぞれの本数以上、さらに好ましくは両方の合計本数以上とすることで、バイアス配線34の電気抵抗値を確実に低下させて、バイアス配線34の電圧降下を抑制して、圧電アクチュエーター150の変位特性のばらつきをさらに抑制することができる。
以上説明したように、本実施形態では、インクを噴射するノズル開口21に連通する流路である圧力発生室12内のインクに圧力変化を生じさせる駆動素子である圧電アクチュエーター150の活性部と、圧電アクチュエーター150の活性部を駆動する信号である吐出信号を出力する駆動回路120と、圧電アクチュエーター150の活性部とは反対側の第1面301が駆動回路120側、第2面302が圧電アクチュエーター150の活性部側となる配線基板30と、を備え、配線基板30には、駆動回路120に電力を供給する電源配線33と、駆動回路120に第1駆動信号COM1を供給する第1駆動信号配線321と、駆動回路120に第2駆動信号COM2を供給すると共に配線基板30において電源配線33及び第1駆動信号配線321とは電気的に接続されていない第2駆動信号配線322と、が設けられており、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、それぞれ配線基板30に設けられた第1溝304内に埋設された埋設配線である第1埋設配線35を有し、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、第1埋設配線35の本数が異なる。
本実施形態では、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35は、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35よりも本数が多い。このように第1駆動信号配線321の第1埋設配線35を第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数よりも多く設けることで、第1駆動信号配線321の電気抵抗値を第2駆動信号配線322に比べて低下させることができる。したがって、第1駆動信号配線321によって駆動回路120に供給される第1駆動信号COM1の電圧降下を抑制することができる。特に、負荷変動による第1駆動信号COM1の電圧変動のばらつきを抑制して、圧電アクチュエーター150の活性部に安定した駆動を行わせることができ、インク滴の吐出特性にばらつきが生じるのを抑制して、印刷品質を向上することができる。
また、本実施形態では、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35は、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35よりも本数が少ない。したがって、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35を無駄に増やすのを抑制して、配線基板30の小型化を図ることができる。
また、第1駆動信号配線321及び第2駆動信号配線322は、配線基板30に設けられた第1溝304に埋設された第1埋設配線35を有する。このため、配線基板30の比較的狭いスペースに横断面積が大きく、電気抵抗値が低い第1駆動信号配線321及び第2駆動信号配線322を設けることができる。また、第1駆動信号配線321及び第2駆動信号配線322を高密度に配置することができ、配線基板30を第1面301の面内方向に小型化することができる。
また、本実施形態では、駆動素子である圧電アクチュエーター150の活性部を複数具備し、複数の活性部に共通する共通電極である第2電極80を備え、配線基板30には、第2電極80に接続されて第2電極80に基準電位となるバイアス電圧を供給するバイアス配線34が設けられており、バイアス配線34は、配線基板30に設けられた第2溝306溝内に埋設された埋設配線として第2埋設配線37を有し、バイアス配線34の第2埋設配線37の本数は、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の本数及び第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数の何れか一方以上であることが好ましい。
このように、バイアス配線34の第2埋設配線37の本数を、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2駆動信号配線322の第2埋設配線37の何れか一方以上とすることで、バイアス配線34の電気抵抗値を低下させることができる。したがって、圧電アクチュエーター150の圧電体層70として、電圧と電界誘起歪み(変位)との関係がバタフライカーブで示される特性を有するものを用いた場合、電圧のばらつきに対する変位特性のばらつきが大きなグランド側となるバイアス配線34の電気抵抗値を確実に低下させて、バイアス配線34の電圧降下を抑制して、圧電アクチュエーター150の変位特性のばらつきをさらに抑制することができる。
また、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322との何れか一方は、配線基板30の外周側に配置されており、配線基板30の外周側に配置された一方の埋設配線である第1埋設配線35の本数は、他方の埋設配線である第1埋設配線35の本数よりも多いことが好ましい。本実施形態では、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35は、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数よりも多い。したがって、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322との並設方向である第2の方向Yにおいて、第1駆動信号配線321が配線基板30の外周側に配置され、第2駆動信号配線322が配線基板30の中央側に配置されている。このように第1埋設配線35の本数の多い第1駆動信号配線321を配線基板30の外周側に配置し、第1埋設配線35の本数の少ない第2駆動信号配線322を配線基板30の中心側に配置することで、比較的スペースに余裕のある配線基板30の外周側に配線基板30を大型化することなく第1埋設配線35を増やすことができると共に、第1埋設配線35同士の導通や配線の取り回しを容易に行うことができる。
また、本実施形態では、配線基板30の第1面301に設けられた埋設配線である第1埋設配線35と、第2面302に設けられた埋設配線である第2埋設配線37とは、異なる本数であることが好ましい。これにより、第1面301の第1埋設配線35又は第2面302の第2埋設配線37の本数を減少させて、配線基板30を小型化することができる。
また、本実施形態では、記録ヘッド1と、第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2を生成する駆動信号発生回路である駆動信号発生部216とを具備し、駆動信号発生部216が生成した第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2によって、第1駆動信号配線321を一吐出周期に流れる電流値が第2駆動信号配線322を一吐出周期に流れる電流値よりも大きい場合には、第1駆動信号配線321の埋設配線である第1埋設配線35の本数は、第2駆動信号配線322の埋設配線である第1埋設配線35の本数よりも多いことが好ましい。すなわち、多くの電流が流れる第1駆動信号配線321の第1埋設配線35の本数を、第1駆動信号配線321よりも少ない電流が流れる第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数よりも多くすればよい。これにより、多くの電流が流れる第1駆動信号配線321によって駆動回路120に供給される第1駆動信号COM1の電圧降下を抑制して、駆動素子である圧電アクチュエーター150の活性部の変位特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。
図8〜図11に示すように、このような流路形成基板10、配線基板30、連通板15及びノズルプレート20の接合体には、複数の圧力発生室12に連通するマニホールド100を形成するケース部材40が固定されている。ケース部材40は、平面視において上述した連通板15と略同一形状を有し、配線基板30に接合されると共に、上述した連通板15にも接合されている。具体的には、ケース部材40は、配線基板30側に流路形成基板10及び配線基板30が収容される深さの凹部41を有する。この凹部41は、配線基板30の流路形成基板10に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部41に流路形成基板10等が収容された状態で凹部41のノズルプレート20側の開口面が連通板15によって封止されている。また、ケース部材40には、凹部41の第2の方向Yの両側に凹形状を有する第3マニホールド部42が形成されている。この第3マニホールド部42と、連通板15に設けられた第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18とによって本実施形態のマニホールド100が構成されている。
ケース部材40の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。ちなみに、ケース部材40として、樹脂材料を成形することにより、低コストで量産することができる。
連通板15のノズルプレート20側の面には、コンプライアンス基板45が設けられている。このコンプライアンス基板45が、第1マニホールド部17と第2マニホールド部18のノズルプレート20側の開口を封止している。このようなコンプライアンス基板45は、本実施形態では、封止膜46と、固定基板47と、を具備する。封止膜46は、可撓性を有する薄膜(例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)やステンレス鋼(SUS)等により形成された厚さが20μm以下の薄膜)からなり、固定基板47は、ステンレス鋼(SUS)等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板47のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部48となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜46のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部49となっている。
ケース部材40には、マニホールド100に連通して各マニホールド100にインクを供給するための導入路44が設けられている。また、ケース部材40には、配線基板30が露出し、外部配線が挿通される接続口43が設けられており、接続口43に挿入された外部配線130が配線基板30の各配線、すなわち、第1駆動信号配線321と電源配線33と第1バイアス配線341とに接続されている。
このような構成の記録ヘッド1では、インクを噴射する際に、インクが貯留された液体貯留手段から導入路44を介してインクを取り込み、マニホールド100からノズル開口21に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路120からの信号に従い、圧力発生室12に対応する各圧電アクチュエーター150に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター150と共に振動板50をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室12内の圧力が高まり所定のノズル開口21からインク滴が噴射される。
(実施形態2)
図17は、本発明の実施形態2に係る駆動回路基板の要部断面図であり、図18は、図12のB−B′線に準ずる配線基板の断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図示するように、本実施形態の第1駆動信号配線321は、第1面301に設けられた第1面用第1駆動信号配線3211と、第2面302に設けられた第2面用第1駆動信号配線3212と、を具備する。
第1面用第1駆動信号配線3211は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に1本の第1埋設配線35とこれを覆う第1接続配線36とを有する。
第2面用第1駆動信号配線3212は、配線基板30の第2面302に設けられた第2溝306に埋設された第2埋設配線37とこれを覆う第2接続配線38とを有する。本実施形態では、第2面用第1駆動信号配線3212は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に、2本の第2埋設配線37と、この2本の第2埋設配線37を連続して覆う第2接続配線38とを有する。
そして、第1面用第1駆動信号配線3211と、第2面用第1駆動信号配線3212とは、配線基板30の第1面301と第2面302とを貫通して設けられた中継配線である駆動信号貫通配線325によって接続されている。駆動信号貫通配線325は、第1面用第1駆動信号配線3211が形成された第1溝304の底面と第2面用第1駆動信号配線3212が形成された第2溝306の底面とに開口して設けられた第2貫通孔305内に形成されている。これにより駆動信号貫通配線325と第1面用第1駆動信号配線3211及び第2面用第1駆動信号配線3212とは接続されている。なお、駆動信号貫通配線325は、上述した実施形態1の個別用貫通配線315と同様に銅(Cu)等の金属を電界めっき、無電界めっき等によって形成することができる。また、第1埋設配線35と駆動信号貫通配線325とを同時に形成することで、第1埋設配線35と駆動信号貫通配線325とを一体的に連続して形成することも可能である。このような駆動信号貫通配線325は、図18に示すように、第1の方向Xにおいて配線基板30の両端部側にそれぞれ設けられている。具体的には、本実施形態では、駆動信号貫通配線325は、第1の方向Xにおいて、圧電アクチュエーター150の活性部の列の両外側に少なくとも1つずつ、すなわち、少なくとも合計2箇所設けられている。ちなみに、図18に図示していないが、圧電アクチュエーター150の活性部の列は、第3の方向Zから平面視した際に、第1の方向Xにおいて駆動回路120に重なる範囲に配置されている。したがって、駆動信号貫通配線325は、第1の方向Xにおいて駆動回路120の両外側、すなわち、第3の方向Zから平面視した際に、駆動信号貫通配線325が駆動回路120に重ならない位置に設けることで、駆動信号貫通配線325は、活性部の外側に設けられていることになる。これにより、第1面用第1駆動信号配線3211と第2面用第1駆動信号配線3212とは、配線基板30の第1の方向Xの両端部において電気的に接続することができる。
また、本実施形態では、第1面用第1駆動信号配線3211には、第1の方向Xにおいて、駆動信号貫通配線325よりも外側の端部側で外部配線130が接続されている。すなわち、第1面用第1駆動信号配線3211には、第1の方向Xの一端部で外部配線130が接続され、中継配線である駆動信号貫通配線325は、圧電アクチュエーター150の活性部の列と外部配線130が接続される部分との間に設けられている。これにより、外部配線130から駆動回路120に駆動信号が供給される前に分岐することができる。
もちろん、中継配線である駆動信号貫通配線325の数及び位置は、上述したものに限定されず、例えば、駆動信号貫通配線325は、第3の方向Zから平面視した際に、第1の方向Xで圧電アクチュエーター150の活性部の列に重なる配置されていてもよく、また、駆動信号貫通配線325を3箇所以上設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35と第2埋設配線37とは、第1面301の法線方向である第3の方向Zからの平面視において少なくとも一部が重なる位置に配置されている。このように、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35と第2埋設配線37とを第3の方向Zからの平面視において少なくとも一部が重なる位置に設けることで、第1面用第1駆動信号配線3211と第2面用第1駆動信号配線3212とを中継配線である駆動信号貫通配線325によって容易に接続することができる。すなわち、駆動信号貫通配線325及び駆動信号貫通配線325が設けられる第2貫通孔305を第3の方向Zに沿った直線方向に容易に且つ高精度に形成することができる。また、駆動信号貫通配線325の第3の方向Zの長さをできるだけ短くして、駆動信号貫通配線325の電気抵抗値を低下させることができる。
このように本実施形態の第1駆動信号配線321は、第1面301に設けられた第1面用第1駆動信号配線3211と、第2面302に設けられた第2面用第1駆動信号配線3212と、を有する。このため、第1駆動信号配線321を第1面301のみに設けた場合に比べて、第1面301に第1駆動信号配線321を形成するスペースを減少させて、配線基板30を第1面301の面方向に小型化することができ、記録ヘッド1の小型化を図ることができる。
また、配線基板30の第1面301には、外部配線130から第2駆動信号COM2を駆動回路120に供給する第2駆動信号配線322が設けられている。第2駆動信号配線322は、上述した実施形態1と同様に、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に1本の第1埋設配線35とこれを覆う第1接続配線36とを有する。
したがって、配線基板30には、第1駆動信号配線321は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に、第1埋設配線35及び第2埋設配線37からなる埋設配線が合計3本設けられており、第2駆動信号配線322は、第1埋設配線35からなる埋設配線が合計1本設けられている。
すなわち、本実施形態では、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、埋設配線の本数が異なる。本実施形態では、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の合計本数は、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数よりも多い。このように第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の本数を第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数よりも多く設けることで、第1駆動信号配線321の電気抵抗値を低下させることができる。したがって、第1駆動信号配線321によって駆動回路120に供給される第1駆動信号COM1の電圧降下を抑制することができる。特に、負荷変動による第1駆動信号COM1の電圧変動のばらつきを抑制して、圧電アクチュエーター150の活性部に安定した駆動を行わせることができ、インク滴の吐出特性にばらつきが生じるのを抑制して、印刷品質を向上することができる。
また、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35は、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の本数よりも少ない。したがって、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35を無駄に増やすことがなく、配線基板30の小型化を図ることができる。
なお、本実施形態では、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の本数と、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数とを比較したが、これは、上述した実施形態1と同様に、実質的に第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35との電気抵抗値を比較しているものである。したがって、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35との横断面積が略同じ場合において本数を比較すればよい。ただし、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35とは、引き回しの違いから長さが異なる場合や断面積が異なる場合が考えられるため、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35との電気抵抗値を比較すればよい。すなわち、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の総電気抵抗値と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の総電気抵抗値とを比較して、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の総電気抵抗値が、第2駆動信号配線322の第1埋設配線の総電気抵抗値よりも大きければよい。これにより、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35との横断面積や長さが異なる場合であっても電気抵抗値を上記のような関係とすることで、第1駆動信号配線321の電圧降下を抑制して電圧変動のばらつきによる圧電アクチュエーター150の変位ばらつきを抑制することができる。ただし、複数の第1埋設配線35の横断面積は、略同じ大きさで形成するのが好ましい。すなわち、第1埋設配線35が形成される第1溝304は、それぞれ複数が同じ断面積となるように形成するのが好ましい。これは、第1溝304や第2溝306を形成するエッチングのマスクパターン形状の煩雑化を抑制すると共に、エッチングの精度の向上や第1埋設配線35や第2埋設配線37のカバレッジの安定性を向上するためである。また、配線基板30の異なる面にそれぞれ設けられた第1埋設配線35と第2埋設配線37とは、横断面積が略同じ大きさとなるように形成するのが好ましい。これにより、第1溝304及び第2溝306に配線基板30と異なる線膨張係数、面内応力を持った材料を埋め込んだ際に、第1面301と第2面302とで埋め込んだ材料の面積比が異なることによる配線基板30の反りを抑制することができる。
また、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、第1埋設配線35及び第2埋設配線37だけではなく、第1接続配線36及び第2接続配線38を有する。したがって、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、外部配線130が接続された部分から駆動回路120の各端子に接続された部分までの電気抵抗値で比較すればよい。すなわち、第1駆動信号配線321の外部配線130が接続される部分から駆動回路120の端子、本実施形態では、端子に接続されたバンプ電極121に接続される部分までの電気抵抗値が、第2駆動信号配線322の外部配線130が接続される部分から駆動回路120の端子、本実施形態では、端子に接続されたバンプ電極121に接続される部分までの電気抵抗値よりも大きければよい。ちなみに、第1駆動信号配線321及び第2駆動信号配線322と駆動回路120とが接続される端子は複数存在するが、そのうちの最も電気抵抗値が高い部分を比較すればよい。
また、配線基板30の第2面302には、第2バイアス配線342が設けられている。第2バイアス配線342は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に4本の第2埋設配線37と4本の第2埋設配線37を連続して覆う第2接続配線38とを具備する。
すなわち、本実施形態では、配線基板30の第1面301には、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に6本の第1埋設配線35が設けられ、第2面302には、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に6本の第2埋設配線37が設けられている。
つまり、本実施形態では、配線基板30の第1面301に設けられた埋設配線である第1埋設配線35と、第2面302に設けられた埋設配線である第2埋設配線37とは、同じ本数となっている。このように、第1面301と第2面302とに同じ本数の埋設配線を設けることで、配線基板30の第1溝304及び第2溝306に配線基板30と異なる線膨張係数、面内応力を持った材料を埋め込んだ際に、第1面301と第2面302とで埋め込んだ材料の面積比が異なることによる配線基板30の反りを抑制することができる。したがって、配線基板30の反りによるクラック等の破壊や配線基板30と流路形成基板10との剥離や配線の断線等を抑制することができる。なお、本実施形態では、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に、第1面301の第1溝304は、第2溝306よりも第1バイアス配線341用の4個分だけ多く設けられているが、第1バイアス配線341用の4個の第1溝304は、第1の方向Xの長さが短いため、配線基板30の反りへの影響は小さい。すなわち、第1の方向Xに略亘って設けられた第1埋設配線35と第2埋設配線37とを同じ本数で設けるようにすれば配線基板30の反りは抑制することができる。
また、本実施形態では、バイアス配線34の第2埋設配線37の本数は、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37を合計した本数及び第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数の何れか一方以上となっている。このため、バイアス配線34の電気抵抗値を低下させることができる。したがって、圧電アクチュエーター150の圧電体層70として、電圧と電界誘起歪み(変位)との関係がバタフライカーブで示される特性を有するものを用いた場合、電圧のばらつきに対する変位特性のばらつきが大きなグランド側となるバイアス配線34の電気抵抗値を確実に低下させて、バイアス配線34の電圧降下を抑制して、圧電アクチュエーター150の変位特性のばらつきをさらに抑制することができる。
(実施形態3)
図19は、本発明の実施形態3に係る配線基板の要部断面図ある。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図19に示すように、本実施形態の第1駆動信号配線321は、第1面301に設けられた第1面用第1駆動信号配線3211と、第2面302に設けられた第2面用第1駆動信号配線3212と、を具備する。
第1面用第1駆動信号配線3211は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に1本の第1埋設配線35とこれを覆う第1接続配線36とを有する。
第2面用第1駆動信号配線3212は、配線基板30の第2面302に設けられた第2溝306に埋設された第2埋設配線37とこれを覆う第2接続配線38とで構成されている。本実施形態では、第2面用第1駆動信号配線3212は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に、2本の第2埋設配線37と、この2本の第2埋設配線37を連続して覆う第2接続配線38とを有する。
そして、第1面用第1駆動信号配線3211と、第2面用第1駆動信号配線3212とは、実施形態2と同様に、配線基板30の第1面301と第2面302とを貫通して設けられた中継配線である駆動信号貫通配線325によって接続されている。
このように本実施形態の第1駆動信号配線321は、第1面301に設けられた第1面用第1駆動信号配線3211と、第2面302に設けられた第2面用第1駆動信号配線3212と、を有する。このため、第1駆動信号配線321を第1面301のみに設けた場合に比べて、第1面301に第1駆動信号配線321を形成するスペースを減少させて、配線基板30を第1面301の面方向に小型化することができ、記録ヘッド1の小型化を図ることができる。
また、本実施形態の第2駆動信号配線322は、第1面301に設けられた第1面用第2駆動信号配線3221と、第2面302に設けられた第2面用第2駆動信号配線3222と、を具備する。
第1面用第2駆動信号配線3221は、配線基板30の第1面301に圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に1本の第1埋設配線35とこれを覆う第1接続配線36とを有する。
第2面用第2駆動信号配線3222は、配線基板30の第2面302に圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に1本の第2埋設配線37とこれを覆う第2接続配線38とを有する。
そして、第1面用第2駆動信号配線3221と、第2面用第2駆動信号配線3222とは、第1駆動信号配線321と同様に、配線基板30の第1面301と第2面302とを貫通して設けられた中継配線である駆動信号貫通配線325によって接続されている。なお、第2駆動信号配線322の駆動信号貫通配線325の位置及び数は、上述した第1駆動信号配線321の駆動信号貫通配線325と同じであるため、重複する説明は省略する。もちろん、駆動信号貫通配線325の数及び位置は、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とで異なるようにしてもよい。
このように本実施形態の第2駆動信号配線322は、第1面301に設けられた第1面用第2駆動信号配線3221と第2面302に設けられた第2面用第2駆動信号配線3222とを有する。このため、第2駆動信号配線322を第1面301のみに設けた場合に比べて、第1面301に第2駆動信号配線322を形成するスペースを減少させて、配線基板30を第1面301の面方向に小型化することができ、記録ヘッド1の小型化を図ることができる。
以上説明したように、配線基板30には、第1駆動信号配線321は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に、第1埋設配線35及び第2埋設配線37からなる埋設配線が合計3本設けられており、第2駆動信号配線322は、第1埋設配線35及び第2埋設配線37からなる埋設配線が合計2本設けられている。
すなわち、本実施形態では、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、埋設配線の本数が異なる。本実施形態では、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の合計本数は、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の合計本数よりも多い。このように第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の本数を第2駆動信号配線322の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の本数よりも多く設けることで、第1駆動信号配線321の電気抵抗値を低下させることができる。したがって、第1駆動信号配線321によって駆動回路120に供給される第1駆動信号COM1の電圧降下を抑制することができる。特に、負荷変動による第1駆動信号COM1の電圧変動のばらつきを抑制して、圧電アクチュエーター150の活性部に安定した駆動を行わせることができ、インク滴の吐出特性にばらつきが生じるのを抑制して、印刷品質を向上することができる。
また、本実施形態では、第1駆動信号配線321は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に第1埋設配線35及び第2埋設配線37が合計3本設けられており、実施形態1及び2の埋設配線の本数よりも多い。したがって、本実施形態の第1駆動信号配線321は、実施形態1及び2の第1駆動信号配線321に比べて電気抵抗率を低下させて、電圧降下をさらに抑制することができる。
また、本実施形態では、第2駆動信号配線322は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に第1埋設配線35と第2埋設配線37との2本が設けられている。したがって、第2駆動信号配線322を介して駆動回路120に供給される第2駆動信号COM2の電気抵抗値を実施形態1及び2に比べて低下させて、電圧降下を抑制することができる。
なお、本実施形態では、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322との第1埋設配線35及び第2埋設配線37の本数を比較したが、これは、上述した実施形態1と同様に、実質的に第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322との第1埋設配線35及び第2埋設配線37の電気抵抗値を比較しているものである。したがって、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35及び第2埋設配線37との電気抵抗値を比較すればよい。また、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、第1埋設配線35及び第2埋設配線37だけではなく、第1接続配線36及び第2接続配線38を有する。したがって、より正確には第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、外部配線130が接続された部分から駆動回路120の各端子に接続された部分までの電気抵抗値で比較すればよい。
なお、本実施形態では、第2面302において、第2面用第1駆動信号配線3212は、第2の方向Yにおける配線基板30の外周側に配置されており、第2面用第2駆動信号配線3222は、配線基板30の中心側に配置されている。すなわち、第2面302において、第2埋設配線37の本数が多い第2面用第1駆動信号配線3212が第2埋設配線37の並設方向である第2の方向Yにおいて配線基板30の外周側に配置され、第2埋設配線37の本数が少ない第2面用第2駆動信号配線3222が、第2の方向Yにおいて配線基板30の中心側に配置されている。これにより、第2面302において比較的スペースに余裕がある外周側に、第2埋設配線37を増やすことができるため、配線基板30の小型化を図ることができると共に、複数の第2埋設配線37同士の導通や配線の取り回しを容易に行うことができる。
また、第2面用第1駆動信号配線3212と第2面用第2駆動信号配線3222とは、第2面302の面内において、第1面301の法線方向である第3の方向Zからの平面視で電源配線33が重なる位置に対して、第1面用第1駆動信号配線3211と第1面用第2駆動信号配線3221との電源配線33に対する第2の方向Yにおける位置と同じ一方側に配置されている。これにより、第1面用第1駆動信号配線3211と第2面用第1駆動信号配線3212とを容易に接続することができると共に、第1面用第2駆動信号配線3221と第2面用第2駆動信号配線3222とを容易に接続することができる。ちなみに、第1面301と第2面302とにおいて、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322との電源配線33に対する位置が互いに異なる方向に配置されていると、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とを電源配線33を越えて引き回さなくてはならず、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とを引き回すためのスペースが必要となり、配線基板30が大型化してしまう。本実施形態では、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とを電源配線33に対して配線基板30の同じ一方側に配置することで、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とを引き回すスペースを低減でき、配線基板30を第1面301の面内方向で小型化することができる。
また、本実施形態では、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35と第2埋設配線37とは、第1面301の法線方向である第3の方向Zからの平面視において少なくとも一部が重なる位置に配置されている。このように、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35と第2埋設配線37とを第3の方向Zからの平面視において少なくとも一部が重なる位置に設けることで、第1面用第1駆動信号配線3211と第2面用第1駆動信号配線3212とを中継配線である駆動信号貫通配線325によって容易に接続することができる。すなわち、駆動信号貫通配線325及び駆動信号貫通配線325が設けられる第2貫通孔305を第3の方向Zに沿った直線方向に容易に且つ高精度に形成することができる。また、駆動信号貫通配線325の第3の方向Zの長さをできるだけ短くして、駆動信号貫通配線325の電気抵抗値を低下させることができる。なお、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35及び第2埋設配線37についても同様である。
また、配線基板30の第2面302には、第2バイアス配線342が設けられている。第2バイアス配線342は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に4本の第2埋設配線37と4本の第2埋設配線37を連続して覆う第2接続配線38とを具備する。
すなわち、本実施形態では、配線基板30の第1面301には、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に6本の第1埋設配線35が設けられ、第2面302には、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に7本の第2埋設配線37が設けられている。
このように、第2面302に設けられた第2埋設配線37の本数を、第1面301に設けられた第1埋設配線35の本数よりも多くすることで、配線基板30が大型化するのを抑制することができる。すなわち、配線基板30は、第1面301に電源配線33等が形成されているため、第2面302は、第1面301に比べてスペースに余裕がある。したがって、スペースに余裕がある第2面302の第2埋設配線37を増やすことで、配線基板30が大型化するのを抑制して小型化を図ることができる。
そして、本実施形態では、バイアス配線34の第2埋設配線37の本数は、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37を合計した本数及び第2駆動信号配線322の第1埋設配線35及び第2埋設配線37を合計した本数の何れか一方以上となっている。このため、バイアス配線34の電気抵抗値を低下させることができる。したがって、圧電アクチュエーター150の圧電体層70として、電圧と電界誘起歪み(変位)との関係がバタフライカーブで示される特性を有するものを用いた場合、電圧のばらつきに対する変位特性のばらつきが大きなグランド側となるバイアス配線34の電気抵抗値を確実に低下させて、バイアス配線34の電圧降下を抑制して、圧電アクチュエーター150の変位特性のばらつきをさらに抑制することができる。
なお、本実施形態では、配線基板30の第2面302には、第2の方向Yに向かって第2バイアス配線342と第2面用第2駆動信号配線3222と第2面用第1駆動信号配線3212とがこの順に並んで配置されているが、特にこれに限定されない。ここで、本実施形態の配線の変形例を図20に示す。
図20に示すように、配線基板30の第2面302には、第2の方向Yに向かって、第2バイアス配線342と第2面用第1駆動信号配線3212と第2面用第2駆動信号配線3222とがこの順に並んで配置されている。すなわち、第2面302において第2埋設配線37の本数の多い第2面用第1駆動信号配線3212と、第2バイアス配線342とが互いに隣り合うように配置されている。このように、比較的大きい電流が流れる第2バイアス配線342と第2面用第1駆動信号配線3212とを互いに隣り合うように配置することで、誘導起電流を低下させることができる。したがって、第1駆動信号配線321に流れる電圧波形の歪み、所謂、オーバーシュートやアンダーシュートの発生を抑制することができる。
(実施形態4)
図21は、本発明の実施形態4に係る配線基板の要部断面図ある。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図21に示すように、本実施形態の第1駆動信号配線321は、第1面301に設けられた第1面用第1駆動信号配線3211と、第2面302に設けられた第2面用第1駆動信号配線3212と、を具備する。
第1面用第1駆動信号配線3211は、配線基板30の第1面301に設けられた第1溝304に埋設された第1埋設配線35とこれを覆う第1接続配線36とを有する。本実施形態では、第1面用第1駆動信号配線3211は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に、2本の第1埋設配線35とこの2本の第1埋設配線35を連続して覆う第1接続配線36とを有する。
第2面用第1駆動信号配線3212は、配線基板30の第2面302に設けられた第2溝306に埋設された第2埋設配線37とこれを覆う第2接続配線38とを有する。本実施形態では、第2面用第1駆動信号配線3212は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に、2本の第2埋設配線37とこの2本の第2埋設配線37を連続して覆う第2接続配線38とを有する。
そして、第1面用第1駆動信号配線3211と第2面用第1駆動信号配線3212とは、実施形態2及び3と同様に、配線基板30の第1面301と第2面302とを貫通して設けられた中継配線である駆動信号貫通配線325によって接続されている。
このように、本実施形態の第1駆動信号配線321は、第1面301に設けられた第1面用第1駆動信号配線3211と第2面302に設けられた第2面用第1駆動信号配線3212とを有する。このため、第1駆動信号配線321を第1面301のみに設けた場合に比べて、第1面301に第1駆動信号配線321を形成するスペースを減少させて、配線基板30を第1面301の面方向に小型化することができ、記録ヘッド1の小型化を図ることができる。
また、本実施形態の第2駆動信号配線322は、第1面301に設けられた第1面用第2駆動信号配線3221と第2面302に設けられた第2面用第2駆動信号配線3222とを具備する。
第1面用第2駆動信号配線3221は、配線基板30の第1面301に圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に1本の第1埋設配線35とこれを覆う第1接続配線36とを有する。
第2面用第2駆動信号配線3222は、配線基板30の第2面302に圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に1本の第2埋設配線37とこれを覆う第2接続配線38とを有する。
そして、第1面用第2駆動信号配線3221と第2面用第2駆動信号配線3222とは、第1駆動信号配線321と同様に、配線基板30の第1面301と第2面302とを貫通して設けられた中継配線である駆動信号貫通配線325によって接続されている。なお、第2駆動信号配線322の駆動信号貫通配線325の位置及び数は、上述した第1駆動信号配線321の駆動信号貫通配線325と同じであるため、重複する説明は省略する。もちろん、駆動信号貫通配線325の数及び位置は、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とで異なるようにしてもよい。
このように本実施形態の第2駆動信号配線322は、第1面301に設けられた第1面用第2駆動信号配線3221と、第2面302に設けられた第2面用第2駆動信号配線3222と、を有する。このため、第2駆動信号配線322を第1面301のみに設けた場合に比べて、第1面301に第2駆動信号配線322を形成するスペースを減少させて、配線基板30を第1面301の面方向に小型化することができ、記録ヘッド1の小型化を図ることができる。
以上説明したように、配線基板30には、第1駆動信号配線321は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に、第1埋設配線35及び第2埋設配線37からなる埋設配線が合計4本設けられており、第2駆動信号配線322は、第1埋設配線35及び第2埋設配線37からなる埋設配線が合計2本設けられている。
すなわち、本実施形態では、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、埋設配線の本数が異なる。本実施形態では、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の合計本数は、第2駆動信号配線322の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の合計本数よりも多い。このように第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の本数を第2駆動信号配線322の第1埋設配線35及び第2埋設配線37の本数よりも多く設けることで、第1駆動信号配線321の電気抵抗値を低下させることができる。したがって、第1駆動信号配線321によって駆動回路120に供給される第1駆動信号COM1の電圧降下を抑制することができる。特に、負荷変動による第1駆動信号COM1の電圧変動のばらつきを抑制して、圧電アクチュエーター150の活性部に安定した駆動を行わせることができ、インク滴の吐出特性にばらつきが生じるのを抑制して、印刷品質を向上することができる。
また、本実施形態では、第1駆動信号配線321は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に第1埋設配線35及び第2埋設配線37が合計4本設けられており、実施形態1〜3の埋設配線の本数よりも多い。したがって、本実施形態の第1駆動信号配線321は、実施形態1〜3の第1駆動信号配線321に比べて電気抵抗率を低下させて、電圧降下をさらに抑制することができる。
また、本実施形態では、第2駆動信号配線322は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に第1埋設配線35と第2埋設配線37との2本が設けられている。したがって、第2駆動信号配線322を介して駆動回路120に供給される第2駆動信号COM2の電気抵抗値を実施形態1及び2に比べて低下させて、電圧降下を抑制することができる。
なお、本実施形態では、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322との第1埋設配線35及び第2埋設配線37の本数を比較したが、これは、上述した実施形態1と同様に、実質的に第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322との第1埋設配線35及び第2埋設配線37の電気抵抗値を比較しているものである。したがって、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37と第2駆動信号配線322の第1埋設配線35及び第2埋設配線37との電気抵抗値を比較すればよい。また、第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、第1埋設配線35及び第2埋設配線37だけではなく、第1接続配線36及び第2接続配線38を有する。したがって、より正確には第1駆動信号配線321と第2駆動信号配線322とは、外部配線130が接続された部分から駆動回路120の各端子に接続された部分までの電気抵抗値で比較すればよい。
また、配線基板30の第2面302には、第2バイアス配線342が設けられている。第2バイアス配線342は、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に4本の第2埋設配線37と4本の第2埋設配線37を連続して覆う第2接続配線38とを具備する。
すなわち、本実施形態では、配線基板30の第1面301には、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に8本の第1埋設配線35が設けられ、第2面302には、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に8本の第2埋設配線37が設けられている。
つまり、本実施形態では、配線基板30の第1面301に設けられた埋設配線である第1埋設配線35と、第2面302に設けられた埋設配線である第2埋設配線37とは、同じ本数となっている。このように、第1面301と第2面302とに同じ本数の埋設配線を設けることで、配線基板30の第1溝304及び第2溝306に配線基板30と異なる線膨張係数、面内応力を持った材料を埋め込んだ際に、第1面301と第2面302とで埋め込んだ材料の面積比が異なることによる配線基板30の反りを抑制することができる。したがって、配線基板30の反りによるクラック等の破壊や配線基板30と流路形成基板10との剥離や配線の断線等を抑制することができる。なお、本実施形態では、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎に、第1面301の第1溝304は、第2溝306よりも第1バイアス配線341用の4個分だけ多く設けられているが、第1バイアス配線341用の4個の第1溝304は、第1の方向Xの長さが短いため、配線基板30の反りへの影響は小さい。すなわち、第1の方向Xに略亘って設けられた第1埋設配線35と第2埋設配線37とを同じ本数で設けるようにすれば配線基板30の反りは抑制することができる。
また、本実施形態では、バイアス配線34の第2埋設配線37の本数は、第1駆動信号配線321の第1埋設配線35及び第2埋設配線37を合計した本数及び第2駆動信号配線322の第1埋設配線35の本数の何れか一方以上となっている。このため、バイアス配線34の電気抵抗値を低下させることができる。したがって、圧電アクチュエーター150の圧電体層70として、電圧と電界誘起歪み(変位)との関係がバタフライカーブで示される特性を有するものを用いた場合、電圧のばらつきに対する変位特性のばらつきが大きなグランド側となるバイアス配線34の電気抵抗値を確実に低下させて、バイアス配線34の電圧降下を抑制して、圧電アクチュエーター150の変位特性のばらつきをさらに抑制することができる。
ここで、上述した実施形態1〜4の各配線の埋設配線の関係を図22に示す。なお、図22は、実施形態1〜4の埋設配線の関係を示す表である。なお、図22の表に示す埋設配線とは、第1面301に設けられた第1埋設配線35と第2面302に設けられた第2埋設配線37の総称である。また、図22の表には、圧電アクチュエーター150の活性部の列毎の埋設配線の本数を示している。さらに、図22の表には、比較例として、配線基板30の第1面301に第1駆動信号配線321の第1埋設配線35を1本設け、第1面301に第2駆動信号配線322の第1埋設配線35を1本設け、第2面302にバイアス配線34の第2埋設配線37を6本設けた構成を例示している。
実施形態1では、第1面301の埋設配線の本数は7本で、第2面302の埋設配線の本数は6本となっている。そして、第1駆動信号配線321の第1面301における埋設配線の本数は2本で、第2面302における埋設配線の本数は0本となっている。また、第2駆動信号配線322の第1面301における埋設配線の本数は1本で、第2面302における埋設配線の本数は0本となっている。また、バイアス配線34の第2面302における埋設配線の本数は6本となっている。すなわち、第1駆動信号配線321の埋設配線の本数は、第2駆動信号配線322の埋設配線の本数よりも1本多い。したがって、第1駆動信号配線321を一記録周期Tに流れる電流が大きくても、第1駆動信号配線321を介して供給される第1駆動信号COM1の電圧降下を抑制することができる。ただし、実施形態1では、第1面301と第2面302とに設けられた埋設配線の本数は異なる本数となっており、第1面301の埋設配線の本数の方が、第2面302の埋設配線の本数よりも多い。したがて、第1面301と第2面302とにおいて面積比率が異なることから反りによるクラックリスクが高い。すなわち、配線基板30の第1溝304及び第2溝306に配線基板30と異なる線膨張係数、面内応力を持った材料を埋め込んだ際に、第1面301と第2面302とで埋め込んだ材料の面積比が異なることで配線基板30に反りが発生してしまう。そして、配線基板30に反りが発生すると、配線基板30のクラック等の破壊や配線基板30と流路形成基板10との剥離や配線の断線等が発生する虞がある。また、実施形態1では、比較例に比べて第1面301の埋設配線の本数が多いことから、比較例1に比べて追加スペースが必要になる。
なお、実施形態1において、埋設配線の本数の大小関係は、(バイアス配線34の埋設配線)>(第1駆動信号配線321の埋設配線)>(第2駆動信号配線322の埋設配線)となっている。
実施形態2では、第1面301の埋設配線の本数は6本で、第2面302の埋設配線の本数は6本となっている。そして、第1駆動信号配線321の第1面301における埋設配線の本数は1本で、第2面302における埋設配線の本数は2本となっている。また、第2駆動信号配線322の第1面301における埋設配線の本数は1本で、第2面302における埋設配線の本数は0本となっている。また、バイアス配線34の第2面302における埋設配線の本数は4本となっている。すなわち、第1駆動信号配線321の埋設配線の本数は、第2駆動信号配線322の埋設配線の本数よりも2本多い。したがって、第1駆動信号配線321を一記録周期に流れる電流が大きくても、第1駆動信号配線321を介して供給される第1駆動信号COM1の電圧降下を抑制することができる。
また、第1面301と第2面302とに設けられた埋設配線の本数は同じ本数となっているため、第1面301と第2面302とにおいて埋設配線の面積比率が略同じであることから反りを抑制することができ、クラックリスクを低くすることができる。また、実施形態2では、第1面301の埋設配線の本数は、実施形態1に比べて少なく、第1面301の埋設配線の本数は比較例と同じ本数であるため、比較例に対して追加スペースが不要となるため小型化を図ることができる。
なお、実施形態2において、埋設配線の本数の大小関係は、(バイアス配線34の埋設配線)>(第1駆動信号配線321の埋設配線)>(第2駆動信号配線322の埋設配線)となっている。
実施形態3では、第1面301の埋設配線の本数は6本で、第2面302の埋設配線の本数は6本となっている。そして、第1駆動信号配線321の第1面301における埋設配線の本数は1本で、第2面302における埋設配線の本数は2本となっている。また、第2駆動信号配線322の第1面301における埋設配線の本数は1本で、第2面302における埋設配線の本数は1本となっている。また、バイアス配線34の第2面302における埋設配線の本数は4本となっている。すなわち、第1駆動信号配線321の埋設配線の本数は、第2駆動信号配線322の埋設配線の本数よりも1本多い。したがって、第1駆動信号配線321を一記録周期Tに流れる電流が大きくても、第1駆動信号配線321を介して供給される第1駆動信号COM1の電圧降下を抑制することができる。ただし、第1面301と第2面302とに設けられた埋設配線の本数は異なる本数となっており、第2面302の埋設配線の本数の方が、第1面301の埋設配線の本数よりも多い。したがって、第1面301と第2面302とにおいて面積比率が異なることから反りによるクラックリスクが高い。また、比較例に比べて第2面302の埋設配線の本数が多いことから、比較例に比べて追加スペースが必要になる。ただし、比較的スペースに余裕がある第2面302の埋設配線の本数を、第1面301の埋設配線の本数よりも多くすることで、実施形態1に比べて小型化を図ることができる。
なお、実施形態3において、埋設配線の本数の大小関係は、(バイアス配線34の埋設配線)>(第1駆動信号配線321の埋設配線)>(第2駆動信号配線322の埋設配線)となっている。
実施形態4では、第1面301の埋設配線の本数は7本で、第2面302の埋設配線の本数は7本となっている。そして、第1駆動信号配線321の第1面301における埋設配線の本数は2本で、第2面302における埋設配線の本数は2本となっている。また、第2駆動信号配線322の第1面における埋設配線の本数は1本で、第2面302における埋設配線の本数は1本となっている。また、バイアス配線34の第2面302における埋設配線の本数は4本となっている。すなわち、第1駆動信号配線321の埋設配線の本数は、第2駆動信号配線322の埋設配線の本数よりも2本多い。したがって、第1駆動信号配線321を一記録周期Tに流れる電流が大きくても、第1駆動信号配線321を介して供給される第1駆動信号COM1の電圧降下を抑制することができる。また、第1面301と第2面302とに設けられた埋設配線の本数は同じ本数となっているため、第1面301と第2面302とにおいて埋設配線の面積比率が略同じであることから反りを抑制することができ、クラックリスクを低くすることができる。また、比較例に比べて第1面301及び第2面302の埋設配線の本数が多いことから、比較例1に比べて追加スペースが必要となる。
なお、実施形態4において、埋設配線の本数の大小関係は、(バイアス配線34の埋設配線)=(第1駆動信号配線321の埋設配線)>(第2駆動信号配線322の埋設配線)となっている。
そして、上述のように第1面301の埋設配線の本数が最も多いのは実施形態1及び4であり、最も少ないのは実施形態2及び3である。また、第2面302の埋設配線が最も多いのは実施形態2及び3であり、最も少ないのは実施形態1及び4である。
したがって、配線基板30の小型化の効果が最も高いのは実施形態2である。また、第2面302は、第1面301に比べてスペースに余裕があるため、小型化の効果が次に得られるのは実施形態3であり、小型化の効果が最も低いのは実施形態1及び4である。
また、第1面301の第1駆動信号配線321の埋設配線の本数が最も多いのは実施形態1及び4であり、最も少ないのは実施形態2及び3である。また、第2面の第1駆動信号配線321の埋設配線の本数が最も多いのは実施形態2、3及び4であり、最も少ないのは実施形態1である。さらに、第1駆動信号配線321の埋設配線の合計本数が最も多いのは実施形態4であり、最も少ないのは実施形態1である。
したがって、実施形態1〜4において、第1駆動信号配線321を介して供給される第1駆動信号COM1の電圧降下を抑制する効果が最も高いのは実施形態4であり、次に抑制する効果が得られるのは実施形態2及び3、抑制する効果が最も低いのは実施形態1となる。もちろん、実施形態1であっても比較例に比べて第1駆動信号配線321の電圧降下を抑制することができる。
また、第2面302の第2駆動信号配線322の埋設配線の本数は実施形態1〜4で全て同じであり、第2面302の第2駆動信号配線322の埋設配線の本数が最も多いのは実施形態3及び4であり、最も少ないのは実施形態1及び2である。また、第2駆動信号配線322の埋設配線の合計本数が最も多いのは実施形態3及び4であり、最も少ないのは実施形態1及び2である。
したがって、実施形態1〜4において、第2駆動信号配線322を介して供給される第2駆動信号COM2の電圧降下を抑制する効果が最も高いのは実施形態3及び4であり、抑制する効果が低いのは実施形態1及び2である。
また、バイアス配線34の埋設配線が最も多いのは実施形態1であり、最も少ないのが実施形態2〜4である。
したがって、実施形態1〜4において、バイアス配線34の電圧降下を最も抑制する効果が高いのは実施形態1であり、効果が低いのは実施形態2〜4である。
さらに、第1駆動信号配線321の埋設配線の本数と、第2駆動信号配線322の埋設配線の本数との差が最も大きいのは実施形態2及び4であり、最も少ないのは実施形態1及び3である。
また、配線基板30の反りによるクラックリスクが最も低いのは実施形態2及び4であり、高いのは実施形態1及び3である。
さらに、比較例に対して配線基板30に追加スペースが不要なのは実施形態2であり、追加スペースが必要なのは実施形態1、3及び4である。
(他の実施形態)
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、上述した各実施形態では、バイアス配線34を構成する第2バイアス配線342を配線基板30の第2面302に設けるようにしたが、特にこれに限定されず、第2バイアス配線342を第1面301のみに設けるようにしてもよい。
また、上述した各実施形態では、電源配線33やバイアス配線34を第1埋設配線35及び第2埋設配線37を有するものとしたが、特にこれに限定されず、電源配線33やバイアス配線34は、第1面301及び第2面302の何れか一方又は両方を埋設配線で構成しなくてもよい。
さらに、上述した各実施形態では、第1駆動信号配線321や第2駆動信号配線322を第1面301と第2面302とで中継する駆動信号貫通配線325は、配線基板30の第1の方向Xの両側に2箇所設けるようにしたが、駆動信号貫通配線325の位置及び数は、特にこれに限定されず、例えば、3箇所以上であってもよい。また、駆動信号貫通配線325を設ける位置も特に限定されず、第3の方向Zの平面視において駆動回路120に重なる位置に配置してもよい。
また、上述した各実施形態では、駆動回路120にバンプ電極121を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、配線基板30の第1面301側にバンプ電極を設けるようにしてもよい。同様に、配線基板30の第2面302にバンプ電極39を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、流路形成基板10側にバンプ電極を設けるようにしてもよい。また、バンプ電極121、39の位置についても上述した各実施形態に限定されるものではない。
さらに、上述した各実施形態では、2列の圧電アクチュエーター150に対して1つの駆動回路120を設けたが、特にこれに限定されない。例えば、1列の圧電アクチュエーター150の列毎に駆動回路120を設けてもよく、1列の圧電アクチュエーター150の列に対して、第1の方向Xで2つ以上に分割された複数の駆動回路120を設けるようにしてもよい。
さらに、上述した各実施形態では、バンプ配線392を共通リード電極92に接続するバンプ電極39は、2つのバンプ配線392から引き出された第2接続配線38を1つのコア部391の表面の一部を覆うように設けたが、特にこれに限定されず、例えば、バンプ配線392毎にコア部391を設けるようにしてもよい。また、バンプ配線392用のバンプ電極39のコア部391と、第2個別配線312用のバンプ電極39のコア部391とを共通化してもよい。
さらに、上述した各実施形態では、圧力発生室12に圧力変化を生じさせる駆動素子として、薄膜型の圧電アクチュエーター150を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、駆動素子として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
なお、上述したインクジェット式記録装置Iでは、記録ヘッド1がキャリッジ3に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、記録ヘッド1が固定されて、紙等の記録シートSを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
また、上述した例では、インクジェット式記録装置Iは、液体貯留手段であるカートリッジ2がキャリッジ3に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体4に固定して、貯留手段と記録ヘッド1とをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。また、液体貯留手段がインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。
さらに、本発明は、広くヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。