特許 7188056 電子デバイス、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置、電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-05

(45)【発行日】2022-12-13

(54)【発明の名称】電子デバイス、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置、電子機器

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20221206BHJP

   H01L 41/09 20060101ALI20221206BHJP

   H01L 41/047 20060101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 611

B41J2/14 305

H01L41/09

H01L41/047

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018238742

(22)【出願日】2018-12-20

(65)【公開番号】P2019162857

(43)【公開日】2019-09-26

【審査請求日】2021-09-15

(31)【優先権主張番号】P 2018050843

(32)【優先日】2018-03-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】230100631

【弁護士】

【氏名又は名称】稲元 富保

(72)【発明者】

【氏名】木田 仁司

【審査官】上田 正樹

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－３１４７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２１８２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６８７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５６２５４０１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／１４

Ｈ０１Ｌ ４１／０９

Ｈ０１Ｌ ４１／０４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチング素子と、
少なくとも一部が前記スイッチング素子で覆われている第１共通電極配線と、前記第１共通電極配線の前記スイッチング素子で覆われている部分から分岐した複数本の第２共通電極配線と、前記スイッチング素子の列状に配置された複数の個別電源出力端子と接続する複数の個別電極配線と、を備え、
前記第２共通電極配線は、前記複数の個別電極配線がそれぞれ接続される複数の素子に設けられた２以上の前記素子に共通の共通電極に接続される配線であって、
前記第２共通電極配線の数は、前記複数の個別電極配線の数よりも少なく、
前記第２共通電極配線は、前記複数の個別電極配線の間に配置されている
ことを特徴とする電子デバイス。

【請求項2】

隣り合う前記個別電源出力端子の間隔が、他の隣り合う前記個別電源出力端子の間隔よりも広い箇所があり、
前記第２共通電極配線は、前記広い箇所に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。

【請求項3】

前記広い箇所は、所定数の前記個別電源出力端子毎に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の電子デバイス。

【請求項4】

ｎ個の前記個別電源出力端子に対して１の前記第２共通電極配線が配置され、
前記個別電源出力端子に接続される個別電極配線の配線幅は、前記第２共通電極配線の配線幅の１／ｎ～１倍である
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子デバイス。

【請求項5】

前記複数本の第２共通電極配線及び前記複数の個別電極配線の内の一部の前記第２共通電極配線及び前記個別電極配線は前記スイッチング素子の長辺と交差して引き出され、残りの前記第２共通電極配線及び前記個別電極配線は前記スイッチング素子の短辺と交差して引き出されている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電子デバイス。

【請求項6】

前記素子は圧電素子である
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電子デバイス。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれかに記載の電子デバイスを備えている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。

【請求項8】

請求項７に記載の液体吐出ヘッドを含むことを特徴とする液体吐出ユニット。

【請求項9】

請求項１ないし６のいずれかに記載の電子デバイス、請求項７に記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項８に記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。

【請求項10】

請求項１ないし６のいずれかに記載の電子デバイスを備えている
ことを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電子デバイス、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置、電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドの各圧力発生素子に対する駆動電源の供給を制御するスイッチング素子が実装された配線部材とを接続するものがある。

【0003】

従来、複数のドライブＩＣの直下に、複数の発熱抵抗体に通じる共通電極パターンと接続するパターンを配置し、ドライブＩＣ間を通じて当該パターンから引き出した引出しパターンを設けて発熱抵抗体側の共通電極パターンと接続したサーマルヘッドが知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平８－１０８５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、複数のドライブＩＣの間から共通電極配線パターンに接続する引出しパターンが引き出され、電極パターンまで共通電極配線パターンを配している。

【0006】

そのため、素子の駆動電圧の素子間の電圧降下を抑えるために、配線抵抗を下げようとすると、素子近傍の共通電極配線パターンの占有面積が大きくなり、電子デバイス（素子周辺の面積）が大型化するという課題がある。

【0007】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、電子デバイスの小型化を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明に係る電子デバイスは、
スイッチング素子と、
少なくとも一部が前記スイッチング素子で覆われている第１共通電極配線と、前記第１共通電極配線の前記スイッチング素子で覆われている部分から分岐した複数本の第２共通電極配線と、前記スイッチング素子の列状に配置された複数の個別電源出力端子と接続する複数の個別電極配線と、を備え、
前記第２共通電極配線は、前記複数の個別電極配線がそれぞれ接続される複数の素子に設けられた２以上の前記素子に共通の共通電極に接続される配線であって、
前記第２共通電極配線の数は、前記複数の個別電極配線の数よりも少なく、
前記第２共通電極配線は、前記複数の個別電極配線の間に配置されている
構成とした。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、電子デバイスの小型化を図れる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電子デバイスの平面説明図である。

【図2】図１のＡ部の拡大説明図である。

【図3】同電子デバイスのスイッチング素子の端子と配線基板のパッドを電気的に接続した状態を説明する断面説明図である。

【図4】本発明の第２実施形態の第１例における電子デバイスの平面説明図である。

【図5】同実施形態の第２例における電子デバイスの平面説明図である。

【図6】本発明の第３実施形態における電子デバイスの平面説明図である。

【図7】本発明の第４実施形態における電子デバイスの平面説明図である。

【図8】同実施形態の第２例における電子デバイスの平面説明図である。

【図9】本発明の第５実施形態の第１例における電子デバイスの平面説明図である。

【図10】本発明の第６実施形態における電子デバイスの平面説明図である。

【図11】本発明の第７実施形態における電子デバイスの平面説明図である。

【図12】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例の斜視説明図である。

【図13】同ヘッドの断面説明図である。

【図14】同ヘッドの図１３と直交する方向の断面説明図である。

【図15】本発明に係る液体を吐出する装置の一例の概略説明図である。

【図16】同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

【図17】液体循環装置の一例のブロック説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同実施形態に係る電子デバイスの平面説明図、図２は図１のＡ部の拡大説明図である。図３は同電子デバイスのスイッチング素子の端子と配線基板のパッドを電気的に接続した状態を説明する断面説明図である。

【0012】

電子デバイス１００は、配線基板１０１上にスイッチング素子１０２が実装されて構成されている。スイッチング素子１０２はドライブＩＣである。

【0013】

配線基板１０１には、スイッチング素子１０２と対向する領域に、スイッチング素子１０２の長手方向に第１共通電極配線１１１が配置されている。第１共通電極配線１１１のスイッチング素子１０２で覆われた部分から複数の第２共通電極配線１１２が分岐している。ここで、第１共通電極配線１１１、第２共通電極配線１１２は、配線基板１０１が接合される基板上又はフィルム上に設けられた複数の素子（たとえば、後述の圧電素子基板上の複数の圧電素子）に対して共通に設けられた共通電極に、電気的に接続される電極配線である。

【0014】

スイッチング素子１０２には、スイッチング素子１０２の辺に沿って複数の素子の電源出力端子１１３が列状に配置され、個別電極配線１１４と接続されている。複数の素子の電源出力端子１１３は、所定数毎（ここでは４個毎）に、隣り合う電源出力端子１１３間の間隔を、他の隣り合う電源出力端子１１３間の間隔よりも広くして配置している、

【0015】

そして、第１共通電極配線１１１から分岐した複数の第２共通電極配線１１２は、複数の素子の電源の出力端子１１３の間に配置されている。ここでは、他の隣り合う素子の電源の出力端子１１３間の間隔よりも広い間隔の素子の電源の出力端子１１３の間に、第２共通電極配線１１２を配置している。

【0016】

スイッチング素子１０２の下部より引き出された第２共通電極配線１１２は、同じくスイッチング素子１０２の下部から引き出された所定数の個別電極配線１１４と交互に配置され、外部に延伸されて素子に接続される。

【0017】

個別電極配線１１４は素子の個別電極に、第２共通電極配線１１２は素子の共通電極に、それぞれ電気的に接続されている。なお、素子の共通電極は、ｎ個の素子の個別電極に対向する第２個別電極を電気的に接続した電極であっても良い。

【0018】

配線基板１０１上には、スイッチング素子１０２の下部に当たる領域に、素子の共通電源配線１１５が配置されており、スイッチング素子１０２の長手方向端部に素子の電源の入力端子１１６が並んでおり、素子の共通電源配線１１５と接続されている。

【0019】

素子の共通電源配線１１５は、スイッチング素子１０２の内部で、スイッチを介して素子の電源出力端子１１３と繋がっている。素子の電源出力端子１１３は、図３に示すように、導電性バンプ１２１（あるいは、ＡＣＦ、導電性ワイヤなど）によって、個別電極配線１１４のパッド１１４ａと電気的に接続され、個別電極配線１１４を介して、素子の個別電極へと電気的に繋がっている。なお、スイッチング素子１０２の導電性バンプ１２１を設けた面は絶縁膜１２２で被覆されている。

【0020】

第１共通電極配線１１１は、素子の共通電源配線１１５と素子の電源出力端子１１３の列の間に配されている。

【0021】

ここで、ｎ本の個別電極配線１１４（ｎ個の素子の電源出力端子１１３）につき、１本の第２共通電極配線１１２を配置する場合には、第２共通電極配線１１２の配線幅は、個別電極配線１１４の配線幅の１～ｎ倍とすることが好ましい。

【0022】

全ての電子部品を駆動した場合など、個別電極配線１１４を通る電流の大きさは、第２共通電極配線１１２を通る電流の大きさの略１／ｎ倍になる。そこで、個別電極配線１１４の配線幅は、第２共通電極配線１１２の配線幅に対して１／ｎ倍まで細くしても電流容量は満足するため、配線領域を狭くすることができる。

【0023】

素子の共通電源配線１１５及び第１共通電極配線１１１は、スイッチング素子１０２の短辺から、配線基板１０１上の、スイッチング素子１０２と対向する領域より外側に配線を引き出すのが好ましい。

【0024】

これにより、スイッチング素子１０２を実装した後、アンダーフィルなどの充填剤を流し込んだときに、ボイドが残り難く、歩留りや信頼性が高くなる。

【0025】

配線基板１０１には、制御信号配線１１８が設けられ、制御信号配線１１８はスイッチング素子１０２の制御信号入力端子１１７と接続されている。この制御信号入力端子１１７に入力される制御信号でスイッチのＯＮ／ＯＦＦが制御される。

【0026】

このように、第１共通電極配線１１１のスイッチング素子１０２で覆われている部分から複数本の第２共通電極配線１１２を分岐して、第２共通電極配線１１２をスイッチング素子１０２の列状に配置された複数の個別電源出力端子である素子の電源出力端子１１３の間（個別電極配線１１４の間でもある。）に配置されている構成としている。

【0027】

これにより、素子の共通電極の低抵抗配線が不要となり、電子デバイスの小型化を図ることができる。つまり、素子が圧電素子であるとき、圧電素子の共通電極は高抵抗であるので、一般的には特許文献１に開示されている共通電極配線パターンのような配線で補強して抵抗を下げるが、本実施形態では当該共通電極配線パターンのような配線が不要になり、電子デバイスを小型化できる。

【0028】

次に、本発明の第２実施形態の異なる例について図４及び図５を参照して説明する。図４は同実施形態の第１例における電子デバイスの平面説明図、図５は同実施形態の第２例における電子デバイスの平面説明図である。

【0029】

図４に示す第１例は、矩形状のスイッチング素子１０２の長辺に沿って素子の電源入力端子１１６が配置され、素子の共通電源配線１１５は、配線基板１０１上でスイッチング素子１０２と対向する領域よりも外側に、スイッチング素子１０２の長辺へ向かって配置され、電子部品の電源入力端子１１６と電気的に接続している。

【0030】

図５に示す第２例は、スイッチング素子１０２の内部は、図５において上側が低電圧、下側が高電圧を扱う領域になっているので、共通電源配線１１５は上側から配するが、入力端子１１６までの細い配線は下側まで延ばしてスイッチング素子１０２の下側寄りにレイアウトしたものである。

【0031】

このように構成することで、スイッチング素子１０２を実装した後、アンダーフィルなどの充填剤を流し込んだときに、第１実施形態と比較して、一層、ボイドが残り難く、歩留りや信頼性が高くなる。

【0032】

また、制御信号入力端子１１７は、スイッチング素子１０２の長辺に沿って、短辺寄り（長手方向端部側）に設けている。なお、制御信号入力端子１１７は、スイッチング素子１０２の短辺に沿って設けることもできる。

【0033】

このように構成することで、スイッチング素子１０２の長手方向両端まで、素子の共通電源配線１１５を配置することができる。これにより、素子の電源出力端子１１３間の電源の配線抵抗差が小さくなり、駆動波形の電圧差を小さくでき、例えば、素子が液体吐出ヘッドの圧力発生素子であるときには滴速度差、滴重量差の発生を抑えることができる。

【0034】

次に、本発明の第３実施形態について図６を参照して説明する。図６は同実施形態における電子デバイスの平面説明図である。

【0035】

本実施形態では、素子の共通電源配線１１５を、配線基板１０１上でスイッチング素子１０２と対向する領域に、スイッチング素子１０２の長手方向に沿って配置している。

【0036】

また、第１共通電極配線１１１は、配線基板１０１上でスイッチング素子１０２と対向する領域に、素子の共通電源配線１１５を挟んで２列配置し、２列それぞれをスイッチング素子１０２の短辺側で接続している。

【0037】

そして、素子の共通電源配線１１５及び第１共通電極配線１１１は、スイッチング素子１０２の長辺から、配線基板１０１上の、スイッチング素子１０２と対向する領域より外側に配線を引き出している。

【0038】

素子の共通電源配線１１５の引き出し配線１１５ａは、できる限りスイッチング素子１０２の両短辺寄りに配置し、第１共通電極配線１１１は、素子の共通電源配線１１５の引き出し配線１１５ａのアウトラインに沿うように配置している。

【0039】

そして、素子の電源出力端子１１３は、スイッチング素子１０２の一方の長辺に沿ってだけでなく、他方の長辺に沿っても設けている。

【0040】

このように構成することで、スイッチング素子１０２の長手方向の寸法と短手方向の寸法の設計自由度が増し、ウェハからの取数が多くなる寸法に設計することで、スイッチング素子１０２の低コスト化が可能となる。

【0041】

次に、本発明の第４実施形態について図７及び図８を参照して説明する。図７は同実施形態の第１例における電子デバイスの平面説明図、図８は同実施形態の第２例における電子デバイスの平面説明図である。

【0042】

図７に示す第１例では、前記第３実施形態と異なり、第１共通電極配線１１１は、配線基板１０１上でスイッチング素子１０２と対向する領域に、１列配置されており、スイッチング素子１０２の長辺に沿って素子の電源入力端子１１６が並んでおり、素子の共通電源配線１１５は、配線基板１０１上でスイッチング素子１０２と対向する領域よりも外側に、スイッチング素子１０２の長辺へ向かって配置して、素子の電源入力端子１１６と電気的に接続している。

【0043】

そして、第１共通電極配線１１１は、スイッチング素子１０２の長辺から、配線基板１０１上の、スイッチング素子１０２と対向する領域より外側に配線を引き出している。

【0044】

図８に示す第２例は、前記第２実施形態の第２例と同様に、スイッチング素子１０２の内部は、図５において上側が低電圧、下側が高電圧を扱う領域になっているので、共通電源配線１１５は上側から配するが、入力端子１１６までの細い配線は下側まで延ばしてスイッチング素子１０２の下側寄りにレイアウトしたものである。

【0045】

このように構成することで、スイッチング素子１０２を実装した後、アンダーフィルなどの充填剤を流し込んだときに、第３実施形態と比較して、ボイドが残り難く、歩留りや信頼性が高くなる。

【0046】

次に、本発明の第５実施形態について図９を参照して説明する。図９は同実施形態における電子デバイスの平面説明図である。

【0047】

電子デバイス１００は、スイッチング素子１０２を備える配線基板１０１と素子基板である圧電素子基板１０３とを接続して構成している。

【0048】

配線基板１０１上の第１共通電極配線１１１は、スイッチング素子１０２の長辺方向に沿う配線部分１１１ａと短辺方向に沿う配線部分１１１ｂとで構成される。

【0049】

そして、第２共通電極配線１１２は、第１共通電極配線１１１の配線部分１１１ａ及び配線部分１１１ｂのいずれからも分岐して引き出されている。つまり、スイッチング素子１０２の１つの長辺から個別電極配線１１４と第２共通電極配線とが引き出されるだけでなく、スイッチング素子１０２の長辺と交差する短辺からも、個別電極配線１１４と第２共通電極配線１１２とが引き出されている。

【0050】

第１共通電極配線１１１は、スイッチング素子１０２の長手方向両端で、配線部分１１１ａの両端部が各々９０度に折れ曲がって配線部分１１１ｂが形成され、個別電極配線１１４と第２共通電極配線１１２が引き出されている長辺と反対側の長辺から引き出されている。

【0051】

共通電源配線１１５も、スイッチング素子１０２の長手方向両端で各々９０度に折れ曲がっており、第１共通電極配線１１１と同じ長辺から引き出されている。

【0052】

このように構成したので、スイッチング素子１０２の長手方向の寸法と短手方向の寸法の設計自由度が増し、ウェハからの取数が多くなる寸法に設計することで、スイッチング素子の低コスト化を図れる。

【0053】

そして、上述したように、この配線基板１０１と素子基板である圧電素子基板１０３とを接続して本発明に係る電子デバイス１００を構成している。なお、配線基板１０１はフレキシブル配線基板で構成している。

【0054】

圧電素子基板１０３は、複数の素子である圧電素子２００が配置されており、複数の圧電素子２００に共通する共通電極（又は、共通電極配線）２０１が配置されている。この共通電極２０１のシート抵抗は、第１共通電極配線１１１のシート抵抗よりも大きい。

【0055】

配線基板１０１は、所定数の個別電極配線１１４と第２共通電極配線１１２が交互に並んで配線接続部まで延伸されている。

【0056】

圧電素子基板１０３には、圧電素子２００の個別電極２０２から配線接続部まで配線された第２個別電極配線２０５と、圧電素子２００の共通電極２０１から配線接続部まで配線された第３共通電極配線２０６が交互に配置されている。

【0057】

個別電極配線１１４と第２個別電極配線２０５、および、第２共通電極配線１１２と第３共通電極配線２０６は、配線接続部で電気的に接続されている。

【0058】

このように構成することで、圧電素子基板１０３上の共通電極２０１のシート抵抗が高くても、圧電素子２００の位置による駆動波形の電圧差の発生を抑えることができる。

【0059】

そして、シート抵抗が高くても良いので、共通電極に対して横断的に配した共通電極配線を圧電素子基板１０３上に設ける必要が無くなり（圧電素子基板１０３上は、一般的にシート抵抗の高い共通電極だけで良い）、圧電素子基板１０３を小型、低コスト化することができる。

【0060】

また、共通電極配線に起因する素子近傍（圧電素子基板１０３）の温度分布の発生を抑え、圧電素子２００が液体吐出ヘッドの圧力発生素子である場合、液滴の吐出特性のばらつきを抑えることができる。これにより、圧電素子基板１０３上の共通電極２０１の厚みを薄くしたり、抵抗率の大きい素材を採用したりできる。

【0061】

この場合、共通電極配線に起因する温度分布は、スイッチング素子下部の第１共通電極配線１１１で多少発生する（ただし、配線抵抗が小さいので、温度分布も小さい）が、素子の部分で温度分布を抑える。

【0062】

なお、配線基板１０１としては、前記第１ないし第４実施形態で説明した配線基板１０１の構成とすることもできる。また、素子基板は圧電素子基板に限定されない。

【0063】

また、本実施形態において、第１共通電極配線１１１は、配線の両端より電源（上位電源）を供給されている。第２共通電極配線１１２は、第１共通電極配線１１１の端部から中央部に向かうに従って、第１共通電極配線１１１の抵抗値が０．９Ωとなる距離（または個別電極配線１１４が１２本）に対して第２共通電極配線１１２が１本、第１共通電極配線１１１の抵抗値が０．６Ωとなる距離（または個別電極配線１１４が８本）に対して第２共通電極配線１１２が１本、第１共通電極配線１１１の抵抗値が０．３Ωとなる距離（または個別電極配線１１４が４本）に対して第２共通電極配線１１２が１本、というように配置している。

【0064】

つまり、共通電源配線１１５→スイッチング素子１０２の内部配線→個別電極配線１１４→素子２００→共通電極（共通電極配線）２０１→第２共通電極配線１１２→第１共通電極配線１１１の経路について、素子列各所の素子２００で電圧降下量が近くなるように、第２共通電極配線１１２は、第１共通電極配線の抵抗値当たり（または個別電極配線１１４の本数当たり）、第１共通電極配線１１１の比較的上位電源に遠い箇所に配置される本数が、比較的電源に近い箇所よりも多く配置されている。

【0065】

このように構成することで、第２共通電極配線１１２を均一に配した場合に、電圧降下が比較的小さい第１共通電極配線１１１の端部から配線される素子への配線抵抗値を上げ、電圧降下が比較的大きい第１共通電極配線１１１の中央部から配線される素子の電圧降下と同程度に電圧降下させることができる。または、第２共通電極配線１１２を均一に配した場合に、電圧降下が比較的大きい第１共通電極配線１１１の中央部から配線される素子への配線抵抗値を下げ、第１共通電極配線１１１の中央部から配線される素子の電圧降下量を小さくすることができる。

【0066】

つまり、共通電源配線→個別電極配線→素子→共通電極（配線）→第２共通電極配線→第１共通電極配線、という経路の抵抗値を、素子列中央部の素子と端部の素子とで電圧降下量が同等になるように、調整することができる。この場合、電流値は共通配線の各領域により異なるので、電流×抵抗が等しくなるようにする。

【0067】

これにより、素子の位置による駆動波形の電圧差の発生を抑えることができる。

【0068】

次に、本発明の第６実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態における電子デバイスの平面説明図である。

【0069】

本実施形態でも、電子デバイス１００は、スイッチング素子１０２を備える配線基板１０１と素子基板である圧電素子基板１０３とを接続して構成している。

【0070】

第２個別電極配線２０５及び第３共通電極配線２０６の配線並び方向に対して、圧電素子基板１０３の端部から、中央部に向かうに従って、１２本の第２個別電極配線２０５に対して第３共通電極配線２０６を１本、８本の第２個別電極配線２０５に対して第３共通電極配線２０６を１本、４本の第２個別電極配線２０５に対して第３共通電極配線２０６を１本、というように配置している。

【0071】

つまり、第３共通電極配線２０６は、第２個別電極配線２０５の本数当たり（単位面積当たり、圧電素子基板１０３の中央部が端部よりも多くの本数が配置されている。

【0072】

このようにして、第２共通電極配線１１２は、素子列の、温度が下がりにくい（冷却され難い、放熱され難い）箇所の本数が、温度が下がり易い（冷却され易い、放熱し易い）箇所の本数よりも多い構成としている。

【0073】

これにより、圧電素子基板１０３の温度分布を均一化することができる。

【0074】

つまり、圧電素子基板１０３上に配列された複数の素子列である圧電素子２００の列を均一に駆動したときの圧電素子基板１０３の温度は短辺側（長手方向端部側）が長手方向中央部よりも低くなる傾向にある。

【0075】

そこで、上記のように構成することで、圧電素子基板１０３の短辺側に少ない数の第３共通電極配線２０６が配置されているので、圧電素子基板１０３の中央部に配置された多い数の第３共通電極配線２０６よりも多くの電流が流れて、発熱量が電流の二乗に比例して大きくなる（単位面積当たりの第３共通電極配線２０６の本数が少なくても、単位面積当たりの発熱量が大きくなる）。したがって、圧電素子基板１０３の温度分布が均一化される。

【0076】

次に、本発明の第７実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は同実施形態における電子デバイスの平面説明図である。

【0077】

本実施形態では、電源出力端子１１３がスイッチング素子１０２の上面（配線基板１０１に面していない側の面）にあって、配線側のパッド１１４ａとはワイヤボンディング等の手法でワイヤ１２１によって電気的に繋ぎ、配線基板１０１側のパッド１１４ａは所々隙間を開けて第２共通電極配線１１２を通している。

【0078】

このとき、電源出力端子１１３と第２共通電極配線１１２は立体交差可能であるので、電源出力端子１１３は等間隔に並べている。

【0079】

これにより、電源出力端子１１３の端子列を配する長さを短くできるので、スイッチング素子の設計自由度が高くなる。

【0080】

なお、上記実施形態においては、スイッチング素子１０２の、広く開けた個別電源出力端子１１３間に、ダミーの端子を設けて、第２共通電極配線１１２とダミーの端子を接続することできる。個別電源出力端子間隔はそこだけ広く開いているが、ダミー端子を入れることで、端子を等間隔に並べる。端子が均一に並ぶので、圧力が一定になり、スイッチング素子が基板に実装し易くなる効果もある。

【0081】

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの一例について図１２ないし図１４をして説明する。図１２は同液体吐出ヘッドの外観斜視説明図、図１３は同ヘッドの断面説明図、図１４は同ヘッドの図１３と直交する方向の断面説明図である。

【0082】

この液体吐出ヘッド１は、ノズル板１０と、流路板２０と、振動板３０と、素子である圧電素子２００と、共通流路部材５０と、フレー部材６０と、本発明に係る電子デバイス１００などを備えている。

【0083】

ノズル板１０には、液体を吐出する複数のノズル１１が形成されている。

【0084】

流路板２０は、ノズル板１０及び振動板３０とともに、ノズル１１が通じる個別液室２１、個別液室２１に通じる供給側流体抵抗部２２、供給側流体抵抗部２２に通じる供給側個別流路２３を形成している。

【0085】

この供給側個別流路２３は、振動板３０の開口３２と共通流路部材５０の供給口５１を通じて共通流路部材５０で形成される供給側共通流路５２に通じている。

【0086】

振動板３０は、個別液室２１の壁面の一部を形成する変形可能な振動領域３１を形成している。そして、この振動板３０の振動領域３１の個別液室２１と反対側の面には、圧電素子２００を一体的に設けている。

【0087】

圧電素子２００は、振動領域３１側から共通電極２０１、圧電層（圧電体）２１１及び個別電極２１２を順次積層形成して構成している。

【0088】

そして、ドライバＩＣとなるスイッチング素子１０２を実装した配線基板１０１で構成される電子デバイス１００の第２共通電極配線１１２が第３共通電極配線２０６を介して共通電極２０１に接続され、個別電極配線１１４が第２個別電極配線２０５を介して個別電極２１２に接続される。この液体吐出ヘッド１では、圧電素子２００を一体的に設けた振動板３０が前述した圧電素子基板１０３に相当する。

【0089】

また、流路板２０は、ノズル板１０及び振動板３０とともに、個別液室２１に通じる回収側流体抵抗部２４、回収側流体抵抗部２４に通じる回収側個別流路２５を形成している。

【0090】

この回収側個別流路２５は、振動板３０の開口３３と共通流路部材５０の回収口５３を通じて共通流路部材５０で形成される回収側共通流路５４に通じている。

【0091】

供給側共通流路５２はフレーム部材６０の供給ポート６１に通じ、回収側共通流路５４はフレーム部材６０の供給ポート６２に通じ、供給ポート６１及び回収ポート６２はそれぞれ液体循環装置に接続されている。

【0092】

このヘッド１においては、圧電素子２００に駆動電圧を印加することで振動領域３１が変形して個別液室２１内の液体を加圧することで、ノズル１１から液体が吐出される。

【0093】

そして、ノズル１１から吐出されない液体、あるいは、ノズル１１から液体吐出を行っていないとき供給側共通流路５２から供給される液体は、回収側共通流路５４に回収されて、外部の液体循環装置を通じて、再度供給側共通流路５２に供給される。

【0094】

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は同装置の概略説明図、図１６は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

【0095】

この液体を吐出する装置である印刷装置５００は、連続体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連続体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続体５１０を搬出する搬出手段５０９などを備えている。

【0096】

連続体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、搬出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、搬出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。

【0097】

この連続体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上をヘッドユニット５５０及びヘッドユニット５５５に対向して搬送され、ヘッドユニット５５０から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット５５５から吐出される処理液で後処理が行われる。

【0098】

ここで、ヘッドユニット５５０には、例えば、搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５５１Ａ、５５１Ｂ、５５１Ｃ、５５１Ｄ（以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ５５１」という。）が配置されている。

【0099】

各ヘッドアレイ５５１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続体５１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

【0100】

ヘッドアレイ５５１は、例えば、図１６に示すように、液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１をベース部材５５２上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。

【0101】

次に、液体循環装置の一例について図１７を参照して説明する。図１７は同循環装置のブロック説明図である。なお、ここでは１つのヘッドのみ図示しているが、複数のヘッドを配列する場合には、マニホールドなどを介して複数のヘッドの供給側、回収側にそれぞれ供給側液体経路、回収側液体経路を接続することになる。

【0102】

液体循環装置６０３０は、供給タンク６０１、回収タンク６０２、メインタンク６０３、第１送液ポンプ６０４、第２送液ポンプ６０５、コンプレッサ６１１、レギュレータ６１２、真空ポンプ６２１、レギュレータ６２２、供給側圧力センサ６３１、回収側圧力センサ６３２などで構成されている。

【0103】

ここで、コンプレッサ６１１及び真空ポンプ６２１は、供給タンク６０１内の圧力と回収タンク６０２内の圧力とに差圧を生じさせる手段を構成している。

【0104】

供給側圧力センサ６３１は、供給タンク６０１とヘッド１との間であって、ヘッド１の供給ポート６１に繋がった供給側液体経路に接続されている。回収側圧力センサ６３２は、ヘッド１と回収タンク６０２との間であって、ヘッド１の回収ポート６２に繋がった回収側液体経路に接続されている。

【0105】

回収タンク６０２の一方は、第１送液ポンプ６０４を介して供給タンク６０１と接続されており、回収タンク６０２の他方は第２送液ポンプ６０５を介してメインタンク６０３と接続されている。

【0106】

これにより、供給タンク６０１から供給ポート６１を通ってヘッド１内に液体が流入し、回収ポート６２から回収タンク６０２へ回収され、第１送液ポンプ６０４によって回収タンク６０２から供給タンク６０１へ液体が送られることによって、液体が循環する循環経路が構成される。

【0107】

ここで、供給タンク６０１にはコンプレッサ６１１がつなげられており、供給側圧力センサ６３１で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、回収タンク６０２には真空ポンプ６２１がつなげられており、回収側圧力センサ６３２で所定の負圧が検知されるよう制御される。

【0108】

これにより、ヘッド１内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。

【0109】

また、ヘッド１のノズル１１から液体を吐出すると、供給タンク６０１及び回収タンク６０２内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第２送液ポンプ６０５を用いて、メインタンク６０３から回収タンク６０２に液体を補充する。

【0110】

なお、メインタンク６０３から回収タンク６０２への液体補充のタイミングは、回収タンク６０２内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、回収タンク６０２内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。

【0111】

本願において、液体吐出ヘッドから吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

【0112】

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

【0113】

「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

【0114】

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

【0115】

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

【0116】

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

【0117】

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

【0118】

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

【0119】

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

【0120】

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

【0121】

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

【0122】

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

【0123】

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

【0124】

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

【0125】

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの素子、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

【0126】

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

【0127】

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

【0128】

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

【0129】

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

【0130】

さらに、本発明に係る電子デバイスは、例えば、配線部材や圧電素子に限定されるものではない。また、本発明に係る電子デバイスは、液体を吐出する装置以外の電子機器、例えば表示装置やパーソナルコンピュータなどにも使用することができる。

【符号の説明】

【0131】

１ 液体吐出ヘッド
１０ ノズル板
１１ ノズル
２０ 流路板
２１ 個別液室
３０ 振動板
５０ 共通流路部材
５２ 供給側共通流路
５４ 回収側共通流路
１００ 電子デバイス
１０１ 配線部材
１０２ スイッチング素子
１０３ 圧電素子基板
２００圧電素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】