液体吐出ヘッド及び電気配線基板
【課題】 フレキシブルプリント基板の面積を削減するために論理信号を伝送する配線や電圧供給電圧を印加するための配線を高密度に設けると、スイッチングノイズが論理信号に影響を与え、液体吐出ヘッドの誤動作を生じる懸念がある。
【解決手段】 液体吐出ヘッド用基板１２０と液体吐出装置とを接続するフレキシブルプリント基板２０を有する液体吐出ヘッド２において、フレキシブルプリント基板２０の一方の面に前記液体吐出ヘッド用基板に差動伝送信号を伝送する一対の差動伝送配線を設け、他方の面に前ネルギー発生素子を駆動するための電圧を供給する電圧供給配線を設ける。
【解決手段】 液体吐出ヘッド用基板１２０と液体吐出装置とを接続するフレキシブルプリント基板２０を有する液体吐出ヘッド２において、フレキシブルプリント基板２０の一方の面に前記液体吐出ヘッド用基板に差動伝送信号を伝送する一対の差動伝送配線を設け、他方の面に前ネルギー発生素子を駆動するための電圧を供給する電圧供給配線を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド及び電気配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置などの精密機器の分野で使用されるデータ転送方式として差動伝送方式の１つであるＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌ）伝送方式が知られている。ＬＶＤＳ伝送方式は、一対の差動伝送配線を用いてデータを転送する方式であり、一般的に用いられている１つの配線でデータを転送する方式（以下、シングルエンド伝送方式と呼ぶこととする。）に比べてはるかに低い電位差で高速にデータを転送することができる。
【０００３】
特許文献１には液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を駆動するための記録データ信号やクロック信号等の論理信号を、ＬＶＤＳ伝送方式を用いて高速で送る構成が開示されている。この信号は液体吐出装置から、液体吐出ヘッドに設けられた柔軟性を有する材料からなる電気配線基板（以下フレキシブルプリント基板又はフレキシブル基板とも称する）内の差動伝送配線を経由してエネルギー発生素子を備えた液体吐出ヘッド用基板に送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９９６６５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、ＬＶＤＳ伝送方式を使用して論理信号を転送する際の電圧は、エネルギー発生素子からのエネルギー発生に利用される電圧に比べて小さい。そのため、一対の差動伝送配線の信号の差分を取ることによりノイズの影響を受けにくいＬＶＤＳ伝送方式であっても、エネルギー発生素子に電圧をかける際のスイッチングノイズが論理信号の伝達に影響を及ぼす可能性がある。そのため特許文献１に記載された液体吐出ヘッドではスイッチングノイズの影響を受けて論理信号の伝達が正常に行われず、動作が不安定になることが懸念される。
【０００６】
特に印刷産業の分野に使用されるような、被記録媒体の記録幅全体に渡って設けられた液体の吐出口から一斉に吐出を行って短時間で記録を行う液体吐出ヘッドでは、同時に駆動されるエネルギー発生素子の数が増加する。そのためフレキシブル基板に流れる電流も大きくなり、スイッチングノイズの影響が顕著となると考えられる。ＬＶＤＳ伝送方式に使用される差動伝送配線をエネルギー発生用の電圧を印加するために利用する配線から遠ざけることでノイズの影響を軽減することは、フレキシブル基板の大型化、ひいては装置の大型化を招くので現実的とは言えない。
【０００７】
そこで本発明は、ＬＶＤＳ伝送方式を使用してデータの転送を行う際のノイズの影響が軽減された電気配線基板を、電気配線基板の大型化を抑制しつつ提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と、該吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子と、を備えた液体吐出ヘッド用基板と、前記エネルギー発生素子を駆動するための論理信号として用いられる差動伝送信号を前記液体吐出ヘッド用基板に伝送するための一対の差動伝送配線と、前記エネルギーを得るために前記エネルギー発生素子に印加される電圧を前記液体吐出ヘッド用基板に供給するための電圧供給配線と、を備え、柔軟性を有する電気配線基板と、を有し、前記一対の差動伝送配線は前記電気配線基板の一方の側に設けられ、前記電圧供給配線は前記電気配線基板の、前記一方の面の裏面である他方の面の側に設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
電気配線基板の一方の面に差動伝送配線を、他方の面に電圧供給配線を設けることで、電気配線基板が大型化することなく、ＬＶＤＳ伝送方式を用いてデータ転送を行う際のノイズの影響を軽減できる信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の液体吐出ヘッドを用いることができる液体吐出装置の模式的斜視図である。
【図２】本発明の一例の液体吐出ヘッドの模式図である。
【図３】本発明の液体吐出ヘッド用基板の模式図である。
【図４】本発明の液体吐出ヘッド用基板の配線のブロック図である。
【図５】シングルエンド伝送方式及びＬＶＤＳ伝送方式におけるノイズの影響を説明する図である。
【図６】第一の実施形態に係る液体吐出ヘッドの一部を示した図である。
【図７】差動伝送配線と電圧供給配線とが交差する部分の一例を示した図である。
【図８】第二の実施形態に係る液体吐出ヘッドの一部を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一の実施形態）
図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００１２】
本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。
【００１３】
さらに「インク」とは広く解釈されるべきものであり、被記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、被記録媒体の加工、或いはインクまたは被記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。ここで、インクまたは被記録媒体の処理としては、例えば、被記録媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化による定着性の向上や、記録品位ないし発色性の向上、画像耐久性の向上などのことを言う。
【００１４】
〈液体吐出装置について〉
図１（ａ）は実施形態に係る液体吐出装置１００１の記録部を中心とした主要部の構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の断面構造を示す断面図である。本実施形態の記録装置は、長尺のラインヘッドを用いて、シートを搬送方向（第１方向）に連続搬送しながらプリントを行なうラインプリンタである。ロール状に巻かれた連続紙などのシート１００４を保持するホルダ、シート１００４を所定速度で第１方向に搬送する搬送機構１００７、シート１００４に対してラインヘッドで記録を行なう記録部１００３を備える。なお、シート１００４は連続したロールシートに限らず、カットシートであってもよい。液体吐出装置１は更に、液体吐出ヘッドのノズル面をワイピングによってクリーニングするクリーニング部１００６を備えることもできる。さらに、シート搬送路に沿って、記録部１００３の下流にはシート１００４を切断するカッタユニット、シートを強制乾燥する乾燥ユニット、排出トレイを備えている。
【００１５】
記録部１００３は、異なるインク色にそれぞれ対応した複数の液体吐出ヘッド２を備える。本例ではＣＭＹＫの４色に対応した４つの液体吐出ヘッド２としているが、色数はこれには限定されない。各色のインクはインクタンク（不図示）からそれぞれインクチューブを介して液体吐出ヘッド２に供給される。複数の液体吐出ヘッド２はヘッドホルダ１００５で一体に保持されており複数の液体吐出ヘッド２とシート１００４の表面との間の距離を変更できるよう、ヘッドホルダ１００５が上下移動することができる。
【００１６】
〈液体吐出ヘッドについて〉
図２は１つの液体吐出ヘッド２の構造を示す。本発明の液体吐出ヘッドに用いることのできる液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式等を採用することができる。ここでは、発熱素子の一例を用いて説明する。
【００１７】
液体吐出ヘッド２は、使用が想定されるシートの最大幅をカバーする範囲でインクジェット方式の吐出口列が形成されたライン型液体吐出ヘッドである。吐出口列の並び方向は、第１方向と交差する方向（第２方向）、例えば直交する方向である。大きな支持基板１２０の上に、複数の液体吐出ヘッド用基板１２０が第２方向に沿って並んでいる。図２（ｂ）に示すように、同一寸法且つ同一構造の複数（本例では８個）の液体吐出ヘッド用基板１２０が２列の千鳥配列で規則的に幅方向全域に渡って形成されている。すなわち、液体吐出ヘッド２は、それぞれが吐出口列を有する複数の第１液体吐出ヘッド用基板と複数の第２液体吐出ヘッド用基板が、異なる列として第２方向に沿って並べられている。さらに隣接する第１液体吐出ヘッド用基板と第２液体吐出ヘッド用基板は前記第２方向でずれた位置関係となっている。隣接する第１液体吐出ヘッド用基板と第２液体吐出ヘッド用基板は、これらに含まれる吐出口列の一部が、第２方向においてオーバーラップするように設けられている。
【００１８】
〈液体吐出ヘッド用基板〉
図３は本発明の液体吐出ヘッド２に用いることのできる液体吐出ヘッド用基板の模式的斜視図の一例である。液体吐出ヘッド用基板１２０は、エネルギー発生素子１５３を備えた基体１５０と、基体１５０に接して設けられた流路部材１４６とを有している。基体１５０には、液体を供給するための供給口１４９が基体１５０を貫通して設けられている。供給口１４９の両側には、複数のエネルギー発生素子１５３を一列に並べた素子列が設けられている。ここでは供給口１４９が２列設けられた液体吐出ヘッド用基板１２０を用いて説明しているが、２列以上の供給口１４９を設けることもできる。基体１５０の端部には、エネルギー発生素子１５３を駆動するために用いられる論理信号や電源電位を供給するため複数のパッド９が設けられている。ここでは２列の供給口１４９が設けられている例を示す。
【００１９】
流路部材１４６は、エネルギー発生素子１５３により発生するエネルギーを用いて液体を吐出することができる吐出口１４７を、其々のエネルギー発生素子１５３に対向する位置に有している。流路部材１４６はさらに、吐出口１４７と供給口１４９とを連通する流路１４８の面となる部分１４８ａを有しており、基体１５０と接することで流路１４８が構成されている。
【００２０】
図４は、このような液体吐出ヘッド用基板１２０の配線のブロック図である。液体吐出ヘッド用基板１２０は、差動伝送信号（以下、ＬＶＤＳ伝送信号とも称する）の受信を行うためのＬＶＤＳレシーバ２３、２４を有している。差動伝送信号からなるクロック信号を入力するために用いられる端子２５（ＣＬＫ−）と、端子２６（ＣＬＫ＋）がＬＶＤＳレシーバ２３に接続されている。さらに、エネルギー発生素子１５３を駆動するための差動伝送信号からなる画像データを入力するために用いられる端子２７（ＤＡＴＡ−）、端子２８（ＤＡＴＡ＋）がＬＶＤＳレシーバ２４に接続されている。この２つのＬＶＤＳレシーバによって液体吐出ヘッド用基板１２０上に配置されるＭＯＳ−ＦＥＴ等からなる領域３２のスイッチング素子を選択駆動するための記録信号を高速で転送することができる。
【００２１】
ＬＶＤＳレシーバ２３、２４は、端子２５，２６，２７，２８から入力されたクロック信号や記録信号等の論理信号のデータを展開し、内部でパラレル処理する駆動制御回路２９と接続されている。駆動制御回路２９に設けられた同期クロック発生回路５０は、ＬＶＤＳレシーバ２３から出力されたＣＬＫ信号を分周することができる。ＬＶＤＳレシーバ２４は、端子２７，２８から入力されたシリアル信号を、各素子列に対応した記録データ信号及びブロック制御信号に変換することができる。
【００２２】
このブロック制御データ信号は、ラッチ回路５３を介してデコーダ回路５５に接続されているシフトレジスタ回路５１に送られ、記録データ信号がシフトレジスタ回路５２に送られる。さらにＬＴ信号が入力されることで、シフトレジスタに保持されていたブロック制御データはデコーダ回路５５に接続するラッチ回路５３に保持され、記録データ信号はラッチ回路５４に保持される。ラッチ回路５３から出力されたブロック制御データ信号は、デコーダ回路５５に入力され、駆動すべきエネルギー発生素子１５３のブロックを選択し、時分割駆動を行うためのブロック選択信号として出力される。このブロック選択信号と記録データ信号とがＡＮＤ回路３３によって論理積されることにより、駆動するエネルギー発生素子１５３を選択することができる。さらに、ＡＮＤ回路３３から出力された選択信号は、エネルギー発生素子１５３を駆動するための領域３２に設けられたＭＯＳ−ＦＥＴ等のスイッチング素子に送られる。スイッチング素子は選択信号に基づいて、エネルギー発生素子１５３に駆動電圧が印加することで、液体を吐出口から吐出することができる。以上のようなＬＶＤＳ伝送方式を用いると、従来のＬＶＤＳ伝送方式以外での方式と比べて４倍の画像データを送ることができ、高速で吐出動作を行うことができる。
【００２３】
液体吐出ヘッド用基板１２０には、エネルギー発生素子１５３を駆動するための駆動電圧を印加するための電源配線（以下、ＶＨ配線とも称する）とその接地配線（以下、ＧＮＤＨ配線とも称する）とが設けられており、パッド９に接続されている。
【００２４】
〈フレキシブルプリント基板について〉
図２（ｃ）は、複数の液体吐出ヘッド用基板１２０と、液体吐出ヘッド用基板と液体吐出装置とを接続し柔軟性を有する材料からなるフレキシブルプリント基板２０（電気配線基板）を、液体吐出ヘッドの支持基板１２４に接続する前の模式図を示している。図６（ａ）は、図２（ｃ）に示す液体吐出ヘッドのフレキシブルプリント基板２０の領域Ａの一例を示したものである。
【００２５】
電気配線基板として用いられるフレキシブルプリント基板２０は、各液体吐出ヘッド用基板１２０の周囲を囲むように設けられている。クッロック信号やデータ信号等の論理信号等のＬＶＤＳ伝送信号を送るための差動伝送配線（以下、ＬＶＤＳ配線とも称する）と、電源配線及び接地配線等の電圧供給配線４とが設けられている。さらに、差動伝送配線及び電圧供給配線４と液体吐出装置とを接続するコンタクト部３０が設けられている。差動伝送配線及び電圧供給配線４が液体吐出ヘッド用基板１２０のパッド９と接続されることで、液体吐出装置１から液体吐出ヘッド用基板１２０に論理信号及び電源電圧が供給される。液体吐出ヘッド用基板１２０のパッド９とフレキシブルプリント基板２０とは、金などからなる細い配線１９で接続されている（ワイヤーボンディング）。さらに配線１９の上側は、樹脂などからなる部材でインクが接しないように封止されている（不図示）。
【００２６】
電気配線基板としては、アルミナ基板を複数積層して設けるような多層基板を用いて液体吐出ヘッド用基板と液体吐出装置とを電気的に接続させることもできる。しかし、フィルム状の柔軟なフレキシブルプリント基板を用いることで、確実に電気的接続が行われる、安価で信頼性高い液体吐出ヘッドを設けることができる。また、フレキシブルプリント基板の絶縁体をインクのような液体が接触したとしても腐食しない材料で設けることで、さらに信頼性の高い液体吐出ヘッドを設けることができる。
【００２７】
フレキシブルプリント基板２０は、表面（一方の面）に差動信号配線を設け、裏面（他方の面）に電圧供給配線４が設けられた両面フレキシブルプリント基板２０となっている。このように両面に配線を設けることにより、フレキシブルプリント基板の面積を削減することができ、液体吐出装置をコンパクトに設けることができる。
【００２８】
駆動電圧を印加するための電圧供給配線４は、コンタクト部３０と１つの液体吐出ヘッド用基板１２０とを接続する主幹配線部４ａから、液体吐出ヘッド用基板１２０の両端部に接続するための２つの準主幹配線部４ｂに分岐して設けられている。さらに準主幹配線部４ｂは、素子列ごとに接続する分割配線部４ｃに分岐して設けられている。なお、図２（ｃ）に示す液体吐出ヘッドには、２列の供給口１４９を有する液体吐出ヘッド用基板１２０を用いた一例を図示している。
【００２９】
主幹配線部４ａには、１つの液体吐出ヘッド用基板１２０を駆動するための全ての電流が流れ、準主幹配線部４ｂの其々には主幹配線部４ａの半分の電流が流れる。さらに２列の供給口１４９の両側に素子列が設けられている場合には分割配線部４ｃに準主幹配線部４ｂの四分の一の電流が流れる。つまり分割配線部４ｂは最大１Ａ程度の電流が流れるように設けられているため、４列の供給口１４９が設けられている構成においては準主幹配線部４ｂには最大４Ａ程度の電流が流れ、主幹配線部４ａには最大８Ａ程度の電流が流れることになる。
【００３０】
〈ノイズについて〉
次に、ＬＶＤＳ伝送方式と、従来のシングルエンド伝送方式におけるノイズによる影響について説明する。図５（ａ）はＬＶＤＳ伝送方式におけるノイズによる影響を示した図である。図５（ｂ）は、シングルエンド伝送方式におけるノーマルモードノイズによる影響を示した図である。液体吐出ヘッドにおいては、論理信号配線とエネルギー発生素子を駆動するための駆動電位を供給する電源配線及び接地配線とが設けられている。そのため、エネルギー発生素子のＯＮ／ＯＦＦに伴う電流値の変動による誘導起電力の影響でノイズが生じることになる。
【００３１】
（シングルエンド伝送方式について）
従来のシングルエンド伝送方式におけるノイズによる影響を説明する。エネルギー発生素子が数千個配置された大型の液体吐出ヘッドは、大電流を流すエネルギー発生素子の制御回路を有し、さらにＣＭＯＳトランジスタもしくはＴＴＬ回路等の論理ゲート回路部を有している。
【００３２】
図５（ｂ）に示すように、ドライバ１５とレシーバ１６との伝送中にノイズ１７が生じると、ノイズも信号とともに伝送されることになる。ノイズによる誘導起電力Ｅ［Ｖ］は、配線の自己インダクタンスＬを１００［ｎＨ］、パルス駆動されるエネルギー発生素子への通電立ち上り時間ｔを１００［ｎｓｅｃ］、その時に流れる集中電流ｉを１［Ａ］程度とした場合、Ｅ＝―Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）と表される。この演算結果は１［Ｖ］以上の誘導電圧がノイズとして生じることになる。このノイズ１７が、閾値電圧レベル以上となると、このノイズ１７により誤ったタイミングで記録動作が行われてしまう可能性がある。例えば３．３［Ｖ］程度という電圧で伝送する論理信号の場合、この誘導電圧によるノイズが１〔Ｖ〕程度となると、誤動作を起こしてしまう可能性があるといえる。
【００３３】
（ＬＶＤＳ伝送方式について）
シングルエンド伝送方式で用いる電位差は３．３Ｖ程度であるのに対し、ＬＶＤＳ伝送方式で用いる電位差は３５０ｍＶ程度であり、シングルエンド伝送方式に比べかなり小さい。このような小さな電位差を用いることができるためＬＶＤＳ伝送方式はシングルエンド伝送方式に比べ、高速でデータをおくることができる。
【００３４】
次に、ＬＶＤＳ伝送方式におけるノイズ１４による影響を説明する。記録装置のＬＶＤＳドライバ１２から発信された高速データは、論理信号配線として用いられる一対の差動伝送配線を伝送され、液体吐出ヘッド用基板のＬＶＤＳレシーバ１３に送られる。このようなＬＶＤＳ伝送方式においては、一対の差動伝送配線で伝送された信号の電圧の差を取ることでデータとするため、２本の配線に同じようなノイズ１４が生じても相殺されるため、データにはノイズが残らない。図５（ａ）の一対の差動伝送配線の一方ＤＡＴＡ＋（第一のＬＶＤＳ配線）と、他方ＤＡＴＡ−（第二のＬＶＤＳ配線）にノイズが発生するが、ＬＶＤＳレシーバ１３ではＤＡＴＡ＋とＤＡＴＡ−との差分で判断するためノイズの影響は無視することができる。従って、コモンモードノイズ同様、ノーマルモードノイズについても影響なくデータを伝送することができる。なお、このようなＶＬＤＳ伝送配線においては、ＤＡＴＡ＋の配線とＤＡＴＡ−の配線とは隣接する位置に設けることが好ましい。隣接する位置に設けることで、ほぼ同じ大きさの誘導電圧の影響を受けるため、電圧の差分をとることで確実にノイズの影響を低減させることができる。フレキシブルプリント基板においては、約８０μｍの幅が設けられている程度に隣接させて設けることが好ましい。
【００３５】
図６（ａ）に示すようにフレキシブルプリント基板２０には、ＬＶＤＳ伝送方式を用いたＣＬＫ信号及びＤＡＴＡ信号と、エネルギー発生素子に電力を供給するための電圧供給配線とが用いられている。フレキシブルプリント基板２０には、第一のＣＬＫ信号配線５（一方）と第二のＣＬＫ信号配線６（他方）とが対となるように隣接するように設けられている。さらにＬＶＤＳ伝送方式を用いた第一のＤＡＴＡ信号配線７と第二のＤＡＴＡ信号配線８とが対となるように隣接するように設けられている。
【００３６】
ＬＶＤＳ伝送方式を用いた配線と電圧供給配線の準主幹配線部４ｂとは、交差するように設けられている。第一のＣＬＫ信号配線５と第一のＤＡＴＡ信号配線７とを第一のＬＶＤＳ配線（ＤＡＴＡ＋）とし、第二のＣＬＫ信号配線６と第二のＤＡＴＡ信号配線８とを第二のＬＶＤＳ配線（ＤＡＴＡ−）と称する。
【００３７】
このときフレキシブルプリント基板２０は、第一のＬＶＤＳ配線と準主幹配線部４ｂとが重なり合う（交差する）面積と、第二のＬＶＤＳ配線と準主幹配線部４ｂとが重なり合う（交差する）面積とが、同じとなるように設けられている。このように設けることで、対となる第一のＬＶＤＳ配線と第二のＬＶＤＳ配線とに影響を与える、準主幹配線部４ｂを流れる電流による誘導起電力のノイズの大きさが等しくなる。これにより、第一のＬＶＤＳ配線のデータと第二のＬＶＤＳ配線のデータとの差分を取ることでのデータ信号に生じたノイズの影響を低減させることができる。なお、交差する部分の準主幹配線部４ｂに流れる電流を低減させることで、さらにノイズの影響を低減させることができる。図６（ａ）に示す準主幹配線部４ｂは、３つの分割配線部４ｃに分岐しているため少しでも低電流が流れる準主幹配線部４ａの部分と一対のＬＶＤＳ配線とが重なり合うように設けることが好ましい。
【００３８】
また、ＣＬＫ信号配線として用いられる一対のＬＶＤＳ配線５，６と、ＤＡＴＡ信号配線として用いられる一対のＬＶＤＳ配線７，８との間には、ガード配線１１を設けることが好ましい。このようなガード配線１１を設けることにより、他のＬＶＤＳ配線からのノイズを低減することができる。このガード配線はＬＶＤＳレシーバ１３の接地端子に接続することで、グランド電位とすることができる。さらに、フレキシブルプリント基板２０に余剰領域がある場合も、このガード配線を設けることで，ノイズを低減させることができる。さらに液体吐出ヘッド用基板１２０のパッド９に、ガードパターン用のパッドを用意させることもできる。
【００３９】
またＬＶＤＳ配線と比較的大きな電流が流れる電圧供給配線とを平行に設ける場合には、２本のＬＶＤＳ配線に影響する誘導起電力の大きさが異なり、差分をとったときにノイズを除去できない可能性もあるため、なるべく距離を離して設けることが好ましい。具体的には３つの分割配線部４ｃに接続する準主幹配線部４ｂの部分と、２つの分割配線部４ｃに接続する準主幹配線部４ｂの部分と比較すると、２つの分割配線部４ｃに接続する準主幹配線部４ｂの方がＬＶＤＳ配線と近くなるように設ける。
【００４０】
図６（ｂ）は、このような液体吐出ヘッドのフレキシブルプリント基板２０の断面図Ｂを示したもので、図６（ａ）のＬＶＤＳ配線と電圧供給配線とが交差している部分の断面構成である。フレキシブルプリント基板２０には、厚さ約３０μｍの絶縁材料からなるベース基材１００の表面に銅からなるＬＶＤＳ配線が設けられ、裏面に銅からなる電圧供給配線が設けられている。これらの配線は、厚さ約３〜５μｍの銅箔１０１設け、さらにこの銅箔１０１をシード層として用いてめっき法で厚さ約３〜５μｍの銅を析出させることで設けられている。このような銅からなる配線は、厚さ３０〜５０μｍ程度のカバーレイ接着剤１０３で覆われており、さらにその上に厚さ３〜５μｍの被腹部１０４が設けられている。ＬＶＤＳ配線はそれぞれフレキシブルプリント基板２０の面に平行な方向に関して、約５０μｍの幅で設けられている。第一のＣＬＫ信号配線５と第二のＣＬＫ信号配線６とは、約８０μｍ間隔をあけて設けられており、同じく第一のＤＡＴＡ信号配線７と第二のＤＡＴＡ信号配線８とは、約８０μｍの間隔をあけて設けられている。また、ＣＬＫ信号配線とＤＡＴＡ信号配線との相互干渉を防止するために、第二のＣＬＫ信号配線６と第一のＤＡＴＡ信号配線７との間には、銅配線を用いてガード配線１１が設けられている。このようにガード配線１１を設けることでノイズを低減させることができる。なおこのようなＬＶＤＳ方式を用いる場合には、配線の特性インピーダンスが常に１００Ω程度になるように設けることが好ましい。
【００４１】
以上のように、ベース基材１００を介してＬＶＤＳ配線と電圧供給配線とをフレキシブルプリント基板２０の両面に設けることにより、フレキシブルプリント基板２０の面積を削減することができる。また、絶縁材料からなるベース基材１００を介して設けていることにより電圧供給配線によるＬＶＤＳ配線への誘導起電力の影響を低減することができる。
【００４２】
さらに、第一のＬＶＤＳ配線５，７と駆動電圧を供給する電圧供給配線４とが積層する部分と、第二のＬＶＤＳ配線６，８と電圧供給配線４との積層する部分と、の面積を一致させることにより、誘導起電力のノイズの大きさを等しくすることができる。これにより差分をとるとノイズを相殺され、データからノイズの影響を除去することができ、信頼性の高い記録動作を行うことができる。
【００４３】
なお図７（ａ）に示すように電圧供給配線とＬＶＤＳ配線とを、直交するように交差させるのみならず、図７（ｂ）に示すように斜めの状態で交差することで、面積を一致させることもできる。
【００４４】
（第二の実施形態）
本実施形態においては、電圧供給配線と一対のＬＶＤＳ配線とが交差する部分の他の例を説明する。その他の構成については、第一の実施形態と同様である。
【００４５】
図８は、図２（ｃ）に示す液体吐出ヘッドのフレキシブルプリント基板２０の領域Ａの一例を示したものである。第一の実施形態においては、準主幹配線４ａとＬＶＤＳ配線とが交差していたが、本実施形態は準主幹配線４ａから更に分岐した分割配線部４ｂとＬＶＤＳ配線とが交差している。分割配線部４ｃには、供給口１４９に隣接して設けられた２列の素子列に供給される電流しか流れておらず、準主幹配線部４ａと交差する場合に比べ、さらに誘導起電力の大きさを小さくすることができる。
【００４６】
これにより第一の実施形態と同様に、第一のＬＶＤＳ配線のデータと第二のＬＶＤＳ配線のデータの差分をとって、ノイズを相殺させることで、データからノイズの影響を除去することができ、信頼性の高い記録動作を行うことができる。
【００４７】
なお、本実施形態においても隣接するＬＶＤＳ配線の間には、ガード配線を設けることでノイズを低減することができる。
【符号の説明】
【００４８】
２ 液体吐出ヘッド
４ 電圧供給配線
５、６，７，８ 差動伝送配線
２０ 電気配線基板
１００１ 記録装置
１２０ 液体吐出ヘッド用基板
１５３ エネルギー発生素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド及び電気配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置などの精密機器の分野で使用されるデータ転送方式として差動伝送方式の１つであるＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌ）伝送方式が知られている。ＬＶＤＳ伝送方式は、一対の差動伝送配線を用いてデータを転送する方式であり、一般的に用いられている１つの配線でデータを転送する方式（以下、シングルエンド伝送方式と呼ぶこととする。）に比べてはるかに低い電位差で高速にデータを転送することができる。
【０００３】
特許文献１には液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を駆動するための記録データ信号やクロック信号等の論理信号を、ＬＶＤＳ伝送方式を用いて高速で送る構成が開示されている。この信号は液体吐出装置から、液体吐出ヘッドに設けられた柔軟性を有する材料からなる電気配線基板（以下フレキシブルプリント基板又はフレキシブル基板とも称する）内の差動伝送配線を経由してエネルギー発生素子を備えた液体吐出ヘッド用基板に送られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９９６６５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、ＬＶＤＳ伝送方式を使用して論理信号を転送する際の電圧は、エネルギー発生素子からのエネルギー発生に利用される電圧に比べて小さい。そのため、一対の差動伝送配線の信号の差分を取ることによりノイズの影響を受けにくいＬＶＤＳ伝送方式であっても、エネルギー発生素子に電圧をかける際のスイッチングノイズが論理信号の伝達に影響を及ぼす可能性がある。そのため特許文献１に記載された液体吐出ヘッドではスイッチングノイズの影響を受けて論理信号の伝達が正常に行われず、動作が不安定になることが懸念される。
【０００６】
特に印刷産業の分野に使用されるような、被記録媒体の記録幅全体に渡って設けられた液体の吐出口から一斉に吐出を行って短時間で記録を行う液体吐出ヘッドでは、同時に駆動されるエネルギー発生素子の数が増加する。そのためフレキシブル基板に流れる電流も大きくなり、スイッチングノイズの影響が顕著となると考えられる。ＬＶＤＳ伝送方式に使用される差動伝送配線をエネルギー発生用の電圧を印加するために利用する配線から遠ざけることでノイズの影響を軽減することは、フレキシブル基板の大型化、ひいては装置の大型化を招くので現実的とは言えない。
【０００７】
そこで本発明は、ＬＶＤＳ伝送方式を使用してデータの転送を行う際のノイズの影響が軽減された電気配線基板を、電気配線基板の大型化を抑制しつつ提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と、該吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子と、を備えた液体吐出ヘッド用基板と、前記エネルギー発生素子を駆動するための論理信号として用いられる差動伝送信号を前記液体吐出ヘッド用基板に伝送するための一対の差動伝送配線と、前記エネルギーを得るために前記エネルギー発生素子に印加される電圧を前記液体吐出ヘッド用基板に供給するための電圧供給配線と、を備え、柔軟性を有する電気配線基板と、を有し、前記一対の差動伝送配線は前記電気配線基板の一方の側に設けられ、前記電圧供給配線は前記電気配線基板の、前記一方の面の裏面である他方の面の側に設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
電気配線基板の一方の面に差動伝送配線を、他方の面に電圧供給配線を設けることで、電気配線基板が大型化することなく、ＬＶＤＳ伝送方式を用いてデータ転送を行う際のノイズの影響を軽減できる信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の液体吐出ヘッドを用いることができる液体吐出装置の模式的斜視図である。
【図２】本発明の一例の液体吐出ヘッドの模式図である。
【図３】本発明の液体吐出ヘッド用基板の模式図である。
【図４】本発明の液体吐出ヘッド用基板の配線のブロック図である。
【図５】シングルエンド伝送方式及びＬＶＤＳ伝送方式におけるノイズの影響を説明する図である。
【図６】第一の実施形態に係る液体吐出ヘッドの一部を示した図である。
【図７】差動伝送配線と電圧供給配線とが交差する部分の一例を示した図である。
【図８】第二の実施形態に係る液体吐出ヘッドの一部を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第一の実施形態）
図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。
【００１２】
本明細書内で用いられる「記録」とは、文字や図形などの意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターンなどの意味を持たない画像を付与することも意味する。
【００１３】
さらに「インク」とは広く解釈されるべきものであり、被記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成、被記録媒体の加工、或いはインクまたは被記録媒体の処理に供される液体を言うものとする。ここで、インクまたは被記録媒体の処理としては、例えば、被記録媒体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化による定着性の向上や、記録品位ないし発色性の向上、画像耐久性の向上などのことを言う。
【００１４】
〈液体吐出装置について〉
図１（ａ）は実施形態に係る液体吐出装置１００１の記録部を中心とした主要部の構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の断面構造を示す断面図である。本実施形態の記録装置は、長尺のラインヘッドを用いて、シートを搬送方向（第１方向）に連続搬送しながらプリントを行なうラインプリンタである。ロール状に巻かれた連続紙などのシート１００４を保持するホルダ、シート１００４を所定速度で第１方向に搬送する搬送機構１００７、シート１００４に対してラインヘッドで記録を行なう記録部１００３を備える。なお、シート１００４は連続したロールシートに限らず、カットシートであってもよい。液体吐出装置１は更に、液体吐出ヘッドのノズル面をワイピングによってクリーニングするクリーニング部１００６を備えることもできる。さらに、シート搬送路に沿って、記録部１００３の下流にはシート１００４を切断するカッタユニット、シートを強制乾燥する乾燥ユニット、排出トレイを備えている。
【００１５】
記録部１００３は、異なるインク色にそれぞれ対応した複数の液体吐出ヘッド２を備える。本例ではＣＭＹＫの４色に対応した４つの液体吐出ヘッド２としているが、色数はこれには限定されない。各色のインクはインクタンク（不図示）からそれぞれインクチューブを介して液体吐出ヘッド２に供給される。複数の液体吐出ヘッド２はヘッドホルダ１００５で一体に保持されており複数の液体吐出ヘッド２とシート１００４の表面との間の距離を変更できるよう、ヘッドホルダ１００５が上下移動することができる。
【００１６】
〈液体吐出ヘッドについて〉
図２は１つの液体吐出ヘッド２の構造を示す。本発明の液体吐出ヘッドに用いることのできる液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式等を採用することができる。ここでは、発熱素子の一例を用いて説明する。
【００１７】
液体吐出ヘッド２は、使用が想定されるシートの最大幅をカバーする範囲でインクジェット方式の吐出口列が形成されたライン型液体吐出ヘッドである。吐出口列の並び方向は、第１方向と交差する方向（第２方向）、例えば直交する方向である。大きな支持基板１２０の上に、複数の液体吐出ヘッド用基板１２０が第２方向に沿って並んでいる。図２（ｂ）に示すように、同一寸法且つ同一構造の複数（本例では８個）の液体吐出ヘッド用基板１２０が２列の千鳥配列で規則的に幅方向全域に渡って形成されている。すなわち、液体吐出ヘッド２は、それぞれが吐出口列を有する複数の第１液体吐出ヘッド用基板と複数の第２液体吐出ヘッド用基板が、異なる列として第２方向に沿って並べられている。さらに隣接する第１液体吐出ヘッド用基板と第２液体吐出ヘッド用基板は前記第２方向でずれた位置関係となっている。隣接する第１液体吐出ヘッド用基板と第２液体吐出ヘッド用基板は、これらに含まれる吐出口列の一部が、第２方向においてオーバーラップするように設けられている。
【００１８】
〈液体吐出ヘッド用基板〉
図３は本発明の液体吐出ヘッド２に用いることのできる液体吐出ヘッド用基板の模式的斜視図の一例である。液体吐出ヘッド用基板１２０は、エネルギー発生素子１５３を備えた基体１５０と、基体１５０に接して設けられた流路部材１４６とを有している。基体１５０には、液体を供給するための供給口１４９が基体１５０を貫通して設けられている。供給口１４９の両側には、複数のエネルギー発生素子１５３を一列に並べた素子列が設けられている。ここでは供給口１４９が２列設けられた液体吐出ヘッド用基板１２０を用いて説明しているが、２列以上の供給口１４９を設けることもできる。基体１５０の端部には、エネルギー発生素子１５３を駆動するために用いられる論理信号や電源電位を供給するため複数のパッド９が設けられている。ここでは２列の供給口１４９が設けられている例を示す。
【００１９】
流路部材１４６は、エネルギー発生素子１５３により発生するエネルギーを用いて液体を吐出することができる吐出口１４７を、其々のエネルギー発生素子１５３に対向する位置に有している。流路部材１４６はさらに、吐出口１４７と供給口１４９とを連通する流路１４８の面となる部分１４８ａを有しており、基体１５０と接することで流路１４８が構成されている。
【００２０】
図４は、このような液体吐出ヘッド用基板１２０の配線のブロック図である。液体吐出ヘッド用基板１２０は、差動伝送信号（以下、ＬＶＤＳ伝送信号とも称する）の受信を行うためのＬＶＤＳレシーバ２３、２４を有している。差動伝送信号からなるクロック信号を入力するために用いられる端子２５（ＣＬＫ−）と、端子２６（ＣＬＫ＋）がＬＶＤＳレシーバ２３に接続されている。さらに、エネルギー発生素子１５３を駆動するための差動伝送信号からなる画像データを入力するために用いられる端子２７（ＤＡＴＡ−）、端子２８（ＤＡＴＡ＋）がＬＶＤＳレシーバ２４に接続されている。この２つのＬＶＤＳレシーバによって液体吐出ヘッド用基板１２０上に配置されるＭＯＳ−ＦＥＴ等からなる領域３２のスイッチング素子を選択駆動するための記録信号を高速で転送することができる。
【００２１】
ＬＶＤＳレシーバ２３、２４は、端子２５，２６，２７，２８から入力されたクロック信号や記録信号等の論理信号のデータを展開し、内部でパラレル処理する駆動制御回路２９と接続されている。駆動制御回路２９に設けられた同期クロック発生回路５０は、ＬＶＤＳレシーバ２３から出力されたＣＬＫ信号を分周することができる。ＬＶＤＳレシーバ２４は、端子２７，２８から入力されたシリアル信号を、各素子列に対応した記録データ信号及びブロック制御信号に変換することができる。
【００２２】
このブロック制御データ信号は、ラッチ回路５３を介してデコーダ回路５５に接続されているシフトレジスタ回路５１に送られ、記録データ信号がシフトレジスタ回路５２に送られる。さらにＬＴ信号が入力されることで、シフトレジスタに保持されていたブロック制御データはデコーダ回路５５に接続するラッチ回路５３に保持され、記録データ信号はラッチ回路５４に保持される。ラッチ回路５３から出力されたブロック制御データ信号は、デコーダ回路５５に入力され、駆動すべきエネルギー発生素子１５３のブロックを選択し、時分割駆動を行うためのブロック選択信号として出力される。このブロック選択信号と記録データ信号とがＡＮＤ回路３３によって論理積されることにより、駆動するエネルギー発生素子１５３を選択することができる。さらに、ＡＮＤ回路３３から出力された選択信号は、エネルギー発生素子１５３を駆動するための領域３２に設けられたＭＯＳ−ＦＥＴ等のスイッチング素子に送られる。スイッチング素子は選択信号に基づいて、エネルギー発生素子１５３に駆動電圧が印加することで、液体を吐出口から吐出することができる。以上のようなＬＶＤＳ伝送方式を用いると、従来のＬＶＤＳ伝送方式以外での方式と比べて４倍の画像データを送ることができ、高速で吐出動作を行うことができる。
【００２３】
液体吐出ヘッド用基板１２０には、エネルギー発生素子１５３を駆動するための駆動電圧を印加するための電源配線（以下、ＶＨ配線とも称する）とその接地配線（以下、ＧＮＤＨ配線とも称する）とが設けられており、パッド９に接続されている。
【００２４】
〈フレキシブルプリント基板について〉
図２（ｃ）は、複数の液体吐出ヘッド用基板１２０と、液体吐出ヘッド用基板と液体吐出装置とを接続し柔軟性を有する材料からなるフレキシブルプリント基板２０（電気配線基板）を、液体吐出ヘッドの支持基板１２４に接続する前の模式図を示している。図６（ａ）は、図２（ｃ）に示す液体吐出ヘッドのフレキシブルプリント基板２０の領域Ａの一例を示したものである。
【００２５】
電気配線基板として用いられるフレキシブルプリント基板２０は、各液体吐出ヘッド用基板１２０の周囲を囲むように設けられている。クッロック信号やデータ信号等の論理信号等のＬＶＤＳ伝送信号を送るための差動伝送配線（以下、ＬＶＤＳ配線とも称する）と、電源配線及び接地配線等の電圧供給配線４とが設けられている。さらに、差動伝送配線及び電圧供給配線４と液体吐出装置とを接続するコンタクト部３０が設けられている。差動伝送配線及び電圧供給配線４が液体吐出ヘッド用基板１２０のパッド９と接続されることで、液体吐出装置１から液体吐出ヘッド用基板１２０に論理信号及び電源電圧が供給される。液体吐出ヘッド用基板１２０のパッド９とフレキシブルプリント基板２０とは、金などからなる細い配線１９で接続されている（ワイヤーボンディング）。さらに配線１９の上側は、樹脂などからなる部材でインクが接しないように封止されている（不図示）。
【００２６】
電気配線基板としては、アルミナ基板を複数積層して設けるような多層基板を用いて液体吐出ヘッド用基板と液体吐出装置とを電気的に接続させることもできる。しかし、フィルム状の柔軟なフレキシブルプリント基板を用いることで、確実に電気的接続が行われる、安価で信頼性高い液体吐出ヘッドを設けることができる。また、フレキシブルプリント基板の絶縁体をインクのような液体が接触したとしても腐食しない材料で設けることで、さらに信頼性の高い液体吐出ヘッドを設けることができる。
【００２７】
フレキシブルプリント基板２０は、表面（一方の面）に差動信号配線を設け、裏面（他方の面）に電圧供給配線４が設けられた両面フレキシブルプリント基板２０となっている。このように両面に配線を設けることにより、フレキシブルプリント基板の面積を削減することができ、液体吐出装置をコンパクトに設けることができる。
【００２８】
駆動電圧を印加するための電圧供給配線４は、コンタクト部３０と１つの液体吐出ヘッド用基板１２０とを接続する主幹配線部４ａから、液体吐出ヘッド用基板１２０の両端部に接続するための２つの準主幹配線部４ｂに分岐して設けられている。さらに準主幹配線部４ｂは、素子列ごとに接続する分割配線部４ｃに分岐して設けられている。なお、図２（ｃ）に示す液体吐出ヘッドには、２列の供給口１４９を有する液体吐出ヘッド用基板１２０を用いた一例を図示している。
【００２９】
主幹配線部４ａには、１つの液体吐出ヘッド用基板１２０を駆動するための全ての電流が流れ、準主幹配線部４ｂの其々には主幹配線部４ａの半分の電流が流れる。さらに２列の供給口１４９の両側に素子列が設けられている場合には分割配線部４ｃに準主幹配線部４ｂの四分の一の電流が流れる。つまり分割配線部４ｂは最大１Ａ程度の電流が流れるように設けられているため、４列の供給口１４９が設けられている構成においては準主幹配線部４ｂには最大４Ａ程度の電流が流れ、主幹配線部４ａには最大８Ａ程度の電流が流れることになる。
【００３０】
〈ノイズについて〉
次に、ＬＶＤＳ伝送方式と、従来のシングルエンド伝送方式におけるノイズによる影響について説明する。図５（ａ）はＬＶＤＳ伝送方式におけるノイズによる影響を示した図である。図５（ｂ）は、シングルエンド伝送方式におけるノーマルモードノイズによる影響を示した図である。液体吐出ヘッドにおいては、論理信号配線とエネルギー発生素子を駆動するための駆動電位を供給する電源配線及び接地配線とが設けられている。そのため、エネルギー発生素子のＯＮ／ＯＦＦに伴う電流値の変動による誘導起電力の影響でノイズが生じることになる。
【００３１】
（シングルエンド伝送方式について）
従来のシングルエンド伝送方式におけるノイズによる影響を説明する。エネルギー発生素子が数千個配置された大型の液体吐出ヘッドは、大電流を流すエネルギー発生素子の制御回路を有し、さらにＣＭＯＳトランジスタもしくはＴＴＬ回路等の論理ゲート回路部を有している。
【００３２】
図５（ｂ）に示すように、ドライバ１５とレシーバ１６との伝送中にノイズ１７が生じると、ノイズも信号とともに伝送されることになる。ノイズによる誘導起電力Ｅ［Ｖ］は、配線の自己インダクタンスＬを１００［ｎＨ］、パルス駆動されるエネルギー発生素子への通電立ち上り時間ｔを１００［ｎｓｅｃ］、その時に流れる集中電流ｉを１［Ａ］程度とした場合、Ｅ＝―Ｌ（ｄｉ／ｄｔ）と表される。この演算結果は１［Ｖ］以上の誘導電圧がノイズとして生じることになる。このノイズ１７が、閾値電圧レベル以上となると、このノイズ１７により誤ったタイミングで記録動作が行われてしまう可能性がある。例えば３．３［Ｖ］程度という電圧で伝送する論理信号の場合、この誘導電圧によるノイズが１〔Ｖ〕程度となると、誤動作を起こしてしまう可能性があるといえる。
【００３３】
（ＬＶＤＳ伝送方式について）
シングルエンド伝送方式で用いる電位差は３．３Ｖ程度であるのに対し、ＬＶＤＳ伝送方式で用いる電位差は３５０ｍＶ程度であり、シングルエンド伝送方式に比べかなり小さい。このような小さな電位差を用いることができるためＬＶＤＳ伝送方式はシングルエンド伝送方式に比べ、高速でデータをおくることができる。
【００３４】
次に、ＬＶＤＳ伝送方式におけるノイズ１４による影響を説明する。記録装置のＬＶＤＳドライバ１２から発信された高速データは、論理信号配線として用いられる一対の差動伝送配線を伝送され、液体吐出ヘッド用基板のＬＶＤＳレシーバ１３に送られる。このようなＬＶＤＳ伝送方式においては、一対の差動伝送配線で伝送された信号の電圧の差を取ることでデータとするため、２本の配線に同じようなノイズ１４が生じても相殺されるため、データにはノイズが残らない。図５（ａ）の一対の差動伝送配線の一方ＤＡＴＡ＋（第一のＬＶＤＳ配線）と、他方ＤＡＴＡ−（第二のＬＶＤＳ配線）にノイズが発生するが、ＬＶＤＳレシーバ１３ではＤＡＴＡ＋とＤＡＴＡ−との差分で判断するためノイズの影響は無視することができる。従って、コモンモードノイズ同様、ノーマルモードノイズについても影響なくデータを伝送することができる。なお、このようなＶＬＤＳ伝送配線においては、ＤＡＴＡ＋の配線とＤＡＴＡ−の配線とは隣接する位置に設けることが好ましい。隣接する位置に設けることで、ほぼ同じ大きさの誘導電圧の影響を受けるため、電圧の差分をとることで確実にノイズの影響を低減させることができる。フレキシブルプリント基板においては、約８０μｍの幅が設けられている程度に隣接させて設けることが好ましい。
【００３５】
図６（ａ）に示すようにフレキシブルプリント基板２０には、ＬＶＤＳ伝送方式を用いたＣＬＫ信号及びＤＡＴＡ信号と、エネルギー発生素子に電力を供給するための電圧供給配線とが用いられている。フレキシブルプリント基板２０には、第一のＣＬＫ信号配線５（一方）と第二のＣＬＫ信号配線６（他方）とが対となるように隣接するように設けられている。さらにＬＶＤＳ伝送方式を用いた第一のＤＡＴＡ信号配線７と第二のＤＡＴＡ信号配線８とが対となるように隣接するように設けられている。
【００３６】
ＬＶＤＳ伝送方式を用いた配線と電圧供給配線の準主幹配線部４ｂとは、交差するように設けられている。第一のＣＬＫ信号配線５と第一のＤＡＴＡ信号配線７とを第一のＬＶＤＳ配線（ＤＡＴＡ＋）とし、第二のＣＬＫ信号配線６と第二のＤＡＴＡ信号配線８とを第二のＬＶＤＳ配線（ＤＡＴＡ−）と称する。
【００３７】
このときフレキシブルプリント基板２０は、第一のＬＶＤＳ配線と準主幹配線部４ｂとが重なり合う（交差する）面積と、第二のＬＶＤＳ配線と準主幹配線部４ｂとが重なり合う（交差する）面積とが、同じとなるように設けられている。このように設けることで、対となる第一のＬＶＤＳ配線と第二のＬＶＤＳ配線とに影響を与える、準主幹配線部４ｂを流れる電流による誘導起電力のノイズの大きさが等しくなる。これにより、第一のＬＶＤＳ配線のデータと第二のＬＶＤＳ配線のデータとの差分を取ることでのデータ信号に生じたノイズの影響を低減させることができる。なお、交差する部分の準主幹配線部４ｂに流れる電流を低減させることで、さらにノイズの影響を低減させることができる。図６（ａ）に示す準主幹配線部４ｂは、３つの分割配線部４ｃに分岐しているため少しでも低電流が流れる準主幹配線部４ａの部分と一対のＬＶＤＳ配線とが重なり合うように設けることが好ましい。
【００３８】
また、ＣＬＫ信号配線として用いられる一対のＬＶＤＳ配線５，６と、ＤＡＴＡ信号配線として用いられる一対のＬＶＤＳ配線７，８との間には、ガード配線１１を設けることが好ましい。このようなガード配線１１を設けることにより、他のＬＶＤＳ配線からのノイズを低減することができる。このガード配線はＬＶＤＳレシーバ１３の接地端子に接続することで、グランド電位とすることができる。さらに、フレキシブルプリント基板２０に余剰領域がある場合も、このガード配線を設けることで，ノイズを低減させることができる。さらに液体吐出ヘッド用基板１２０のパッド９に、ガードパターン用のパッドを用意させることもできる。
【００３９】
またＬＶＤＳ配線と比較的大きな電流が流れる電圧供給配線とを平行に設ける場合には、２本のＬＶＤＳ配線に影響する誘導起電力の大きさが異なり、差分をとったときにノイズを除去できない可能性もあるため、なるべく距離を離して設けることが好ましい。具体的には３つの分割配線部４ｃに接続する準主幹配線部４ｂの部分と、２つの分割配線部４ｃに接続する準主幹配線部４ｂの部分と比較すると、２つの分割配線部４ｃに接続する準主幹配線部４ｂの方がＬＶＤＳ配線と近くなるように設ける。
【００４０】
図６（ｂ）は、このような液体吐出ヘッドのフレキシブルプリント基板２０の断面図Ｂを示したもので、図６（ａ）のＬＶＤＳ配線と電圧供給配線とが交差している部分の断面構成である。フレキシブルプリント基板２０には、厚さ約３０μｍの絶縁材料からなるベース基材１００の表面に銅からなるＬＶＤＳ配線が設けられ、裏面に銅からなる電圧供給配線が設けられている。これらの配線は、厚さ約３〜５μｍの銅箔１０１設け、さらにこの銅箔１０１をシード層として用いてめっき法で厚さ約３〜５μｍの銅を析出させることで設けられている。このような銅からなる配線は、厚さ３０〜５０μｍ程度のカバーレイ接着剤１０３で覆われており、さらにその上に厚さ３〜５μｍの被腹部１０４が設けられている。ＬＶＤＳ配線はそれぞれフレキシブルプリント基板２０の面に平行な方向に関して、約５０μｍの幅で設けられている。第一のＣＬＫ信号配線５と第二のＣＬＫ信号配線６とは、約８０μｍ間隔をあけて設けられており、同じく第一のＤＡＴＡ信号配線７と第二のＤＡＴＡ信号配線８とは、約８０μｍの間隔をあけて設けられている。また、ＣＬＫ信号配線とＤＡＴＡ信号配線との相互干渉を防止するために、第二のＣＬＫ信号配線６と第一のＤＡＴＡ信号配線７との間には、銅配線を用いてガード配線１１が設けられている。このようにガード配線１１を設けることでノイズを低減させることができる。なおこのようなＬＶＤＳ方式を用いる場合には、配線の特性インピーダンスが常に１００Ω程度になるように設けることが好ましい。
【００４１】
以上のように、ベース基材１００を介してＬＶＤＳ配線と電圧供給配線とをフレキシブルプリント基板２０の両面に設けることにより、フレキシブルプリント基板２０の面積を削減することができる。また、絶縁材料からなるベース基材１００を介して設けていることにより電圧供給配線によるＬＶＤＳ配線への誘導起電力の影響を低減することができる。
【００４２】
さらに、第一のＬＶＤＳ配線５，７と駆動電圧を供給する電圧供給配線４とが積層する部分と、第二のＬＶＤＳ配線６，８と電圧供給配線４との積層する部分と、の面積を一致させることにより、誘導起電力のノイズの大きさを等しくすることができる。これにより差分をとるとノイズを相殺され、データからノイズの影響を除去することができ、信頼性の高い記録動作を行うことができる。
【００４３】
なお図７（ａ）に示すように電圧供給配線とＬＶＤＳ配線とを、直交するように交差させるのみならず、図７（ｂ）に示すように斜めの状態で交差することで、面積を一致させることもできる。
【００４４】
（第二の実施形態）
本実施形態においては、電圧供給配線と一対のＬＶＤＳ配線とが交差する部分の他の例を説明する。その他の構成については、第一の実施形態と同様である。
【００４５】
図８は、図２（ｃ）に示す液体吐出ヘッドのフレキシブルプリント基板２０の領域Ａの一例を示したものである。第一の実施形態においては、準主幹配線４ａとＬＶＤＳ配線とが交差していたが、本実施形態は準主幹配線４ａから更に分岐した分割配線部４ｂとＬＶＤＳ配線とが交差している。分割配線部４ｃには、供給口１４９に隣接して設けられた２列の素子列に供給される電流しか流れておらず、準主幹配線部４ａと交差する場合に比べ、さらに誘導起電力の大きさを小さくすることができる。
【００４６】
これにより第一の実施形態と同様に、第一のＬＶＤＳ配線のデータと第二のＬＶＤＳ配線のデータの差分をとって、ノイズを相殺させることで、データからノイズの影響を除去することができ、信頼性の高い記録動作を行うことができる。
【００４７】
なお、本実施形態においても隣接するＬＶＤＳ配線の間には、ガード配線を設けることでノイズを低減することができる。
【符号の説明】
【００４８】
２ 液体吐出ヘッド
４ 電圧供給配線
５、６，７，８ 差動伝送配線
２０ 電気配線基板
１００１ 記録装置
１２０ 液体吐出ヘッド用基板
１５３ エネルギー発生素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口と、該吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子と、を備えた液体吐出ヘッド用基板と、
前記エネルギー発生素子を駆動するための論理信号として用いられる差動伝送信号を前記液体吐出ヘッド用基板に伝送するための一対の差動伝送配線と、前記エネルギーを得るために前記エネルギー発生素子に印加される電圧を前記液体吐出ヘッド用基板に供給するための電圧供給配線と、を備え、柔軟性を有する電気配線基板と、を有し、
前記一対の差動伝送配線は前記電気配線基板の一方の側に設けられ、前記電圧供給配線は前記電気配線基板の、前記一方の面の裏面である他方の面の側に設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記一対の差動伝送配線は、絶縁材料からなるベース基材の一方の面の上に設けられ、前記電圧供給配線は前記ベース基材の前記一方の面の裏面である他方の面の上に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。
【請求項３】
前記一対の差動伝送配線と前記電圧供給配線とは、交差するように設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記一対の差動伝送配線の一方と前記電圧供給配線との交差する面積と、前記一対の差動伝送配線の他方と前記電圧供給配線との交差する面積とは、ほぼ等しいことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記一方と前記他方とは、平行となるように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備えた液体吐出ヘッド用基板に対し、前記エネルギー発生素子を駆動するための論理信号として差動伝送信号を伝送するための一対の差動伝送配線と、
前記エネルギーを得るために前記エネルギー発生素子に印加される電圧を前記液体吐出ヘッド用基板に供給するための電圧供給配線と、
を備え、柔軟性を有する電気配線基板であって、
前記一対の差動伝送配線は前記電気配線基板の一方の面の側に設けられ、前記電圧供給配線は前記電気配線基板の、前記一方の面の裏面である他方の面の側に設けられていることを特徴とする電気配線基板。
【請求項７】
前記一対の差動伝送配線は、絶縁材料からなるベース基材の一方の面の上に設けられ、前記電圧供給配線は前記ベース基材の他方の面の上に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の電気配線基板。
【請求項８】
前記一対の差動伝送配線と前記電圧供給配線とは、交差するように設けられていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電気配線基板。
【請求項９】
前記一対の差動伝送配線の一方と前記電圧供給配線との交差する面積と、前記一対の差動伝送配線の他方と前記電圧供給配線との交差する面積とは、等しいことを特徴とする請求項８に記載の電気配線基板。
【請求項１０】
前記一方と前記他方とは、平行となるように設けられていることを特徴とする請求項９に記載の電気配線基板。
【請求項１１】
複数の前記液体吐出ヘッド用基板との接続が可能であることを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれかに記載の電気配線基板。
【請求項１】
液体を吐出する吐出口と、該吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子と、を備えた液体吐出ヘッド用基板と、
前記エネルギー発生素子を駆動するための論理信号として用いられる差動伝送信号を前記液体吐出ヘッド用基板に伝送するための一対の差動伝送配線と、前記エネルギーを得るために前記エネルギー発生素子に印加される電圧を前記液体吐出ヘッド用基板に供給するための電圧供給配線と、を備え、柔軟性を有する電気配線基板と、を有し、
前記一対の差動伝送配線は前記電気配線基板の一方の側に設けられ、前記電圧供給配線は前記電気配線基板の、前記一方の面の裏面である他方の面の側に設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記一対の差動伝送配線は、絶縁材料からなるベース基材の一方の面の上に設けられ、前記電圧供給配線は前記ベース基材の前記一方の面の裏面である他方の面の上に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。
【請求項３】
前記一対の差動伝送配線と前記電圧供給配線とは、交差するように設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記一対の差動伝送配線の一方と前記電圧供給配線との交差する面積と、前記一対の差動伝送配線の他方と前記電圧供給配線との交差する面積とは、ほぼ等しいことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記一方と前記他方とは、平行となるように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備えた液体吐出ヘッド用基板に対し、前記エネルギー発生素子を駆動するための論理信号として差動伝送信号を伝送するための一対の差動伝送配線と、
前記エネルギーを得るために前記エネルギー発生素子に印加される電圧を前記液体吐出ヘッド用基板に供給するための電圧供給配線と、
を備え、柔軟性を有する電気配線基板であって、
前記一対の差動伝送配線は前記電気配線基板の一方の面の側に設けられ、前記電圧供給配線は前記電気配線基板の、前記一方の面の裏面である他方の面の側に設けられていることを特徴とする電気配線基板。
【請求項７】
前記一対の差動伝送配線は、絶縁材料からなるベース基材の一方の面の上に設けられ、前記電圧供給配線は前記ベース基材の他方の面の上に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の電気配線基板。
【請求項８】
前記一対の差動伝送配線と前記電圧供給配線とは、交差するように設けられていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電気配線基板。
【請求項９】
前記一対の差動伝送配線の一方と前記電圧供給配線との交差する面積と、前記一対の差動伝送配線の他方と前記電圧供給配線との交差する面積とは、等しいことを特徴とする請求項８に記載の電気配線基板。
【請求項１０】
前記一方と前記他方とは、平行となるように設けられていることを特徴とする請求項９に記載の電気配線基板。
【請求項１１】
複数の前記液体吐出ヘッド用基板との接続が可能であることを特徴とする請求項６乃至請求項１０のいずれかに記載の電気配線基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２４０６２７（Ｐ２０１１−２４０６２７Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１５４９３（Ｐ２０１０−１１５４９３）
【出願日】平成２２年５月１９日（２０１０．５．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１９日（２０１０．５．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]