JP2007296638A - 液体吐出記録ヘッド、液体吐出記録ヘッドその製造方法、及び液体吐出記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えば４インチ等の広い記録幅を有する記録ヘッドにおいて、製造歩留まりが高く、かつ、単純な構造で安価に製造することのできる記録ヘッドを提供すること。さらに、環境（温度、湿度）の変化に対して、部品の変形、破損、位置精度の狂いが生じることのない信頼性の高い記録ヘッドを提供すること。
【解決手段】 セラミック材料のベースプレートの主面に複数の記録チップを千鳥状に配置し、ベースプレートの裏面に樹脂材料からなるインク供給部材を固定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インク等の記録液を吐出して記録動作を行う液体吐出記録装置、及びこの液体吐出記録装置に適用される液体吐出記録ヘッドに関するものである。

なお、本発明は、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサー等の装置、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。

インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、高速な記録とさまざまな記録メディアに対して記録することが可能であって、記録時における騒音がほとんど生じないといった特徴を持つ。このようなことからインクジェット記録装置は、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、及び複写機などの記録機構をになう装置として広く採用されている。

このインクジェット記録装置における代表的なインク吐出方式としては、電気熱変換素子を用いた方式がある。この電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドは、電気熱変換素子を記録液室内に設け、これに記録信号となる電気パルスを与えることにより記録液に熱エネルギーを与え、その時の記録液の相変化により生じる記録液の発泡時（沸騰時）の気泡圧力を記録液滴の吐出に利用したものである。一般に、記録ヘッドは複数の吐出口から構成される吐出口列を有しており、吐出口列の幅が広いほど高速な記録を可能としている。例えば、従来の幅広タイプのインクジェット記録ヘッドとしては、図１５、及び図１６に示すように、記録幅、もしくは記録速度に応じた幅の吐出口列を有する記録ヘッドが知られている。

図１５に示すインクジェット記録ヘッドは、記録幅に対応する一つの記録素子基板を有する記録ヘッドの一例である。

また、図１６に示すインクジェット記録ヘッドは、複数の記録素子基板を並べ所望の記録幅に対応している。記録素子基板の配置は、各記録素子基板の吐出口群の端部が、隣接する記録素子基板の吐出口群の端部との間に、記録方向（キャリッジ移動方向）に対して隙間が生じることのないように配置している。例えば、記録素子が配列された基板に対して平行に記録液を吐出させるバブルジェット（登録商標）方式のエッジシューター型とされる記録素子基板Ｈ１１００ａ〜ｆを、一枚のベースプレートＨ１１１２の両面を使い千鳥状に配置し、記録方向に対して各記録素子基板の吐出口群間に隙間が生じることのないようにしている。詳細には、各吐出口の配列ピッチ（６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉなど）以上の隙間が生じることのないように配置している。

又、別の従来例としては、特許文献１をあげることが出来る。
特開2003-072079号公報

しかしながら、従来例のように、記録幅に対応する一つの記録素子基板を有する記録ヘッドでは、例えば、４インチ幅で１２００ｄｐｉの場合、４８００個の吐出口、及び記録素子を有しており、また、例えば１２インチ幅では、１４４００個の吐出口、及び記録素子を有しているため、製造工程において、一つの欠陥もない吐出口群、記録素子群を製造するには、非常に高い技術が要求される。言い換えれば、吐出口、記録素子の数が多いほど製造工程における歩留まりが低下する傾向にあるといえる。吐出口の欠陥とは、例えば、形状不良であり、記録素子の欠陥とは、例えば、電気的不良である。また、記録素子基板の幅、または長さが大きくなるほど、線膨張係数の差により周囲の部材との間に応力が生じ、部材間が剥がれたり、変形が生じる恐れがある。

また、ベースプレートの両面を使い千鳥状にエッジシューター型の記録素子基板を配置している記録ヘッドにおいては、各記録素子基板に液体を供給する流路が複雑となるため部品点数が増え、コストアップしてしまう。また、樹脂材料により流路を形成したベースプレートにサイドシューター型（記録素子が配列された基板に対して垂直に記録液を吐出させる方式）の記録素子基板を配列する方法においては、環境（温度、湿度）の変化の度合いによっては、ベースプレートに微妙な変形が生じる可能性があるため、各記録素子基板間の位置精度に保つには、高度な技術が必要とされている。類似な構造のインクジェット記録ヘッドとして、例えば特登録０２７５２８４３に示される記録ヘッドがある。該記録ヘッドは、インク供給部材の長さ、幅、厚みを所定の寸法に設定することによって、材料の歪を緩和する方法が述べられているが、記録ヘッド全体で剛性を出す構成となっており、例えば、材料がグラファイトの流路付き構造棒材を使用した場合、高価な記録ヘッドとなってしまう。また、樹脂材料では、長さ、幅、厚みを規定しても記録ヘッド自体の位置精度（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）を出すためには、高度な技術が必要とされるが、該件においては、構造棒材の材料、記録ヘッドの組み立て方法など、具体的な内容は言及されていない。

本発明は上記従来技術の問題点に着目してなされたものであり、以下の目的を達成するものとなっている。

すなわち、本発明の目的は、例えば、４インチ等の広い記録幅を有する記録ヘッドにおいて、製造歩留まりが高く、かつ、単純な構造で安価に製造することのできる記録ヘッドを提供することである。

さらに、本発明の目的は、環境（温度、湿度）の変化に対して、部品の変形、破損、位置精度の狂いが生じることのない、信頼性の高い記録ヘッドを提供することである。

上述の目的を達成するために、本発明に係る液体吐出記録ヘッドは、
液体を吐出する吐出口が配される吐出口群と前記吐出口から該液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子とを具備する記録素子基板と、該記録素子基板へ信号を付与するための電気配線基板と、該記録素子基板を取り付け、記録素子基板に液体を供給するための液体供給口を有する第一のプレ−トとを備える記録素子ユニットと、液体貯蔵部から供給される液体を前記記録素子基板へ導くためのインク供給路が形成されており、前記記録素子ユニットを保持固定するための液体供給部材とを備えた記録ヘッドにおいて、
セラミック材料、もしくは記録素子基板と同等の線膨張係数を有する第１のプレートの主面に、複数の記録素子基板を千鳥状に配置し、
かつ、各記録素子基板の吐出口群の端部は、千鳥状に隣接する記録素子基板の吐出口群の端部と、記録方向に対して重複する領域を有し、
かつ、第１のプレートの主面の反対面に、記録素子基板の液体供給口に連通する流路を有した樹脂材からなる液体供給部材を固定したことを特徴とする。

本発明に係る液体吐出記録ヘッドを備える記録装置は、上述の液体吐出記録ヘッドと、前記液体吐出記録ヘッドを記録媒体の記録面に対して相対的に移動させる移動手段と、前記液体吐出記録ヘッドに記録動作を行わせるとともに、前記移動手段に前記液体吐出記録ヘッドを移動させる動作を行わせる制御部とを、具備して構成されることを特徴とする記録装置。

（作用）
液体吐出記録ヘッドを上記のような構成にすることで、例えば、４インチ等の広い記録幅を有する記録ヘッドにおいて、製造歩留まりの高く、かつ、単純な構造で安価に製造することのできる記録ヘッドを提供することが可能となる。

さらに、環境（温度、湿度）の変化に対して、部品の変形、破損、位置精度の狂いがほとんど生じることのない、信頼性の高い記録ヘッドを提供することが可能となる。

本発明によれば、広い記録幅を有する記録ヘッドにおいて、製造歩留まりが高く、かつ、単純な構造で安価に製造することのできる記録ヘッドを提供することが出来る。

さらに、環境（温度、湿度）の変化に対して、部品の変形、破損、位置精度の狂いが生じることのない、信頼性の高い記録ヘッドを提供することが出来る。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

以下、図面を参照して本発明の記録装置に係る実施形態の基本的構成及び作用を説明する。

また、本明細書において「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、また、媒体の加工を行う場合も言うものとする。

ここで、「記録媒体」とは、一般的なプリント装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板等、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能な物も言うものとする。

さらに、「インク」（「液体」と言う場合もある）とは、上記「記録」の定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、或いはインクの処理（例えば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）に供され得る液体を言い、記録に関して用いる全ての液体を含むものとする。

図１から図１０は、本発明が実施もしくは適用される好適な記録ヘッド、駆動回路、インクジェット記録装置のそれぞれ及びそれぞれの関係を説明するための説明図である。以下、これらの図面を参照して各部構成の説明しながら、全体を説明することにする。

（１）記録ヘッドの説明
図１に示すように、本発明の記録ヘッドＨ１０００は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギーを生じせしめるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジェット（登録商標）方式のサイドシュータ型とされる記録ヘッドである。

そして、記録ヘッドH１０００は、図２の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００１とインク供給ユニットＨ１００２のインク供給部材Ｈ１５００から構成される。さらに、図３の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００１は、記録素子基板Ｈ１１００、第１のプレートＨ１２００、電気配線基板Ｈ１３００、第２のプレートＨ１４００、フィルター部材Ｈ１６００で構成されている。また、インク供給ユニットＨ１００２は、図４の分解斜視図に示すように、インク供給部材Ｈ１５００、ジョイントゴムＨ１７００、チューブＨ１８０２、インクタンクＨ１８００から構成されている。

（１−１）記録素子ユニット
図５（ａ）は、記録素子基板１１００の構成を説明する図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＡ−Ａ断面図である。記録素子基板Ｈ１１００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板Ｈ１１０８で薄膜が形成されている。また、インク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口Ｈ１１０１が形成され、インク供給口Ｈ１１０１の両側に記録素子である電気熱変換素子Ｈ１１０２がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列されており、前記電気熱変換素子Ｈ１１０２、及び、Aｌ等の電気配線が成膜技術により形成されている。また、該電気配線に電力を供給するために電極Ｈ１１０３が設けられている。前記インク供給口Ｈ１１０１は、前記Ｓｉ基板Ｈ１１０８の結晶方位を利用して、異方性エッチングを行う。ウエハー面に＜１００＞、厚さ方向に＜１１１＞の結晶方位を持つ場合、アルカリ系（ＫＯＨ、ＴＭＡＨ、ヒトラジン等）の異方性エッチングにより、約５４．７度の角度でエッチングが進行する。この方法を用いて、所望の深さにエッチングする。また、前記Ｓｉ基板Ｈ１１０８上には、ノズルプレートＨ１１１０が具備され、電気熱変換素子Ｈ１１０２に対応したインク流路Ｈ１１０４、ノズルＨ１１０５、発泡室Ｈ１１０７がフォトリソ技術により形成されている。また、前記ノズルＨ１１０５は前記電気熱変換素子Ｈ１１０２に対向するように設けられており、インク供給口Ｈ１１０１から供給されたインクを電気熱変換素子Ｈ１１０２により気泡を発生させてインクを吐出させるものである。

第１のプレートＨ１２００は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材料で形成されている。なお、第１のプレートの素材は、アルミナに限られることなく、記録素子基板Ｈ１１００の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板Ｈ１１００材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。第１のプレートＨ１２００の素材は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちいずれであってもよい。第１のプレートＨ１２００には、記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１２０１が形成されており、記録素子基板Ｈ１１００のインク供給口Ｈ１１０１が第１のプレートＨ１２００のインク供給口Ｈ１２０１に対応し、かつ、記録素子基板Ｈ１１００は第１のプレートＨ１２００に対して位置精度良く接着固定される。その第１の接着剤Ｈ１２０２は、例えば、粘度が低く、接触面に形成される接着層が薄く、かつ、硬化後、比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。その第１の接着剤Ｈ１２０２は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤、もしくは紫外線硬化併用型の熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。また、第１のプレートＨ１２００は、位置決め基準となるＸ方向基準Ｈ１２０４、Ｙ方向基準Ｈ１２０５、Ｚ方向基準Ｈ１２０６を有している。また、第1のプレートは、両面研磨により、主面と、その反対面の平行度が精度良く形成されている。例えば、本実施の形態においては、両面の平行度を１０μｍ以下としている。

記録素子基板Ｈ１１００は、図１に示すように第１のプレート上Ｈ１２００に千鳥状に配置され、同一色による幅広の記録を可能としている。例えば、ノズル群の長さが１インチ＋αの４つの記録素子基板Ｈ１１００ａ、Ｈ１１００ｂ、Ｈ１１００ｃ、Ｈ１１００ｄを千鳥状に配置し、４インチ幅の記録を可能にしている。

また、各記録素子基板の吐出口群の端部は、千鳥状に隣接する記録素子基板のノズル群の端部と、記録方向に対して、重複する領域（Ｌ）を設け、各記録素子基板による印刷に隙間が生じることを防止している。例えば、ノズル群Ｈ１１０６ａとノズル群Ｈ１１０６ｂに重複領域Ｈ１１０９ａ、Ｈ１１０９ｂを設けている。

電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００に対してインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、記録素子基板Ｈ１１００を組み込むための開口部を有しており、第２の接着剤Ｈ１２０３により第１のプレートＨ１２００の主面に接着固定される。また、電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００の電極Ｈ１１０３に対応する電極端子Ｈ１３０２と、この配線端部に位置し記録装置本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１を有している。電気配線基板Ｈ１３００と記録素子基板Ｈ１１００は、電気的に接続されており、接続方法は、例えば、記録素子基板Ｈ１１００の電極Ｈ１１０３と電気配線基板Ｈ１３００の電極端子Ｈ１３０２を金ワイヤーＨ１３０３（不図示）を用いたワイヤーボンディング技術によりにより電気的に接続される。電気配線基板Ｈ１３００の素材としては、例えば、配線が二層構造のフレキシブル配線基板が使用され、表層はレジストフィルムで覆われている。

第２のプレートＨ１４００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳＵＳ板で形成されている。なお、第２のプレートの素材は、ＳＵＳに限られることなく、耐インク性を有し、良好な平面性（平滑性）を有する材料で作られてもよい。そして、第２のプレートＨ１４００は、第１のプレートＨ１２００に接着固定された記録素子基板Ｈ１１００および該記録素子基板と前記電気配線基板Ｈ１３００の電気実装領域を取り込む開口部を有しており、第３の接着剤Ｈ１４０１により電気配線基板Ｈ１３００上に接着固定される。また、第２のプレートＨ１４００の主面は、記録素子基板Ｈ１１００の主面と略同一高さになる形状にしている。平滑で、略同一高さの形状とすることで、記録ヘッドのフェイス面（ノズルプレート面）のワイパーブレードによる拭き性や、記録ヘッド内流路へのインクの吸引回復時にもちいるキャップゴムの当たりを向上することができる。

第2のプレートの開口部Ｈ１４０２と記録素子基板Ｈ１１００の側面によって形成される溝部には、第１の封止剤Ｈ１３０４が充填され、前記電気配線基板Ｈ１３００の電気実装部を封止している。また、記録素子基板の電極Ｈ１１０３は、第２の封止剤Ｈ１３０５で封止し、電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。

また、第１のプレートＨ１１００の裏面側インク供給口Ｈ１２０１には、インク中に混入された異物を取り除くためのフィルター部材Ｈ１６００が接着固定される。

（１−２）インク供給ユニット
インク供給部材Ｈ１５００は、例えば、樹脂成形により形成され、流路となる共通液室Ｈ１５０１と、Ｚ方向基準面Ｈ１５０２を具備している。そして、Ｚ基準面Ｈ１５０２は、記録素子ユニットを位置決め固定するとともに、記録ヘッドＨ１０００のＺ基準となっている。

また、インクタンクＨ１８００からインクを供給するインク供給口Ｈ１５０４には、ジョイントゴムH１７００が具備され、ジョイント部からのインクの蒸発を防止している。

インクタンクＨ１８００から伸びるインク供給チューブＨ１８０２とインク供給ユニットＨ１５００の接続は、チューブ先端に設けられたニードルＨ１８０１が、ジョイントゴムＨ１７００を貫通することにより行われる。そして、吐出時に使用されるインクは、インクタンクＨ１８００よりインク供給チューブＨ１８０２を通って、インク供給ユニットＨ１５００の共通液室Ｈ１５０１に供給され、フィルター部材Ｈ１６００を介し、記録素子ユニットＨ１００１に供給される。

（１−３）記録素子ユニットとインク供給ユニットの結合
先述の図２に示した通り、記録ヘッドＨ１０００は、記録素子ユニットＨ１００１をインク供給部材Ｈ１５００に結合することにより完成する。

結合は以下のように行われる。

インク供給部材Ｈ１５００の開口部と記録素子ユニットＨ１００１を第３の封止剤Ｈ１５０３により封止し、共通液室Ｈ１５０１を密閉する。そして、インク供給部材のＺ基準Ｈ１５０２に記録素子ユニットＨ１００１のＺ基準Ｈ１５０２を、例えば、ビスＨ１９００等により位置決め固定する。第３の封止剤Ｈ１５０３は、耐インク性があり、かつ、常温で硬化し、かつ、異種材料間の線膨張差に耐えられる柔軟性のある封止剤が望ましい。

また、記録素子ユニットＨ１００１の外部信号入力端子Ｈ１３０１部分は、例えば、インク供給部材Ｈ１５０１の裏面に、位置決め固定される。裏面に固定することにより、インクジェット記録装置の電気的接点Ｍ４００２の押し圧方向と、記録ヘッドＨ１０００のＺ基準の押し圧方向が同一になるため、記録装置の記録ヘッド押さえ機構を簡略化することができる。

（２）駆動回路の説明
本願の記録ヘッドＨ１０００は図１に示されるように４つの記録素子基板Ｈ１１００がチッププレートＨ１２００の上に精度良く配列され、さらに４つの記録素子基板Ｈ１１００が電気配線基板Ｈ１３００で配線されている。図９はこの４つの記録素子基板間の信号配線を示す回路図である。図中Ｈ１１００ａ〜Ｈ１１００ｄがそれぞれ４つの記録素子基板に相当し、各記録素子基板は図７および図８に示す奇数、偶数２つのノズル列の駆動回路から成り立っている。ＨＥＡＴＯ、ＥおよびＩＤＡＴＡＯ、Ｅは素子毎に奇偶別々に取り出されており、記録素子基板毎にＨＥＡＴ１〜８およびＩＤＡＴＡ１〜８の信号名で示されている。それ以外の信号は記録素子基板間で共通に配線されている。ＬＴＣＬＫ、ＤＣＬＫ、ＨＥＡＴ１〜８、ＩＤＡＴＡ１〜８は外部信号入力端子Ｈ１３０１に接続され、電源系であるＶＨ、ＧＮＤＨ、ＶＤＤ、ＧＮＤは電源端子Ｈ１３０２に接続されている。

図５は記録素子基板Ｈ１１００の構成を示す図で、インク供給口Ｈ１１０１を挟んで両側に奇数、偶数２つのノズル列がノズルピッチの半分ずらして配置されている。これら２つの駆動回路は記録素子基板上に半導体プロセスにより形成され、ＨＥＡＴＯ、ＥおよびＩＤＡＴＡＯ、Ｅの信号はそれぞれの駆動回路で独立に配線されているが、それ以外の信号（ＤＣＬＫ、ＬＴＣＬＫ）と電源（ＶＤＤ、ＧＮＤ、ＶＨ、ＨＧＮＤ）は記録素子基板内においても共通配線となっている。奇数および偶数ノズル列には共に６４０ノズルが６００ｄｐｉピッチで配列されており、前述のようにハーフピッチ分ずれているため、記録素子基板としては１２００ｄｐｉ、１２８０ノズルを構成することになる。各ノズル列の駆動回路は全く同じであるため、図７により駆動回路の概要を説明する。６４０の各ノズルにはそれぞれ吐出ヒータＨ１１０２−１〜１２７９が設けられ、各吐出ヒータを駆動することによりノズル内のインクを発泡させ、インク滴を吐出する。吐出ヒータは２０個づつ、３２の駆動ブロックに分割されており、時分割で駆動される。駆動ブロックはＢＥ０〜３１の信号により選択され、駆動ブロック内に属する２０個の吐出ヒータはトランジスタＥ１００６−１〜２０のＯＮ／ＯＦＦにより吐出するか否かが決定させる。

図１０の駆動タイミングチャートと図７により記録ヘッドＨ１０００の駆動について説明する。ＰＲＩＮＴ信号は１カラムの吐出を開始するタイミングを与えるパルス信号で、パルスの立ち上がりタイミングで駆動回路の動作が開始する。駆動回路が動作を開始すると最初にＬＴＣＬＫが生成され、それから数１００ｐｓ後に転送クロックＤＣＬＫが転送データ分、すなわち２５クロック出力される。ＩＤＡＴＡ１〜８の各信号にはＤＣＬＫに同期して転送データが出力され、２５ビットシフトレジスタＥ１００１にシリアル転送される。そして、シフトレジスタＥ１００１に格納されたデータは次の駆動ブロックの最初に出力されるＬＴＣＬＫのタイミングで２５ビットラッチＥ１００２に記憶される。そのため、最初の転送データにしたがって実際の駆動がなされるのはその次のブロックの転送が行われるタイミングである。ここで転送されるデータ内容は駆動されるブロックの番号ＢＥＮＢ０〜４が５ビット、続いてそのブロックで駆動される電気熱変換素子Ｈ１１０２の駆動データが２０ビットの合計２５ビットである。駆動ブロックＢＥＮＢ０〜４は５→３デコーダＥ１００３でＢＥ０〜３１にデコードされ、トランジスタＥ１００５−１〜３２のベース電極に接続される。よって、常に３２個のトランジスタＥ１００５−１〜３２の内、１個だけが駆動されることになり、指定ブロックに属する電気熱変換素子の一端にのみ駆動電源（ＶＨ）が供給されることになる。一方、電気熱変換素子Ｈ１１０２−１〜１２７９のもう一端はセグメント毎に３２個づつ並列接続されて、それぞれ２０個のトランジスタＥ１００６−１〜２０のコレクタ電極に接続されている。これらのトランジスタの駆動はベース電極に接続されているＡＮＤゲートＥ１００４−１〜２０出力により制御される。ＡＮＤゲートの一方の入力には２０ビットの駆動データ信号が接続され、もう一方には電気熱変換素子を実際に駆動するタイミングを与えるパルス信号ＨＥＡＴ１〜８が接続されている。よって、トランジスタＥ１００６−１〜２０は上記２信号のＡＮＤで制御されることになり、その結果２０ビットの駆動データによって指定されたセグメントに対してＨＥＡＴ１〜８のパルスタイミングで駆動されることになる。以上のようにして、ＰＲＩＮＴ信号が発効すると駆動回路が動作を開始し、最初に０ブロック目が駆動され順次１、２、…となって、最後に３１ブロック目は駆動が完了して、全記録素子基板の全ノズルの吐出が制御される。

（３）インクジェット記録装置の説明
本発明のインクジェット記録装置Ｍ４０００は、図６に示すように、例えば、写真画質の記録に対応して６色分の記録ヘッドが具備されている。記録ヘッドH１０００Bkは、ブラックインク用の記録ヘッドであり、記録ヘッドH１０００Cはシアンインク用、記録ヘッドH１０００Mマゼンタインク用、記録ヘッドＨ１０００Ｙはイエローインク用、記録ヘッドＨ１０００ＬＣはライトシアンインク用、記録ヘッドＨ１０００ＬＭはライトマゼンタインク用である。これらの記録ヘッドＨ１０００を、記録装置本体M４０００に載置されているキャリッジＭ４００１の位置決め手段及び電気的接点Ｍ４００２によって固定支持する。

そして、これらの記録ヘッドを、例えば、副走査方向（キャリッジ移動方向）に往復移動し、先述の駆動回路によって制御し、記録媒体に対して記録を行うものである。

以上のように構成されたインクジェット記録ヘッドは、第１のプレートの主面に、複数の記録素子基板を配置するため、幅広の単一な記録素子基板に比べ、一つの記録素子基板の面積が小さい分だけ、製造歩留まりが良好であり、かつ、線膨張差に対して有利であり、また、複数の記録素子基板までの流路を基本的に第１のプレート（１個）、インク供給部材（１個）の２部品で流路を構成する記録ヘッドは、非常に単純な構成で、コストの面においても有利である。

そして、第１のプレートは、両面研磨された単純な平板で、剛性の有るセラミック部材であるため、安価で、しかも、記録素子基板の接着後も、両部品に変形、位置ずれがほとんど発生しない。また、各記録素子基板間の相対的位置精度のずれもほとんど発生しない。また、記録ヘッド自体のＸ方向、Ｙ方向の位置決め基準を、記録素子基板を配置するときの基準と同じ、第1のプレートの位置決め基準からとっているため、記録ヘッドをＸ方向、Ｙ方向に対して非常に高精度に位置決めできる。また、Ｚ基準に関しても、記録ヘッド自体のＺ方向の位置決め基準に、記録素子基板を配置するときの第１のプレートのＺ基準を当接しているため、Ｚ方向に対しても非常に高精度に位置決めできる。

また、第１のプレートとインク供給部材の結合に関しては、Ｚ基準面だけのつき当てで結合されるため、環境（温度、湿度）の変化によるインク供給部材（樹脂部材）の変形がほとんど第１のプレートに伝わらないため、部品の変形、破損、位置精度の狂いが生じることのない、信頼性の高い記録ヘッドを提供することが可能となる。

図11は、本発明の第二の実施例のインクジェット記録ヘッドを説明する斜視図。図１２は、図１１のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。

図１２に示すように、本実施例は第一の実施例において示したものと比べて、インク供給部材Ｈ１５００のＺ基準Ｈ１５０２と共通液室Ｈ１５０１の間にフレキシブル部Ｈ１５０５を設けたものである。本実施の形態においては、フレキシブル部Ｈ１５０５は、部材の構造的（形状的）にフレキシビリティーをもたせているが、材料特性としてフレキシビリティーのある材料を使用してもよい。

上記のように構成された本実施例においては、樹脂部材であるインク供給部材Ｈ１５００の環境変化による変形を、フレキシブル部Ｈ１５０５で吸収し、第１のプレートに応力を伝えない構成としている。また、第１のプレートのＺ基準Ｈ１２０５とインク供給部材のＺ基準Ｈ１５０２の結合は、記録ヘッドＨ１０００の長手方向の両端にビスを二本づつ（Ｈ１９００ａ、Ｈ１９００ｂの二本と、Ｈ１９００ｃ、Ｈ１９００ｄの二本）で固定している。フレキシブル部Ｈ１５０５によってインク供給部材本体からフレキシブルに移動できるＺ基準Ｈ１５０２をそれぞれ二本のビスＨ１９００で固定することにより、Ｚ基準Ｈ１５０２にかかる回転方向（ビスの回転方向）の外力に対しても緩むことなく、Ｚ基準Ｈ１５０２を確実に固定することができる。

以上のように構成されたインクジェット記録ヘッドは、環境（温度、湿度）の変化によるインク供給部材（樹脂部材）の変形が第１のプレートに伝わらないため、部品の変形、破損、位置精度の狂いが生じることのなく、さらに信頼性の高い記録ヘッドを提供することが可能となる。

図1３、及び図１４は、本発明の第三の実施例のインクジェット記録ヘッドの製造方法を説明する斜視図である。

本実施の形態のインクジェット記録ヘッドは、以下の手順で製造される。

（１） 図１３に示すように、第１のプレート上に、端部に配置される第１の記録素子基板Ｈ１１００ａを位置決め固定する。

（２） 対側端部に配置される第２の記録素子基板Ｈ１１００ｄを、記録素子基板Ｈ１１００ａから所定のオフセット量（Ｍ）で配置する。

（３） 第２の記録素子基板Ｈ１１００ｄのオフセット量を実測し、オフセット量（Ｍ）に対する誤差（ｅ）を求める。

（４） 第１の記録素子基板Ｈ１１００ａと第２の記録素子基板Ｈ１１００ｄの距離（Ｍ＋ｅ）を、それらの間に配置される記録素子基板数で分割し、第３の記録素子基板Ｈ１１００ｂのオフセット量（Ｎ）を算出する。

（５） 第３の記録素子基板Ｈ１１００ｂをオフセット量（Ｎ）で配置する。

（６） 第３の記録素子基板Ｈ１１００ｂのオフセット量を実測し、オフセット量（Ｎ）に対する誤差（ｆ）を求める。

（７） 第２の記録素子基板Ｈ１１００ｄと第３の記録素子基板Ｈ１１００ｂの距離（（Ｍ＋ｅ）−（Ｎ＋ｆ））を、それらの間に配置される記録素子基板数で分割し、第４の記録素子基板Ｈ１１００ｃのオフセット量（Ｏ）を算出する。

（８） 第４の記録素子基板Ｈ１１００ｃをオフセット量（Ｏ）で配置する。

（９） 上記の作業を繰り返し、全ての記録素子基板Ｈ１１００を配置する。

以上の方法で製造することにより、各記録素子基板の配置が均等化され、位置精度の狂いが少ない信頼性の高い記録ヘッドを提供することが可能となる。

本発明の第一の実施例の液体吐出記録ヘッドを説明する斜視図。 図１の液体吐出記録ヘッドの分解斜視図。 図２の記録素子ユニットの分解斜視図。 図２のインク供給ユニットの分解斜視図。 図３の記録素子基板を説明する図（ａ）斜視図、（ｂ）Ａ−Ａ断面図。 図１の液体吐出記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置を説明する斜視図。 図１の液体吐出記録ヘッドの奇数のノズル列の駆動回路を説明する図。 図１の液体吐出記録ヘッドの偶数のノズル列の駆動回路を説明する図。 図１の４つの記録素子基板間の信号配線を説明する図。 図１の液体吐出記録ヘッドの駆動タイミングチャート図。 本発明の第二の実施例の液体吐出記録ヘッドを説明する斜視図。 図１１の液体吐出記録ヘッドの分解斜視図。 本発明の第四の実施例の液体吐出記録ヘッドの製造方法を説明する斜視図（その１）。 図１３の液体吐出記録ヘッドの製造方法を説明する斜視図（その２）。 従来の幅広タイプ（単一型）の液体吐出記録ヘッドを説明する斜視図。 従来の幅広タイプ（複数接続型）の液体吐出記録ヘッドを説明する斜視図。

符号の説明

Ｈ１０００ 記録ヘッド
Ｈ１００１ 記録素子ユニット
Ｈ１００２ インク供給ユニット
Ｈ１１００ 記録素子基板
Ｈ１１０１ インク供給口
Ｈ１１０２ 電気熱変換素子
Ｈ１１０３ 電極
Ｈ１１０４ インク流路
Ｈ１１０５ 吐出口
Ｈ１１０６ 吐出口群
Ｈ１１０７ 発泡室
Ｈ１１０８ Ｓｉ基板
Ｈ１１０９ 重複領域
Ｈ１１１０ ノズルプレート
Ｈ１２００ 第１のプレート
Ｈ１２０１ インク供給口
Ｈ１２０２ 第１の接着剤
Ｈ１２０３ 第２の接着剤
Ｈ１２０４ Ｘ方向基準
Ｈ１２０５ Ｙ方向基準
Ｈ１２０６ Ｚ方向基準
Ｈ１３００ 電気配線基板
Ｈ１３０１ 外部信号入力端子
Ｈ１３０２ 電極端子
Ｈ１３０３ 金ワイヤー（不図示）
Ｈ１３０４ 第１の封止剤
Ｈ１３０５ 第２の封止剤
Ｈ１４００ 第２のプレート
Ｈ１４０１ 第３の接着剤
Ｈ１５００ インク供給部材
Ｈ１５０１ 共通液室
Ｈ１５０２ Ｚ基準面
Ｈ１５０３ 第３の封止剤
Ｈ１５０４ インク供給口
Ｈ１５０５ フレキシブル部
Ｈ１６００ フィルター部材
Ｈ１６０１ 第４の封止剤
Ｈ１７００ ジョイントゴム
Ｈ１８００ インクタンク
Ｈ１８０１ ニードル
Ｈ１８０２ チューブ
Ｈ１９００ ビス
Ｍ４０００ インクジェット記録装置
Ｍ４００１ キャリッジ
Ｍ４００２ 電気的接点
Ｅ１００１ シフトレジスタ
Ｅ１００２ ２５ビットラッチ
Ｅ１００３ デコーダ
Ｅ１００４ ＡＮＤゲート
Ｅ１００５ トランジスタ
Ｅ１００６ トランジスタ
Ｋ１０００ 記録媒体

Claims (13)

1. 液体を吐出する吐出口が配される吐出口群と前記吐出口から該液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子とを具備する記録素子基板と、該記録素子基板へ信号を付与するための電気配線基板と、該記録素子基板を取り付け、記録素子基板に液体を供給するための液体供給口を有する第一のプレ−トとを備える記録素子ユニットと、液体貯蔵部から供給される液体を前記記録素子基板へ導くためのインク供給路が形成されており、前記記録素子ユニットを保持固定するための液体供給部材とを備えた液体吐出記録ヘッドにおいて、
   セラミック材料、もしくは記録素子基板と同等の線膨張係数を有する第１のプレートの主面に、複数の記録素子基板を千鳥状に配置し、
   かつ、各記録素子基板の吐出口群の端部は、千鳥状に隣接する記録素子基板の吐出口群の端部と、記録方向に対して重複する領域を有し、
   かつ、第１のプレートの主面の反対面に、記録素子基板の液体供給口に連通する流路を有した樹脂材からなる液体供給部材を固定したことを特徴とする液体吐出記録ヘッド。
2. 前記液体吐出記録ヘッドのＸ方向、及び、Ｙ方向の基準面を、前記記録素子ユニットの第一のプレ−トに設けていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出記録ヘッド。
3. 前記第１のプレ−トの記録素子基板の取り付け面の裏面の一部が当接する液体供給部材の当接面が、液体供給部材のＺ方向（液体吐出方向）の基準面であることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の液体吐出記録ヘッド。
4. 前記第１のプレ−トと前記液体供給部材の固定は、第一のプレ−トの記録素子基板の取り付け面の裏面の少なくとも３ヶ所と、液体供給部材のZ方向の基準面の少なくとも３ヶ所とを当接し、その部分をビス止めすることで行われることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の液体吐出記録ヘッド。
5. 前記第１のプレ−トと液体供給部材をビス止めする位置は、前記第１のプレ−トの少なくとも３ヶ所の隅部近傍であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液体吐出記録ヘッド。
6. 前記第１のプレートと液体供給部材の流路部は、弾性を有する材料を介して接合されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の液体吐出記録ヘッド。
7. 前記液体供給部材のＺ基準と流路部との間に、フレキシブル部が介在することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の液体吐出記録ヘッド。
8. 前記電気配線基板は、第１のプレートの記録素子基板の貼り付け面と同一面に固定され、さらに、電気配線基板上に、上面が記録素子基板の吐出口面とほぼ同一高さで平滑な第２のプレートが固定されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の液体吐出記録ヘッド。
9. 前記第２のプレートは、SUS材料であることを特徴とする請求項８に記載の液体吐出記録ヘッド。
10. 前記電気配線基板は、記録装置本体からの記録素子基板に付与する信号を受け取る外部信号入力端子を備えており、該外部信号入力端子は、液体供給部材の第１のプレートの固定面とは反対面に固定されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の液体吐出記録ヘッド。
11. 千鳥状に配置される複数の記録素子基板は、先ず、両端に配置されるべき２つの記録素子基板を第１のプレートに固定し、その位置情報を読み取り、それらの間に配置されるべき記録素子基板の位置を補正して固定することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の液体吐出記録ヘッド。
12. 千鳥状に配置される複数の記録素子基板は、先ず、両端に配置されるべき２つの記録素子基板を第１のプレートに固定し、その位置情報を読み取り、それらの間に配置されるべき記録素子基板の位置を補正して固定することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の液体吐出記録ヘッドの製造方法。
13. 請求項１から請求項１１に記載の液体吐出記録ヘッドと、前記液体吐出記録ヘッドを記録媒体の記録面に対して相対的に移動させる移動手段と、前記液体吐出記録ヘッドに記録動作を行わせるとともに、前記移動手段に前記液体吐出記録ヘッドを移動させる動作を行わせる制御部とを具備して構成されることを特徴とする液体吐出記録装置。

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