JP3679740B2 - インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にインクなどの記録液を吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドおよびこれを備えたインクジェット記録装置に関し、特に、記録ヘッドにて折り曲げて使用するフレキシブルフィルム配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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って、高速な記録と様々な記録メディアに対して記録することが可能であり、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、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機などの記録機構を担う装置として広く採用されている。
【０００３】
インクジェット記録の代表的なものとして、電気熱変換素子を用いて微小な吐出口から液滴を吐出させ、紙などの記録媒体に対し記録を行う方法がある。このようなインクジェット記録は、一般に液滴を形成するためのノズルを持つインクジェット記録ヘッドと、このヘッドに対してインクなどの記録液を供給する供給系とから構成される。
【０００４】
電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドでは、電気熱変換素子を加圧室内に設け、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、そのときの記録液の相変化により生じる記録液の発泡（膜沸騰）時の気泡圧力を記録液滴の吐出に利用する。このような電気熱変換方式を用いたインクジェット記録ヘッドには、電気熱変換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方式（エッジシュータ式）と、電気熱変換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（サイドシュータ式）がある。
【０００５】
最近では、インクジェット記録ヘッドの小型化、高速化、多色化、高画質化が進み、１つのインク供給保持部材に複数の記録素子基板が数ｍｍ〜数十ｍｍの間隔で設けられ、数μｍ〜数十μｍといった高精度な接着固定がなされるようになってきた。従来のインクジェット記録ヘッドのユニット構成を図１１に、図１２に記録素子基板１１００の詳細を示す。
【０００６】
図１２を参照すると、記録素子基板１１００にはインクを吐出するための吐出口１１０８が複数開口しており、その裏面側にはインクを供給するためのインク供給口１１０９がそれら吐出口列の長さとほぼ等しい長さで開口している。複数の吐出口１１０８はそれぞれ基板１１０１上に形成された電気熱変換素子１１０３に対応して配置されている。ここでは、吐出口１１０８は数個しか示されていないが、実際の製品では数十〜数百個開口している。
【０００７】
インクを吐出させるために記録素子基板１１００の電極は図１１に示すフレキシブルフィルム配線基板２の電極端子に電気的に接続されており、吐出口１１０８からインクを吐出するための電気信号がフレキシブルフィルム配線基板２の出力端子から供給される。フレキシブルフィルム配線基板２の入力端子２０４は、記録装置本体側からインクジェット記録ヘッドに記録情報などの電気信号を与える外部入力パット７を持つ配線基板５の出力端子と電気的に接続されている。
【０００８】
記録素子基板１１００が実装されたフレキシブルフィルム配線基板２は、図１１に示すように、インク供給保持部材４に接着固定されている。
【０００９】
フレキシブルフィルム配線基板２の配線接続部（入力端子部）は、比較的に微小な電流が流れる信号線入力端子２０４と記録液に熱エネルギーを与えるための電源やグランドなど電源線入力端子を備える。他方、配線基板５の配線接続部（出力端子部）には、それら信号線入力端子および電源線入力端子に対応する信号線出力端子および電源線出力端子が設けられている。これらフレキシブルフィルム配線基板２の入力端子と配線基板５の出力端子とは、数十〜数百の端子が１００〜５００μｍピッチで電気的に接続される。
【００１０】
また、フレキシブルフィルム配線基板２を、二つの山状部と該二つの山状部の間に谷状部をもつように屈曲させることにより、記録ヘッド１００１のフレキシブルフィルム配線基板２をインク供給保持部材４（タンクホルダー）に沿って屈曲させ、電気配線基板と紙押さえローラとの干渉を防止しつつ紙押さえローラを記録素子基板の近傍に配設することができ、装置の小型化を図っている（特開2001−063053号公報参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したインクジェット記録ヘッドには以下のような問題がある。
【００１２】
配線基板接続部において、記録液に熱エネルギーを与えるための電源やグランドなどの電源線の接続端子は、他の比較的に微小電流しか流れない信号線の接続端子と異なり、接続抵抗を減少させるために複数の接続端子から構成される。このため、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部において、電源線の接続端子を複数端子とする分だけ端子数が増加することとなり、その端子数の増加にともなって端子接続部全体の幅も広くなっていた。また、最近インクジェットヘッドの高速化、高画質化に伴い、ノズル数の増大や電気熱変換素子の数も増大して、フレキシブルフィルム配線基板上に配線される電源やグランドなどの電源線の数も増大している。
【００１３】
このような、フレキシブルフィルム配線基板上に配線される電源やグランドなどの電源線数の増加に伴って、フレキシブルフィルム配線基板全体の幅も広くなっていった。フレキシブルフィルム配線基板の幅の増加は、インクジェット記録ヘッドの小型化を図る上で１つの課題となっていた。
【００１４】
しかし、フレキシブルフィルム配線基板の幅を小さくすると電源、グランドなどの電源線の接続端子幅Ｗも狭くなり、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部（入力端子の接続部）と、配線基板の端子接続部（出力端子の接続部）の端子を電気的に接続した際に、端子間のオープンやショートが発生して、信頼性が低下するという問題がある。
【００１５】
ヘッドの小型化を犠牲にせず、端子接続部の信頼性を保ったフレキシブルフィルム配線基板の構造としては、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部以外の幅は小さく、端子接続部の幅を充分保ったものが考えられる。
【００１６】
このような配線基板に接続される端子接続部の基板幅が他よりも広いフレキシブルフィルム配線基板では、基板幅の狭い領域から広い領域に配線パターンを形成する場合、基板幅の狭い領域よりも最も広い領域の方が配線パターンの間隔を広くするために、基板幅の狭い領域と最も広い領域との間の配線パターンは、基板幅の狭い領域および広い領域の配線パターンに対して斜めの部分を有している（図９参照）。
【００１７】
また、図１１に示すように、配線基板５の外部入力パット７と記録素子基板とがインク供給保持部材４のそれぞれ異なる面に配置される場合、配線基板５と記録素子基板を電気的に接続するフレキシブルフィルム配線基板２は折り曲げられている。
【００１８】
ここで、ヘッドの小型化に加えて、配線パターンにおける配線抵抗の増大を防ぐために、配線パターンの長さ、ひいてはフレキシブルフィルム配線基板の長さをできるだけ短くする必要があることから、フレキシブルフィルム配線基板の基板幅の狭い領域と最も広い領域との間の配線パターンが、基板幅の狭い領域および広い領域の配線パターンに対して斜め（テーパー状）になっている部分の近傍に谷状部をもたせる必要がある。
【００１９】
しかし、この場合、図９に示すようなテーパ形状に広がった配線パターン領域で折り曲げようとすると、フレキシブル配線パターンと折り曲げ部Bが垂直でないため、折り曲げ性が悪くなり、生産工程上問題が起きる。また、運良く、フレキシブルフィルム配線基板が折り曲げられたとしても基板上のフレキシブル配線パターンは当該配線パターンと垂直な方向線を中心に折れ曲がろうとするので、フレキシブル配線パターンが撓んで折り曲げられ、フレキシブル配線パターン上に凹凸が著しく現れてしまい、記録ヘッドカートリッジを装置本体のキャリッジに装着するとき、該キャリッジにフレキシブル配線パターン上の凹凸が干渉してしまうという問題があった。
【００２０】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、端子接続部の基板幅が他よりも広く、基板幅の狭い領域から広い領域に配線パターンが形成され、所定の状態に折り曲げ加工されているフレキシブルフィルム配線基板を持つインクジェット記録ヘッドにおいて、フレキシブルフィルム配線基板を当該基板上の配線パターンに影響を及ぼすことなく、良好に折り曲げる構成を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、記録液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記録素子基板がフレキシブルフィルム配線基板に実装され、前記記録素子基板における前記エネルギーの発生を制御するための信号が外部より入力される配線基板が、前記フレキシブルフィルム配線基板の複数の配線を介して前記記録素子基板と電気的に接続されているインクジェット記録ヘッドにおいて、前記フレキシブルフィルム配線基板は、前記記録素子基板近傍の第一山状部と、前記配線基板近傍の第二山状部と、前記第一山状部と第二山状部の間に位置する谷状部と、をもつように折り曲げられており、前記第一山状部及び第二山状部における各折り曲げ部はそれぞれ全域にわたって直線状であり、前記複数の配線は、少なくとも前記谷状部と前記第二山状部との間で前記フレキシブルフィルム配線基板の前記谷状部から前記第二山状部に向かう方向においてピッチが増大するように屈曲しており、前記複数の配線が前記第一山状部、前記第二山状部及び前記谷状部の各折り曲げ部と垂直に交差していることを特徴とする。
【００２２】
このような構成により、本発明のインクジェット記録ヘッドでは、記録ヘッドを大型化することなく、フレキシブルフィルム配線基板の幅を広くすることにより、電源、グランドなどの電源線の接続端子幅Ｗも広くして、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部（入力端子の接続部）と、配線基板の端子接続部（出力端子の接続部）の端子との電気的接続の信頼性を向上させることができるとともに、フレキシブルフィルム配線基板の折り曲げ性を良好に維持して配線の破断を防止することができる。
【００２３】
さらに、本発明のインクジェットヘッドは、前記フレキシブルフィルム配線基板の前記第二山状部における幅が前記第一山状部における幅よりも広いものであってもよい。
【００２４】
また、前記谷状部の折り曲げ部が、該谷状部の少なくとも中央部近傍において直線状であることが好ましい。これにより、フレキシブルフィルム配線基板に直線状の凹凸が発生することが抑えられ、フレキシブルフィルム配線基板が紙押えローラやキャリッジと干渉することを防止できる。この場合、前記谷状部の折り曲げ部が、全域にわたって直線状であることがより好ましい。
【００２５】
また、本発明のインクジェット記録装置は、上記のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドを装着するためのキャリッジと、被記録媒体を搬送する搬送手段とを備え、前記インクジェット記録ヘッドから吐出された記録液を被記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置において、前記搬送手段が、前記インクジェット記録ヘッドの谷状部の近傍に位置することを特徴とするものである。このような構成により、本発明のインクジェット記録装置では、フレキシブルフィルム配線基板と紙押さえローラとの干渉を防止しつつ紙押さえローラを記録素子基板の近傍に配設して、装置の小型化を達成している。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態のインクタンク装着状態を示す斜視図、図２は図１のインクタンクを取り外した状態を示す斜視図である。図３は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態の背面下面よりの斜視図であり、本実施形態のフレキシブルフィルム配線基板２が曲げ部Ａ、Ｂ、Ｃの３箇所で折り曲げられていることを示す。
【００２８】
図１及び図２に示す形態の記録ヘッド１００１は、記録ヘッドカートリッジ１０００を構成する一構成要素であり、記録ヘッドカートリッジ１０００は、記録ヘッド１００１と、記録ヘッド１００１に着脱自在に設けられたインクタンク１９００（１９０１，１９０２，１９０３，１９０４，１９０５，１９０６）とで構成されている。この記録ヘッドカートリッジ１０００は、インクジェット記録装置本体に設けられているキャリッジ（不図示）の位置決め手段及び電気的接点によって固定支持されるとともに、該キャリッジに対して着脱可能となっている。前記キャリッジは記録ヘッド１００１のインク吐出部に対向する紙などの記録媒体の供給搬送方向に対して交差する方向に移動可能である。
【００２９】
インクタンク１９０１はブラックのインク用、インクタンク１９０２はライトシアンのインク用、インクタンク１９０３はライトマゼンタのインク用、インクタンク１９０４はシアンのインク用、インクタンク１９０５はマゼンタのインク用、インクタンク１９０６はイエローのインク用である。この様にインクタンク１９０１，１９０２，１９０３，１９０４，１９０５，１９０６のそれぞれが記録ヘッド１００１に対して着脱自在となり、それぞれのインクタンクが交換可能となっていることにより、インクジェット記録装置における印刷のランニングコストが低減される。
【００３０】
記録ヘッド１００１のインク吐出手段は、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方式のサイドシュータ型とされる液体吐出手段である。
【００３１】
図３に示すインクジェット記録ヘッドでは、記録素子基板１１００が実装されたフレキシブルフィルム配線基板２がインク供給保持部材４に接着固定されている。
【００３２】
図４は、記録素子基板１１００の構成を説明するために一部省略した斜視図である。記録素子基板１１００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板１１０１上に薄膜のオリフィスプレートを形成してなる。また、６色の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１１０２が６列形成され、各々のインク供給口１１０２の両側に電気熱変換素子１１０３がそれぞれ千鳥状に配列されており、電気熱変換素子１１０３と、電気熱変換素子１１０３に電力を供給するＡｌ等の電気配線は成膜技術により形成されている。また、前記電気配線に電力を供給するための電極部１１０４には、Ａｕ等のバンプ１１０５が設けられている。
【００３３】
インク供給口１１０２は、Ｓｉ基板１１０１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。
【００３４】
また、Ｓｉ基板１１０１上には、電気熱変換素子１１０３に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁１１０６と吐出口１１０８がフォトリソグラフィー技術により形成され、６色のインクに対応した６列の吐出口列１１０８を形成している。また、吐出口１１０８に対向するように電気熱変換素子１１０３は設けられており、インク流路１１０２から供給されたインクを電気熱変換素子１１０３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。
【００３５】
図３に示す第１のプレート１２００には、記録素子基板１１００に６色のインクを供給するための６つのインク供給口１２０１（図３では隠れて見えない。）が形成されており、記録素子基板１１００の６つのインク供給口１１０２が第１のプレート１２００の６つのインク供給口１２０１にそれぞれ対応し、かつ、記録素子基板１１００は第１のプレート１２００に対して位置精度良く接着固定される。接着に用いられる第１の接着剤（不図示）は第１のプレート１２００上に記録素子基板とほぼ同形状で、しかも、隣り合うインク供給口間にエアーパスが発生しないように塗布される。その第１の接着剤は、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の接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。
【００３６】
フレキシブルフィルム配線基板２は、記録素子基板１１００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１１００を組み込むための開口部（デバイスホール）と、記録素子基板１１００の電極部１１０４に対応する電極端子（不図示）と、このフレキシブルフィルム配線基板の端部に位置し本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子（不図示）とを有している。フレキシブルフィルム配線基板２と記録素子基板１１００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１１００の電極部１１０４とフレキシブルフィルム配線基板２の電極端子（不図示）との間に熱硬化接着樹脂（不図示）を塗布後、記録素子基板１１００の電極部１１０４とフレキシブルフィルム配線基板２の電極端子（不図示）をヒートツールにて一括で加熱加圧して、前記熱硬化接着樹脂を硬化させることにより、電極部１１０４と前記電極端子は電気的に一括接続される。なお、フレキシブルフィルム配線基板２は、可撓性を有するポリイミドを基材とするフィルムであり、該フィルム上に配線パターンが形成されたものである。
【００３７】
第１のプレート１２００は、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）材料で形成されている。なお、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１１００と同等の線膨張率を有し、かつ、それら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。そして、記録素子基板１１００とフレキシブルフィルム配線基板２を平面的に電気接続できるように第１のプレート１２００に第２の接着剤（不図示）により接着されており、フレキシブルフィルム配線基板２の裏面が第３の接着剤（不図示）により接着固定される。
【００３８】
また、フレキシブルフィルム配線基板２は、第１のプレート１２００に接着されると同時に、第１のプレート１２００の３側面に沿って折り曲げられ、第１のプレート１２００の側面に前記第３の接着剤で接着される。前記第２の接着剤は、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、耐インク性のあるものが使用される。また、前記第３の接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ１０〜１００μｍの熱硬化接着膜が使用される。
【００３９】
以上のように構成された記録素子ユニット１００２の記録素子基板１１００とフレキシブルフィルム配線基板２の電気接続部分は、第１の封止剤（不図示）及び第２の封止剤１３０８により封止され、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。前記第１の封止剤は、主に記録素子基板１１００の外周部分を封止し、第２の封止剤１３０８は、フレキシブルフィルム配線基板２の開口部のエッジを封止している。
【００４０】
フレキシブルフィルム配線基板２の入力端子２０４には記録装置本体側からインクジェット記録ヘッド（記録素子基板１１００）に記録情報などの電気信号が与えられる複数の外部入力パッド７を持つ配線基板５の出力端子と電気的に接続されている。
【００４１】
記録素子基板１１００と配線基板５とは、通常、インク供給保持部材４の異なる面に保持され、この構成により、記録シート面に対するインク吐出方向と、配線基板５の外部入力パッド７の装置本体に対する電気接続方向とが異なり、記録シートの供給機構部の設計上の自由度が増すことになる。
【００４２】
図５および図６に、本実施形態のフレキシブルフィルム配線基板２のフレキシブル配線パターンを示す。個々の配線パターンは、これらの図に示されているものより、ずっと細く（０．０３５〜０．５ｍｍ程度）、説明の便宜上拡大して図示してある。
【００４３】
フレキシブルフィルム配線基板２の矩形のデバイスホール１１の対向する縁部近傍に記録素子基板１１００の電極部１１０４が配されていて、個々のフレキシブル配線パターンと電気的に接続されている。フレキシブルフィルム配線基板２の端子接続部（複数の入力端子２０４の接続部）には、比較的微少な電流が流れる信号線入力端子と記録液に熱エネルギーを与えるための電源やグランドの電源入力端子とが備えられている。他方、配線基板５の端子接続部（複数の出力端子の接続部）には、それぞれの信号線入力端子および電源線入力端子の出力端子に対応する信号線出力端子および電源線出力端子が設けられている。これらフレキシブルフィルム配線基板２の入力端子２０４と配線基板５の出力端子とは、数十〜数百の端子が１００〜５００μｍピッチで電気的に接続されている。
【００４４】
記録素子基板１１００の各電極部１１０４からのフレキシブル配線パターンは、図５及び図６に示すようにフレキシブルフィルム配線基板２の外周部に近くなるほどの電極部１１０４から入力端子２０４までの距離が長くなる。各フレキシブル配線パターンの幅は、ａ１＞ａ２＞ａ３の関係があり、外周部に近いフレキシブル配線パターンの幅ほど広くなっている。また、各フレキシブル配線パターンの電極部１１０４から入力端子２０４までの配線抵抗は、ａ１、ａ２、ａ３の幅を調整することによってほぼ等しく設計されている。
【００４５】
また、フレキシブルフィルム配線基板２は配線基板５への端子接続部において配線端子幅や配線端子ピッチが広くとれるように基板幅を広くした形状からなるために、基板幅が緩やかに広がる部分を有し、この広がり部分は外周部が外側に斜め方向に広がって形成されている。そして、フレキシブル配線パターンは、基板幅が緩やかに広がる部分において、図５及び図６に示すように斜めに折れ曲がる箇所を有している。つまり、複数のフレキシブル配線パターンは、少なくとも曲げ部Ｂと曲げ部Ｃとの間でフレキシブルフィルム配線基板２の曲げ部Ｂから曲げ部Ｃに向かう方向においてピッチが増大するように屈曲している。また、フレキシブル配線パターンに関して、曲げ部Ｂの中央部近傍の配線の方が曲げ部Ｂの端部近傍の配線よりも配線基板５寄りの位置でフレキシブル基板外周部側へ屈曲している。
【００４６】
本実施形態において、フレキシブルフィルム配線基板２は、図５、図６に示す曲げ部Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、図３に示すように３ヶ所で折り曲げられる。記録素子基板１１００近傍の曲げ部Ａが第１の山折りに、入力端子２０４に外部より制御信号を入力する配線基板５の近傍の曲げ部Ｃが第２の山折りに、曲げ部Ａと曲げ部Ｃの間の曲げ部Ｂが谷折りに形成される。図５の配線パターンは、曲げ部Ｂの前後近傍で配線パターンが曲げ部Ｂの折り曲げ線に対して、垂直になるように、曲げ部Bを境に両端部の個々の配線パターンを２回屈曲させている。ここでは屈曲を２回としたが回数は限定されない。また、図６の配線パターンは、曲げ部Bと曲げ部Cとの間で屈曲している。これにより、図５、図６に示す形態ともに、曲げ部Ａ、Ｂ、Ｃは各フレキシブル配線パターンが折り曲げ線に対してほぼ直角（垂直）に交差しており、かつ、各曲げ部Ａ，Ｂ，Ｃともそれぞれ全域にわたってほぼ直線状であるため、配線を破断させたり、フレキシブルフィルム配線基板２を撓ませたりすることなく、図３に示すように良好にフレキシブルフィルム配線基板２を折り曲げることが可能である。
【００４７】
また、フレキシブルフィルム配線基板２の配線基板５への端子接続部（出力端子の接続部）及びその近傍のみ、該フレキシブルフィルム配線基板の幅が広くなっている形状なので、フレキシブルフィルム配線基板２を曲げ部Ａで折り曲げることによって、インク供給保持部材４の異なる面（図３では下面と背面）に保持されるので記録ヘッドのユニットの小型化も可能となる。
【００４８】
（第２の実施形態）
図７は、本発明によるインクジェット記録ヘッドの第２の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す。ここでは第１の実施形態と同一構成要素についてはその説明を割愛し、異なる構成のみを説明する。
【００４９】
本実施形態のフレキシブルフィルム配線基板２は、配線基板５への端子接続部において端子幅や端子ピッチが広くとれるように基板幅を広くした部分を有し、この部分は外周部が直角に外側に折れて形成されている。そして、フレキシブル配線パターンは、基板幅が広がる部分において、図７に示すように直角に折れ曲がっている。
【００５０】
本実施形態においても、曲げ部Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、図３に示すように３ヶ所で折り曲げられる。フレキシブルフィルム配線基板２の曲げ部Ａ、Ｂ、Ｃにおける折り曲げ線はフレキシブル配線パターンと垂直であり、かつ、各曲げ部Ａ，Ｂ，Ｃともそれぞれ全域にわたってほぼ直線状であるため、第１の実施形態と同様に、図３に示すように良好にフレキシブルフィルム配線基板を曲げることが可能である。
【００５１】
（第３の実施形態）
図８は、本発明によるインクジェット記録ヘッドの第３の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す。ここでも第１の実施形態と同一構成要素についてはその説明を割愛し、異なる構成のみを説明する。
【００５２】
図８を参照すると、フレキシブルフィルム配線基板２は配線基板５への端子接続部において配線端子幅や配線端子ピッチが広くとれるように基板幅を広くした形状からなるために、基板幅が緩やかに広がる部分を有し、この広がり部分は外周部が外側に斜め方向に広がって形成されている。そして、フレキシブル配線パターンは、基板幅が緩やかに広がる部分において、図８に示すように斜めに折れ曲がる箇所を有している。特にフレキシブルフィルム配線基板の側縁部近傍の配線パターンが中央部に比較して斜めに屈曲して配線されている。
【００５３】
本実施形態においては、図３に示すように３ヶ所で折り曲げるとき、図８の曲げ部Ａ、B、Ｃのようにフレキシブル配線パターンにほぼ垂直にフレキシブルフィルム配線基板２が折り曲げられる。本実施形態において曲げ部Ｂは、曲げ部Ｂの少なくとも中央部近傍においてほぼ直線状であり、曲げ部Ｂの端部の折り曲げ位置が、曲げ部Ｂの中央部の折り曲げ位置よりも、曲げ部Ａ側にある。
【００５４】
本実施形態では、フレキシブルフィルム配線基板の端部に比べて配線数の多い中央部の配線パターンが、ほぼ直線状の曲げ部分と交差しているので、フレキシブルフィルム配線基板の凹凸（撓み）が低減され、図３に示すように良好にフレキシブルフィルム配線基板を曲げることが可能である。
【００５５】
（比較例）
図９は本発明に対する比較例のフレキシブル配線パターンを示し、曲げ部Ｂの配線パターンが折り曲げ線に対し、フレキシブルフィルム配線基板外周側に向けて斜めに折れて配線されている場合である。記録素子基板１１００の各電極部１１０４からのフレキシブル配線パターンは、図９に示すようにフレキシブルフィルム配線基板２の外周部に近くなるほどの電極部１１０４から入力端子２０４までの距離が長くなる。各フレキシブル配線パターンの幅は、ａ１＞ａ２＞ａ３の関係があり、外周部に近いフレキシブル配線パターンの幅ほど広くなっている。また、各フレキシブル配線パターンの電極部１１０４から入力端子２０４までの配線抵抗は、ａ１、ａ２、ａ３の幅を調整することによってほぼ等しく設計されている。
【００５６】
この比較例によれば、図９に示す曲げ部Ａ、Ｂ、Cにおいて、フレキシブルフィルム配線基板２を、図３に示すように３ヶ所で折り曲げようと本発明者が鋭意検討したところ下記のようなことが判明した。
【００５７】
この比較例は、曲げ部Ａ、Cにおいては、フレキシブルフィルム配線基板２の配線パターンと折り曲げ線とが垂直であるため、図３に示すようにフレキシブルフィルム配線基板２を曲げることが可能である。ところが、曲げ部Ｂにおいては、図９のように基板中央に対し左右対称配置のフレキシブル配線パターンが、折れ曲げ線に対して斜めに配線されていて、垂直ではないため、フレキシブルフィルム配線基板２が、折り曲げ線と垂直な方向に曲がろうとする応力が働き、その結果、フレキシブルフィルム配線基板２が、撓んだ形状で凹凸を持ってしまったり、配線が破断してしまったりする問題が生じた。
【００５８】
また、このような比較例のフレキシブル配線パターンが凹凸も持ったインクジェット記録ヘッドは、プリンタ本体の装着する際に、該記録ヘッドに取り付けたフレキシブルフィルム配線基板の凸部が紙押えローラに干渉してしまうという問題が生じる。
【００５９】
（その他の実施形態）
図１０は、上述した各実施形態に記載のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置を示している。なお、この図１０は、本発明のインクジェット記録装置の特徴を説明するためインクジェット記録ヘッドを除いたものとなっている。
【００６０】
図１０に示すように、キャリッジＭ４００１には、キャリッジＭ４００１と係合し記録ヘッド（図２の符号１００１）をキャリッジＭ４００１の装着位置に案内するためのキャリッジカバーＭ４００２と、記録ヘッド（図２の符号１００１）のタンクホルダー（図２の符号４に相当）と係合し記録ヘッド（図２の符号１００１）を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーＭ４００７とが設けられている。すなわち、ヘッドセットレバーＭ４００７はキャリッジＭ４００１の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に記録ヘッド（図２の符号１００１）との係合部には不図示のヘッドセットプレートがばねを介して備えられ、このばね力によって記録ヘッド（図２の符号１００１）を押圧しながらキャリッジＭ４００１に装着する構成となっている。
【００６１】
また、インクジェット記録ヘッドから吐出するインクを付着させる被記録媒体（例えば紙、ＯＨＰシート等）を搬送する搬送部材としてのピンチローラ（紙押えローラ）Ｍ３０１４が、記録ヘッド近傍に臨むよう配置されている。上述した通り、ピンチローラＭ３０１４をフレキシブルフィルム配線基板２の谷状部近傍に位置するように配置することにより、ピンチローラＭ３０１４とフレキシブルフィルム配線基板２とが干渉することがないため、装置の小型化を図ることができる。また、ピンチローラＭ３０１４をこのように配置することにより、被記録媒体の中の記録ヘッド１００１近傍をピンチローラＭ３０１４で押えることになり、これにより、被記録媒体のばたつきを抑えて、搬送を確実に行うことができるため、ピンチローラＭ３０１４をフレキシブルフィルム配線基板２の谷状部近傍に配置することは、記録動作の適正化、画像品質向上に大きく貢献する。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、端子接続部の基板幅が他よりも広く、基板幅の狭い領域から広い領域に配線パターンが形成され、二つの山状部と該二つの山状部の間に谷状部をもつように折り曲げ加工されるフレキシブルフィルム配線基板を持つインクジェット記録ヘッドにおいて、山状部及び谷状部の各折り曲げ部とフレキシブル基板上の配線パターンとがほぼ交差しており、特に、基板幅が広がる部分に位置する谷状の折り曲げ部近傍における配線パターンが折り曲げ線に対して垂直に配線されていることにより、凹凸が殆どなく曲げることができるので、このフレキシブルフィルム配線基板が設けられたインクジェット記録ヘッドをプリンタ本体に装着する際、プリンタ本体の紙押えローラなどと干渉しない。また、フレキシブルフィルム配線基板の谷状部でフレキシブルフィルム配線基板と紙押さえローラとの干渉を防止しつつ、本体近傍の紙押さえローラを記録素子基板の近傍に配設することができるので、インクジェット記録装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態のインクタンク装着状態を示す斜視図である。
【図２】図１のインクタンクを取り外した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態の背面下面よりの斜視図である。
【図４】図３の記録素子基板の構成を説明するために一部省略した斜視図である。
【図５】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図６】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図７】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第２の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図８】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第３の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図９】本発明に対する比較例のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図１０】本発明のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図１１】従来のインクジェット記録ヘッドのユニット構成を示す背面下面よりの斜視図である。
【図１２】図１１に示す記録素子基板の詳細図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ 曲げ部
２ フレキシブルフィルム配線基板
４ インク供給保持部材
５ 配線基板
７ 外部入力パッド
１１ デバイス
２０４ 入力端子
１０００ 記録ヘッドカートリッジ
１００１ 記録ヘッド
１００２ 記録素子ユニット
１１００ 記録素子基板
１１０１ Ｓｉ基板
１１０２ インク供給口
１１０３ 電気熱変換素子
１１０４ 電極部
１１０５ バンプ
１１０６ インク流路壁
１１０８ 吐出口
１２００ 第１のプレート
１２０１ インク供給口
１３０８ 第２の封止剤
１９００、１９０１、１９０２、１９０３、１９０４、１９０５、１９０６ インクタンク
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にインクなどの記録液を吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドおよびこれを備えたインクジェット記録装置に関し、特に、記録ヘッドにて折り曲げて使用するフレキシブルフィルム配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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って、高速な記録と様々な記録メディアに対して記録することが可能であり、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、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機などの記録機構を担う装置として広く採用されている。
【０００３】
インクジェット記録の代表的なものとして、電気熱変換素子を用いて微小な吐出口から液滴を吐出させ、紙などの記録媒体に対し記録を行う方法がある。このようなインクジェット記録は、一般に液滴を形成するためのノズルを持つインクジェット記録ヘッドと、このヘッドに対してインクなどの記録液を供給する供給系とから構成される。
【０００４】
電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドでは、電気熱変換素子を加圧室内に設け、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、そのときの記録液の相変化により生じる記録液の発泡（膜沸騰）時の気泡圧力を記録液滴の吐出に利用する。このような電気熱変換方式を用いたインクジェット記録ヘッドには、電気熱変換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方式（エッジシュータ式）と、電気熱変換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（サイドシュータ式）がある。
【０００５】
最近では、インクジェット記録ヘッドの小型化、高速化、多色化、高画質化が進み、１つのインク供給保持部材に複数の記録素子基板が数ｍｍ〜数十ｍｍの間隔で設けられ、数μｍ〜数十μｍといった高精度な接着固定がなされるようになってきた。従来のインクジェット記録ヘッドのユニット構成を図１１に、図１２に記録素子基板１１００の詳細を示す。
【０００６】
図１２を参照すると、記録素子基板１１００にはインクを吐出するための吐出口１１０８が複数開口しており、その裏面側にはインクを供給するためのインク供給口１１０９がそれら吐出口列の長さとほぼ等しい長さで開口している。複数の吐出口１１０８はそれぞれ基板１１０１上に形成された電気熱変換素子１１０３に対応して配置されている。ここでは、吐出口１１０８は数個しか示されていないが、実際の製品では数十〜数百個開口している。
【０００７】
インクを吐出させるために記録素子基板１１００の電極は図１１に示すフレキシブルフィルム配線基板２の電極端子に電気的に接続されており、吐出口１１０８からインクを吐出するための電気信号がフレキシブルフィルム配線基板２の出力端子から供給される。フレキシブルフィルム配線基板２の入力端子２０４は、記録装置本体側からインクジェット記録ヘッドに記録情報などの電気信号を与える外部入力パット７を持つ配線基板５の出力端子と電気的に接続されている。
【０００８】
記録素子基板１１００が実装されたフレキシブルフィルム配線基板２は、図１１に示すように、インク供給保持部材４に接着固定されている。
【０００９】
フレキシブルフィルム配線基板２の配線接続部（入力端子部）は、比較的に微小な電流が流れる信号線入力端子２０４と記録液に熱エネルギーを与えるための電源やグランドなど電源線入力端子を備える。他方、配線基板５の配線接続部（出力端子部）には、それら信号線入力端子および電源線入力端子に対応する信号線出力端子および電源線出力端子が設けられている。これらフレキシブルフィルム配線基板２の入力端子と配線基板５の出力端子とは、数十〜数百の端子が１００〜５００μｍピッチで電気的に接続される。
【００１０】
また、フレキシブルフィルム配線基板２を、二つの山状部と該二つの山状部の間に谷状部をもつように屈曲させることにより、記録ヘッド１００１のフレキシブルフィルム配線基板２をインク供給保持部材４（タンクホルダー）に沿って屈曲させ、電気配線基板と紙押さえローラとの干渉を防止しつつ紙押さえローラを記録素子基板の近傍に配設することができ、装置の小型化を図っている（特開2001−063053号公報参照）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したインクジェット記録ヘッドには以下のような問題がある。
【００１２】
配線基板接続部において、記録液に熱エネルギーを与えるための電源やグランドなどの電源線の接続端子は、他の比較的に微小電流しか流れない信号線の接続端子と異なり、接続抵抗を減少させるために複数の接続端子から構成される。このため、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部において、電源線の接続端子を複数端子とする分だけ端子数が増加することとなり、その端子数の増加にともなって端子接続部全体の幅も広くなっていた。また、最近インクジェットヘッドの高速化、高画質化に伴い、ノズル数の増大や電気熱変換素子の数も増大して、フレキシブルフィルム配線基板上に配線される電源やグランドなどの電源線の数も増大している。
【００１３】
このような、フレキシブルフィルム配線基板上に配線される電源やグランドなどの電源線数の増加に伴って、フレキシブルフィルム配線基板全体の幅も広くなっていった。フレキシブルフィルム配線基板の幅の増加は、インクジェット記録ヘッドの小型化を図る上で１つの課題となっていた。
【００１４】
しかし、フレキシブルフィルム配線基板の幅を小さくすると電源、グランドなどの電源線の接続端子幅Ｗも狭くなり、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部（入力端子の接続部）と、配線基板の端子接続部（出力端子の接続部）の端子を電気的に接続した際に、端子間のオープンやショートが発生して、信頼性が低下するという問題がある。
【００１５】
ヘッドの小型化を犠牲にせず、端子接続部の信頼性を保ったフレキシブルフィルム配線基板の構造としては、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部以外の幅は小さく、端子接続部の幅を充分保ったものが考えられる。
【００１６】
このような配線基板に接続される端子接続部の基板幅が他よりも広いフレキシブルフィルム配線基板では、基板幅の狭い領域から広い領域に配線パターンを形成する場合、基板幅の狭い領域よりも最も広い領域の方が配線パターンの間隔を広くするために、基板幅の狭い領域と最も広い領域との間の配線パターンは、基板幅の狭い領域および広い領域の配線パターンに対して斜めの部分を有している（図９参照）。
【００１７】
また、図１１に示すように、配線基板５の外部入力パット７と記録素子基板とがインク供給保持部材４のそれぞれ異なる面に配置される場合、配線基板５と記録素子基板を電気的に接続するフレキシブルフィルム配線基板２は折り曲げられている。
【００１８】
ここで、ヘッドの小型化に加えて、配線パターンにおける配線抵抗の増大を防ぐために、配線パターンの長さ、ひいてはフレキシブルフィルム配線基板の長さをできるだけ短くする必要があることから、フレキシブルフィルム配線基板の基板幅の狭い領域と最も広い領域との間の配線パターンが、基板幅の狭い領域および広い領域の配線パターンに対して斜め（テーパー状）になっている部分の近傍に谷状部をもたせる必要がある。
【００１９】
しかし、この場合、図９に示すようなテーパ形状に広がった配線パターン領域で折り曲げようとすると、フレキシブル配線パターンと折り曲げ部Bが垂直でないため、折り曲げ性が悪くなり、生産工程上問題が起きる。また、運良く、フレキシブルフィルム配線基板が折り曲げられたとしても基板上のフレキシブル配線パターンは当該配線パターンと垂直な方向線を中心に折れ曲がろうとするので、フレキシブル配線パターンが撓んで折り曲げられ、フレキシブル配線パターン上に凹凸が著しく現れてしまい、記録ヘッドカートリッジを装置本体のキャリッジに装着するとき、該キャリッジにフレキシブル配線パターン上の凹凸が干渉してしまうという問題があった。
【００２０】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、端子接続部の基板幅が他よりも広く、基板幅の狭い領域から広い領域に配線パターンが形成され、所定の状態に折り曲げ加工されているフレキシブルフィルム配線基板を持つインクジェット記録ヘッドにおいて、フレキシブルフィルム配線基板を当該基板上の配線パターンに影響を及ぼすことなく、良好に折り曲げる構成を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、記録液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記録素子基板がフレキシブルフィルム配線基板に実装され、前記記録素子基板における前記エネルギーの発生を制御するための信号が外部より入力される配線基板が、前記フレキシブルフィルム配線基板の複数の配線を介して前記記録素子基板と電気的に接続されているインクジェット記録ヘッドにおいて、前記フレキシブルフィルム配線基板は、前記記録素子基板近傍の第一山状部と、前記配線基板近傍の第二山状部と、前記第一山状部と第二山状部の間に位置する谷状部と、をもつように折り曲げられており、前記第一山状部及び第二山状部における各折り曲げ部はそれぞれ全域にわたって直線状であり、前記複数の配線は、少なくとも前記谷状部と前記第二山状部との間で前記フレキシブルフィルム配線基板の前記谷状部から前記第二山状部に向かう方向においてピッチが増大するように屈曲しており、前記複数の配線が前記第一山状部、前記第二山状部及び前記谷状部の各折り曲げ部と垂直に交差していることを特徴とする。
【００２２】
このような構成により、本発明のインクジェット記録ヘッドでは、記録ヘッドを大型化することなく、フレキシブルフィルム配線基板の幅を広くすることにより、電源、グランドなどの電源線の接続端子幅Ｗも広くして、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部（入力端子の接続部）と、配線基板の端子接続部（出力端子の接続部）の端子との電気的接続の信頼性を向上させることができるとともに、フレキシブルフィルム配線基板の折り曲げ性を良好に維持して配線の破断を防止することができる。
【００２３】
さらに、本発明のインクジェットヘッドは、前記フレキシブルフィルム配線基板の前記第二山状部における幅が前記第一山状部における幅よりも広いものであってもよい。
【００２４】
また、前記谷状部の折り曲げ部が、該谷状部の少なくとも中央部近傍において直線状であることが好ましい。これにより、フレキシブルフィルム配線基板に直線状の凹凸が発生することが抑えられ、フレキシブルフィルム配線基板が紙押えローラやキャリッジと干渉することを防止できる。この場合、前記谷状部の折り曲げ部が、全域にわたって直線状であることがより好ましい。
【００２５】
また、本発明のインクジェット記録装置は、上記のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドを装着するためのキャリッジと、被記録媒体を搬送する搬送手段とを備え、前記インクジェット記録ヘッドから吐出された記録液を被記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置において、前記搬送手段が、前記インクジェット記録ヘッドの谷状部の近傍に位置することを特徴とするものである。このような構成により、本発明のインクジェット記録装置では、フレキシブルフィルム配線基板と紙押さえローラとの干渉を防止しつつ紙押さえローラを記録素子基板の近傍に配設して、装置の小型化を達成している。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態のインクタンク装着状態を示す斜視図、図２は図１のインクタンクを取り外した状態を示す斜視図である。図３は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態の背面下面よりの斜視図であり、本実施形態のフレキシブルフィルム配線基板２が曲げ部Ａ、Ｂ、Ｃの３箇所で折り曲げられていることを示す。
【００２８】
図１及び図２に示す形態の記録ヘッド１００１は、記録ヘッドカートリッジ１０００を構成する一構成要素であり、記録ヘッドカートリッジ１０００は、記録ヘッド１００１と、記録ヘッド１００１に着脱自在に設けられたインクタンク１９００（１９０１，１９０２，１９０３，１９０４，１９０５，１９０６）とで構成されている。この記録ヘッドカートリッジ１０００は、インクジェット記録装置本体に設けられているキャリッジ（不図示）の位置決め手段及び電気的接点によって固定支持されるとともに、該キャリッジに対して着脱可能となっている。前記キャリッジは記録ヘッド１００１のインク吐出部に対向する紙などの記録媒体の供給搬送方向に対して交差する方向に移動可能である。
【００２９】
インクタンク１９０１はブラックのインク用、インクタンク１９０２はライトシアンのインク用、インクタンク１９０３はライトマゼンタのインク用、インクタンク１９０４はシアンのインク用、インクタンク１９０５はマゼンタのインク用、インクタンク１９０６はイエローのインク用である。この様にインクタンク１９０１，１９０２，１９０３，１９０４，１９０５，１９０６のそれぞれが記録ヘッド１００１に対して着脱自在となり、それぞれのインクタンクが交換可能となっていることにより、インクジェット記録装置における印刷のランニングコストが低減される。
【００３０】
記録ヘッド１００１のインク吐出手段は、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方式のサイドシュータ型とされる液体吐出手段である。
【００３１】
図３に示すインクジェット記録ヘッドでは、記録素子基板１１００が実装されたフレキシブルフィルム配線基板２がインク供給保持部材４に接着固定されている。
【００３２】
図４は、記録素子基板１１００の構成を説明するために一部省略した斜視図である。記録素子基板１１００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板１１０１上に薄膜のオリフィスプレートを形成してなる。また、６色の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１１０２が６列形成され、各々のインク供給口１１０２の両側に電気熱変換素子１１０３がそれぞれ千鳥状に配列されており、電気熱変換素子１１０３と、電気熱変換素子１１０３に電力を供給するＡｌ等の電気配線は成膜技術により形成されている。また、前記電気配線に電力を供給するための電極部１１０４には、Ａｕ等のバンプ１１０５が設けられている。
【００３３】
インク供給口１１０２は、Ｓｉ基板１１０１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。
【００３４】
また、Ｓｉ基板１１０１上には、電気熱変換素子１１０３に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁１１０６と吐出口１１０８がフォトリソグラフィー技術により形成され、６色のインクに対応した６列の吐出口列１１０８を形成している。また、吐出口１１０８に対向するように電気熱変換素子１１０３は設けられており、インク流路１１０２から供給されたインクを電気熱変換素子１１０３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。
【００３５】
図３に示す第１のプレート１２００には、記録素子基板１１００に６色のインクを供給するための６つのインク供給口１２０１（図３では隠れて見えない。）が形成されており、記録素子基板１１００の６つのインク供給口１１０２が第１のプレート１２００の６つのインク供給口１２０１にそれぞれ対応し、かつ、記録素子基板１１００は第１のプレート１２００に対して位置精度良く接着固定される。接着に用いられる第１の接着剤（不図示）は第１のプレート１２００上に記録素子基板とほぼ同形状で、しかも、隣り合うインク供給口間にエアーパスが発生しないように塗布される。その第１の接着剤は、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の接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。
【００３６】
フレキシブルフィルム配線基板２は、記録素子基板１１００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１１００を組み込むための開口部（デバイスホール）と、記録素子基板１１００の電極部１１０４に対応する電極端子（不図示）と、このフレキシブルフィルム配線基板の端部に位置し本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子（不図示）とを有している。フレキシブルフィルム配線基板２と記録素子基板１１００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１１００の電極部１１０４とフレキシブルフィルム配線基板２の電極端子（不図示）との間に熱硬化接着樹脂（不図示）を塗布後、記録素子基板１１００の電極部１１０４とフレキシブルフィルム配線基板２の電極端子（不図示）をヒートツールにて一括で加熱加圧して、前記熱硬化接着樹脂を硬化させることにより、電極部１１０４と前記電極端子は電気的に一括接続される。なお、フレキシブルフィルム配線基板２は、可撓性を有するポリイミドを基材とするフィルムであり、該フィルム上に配線パターンが形成されたものである。
【００３７】
第１のプレート１２００は、例えば、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）材料で形成されている。なお、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１１００と同等の線膨張率を有し、かつ、それら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。そして、記録素子基板１１００とフレキシブルフィルム配線基板２を平面的に電気接続できるように第１のプレート１２００に第２の接着剤（不図示）により接着されており、フレキシブルフィルム配線基板２の裏面が第３の接着剤（不図示）により接着固定される。
【００３８】
また、フレキシブルフィルム配線基板２は、第１のプレート１２００に接着されると同時に、第１のプレート１２００の３側面に沿って折り曲げられ、第１のプレート１２００の側面に前記第３の接着剤で接着される。前記第２の接着剤は、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、耐インク性のあるものが使用される。また、前記第３の接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ１０〜１００μｍの熱硬化接着膜が使用される。
【００３９】
以上のように構成された記録素子ユニット１００２の記録素子基板１１００とフレキシブルフィルム配線基板２の電気接続部分は、第１の封止剤（不図示）及び第２の封止剤１３０８により封止され、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。前記第１の封止剤は、主に記録素子基板１１００の外周部分を封止し、第２の封止剤１３０８は、フレキシブルフィルム配線基板２の開口部のエッジを封止している。
【００４０】
フレキシブルフィルム配線基板２の入力端子２０４には記録装置本体側からインクジェット記録ヘッド（記録素子基板１１００）に記録情報などの電気信号が与えられる複数の外部入力パッド７を持つ配線基板５の出力端子と電気的に接続されている。
【００４１】
記録素子基板１１００と配線基板５とは、通常、インク供給保持部材４の異なる面に保持され、この構成により、記録シート面に対するインク吐出方向と、配線基板５の外部入力パッド７の装置本体に対する電気接続方向とが異なり、記録シートの供給機構部の設計上の自由度が増すことになる。
【００４２】
図５および図６に、本実施形態のフレキシブルフィルム配線基板２のフレキシブル配線パターンを示す。個々の配線パターンは、これらの図に示されているものより、ずっと細く（０．０３５〜０．５ｍｍ程度）、説明の便宜上拡大して図示してある。
【００４３】
フレキシブルフィルム配線基板２の矩形のデバイスホール１１の対向する縁部近傍に記録素子基板１１００の電極部１１０４が配されていて、個々のフレキシブル配線パターンと電気的に接続されている。フレキシブルフィルム配線基板２の端子接続部（複数の入力端子２０４の接続部）には、比較的微少な電流が流れる信号線入力端子と記録液に熱エネルギーを与えるための電源やグランドの電源入力端子とが備えられている。他方、配線基板５の端子接続部（複数の出力端子の接続部）には、それぞれの信号線入力端子および電源線入力端子の出力端子に対応する信号線出力端子および電源線出力端子が設けられている。これらフレキシブルフィルム配線基板２の入力端子２０４と配線基板５の出力端子とは、数十〜数百の端子が１００〜５００μｍピッチで電気的に接続されている。
【００４４】
記録素子基板１１００の各電極部１１０４からのフレキシブル配線パターンは、図５及び図６に示すようにフレキシブルフィルム配線基板２の外周部に近くなるほどの電極部１１０４から入力端子２０４までの距離が長くなる。各フレキシブル配線パターンの幅は、ａ１＞ａ２＞ａ３の関係があり、外周部に近いフレキシブル配線パターンの幅ほど広くなっている。また、各フレキシブル配線パターンの電極部１１０４から入力端子２０４までの配線抵抗は、ａ１、ａ２、ａ３の幅を調整することによってほぼ等しく設計されている。
【００４５】
また、フレキシブルフィルム配線基板２は配線基板５への端子接続部において配線端子幅や配線端子ピッチが広くとれるように基板幅を広くした形状からなるために、基板幅が緩やかに広がる部分を有し、この広がり部分は外周部が外側に斜め方向に広がって形成されている。そして、フレキシブル配線パターンは、基板幅が緩やかに広がる部分において、図５及び図６に示すように斜めに折れ曲がる箇所を有している。つまり、複数のフレキシブル配線パターンは、少なくとも曲げ部Ｂと曲げ部Ｃとの間でフレキシブルフィルム配線基板２の曲げ部Ｂから曲げ部Ｃに向かう方向においてピッチが増大するように屈曲している。また、フレキシブル配線パターンに関して、曲げ部Ｂの中央部近傍の配線の方が曲げ部Ｂの端部近傍の配線よりも配線基板５寄りの位置でフレキシブル基板外周部側へ屈曲している。
【００４６】
本実施形態において、フレキシブルフィルム配線基板２は、図５、図６に示す曲げ部Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、図３に示すように３ヶ所で折り曲げられる。記録素子基板１１００近傍の曲げ部Ａが第１の山折りに、入力端子２０４に外部より制御信号を入力する配線基板５の近傍の曲げ部Ｃが第２の山折りに、曲げ部Ａと曲げ部Ｃの間の曲げ部Ｂが谷折りに形成される。図５の配線パターンは、曲げ部Ｂの前後近傍で配線パターンが曲げ部Ｂの折り曲げ線に対して、垂直になるように、曲げ部Bを境に両端部の個々の配線パターンを２回屈曲させている。ここでは屈曲を２回としたが回数は限定されない。また、図６の配線パターンは、曲げ部Bと曲げ部Cとの間で屈曲している。これにより、図５、図６に示す形態ともに、曲げ部Ａ、Ｂ、Ｃは各フレキシブル配線パターンが折り曲げ線に対してほぼ直角（垂直）に交差しており、かつ、各曲げ部Ａ，Ｂ，Ｃともそれぞれ全域にわたってほぼ直線状であるため、配線を破断させたり、フレキシブルフィルム配線基板２を撓ませたりすることなく、図３に示すように良好にフレキシブルフィルム配線基板２を折り曲げることが可能である。
【００４７】
また、フレキシブルフィルム配線基板２の配線基板５への端子接続部（出力端子の接続部）及びその近傍のみ、該フレキシブルフィルム配線基板の幅が広くなっている形状なので、フレキシブルフィルム配線基板２を曲げ部Ａで折り曲げることによって、インク供給保持部材４の異なる面（図３では下面と背面）に保持されるので記録ヘッドのユニットの小型化も可能となる。
【００４８】
（第２の実施形態）
図７は、本発明によるインクジェット記録ヘッドの第２の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す。ここでは第１の実施形態と同一構成要素についてはその説明を割愛し、異なる構成のみを説明する。
【００４９】
本実施形態のフレキシブルフィルム配線基板２は、配線基板５への端子接続部において端子幅や端子ピッチが広くとれるように基板幅を広くした部分を有し、この部分は外周部が直角に外側に折れて形成されている。そして、フレキシブル配線パターンは、基板幅が広がる部分において、図７に示すように直角に折れ曲がっている。
【００５０】
本実施形態においても、曲げ部Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、図３に示すように３ヶ所で折り曲げられる。フレキシブルフィルム配線基板２の曲げ部Ａ、Ｂ、Ｃにおける折り曲げ線はフレキシブル配線パターンと垂直であり、かつ、各曲げ部Ａ，Ｂ，Ｃともそれぞれ全域にわたってほぼ直線状であるため、第１の実施形態と同様に、図３に示すように良好にフレキシブルフィルム配線基板を曲げることが可能である。
【００５１】
（第３の実施形態）
図８は、本発明によるインクジェット記録ヘッドの第３の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す。ここでも第１の実施形態と同一構成要素についてはその説明を割愛し、異なる構成のみを説明する。
【００５２】
図８を参照すると、フレキシブルフィルム配線基板２は配線基板５への端子接続部において配線端子幅や配線端子ピッチが広くとれるように基板幅を広くした形状からなるために、基板幅が緩やかに広がる部分を有し、この広がり部分は外周部が外側に斜め方向に広がって形成されている。そして、フレキシブル配線パターンは、基板幅が緩やかに広がる部分において、図８に示すように斜めに折れ曲がる箇所を有している。特にフレキシブルフィルム配線基板の側縁部近傍の配線パターンが中央部に比較して斜めに屈曲して配線されている。
【００５３】
本実施形態においては、図３に示すように３ヶ所で折り曲げるとき、図８の曲げ部Ａ、B、Ｃのようにフレキシブル配線パターンにほぼ垂直にフレキシブルフィルム配線基板２が折り曲げられる。本実施形態において曲げ部Ｂは、曲げ部Ｂの少なくとも中央部近傍においてほぼ直線状であり、曲げ部Ｂの端部の折り曲げ位置が、曲げ部Ｂの中央部の折り曲げ位置よりも、曲げ部Ａ側にある。
【００５４】
本実施形態では、フレキシブルフィルム配線基板の端部に比べて配線数の多い中央部の配線パターンが、ほぼ直線状の曲げ部分と交差しているので、フレキシブルフィルム配線基板の凹凸（撓み）が低減され、図３に示すように良好にフレキシブルフィルム配線基板を曲げることが可能である。
【００５５】
（比較例）
図９は本発明に対する比較例のフレキシブル配線パターンを示し、曲げ部Ｂの配線パターンが折り曲げ線に対し、フレキシブルフィルム配線基板外周側に向けて斜めに折れて配線されている場合である。記録素子基板１１００の各電極部１１０４からのフレキシブル配線パターンは、図９に示すようにフレキシブルフィルム配線基板２の外周部に近くなるほどの電極部１１０４から入力端子２０４までの距離が長くなる。各フレキシブル配線パターンの幅は、ａ１＞ａ２＞ａ３の関係があり、外周部に近いフレキシブル配線パターンの幅ほど広くなっている。また、各フレキシブル配線パターンの電極部１１０４から入力端子２０４までの配線抵抗は、ａ１、ａ２、ａ３の幅を調整することによってほぼ等しく設計されている。
【００５６】
この比較例によれば、図９に示す曲げ部Ａ、Ｂ、Cにおいて、フレキシブルフィルム配線基板２を、図３に示すように３ヶ所で折り曲げようと本発明者が鋭意検討したところ下記のようなことが判明した。
【００５７】
この比較例は、曲げ部Ａ、Cにおいては、フレキシブルフィルム配線基板２の配線パターンと折り曲げ線とが垂直であるため、図３に示すようにフレキシブルフィルム配線基板２を曲げることが可能である。ところが、曲げ部Ｂにおいては、図９のように基板中央に対し左右対称配置のフレキシブル配線パターンが、折れ曲げ線に対して斜めに配線されていて、垂直ではないため、フレキシブルフィルム配線基板２が、折り曲げ線と垂直な方向に曲がろうとする応力が働き、その結果、フレキシブルフィルム配線基板２が、撓んだ形状で凹凸を持ってしまったり、配線が破断してしまったりする問題が生じた。
【００５８】
また、このような比較例のフレキシブル配線パターンが凹凸も持ったインクジェット記録ヘッドは、プリンタ本体の装着する際に、該記録ヘッドに取り付けたフレキシブルフィルム配線基板の凸部が紙押えローラに干渉してしまうという問題が生じる。
【００５９】
（その他の実施形態）
図１０は、上述した各実施形態に記載のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置を示している。なお、この図１０は、本発明のインクジェット記録装置の特徴を説明するためインクジェット記録ヘッドを除いたものとなっている。
【００６０】
図１０に示すように、キャリッジＭ４００１には、キャリッジＭ４００１と係合し記録ヘッド（図２の符号１００１）をキャリッジＭ４００１の装着位置に案内するためのキャリッジカバーＭ４００２と、記録ヘッド（図２の符号１００１）のタンクホルダー（図２の符号４に相当）と係合し記録ヘッド（図２の符号１００１）を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーＭ４００７とが設けられている。すなわち、ヘッドセットレバーＭ４００７はキャリッジＭ４００１の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に記録ヘッド（図２の符号１００１）との係合部には不図示のヘッドセットプレートがばねを介して備えられ、このばね力によって記録ヘッド（図２の符号１００１）を押圧しながらキャリッジＭ４００１に装着する構成となっている。
【００６１】
また、インクジェット記録ヘッドから吐出するインクを付着させる被記録媒体（例えば紙、ＯＨＰシート等）を搬送する搬送部材としてのピンチローラ（紙押えローラ）Ｍ３０１４が、記録ヘッド近傍に臨むよう配置されている。上述した通り、ピンチローラＭ３０１４をフレキシブルフィルム配線基板２の谷状部近傍に位置するように配置することにより、ピンチローラＭ３０１４とフレキシブルフィルム配線基板２とが干渉することがないため、装置の小型化を図ることができる。また、ピンチローラＭ３０１４をこのように配置することにより、被記録媒体の中の記録ヘッド１００１近傍をピンチローラＭ３０１４で押えることになり、これにより、被記録媒体のばたつきを抑えて、搬送を確実に行うことができるため、ピンチローラＭ３０１４をフレキシブルフィルム配線基板２の谷状部近傍に配置することは、記録動作の適正化、画像品質向上に大きく貢献する。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、端子接続部の基板幅が他よりも広く、基板幅の狭い領域から広い領域に配線パターンが形成され、二つの山状部と該二つの山状部の間に谷状部をもつように折り曲げ加工されるフレキシブルフィルム配線基板を持つインクジェット記録ヘッドにおいて、山状部及び谷状部の各折り曲げ部とフレキシブル基板上の配線パターンとがほぼ交差しており、特に、基板幅が広がる部分に位置する谷状の折り曲げ部近傍における配線パターンが折り曲げ線に対して垂直に配線されていることにより、凹凸が殆どなく曲げることができるので、このフレキシブルフィルム配線基板が設けられたインクジェット記録ヘッドをプリンタ本体に装着する際、プリンタ本体の紙押えローラなどと干渉しない。また、フレキシブルフィルム配線基板の谷状部でフレキシブルフィルム配線基板と紙押さえローラとの干渉を防止しつつ、本体近傍の紙押さえローラを記録素子基板の近傍に配設することができるので、インクジェット記録装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態のインクタンク装着状態を示す斜視図である。
【図２】図１のインクタンクを取り外した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態の背面下面よりの斜視図である。
【図４】図３の記録素子基板の構成を説明するために一部省略した斜視図である。
【図５】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図６】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図７】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第２の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図８】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第３の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図９】本発明に対する比較例のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図１０】本発明のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図１１】従来のインクジェット記録ヘッドのユニット構成を示す背面下面よりの斜視図である。
【図１２】図１１に示す記録素子基板の詳細図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ 曲げ部
２ フレキシブルフィルム配線基板
４ インク供給保持部材
５ 配線基板
７ 外部入力パッド
１１ デバイス
２０４ 入力端子
１０００ 記録ヘッドカートリッジ
１００１ 記録ヘッド
１００２ 記録素子ユニット
１１００ 記録素子基板
１１０１ Ｓｉ基板
１１０２ インク供給口
１１０３ 電気熱変換素子
１１０４ 電極部
１１０５ バンプ
１１０６ インク流路壁
１１０８ 吐出口
１２００ 第１のプレート
１２０１ インク供給口
１３０８ 第２の封止剤
１９００、１９０１、１９０２、１９０３、１９０４、１９０５、１９０６ インクタンク
Claims (12)
- 記録液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記録素子基板がフレキシブルフィルム配線基板に実装され、前記記録素子基板における前記エネルギーの発生を制御するための信号が外部より入力される配線基板が、前記フレキシブルフィルム配線基板の複数の配線を介して前記記録素子基板と電気的に接続されているインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記フレキシブルフィルム配線基板は、前記記録素子基板近傍の第一山状部と、前記配線基板近傍の第二山状部と、前記第一山状部と第二山状部の間に位置する谷状部と、をもつように折り曲げられており、前記第一山状部及び第二山状部における各折り曲げ部はそれぞれ全域にわたって直線状であり、
前記複数の配線は、少なくとも前記谷状部と前記第二山状部との間で前記フレキシブルフィルム配線基板の前記谷状部から前記第二山状部に向かう方向においてピッチが増大するように屈曲しており、前記複数の配線が前記第一山状部、前記第二山状部及び前記谷状部の各折り曲げ部と垂直に交差していることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 前記フレキシブルフィルム配線基板の幅は、前記第二山状部における幅が前記第一山状部における幅よりも広いことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記谷状部の折り曲げ部が、該谷状部の少なくとも中央部近傍において直線状であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記谷状部の折り曲げ部が、全域にわたって直線状であることを特徴とする請求項３記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記複数の配線は、前記谷状部前後で複数回、屈曲していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記谷状部の端部の折り曲げ位置が、前記谷状部の中央部の折り曲げ位置よりも、前記第一山状部側にあることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記複数の配線は、前記谷状部の中央部近傍の配線が前記谷状部の端部近傍の配線よりも前記配線基板側で屈曲していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 複数の記録素子基板がフレキシブルフィルム配線基板に実装されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記各配線の配線抵抗が等しくなっていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記各エネルギー発生素子は、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体である請求項１から９のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記フレキシブルフィルム配線基板が、可撓性を有するポリイミドを基材とするフィルムであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 請求項１から１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドを装着するためのキャリッジと、被記録媒体を搬送する搬送手段とを備え、前記インクジェット記録ヘッドから吐出された記録液を被記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置において、前記搬送手段が、前記インクジェット記録ヘッドの谷状部の近傍に位置することを特徴とするインクジェット記録装置。
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