JP5173610B2 - インク吐出基板ユニットおよびこれを備えたインク吐出記録ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、インク吐出基板ユニットおよびこれを備えたインク吐出記録ヘッドに関する。

インクなどの液体を吐出して記録を行うインク吐出記録装置に搭載されるインク吐出記録ヘッドの代表的なインク吐出方式には、インクを吐出するエネルギーを発生する記録素子として電気熱変換素子を用いた方式がある。電気熱変換素子は、記録のための電気制御信号が送られると電気エネルギーを熱エネルギーに変換して発熱する。この方式では、電気熱変換素子が各吐出口の近傍に配置されており、電気熱変換素子に近接しているインクが、電気熱変換素子に瞬間的に加熱されて沸騰することで発生する発泡圧によって、吐出口に近接しているインクが吐出口から吐出される。これにより、吐出口に対向して配置された被記録媒体に記録が行われる。

このようなインク吐出記録ヘッドは、一般的に、インク供給口が形成されたインク吐出基板と、インク吐出記録ヘッド本体に設けられ、インク吐出基板を支持している支持基板と、を有している。インク吐出基板の表面には、並べて配置された複数の電気熱変換素子と、各電気熱変換素子を収容した発泡室および各発泡室と外部空間とを連通している吐出口が形成された流路形成部材と、が設けられている。各発泡室はインク供給口にそれぞれ連通されている。

また、インク吐出基板の表面には電極端子および配線が設けられており、電極端子は配線を介して電気熱変換素子等に電気的に接続されている。インク吐出記録ヘッド本体は、インク吐出基板の電極端子に電気的に接続された支持基板の電気回路によって、インク吐出基板に対して電気制御信号の伝達や駆動電力の供給などを行う。

近年、インク吐出記録装置の低価格化が進んでいることから、インク吐出記録ヘッドの製造コストを低減する必要がある。そのためには、インク吐出基板を小型化して１枚のウエハから得られるインク吐出基板の数を増加させることが考えられる。

しかし、インク吐出基板を小型化すると、インク吐出基板の表面の、配線を配置することができる領域が狭くなるため、各配線の幅を狭くする必要がある。そうすると、インク吐出基板の配線抵抗が上昇し、電気熱変換素子等の駆動のための十分な電力を得ることが難しくなる。配線を厚く形成することにより配線抵抗を低減することも考えられるが、配線を厚く形成すると、配線の上に流路形成部材が形成される際に支障が出ることが考えられる。

以上の問題を解決するための一つの手法として、インク吐出基板を裏面から表面に貫通する貫通電極を設けるものがある。これにより、配線の一部をインク吐出基板の裏面に形成しても、インク吐出基板の表面に配置された電気熱変換素子等に対して電気制御信号の伝達や駆動電力の供給などを行うことができる。

インク吐出基板の裏面には電気熱変換素子などが配置されず、配線を配置することができる領域が広いため、各配線の幅を広くすることができる。また、配線の上に流路形成部材が形成されることもないため、配線を厚く形成することもできる。このように、インク吐出基板に貫通電極を設けることにより、各配線の幅や厚さを変更してインク吐出基板の配線抵抗を低減することが可能になる。

このようなインク吐出基板では、インク吐出基板の裏面に配線が形成されているため、通常、配線の電極端子は裏面に設けられる。

特許文献１に、電極端子が裏面に設けられたインク吐出基板が実装されたインク吐出記録ヘッドが記載されている。図１３は、そのインク吐出記録ヘッドのインク吐出基板と支持基板との電気的接続部およびその近傍を示した断面図である。

このインク吐出記録ヘッドは、インク供給口１０２が形成されたインク吐出基板１００と、立体的に配線が設けられた支持基板２００と、を有している。支持基板２００は、セラミックシート２０１が積層されることにより形成されており、支持基板２００の表面には接続パッド２０２が設けられている。インク吐出基板１００の裏面には電極端子１１１が設けられており、支持基板２００の接続パッド２０２とインク吐出基板１００の電極端子１１１とがバンプ２０５を介して電気的に接続されている。これにより、インク吐出記録ヘッド本体からインク吐出基板１００へ電気制御信号の伝達や駆動電力の供給などが行われる。

さらに、接続パッド２０２と電極端子１１１とがバンプ２０５を介して接続された電気的接続部が配置されている、インク吐出基板１００と支持基板２００との隙間は、封止材２０６によって封止されている。これにより、インク吐出基板１００と支持基板２００との間からインクが漏れることや、電気的接続部がインクと接触することにより電気的な不具合が生じることが防止されている。
特開２００６−３２１２２２号公報

２枚の基板の間に配置された電気的接続部を封止材によって封止することは、様々な装置で一般的に用いられている技術であるが、通常は、電気的接続部を含む基板全体を封止材で覆うことにより十分に封止することができる。

しかし、図１３に示したインク吐出記録ヘッドでは、封止材２０６を配置させる部分に近接してインク供給口１０２が形成されており、封止材２０６がインク供給口１０２側に入り込むと、インクの供給の妨げとなる。そのため、インク吐出基板１００と支持基板２００との間に、封止材２０６を過剰に配置させることができない。

その一方で、封止材２０６の量が不足すると、インク供給口１０２に近接して配置された電気的接続部が十分に封止されずに、インクが電気的接続部に接触することにより電気的な不具合が生じることがある。

このように、このインク吐出記録ヘッドでは、非常に微小な部分を正確に封止することが必要であるため、信頼性や製造歩留りの向上を図ることが難しい。また、インク吐出基板を小型化すると封止材によって封止する部分もさらに微小になるため、正確に封止することがさらに難しくなる。

そこで、本発明は、配線抵抗が低く、かつ信頼性の向上に寄与するインク吐出基板ユニットおよびこれを備えたインク吐出記録ヘッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のインク吐出基板ユニットは、インク供給口が形成されたインク吐出基板と、該インク吐出基板の表面に設けられ、インクを吐出するエネルギーを発生する複数の記録素子と、前記インク吐出基板を裏面から表面に貫通するように設けられた複数の貫通電極と、該各貫通電極を前記インク吐出基板の裏面で互いに電気的に接続している裏面配線と、を有するインク吐出基板ユニットにおいて、前記インク吐出基板の前記裏面に対向して配置されたカバー基板を有しており、前記裏面配線は前記インク吐出基板と前記カバー基板とに囲まれた空間の中に収容されていることを特徴とする。

本発明によれば、配線抵抗が低く、かつ信頼性の向上に寄与するインク吐出基板ユニットおよびこれを備えたインク吐出記録ヘッドを提供することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施形態に係るインク吐出基板ユニットについて説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るインク吐出基板ユニットの斜視図である。

インク吐出基板ユニットＨ１０５０は、シリコン基板であるインク吐出基板Ｈ１１００と、インク吐出基板Ｈ１１００の表面に形成された流路形成部材Ｈ１１０６と、インク吐出基板Ｈ１１００の裏面に設けられたカバー基板Ｈ１１５０と、を有している。

インク吐出基板Ｈ１１００には、中央領域にインク供給口Ｈ１１０２が形成されており、インク吐出基板Ｈ１１００の表面には複数の電気熱変換素子Ｈ１１０３が配列されている。また、インク吐出基板Ｈ１１００の表面側には、流路形成部材Ｈ１１０６によって、各電気熱変換素子Ｈ１１０３を中に収容している発泡室Ｈ１１０９と、各発泡室Ｈ１１０９と外部空間とを連通している吐出口Ｈ１１０７と、が形成されている。各発泡室Ｈ１１０９は、インク供給口Ｈ１１０２にそれぞれ連通されている。

図２はインク吐出記録ヘッド本体に実装された図１に示したインク吐出基板ユニットを表面側から見た透視図である。インク吐出基板ユニットＨ１０５０には、複数の貫通電極Ｈ１１２０が配列されている。

図３は図２に示したインク吐出基板ユニットおよびその近傍のＡ−Ａ´線に沿った断面図である。インク吐出基板ユニットＨ１０５０は、インク吐出記録ヘッド本体の支持基板Ｈ１２００の上に封止材Ｈ１２０６を介して実装されている。貫通電極Ｈ１１２０は、インク吐出基板Ｈ１１００に、インク吐出基板Ｈ１１００を裏面から表面に貫通するように形成されており、インク吐出基板Ｈ１１００の表面の電気熱変換素子Ｈ１１０３などに電気的に接続されている。

インク吐出基板Ｈ１１００には、裏面の貫通電極Ｈ１１２０が配列されている領域に凹部Ｈ１１３０が形成されており、凹部Ｈ１１３０には配列された各貫通電極Ｈ１１２０を電気的に接続している裏面配線Ｈ１１４０が設けられている。貫通電極Ｈ１１２０および裏面配線Ｈ１１４０は、インク吐出基板Ｈ１１００との間に絶縁膜を介して設けられていることにより、インク吐出基板Ｈ１１００と電気的に絶縁されている。

凹部Ｈ１１３０は、たとえば、ウエットエッチング、ドライエッチング、サンドブラスト、研削などの正確な加工が可能である手法で形成される。また、裏面配線Ｈ１１４０は、たとえば、メッキや導電性ペーストなどによって形成される。

インク吐出基板ユニットＨ１０５０では、インク吐出基板Ｈ１１００の裏面に裏面配線Ｈ１１４０を設けていることにより、配線を形成するためのスペースが十分に確保できる。そのため、インク吐出基板ユニットを小型化していった場合にも、それに合わせて配線を形成することにより配線抵抗が上昇することを防ぐことができる。

裏面配線Ｈ１１４０の幅や厚さは、インク吐出基板ユニットＨ１０５０の最適な配線抵抗値に合わせて調整される。インク吐出基板ユニットＨ１０５０の最適な配線抵抗値は、電気熱変換素子Ｈ１１０３の数、必要とされるインク吐出特性、インク吐出記録装置の記録スピード、インク吐出記録ヘッドの他の部分の抵抗値などに応じて求められる。

本実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ１０５０では、記録幅が１インチで電気熱変換素子Ｈ１１０３の数が１２００個という条件の下、裏面配線Ｈ１１４０は、幅が１００〜５００μｍ程度、厚さが５〜４０μｍ程度に調整して形成されている。

カバー基板Ｈ１１５０はインク吐出基板Ｈ１１００の裏面に対向して配置されている。カバー基板Ｈ１１５０には、インク吐出基板Ｈ１１００のインク供給口Ｈ１１０２と同様のインク供給口Ｈ１１５２が形成されている。インク吐出基板Ｈ１０００のインク供給口Ｈ１１０２には、支持基板Ｈ１２００に形成されているインク供給口Ｈ１２０７から、カバー基板Ｈ１１５０のインク供給口Ｈ１１５２を介してインクが供給される。

カバー基板Ｈ１１５０はインク吐出基板Ｈ１１００と同様のシリコン基板であり、インク吐出基板Ｈ１１００とカバー基板Ｈ１１５０とは、表面活性化常温接合方式で接合されている。表面活性化常温接合方式は、接合される２枚の基板の各接合面に、たとえば真空中でＡｒプラズマを照射することにより、各接合面を活性化した後に、各接合面同士を常温で低圧力を付与して接合させる方式である。表面活性化常温接合方式は、同種の材料で形成された基板同士の接合に特に適している。

表面活性化常温接合方式を用いることで、基板の接合部の歪みが小さくなり、インク吐出基板の変形を抑制できるため、インク吐出記録ヘッドの形成する画像の高画質化に寄与する。また、インク吐出基板Ｈ１１００から流路形成部材Ｈ１１０６が剥離することも抑制される。また、表面活性化常温接合方式は、接合時に精度良く位置決めすることができるという特徴もあり、このことは特にインク吐出基板を小型化した場合に有利である。

なお、インク吐出基板Ｈ１１００とカバー基板Ｈ１１５０とは、表面活性化常温接合方式によらずに、陽極接合方式や共晶接合方式などの他の方式を用いて接合することもできる。

また、インク吐出基板Ｈ１１００とカバー基板Ｈ１１５０とは、ウエハの状態で接合されており、接合された後にダイシングにより切断されることによって個片状態に形成されている。これにより、個片状態に切断した後に接合を行うよりも、製造時の工程数を減少させることができるため製造コストを低減させることができる。また、ウエハの状態で接合を行った方が、接合時のハンドリング性が良いためインク吐出基板ユニットの製造歩留りが向上する。

裏面配線Ｈ１１４０は、インク吐出基板Ｈ１１００およびカバー基板Ｈ１１５０に囲まれた空間の中に収容されている。これによって、裏面配線Ｈ１１４０は、インク供給口からインク吐出基板Ｈ１１００およびカバー基板Ｈ１１５０によって隔てられている。したがって、インク吐出基板ユニットＨ１０５０では、裏面配線Ｈ１１４０がインクと接触して、電気的な不具合が発生することを防止できる。

また、支持基板Ｈ１２００とインク吐出基板ユニットＨ１０５０との間は封止材Ｈ１２０６によって封止されることにより、支持基板Ｈ１２００とインク吐出基板ユニットＨ１０５０との間からインクが漏れることが防止される。

図４は図２に示したインク吐出基板ユニットおよびその近傍のＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。インク吐出基板Ｈ１１００の表面の、配列された各貫通電極Ｈ１１２０のうち両端に配置された貫通電極Ｈ１１２０の上には表面電極端子Ｈ１１１２が設けられている。表面電極端子Ｈ１１１２は、インク吐出記録ヘッド本体の電気配線端子Ｈ１２１２に、バンプＨ１２１５を介して超音波接合方式や熱圧着方式等で電気的に接続される。これにより、インク吐出基板ユニットＨ１０５０とインク吐出記録ヘッド本体とが電気的に接続され、インク吐出記録ヘッド本体からインク吐出基板ユニットＨ１０５０へ電気制御信号の伝達や駆動電力の供給が行われる。

また、表面電極端子Ｈ１１１２は、電気配線端子Ｈ１２１２に、バンプを用いた接合方式によらずに、金ワイヤーを用いたワイヤーボンディング方式などの他の既存の方式によって接続されることもできる。このように、インク吐出基板ユニットＨ１０５０では、表面電極端子Ｈ１１１２がインク吐出記録ヘッド本体の電気配線端子Ｈ１２１２に、既存の方式で接続されることができるため、コストの増大を伴わずに良好に接続される。

なお、図２に示すように、表面電極端子Ｈ１１１２は、直接貫通電極Ｈ１１２０に接続されているものと接続されていないものとがある。直接貫通電極Ｈ１１２０に接続されていない表面電極端子Ｈ１１１２は、電気熱変換素子Ｈ１１０３などへの電気制御信号の伝達や駆動電力の供給のために設けられた他の配線（不図示）に接続されている。

表面電極端子Ｈ１１１２と電気配線端子Ｈ１２１２とがバンプＨ１２１５を介して電気的に接続された電気的接続部は封止材Ｈ１２０８で覆われて保護されている。インク吐出基板ユニットＨ１０５０では、インク吐出基板Ｈ１１００の表面に配置された表面電極端子Ｈ１１２０の近傍にインク供給口がないため、封止材Ｈ１２０８によってインクの供給に不具合は生じない。

また、インク吐出基板ユニットＨ１０５０では、裏面に電極端子が配置されていないため、支持基板Ｈ１２００との間の封止材Ｈ１２０６の量の調整が原因で電気的な不具合は生じない。したがって、インク吐出基板ユニットＨ１０５０はインク吐出記録ヘッドの信頼性および製造歩留りの向上に寄与する。
（第２の実施形態）
次に図５〜図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係るインク吐出基板ユニットについて説明する。図５はインク吐出記録ヘッド本体に実装された本発明の第２の実施形態に係るインク吐出基板ユニットを表面側から見た透視図である。なお、本実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ２０５０は、以下に示す構成以外は、第１の実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ１０５０と同様に構成されている。

図６は図５に示したインク吐出基板ユニットおよびその近傍のＣ−Ｃ´線に沿った断面図、図７はＤ−Ｄ´線に沿った断面図である。本実施形態に係るインク吐出基板ユニットのインク吐出基板Ｈ２１００の裏面には、裏面配線Ｈ２１４０が設けられており、裏面配線Ｈ２１４０は配列された各貫通電極Ｈ２１２０を電気的に接続している。

インク吐出基板Ｈ２１００の裏面に対向して配置されたカバー基板Ｈ２１５０には凹部Ｈ２１５４が形成されている。裏面配線Ｈ２１４０は、カバー基板Ｈ２１５０の凹部Ｈ２１５４の中に収容されていることにより、インク供給口からインク吐出基板Ｈ２１００およびカバー基板Ｈ２１５０によって隔てられている。したがって、インク吐出基板ユニットＨ２０５０では、裏面配線Ｈ２１４０がインクと接触して電気的な不具合が発生することを防止できる。

第１の実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ１０５０では、凹部がインク吐出基板Ｈ１１００に形成されているところ、本実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ２０５０では、凹部がカバー基板Ｈ２１５０に形成されている。

インク吐出基板には流路形成部材、電気熱変換素子、電気配線などが設けられているため、インク吐出基板に凹部を形成する際に温度的な制約やハンドリング上の制約がある場合がある。特に、インク吐出基板に流路形成部材を形成した後に凹部を形成する必要がある場合には、流路形成部材は樹脂で形成されているため、凹部を形成する際の温度上昇により、インク吐出基板から流路形成部材が剥離する場合がある。

一方、本実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ２０５０では、流路形成部材などが形成されていないカバー基板Ｈ２１５０に凹部Ｈ２１５４が形成されるため、凹部を形成する際の温度的な制約やハンドリング上の制約がない。
（第３の実施形態）
次に図８〜図１０を参照して、本発明の第３の実施形態に係るインク吐出基板ユニットについて説明する。図８はインク吐出記録ヘッド本体に実装された本発明の第３の実施形態に係るインク吐出基板ユニットを表面側から見た透視図である。なお、本実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ３０５０は、以下に示す構成以外は、第１の実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ１０５０と同様に構成されている。

図９は図８に示したインク吐出基板ユニットおよびその近傍のＥ−Ｅ´線に沿った断面図である。本実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ３０５０では、第２の実施形態に係るインク吐出基板ユニットと同様に、カバー基板Ｈ３１５０に凹部Ｈ３１５４が形成されている。また、インク吐出基板Ｈ３１００の裏面に配列された裏面配線Ｈ３１４０が、カバー基板Ｈ３１５０の凹部Ｈ３１５４の中に収容されている。

図１０は図８に示したインク吐出基板ユニットおよびその近傍のＦ−Ｆ´線に沿った断面図である。裏面配線Ｈ３１４０の貫通電極Ｈ３１２０の配列方向の両端部にはカバー基板Ｈ３１５０に収容されていない部分があり、その部分に裏面電極端子Ｈ３１１１が配置されている。

裏面電極端子Ｈ３１１１は、インク吐出記録ヘッド本体の電極パッドＨ３２０２に、バンプＨ３２０５を介して超音波接合方式や熱圧着方式等で接続される。これにより、インク吐出基板ユニットＨ３０５０とインク吐出記録ヘッド本体とが電気的に接続され、インク吐出記録ヘッド本体からインク吐出基板ユニットＨ３０５０へ電気制御信号の伝達や駆動電力の供給が行われる。

なお、支持基板Ｈ３２００の、カバー基板Ｈ３１５０に対向した部分には、凹形状の退避部Ｈ３２２０が形成されている。これにより、カバー基板Ｈ３１５０が、支持基板Ｈ３２００に当接して、裏面電極端子Ｈ３１１１が電極パッドＨ３２０２に接続される妨げになることを防止できる。

また、図８に示すように、裏面電極端子Ｈ３１１１は、直接裏面配線Ｈ３１４０に接続されているものと接続されていないものとがある。直接裏面配線Ｈ３１４０に接続されていない裏面電極端子Ｈ３１１１は、電気熱変換素子（不図示）の制御信号の伝達等のための他の配線（不図示）に、たとえば、インク吐出基板ユニットＨ３０５０の端部に配置された貫通電極（不図示）を介して接続されている。

また、支持基板Ｈ３２００とインク吐出基板ユニットＨ３０５０との間は封止材Ｈ３２０６によって封止されることにより、支持基板Ｈ３２００とインク吐出基板ユニットＨ１０５０との間からインクが漏れることが防止される。

インク吐出基板ユニットＨ３０５０では、インク吐出基板Ｈ３１００の裏面に電極端子が配置されているため、電気的接続部は支持基板Ｈ３２００とインク吐出基板ユニットＨ３０５０との間にある。そのため、封止材３２０６が電気的接続部を覆って保護する役割を兼ねている。

なお、図８に示すように、裏面電極端子Ｈ３１１１は、裏面配線Ｈ３１４０の両端部に配置され、インク供給口Ｈ３１２０，Ｈ３１５２，Ｈ３２０７から離れた位置にある。そのため、インク吐出基板ユニットＨ３０５０では、裏面に電極端子が配置されていてもインクが電気的接続部に接触することによる電気的な不具合は生じない。

また、インク吐出基板ユニットＨ３０５０では、インク吐出基板Ｈ３１００の裏面に電極端子が配置されており、電極端子が配置されていない表面に封止材を配置する必要がない。そのため、インク吐出基板ユニットＨ３０５０のインクを吐出する吐出面が、封止材を配置することによって隆起することがないので、吐出面と被記録媒体の間隔を近接させることができる。これにより、インク吐出記録ヘッドの形成する画像の高画質化に寄与する。

また、インク吐出基板ユニットＨ３０５０では、吐出面を封止材によって隆起させることなく平坦に保てるため、インク吐出記録装置の回復動作時に、吐出面がブレードによって拭き取られる際に不具合が発生することを防止できる。
（第４の実施形態）
次に、図１１を参照して、本発明の第４の実施形態に係るインク吐出記録ヘッドについて説明する。図１１は、本発明の第４の実施形態に係るインク吐出記録ヘッドの斜視図である。

本実施形態に係るインク吐出記録ヘッドＨ４０００は、一般的なインク吐出記録装置に適用することができる。また、その他、複写機、通信システムを備えたファクシミリ、記録部を備えたワードプロセッサ等の装置、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などにも適用することができる。

インク吐出記録ヘッドＨ４０００では、複数の第１の実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ１０５０（図１〜図４参照）がインク吐出記録ヘッド本体に実装されている。本実施形態におけるインク吐出記録ヘッド本体は、インク吐出基板ユニットＨ１０５０を支持している支持基板Ｈ４２００を有している。また、支持基板Ｈ４２００にはインクを供給するためのインク供給部材Ｈ４３００が取り付けられている。

また、インク吐出記録ヘッド本体は、支持基板Ｈ４２００の表面の、インク吐出基板ユニットＨ１０５０に対向した領域より外側の領域に設けられた電気配線部材Ｈ４２１０を有している。電気配線部材Ｈ４２１０は、インク吐出基板ユニットＨ１０５０の表面電極端子Ｈ１１１２（図４参照）に電気的に接続されている。電気配線部材Ｈ４２１０は、たとえば、配線が１層または２層のフレキシブル配線基板などで構成されており、インク吐出基板ユニットＨ１０５０に対して電気制御信号の伝達や駆動電力の供給などを行う。また、電気配線部材Ｈ４２１０の表面はポリイミドフィルムで覆われている。

インク吐出記録ヘッドＨ４０００では、インクタンク（不図示）からフィルタ（不図示）を介してインク供給部材Ｈ４３００に供給されたインクが、支持基板Ｈ４２００のインク供給口（不図示）からインク吐出基板ユニットＨ１０５０に供給される。

支持基板Ｈ４２００は、インクに対して化学的に安定な材料で形成されている。また、支持基板Ｈ４２００は、インク吐出基板ユニットＨ１０５０に設けられた電気熱変換素子Ｈ１１０３（図１参照）が発する熱を効率よく放出することができる熱伝導率が高い材料で形成されていることが望ましい。支持基板Ｈ４２００を形成する材料としては、たとえば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）などのセラミックスが用いられる。また、ムライト、シリコン（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などの材料も適している。

インク吐出記録ヘッドＨ４０００は、インク吐出記録装置本体に備えられているキャリッジ（不図示）の位置決め部材によって固定されることによりインク吐出記録装置本体に搭載される。このとき、インク吐出記録ヘッド本体に備えられた外部接続端子Ｈ４２１３がキャリッジに電気的に接続される。キャリッジは、被記録媒体の搬送方向に直交する方向に移動することができる。また、インク吐出記録ヘッドＨ４０００には、インクタンクが着脱自在であり、インクタンク内のインクがなくなると新しいインクタンクに交換できるように構成されている。

なお、本実施形態に係るインク吐出記録ヘッドＨ４０００のインク吐出記録ヘッド本体に実装されるインク吐出基板ユニットは第１の実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ１０５０のように電極端子が表面に設けられているものに限られない。たとえば、第３の実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ３０５０のように電極端子が裏面に設けられているものでも、電極端子が電気配線部材Ｈ４２１０に電気的に接続されるように構成すればよい。
（第５の実施形態）
次に、図１２を参照して、本発明の第５の実施形態に係るインク吐出記録ヘッドについて説明する。図１２は、本発明の第５の実施形態に係るインク吐出記録ヘッドの斜視図である。なお、本実施形態に係るインク吐出記録ヘッドＨ５０００は、以下に示す構成以外は、第４の実施形態に係るインク吐出記録ヘッドＨ４０００と同様に構成されている。

インク吐出記録ヘッドＨ５０００では、複数の第３の実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ３０５０（図８〜図１０参照）がインク吐出記録ヘッド本体に実装されている。本実施形態におけるインク吐出記録ヘッド本体は、インク吐出基板ユニットＨ３０５０を支持している支持基板Ｈ５２００を有している。また、支持基板Ｈ５２００にはインクを供給するためのインク供給部材Ｈ５３００が取り付けられている。

支持基板Ｈ５２００の表面や内部には、電気配線（不図示）が形成されている。支持基板Ｈ５２００の電気配線は、インク吐出基板ユニットＨ３０５０の裏面電極端子Ｈ３１１１（図１０参照）に電気的に接続されている。支持基板Ｈ５２００の電気配線は、たとえば、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ−Ｐｄなどによって形成されており、インク吐出基板ユニットＨ３０５０に対して電気制御信号の伝達や駆動電力の供給などを行う。また、支持基板Ｈ５２００の側面には、インク吐出記録ヘッドＨ５０００がインク吐出記録装置本体に搭載されたときに、キャリッジに電気的に接続される外部接続端子Ｈ５２０３が設けられている。

なお、本実施形態に係るインク吐出記録ヘッドＨ５０００のインク吐出記録ヘッド本体に実装されるインク吐出基板ユニットは第３の実施形態に係るインク吐出基板ユニットＨ３０５０のように電極端子が裏面に設けられているものに限られない。たとえば、第１の実施形態や第２の実施形態に係るインク吐出基板ユニットのように電極端子が表面に設けられているものでも、電極端子が支持基板Ｈ５２００の電気配線に電気的に接続されるように構成すればよい。

本発明の第１の実施形態に係るインク吐出基板ユニットの斜視図である。 インク吐出記録ヘッド本体に実装された図１に示したインク吐出基板ユニットを表面側から見た透視図である。 図２に示したインク吐出基板ユニットおよびその近傍のＡ−Ａ´線に沿った断面図である。 図２に示したインク吐出基板ユニットおよびその近傍のＢ−Ｂ´線に沿った断面図である。 インク吐出記録ヘッド本体に実装された本発明の第２の実施形態に係るインク吐出基板ユニットを表面側から見た透視図である。 図５に示したインク吐出基板ユニットおよびその近傍のＣ−Ｃ´線に沿った断面図である。 図５に示したインク吐出基板ユニットおよびその近傍のＤ−Ｄ´線に沿った断面図である。 インク吐出記録ヘッド本体に実装された本発明の第３の実施形態に係るインク吐出基板ユニットを表面側から見た透視図である。 図８に示したインク吐出基板ユニットおよびその近傍のＥ−Ｅ´線に沿った断面図である。 図８に示したインク吐出基板ユニットおよびその近傍のＦ−Ｆ´線に沿った断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るインク吐出記録ヘッドの斜視図である。 本発明の第５の実施形態に係るインク吐出記録ヘッドの斜視図である。 従来のインク吐出記録ヘッドのインク吐出基板と支持基板との接続部およびその近傍を示した断面図である。

符号の説明

Ｈ１０５０ インク吐出基板ユニット
Ｈ１１００ インク吐出基板
Ｈ１１０２，Ｈ１１５２ インク供給口
Ｈ１１０３ 電気熱変換素子
Ｈ１１０６ 流路形成部材
Ｈ１１０７ 吐出口
Ｈ１１０９ 発泡室
Ｈ１１１２ 表面電極端子
Ｈ１１２０ 貫通電極
Ｈ１１３０ 凹部
Ｈ１１４０ 裏面配線
Ｈ１１５０ カバー基板
Ｈ１２００ 支持基板
Ｈ１２０６ 封止材
Ｈ１２１２ 電気配線端子
Ｈ１２１５ バンプ

Claims (11)

1. インク供給口が形成されたインク吐出基板と、該インク吐出基板の表面に設けられ、インクを吐出するエネルギーを発生する複数の記録素子と、前記インク吐出基板を裏面から表面に貫通するように設けられた複数の貫通電極と、該各貫通電極を前記インク吐出基板の裏面で互いに電気的に接続している裏面配線と、を有するインク吐出基板ユニットにおいて、
   前記インク吐出基板の前記裏面に対向して配置されたカバー基板を有しており、
   前記裏面配線は前記インク吐出基板と前記カバー基板とに囲まれた空間の中に収容されていることを特徴とするインク吐出基板ユニット。
2. 前記インク吐出基板の前記裏面には凹部が形成されており、前記裏面配線は前記凹部の中に収容されている、請求項１に記載のインク吐出基板ユニット。
3. 前記カバー基板には凹部が形成されており、前記カバー基板は前記裏面配線を前記凹部の中に収容している、請求項１に記載のインク吐出基板ユニット。
4. 前記各記録素子は前記貫通電極に電気的に接続されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のインク吐出基板ユニット。
5. 前記インク吐出基板と前記カバー基板とはウエハの状態で互いに接合された後に切断されることによって個片状態に形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のインク吐出基板ユニット。
6. 前記インク吐出基板と前記カバー基板とは表面活性化常温接合方式で互いに接合されている、請求項１から５のいずれか１項に記載のインク吐出基板ユニット。
7. 前記インク吐出基板および前記カバー基板は同種の材料で形成されている、請求項６に記載のインク吐出基板ユニット。
8. 前記インク吐出基板および前記カバー基板はともにシリコンで形成されている、請求項７に記載のインク吐出基板ユニット。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のインク吐出基板ユニットと、該インク吐出基板ユニットを支持している支持基板を備えたインク吐出記録ヘッド本体と、前記インク吐出基板ユニットと前記インク吐出記録ヘッド本体とを電気的に接続している電気的接続部と、を有するインク吐出記録ヘッド。
10. 前記電気的接続部は前記インク吐出基板の前記表面に配置されている、請求項９に記載のインク吐出記録ヘッド。
11. 前記インク供給口は前記インク吐出基板の中央領域に形成されており、前記電気的接続部は前記インク吐出基板の前記裏面の端部に配置されている、請求項９に記載のインク吐出記録ヘッド。

Images