JP5403919B2 - インクジェット記録ヘッド用基板、及びインクジェット記録ヘッド、記録装置 - Google Patents
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共通配線は、複数の分割配線に分割され、少なくとも1つの分割配線に、分割配線に過電流が流れたときに溶断されて通電を遮断するヒューズ素子が設けられる。そして、ヒューズ素子の幅W2は、ヒューズ素子が配置された分割配線の幅W1よりも大きくされ、ヒューズ素子が分割配線の長手方向に分散して配置されている。また、ヒューズ素子に隣接する分割配線の幅が部分的に小さくされ、分割配線の長手方向に沿って、複数の分割配線の幅の総和が一定にされる。
共通配線は、複数の分割配線に分割され、少なくとも1つの分割配線に、分割配線に過電流が流れたときに溶断されて通電を遮断するヒューズ素子が設けられる。そして、ヒューズ素子の幅W2が、各分割配線の幅W1よりも大きくされ、ヒューズ素子の幅方向が、分割配線の幅方向に対して傾斜させて配置され、各分割配線の幅が一定である。
第1の記録ヘッド500及び第2の記録ヘッド501は、吐出エネルギ発生素子として、いずれも電気信号に応じて膜沸騰をインクに生じさせるための熱エネルギを生成する電気熱変換体であるヒータを用いたバブルジェット(登録商標)方式の記録ヘッドでる。また、ヒータとインク吐出口とが対向するように配置された、いわゆるサイドシュータ型の記録ヘッドである。
図2(a)及び図2(b)は、第1の記録ヘッド500を示す分解斜視図である。第1の記録ヘッド500は、第1の記録素子基板1100、電気配線テープ1300、インク供給保持部材1500、フィルタ1700、インク吸収体1600、蓋部材1900、及びシール部材1800を備えて構成されている。
図3は、第1の記録素子基板1100の構成を説明するための図で、一部破断して示す斜視図である。第1の記録素子基板1100は、例えば、厚さ0.5mm〜1mmのSi基板1110に、インク流路である長溝状の貫通口のインク供給口1102が、Siの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの加工方法で形成されている。
電気配線テープ1300は、第1の記録素子基板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電気信号経路を形成するものであり、ポリイミドのベース基材上に銅箔の配線パターンを形成することで構成されている。また、第1の記録素子基板1100を組み込むための開口部1303が形成されており、この開口部1303の縁付近には、第1の記録素子基板1100の電極部1104に接続される電極端子1304が形成されている。さらに、電気配線テープ1300には、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1302が形成されており、この外部信号入力端子1302と電極端子1304とが連続した銅箔の配線パターンでつながれている。
インク供給保持部材1500は、例えば、樹脂材料を用いた成形加工によって形成されている。樹脂材料としては、形状的な剛性を向上させるためにガラスフィラーを5%〜40%混入した樹脂材料を使用することが望ましい。図2(b)に示すように、インク供給保持部材1500は、内部にインクを保持し負圧を発生するための吸収体1600を有している。これにより、インクタンクの機能を、記録素子基板1100にそのインクを導くためのインク流路を形成することでインク供給の機能をそれぞれ実現している。インク吸収体1600としては、PP(ポリプロピレン)繊維を圧縮したものが使われているが、これに代えてウレタン繊維を圧縮したものを用いても良い。
蓋部材1900は、インク供給保持部材1500の上部開口部に溶着されることで、インク供給保持部材1500内部を密閉するものである。蓋部材1900には、インク供給保持部材1500内部の圧力変動を逃がすための細口1910とそれに連通した微細溝1920が設けられている。細口1910と微細溝1920のほとんどをシール部材1800で覆い、微細溝1920の一端部を開口することで、大気連通口1924を形成している。また、蓋部材1900は、第1の記録ヘッドをインクジェット記録装置に固定するための係合部1930を有している。
第2の記録ヘッド501は、シアン、マゼンタ、イエローの3色のインクを吐出するための記録ヘッドである。図5(a)及び図5(b)に示すように、第2の記録ヘッド501は、第2の記録素子基板1101、電気配線テープ1301、インク供給保持部材1501、フィルタ1701、1702、1703を備えて構成されている。さらに、第2の記録ヘッド501は、インク吸収体1601、1602、1603、蓋部材1901、及びシール部材1801を備えて構成されている。
図6は、第2の記録素子基板1101の構成を説明するために一部破断して示す斜視図である。この第2の記録素子基板1101は、シアン、マゼンタ、イエロー用の3個のインク供給口1102が並列して形成されている点が、第1の記録素子基板1100と大きく異なる。それぞれのインク供給口1102を挟んでその両側にヒータ1103と吐出口1107とが一列に千鳥状に並んで配置されている。Si基板1110a上には、第1の記録素子基板1100におけるSi基板1110同様に、電気配線、ヒューズ素子もしくは抵抗、電極部などが形成されている。さらに、Si基板1110a上には、フォトリソグラフィ技術によって、樹脂材料からなるインク流路壁1106や吐出口1107が形成されている。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が形成されている。
電気配線テープ1301は、ポリイミドのベース基材上に銅箔の配線パターンを形成したものであり、第2の記録素子基板1101に対してインクを吐出するための電気信号を印加する電気信号経路を形成する。電気配線テープ1301には、第2の記録素子基板1101を組み込むための開口部が形成されており、この開口部の縁付近には、第2の記録素子基板1101の電極部1104に接続される電極端子1304が形成されている。また、電気配線テープ1301には、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1302が形成されており、電極端子1304と外部信号入力端子1302は連続した銅箔の配線パターンでつながれている。
インク供給保持部材1501は、例えば、樹脂成形によって形成されている。樹脂材料には、形状的な剛性を向上させるためにガラスフィラーを5%〜40%混入した樹脂材料を使用することが望ましい。図5(a)及び図5(b)に示すように、インク供給保持部材1501は、インク収容部としてのインクタンク機能、及びインク供給機能を有している。インク供給保持部材1501は、内部にシアン、マゼンタ、イエローのインクを保持するための負圧を発生するためのインク吸収体1601、1602,1603をそれぞれ独立して保持するための空間を有することでインクタンク機能を実現している。また、インク供給保持部材1501は、記録素子基板1100の各インク供給口1102にそれぞれインクを導くための独立したインク流路を形成することでインク供給機能を実現している。
蓋部材1901は、インク供給保持部材1501の上部開口部に溶着されることで、インク供給保持部材1501内部の独立した空間をそれぞれ閉塞している。また、蓋部材1901は、インク供給保持部材1501内部の各部屋の圧力変動を逃がすための細口1911、1912、1913と、これら細口にそれぞれ連通した微細溝1921、1922、1923とを有している。微細溝1921、1922の他端は、微細溝1923の途中に合流している。さらに、微細溝1923のほとんどの部分と、細口1911、1912、1913と微細溝1921、1922の全部とをシール部材1801で覆い、微細溝1923の他端部を開口させることで、大気連通口1925が形成されている。また、蓋部材1901は、第2の記録ヘッド501をインクジェット記録装置に固定するための係合部1930を有している。
次に、上述したようなカートリッジタイプの記録ヘッドを搭載可能なインクジェット記録装置について説明する。図8は、本実施形態の記録ヘッドを搭載可能な記録装置の一例を示す説明図である。
第2の実施形態について、図11を参照して説明する。図11に示すように、本実施形態の記録素子基板201上には、ヒータ駆動電圧を供給する電極パッド202が設けられている。電極パッド202は、ヒューズ素子205を介して、分割配線203に電気的に接続されている。共通配線210は、1つの電極パッド202から4つの分割配線203に分割されており、それぞれインクを吐出するためのエネルギ発生素子である複数のヒータに電気的に接続されている。さらに、ヒータは、ヒータを駆動するためのMOSトランジスタ(不図示)を介して、分割配線207に接続されている。分割配線207は、ヒューズ素子206を介してGND側の電極パッド204に電気的に接続されている。
第3の実施形態について、図12を参照して説明する。図12に示すように、電極パッド302,304と各分割配線303,307は、ヒューズ素子305を介して電気的に接続されている。本実施形態の記録素子基板301では、共通配線310にヒューズ素子305,306が配置されており、電極パッド302,304からヒューズ素子305,306を越えた位置から、共通配線310が複数の分割配線303,307にそれぞれ分割されている。言い換えれば、ヒューズ素子305,306は、電極パッド302,304の近傍に配置されており、共通配線310における複数の分割配線303,307が連結されている位置に配置されている。
図13は、第4の実施形態の記録素子基板の構成を模式的に示す平面図である。図14は、記録素子基板に配列されるヒータ群のうち1つのヒータ周辺である図13中の部分Pを拡大して模式的に示す平面図である。この記録素子基板401は、イエロー、マゼンタ及びシアンの3色に対して各2列ずつのヒータ列が一体に形成されている。以下、この記録素子基板401上の配線について例示するが、基本的な配線構造は、ブラックインク用の記録素子基板にも適用可能であることは勿論である。
102 電極パッド
103 分割配線
104 ヒューズ素子
105 ヒータ
110 共通配線
Claims (16)
- インクを吐出させるエネルギを発生する複数の吐出エネルギ発生素子と、前記複数の吐出エネルギ発生素子に電気的に接続され前記各吐出エネルギ発生素子に電力を印加するための共通配線と、を備えるインクジェット記録ヘッド用基板において、
前記共通配線は、複数の分割配線に分割され、少なくとも1つの前記分割配線に、前記分割配線に過電流が流れたときに溶断されて通電を遮断するヒューズ素子が設けられ、
前記ヒューズ素子の幅W2は、前記ヒューズ素子が配置された前記分割配線の幅W1よりも大きくされ、前記ヒューズ素子が前記分割配線の長手方向に分散して配置され、
前記ヒューズ素子に隣接する前記分割配線の幅が部分的に小さくされ、前記分割配線の長手方向に沿って、複数の前記分割配線の幅の総和が一定にされていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板。 - 前記ヒューズ素子は、前記吐出エネルギ発生素子と同一材料によって形成されている、請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
- 前記各分割配線には、前記ヒューズ素子に電気的に接続されるヒューズ電極が設けられ、
前記ヒューズ電極の幅は、前記ヒューズ素子の幅と等しい、請求項1又は2に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。 - 前記ヒューズ素子及び前記ヒューズ電極が配置される部分の下層が平坦に形成されている、請求項3に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
- 前記各分割配線は複数の前記吐出エネルギ発生素子に電気的に接続され、1つの前記分割配線に電気的に接続された前記複数の前記吐出エネルギ発生素子のうちの1つの前記吐出エネルギ発生素子のみが駆動される、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
- 複数の前記分割配線は、電力が供給される電極パッドの近傍で連結されている、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
- インクを吐出させるエネルギを発生する複数の吐出エネルギ発生素子と、前記複数の吐出エネルギ発生素子に電気的に接続され、所定の方向に沿って延在する複数の配線と、を備えるインクジェット記録ヘッド用基板において、
前記複数の配線には、前記配線の幅よりも当該幅の方向における長さが長いヒューズ素子が設けられ、
複数の前記ヒューズ素子は、前記所定の方向において異なる位置に配置され、
前記配線は、他の前記配線の前記ヒューズ素子に隣接する部分において部分的に幅が小さいことを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド用基板を備えるインクジェット記録ヘッド。
- 請求項8に記載のインクジェット記録ヘッドが着脱可能に支持され、前記インクジェット記録ヘッドを被記録材に対して走査するためのキャリッジを備える記録装置。
- インクを吐出させるエネルギを発生する複数の吐出エネルギ発生素子と、前記複数の吐出エネルギ発生素子に電気的に接続され前記各吐出エネルギ発生素子に電力を印加するための共通配線と、を備えるインクジェット記録ヘッド用基板において、
前記共通配線は、複数の分割配線に分割され、少なくとも1つの前記分割配線に、前記分割配線に過電流が流れたときに溶断されて通電を遮断するヒューズ素子が設けられ、
前記ヒューズ素子の幅W2が、前記各分割配線の幅W1よりも大きくされ、前記ヒューズ素子の幅方向が、前記分割配線の幅方向に対して傾斜させて配置され、前記各分割配線の幅が一定であることを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板。 - 前記ヒューズ素子は、前記吐出エネルギ発生素子と同一材料によって形成されている請求項10に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
- 前記ヒューズ素子が配置されている部分の下層が平坦に形成されている、請求項10又は11に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
- 前記各分割配線は複数の前記吐出エネルギ発生素子に電気的に接続され、1つの前記分割配線に電気的に接続された前記複数の前記吐出エネルギ発生素子のうちの1つの前記吐出エネルギ発生素子のみが駆動される、請求項10ないし12のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
- 複数の前記分割配線は、電力が供給される電極パッドの近傍で連結されている、請求項10ないし13のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
- 請求項10ないし14のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド用基板を備えるインクジェット記録ヘッド。
- 請求項15に記載のインクジェット記録ヘッドが着脱可能に支持され、被記録材に対して走査させるためのキャリッジを備える記録装置。
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