JP6700940B2 - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents
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Description
コンタクトパッドは、エネルギー発生素子を駆動するための電源が供給される電源コンタクトパッド(VH、GNDHなど)と、エネルギー発生素子を駆動するための信号が供給される信号コンタクトパッド(DATA、CLKなど)とを含む。これらのコンタクトパッドは、それぞれ静電容量が異なり、静電容量が低いコンタクトパッドは静電耐性が低く、静電気が発生すると液体吐出ヘッドが電気的に破壊される静電破壊が生じやすいという課題があった。例えば液体吐出ヘッドを液体吐出装置の本体に取り付ける際には、液体吐出ヘッドが使用者の手に触れると静電気が発生することがあり、発生した静電気が静電耐性が低い部位に導かれると、静電破壊が生じる可能性がある。
このような課題に対して、特許文献1には、静電容量が低いコンタクトパッドと隣接して、静電容量の高いコンタクトパッドを配置する液体吐出ヘッドが開示されている。この構成により、静電容量が低いコンタクトパッドの付近で静電気が生じた場合であっても、静電容量の高いコンタクトパッドに静電気が誘導される。このため、液体吐出ヘッドの静電破壊を抑制することができる。
コンタクト領域の外周側に配置することが好ましいコンタクトパッドの一例としては、検査用の信号を受け付ける検査用のコンタクトパッドが挙げられる。検査用のコンタクトパッドは、液体吐出装置の本体と電気的に接続する必要がない。液体吐出装置の本体と電気的に接続する必要のあるコンタクトパッドはまとめて配置された方が、液体吐出装置の本体側にコンタクトピンを配置する領域を小さくすることができる。このため、検査用のコンタクトパッドは、コンタクト領域の外周側に配置することが好ましい。検査用のコンタクトパッドの静電容量が低い場合には、コンタクト領域の外周部に静電気が発生した場合、静電破壊が生じる可能性があった。
本発明の目的は、コンタクトパッドの配置自由度を維持しつつ、コンタクト領域の外周部に静電気が発生した場合にも静電破壊を抑制することが可能な液体吐出ヘッドを提供することである。
あるいは本発明による液体吐出ヘッドは、吐出口から液体を吐出させるために利用されるエネルギーを発生させるエネルギー発生素子が設けられた記録素子基板と、複数のコンタクトパッドが並設された電気配線部材と、を備え、前記複数のコンタクトパッドは、前記エネルギー発生素子を駆動するための電源が供給される第1のコンタクトパッドと、前記第1のコンタクトパッドよりも静電容量が低く、且つ、全ての前記コンタクトパッドを含むコンタクト領域内の前記複数のコンタクトパッドのうち外周側に設けられた第2のコンタクトパッドとを含み、前記電気配線部材は、前記記録素子基板のグランドと接続され、前記第2のコンタクトパッドの外側に線状に延びるガードパッドをさらに有し、前記第2のコンタクトパッドは、前記記録素子基板の回路および配線を覆う保護膜と電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明による液体吐出装置は、上記の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
図1は、本発明が適用される液体吐出ヘッド1の斜視図である。液体吐出ヘッド1は、図示しない液体吐出装置の本体に設けられたキャリッジに取り外し可能に保持される。液体吐出ヘッド1は、記録素子基板2と、電気配線部材3とを有する。
記録素子基板2は、吐出口(図示せず)からインク等の液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生させるためのエネルギー発生素子(図示せず)を複数備える。エネルギー発生素子は、液体吐出技術で提案される各種の素子であってよく、例えば電気エネルギーを熱エネルギーまたは機械エネルギーに変換する素子である。記録素子基板2上には、エネルギー発生素子に電力を供給する配線や各種の回路が形成されていてもよく、これら配線および回路を覆う保護膜が形成されている。
電気配線部材3は、液体吐出ヘッド1を搭載可能な液体吐出装置の本体と記録素子基板2とを電気的に接続するための部材であり、電気配線基板3aと、電気接続部3bとを含む。電気配線基板3aには、複数のコンタクトパッド5が並設されている。液体吐出装置の本体には、液体吐出ヘッド1と電気的に接続するための電気接続部材が設けられており、この電気接続部材が、コンタクトパッド5と接点を取ることにより、液体吐出装置の本体と液体吐出ヘッド1とが電気的に接続される。電気配線部材3は、液体吐出装置の本体から、エネルギー発生素子を駆動するための電源や信号の供給を受けて、供給された電源や信号を記録素子基板2に供給する。
図2は、電気配線部材3の電気配線基板3aの構成を示す図である。図2(a)に示すように、電気配線基板3a上には、複数のコンタクトパッド5が複数の列をなして千鳥状に設けられている。これらのコンタクトパッド5は、エネルギー発生素子を駆動するための電源(VH,GNDH)が供給されるコンタクトパッド(以下、第1のコンタクトパッドと称する)を含む。またコンタクトパッド5は、エネルギー発生素子を駆動するための信号(DATA,CLK)が供給されるコンタクトパッドを含む。またこれらのコンタクトパッド5は、液体吐出ヘッド1に電気的な不具合がないか製造工程の中で出荷前にエネルギー発生素子の動作を検査するための検査用の信号が供給される検査用のコンタクトパッドを含んでもよい。以下、全てのコンタクトパッド5を含む最小面積の領域をコンタクト領域4と称する。さらに、第1のコンタクトパッドよりも静電容量が低い低容量コンタクトパッドであって、且つ、コンタクト領域内の複数のコンタクトパッドのうち外周側に配置されたコンタクトパッド5を第2のコンタクトパッド7と称して、その他のコンタクトパッド6と区別する。なお、本明細書では、第2のコンタクトパッド7およびその他のコンタクトパッド6をそれぞれ区別する必要がない場合には、まとめてコンタクトパッド5と称する。
コンタクト領域4の外周部に配置することが好ましいコンタクトパッドの一例としては、検査用の信号を受け付ける検査用のコンタクトパッドが挙げられる。検査用のコンタクトパッドは、液体吐出装置の本体と電気的に接続する必要がない。液体吐出装置の本体と電気的に接続する必要のあるコンタクトパッドはまとめて配置された方が、液体吐出装置の本体側にコンタクトピンを配置する領域を小さくすることができる。このため、検査用のコンタクトパッドは、コンタクト領域4の外周部に配置することが好ましい。しかしながら、検査用のコンタクトパッドは、図1に示した記録素子基板2の表層に形成された保護膜と電気的に接続されている場合がある。この保護膜は、一般的に静電容量が低く、静電耐性が低い。このため、検査用のコンタクトパッドは、静電気が検査用のコンタクトパッドに導かれないように静電気から保護されることが好ましい。
電気配線基板3aは、第2のコンタクトパッド7を静電気から保護するためのガードパッド8をさらに有する。ガードパッド8は、図1に示した記録素子基板2のグランドに接続されており、液体吐出装置の本体と電気的に接続されていない。ガードパッド8は、静電容量が高く、静電耐性が高い。したがってガードパッド8に静電気が誘導された場合、静電破壊が生じる可能性が極めて低い。したがって、第2のコンタクトパッド7に静電気が誘導されることを抑制するために、第2のコンタクトパッド7の外側に線状に延びるガードパッド8が電気配線基板3a上に配置される。図2(a)では、コンタクト領域4の外周部に設けられたコンタクトパッド5のうちコンタクト領域4が突出した部分に配置されている6つのコンタクトパッド5が全て静電容量が低い第2のコンタクトパッド7である場合について示されている。図2(b)に示すように、突出して配置されたコンタクトパッドであっても、静電容量が高い場合には、第2のコンタクトパッド7に該当しない。この場合、突出して配置された3つのコンタクトパッドのうち、第2のコンタクトパッド7に該当する1つの外側にのみガードパッド8を配置してもよい。
図3は、ガードパッド8の配置例を示す図である。
図3(a)は、ガードパッド8の第1の配置例を示している。この例において、ガードパッド8は、コンタクト領域を取り囲むように設けられており、図3(a)の例ではガードパッド8は矩形状である。電気配線基板3aに静電気が発生する主な場面としては、この電気配線基板3aが設けられた液体吐出ヘッド1(図1参照)を液体吐出装置の本体から着脱する場面が挙げられる。液体吐出ヘッド1を液体吐出装置の本体から着脱する場合、使用者が手で液体吐出ヘッドを持って行うことが多い。このときに、使用者の手と液体吐出ヘッドのうち使用者の手が触れる部分との間で静電気が発生することがある。図1を参照するとわかるように、液体吐出ヘッド1を手で持つ場合、電気配線基板3aのコンタクト領域の外側に触れる可能性が高い。第1の配置例では、コンタクト領域を取り囲むようにガードパッド8が設けられているため、使用者がコンタクト領域の外側のどの部分を持ったとしても、発生した静電気をガードパッド8に誘導することができ、静電破壊を抑制することが可能である。また、低容量コンタクトパッドをコンタクト領域の内側に配置する必要がなくなるため、コンタクトパッド5の配置自由度が向上する。ここで、複数のコンタクトパッド5が並ぶ第1の方向Xにおいて、ガードパッド8と第2のコンタクトパッド7との間の距離X2は、隣接するコンタクトパッド5間の距離X1よりも短いことが好ましい。第1の方向Xと交わる(図3では直交する)第2の方向Yにおいても同様に、ガードパッド8と第2のコンタクトパッド7との間の距離Y2は、隣接するコンタクトパッド5間の距離Y1よりも短いことが好ましい。このような構成により、ガードパッド8によって静電気から保護することができる領域を拡大することができる。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の技術的思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
例えば、複数のコンタクトパッド5のうち、第2のコンタクトパッド7以外の他のコンタクトパッド6は、全てが、電源コンタクトパッドまたは電源コンタクトパッドと同程度の静電容量の耐静電コンタクトパッドであってもよい。他のコンタクトパッド6に低容量コンタクトパッドが含まれる場合、その低容量コンタクトパッドが耐静電コンタクトパッドにより囲まれるように配置することが望ましい。上記第1〜第3の配置例のように、ガードパッド8がコンタクト領域を取り囲むように設けられている場合には、第2の方向Yと平行な外周部に低容量コンタクトパッドが配置されてもよい。しかしながら、第4〜第6の配置例のように、第2の方向Yと平行な外周部にガードパッド8が設けられていない場合には、第2の方向Yと平行な外周部には、耐静電コンタクトパッドが配置されることが好ましい。特に、第2のコンタクトパッド7と隣接するコンタクトパッドは、耐静電コンタクトパッドが配置されることが好ましい。
また、ガードパッド8は、液体吐出ヘッド1の形状等から、液体吐出ヘッド1を取り外したり取り付けたりする際に使用者の手に触れやすい領域を考慮して配置されることが好ましい。
また、上記実施形態では、ガードパッド8の第1の配置例についてのみ、隣接するコンタクトパッド5間の距離X1とガードパッド8と第2のコンタクトパッド7との間の距離X2の大きさについて述べたが、他の配置例についても同様である。第2〜第6の配置例においても第1の配置例と同様に、複数のコンタクトパッド5が並ぶ第1の方向Xにおいて、ガードパッド8と第2のコンタクトパッド7との間の距離X2は、隣接するコンタクトパッド5間の距離X1よりも短いことが好ましい。また、第2〜第4の配置例においても第1の配置例と同様に、第2の方向Yにおいて、ガードパッド8と第2のコンタクトパッド7との間の距離Y2は、隣接するコンタクトパッド5間の距離Y1よりも短いことが好ましい。
2 記録素子基板
3 電気配線部材
3a 電気配線基板
3b 電気接続部
5 コンタクトパッド
7 被保護コンタクトパッド
8 ガードパッド
Claims (13)
- 吐出口から液体を吐出させるために利用されるエネルギーを発生させるエネルギー発生素子が設けられた記録素子基板と、
複数のコンタクトパッドが並設された電気配線部材と、を備え、
前記複数のコンタクトパッドは、前記エネルギー発生素子を駆動するための電源が供給される第1のコンタクトパッドと、前記第1のコンタクトパッドよりも静電容量が低く、且つ、全ての前記コンタクトパッドを含むコンタクト領域内の前記複数のコンタクトパッドのうち外周側に設けられた第2のコンタクトパッドとを含み、
前記電気配線部材は、前記記録素子基板のグランドと接続され、前記第2のコンタクトパッドの外側に線状に延びるガードパッドをさらに有し、
前記複数のコンタクトパッドが並ぶ第1の方向および前記第1の方向と交わる第2の方向の少なくともいずれかにおいて、前記第2のコンタクトパッドと前記ガードパッドとの間の距離は、隣接するコンタクトパッドの間の距離よりも短いことを特徴とする、液体吐出ヘッド。 - 吐出口から液体を吐出させるために利用されるエネルギーを発生させるエネルギー発生素子が設けられた記録素子基板と、
複数のコンタクトパッドが並設された電気配線部材と、を備え、
前記複数のコンタクトパッドは、前記エネルギー発生素子を駆動するための電源が供給される第1のコンタクトパッドと、前記第1のコンタクトパッドよりも静電容量が低く、且つ、全ての前記コンタクトパッドを含むコンタクト領域内の前記複数のコンタクトパッドのうち外周側に設けられた第2のコンタクトパッドとを含み、
前記電気配線部材は、前記記録素子基板のグランドと接続され、前記第2のコンタクトパッドの外側に線状に延びるガードパッドをさらに有し、
前記第2のコンタクトパッドは、前記記録素子基板の回路および配線を覆う保護膜と電気的に接続されていることを特徴とする、液体吐出ヘッド。 - 前記第2のコンタクトパッドは、前記エネルギー発生素子の動作を検査するための検査用のコンタクトパッドを含む、請求項1または2に記載の液体吐出装置。
- 前記ガードパッドは、前記コンタクト領域を取り囲むように設けられる、請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記ガードパッドは、前記コンタクト領域を取り囲む矩形状に設けられる、請求項4に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記電気配線部材は、複数の前記ガードパッドを有し、
前記複数のガードパッドは、前記コンタクト領域を取り囲む矩形状の四辺を形成する、請求項4に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記複数のコンタクトパッドは、千鳥状に配置されており、
前記ガードパッドは、前記コンタクト領域に沿って設けられる、請求項4に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記ガードパッドは、前記第2のコンタクトパッドの3方向を囲むように設けられる、請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記複数のコンタクトパッドは、第1の方向に並んで設けられており、
前記ガードパッドは、前記第1の方向と交わる第2の方向に直線状に設けられ、
前記第2の方向において、前記ガードパッドの長さは、前記第2のコンタクトパッドの長さよりも長い、請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記複数のコンタクトパッドは、前記第1の方向に複数個並んだコンタクトパッドの列が、前記第2の方向に複数並んでおり、
前記ガードパッドは、複数列の前記コンタクトパッドに渡って前記第2の方向に延びる直線状に設けられ、
前記第2の方向において、前記ガードパッドの長さは、複数の前記第2のコンタクトパッドが設けられた領域の幅よりも長い、請求項9に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第2のコンタクトパッドは、前記記録素子基板の回路および配線を覆う保護膜と電気的に接続されている、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする、液体吐出装置。
- 前記複数のコンタクトパッドは、前記液体吐出装置の本体と電気的に接続されるコンタクトパッドを含み、
前記ガードパッドは、前記本体と電気的に接続されない、請求項12に記載の液体吐出装置。
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