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
【課題】インクジェット記録ヘッド用基板のサイズを大型化することなく、サージ等に対する安全性の向上を図る。
【解決手段】インクを吐出させるエネルギを発生する複数のヒータと、複数のヒータに電気的に接続され各ヒータに電力を印加するための共通配線１１０と、を備える。そして、共通配線１１０の少なくとも一部には、共通配線１１０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１０４が設けられる。
【解決手段】インクを吐出させるエネルギを発生する複数のヒータと、複数のヒータに電気的に接続され各ヒータに電力を印加するための共通配線１１０と、を備える。そして、共通配線１１０の少なくとも一部には、共通配線１１０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１０４が設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材にインク等の液体を吐出して記録を行うための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、記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、高速な記録が可能であること、様々な被記録材に対して記録することが可能であること、記録の際の騒音が殆ど生じないことなどの特徴がある。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、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等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装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドは、種々の方式により吐出インク滴を形成するものが知られている。このような記録装置では、この吐出インク滴を記録紙などの被記録材に付着させることによって記録を行う。なかでも、吐出インク滴の形成のためのエネルギとして熱を利用するインクジェット記録ヘッドは、高密度なマルチノズル化を比較的容易に実現でき、高解像度、高画質、また高速な記録を可能にしている。この種の熱エネルギを利用してインクを吐出する方式の１つとして、吐出エネルギ発生素子として熱エネルギを発生する発熱抵抗体であるヒータが形成された面の垂直上方にインク滴を吐出する、いわゆるサイドシュータ型のインクジェット記録ヘッドが知られている。このタイプの記録ヘッドは、一般に、吐出に伴うインクの供給をヒータが設けられた基板の裏側から、この基板を貫通するインク供給口を介して行うものである。
【０００４】
図１８及び図１９に、このようなサイドシュータ型のインクジェット記録ヘッドの一例を示す。図１８は、吐出口等を形成する部材を一部破断して基板の一部を示す斜視図である。図１９は、記録ヘッドの基板上の主に電源配線を示す平面図である。
【０００５】
このタイプの記録ヘッドは、図１８に示すように、基板を貫通するインク供給口８０３を挟んだ両側において千鳥状に配置された複数のヒータ８０２が基板８０５上に設けられる。また、これらの複数のヒータ８０２それぞれに対応してインクを吐出するためのインク吐出口８０１やインク流路８０４を形成するための部材が基板８０５上に形成されている。
【０００６】
図１９に示すように、基板８０５上には、複数のヒータ８０２を記録データに応じて選択的に駆動してインクを吐出するための電源側の電源共通配線９０２ａ、９０２ｂが配設されている。さらに、ヒータ８０２及びこのヒータ８０２に電力を供給するための電源配線、トランジスタ等の駆動素子、ＧＮＤ側の共通配線９０４ａ、９０４ｂ等の配線もしくは回路が、この順で接続されるよう設けられている。駆動素子は、図１９中にハッチングで示している部分の下層側に形成されている。そして、電源側及びＧＮＤ側の各共通配線は、電極パッド９０３を介して基板外と電気的な接続を行うことができる。なお、図１９では、層間絶縁膜や保護膜などを省略して示している。
【０００７】
以上の構成を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、インクは、各吐出口８０１の近傍でメニスカスを形成して保持され、この状態でヒータ８０２を記録データに応じて選択的に駆動させる。その発生する熱エネルギを利用して熱作用面上のインクを急激に加熱沸騰させ、その際に発生する気泡の圧力によってインクを吐出することができる。
【０００８】
ところで、インク吐出のためにヒータに供給される電気エネルギもしくは電力は、インク吐出に影響を及ぼす重要なファクターの１つである。すなわち、供給される電気エネルギが変化した場合、その変化に応じて発泡現象も変化し、良好な吐出を行えないことがある。例えば、供給された駆動エネルギが小さい場合には、エネルギ不足によりインクの膜沸謄現象が不安定になり易く、インク滴の吐出速度や吐出方向さらには吐出量の変動を招き、いわゆるヨレ、カスレなどといった記録画像の画質劣化を招く場合がある。一方、供給された駆動エネルギが高い場合には、過剰な熱エネルギによりヒータに機械的なストレスを与えたり、膜質に変化を生じさせたりしてしまう。これらによって、上述のような吐出不良を引き起こしたり、ひどい場合には記録ヘッドを破損させてしまったりすることもある。
【０００９】
このため、複数のヒータそれぞれに一定のエネルギが供給され、また、各ヒータについて供給されるエネルギが常に一定であることが望ましい。
【００１０】
一方、各ヒータに供給されるエネルギの変動要因として、１つの記録ヘッドで同時に駆動されるヒータの個数が変化することに伴うものが知られている。すなわち、記録データ等に応じて同時に駆動されるヒータの個数が変化した場合に、それによって生じる電圧降下が異なり、結果として各ヒータの駆動エネルギが変化するためである。
【００１１】
この問題の対策の１つとして、図１９に示すような構成が採られている（特許文献１参照）。この構成では、図１９に示すように、ヒータ８０２と電極パッドとの間の配線、及び駆動素子と電極パッドとの間の配線が複数に分割され、かつ、各共通電極配線９０２ａ、９０２ｂ、９０４ａ、９０４ｂについて配線抵抗値がほぼ等しくされている。この構成によれば、それぞれの共通電極配線について全てのヒータを駆動するときと、１つのヒータを駆動するときとの電圧降下の差を小さくすることができる。また、それぞれの共通電極配線に電気的に接続されるヒータについて、同時に駆動する個数を１つのヒータにすることによって、全部のヒータを駆動するときと、１つのヒータを駆動するときとの電圧ドロップの差をなくすことができる。これにより、各ヒータに対して常に一定の駆動エネルギを供給することができる。
【００１２】
この構成は、ヒータを駆動する際に生じる電圧降下のうち共通電極配線による電圧降下を小さくすることを前提とするものである。このため、共通電極配線の幅をできるだけ大きく形成してその配線抵抗を小さくし、その上で、図１９に示す共通電極配線の幅Ａ、Ｂのようにその配線の長さに応じて配線の幅を異ならせることによって、各電極配線間の配線抵抗を等しくするものである。
【００１３】
ところで、インクジェット記録ヘッドは、特許文献２に開示されているように、インクジェット記録ヘッド用基板内に温度センサを形成することで、高精度な基板温度の読み取りも可能にしている。この温度センサは、各電源が電流を消費する際に発生する熱によって変化するインク吐出特性の制御に活用されている。さらに、温度センサは、温度センサのモニタ値を利用して、電源ショートなどの基板上に何らかの異常が生じ、異常に温度上昇した際に強制的にシーケンスを一時停止する場合などにも活用されている。
【００１４】
以上説明した記録ヘッドとインクジェット記録装置本体とを電気的に接続する手段は、記録ヘッドを装着して往復運動させるキャリッジに設けられている。具体的には、キャリッジに複数の接点が設けられており、記録ヘッドがキャリッジに装着された際に、キャリッジ側の接点と記録ヘッド側に設けられた複数の接点とが当接することによって、記録ヘッドとインクジェット記録装置本体とが電気的に接続されている。
【特許文献１】特開平１０−４４４１６号公報
【特許文献２】特開平２−２５８２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような場合、インクジェット記録ヘッドは、インク交換時にユーザによって装着されることを前提としており、特にインクタンク一体型のものでは、インクを消耗するたびに、新しいインクジェット記録ヘッドが装着される。現時点では問題ないが、昨今においてはインクジェット記録ヘッドの用途も多岐にわたり、複合機や大判プリンタなど、ユーザによる取扱い時にその扱われ方によっては静電気やサージ等による過電圧が記録ヘッドに放電してしまう恐れがある。これにより、ロジック回路が故障し、論理が不定の状態で、もしも高電圧であるヒータへの電圧（例えば２４Ｖ）が印加された場合には、記録ヘッドの論理が暴走し、ひどい場合には、異常昇温などで破損してしまう可能性がある。
【００１６】
従来の記録ヘッドでは、上述したように、インクジェット記録ヘッド用基板内に温度センサが形成されており、温度センサによって高精度な基板温度の読み取りを行っていた。これにより、電源ショートなどインクジェット記録ヘッド用基板上に何らかの異常が生じて、異常に昇温した際にあるレベルに達した場合に、強制的にシーケンスを一時停止させていた。例えば、温度センサによるモニタ値を温度に換算したときに７０℃を超えた場合などに、強制的にシーケンスを一時停止させ、そのような状況を未然に防いでいた。
【００１７】
しかしながら、この構成の場合には、リーク電流や消費電力による基板の温度上昇に遅延時間があるため、異常を検知するまでに時間がかかってしまう不都合がある。このため、この構成では、異常を検知するまでの間、リーク電流や消費電力を流し続けていることになり、記録ヘッド及び駆動制御回路の安全性に関して十分でない場合が考えられた。そのため、より一層高精度で応答性が高い安全回路を記録ヘッド用基板に組み込む必要性がある。
【００１８】
一方で、記録ヘッド等の小型化の要望があり、記録ヘッドのサイズの大型化を避ける必要がある制約の下で、記録ヘッドに回路的に新たな機能を組み込むということは、非常に困難な状況となっている。
【００１９】
そこで、本発明は、上述の課題を解決し、インクジェット記録ヘッド用基板のサイズを大型化することなく、サージ等に対する安全性を向上することができる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、記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した目的を達成するため、本発明に係るインクジェット記録ヘッド用基板は、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、複数の吐出エネルギ発生素子に電気的に接続され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。そして、共通配線の少なくとも一部には、共通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。
【００２１】
また、本発明に係る他のインクジェット記録ヘッド用基板は、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、複数の吐出エネルギ発生素子に電気的に接続され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、
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。
【００２２】
また、本発明に係る更に他のインクジェット記録ヘッド用基板は、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、複数の吐出エネルギ発生素子に電気的に接続され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、
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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、インクジェット記録ヘッド用基板において電源系の共通配線にヒューズ素子が配置されることによって、サージ等の過電圧が生じたに場合であっても、共通配線が直接溶断されるので、記録ヘッドの信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１から図８は、本発明が実施または適用される好適な記録ヘッドを説明するための図である。以下、これらの図面を参照して各構成要素について説明する。
【００２６】
本実施形態の記録ヘッドは、インクタンクと一体型の構成であって、図１（ａ）及び図１（ｂ）では、ブラックインクが充填されたインクタンクを備える第１の記録ヘッド５００を示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）では、カラーインク（シアンインク、マゼンタインク、イエローインク）が充填されたインクタンクを備える第２の記録ヘッド５０１を示している。これら第１及び第２の記録ヘッド５００、５０１は、インクジェット記録装置本体に搭載されているキャリッジ上に、位置決め手段及び電気的な接点によって固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能に構成されている。インクタンクに充填されているインクが使用されて消耗した場合には、新たな記録ヘッドに交換することが可能にされている。
【００２７】
以下、これら記録ヘッド５００、５０１について、それぞれの構成要素を詳細に説明する。
【００２８】
（記録ヘッド）
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。
【００２９】
（１−１）第１の記録ヘッド５００
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。
【００３０】
（１−１−１）第１の記録素子基板１１００
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。
【００３１】
Ｓｉ基板１１１０には、インク供給口１１０２を挟んでその両側に、ヒータ１１０３が１列ずつ並べて配置されており、さらにヒータ１１０３に電力を供給するＡｌ等からなる不図示の電気配線が形成されている。これらヒータ１１０３と電気配線は、既存の成膜技術を利用して形成することができる。各列のヒータ１１０３は、互いに千鳥状になるように配列されている。すなわち、各列の吐出口の位置が、その列方向に直交する方向に並ばないように少しずれて配置されている。
【００３２】
また、Ｓｉ基板１１１０には、電気配線に電力を供給したり、ヒータ１１０３を駆動するための電気信号を供給したりするための電極部１１０４が、ヒータ１１０３の列の両端に位置する側の辺部に沿って配列されている。そして、それぞれの電極部１１０４上にはＡｕなどからなるバンプ１１０５が形成されている。
【００３３】
Ｓｉ基板１１１０上の、配線及び抵抗素子などの記録素子のパターンが形成された面上には、ヒータ１１０３ごとにインク流路を備える、樹脂材料からなる構造体がフォトリソグラフィ技術によって形成されている。この構造体は、各インク流路を区切るインク流路壁１１０６とその上方を覆う天井部とを有し、天井部には吐出口１１０７が開口されている。吐出口１１０７は、ヒータ１１０３のそれぞれに対向して設けられており、これにより吐出口群１１０８を形成している。
【００３４】
上述のように構成された第１の記録素子基板１１００では、インク流路１１０２から供給されたインクは、各ヒータ１１０３の発熱によって発生した気泡の圧力によって、各ヒータ１１０３に対向する吐出口１１０７から吐出される。
【００３５】
（１−１−２）電気配線テープ１３００
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。
【００３６】
電気配線テープ１３００と第１の記録素子基板１１００との電気的な接続は、次のように行われている。例えば、第１の記録素子基板１１００の電極部１１０４に形成されたバンプ１１０５と、第１の記録素子基板１１００の電極部１１０４に対応する電気配線テープ１３００の電極端子１３０４とが、熱超音波圧着法によって電気接合されている。
【００３７】
（１−１−３）インク供給保持部材１５００
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。
【００３８】
インク流路の上流部に位置するインク吸収体１６００からのインクが供給される部分とインク流路との境界部には、第１の記録素子基板１１００内部へのゴミの進入を防ぐためのフィルタ１７００が溶着により接合されている。フィルタ１７００は、ＳＵＳ金属メッシュタイプでも良いが、ＳＵＳ金属繊維焼結タイプの方が好ましい。
【００３９】
インク流路の下流部には、第１の記録素子基板１１００にブラックのインクを供給するためのインク供給口１２００が形成されている。第１の記録素子基板１１００のインク供給口１１０２がインク供給保持部材１５００のインク供給口１２００に連通するよう、第１の記録素子基板１１００がインク供給保持部材１５００に対して位置精度良く接着固定される。この接着に用いられる第１の接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後は、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。この第１の接着剤としては、例えばエポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤がある。この熱硬化接着剤を用いた場合、その接着層の厚みは５０μｍ程度が望ましい。
【００４０】
また、第１の記録素子基板１１００の接着面周囲の平面には、電気配線テープ１３００の一部の裏面が第２の接着剤によって接着固定される。第１の記録素子基板１１００と電気配線テープ１３００との電気的な接続部分は、第１の封止剤１３０７及び第２の封止剤１３０８（図７参照）によって封止され、これにより電気的な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。第１の封止剤１３０７は、主に電気配線テープ１３００の電極端子１３１２と第１の記録素子基板１１００のバンプ１１０５との接続部の裏面側と、第１の記録素子基板１１００の外周部分を封止している。さらに、第２の封止剤１３０８は、上述の接続部の表側を封止している。そして、電気配線テープ１３００の未接着部は、折り曲げられて、インク供給保持部材１５００の第１の記録素子基板１１００の接着面にほぼ垂直な側面に熱カシメまたは接着等で固定される。
【００４１】
（１−１−４）蓋部材１９００
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。
【００４２】
（１−２）第２の記録ヘッド５０１
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。
【００４３】
（１−２−１）第２の記録素子基板１１０１
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。
【００４４】
（１−２−２）電気配線テープ１３０１
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。
【００４５】
電気配線テープ１３０１と第２の記録素子基板１１０１との電気的な接続は次のように行う。例えば、第２の記録素子基板１１０１の電極部１１０４に形成されたバンプ１１０５と、第２の記録素子基板１１０１の電極部１１０４に対応する電気配線テープ１３０１の電極端子１３０４とが熱超音波圧着法により電気接合されることでなされる。
【００４６】
（１−２−３）インク供給保持部材１５０１
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。
【００４７】
インク吸収体１６０１、１６０２、１６０３としては、ＰＰ繊維を圧縮したものが用いられているが、これに代えてウレタン繊維を圧縮したものが用いられても良い。各インク流路の上流部に位置するインク吸収体１６０１、１６０２、１６０３と各インク流路との境界部には、記録素子基板１１０１内部へのゴミの進入を防ぐためのフィルタ１７０１，１７０２，１７０３がそれぞれ溶着により接合されている。各フィルタ１７０１、１７０２、１７０３は、ＳＵＳ金属メッシュタイプでも良いが、ＳＵＳ金属繊維焼結タイプの方がより好ましい。
【００４８】
インク流路の下流部には、第２の記録素子基板１１０１にシアン、マゼンタ、イエローの各インクを供給するためのインク供給口１２０１が形成されている。第２の記録素子基板１１０１の各インク供給口１１０２がインク供給保持部材１５０１の各インク供給口１２０１に連通するように、第２の記録素子基板１１０１がインク供給保持部材１５０１に対して位置精度良く接着固定される。この接着に用いられる第１の接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後は、比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性を有するものが望ましい。このような第１の接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤がある。この熱硬化接着剤を用いた場合、その接着層の厚みは５０μｍ程度が望ましい。
【００４９】
また、インク供給口１２０１付近の周囲の平面には、電気配線テープ１３０１の一部の裏面が第２の接着剤によって接着固定される。第２の記録素子基板１１０１と電気配線テープ１３０１との電気接続部分は、第１の封止剤１３０７及び第２の封止剤１３０８（図７参照）によって封止されており、これにより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。第１の封止剤１３０７は、主に電気配線テープ１３００の電極端子１３１２と記録素子基板のバンプ１１０５との接続部の裏面側と、記録素子基板の外周部分を封止し、第２の封止剤１３０８は、その接続部の表側を封止している。そして、電気配線テープ１３０１の未接着部は折り曲げられ、インク供給保持部材１５０１のインク供給口１２０１を有する面にほぼ直交した側面に熱カシメもしくは接着等で固定される。
【００５０】
（１−２−４）蓋部材１９０１
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。
【００５１】
次に、上述した記録ヘッドのインクジェット記録装置への装着について具体的に説明する。
【００５２】
図１及び図４に示したように、第１の記録ヘッド５００及び第２の記録ヘッド５０１は、インクジェット記録装置本体のキャリッジの装着位置に案内するための装着ガイド１５６０を備えている。また、各記録ヘッド５００、５０１は、ヘッドセットレバーによってキャリッジに装着固定するための係合部１９３０を備えている。また、各記録ヘッド５００、５０１は、キャリッジの所定の装着位置に位置決めするためのＸ方向（キャリッジの走査方向）の突き当て部１５７０と、Ｙ方向（被記録材の搬送方向）の突き当て部１５８０とを備えている。さらに、各記録ヘッド５００、５０１は、Ｚ方向（インク吐出方向）の突き当て部１５９０を備えている。そして、各記録ヘッド５００、５０１は、これら突き当て部１５７０、１５８０、１５９０によってキャリッジに対して位置決めされている。これによって、各記録ヘッド５００、５０１は、電気配線テープ１３００、１３０１上の外部信号入力端子１３０２と、キャリッジ内に設けられた電気接続部のコンタクトピンとを精度良く電気的に接触させることが可能にされている。
【００５３】
＜インクジェット記録装置＞
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。
【００５４】
図８に示すように、記録装置は、図１に示した第１の記録ヘッド５００、及び図４に示した第２の記録ヘッド５０１が位置決めされて交換可能に搭載されるキャリッジ５２を有している。キャリッジ５２には、各記録ヘッド５００、５０１の外部信号入力端子を介して各吐出部に駆動信号等を伝達するための電気接続部が設けられている。
【００５５】
キャリッジ５２は、主走査方向に延在して装置本体に設置されたガイドシャフト５３に沿って往復移動可能に支持されている。そして、キャリッジ５２は、主走査モータ５４によりモータプーリ５５、従動プーリ５６及びタイミングベルト５７等の駆動機構を介して駆動されるとともに、その位置及び移動が駆動制御される。また、キャリッジ５２には、ホームポジションセンサ１３０が設けられている。キャリッジ５２上のホームポジションセンサ１３０が遮蔽板１３６の位置を通過したときに、ホームポジションとなる位置が検出される。
【００５６】
例えば記録用紙やプラスチック薄板等の被記録材５８は、給紙モータ１３５がギアを介してピックアップローラ１３１を回転させることによって、オートシートフィーダ（ＡＳＦ）１３２から１枚ずつ分離されて給送される。さらに、被記録材５８は、搬送ローラ５９が回転駆動することによって、記録ヘッド５００、５０１の吐出口面と対向する位置（記録部）を通って搬送（副走査）される。ＬＦモータ１３４による駆動力は、ギアを介して搬送ローラ５９に伝達される。給紙されたか否かの判定と給紙時の頭出し位置の確定は、被記録材５８が紙端センサ１３３を通過した時点で行われる。この紙端センサ１３３は、被記録材５８の後端の実際の位置を検出し、実際の後端から現在の記録位置を最終的に算出するためにも使用される。
【００５７】
なお、被記録材５８は、記録部において平坦な記録面を形成するように、その裏面がプラテン（不図示）によって支持されている。この場合、キャリッジ５２に搭載された記録ヘッド５００、５０１は、それらの吐出口面がキャリッジ５２から下方へ突出して２組の搬送ローラの間で被記録材５８と平行になるように保持されている。
【００５８】
記録ヘッド５００、５０１は、各吐出部における吐出口の並び方向がキャリッジ５２の走査方向に対して交差する方向になるようにキャリッジ５２に搭載され、これらの吐出口列からインクを吐出して記録を行う。
【００５９】
なお、記録ヘッド５０１と同一の構成で、内部のインクがライトマゼンタ、ライトシアン、ブラックで構成された記録ヘッドを、記録ヘッド５０１と交換して使うことで高画質フォトプリンタとして使用することも可能である。
【００６０】
図９は、本実施形態の記録素子基板の構造を示す平面図である。図９に示すように、インクジェット記録ヘッド用基板としての記録素子基板１０１には、外部から電力が供給される電極パッド１０２と、この電極パッド１０２に電気的に接続された共通配線１１０とを備えている。本実施形態では、共通配線１１０が、１つの電極パッド１０２の近傍から４つの分割配線１０３に分割されている。また、各分割配線１０３は、インクジェット記録ヘッドからインク滴を吐出させるためのエネルギ発生素子としての複数のヒータ１０５にそれぞれ電気的に接続されている。また、記録素子基板１０１には、ヒータ１０５の駆動を切り換え制御する駆動素子としてのＭＯＳトランジスタ（不図示）が、各ヒータ１０５に対応して設けられている。
【００６１】
そして、本実施形態において、ヒータ１０５を駆動する電流の流れは以下のとおりである。電流は、任意の電極パッド１０２から分割配線１０３を通り、ＭＯＳトランジスタを介して、ヒータ１０５に供給される。その後、分割配線１０３と異なる個別の配線を通り、任意の電極パッドと異なるパッドからＧＮＤ（接地）に流れるように構成されている。図１０に、図９中の部分Ｋの構成の等価回路を示す。等価回路において、ヒューズ素子１０４は、図１０に示すような位置に配置されることになる。
【００６２】
本実施形態では、１つの分割配線１０３に１６個のヒータ１０５が電気的に接続されている構成が採られている。なお、分割配線１０３の分割数及び分割配線１０３に電気的に接続されたヒータ１０５の個数は、本実施形態の構成に限定されるものではなく、各種のインクジェット記録ヘッドの仕様にそれぞれ適当な個数であればよい。
【００６３】
そして、各分割配線１０３には、分割配線１０３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１０４がそれぞれ配置されている。本実施形態において、ヒューズ素子１０４は、ヒータ１０５に使用されている材料と同一材料で形成されている。なお、ヒューズ素子１０４及びヒータ１０５の材料としては、例えばＴａＳｉＮを使用したが、これに限定されるものではない。
【００６４】
次に、ヒューズ素子１０４の寸法について説明する。なお、以下に挙げる条件は、本発明に係る１つの実施形態に過ぎず、これらの数値によって本発明が限定されるものではない。
【００６５】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは、ヒータ１０５の駆動電源として２４（Ｖ）のものを使用しており、インクを吐出させるためのエネルギ発生素子であるヒータ１０５の抵抗値が４００（Ω）程度にされている。また、本実施形態では、ヒータ１０５の単位面積当たりの抵抗値が３５０（Ω）のものを使用した。
【００６６】
ヒータ１０５に加えられる電気パルスは、１（μｓ）程度で駆動される。また、電極パッド１０２から各ヒータ１０５までの分割配線１０３の抵抗、ＭＯＳトランジスタの駆動時の抵抗、ヒューズ素子１０４の抵抗の合計は８０（Ω）程度にされている。本実施形態において、各分割配線１０３は、配線抵抗値がそれぞれ同等になるように、その線幅、長さによって調整されている。本実施形態において、１つのヒータ１０５に流れる電流値は、２４（Ｖ）÷４８０（Ω）＝０．０５（Ａ）に設定されている。
【００６７】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、上述したように、１つの分割配線１０３に電気的に接続された複数のヒータ１０５において、２つ以上のヒータ１０５が同時に駆動されない、つまり１つのヒータ１０５のみが駆動されるように構成されている。すなわち、図１０中に破線で囲んで示す各ヒータ群Ｇ１，Ｇ２，・・Ｇｎにおける１つのヒータ１０５だけがそれぞれ同時に駆動される。そして、本実施形態において、各分割配線１０３は、同時に駆動させる複数のヒータ１０５の最大個数分の電流よりも大きな電流が流れたときにヒューズ素子１０４が溶断されるように構成されている。
【００６８】
以上のように構成されたインクジェット記録ヘッドでは、分割配線１０３に同時にヒータ１０５の駆動電流の２つ分以上の電流が流れることは無い。もしも仮に、それ以上の電流が流れた場合には、記録素子基板１０１に設けられた配線がショートしている、または、ヒータ１０５を駆動するためのＭＯＳトランジスタが破損している等の故障が考えられる。このような場合には、インクジェット記録ヘッドの更なる破損を引き起こすおそれがある。本実施形態ではそのような破損を防止するために、ヒューズ素子１０４にヒータ１０５を駆動するための電流が、最大個数分であるヒータ１０５の２つ分以上流れた場合に、ヒューズ素子１０４を溶断させて、通電状態を速やかに遮断することができる。
【００６９】
本実施形態で用いたヒューズ素子１０４は、通常のヒータ駆動時に流れる電流の２倍で単位面積当たりのエネルギが４倍になったときに溶断されるように構成されている。本実施形態で用いたヒューズ素子１０４の材料としては、ヒューズ素子１０４にかかる単位面積当たりのエネルギが７５００（μｗ／μｍ2）程度になったときに、ヒータ１０５の駆動パルス１（μｓ）程度が通電された場合に溶断される材料を用いた。記録素子基板１０１が正常な場合には、ヒューズ素子１０４にかかるエネルギがその１／４となり、当然、ヒューズ素子１０４は、１つのヒータ１０５を駆動する電流が流れているときには溶断されない。
【００７０】
ヒューズ素子１０４の抵抗値を２０（Ω）とするためには、ヒューズ素子１０４の縦：横＝２：３５となっていれば良い。これらの条件から、ヒューズ素子１０４の面積は、２６．３（μｍ2）程度を必要としており、上述の縦横比を満たすように縦１．２３（μｍ）×横２１．６（μｍ）という外形寸法に形成すればよい。
【００７１】
このような外形寸法に形成されたヒューズ素子１０４が各分割配線１０３に設けられることによって、分割配線１０３に異常な電流が流れた場合においても、ヒューズ素子１０４が速やかに溶断される。したがって、インクジェット記録ヘッドの破損を招くおそれがある重大な問題を回避することができる。
【００７２】
本実施形態では、ヒューズ素子１０４の構成の一例を示したに過ぎない。すなわち、ヒューズ素子１０４が溶断される場合の電流値、ヒューズ素子１０４の溶断されるための単位面積当たりのエネルギなど、それぞれのインクジェット記録ヘッドの仕様に応じたマージンを付け加える等の変更を適宜行うことは可能である。
【００７３】
本実施形態によれば、電源系の共通配線から分割された分割配線に各ヒューズ素子が配置されることによって、サージ等の過電圧が生じて、仮に論理が暴走した場合であっても、分割配線が直接溶断されるので、記録ヘッドの信頼性を向上することができる。
【００７４】
（第２の実施形態）
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。
【００７５】
本実施形態では、共通配線２１０が、１つの電極パッド２０２，２０４から４つの分割配線２０３，２０７に分割されるように構成されたが、この構成に限定されるものではない。また、本実施形態では、全ての電極パッド２０２，２０４に通ずる各分割配線２０３，２０７にヒューズ素子２０５，２０６がそれぞれ設けられている。したがって、各ヒューズ素子２０５，２０６は、例えば分割配線２０３と分割配線２０７とのように隣接する分割配線間におけるショートの場合に、必要以上の過電流が流れたときに溶断される。また、このような場合ばかりでなく、各ヒューズ素子２０５，２０６は、他に存在する電気配線等と各分割配線２０３，２０７とがショートした場合にも、必要以上の過電流が流れたときに溶断される。すなわち、本実施形態の記録素子基板２０１によれば、各分割配線２０３，２０７にヒューズ素子２０５，２０６がそれぞれ設けられることによって、信頼性を更に向上することができる。
【００７６】
（第３の実施形態）
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。
【００７７】
以上のように構成することで、分割配線３０３，３０７の幅を比較的細く形成することが可能になる。このため、ヒューズ素子の材質等の理由からヒューズ素子の寸法が大きくなってしまう場合等に、記録素子基板の面積の大型化を抑制するとともに、ヒューズ素子を配置することが可能になる。なお、この構成の場合においても、ヒューズ素子３０５，３０６は、流れる電流が、同時に駆動されるヒータの個数分の電流よりも大きくなった場合に溶断されるように構成されている。
【００７８】
（第４の実施形態）
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。
【００７９】
各ヒータ４０５は、インク供給口４１２を挟んだ両側にそれぞれ１列ずつ、配列ピッチを１／２だけ、インク供給口４１２の長手方向（吐出口の配列方向）にずらした千鳥状に配列されている。このような複数のヒータ４０５は、これらを選択的に駆動するためのスイッチングトランジスタ等の半導体素子からなる駆動素子を含む駆動回路が予め形成された記録素子基板４０１上に、配列されて形成される。さらに、各ヒータ４０５に対する電極配線（ヒータ配線）４１３を形成するための電極配線層を積層する。その後、これらにエッチングを連続的に施して所望のパターニングを行い、さらに電極配線層を部分的に除去してその部分のヒータ層を露出させることで形成することができる。
【００８０】
図１４に示すように、ヒータ４０５の一端は、ヒータ配線４１３の一方の部分を介して電源分割配線４０７に電気的に接続されている。ヒータ４０５の他端は、ヒータ配線４１３の他方の部分から、例えばスルーホールを介して、下層に形成された駆動回路に電気的に接続され、さらに駆動回路からＧＮＤ分割配線４０３に電気的に接続されている。記録素子基板４０１全体においては、図１３に示すように、配列された複数のヒータ４０５を複数個ごとのブロックに分割し、その各ブロック単位で電極パッド４０４まで接続する配線が設けられ、各ブロック単位の配線の抵抗値が等しくなるように構成されている。
【００８１】
続いて、本実施形態におけるヒューズ素子の配置について説明する。図１５は、分割配線内でのヒューズ素子の配置を示す平面図である。ヒューズ素子４０６は、１つの分割配線４０３，４０７に対して１つずつ配置されている。ここで、電源分割配線４０７及びＧＮＤ分割配線４０３は、図１３に示したように、電極部の電極パッド４０４の近傍で連結されている。ヒューズ素子４０６は、図１３中に示す共通配線４１０の部分Ｍに配置することも考えられる。また、１つの分割配線４０３，４０７に電気的に接続されている複数のヒータ４０５のうちで同時に駆動させるヒータ４０５の個数が１つに限られている。そのため、本実施形態では、ヒューズ素子４０６に流れる電流量を設定しやすく、下層が平坦な形状が得られ易いインク供給口４１２から各分割配線が連結される連結部までの間の領域である分割配線の部分Ｎに、ヒューズ素子４０６がそれぞれ配置されている。
【００８２】
ヒューズ素子の形状は、図１５に示すように、ヒューズ素子４０６の幅方向に直交する長さ方向の両側に、ヒューズ素子４０６の幅Ｗ２と同一の幅に形成されたヒューズ電極４０８を有している。また、ヒューズ素子４０６は、信頼性及び溶断の安定性を向上するために、ヒューズ素子４０６及びそのヒューズ電極４０８が配置されている部分の下層には、段差などが無く、平坦な形状に形成されている部分に配置されている。ヒューズ素子は、通常、ヒータの電源系配線として用いられるので、できる限り抵抗値を低く抑える必要がある。このため、本実施形態において、ヒューズ素子の形状は、各々の分割配線の幅に対して幅広な形状に形成されている。そして、１つのヒータが駆動する際に流れる通常の電流よりも大きな過電流が流れたときにのみヒューズ素子が溶断するようにヒューズ素子の形状が設定される。
【００８３】
本実施形態では、各分割配線４０３，４０７に対してヒューズ素子４０６をそれぞれ設ける必要があるため、上述のような幅広のヒューズ素子４０６を、分割配線を一定の幅にして導入した場合には、幅広のヒューズ素子４０６の分だけ面積を余分にとってしまう。このため、記録素子基板のサイズの大型化を招く原因になってしまう。さらに、各分割配線４０３，４０７の各ヒューズ素子４０６を一箇所にまとめて配置した場合には、ヒューズ素子４０６の配置部分を迂回して配線をレイアウトする必要がある。このため、配線の引き回しが困難になる等の不都合が生じ、記録素子基板のサイズの更なる増加の要因になる。
【００８４】
そこで、本実施形態では、図１５に示すように、ヒューズ素子４０６が、分割配線４０３，４０７の長さ方向に対して位置を互いにずらして配置、すなわち分散して配置されている。加えて、隣接する分割配線４０３，４０７において、ヒューズ素子４０６に隣接する部分の幅を小さく形成することにより、ヒューズ素子４０６が配置されたことによって分割配線４０３，４０７が占める領域の面積が増加するのを抑えることができる。
【００８５】
つまり、ヒューズ素子４０６の幅Ｗ２は、ヒューズ素子４０６が配置された分割配線４０３，４０７の幅Ｗ１よりも大きくされ、ヒューズ素子４０６が分割配線４０３，４０７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４０６に隣接する分割配線４０３，４０７の幅は部分的に小さくされ、分割配線４０３，４０７の長手方向に沿って、複数の分割配線４０３，４０７の幅の総和が一定にされている。
【００８６】
また、ヒューズ素子は、ヒータと同一材料によって、同一の工程（製造プロセス）で形成されている。このため、ヒューズ素子を形成するために新たに成膜工程やパターニング工程等を設定することなく形成することが可能であり、製造コストを増加させずに安全回路の機能を組み込むことができる。
【００８７】
本実施形態によれば、記録素子基板にヒューズ素子が配置された構成であっても、複数の分割配線の幅の総和が増加しないので、記録素子基板のサイズを大型化することなく、安価で小型の記録ヘッドを提供することができる。
【００８８】
図１６は、実施形態の他の構成例を示す模式図である。この図１６に示すように、ヒューズ素子４０６の配置箇所は、第４の実施形態と同様に下層が平坦に形成されており、各ヒューズ素子４０６が分割配線４０３，４０７に配置されている。ヒューズ素子４０６は、第４の実施形態と同様の機能を維持するために、比較的幅広の形状に形成されているが、ヒューズ素子４０６の幅方向が、分割配線４０３，４０７の幅方向に対して平行ではなく、所定の角度をもって傾斜されて配置されている。このようにヒューズ素子４０６の幅方向を配置することによって、ヒューズ素子４０６の所望の幅Ｗ２を確保しながらも、分割配線４０３，４０７の幅が増加することが抑えられる。このため、記録ヘッドのサイズの増加を抑えつつ、電源系配線の安全性を向上することができる。
【００８９】
上述した実施形態では、図１３中に示す部分Ｎに配置する構成を挙げたが、部分Ｎだけに限らずに、その他の分割されている分割配線上の箇所にヒューズ素子が配置されてもよいことは勿論であり、その他に考えられる配置個所を以下に示す。
【００９０】
図１７（ａ），（ｂ）は、図１３中に示すヒータの駆動素子（ＭＯＳトランジスタ）の部分Ｚを拡大して示す模式図であり、電源分割配線の数と駆動素子列の数との関係を示している。駆動素子列６０６は、電源分割配線６０７に対して直交する向きで配置されている。図１７（ａ）は、電源分割配線６０７の数が比較的少ない場合の構成例であり、１つのヒータ６０５に対して２列の駆動素子列６０６が設けられている。
【００９１】
一方、図１７（ｂ）に示す構成は、電源分割配線６０７の数が多く、複数の電源分割配線群が幅方向に占める寸法が、図１７（ａ）における寸法Ｆから図１７（ｂ）における寸法２Ｆに２倍になり、電源分割配線６０７が占める面積も２倍になっている。この構成において、上述した図１７（ａ）に示した構成と同様の駆動能力を得るためには、駆動素子を、電源分割配線６０７の幅方向に対して２倍に延ばし、１列で配置すればよい。特に、多数のノズルを有する長尺状の記録素子基板においては、ヒータの個数の増加に伴って分割配線の個数も増えることになるため、図１７（ｂ）に示したように、電源分割配線６０７の幅方向に占める面積が増加して大きくなる。したがって、電源分割配線６０７の幅方向に対する増加量の分だけ駆動素子を列方向に対して延ばすことで、駆動素子の列数を減らすことができる。これによって、図１７（ｂ）中に部分Ｅで示す空きスペースに、ヒューズ素子を配置することが可能になる。したがって、空きスペースにヒューズ素子を配置することで、ヒューズ素子を配置するための新たな領域を確保する必要がなく、ヒューズ素子による安全回路を設けることができる。
【００９２】
なお、上述した実施形態の記録素子基板は、インクを吐出するための記録素子基板と、この記録素子基板に供給するインクを収容するインク収容部とが一体に構成された記録ヘッドカートリッジのような、使い捨てタイプのものに適用されて好適である。
【００９３】
また、本発明に係る記録装置は、一般的なプリント装置の他、複写機、通信システムを有するファクシミリ、記録部を有するワードプロセッサ等の装置、あるいは、これらの各種装置を複合してなる多機能記録装置等に採用されて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】実施形態のインクジェット記録ヘッドを構成する第１の記録ヘッドを説明するための斜視図である。
【図２】第１の記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図３】第１の記録ヘッドを構成する第１の記録素子基板の一部を破断して示す斜視図である。
【図４】実施形態のインクジェット記録ヘッドを構成する第２の記録ヘッドを説明するための斜視図である。
【図５】第２の記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図６】第２の記録ヘッドを構成する第２の記録素子基板の一部を破断して示す斜視図である。
【図７】実施形態のインクジェット記録ヘッドの一部を示す断面図である。
【図８】実施形態のインクジェット記録装置の一例を示す模式図である。
【図９】第１の実施形態の記録素子基板を示す平面図である。
【図１０】第１の実施形態の記録素子基板を示す等価回路図である。
【図１１】第２の実施形態の記録素子基板を示す平面図である。
【図１２】第３の実施形態の記録素子基板を示す平面図である。
【図１３】第４の実施形態の記録素子基板を示す平面図である。
【図１４】上記実施形態におけるヒータ周辺を示す拡大図である。
【図１５】上記実施形態におけるヒューズ素子の配置の一例を示す平面図である。
【図１６】上記実施形態におけるヒューズ素子の配置の他の例を示す平面図である。
【図１７】上記実施形態におけるヒータの駆動素子を拡大して示す模式図である。
【図１８】従来のインクジェット記録基板を示す斜視図である。
【図１９】従来のインクジェット記録基板の電源系配線を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０１ 記録素子基板（インクジェット記録ヘッド用基板）
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材にインク等の液体を吐出して記録を行うための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、記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、高速な記録が可能であること、様々な被記録材に対して記録することが可能であること、記録の際の騒音が殆ど生じないことなどの特徴がある。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、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等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装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドは、種々の方式により吐出インク滴を形成するものが知られている。このような記録装置では、この吐出インク滴を記録紙などの被記録材に付着させることによって記録を行う。なかでも、吐出インク滴の形成のためのエネルギとして熱を利用するインクジェット記録ヘッドは、高密度なマルチノズル化を比較的容易に実現でき、高解像度、高画質、また高速な記録を可能にしている。この種の熱エネルギを利用してインクを吐出する方式の１つとして、吐出エネルギ発生素子として熱エネルギを発生する発熱抵抗体であるヒータが形成された面の垂直上方にインク滴を吐出する、いわゆるサイドシュータ型のインクジェット記録ヘッドが知られている。このタイプの記録ヘッドは、一般に、吐出に伴うインクの供給をヒータが設けられた基板の裏側から、この基板を貫通するインク供給口を介して行うものである。
【０００４】
図１８及び図１９に、このようなサイドシュータ型のインクジェット記録ヘッドの一例を示す。図１８は、吐出口等を形成する部材を一部破断して基板の一部を示す斜視図である。図１９は、記録ヘッドの基板上の主に電源配線を示す平面図である。
【０００５】
このタイプの記録ヘッドは、図１８に示すように、基板を貫通するインク供給口８０３を挟んだ両側において千鳥状に配置された複数のヒータ８０２が基板８０５上に設けられる。また、これらの複数のヒータ８０２それぞれに対応してインクを吐出するためのインク吐出口８０１やインク流路８０４を形成するための部材が基板８０５上に形成されている。
【０００６】
図１９に示すように、基板８０５上には、複数のヒータ８０２を記録データに応じて選択的に駆動してインクを吐出するための電源側の電源共通配線９０２ａ、９０２ｂが配設されている。さらに、ヒータ８０２及びこのヒータ８０２に電力を供給するための電源配線、トランジスタ等の駆動素子、ＧＮＤ側の共通配線９０４ａ、９０４ｂ等の配線もしくは回路が、この順で接続されるよう設けられている。駆動素子は、図１９中にハッチングで示している部分の下層側に形成されている。そして、電源側及びＧＮＤ側の各共通配線は、電極パッド９０３を介して基板外と電気的な接続を行うことができる。なお、図１９では、層間絶縁膜や保護膜などを省略して示している。
【０００７】
以上の構成を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、インクは、各吐出口８０１の近傍でメニスカスを形成して保持され、この状態でヒータ８０２を記録データに応じて選択的に駆動させる。その発生する熱エネルギを利用して熱作用面上のインクを急激に加熱沸騰させ、その際に発生する気泡の圧力によってインクを吐出することができる。
【０００８】
ところで、インク吐出のためにヒータに供給される電気エネルギもしくは電力は、インク吐出に影響を及ぼす重要なファクターの１つである。すなわち、供給される電気エネルギが変化した場合、その変化に応じて発泡現象も変化し、良好な吐出を行えないことがある。例えば、供給された駆動エネルギが小さい場合には、エネルギ不足によりインクの膜沸謄現象が不安定になり易く、インク滴の吐出速度や吐出方向さらには吐出量の変動を招き、いわゆるヨレ、カスレなどといった記録画像の画質劣化を招く場合がある。一方、供給された駆動エネルギが高い場合には、過剰な熱エネルギによりヒータに機械的なストレスを与えたり、膜質に変化を生じさせたりしてしまう。これらによって、上述のような吐出不良を引き起こしたり、ひどい場合には記録ヘッドを破損させてしまったりすることもある。
【０００９】
このため、複数のヒータそれぞれに一定のエネルギが供給され、また、各ヒータについて供給されるエネルギが常に一定であることが望ましい。
【００１０】
一方、各ヒータに供給されるエネルギの変動要因として、１つの記録ヘッドで同時に駆動されるヒータの個数が変化することに伴うものが知られている。すなわち、記録データ等に応じて同時に駆動されるヒータの個数が変化した場合に、それによって生じる電圧降下が異なり、結果として各ヒータの駆動エネルギが変化するためである。
【００１１】
この問題の対策の１つとして、図１９に示すような構成が採られている（特許文献１参照）。この構成では、図１９に示すように、ヒータ８０２と電極パッドとの間の配線、及び駆動素子と電極パッドとの間の配線が複数に分割され、かつ、各共通電極配線９０２ａ、９０２ｂ、９０４ａ、９０４ｂについて配線抵抗値がほぼ等しくされている。この構成によれば、それぞれの共通電極配線について全てのヒータを駆動するときと、１つのヒータを駆動するときとの電圧降下の差を小さくすることができる。また、それぞれの共通電極配線に電気的に接続されるヒータについて、同時に駆動する個数を１つのヒータにすることによって、全部のヒータを駆動するときと、１つのヒータを駆動するときとの電圧ドロップの差をなくすことができる。これにより、各ヒータに対して常に一定の駆動エネルギを供給することができる。
【００１２】
この構成は、ヒータを駆動する際に生じる電圧降下のうち共通電極配線による電圧降下を小さくすることを前提とするものである。このため、共通電極配線の幅をできるだけ大きく形成してその配線抵抗を小さくし、その上で、図１９に示す共通電極配線の幅Ａ、Ｂのようにその配線の長さに応じて配線の幅を異ならせることによって、各電極配線間の配線抵抗を等しくするものである。
【００１３】
ところで、インクジェット記録ヘッドは、特許文献２に開示されているように、インクジェット記録ヘッド用基板内に温度センサを形成することで、高精度な基板温度の読み取りも可能にしている。この温度センサは、各電源が電流を消費する際に発生する熱によって変化するインク吐出特性の制御に活用されている。さらに、温度センサは、温度センサのモニタ値を利用して、電源ショートなどの基板上に何らかの異常が生じ、異常に温度上昇した際に強制的にシーケンスを一時停止する場合などにも活用されている。
【００１４】
以上説明した記録ヘッドとインクジェット記録装置本体とを電気的に接続する手段は、記録ヘッドを装着して往復運動させるキャリッジに設けられている。具体的には、キャリッジに複数の接点が設けられており、記録ヘッドがキャリッジに装着された際に、キャリッジ側の接点と記録ヘッド側に設けられた複数の接点とが当接することによって、記録ヘッドとインクジェット記録装置本体とが電気的に接続されている。
【特許文献１】特開平１０−４４４１６号公報
【特許文献２】特開平２−２５８２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このような場合、インクジェット記録ヘッドは、インク交換時にユーザによって装着されることを前提としており、特にインクタンク一体型のものでは、インクを消耗するたびに、新しいインクジェット記録ヘッドが装着される。現時点では問題ないが、昨今においてはインクジェット記録ヘッドの用途も多岐にわたり、複合機や大判プリンタなど、ユーザによる取扱い時にその扱われ方によっては静電気やサージ等による過電圧が記録ヘッドに放電してしまう恐れがある。これにより、ロジック回路が故障し、論理が不定の状態で、もしも高電圧であるヒータへの電圧（例えば２４Ｖ）が印加された場合には、記録ヘッドの論理が暴走し、ひどい場合には、異常昇温などで破損してしまう可能性がある。
【００１６】
従来の記録ヘッドでは、上述したように、インクジェット記録ヘッド用基板内に温度センサが形成されており、温度センサによって高精度な基板温度の読み取りを行っていた。これにより、電源ショートなどインクジェット記録ヘッド用基板上に何らかの異常が生じて、異常に昇温した際にあるレベルに達した場合に、強制的にシーケンスを一時停止させていた。例えば、温度センサによるモニタ値を温度に換算したときに７０℃を超えた場合などに、強制的にシーケンスを一時停止させ、そのような状況を未然に防いでいた。
【００１７】
しかしながら、この構成の場合には、リーク電流や消費電力による基板の温度上昇に遅延時間があるため、異常を検知するまでに時間がかかってしまう不都合がある。このため、この構成では、異常を検知するまでの間、リーク電流や消費電力を流し続けていることになり、記録ヘッド及び駆動制御回路の安全性に関して十分でない場合が考えられた。そのため、より一層高精度で応答性が高い安全回路を記録ヘッド用基板に組み込む必要性がある。
【００１８】
一方で、記録ヘッド等の小型化の要望があり、記録ヘッドのサイズの大型化を避ける必要がある制約の下で、記録ヘッドに回路的に新たな機能を組み込むということは、非常に困難な状況となっている。
【００１９】
そこで、本発明は、上述の課題を解決し、インクジェット記録ヘッド用基板のサイズを大型化することなく、サージ等に対する安全性を向上することができる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、記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上述した目的を達成するため、本発明に係るインクジェット記録ヘッド用基板は、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、複数の吐出エネルギ発生素子に電気的に接続され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。そして、共通配線の少なくとも一部には、共通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。
【００２１】
また、本発明に係る他のインクジェット記録ヘッド用基板は、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、複数の吐出エネルギ発生素子に電気的に接続され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、
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。
【００２２】
また、本発明に係る更に他のインクジェット記録ヘッド用基板は、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、複数の吐出エネルギ発生素子に電気的に接続され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、
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。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、インクジェット記録ヘッド用基板において電源系の共通配線にヒューズ素子が配置されることによって、サージ等の過電圧が生じたに場合であっても、共通配線が直接溶断されるので、記録ヘッドの信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１から図８は、本発明が実施または適用される好適な記録ヘッドを説明するための図である。以下、これらの図面を参照して各構成要素について説明する。
【００２６】
本実施形態の記録ヘッドは、インクタンクと一体型の構成であって、図１（ａ）及び図１（ｂ）では、ブラックインクが充填されたインクタンクを備える第１の記録ヘッド５００を示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）では、カラーインク（シアンインク、マゼンタインク、イエローインク）が充填されたインクタンクを備える第２の記録ヘッド５０１を示している。これら第１及び第２の記録ヘッド５００、５０１は、インクジェット記録装置本体に搭載されているキャリッジ上に、位置決め手段及び電気的な接点によって固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能に構成されている。インクタンクに充填されているインクが使用されて消耗した場合には、新たな記録ヘッドに交換することが可能にされている。
【００２７】
以下、これら記録ヘッド５００、５０１について、それぞれの構成要素を詳細に説明する。
【００２８】
（記録ヘッド）
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。
【００２９】
（１−１）第１の記録ヘッド５００
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。
【００３０】
（１−１−１）第１の記録素子基板１１００
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。
【００３１】
Ｓｉ基板１１１０には、インク供給口１１０２を挟んでその両側に、ヒータ１１０３が１列ずつ並べて配置されており、さらにヒータ１１０３に電力を供給するＡｌ等からなる不図示の電気配線が形成されている。これらヒータ１１０３と電気配線は、既存の成膜技術を利用して形成することができる。各列のヒータ１１０３は、互いに千鳥状になるように配列されている。すなわち、各列の吐出口の位置が、その列方向に直交する方向に並ばないように少しずれて配置されている。
【００３２】
また、Ｓｉ基板１１１０には、電気配線に電力を供給したり、ヒータ１１０３を駆動するための電気信号を供給したりするための電極部１１０４が、ヒータ１１０３の列の両端に位置する側の辺部に沿って配列されている。そして、それぞれの電極部１１０４上にはＡｕなどからなるバンプ１１０５が形成されている。
【００３３】
Ｓｉ基板１１１０上の、配線及び抵抗素子などの記録素子のパターンが形成された面上には、ヒータ１１０３ごとにインク流路を備える、樹脂材料からなる構造体がフォトリソグラフィ技術によって形成されている。この構造体は、各インク流路を区切るインク流路壁１１０６とその上方を覆う天井部とを有し、天井部には吐出口１１０７が開口されている。吐出口１１０７は、ヒータ１１０３のそれぞれに対向して設けられており、これにより吐出口群１１０８を形成している。
【００３４】
上述のように構成された第１の記録素子基板１１００では、インク流路１１０２から供給されたインクは、各ヒータ１１０３の発熱によって発生した気泡の圧力によって、各ヒータ１１０３に対向する吐出口１１０７から吐出される。
【００３５】
（１−１−２）電気配線テープ１３００
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。
【００３６】
電気配線テープ１３００と第１の記録素子基板１１００との電気的な接続は、次のように行われている。例えば、第１の記録素子基板１１００の電極部１１０４に形成されたバンプ１１０５と、第１の記録素子基板１１００の電極部１１０４に対応する電気配線テープ１３００の電極端子１３０４とが、熱超音波圧着法によって電気接合されている。
【００３７】
（１−１−３）インク供給保持部材１５００
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。
【００３８】
インク流路の上流部に位置するインク吸収体１６００からのインクが供給される部分とインク流路との境界部には、第１の記録素子基板１１００内部へのゴミの進入を防ぐためのフィルタ１７００が溶着により接合されている。フィルタ１７００は、ＳＵＳ金属メッシュタイプでも良いが、ＳＵＳ金属繊維焼結タイプの方が好ましい。
【００３９】
インク流路の下流部には、第１の記録素子基板１１００にブラックのインクを供給するためのインク供給口１２００が形成されている。第１の記録素子基板１１００のインク供給口１１０２がインク供給保持部材１５００のインク供給口１２００に連通するよう、第１の記録素子基板１１００がインク供給保持部材１５００に対して位置精度良く接着固定される。この接着に用いられる第１の接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後は、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。この第１の接着剤としては、例えばエポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤がある。この熱硬化接着剤を用いた場合、その接着層の厚みは５０μｍ程度が望ましい。
【００４０】
また、第１の記録素子基板１１００の接着面周囲の平面には、電気配線テープ１３００の一部の裏面が第２の接着剤によって接着固定される。第１の記録素子基板１１００と電気配線テープ１３００との電気的な接続部分は、第１の封止剤１３０７及び第２の封止剤１３０８（図７参照）によって封止され、これにより電気的な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。第１の封止剤１３０７は、主に電気配線テープ１３００の電極端子１３１２と第１の記録素子基板１１００のバンプ１１０５との接続部の裏面側と、第１の記録素子基板１１００の外周部分を封止している。さらに、第２の封止剤１３０８は、上述の接続部の表側を封止している。そして、電気配線テープ１３００の未接着部は、折り曲げられて、インク供給保持部材１５００の第１の記録素子基板１１００の接着面にほぼ垂直な側面に熱カシメまたは接着等で固定される。
【００４１】
（１−１−４）蓋部材１９００
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。
【００４２】
（１−２）第２の記録ヘッド５０１
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。
【００４３】
（１−２−１）第２の記録素子基板１１０１
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。
【００４４】
（１−２−２）電気配線テープ１３０１
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。
【００４５】
電気配線テープ１３０１と第２の記録素子基板１１０１との電気的な接続は次のように行う。例えば、第２の記録素子基板１１０１の電極部１１０４に形成されたバンプ１１０５と、第２の記録素子基板１１０１の電極部１１０４に対応する電気配線テープ１３０１の電極端子１３０４とが熱超音波圧着法により電気接合されることでなされる。
【００４６】
（１−２−３）インク供給保持部材１５０１
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。
【００４７】
インク吸収体１６０１、１６０２、１６０３としては、ＰＰ繊維を圧縮したものが用いられているが、これに代えてウレタン繊維を圧縮したものが用いられても良い。各インク流路の上流部に位置するインク吸収体１６０１、１６０２、１６０３と各インク流路との境界部には、記録素子基板１１０１内部へのゴミの進入を防ぐためのフィルタ１７０１，１７０２，１７０３がそれぞれ溶着により接合されている。各フィルタ１７０１、１７０２、１７０３は、ＳＵＳ金属メッシュタイプでも良いが、ＳＵＳ金属繊維焼結タイプの方がより好ましい。
【００４８】
インク流路の下流部には、第２の記録素子基板１１０１にシアン、マゼンタ、イエローの各インクを供給するためのインク供給口１２０１が形成されている。第２の記録素子基板１１０１の各インク供給口１１０２がインク供給保持部材１５０１の各インク供給口１２０１に連通するように、第２の記録素子基板１１０１がインク供給保持部材１５０１に対して位置精度良く接着固定される。この接着に用いられる第１の接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後は、比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性を有するものが望ましい。このような第１の接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤がある。この熱硬化接着剤を用いた場合、その接着層の厚みは５０μｍ程度が望ましい。
【００４９】
また、インク供給口１２０１付近の周囲の平面には、電気配線テープ１３０１の一部の裏面が第２の接着剤によって接着固定される。第２の記録素子基板１１０１と電気配線テープ１３０１との電気接続部分は、第１の封止剤１３０７及び第２の封止剤１３０８（図７参照）によって封止されており、これにより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。第１の封止剤１３０７は、主に電気配線テープ１３００の電極端子１３１２と記録素子基板のバンプ１１０５との接続部の裏面側と、記録素子基板の外周部分を封止し、第２の封止剤１３０８は、その接続部の表側を封止している。そして、電気配線テープ１３０１の未接着部は折り曲げられ、インク供給保持部材１５０１のインク供給口１２０１を有する面にほぼ直交した側面に熱カシメもしくは接着等で固定される。
【００５０】
（１−２−４）蓋部材１９０１
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。
【００５１】
次に、上述した記録ヘッドのインクジェット記録装置への装着について具体的に説明する。
【００５２】
図１及び図４に示したように、第１の記録ヘッド５００及び第２の記録ヘッド５０１は、インクジェット記録装置本体のキャリッジの装着位置に案内するための装着ガイド１５６０を備えている。また、各記録ヘッド５００、５０１は、ヘッドセットレバーによってキャリッジに装着固定するための係合部１９３０を備えている。また、各記録ヘッド５００、５０１は、キャリッジの所定の装着位置に位置決めするためのＸ方向（キャリッジの走査方向）の突き当て部１５７０と、Ｙ方向（被記録材の搬送方向）の突き当て部１５８０とを備えている。さらに、各記録ヘッド５００、５０１は、Ｚ方向（インク吐出方向）の突き当て部１５９０を備えている。そして、各記録ヘッド５００、５０１は、これら突き当て部１５７０、１５８０、１５９０によってキャリッジに対して位置決めされている。これによって、各記録ヘッド５００、５０１は、電気配線テープ１３００、１３０１上の外部信号入力端子１３０２と、キャリッジ内に設けられた電気接続部のコンタクトピンとを精度良く電気的に接触させることが可能にされている。
【００５３】
＜インクジェット記録装置＞
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。
【００５４】
図８に示すように、記録装置は、図１に示した第１の記録ヘッド５００、及び図４に示した第２の記録ヘッド５０１が位置決めされて交換可能に搭載されるキャリッジ５２を有している。キャリッジ５２には、各記録ヘッド５００、５０１の外部信号入力端子を介して各吐出部に駆動信号等を伝達するための電気接続部が設けられている。
【００５５】
キャリッジ５２は、主走査方向に延在して装置本体に設置されたガイドシャフト５３に沿って往復移動可能に支持されている。そして、キャリッジ５２は、主走査モータ５４によりモータプーリ５５、従動プーリ５６及びタイミングベルト５７等の駆動機構を介して駆動されるとともに、その位置及び移動が駆動制御される。また、キャリッジ５２には、ホームポジションセンサ１３０が設けられている。キャリッジ５２上のホームポジションセンサ１３０が遮蔽板１３６の位置を通過したときに、ホームポジションとなる位置が検出される。
【００５６】
例えば記録用紙やプラスチック薄板等の被記録材５８は、給紙モータ１３５がギアを介してピックアップローラ１３１を回転させることによって、オートシートフィーダ（ＡＳＦ）１３２から１枚ずつ分離されて給送される。さらに、被記録材５８は、搬送ローラ５９が回転駆動することによって、記録ヘッド５００、５０１の吐出口面と対向する位置（記録部）を通って搬送（副走査）される。ＬＦモータ１３４による駆動力は、ギアを介して搬送ローラ５９に伝達される。給紙されたか否かの判定と給紙時の頭出し位置の確定は、被記録材５８が紙端センサ１３３を通過した時点で行われる。この紙端センサ１３３は、被記録材５８の後端の実際の位置を検出し、実際の後端から現在の記録位置を最終的に算出するためにも使用される。
【００５７】
なお、被記録材５８は、記録部において平坦な記録面を形成するように、その裏面がプラテン（不図示）によって支持されている。この場合、キャリッジ５２に搭載された記録ヘッド５００、５０１は、それらの吐出口面がキャリッジ５２から下方へ突出して２組の搬送ローラの間で被記録材５８と平行になるように保持されている。
【００５８】
記録ヘッド５００、５０１は、各吐出部における吐出口の並び方向がキャリッジ５２の走査方向に対して交差する方向になるようにキャリッジ５２に搭載され、これらの吐出口列からインクを吐出して記録を行う。
【００５９】
なお、記録ヘッド５０１と同一の構成で、内部のインクがライトマゼンタ、ライトシアン、ブラックで構成された記録ヘッドを、記録ヘッド５０１と交換して使うことで高画質フォトプリンタとして使用することも可能である。
【００６０】
図９は、本実施形態の記録素子基板の構造を示す平面図である。図９に示すように、インクジェット記録ヘッド用基板としての記録素子基板１０１には、外部から電力が供給される電極パッド１０２と、この電極パッド１０２に電気的に接続された共通配線１１０とを備えている。本実施形態では、共通配線１１０が、１つの電極パッド１０２の近傍から４つの分割配線１０３に分割されている。また、各分割配線１０３は、インクジェット記録ヘッドからインク滴を吐出させるためのエネルギ発生素子としての複数のヒータ１０５にそれぞれ電気的に接続されている。また、記録素子基板１０１には、ヒータ１０５の駆動を切り換え制御する駆動素子としてのＭＯＳトランジスタ（不図示）が、各ヒータ１０５に対応して設けられている。
【００６１】
そして、本実施形態において、ヒータ１０５を駆動する電流の流れは以下のとおりである。電流は、任意の電極パッド１０２から分割配線１０３を通り、ＭＯＳトランジスタを介して、ヒータ１０５に供給される。その後、分割配線１０３と異なる個別の配線を通り、任意の電極パッドと異なるパッドからＧＮＤ（接地）に流れるように構成されている。図１０に、図９中の部分Ｋの構成の等価回路を示す。等価回路において、ヒューズ素子１０４は、図１０に示すような位置に配置されることになる。
【００６２】
本実施形態では、１つの分割配線１０３に１６個のヒータ１０５が電気的に接続されている構成が採られている。なお、分割配線１０３の分割数及び分割配線１０３に電気的に接続されたヒータ１０５の個数は、本実施形態の構成に限定されるものではなく、各種のインクジェット記録ヘッドの仕様にそれぞれ適当な個数であればよい。
【００６３】
そして、各分割配線１０３には、分割配線１０３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１０４がそれぞれ配置されている。本実施形態において、ヒューズ素子１０４は、ヒータ１０５に使用されている材料と同一材料で形成されている。なお、ヒューズ素子１０４及びヒータ１０５の材料としては、例えばＴａＳｉＮを使用したが、これに限定されるものではない。
【００６４】
次に、ヒューズ素子１０４の寸法について説明する。なお、以下に挙げる条件は、本発明に係る１つの実施形態に過ぎず、これらの数値によって本発明が限定されるものではない。
【００６５】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは、ヒータ１０５の駆動電源として２４（Ｖ）のものを使用しており、インクを吐出させるためのエネルギ発生素子であるヒータ１０５の抵抗値が４００（Ω）程度にされている。また、本実施形態では、ヒータ１０５の単位面積当たりの抵抗値が３５０（Ω）のものを使用した。
【００６６】
ヒータ１０５に加えられる電気パルスは、１（μｓ）程度で駆動される。また、電極パッド１０２から各ヒータ１０５までの分割配線１０３の抵抗、ＭＯＳトランジスタの駆動時の抵抗、ヒューズ素子１０４の抵抗の合計は８０（Ω）程度にされている。本実施形態において、各分割配線１０３は、配線抵抗値がそれぞれ同等になるように、その線幅、長さによって調整されている。本実施形態において、１つのヒータ１０５に流れる電流値は、２４（Ｖ）÷４８０（Ω）＝０．０５（Ａ）に設定されている。
【００６７】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、上述したように、１つの分割配線１０３に電気的に接続された複数のヒータ１０５において、２つ以上のヒータ１０５が同時に駆動されない、つまり１つのヒータ１０５のみが駆動されるように構成されている。すなわち、図１０中に破線で囲んで示す各ヒータ群Ｇ１，Ｇ２，・・Ｇｎにおける１つのヒータ１０５だけがそれぞれ同時に駆動される。そして、本実施形態において、各分割配線１０３は、同時に駆動させる複数のヒータ１０５の最大個数分の電流よりも大きな電流が流れたときにヒューズ素子１０４が溶断されるように構成されている。
【００６８】
以上のように構成されたインクジェット記録ヘッドでは、分割配線１０３に同時にヒータ１０５の駆動電流の２つ分以上の電流が流れることは無い。もしも仮に、それ以上の電流が流れた場合には、記録素子基板１０１に設けられた配線がショートしている、または、ヒータ１０５を駆動するためのＭＯＳトランジスタが破損している等の故障が考えられる。このような場合には、インクジェット記録ヘッドの更なる破損を引き起こすおそれがある。本実施形態ではそのような破損を防止するために、ヒューズ素子１０４にヒータ１０５を駆動するための電流が、最大個数分であるヒータ１０５の２つ分以上流れた場合に、ヒューズ素子１０４を溶断させて、通電状態を速やかに遮断することができる。
【００６９】
本実施形態で用いたヒューズ素子１０４は、通常のヒータ駆動時に流れる電流の２倍で単位面積当たりのエネルギが４倍になったときに溶断されるように構成されている。本実施形態で用いたヒューズ素子１０４の材料としては、ヒューズ素子１０４にかかる単位面積当たりのエネルギが７５００（μｗ／μｍ2）程度になったときに、ヒータ１０５の駆動パルス１（μｓ）程度が通電された場合に溶断される材料を用いた。記録素子基板１０１が正常な場合には、ヒューズ素子１０４にかかるエネルギがその１／４となり、当然、ヒューズ素子１０４は、１つのヒータ１０５を駆動する電流が流れているときには溶断されない。
【００７０】
ヒューズ素子１０４の抵抗値を２０（Ω）とするためには、ヒューズ素子１０４の縦：横＝２：３５となっていれば良い。これらの条件から、ヒューズ素子１０４の面積は、２６．３（μｍ2）程度を必要としており、上述の縦横比を満たすように縦１．２３（μｍ）×横２１．６（μｍ）という外形寸法に形成すればよい。
【００７１】
このような外形寸法に形成されたヒューズ素子１０４が各分割配線１０３に設けられることによって、分割配線１０３に異常な電流が流れた場合においても、ヒューズ素子１０４が速やかに溶断される。したがって、インクジェット記録ヘッドの破損を招くおそれがある重大な問題を回避することができる。
【００７２】
本実施形態では、ヒューズ素子１０４の構成の一例を示したに過ぎない。すなわち、ヒューズ素子１０４が溶断される場合の電流値、ヒューズ素子１０４の溶断されるための単位面積当たりのエネルギなど、それぞれのインクジェット記録ヘッドの仕様に応じたマージンを付け加える等の変更を適宜行うことは可能である。
【００７３】
本実施形態によれば、電源系の共通配線から分割された分割配線に各ヒューズ素子が配置されることによって、サージ等の過電圧が生じて、仮に論理が暴走した場合であっても、分割配線が直接溶断されるので、記録ヘッドの信頼性を向上することができる。
【００７４】
（第２の実施形態）
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。
【００７５】
本実施形態では、共通配線２１０が、１つの電極パッド２０２，２０４から４つの分割配線２０３，２０７に分割されるように構成されたが、この構成に限定されるものではない。また、本実施形態では、全ての電極パッド２０２，２０４に通ずる各分割配線２０３，２０７にヒューズ素子２０５，２０６がそれぞれ設けられている。したがって、各ヒューズ素子２０５，２０６は、例えば分割配線２０３と分割配線２０７とのように隣接する分割配線間におけるショートの場合に、必要以上の過電流が流れたときに溶断される。また、このような場合ばかりでなく、各ヒューズ素子２０５，２０６は、他に存在する電気配線等と各分割配線２０３，２０７とがショートした場合にも、必要以上の過電流が流れたときに溶断される。すなわち、本実施形態の記録素子基板２０１によれば、各分割配線２０３，２０７にヒューズ素子２０５，２０６がそれぞれ設けられることによって、信頼性を更に向上することができる。
【００７６】
（第３の実施形態）
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。
【００７７】
以上のように構成することで、分割配線３０３，３０７の幅を比較的細く形成することが可能になる。このため、ヒューズ素子の材質等の理由からヒューズ素子の寸法が大きくなってしまう場合等に、記録素子基板の面積の大型化を抑制するとともに、ヒューズ素子を配置することが可能になる。なお、この構成の場合においても、ヒューズ素子３０５，３０６は、流れる電流が、同時に駆動されるヒータの個数分の電流よりも大きくなった場合に溶断されるように構成されている。
【００７８】
（第４の実施形態）
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。
【００７９】
各ヒータ４０５は、インク供給口４１２を挟んだ両側にそれぞれ１列ずつ、配列ピッチを１／２だけ、インク供給口４１２の長手方向（吐出口の配列方向）にずらした千鳥状に配列されている。このような複数のヒータ４０５は、これらを選択的に駆動するためのスイッチングトランジスタ等の半導体素子からなる駆動素子を含む駆動回路が予め形成された記録素子基板４０１上に、配列されて形成される。さらに、各ヒータ４０５に対する電極配線（ヒータ配線）４１３を形成するための電極配線層を積層する。その後、これらにエッチングを連続的に施して所望のパターニングを行い、さらに電極配線層を部分的に除去してその部分のヒータ層を露出させることで形成することができる。
【００８０】
図１４に示すように、ヒータ４０５の一端は、ヒータ配線４１３の一方の部分を介して電源分割配線４０７に電気的に接続されている。ヒータ４０５の他端は、ヒータ配線４１３の他方の部分から、例えばスルーホールを介して、下層に形成された駆動回路に電気的に接続され、さらに駆動回路からＧＮＤ分割配線４０３に電気的に接続されている。記録素子基板４０１全体においては、図１３に示すように、配列された複数のヒータ４０５を複数個ごとのブロックに分割し、その各ブロック単位で電極パッド４０４まで接続する配線が設けられ、各ブロック単位の配線の抵抗値が等しくなるように構成されている。
【００８１】
続いて、本実施形態におけるヒューズ素子の配置について説明する。図１５は、分割配線内でのヒューズ素子の配置を示す平面図である。ヒューズ素子４０６は、１つの分割配線４０３，４０７に対して１つずつ配置されている。ここで、電源分割配線４０７及びＧＮＤ分割配線４０３は、図１３に示したように、電極部の電極パッド４０４の近傍で連結されている。ヒューズ素子４０６は、図１３中に示す共通配線４１０の部分Ｍに配置することも考えられる。また、１つの分割配線４０３，４０７に電気的に接続されている複数のヒータ４０５のうちで同時に駆動させるヒータ４０５の個数が１つに限られている。そのため、本実施形態では、ヒューズ素子４０６に流れる電流量を設定しやすく、下層が平坦な形状が得られ易いインク供給口４１２から各分割配線が連結される連結部までの間の領域である分割配線の部分Ｎに、ヒューズ素子４０６がそれぞれ配置されている。
【００８２】
ヒューズ素子の形状は、図１５に示すように、ヒューズ素子４０６の幅方向に直交する長さ方向の両側に、ヒューズ素子４０６の幅Ｗ２と同一の幅に形成されたヒューズ電極４０８を有している。また、ヒューズ素子４０６は、信頼性及び溶断の安定性を向上するために、ヒューズ素子４０６及びそのヒューズ電極４０８が配置されている部分の下層には、段差などが無く、平坦な形状に形成されている部分に配置されている。ヒューズ素子は、通常、ヒータの電源系配線として用いられるので、できる限り抵抗値を低く抑える必要がある。このため、本実施形態において、ヒューズ素子の形状は、各々の分割配線の幅に対して幅広な形状に形成されている。そして、１つのヒータが駆動する際に流れる通常の電流よりも大きな過電流が流れたときにのみヒューズ素子が溶断するようにヒューズ素子の形状が設定される。
【００８３】
本実施形態では、各分割配線４０３，４０７に対してヒューズ素子４０６をそれぞれ設ける必要があるため、上述のような幅広のヒューズ素子４０６を、分割配線を一定の幅にして導入した場合には、幅広のヒューズ素子４０６の分だけ面積を余分にとってしまう。このため、記録素子基板のサイズの大型化を招く原因になってしまう。さらに、各分割配線４０３，４０７の各ヒューズ素子４０６を一箇所にまとめて配置した場合には、ヒューズ素子４０６の配置部分を迂回して配線をレイアウトする必要がある。このため、配線の引き回しが困難になる等の不都合が生じ、記録素子基板のサイズの更なる増加の要因になる。
【００８４】
そこで、本実施形態では、図１５に示すように、ヒューズ素子４０６が、分割配線４０３，４０７の長さ方向に対して位置を互いにずらして配置、すなわち分散して配置されている。加えて、隣接する分割配線４０３，４０７において、ヒューズ素子４０６に隣接する部分の幅を小さく形成することにより、ヒューズ素子４０６が配置されたことによって分割配線４０３，４０７が占める領域の面積が増加するのを抑えることができる。
【００８５】
つまり、ヒューズ素子４０６の幅Ｗ２は、ヒューズ素子４０６が配置された分割配線４０３，４０７の幅Ｗ１よりも大きくされ、ヒューズ素子４０６が分割配線４０３，４０７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４０６に隣接する分割配線４０３，４０７の幅は部分的に小さくされ、分割配線４０３，４０７の長手方向に沿って、複数の分割配線４０３，４０７の幅の総和が一定にされている。
【００８６】
また、ヒューズ素子は、ヒータと同一材料によって、同一の工程（製造プロセス）で形成されている。このため、ヒューズ素子を形成するために新たに成膜工程やパターニング工程等を設定することなく形成することが可能であり、製造コストを増加させずに安全回路の機能を組み込むことができる。
【００８７】
本実施形態によれば、記録素子基板にヒューズ素子が配置された構成であっても、複数の分割配線の幅の総和が増加しないので、記録素子基板のサイズを大型化することなく、安価で小型の記録ヘッドを提供することができる。
【００８８】
図１６は、実施形態の他の構成例を示す模式図である。この図１６に示すように、ヒューズ素子４０６の配置箇所は、第４の実施形態と同様に下層が平坦に形成されており、各ヒューズ素子４０６が分割配線４０３，４０７に配置されている。ヒューズ素子４０６は、第４の実施形態と同様の機能を維持するために、比較的幅広の形状に形成されているが、ヒューズ素子４０６の幅方向が、分割配線４０３，４０７の幅方向に対して平行ではなく、所定の角度をもって傾斜されて配置されている。このようにヒューズ素子４０６の幅方向を配置することによって、ヒューズ素子４０６の所望の幅Ｗ２を確保しながらも、分割配線４０３，４０７の幅が増加することが抑えられる。このため、記録ヘッドのサイズの増加を抑えつつ、電源系配線の安全性を向上することができる。
【００８９】
上述した実施形態では、図１３中に示す部分Ｎに配置する構成を挙げたが、部分Ｎだけに限らずに、その他の分割されている分割配線上の箇所にヒューズ素子が配置されてもよいことは勿論であり、その他に考えられる配置個所を以下に示す。
【００９０】
図１７（ａ），（ｂ）は、図１３中に示すヒータの駆動素子（ＭＯＳトランジスタ）の部分Ｚを拡大して示す模式図であり、電源分割配線の数と駆動素子列の数との関係を示している。駆動素子列６０６は、電源分割配線６０７に対して直交する向きで配置されている。図１７（ａ）は、電源分割配線６０７の数が比較的少ない場合の構成例であり、１つのヒータ６０５に対して２列の駆動素子列６０６が設けられている。
【００９１】
一方、図１７（ｂ）に示す構成は、電源分割配線６０７の数が多く、複数の電源分割配線群が幅方向に占める寸法が、図１７（ａ）における寸法Ｆから図１７（ｂ）における寸法２Ｆに２倍になり、電源分割配線６０７が占める面積も２倍になっている。この構成において、上述した図１７（ａ）に示した構成と同様の駆動能力を得るためには、駆動素子を、電源分割配線６０７の幅方向に対して２倍に延ばし、１列で配置すればよい。特に、多数のノズルを有する長尺状の記録素子基板においては、ヒータの個数の増加に伴って分割配線の個数も増えることになるため、図１７（ｂ）に示したように、電源分割配線６０７の幅方向に占める面積が増加して大きくなる。したがって、電源分割配線６０７の幅方向に対する増加量の分だけ駆動素子を列方向に対して延ばすことで、駆動素子の列数を減らすことができる。これによって、図１７（ｂ）中に部分Ｅで示す空きスペースに、ヒューズ素子を配置することが可能になる。したがって、空きスペースにヒューズ素子を配置することで、ヒューズ素子を配置するための新たな領域を確保する必要がなく、ヒューズ素子による安全回路を設けることができる。
【００９２】
なお、上述した実施形態の記録素子基板は、インクを吐出するための記録素子基板と、この記録素子基板に供給するインクを収容するインク収容部とが一体に構成された記録ヘッドカートリッジのような、使い捨てタイプのものに適用されて好適である。
【００９３】
また、本発明に係る記録装置は、一般的なプリント装置の他、複写機、通信システムを有するファクシミリ、記録部を有するワードプロセッサ等の装置、あるいは、これらの各種装置を複合してなる多機能記録装置等に採用されて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】実施形態のインクジェット記録ヘッドを構成する第１の記録ヘッドを説明するための斜視図である。
【図２】第１の記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図３】第１の記録ヘッドを構成する第１の記録素子基板の一部を破断して示す斜視図である。
【図４】実施形態のインクジェット記録ヘッドを構成する第２の記録ヘッドを説明するための斜視図である。
【図５】第２の記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図６】第２の記録ヘッドを構成する第２の記録素子基板の一部を破断して示す斜視図である。
【図７】実施形態のインクジェット記録ヘッドの一部を示す断面図である。
【図８】実施形態のインクジェット記録装置の一例を示す模式図である。
【図９】第１の実施形態の記録素子基板を示す平面図である。
【図１０】第１の実施形態の記録素子基板を示す等価回路図である。
【図１１】第２の実施形態の記録素子基板を示す平面図である。
【図１２】第３の実施形態の記録素子基板を示す平面図である。
【図１３】第４の実施形態の記録素子基板を示す平面図である。
【図１４】上記実施形態におけるヒータ周辺を示す拡大図である。
【図１５】上記実施形態におけるヒューズ素子の配置の一例を示す平面図である。
【図１６】上記実施形態におけるヒューズ素子の配置の他の例を示す平面図である。
【図１７】上記実施形態におけるヒータの駆動素子を拡大して示す模式図である。
【図１８】従来のインクジェット記録基板を示す斜視図である。
【図１９】従来のインクジェット記録基板の電源系配線を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０１ 記録素子基板（インクジェット記録ヘッド用基板）
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記共通配線の少なくとも一部には、前記共通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。
【請求項２】
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ヒューズ素子が設けられ、
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、同時に駆動させる複数の前記吐出エネルギ発生素子の最大個数分の電流よりも大きな電流が流れたときに前記ヒューズ素子が溶断されるように構成されている、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項３】
１つの前記分割配線に電気的に接続された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２に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項４】
前記複数の分割配線は抵抗値がほぼ等しい、請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項５】
前記ヒューズ素子は、前記共通配線における複数の前記分割配線が連結されている位置に配置されている、請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項６】
前記吐出エネルギ発生素子の駆動を切り換え制御する駆動素子を備え、
前記駆動素子は、前記各吐出エネルギ発生素子に対応して設けられている、請求項１ないし５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７】
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で形成されている、請求項１ないし６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８】
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と、前記インクジェット記録ヘッド用基板に供給するインクを収容するインク収容部とが一体に構成されているインクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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、同一の工程で形成されている、請求項９に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項１１】
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９又は１０に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項１２】
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１１に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項１３】
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９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。
【請求項１４】
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９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１５】
請求項９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１６】
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、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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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、同一の工程で形成されている請求項１７に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項１９】
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１７又は１８に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項２０】
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１７ないし１９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２１】
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１７ないし２０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２２】
請求項１７ないし２１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２３】
請求項２２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。
【請求項１】
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、
前記共通配線の少なくとも一部には、前記共通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。
【請求項２】
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ヒューズ素子が設けられ、
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、同時に駆動させる複数の前記吐出エネルギ発生素子の最大個数分の電流よりも大きな電流が流れたときに前記ヒューズ素子が溶断されるように構成されている、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項３】
１つの前記分割配線に電気的に接続された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２に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項４】
前記複数の分割配線は抵抗値がほぼ等しい、請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項５】
前記ヒューズ素子は、前記共通配線における複数の前記分割配線が連結されている位置に配置されている、請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項６】
前記吐出エネルギ発生素子の駆動を切り換え制御する駆動素子を備え、
前記駆動素子は、前記各吐出エネルギ発生素子に対応して設けられている、請求項１ないし５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７】
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で形成されている、請求項１ないし６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８】
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と、前記インクジェット記録ヘッド用基板に供給するインクを収容するインク収容部とが一体に構成されているインクジェット記録ヘッド。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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、同一の工程で形成されている、請求項９に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項１１】
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９又は１０に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項１２】
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１１に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項１３】
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９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。
【請求項１４】
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９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１５】
請求項９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１６】
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、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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
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、同一の工程で形成されている請求項１７に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項１９】
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１７又は１８に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項２０】
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１７ないし１９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２１】
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１７ないし２０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２２】
請求項１７ないし２１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２３】
請求項２２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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１７８８６２（Ｐ２００９−１７８８６２Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７７４７（Ｐ２００８−１７７４７）
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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