記録ヘッド
【課題】電気配線の腐食を抑制し、信頼性の高い記録ヘッドを提供する。
【解決手段】記録ヘッドは、基板Ｈ１１１０と流路形成部材Ｈ１１０１とから構成される記録素子基板Ｈ１０５１を有している。基板Ｈ１１１０は液体を吐出するエネルギを発生する記録素子Ｈ１１０３と、該記録素子Ｈ１１０３に電力を供給する配線層と、を有している。流路形成部材Ｈ１１０１は基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０に接合され、貫通穴が形成されている。また、当該貫通穴によって、前記記録素子基板Ｈ１０５１には溝Ｈ１２００が形成されている。溝Ｈ１２００の底面が基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０に最も近い配線層を構成する電気配線Ｈ１２１０の上面に位置し、かつ前記底面が該電気配線Ｈ１２１０の縁部にかからないように、溝Ｈ１２００は配置されている。
【解決手段】記録ヘッドは、基板Ｈ１１１０と流路形成部材Ｈ１１０１とから構成される記録素子基板Ｈ１０５１を有している。基板Ｈ１１１０は液体を吐出するエネルギを発生する記録素子Ｈ１１０３と、該記録素子Ｈ１１０３に電力を供給する配線層と、を有している。流路形成部材Ｈ１１０１は基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０に接合され、貫通穴が形成されている。また、当該貫通穴によって、前記記録素子基板Ｈ１０５１には溝Ｈ１２００が形成されている。溝Ｈ１２００の底面が基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０に最も近い配線層を構成する電気配線Ｈ１２１０の上面に位置し、かつ前記底面が該電気配線Ｈ１２１０の縁部にかからないように、溝Ｈ１２００は配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体（例えば、インク。）を吐出して記録を行う記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドは、例えばインクのような液体を吐出して記録を行う。記録ヘッドの液体吐出方式の１つとして、インクジェット方式を挙げることが出来る。インクジェット方式の代表的な例として、記録素子である発熱抵抗体を発熱させ、液体を膜沸騰させることで液体を吐出させるものが知られている。このようにして、液体を記録媒体に向けて吐出すれば、記録媒体に記録を行うことができる。
【０００３】
記録ヘッドは、少なくとも１つの吐出口が形成された流路形成部材、及び基板を有している。流路形成部材は基板に接合されている。基板には、液体供給口が開口されている。基板には、各々の吐出口と対応する位置に配設された記録素子が形成されている。また、基板には記録素子に電力を供給するための電気配線が形成されている。
【０００４】
基板の液体供給口と流路形成部材の吐出口とは、流路により連通されている。液体は、液体供給口から流路に供給され、記録素子の作用によって液体吐出口から吐出される。
【０００５】
特許文献１及び特許文献２には、記録ヘッドの製造方法が開示されている。これらの製造方法においては、記録素子が形成された基板に、流路形成部材となる被覆樹脂層を、例えばスピンコートによって塗布する工程を有している。
【０００６】
流路形成部材となる被覆樹脂層は熱硬化される。熱硬化時の熱によって、流路形成部材には大きな応力が発生し、流路形成部材が基板から剥離しやすくなる。流路形成部材の剥離は、記録ヘッドが長尺化するほど、また流路形成部材が厚くなるほど、顕著に表れる。
【０００７】
流路形成部材の剥離を抑制する手段が、特許文献３に記載されている。具体的には、流路形成部材の体積を減らすために、流路形成部材に多数の貫通穴や溝が設けられている。これにより、流路形成部材に生じる応力を緩和し、流路形成部材の剥離を抑制することができる。
【０００８】
また、溝の側壁を鋸歯形状にすることで、流路形成部材の剥離が抑制されることも記載されている。
【特許文献１】特願平１０−１５７１５０号公報
【特許文献２】特願平１１−１３８８１７号公報
【特許文献３】特開２００３−８０７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３では、流路形成部材に貫通穴が形成された記録ヘッドが記載されている。流路形成部材が基板に接合されることで、当該貫通穴によって溝が形成されるが、溝の底面の縁部には少なからず応力が生じる。この応力によって、流路形成部材が基板から若干剥離する場合がある。
【００１０】
また、基板と流路形成部材とが接する面に凹凸が形成されている場合、溝の底面が基板の凹凸の激しい部分に位置すると、流路形成部材が若干剥離する場合がある。
【００１１】
基板に形成されている電気配線は、基板と流路形成部材とが接する面に凹凸を形成する一要因である。つまり、電気配線の縁部には段差部が形成される。このような段差部を有する基板の表面に保護膜を塗布した場合、段差部を覆う保護膜の厚みは、平坦な面を覆う保護膜の厚みよりも薄くなる。
【００１２】
本出願に係る発明者は、このような場合に以下のような課題があることを見出した。
【００１３】
電気配線に高電圧が高頻度で印加されると、段差部を覆う薄い保護膜は熱変質し、脆弱化し、または亀裂が発生し易い。そのため、保護膜は、電気配線を保護する役割を失う可能性がある。
【００１４】
この場合、流路形成部材を貫通する穴が形成されている部分、または流路形成部材が剥離している部分が保護膜の薄い部分に位置していると、液体や湿気が電気配線に晒された状態となる。この状態で電気配線に高電圧が印加されると、電気配線が電気分解されて、腐食に至る可能性がある。
【００１５】
本発明の目的は、上述した課題を考慮し、電気配線の腐食を抑制することができる、信頼性の高い記録ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題の少なくとも１つを達成するため、本発明に係る記録ヘッドは、液体を吐出するエネルギを発生する記録素子と該記録素子に電力を供給する配線層とを有する基板と、前記基板の一の面に接合され、貫通穴が形成された流路形成部材と、から構成される記録素子基板を有する記録ヘッドおいて、前記貫通穴によって前記記録素子基板に形成された溝の底面が、前記基板の前記一の面に最も近い前記配線層を構成する電気配線の上面に位置し、かつ前記底面が該電気配線の縁部にかからないように、該溝が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電気配線の腐食を抑制し、信頼性の高い記録ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
本発明の記録ヘッドは、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の記録装置、あるいは、これらの記録装置を複合した多機能記録装置等に適用することができる。
【００２０】
［第１の実施形態］
記録ヘッドは、液体を吐出するためのエネルギを発生する記録素子を有する記録素子基板を備えている。記録素子としては、一例として、液体に膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換素子を用いることが出来る。
【００２１】
図１（ａ）は一部破断した記録素子基板の模式的斜視図である。図１（ｂ）は図１（ａ）の記録素子基板の溝Ｈ１２００の端部近傍の一領域を、吐出口が形成された面である吐出口面から見たときの模式的平面図である。図１（ｃ）は図１（ｂ）の１Ｃ−１Ｃ線に沿った記録素子基板の模式的断面図である。
【００２２】
記録素子基板Ｈ１０５１は、液体を吐出するエネルギを発生する記録素子Ｈ１１０３を有する基板Ｈ１１１０と、流路形成部材Ｈ１１０１と、から構成される。基板Ｈ１１１０を構成する材料としては、例えばシリコン（Ｓｉ）を用いることができる。本実施形態では、記録素子基板Ｈ１０５１は一方向に長い、いわゆる長尺の形状である。
【００２３】
基板Ｈ１１１０には、基板Ｈ１１１０を貫通する液体供給口Ｈ１１０２が形成されている。液体供給口Ｈ１１０２は、基板Ｈ１１１０を構成する材料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方法で形成することができる。
【００２４】
流路形成部材Ｈ１１０１は、基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０に接合されている。記録素子Ｈ１１０３は基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０側に配されている。また、流路形成部材Ｈ１１０１は樹脂材料からなる。流路形成部材Ｈ１１０１には、フォトリソグラフィ技術によって、流路Ｈ１１０６や吐出口Ｈ１１０７が形成されている。
【００２５】
流路Ｈ１１０６は、液体供給口Ｈ１１０２から、記録素子Ｈ１１０３が配されている液室へ、液体を導入するために形成される。吐出口Ｈ１１０７は、液室内の液体を外部へ吐出するための開口部である。
【００２６】
基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０とは反対側の、流路形成部材Ｈ１１０１の面に、吐出口Ｈ１１０７が形成されている。
【００２７】
また、基板Ｈ１１１０には、電気配線、ヒューズ（不図示）、及び電極部Ｈ１１０４等が設けられている。電気配線に電力を供給するための電極部Ｈ１１０４には、例えば金（Ａｕ）から成るバンプＨ１１０５が形成されている。電気配線としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）と銅（Ｃｕ）との合金や、アルミニウム（Ａｌ）などによって形成することができる。
【００２８】
本実施形態では、一例として、流路形成部材Ｈ１１０１の厚みが約７０μｍであり、吐出口Ｈ１１０７の直径が約２１．７μｍ、さらに厚み方向の流路（不図示）の幅が約５２μｍである。また、記録素子Ｈ１１０３は、一例として、吐出口面に平行な面内において、約３４．８μｍ×約３７．２μｍの直方形状である。
【００２９】
基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０には、アライメントマークＨ１２２０が設けられている。アライメントマークＨ１２２０は、記録素子基板Ｈ１０５１を保持する後述の保持部材に対して、記録素子基板Ｈ１０５１を位置決めするために設けられている。
【００３０】
流路形成部材Ｈ１１０１の長手方向に直交する方向の一端部には、流路形成部材Ｈ１１０１を貫通する貫通穴が形成されている。当該貫通穴と基板Ｈ１１１０によって、記録素子基板Ｈ１０５１に溝Ｈ１２００が形成されている。図１では、直交方向の一端側のみに溝Ｈ１２００が形成されているが、溝Ｈ１２００は直交方向の両端側に形成されていても良い。溝Ｈ１２００は流路形成部材Ｈ１１０１に生じる応力緩和のために設けられる。
【００３１】
また、基板Ｈ１１１０は電気配線から構成される配線層を少なくとも１層含んでいる。本実施形態では、基板Ｈ１１１０に２つの配線層が形成されている。図１（ｂ）及び（ｃ）では、一の面Ｈ１１２０に最も近い配線層を構成する電気配線Ｈ１２１０のみが示されている。
【００３２】
基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０には、保護膜Ｈ１１１９が形成されている。基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０は、一の面Ｈ１１２０に最も近い配線層を構成する電気配線Ｈ１２１０によって、頂面Ｈ１１２２を有する凸条部Ｈ１１２１が形成されている。
【００３３】
頂面Ｈ１１２２は、電気配線Ｈ１２１０の一の面Ｈ１１２０側の面に対応して形成されており、比較的平坦な面となっている（図１（ｃ）参照。）。一方で、凸条部Ｈ１１２１の側面は急な斜面になる傾向があり、当該側面を覆う保護膜Ｈ１１１９の厚みは薄くなる。そのため、凸条部Ｈ１１２１の側面の保護膜Ｈ１１１９は、変形、脆弱化、亀裂などが生じ易い。
【００３４】
本実施形態では、凸条部Ｈ１１２１の頂面Ｈ１１２２に、溝Ｈ１２００の底面が位置している。つまり、溝Ｈ１２００の底面は、電気配線Ｈ１２１０の上面に位置している。そして、溝Ｈ１２００の幅は電気配線Ｈ１２１０の幅よりも小さく、溝Ｈ１２００の底面は凸条部Ｈ１１２１の側面に位置していない。
【００３５】
本実施形態では、一例として、溝Ｈ１２００の幅を約３０μｍとした。
【００３６】
上記の構成によると、凸条部Ｈ１１２１の側面に位置する保護膜Ｈ１１１９は、流路形成部材Ｈ１１０１によって厚く覆われている。従って、凸条部Ｈ１１２１の側面の保護膜Ｈ１１１９が熱変質し、脆弱化し、または亀裂が発生したとしても、電気配線Ｈ１２１０が外部の液体や湿気に晒されることを防ぐことが出来る。これにより、電気配線Ｈ１２１０が電気分解されて腐食することを抑制することができ、信頼性の高い記録ヘッドを提供することができる。
【００３７】
一の面Ｈ１１２０に最も近い配線層とは別の配線層を構成する電気配線（不図示）は、基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０の凹凸に大きく影響しない。それは、当該別の配線層を構成する電気配線と一の面Ｈ１１２０との間には、絶縁膜層や他の配線層など、複数の層が形成されているためである。
【００３８】
本実施形態では、一例として、電気配線Ｈ１２１０の厚みを約０．３５μｍとした。また、電気配線Ｈ１２１０は記録素子基板Ｈ１０５１の長手方向に沿って形成されており、電気配線Ｈ１２１０の長手方向に直交する方向の幅は約６３．５μｍとした。
【００３９】
仮に溝Ｈ１２００の底面の縁部Ｈ１１３０における流路形成部材Ｈ１１０１が基板Ｈ１１１０に対して若干剥離したとしても、溝Ｈ１２００の幅が電気配線Ｈ１２１０よりも小さいため、溝Ｈ１２００の縁部Ｈ１１３０が凸条部Ｈ１１２１の側面まで達しない。つまり、保護膜Ｈ１１１９が薄い部分は流路形成部材Ｈ１１０１に覆われた状態のままである。そのため、電気配線の腐食を抑制することができる。
【００４０】
上記の記録素子基板Ｈ１０５１を用いて、実際に記録ヘッドを製造し、流路形成部材Ｈ１１０１の剥離について調査した。記録ヘッドの製造後、詳細な調査を実施すると、溝Ｈ１２００の底面の縁部Ｈ１１３０が若干剥離していることが確認された。ただし、流路形成部材Ｈ１１０１が剥離した領域は、凸条部Ｈ１１２１の側面まで達していなかった。
【００４１】
上記の状態の記録ヘッドに対して、電気配線Ｈ１２１０の腐食に関する以下の試験を実施した。まず、上記の記録ヘッドの表面を、含有する色材がカーボンブラック顔料であるブラック液体に浸し、温度６０℃、湿度９０％の環境下で５日間放置した。続いて、電気配線Ｈ１２１０に電圧２４Ｖを印加した状態で、温度６０℃、湿度９０％の環境下で３００時間放置した。
【００４２】
上記の試験の実施後、電気配線Ｈ１２１０を詳細に調査したところ、電気配線Ｈ１２１０は腐食していなかった。
【００４３】
溝Ｈ１２００は、溝Ｈ１２００の底面が、電気配線Ｈ１２１０の縁部に位置していなければ、どこに配置されていても良い。そうすることより、凸条部Ｈ１１２１の側面の保護膜Ｈ１１１９は、流路形成部材Ｈ１１０１によって厚く覆われた状態となる。
【００４４】
しかし、電気配線Ｈ１２１０は基板Ｈ１１１０のほぼ全域にわたって張り巡らされているため、電気配線Ｈ１２１０に起因する凸条部Ｈ１１２１を避けて、溝Ｈ１２００を形成することは困難である。したがって、溝Ｈ１２００は、上述のように電気配線Ｈ１２１０に沿って形成されることが好ましい。
【００４５】
また、流路形成部材Ｈ１１０１には、吐出口Ｈ１１０７及び流路Ｈ１１０６を取り囲むように、別の溝Ｈ１１５０が形成されている。別の溝Ｈ１１５０は、流路Ｈ１１０６近傍の応力を緩和し、流路Ｈ１１０６近傍の流路形成部材Ｈ１１０１が基板Ｈ１１１０から剥離することを抑制する。
【００４６】
次に、基板Ｈ１１１０に形成されている回路について説明する。図２は基板Ｈ１１１０に形成された回路の概略図である。
【００４７】
記録素子Ｈ１１０３の一端には、ＶＨ電源を供給するためのＶＨ電源パッドＨ１１０４ｃがＶＨ電源配線Ｈ１１１４を介して接続されている。また、記録素子Ｈ１１０３の他端には、第１の駆動素子Ｈ１１１６が接続されている。
【００４８】
第１の駆動素子Ｈ１１１６には、ＧＮＤＨ電源を供給するためのＧＮＤＨ電源パッドＨ１１０４ｄが、ＧＮＤＨ電源配線Ｈ１１１３を介して接続されている。第１の駆動素子Ｈ１１１６は、基板Ｈ１１１０外部より信号が入力される信号線から、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）、ラッチ回路（ＬＴ）、デコーダ、選択回路Ｈ１１１２を経て入力される信号に応じて記録素子Ｈ１１０３を駆動する。
【００４９】
基板Ｈ１１１０にはさらに、記録ヘッド固有の情報を保持するためのヒューズＨ１１１７が形成されている。ヒューズＨ１１１７は、一例としてポリシリコン抵抗体で形成されており、液体供給口Ｈ１１０２の短辺側方に配置されている。
【００５０】
各ヒューズＨ１１１７の一端には、ＩＤパッドＨ１１０４ａが接続され、また、ＩＤ電源パッドＨ１１０４ｂが読み出し抵抗Ｈ１１１１を介して接続されている。
【００５１】
基板Ｈ１１１０は、各ヒューズＨ１１１７を選択的に溶断し、またその溶断の有無によって表される情報を選択的に読み出すための第２の駆動素子Ｈ１１１８を有している。第２の駆動素子Ｈ１１１８は、各ヒューズＨ１１１７の他端に接続されている。
【００５２】
第２の駆動素子Ｈ１１１８は、第１の駆動素子Ｈ１１１６が成す列の延長方向に配置されている。第２の駆動素子Ｈ１１１８には、第１の駆動素子Ｈ１１１６への選択信号を生成する回路と同様な構造の回路が接続されている。
【００５３】
本実施形態の構成では、第１の駆動素子Ｈ１１１６と第２の駆動素子Ｈ１１１８とで、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）、ラッチ回路（ＬＴ）、デコーダが共用されている。したがって、第１及び第２の駆動素子Ｈ１１１６，Ｈ１１１８の動作は、外部からの、共通の信号線を介した信号によって同様に制御することができる。
【００５４】
また、シフトレジスタなどより出力された信号線を経て、第２の駆動素子Ｈ１１１８を最終的に選択する選択回路は、第１の駆動素子Ｈ１１１６用の選択回路Ｈ１１１２と同様な形態である。
【００５５】
なお、記録素子Ｈ１１０３にＶＨ電源を供給するためのＶＨ電源パッドＨ１１０４ｃから延びたＶＨ電源配線Ｈ１１１４は記録素子Ｈ１１０３に接続されている。ＧＮＤＨ電源を供給するためのＧＮＤＨ電源パッドＨ１１０４ｄから延びたＧＮＤＨ電源配線Ｈ１１１３は、記録素子Ｈ１１０３に接続された第１の駆動素子Ｈ１１１６とヒューズＨ１１１７に接続された第２の駆動素子Ｈ１１１８とで共用されている。
【００５６】
次に、ヒューズＨ１１１７の溶断、およびヒューズＨ１１１７からの情報の読み出しについて説明する。
【００５７】
ヒューズＨ１１１７の溶断時には、ＩＤパッドＨ１１０４ａは、ヒューズＨ１１１７を溶断可能な電圧を印加するヒューズ切断電源端子として機能する。すなわち、ＩＤパッドＨ１１０４ａに、電圧（例えば記録素子の駆動電圧である２４Ｖ。）が印加され、選択回路Ｈ１１１２を介して、選択された第２の駆動素子Ｈ１１１８を駆動し、対応するヒューズＨ１１１７が溶断される。
【００５８】
このとき、ヒューズ読み出し用電源端子であるＩＤ電源パッドＨ１１０４ｂはオープンにしておく。
【００５９】
一方、ヒューズによる情報の読み出し時には、ＩＤパッドＨ１１０４ａは、信号出力端子として機能する。具体的には、情報の読み出し時には、ＩＤ電源パッドＨ１１０４ｂに別の電圧（例えばロジック回路の電源電圧である３．３Ｖ）が印加される。このときに、対応するヒューズＨ１１１７が溶断されていればＨｉレベルが、溶断されていなければ、ヒューズＨ１１１７の抵抗値より明らかに大きい読み出し抵抗Ｈ１１１１のためにＬｏレベルが、ＩＤパッドＨ１１０４ａに出力される。
【００６０】
次に、上記の記録素子基板Ｈ１０５１を有する記録ヘッドの一例について説明する。図３（ａ），（ｂ）は本実施形態の記録ヘッドの模式的斜視図であり、図４（ａ），（ｂ）は記録ヘッドの分解斜視図である。
【００６１】
本実施形態における記録ヘッドＨ１０００は、液体を貯留している液体貯留部と記録素子基板とが一体的に構成されたカートッリッジ型の記録ヘッドである。
【００６２】
記録ヘッドＨ１０００は、記録素子基板Ｈ１０５１、記録素子基板を保持する保持部材Ｈ１５００、及び電気配線テープＨ１３００を有している。保持部材Ｈ１５００は、吐出する液体を貯留する液体貯留部を兼ねており、箱型の形状である。
【００６３】
保持部材Ｈ１５００の内部には、フィルタＨ１７００及び液体吸収体Ｈ１６００が設置されている。さらに、記録ヘッドＨ１０００は、保持部材Ｈ１５００に対する蓋部材Ｈ１９００を有し、蓋部材Ｈ１９００にはシール部材Ｈ１８００が貼られている。
【００６４】
保持部材Ｈ１５００には、装着ガイドＨ１５６０と、係合部Ｈ１９３０と、第１、第２、及び第３の突き当て部Ｈ１５７０，Ｈ１５８０，Ｈ１５９０と、が形成されている。
【００６５】
装着ガイドＨ１５６０は、記録ヘッドＨ１０００が搭載される後述のキャリッジに、記録ヘッドＨ１０００を案内するために設けられる。この際、係合部Ｈ１９３０が、ヘッドセットレバーによりキャリッジに固定される。なお、キャリッジは記録ヘッドＨ１０００を備えた記録装置に設けられている。
【００６６】
突き当て部は、記録ヘッドＨ１０００をキャリッジに対して位置決めするために設けられている。第１の突き当て部Ｈ１５７０はキャリッジの移動方向（図３中のＸ方向。）に対して、第２の突き当て部Ｈ１５８０は記録媒体の搬送方向（Ｙ方向）に対して、第３の突き当て部Ｈ１５９０は液体の吐出方向（図３中のＺ方向。）に対して、記録ヘッドＨ１０００を位置決めする。
【００６７】
上述した突き当て部により、記録ヘッドＨ１０００がキャリッジに対して位置決めされることで、電気配線テープＨ１３００上の外部信号入力端子Ｈ１３０２が、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正確に電気的に接触される。
【００６８】
次に、上述したカートリッジタイプの記録ヘッドを搭載可能な記録装置の一例について説明する。図５は、本実施形態の記録装置の一構成例を示す概略図である。図では、記録装置に積載された記録媒体１０８も描かれている。
【００６９】
記録ヘッドＨ１０００は、記録装置に備えられたキャリッジ１０２に位置決めされた状態で、交換可能に搭載される。キャリッジ１０２には、記録ヘッドＨ１０００の外部信号入力端子を介して各記録素子に駆動信号を伝達するための電気接続部が設けられている。
【００７０】
記録装置には、一方向に延在したガイドシャフト１０３が設置されている。キャリッジ１０２は、ガイドシャフト１０３に沿った方向（以下、主走査方向と呼ぶ。）に移動可能に支持されている。そして、キャリッジ１０２は、走査モータ１０４によりモータプーリ１０５、従動プーリ１０６およびタイミングベルト１０７等の駆動機構を介して駆動される。これにより、キャリッジ１０２の位置および移動が制御される。
【００７１】
また、キャリッジ１０２にはホームポジションセンサ１３０が設けられている。ホームポジションセンサ１３０は、キャリッジ１０２の移動経路の所定の位置に配置された遮蔽板１３６を検知する。ホームポジションセンサ１３０が遮蔽板１３６上にくる位置が、キャリッジ１０２のホームポジションとなる。
【００７２】
また、記録装置は、印刷用紙やプラスチック薄板等の記録媒体１０８を一枚ずつ分離して給送するオートシートフィーダ（ＡＳＦ）１３２を有している。ＡＳＦ１３２は、給送モータ１３５によってギアを介して回転駆動されるピックアップローラ１３１を有している。
【００７３】
記録装置は搬送ローラ１０９を更に有している。記録媒体１０８は、搬送ローラ１０９の回転により、記録ヘッドＨ１０００の吐出口面と対向する位置（以下、プリント部と呼ぶ。）を通って、主走査方向と略直交する方向（副走査方向）に搬送される。
【００７４】
搬送ローラ１０９は、ＬＦモータ１３４の回転がギアを介して伝達されることで回転される。
【００７５】
記録媒体１０８の搬送経路には、記録媒体１０８の端部の位置を検出するペーパエンドセンサ１３３が設けられている。記録媒体１０８が給送されたかどうかの判定や、給送時の頭出し位置の確定などが、記録媒体１０８がペーパエンドセンサ１３３を通過したかどうかを示す検出信号によって行われる。
【００７６】
さらに、記録媒体１０８の後端が実際にどこに有り、実際の後端から現在の記録位置を最終的に割り出すためにも、このペーパエンドセンサ１３３を使用することができる。
【００７７】
なお、記録媒体１０８は、プリント部においてプラテン（不図示）により支持されている。これにより、プリント部における記録媒体１０８は平坦な面を形成した状態で保持される。
【００７８】
このとき、キャリッジ１０２に搭載された記録ヘッドＨ１０００は、吐出口面がキャリッジ１０２から下方へ突出し、記録媒体１０８に対向するように保持されている。
【００７９】
記録ヘッドＨ１０００の吐出口Ｈ１１０７は、副走査方向に沿って列を成して形成されている。そして、記録ヘッドを搭載したキャリッジ１０２が走査方向に移動しながら、吐出口Ｈ１１０７から液体を吐出して記録媒体１０８に記録を行なう。
【００８０】
本実施形態では、記録素子Ｈ１１０３と吐出口Ｈ１１０７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について説明したが、記録ヘッドの構成はこれに限定されず種々変更可能である。また、記録ヘッドはカートリッジ型である必要は無い。
【００８１】
［第２の実施形態］
本実施形態に係る記録ヘッドは、第１の実施形態の記録ヘッドと比較して、記録素子基板Ｈ１０５１が有する流路形成部材Ｈ１１０１に形成された溝Ｈ１２００の形状が異なっている。
【００８２】
本実施形態の記録ヘッドの基本構成は、第１の実施形態と同様である。図６（ａ）は、本実施形態の一部破断した記録素子基板の模式的斜視図であり、図６（ｂ）は吐出口面から見た記録素子基板の模式的平面図である。
【００８３】
記録素子基板Ｈ１０５１には、記録装置の保持部材Ｈ１５００と位置決めするためのアライメントマークＨ１２２０が形成されている。
【００８４】
電気配線Ｈ１２１０は、基板Ｈ１１１０の長手方向とは直交する方向の端部近傍に形成されている。電気配線Ｈ１２１０は、長手方向に延びて形成されているが、アライメントマークＨ１２２０が形成されている領域では、アライメントマークＨ１２２０を避けるように形成されている。
【００８５】
本実施形態においても、流路形成部材Ｈ１１０１を貫通する貫通穴によって記録素子基板Ｈ１０５１に形成される溝Ｈ１２００は、電気配線Ｈ１２１０に沿って形成されている。具体的には、溝Ｈ１２００の底面が、基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０に形成された凸条部Ｈ１１２１の頂面Ｈ１１２２に位置している。
【００８６】
そのため、溝Ｈ１２００は、保持部材Ｈ１５００に接合する際の位置決めに支障をきたさないよう、アライメントマークＨ１２２０を避けるように曲部を有している。
【００８７】
本実施形態では、一例として、溝Ｈ１２００の幅を約６３．５μｍとした。
【００８８】
上記のように、溝Ｈ１２００が曲部を有している場合、当該曲部は滑らかな曲線状に形成されることが好ましい。これは、例えば直角に形成された曲部と比較すると、曲部に集中する応力が緩和されると考えられるからである。
【００８９】
本実施形態では、溝Ｈ１２００の曲部が円弧形状であり、円弧の内径が約５１．５μｍ、外径が約８１．５μｍである。
【００９０】
記録素子基板Ｈ１０５１に設けられた電極部Ｈ１１０４は、保持部材Ｈ１５００と接合する際の電気配線テープＨ１３００と電気的に接合される（図４参照。）。その後、電極部Ｈ１１０４とその近傍は、エポキシ樹脂を主成分とする封止材（不図示）により封止される。
【００９１】
したがって、上記の封止材が溝Ｈ１２００の内部に流れ込まないように、溝Ｈ１２００の長手方向の両端部は電極部Ｈ１１０４と十分な距離を置いて形成されていることが好ましい。
【００９２】
上記の記録素子基板Ｈ１０５１を用いて、実際に記録ヘッドを作製し、流路形成部材Ｈ１１０１の剥離について調査した。記録ヘッドの作製後、詳細な調査を実施したところ、流路形成部材Ｈ１１０１の底面の縁部に大きな剥離は認められなかった。
【００９３】
本実施形態の記録ヘッドに対して、第１の実施形態に記載の試験と同様の試験を実施した。そして、電気配線Ｈ１２１０を詳細に調査したところ、電気配線Ｈ１２１０の腐食は確認されなかった。
【００９４】
［第３の実施形態］
本実施形態に係る記録ヘッドは、第１の実施形態の記録ヘッドと比較して、記録素子基板Ｈ１０５１が有する流路形成部材Ｈ１１０１に形成された溝Ｈ１２００の形状が異なっている。
【００９５】
本実施形態の記録ヘッドの基本構成は、第１の実施形態と同様である。図７（ａ）は、本実施形態の一部破断した記録素子基板の模式的斜視図であり、図７（ｂ）は吐出口面から見た記録素子基板の模式的平面図である。
【００９６】
流路形成部材Ｈ１１０１に形成された溝Ｈ１２００は、第１の実施形態と同様に、電気配線Ｈ１２１０に沿って形成されている。溝Ｈ１２００は、長手方向に直交する方向の一端部に設けられている。
【００９７】
そして、溝Ｈ１２００の側面は鋸歯状に形成されている。本実施例では、溝Ｈ１２００の、記録素子基板Ｈ１０５１の中心部（吐出口が形成されている領域。）に近い方の側面が、鋸歯状になっている。
【００９８】
本実施形態では、一例として、鋸歯状を成す１つの歯の高さを約１５μｍとし、歯のピッチを約２１μｍとした。また、溝Ｈ１２００の長手方向に直交する方向の幅の最大値が約３５μｍであり、溝Ｈ１２００の長手方向に直交する方向の幅の最小値が約２０μｍである。
【００９９】
本形態に限らず、溝Ｈ１２００の側面全体が鋸歯状に形成されていても良い。
【０１００】
上記の記録素子基板Ｈ１０５１を用いて、実際に記録ヘッドを製造し、流路形成部材Ｈ１１０１の剥離について調査した。記録ヘッドの作製後、詳細な調査を実施したところ、流路形成部材Ｈ１１０１の底面の縁部が若干剥離していた。具体的には、鋸歯状の先端部の流露形成部材が若干剥離していた。
【０１０１】
しかし、第１の実施形態における記録ヘッドと比較すると、流路形成部材Ｈ１１０１の剥離の程度は小さかった。流路形成部材Ｈ１１０１が剥離した領域は、凸条部Ｈ１１２１の側面に達していなかった。
【０１０２】
本実施形態の記録ヘッドに対して、第１の実施形態で記載した試験と同様の試験を行った後、電気配線Ｈ１２１０を詳細に調査したところ、電気配線Ｈ１２１０の腐食は確認されなかった。
【０１０３】
このように、溝Ｈ１２００の側面を鋸歯状にすることにより、流路形成部材Ｈ１１０１の剥離を低減することができる。そのため、電気配線の腐食がさらに抑制され、さらに信頼性の高い記録ヘッドを提供することが可能となる。
【０１０４】
以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】（ａ）は第１の実施形態の記録ヘッドが有する一部破断した記録素子基板の模式的斜視図であり、（ｂ）は吐出口が形成された面から見た記録素子基板の模式的平面図であり、（ｃ）は（ｂ）の１Ｃ−１Ｃ線に沿った記録素子基板の模式的断面図である。
【図２】記録ヘッドが有する基板の概略図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態における記録ヘッドの模式的斜視図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態における記録ヘッドの分解斜視図である。
【図５】記録ヘッドを備えた記録装置の構成を示す概略図。
【図６】（ａ）は第２の実施形態に係る記録ヘッドが有する一部破断した記録素子基板の模式的斜視図であり、（ｂ）は吐出口が形成された面から見たときの記録素子基板の模式的平面図である。
【図７】（ａ）は第３の実施形態に係る記録ヘッドが有する一部破断した記録素子基板の模式的斜視図であり、（ｂ）は吐出口が形成された面から見たときの記録素子基板の模式的平面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｈ１０００ 記録ヘッド
Ｈ１０５１ 記録素子基板
Ｈ１１０１ 流路形成部材
Ｈ１１０３ 記録素子
Ｈ１１０７ 吐出口
Ｈ１１１０ 基板
Ｈ１１１９ 保護膜
Ｈ１１２０ 一の面
Ｈ１１２１ 凸条部
Ｈ１１２２ 頂面
Ｈ１２００ 溝
Ｈ１２１０ 電気配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体（例えば、インク。）を吐出して記録を行う記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドは、例えばインクのような液体を吐出して記録を行う。記録ヘッドの液体吐出方式の１つとして、インクジェット方式を挙げることが出来る。インクジェット方式の代表的な例として、記録素子である発熱抵抗体を発熱させ、液体を膜沸騰させることで液体を吐出させるものが知られている。このようにして、液体を記録媒体に向けて吐出すれば、記録媒体に記録を行うことができる。
【０００３】
記録ヘッドは、少なくとも１つの吐出口が形成された流路形成部材、及び基板を有している。流路形成部材は基板に接合されている。基板には、液体供給口が開口されている。基板には、各々の吐出口と対応する位置に配設された記録素子が形成されている。また、基板には記録素子に電力を供給するための電気配線が形成されている。
【０００４】
基板の液体供給口と流路形成部材の吐出口とは、流路により連通されている。液体は、液体供給口から流路に供給され、記録素子の作用によって液体吐出口から吐出される。
【０００５】
特許文献１及び特許文献２には、記録ヘッドの製造方法が開示されている。これらの製造方法においては、記録素子が形成された基板に、流路形成部材となる被覆樹脂層を、例えばスピンコートによって塗布する工程を有している。
【０００６】
流路形成部材となる被覆樹脂層は熱硬化される。熱硬化時の熱によって、流路形成部材には大きな応力が発生し、流路形成部材が基板から剥離しやすくなる。流路形成部材の剥離は、記録ヘッドが長尺化するほど、また流路形成部材が厚くなるほど、顕著に表れる。
【０００７】
流路形成部材の剥離を抑制する手段が、特許文献３に記載されている。具体的には、流路形成部材の体積を減らすために、流路形成部材に多数の貫通穴や溝が設けられている。これにより、流路形成部材に生じる応力を緩和し、流路形成部材の剥離を抑制することができる。
【０００８】
また、溝の側壁を鋸歯形状にすることで、流路形成部材の剥離が抑制されることも記載されている。
【特許文献１】特願平１０−１５７１５０号公報
【特許文献２】特願平１１−１３８８１７号公報
【特許文献３】特開２００３−８０７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献３では、流路形成部材に貫通穴が形成された記録ヘッドが記載されている。流路形成部材が基板に接合されることで、当該貫通穴によって溝が形成されるが、溝の底面の縁部には少なからず応力が生じる。この応力によって、流路形成部材が基板から若干剥離する場合がある。
【００１０】
また、基板と流路形成部材とが接する面に凹凸が形成されている場合、溝の底面が基板の凹凸の激しい部分に位置すると、流路形成部材が若干剥離する場合がある。
【００１１】
基板に形成されている電気配線は、基板と流路形成部材とが接する面に凹凸を形成する一要因である。つまり、電気配線の縁部には段差部が形成される。このような段差部を有する基板の表面に保護膜を塗布した場合、段差部を覆う保護膜の厚みは、平坦な面を覆う保護膜の厚みよりも薄くなる。
【００１２】
本出願に係る発明者は、このような場合に以下のような課題があることを見出した。
【００１３】
電気配線に高電圧が高頻度で印加されると、段差部を覆う薄い保護膜は熱変質し、脆弱化し、または亀裂が発生し易い。そのため、保護膜は、電気配線を保護する役割を失う可能性がある。
【００１４】
この場合、流路形成部材を貫通する穴が形成されている部分、または流路形成部材が剥離している部分が保護膜の薄い部分に位置していると、液体や湿気が電気配線に晒された状態となる。この状態で電気配線に高電圧が印加されると、電気配線が電気分解されて、腐食に至る可能性がある。
【００１５】
本発明の目的は、上述した課題を考慮し、電気配線の腐食を抑制することができる、信頼性の高い記録ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題の少なくとも１つを達成するため、本発明に係る記録ヘッドは、液体を吐出するエネルギを発生する記録素子と該記録素子に電力を供給する配線層とを有する基板と、前記基板の一の面に接合され、貫通穴が形成された流路形成部材と、から構成される記録素子基板を有する記録ヘッドおいて、前記貫通穴によって前記記録素子基板に形成された溝の底面が、前記基板の前記一の面に最も近い前記配線層を構成する電気配線の上面に位置し、かつ前記底面が該電気配線の縁部にかからないように、該溝が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電気配線の腐食を抑制し、信頼性の高い記録ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
本発明の記録ヘッドは、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の記録装置、あるいは、これらの記録装置を複合した多機能記録装置等に適用することができる。
【００２０】
［第１の実施形態］
記録ヘッドは、液体を吐出するためのエネルギを発生する記録素子を有する記録素子基板を備えている。記録素子としては、一例として、液体に膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換素子を用いることが出来る。
【００２１】
図１（ａ）は一部破断した記録素子基板の模式的斜視図である。図１（ｂ）は図１（ａ）の記録素子基板の溝Ｈ１２００の端部近傍の一領域を、吐出口が形成された面である吐出口面から見たときの模式的平面図である。図１（ｃ）は図１（ｂ）の１Ｃ−１Ｃ線に沿った記録素子基板の模式的断面図である。
【００２２】
記録素子基板Ｈ１０５１は、液体を吐出するエネルギを発生する記録素子Ｈ１１０３を有する基板Ｈ１１１０と、流路形成部材Ｈ１１０１と、から構成される。基板Ｈ１１１０を構成する材料としては、例えばシリコン（Ｓｉ）を用いることができる。本実施形態では、記録素子基板Ｈ１０５１は一方向に長い、いわゆる長尺の形状である。
【００２３】
基板Ｈ１１１０には、基板Ｈ１１１０を貫通する液体供給口Ｈ１１０２が形成されている。液体供給口Ｈ１１０２は、基板Ｈ１１１０を構成する材料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方法で形成することができる。
【００２４】
流路形成部材Ｈ１１０１は、基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０に接合されている。記録素子Ｈ１１０３は基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０側に配されている。また、流路形成部材Ｈ１１０１は樹脂材料からなる。流路形成部材Ｈ１１０１には、フォトリソグラフィ技術によって、流路Ｈ１１０６や吐出口Ｈ１１０７が形成されている。
【００２５】
流路Ｈ１１０６は、液体供給口Ｈ１１０２から、記録素子Ｈ１１０３が配されている液室へ、液体を導入するために形成される。吐出口Ｈ１１０７は、液室内の液体を外部へ吐出するための開口部である。
【００２６】
基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０とは反対側の、流路形成部材Ｈ１１０１の面に、吐出口Ｈ１１０７が形成されている。
【００２７】
また、基板Ｈ１１１０には、電気配線、ヒューズ（不図示）、及び電極部Ｈ１１０４等が設けられている。電気配線に電力を供給するための電極部Ｈ１１０４には、例えば金（Ａｕ）から成るバンプＨ１１０５が形成されている。電気配線としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）と銅（Ｃｕ）との合金や、アルミニウム（Ａｌ）などによって形成することができる。
【００２８】
本実施形態では、一例として、流路形成部材Ｈ１１０１の厚みが約７０μｍであり、吐出口Ｈ１１０７の直径が約２１．７μｍ、さらに厚み方向の流路（不図示）の幅が約５２μｍである。また、記録素子Ｈ１１０３は、一例として、吐出口面に平行な面内において、約３４．８μｍ×約３７．２μｍの直方形状である。
【００２９】
基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０には、アライメントマークＨ１２２０が設けられている。アライメントマークＨ１２２０は、記録素子基板Ｈ１０５１を保持する後述の保持部材に対して、記録素子基板Ｈ１０５１を位置決めするために設けられている。
【００３０】
流路形成部材Ｈ１１０１の長手方向に直交する方向の一端部には、流路形成部材Ｈ１１０１を貫通する貫通穴が形成されている。当該貫通穴と基板Ｈ１１１０によって、記録素子基板Ｈ１０５１に溝Ｈ１２００が形成されている。図１では、直交方向の一端側のみに溝Ｈ１２００が形成されているが、溝Ｈ１２００は直交方向の両端側に形成されていても良い。溝Ｈ１２００は流路形成部材Ｈ１１０１に生じる応力緩和のために設けられる。
【００３１】
また、基板Ｈ１１１０は電気配線から構成される配線層を少なくとも１層含んでいる。本実施形態では、基板Ｈ１１１０に２つの配線層が形成されている。図１（ｂ）及び（ｃ）では、一の面Ｈ１１２０に最も近い配線層を構成する電気配線Ｈ１２１０のみが示されている。
【００３２】
基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０には、保護膜Ｈ１１１９が形成されている。基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０は、一の面Ｈ１１２０に最も近い配線層を構成する電気配線Ｈ１２１０によって、頂面Ｈ１１２２を有する凸条部Ｈ１１２１が形成されている。
【００３３】
頂面Ｈ１１２２は、電気配線Ｈ１２１０の一の面Ｈ１１２０側の面に対応して形成されており、比較的平坦な面となっている（図１（ｃ）参照。）。一方で、凸条部Ｈ１１２１の側面は急な斜面になる傾向があり、当該側面を覆う保護膜Ｈ１１１９の厚みは薄くなる。そのため、凸条部Ｈ１１２１の側面の保護膜Ｈ１１１９は、変形、脆弱化、亀裂などが生じ易い。
【００３４】
本実施形態では、凸条部Ｈ１１２１の頂面Ｈ１１２２に、溝Ｈ１２００の底面が位置している。つまり、溝Ｈ１２００の底面は、電気配線Ｈ１２１０の上面に位置している。そして、溝Ｈ１２００の幅は電気配線Ｈ１２１０の幅よりも小さく、溝Ｈ１２００の底面は凸条部Ｈ１１２１の側面に位置していない。
【００３５】
本実施形態では、一例として、溝Ｈ１２００の幅を約３０μｍとした。
【００３６】
上記の構成によると、凸条部Ｈ１１２１の側面に位置する保護膜Ｈ１１１９は、流路形成部材Ｈ１１０１によって厚く覆われている。従って、凸条部Ｈ１１２１の側面の保護膜Ｈ１１１９が熱変質し、脆弱化し、または亀裂が発生したとしても、電気配線Ｈ１２１０が外部の液体や湿気に晒されることを防ぐことが出来る。これにより、電気配線Ｈ１２１０が電気分解されて腐食することを抑制することができ、信頼性の高い記録ヘッドを提供することができる。
【００３７】
一の面Ｈ１１２０に最も近い配線層とは別の配線層を構成する電気配線（不図示）は、基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０の凹凸に大きく影響しない。それは、当該別の配線層を構成する電気配線と一の面Ｈ１１２０との間には、絶縁膜層や他の配線層など、複数の層が形成されているためである。
【００３８】
本実施形態では、一例として、電気配線Ｈ１２１０の厚みを約０．３５μｍとした。また、電気配線Ｈ１２１０は記録素子基板Ｈ１０５１の長手方向に沿って形成されており、電気配線Ｈ１２１０の長手方向に直交する方向の幅は約６３．５μｍとした。
【００３９】
仮に溝Ｈ１２００の底面の縁部Ｈ１１３０における流路形成部材Ｈ１１０１が基板Ｈ１１１０に対して若干剥離したとしても、溝Ｈ１２００の幅が電気配線Ｈ１２１０よりも小さいため、溝Ｈ１２００の縁部Ｈ１１３０が凸条部Ｈ１１２１の側面まで達しない。つまり、保護膜Ｈ１１１９が薄い部分は流路形成部材Ｈ１１０１に覆われた状態のままである。そのため、電気配線の腐食を抑制することができる。
【００４０】
上記の記録素子基板Ｈ１０５１を用いて、実際に記録ヘッドを製造し、流路形成部材Ｈ１１０１の剥離について調査した。記録ヘッドの製造後、詳細な調査を実施すると、溝Ｈ１２００の底面の縁部Ｈ１１３０が若干剥離していることが確認された。ただし、流路形成部材Ｈ１１０１が剥離した領域は、凸条部Ｈ１１２１の側面まで達していなかった。
【００４１】
上記の状態の記録ヘッドに対して、電気配線Ｈ１２１０の腐食に関する以下の試験を実施した。まず、上記の記録ヘッドの表面を、含有する色材がカーボンブラック顔料であるブラック液体に浸し、温度６０℃、湿度９０％の環境下で５日間放置した。続いて、電気配線Ｈ１２１０に電圧２４Ｖを印加した状態で、温度６０℃、湿度９０％の環境下で３００時間放置した。
【００４２】
上記の試験の実施後、電気配線Ｈ１２１０を詳細に調査したところ、電気配線Ｈ１２１０は腐食していなかった。
【００４３】
溝Ｈ１２００は、溝Ｈ１２００の底面が、電気配線Ｈ１２１０の縁部に位置していなければ、どこに配置されていても良い。そうすることより、凸条部Ｈ１１２１の側面の保護膜Ｈ１１１９は、流路形成部材Ｈ１１０１によって厚く覆われた状態となる。
【００４４】
しかし、電気配線Ｈ１２１０は基板Ｈ１１１０のほぼ全域にわたって張り巡らされているため、電気配線Ｈ１２１０に起因する凸条部Ｈ１１２１を避けて、溝Ｈ１２００を形成することは困難である。したがって、溝Ｈ１２００は、上述のように電気配線Ｈ１２１０に沿って形成されることが好ましい。
【００４５】
また、流路形成部材Ｈ１１０１には、吐出口Ｈ１１０７及び流路Ｈ１１０６を取り囲むように、別の溝Ｈ１１５０が形成されている。別の溝Ｈ１１５０は、流路Ｈ１１０６近傍の応力を緩和し、流路Ｈ１１０６近傍の流路形成部材Ｈ１１０１が基板Ｈ１１１０から剥離することを抑制する。
【００４６】
次に、基板Ｈ１１１０に形成されている回路について説明する。図２は基板Ｈ１１１０に形成された回路の概略図である。
【００４７】
記録素子Ｈ１１０３の一端には、ＶＨ電源を供給するためのＶＨ電源パッドＨ１１０４ｃがＶＨ電源配線Ｈ１１１４を介して接続されている。また、記録素子Ｈ１１０３の他端には、第１の駆動素子Ｈ１１１６が接続されている。
【００４８】
第１の駆動素子Ｈ１１１６には、ＧＮＤＨ電源を供給するためのＧＮＤＨ電源パッドＨ１１０４ｄが、ＧＮＤＨ電源配線Ｈ１１１３を介して接続されている。第１の駆動素子Ｈ１１１６は、基板Ｈ１１１０外部より信号が入力される信号線から、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）、ラッチ回路（ＬＴ）、デコーダ、選択回路Ｈ１１１２を経て入力される信号に応じて記録素子Ｈ１１０３を駆動する。
【００４９】
基板Ｈ１１１０にはさらに、記録ヘッド固有の情報を保持するためのヒューズＨ１１１７が形成されている。ヒューズＨ１１１７は、一例としてポリシリコン抵抗体で形成されており、液体供給口Ｈ１１０２の短辺側方に配置されている。
【００５０】
各ヒューズＨ１１１７の一端には、ＩＤパッドＨ１１０４ａが接続され、また、ＩＤ電源パッドＨ１１０４ｂが読み出し抵抗Ｈ１１１１を介して接続されている。
【００５１】
基板Ｈ１１１０は、各ヒューズＨ１１１７を選択的に溶断し、またその溶断の有無によって表される情報を選択的に読み出すための第２の駆動素子Ｈ１１１８を有している。第２の駆動素子Ｈ１１１８は、各ヒューズＨ１１１７の他端に接続されている。
【００５２】
第２の駆動素子Ｈ１１１８は、第１の駆動素子Ｈ１１１６が成す列の延長方向に配置されている。第２の駆動素子Ｈ１１１８には、第１の駆動素子Ｈ１１１６への選択信号を生成する回路と同様な構造の回路が接続されている。
【００５３】
本実施形態の構成では、第１の駆動素子Ｈ１１１６と第２の駆動素子Ｈ１１１８とで、シフトレジスタ（Ｓ／Ｒ）、ラッチ回路（ＬＴ）、デコーダが共用されている。したがって、第１及び第２の駆動素子Ｈ１１１６，Ｈ１１１８の動作は、外部からの、共通の信号線を介した信号によって同様に制御することができる。
【００５４】
また、シフトレジスタなどより出力された信号線を経て、第２の駆動素子Ｈ１１１８を最終的に選択する選択回路は、第１の駆動素子Ｈ１１１６用の選択回路Ｈ１１１２と同様な形態である。
【００５５】
なお、記録素子Ｈ１１０３にＶＨ電源を供給するためのＶＨ電源パッドＨ１１０４ｃから延びたＶＨ電源配線Ｈ１１１４は記録素子Ｈ１１０３に接続されている。ＧＮＤＨ電源を供給するためのＧＮＤＨ電源パッドＨ１１０４ｄから延びたＧＮＤＨ電源配線Ｈ１１１３は、記録素子Ｈ１１０３に接続された第１の駆動素子Ｈ１１１６とヒューズＨ１１１７に接続された第２の駆動素子Ｈ１１１８とで共用されている。
【００５６】
次に、ヒューズＨ１１１７の溶断、およびヒューズＨ１１１７からの情報の読み出しについて説明する。
【００５７】
ヒューズＨ１１１７の溶断時には、ＩＤパッドＨ１１０４ａは、ヒューズＨ１１１７を溶断可能な電圧を印加するヒューズ切断電源端子として機能する。すなわち、ＩＤパッドＨ１１０４ａに、電圧（例えば記録素子の駆動電圧である２４Ｖ。）が印加され、選択回路Ｈ１１１２を介して、選択された第２の駆動素子Ｈ１１１８を駆動し、対応するヒューズＨ１１１７が溶断される。
【００５８】
このとき、ヒューズ読み出し用電源端子であるＩＤ電源パッドＨ１１０４ｂはオープンにしておく。
【００５９】
一方、ヒューズによる情報の読み出し時には、ＩＤパッドＨ１１０４ａは、信号出力端子として機能する。具体的には、情報の読み出し時には、ＩＤ電源パッドＨ１１０４ｂに別の電圧（例えばロジック回路の電源電圧である３．３Ｖ）が印加される。このときに、対応するヒューズＨ１１１７が溶断されていればＨｉレベルが、溶断されていなければ、ヒューズＨ１１１７の抵抗値より明らかに大きい読み出し抵抗Ｈ１１１１のためにＬｏレベルが、ＩＤパッドＨ１１０４ａに出力される。
【００６０】
次に、上記の記録素子基板Ｈ１０５１を有する記録ヘッドの一例について説明する。図３（ａ），（ｂ）は本実施形態の記録ヘッドの模式的斜視図であり、図４（ａ），（ｂ）は記録ヘッドの分解斜視図である。
【００６１】
本実施形態における記録ヘッドＨ１０００は、液体を貯留している液体貯留部と記録素子基板とが一体的に構成されたカートッリッジ型の記録ヘッドである。
【００６２】
記録ヘッドＨ１０００は、記録素子基板Ｈ１０５１、記録素子基板を保持する保持部材Ｈ１５００、及び電気配線テープＨ１３００を有している。保持部材Ｈ１５００は、吐出する液体を貯留する液体貯留部を兼ねており、箱型の形状である。
【００６３】
保持部材Ｈ１５００の内部には、フィルタＨ１７００及び液体吸収体Ｈ１６００が設置されている。さらに、記録ヘッドＨ１０００は、保持部材Ｈ１５００に対する蓋部材Ｈ１９００を有し、蓋部材Ｈ１９００にはシール部材Ｈ１８００が貼られている。
【００６４】
保持部材Ｈ１５００には、装着ガイドＨ１５６０と、係合部Ｈ１９３０と、第１、第２、及び第３の突き当て部Ｈ１５７０，Ｈ１５８０，Ｈ１５９０と、が形成されている。
【００６５】
装着ガイドＨ１５６０は、記録ヘッドＨ１０００が搭載される後述のキャリッジに、記録ヘッドＨ１０００を案内するために設けられる。この際、係合部Ｈ１９３０が、ヘッドセットレバーによりキャリッジに固定される。なお、キャリッジは記録ヘッドＨ１０００を備えた記録装置に設けられている。
【００６６】
突き当て部は、記録ヘッドＨ１０００をキャリッジに対して位置決めするために設けられている。第１の突き当て部Ｈ１５７０はキャリッジの移動方向（図３中のＸ方向。）に対して、第２の突き当て部Ｈ１５８０は記録媒体の搬送方向（Ｙ方向）に対して、第３の突き当て部Ｈ１５９０は液体の吐出方向（図３中のＺ方向。）に対して、記録ヘッドＨ１０００を位置決めする。
【００６７】
上述した突き当て部により、記録ヘッドＨ１０００がキャリッジに対して位置決めされることで、電気配線テープＨ１３００上の外部信号入力端子Ｈ１３０２が、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正確に電気的に接触される。
【００６８】
次に、上述したカートリッジタイプの記録ヘッドを搭載可能な記録装置の一例について説明する。図５は、本実施形態の記録装置の一構成例を示す概略図である。図では、記録装置に積載された記録媒体１０８も描かれている。
【００６９】
記録ヘッドＨ１０００は、記録装置に備えられたキャリッジ１０２に位置決めされた状態で、交換可能に搭載される。キャリッジ１０２には、記録ヘッドＨ１０００の外部信号入力端子を介して各記録素子に駆動信号を伝達するための電気接続部が設けられている。
【００７０】
記録装置には、一方向に延在したガイドシャフト１０３が設置されている。キャリッジ１０２は、ガイドシャフト１０３に沿った方向（以下、主走査方向と呼ぶ。）に移動可能に支持されている。そして、キャリッジ１０２は、走査モータ１０４によりモータプーリ１０５、従動プーリ１０６およびタイミングベルト１０７等の駆動機構を介して駆動される。これにより、キャリッジ１０２の位置および移動が制御される。
【００７１】
また、キャリッジ１０２にはホームポジションセンサ１３０が設けられている。ホームポジションセンサ１３０は、キャリッジ１０２の移動経路の所定の位置に配置された遮蔽板１３６を検知する。ホームポジションセンサ１３０が遮蔽板１３６上にくる位置が、キャリッジ１０２のホームポジションとなる。
【００７２】
また、記録装置は、印刷用紙やプラスチック薄板等の記録媒体１０８を一枚ずつ分離して給送するオートシートフィーダ（ＡＳＦ）１３２を有している。ＡＳＦ１３２は、給送モータ１３５によってギアを介して回転駆動されるピックアップローラ１３１を有している。
【００７３】
記録装置は搬送ローラ１０９を更に有している。記録媒体１０８は、搬送ローラ１０９の回転により、記録ヘッドＨ１０００の吐出口面と対向する位置（以下、プリント部と呼ぶ。）を通って、主走査方向と略直交する方向（副走査方向）に搬送される。
【００７４】
搬送ローラ１０９は、ＬＦモータ１３４の回転がギアを介して伝達されることで回転される。
【００７５】
記録媒体１０８の搬送経路には、記録媒体１０８の端部の位置を検出するペーパエンドセンサ１３３が設けられている。記録媒体１０８が給送されたかどうかの判定や、給送時の頭出し位置の確定などが、記録媒体１０８がペーパエンドセンサ１３３を通過したかどうかを示す検出信号によって行われる。
【００７６】
さらに、記録媒体１０８の後端が実際にどこに有り、実際の後端から現在の記録位置を最終的に割り出すためにも、このペーパエンドセンサ１３３を使用することができる。
【００７７】
なお、記録媒体１０８は、プリント部においてプラテン（不図示）により支持されている。これにより、プリント部における記録媒体１０８は平坦な面を形成した状態で保持される。
【００７８】
このとき、キャリッジ１０２に搭載された記録ヘッドＨ１０００は、吐出口面がキャリッジ１０２から下方へ突出し、記録媒体１０８に対向するように保持されている。
【００７９】
記録ヘッドＨ１０００の吐出口Ｈ１１０７は、副走査方向に沿って列を成して形成されている。そして、記録ヘッドを搭載したキャリッジ１０２が走査方向に移動しながら、吐出口Ｈ１１０７から液体を吐出して記録媒体１０８に記録を行なう。
【００８０】
本実施形態では、記録素子Ｈ１１０３と吐出口Ｈ１１０７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について説明したが、記録ヘッドの構成はこれに限定されず種々変更可能である。また、記録ヘッドはカートリッジ型である必要は無い。
【００８１】
［第２の実施形態］
本実施形態に係る記録ヘッドは、第１の実施形態の記録ヘッドと比較して、記録素子基板Ｈ１０５１が有する流路形成部材Ｈ１１０１に形成された溝Ｈ１２００の形状が異なっている。
【００８２】
本実施形態の記録ヘッドの基本構成は、第１の実施形態と同様である。図６（ａ）は、本実施形態の一部破断した記録素子基板の模式的斜視図であり、図６（ｂ）は吐出口面から見た記録素子基板の模式的平面図である。
【００８３】
記録素子基板Ｈ１０５１には、記録装置の保持部材Ｈ１５００と位置決めするためのアライメントマークＨ１２２０が形成されている。
【００８４】
電気配線Ｈ１２１０は、基板Ｈ１１１０の長手方向とは直交する方向の端部近傍に形成されている。電気配線Ｈ１２１０は、長手方向に延びて形成されているが、アライメントマークＨ１２２０が形成されている領域では、アライメントマークＨ１２２０を避けるように形成されている。
【００８５】
本実施形態においても、流路形成部材Ｈ１１０１を貫通する貫通穴によって記録素子基板Ｈ１０５１に形成される溝Ｈ１２００は、電気配線Ｈ１２１０に沿って形成されている。具体的には、溝Ｈ１２００の底面が、基板Ｈ１１１０の一の面Ｈ１１２０に形成された凸条部Ｈ１１２１の頂面Ｈ１１２２に位置している。
【００８６】
そのため、溝Ｈ１２００は、保持部材Ｈ１５００に接合する際の位置決めに支障をきたさないよう、アライメントマークＨ１２２０を避けるように曲部を有している。
【００８７】
本実施形態では、一例として、溝Ｈ１２００の幅を約６３．５μｍとした。
【００８８】
上記のように、溝Ｈ１２００が曲部を有している場合、当該曲部は滑らかな曲線状に形成されることが好ましい。これは、例えば直角に形成された曲部と比較すると、曲部に集中する応力が緩和されると考えられるからである。
【００８９】
本実施形態では、溝Ｈ１２００の曲部が円弧形状であり、円弧の内径が約５１．５μｍ、外径が約８１．５μｍである。
【００９０】
記録素子基板Ｈ１０５１に設けられた電極部Ｈ１１０４は、保持部材Ｈ１５００と接合する際の電気配線テープＨ１３００と電気的に接合される（図４参照。）。その後、電極部Ｈ１１０４とその近傍は、エポキシ樹脂を主成分とする封止材（不図示）により封止される。
【００９１】
したがって、上記の封止材が溝Ｈ１２００の内部に流れ込まないように、溝Ｈ１２００の長手方向の両端部は電極部Ｈ１１０４と十分な距離を置いて形成されていることが好ましい。
【００９２】
上記の記録素子基板Ｈ１０５１を用いて、実際に記録ヘッドを作製し、流路形成部材Ｈ１１０１の剥離について調査した。記録ヘッドの作製後、詳細な調査を実施したところ、流路形成部材Ｈ１１０１の底面の縁部に大きな剥離は認められなかった。
【００９３】
本実施形態の記録ヘッドに対して、第１の実施形態に記載の試験と同様の試験を実施した。そして、電気配線Ｈ１２１０を詳細に調査したところ、電気配線Ｈ１２１０の腐食は確認されなかった。
【００９４】
［第３の実施形態］
本実施形態に係る記録ヘッドは、第１の実施形態の記録ヘッドと比較して、記録素子基板Ｈ１０５１が有する流路形成部材Ｈ１１０１に形成された溝Ｈ１２００の形状が異なっている。
【００９５】
本実施形態の記録ヘッドの基本構成は、第１の実施形態と同様である。図７（ａ）は、本実施形態の一部破断した記録素子基板の模式的斜視図であり、図７（ｂ）は吐出口面から見た記録素子基板の模式的平面図である。
【００９６】
流路形成部材Ｈ１１０１に形成された溝Ｈ１２００は、第１の実施形態と同様に、電気配線Ｈ１２１０に沿って形成されている。溝Ｈ１２００は、長手方向に直交する方向の一端部に設けられている。
【００９７】
そして、溝Ｈ１２００の側面は鋸歯状に形成されている。本実施例では、溝Ｈ１２００の、記録素子基板Ｈ１０５１の中心部（吐出口が形成されている領域。）に近い方の側面が、鋸歯状になっている。
【００９８】
本実施形態では、一例として、鋸歯状を成す１つの歯の高さを約１５μｍとし、歯のピッチを約２１μｍとした。また、溝Ｈ１２００の長手方向に直交する方向の幅の最大値が約３５μｍであり、溝Ｈ１２００の長手方向に直交する方向の幅の最小値が約２０μｍである。
【００９９】
本形態に限らず、溝Ｈ１２００の側面全体が鋸歯状に形成されていても良い。
【０１００】
上記の記録素子基板Ｈ１０５１を用いて、実際に記録ヘッドを製造し、流路形成部材Ｈ１１０１の剥離について調査した。記録ヘッドの作製後、詳細な調査を実施したところ、流路形成部材Ｈ１１０１の底面の縁部が若干剥離していた。具体的には、鋸歯状の先端部の流露形成部材が若干剥離していた。
【０１０１】
しかし、第１の実施形態における記録ヘッドと比較すると、流路形成部材Ｈ１１０１の剥離の程度は小さかった。流路形成部材Ｈ１１０１が剥離した領域は、凸条部Ｈ１１２１の側面に達していなかった。
【０１０２】
本実施形態の記録ヘッドに対して、第１の実施形態で記載した試験と同様の試験を行った後、電気配線Ｈ１２１０を詳細に調査したところ、電気配線Ｈ１２１０の腐食は確認されなかった。
【０１０３】
このように、溝Ｈ１２００の側面を鋸歯状にすることにより、流路形成部材Ｈ１１０１の剥離を低減することができる。そのため、電気配線の腐食がさらに抑制され、さらに信頼性の高い記録ヘッドを提供することが可能となる。
【０１０４】
以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】（ａ）は第１の実施形態の記録ヘッドが有する一部破断した記録素子基板の模式的斜視図であり、（ｂ）は吐出口が形成された面から見た記録素子基板の模式的平面図であり、（ｃ）は（ｂ）の１Ｃ−１Ｃ線に沿った記録素子基板の模式的断面図である。
【図２】記録ヘッドが有する基板の概略図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態における記録ヘッドの模式的斜視図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態における記録ヘッドの分解斜視図である。
【図５】記録ヘッドを備えた記録装置の構成を示す概略図。
【図６】（ａ）は第２の実施形態に係る記録ヘッドが有する一部破断した記録素子基板の模式的斜視図であり、（ｂ）は吐出口が形成された面から見たときの記録素子基板の模式的平面図である。
【図７】（ａ）は第３の実施形態に係る記録ヘッドが有する一部破断した記録素子基板の模式的斜視図であり、（ｂ）は吐出口が形成された面から見たときの記録素子基板の模式的平面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
Ｈ１０００ 記録ヘッド
Ｈ１０５１ 記録素子基板
Ｈ１１０１ 流路形成部材
Ｈ１１０３ 記録素子
Ｈ１１０７ 吐出口
Ｈ１１１０ 基板
Ｈ１１１９ 保護膜
Ｈ１１２０ 一の面
Ｈ１１２１ 凸条部
Ｈ１１２２ 頂面
Ｈ１２００ 溝
Ｈ１２１０ 電気配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するエネルギを発生する記録素子と該記録素子に電力を供給する配線層とを有する基板と、前記基板の一の面に接合され、貫通穴が形成された流路形成部材と、から構成される記録素子基板を有する記録ヘッドおいて、
前記貫通穴によって前記記録素子基板に形成された溝の底面が、前記基板の前記一の面に最も近い前記配線層を構成する電気配線の上面に位置し、かつ前記底面が該電気配線の縁部に位置しないように、該溝が配置されていることを特徴とする、記録ヘッド。
【請求項２】
前記基板の前記一の面には、前記電気配線によって凸条部が形成されており、
前記凸条部の側面に前記溝の底面が位置しないように、前記溝が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の記録ヘッド。
【請求項３】
前記溝が前記電気配線に沿って形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の記録ヘッド。
【請求項４】
前記溝の幅が前記電気配線の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項３に記載の記録ヘッド。
【請求項５】
前記溝が、前記流路形成部材の長手方向に延びて形成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項６】
前記溝が、前記流路形成部材の長手方向と直交する方向における前記流路形成部材の端部近傍に形成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項７】
前記溝の側面が鋸歯状に形成されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項８】
前記基板の前記一の面には、保護膜が形成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項に記載の記録ヘッド。
【請求項９】
前記流路形成部材が樹脂で構成されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項１０】
前記溝は曲部を有し、
該曲部が曲線状に形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項１】
液体を吐出するエネルギを発生する記録素子と該記録素子に電力を供給する配線層とを有する基板と、前記基板の一の面に接合され、貫通穴が形成された流路形成部材と、から構成される記録素子基板を有する記録ヘッドおいて、
前記貫通穴によって前記記録素子基板に形成された溝の底面が、前記基板の前記一の面に最も近い前記配線層を構成する電気配線の上面に位置し、かつ前記底面が該電気配線の縁部に位置しないように、該溝が配置されていることを特徴とする、記録ヘッド。
【請求項２】
前記基板の前記一の面には、前記電気配線によって凸条部が形成されており、
前記凸条部の側面に前記溝の底面が位置しないように、前記溝が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の記録ヘッド。
【請求項３】
前記溝が前記電気配線に沿って形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の記録ヘッド。
【請求項４】
前記溝の幅が前記電気配線の幅よりも小さいことを特徴とする、請求項３に記載の記録ヘッド。
【請求項５】
前記溝が、前記流路形成部材の長手方向に延びて形成されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項６】
前記溝が、前記流路形成部材の長手方向と直交する方向における前記流路形成部材の端部近傍に形成されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項７】
前記溝の側面が鋸歯状に形成されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項８】
前記基板の前記一の面には、保護膜が形成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項に記載の記録ヘッド。
【請求項９】
前記流路形成部材が樹脂で構成されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項１０】
前記溝は曲部を有し、
該曲部が曲線状に形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−３０１５１（Ｐ２０１０−３０１５１Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９４８７３（Ｐ２００８−１９４８７３）
【出願日】平成２０年７月２９日（２００８．７．２９）
【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２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２９日（２００８．７．２９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]