(57)【要約】【課題】限られたサイズの基板の中に接続パッドを効率良く配置することが可能なインクジェット記録ヘッド用基板を提供する。【解決手段】インクジェット記録ヘッド用基板１００には長手方向に延びたインク供給口１０６が形成されている。基板１００は、インク供給口１０６の長手方向に対して交わる方向に延びた第１の辺（基板短辺）に沿って配列された第１の電気接続端子である接続パッド１０５を有している。基板１００は、インク供給口１０６の長手方向に沿って延びた第２の辺（基板長辺）に沿って配列された第２の電気接続端子である接続パッド１０１，１０２をさらに有している。接続パッド１０１，１０２は、インク供給口１０６の長手方向におけるインク供給口１０６の端部と基板短辺との間の領域に設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生体からなる列と、前記複数のエネルギー発生体にインクを供給するための、前記列に沿って配されたインク供給口と、が設けられたインクジェット記録ヘッド用基板であって、
前記列と前記インク供給口とはそれぞれ前記基板の長手方向に延びる様に設けられており、
前記長手方向に関して交差する交差方向に延びた前記基板の第１の辺に沿って近くに配された、前記複数のエネルギー発生体と電気的に接続された第１の端子と、
前記長手方向に関する前記インク供給口の前記第１の辺に近い側の端部を通り前記交差方向に延びる仮想の線と前記第１の辺との間の領域において、前記長手方向に延びた前記基板の第２の辺の近くに配された、前記複数のエネルギー発生体と電気的に接続された第２の端子と、
を有す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】
前記第２の端子の前記長手方向に関する幅は、前記第１の端子の前記長手方向に関する幅よりも大きく、前記第１の端子の前記交差方向に関する幅よりも大きい請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項３】
前記第２の端子は、前記長手方向に長い長方形形状を有する請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項４】
前記基板には前記複数のエネルギー発生体に駆動電力を供給するための電源配線およびグランド配線が設けられており、
前記第２の端子には前記電源配線および前記グランド配線のいずれか一方が接続されている請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項５】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド用基板と、前記複数のエネルギー発生体にそれぞれ対応して設けられた複数のインク吐出口と、を備えたインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッド用基板及び該基板を備えたインクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット方式に従う記録装置に搭載される記録ヘッドの電気熱変換素子（ヒータ）とその駆動回路及び配線は、特許文献１に示されているように、半導体プロセス技術を用いて同一基板上に形成されている。
【０００３】
図８及び図９は、従来技術によるインクジェット記録ヘッド用基板を表す模式図である。
【０００４】
図８と図９は同一の基板を表している。図９はヒータ駆動電源配線とそのグランド配線を主に示しており、図８はその配線の下にあるヒータドライバやロジック配線を主に示している。
【０００５】
まず図８から説明すると、基板の中央にはインク供給口１０６があり、それを挟んで両側にヒータ列１０７が配列されている。ヒータ列１０７の後部にはヒータを駆動するためのドライバアレイ５０１が配置されており、その後部にはロジック配線及びロジック回路５０２が配置されている。基板の短辺縁近傍には複数の接続パッド５０５が配置されている。接続パッド５０５とインク供給口１０６との間には、シフトレジスタ５０３やデコーダ５０４を始め、図示しない温度センサなどが配置されている。
【０００６】
図９において、符号６０３はヒータドライバアレイ上に設けられたヒータ駆動用電源配線を示している。また、符号６０４はロジック部上に設けられたグランド配線を示している。それぞれの配線はヒータ駆動用接続パッド６０１、グランド用接続パッド６０２を通して外部と接続される。
【０００７】
配列されているどのヒータに対しても配線抵抗をほぼ同一とするために、電源配線はヒータの駆動ブロックごとに分割されている。それぞれの配線は、抵抗値が一定となるように接続パッドからの距離に応じて幅が異なっている。いずれの駆動ブロックも同時に駆動されるヒータは１本なので、配線抵抗による電圧降下はどこのヒータでも一定となる。
【０００８】
また、電源接続パッドが基板の片側だけだとすると、基板の反対側まで上記の方法で配線していくと配線幅が増大しすぎる。そのため、図９に示すように基板上の電源配線は上下対称となっている。したがって、基板の両側の短辺縁近傍にヒータ駆動用電源及びグランド用の端子が必要になる。
【０００９】
電源系の接続パッド６０１，６０２以外のパッドは、ヒータ駆動用のヒートイネイブル端子やデータ入力端子、ラッチ、クロック、ロジック電源、温度センサ端子、ランク測定端子などに使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１３８４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
近年、インクジェット記録装置は記録解像度と記録速度の著しい向上が求められている。そのために、インクジェット記録ヘッド用基板は、ヒータやロジックの高密度配置とヒータ数そのものを増やす長尺化が必要となっている。また同時に、基板そのものの高機能化も求められているため、ヒューズ回路の内蔵やきめ細かい温度制御のための複数の温度センサなども必要になってきている。
【００１２】
以上のような構成を取ろうとすると、外部への接続パッド数が多くなってくる。詳しく述べると、必要なヒータ数が増えてくるとそれに伴ってロジック回路が増えるため、基板外部への接続パッドの数が増える。また、上記のような高機能化を行うと、ヒューズ読み書きのためのパッドや温度センサの出力パッドも追加される。
【００１３】
すると、基板端部の接続パッド領域にパッドが入りきらなくなる問題があった。中でも、インク供給口が一列でかつノズル数が多いブラックインク用の基板においては、基板の幅が小さいためパッド領域の不足が顕著になりやすい。
【００１４】
図１０に示すようにパッドが並んでいる短辺側の基板サイズを大きくすれば必要なパッドを入れることができるが、基板のサイズが大型化するとともにコストが高くなってしまう。
【００１５】
また、図１１に示すように基板の長辺側に必要な接続パッド７０１を配置すると、長辺のパッド以外の領域７０２は無駄なスペースとなって、結局基板サイズが大きくなってしまう。これは、接続パッドの下にはロジック回路や配線を配置することができないため、従来の基板を拡張して下地に何もない部分をパッドとして使う必要があるためである。加えて、基板の長辺側に接続パッドがあると、ノズル表面の付着インクを拭うワイピング動作の妨げになるため好ましくない。
【００１６】
また、パッドのサイズや配列ピッチを小さくしてより多くのパッドを設けるという対処法も考えられるが、この対処法では配線接続部分でショートを起こしやすいなど実装の信頼性や歩留まりを低下させる原因となりやすく、その効果には限界がある。また、パッドの配置ピッチを狭くするとパッドに接続される電源配線の幅も狭くなるため、配線抵抗が大きくなるという問題もある。
【００１７】
本発明は、限られたサイズの基板の中に接続パッドを効率良く配置することが可能なインクジェット記録ヘッド用基板及び該基板を備えたインクジェット記録ヘッド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】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録ヘッド用基板は、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生体からなる列と、前記複数のエネルギー発生体にインクを供給するための、前記列に沿って配されたインク供給口と、が設けられたインクジェット記録ヘッド用基板であって、前記列と前記インク供給口とはそれぞれ前記基板の長手方向に延びる様に設けられており、前記長手方向に関して交差する交差方向に延びた、前記基板の第１の辺、に沿って近くに配された、前記複数のエネルギー発生体と電気的に接続された第１の端子と、前記長手方向に関する前記インク供給口の前記第１の辺に近い側の端部を通り前記交差方向に延びる仮想の線と前記第１の辺との間の領域において、前記長手方向に延びた前記基板の第２の辺の近くに配された、前記複数のエネルギー発生体と電気的に接続された第２の端子と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、限られたサイズの基板の中に接続パッドを効率良く配置することが可能なインクジェット記録ヘッド用基板及び該基板を備えたインクジェット記録ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明が適用できるインクジェット記録装置の概観図である。
【図２】インクジェット記録装置の記録制御を実行するための制御構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド用基板の電源系配線を主に示す模式的平面図である。
【図４】液滴を吐出するノズルが形成されたインクジェット記録ヘッド用基板をＴＡＢテープに実装した状態を表す図である。
【図５】図４の符号２０４で示した部分を拡大した図である。
【図６】完成したインクジェット記録ヘッドを示す斜視図である。
【図７】本発明に係るインクジェット記録ヘッド用基板の代表的な回路ブロック図である。
【図８】従来のインクジェット記録ヘッド用基板を示す模式図である。
【図９】図８に示されたインクジェット記録ヘッド用基板を示す模式図である。
【図１０】従来の他のインクジェット記録ヘッド用基板を示す模式図である。
【図１１】従来の更に他のインクジェット記録ヘッド用基板を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（インクジェット記録装置）
まず、本発明のインクジェット記録ヘッド用基板を備えたインクジェット記録ヘッドが用いられるインクジェット記録装置の概略を説明する。図１は、本発明が適用できるインクジェット記録装置の概観図である。
【００２２】
図１を参照すると、リードスクリュー５００５は、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０１１，５００９を介して回転する。キャリッジＨＣは、リードスクリュー５００４の螺旋溝５００５に対して係合するピン（不図示）を有し、リードスクリュー５００４の回転に伴って矢印ａ，ｂ方向に往復移動される。このキャリッジＨＣには、インクジェット記録ヘッド４００が搭載されている。
【００２３】
符号５００２は紙押え板を示しており、キャリッジの移動方向に亙って記録媒体Ｐをプラテン５０００に対して押圧する。符号５００７，５００８はフォトセンサを示している。フォトセンサ５００７，５００８は、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在を確認して、モータ５０１３の回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知手段である。符号５０１６は、記録ヘッドの前面（インク吐出口が設けられている面）をキャップするキャップ部材５０２２を支持する部材を示している。また、符号５０１５はこのキャップ内を吸引する吸引手段を示しており、キャップ内開口５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。符号５０１７はクリーニングブレードを示し、符号５０１９はこのブレード５０１７を前後方向に移動可能にする部材を示しており、本体支持板５０１８にこれらが支持されている。ブレード５０１７は、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言うまでもない。又、符号５０２１は吸引回復の吸引を開始するためのレバーを示しており、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達手段で移動制御される。
【００２４】
これらの構成によるキャッピング、クリーニング、吸引回復の動作は、キャリッジＨＣがホームポジション側の領域に配置された時にリードスクリュー５００４の作用によって、キャップ部材５０２２やブレード５０１７の対応位置で行われるようなっている。
【００２５】
次に、上述したインクジェット記録装置の記録制御を実行するための制御構成について、図２に示すブロック図を参照して説明する。制御回路を示す同図において、符号１７００は記録信号を入力するインターフェースを示している。符号１７０１はＭＰＵ、符号１７０２はＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムを格納するプログラムＲＯＭ、符号１７０３は各種データ（上記記録信号やヘッドに供給される記録データ等）を保存しておくダイナミック型のＲＡＭ（ＤＲＡＭ）を示している。符号１７０４は記録ヘッド１７０８に対する記録データの供給制御を行うゲートアレイを示しており、このゲートアレイ１７０４を介して記録ヘッドを駆動するための信号を供給している。また、このゲートアレイ１７０３は、インターフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も行う。
【００２６】
さらに、符号１７１０は記録ヘッド１７０８を搬送するためのキャリアモータを示し、符号１７０９は記録紙搬送のための搬送モータを示している。符号１７０５は記録ヘッド１７０８に設けられたインクジェット記録ヘッド用基板を示しており、インクジェット記録ヘッド用基板１７０５はインク吐出用のヒータやその駆動回路を含む。符号１７０６，１７０７は、それぞれ、搬送モータ１７０９やキャリアモータ１７１０を駆動するためのモータドライバを示している。
【００２７】
続いて、上記制御構成の動作を説明する。インターフェース１７００に記録信号が入ると、ゲートアレイ１７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の記録データに変換される。そして、モータドライバ１７０６，１７０７が駆動されると共に、記録ヘッド１７０８内のインクジェット記録ヘッド用基板１７０５に送られた記録データに従ってインク吐出用ヒータが駆動され、記録ヘッド１７０８による記録動作が行われる。
【００２８】
（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）
続いて、図３から図６を参照して、本発明の実施形態に係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について説明する。
【００２９】
図３は、本実施形態のインクジェット記録ヘッド用基板１００の電源系配線を主に示す模式的平面図である。図３に示す基板１００は長方形形状を有しており、基板１００の中央には基板の長手方向に延びたインク供給口１０６が形成されている。インク供給口１０６を挟んだ両側には、インク供給口１０６の長手方向に沿って延びる様に配置されたヒータ列１０７が設けられている。ヒータ列１０７は、３００ｄｐｉ（ドット・パー・インチ）のピッチで片側２５６個、両側合計で５１２個のヒータが配列されて構成されている。なお、ヒータはインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生体の代表例として挙げたものであるが、ここでは熱エネルギーを発生するための電気熱変換素子である。
【００３０】
ヒータ列１０７の後部の不図示のドライバアレイ上には、ヒータに駆動電力を供給するヒータ駆動用電源配線１０３が形成されている。さらに、その後部の不図示のロジック配線及びロジック回路上には、配線１０３に対応するグランド配線１０４が形成されている。
【００３１】
また、基板１００には、インク供給口１０６の長手方向に対して交差する交差方向（本実施形態では直角に交差している）に延びた第１の辺である基板短辺に沿って配列された第１の電気接続端子（第１の端子）としての複数の接続パッド１０５が形成されている。さらに、基板１００には、インク供給口１０６の長手方向に沿って延びた第２の辺である基板長辺に沿って配列された第２の電気接続端子（第２の端子）としてのヒータ駆動電源接続パッド１０１及びグランド接続パッド１０２が形成されている。接続パッド１０１，１０２は、インク供給口１０６の長手方向におけるインク供給口１０６の端部を通り交差方向に延びる仮想の線と基板１００の第１の辺（基板短辺）との間の領域に形成されている。ヒータ駆動用電源配線１０３はヒータ駆動電源接続パッド１０１に接続され、グランド配線１０４はグランド接続パッド１０２に接続されている。図９に示した従来の構成例と同様に、基板１００上の配線１０３，１０４及びパッド１０１，１０２の配置構成は図示上下対称になっている。
【００３２】
接続パッド１０１，１０２は基板１００の長手方向に延びた基板長辺に沿って配置されている。図３に示す例では、接続パッド１０５は一辺の長さが１００μｍの正方形に形成され、接続パッド１０１，１０２はそれぞれ２００μｍ×１００μｍの長方形に形成されている。接続パッド１０１，１０２の長辺は基板長辺と同じ方向に向けられている。
【００３３】
図４は、液滴を吐出するノズルが形成されたインクジェット記録ヘッド用基板２０３をＴＡＢテープ２０１に実装した状態を表す図である。ＴＡＢテープ２０１の一方の端部付近にはインクジェット記録装置本体との電気的接続を行うための複数のコンタクトパッド２０２が設けられており、その反対側の端部付近にはインナーリードを介して基板２０３が接続されている。
【００３４】
図５は、図４の符号２０４で示した部分を拡大した図である。ＴＡＢテープ２０１に形成されたデバイスホール内には、その周囲縁からインナーリード３０１，３０２が突出している。インナーリード３０１，３０２はギャングボンディングによって接続パッド１０１，１０２，１０５と電気的に接合されている。符号３０３はインクを吐出する吐出口である。該吐出口のそれぞれに対応してその直下に、ヒータが配されている。
【００３５】
図６は完成したインクジェット記録ヘッドを示す斜視図である。図４に示したＴＡＢテープ２０１がインクタンク４０１の壁面に接合され、そのインナーリード部が封止剤４０２で封止されている。さらに、ＴＡＢテープ２０１はインクタンク４０１の壁面に沿って折り曲げられ、コンタクトパッド２０２が設けられている部分がインクタンク４０１の壁面に密着固定されている。なお、図６では基板２０３を上に向けた状態を示しているが、記録ヘッドがインクジェット記録装置に装着される際は、基板２０３は下向きの姿勢となる。
【００３６】
図７は、本発明に係るインクジェット記録ヘッド用基板の代表的な回路ブロック図である。ヒータにはヒータ駆動用電源（ＶＨ）１０３、ドライバにはグランド（ＧＮＤ）１０４が接続されている。DATA端子には、記録データ及びブロック制御データが入力される。CLK端子からのクロックに従って前記データはシフトレジスタ５０３に入り、LT端子からのラッチ信号によってラッチ回路に保持される。記録データ信号はHE端子からのヒートイネイブル信号とＡＮＤを取って、各ヒータグループごとに入力される。ブロック制御データ信号はデコーダ５０４でデコードされ、各ヒータグループ内の各セグメントに入力される。記録データ信号とブロック制御データ信号をＡＮＤ回路６０５に入力し、ドライバがＯＮしてヒータに電流が流れる。
【００３７】
再び図３を参照すると、基板の各々の長手方向端部において、電源系の配線１０３，１０４が接続される４つの接続パッド１０１，１０２が基板長辺側に配置されている。これにより、基板短辺側に配置できる接続パッド１０５の数は４つの接続パッド１０１，１０２が占めていたスペースの分だけ増やすことが可能となり、記録ヘッドの高機能化に伴って増やす必要のあるロジック端子をその空きスペースに配置することができる。
【００３８】
また、上記のように接続パッド１０１，１０２は基板の長辺方向に長い長方形を有しているので、配線１０３，１０４との接続部の幅を基板短辺側の接続パッド１０５に比べて広くすることができる。なお、基板短辺側では接続パッド１０５が高密度に配置されているため接続パッド１０５の幅を広くすることはできないが、基板長辺側ではスペースの制限が緩いため、基板長辺側に配置された接続パッド１０１，１０２の幅は比較的自由に設定可能である。さらに、上記のように接続パッド１０１，１０２を基板長辺側に配置した構成としたことにより、基板１００の最も外側に構成されているグランド配線１０４の接続パッド１０２までの配線距離を小さくすることができる。これらによって、電源ラインの配線抵抗を減らし、無駄な消費電力を省くことができる。
【００３９】
なお、基板１００に対するワイピング動作は、インク供給口１０６の長手方向の長さとほぼ同じ幅を有するブレード（不図示）を、基板短辺に沿う方向に、インク供給口１０６全体を拭うように移動させるようにして行われる。そのようなワイピング動作を考慮して、本実施形態では、上記のように接続パッド１０１，１０２が基板１００の長手方向においてインク供給口１０６の長手方向の両端と基板１００の長手方向両端の基板短辺との間の領域内に形成されている。そのため、接続パッド１０１，１０２がワイピング動作の妨げになったり、あるいはワイピング動作によって拭われたインク等の液体が接続パッド１０１，１０２に付着したりすることが防止されている。
【符号の説明】
【００４０】
１００  インクジェット記録ヘッド用基板
１０１  ヒータ駆動電源接続パッド
１０２  グランド接続パッド
１０５  接続パッド
１０６  インク供給口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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