(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数の吐出口と、発熱抵抗層と、該発熱抵抗層に電気的に接続する配線電極と、前記発熱抵抗層の一部に形成される電気熱変換素子が複数設けられた基板と、該基板に接合し前記複数の電気熱変換素子が発生する熱エネルギーを該インクに作用させるための流路を形成する流路壁の複数を一体的に有する壁部材とを具備するとともに、前記基板は前記流路間に前記流路壁が係合する凹部を有し、前記流路壁を前記凹部に係合させ前記基板と前記壁部材とを接合することで前記流路が形成されているインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記複数の流路のそれぞれは、該流路に吐出方向に沿って前記電気熱変換素子を２つ有するとともに、前記流路の幅に対して前記吐出口に近い当該電気熱変換素子の幅が、その流路の他の前記電気熱変換素子よりも小さいものであって、
前記発熱抵抗層の上層に設けられる配線電極の一部であって前記吐出口に近い電気熱変換素子に電気的に接続されていない第１の上層配線電極層が、更に、該吐出口に近い前記電気熱変換素子とその両側に配される前記流路壁との間に形成され、前記発熱抵抗層の上層に設けられる配線電極の一部であって該電気熱変換素子に電気的に接続される第２の上層配線電極層、および、該吐出口に近い前記電気熱変換素子と所定の隙間をもって該第２の上層配線電極層と同一平面上に形成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。
【請求項２】
記録媒体の記録面に対して記録動作を行う請求項１に記載されるインクジェット記録ヘッドと、
前記インクジェット記録ヘッドを前記記録媒体の記録面に対して相対的に移動させる記録ヘッド移動手段と、
前記記録ヘッド移動手段に前記インクジェット記録ヘッドを相対的に移動させる移動動作を行わせるとともに、該インクジェット記録ヘッドに記録動作を行わせる制御部と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録に用いられる液体を導く液体流路に対応して配列される複数の電気熱変換素子を有する電気熱変換素子基板を備えるインクジェット記録ヘッド、および、それが用いられるインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置においては、一般に、記録に用いられる液体としてのインクを吐出する記録ヘッドを備えている。バブルジェット式の記録ヘッドは、例えば、特公昭６２−４８５８５号公報にも示されるように、インク滴が吐出されるインク吐出口が所定の間隔で複数形成されるインク吐出口形成面を有するインク吐出部材と、インク吐出部材における各インク吐出口に連通する各インク流路に対応して電気熱変換素子が配列される電気熱変換素子基板と、電気熱変換素子基板の各電気熱変換素子に駆動制御信号を供給するプリント配線基板とを含んで構成されている。
【０００３】
インク吐出部材は、インクタンクから供給されるインクが所定量、貯留される共通液室を備えている。共通液室は、相対向して平行に配される隔壁部材により形成される各インク流路の一端に連通されている。これにより、共通液室からのインクは、一端が共通液室に連通する各インク流路に分配されることとなる。
【０００４】
電気熱変換素子基板は、例えば、図９の（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、インク吐出部材のインク流路が形成される部分とプリント配線基板との間に配され、電気熱変換素子としてのヒータ８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）およびヒータ２０ａｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）が各インク流路に対応してその一方の表面に配列される基台部６と、一端がヒータ８ａｉに電気的に接続される個別電極層１０と、個別電極層１０と同一の平面上に並設され、一端がヒータ２０ａｉに電気的に接続される個別電極層１８と、一端側がヒータ８ａｉおよびヒータ２０ａｉにそれぞれ電気的に接続される共通電極層１２と、隣接するすべてのヒータ８ａｉおよびヒータ２０ａｉ、個別電極層１０、個別電極層１８を覆う保護層１６と、保護層１６の全体の表面を被覆する耐キャビテーション層１４とを含んで構成されている。
【０００５】
なお、図９の（Ａ）および（Ｂ）においては、インク吐出部材の二つのインク流路２ａｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）に対応する部分を代表して示し、その他の部分は省略される。
【０００６】
ヒータ８ａｉおよびヒータ２０ａｉは、基台部６の同一平面上における共通の直線上に配置されている。ヒータ８ａｉは、ヒータ２０ａｉよりもインク吐出部材のインク吐出口に近い位置に配されている。ヒータ８ａｉの容量（発熱量）は、ヒータ２０ａｉの容量（発熱量）に比して小とされる。
【０００７】
ヒータ８ａｉおよびヒータ２０ａｉ上に形成される共通電極層１２の他端には、所定の電力を供給する基準電源が接続されている。
【０００８】
その表面が起伏をもって形成される耐キャビテーション層１４は、インク吐出部材の各隔壁部材４ａｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）の間に対応して浅い溝を有するとともに、各隔壁部材４ａｉに対応して細長い溝１４ａを有している。その際、画像の高解像度の要求からインク吐出口の数量は、昨今、増大する傾向にあり、従って、隣接するヒータ８ａｉおよびヒータ２０ａｉの相互間距離も比較的小となる。
【０００９】
インク吐出部材の隔壁部材４ａｉの一端と耐キャビテーション層１４とが、所定の圧力で密着されることにより、隣接するインク流路２ａｉは、互いに連通することなく独立して形成されることとなる。
【００１０】
上記のように多値記録を行う場合には、駆動する電気熱変換素子の面積を選択的に異ならせることにより発泡パワーをコントロールしている。したがって、小液滴を形成する際の発泡パワーについては、従来、一つの流路内に電気熱変換素子が一つしか配されない場合の発泡パワーに比べて、かなり小さいものとなっている。このような状態で流路間にクロストークが生じるような間隙があると、クロストークによるエネルギー損失により、吐出に十分な発泡パワーを確保しにくくなるため、小液滴吐出モードでの所望の液体の吐出を行えなくなることがある。
【００１１】
ここで、クロストークの影響を少なくするために、小液滴の吐出を行うために用いられる電気熱変換素子の面積を大きくすることも考えられるが、この場合には、多値記録における複数の電気熱変換素子の各組み合わせによって生じる吐出量の差を小さくすることになり好ましくはない。
【００１２】
従って、多値記録を行うために流路内に複数の電気熱変換素子を配するようなインクジェット記録ヘッドは、クロストークを防止する目的で特開平７−８９０７３号公報に記載されるような基板に流路壁が係合する凹部を形成することが望ましい。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一つの流路内に複数の電気熱変換素子を配する構成で流路を高密度配列させようとする場合には、従来、行われていたような凹部の深さを十分に採ることが困難になってくる。すなわち、凹部の深さを深くするために個別蓄熱層の高さを高くした場合には、その上に配される配線の引き回し（段差部分における配線材料の成膜）が困難になり、信頼性が低下してしまう。また、電気熱変換素子を当該凹部を避けて設けることも考えられるが、配線電極の幅を狭めることは配線抵抗の増大をもたらすため一定の限界があるうえ、電気熱変換素子が流路内に複数設けられていることから配線電極の数も増えているため平面上（二次元）のレイアウトにより実現することは難しい。
【００１４】
以上の問題点を考慮し、本発明は、一つの流路内に複数の電気熱変換素子を配する構成で流路を高密度配列する構成であっても、流路壁係合用の凹部の深さを深く採れるとともに、配線電極の信頼性に優れたインクジェット記録ヘッド、および、それが用いられるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する複数の吐出口と、発熱抵抗層と、発熱抵抗層に電気的に接続する配線電極と、発熱抵抗層の一部に形成される電気熱変換素子が複数設けられた基板と、基板に接合し複数の電気熱変換素子が発生する熱エネルギーをインクに作用させるための流路を形成する流路壁の複数を一体的に有する壁部材とを具備するとともに、基板は流路間に流路壁が係合する凹部を有し、流路壁を凹部に係合させ基板と壁部材とを接合することで流路が形成されているインクジェット記録ヘッドにおいて、複数の流路のそれぞれは、流路に吐出方向に沿って電気熱変換素子を２つ有するとともに、流路の幅に対して吐出口に近い電気熱変換素子の幅が、その流路の他の前記電気熱変換素子よりも小さいものであって、発熱抵抗層の上層に設けられる配線電極の一部であって吐出口に近い電気熱変換素子に電気的に接続されていない第１の上層配線電極層が、更に、吐出口に近い電気熱変換素子とその両側に配される流路壁との間に形成され、発熱抵抗層の上層に設けられる配線電極の一部であって電気熱変換素子に電気的に接続される第２の上層配線電極層、および、吐出口に近い電気熱変換素子と所定の隙間をもって第２の上層配線電極層と同一平面上に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るインクジェット記録装置は、記録媒体の記録面に対して記録動作を行う上述のインクジェット記録ヘッドと、インクジェット記録ヘッドを記録媒体の記録面に対して相対的に移動させる記録ヘッド移動手段と、記録ヘッド移動手段にインクジェット記録ヘッドを相対的に移動させる動作を行わせるとともに、インクジェット記録ヘッドに記録動作を行わせる制御部とを備えて構成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例の要部を示す。
【００１８】
図３において、装置は、収容される記録媒体としての用紙Ｐａを順次１枚ずつ送出する給紙部３０と、給紙部３０から送出された用紙Ｐａを後述する記録部３６に対向する位置まで搬送する記録媒体搬送部３２と、搬送されて所定位置に停止される用紙Ｐａの記録面に対して記録動作を行う記録部３６とを含んで構成されている。
【００１９】
給紙部３０は、複数枚の用紙Ｐａが収容される給紙トレー部４４と、給紙トレー部４４に対向配置され給紙トレー部４４に収容される用紙Ｐａの最上端に載置される用紙Ｐａを一枚ずつ送り出す２個のピックアップローラ４６ａを有する回転軸４６と、回転軸４６を回動させる駆動装置７０とを含んで構成されている。
【００２０】
給紙トレー部４４は、図示が省略される筺体に配される支持軸４２に支持され記録媒体搬送部３２の搬送路の上流側に対して臨むように傾斜している。回転軸４６は、その軸線が用紙Ｐａの搬送方向に対して直交する方向に延び給紙トレー部４４の周縁部に回動可能に支持されている。回転軸４６の一端は、駆動装置７０の減速機構部に連結されている。
【００２１】
駆動装置７０は、駆動用モータと、モータの出力軸に連結される減速機構部とを含んで構成されている。駆動用モータは、後述するモータ駆動制御部１０８からの駆動制御信号に基づいて制御される。減速機構部は、例えば、歯車列により構成され、後述する回復処理装置４０に動力を伝達する経路と回転軸４６の一端に動力を伝達する経路とを選択的に切り換えて伝達するものとされる。その減速機構部の伝達経路の切換制御は、制御ユニットからの切換制御信号に基づいて選択的に行われる。
【００２２】
記録媒体搬送部３２は、給紙部３０からの用紙Ｐａが導入される搬送路に用紙Ｐａの搬送方向に対して直交する方向に沿って設けられる搬送ローラ（図３においては、図示が省略される）と、搬送ローラに対して対向配置され、搬送ローラと協働して用紙Ｐａを狭持しつつ搬送する拍車４８ａを有する回転軸４８と、記録部３６の記録ヘッド７５に対向配置され搬送される用紙Ｐａの記録面を平坦に維持するプラテン部材５０と、用紙Ｐａをプラテン部材５０に押し付ける複数の押圧部材５２ａと、搬送ローラおよび回転軸４８を回転させる駆動機構部３４とを含んで構成されている。
【００２３】
搬送ローラおよび回転軸４８の一端は、例えば、歯車を介して駆動機構部３４の歯車列に連結されている。駆動機構部３４は、駆動用モータと、駆動用モータの出力軸に連結される歯車機構とを含んで構成されている。駆動用モータは、モータ駆動制御部１０８からの駆動制御信号に基づいて制御される。
【００２４】
搬送ローラおよび回転軸４８の他端側の所定位置（ホームポジション）には、記録部３６の記録ヘッド７５の回復処理を行う回復処理装置４０が設けられている。
【００２５】
回復処理装置４０は、所定位置に待機状態とされる記録ヘッド７５に対して近接して係合状態、または、記録ヘッド７５に対して離隔して非係合状態とされるキャッピング部材４０ａと、記録ヘッド７５のインク吐出口形成面に付着したインク等を拭いとるブレード部材４０ｂを有するブレード保持部材４０ｄと、キャッピング部材５４を記録ヘッド７５に対して前進または後退させる移動機構部とを含んで構成されている。
【００２６】
キャッピング部材４０ａは、記録ヘッド７５に対して近接したとき、記録ヘッド７５のインク吐出口形成面に密着係合する係合部を有している。係合部は、図示が省略される吸引装置に接続されている。キャッピング部材４０ａの係合部が記録ヘッド７５のインク吐出口形成面に密着係合されるとき、吸引装置が作動状態とされ、記録ヘッド７５のインク吐出口形成面のインク吐出口が吸引されることとなる。この回復処理により、インクの不吐出となる事態が回避されることとなる。その際、インクが記録ヘッド７５のインク吐出口から係合部に向けて予備吐出されてもよい。
【００２７】
ブレード保持部材４０ｄのブレード部材４０ｂは、例えば、ゴム材料で作られキャッピング部材４０ａと搬送ローラおよび回転軸４８の他端との間に配され図示が省略される移動機構を介してキャッピング部材４０ａの動作に所定のタイミングで追従するものとされる。これにより、記録ヘッド７５がキャッピング部材４０ａにより回復処理された後、記録ヘッド７５が用紙Ｐａの記録領域に向かって移動されるとき、記録ヘッド７５のインク吐出口形成面に付着したインク等がブレード部材４０ｂの先端により拭われることとなる。
【００２８】
記録部３６は、記録ヘッド７５およびインクタンク６８と、記録ヘッド７５７５およびインクタンク６８が着脱可能に搭載されるキャリッジ部材５８と、キャリッジ部材５８を往復動させるキャリッジ搬送駆動部３８とを含んで構成されている。
【００２９】
キャリッジ部材５８は、プラテン部材５０に対して略平行に配されるガイドシャフト５４、および、ガイドシャフト５４に対して略平行に配されるガイドシャフト５６に摺動可能に支持されている。ガイドシャフト５４および５６の両端部は、それぞれ、図示が省略される筺体の支持部材により支持されている。また、キャリッジ部材５８の下部は、タイミングベルト６６に連結されている。
【００３０】
キャリッジ搬送駆動部３８は、駆動用モータ６０と、タイミングベルト６６と、ガイドシャフト５４に沿って配されるタイミングベルト６６に巻装されるプーリ６２および６４とを含んで構成されている。駆動用モータ６０は、例えば、ステッピングモータとされ、制御ユニット１０６からの駆動制御データに基づいて制御される。
【００３１】
プーリ６２および６４は、相対向して所定の間隔をもって配置されている。プーリ６２は、駆動用モータ６０の出力軸に連結され、プーリ６４は、筺体に回動可能に支持される回転軸の一端に固定されている。従って、駆動用モータ６０が作動状態とされるとき、タイミングベルト６６に連結されるキャリッジ部材５８は、記録ヘッド７５を伴って所定距離、移動せしめられる。
【００３２】
また、記録ヘッド７５には、後述するそのプリント配線基板７４に制御ユニット１０６からの駆動制御データを供給するフレキシブルケーブル７２の一端が接続されている。
【００３３】
さらに、本発明に係るインクジェット記録装置の一例においては、加えて、図４に示されるように、記録部３６の動作制御を行う記録ヘッド動作制御部１１４を含んで構成される制御ブロックを備えている。
【００３４】
制御ブロックは、インクジェット記録装置とは別に設置されるホストコンピュータ１００からの画像データＤＧおよび制御データＤＣが供給される通信部１０２と、通信部１０２から転送された画像データＤＧを伝送路１０４を介して選択的に格納するとともに、格納された画像データＤＧを選択的に送出する画像データメモリ部１１０と、画像データメモリ部１１０から読み出された画像データＤＭＧに対してデータ変換処理を行い記録動作制御データ群ＤＤを得る画像処理部１１２と、伝送路１０４を通じて画像データメモリ部１１０、画像処理部１１２、モータ駆動制御部１０８、記録ヘッド動作制御部１１４の動作制御を行う制御ユニット１０６とを主な要素として構成されている。
【００３５】
通信部１０２は、例えば、インターフェース回路（ＩＥＥＥ１２８４）を含んで構成され、ホストコンピュータ１００からの一走査分もしくは所定の数走査分ごとの画像データＤＧおよび制御データＤＣが供給されるとき、受信状態とされ、また、通信部１０２は、制御ユニット１０６からの画像データメモリ部１１０の記憶容量をあらわすデータが供給されるとき、そのデータをホストコンピュータ１００に送出する送信状態とされる。
【００３６】
制御ユニット１０６は、伝送路１０４を通じて得られる制御データＤＣに基づいてモータ駆動制御部１０８に、キャリッジ駆動用モータ６０および用紙搬送用モータ３５に所定の動作を行わせるための制御データ群ＤＭを供給するものとされる。また、制御ユニット１０６は、キャリッジ部材５８に設けられるエンコーダ部からの検出出力信号Ｓｅに基づいてキャリッジ部材５８の移動に同期した記録ヘッド７５の吐出タイミングデータＤＴを形成し、それを送出する。
【００３７】
モータ駆動制御部１０８は、キャリッジ部材５８を所定距離、往復動させるべく、制御データ群ＤＭに基づいて駆動制御信号を形成し、それをキャリッジ駆動用モータ６０に供給するとともに、記録部３６の記録動作に応じて用紙Ｐａを断続的に所定距離搬送させるべく、制御データ群ＤＭに基づいて駆動制御信号を形成し、それを用紙搬送用モータ３５に供給する。
【００３８】
画像データメモリ部１１０は、例えば、１画素あたり所定のビット数構成とされ、供給される画像データＤＧが順次、指定されたメモリアドレスごとに書き込まれ、また、画像データメモリ部１１０は、指定されたメモリアドレスに格納された一走査分ごとの画像データＤＭＧを画像処理部１１２に供給する。
【００３９】
画像処理部１１２は、例えば、画像データメモリ部１１０からの画像データＤＭＧに対して二値化処理を行う多値／二値変換部と、多値／二値変換部からの二値化処理されたデータを各記録ヘッド７５ごとに分割する信号分配処理部と、信号分配処理部からの分割された二値化データの配列を記録ヘッド７５の吐出口の配列に合致させるためのラスターＢＪ変換を行うとともにレジ調整を行い、記録動作制御データ群ＤＤを記録ヘッド動作制御部１１４に送出するレジ調整部とを含んで構成されている。
【００４０】
記録ヘッド動作制御部１１４は、記録ヘッド７５およびキャリッジ部材５８が移動する場合、記録ヘッド７５に記録動作を行わせるべく、記録動作制御データ群ＤＤに基づき、制御ユニット１０６からの吐出タイミングデータＤＴに同期させた駆動制御パルス信号ＰＢを形成し、それらを記録ヘッド７５に対してそれぞれ供給する。
【００４１】
これにより、記録ヘッド７５は、用紙Ｐａの記録面に対して記録動作を行うこととなる。
【００４２】
記録ヘッド７５は、例えば、図２に示されるように、本発明に係る電気熱変換素子基板の一例である電気熱変換素子基板７６と、インク吐出部材７８と、インク吐出部材７８を電気熱変換素子基板７６に向けて押圧する押さえばね８０と、インク吐出部材７８にインクを供給分配するインク供給分配部材８２と、プリント配線基板７４とを主な要素として構成されている。
【００４３】
プリント配線基板７４は、電気熱変換素子基板７６が固定される電極面部７４ａと、電極面部７４ａに電気的に接続され駆動制御信号群を送出する回路部７４ｄと、上述のフレキシブルケーブル７２および回路部７４ｄが電気的に接続され回路部７４ｄに駆動制御信号群を送出するコンタクトパッド７４ｂとを有している。
【００４４】
プリント配線基板７４は、後述するインクタンク６８の一端面に設けられる一対の固定軸６８ａが図示が省略される接続部材を介してその透孔の挿入されることにより、インクタンク６８の一端面上に固定されている。また、プリント配線基板７４は、その接続部材がインクタンク６８の一端面に設けられる一対の位置決め部材６８ｄに係合されることにより、所定位置にインクタンク６８の一端面に位置決めされることとなる。
【００４５】
インク供給分配部材８２は、プリント配線基板７４の透孔、接続部材の透孔を通じてインクタンク６８の供給路６８ｂに接続される供給路８２ｂと、供給路８２ｂに内部を通じて連通するとともにインク吐出部材７８の接続部７８ａに接続される供給路８２ａとを有している。また、インク供給分配部材８２は、押さえばね８０および電気熱変換素子基板７６と協働してインク吐出部材７８のインク吐出口形成面の周縁部を狭持する係合部８２ｄを、プリント配線基板７４の電極面７４ａに対応する部位に有している。
【００４６】
インク吐出部材７８は、インク供給分配部材８２の供給路８２ａに接続される接続部７８ａに連通する共通液室を有している。その共通液室は、所定量のインクが貯留する容積を有し、複数のインク流路の一端にそれぞれ連通している。各インク流路７８ｂｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）は、図１の（Ｂ）に示されるように、インク吐出部材７８において電気熱変換素子基板７６に対向する部分に相対向して設けられる２つの隔壁部材７８ａｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは整数）と電気熱変換素子基板７６とにより互いに平行に所定の間隔で形成されている。
【００４７】
各インク流路７８ｂｉの他端には、インク吐出口が形成されている。インク吐出口は、インク吐出部材７８のインク吐出口形成面７８ｐに、所定の間隔をもって一直線上に配列形成されている。
【００４８】
本発明に係る電気熱変換素子基板の第１の実施例における電気熱変換素子基板７６は、図１の（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、例えば、シリコンで作られプリント配線基板７４の電極面７４ａに固定される基台部８４と、基台部８４の一方の端面に各インク流路７８ｂｉにそれぞれ対応して配される電気熱変換素子としてのヒータ９４および９６と、ヒータ９４および９６に接続されてそれぞれ電力を供給する共通電極層９０と、ヒータ９４および９６にそれぞれ一端が接続される個別電極層９２および９８と、ヒータ９４および９６と、共通電極層９０、個別電極層９２および９８を保護層８８を介して覆う耐キャビテーション層８６とを含んで構成されている。なお、図１の（Ａ）および（Ｂ）においては、複数のインク流路７８ｂｉの一部に対応する部分を代表して示し、他の部分は省略される。
【００４９】
略長方形の基台部８４は、例えば、厚さ約６２５（μｍ）程度の薄板状に形成されている。また、その表層部には、図示は省略されるが、例えば、所定の厚さを有する電気的絶縁材例えば酸化シリコンからなる蓄熱層が形成されている。
【００５０】
電気熱変換素子としてのヒータ９４および９６は、それぞれ、例えば、ハフニュウムボライトで形成され、その中心軸線が基台部８４上における共通の中心軸線に一致されて所定の間隔をもって配置されている。その際、ヒータ９４および９６は、基台部８４上に所定の幅をもってインク流路７８ｂｉに沿って形成される発熱抵抗層の一部をなすものとされる。ヒータ９４は、インク流路７８ｂｉにおいてヒータ９６よりもインク吐出口側に配置されている。ヒータ９４の発熱量、ヒータ９６の発熱量に比して小とされる。
【００５１】
ヒータ９４の一方側に接続される個別電極層９２およびヒータ９６の一方側に接続される個別電極層９８は、例えば、アルミニウムで約０．２〜１．０（μｍ）程度に形成されている。個別電極層９２および個別電極層９８の他端側は、インク流路７８ｂｉに沿って所定の間隔をもって並設されている。
【００５２】
ヒータ９４および９６の他方側にそれぞれ接続される共通電極層９０は、個別電極層９２および個別電極層９８と同様な材料および同一の厚さで個別電極層９２および９８に対して略平行にインク流路７８ｂｉに沿って形成されている。共通電極層９０と個別電極層９２および個別電極層９８とは、それぞれ、同一平面上において相対向し所定距離、離隔している。
【００５３】
また、隣接するインク流路７８ｂｉ相互間においては、一方のインク流路７８ｂｉの共通電極層９０と他方のインク流路７８ｂｉの個別電極層９２および個別電極層９８との間が、隔壁部材７８ｂｉの厚さに相当する距離だけ離隔されている。
【００５４】
各インク流路７８ｂｉにおける共通電極層９０、個別電極層９２および個別電極層９８、ヒータ９４および９６は、共通の保護層８８により覆われている。
【００５５】
保護層８８は、例えば、窒化シリコンまたは酸化シリコンで厚さ約１．０（μｍ）程度に形成されている。
【００５６】
耐キャビテーション層８６は、例えば、タンタルで約０．２（μｍ）程度に形成されている。また、耐キャビテーション層８６は、各インク流路７８ｂｉに対応する共通電極層９０と個別電極層９２および個別電極層９８との間の部分に対応する位置に比較的浅い凹部８６ｂを有している。さらに、隣接する各インク流路７８ｂｉ間においては、隔壁部材７８ａｉの共通電極層９０、個別電極層９２および個別電極層９８に対する相対位置を規制する凹部８６ａが、隔壁部材７８ａｉに対応して形成されている。凹部８６ａは、例えば、約１．０（μｍ）程度の深さ、および、隔壁部材７８ａｉの厚さに相当する幅を有している。
【００５７】
従って、インク吐出部材７８の各隔壁部材７８ａｉの下端面が、電気熱変換素子基板７６の凹部８６ａの底部に確実に密着嵌合された状態でインク吐出部材７８と電気熱変換素子基板７６とが組み付けられるので各インク流路７８ｂｉ相互間のインク漏れが確実に回避されることとなる。
【００５８】
図５の（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係る電気熱変換素子基板の第２の実施例の要部を示す。なお、図５の（Ａ）および（Ｂ）に示される例および後述する他の例において、図１の（Ａ）および（Ｂ）に示される例において同一とされる構成要素については同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００５９】
電気熱変換素子基板１１６は、基台部８４と、基台部８４の一方の端面に各インク流路７８ｂｉにそれぞれ対応して配される絶縁層１１８と、絶縁層１１８上に載置される共通電極層１２０と、保護層１２６を介して共通電極層１２０上に配される電気熱変換素子としてのヒータ１２２および１３２と、共通電極層１２０に接続されるとともにヒータ１２２および１３２に接続されてそれぞれ電力を供給する共通電極層１３４と、ヒータ１２２および１３２にそれぞれ一端が接続される個別電極層１２４および１３６と、ヒータ１２２および１３２と、共通電極層１３４、個別電極層１２４および１３６とを保護層１２８を介して覆う耐キャビテーション層１３０とを含んで構成されている。なお、図５の（Ａ）および（Ｂ）においては、複数のインク流路７８ｂｉの一部に対応する部分を代表して示し、他の部分は省略される。
【００６０】
蓄熱層としての各絶縁層１１８は、例えば、酸化シリコンで各インク流路７８ｂｉに対応した位置に形成されている。また、隣接する絶縁層１１８の相互間隔は、隔壁部材７８ａｉの厚さよりも若干大の距離に設定されている。絶縁層１１８上に形成された共通電極１２０は、略中央に略長方形の孔１２０ａを有している。共通電極１２０は、図示が省略される導体を介して共通電極１３４に接続されている。
【００６１】
ヒータ１２２および１３２は、それぞれ、例えば、ハフニュウムボライトで薄膜状に形成され、基台部８４上における共通の直線上に共通電極１３４を挟んで所定の間隔をもって配置されている。ヒータ１２２および１３２は、それぞれ、ふたつの絶縁層１１８の相互間に対応する部分まで延在する延在部１２２ａおよび１３２ａを有している。
【００６２】
その際、ヒータ１２２は、インク流路７８ｂｉにおいてヒータ１３２よりもインク吐出口側に配置されている。ヒータ１２２の発熱量は、ヒータ１３２の発熱量に比して小とされる。また、ヒータ１２２および１３２は、その中心軸線が基台部８４上における共通の中心軸線に一致されてインク流路７８ｂｉ内に配されるのでヒータ１２２および１３２のそれぞれの両側部とインク流路７８ｂｉとの間に所定の隙間が形成されることとなる。
【００６３】
例えば、アルミニウムで約０．２〜１．０（μｍ）程度に形成されている共通電極１３４は、インク流路７８ｂｉに対応する部分の略中央部に形成されている。例えば、アルミニウムで約０．２〜１．０（μｍ）程度に形成される共通電極１３４は、その略中央に孔１３４ａを有している。共通電極１３４のインク流路７８ｂｉの幅方向の両端は、それぞれ、隔壁部材７８ａｉに対して所定の隙間をもって対向している。
【００６４】
ヒータ１２２の一方側に接続される個別電極層１２４およびヒータ９６の一方側に接続される個別電極層９８は、共通電極１３４と同一の平面上に例えば、アルミニウムで約０．２〜１．０（μｍ）程度に形成されている。
【００６５】
個別電極層１２４は、ヒータ１２２の一端に接続される接続部１２４Ａと、接続部１２４Ａから隣接する隔壁部材７８ａｉおよび個別電極１２４近傍まで広がる延在部１２４Ｄと、延在部１２４Ｄに相対向して接続部１２４Ａに連なるとともに屈曲してヒータ１２２の延在部１２２ａの上面にインク流路７８ｂｉに沿って延びる連結部１２４Ｂとを有している。
【００６６】
個別電極層１２４の連結部１２４Ｂの厚さ方向の位置は、接続部１２４Ａおよび延在部１２４Ｄのその位置よりも低い位置とされている。また、個別電極層１２４の連結部１２４Ｂと互いに隣接する個別電極層１２４の延在部１２４Ｄとの間には、所定の高さを有する段差が形成されている。連結部１２４Ｂの他端は、所定の端子部に接続されている。
【００６７】
個別電極層１３６は、ヒータ１３２のインク吐出口配列方向の幅と同一の幅を有する接続部を有している。接続部の他端側は、共通電極１２０と個別電極層１２４の連結部１２４Ｂとの間をインク流路７８ｂｉに沿って所定の相互間隔をもって並設されている。また、接続部の他端側は、所定の端子部に接続されている。
【００６８】
各インク流路７８ｂｉにおける共通電極層１３４、個別電極層１２４および個別電極層１３６、ヒータ１２２および１３２は、共通の保護層１２８により覆われている。
【００６９】
保護層８８は、例えば、窒化シリコンまたは酸化シリコンで厚さ約１．０（μｍ）程度に形成されている。
【００７０】
耐キャビテーション層１３０は、例えば、タンタルで約０．２（μｍ）程度に形成されている。また、耐キャビテーション層１３０は、隣接する各インク流路７８ｂｉ間において、隔壁部材７８ａｉの共通電極層１３４、個別電極層１２４および個別電極層１３６に対する位置を規制する凹部１３０ａを、各隔壁部材７８ａｉに対応してそれぞれ有している。
【００７１】
凹部１３０ａは、個別電極層１２４の連結部１２４Ｂと互いに隣接する個別電極層１２４の延在部１２４Ｄとの間における段差に応じて例えば、約１．０（μｍ）程度の深さ、および、隔壁部材７８ａｉの厚さに相当する幅を有している。
【００７２】
従って、インク吐出部材７８の各隔壁部材７８ａｉの下端面が、電気熱変換素子基板１１６の凹部１３０ａの底部に確実に密着嵌合された状態でインク吐出部材７８と電気熱変換素子基板１１６とが組み付けられるので各インク流路７８ｂｉ相互間のインク漏れが確実に回避されることとなる。
【００７３】
また、共通電極層１２０、１３４、および、個別電極層１２４、１３６が多層化されて配置されているので電極層の占有面積が小となり、従って、隣接する各インク流路７８ｂｉ相互間の距離を短縮し、インク吐出口の高密度化を図ることも可能となる。
【００７４】
図６の（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係る電気熱変換素子基板の第３の実施例の要部を示す。
【００７５】
図６の（Ａ）および（Ｂ）に示される例においては、ヒータ１２２と各隔壁部材７８ａｉとの空間であって、それぞれ、ヒータ１２２および個別電極１２４と同一平面上に、電極層１４０Ａおよび１４０Ｂが、加えて、形成されている電気熱変換素子基板１３８とされる。
【００７６】
なお、図６の（Ａ）および（Ｂ）においては、図５の（Ａ）および（Ｂ）に示される例において同一とされる構成要素については同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００７７】
その電極層１４０Ａおよび１４０Ｂは、ヒータ１２２および個別電極１２４からそれぞれ所定の隙間をもって個別電極１２４と同一平面上に形成されている。その電極層１４０Ａおよび１４０Ｂは、それぞれ、ヒータ１２２および個別電極１２４に電気的に接続されていない状態、所謂、フロート状態のパターンにより形成されている。
【００７８】
かかる例においても、上述の例と同様な効果が得られる。
【００７９】
図７の（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係る電気熱変換素子基板の第４の実施例の要部を示す。
【００８０】
図７の（Ａ）および（Ｂ）に示される例においては、図５の（Ａ）および（Ｂ）に示される例において、ヒータ１２２と各隔壁部材７８ａｉとの空間に、それぞれ、ヒータ１２２の長辺およびインク流路７８ｂｉに沿ってそれぞれ延在する延在部１４２Ｂおよび１４２Ｄを有する個別電極層１４２が形成される電気熱変換素子基板１４４とされる。
【００８１】
なお、図７の（Ａ）および（Ｂ）においては、図５の（Ａ）および（Ｂ）に示される例において同一とされる構成要素については同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００８２】
個別電極層１４２は、ヒータ１２２の一端に接続される接続部１４２Ａと、接続部１４２Ａから隣接する隔壁部材７８ａｉおよび個別電極１４２近傍まで広がるとともに屈曲してヒータ１２２の長辺およびインク流路７８ｂｉに沿ってヒータ１２２の端部まで延びる延在部１４２Ｂと、ヒータ１２２を挟んで延在部１４２Ｂに相対向して平行に接続部１４２Ａに連なる延在部１４２Ｄと、延在部１４２Ｄに相対向して接続部１４２Ａに連なるとともに屈曲してヒータ１２２の延在部１２２ａの上面にインク流路７８ｂｉに沿って延びる連結部１４２Ｅとを有している。
【００８３】
延在部１４２Ｂおよび延在部１４２Ｄとヒータ１２２との間には、所定の隙間が形成されている。
【００８４】
個別電極層１４２の連結部１４２Ｅの厚さ方向の位置は、接続部１４２Ａおよび延在部１４２Ｄのその位置よりも低い位置とされている。また、個別電極層１４２の連結部１４２Ｅと互いに隣接する個別電極層１４２の延在部１４２Ｂとの間には、所定の高さを有する段差が形成されている。連結部１４２Ｅの他端は、所定の端子部に接続されている。
【００８５】
かかる例においても、上述の例と同様な効果が得られる。
【００８６】
図８の（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係る電気熱変換素子基板の第５の実施例の要部を示す。
【００８７】
図６の（Ａ）および（Ｂ）に示される例のヒータ１２２および１３２、個別電極層１２４の上面を覆う保護層１２８は、全体的に均一な厚さを有するものとされるが、図８の（Ａ）および（Ｂ）では、ヒータ１２２および１３２の上面を覆う部分のヒータ保護層１４８および１５０の厚さは、個別電極層１２４の上面を覆う保護層１２８の厚さに比して薄く形成されている。
【００８８】
ヒータ保護層１４８および１５０は、それぞれ、ヒータ１２２および１５０の表面積よりも若干小となる面積を有する領域とされる。
【００８９】
これにより、ヒータ１２２および１３２の上面を覆う部分のヒータ保護層１４８および１５０の熱伝導率が図６の（Ａ）および（Ｂ）に示される例に比して高まり、ヒータ１２２および１３２の加熱効率が向上することとなる。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るインクジェット記録ヘッド、および、それが用いられるインクジェット記録装置によれば、発熱抵抗層の上層に設けられる配線電極の一部であって吐出口に近い電気熱変換素子に電気的に接続されていない第１の上層配線電極層が、吐出口に近い電気熱変換素子とその両側に配される流路壁との間に形成され、前記発熱抵抗層の上層に設けられる配線電極の一部であって電気熱変換素子に電気的に接続される第２の上層配線電極層、および、吐出口に近い電気熱変換素子と所定の隙間をもって第２の上層配線電極層と同一平面上に形成されていることにより、即ち、上層配線電極層の一部を所謂、フロート状態のパターンに形成していることで、小さい幅の方の電気熱変換素子の周囲の高さを揃えることができ、小さな電気熱変換素子の吐出特性をより安定させることができる。また、上層配線電極層の一部をフロート状態としたことで、電流が流れる不要な面積の増加を抑えることができ、配線抵抗の増大を防ぎ、加工不良や欠陥の発生を抑えることができる。さらに、フロート状態の場合には多少の加工不良や欠陥の発生があっても、上層配線電極の特性には何ら影響を与えるものではありません。これにより、流路ごとの上層配線電極の抵抗値のばらつきを抑えつつ、良好な吐出特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの第１の実施例の要部を示す部分断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って示される部分断面図である。
【図２】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一例が適用されたインクカートリッジを示す斜視図である。
【図３】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一例が適用されたインクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。
【図４】図３に示されるインクジェット記録装置に備えられる制御ブロックを示すブロック図である。
【図５】（Ａ）は、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの第２の実施例の要部を示す部分断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って示される部分断面図である。
【図６】（Ａ）は、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの第３の実施例の要部を示す部分断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って示される部分断面図である。
【図７】（Ａ）は、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの第４の実施例の要部を示す部分断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って示される部分断面図である。
【図８】（Ａ）は、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの第５の実施例の要部を示す部分断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って示される部分断面図である。
【図９】（Ａ）は、従来の電気熱変換素子基板の要部を示す部分断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿って示される部分断面図である。
【符号の説明】
７５  記録ヘッド
７６，１１６，１３８  電気熱変換素子基板
７８  インク吐出部材
７８ａｉ  隔壁部材
７８ｂｉ  インク流路
８４  基台部
８６，１３０  耐キャビテーション層
８６ａ，１３０ａ  凹部
８８，１２８  保護層
９０，１３４  共通電極
９２，９８，１２４，１３６，１４２  個別電極
９４，９６，１２２，１３２  ヒータ
【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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