(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録素子が設けられた記録素子ユニットと、該記録素子ユニットの記録素子を駆動するための駆動素子が設けられた駆動素子ユニットとを有する記録ヘッドであって、
前記記録素子ユニットおよび前記駆動素子ユニットは、それぞれ、相互に接合することによって当該２つのユニット間の電気的接続を行うための対のバンプ状電極を有し、当該２つのユニットの一方のバンプ状電極を形成する材料のヤング率は、他方のバンプ状電極を形成する材料のヤング率より小さく、
前記ヤング率の相対的に小さい材料で形成された前記バンプ状電極が設けられる一方のユニットは、交換されるユニットであることを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】
前記交換されるユニットは、記録素子ユニットであることを特徴とする請求項１記載の記録ヘッド。
【請求項３】
前記記録素子ユニットの記録素子は、熱エネルギを利用してインクに気泡を生じさせ、該気泡の圧力によってインクを吐出する熱エネルギ発生体を有することを特徴とする請求項１または２に記載の記録ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の記録ヘッドと、当該記録ヘッドを記録媒体の一面に所定の間隔をおいて対向するように支持する支持体とを有する記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録ヘッドおよびこれを用いる記録装置に関し、詳しくは、記録ヘッドにおける、記録素子を形成した記録素子ユニットと記録素子を駆動するための駆動素子を形成した駆動素子ユニットとの電気的接続に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
記録装置に用いられる記録ヘッドを構成する記録素子ユニットおよび駆動素子ユニットとしては、例えば図１（Ａ）および（Ｂ）に示すものが知られている。図１（Ａ）および（Ｂ）において、記録素子ユニット１６１および駆動素子ユニット１６２は、インクジェット方式の記録ヘッドを構成するものであり、共通のベース板１６０１上に形成される。すなわち、記録素子ユニット１６１は、シリコン（Ｓｉ）からなる基板１６０４上にヒータ１６０７、セグメント電極配線１６０８、共通電極用電極１６１３、共通電極配線１６１４等を配して構成され、一方、駆動素子ユニット１６２は、同様の基板１６０５上にトランジスタ等からなる駆動素子の集積回路１６０６、電極配線１６１７，１６１８等を配して構成されるものである。そして、それぞれの基板１６０４および１６０５は共通のベース板１６０１に接着剤等によって接続される。また、記録素子ユニット１６１および駆動素子ユニット１６２間はボンディングワイヤ１６１６により電気的接続がなされている。
【０００３】
記録素子ユニット１６１の詳細を図２に示す。図２は図１（Ａ）に示される記録素子基板の縦断面図である。記録素子ユニット１６１において吐出に利用される熱エネルギを発生するヒータ１６０７は、発熱抵抗体層１６２０にセグメント電極配線１６０８およびコメント電極配線１６１４を接続し、その上層に耐インク層１６５４、耐キャビテーション層等を形成してなるものであり、これにより、このヒータ１６０７が発生する熱エネルギを利用してインクに気泡を生じさせこの気泡の圧力によってインクを吐出することができる。
【０００４】
図１および図２に示したように、記録素子ユニットに複数の発熱素子を設けることにより、複数ドットの記録を同時に行うインクジェット記録装置を得ることが可能となり、記録の高速化を図ることができる。特に、高密度、高速記録の要請が高い今日においては、主走査方向に配列する複数のドット配列ラインの記録を同時に行うことが一般化しており、従って、多数の発熱素子（ヒータ）を高密度で配置した記録ユニットが登場している。
【０００５】
ところで記録素子ユニットに複数の発熱素子を配置して複数ドットの記録を同時に行う場合には、発熱素子のそれぞれについて個別にオン／オフを制御しなければならない。このような制御を行うための手段として、図１および図２に示したようにトランジスタ等で構成される駆動素子を用いる。この駆動素子は、記録素子ユニット内に形成することも可能であるが、通常は図１および図２に示したように独立した基板に形成され、記録素子ユニットと接続される。これは、記録素子と駆動素子とを一体の基板に形成した場合、記録素子もしくは駆動素子のいずれか一部に不良が生じた場合でも基板全体の機能に支障をきたし、特に交換を行う場合には上記一体化した基板毎に行わねばならないと言う問題があるからである。
【０００６】
従来、このように記録素子基板と駆動素子基板とを別個に設けた場合にそれらの間を電気的に接続する技術としては、図１および図２に示したように、ワイヤボンディングによる方法、図３に示すように、基板１６０４および１６０５相互の電気的接続を行うのに電気接続部材１６３０を用いる方法等が知られている。
【０００７】
しかしながら、ワイヤボンディング法においては、隣接する極細電極同士の接触等を避けるため、記録素子基板上または駆動素子基板上の各素子の接続ピッチは、ある程度の間隔をとらざるを得ない。従って、記録素子基板および駆動素子基板の大きさが決まれば必然的に接続部の最大数が決まる。しかるに、ワイヤボンディング法では、このピッチ寸法が通常０．２ｍｍ程度と大きいので、接続部の数は少なくせざるを得なくなる。これは逆に、記録素子基板または駆動素子基板における接続部の数が決まっている場合には、記録素子基板および駆動素子基板の大きさを極めて長いものとせざるを得ないことを意味する。
【０００８】
また、図３に示したような電気的接続部材を用いる方法では、小型化、コスト低減の要請がある。
【０００９】
このような問題を解決するものとして、図４に示す電気的接続のための構成が提案されている。すなわち、電極配線の端部に隆起するように設けられたバンプ状電極１６３０ａおよび１６３０ｂにより電気的接続を行うものである。これは前述したワイヤボンディング法や電気的接続部材を用いた方法と比較して、高密度化が極めて容易でなおかつ小型化、低コスト化が容易である等の利点を有している。
【００１０】
この方法を用いた記録ヘッドの一形態は、ヒータに電気信号を供給するための配線とこの配線を保持する保持体とこの保持体に設けられ電気信号を供給するための配線を有する記録素子と、上記配線の端部に接続され隆起するように設けられたバンプ状電極とを具備し、上記記録素子のエネルギ発生部としてのヒータに対応して、インクを吐出する吐出口に連通する液路が設けられている。
【００１１】
また、他の形態では、ヒータに電気信号を供給するための配線とこの配線を保持する保持体とこの保持体上に設けられ、電気信号を供給するための配線を有する記録素子と、上記配線の端部に接続され、隆起するように設けられたバンプ状電極とを具備する記録素子ユニットと、記録素子を駆動する駆動素子と該駆動素子に接続された配線とを有する駆動素子ユニットとを具備し、上記バンプ状電極と電気駆動素子基板の配線とは接続されており、前記記録素子のエネルギ発生部としてのヒータに対応して、インクを吐出する吐出口に連通する液路が設けられている。
【００１２】
上記構成において、パターン配線およびバンプ状電極は、次のようなものである。記録素子および駆動素子基板のパターン配線は、保持体の表面に形成される。また、パターン配線の保護および絶縁のために、保持体の表面に保護層を形成する場合は、バンプ状電極を形成するのに十分な面積が露出する必要がある。パターン配線は、例えばＡｌ等の導電性材料により形成される。記録素子基板のパターン配線には、バンプ状電極より成る接合部が形成される。
【００１３】
バンプ状電極より成る接合部は、他の回路基体との電気的接続を行うためのものである。すなわち、他の回路基板等の接合部と直接接合することにより電気的接続が行われる。またバンプ状電極の材料については、Ｃｕ，Ｎｉ，Ａｕ，Ｃｒ，Ｒｈ等の金属あるいはこれらの組み合わせから成る合金が用いられる。また、バンプ状電極とパターン配線は製造当初から一体化して形成されたものでもよいし、パターン配線を形成した後でそのパターン配線上にバンプ状電極を形成してもよい。
【００１４】
上記のバンプ状電極を利用して、接合は、図４に示すように行われる。ここで接合は、記録素子基板の接合部と駆動素子基板の接合部とを圧接法により接合した時に特に効果を発揮する。また、金属または合金による接合、あるいは金属および合金以外の方法による接合であってもよく、これらと圧接法との併用であってもよい。
【００１５】
この方法ではすでに開示されているように記録素子基板や駆動素子基板の表面の湾曲や凹凸に起因するバンプ状電極の先端が位置ばらつきを吸収しその記録素子基板と駆動素子基板との電気的接続の信頼性を確保することが重要である。
【００１６】
しかしながら、一般には電気回路基板は完全な平板ではなく、多少の湾曲や凹凸が存在しまた、駆動時の発熱により湾曲が発生する場合もある。このように、湾曲や凹凸が大きい場合には、記録素子基板と駆動素子基板の電気的接続において接続不良を生じる場合がある。
【００１７】
これを防ぐために接続を強固にするか、湾曲や凹凸のない基板を用いることが望ましいか、そのために非常にコストが高くなるという問題がある。また、上記の湾曲の影響は記録素子ユニットのヒータ配列方向が長くなるに従ってその影響が大きくなることも予想されるものである。このような問題を解決するため、膜厚の大きい層を介してバンプ状電極を形成することが提案されている。この方法によれば、接合を比較的良好に行うことが可能となる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法によっても、十分に解決しない課題がある。すなわち、このようなバンプ状電極を基板上に多数配列しそれを圧接して電気的接合を得る構成においては、一回目の圧接の確実性に比較して、圧接を何回か繰り返すうちに、その確実性は低下し、何度か繰り返す間に接続不良となることがある。
【００１９】
これは、上記のバンプ状電極同士を接合する際、これらバンプ状電極をその横断面に沿う方向に塑性変形させることにより圧接の確実性を増すことを行っているため、一方の基板の交換等のため圧接を繰り返した場合、バンプ状電極の変形により接続の確実性を低下させるからであることが、その後の検討により解明されてきた。
【００２０】
一方、すでに述べてきた記録素子ユニットおよびそれを用いる記録装置においては、記録素子ユニットの耐久性はその記録装置の耐用寿命に比べて短いことが一般的である。
【００２１】
そのため、記録装置では、記録素子ユニットが故障した場合、その記録素子ユニットを交換することが望ましいが、上記故障した記録素子ユニットは、できるだけ簡便に交換され、なおかつ交換した後も、交換前と同等の信頼性が確保されなければならない。
【００２２】
また、記録素子基板の方が、駆動素子基板と比較してその寿命が短いのが一般的である。その理由は、記録素子ユニット内に多数配列された記録素子の寿命が、駆動素子ユニットの駆動素子と比較して圧倒的に短寿命だからである。
【００２３】
このような事情から、上述の記録装置においては、記録素子ユニット、特にそのうちでも、記録素子基板を交換することが頻繁に行われている。さらに、上記記録素子基板の交換時には、駆動素子基板は当然のことながら交換する必要は、本来はない。また、コスト的な観点からも、駆動素子基板は、半導体素子からなっているモジュールであるから高コストであり、記録素子基板を交換するときでも、駆動素子基板は、交換せずそのまま使用できることが求められている。
【００２４】
しかしながら、すでに述べたように、バンプ状電極を用いた接続構成では何回か繰り返し圧接接合しているうちに接合の信頼性が低下し、未接合状態となる素子が発生することがわかってきた。
【００２５】
図５（Ａ）〜（Ｅ）はこの様子を模式的に示す概略側面図である。
【００２６】
図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、記録素子基板１６０４と駆動素子基板１６０５とを互いに接続する際、バンプ状電極１６３０ａおよび１６３０ｂは相互に圧接される。この際、例えば記録素子基板１６０４の３つのバンプ状電極１６３０ｂに高さのばらつきや位置ずれ、さらには基板の凹凸等があると、駆動素子基板のバンプ状電極は１６３０ａは、記録素子基板のバンプ状電極１６３０ｂの高さのばらつき等によって不定形に変形する。そして、記録素子基板１６０４を交換のために取り外し（図５（Ｃ））、新たに別の基板１６０４を取り付ける場合には（図５（Ｂ））、前の基板１６０４との圧接により生じていた上記不定形の変形により、未接合のバンプ状電極を生じることがある（図５（Ｅ））。
【００２７】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、基板同士の繰り返し接合によるバンプ状電極の圧接の信頼性低下を防止できる記録ヘッドおよびこれに用いた記録装置を提供することにある。
【００２８】
そのために本発明では、  記録素子が設けられた記録素子ユニットと、該記録素子ユニットの記録素子を駆動するための駆動素子が設けられた駆動素子ユニットとを有する記録ヘッドであって、前記記録素子ユニットおよび前記駆動素子ユニットは、それぞれ、相互に接合することによって当該２つのユニット間の電気的接続を行うための対のバンプ状電極を有し、当該２つのユニットの一方のバンプ状電極を形成する材料のヤング率は、他方のバンプ状電極を形成する材料のヤング率より小さく、前記ヤング率の相対的に小さい材料で形成された前記バンプ状電極が設けられる一方のユニットは、交換されるユニットであることを特徴とする。
【００３０】
以上の構成によれば、２つのユニットの一方のバンプ状電極を形成する材料のヤング率は、他方の電極のヤング率より小さいので、一方のバンプ状電極の変形に対する剛性が他方のバンプ状電極の変形に対する剛性よりも小さなものとなり、その接合の際にはヤング率の小さい一方のバンプ状電極自ら変形することにより他方のバンプ状電極に変形を生じさせずに済む。そして、上記ヤング率の小さい方のバンプ状電極が設けられた一方のユニットが新たなものに交換され、新しいユニットが他方のユニットと接合する場合には、他方のユニットのバンプ状電極にはその横断面に沿う方向への変形が生じていないので、バンプ状電極の長さが不均一とならず、相手のユニットのバンプ状電極との間に間隙が生じることがなく、両ユニット間に未接合状態が生じることはない。
【００３１】
ここで、上述のヤング率について説明する。
【００３２】
ヤング率とは、例えば棒状の物体の断面に働く応力をＴで表し、棒状の物体の単位長さ当たりの縮みをεで表し、比例限界内でＴ＝Ｅεという関係が成立するとき、Ｅ＝Ｔ／εをいう。すなわち、棒状の物体Ａのヤング率（Ｅ＝Ｔ／ε）が棒状の物体Ｂのヤング率よりも小さいということは、棒状の物体ＡおよびＢに働く応力Ｔが共に同じであれば、棒状の物体Ａの単位長さ当たりの縮みεが大きいことを意味する。したがって、本発明においては、棒状の物体Ａと棒状の物体Ｂとを突き合わせて接合する際には、両者に同じ応力Ｔが働き、ヤング率の相対的に小さい棒状の物体Ａ側のみに変形が生じ、ヤング率の相対的に大きい棒状の物体Ｂ側には変形が生じない。
【００３５】
要するに、本発明では、２つのユニット間の電気的接続を行うためのバンプ状電極が接合時に変形されることを前提とし、その変形を一方のユニットに設けられたバンプ状電極のみに負わせ、その変形をさせた側のユニットのみを交換の対象とし、この新品のユニットと変形していない側のユニットとを接合することで、両者間の電気的接続の信頼性を確保している。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００３７】
図６（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の一実施形態に係る記録素子基板および駆動素子基板それぞれのバンプ状電極について基板同士の接合、取り外しを繰り返したときの各電極の変形の様子を示す図である。
【００３８】
なお、本実施形態の記録素子基板および駆動素子基板の各ユニットは、図４に示した構成およびこの構成に関して前述したものと同様のものであり、図６に示すバンプ状電極の材質のみにおいて異なるものであり、従って、それら同様の要素の図示および説明は省略する。
【００３９】
本実施形態のバンプ状電極は、記録素子基板１６０４のバンプ状電極１６３１ｂの材料のヤング率が駆動素子基板１６０５のバンプ状電極１６３１ａの材料のヤング率より小さくしたものである。これにより、記録素子基板１６０４のバンプ状電極１６３１ｂはその圧接方向の変形に対する剛性が駆動素子基板１６０５のバンプ状電極１６３１ａより小さくなる。
【００４０】
この結果、例えば最初に取付けられる記録素子基板１６０４のバンプ状電極１６３１ｂがその高さにばらつきがあっても（図６（Ａ））、駆動素子側のバンプ状電極１６３１ａとの圧接時には、自らが変形してバンプ状電極１６３１ａにはほとんど変形を生じさせない（図６（Ｂ），（Ｃ））。これにより、次の接合時には、バンプ状電極同士の未接合は生ぜず、また、最初の接合時と同様、記録素子基板側のバンプ状電極１６３１ｂが変形することにより、駆動素子側のバンプ状電極１６３１ａにはほとんど変形を生じないようにすることが可能となる。
【００４１】
本発明に適用されるバンプ状電極の材料の組み合わせを挙げると、ヤング率の相対的に小さいバンプ状電極が純金、もしくは金の合金等、金を主体とした材料で構成される場合には、ヤング率の相対的に大きいバンプ状電極は、亜鉛もしくはインバール黄銅、タングステン、チタン、鉄、銅、ニッケル、白金、パラジウム、モリブデン、りん青銅、あるいはその組み合わせ、もしくはその合金で構成される。より具体的なバンプ状電極の材料の組み合わせは、次の表１に示す。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１から明らかなように、記録素子基板のバンプ状電極のヤング率と駆動素子基板のバンプ状電極のヤング率との差が２．８×１０１０Ｐａ以上であれば、接合の信頼性等の点で、より好ましいことがわかる。
【００４４】
このような組み合わせのバンプ状電極を有する記録ヘッドでは、例えば記録素子基板が故障して記録素子基板を交換する必要が生じても、この交換によって電気的接続の信頼性を損なうことなく交換を行うことが可能になる。
【００４５】
図７〜図１３は、図１，図４および図６にて説明した記録素子ユニットの製造工程を説明する図である。
【００４６】
まず、発熱抵抗体層１６２０となるＨｆＢ２  を３５０μｍ、Ｔｉを５０μｍ、電極１６０８を形成するＡｌを６０００μｍの厚さでそれぞれスパッタリング法により基材１６０４上に形成する（図７）。上記で形成された膜上に、フォトリソグラフィ法を用いて、レジストを塗布、露光、現像してパターニングし、さらに上記の膜をエッチングにより配線形成し、その後、レジストを剥離する。さらに、上記で形成された基板上に、上記と同様なフォトリソグラフィ法を用いてレジストをパターニングしさらに、Ａｌをエッチングにより部分的に除去してヒータ部を形成する。レジストは、エッチング後剥離する（図８）。
【００４７】
次に、ヒータ耐酸化層および層間絶縁層１６５４としてのＳｉＯ２  層９０００μｍ、耐キャビテーション層１６５５としてのＴａ５０００μｍを連続スパッタにより基板全面に成膜する（図９）。さらに、前述したような方法によりレジストをパターニングし、Ｔａをエッチングにより部分的に除去して、Ｔａパターンを形成する。また、ＳｉＯ２  を同様な方法によりパターニングする。耐インク層、層間絶縁層としての有機絶縁膜２．５μｍを塗布し、前述と同様な方法でパターン形成するかもしくは、感光性のある有機絶縁膜を塗布して、露光、現像してパターン形成する（図１０）。
【００４８】
次に、電気メッキ下引き層として、Ｃｕ３０００μｍ、Ｔｉ５００μｍを基板全面に成膜する（図１１）。
【００４９】
メッキ形成用のレジストを塗布し、露光、現像する。レジストは東京応化製のＰＭＥＲ−ＡＲ９００を用い通常の塗布、露光、現像を行い、その後、酸素プラズマアッシングを行う。例えば、レジスト膜厚は、２５ミクロンとする。アッシング条件は、真空度１ｔｏｒｒ、酸素ガス厚５００ｓｃｃｍ、基板温度３５度、パワー１ｋｗ、アッシング時間１０から２０分で行うと、上記のレジストパターンの断面形状は、逆テーパー状に形成される。このテーパー角はアッシング時間によりある程度調整可能であり、時間を長くすると逆テーパー状態が大となる。
【００５０】
上記のようにして形成したメッキレジストを用いて、電気メッキ法により、Ａｕ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｎ，半田等のめっきを数ミクロンから数十ミクロン形成する。最後にレジストを剥離する（図１２）。
【００５１】
以上の工程によって製造された記録素子基板のバンプ状電極の詳細を図１３に示す。
【００５２】
一方、駆動素子基板については、保持体上に、前述してきたような方法と同様に、配線電極パターン、層間距離パターン、バンプ状電極パターンを形成することができる。
【００５３】
このようにして形成した記録素子基板および駆動素子基板を用いて構成した記録素子ユニットはバンプ状電極を除き図４に示すものと同様のものとなる。
【００５４】
図１４は以上のようにして作成した記録素子基板にインクを吐出させるための吐出口およびこれに連通する液路とを形成するための天板１６６１を接合して形成される記録素子ユニット、および同様の駆動素子基板からなるインクジェット駆動ユニットを接続して形成されるインクジェットヘッドを示す図である。
【００５５】
また、図１５は天板１６６１を接合した部分のインクジェットヘッドの詳細を示す分解斜視図であり、インク吐出１６６２およびこれに連通する液路１６６３、さらには共通液室１６６４が形成される。各液路１６６３にはヒータ１６０７が形成され、また、天板１６６１にはインク供給のための供給口１６６６が設けられる。
【００５６】
図１６は本実施形態のインクジェット記録装置の一例を示す図である。
【００５７】
図１６において、記録媒体としての記録シート５０３は、給紙ローラ５０２によって、上下に所定間隔を置いて設置されたシート送りローラ５０１まで搬送され、矢印方向にシート送りされる。また、上記記録シートの全面にはガイド軸５１３に沿って移動するキャリッジ５１０が設けられている。キャリッジ５１０は、前述したインクジェットヘッド５１２の吐出口が記録シート５０３の上面に所定の間隔をおいて対向するようにしてインクジェットヘッドを支持する支持体である。図示例では、キャリッジ５１０上にインクジェットヘッド５１２が搭載されている。なお、キャリッジ５１０は、キャリッジ駆動モータによりベルト５０１等の伝達機構を介して往復駆動される。
【００５８】
記録に際しては、キャリッジ５１０の記録シート幅方向の走査に同期して、インクジェットヘッド５１２の吐出口から記録シートへ向けてインクが吐出されることにより記録が行われる。
【００５９】
図１７は上記インクジェット記録装置を用いたプリンタの一例を示す斜視図である。基本的に図１６に示したインクジェット記録装置を外装ケース１０００によって覆うことによってプリンタが構成される。ケース１０００には、走査部１２００等が設けられている。
【００６０】
図１８はインクジェット記録装置の他の例を示す概略斜視図である。図１６に示す装置と異なる点は、インクジェットヘッドは搬送される記録紙の記録幅分に対応したインク吐出口を備え固定された点である。すなわち、キャリッジを往復移動させる必要がなく、そのため機構が簡単で、かつ高速記録が可能となる。本発明は、このように比較的長尺のヘッドを用いる場合に、特に有効である。
【００６１】
（その他）
なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が達成できるからである。
【００６２】
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００６３】
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うことができるようになるからである。
【００６４】
さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによってその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００６５】
加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
【００６６】
また、本発明の記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。
【００６７】
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるものであってもよい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。
【００６８】
さらに加えて、以上説明した本発明実施例においては、インクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もしくは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよい。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。このような場合のインクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態としてもよい。本発明においては、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
【００６９】
さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、２つのユニットの一方のバンプ状電極を形成する材料のヤング率を、他方の電極のヤング率より小さくしたので、ヤング率の相対的に小さい一方のバンプ状電極の変形に対する剛性がヤング率の相対的に大きい他方のバンプ状電極の変形に対する剛性よりも小さなものとなり、その接合の際にはヤング率の相対的に小さい一方のバンプ状電極自ら変形することにより他方のバンプ状電極に変形を生じさせずに済む。そして、上記ヤング率の小さい方のバンプ状電極が設けられた一方のユニットが新たなものに交換され、これが他方のユニットと接合する場合には、他方のユニットのバンプ状電極には変形が生じていないので、未接合状態が生じることはない。このようなバンプ状電極を用いることにより、記録ヘッド内における電気的接続の信頼性低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）および（Ｂ）は、インクジェットヘッドを構成する記録素子基板および駆動素子基板をそれぞれ示す平面図およびその縦断面図である。
【図２】図１に示される記録素子基板の縦断面図である。
【図３】記録素子基板と駆動素子基板との電気的接続のための構成の一例を示す図である。
【図４】記録素子基板と駆動素子基板との電気的接続のための構成の一例を示す図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、図４に示す電気的接続のためのバンプ状電極の一従来例の接合およびそれによる変形を説明するための図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の一実施形態に係るバンプ状電極の形状およびその接合を説明するための図である。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る記録素子基板の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ′線の縦断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る記録素子基板の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ′線の縦断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のｃ−ｃ′線の縦断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る記録素子基板の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ′線の縦断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のｃ−ｃ′線の縦断面図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る記録素子基板の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ′線の縦断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のｃ−ｃ′線の縦断面図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る記録素子基板の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ′線の縦断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のｃ−ｃ′線の縦断面図である。
【図１２】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係る記録素子基板の製造工程を説明する図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のｂ−ｂ′線の縦断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のｃ−ｃ′線の縦断面図である。
【図１３】図７〜図１２に示した上記製造工程において形成されるバンプ状電極を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドを示す縦断面図である。
【図１５】上記インクジェットヘッドのインク吐出部を中心に示す分解斜視図である。
【図１６】上記実施形態のインクジェットを用いたインクジェット記録装置を示す概略斜視図である。
【図１７】上記記録装置を用いたプリンタの外観斜視図である。
【図１８】本発明の他の実施形態に係るインクジェットヘッドを用いたインクジェット記録装置を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１６０１  ベース板
１６０４，１６０５  基材
１６３１ａ，１６３１ｂ，１６３２ａ，１６３２ｂ  バンプ状電極
１６６１  天板
【図１】
0003560311.tif 000003
【図２】
0003560311.tif 000004
【図３】
0003560311.tif 000005
【図４】
0003560311.tif 000006
【図５】
0003560311.tif 000007
【図６】
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【図７】
0003560311.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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