(57)【要約】      （修正有）【課題】医療分野で液状薬剤を霧状として肺吸入させる際に使用される吸入装置に関し、特に電気熱変換素子としての発熱抵抗体により液体内に生ずるバブルの成長・収縮により吐出口より液体を吐出する液体吐出ヘッドに関し、記録目的ではない液体吐出ヘッドの電気熱変換素子基板を用いて、配線の簡略化による高密度実装および低コストな液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】  該液体吐出ヘッドは、電気熱変換素子である抵抗体を電気熱変換素子基板上で前記抵抗体を１２５本以内で並列に接続し、少ない電気接点で多数の抵抗体を駆動する配線を形成して構成される。更に、前記並列回路が複数設けられても良い。また、前記複数の並列回路は電源供給側を共通にまとめた構造が好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発熱抵抗素子が配列された基板と、インクを吐出させる為の吐出口とを備えた液体吐出ヘッドにおいて、前記基板に、前記発熱抵抗素子を多数並列に接続し、少ない電気接点で多数のノズルを駆動する配線構造であることを特徴としたバブルジェット（登録商標）方式の液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記配線構造を複数備えたことを特徴とした請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
複数の前記配線構造で、電源供給側を共通パターンにした請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記ヘッドが薬剤吸入用装置に使われることを特徴とする請求項１または２または３に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、医療分野において液状薬剤を霧状として肺吸入させる際に使用される吸入装置などに好適に用いられる、電気熱変換素子としての発熱抵抗体により液体内に生ずるバブルの成長・収縮により吐出口より液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気熱変換素子としての発熱抵抗体により液体内に生ずるバブルの成長・収縮により吐出口より液体を吐出する液体吐出ヘッドは、インクジェット記録分野におけるインクジェットヘッドとして広く用いられている。インクジェットヘッドには記録情報に合わせてノズルを個別に駆動するために、ノズル毎の抵抗体それぞれに制御回路が設けられている。更にヘッドの端子数を抑えるための種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば、図２で示されるように電気熱変換素子１００５に一対一で対応した個別パット１８と、電気熱変換素子１００５に電圧ＶＨを印加する為の共通パッド１の電気的接続を示したものであり、画像データに応じて個々のパッド１８とＶＨパッド１との間に駆動電圧を印加する事により電気熱変換素子１００５を加熱し吐出を行うダイレクト駆動方式がある。
【０００４】
また、図３で示されるものは縦配線と横配線の交点部にダイオード１９とヒーター１００５を配置したヒーターボード１００３内の電気的接続を示したものであり、画像データに応じて横配線パッド２０と縦配線パッド２１に選択的に駆動電圧を印加する事により、縦横両方のパッドに電圧が印字された吐出ヒーター１００５のみが加熱され吐出を行うマトリックス駆動方式がある。
【０００５】
更に、図４で示されるものは１００５が吐出ヒータでありＲ１〜Ｒｎまでｎ個のヒーターを持った例を示している。１０１５、１０１６はトランジスター、１０２３は論理ゲートロジック、１０２４はラッチ回路、１０２５はシフトレジスタ回路を示している。また１〜７はパッドであり、１はＶＨパッド、２はＧＮＤパッド、３はストロークパッド、４はラッチパッド、５はデータパッド、６はクロックパッド、７はロッジク電源ＶＤＤパッドであり、シリアル画像データに対応して選択的に駆動する集積回路を具備した配線構造となっている。
【特許文献１】特開平０５−０３１８９８号公報
【特許文献２】特開平５−１８５５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図２に示すダイレクト駆動方式では、吐出ヒーター１００５をｎケ配置した場合、個別パッド１８もｎケ必要であり、その他にＶＨパッドが１ケ必要であり、計（ｎ＋１）個のパッドが必要となる。また、図３に示すマトリックス駆動方式では吐出ヒーター１００５をｎ個配置した場合、最低でもパッド数は２√ｎ個（ただし２√ｎが整数でない場合には少数点以下第１桁を四捨五入して１を加算する）のパッドが必要となる。
【０００７】
図４に示すシリアル画像データに対応して選択的に駆動する集積回路を具備したものは、パッド数は少ないものの半導体プロセスを必要とし、製造工程が複雑になりコストも高くなる。
【０００８】
本発明の目的は、記録目的ではない液体吐出ヘッドの電気熱変換素子基板において、配線の簡略化による高密度実装および低コスト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】
【０００９】
本発明は、電気熱変換素子である抵抗体を電気熱変換素子基板上で前記抵抗体を１２５本以内で並列に接続し、少ない電気接点で多数の抵抗体を駆動する配線を形成したものである。更に、前記並列回路が複数設けられても良い。また、前記複数の並列回路は電源供給側を共通にまとめた構造が好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電気熱変換素子である抵抗体１２５本以内であれば２ヶの電気接点構成となり、また、抵抗体１２５本の並列回路が８組（合計１０００本）の場合でも１２ケの電気接点構成となり、少ない電気接点数によることによる、電気熱変換素子基板の高密度化が可能となる。また、半導体や集積回路が不要であることから、電気熱変換素子基板の製造プロセスが簡略化され低コストが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図５から図７は、本発明の実施の形態の電気熱変換素子基板の適用に好適な液体吐出ヘッドを説明するための説明図である。以下、これらの図面を参照して各構成要素の説明を行う。
【００１２】
図５の液体吐出ヘッドＨ１００１は、電気信号に応じて膜沸騰を液体に対して生じせしめるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて吐出を行う、バブルジェト方式のサイドシューター型とされる液体吐出ヘッドである。
【００１３】
次に記録ヘッドＨ１００１に関して構成しているそれぞれの構成要素毎に順を追って説明する。記録ヘッドＨ１００１は、図６の分解斜視図に示すように、電気熱変換素子基板Ｈ１１００と、電気配線テープＨ１００２とタンクホルダＨ１００３とから構成される。
【００１４】
まずタンクホルダＨ１００３について説明する。タンクホルダＨ１００３は、例えば、樹脂成形により形成されている。タンクホルダＨ１００３は液体タンク（不図）から電気熱変換素子基板Ｈ１１００の液体供給口Ｈ１１０２へ液体を導くための接続口を有し、着脱自在の液体タンク（不図）を保持する機能も一部備えている。
【００１５】
図７は電気熱変換素子基板Ｈ１１００の構成を説明するために一部分解した斜視図である。電気熱変換素子基板Ｈ１１００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板に液体流路として長溝状の貫通口からなる液体供給口Ｈ１１０２がＳｉの結晶方位を利用した異方性エッチンングやサンドブラストなどの方法で形成され、液体供給口Ｈ１１０２を挟んだ両側に電気熱変換素子Ｈ１１０３がそれぞれ１列づつ配列され、電気熱変換素子Ｈ１１０３と、電気熱変換素子Ｈ１１０３に電力を供給するＡ・等の不図示の電気配線が成膜技術により形成されている。さらに、電気配線に電力を供給するための電極部Ｈ１１０４が電気熱変換素子Ｈ１１０３の両外側に配列されている。そして、Ｓｉ基板Ｈ１１１０上には、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対応した液体流路を形成するための液体流路壁Ｈ１１０６と吐出口Ｈ１１０７が樹脂材料でフォトリソグラフィ技術および微細加工技術により形成され、吐出口群Ｈ１１０８を形成している。
【００１６】
液体供給口Ｈ１１０２から供給された液体は、電気熱変換素子Ｈ１１０３により発生した気泡より、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向して設けられている吐出口Ｈ１１０７から吐出される。
【００１７】
電気熱変換素子基板Ｈ１１００は第１の接着剤により、タンクホルダＨ１００３に接着される。第１の接着剤は硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐液体性のあるものが望ましい。例えばシリコーンを主成分とした常温硬化型接着剤やＵＶ硬化型接着剤が使用される。
【００１８】
次に、電気配線テープＨ１００２に関して説明する。電気配線テープＨ１００２は、電気熱変換素子基板Ｈ１００１に対して液体を吐出するための電気信号を印加するものであり、電気熱変換素子基板Ｈ１００１を組み込むための開口部と、電気熱変換素子基板Ｈ１００１の電極部Ｈ１１０４に対応する電極端子Ｈ１２０１と、この電気配線テープＨ１００２の端部に位置し、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Ｈ１２０２を有しており、電極端子Ｈ１２０１と電極端子Ｈ１２０２連続した銅箔の配線パターンでつながっており、電気配線テープＨ１００２は裏面を第２の接着剤によって、タンクホルダＨ１００３に接着される。第２の接着剤は硬化温度が低く、短時間で硬化するものが望ましく例えばホットメルト接着剤が使用される。
【００１９】
電気配線テープＨ１００２と電気熱変換素子基板Ｈ１００１は、それぞれ電気的に接続されており、接続方法は、例えば、φ５０μｍのＡ・ワイヤーにより電気熱変換素子基板Ｈ１００１の電極部Ｈ１１０４と電気配線テープＨ１００２の電極端子Ｈ１２０１とが熱超音波圧着法により電気接合されてもよく、同様に、φ５０μｍのＡｕワイヤーで熱超音波圧着法により電気接合されているものであってもよい。
【００２０】
電気配線テープＨ１００２の電極端子Ｈ１２０１と電気熱変換素子基板Ｈ１００１の電極部Ｈ１１０４とが電気接合されたワイヤーは第３の接着剤で覆われる。第３の接着剤には、例えばシリコーンを主成分とした常温硬化型接着剤やＵＶ硬化型接着剤が使用される。このように、タンクホルダＨ１００３に電気熱変換素子基板Ｈ１１００と電気配線テープＨ１００２とを組み付けることにより液体吐出ヘッドが完成する。
【００２１】
図１は本発明の実施形態の電気熱変換素子基板の回路構成の一部を示す回路図である。基板上で１２５本の抵抗体を並列接続することにより、電極部が２ケで１２５本の抵抗体を同時駆動することが可能である。例えば、本発明の適用に好適な液体吐出ヘッドではヒーター１本の抵抗値が３５０Ωであり、１２５本の並列接続時には約２．８Ωとなる。本体装置では２．８Ωの駆動容量を持つことになる。
【００２２】
前記、１２５本の抵抗体を並列接続構造を複数有し、例えば抵抗体が１２５本の並列回路を８組有する合計１０００本の抵抗体を有する基板においては、２組毎に電源供給側を共通パターンにすることにより、電極部が１２ケで１２５本の抵抗体数単位で時差駆動することが可能となる。この場合、同時に駆動する抵抗体数は１２５本であることから本体装置では２．８Ωの駆動容量を持てば良いことになる。
【００２３】
本発明の液体吐出ヘッドは、医療分野における薬剤吸入用装置に好適に用いることができ、本発明の液体吐出ヘッドを薬剤吸入用のヘッドとして用いる場合は、液体吐出ヘッドを薬剤のディスペンサと連結した構成とし、吐出する液体としては、インスリン、人成長ホルモン、性腺刺激ホルモンなどの蛋白製剤、ニコチン、または麻酔薬などが用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態の電気熱変換素子基板の回路構成の一部である。
【図２】本発明の背景技術に関わる記録ヘッドの電気熱変換素子基板の回路図である。
【図３】本発明の背景技術に関わる記録ヘッドの電気熱変換素子基板の回路図である。
【図４】本発明の背景技術に関わる記録ヘッドの電気熱変換素子基板の回路図である。
【図５】本発明の実施形態の液体吐出ヘッドの外観斜視図である。
【図６】図５に示した液体吐出ヘッドの分解斜視図である。
【図７】図６に示した電気熱変換素子基板の一部破断がなされた斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  吐出ヒーターに電圧ＶＨを印加する電極
２  ＧＮＤパッド
３  ストロークパッド
４  ラッチパッド
５  データパッド
６  クロックパッド
７  ロッジク電源ＶＤＤパッド
１８  個別電極
１９  ダイオード
２０  横配線パッド
２１  縦配線パッド
１００５  吐出ヒーター
１０１５  第１列トランジスタ
１０１６  第２列トランジスタ
１０２３  論理ゲートロジック
１０２４  ラッチ回路
１０２５  シフトレジスタ回路
Ｈ１００１  液体吐出ヘッド
【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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