(57)【要約】【課題】液体吐出ヘッドを搭載する記録装置のキャリッジとのコンタクト部における電気配線基板のたわみを低減する。【解決手段】記録ヘッドＨ１００１の記録素子基板Ｈ１１００は、電気配線基板Ｈ１３００の電気接続部Ｈ１３０６Ｒ、Ｈ１３０６Ｌを記録装置のキャリッジのコネクタに接続することで、記録装置の本体駆動部に電気接続される。電気配線基板Ｈ１３００の中央部を避けて、キャリッジの突き当て部に当接される左右の位置決めの基準面Ｈ１５０６Ｒ、Ｈ１５０６Ｌに近接する側縁部に、２分割した電気接続部Ｈ１３０６Ｒ、Ｈ１３０６Ｌを配設することで、接続荷重による電気配線基板Ｈ１３００のたわみを低減し、電気接続の信頼性を向上させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録装置のキャリッジに搭載される液体吐出ヘッドであって、液体を吐出する吐出手段を有する吐出素子基板と、前記吐出素子基板に電気接続された配線部を、前記キャリッジのコネクタに接続するための外部配線接続手段を備えた電気配線基板と、前記吐出素子基板および前記電気配線基板を支持するヘッド本体と、前記ヘッド本体を前記キャリッジに対して前記電気配線基板の側傍で位置決めするための位置決め手段とを有し、前記外部配線接続手段が、前記位置決め手段に近接するように前記電気配線基板の側縁部に配設されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
電気配線基板の外部配線接続手段が、前記電気配線基板の一対の側縁部に２分割されて配設されていることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
電気配線基板の外部配線接続手段が、前記電気配線基板の一対の側縁部に２分割され、それぞれ位置決め手段に隣接する端部に配設されていることを特徴とする請求項１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、インク等の液体を吐出して記録動作を行う液体吐出方式の記録装置に用いられる液体吐出ヘッドに関するものである。なお、本発明の液体吐出ヘッドは、一般的な記録装置以外にも、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装置、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置等に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンター等液体吐出方式の記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、高速な記録や、様々な記録メディアに対する記録が可能であるとともに、記録時における騒音がほとんど生じないという特徴を有するため、プリンター、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機等の記録機構を担う装置として広く採用されている。
【０００３】
例えば特許文献１に開示された一般的な記録装置であるインクジェットプリンターは、図５の斜視図に示すように、記録装置本体Ｍ１０００、給送部Ｍ３０２２、排出トレイＭ１００４から構成される。さらに、装置本体の内部は、図６に示すように、シャーシＭ３０１９と各記録動作機構等から構成されており、記録位置に搬送された記録シート等記録媒体に所望の記録を行う液体吐出ヘッドである記録ヘッド１００１（図７参照）が、キャリッジＭ４００１に搭載される。キャリッジＭ４００１には、ヘッドの位置決め基準（不図示）、ロック機構（不図示）、電気接続を行うコネクタＭ４００２が具備されている。
【０００４】
図７は、記録ヘッド１００１の下面からの斜視図であり、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させる記録素子基板１１００と、記録素子基板１１００に記録装置本体Ｍ１０００からの駆動信号等を印加する電気配線基板１３００と、インクタンク（不図示）を保持し記録素子基板１１００にインクを供給するためのインク流路を形成する支持部材１５００等から構成されている。記録素子基板１１００は、インクを吐出する吐出口群１１０１を具備し、平面性が高く放熱性の良い支持板１２００を介して支持部材１５００に保持される。電気配線基板１３００は、キャリッジＭ４００１のコネクタＭ４００２が押圧される剛性のある電気配線基板１３０３を、前記支持部材１５００の外形に沿って配線を引き回すフレキシブルな電気配線基板に接合したものである。電気配線基板１３０３には、コネクタＭ４００２と電気接続を行うための複数の端子１３０５が具備されており、端子１３０５が配置されているコンタクト部を外部配線接続部１３０４としている。支持部材１５００は、キャリッジＭ４００１に位置決めされるための左右の突き当ての基準面１５０６Ｌ、１５０６Ｒ、係合部１５０７Ｌ、１５０７Ｒ、押圧部１５０８Ｌ、１５０８Ｒを有している。押圧部１５０８Ｌ、１５０８Ｒには、押圧力Ｐ１Ｌ、Ｐ１Ｒがそれぞれ加えられる。
【０００５】
図８は、図７に示すＡ面を矢印ＡＡの方向からみた断面図であり、図９は、同じくＢ面を矢印ＢＢの方向からみた断面図である。図８に示すように、記録ヘッド１００１には、インクタンク（不図示）からインクを導く流路が形成されており、その端部にはゴミの侵入を防ぐフィルター１５０９が具備されている。また、フィルター１５０９を囲うようにシールゴム１５１０が具備されている。記録ヘッド１００１には、一般的に４色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）または、６色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン、ライトマゼンタ、ライトシアン）のインクタンクが装着される。記録ヘッド１００１には、インクタンクを取り付けるための係合部を有したインクタンクホルダー１６００が装着される。各色のインクタンクは、記録ヘッド側の仕切り壁１５０３、インクタンクホルダー側の仕切り壁１６０１によって仕切られたそれぞれの位置に装着される。
【０００６】
記録装置本体Ｍ１０００と記録ヘッド１００１の電気接続は、図８および図９に示すように、キャリッジＭ４００１への記録ヘッド１００１の装着によって、電気配線基板１３０３の端子１３０５とコネクタＭ４００２が接続する構成となっている。記録ヘッド１００１の位置決め方法は、記録ヘッド１００１の基準面１５０６（Ｒ、Ｌ）とキャリッジＭ４００１の突き当て部Ｍ４００４を突き当て、記録ヘッド１００１の係合部１５０７（Ｒ、Ｌ）とキャリッジの係合部Ｍ４００５を突き当て、記録ヘッド１００１の押圧部１５０８（Ｒ、Ｌ）にキャリッジのロック機構で押圧力Ｐ１を加える構成としている。
【特許文献１】特開２００１−６３０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、キャリッジに装着された記録ヘッドに対して、電気配線基板のコンタクト部（外部配線接続部）は常に接続荷重をかける構成となっているため、記録ヘッドを構成する材料によっては、コンタクト部の変形より端子の接触が弱くなり、電気接続が不安定になるおそれがあった。
【０００８】
すなわち、図７に示す記録ヘッド１００１の背面の外部配線接続部１３０４に、図８に示すように、端子Ｍ４００３を有するキャリッジのコネクタＭ４００２が押圧力Ｐ２で押圧されることで電気接続を行っている。この時の接続荷重である押圧力Ｐ２の作用中心をＣＣ１、記録ヘッド１００１に対するキャリッジの突き当て部Ｍ４００４の位置をＹＳとすると、Ｘ方向、Ｙ方向の断面でみた場合、ＣＣ１とＹＳは、距離Ｘ１を有しており、押圧力Ｐ２によって支持部材１５００の背面１５１１には、モーメントＭＺ１が作用することとなる。
【０００９】
また、図９のＹ方向、Ｚ方向の断面に示されるように、記録ヘッド１００１は、キャリッジの突き当て部Ｍ４００４、係合部Ｍ４００５に係合し、押圧部１５０８（Ｒ、Ｌ）に押圧力Ｐ１を受けることにより位置決め固定されている。電気配線基板１３０３は、コネクタＭ４００２により押圧力Ｐ２を受けており、このコネクタＭ４００２の接続荷重の作用中心はＣＣ１であり、突き当ての基準面１５０６（Ｒ、Ｌ）の位置はＹＳである。ＣＣ１とＹＳは、距離Ｚ１を有しており、押圧力Ｐ２によって支持部材１５００の背面１５１１には、モーメントＭＸ１が作用することとなる。これらのモーメントの作用により、記録ヘッド１００１の背面および電気配線基板１３０３は、変形を起こしている。
【００１０】
また、近年、記録ヘッドの多色化、多ノズル化によって電気接続の接点数が増えたことにより、電気接続部の接続荷重が増加している。また、高解像度のプリントを得るために、吐出口を小型化し、吐出液滴の小液滴化が進んでいるが、その小さな吐出口には、異物が詰まりやすいため、流路を構成する樹脂材料には、外力の作用によって欠落しやすいガラスフィラーを極力減らしたものが望ましい。しかし、ガラスフィラーの含有量を減らした場合、樹脂材料の剛性が低下する。例えば、主成分が同じ樹脂材料でもガラスフィラーが２５％添加されているものに比べ、ガラスフィラーが０％の樹脂は、曲げ弾性率が１／３程度になる。これらの要因もコンタクト部の変形に作用している。
【００１１】
本発明は上記従来技術の問題点に着目してなされたものであり、多色化や多ノズル化等により高性能化した液体吐出ヘッドの電気接続の信頼性を向上させることのできる液体吐出ヘッドを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の液体吐出ヘッドは、記録装置のキャリッジに搭載される液体吐出ヘッドであって、液体を吐出する吐出手段を有する吐出素子基板と、前記吐出素子基板に電気接続された配線部を、前記キャリッジのコネクタに接続するための外部配線接続手段を備えた電気配線基板と、前記吐出素子基板および前記電気配線基板を支持するヘッド本体と、前記ヘッド本体を前記キャリッジに対して前記電気配線基板の側傍で位置決めするための位置決め手段とを有し、前記外部配線接続手段が、前記位置決め手段に近接するように前記電気配線基板の側縁部に配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
キャリッジのコネクタに対する液体吐出ヘッドのコンタクト部の接続荷重による電気配線基板のたわみを低減し、電気接続の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に示すように、液体吐出ヘッドである記録ヘッドＨ１００１は、電気信号に応じて吐出手段である吐出口群Ｈ１１０１から液体であるインクを吐出するエネルギー発生手段を備えた吐出素子基板である記録素子基板Ｈ１１００と、支持板Ｈ１２００とを有する。電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００と電気的に接続された配線部と、図２に示す記録装置本体のコネクタＭ４００２とのコンタクト部を構成する端子Ｈ１３０５からなる外部配線接続手段である電気接続部Ｈ１３０６（Ｒ、Ｌ）とを有する。
【００１５】
支持部材Ｈ１５００は、記録素子基板Ｈ１１００と電気配線基板Ｈ１３００を保持固定し、電気接続部Ｈ１３０６（Ｒ、Ｌ）の実装面、もしくは、該実装面に平行する面の少なくとも二つの隅部に記録ヘッドＨ１００１を記録装置（プリンター）のキャリッジ上に支持する位置決め手段である突き当ての基準面Ｈ１５０６（Ｒ、Ｌ）を有するヘッド本体である。
【００１６】
電気配線基板Ｈ１３００の左右の電気接続部Ｈ１３０６（Ｒ、Ｌ）は、前記基準面Ｈ１５０６（Ｒ、Ｌ）の近傍の側縁部に２分割して配置される。すなわち、水平方向（左右）に分割された電気接続部Ｈ１３０６Ｒ、Ｈ１３０６Ｌをそれぞれ左右の突き当ての基準面Ｈ１５０６Ｒ、Ｈ１５０６Ｌの近傍に配置する。
【００１７】
電気配線基板Ｈ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００に電気接続される内部配線を有するフレキシブルな第１の電気配線基板と、記録装置本体との接続部である電気接続部Ｈ１３０６（Ｒ、Ｌ）を有する第２の電気配線基板とを接合したものである。
【００１８】
このように電気接続部Ｈ１３０６（Ｒ、Ｌ）を位置決めの基準面Ｈ１５０６（Ｒ、Ｌ）に近づけることで、記録ヘッドＨ１００１のキャリッジに対するコンタクト部の接続荷重によるたわみを低減し、電気接続の信頼性を向上させることができる。
【００１９】
さらに、各電気接続部Ｈ１３０６（Ｒ、Ｌ）を、電気配線基板Ｈ１３００の第２の電気配線基板の図示下端近傍に配置することで、より一層、記録ヘッドＨ１００１のコンタクト部の接続荷重によるたわみを低減し、電気接続の信頼性を向上させることができる。
【実施例１】
【００２０】
図１および図２は実施例１による記録ヘッドを示すもので、図１はその斜視図、図２は図１の面Ｃを矢印ＣＣの方向からみた断面図である。
【００２１】
記録ヘッドＨ１００１は、記録素子基板Ｈ１１００、電気配線基板Ｈ１３００、支持部材Ｈ１５００等で構成され、記録素子基板Ｈ１１００は、シリコン製の基板の中央にインク供給口が長穴の形状で開いており、この基板上には複数の発熱抵抗体がほぼ等間隔でインク供給口の両側に並んでいる。このような発熱抵抗体を形成した基板はヒーターボードと呼ばれている。ヒーターボードの外部には発熱抵抗体に電力を供給するための配線が引き回されていて、ヒーターボード上の両端に設置されている電極パッドと結線されている。そして、このようなヒーターボード上に複数の吐出口群Ｈ１１０１を有するオリフィスプレート等を貼り付けて、記録素子基板Ｈ１１００が完成する。そして、ヒーターボードの電極パッド上にバンプを形成し、電気配線基板Ｈ１３００との間をインナーリードを用いたＴＡＢ実装法によって電気接合し、接続部分は封止剤によって封止する。
【００２２】
記録素子基板Ｈ１１００は、支持板Ｈ１２００を介して、図２に示すようにインク流路やフィルターＨ１５０９およびシールゴム１５１０等を備えた支持部材Ｈ１５００に接着固定され、インクタンクから通ずるインク流路が記録素子基板Ｈ１１００の裏面に接続される。このようにして、記録ヘッドＨ１００１が完成する。
【００２３】
本実施例の記録ヘッドＨ１００１は、電気配線基板Ｈ１３００の外部配線接続手段（コンタクト部）を二つに分けて、電気接続部Ｈ１３０６Ｌと電気接続部Ｈ１３０６Ｒとし、電気配線基板Ｈ１３００の主面領域内で、電気接続部Ｈ１３０６（Ｒ、Ｌ）ができるだけ、記録ヘッドＨ１００１とキャリッジとの突き当ての基準面１５０６（Ｒ、Ｌ）にＸ方向で近づくように配置している。
【００２４】
詳しく説明すると、図２に断面で示すように、記録ヘッドＨ１００１の基準面Ｈ１５０６（Ｒ、Ｌ）とキャリッジの左右の突き当て部Ｍ４００４が係合する位置ＹＳに対して、コネクタＭ４００２に対する接続荷重である押圧力Ｐ３の作用中心はＣＣ２の位置となり、突き当て基準の位置ＹＳと接続荷重の中心ＣＣ２の距離はＸ２に短縮される。
【００２５】
このように、突き当て基準の位置ＹＳと接続荷重の中心ＣＣ２間の距離Ｘ２を縮めることにより、記録ヘッドＨ１００１の背面Ｈ１５１１に作用するモーメントＭＺ２Ｌ、ＭＺ２Ｒを小さくすることができる。また、接続領域を二つに分割することにより、各押圧力Ｐ３を小さくして、背面Ｈ１５１１の変形を少なく抑えることができる。また、電気接続部Ｈ１３０６（Ｒ、Ｌ）を押圧方向に平行な面Ｈ１５１２（ａ〜ｃ）に隣接させることによって、さらに変形を抑えることができる。
【００２６】
本実施例の記録ヘッドにおいては、電気接続時のコンタクト部の接続荷重による電気配線基板のたわみを低減し、電気接続の信頼性を大幅に向上させることができる。
【実施例２】
【００２７】
図３および図４は実施例２による記録ヘッドを示すもので、図３はその斜視図、図４は図３のＤ面を矢印ＤＤの方向からみた断面図である。
【００２８】
本実施例の記録ヘッドＨ１００１は、実施例１と同様に、電気配線基板Ｈ１３００の外部配線接続手段を二つに分けて、電気接続部Ｈ１３０６Ｌ、電気接続部Ｈ１３０６Ｒとして、電気配線基板Ｈ１３００の主面領域内で、電気接続部Ｈ１３０６（Ｒ、Ｌ）ができるだけ、記録ヘッドＨ１００１とキャリッジとの突き当ての基準面１５０６（Ｒ、Ｌ）にＸ方向、およびＺ方向で近づくように配置したものである。
【００２９】
すなわち、図４の断面で示すように、記録ヘッドＨ１００１は、キャリッジの突き当て部Ｍ４００４、係合部Ｍ４００５に係合し、押圧部Ｈ１５０８に押圧力Ｐ１を受けることにより位置決めされている。また、電気配線基板Ｈ１３００は、コネクタＭ４００２により押圧力Ｐ４を受けている。コネクタＭ４００２の接続荷重である押圧力Ｐ４の作用中心をＣＣ３、突き当ての基準面Ｈ１５０６（Ｒ、Ｌ）の位置をＹＳとすると、ＣＣ３とＹＳは、距離Ｚ２を有しており、押圧力Ｐ４によって支持部材Ｈ１５００の背面Ｈ１５１１には、モーメントＭＸ２が作用することとなる。
【００３０】
本実施例では、電気接続領域を２分割することにより押圧力を弱めるとともに、突き当ての基準面Ｈ１５０６（Ｒ、Ｌ）と接続荷重の作用中心間の距離をＸ方向およびＺ方向で小さくすることにより、コンタクト部の押圧力による電気配線基板Ｈ１３００の変形を少なくしている。また、電気接続部Ｈ１３０６（Ｒ、Ｌ）を押圧方向に平行な面Ｈ１５１２（ａ、ｂ）、Ｈ１５１３に隣接させることによって、さらに変形を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１による記録ヘッドを示す斜視図である。
【図２】図１のＣ面による断面図である。
【図３】実施例２による記録ヘッドを示す斜視図である。
【図４】図３のＤ面による部分断面図である。
【図５】一般的な記録装置の外観構成を示す斜視図である。
【図６】図５の装置の外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図７】一従来例による記録ヘッドの下面からの斜視図である。
【図８】図７のＡ面による断面図である。
【図９】図７のＢ面による部分断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
Ｈ１００１    記録ヘッド
Ｈ１１００    記録素子基板
Ｈ１１０１    吐出口群
Ｈ１２００    支持板
Ｈ１３００    電気配線基板
Ｈ１３０５    端子
Ｈ１３０６（Ｒ、Ｌ）    電気接続部
Ｈ１５００    支持部材
Ｈ１５０６（Ｒ、Ｌ）    基準面
Ｍ４００４    キャリッジの突き当て部
【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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