(57)【要約】【課題】複数の液体供給口を有する液体吐出基板の当該液体供給口列のインクの温度の上昇を防止し、高デューティな連続印刷においても印刷品位を維持する。【解決手段】液体吐出基板２の隣接するインク供給口の間の領域に放熱バンプ２３が設けられ、アルミナ積層配線構造の支持部材１の当該領域に対向する面に導体１３が形成されている。そして、支持部材１上に液体吐出基板２を支持させた際に、放熱バンプ２３が導体１３に接触する。【選択図】図２
2008062556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を供給する複数の液体供給口と、該液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段と、該吐出エネルギー発生手段に電力と駆動信号を供給するための第１の電極端子と、を備えた液体吐出基板と、
前記液体吐出基板を支持する支持面を有し、該支持面に配置され前記第１の電極端子と接続される第２の電極端子と、前記液体吐出基板の前記液体供給口の各々に液体を供給するための複数の液体供給穴と、前記第２の電極端子に電気的に繋がる電気配線とを備え、該液体供給穴を形成するための開口部と導体配線とビアホールとが設けられたシート部材を複数枚積層することで内部に前記電気配線が立体的に形成されている支持部材と、を有し、
前記支持面における隣接する前記液体供給穴の開口部の間に、前記電気配線と接続された導体が配置されており、
前記液体吐出基板の隣接する前記液体供給口の間の領域と前記支持面の前記導体とが接続部材を介して接していることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記接続部材は熱伝導部材であり、当該熱伝導部材によって前記液体吐出基板から前記支持部材へ放熱していることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記液体吐出基板の前記第１の電極端子は、前記液体吐出基板における前記支持部材と対向する面に設けられている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第１の電極端子は、前記吐出エネルギー発生手段に電力を供給するための電源電極端子と、駆動信号を供給するための信号電極端子であり、
前記電源電極端子が前記接続部材として、前記液体吐出基板の隣接する前記液体供給口の間の領域に列状に配置され、前記電源電極端子ごとに、前記支持面の前記導体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記接続部材が、前記液体吐出基板の隣接する前記液体供給口の間の中心線上に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、
当該液体吐出へッドから吐出する液滴によって記録される記録媒体を搬送する機構と、を有する液体吐出記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の記録液（以下、まとめて「インク」と呼ぶ）を吐出して記録動作を行う記録装置、この記録装置に適用される液体吐出ヘッド、この液体吐出ヘッドに適用される積層セラミック基板の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドは、微小な吐出口から微小なインク滴を吐出させて、記録媒体に対し記録を行う液体吐出ヘッドである。この液体吐出ヘッドは、一般に、液滴を吐出する液体吐出基板と、この液体吐出基板にインクを供給するインク供給系を有している。
【０００３】
従来の記録ヘッドにおける液体吐出基板は、複数の吐出エネルギー発生素子が形成された素子基板と、この素子基板上に積層され、当該吐出エネルギー発生素子に液体を供給して液滴を吐出させる為の供給路や吐出口等を形成する流路形成部材と、からなる。より具体的には、流路形成部材は、各吐出エネルギー発生素子を包囲する液室と、当該各液室に連通する液滴吐出口と、当該各液室に液体供給を行なう液流路と、当該各供給路に同時に供給する液体を貯留する共通液室とを形成している。一方、素子基板には、共通液室に液体を供給する液体供給口が形成される。さらに、液体吐出基板は、液体供給穴を有する支持部材に支持され、また液体吐出基板に対して電気制御信号と駆動電力を供給する電気配線基板の電極リード端子が、液体吐出基板の吐出口側の面に形成された電極と電気的に接続されている。
【０００４】
このような構成の記録ヘッドは、特許文献１に開示されている。当該文献に記載のヘッドでは、図６に示すように、第１のプレートＨ１２００上に、第２のプレートＨ１４００が接合材Ｈ１２０３で接合される。第２のプレートＨ１４００の複数の開口部に、記録素子基板（液体吐出基板）Ｈ１１００，Ｈ１１０１がそれぞれ接着材Ｈ１２０２で固着される。その内の多色印刷用の記録素子基板Ｈ１１００は、第１のプレートＨ１２００に貫通する各液体供給穴Ｈ１２０１と接続される複数の液体供給口を有している。第２のプレートＨ１４００の上から、単一の電気配線テープＨ１３００が積層され、第２のプレートＨ１４００に接着材Ｈ１３０６で固定される。その後、電気配線テープＨ１３００のデバイスホールＨ１，Ｈ２内に延びる電極リードＨ１３０２が、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１の電極上のバンプＨ１００５にそれぞれ金属間結合され、接合部が樹脂で封止される。
【特許文献１】特開２００２−０１９１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の市場ニーズから、多色による高品位印刷とコストダウンは、記録ヘッドにおいて必然的な課題である。そのために、高解像度を実現する印刷位置精度と多色ヘッドを小型化することが必要となっている。すなわち、高精細な半導体プロセスによる複数の液体供給口を有する液体吐出基板を搭載した小型多色記録ヘッドが望まれている。
【０００６】
しかしながら、吐出エネルギー発生手段として電気熱発生素子を使用してインクの発泡圧で液滴を吐出する記録ヘッドの場合、単純に液体吐出基板に複数の液体供給口を形成するだけでは、印刷品位の低下を招く可能性がある。すなわち、高デューティな連続印刷による熱で液体供給口列のインクの温度が上昇し、印刷ムラが発生するためである。
【０００７】
また、多色ヘッドの小型化の要求のために、単純に液体吐出基板に形成する複数の液体供給口間を接近させると、電気熱発生素子への電源配線が細長くなり、配線抵抗が高くなる。その結果、多ノズルを同時駆動させる高速高濃度印刷を行なう際に、電源電圧が降下し、ムラが生じるなどの印刷品位が低下する可能性がある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、複数の液体供給口を有する液体吐出基板の当該液体供給口列のインクの温度の上昇を防止し、高デューティな連続印刷においても印刷品位を維持することである。また、本発明の更なる目的は、複数の液体供給口を有する液体吐出基板のエネルギー発生手段の電圧降下を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する液体吐出基板と、これを支持する支持部材と、支持部材内部に立体的に形成された電気配線とを有するものである。
【００１０】
液体吐出基板は、液体を供給する複数の液体供給口と、該液体を吐出するためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段を備える。さらに、該吐出エネルギー発生手段に電力と駆動信号を供給するための第１の電極端子を備えている。
【００１１】
支持部材は、液体吐出基板を支持する支持面を有し、該支持面に配置され前記第１の電極端子と接続される第２の電極端子と、前記液体吐出基板の前記液体供給口の各々に液体を供給するための複数の液体供給穴とを備えている。さらに、支持部材は、該液体供給穴を形成するための開口部と導体配線とビアホールとが設けられたセラミックシートを複数枚積層することで形成されている。
【００１２】
立体電気配線は、前記導体配線と前記ビアホールによって形成され、前記液体吐出基板の支持面の前記第２の電極端子に電気的に繋がっている。
【００１３】
前記支持面における隣接する前記液体供給穴の開口部の間には、前記電気配線と接続された導体が配置されている。
【００１４】
そして、支持部材への放熱経路を形成するため、もしくは、吐出エネルギー発生手段への電源配線を最短距離で繋ぐために、前記液体吐出基板の隣接する前記液体供給口の間の領域と前記支持面の前記導体とが接続部材を介して接している。これにより、上記の課題が解決される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液体吐出基板の隣接する液体供給口の間に、支持部材への放熱経路を形成する接続部材を設けることで、液体供給口列のインク温度の上昇を防止し、高デューティな連続印刷においても印刷品位を維持することが可能である。さらに、その接続部材で吐出エネルギー発生素子への電源配線接続を行なうことで、印刷品位に影響する電源電圧の降下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（実施形態１）
図1は本発明の実施形態１の記録ヘッドの要部を示す模式図である。この図は支持基板上に液体吐出基板が支持される前の状態で、液体吐出基板と支持基板の各々の接合面側を表したものである。また、図2は図１に示した支持基板上に液体吐出基板を支持させた状態での断面の模式図である。
【００１８】
本実施形態の記録ヘッドは、図1、図2に示すように、液体吐出基板２の裏面における、隣接するインク供給口２１の間の部分に、アルミナ積層配線構造の支持部材１の導体配線に接続する放熱バンプ２３を設けた構成である。
【００１９】
詳しくは、図１、図２において、アルミナ積層配線構造の支持部材1の、液体吐出基板２を搭載する面に、複数色用のインク供給口１１が開口し、電極１２および導体１３が形成されている。複数色のインク供給口１１は平行に並んで設けられており、各インク供給口１１は、支持部材１における液体吐出基板２の搭載面からこれと反対側の面に貫通している。
【００２０】
一方、液体吐出基板２の、支持基板１に接合される面には、各インク供給口１１に対応し素子基板２７を貫通する複数色用のインク供給口２１が開口している。当該接合面にはさらに、素子基板２の両端側に複数の裏面電極２２が電極１２の位置に対応するよう形成され、各インク供給口２１の両側に沿って複数の放熱バンプ２３が導体１３に接続可能に形成されている。素子基板２７の、支持基板１に対する接合面とは反対側の面には、各インク供給口２１の両側に沿って複数のヒータ（不図示）が配置されるとともに、ノズル部材２６が形成されている。
【００２１】
ノズル部材２６は、各インク供給口２１からのインクを貯留する共通液室と当該共通液室から各ヒータにインクを供給する複数のインク流路からなる液室２５と、各インク流路に連通するよう各ヒータに対向配置された液滴吐出口であるノズル２４とを有する。
【００２２】
以上のような支持部材1と液体吐出基板２の対応する電極１２、２２同士を接合し、かつ、対応するインク供給口１１、２１の間を封止剤４を用いて囲んでインク流路５を形成し、記録ヘッドユニット３を完成させる。
【００２３】
本実施形態では、支持部材1と液体吐出基板２との上記の接合時に、隣接する液体供給口２１の間、いわゆる色間に設けられた２列の放熱バンプ２３が、支持部材１上の導体１３に接続される。これにより、液体吐出基板２で発生した余分な熱量が、アルミナ積層配線構造の支持部材１の積層配線（導体１３に繋がったビアホール１ａ及び導体配線１ｂで形成された立体電気配線）に熱伝導し、速やかに支持部材１に放熱される。
【００２４】
放熱バンプ２３は、熱的伝達を行う目的で形成され、実質、電気的な接続は行われない。ただし、電気的なグランド配線として兼用してもよい。本実施形態では、放熱バンプとしているが、凸部材であればバンプに限ることはなく、ハンダや、導電ペーストなど、熱伝導性の良い材料であれば本発明のヘッドに使用できる。また、このような凸部材は、支持部材１における液体吐出基板２の搭載面に形成されていても良い。
【００２５】
以上述べたように、本実施形態では、隣接する液体供給口１１，２１の間に放熱バンプ２３を設けることで、液体供給口列のインク温度の上昇を防止し、高デューティな連続印刷においても印刷品位を維持することが可能である。
【００２６】
（実施形態２）
図３は本発明の実施形態２の記録ヘッドの要部を示す模式図である。この図は支持基板上に液体吐出基板が支持される前の状態で、液体吐出基板と支持基板の各々の接合面側を表したものである。また、図４は図２に示した支持基板上に液体吐出基板を支持させた状態での断面の模式図である。
【００２７】
本実施形態の記録ヘッドは、図３、図４に示すように、液体吐出基板４５の裏面における、隣接するインク供給口６１の間の部分に、アルミナ積層配線構造の支持部材４１の積層配線と電気接続させる電源電極端子（バンプ）を設けた構成である。
【００２８】
詳しくは、図３、図４において、アルミナ積層配線構造の支持部材４1の、液体吐出基板４５を搭載する面に、複数色用のインク供給口５１が開口し、電気信号の電極５２およびヒータ電源用の電極５３が形成されている。複数色のインク供給口５１は平行に並んで設けられており、各インク供給口５１は、支持部材４１における液体吐出基板４５の搭載面からこれと反対側の面に貫通している。なお、電極５２，５３は、支持部材４１内のビアホール４１ａ及び導体配線４１ｂで形成された立体電気配線と繋がっている。
【００２９】
一方、液体吐出基板４５の、支持基板４１に接合される面には、各インク供給口５１に対応し素子基板６７を貫通する複数色用のインク供給口６１が開口している。当該接合面にはさらに、素子基板２７の両端側に複数の電気信号用バンプ６２が電極５２の位置に対応するよう形成され、各インク供給口６１に沿って複数の電源用バンプ６３がそれぞれ電源電極５３に接続可能に形成されている。素子基板６７の、支持基板４１に対する接合面とは反対側の面には、各インク供給口６１の両側に沿って複数のヒータ（不図示）が配置されるとともに、ノズル部材６６が形成されている。
【００３０】
ノズル部材６６は、各インク供給口６１からのインクを貯留する共通液室と当該共通液室から各ヒータにインクを供給する複数のインク流路からなる液室６５と、各インク流路に連通するよう各ヒータに対向配置された液滴吐出口であるノズル６４とを有する。
【００３１】
以上のような支持部材４1と液体吐出基板４５の対応する電極５２、６２同士を接合し、かつ、対応するインク供給口５１、６１の間を封止剤４４を用いて囲んでインク流路４６を形成し、記録ヘッドユニット４３を完成させる。
【００３２】
本実施形態では、支持部材４1と液体吐出基板４５との上記の接合時に、隣接する液体供給口６１の間、いわゆる色間に設けられた電源電極端子（電源用パンプ６３）がそれぞれ、支持部材１上の電源電極５３に電気接続される。つまり、各色の液体供給口６１の両側に沿って配置されている各ヒータ（不図示）への電源配線を最短距離で電源用バンプ６３を介して支持部材４１の電源電極５３に電気接続するため、電源の電圧降下を防止することが可能である。
【００３３】
さらに、本記録ヘッドの色間に設けた電源用バンプ６３は、実施形態１で述べた放熱機能も有することは、明らかである。つまり、隣接する液体供給口６１の間の部分が電源用パンプ６３を介して、支持部材１内の立体電気配線と繋がった支持部材１上の電源電極５３に接触しているため、実施形態１のような放熱機構が発揮される。
【００３４】
以上述べたように、本実施形態では、液体吐出基板４５の隣接する液体供給口６１の間に電源電極端子（電源用バンプ６３）を設け、支持部材４１の積層配線（ビアホール４１ａ及び導体配線４１ｂで形成された立体電気配線）と電気的接続を行った。これにより、多色ヘッドのさらなる小型化において、液体吐出基板における吐出エネルギー発生素子（ヒータ）の電圧降下を防止することが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態では、液体吐出基板４５の隣接する液体供給口６１間（いわゆる色間）の中心線上に電源用バンプ６３を一列に配置し、支持部材４１上に塗布した封止剤４４を押しのけるように液体吐出基板４５をそれに荷重を加えて支持部材４１に搭載した。このように電源用バンプ６３を配置すると、バンプ６３間の封止剤４４に気泡が発生しづらくなり、各色のインク供給口５１、６１間を繋ぐインク流路４６のシールと電源電極端子（バンプ６３）の保護において、好適である。
【００３６】
なお、上記各実施形態の支持部材１，４１は、セラミックグリーンシート法により導体配線とビアホールが設けられた複数のセラミックシートを積層することで立体電気配線が形成されている支持部材である。
【００３７】
（その他の実施形態）
次に、上述したような実施形態１、２の記録ヘッドを搭載可能な液体吐出記録装置について説明する。図５は、本発明の液体吐出ヘッドを搭載可能な記録装置の一例を示す説明図である。
【００３８】
図５に示す記録装置において、上述した実施形態による記録ヘッドユニット３又は４３がキャリッジ６０３に位置決めして交換可能に搭載されている。キャリッジ６０３には、搭載された記録ヘッドユニット３又は４３上の吐出エネルギー発生素子（ヒータ等）に駆動信号等を伝達するための電気接続部（不図示）が設けられている。
【００３９】
キャリッジ６０３は、主走査方向に延在して装置本体に設置されたガイドシャフト６０４に沿って往復移動可能に案内支持されている。
【００４０】
キャリッジのホームポジションには、記録ヘッド３又は４３のインク吐出口が形成された前面を塞ぐキャップ（不図示）が配置される。キャップは記録ヘッド３又は４３のインク吐出性能維持回復のための吸引回復を行うために用いられる。キャップの近傍には、液体吐出基板３又は４３のインク吐出口が開口した面を摺擦してそこに付着しているインク等を除去するためのクリーニングブレード（不図示）が設けられている。
【００４１】
記録用紙やプラスチック薄板等の記録媒体６１１は、オートシートフィーダ（以後ＡＳＦ）６１４から一枚ずつ分離給紙され、記録ヘッド３又は４３の吐出口面と対向する位置（記録位置）を通って搬送（副走査）される。
【００４２】
なお、記録媒体６１１は、記録位置において、その裏面をプラテン（不図示）により支持されている。この場合、キャリッジ６０３に搭載された記録ヘッド３又は４３は、それらの吐出口面がキャリッジ６０３から下方へ突出して上流側及び下流側にある２組の搬送ローラ対の間で記録媒体６１１と平行になるように保持されている。
【００４３】
記録ヘッド３又は４３は、各吐出口列における吐出口の並び方向が上述したキャリッジ６０３の走査方向に対して交差する方向になるようにキャリッジ６０３に搭載されており、これらの吐出口列から液体を吐出して記録を行う。
【００４４】
上述の実施形態では、インクを吐出するために熱エネルギーを発生するヒータ等の電気熱変換素子を備えていたが、もちろん本発明は、振動素子によってインクを吐出する等、その他の吐出方式を適用したものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、一般的なプリント装置のほか、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に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態１の記録ヘッドの要部を示す模式図である。
【図２】図１に示した支持基板上に液体吐出基板を支持させた状態での断面の模式図である。
【図３】本発明の実施形態２の記録ヘッドの要部を示す模式図である。
【図４】図３に示した支持基板上に液体吐出基板を支持させた状態での断面の模式図である。
【図５】本発明の液体吐出録ヘッドを搭載可能な記録装置の一例を示す説明図である。
【図６】特許文献１に開示された従来の記録ヘッドの構成を説明するための断面での分解図である。
【符号の説明】
【００４７】
１、４１      アルミナ積層配線構造の支持部材
２、４５      液体吐出基板
３、４３      記録ヘッドユニット
１１、５１      支持部材のインク供給口
１２、５２      支持部材の電極
１３、５３      支持部材の導体
２１、６１      液体吐出基板のインク供給口
２２      裏面電極
２３      放熱バンプ
２６、６６      ノズル部材
６２      電気信号用バンプ
６３      電源用バンプ
【図１】
2008062556.tif 000003
【図２】
2008062556.tif 000004
【図３】
2008062556.tif 000005
【図４】
2008062556.tif 000006
【図５】
2008062556.tif 000007
【図６】
2008062556.tif 000008