(57)【要約】【課題】検査用端子の腐食を抑制することが可能なインクジェット記録ヘッドを提供する。【解決手段】動作回路部１４は、エネルギー発生素子２と、駆動回路３ａおよび電気接続端子５を含む。制御素子７は、動作回路部１４を検査するためのメッキされた検査用端子６と、動作回路部１４との間を流れる電流の向きを制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録液を吐出させるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子、前記複数のエネルギー発生素子を制御する複数の駆動回路、および、前記エネルギー発生素子および前記駆動回路を駆動する電気信号を受け付ける電気接続端子、を含む動作回路部と、
前記動作回路部を検査するためのメッキされた検査用端子と、
前記複数のエネルギー発生素子のそれぞれに対応する複数の吐出口と、
前記複数の吐出口のそれぞれに連通する複数の液路と、を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記動作回路部と前記検査用端子の間を流れる電流の向きを制御する制御素子を有す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】
前記動作回路部および前記検査用端子が設けられた基板と、前記吐出口および前記液路が設けられ前記検査用端子を覆っているノズル形成部材と、を含む、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記制御素子は、ＭＯＳトランジスタからなる、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記制御素子は、ダイオードからなる、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査用端子を有するインクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、検査用端子を有するインクジェット記録ヘッドが記載されている。
【０００３】
検査用端子は、記録液であるインクを吐出させるためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子、エネルギー発生素子を駆動する駆動回路、および、電源と接続される電気接続端子とともに、基板上に形成されている。検査用端子は、エネルギー発生素子、駆動回路、および、電気接続端子と、電気的に接続されている。検査用端子は、エネルギー発生素子、駆動回路、および、電気接続端子のそれぞれの特性を検査するために使用される。
【０００４】
なお、特許文献１に記載のインクジェット記録ヘッドには、ダミーの検査用端子も形成されている。
【０００５】
エネルギー発生素子および検査用端子等が形成された基板上には、ノズル形成部材が積層されている。ノズル形成部材には、インクを吐出するための吐出口が、エネルギー発生素子に対応する位置に設けられ、さらに、エネルギー発生素子にインクを供給する液路が設けられている。
【０００６】
図７は、検査用端子の配線を示した回路図である。
【０００７】
図７において、プリント時には、電流が、電源用電気接続端子１０１から、抵抗１００ａ、エネルギー発生素子１０３、駆動回路１０４および抵抗１００ｂを介して、ＧＮＤ用電気接続端子１０２に流れる。エネルギー発生素子１０３は、電流が流れることによって発熱し、その熱によって、インクを加熱して発泡させ吐出口から吐出させる。一方、駆動回路１０４の抵抗値を測定する場合には、検査用端子１０５Ａおよび１０５Ｂの間での抵抗値が測定される。以下では、検査用端子１０５Ａおよび１０５Ｂをまとめて検査用端子１０５と称する。
【０００８】
検査用端子１０５にインクが付着すると、検査用端子１０５が腐食し、インクジェット記録ヘッドが壊れる場合がある。そのため、検査用端子１０５は、インクなどと接触しないように、金メッキが施され、ノズル形成部材で覆われている。
【特許文献１】特開平７−３２３５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の技術では、以下のような課題がある。
【００１０】
ヘッド製造において行われる加熱などにより、異種材料である基板とノズル形成部材の間に応力がかかることがある。
【００１１】
図８（ａ）は、検査用端子１０５が形成された基板１０６と、基板１０６に積層されたノズル形成部材１０７とを示した模式図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ部を拡大した模式的斜視図である。図８において、ノズル形成部材１０７には、複数の吐出口１０８が設けられており、また、図７に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【００１２】
検査用端子１０５などが形成されている基板１０６の外周部は、応力が集中しやすい。このため、図８に示したように、基板１０６とノズル形成部材１０７とが剥離した剥離部分１０９が発生することがある。
【００１３】
基板１０６からノズル形成部材１０７が剥がれている場合、ヘッド完成後に、検査用端子１０５にインクが接触することがあった。
【００１４】
図９（ａ）は、検査用端子１０５にインク１１０が接触していない状態を示した模式図である。図９（ｂ）は、検査用端子１０５にインク１１０が接触した状態を示した模式図である。なお、図９において、図７に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【００１５】
通常、検査用端子１０５は、金メッキにて被覆されているため、インク１１０が接触しただけでは腐食しない。
【００１６】
しかし、基板１０６からノズル形成部材１０７が剥がれている場合、剥離部分１０９と基板１０６間に働くメニスカス力によりインク１１０は浸透しやすく、図９（ｂ）に示すように、複数の検査用端子１０５Ａおよび１０５Ｂにまたがってインク１１０が存在することが多い。
【００１７】
検査用端子１０５Ａは、エネルギー発生素子１０３および電源用電気接続端子１０１と接続している。このため、電源用電気接続端子１０１に電圧がかけられると、検査用端子１０５Ａにも電圧がかかる。
【００１８】
よって、図９（ｂ）に示した状態において電源用電気接続端子１０１に電圧がかけられると、インク１１０を通じて検査用端子１０５Ａおよび１０５Ｂ間に電流が流れる。それにより、検査用端子１０５に形成されている金メッキの電気分解が徐々におこり、金の被覆が溶解することで、検査用端子１０５が剥き出しになる。このため、検査用端子１０５に腐食が起こり、最終的には、その腐食がヘッド駆動部分にまで進行して、インクジェット記録ヘッドが動作しなくなるという問題がある。
【００１９】
なお、この問題は、駆動用の電流がインク１１０を通じて検査用端子１０５Ａおよび１０５Ｂ間を流れることにより生じるため、検査用端子１０５がノズル形成部材１０７に元々覆われていないインクジェット記録ヘッドでも生じる可能性がある。
【００２０】
本発明の目的は、検査用端子の腐食を抑制することが可能なインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明のインクジェットプリントヘッドは、記録液を吐出させるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子、前記複数のエネルギー発生素子を制御する複数の駆動回路、および、前記エネルギー発生素子および前記駆動回路を駆動する電気信号を受け付ける電気接続端子、を含む動作回路部と、前記動作回路部を検査するためのメッキされた検査用端子と、前記複数のエネルギー発生素子のそれぞれに対応する複数の吐出口と、前記複数の吐出口のそれぞれに連通する複数の液路と、を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記動作回路部と前記検査用端子の間を流れる電流の向きを制御する制御素子を有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、インクジェット記録ヘッドにおいて検査用端子の腐食を抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、液体を噴出し飛翔液滴を形成して記録を行うものであり、液体吐出ヘッドに適用される。この液体吐出ヘッドは、被記録媒体に対し記録を行う、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ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せた産業記録装置などに用いられる。被記録媒体としては、例えば、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材またはセラミックスが用いられる。
【００２５】
なお、「記録」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を付与することも意味する。
【００２６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドが有する基板を示した模式図である。
【００２７】
図１において、基板１には、複数のエネルギー発生素子２と、複数のドライバ部３と、複数のロジック回路部４と、複数の電気接続端子５と、複数の検査用端子６と、複数の制御素子７とが形成されている。
【００２８】
基板１は、シリコン半導体基板などに半導体製造技術を用いて、略矩形状に形成される。基板１の中央部には、長手方向に伸びる貫通孔であるインク供給口２０が形成されている。
【００２９】
複数のエネルギー発生素子２は、インク供給口２０の両側に沿って設けられている。エネルギー発生素子２は、記録液であるインク液滴を吐出させるためのエネルギーを発生する。
【００３０】
ドライバ部３およびロジック回路部４は、エネルギー発生素子２の駆動を制御するための駆動回路を構成する。
【００３１】
ドライバ部３は、それぞれのエネルギー発生素子２を駆動するためのドライバなどを含む。ドライバは、典型的にはエネルギー発生素子２ごとに設けられ、スイッチ用のトランジスタなどからなる。ドライバ部３は、インク供給口２０の両側で、かつ、エネルギー発生素子２の外側に設けられている。
【００３２】
ロジック回路部４および電気接続端子５は、インク供給口２０の短手端部の両側に設けられている。
【００３３】
各電気接続端子５は、ワイヤーボンディングなどの電気的接続手段を用いることにより、インクジェット記録装置と電気的に接続させる。各電気接続端子５は、駆動電圧を受け付ける電源用電気接続端子と、ＧＮＤに接続されるＧＮＤ用電気接続端子と、ドライバ部３内の各トランジスタのオン／オフを制御する制御信号を受け付ける制御信号用電気接続端子とのいずれかに分類される。なお、駆動電圧は、エネルギー発生素子２および駆動回路を駆動する電気信号の一例である。
【００３４】
ロジック回路部４は、制御信号用電気接続端子を介してインクジェット記録装置本体側から制御信号を受け付けた際に、その制御信号に基づいてドライバ部３内の各トランジスタのオン／オフを制御する。
【００３５】
検査用端子６は、例えば、エネルギー発生素子２、ドライバ部３、ロジック回路部４および電気接続端子５の駆動の特性を検査するために用いられる。検査用端子６は、金、白金、パラジウム、イリジウム、もしくはそれらの合金で、メッキされている。
【００３６】
制御素子７は、電気接続端子５と検査用端子６の間を流れる電流の方向を制御する。
【００３７】
基板１上には、ノズル形成部材が積層されている。本実施例では、検査用端子６は、ノズル形成部材にて覆われている。
【００３８】
図２は、ノズル形成部材８が積層された基板１を示した模式図である。
【００３９】
図２において、ノズル形成部材８には、複数の吐出口９および複数の液路１０が形成されている。吐出口９および液路１０は、フォトリソグラフィ工程を用いて形成されている。
【００４０】
各吐出口９は、複数のエネルギー発生素子２のそれぞれに対応する。複数の液路１０は、複数吐出口９のそれぞれに連通し、インク供給口２０から供給されたインクを、各吐出口９に対応する各エネルギー発生素子２に供給する。
【００４１】
図３は、ノズル形成部材８が積層された基板１を用いたインクジェット記録ヘッドを示した模式的斜視図である。
【００４２】
図３において、基板１の電気接続端子５は、電気配線部材であるＴＡＢ１２と接続され、さらに、基板１が接着剤によりタンク形成部材１１と接合されて、インクジェット記録ヘッドが形成されている。
【００４３】
図３に示したインクジェット記録ヘッドでは、電気接続端子５を介して、基板１に信号が入力したときに、ロジック回路部４のロジック回路が、ドライバ部３のトランジスタすなわちドライバをオン／オフする。オンしたトランジスタに接続されているエネルギー発生素子２は、通電して発熱し、エネルギー発生素子２上のインクが加熱され、インク内に急速に泡が発生することにより、吐出口９からインクが飛ばされる。
【００４４】
図４は、エネルギー発生素子２と、電気接続端子５と、検査用端子６と、制御素子７と、駆動回路の一部（具体的には、ドライバ部３のトランジスタ）３ａとを示した模式的回路図である。なお、エネルギー発生素子２と、電気接続端子５と、駆動回路３ａとで、動作回路部１４を構成する。図４において、制御素子７は、動作回路部１４と検査用端子６の間を流れる電流の向きを制御する。
【００４５】
さらに、図５は、制御素子としてｐＭＯＳトランジスタを使用して、ｐＭＯＳトランジスタ７ａのゲートに電圧がかかっている際に、動作回路部１４から検査用端子６に電流が流れない構成を示した模式的回路図である。なお、図５において、図４に示したものと同一のものには同一符号を付してある。
【００４６】
図５では、さらに、ｐＭＯＳトランジスタ７ａのゲートの前段にインバータ１５を設置してｐＭＯＳトランジスタ７ａのオン／オフの制御を行う構成としている。
【００４７】
図５において、ｐＭＯＳトランジスタ７ａは、基板１のエネルギー発生素子２などを形成する際の半導体工程（不図示）中に形成される。ｐＭＯＳトランジスタ７ａのドレインは、動作回路部１４に接続し、そのソースは検査用端子６に接続し、そのゲートには、ＣＭＯＳインバータ１５が形成されている。
【００４８】
端子Ｖｉｎに電圧が入力されると、ＣＭＯＳインバータ１５のｎＭＯＳ部１５ａが働き、ｐＭＯＳトランジスタ７ａのゲートに電圧がかからず、ｐＭＯＳトランジスタ７ａはオンとなる。よって、検査用端子６と動作回路部１４は導通する。
【００４９】
一方、端子Ｖｉｎに電圧が入力されないと、ＣＭＯＳインバータ１５のｐＭＯＳ部１５ｂが働き、ｐＭＯＳトランジスタ７ａのゲートに駆動電圧Ｖｄｄがかかるため、ｐＭＯＳトランジスタ７ａはオフとなる。よって、検査用端子６は、動作回路部１４と電気的に切断され、例えば、動作回路部１４から検査用端子６に向かって電流が流れなくなる。
【００５０】
よって、検査時に検査用端子６が使用される場合には、端子Ｖｉｎに電圧が入力されることで、ｐＭＯＳトランジスタ７ａがオンとなり、検査用端子６から動作回路部１４に電流が流れる。
【００５１】
一方、プリント時には、端子Ｖｉｎの電圧が解除されることで、ｐＭＯＳトランジスタ７ａがオフとなり、動作回路部１４から検査用端子６に電流が流れなくなる。
【００５２】
検査用端子６は、図７の検査用端子１０５Ａのように入力側として使用される端子と、図７の検査用端子１０５Ｂのように出力側として使用される端子がある。
【００５３】
制御素子７としてｐＭＯＳトランジスタが用いられ、ＣＭＯＳインバータなどでｐＭＯＳトランジスタのオン／オフが制御されると、検査用端子６が入出力のいずれであっても、同様の構成で検査用端子６に流れる電流を止めることが可能になる。このため、検査用端子６の腐食を防ぐことができる。
【００５４】
本出願人は、第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドにおいて、インクを強制的に検査用端子６上に接触させ、一般消費者のもとで使用される状態を想定した加速評価にて検査用端子６部分の確認を行った。その結果、検査用端子６に電流が流れないため、検査用端子６の腐食は発生しなかった。
【００５５】
また、基板１の外周部分でノズル形成部材８が基板１から剥離しても、ノズル形成部材８が検査用端子６を覆い続けるには、検査用端子６が形成された部分の外側に、基板１とノズル形成部材８の積層部分を剥離予定部分だけ余計に設ける必要がある。そのため、構成の大型化およびコストがかかってしまうため好ましくない。
【００５６】
本実施形態では、動作回路部１４と検査用端子６との間に制御素子７を配置することで、基板１とノズル形成部材８が剥離をおこしたとしても、検査用端子６に電流が流れないため、基板１を大きくすることなく検査用端子６の腐食を防ぐことができる。また、メッキされた検査用端子６がノズル形成部材８に元々覆われていなくても、検査用端子６のメッキが電気分解され難くなるため、検査用端子６の腐食を防ぐことが可能になる。
【００５７】
本実施形態によれば、制御素子７は、動作回路部１４と検査用端子６の間を流れる電流の向きを制御する。よって、電気接続端子５に駆動用の電気信号が入力された場合に、電流が、動作回路部１４から検査用端子６に流れないようにすることで、インクが接触した検査用端子６のメッキの電気分解を防止することが可能になる。このため、検査用端子６の腐食を防ぐことができ、ヘッドの信頼性を向上することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、動作回路部１４および検査用端子６が基板１に設けられ、吐出口９および液路１０がノズル形成部材８に設けられ、検査用端子６はノズル形成部材８にて覆われている。
【００５９】
この場合、ノズル形成部材８が、検査用端子６が形成された基板１の箇所と剥離すると、インクは、ノズル形成部材８の剥離部分と基板１間に働くメニスカス力によって複数の検査用端子６に接触することが多くなる。しかしながら、制御素子７によって、電気接続端子５に駆動用の電気信号が入力された場合に電流が動作回路部１４から検査用端子６に流れないようにすることで、インクが接触した検査用端子６のメッキの電気分解を防止することが可能になる。
【００６０】
また、本実施形態では、制御素子７として、ＭＯＳトランジスタ７ａが用いられている。この場合、検査用端子６と動作回路部１４との電気的な接続を適宜制御することが可能になる。
【００６１】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態を示した模式的回路図である。
【００６２】
本実施形態において、図７の検査用端子１０５Ａのような入力側となる検査用端子６に接続される制御素子７として、ダイオード７ｂが用いられている。なお、本実施形態において、他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００６３】
ダイオード７ｂは、基板１のエネルギー発生素子２などを形成する際の半導体工程（不図示）中に形成され、ダイオード７ｂの順方向電圧の方向が検査用端子６からダイオード７ｂに向かう方向となるように形成されている。このため、電気接続端子５に電圧をかけても、動作回路部１４から検査用端子６に電流が流れなくなる。
【００６４】
本出願人は、第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドを用いて、インクを強制的に検査用端子６上に接触させ、一般消費者のもとで使用される状態を想定した加速評価にて検査用端子６を確認した。その結果、検査用端子６に電流が流れないため、検査用端子６は腐食しなかった。
【００６５】
なお、第１の実施形態において、制御素子７としてＭＯＳトランジスタを用いたが、この場合、ＭＯＳトランジスタのオン／オフを制御する必要がある。よって、この場合、インバータなどによるＭＯＳトランジスタに付随した制御が必要となる場合があり、基板上の回路が複雑となる。
【００６６】
第２の実施形態では、制御素子７としてダイオードが使用されているので、制御素子７のオン／オフを制御する回路を不要にでき、配線が複雑になることがなく、検査用端子６の腐食を防ぐことができる。
【００６７】
なお、インクジェット記録ヘッドの駆動に関する検査では、動作回路部１４から検査用端子６に電流を流すことが必要な個所もあり、このような個所において制御素子７としてダイオードを使用することは困難である。そのため、検査用端子６の目的に応じて、制御素子７としてｐＭＯＳトランジスタ、ｎＭＯＳトランジスタ、ダイオードを使い分け、基板１中に数種の制御素子７を設置してもよい。
【００６８】
本実施形態によれば、制御素子７として、ダイオードが用いられているため、ダイオードにかかる電圧の向きによって、動作回路部１４と検査用端子６の間を流れる電流の向きが制御される。このため、ＭＯＳトランジスタを用いた場合に必要となるオン／オフ制御回路を不要にでき、構成の簡略化を図ることが可能になる。
【００６９】
以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
【００７０】
例えば、第１の実施形態において、制御素子７として、ｎＭＯＳトランジスタが用いられてもよい。
【００７１】
また、第２の実施形態において、図７の検査用端子１０５Ｂのような出力側となる検査用端子６に接続される制御素子７として、ダイオードが用いられてもよい。この場合、そのダイオードは、ダイオードの順方向電圧の方向が動作回路部１４からダイオードに向かう方向となるように形成される。よって、電気接続端子５に電圧をかけても、動作回路部１４から検査用端子６に電流が流れなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドが有する基板を示した模式図である。
【図２】ノズル形成部材８が積層された基板１を示した模式図である。
【図３】第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドを示した模式的斜視図である。
【図４】第１の実施形態を示した模式的回路図である。
【図５】第１の実施形態を示した模式的回路図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示した模式的回路図である。
【図７】従来の検査用端子の配線を示した回路図である。
【図８】従来の基板とノズル形成部材とを示した模式図である。
【図９】従来の検査用端子の配線を示した回路図である。
【符号の説明】
【００７３】
２      エネルギー発生素子
３ａ    駆動回路
５      電気接続端子
６      検査用端子
７      制御素子
９      吐出口
１０      液路
１４      動作回路部
【図１】
2008137276.tif 000003
【図２】
2008137276.tif 000004
【図３】
2008137276.tif 000005
【図４】
2008137276.tif 000006
【図５】
2008137276.tif 000007
【図６】
2008137276.tif 000008
【図７】
2008137276.tif 000009
【図８】
2008137276.tif 000010
【図９】
2008137276.tif 000011