(57)【要約】【課題】記録素子基板を支持固定する第１のプレートの研磨コストを低減し、電気配線テープを固定する第２のプレートの割れを防ぐ。【解決手段】インク等液体を吐出する記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１を第１のプレートＨ１２００の第１の支持部Ｈ１２０２に接着し、第１のプレートＨ１２００の第２の支持部Ｈ１２０３に、電気配線テープＨ１３００を支持する第２のプレートＨ１４００を接着する。第１のプレートＨ１２００の第１の支持部Ｈ１２０２は第２の支持部Ｈ１２０３より突出しているため、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１を支持する第１の支持部Ｈ１２０２のみ研磨すればよい。また第１の支持部Ｈ１２０２の突出量だけ第２のプレートＨ１４００の厚みを増大させることで、第２のプレートＨ１４００の強度を増大させることができる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数の吐出素子および各吐出素子に電気的信号を伝達するための電極部を有する吐出素子基板と、前記吐出素子基板の前記電極部に電気的に接続される配線基板と、前記吐出素子基板および前記配線基板を支持する第１のプレートと、前記配線基板と前記第１のプレートの間に介在する第２のプレートと、を有し、前記第１のプレートにおいて、前記吐出素子基板を支持する第１の支持部が、前記第２のプレートを介して前記配線基板を支持する第２の支持部より所定量だけ突出していることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第１のプレートの前記第１の支持部が、研磨された支持面を有す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】
前記吐出素子基板の表面と、前記第２のプレートの表面とが、略同じ高さになるように、前記第２のプレートの厚さが設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記吐出素子基板の前記電極部に設けられたバンプと、前記配線基板の電極端子とが金属間結合により接続されていることを特徴とする請求項３記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記吐出素子基板の表面が、前記第２のプレートの表面よりも高くなっており、前記吐出素子基板の前記電極部と、前記配線基板の電極端子とが、ワイヤーボンディングによって接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記第１のプレートには液体を供給するための液体供給口が開口されており、前記第１のプレートの前記第１の支持部の裏面側において、前記液体供給口の周辺部が他の領域よりも突出していることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記第１のプレートの前記液体供給口の前記周辺部が研磨されていることを特徴とする請求項６記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記第１のプレートの前記第２の支持部に複数の突起を有することを特徴とする請求項１ないし７いずれか１項記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
液体を吐出する複数の吐出素子および各吐出素子に電気的信号を伝達するための電極部を有する吐出素子基板と、前記吐出素子基板の前記電極部に電気的に接続される配線基板と、前記吐出素子基板および前記配線基板を支持する第１のプレートと、前記配線基板と前記第１のプレートの間に介在する第２のプレートと、前記吐出素子基板と前記第１のプレートの間に介在する第３のプレートと、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記第３のプレートが、研磨された支持面を有することを特徴とする請求項９記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか１項記載の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに被記録媒体を搬送する搬送手段を備えたことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を吐出して記録動作を行う記録装置に用いられる液体吐出ヘッドおよび記録装置に関するものである。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、あるいは、これらの装置を複合した多機能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等の液体吐出方式の記録装置に用いられる記録ヘッドには、特許文献１に開示されたように、ポリイミドフィルム上に銅箔を接着しパターニングし、金メッキした配線基板であるフレキシブルフイルム配線基板（電気配線テープ）の電極端子に、吐出素子基板（記録素子基板）の電極部のバンプを熱超音波圧着法で電気接合し（インナーリードボンディング）、さらに封止した後、支持体に接着する方法が知られている。また、特許文献２に開示されたように、複数の記録素子基板をそれぞれ独立の電気配線テープに接続した後に、支持体に接着するものも知られており、これはカラー印刷用に複数の記録素子基板を備えているが、単一の基板でカラー印刷できるように、内部を分割しているものもある。
【０００３】
近年では、記録装置の価格の低下も著しく、記録ヘッドもいかに安く作るかが課題となっている。そのためには、部品の材料費、特に記録素子基板の集積化が効果的で、たとえば、カラー用のイエロー、マゼンタ、シアンの３色を一体にすることが、多く採用されている。さらに、文字等の印刷に頻繁に使用されるブラックも、同一ヘッドに組み込むことも多く採用されている。一方、安価に製造するだけでなく、特にブラックの場合、記録速度の向上が求められており、記録素子数を多くすることで、これを達成する方法がよく取られるが、こうした場合には、ブラックの記録素子基板はカラー用と比較して、吐出口列方向に長い形状のものとなっている。このように、複数の異なる記録素子基板を単一の電気配線テープに実装する方法は、特許文献３に開示されているように、単一の電気配線テープを用いることで、記録ヘッドがコンパクトになって記録ヘッドのコストが下がり、また記録装置もコンパクト、低コストになることから有利である。このような構成の場合、複数の記録素子基板間の相対位置精度が必要になってくるため、先に複数の記録素子基板をプレート上に位置決め固定し、その後、外部配線基板をプレートに貼り付け、電気接合工程を行うという工程順を採用している。
【０００４】
ところで、記録素子基板を固定する支持体であるプレートには、これまでアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等のセラミック材料が採用されてきた。特にアルミナは熱伝導率が高く、印字動作中の記録素子基板の温度上昇を放熱する作用があって高速印字が可能である。また、アルミナは熱線膨張係数が低く、記録素子基板に用いられるＳｉの線膨張係数と近いため、昇温による記録素子基板の反りやプレートと記録素子基板間のはがれが発生しない。さらにアルミナは変形が少なく、研磨によって加工することで、平面度を確保しやすく、記録素子基板のプレートへの貼り付け精度が向上し、色ズレのない高品位の印字も可能である。
【０００５】
図１６は、従来例による液体吐出ヘッドである記録ヘッドの主要部の断面を示すもので、アルミナ等の第１のプレート１２００上に記録素子基板１１００が支持固定されている。第１のプレート１２００にはインク供給口１２０１が形成されており、不図示のインク供給ユニットからインク供給口１２０１を通り、記録素子基板１１００へとインクが供給されることにより、インクの吐出が可能となる。
【０００６】
第１のプレート１２００は、記録素子基板１１００を支持する支持面やその反対面が、研磨されて平面度が確保されている。これにより記録素子基板の不要な傾きを無くし、精度良く第１のプレート１２００上に固定することができる。その結果、高品質の印刷が得られ、また、不図示のインク供給ユニットとの接続部のリーク等を無くすことができる。
【０００７】
さらに、第１のプレート１２００上には、第２のプレート１４００が支持固定され、この第２のプレート１４００に電気配線テープ１３００が位置決めされ貼り付けられている。電気配線テープ１３００から伸びた電極端子１３０２は、記録素子基板１１００の電極部に形成されたバンプ１１０５に、熱超音波圧着法により金属間接合されている。
【０００８】
このように第２のプレート１４００を介在させ、第２のプレート１４００の高さと記録素子基板１１００の高さがほぼ同一の高さになるように、第２のプレート１４００の厚さを決めることにより、熱超音波圧着法による金属間接合が可能となる。記録素子基板１１００はＳｉウエハーから形成され、その厚さは一般的に０．６ｍｍ程度であるため、第２のプレート１４００も同等の厚さとなる。
【０００９】
また、第２のプレート１４００の材料としてもやはりアルミナ等のセラミック材料を使うと好ましい。なぜなら、電気配線テープ１３００は第２のプレート１４００に支持固定されるのであるが、一般的にこの電気配線テープ１３００の面上で記録装置本体のキャッピングがなされるため、リークなくキャッピングがされるためには、平面度が要求されるからである。また、熱超音波圧着を行う際の加熱によって第２のプレート１４００が伸びると、電気接続部にストレスが生じ電気不良が発生してしまうため、線膨張係数が低いアルミナが好ましいのである。
【００１０】
第１のプレート１２００と第２のプレート１４００は、同じアルミナ材料から成るのであるが、別部品として分けている。その理由は、これら二つのプレートを一体化したプレートにおいては、記録素子基板の支持面が凹部になってしまい、支持面の平坦化のための研磨ができないためである。したがって、２枚のプレートに分ける必要がある。
【００１１】
電極端子１３０２とバンプ１１０５が電気接続された部分は、第１の封止剤１３０７、第２の封止剤１３０８にて封止され、電気接続部のインクによる腐食、ショートや、外的衝撃から保護される。
【特許文献１】特開平１０−７７６号公報
【特許文献２】特開平１１−１３８８１４号公報
【特許文献３】特開２００２−１９１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、近年のインクジェットプリンタ等の記録装置の価格下落が激しいため、記録ヘッドのさらなる低コスト化の要求も強まっている。これに伴い、記録ヘッドを構成する各部品の低コスト化も避けられない状況である。
【００１３】
上述のように、記録素子基板を支持固定する第１のプレートにアルミナ等のセラミック材料を用いることで、素晴らしい性能を有する記録ヘッドを構成できるのであるが、現状ではアルミナの研磨に比較的高いコストがかかってしまっている。特に、記録装置の高速印字化の要求により、より記録素子数すなわちノズル数（吐出口数）が多くなる傾向にあり、したがって、記録素子基板を固定する第１のプレートも大型化してきており、ひいては研磨する面積が増加し、研磨コストが上がる要因になっている。
【００１４】
また、一方、電気配線テープを支持固定する第２のプレートは、比較的薄いため、不要な力がかかると割れたり、クラックが入ったりするのであるが、第２のプレートも上述と同様の理由で大型化しており、より一層割れに弱くなっている。そのため、製造工程での第２のプレートのハンドリングを難しくし、あるいは、割れによる歩留まり低下でコストアップ要因となる可能性がある。
【００１５】
さらには、ページ幅のプリント領域を持ち、超高速プリントが可能なフルラインタイプの記録ヘッドにおいては、上述の問題はより深刻である。
【００１６】
このタイプのヘッドでは、各プレートが非常に大きくなるばかりでなく、その大きさのため、電気接合方式として、上述したようなインナーリードボンディングが使えないことも多く、その代わりに記録素子基板の電極部と電気配線テープの電極端子とを金ワイヤー等で接続するワイヤーボンディング方式をとらなければいけないことも多い。このワイヤーボンディング方式では、ワイヤーがループを形成し高さをもち、記録素子基板のノズル面（吐出口面）よりもループが高く形成されてしまうため、この高さをできるだけ抑えなければいけない。なぜなら、このループが高くなると、記録素子基板のノズル面と被記録媒体（紙）との距離を遠ざけなければならず、この距離が離れると吐出されるインクの被記録媒体への着弾ズレが大きくなり、プリント品位の低下を招いてしまう。
【００１７】
そこで、ワイヤーボンディング方式を用いる場合には、ループ高さを低くするために、第２のプレートの厚さを薄くする必要がある。ところが、大きく薄いプレートになってしまうので、そもそもプレート自体を作製できない可能性もあり、ハンドリングはより困難で、第１のプレートや電気配線テープとの支持固定のために圧着することも困難である。
【００１８】
本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、記録素子基板（吐出素子基板）を支持固定する第１のプレートの研磨コストを削減し、かつ、電気配線テープ（配線基板）を固定する第２のプレートの割れを防止することで、安価であって、しかも高品位かつ高速のプリント動作を行う高性能な液体吐出ヘッドおよび記録装置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】
【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数の吐出素子および各吐出素子に電気的信号を伝達するための電極部を有する吐出素子基板と、前記吐出素子基板の前記電極部に電気的に接続される配線基板と、前記吐出素子基板および前記配線基板を支持する第１のプレートと、前記配線基板と前記第１のプレートの間に介在する第２のプレートと、を有し、前記第１のプレートにおいて、前記吐出素子基板を支持する第１の支持部が、前記第２のプレートを介して前記配線基板を支持する第２の支持部より所定量だけ突出していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
第１のプレートにおいて、吐出素子基板を支持する第１の支持部より第２のプレートを支持する第２の支持部が一段低くなっているため、その分だけ第２のプレートを厚くすることができる。これにより、第２のプレートの運送時や製造工程での割れやクラック等を防止し、部品歩留まりや製造歩留まりを上げることができる。加えて、製造工程でのハンドリングを容易にし、製造タクトもアップできる。
【００２１】
また、吐出素子基板の支持面となる第１の支持部のみを研磨すればよいから、第１のプレートの全面を研磨する場合に比べて研磨面積が削減され、研磨コストを低減できる。
【００２２】
その結果、高品位かつ高速の記録動作を行う液体吐出ヘッドを低コストで実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１から図６は、記録装置であるインクジェット記録装置の記録ヘッドカートリッジＨ１０００の構成を説明するものであり、以下、これらの図面を参照して各構成要素を説明する。
【００２５】
図１（ａ）、（ｂ）に斜視図で示すように、記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、液体吐出ヘッドである記録ヘッドＨ１００１と、記録ヘッドＨ１００１に着脱自在に設けられたインクタンクＨ１９００（Ｈ１９０１、Ｈ１９０２、Ｈ１９０３、Ｈ１９０４）とで構成されている。この記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、インクジェット記録装置本体に載置されているキャリッジ（不図示）の位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、該キャリッジに対して着脱可能となっている。インクタンクＨ１９０１はブラックのインク用、インクタンクＨ１９０２はシアンのインク用、インクタンクＨ１９０３はマゼンタのインク用、インクタンクＨ１９０４はイエローのインク用である。このようにインクタンクＨ１９０１、Ｈ１９０２、Ｈ１９０３、Ｈ１９０４のそれぞれが記録ヘッドＨ１００１に対して着脱自在となり、それぞれのインクタンクが交換可能となっていることにより、記録装置のランニングコストが低減される。
【００２６】
次に記録ヘッドＨ１００１に関してさらに詳しくそれぞれの構成要素毎に順を追って説明する。
【００２７】
（１）記録ヘッド
記録ヘッドＨ１００１は、電気信号に応じて膜沸騰を液体であるインク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記録を行う方式のサイドシュータ型とされる記録ヘッドである。
【００２８】
記録ヘッドＨ１００１は、図２の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００２とインク供給ユニットＨ１００３とタンクホルダーＨ２０００から構成される。
【００２９】
さらに、図３の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００２は、第１の吐出素子基板である記録素子基板Ｈ１１００、第２の吐出素子基板である記録素子基板Ｈ１１０１、第１のプレートＨ１２００、配線基板である電気配線テープＨ１３００、電気コンタクト基板Ｈ２２００、第２のプレートＨ１４００で構成されており、また、インク供給ユニットＨ１００３は、インク供給部材Ｈ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、ジョイントゴムＨ２３００、フィルタＨ１７００、シールゴムＨ１８００から構成されている。
【００３０】
（１−１）記録素子ユニット
図４は、第１の記録素子基板Ｈ１１００の構成を説明するために一部分解した斜視図である。第１の記録素子基板Ｈ１１００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板Ｈ１１１０にインク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口Ｈ１１０２がＳｉの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの方法で形成されている。インク供給口Ｈ１１０２を挟んだ両側には吐出エネルギ発生素子である電気熱変換素子Ｈ１１０３がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列され、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Ａｌ等の電気配線は成膜技術により形成されている。さらに、前記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おり、電極部Ｈ１１０４にはＡｕ等のバンプＨ１１０５が形成されている。そして、前記Ｓｉ基板上には、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁Ｈ１１０６と吐出口Ｈ１１０７が樹脂材料でフォトリソ技術によりに形成され、吐出口群Ｈ１１０８を形成している。各電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向して各吐出口Ｈ１１０７が設けられているため、インク供給口Ｈ１１０２から供給されたインクは電気熱変換素子Ｈ１１０３により発生した気泡により吐出される。
【００３１】
また図５は第２の記録素子基板Ｈ１１０１の構成を説明するために一部分解した斜視図である。第２の記録素子基板Ｈ１１０１は３色のインクを吐出させるための記録素子基板であり、３個のインク供給口Ｈ１１０２が並列して形成されており、それぞれのインク供給口を挟んだ両側に電気熱変換素子Ｈ１１０３と吐出口Ｈ１１０７が形成されている。もちろん第１の記録素子基板Ｈ１１００と同様の方法で、Ｓｉ基板Ｈ１１１０にインク供給口Ｈ１１０２や電気熱変換素子Ｈ１１０３、電気配線、電極部Ｈ１１０４などが形成されておりその上に樹脂材料でフォトリソ技術によりインク流路や吐出口Ｈ１１０７が形成されている。そして第１の記録素子基板Ｈ１１００と同様に電気配線に電力を供給するための電極部Ｈ１１０４にはＡｕ等のバンプＨ１１０５が形成されている。
【００３２】
第１のプレートＨ１２００は、例えば、厚さ１〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）材料で形成されている。なお、第１のプレートＨ１２００の素材は、アルミナに限られることなく、記録素子基板Ｈ１１００等の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板Ｈ１１００等の材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。例えば、シリコン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちいずれであってもよいが、本発明では特にアルミナ材料を用いると望ましい。第１のプレートＨ１２００には、第１の記録素子基板Ｈ１１００にブラックのインク、第２の記録素子基板Ｈ１１０１にシアン、マゼンタ、イエローのインクをそれぞれ供給するための液体供給口であるインク供給口Ｈ１２０１が形成されている。各記録素子基板のインク供給口１１０２が第１のプレートＨ１２００のインク供給口Ｈ１２０１にそれぞれ対応するように、第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１はそれぞれ第１のプレートＨ１２００に対して位置精度良く接着固定される。この接着に用いられる接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは５０μｍ以下が望ましい。
【００３３】
電気配線テープＨ１３００は、第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１に対してインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、それぞれの記録素子基板を組み込むための複数の開口部と、それぞれの記録素子基板の電極部Ｈ１１０４に対応する電極端子Ｈ１３０２と、この配線テープ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Ｈ１３０１を有した電気コンタクト基板Ｈ２２００と電気的接続を行うための電極端子部Ｈ１３０３を有しており、電極端子Ｈ１３０２と電極端子部１３０３は連続した銅箔の配線パターンでつながっている（図３参照）。
【００３４】
電気配線テープＨ１３００と第１の記録素子基板１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１は、それぞれ電気的に接続されており、接続方法は、例えば、記録素子基板の電極部１１０４と電気配線テープＨ１３００の電極端子Ｈ１３０２が熱超音波圧着法により電気接合されている。
【００３５】
第２のプレートＨ１４００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍの一枚の板状部材であり、例えばアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等のセラミックなどで形成されている。そして、第１のプレートＨ１２００に接着固定された第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１の外形寸法よりも大きな開口部を有する。また、第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３００を平面的に電気接続できるように第１のプレートＨ１２００に接着されており、電気配線テープＨ１３００の裏面が第２のプレートＨ１４００に接着固定される。
【００３６】
第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３００の電気接続部分は、第１の封止剤Ｈ１３０７および第２の封止剤Ｈ１３０８により封止され、電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。第１の封止剤Ｈ１３０７は、主に電気配線テープの電極端子Ｈ１３０２と記録素子基板の電極部Ｈ１１０４との接続部の裏面側と記録素子基板の外周部分を封止し、第２の封止剤Ｈ１３０８は、前記接続部の表側を封止している（図２参照）。
【００３７】
さらに電気配線テープ端部に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Ｈ１３０１を備えた電気コンタクト基板Ｈ２２００を異方性導電フィルム等を用いて熱圧着して電気的に接続する。
【００３８】
そして電気配線テープＨ１３００は、第１のプレートＨ１２００の一側面で折り曲げられ、第１のプレートＨ１２００の表面に接着剤Ｈ１３０６（図９参照）で接着される。この接着剤Ｈ１３０６は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ１０〜１００μｍの熱硬化接着剤が使用される。
【００３９】
（１−２）インク供給ユニット
インク供給部材Ｈ１５００は、例えば、樹脂成形により形成されている。該樹脂材料には、形状的剛性を向上させるためにガラスフィラーを５〜４０％混入した樹脂材料を使用してもよい。
【００４０】
図３、図６に示すように、インク供給部材Ｈ１５００は、インクタンクＨ１９００から記録素子ユニットＨ１００２にインクを導くためのインク供給ユニットＨ１００３の一構成部品であり、流路形成部材Ｈ１６００を超音波溶着することによりインク流路Ｈ１５０１を形成している。また、インクタンクＨ１９００と係合するジョイントＨ１５１７には、外部からのゴミの進入を防ぐためのフィルタＨ１７００が溶着により接合されており、さらに、ジョイントＨ１５１７部からのインクの蒸発を防止するために、シールゴムＨ１８００が装着されている。
【００４１】
またインク供給部材Ｈ１５００は、着脱自在のインクタンクＨ１９００を保持する機能も一部有しており、インクタンクＨ１９００の第２の爪Ｈ１９１０を係合する第１の穴Ｈ１５０３を有している。
【００４２】
また、記録ヘッドカートリッジＨ１０００をインクジェット記録装置本体のキャリッジに装着位置に案内するための装着ガイドＨ１６０１、記録ヘッドカートリッジをヘッドセットレバーによりキャリッジに装着固定するための係合部Ｈ１５０８、およびキャリッジの所定の装着位置に位置決めするためのＸ方向（キャリッジスキャン方向）の突き当て部Ｈ１５０９、Ｙ方向（記録メディア搬送方向）の突き当て部Ｈ１５１０、Ｚ方向（インク吐出方向）の突き当て部Ｈ１５１１を備えている。また、記録素子ユニットＨ１００２の電気コンタクト基板Ｈ２２００を位置決め固定する端子固定部Ｈ１５１２を有し、端子固定部Ｈ１５１２およびその周囲には複数のリブが設けられ、端子固定部Ｈ１５１２を有する面の剛性を高めている。
【００４３】
（１−３）記録ヘッドユニットとインク供給ユニットの結合
図２に示した通り、記録ヘッドＨ１００１は、記録素子ユニットＨ１００２をインク供給ユニットＨ１００３に結合しさらにタンクホルダーＨ２０００と結合することにより完成する。結合は以下のように行われる。
【００４４】
記録素子ユニットＨ１００２のインク供給口（第１のプレートＨ１２００のインク供給口Ｈ１２０１）とインク供給ユニットＨ１００３のインク供給口（流路形成部材Ｈ１６００のインク供給口Ｈ１６０１）をインクがリークしないように連通させるため、ジョイントゴムＨ２３００を介してそれぞれの部材を圧着するようビスＨ２４００で固定する。この際同時に、記録素子ユニットＨ１００２はインク供給ユニットのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の基準位置に対して正確に位置決めがされ固定される。
【００４５】
そして記録素子ユニットＨ１００２の電気コンタクト基板Ｈ２２００はインク供給部材Ｈ１５００の一側面に、端子位置決めピンＨ１５１５（２箇所）と端子位置決め穴Ｈ１３０９（２箇所）により位置決めされ、固定される。固定方法は、例えば、インク供給部材Ｈ１５００に設けられた端子位置決めピンＨ１５１５をかしめることにより固定されるが、その他の固定手段を用いて固定しても良い。完成図を図７に示す。
【００４６】
さらにインク供給部材Ｈ１５００のタンクホルダーとの結合穴および結合部をタンクホルダーＨ２０００に嵌合させ結合することにより記録ヘッドＨ１００１が完成する。完成図を図８に示す。
【００４７】
（２）記録ヘッドカートリッジの説明
図１（ａ）、（ｂ）は、記録ヘッドカートリッジＨ１０００を構成する記録ヘッドＨ１００１とインクタンクＨ１９０１、Ｈ１９０２、Ｈ１９０３、Ｈ１９０４の装着を説明する図であり、インクタンクＨ１９０１、Ｈ１９０２、Ｈ１９０３、Ｈ１９０４の内部には、対応する色のインクが収納されている。また、図６に示すようにそれぞれのインクタンクには、インクタンク内のインクを記録ヘッドＨ１００１に供給するためのインク供給口Ｈ１９０７が形成されている。例えばインクタンクＨ１９０１が記録ヘッドＨ１００１に装着されると、インクタンクＨ１９０１のインク供給口Ｈ１９０７が記録ヘッドＨ１００１のジョイント部Ｈ１５２０に設けられたフィルタＨ１７００と圧接され、インクタンクＨ１９０１内のブラックインクがインク供給口Ｈ１９０７から記録ヘッドＨ１００１のインク流路Ｈ１５０１を介して第１のプレートＨ１２００を通り第１の記録素子基板に供給される。
【００４８】
そして、電気熱変換素子Ｈ１１０３と吐出口Ｈ１１０７のある発泡室にインクが供給され、電気熱変換素子Ｈ１１０３に与えられる熱エネルギーによって、図示しない搬送手段によって搬送された被記録媒体である記録用紙に向けて吐出される。
【実施例１】
【００４９】
図９は、実施例１による記録素子ユニットＨ１００２の主要部の構成を示すもので、（ａ）は、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１の吐出口列方向での断面図、（ｂ）は、第１のプレートＨ１２００のみを示す斜視図である。
【００５０】
図９の（ａ）に示すように、第１のプレートＨ１２００には、液体供給口であるインク供給口Ｈ１２０１が開口しており、第１、第２の記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１が第１のプレートＨ１２００の第１の支持部Ｈ１２０２に位置精度良く接着固定されており、インク供給口Ｈ１２０１には、前述のインク供給ユニットＨ１００３が接合され、インクの導入路が完成する。
【００５１】
また、第１のプレートＨ１２００の第２の支持部Ｈ１２０３には、第２のプレートＨ１４００が接着固定されている。第１のプレートＨ１２００の第１の支持部Ｈ１２０２は第２の支持部Ｈ１２０３より所定量だけ突出し、第１のプレートＨ１２００に対する第２のプレートＨ１４００の接着固定面が一段低くなるような段差が設けられている。そして、第２のプレートＨ１４００には、電気配線テープＨ１３００が接着剤Ｈ１３０６により接着固定されている。
【００５２】
電気配線テープＨ１３００には電極端子Ｈ１３０２が形成され、各記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１のバンプＨ１１０５と熱超音波圧着法によって、金属間接合され電気接続が完了している。なお、本実施例では、電気接続手段として、熱超音波圧着法を用いているが、これに限ることなく、記録ヘッドの構成に合わせた最適な手段、例えば、熱硬化接着剤を用いた加熱圧着によるもの等であってもよい。
【００５３】
この電気接続部周辺は、第１の封止剤Ｈ１３０７および第２の封止剤Ｈ１３０８により封止され、電気接続部をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。
【００５４】
記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１の吐出口面と電気配線テープＨ１３００の上面とがほぼ同一面となるように、第２のプレートＨ１４００の厚さが設定されているのであるが、前述のように第１のプレートＨ１２００に段差が設けられ、第１の支持部Ｈ１２０２より第２の支持部Ｈ１２０３の方が低くなっているため、第２のプレートＨ１４００の厚さは、前記段差の分だけ厚くなっている。例えば、第１の記録素子基板Ｈ１１００の厚さは約０．６ｍｍであり、図１６に示す従来例では第２のプレートは同じく０．６ｍｍ程度となるが、本実施例では、第１のプレートＨ１２００における第２のプレートＨ１４００の支持面を０．４ｍｍ〜１ｍｍ程度低くすることで、第２のプレートＨ１４００の厚さを１．０ｍｍ〜１．６ｍｍ程度と厚くすることができる。
【００５５】
これにより、第２のプレートＨ１４００は剛性が高くなり、運送時や製造工程での割れやクラック等を防止することができ、部品歩留まりや製造歩留まりを上げることができる。また製造工程でのハンドリングを容易にし、製造タクトもアップできる。
【００５６】
特に近年の高速、高画質化により、より記録素子数、ノズル数が多くなる傾向にあり、記録素子基板が大型化し、これを固定するプレートも大型化してきており、第２のプレートの割れが多く発生する傾向にある。従って、第２のプレートを厚くして強度を高めることは、高速、高画質化に大きく貢献するものである。
【００５７】
なお、第１のプレートＨ１２００の第１の支持部Ｈ１２０２の突出量（段差）については、第２のプレートＨ１４００の大きさ、必要とされる剛性、第１のプレートＨ１２００と第２のプレートＨ１４００の厚さの相対関係、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１の厚さ等によって決めればよい。
【００５８】
また、第１のプレートＨ１２００の、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１の支持面である第１の支持部Ｈ１２０２の表面は、研磨により平面度を確保し、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１の貼り付け精度を高められる。加えて、第１の支持部Ｈ１２０２のみを研磨すればよいから、第１のプレートＨ１２００の全表面を研磨する場合に比べて研磨面積が削減され、研磨コストが低下する。
【００５９】
このようにして、低コストで、高速、高品位のプリント動作を行うインクジェット記録ヘッドを実現することが可能となる。
【実施例２】
【００６０】
図１０は実施例２を示すもので、（ａ）は、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１の吐出口列方向での断面図、（ｂ）は、第１のプレートＨ１２００を裏面側から見た斜視図である。
【００６１】
本実施例は、実施例１による第１のプレートＨ１２００の第１、第２の支持部Ｈ１２０２、Ｈ１２０３とは反対側の裏面に、インク供給ユニットＨ１００３との接続部となる突出部Ｈ１２０４を設けたものである。突出部Ｈ１２０４は、第１のプレートＨ１２００のインク供給口Ｈ１２０１の周辺部であって、インク供給ユニットＨ１００３のジョイントゴムＨ２３００との当接面を構成する。
【００６２】
この突出部Ｈ１２０４の表面を研磨することで平面度を確保し、ジョイントゴムＨ２３００がリークなく正確に接続されることを可能にする。これにより、第１のプレートＨ１２００の裏面全面を研磨する場合に比べて、研磨面積を削減できるため、さらに研磨コストを下げることが可能となる。
【００６３】
本実施例では、第１のプレートＨ１２００とインク供給ユニットＨ１００３との接続はジョイントゴムを介して行われているが、ジョイントゴムを介さず、接着により接続を行ってもよい。
【００６４】
図１１は本実施例の一変形例を示すもので、第１のプレートＨ１２００の裏面に、第１の支持部Ｈ１２０２に対応してほぼ同じ大きさの突出部Ｈ１２０５が設けられている。
【００６５】
図１０のように、インク供給口Ｈ１２０１の近傍のみを凸形状とした場合は、第１のプレートＨ１２００の製造時に不要な変形を起こす可能性もある。そこで、図１１に示すように広い突出部Ｈ１２０５を設けることで、不要な変形が起こりにくくなり、安定的に第１のプレートＨ１２００を製造可能となる。この場合も、第１のプレートＨ１２００の裏面側の研磨面積が削減され、研磨コストを低下させることができる。
【実施例３】
【００６６】
図１２は実施例３を示す。これは、実施例２による第１のプレートＨ１２００における第２の支持部Ｈ１２０３の表面に複数の突起Ｈ１２０６を形成したものである。
【００６７】
複数の突起Ｈ１２０６を基準として、第２のプレートＨ１４００が第１のプレートＨ１２００に接着剤Ｈ１３１１で貼り付けられるため、より傾きを少なくして、正確な精度で支持固定することができる。
【００６８】
本実施例によれば、電気配線テープＨ１３００の支持面も傾きがなく、記録装置のキャッピングをより正確に行うことができるインクジェット記録ヘッドを実現することができる。
【実施例４】
【００６９】
図１３は実施例４を示すもので、第１のプレートＨ１２００に実施例１〜３のような段差を設けることなく、代わりに第３のプレートＨ１２６０を固定したものである。本実施例では、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１を直接、第１のプレートＨ１２００に固定することなく、第１のプレートＨ１２００にまず第３のプレートＨ１２６０が接着固定され、第３のプレートＨ１２６０に記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１が接着固定される。
【００７０】
第１のプレートＨ１２００に第３のプレートＨ１２６０を接着固定した状態で、第３のプレートＨ１２６０を研磨すれば、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１の支持面は平面度が確保され、精度よく位置決めすることができる。
【００７１】
このように、第１のプレートＨ１２００に段差を付けるかわりに、別部材の第３のプレートＨ１２６０を用いる構成においても、研磨面積が削減され、研磨コストが低下する。
【００７２】
また、第１、第２、第３のプレートは、いずれも、段差のない単なる板状のプレートとして構成できるため、記録ヘッドの構成によっては、トータルコストが下がる可能性がある。
【００７３】
なお、第３のプレートＨ１２６０の割れを防止するため、その厚さは割れの発生しない適切な厚みにするか、もしくは、第３のプレートＨ１２６０のみ、アルミナ以外の割れにくい材料、例えばカーボン等としてもよい。
【実施例５】
【００７４】
図１４および図１５は実施例５を示すもので、これは、図１４に示すように、ヘッドの印字長が４〜１３インチ程度あり、超高速印字が可能な記録ヘッドである。このタイプの記録ヘッドは、被記録媒体幅の長さ分の印字長をもつこともあるため、フルラインタイプの記録ヘッドとしても用いられる。
【００７５】
記録素子ユニットＨ３００１は、複数の記録素子基板Ｈ３１００を、第１のプレートＨ３２００上に、千鳥状に、吐出口列Ｈ３１０６の列方向に長さＬだけずらしながら配置することで、トータルで４〜１３インチ程度の印字長を達成するものである。個々の記録素子基板の印字長は０．５〜１インチ程度のものを使用している。隣接する記録素子基板は吐出口が重複する長さＬを有する重複領域Ｈ３１０９を有することで、隣接記録素子基板間でのすきまのない高品位のプリントを可能にする。
【００７６】
記録素子ユニットＨ３００１には、インクタンクＨ３８００からチューブＨ３８０２を介してインクが供給される。このように、長い記録ヘッドになるため、電気配線テープＨ３３００や第２のプレートＨ３４００も大きくなってしまう。電気配線テープが大きなサイズとなってしまうと、その製造方法が小サイズのものとは異なるため、電気配線テープの開口部に、フライングリードタイプの電極端子を設けることができない。従って、電気接合方式として、上述したようなインナーリードボンディングが使えないため、インナーリードボンディングの代わりに記録素子基板Ｈ３１００の電極部と電気配線テープＨ３３００の電極端子Ｈ３３０２（フライングリードタイプではなくパッドタイプである端子）とを金ワイヤーＨ３３０３で接続するワイヤーボンディング方式にしなければならない。
【００７７】
ところが、このワイヤーボンディング方式では、ワイヤーがループを形成し高さをもち、記録素子基板の吐出口面よりもループが高く形成されてしまうため、この高さをできるだけ抑えなければいけない。なぜなら、このループが高すぎると、記録素子基板の吐出口面と被記録媒体（紙）との距離を遠ざけなければならず、この距離が離れると吐出されるインクの被記録媒体への着弾ズレが大きくなり、画像品位の低下を招いてしまうからである。
【００７８】
そこで、ワイヤーボンディング方式を用いる場合には、ループ高さを低くするために、第２のプレートＨ３４００の高さを抑える必要がある。ところが、従来構成の記録ヘッドでは大きく薄いプレートになってしまうので、そもそもプレート自体を作れない可能性もあり、例え作れたとしても、ハンドリングはより困難で、プレート割れが発生する確率が高いため、第１のプレートＨ３２００や電気配線テープＨ３３００と、第２のプレートＨ３４００との接着固定時の圧着を行うことも困難である。
【００７９】
そこで、図１５に示すように、インク供給口Ｈ３２０１を有する第１のプレートＨ３２００において、第２のプレートＨ３４００を支持する第２の支持部Ｈ３２０３と、記録素子基板Ｈ３１００を支持する第１の支持部Ｈ３２０２との間の段差をより大きく設定する。すなわち、第２の支持部Ｈ３２０３をより一層低く構成することで、第２のプレートＨ３４００の厚さを図１６に示す従来例より厚くするとともにワイヤーボンディングのループ高さを抑える。第２のプレートＨ３４００の割れ発生を防ぎ、第１のプレートＨ３２００の研磨面積が削減され、研磨コストを低減できる点は実施例１〜４と同様である。
【００８０】
本実施例によれば、記録素子基板と電気配線テープをワイヤーボンディング方式で接合した場合でも、安価なインクジェット記録ヘッドを構成できる。また、例えばフルラインタイプのような印字長が長いヘッドにおいても、安価で高速、高品位のプリントを行うインクジェット記録ヘッドを提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】記録ヘッドカートリッジの外観を示すもので、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はインクタンクと記録ヘッドを分解して示す分解斜視図である。
【図２】図１の記録ヘッドを分解して示す分解斜視図である。
【図３】図２のインク供給ユニットおよび記録素子ユニットをさらに分解して示す分解斜視図である。
【図４】図３の第１の記録素子基板を一部破断して示す斜視図である。
【図５】図３の第２の記録素子基板を一部破断して示す斜視図である。
【図６】図１の記録ヘッドカートリッジを示す断面図である。
【図７】インク供給ユニットに記録素子ユニットを組み付けた状態を示す斜視図である。
【図８】タンクホルダーにインク供給ユニットおよび記録素子ユニットを組み付けることで完成した記録ヘッドを示す斜視図である。
【図９】実施例１による記録素子ユニットを示すもので、（ａ）はその主要部を示す部分断面図、（ｂ）は第１のプレートのみを示す斜視図である。
【図１０】実施例２による記録素子ユニットを示すもので、（ａ）はその主要部を示す部分断面図、（ｂ）は第１のプレートを裏面側から見た斜視図である。
【図１１】実施例２の一変形例による記録素子ユニットを示すもので、（ａ）はその主要部を示す部分断面図、（ｂ）は第１のプレートを裏面側から見た斜視図である。
【図１２】実施例３による記録素子ユニットを示すもので、（ａ）はその主要部を示す部分断面図、（ｂ）は第１のプレートのみを示す斜視図である。
【図１３】実施例４による記録素子ユニットを示すもので、（ａ）はその主要部を示す部分断面図、（ｂ）は第１のプレートに第３のプレートを固定した状態で示す斜視図である。
【図１４】実施例５による記録素子ユニットを示す斜視図である。
【図１５】図１４の記録素子ユニットの主要部を示す部分断面図である。
【図１６】従来例による記録素子ユニットの主要部を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
Ｈ１１００、Ｈ１１０１、Ｈ３１００    記録素子基板
Ｈ１１０５    バンプ
Ｈ１２００、Ｈ３２００    第１のプレート
Ｈ１２０２、Ｈ３２０２    第１の支持部
Ｈ１２０３、Ｈ３２０３    第２の支持部
Ｈ１２０４、Ｈ１２０５    突出部
Ｈ１２０６    突起
Ｈ１２６０    第３のプレート
Ｈ１３００、Ｈ３３００    電気配線テープ
Ｈ１４００、Ｈ３４００    第２のプレート
【図１】
2007007866.tif 000003
【図２】
2007007866.tif 000004
【図３】
2007007866.tif 000005
【図４】
2007007866.tif 000006
【図５】
2007007866.tif 000007
【図６】
2007007866.tif 000008
【図７】
2007007866.tif 000009
【図８】
2007007866.tif 000010
【図９】
2007007866.tif 000011
【図１０】
2007007866.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2007007866.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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