JP2007266618A - 回路基板、及びこれを用いたインクカートリッジ、回路基板用接続装置およびこれを用いたインクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期にわたり電気的な接触不良の発生を防止し得る回路基板用接続装置を提供すること。
【解決手段】回路基板２７には回路基板に搭載された半導体記憶素子６５に導通する接触パッド（接続電極）６２が形成されており、この回路基板面には相対的にコネクタ端子７０が摺接されて、接触パッド６２と電気的に接続される。接触パッド６２に対するコネクタ端子７０の接触に際し、コネクタ端子７０に付着した塵埃７１等は、接触パッド６２の直近におけるレジスト膜非形成部６１ａによって作られる段差部において除去される。これにより、接触パッドに対するコネクタ端子の電気的な接触の信頼性が確保される。
【選択図】図７

Description

この発明は、回路基板面に形成された接続電極に対して、コネクタ端子が、回路基板の面方向から相対的に摺接して電気的に導通されるように構成された回路基板、この回路基板を用いたインクカートリッジ、及び回路基板接続装置、およびこの回路基板用接続装置を用いたインクジェット式記録装置に関する。

例えば、インクジェット式記録装置においては、これに用いられる複数のインクカートリッジが着脱可能となるようにカートリッジホルダに支持され、記録ヘッドに対して各色のインクが供給されるように構成されている。そして、昨今におけるこの種の記録装置においては、各インクカートリッジに収納されたインクの種類（例えば、染料インクと顔料インクの識別）、インクの色、インクの残量等の情報をインクカートリッジ側に持たせ、記録装置本体との間で前記情報の授受を行うことにより、適切な印刷動作の管理がなされるように構成した製品が提供されている。

このために、インクカートリッジ側には、前記した情報が格納できる例えば半導体記憶手段を搭載した回路基板が備えられ、インクカートリッジをカートリッジホルダに装着した場合において、各インクカートリッジと記録装置本体側との間で電気的に接続されて、情報の授受がなされるようにした回路基板用接続装置が採用される。

図１０は、前記した記録装置において用いられる回路基板の一例を示したものであり、図１０（ａ）は、インクカートリッジ側に搭載された回路基板を上面から見た状態の平面図で示しており、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）における回路基板をＣ−Ｃ線から矢印方向に見た状態の拡大断面図で示している。

前記した回路基板２７のベース６１は、例えば、ガラスエポキシ基板により構成されており、その表面には、後述するコネクタ端子によって摺接され、コネクタ端子との間で電気的に導通される複数個の接触パッド６２が形成されている。そして、この回路基板２７における前記接触パッド６２を露出するように、その表面の全域にわたってソルダーレジスト膜６３が施されている。なお、図１０（ｂ）に示すように接触パッド６２の端部と若干の隙間を形成するように形成される場合や、図１０（ｃ）に示すように接触パッド６２の端部を被覆するように形成される場合がある。

このレジスト膜６３を施すことにより、前記接触パッド６２に導通して基板上に形成された回路パターン（図示せず）は、レジスト膜６３によって被覆され、後述する複数のコネクタ端子によって相対的に摺接を受けた場合において、前記回路パターンが各コネクタ端子との間で電気的に導通するのを避けることができるように構成されている。これにより、回路基板２７に形成された回路パターンに対して、コネクタ端子より不要な駆動電圧等が印加されたり、回路パターン同士をコネクタ端子を介してショートさせるなどして、情報データを破壊するなどの問題の発生を回避するようにしている。

図１１は、前記した回路基板２７に対して、コネクタ端子が摺接される状態を示している。なお、回路基板２７の裏面には、例えばＥＥＰＲＯＭ等の半導体記憶素子６５が搭載され、前記した回路パターンおよび図示せぬスルーホール等を介して電気的に接続されている。そして、半導体記憶素子６５はモールド樹脂６６により、回路基板２７の裏面に固着されている。前記回路基板２７は、例えばインクカートリッジの外郭を構成する合成樹脂により成形された筐体の先端部に、前記接触パッド６２が表面に位置するようにして取り付けられている。この回路基板２７は、筐体の先端部に形成された凹部６７内に取り付けられており、これにより回路基板２７の位置決めがなされている。

そして、インクカートリッジをカートリッジホルダ内に装着した場合において、回路基板２７は、カートリッジホルダ内に配置された弾性金属素材により形成されたコネクタ端子７０が、回路基板の面方向から相対的に摺接され、先端部が湾曲されたコネクタ端子７０が回路基板２７のパッド６２に接触するようになされる。すなわち、回路基板２７は図１２に示した矢印Ｄ方向に進行することで、コネクタ端子７０が回路基板２７に形成されたのパッド６２に接触され、電気的に導通される。

また、筐体の先端部における回路基板の取り付け位置には、回路基板２７の表面方向に突出する突部６８が形成されている。これは、回路基板２７の端部が前記コネクタ端子７０に接触するのを避けるためになされている。すなわち、前記した回路基板２７の基板表面６１は、ガラスエポキシ等により平板状に成形されており、この素材は前記コネクタ端子７０が直接的に端部に接触した場合、ガラス素材が欠ける等して回路基板２７が損傷を受けるなどの問題が発生する。このような理由により、あえて基板２７の端部が前記コネクタ端子７０に接触しないような構成とされている。

ところで、回路基板２７のパッド６２とコネクタ端子７０とが摺接しながら接続される時に、摺接経路に塵埃があった場合、コネクタ端子７０に付着してパッド６２とコネクタ端子７０との間に挟み込まれるという現象が発生する。

この様な場合、パッド６２に対するコネクタ端子７０の接触が不十分となり、回路基板２７に搭載された前記半導体記憶素子６５からのデータの読み出しおよび書き込みが不能となる。これにより、この構成をインクジェット式記録装置におけるインクカートリッジの管理に利用した場合、記録装置の正常な印刷動作を不可能にするなどの障害が発生する。

また、回路基板の端部の回路基板取付部に突部が形成されている場合、回路基板２７がコネクタ端子７０に接触する際に、前記した突部６８を乗り越えて回路基板２７の表面に接触し、そのまま回路基板２７が矢印Ｄ方向に進行することにより、コネクタ端子７０の先端部が回路基板２７に形成されたパッド６２の表面に接触するようになされる。したがって、コネクタ端子７０が前記突部６８を乗り越えるときに、例えば合成樹脂により突部６８が形成されている場合、突部６８の表面は、コネクタ端子７０による摩擦を受け、素材が掻き取られるような作用を受ける。

この様な場合にも、樹脂素材が粉状の塵埃となってコネクタ端子７０に付着し、そのままパッド６２とコネクタ端子７０との間に挟み込まれるという現象が発生し、前述した問題が生じる。

この発明は、前記した問題点に着目してなされたものであり、長期にわたり電気的な接触不良の発生を防止し得る回路基板を提供することを目的とするものであり、また、これを利用することにより、正常な印刷動作を長期にわたって確保し得るインクカートリッジ及びインクジェット式記録装置を提供することを目的とするものである。

本発明の回路基板は、基板と、該基板の第１の面に形成され、コネクタ端子に摺接して接続される接続電極と、前記接続電極の接続方向上流側に前記第１の面と前記接続電極により形成された段差部を有することを特徴とするものである。

また本発明の回路基板は、基板と、該基板の第１の面に形成され、コネクタ端子に摺接して接続される接続電極と、前記接続電極の接続方向上流側に前記第１の面と前記接続方向において前記接続電極と重なる位置に形成されたダミーパターンにより形成された段差部を有することを特徴とするものである。

このような構成とした場合、コネクタ端子の先端部は、第１の面から接続電極に摺接していく過程で上記段差部を乗り上げて接続電極に対してコネクタ端子が接触される。このような摺接作用により、コネクタ端子が最後に接続電極の上面に乗り上げる際に、接続電極の前端部において接続電極の厚さにより形成された段差部で、コネクタ端子に付着している塵埃等が掻き取られる。

本発明の回路基板は、上述した構成において、好ましくは前記段差部が、前記接続電極の周囲を被覆したレジスト膜に形成されたレジスト膜非形成部により形成されていることを特徴とするものである。また、前記接続電極は千鳥状に配置され、前記レジスト膜非形成部は、前記接続電極に対応して千鳥状に配置されているものである。また、前記第１の面と反対側の第２の面に半導体記憶素子が形成されたものである。また、前記ダミーパターンが、複数形成されているものである。また、前記接続電極は千鳥状に配置されていると共に、前記ダミーパターンは前記接続電極に対応して千鳥状に配置されているものである。また、段差部の高さは、接続電極の厚さまたはダミーパターンの厚さと同等であることを特徴とするものである。

次に、本発明のインクカートリッジは、少なくともインクを収容するインク収容部と、該インク収容部と連通するインク供給口とを備えたインクカートリッジにおいて、上記特徴を有する回路基板を備えたことを特徴とするものである。

また、前記回路基板が配置された搭載部の前記接続方向上流側に前記回路基板表面よりも突出した突部を設けたことを特徴とするものである。

次に、本発明の回路基板用接続装置は、回路パターンと、該回路パターンに導通する接続電極が表面に形成された回路基板に、コネクタ端子が前記回路基板の面方向から相対的に摺接して前記接続電極に接触するように構成された回路基板用接続装置であって、前記コネクタ端子が摺接される前記回路基板の端部には、前記基板の端部に隣接して当該端部が前記コネクタ端子に接触するのを避ける突部が配置されると共に、前記回路基板における前記端部と前記接続電極との間におけるコネクタ端子の摺接経路上には、コネクタ端子が前記回路基板面に対してせり上がり、弾性変形を受ける段差部が形成されてなることを特徴とするものである。

この場合、好ましくは前記段差部が金属箔により形成される。そして、１つの好ましい実施の形態においては、前記回路基板の表面と、前記接続電極により、前記段差部を形成した構成とされる。加えて、好ましくは前記接続電極の形成位置、および接続電極に隣接する前記コネクタ端子の摺接経路上を避けて、レジスト膜が被覆される。

このような構成とした場合、コネクタ端子の先端部は、回路基板面に形成されたレジスト膜の上面に摺接し、そして、接触パッドの直近におけるレジスト膜の非形成部分に落ち込み、最後に接続電極の上面に乗り上げて接続電極に対してコネクタ端子が接触される。このような摺接作用により、コネクタ端子が最後に接続電極の上面に乗り上げる際に、接続電極の前端部において接続電極の厚さにより形成された段差部で、コネクタ端子に付着している塵埃等が掻き取られる。

一方、この発明にかかる他の１つの好ましい実施の形態においては、前記回路基板の表面と、ダミーパターンとにより、前記段差部を形成した構成とされる。この場合、前記ダミーパターンは、前記回路基板に配列された回路パターンとは絶縁状態になされていることが望ましい。加えて、前記ダミーパターンは、複数のコネクタ端子による前記摺接経路上において、それぞれ分離して形成された形態が好適に採用し得る。そして、前記した各構成においても、好ましくは前記接触パッドの形成位置、およびダミーパターンに隣接する前記コネクタ端子の摺接経路上を避けて、ソルダーレジスト膜が被覆される。

このような構成とした場合、前記コネクタ端子の先端部は、前記突部を乗り越えて回路基板面に摺接する。そして、金属箔により形成されたダミーパターンの上面に乗り上げ、さらにレジスト膜の上面を摺接して、最後に接触パッドの上面に接触する。このような摺接作用により、コネクタ端子がダミーパターンの上面に乗り上げる際に、ダミーパターンの前端部におけるダミーパターンの厚さにより形成された段差部において、コネクタ端子に付着している前記した塵埃等が掻き取られる。したがって、接触パッドとコネクタ端子との間に塵埃等を挟み込む度合いを低減させることができ、接触パッドに対するコネクタ端子の電気的な接触の信頼性を確保することができる。

さらに、本発明のインクジェット式記録装置は、前記回路基板がインクカートリッジに搭載され、前記コネクタ端子がインクカートリッジを着脱可能に支持するカートリッジホルダに配置され、インクカートリッジをカートリッジホルダに装着した状態で、記録装置本体側と前記インクカートリッジの回路基板との間で、信号の授受がなされるように構成される。

この場合、前記回路基板には、好ましくは読み出しおよび書き込みが可能な半導体記憶素子が搭載され、カートリッジホルダに装着されたインクカートリッジに関する情報を、前記半導体記憶素子との間で読み出しおよび書き込みがなされるように構成される。

前記した構成のインクジェット式記録装置によると、前記した回路基板用接続装置における作用効果を享受することができ、しかも、カートリッジの装着により、当該カートリッジに関する情報について、記録装置本体側との間で正確に授受することができる。したがって、記録装置の正常な印刷動作を保証することができ、この種のインクジェット式記録装置における動作の信頼性を確保することができる。

以下、この発明にかかる回路基板用接続装置をインクジェット式記録装置に適用した実施の形態に基づいて説明する。まず、図１は、この発明を好適に利用し得るインクジェット式記録装置の全体構成を上面図によって示したものである。図１において符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２によって駆動されるタイミングベルト３を介し、走査ガイド部材４に案内されて紙送り部材５の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。そして、図１には示されていないが、キャリッジ１の紙送り部材５に対向する面には、後述するインクジェット式記録ヘッド６が搭載されている。

また、キャリッジ１には前記記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク７ａ〜７ｄが搭載されている。このサブタンク７ａ〜７ｄは、この実施の形態においては、その内部において各インクを一時的に貯留するために、それぞれのインク（例えばブラックインク、イエロー、シアン、マゼンタの各カラーインク）に対応して４個具備されている。

そして、このサブタンク７ａ〜７ｄに対して、記録装置の本体側に配置されたカートリッジホルダ８に装着されたインクカートリッジ（以下、これをメインタンクとも言う）９ａ〜９ｄから、インク補給路を構成する可撓性のインク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介して、ブラックインクおよび各カラーインクが補給されるように構成されている。

一方、前記キャリッジ１の移動経路上における非印字領域（ホームポジョン）には、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるキャッピング手段１１が配置されており、さらにこのキャッピング手段１１の上面には、前記記録ヘッドのノズル形成面に密着して封止し得るゴム等の弾性素材により形成されたキャップ部材１１ａが配置されている。そして、キャリッジ１がホームポジョンに移動したときに、キャッピング手段１１が記録ヘッド側に移動（上昇）して、キャップ部材１１ａによって記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるように構成されている。

このキャップ部材１１ａは、記録装置の休止期間中において記録ヘッドのノズル形成面を封止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャップ部材１１ａには、吸引ポンプ（チューブポンプ）におけるチューブの一端が接続され、吸引ポンプによる負圧を記録ヘッドに作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング動作を実行する機能も果たすようになされている。

一方、キャッピング手段１１の印字領域側に隣接して、ゴム等の弾性素材を短冊状に形成したワイピング部材１２が配置されており、必要に応じて記録ヘッドの移動経路に水平方向に進出して、ノズル形成面を払拭して清掃することができるように構成されている。

次に図２は、図１に示した記録装置に搭載されたインク補給システムの構成を模式的に示したものであり、このインク補給システムについて、同一符号で示した図１と共に説明する。図１および図２において、符号２１は空気加圧ポンプを示しており、この空気加圧ポンプ２１により加圧された空気は、圧力調整弁２２に供給され、さらに圧力検出器２３を介して前記した各メインタンク９ａ〜９ｄ（図２においては代表して符号９として示しており、以下において代表して単に符号９として説明する場合もある。）にそれぞれ供給されるように構成されている。

この場合、前記圧力検出器２３から各メインタンク９に対して空気流路が分岐され、カートリッジホルダ８に装着された状態の各メインタンクに対して、それぞれ加圧空気が印加されるように構成されている。前記圧力調整弁２２は、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が、何らかの障害により過度の状態に達した時に、圧力を開放して各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧が所定の範囲に維持できる機能を有している。

さらに、前記圧力検出器２３は、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧を検知し、空気加圧ポンプ２１の駆動を制御するように機能する。すなわち、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が所定の圧力に達したことを検出した場合には、これに基づいて空気加圧ポンプ２１の駆動を停止させると共に、圧力検出器２３によって空気圧が定められた圧力以下となったことを検出した場合には、空気加圧ポンプ２１を駆動させるように制御し、この繰り返しによって前記した各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧が所定の範囲に維持されるように機能する。

前記メインタンク９は、その概略構成が図２に示されたように、その外郭を構成するケースが気密状態に形成されており、その内部にはインクを収容した可撓性素材により形成されたインクパック２４が収納されている。そして、メインタンク９とインクパック２４とで形成される空間が圧力室２５を構成しており、この圧力室２５内に、圧力検出器２３を介した加圧空気が供給されるように構成されている。

この構成により、各メインタンク９ａ〜９ｄに収納された各インクパック２４は、それぞれ加圧空気による加圧を受け、各メインタンク９ａ〜９ｄから各サブタンク７ａ〜７ｄに対して所定の圧力によるインク流が発生されるようになされる。

なお、インクカートリッジとしての前記メインタンク９には、図２に示されたように、そのケースの一部に例えばＥＥＰＲＯＭによる半導体記憶素子等の記憶素子を搭載した回路基板２７が取り付けられている。この回路基板２７に搭載された半導体記憶素子には、例えば、インクカートリッジに収納されたインクの種類（例えば、染料インクと顔料インクの識別情報）、インクの色、インクの残量等の情報が格納されている。そして図２に示されたように、この半導体記憶素子から情報を読み出しまたは書き込みすることができる端子２８（これは、後述する接触パッド（接続電極）６２に相当する）がメインタンク９の一部に配置されており、メインタンク９を記録装置に装着した場合において、記録装置側と電気的に接続することができるように構成されている。

一方、前記各メインタンク９ａ〜９ｄにおいて加圧されたインクは、それぞれ各インク補給バルブ２６，２６……および各インク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介して、キャリッジ１に搭載された各サブタンク７ａ〜７ｄ（図２においては代表して符号７として示しており、以下において代表して単に符号７として説明する場合もある。）に供給されるように構成されている。

このサブタンク７の基本構成は、内部にフロート部材３１が配置されており、そのフロート部材３１の一部には永久磁石３２が取り付けられている。そして、ホール素子に代表される磁電変換素子３３ａ，３３ｂが基板３４に装着されて、サブタンク７の側壁に添接されている。

この構成により、フロート部材３１に配置された永久磁石３２と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石３２による磁力線量に応じて、前記ホール素子３３ａ，３３ｂにより電気的出力が発生される出力発生手段が構成されており、前記フロート部材３１を含めてサブタンク内のインク量検出手段を構成している。

この実施の形態においては、前記したインク量検出手段は各メインタンク９から各サブタンク７に対してインクが補給されて、サブタンク内のインク量が所定の容量（インクフル状態）に達したことを検知するように利用されており、この場合において前記したホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力に基づいて前記インク補給バルブ２６が閉弁されるように構成されている。

また、印刷動作等の実行によりサブタンク内のインク量が所定の容量以下（インクロー状態）に達したことが、前記したホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力により判明した場合には、前記インク補給バルブ２６を開弁されるように作用する。これにより、メインタンク９内で加圧されているインクは、インクの消費が進んだそれぞれのサブタンク７内に個別に補給される。したがって、前記したような繰り返しにより、メインタンクからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように作用し、各サブタンクには常に一定の範囲のインクが貯留されるようになされる。

また、図２に示されたように各サブタンク７からは、バルブ３５およびこれに接続されたチューブ３６を介して記録ヘッド６に対してインクが供給されるように構成されており、記録ヘッド６の図示せぬアクチェータに供給される印刷データに基づいて、記録ヘッド６のノズル形成面に形成されたノズル開口６ａより、インク滴が吐出されるように作用する。なお、図２において符号１１は、前記したキャッピング手段を示しており、このキャッピング手段１１に接続されたチューブは吸引ポンプ（図示せず）に接続されている。

次に図３は、前記したカートリッジホルダ８の前面側の構成を示したものである。このカートリッジホルダ８には、メインタンクを着脱操作する場合に開放されるカバー部材４１が配備されている。すなわち、このカバー部材４１はカートリッジホルダ８の開口前面に配置されて、回動軸４１ａが図示せぬ記録装置本体側に形成された支持孔によって支持されており、軸４１ａを回動中心としてカートリッジホルダ８の開口前面が開放（実線で示す状態）または閉塞（鎖線で示す状態）できるように構成されている。

前記カバー部材４１を閉塞状態とした内側には、カートリッジホルダ８に装着される各メインタンク９に対応させて複数の操作レバー４２が配置されている。この操作レバー４２の基端部には係止孔４２ａが形成されていて、各操作レバー４２におけるそれぞれの係止孔４２ａに挿通して支持する図示せぬ支持ロッドによって、回動可能に支持されている。

そして、操作レバー４２はカバー部材４１を開放した状態において、カバー部材の開放方向と同方向に回動させることによって各メインタンク９の装着または取り出しができるようになされている。すなわち、メインタンク９をカートリッジホルダ８に装着させる場合においては、操作レバー４２をカバー部材４１の開放方向と同方向に回動させた状態でメインタンク９をカートリッジホルダ８内に挿入し、操作レバー４２を起立させることで、操作レバー４２に形成された押当部４２ｂがメインタンク９の手前側端部に当接し、テコの原理によりメインタンク９はホルダ８側に装着される。

また、ホルダ８側に装着された状態のメインタンク９を引き出す場合においては、操作レバー４２を同じくカバー部材４１の開放方向と同方向に回動させることによって、図には示されていないが、操作レバー４２の一部に係合されたリンクロッドを介してメインタンク９を奥側から押し出すように作用する。したがって、手前方向に押し出されたメインタンク９を容易に引き出すことができる。

前記カートリッジホルダ８には、さらに前記カバー部材４１の開放を検出する電気スイッチ４３が配備されている。このスイッチ４３はカバー部材４１が閉じられた状態で、カバー部材４１の裏面に接してオン状態になされ、カバー部材４１が開放された状態で、オフ状態になされる例えばタクトスイッチが用いられている。このスイッチ４３はオフ状態において、前記した圧力調整弁２２を強制開放するようになされており、これにより、各インクカートリッジの交換作業に際してカバー部材４１が開放された時に、各インクカートリッジに与えられている加圧空気を大気開放させるように作用する。

図４は、前記したカートリッジホルダ８内に配置された接続機構の構成と、インクカートリッジとしてのメインタンク９の端部の構成とを、それぞれ断面図で示したものである。インクカートリッジとしてのメインタンク９には、記録装置へ装着する場合に利用される位置決め手段としての一対の開口穴５１が形成されている。また、前記一対の位置決め開口穴５１に挟まれたほぼ中間部に、インクパック２４からのインク導出部５０が、取り付けられている。そして、前記２か所に配置された各開口穴５１の両外側には、加圧空気の導入口５２、および当該インクカートリッジに関する情報を読み出し書き込みすることができる半導体記憶素子を搭載した回路基板２７がそれぞれ配置されている。

一方、カートリッジホルダ８側に配置された接続機構５５には、円柱状に形成された一対の位置決めピン５６が配置されており、メインタンク９側に形成された前記一対の位置決め開口穴５１が、各位置決めピン５６を包囲して装着されるように構成されている。

このように、メインタンク９側に位置決め用の開口穴５１がケースの２か所に配置された構成とされているので、記録装置側に配置された２本の位置決めピン５６の基端部への装着により、カートリッジとしてのメインタンク９の三次元方向の位置決めを達成することができる。前記位置決めピン５６に対してメインタンク９が装着されることによって、一対の位置決めピン５６を挟むほぼ中央部に配置された中空状のインク導入管５７が、インクパックからのインク導出部５０に差し込まれ、カートリッジからインクが導出できる態勢となされる。

また、メインタンク９の装着により、加圧空気の導入口５２がカートリッジホルダ８側に配置された加圧空気の送出口５８に接続され、メインタンク９側に加圧空気が導入することができる態勢になされる。さらに、メインタンク９側に配置された前記回路基板２７に対して複数のコネクタ端子を備えた端子機構５９が接続され、回路基板２７に備えられた半導体記憶素子との間で、データの授受が実現できる態勢になされる。

図５は、前記した端子機構５９の構成を図４に示した状態に対して、裏面から見た状態で示している。すなわち、メインタンク９側に配置された前記回路基板２７の表面に対して電気的に接触するコネクタ端子７０が配列された構成を示している。このコネクタ端子７０は、例えば燐青銅などの弾性金属素材により形成されており、メインタンク９側の回路基板２７上に形成されたそれぞれの接触パッド（接続電極）に対応して７つの端子が具備され、いわゆる千鳥足状に配列されている。

また、コネクタ端子７０の各先端部はそれぞれ円弧状に成形され、回路基板の面方向から相対的に摺接した場合、回路基板面に対して円弧状の外周面が摺接されるように構成されている。これにより、メインタンクを着脱するに際して、回路基板面に対して摺接される各コネクタ端子７０の摩擦抵抗が低減できるようになされる。そして、前記した各コネクタ端子７０は、記録装置に搭載された図示せぬ読み出し書き込み回路に接続され、回路基板２７に搭載された半導体記憶素子との間で、データの授受がなされる。

一方、図６はメインタンク９としてのインクカートリッジ側に配置された回路基板２７の好ましい第１の例を示したものである。そして、図６（ａ）は回路基板を上面から見た状態の平面図で示しており、図６（ｂ）（ｃ）は図６（ａ）における回路基板をＡ−Ａ線から矢印方向に見た状態の拡大断面図で示している。なお、この回路基板２７の基本的な構成は、すでに説明した図１０に示した回路基板と同様であり、したがって、それぞれ相当する部分を同一符号で示している。

図６に示した回路基板２７においては、各接触パッドは千鳥状に２列で配置されており、各接触パッド６２の形成位置および前記コネクタ端子７０による摺接経路上における接触パッドに隣接する部分を避けて、ソルダーレジスト膜６３が被覆されている。ここで、前記接触パッド６２の厚さは、約４０μｍ程度であり、また、レジスト膜６３の厚さも約４０μｍ程度になされている。したがって、レジスト膜６３の非形成部分６１ａ、すなわち基板ベース（基板）６１の露出部分（基板の表面）には、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、深さが約４０μｍの凹陥部になされている。これにより、レジスト膜６３の非形成部分である回路基板面６１ａと、金属箔（例えば銅箔）により形成された前記接触パッド６２の表面との間で、段差部６２ａが形成されている。

この凹部は、コネクタ端子の摺接経路方向において、前記基板の表面に当接可能な程度（前記コネクタ端子が凹部内に落ち込むことが可能な程度）の幅で形成されている。また、レジスト膜非形成部６１ａは、上述した各接触パッドの配置にあわせて千鳥状に配置されている。

図７は、前記した構成の回路基板２７に対して、コネクタ端子７０が相対的に摺接される状態を順に示している。なお、回路基板２７の裏面には、すでに説明した図１１に示す構成と同様に、例えばＥＥＰＲＯＭ等の半導体記憶素子６５が搭載され、各接触パッド６２に導通する図示せぬ回路パターンおよび図示せぬスルーホール等を介して電気的に接続されている。そして、半導体記憶素子６５はモールド樹脂６６により、回路基板２７の裏面に固着されている。また、図１１に基づいて説明したように、回路基板２７はインクカートリッジの外郭を構成する合成樹脂により成形された筐体の先端部に、前記接触パッド６２が表面に位置するようにして取り付けられている。

ここで、図７（ａ）はインクカートリッジ９がカートリッジホルダ８に装着される場合の初期状態を示しており、図７（ｂ）および図７（ｃ）の状態を経て、図７（ｄ）として示した状態が、インクカートリッジ９の装着が完了した状態を示している。まず、図７（ａ）に示したように、インクカートリッジがカートリッジホルダに装着される場合においては、カートリッジホルダ８側に配置されたコネクタ端子７０の先端部は、インクカートリッジに形成された前記突部６８を乗り越えようとする。この時、突部６８はコネクタ端子７０の摺接を受け、カートリッジの外郭ケースを構成する合成樹脂素材の一部が掻き取られ、粉状の塵埃７１となってコネクタ端子７０に付着する。

続いて、図７（ｂ）に示すように、コネクタ端子７０は、前記塵埃７１を付着させたまま、回路基板面に形成されたレジスト膜６３の上面を摺接し、さらに、コネクタ端子７０は、図７（ｃ）に示すように接触パッド６２の直近におけるレジスト膜の非形成部分６１ａに落ち込む。そして、最後に図７（ｄ）に示すようにコネクタ端子７０は、弾性変形を受けて接触パッド６２の上面に乗り上げて接触パッドに対してコネクタ端子７０が接触される。この時、接触パッド６２の厚さによって形成された前記段差部６２ａによって、コネクタ端子に付着している前記した塵埃７１が掻き取られる。

したがって、接触パッドとコネクタ端子との間に塵埃等を挟み込む度合いを低減させることができ、接触パッドに対するコネクタ端子の電気的な接触の信頼性が確保される。また、前記した段差部６２ａは、金属箔による接触パッド６２によって形成されるので、コネクタ端子に付着している塵埃等の掻き取り効果を増大させることができる。

なお、図６および図７に基づいて説明した回路基板２７の構成においては、基板表面にレジスト膜６３を施しているが、前記したコネクタ端子７０の摺接経路に回路パターンが存在しない場合においては、前記したレジスト膜６３は、必ずしも必要ではない。すなわち、前記レジスト膜６３は回路パターンがコネクタ端子７０に接触することにより、電気的な障害を受けるのを防止させる役割を果たしている。したがって換言すれば、コネクタ端子７０の摺接経路に回路パターンが存在する場合においては、当該部分のみにレジスト膜を形成させるようにしてもよい。

次に図８は、回路基板２７の好ましい第２の例を示したものである。そして、図８（ａ）は回路基板を上面から見た状態の平面図で示しており、図８（ｂ）（ｃ）は図８（ａ）における回路基板をＢ−Ｂ線から矢印方向に見た状態の拡大断面図で示している。なお、この回路基板２７の基本的な構成は、すでに説明した図６に示した回路基板と同様であり、したがって、それぞれ相当する部分を同一符号で示している。

この回路基板２７の第２の例においては、前記したコネクタ端子７０の摺接経路に、金属箔により形成されたダミーパターン６９が形成されている。このダミーパターン６９は、回路基板のベース６１上に、前記した接触パッド６２、および図示せぬ回路パターンをエッチング処理により形成させるに際して、同時に形成させるようになされる。したがって、ダミーパターン６９の厚さは、接触パッド６２の厚さとほぼ同一に形成することができる。

そして、図に示す実施の形態においては、前記した接触パッド６２の形成位置、およびコネクタ端子７０による摺接経路上におけるダミーパターン６９よりも前方の位置（図８における左側領域）を避けてレジスト膜６３を被覆している。この構成によると、レジスト膜６３の非形成部分６１ａ、すなわち基板ベース６１の露出部分に対して、ダミーパターン６９の厚さに対応して立ち上がる段差部６９ａが形成されている。

したがって、この段差部６９ａは、図７に基づいて説明した例と同様に、コネクタ端子７０に付着した塵埃等を掻き取る作用を果たす。それ故、この図８に示した構成においても、図６および図７に示した構成と同様の作用効果を得ることができる。なお、前記したダミーパターン６９は、回路基板２７に配列された図示せぬ回路パターンとは絶縁状態になされていることが望ましい。このように構成することにより、コネクタ端子７０がダミーパターン６９に接触した際、回路基板２７に搭載された半導体気温素子６５が、電気的な障害を受けるのを防止することができる。

さらに図９は、回路基板２７の好ましい第３の例を平面図で示している。なお、この図９においても、すでに説明した各部に相当する部分を同一符号で示している。この図９に示した例においては、ダミーパターン６９は、複数のコネクタ端子による摺接経路上において、それぞれ分離して形成されている。この構成においても、図８に示した例と同様に、基板ベース６１の露出部分６１ａに対して、ダミーパターン６９の厚さに対応した段差部６９ａが形成され、この段差部は、すでに説明した例と同様に、コネクタ端子７０に付着した塵埃等を掻き取る作用を果たす。それ故、この図９に示した構成においても、すでに説明した各例と同様の作用効果を得ることができる。

なお、図９に示した構成によると、ダミーパターン６９は、複数のコネクタ端子による摺接経路上において、それぞれ分離して形成（図面では、異なるコネクタ端子が同時に同じダミーパターンに接触しないように千鳥状に配置）されており、したがって、各コネクタ端子７０がダミーパターン６９上を摺接して通過する際に、ダミーパターン６９を介してそれぞれのコネクタ端子７０同志がショート状態になされるのを防止することができる。これにより、記録装置側に搭載された図示せぬ読み出し書き込み回路が、電気的な障害を受けるのを防止することができる。

上述した本発明においては、基板上に形成されたレジスト膜非形成部により基板表面を露出させて段差部を形成する構成を開示したが、段差部を形成可能な程度の凹部を形成できれば、基板表面を露出させる必要はない。

以上の説明で明らかなように、この発明にかかる回路基板によると、接続電極が形成された回路基板面におけるコネクタ端子の摺接経路上には、段差部を形成したので、コネクタ端子に付着した塵埃等を、前記段差部によって除去することができる。これにより、接触パッドに対するコネクタ端子の電気的な接触の信頼性を確保することができる。

また、コネクタ端子が回路基板の端部に接触するのを避ける突部を形成した構成においては、前記突部の削れ等によりコネクタ端子に付着した塵埃等を、前記段差部によって除去することができる。

また、前記した回路基板をインクカートリッジに搭載し、記録装置本体側と前記カートリッジの回路基板との間で、信号の授受がなされるように構成したインクジェット式記録装置に適用した場合には、記録装置の正常な印刷動作を保証することができ、この種のインクジェット式記録装置における動作の信頼性を確保することができる。

この発明を適用したインクジェット式記録装置の全体構成を示した平面図である。 インクカートリッジから記録ヘッドに至るインク供給システムを示した模式図である。 カートリッジホルダの前面側の構成を示した斜視図である。 カートリッジホルダ内に配置された接続機構と、インクカートリッジの一部の構成をそれぞれの対向する部分について示した断面図である。 図４に示した接続機構のうち、端子機構部分を拡大して示した斜視図である。 回路基板の好ましい第１の例を示した構成図である。 図６に示した回路基板を用いた場合の作用を示す動作説明図である。 回路基板の好ましい第２の例を示した構成図である。 回路基板の好ましい第３の例を示した構成図である。 従来の回路基板の例を示した構成図である。 図１０に示した回路基板を用いた場合の作用を示す動作説明図である。

符号の説明

１…キャリッジ、６…記録ヘッド、７（７ａ〜７ｄ）…サブタンク、８…カートリッジホルダ、９（９ａ〜９ｄ）…メインタンク（インクカートリッジ）、２４…インクパック、２７…回路基板、５５…接続機構、５９…端子機構、６１…基板ベース、６１ａ…レジスト膜非形成部（基板ベース露出部）、６２…接触パッド（接続電極）、６２ａ…段差部、６３…レジスト膜、６５…半導体記憶素子、６６…モールド樹脂、６８…突部、６９…ダミーパターン、６９ａ…段差部、７０…コネクタ端子、７１…塵埃。

Claims (22)

1. 基板と、
   該基板の第１の面に形成され、コネクタ端子に摺接して接続される接続電極と、
   前記接続電極の接続方向上流側に前記第１の面と前記接続電極により形成された段差部を有する回路基板。
2. 基板と、
   該基板の第１の面に形成され、コネクタ端子に摺接して接続される接続電極と、
   前記接続電極の接続方向上流側に前記第１の面と前記接続方向において前記接続電極と重なる位置に形成されたダミーパターンにより形成された段差部を有する回路基板。
3. 前記段差部が、前記接続電極の周囲を被覆したレジスト膜に形成されたレジスト膜非形成部により形成されている請求項１又は２記載の回路基板。
4. 前記レジスト膜非形成部により形成された凹部は、前記コネクタ端子の摺接方向において前記コネクタ端子が前記基板表面に当接可能な程度の幅で形成されている請求項３記載の回路基板。
5. 前記接続電極は千鳥状に配置され、前記レジスト膜非形成部は、前記接続電極に対応して千鳥状に配置されている請求項１記載の回路基板。
6. 前記第１の面と反対側の第２の面に半導体記憶素子が形成された請求項１又は２の回路基板。
7. 前記ダミーパターンが、複数形成されている請求項２記載の回路基板。
8. 前記接続電極は千鳥状に配置されていると共に、前記ダミーパターンは前記接続電極に対応して千鳥状に配置されている請求項７記載の回路基板。
9. 段差部の高さは、接続電極の厚さと同等である請求項１記載の回路基板。
10. 前記段差部の高さは、ダミーパターンの厚さと同等である請求項２記載の回路基板。
11. 少なくともインクを収容するインク収容部と、該インク収容部と連通するインク供給口とを備えたインクカートリッジにおいて、
    請求項１乃至１０記載のいずれか一項の回路基板を備えたインクカートリッジ。
12. 前記回路基板が配置された搭載部の前記接続方向上流側に前記回路基板表面よりも突出した突部を設けた請求項１１記載のインクカートリッジ。
13. 回路パターンと、該回路パターンに導通する接続電極が表面に形成された回路基板に、コネクタ端子が前記回路基板の面方向から相対的に摺接して前記接続電極に接触するように構成された回路基板用接続装置であって、
    前記コネクタ端子が摺接される前記回路基板の端部には、前記基板の端部に隣接して当該端部が前記コネクタ端子に接触するのを避ける突部が配置されると共に、前記回路基板における前記端部と前記接続電極との間におけるコネクタ端子の摺接経路上には、コネクタ端子が前記回路基板面に対してせり上がり、弾性変形を受ける段差部が形成されてなる回路基板用接続装置。
14. 前記段差部が金属箔により形成されてなる請求項１３に記載の回路基板用接続装置。
15. 前記回路基板の表面と、前記接続電極により、前記段差部を形成してなる請求項１３に記載の回路基板用接続装置。
16. 前記接続電極の形成位置、および接続電極に隣接する前記コネクタ端子の摺接経路上を避けて、レジスト膜が被覆されてなる請求項１５に記載の回路基板用接続装置。
17. 前記回路基板の表面と、ダミーパターンにより、前記段差部を形成してなる請求項１３に記載の回路基板用接続装置。
18. 前記ダミーパターンは、前記回路基板に配列された回路パターンとは絶縁状態になされた請求項１７に記載の回路基板用接続装置。
19. 前記ダミーパターンは、複数のコネクタ端子による前記摺接経路上において、それぞれ分離して形成されてなる請求項１７に記載の回路基板用接続装置。
20. 前記接続電極の形成位置、およびダミーパターンに隣接する前記コネクタ端子の摺接経路上を避けて、レジスト膜が被覆されてなる請求項１７に記載の回路基板用接続装置。
21. 前記回路基板がインクカートリッジに搭載され、前記コネクタ端子がインクカートリッジを着脱可能に支持するカートリッジホルダに配置され、インクカートリッジをカートリッジホルダに装着した状態で、記録装置本体側と前記インクカートリッジの回路基板との間で、信号の授受がなされるように構成した請求項１３に記載の回路基板用接続装置を用いたインクジェット式記録装置。
22. 前記回路基板には、読み出しおよび書き込みが可能な半導体記憶素子が搭載され、カートリッジホルダに装着されたインクカートリッジに関する情報を、前記半導体記憶素子との間で読み出しおよび書き込みがなされるように構成した請求項２１に記載のインクジェット式記録装置。

Images