JP3679740B2 - インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にインクなどの記録液を吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドおよびこれを備えたインクジェット記録装置に関し、特に、記録ヘッドにて折り曲げて使用するフレキシブルフィルム配線基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であって、高速な記録と様々な記録メディアに対して記録することが可能であり、記録時における騒音がほとんど生じないといった特徴を持つ。このようなことから、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機などの記録機構を担う装置として広く採用されている。
【0003】
インクジェット記録の代表的なものとして、電気熱変換素子を用いて微小な吐出口から液滴を吐出させ、紙などの記録媒体に対し記録を行う方法がある。このようなインクジェット記録は、一般に液滴を形成するためのノズルを持つインクジェット記録ヘッドと、このヘッドに対してインクなどの記録液を供給する供給系とから構成される。
【0004】
電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドでは、電気熱変換素子を加圧室内に設け、これに記録信号となる電気パルスを与えることにより記録液に熱エネルギーを与え、そのときの記録液の相変化により生じる記録液の発泡(膜沸騰)時の気泡圧力を記録液滴の吐出に利用する。このような電気熱変換方式を用いたインクジェット記録ヘッドには、電気熱変換素子が配列された基板に対して平行に記録液を吐出させる方式(エッジシュータ式)と、電気熱変換素子が配列された基板に対して垂直に記録液を吐出させる方式(サイドシュータ式)がある。
【0005】
最近では、インクジェット記録ヘッドの小型化、高速化、多色化、高画質化が進み、1つのインク供給保持部材に複数の記録素子基板が数mm〜数十mmの間隔で設けられ、数μm〜数十μmといった高精度な接着固定がなされるようになってきた。従来のインクジェット記録ヘッドのユニット構成を図11に、図12に記録素子基板1100の詳細を示す。
【0006】
図12を参照すると、記録素子基板1100にはインクを吐出するための吐出口1108が複数開口しており、その裏面側にはインクを供給するためのインク供給口1109がそれら吐出口列の長さとほぼ等しい長さで開口している。複数の吐出口1108はそれぞれ基板1101上に形成された電気熱変換素子1103に対応して配置されている。ここでは、吐出口1108は数個しか示されていないが、実際の製品では数十〜数百個開口している。
【0007】
インクを吐出させるために記録素子基板1100の電極は図11に示すフレキシブルフィルム配線基板2の電極端子に電気的に接続されており、吐出口1108からインクを吐出するための電気信号がフレキシブルフィルム配線基板2の出力端子から供給される。フレキシブルフィルム配線基板2の入力端子204は、記録装置本体側からインクジェット記録ヘッドに記録情報などの電気信号を与える外部入力パット7を持つ配線基板5の出力端子と電気的に接続されている。
【0008】
記録素子基板1100が実装されたフレキシブルフィルム配線基板2は、図11に示すように、インク供給保持部材4に接着固定されている。
【0009】
フレキシブルフィルム配線基板2の配線接続部(入力端子部)は、比較的に微小な電流が流れる信号線入力端子204と記録液に熱エネルギーを与えるための電源やグランドなど電源線入力端子を備える。他方、配線基板5の配線接続部(出力端子部)には、それら信号線入力端子および電源線入力端子に対応する信号線出力端子および電源線出力端子が設けられている。これらフレキシブルフィルム配線基板2の入力端子と配線基板5の出力端子とは、数十〜数百の端子が100〜500μmピッチで電気的に接続される。
【0010】
また、フレキシブルフィルム配線基板2を、二つの山状部と該二つの山状部の間に谷状部をもつように屈曲させることにより、記録ヘッド1001のフレキシブルフィルム配線基板2をインク供給保持部材4(タンクホルダー)に沿って屈曲させ、電気配線基板と紙押さえローラとの干渉を防止しつつ紙押さえローラを記録素子基板の近傍に配設することができ、装置の小型化を図っている(特開2001−063053号公報参照)。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したインクジェット記録ヘッドには以下のような問題がある。
【0012】
配線基板接続部において、記録液に熱エネルギーを与えるための電源やグランドなどの電源線の接続端子は、他の比較的に微小電流しか流れない信号線の接続端子と異なり、接続抵抗を減少させるために複数の接続端子から構成される。このため、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部において、電源線の接続端子を複数端子とする分だけ端子数が増加することとなり、その端子数の増加にともなって端子接続部全体の幅も広くなっていた。また、最近インクジェットヘッドの高速化、高画質化に伴い、ノズル数の増大や電気熱変換素子の数も増大して、フレキシブルフィルム配線基板上に配線される電源やグランドなどの電源線の数も増大している。
【0013】
このような、フレキシブルフィルム配線基板上に配線される電源やグランドなどの電源線数の増加に伴って、フレキシブルフィルム配線基板全体の幅も広くなっていった。フレキシブルフィルム配線基板の幅の増加は、インクジェット記録ヘッドの小型化を図る上で1つの課題となっていた。
【0014】
しかし、フレキシブルフィルム配線基板の幅を小さくすると電源、グランドなどの電源線の接続端子幅Wも狭くなり、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部(入力端子の接続部)と、配線基板の端子接続部(出力端子の接続部)の端子を電気的に接続した際に、端子間のオープンやショートが発生して、信頼性が低下するという問題がある。
【0015】
ヘッドの小型化を犠牲にせず、端子接続部の信頼性を保ったフレキシブルフィルム配線基板の構造としては、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部以外の幅は小さく、端子接続部の幅を充分保ったものが考えられる。
【0016】
このような配線基板に接続される端子接続部の基板幅が他よりも広いフレキシブルフィルム配線基板では、基板幅の狭い領域から広い領域に配線パターンを形成する場合、基板幅の狭い領域よりも最も広い領域の方が配線パターンの間隔を広くするために、基板幅の狭い領域と最も広い領域との間の配線パターンは、基板幅の狭い領域および広い領域の配線パターンに対して斜めの部分を有している(図9参照)。
【0017】
また、図11に示すように、配線基板5の外部入力パット7と記録素子基板とがインク供給保持部材4のそれぞれ異なる面に配置される場合、配線基板5と記録素子基板を電気的に接続するフレキシブルフィルム配線基板2は折り曲げられている。
【0018】
ここで、ヘッドの小型化に加えて、配線パターンにおける配線抵抗の増大を防ぐために、配線パターンの長さ、ひいてはフレキシブルフィルム配線基板の長さをできるだけ短くする必要があることから、フレキシブルフィルム配線基板の基板幅の狭い領域と最も広い領域との間の配線パターンが、基板幅の狭い領域および広い領域の配線パターンに対して斜め(テーパー状)になっている部分の近傍に谷状部をもたせる必要がある。
【0019】
しかし、この場合、図9に示すようなテーパ形状に広がった配線パターン領域で折り曲げようとすると、フレキシブル配線パターンと折り曲げ部Bが垂直でないため、折り曲げ性が悪くなり、生産工程上問題が起きる。また、運良く、フレキシブルフィルム配線基板が折り曲げられたとしても基板上のフレキシブル配線パターンは当該配線パターンと垂直な方向線を中心に折れ曲がろうとするので、フレキシブル配線パターンが撓んで折り曲げられ、フレキシブル配線パターン上に凹凸が著しく現れてしまい、記録ヘッドカートリッジを装置本体のキャリッジに装着するとき、該キャリッジにフレキシブル配線パターン上の凹凸が干渉してしまうという問題があった。
【0020】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、端子接続部の基板幅が他よりも広く、基板幅の狭い領域から広い領域に配線パターンが形成され、所定の状態に折り曲げ加工されているフレキシブルフィルム配線基板を持つインクジェット記録ヘッドにおいて、フレキシブルフィルム配線基板を当該基板上の配線パターンに影響を及ぼすことなく、良好に折り曲げる構成を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、記録液を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備えた記録素子基板がフレキシブルフィルム配線基板に実装され、前記記録素子基板における前記エネルギーの発生を制御するための信号が外部より入力される配線基板が、前記フレキシブルフィルム配線基板の複数の配線を介して前記記録素子基板と電気的に接続されているインクジェット記録ヘッドにおいて、前記フレキシブルフィルム配線基板は、前記記録素子基板近傍の第一山状部と、前記配線基板近傍の第二山状部と、前記第一山状部と第二山状部の間に位置する谷状部と、をもつように折り曲げられており、前記第一山状部及び第二山状部における各折り曲げ部はそれぞれ全域にわたって直線状であり、前記複数の配線は、少なくとも前記谷状部と前記第二山状部との間で前記フレキシブルフィルム配線基板の前記谷状部から前記第二山状部に向かう方向においてピッチが増大するように屈曲しており、前記複数の配線が前記第一山状部、前記第二山状部及び前記谷状部の各折り曲げ部と垂直に交差していることを特徴とする。
【0022】
このような構成により、本発明のインクジェット記録ヘッドでは、記録ヘッドを大型化することなく、フレキシブルフィルム配線基板の幅を広くすることにより、電源、グランドなどの電源線の接続端子幅Wも広くして、フレキシブルフィルム配線基板の端子接続部(入力端子の接続部)と、配線基板の端子接続部(出力端子の接続部)の端子との電気的接続の信頼性を向上させることができるとともに、フレキシブルフィルム配線基板の折り曲げ性を良好に維持して配線の破断を防止することができる。
【0023】
さらに、本発明のインクジェットヘッドは、前記フレキシブルフィルム配線基板の前記第二山状部における幅が前記第一山状部における幅よりも広いものであってもよい。
【0024】
また、前記谷状部の折り曲げ部が、該谷状部の少なくとも中央部近傍において直線状であることが好ましい。これにより、フレキシブルフィルム配線基板に直線状の凹凸が発生することが抑えられ、フレキシブルフィルム配線基板が紙押えローラやキャリッジと干渉することを防止できる。この場合、前記谷状部の折り曲げ部が、全域にわたって直線状であることがより好ましい。
【0025】
また、本発明のインクジェット記録装置は、上記のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドを装着するためのキャリッジと、被記録媒体を搬送する搬送手段とを備え、前記インクジェット記録ヘッドから吐出された記録液を被記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置において、前記搬送手段が、前記インクジェット記録ヘッドの谷状部の近傍に位置することを特徴とするものである。このような構成により、本発明のインクジェット記録装置では、フレキシブルフィルム配線基板と紙押さえローラとの干渉を防止しつつ紙押さえローラを記録素子基板の近傍に配設して、装置の小型化を達成している。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0027】
(第1の実施形態)
図1は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第1の実施形態のインクタンク装着状態を示す斜視図、図2は図1のインクタンクを取り外した状態を示す斜視図である。図3は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第1の実施形態の背面下面よりの斜視図であり、本実施形態のフレキシブルフィルム配線基板2が曲げ部A、B、Cの3箇所で折り曲げられていることを示す。
【0028】
図1及び図2に示す形態の記録ヘッド1001は、記録ヘッドカートリッジ1000を構成する一構成要素であり、記録ヘッドカートリッジ1000は、記録ヘッド1001と、記録ヘッド1001に着脱自在に設けられたインクタンク1900(1901,1902,1903,1904,1905,1906)とで構成されている。この記録ヘッドカートリッジ1000は、インクジェット記録装置本体に設けられているキャリッジ(不図示)の位置決め手段及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。前記キャリッジは記録ヘッド1001のインク吐出部に対向する紙などの記録媒体の供給搬送方向に対して交差する方向に移動可能である。
【0029】
インクタンク1901はブラックのインク用、インクタンク1902はライトシアンのインク用、インクタンク1903はライトマゼンタのインク用、インクタンク1904はシアンのインク用、インクタンク1905はマゼンタのインク用、インクタンク1906はイエローのインク用である。この様にインクタンク1901,1902,1903,1904,1905,1906のそれぞれが記録ヘッド1001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、インクジェット記録装置における印刷のランニングコストが低減される。
【0030】
記録ヘッド1001のインク吐出手段は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギーを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バブルジェット方式のサイドシュータ型とされる液体吐出手段である。
【0031】
図3に示すインクジェット記録ヘッドでは、記録素子基板1100が実装されたフレキシブルフィルム配線基板2がインク供給保持部材4に接着固定されている。
【0032】
図4は、記録素子基板1100の構成を説明するために一部省略した斜視図である。記録素子基板1100は、例えば、厚さ0.5〜1mmのSi基板1101上に薄膜のオリフィスプレートを形成してなる。また、6色の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1102が6列形成され、各々のインク供給口1102の両側に電気熱変換素子1103がそれぞれ千鳥状に配列されており、電気熱変換素子1103と、電気熱変換素子1103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。また、前記電気配線に電力を供給するための電極部1104には、Au等のバンプ1105が設けられている。
【0033】
インク供給口1102は、Si基板1101の結晶方位を利用して、異方性エッチングを行う。ウエハー面に<100>、厚さ方向に<111>の結晶方位を持つ場合、アルカリ系(KOH、TMAH、ヒトラジン等)の異方性エッチングにより、約54.7度の角度でエッチングが進行する。この方法を用いて、所望の深さにエッチングする。
【0034】
また、Si基板1101上には、電気熱変換素子1103に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁1106と吐出口1108がフォトリソグラフィー技術により形成され、6色のインクに対応した6列の吐出口列1108を形成している。また、吐出口1108に対向するように電気熱変換素子1103は設けられており、インク流路1102から供給されたインクを電気熱変換素子1103により気泡を発生させてインクを吐出させるものである。
【0035】
図3に示す第1のプレート1200には、記録素子基板1100に6色のインクを供給するための6つのインク供給口1201(図3では隠れて見えない。)が形成されており、記録素子基板1100の6つのインク供給口1102が第1のプレート1200の6つのインク供給口1201にそれぞれ対応し、かつ、記録素子基板1100は第1のプレート1200に対して位置精度良く接着固定される。接着に用いられる第1の接着剤(不図示)は第1のプレート1200上に記録素子基板とほぼ同形状で、しかも、隣り合うインク供給口間にエアーパスが発生しないように塗布される。その第1の接着剤は、例えば、粘度が低く、接触面に形成される接着層が薄く、かつ、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。その第1の接着剤は、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。
【0036】
フレキシブルフィルム配線基板2は、記録素子基板1100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、記録素子基板1100を組み込むための開口部(デバイスホール)と、記録素子基板1100の電極部1104に対応する電極端子(不図示)と、このフレキシブルフィルム配線基板の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(不図示)とを有している。フレキシブルフィルム配線基板2と記録素子基板1100は、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1100の電極部1104とフレキシブルフィルム配線基板2の電極端子(不図示)との間に熱硬化接着樹脂(不図示)を塗布後、記録素子基板1100の電極部1104とフレキシブルフィルム配線基板2の電極端子(不図示)をヒートツールにて一括で加熱加圧して、前記熱硬化接着樹脂を硬化させることにより、電極部1104と前記電極端子は電気的に一括接続される。なお、フレキシブルフィルム配線基板2は、可撓性を有するポリイミドを基材とするフィルムであり、該フィルム上に配線パターンが形成されたものである。
【0037】
第1のプレート1200は、例えば、アルミナ(Al2O3)材料で形成されている。なお、プレートの素材は、アルミナに限られることなく、記録素子基板1100と同等の線膨張率を有し、かつ、それら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。そして、記録素子基板1100とフレキシブルフィルム配線基板2を平面的に電気接続できるように第1のプレート1200に第2の接着剤(不図示)により接着されており、フレキシブルフィルム配線基板2の裏面が第3の接着剤(不図示)により接着固定される。
【0038】
また、フレキシブルフィルム配線基板2は、第1のプレート1200に接着されると同時に、第1のプレート1200の3側面に沿って折り曲げられ、第1のプレート1200の側面に前記第3の接着剤で接着される。前記第2の接着剤は、例えば、粘度が低く、接触面に形成される接着層が薄く、かつ、耐インク性のあるものが使用される。また、前記第3の接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ10〜100μmの熱硬化接着膜が使用される。
【0039】
以上のように構成された記録素子ユニット1002の記録素子基板1100とフレキシブルフィルム配線基板2の電気接続部分は、第1の封止剤(不図示)及び第2の封止剤1308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。前記第1の封止剤は、主に記録素子基板1100の外周部分を封止し、第2の封止剤1308は、フレキシブルフィルム配線基板2の開口部のエッジを封止している。
【0040】
フレキシブルフィルム配線基板2の入力端子204には記録装置本体側からインクジェット記録ヘッド(記録素子基板1100)に記録情報などの電気信号が与えられる複数の外部入力パッド7を持つ配線基板5の出力端子と電気的に接続されている。
【0041】
記録素子基板1100と配線基板5とは、通常、インク供給保持部材4の異なる面に保持され、この構成により、記録シート面に対するインク吐出方向と、配線基板5の外部入力パッド7の装置本体に対する電気接続方向とが異なり、記録シートの供給機構部の設計上の自由度が増すことになる。
【0042】
図5および図6に、本実施形態のフレキシブルフィルム配線基板2のフレキシブル配線パターンを示す。個々の配線パターンは、これらの図に示されているものより、ずっと細く(0.035〜0.5mm程度)、説明の便宜上拡大して図示してある。
【0043】
フレキシブルフィルム配線基板2の矩形のデバイスホール11の対向する縁部近傍に記録素子基板1100の電極部1104が配されていて、個々のフレキシブル配線パターンと電気的に接続されている。フレキシブルフィルム配線基板2の端子接続部(複数の入力端子204の接続部)には、比較的微少な電流が流れる信号線入力端子と記録液に熱エネルギーを与えるための電源やグランドの電源入力端子とが備えられている。他方、配線基板5の端子接続部(複数の出力端子の接続部)には、それぞれの信号線入力端子および電源線入力端子の出力端子に対応する信号線出力端子および電源線出力端子が設けられている。これらフレキシブルフィルム配線基板2の入力端子204と配線基板5の出力端子とは、数十〜数百の端子が100〜500μmピッチで電気的に接続されている。
【0044】
記録素子基板1100の各電極部1104からのフレキシブル配線パターンは、図5及び図6に示すようにフレキシブルフィルム配線基板2の外周部に近くなるほどの電極部1104から入力端子204までの距離が長くなる。各フレキシブル配線パターンの幅は、a1>a2>a3の関係があり、外周部に近いフレキシブル配線パターンの幅ほど広くなっている。また、各フレキシブル配線パターンの電極部1104から入力端子204までの配線抵抗は、a1、a2、a3の幅を調整することによってほぼ等しく設計されている。
【0045】
また、フレキシブルフィルム配線基板2は配線基板5への端子接続部において配線端子幅や配線端子ピッチが広くとれるように基板幅を広くした形状からなるために、基板幅が緩やかに広がる部分を有し、この広がり部分は外周部が外側に斜め方向に広がって形成されている。そして、フレキシブル配線パターンは、基板幅が緩やかに広がる部分において、図5及び図6に示すように斜めに折れ曲がる箇所を有している。つまり、複数のフレキシブル配線パターンは、少なくとも曲げ部Bと曲げ部Cとの間でフレキシブルフィルム配線基板2の曲げ部Bから曲げ部Cに向かう方向においてピッチが増大するように屈曲している。また、フレキシブル配線パターンに関して、曲げ部Bの中央部近傍の配線の方が曲げ部Bの端部近傍の配線よりも配線基板5寄りの位置でフレキシブル基板外周部側へ屈曲している。
【0046】
本実施形態において、フレキシブルフィルム配線基板2は、図5、図6に示す曲げ部A、B、Cにおいて、図3に示すように3ヶ所で折り曲げられる。記録素子基板1100近傍の曲げ部Aが第1の山折りに、入力端子204に外部より制御信号を入力する配線基板5の近傍の曲げ部Cが第2の山折りに、曲げ部Aと曲げ部Cの間の曲げ部Bが谷折りに形成される。図5の配線パターンは、曲げ部Bの前後近傍で配線パターンが曲げ部Bの折り曲げ線に対して、垂直になるように、曲げ部Bを境に両端部の個々の配線パターンを2回屈曲させている。ここでは屈曲を2回としたが回数は限定されない。また、図6の配線パターンは、曲げ部Bと曲げ部Cとの間で屈曲している。これにより、図5、図6に示す形態ともに、曲げ部A、B、Cは各フレキシブル配線パターンが折り曲げ線に対してほぼ直角(垂直)に交差しており、かつ、各曲げ部A,B,Cともそれぞれ全域にわたってほぼ直線状であるため、配線を破断させたり、フレキシブルフィルム配線基板2を撓ませたりすることなく、図3に示すように良好にフレキシブルフィルム配線基板2を折り曲げることが可能である。
【0047】
また、フレキシブルフィルム配線基板2の配線基板5への端子接続部(出力端子の接続部)及びその近傍のみ、該フレキシブルフィルム配線基板の幅が広くなっている形状なので、フレキシブルフィルム配線基板2を曲げ部Aで折り曲げることによって、インク供給保持部材4の異なる面(図3では下面と背面)に保持されるので記録ヘッドのユニットの小型化も可能となる。
【0048】
(第2の実施形態)
図7は、本発明によるインクジェット記録ヘッドの第2の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す。ここでは第1の実施形態と同一構成要素についてはその説明を割愛し、異なる構成のみを説明する。
【0049】
本実施形態のフレキシブルフィルム配線基板2は、配線基板5への端子接続部において端子幅や端子ピッチが広くとれるように基板幅を広くした部分を有し、この部分は外周部が直角に外側に折れて形成されている。そして、フレキシブル配線パターンは、基板幅が広がる部分において、図7に示すように直角に折れ曲がっている。
【0050】
本実施形態においても、曲げ部A、B、Cにおいて、図3に示すように3ヶ所で折り曲げられる。フレキシブルフィルム配線基板2の曲げ部A、B、Cにおける折り曲げ線はフレキシブル配線パターンと垂直であり、かつ、各曲げ部A,B,Cともそれぞれ全域にわたってほぼ直線状であるため、第1の実施形態と同様に、図3に示すように良好にフレキシブルフィルム配線基板を曲げることが可能である。
【0051】
(第3の実施形態)
図8は、本発明によるインクジェット記録ヘッドの第3の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す。ここでも第1の実施形態と同一構成要素についてはその説明を割愛し、異なる構成のみを説明する。
【0052】
図8を参照すると、フレキシブルフィルム配線基板2は配線基板5への端子接続部において配線端子幅や配線端子ピッチが広くとれるように基板幅を広くした形状からなるために、基板幅が緩やかに広がる部分を有し、この広がり部分は外周部が外側に斜め方向に広がって形成されている。そして、フレキシブル配線パターンは、基板幅が緩やかに広がる部分において、図8に示すように斜めに折れ曲がる箇所を有している。特にフレキシブルフィルム配線基板の側縁部近傍の配線パターンが中央部に比較して斜めに屈曲して配線されている。
【0053】
本実施形態においては、図3に示すように3ヶ所で折り曲げるとき、図8の曲げ部A、B、Cのようにフレキシブル配線パターンにほぼ垂直にフレキシブルフィルム配線基板2が折り曲げられる。本実施形態において曲げ部Bは、曲げ部Bの少なくとも中央部近傍においてほぼ直線状であり、曲げ部Bの端部の折り曲げ位置が、曲げ部Bの中央部の折り曲げ位置よりも、曲げ部A側にある。
【0054】
本実施形態では、フレキシブルフィルム配線基板の端部に比べて配線数の多い中央部の配線パターンが、ほぼ直線状の曲げ部分と交差しているので、フレキシブルフィルム配線基板の凹凸(撓み)が低減され、図3に示すように良好にフレキシブルフィルム配線基板を曲げることが可能である。
【0055】
(比較例)
図9は本発明に対する比較例のフレキシブル配線パターンを示し、曲げ部Bの配線パターンが折り曲げ線に対し、フレキシブルフィルム配線基板外周側に向けて斜めに折れて配線されている場合である。記録素子基板1100の各電極部1104からのフレキシブル配線パターンは、図9に示すようにフレキシブルフィルム配線基板2の外周部に近くなるほどの電極部1104から入力端子204までの距離が長くなる。各フレキシブル配線パターンの幅は、a1>a2>a3の関係があり、外周部に近いフレキシブル配線パターンの幅ほど広くなっている。また、各フレキシブル配線パターンの電極部1104から入力端子204までの配線抵抗は、a1、a2、a3の幅を調整することによってほぼ等しく設計されている。
【0056】
この比較例によれば、図9に示す曲げ部A、B、Cにおいて、フレキシブルフィルム配線基板2を、図3に示すように3ヶ所で折り曲げようと本発明者が鋭意検討したところ下記のようなことが判明した。
【0057】
この比較例は、曲げ部A、Cにおいては、フレキシブルフィルム配線基板2の配線パターンと折り曲げ線とが垂直であるため、図3に示すようにフレキシブルフィルム配線基板2を曲げることが可能である。ところが、曲げ部Bにおいては、図9のように基板中央に対し左右対称配置のフレキシブル配線パターンが、折れ曲げ線に対して斜めに配線されていて、垂直ではないため、フレキシブルフィルム配線基板2が、折り曲げ線と垂直な方向に曲がろうとする応力が働き、その結果、フレキシブルフィルム配線基板2が、撓んだ形状で凹凸を持ってしまったり、配線が破断してしまったりする問題が生じた。
【0058】
また、このような比較例のフレキシブル配線パターンが凹凸も持ったインクジェット記録ヘッドは、プリンタ本体の装着する際に、該記録ヘッドに取り付けたフレキシブルフィルム配線基板の凸部が紙押えローラに干渉してしまうという問題が生じる。
【0059】
(その他の実施形態)
図10は、上述した各実施形態に記載のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置を示している。なお、この図10は、本発明のインクジェット記録装置の特徴を説明するためインクジェット記録ヘッドを除いたものとなっている。
【0060】
図10に示すように、キャリッジM4001には、キャリッジM4001と係合し記録ヘッド(図2の符号1001)をキャリッジM4001の装着位置に案内するためのキャリッジカバーM4002と、記録ヘッド(図2の符号1001)のタンクホルダー(図2の符号4に相当)と係合し記録ヘッド(図2の符号1001)を所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバーM4007とが設けられている。すなわち、ヘッドセットレバーM4007はキャリッジM4001の上部にヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられると共に記録ヘッド(図2の符号1001)との係合部には不図示のヘッドセットプレートがばねを介して備えられ、このばね力によって記録ヘッド(図2の符号1001)を押圧しながらキャリッジM4001に装着する構成となっている。
【0061】
また、インクジェット記録ヘッドから吐出するインクを付着させる被記録媒体(例えば紙、OHPシート等)を搬送する搬送部材としてのピンチローラ(紙押えローラ)M3014が、記録ヘッド近傍に臨むよう配置されている。上述した通り、ピンチローラM3014をフレキシブルフィルム配線基板2の谷状部近傍に位置するように配置することにより、ピンチローラM3014とフレキシブルフィルム配線基板2とが干渉することがないため、装置の小型化を図ることができる。また、ピンチローラM3014をこのように配置することにより、被記録媒体の中の記録ヘッド1001近傍をピンチローラM3014で押えることになり、これにより、被記録媒体のばたつきを抑えて、搬送を確実に行うことができるため、ピンチローラM3014をフレキシブルフィルム配線基板2の谷状部近傍に配置することは、記録動作の適正化、画像品質向上に大きく貢献する。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、端子接続部の基板幅が他よりも広く、基板幅の狭い領域から広い領域に配線パターンが形成され、二つの山状部と該二つの山状部の間に谷状部をもつように折り曲げ加工されるフレキシブルフィルム配線基板を持つインクジェット記録ヘッドにおいて、山状部及び谷状部の各折り曲げ部とフレキシブル基板上の配線パターンとがほぼ交差しており、特に、基板幅が広がる部分に位置する谷状の折り曲げ部近傍における配線パターンが折り曲げ線に対して垂直に配線されていることにより、凹凸が殆どなく曲げることができるので、このフレキシブルフィルム配線基板が設けられたインクジェット記録ヘッドをプリンタ本体に装着する際、プリンタ本体の紙押えローラなどと干渉しない。また、フレキシブルフィルム配線基板の谷状部でフレキシブルフィルム配線基板と紙押さえローラとの干渉を防止しつつ、本体近傍の紙押さえローラを記録素子基板の近傍に配設することができるので、インクジェット記録装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第1の実施形態のインクタンク装着状態を示す斜視図である。
【図2】図1のインクタンクを取り外した状態を示す斜視図である。
【図3】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第1の実施形態の背面下面よりの斜視図である。
【図4】図3の記録素子基板の構成を説明するために一部省略した斜視図である。
【図5】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第1の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図6】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第1の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図7】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第2の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図8】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第3の実施形態のフレキシブルフィルム配線基板のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図9】本発明に対する比較例のフレキシブル配線パターンを示す図である。
【図10】本発明のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図11】従来のインクジェット記録ヘッドのユニット構成を示す背面下面よりの斜視図である。
【図12】図11に示す記録素子基板の詳細図である。
【符号の説明】
A、B、C 曲げ部
2 フレキシブルフィルム配線基板
4 インク供給保持部材
5 配線基板
7 外部入力パッド
11 デバイス
204 入力端子
1000 記録ヘッドカートリッジ
1001 記録ヘッド
1002 記録素子ユニット
1100 記録素子基板
1101 Si基板
1102 インク供給口
1103 電気熱変換素子
1104 電極部
1105 バンプ
1106 インク流路壁
1108 吐出口
1200 第1のプレート
1201 インク供給口
1308 第2の封止剤
1900、1901、1902、1903、1904、1905、1906 インクタンク
Claims (12)
- 記録液を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備えた記録素子基板がフレキシブルフィルム配線基板に実装され、前記記録素子基板における前記エネルギーの発生を制御するための信号が外部より入力される配線基板が、前記フレキシブルフィルム配線基板の複数の配線を介して前記記録素子基板と電気的に接続されているインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記フレキシブルフィルム配線基板は、前記記録素子基板近傍の第一山状部と、前記配線基板近傍の第二山状部と、前記第一山状部と第二山状部の間に位置する谷状部と、をもつように折り曲げられており、前記第一山状部及び第二山状部における各折り曲げ部はそれぞれ全域にわたって直線状であり、
前記複数の配線は、少なくとも前記谷状部と前記第二山状部との間で前記フレキシブルフィルム配線基板の前記谷状部から前記第二山状部に向かう方向においてピッチが増大するように屈曲しており、前記複数の配線が前記第一山状部、前記第二山状部及び前記谷状部の各折り曲げ部と垂直に交差していることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 前記フレキシブルフィルム配線基板の幅は、前記第二山状部における幅が前記第一山状部における幅よりも広いことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記谷状部の折り曲げ部が、該谷状部の少なくとも中央部近傍において直線状であることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記谷状部の折り曲げ部が、全域にわたって直線状であることを特徴とする請求項3記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記複数の配線は、前記谷状部前後で複数回、屈曲していることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記谷状部の端部の折り曲げ位置が、前記谷状部の中央部の折り曲げ位置よりも、前記第一山状部側にあることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記複数の配線は、前記谷状部の中央部近傍の配線が前記谷状部の端部近傍の配線よりも前記配線基板側で屈曲していることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 複数の記録素子基板がフレキシブルフィルム配線基板に実装されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記各配線の配線抵抗が等しくなっていることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記各エネルギー発生素子は、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体である請求項1から9のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記フレキシブルフィルム配線基板が、可撓性を有するポリイミドを基材とするフィルムであることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドを装着するためのキャリッジと、被記録媒体を搬送する搬送手段とを備え、前記インクジェット記録ヘッドから吐出された記録液を被記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置において、前記搬送手段が、前記インクジェット記録ヘッドの谷状部の近傍に位置することを特徴とするインクジェット記録装置。
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