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JP2752486B2 - インクジェット記録ヘッドおよびその検査方法ならびにインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録ヘッドおよびその検査方法ならびにインクジェット記録装置

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JP2752486B2
JP2752486B2 JP1344929A JP34492989A JP2752486B2 JP 2752486 B2 JP2752486 B2 JP 2752486B2 JP 1344929 A JP1344929 A JP 1344929A JP 34492989 A JP34492989 A JP 34492989A JP 2752486 B2 JP2752486 B2 JP 2752486B2
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ink jet
electric
disconnection
resistor
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秀美 久保田
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、１ラインの記録幅に対応する複数の発熱抵
抗体を基板上に配列させて形成したインクジェット記録
ヘッドおよびその検査方法ならびにインクジェット記録
装置に関するものである。
〔従来の技術〕
インクジェット記録は種々の方式によりインクの吐出
液滴を形成し、これを紙等の被記録部材に付着させて記
録を行うもので、なかでも吐出液滴形成のためのエネル
ギとして熱を利用するインクジェット記録装置は、高密
度マルチノズル化が容易に具現化できるので、高解像
度、高画質の画像を高速度に得られるという優れた特徴
を有している。
しかして、従来のこの種のインクジェット記録装置に
用いられる記録ヘッドとして、吐出口からインクの液滴
を吐出させるための熱エネルギを供給する複数の液滴形
成手段、すなわち電気パルスを供給することにより発熱
しインクを加熱することができる電気熱変換体（発熱抵
抗体）を有する液滴形成手段と、その発熱抵抗体を駆動
するための駆動用ICとを同一基板上に複数配設して、構
成されたものがある。第８図は、このようなインクジェ
ット記録ヘッドの発熱抵抗体部を拡大して示したもの
で、１ラインの記録幅に対応する多数の発熱抵抗体が配
列されており、特に、ヘッド・ユニットを固定して記録
が行われるインクジェット記録装置に適用されるもので
ある。ここで、101はその基板、102は発熱抵抗体、103
は発熱抵抗体102に電気パルスを供給する電気配線であ
り、また、104はこれら電気配線103の端部に形成されて
いるパット部であって、これらのパット部104は配線の
電気的な断線または短絡（断線／短絡）検査時に使用さ
れてきた。すなわち、このような記録ヘッド基板の製造
にあたっては、一般に上述したような検査工程を設け
て、断線や短絡を検査し、短絡した場合はその配線をレ
ーザで切断することにより、その基板をすくうようにし
ており、この場合の検査時にプローブピンをアルミニウ
ム等で形成されたパット部４に接触させるため、パット
部４としては例えば100×100μｍといった具合に比較的
大きく作られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述したような従来のインクジェット
記録ヘッドではパット部４が大きい面積を占めるため
に、第８図に示したような配線パターンとならざるを得
ず、フルライン型記録ヘッドのように長尺化と高密度化
（例えば400dpi）に伴い、基板１が大きくなってコスト
増を招くのみならず、配線パターンが複雑になる。
本発明の目的は、上述した従来の問題点に着目し、そ
の解決を図るべく、複雑な配線パターンを避け、簡単な
パット部の配置によって、ヘッド基板自体を大きくしな
くてすみ、しかも配線に対する電気的な断線／短絡検査
が容易なインクジェット記録ヘッドおよびその検査方法
ならびに記録装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
かかる目的を達成するために、本発明のインクジェッ
ト記録ヘッドは、並列する液路の個々に形成された発熱
抵抗体と、個々の該発熱抵抗体を駆動するための電気配
線とを基板上に有し、前記発熱抵抗体を選択的に駆動す
ることにより前記液路中のインクに熱エネルギーを供給
して吐出させ記録を行うインクジェット記録ヘッドにお
いて、前記電気配線は、その一方の端部に該電気配線の
断線または短絡を検査することが可能な接続パットを有
し、該電気配線の他方の端部が電圧を印加する共通電極
に接続されるとともに、隣接する該電気配線同士間に該
電気配線同士間の断線または短絡を検出するための抵抗
体を備えることを特徴とするものである。
また、本発明による検査方法は、並列する液路の個々
に形成された発熱抵抗体と、個々の該発熱抵抗体を駆動
するための電気配線とを基板上に有し、前記発熱抵抗体
を選択的に駆動することにより前記液路中のインクに熱
エネルギーを供給して吐出させ記録を行うインクジェッ
ト記録ヘッドの前記電気配線の断線／短絡を検査する検
査方法において、前記電気配線は、その一方の端部に該
電気配線の断線または短絡を検査することが可能な接続
パットを有し、該電気配線の他方の端部が電圧を印加す
る共通電極に接続されるとともに、隣接する該電気配線
同士間に該電気配線同士間の断線または短絡を検出する
ための抵抗体を備えるもとで、隣接する前記発熱抵抗体
の駆動用の電気配線同士間に形成した抵抗体および該隣
接する２つの前記発熱抵抗体を介して、隣接する前記駆
動用の電気配線間の抵抗値を検出し、検出された抵抗値
と所定の値とを比較することにより該電気配線の断線ま
たは短絡を検査することを特徴とするものである。
更にまた、本発明のインクジェット記録装置は、並列
する液路の個々に形成された発熱抵抗体と、個々の該発
熱抵抗体を駆動するための電気配線とを基板上に有し、
前記発熱抵抗体を選択的に駆動することにより前記液路
中のインクに熱エネルギーを供給して吐出させ記録を行
うインクジェット記録ヘッドを具えたインクジェット記
録装置において、前記電気配線は、その一方の端部に該
電気配線の断線または短絡を検査することが可能な接続
パットを有し、該電気配線の他方の端部が電圧を印加す
る共通電極に接続されるとともに、隣接する該電気配線
同士間に該電気配線同士間の断線または短絡を検出する
ための抵抗体を具えることを特徴とするものである。
〔作用〕
本発明によれば、電気配線は、その一方の端部に電気
配線の断線または短絡を検査することが可能な接続パッ
トを有し、電気配線の他方の端部が電圧を印加する共通
電極に接続され、隣接する電気配線同士間に抵抗体を形
成し、この抵抗体およびこの抵抗体を介して接続される
隣接電気配線の発熱抵抗体を介して、隣接する電気配線
間の抵抗値の計測を可能とするもので、従来のように断
線／短絡検査の過程で使用するために、電気配線の各端
部に大きい接続パッドを設ける必要がなくなり、それだ
け基板を小型化することができ、配線パターンの簡略化
を図ることができる。
〔実施例〕
以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具
体的に説明する。
第１図は本発明インクジェット記録ヘッドを搭載して
記録を行うインクジェット記録装置の一例を示す。ここ
で、１はその記録ヘッド、２および３は記録ヘッド１を
構成している天板および基板であり、基板３上には被記
録材、例えば記録シート４の全記録幅に対応した範囲に
わたって第２図に示すように液路５および電気熱変換体
（発熱抵抗体）６が設けられている。更にまた、７は液
路５にインクを供給するための共通液室、第１図で８は
メインタンク９からインクを送給する供給チューブ10の
途中に設けた中継用のサブタンクである。
また、記録シート４の搬送手段として、制御回路11に
よって回転等が制御されるその駆動手段としてのモータ
12、モータ12により回転し、記録シート４をシート送り
するプラテン13、プラテン13にモータ12の回転を伝達す
るためのギヤ列14が設けられている。15は制御回路11か
ら記録ヘッド１に記録信号を送給するフレキシブルケー
ブルであり、このフレキシブルケーブル15を基板３に接
続する電気的接続部16が後述するようにして本発明の最
も特徴を表わす部分として構成される。
再び第２図に戻り、17は液路５の端部に形成され、先
に述べたように記録シート全幅に対応した範囲に配列さ
れるインク吐出口、18はインク吐出口17および液路５を
形成するために基板３上に積層される液路形成部材であ
る。ついで、第３図に従って、インクジェット記録ヘッ
ド１の基板３上に形成される配線の構成について説明す
る。
第３図において、一点鎖線で限界して示す上半部は基
板３上に半導体と同様の製造工程で発熱抵抗体６（R1〜
Rm）およびその配線が形成された多層回路基板部3Aであ
り、その下半部はスイッチング素子部3Bである。しかし
て、このスイッチング素子部3Bにおいて、VHは複数の発
熱抵抗体６（R1〜Rm）に記録信号の供給として記録時の
電圧を印加する共通電極である。また、S1〜S5および
S1′〜S5′は信号系列配線であり、ヘッド基板３上の端
部にその入／出力端子が配され、複数の駆動用IC（IC1
〜ICn）のヘッド記録面側に並置される。そしてこれら
の信号系列配線によって記録データ，信号伝送用のクロ
ック，ラッチ信号,ICの分割駆動用のストローブ信号,IC
の分割駆動用信号の転送クロック等の各種信号が伝達さ
れる。また、GHの各駆動用ICの両側に配置された記録電
流の接地半導体端子であり、GH端子の間に駆動用ICのIC
1〜ICnを駆動する駆動電圧を印加する端子VDDが配置さ
れる。
第4A図〜第4C図は、多層回路基板部3Aを拡大して示し
たものである。これらの図において、21は発熱抵抗体６
を形成するための発熱抵抗体層、22はアルミニウム等で
形成された発熱抵抗体６への電気配線、23は発熱抵抗体
６と配線22とを保護するための絶縁膜、24は発熱抵抗体
６に記録時の電圧を印加する共通電極である。また、25
は各配線21のオープン／ショート（断線／短絡）を検査
するための検査用パットを兼ねたスイッチング素子部3B
への接続パットであり、更に30は隣接する配線22間を接
続している抵抗体であってこの抵抗体30の用途について
は後述する。
続いて、第5A図〜第5E図により多層回路基板の製造方
法を追って説明する。
まず第１に、第5A図の（Ａ），（Ｂ）に示すように、
基板３上に発熱抵抗体層21を形成し、更に発熱抵抗体層
21の上に配線22となるべくAl層22Aを積層する。第２
に、フォトリソグラフィー工程を利用したパターニング
により第5B図の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように形
成する。第３に、更にフォトリソグラフィー工程を利用
したパターニングにより第5C図の（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）に示すように、発熱抵抗体６と、本発明にかかる
抵抗体30とを形成する。第４に、発熱抵抗体６と、Al配
線22を保護する絶縁膜23を第5D図の（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）に示す様に積層し、第５に、第5E図の（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）に示すようにしてメッキで共通電極24を
配設する。
以上により基板３上に多層回路基板部3Aを構成する過
程について説明したが、続いて、第６図によりその過程
中オープン／ショート検査が行われる段階での上述基板
部3Aの状態を示す。すなわち、この段階はその検査によ
って短絡あるいは断線している配線を見出して短絡の場
合はこれを切断することが可能な状態であり、その検査
については後で詳述する。ここで、Al配線22は第３図に
示したように発熱抵抗体６と駆動用ICとを接続するため
のもので、その一方の端部にオープン／ショート検査用
を兼ねた接続パット25（25−１〜25−Ｎ）が設けられて
いる。更にまた、隣接する配線同士間に設けた抵抗体30
についてはこの抵抗体30の抵抗値を、クロストークが発
生せず、なおかつ、隣接する配線間の短絡が検出可能な
値に設定することにより、従来のように２つの大きい接
続パットを設ける必要をなくし、図示のようにパット25
の数を半減し、基板部3Aをそれだけコンパクト化するこ
とができる。
次に、このように構成した記録ヘッド１の基板部3Aに
対する配線22の断線／短絡検査について説明する。
それにはまず、探査用のプローブピンをパット25−１
〜25−Ｎに接触させ、その状態で25−１と25−２との
間,25−２と25−３との間，…,25−（Ｎ−１）〜25−Ｎ
との間の抵抗値を測定する。そして次に、パソコンによ
りそれぞれの抵抗値の平均値を求め、その平均値に対し
て例えば±15Ω以上であった場合にそのビットを指摘し
て目視検査をなし、短絡が確認された場合その短絡部を
レーザ等によって切断する。かくして、一部に短絡があ
ったとしてもその基板を廃却にせず、救済することがで
きる。
第２の実施例を第７図に示す。本実施例は、発熱抵抗
体６に接続される配線およびそのパット25と発熱抵抗体
駆動用ICにフリップチップ方式で接続するためのパット
26とが、同一基板上に同時形成される形態の記録ヘッド
に適用したもので、第７図はこのようなヘッド基板にお
ける配線の断線／短絡を検査する段階での配線図を示
す。同図において、40で示す破線で囲んだ部分は不図示
の駆動用ICを実装する基板３上のスペースを示すもので
あり、そのスペースに複数の発熱抵抗体６に接続される
配線22を設置する。また41は駆動用ICの複数のGND端子
配線である。そこで、このように構成した基板３での配
線の断線／短絡検査はプローグピンを１ブロックごとに
順次パット25に接触させてその抵抗値が測定されればよ
く、その測定による判断は先に述べたところと変わらな
いのでその説明は省略する。
〔発明の効果〕 以上説明したきたように、本発明によれば、並列に形
成された液路の個々に設けられた発熱抵抗体と、この発
熱抵抗体を駆動するための電気配線とが形成された基板
上において電気配線は、その一方の端部に電気配線の断
線または短絡を検査することが可能な接続パットを有
し、電気配線の他方の端部が電圧を印加する共通電極に
接続されるとともに、隣接する発熱抵抗体の電気配線同
士間に電気配線同士間の断線または短絡を検出するため
の抵抗体を備えるので、従来のように断線／短絡検査の
ために基板の端部近傍に大きい接続用パットを設ける必
要がなくなり、それだけ基板をコンパクト化することに
よりコストの低減を図ることができ、また、上述の抵抗
体を介して、隣接する電気配線間の抵抗値を計測するこ
とにより、その間の短絡や断線の有無を容易に検出する
ことができるので、その短絡を対処して不良基板を救済
することが可能となり、記録ヘッド製造の歩留りが高め
られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるインクジェット記録装置の構成の
一例を示す斜視図、 第２図は本発明の適用が可能なインクジェット記録ヘッ
ドの構成を部分的に示す斜視図、 第３図は第１図に示すインクジェット記録ヘッドの基板
上の配線図、 第4A図は本発明にかかる多層回路基板部の部分的平面
図、 第4B図および第4C図は第4A図のＡ−Ａ′線およびＢ−
Ｂ′線矢視の断面図、 第5A図〜第5E図は第4A図に示す多層回路基板部の製造過
程を平面ならびに断面で示す説明図、 第６図は本発明にかかる多層回路基板部を断線／短絡検
査の段階で示す平面図、 第７図は本発明の第２の実施例による記録ヘッド基板上
の配線図、 第８図は従来の記録ヘッドの基板上の配線図である。 １…記録ヘッド、３…基板、3A…多層回路基板部、3B…
スイッチング素子部、６…電気熱変換体（発熱抵抗
体）、７…液路、16…電気的接続部、17…インク吐出
口、21…発熱抵抗体層、22…（Al）配線、24…共通電
極、25,（25−１〜25−Ｎ）…接続パット、30…抵抗
体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 秀美 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 小泉 寛 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 金子 峰夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】並列する液路の個々に形成された発熱抵抗
    体と、個々の該発熱抵抗体を駆動するための電気配線
    と、を基板上に有し、該発熱抵抗体を選択的に駆動する
    ことにより前記液路中のインクに熱エネルギーを供給し
    て吐出させ記録を行うインクジェット記録ヘッドにおい
    て、 前記電気配線は、その一方の端部に該電気配線の断線ま
    たは短絡を検査することが可能な接続パットを有し、該
    電気配線の他方の端部が電圧を印加する共通電極に接続
    されるとともに、隣接する該電気配線同士間に該電気配
    線同士間の断線または短絡を検出するための抵抗体を備
    えることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
  2. 【請求項２】前記電気配線同士間の断線または短絡を検
    出するための抵抗体は前記発熱抵抗体と同一の発熱抵抗
    体層上に形成される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。
  3. 【請求項３】並列する液路の個々に形成された発熱抵抗
    体と、個々の該発熱抵抗体を駆動するための電気配線と
    を基板上に有し、該発熱抵抗体を選択的に駆動すること
    により前記液路中のインクに熱エネルギーを供給して吐
    出させ記録を行うインクジェット記録ヘッドの前記電気
    配線の断線または短絡を検査する検査方法において、 前記電気配線は、その一方の端部に該電気配線の断線ま
    たは短絡を検査することが可能な接続パットを有し、該
    電気配線の他方の端部が電圧を印加する共通電極に接続
    されるとともに、隣接する該電気配線同士間に該電気配
    線同士間の断線または短絡を検出するための抵抗体を備
    えるもとで、隣接する前記発熱抵抗体の駆動用の電気配
    線同士間に形成した抵抗体および該隣接する２つの前記
    発熱抵抗体を介して、隣接する該駆動用の電気配線間の
    抵抗値を検出し、検出された抵抗値と所定の値とを比較
    することにより該電気配線の断線または短絡を検査する
    ことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの検査方
    法。
  4. 【請求項４】並列する液路の個々に形成された発熱抵抗
    体と、個々の該発熱抵抗体を駆動するための電気配線と
    を基板上に有し、該発熱抵抗体を選択的に駆動すること
    により前記液路中のインクに熱エネルギーを供給して吐
    出させ記録を行うインクジェット記録ヘッドを具えたイ
    ンクジェット記録装置において、 前記電気配線は、その一方の端部に該電気配線の断線ま
    たは短絡を検査することが可能な接続パットを有し、該
    電気配線の他方の端部が電圧を印加する共通電極に接続
    されるとともに、前記基板上において隣接する該発熱抵
    抗体の駆動用の電気配線同士間に該電気配線同士間の断
    線または短絡を検出するための抵抗体を備えたことを特
    徴とするインクジェット記録装置。
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