特許 7471769 素子基板、液体吐出ヘッドおよび記録装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-12

(45)【発行日】2024-04-22

(54)【発明の名称】素子基板、液体吐出ヘッドおよび記録装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20240415BHJP

   B41J 2/05 20060101ALI20240415BHJP

   B41J 2/155 20060101ALI20240415BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 611

B41J2/14 201

B41J2/05

B41J2/155

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2018124721

(22)【出願日】2018-06-29

(65)【公開番号】P2019010875

(43)【公開日】2019-01-24

【審査請求日】2021-06-21

【審判番号】

【審判請求日】2022-10-12

(31)【優先権主張番号】P 2017129196

(32)【優先日】2017-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三浦 洋介

(72)【発明者】

【氏名】梅田 謙吾

(72)【発明者】

【氏名】山口 孝明

【合議体】

【審判長】藤本 義仁

【審判官】嵯峨根 多美

【審判官】門 良成

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１２４２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－９８８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２６９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－５４４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２６０２４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B41J 2/01-2/215

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吐出口から液体を吐出するように構成された複数の吐出素子を面に備え、
複数の電極端子が、前記面における所定の辺の近傍に、前記辺に沿って配列された電極端子列を有する素子基板であって、
前記電極端子列には、前記吐出素子へ電流を送るように構成され、複数の前記吐出素子に接続された電源端子が設けられ、
前記面を前記電極端子列の垂直二等分線によって、第１領域と第２領域とに分けた場合に、前記第１領域内の複数の前記吐出素子のうち、前記電極端子列と前記垂直二等分線との交点から最も離れた位置にある第１吐出素子までの前記交点からの距離が、前記第２領域内の複数の前記吐出素子のうち、前記交点から最も離れた位置にある第２吐出素子までの前記交点からの距離よりも長く、
前記電極端子列は、互いに隣接して配置される複数の前記電源端子から構成される電源端子群を、前記第２領域よりも前記第１領域の側に寄った位置であって、前記交点に前記電源端子群を配置した際よりも、前記電源端子群から複数の前記吐出素子までの距離のばらつきが小さくなるような位置に有することを特徴とする素子基板。

【請求項2】

吐出口から液体を吐出するように構成された複数の吐出素子を面に備え、
複数の電極端子が、前記面における所定の辺の近傍に、前記辺に沿って配列された電極端子列を有する素子基板であって、
前記電極端子列は、前記吐出素子へ電流を送るように構成され、複数の前記吐出素子に接続された電源端子を有し、
前記電源端子は、前記電源端子とは別の電極端子よりも前記辺に沿う方向の長さが長い第１の電源端子を有し、
前記面を前記電極端子列の垂直二等分線によって、第１領域と第２領域とに分けた場合に、前記第１領域内の複数の前記吐出素子のうち、前記電極端子列と前記垂直二等分線との交点から最も離れた位置にある第１吐出素子までの前記交点からの距離が、前記第２領域内の複数の前記吐出素子のうち、前記交点から最も離れた位置にある第２吐出素子までの前記交点からの距離よりも長く、
前記電極端子列は、前記第１の電源端子を、前記第２領域よりも前記第１領域の側に寄った位置であって、前記交点に前記第１の電源端子を配置した際よりも、前記第１の電源端子から複数の前記吐出素子までの距離のばらつきが小さくなるような位置に有することを特徴とする素子基板。

【請求項3】

前記面は前記垂直二等分線を軸として非対称であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の素子基板。

【請求項4】

長辺と短辺とを備えた平行四辺形の形状を備え、かつ点対称な形状であることを特徴とする請求項３に記載の素子基板。

【請求項5】

前記電源端子は、前記電極端子列における端部以外に位置していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の素子基板。

【請求項6】

前記吐出素子はヒータであり、前記吐出素子の熱で液体を発泡させる圧力室が、前記吐出素子に対応して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の素子基板。

【請求項7】

前記吐出素子は、前記辺に沿って設けられ、複数の列を成して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の素子基板。

【請求項8】

前記吐出素子の作用で液体を吐出するために用いられる圧力室に、液体を供給する供給口を備え、
前記吐出口は、前記圧力室と連通し、前記供給口から供給された液体を吐出することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の素子基板。

【請求項9】

前記電極端子は、前記電極端子の配列方向における前記素子基板の端部から所定の間隔をあけて設けられ、他の部材の電極端子と接続され、封止材によって封止されることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の素子基板。

【請求項10】

前記他の部材はフレキシブルケーブルであり、前記フレキシブルケーブル内の配線は１つの配線にまとめられていることを特徴とする請求項９に記載の素子基板。

【請求項11】

前記所定の間隔は、７００μｍ以上であることを特徴とする請求項９または１０に記載の素子基板。

【請求項12】

第１の電極端子列と第２の電極端子列とを含む複数の前記電極端子列を備え、
前記第１の電極端子列は前記辺に沿って複数の前記電極端子が配列され、
前記第２の電極端子列は前記辺と対向する辺に沿って複数の前記電極端子が配列されることを特徴とする請求項４に記載の素子基板。

【請求項13】

前記電極端子列の中心に前記電源端子群を配置した場合、前記第１吐出素子における電圧降下量が、前記第２吐出素子における電圧降下量よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の素子基板。

【請求項14】

請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の複数の素子基板が前記電極端子列の方向に配列されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。

【請求項15】

前記複数の素子基板が配列されてライン型ヘッドとして構成されている、請求項１４に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項16】

請求項１４または請求項１５に記載の液体吐出ヘッドから液体を吐出して記録を行う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、複数の吐出素子が設けられた素子基板、その素子基板を搭載した液体吐出ヘッドおよび記録装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年の記録の高速化、高画質化に伴い、液体吐出ヘッドに実装する発熱抵抗素子（吐出素子）数が増加傾向にある。このため、発熱抵抗素子を駆動するための回路を実装する素子基板の面積増加の抑制や、素子基板の形状が平行四辺形や台形等になった場合の発熱抵抗素子の配置や配線レイアウトなどの最適化が重要となってきている。素子基板の面積が増加すれば、発熱抵抗素子に電流を供給するための電極端子から発熱抵抗素子までの距離も長くなり、電極端子から発熱抵抗素子までの配線抵抗などで起こる電圧降下の値が大きくなる。そして、発熱抵抗素子を安定して駆動するために、予め電圧降下する値を予測し、その分を上乗せして補正することが行われている。

【0003】

特許文献１には、発熱抵抗素子を駆動するための駆動配線を全ての発熱抵抗素子に共通に接続することで、発熱抵抗素子に電流を供給する電極端子の数を最小限に抑え、基板サイズの増大を抑制することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－１６８１７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１のように駆動配線を全ての発熱抵抗素子に共通接続しても、発熱抵抗素子を駆動する際に生じる電圧降下は、電極端子から最も遠い位置にある発熱抵抗素子で最も大きくなり、電極端子から最も近い位置にある発熱抵抗素子では最も小さくなる。このように発熱抵抗素子の位置によって生じる電圧降下が大きく異なる場合、電極端子から最も遠い位置の発熱抵抗素子での電圧降下分を全ての発熱抵抗素子に対して補正して供給する。しかしその場合、電極端子から最も近い位置の発熱抵抗素子では供給過剰となり、発熱抵抗素子の耐久性が著しく低下する虞がある。

【0006】

よって本発明は、吐出素子の耐久性の低下を抑制することができる素子基板、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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

そのため本発明の素子基板は、吐出口から液体を吐出するように構成された複数の吐出素子を面に備え、複数の電極端子が、前記面における所定の辺の近傍に、前記辺に沿って配列された電極端子列を有する素子基板であって、前記電極端子列には、前記吐出素子へ電流を送るように構成され、複数の前記吐出素子に接続された電源端子が設けられ、前記面を前記電極端子列の垂直二等分線によって、第１領域と第２領域とに分けた場合に、前記第１領域内の複数の前記吐出素子のうち、前記電極端子列と前記垂直二等分線との交点から最も離れた位置にある第１吐出素子までの前記交点からの距離が、前記第２領域内の複数の前記吐出素子のうち、前記交点から最も離れた位置にある第２吐出素子までの前記交点からの距離よりも長く、前記電極端子列は、互いに隣接して配置される複数の前記電源端子から構成される電源端子群を、前記第２領域よりも前記第１領域の側に寄った位置であって、前記交点に前記電源端子群を配置した際よりも、前記電源端子群から複数の前記吐出素子までの距離のばらつきが小さくなるような位置に有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、吐出素子の耐久性の低下を抑制することができる素子基板、液体吐出ヘッドおよび記録装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】複数の素子基板を搭載した液体吐出ヘッドを示した斜視図である。

【図2】素子基板における発熱抵抗素子の近傍を示した図である。

【図3】素子基板における電気配線を示した図である。

【図4】素子基板を示した図である。

【図5】素子基板を示した図である。

【図6】素子基板を示した図である。

【図7】電圧降下値と発熱抵抗素子位置の関係を表したグラフである。

【図8】素子基板を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。

【0011】

図１は、本実施形態における複数の素子基板１００を搭載した液体吐出ヘッド７００を示した斜視図である。素子基板１００には、液体を吐出可能な複数の吐出口が列を成して設けられており、その吐出口と対向するように発熱抵抗素子（吐出素子、ヒータ）が設けられている。発熱抵抗素子の作用によって吐出口から液体が吐出される。記録装置は、この液体吐出ヘッド７００と、液体吐出ヘッド７００から吐出された液体を受ける記録媒体を搬送する搬送手段と、を有しており、記録媒体に記録を行うことが可能に構成されている。なお、図１では、素子基板１００が８個並んで配置されているがこれに限定されるわけではない。また、図１に示す液体吐出ヘッドは、長手方向の長さが記録媒体の幅以上である、いわゆるライン型ヘッドであるが、本発明はこれに限定されず、記録媒体の搬送方向に交差して走査される走査型のヘッドであってもよい。

【0012】

図２は、素子基板１００における発熱抵抗素子の近傍を示した図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩｂ－ＩＩｂにおける断面図である。なお、図２（ａ）では吐出口形成部材１０８を省略している。素子基板１００は、基板１１４と吐出口形成部材１０８とを備えており、基板１１４はＳｉにより形成される基材１１３と、基材１１３上に形成され、ＳｉＯなどの絶縁体で形成される絶縁膜１０４とを含んでいる。また、絶縁膜１０４には、発熱抵抗素子１０１に電流を供給するのに用いられる電気配線１０３が設けられており。電気配線１０３は、電気配線層１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄを備えている。また、基板１１４上には液体を吐出するための熱エネルギを発生する発熱抵抗素子１０１、保護膜１０５および耐キャビテーション膜１０６が設けられている。

【0013】

発熱抵抗素子１０１は、ＴａＳｉＮなどのＴａ化合物から形成されており、発熱抵抗素子１０１の膜厚（矢印Ｚ方向の寸法）は０．０１～０．０５μｍ程度であり、後述する電気配線１０３の厚さと比べてはるかに小さい。基板１１４の発熱抵抗素子１０１が形成された面１１４ａには吐出口形成部材１０８が設けられており、吐出口形成部材１０８は各発熱抵抗素子１０１に対応した吐出口１０９を有し、基板１１４とともに吐出口１０９毎の圧力室１０７を形成している。

【0014】

素子基板１００には、駆動回路２０３が設けられており、この駆動回路２０３によって発熱抵抗素子１０１を駆動することができる。駆動回路２０３は、基板１１４の端部に設けられた後述する電極パッドに接続され、電極パッドを介して液体吐出ヘッドの外部から供給される記録信号に応じて発熱抵抗素子１０１の駆動電流を生成する。電気配線１０３は絶縁膜１０４に埋め込まれるように設けられており、接続部材１０２を介して駆動回路２０３と発熱抵抗素子１０１とを電気的に接続している。電気配線１０３はアルミニウムからなり、膜厚（矢印Ｚ方向の寸法）は０．６～１．２μｍ程度である。電気配線１０３を介して供給された電流によって発熱抵抗素子１０１が発熱し、高温となった発熱抵抗素子１０１は圧力室１０７内のインクを加熱して気泡を発生させる。この気泡によって吐出口１０９の近傍のインクが吐出口１０９から吐出することで記録が行われる。

【0015】

発熱抵抗素子１０１は保護膜１０５で覆われており、保護膜１０５はＳｉＮからなり、その膜厚は０．１５～０．３μｍ程度である。なお、保護膜１０５はＳｉＯまたはＳｉＣで形成してもよい。保護膜１０５は、耐キャビテーション膜１０６で覆われており、耐キャビテーション膜１０６は、Ｔａからなり、その膜厚は０．２～０．３μｍ程度である。なお、耐キャビテーション膜１０６はＩｒやＲｕで形成してもよく、複数の層を積層して形成してもよい。

【0016】

絶縁膜１０４内には、電気配線１０３と発熱抵抗素子１０１とを接続するための複数の接続部材１０２が設けられている。膜厚方向（矢印Ｚ方向）に延在する複数の接続部材１０２は、矢印Ｙ方向に沿って互いに間隔をおいて位置している。接続部材１０２は、発熱抵抗素子１０１の矢印Ｘ方向における両側端部の近傍で、電気配線１０３と発熱抵抗素子１０１とを接続している。従って、発熱抵抗素子１０１を流れる電流は矢印Ｘ方向に沿って流れる。発熱抵抗素子１０１は、接続部材１０２と接続される両端に、接続部材１０２が接続される接続領域１１０を有している。接続部材１０２は、電気配線１０３の端部付近から矢印Ｚ方向に延びるプラグであり、本実施形態では概ね正方形の断面を有しているが、角部が丸められていてもよく、正方形に限らず長方形、円形、楕円形など他の形状をとることもできる。

【0017】

接続部材１０２はタングステンで形成されているが、チタン、白金、コバルト、ニッケル、モリブデン、タンタル、ケイ素のいずれか、またはこれらの化合物で形成してもよい。接続部材１０２は電気配線１０３と一体形成されてもよい。すなわち、電気配線１０３の一部を厚さ方向に切り欠くことで電気配線１０３と一体化された接続部材１０２を形成してもよい。

【0018】

電気配線１０３は絶縁膜１０４中に設けられており、接続部材１０２によって発熱抵抗素子１０１に接続されている。このように発熱抵抗素子１０１に対して裏面側から電気接続を行うため、発熱抵抗素子１０１の表面側を覆う電気配線が不要となる。発熱抵抗素子１０１の膜厚は０．０１～０．０５μｍ程度であり、保護膜１０５の膜厚は０．１５～０．３μｍ程度で十分なカバレッジ性を確保することができる。このように、保護膜１０５の膜厚を比較的薄くすることで、インクへの熱伝達効率を向上させている。これにより、消費電力の低減と、発泡の安定化による高画質化を両立することができる。また、耐キャビテーション膜１０６のパターニング精度と信頼性の向上、吐出口形成部材１０８の基板１１４への密着性と加工精度の向上なども見込むことができ、高画質化だけではなく製造面でのメリットも得ることができる。

【0019】

発熱抵抗素子１０１に対する接続部材１０２の接続位置は、発熱抵抗素子１０１のＸ方向の実質的な長さ（有効長Ｌ）を規定している（図２（ａ）参照）。発熱抵抗素子１０１の有効長Ｌは、両側の接続領域１１０の矢印Ｘ方向の間隔に等しくなっており、この有効長Ｌの寸法精度を高めることで、発泡領域１１１の矢印Ｘ方向の長さの寸法精度を高めることができる。本実施形態では、平坦な絶縁膜１０４にドライエッチングでホールを形成し、ホールに接続部材１０２の材料を埋め込むことで接続部材１０２を形成している。ドライエッチングは、ウェットエッチングよりも微細加工に優れているため、実質的に発熱抵抗素子１０１の両端部の接続部材１０２の間隔で決まる有効長Ｌは、ウェットエッチングを用いて形成する方法よりも寸法精度を高くすることができる。また、発熱抵抗素子１０１は、薄い膜をパターニングすることで形成できるため、発熱抵抗素子１０１の矢印Ｙ方向幅Ｗについても寸法精度を高めることが可能である。

【0020】

発熱抵抗素子１０１の寸法精度の向上により発熱抵抗素子１０１間での発泡特性のばらつきが低減する。これにより液体吐出ヘッド７００の高画質化が実現できるほか、ばらつきを見込んだ過剰なエネルギ投入が不要となり、消費電力の低減を実現することができる。また、接続部材１０２をホールに埋め込まずに、ホールから直接、電気配線１０３と接続する構成に対しても、本発明の構成は平坦な下地に発熱抵抗素子１０１の膜が製膜されるため、信頼性の高い発熱抵抗素子を形成することができる。

【0021】

より均一なインク吐出特性を得るためには、発泡ばらつきや抵抗値ばらつきを少なくすることが必要である。そのため、発熱抵抗素子１０１の下地（下部領域）は平坦であることが好ましい。本発明の構成では、各層の電気配線１０３および発熱抵抗素子１０１の下地部はＣＭＰ等の処理により平坦化している。それにより図２（ｂ）に示すように、接続部材１０２の発熱抵抗素子１０１との当接面と、絶縁膜１０４の発熱抵抗素子１０１との当接面とは同一平面に設けられている。

【0022】

このように、発熱抵抗層の下地（下部領域）を平坦化することで発熱抵抗素子１０１の直下、すなわち中央領域１２２と基材１１３との間の絶縁膜１０４やその周辺に信号配線や電源配線等のパターンの電気配線１０３を通すことが可能となる。さらにはその領域にトランジスタを配置することも可能となるため、素子基板１００の面積を小さくすることができ、液体吐出ヘッドのローコスト化、吐出口１０９の高密度化が可能となる。本実施形態においては図２（ｂ）に示すようにＳｉにより形成される基材１１３の絶縁膜１０４との界面領域に駆動回路２０３およびフィールド酸化膜１３２が形成されている。

【0023】

このように構成することによって発熱抵抗素子１０１の特性への影響を抑制しつつ電気配線１０３を多層化することが可能となる。このように、電気配線１０３に複数の配線層を割り当てることで、電源配線抵抗を大幅に削減することが可能となる。図２（ｂ）では電気配線１０３は発熱抵抗層からの距離が互いに異なる４層で構成されている。そして、下層側の電気配線層１０３ａ、１０３ｂを、発熱抵抗素子１０１を駆動するための信号配線層やロジック配線層に割り当てている。また、上層側（絶縁膜側）の電気配線層１０３ｃ、１０３ｄを、発熱抵抗素子１０１に電流を供給するための配線層に割り当てている。

【0024】

図３は、素子基板１００における電気配線１０３を示した図である。本実施形態においては、電気配線層１０３ｄをグランド（ＧＮＤＨ）配線層、電気配線層１０３ｃを電源（ＶＨ）配線層とし、電気配線層１０３ｃ、１０３ｄともに図３に示すように所謂ベタ配線としている。また、電気配線層１０３ｃ、１０３ｄは各々が全ての発熱抵抗素子と共通で接続されている。このように電源系の電気配線層１０３ｄおよび電気配線層１０３ｃを異なる層に形成する多層配線とし、両電気配線層を、素子基板の全面に設ける構成（ベタ配線）とすることで、素子基板１００の大型化を抑制しつつ配線抵抗を非常に小さくすることができる。

【0025】

本実施形態では、絶縁膜１０４中に、発熱抵抗素子１０１に電流を流す電気配線層１０３ｃ、１０３ｄと、発熱抵抗素子を駆動するための信号配線層やロジック配線層のための電気配線層１０３ａ、１０３ｂの４層の電気配線層を備えている。電気配線層１０３ｃ、１０３ｄは、電気配線層１０３ａ、１０３ｂに対して発熱抵抗素子１０１に近い側に配されており、効率を考慮すると電気配線層１０３ｃ、１０３ｄの膜厚は相対的に厚い方が好ましい。逆に電気配線層１０３ａ、１０３ｂは、電気配線層１０３ｃ、１０３ｄに対して駆動回路２０３に近い側に配されており、電気配線層１０３ａ、１０３ｂの膜厚は相対的に薄い方が好ましい。

【0026】

図４（ａ）は、素子基板１００を示した図であり、図４（ｂ）は、素子基板１００の一部を拡大して示した図である。素子基板１００の中央部には、長手方向に独立インク供給口３００（３００ａ、３００ｂ）が設けられ、独立インク供給口３００ａと３００ｂとの間に発熱抵抗素子１０１がそれぞれ列状に配列されている。圧力室１０７は、独立インク供給口３００と連通しており、独立インク供給口３００から供給されるインクが圧力室１０７に導入される。

【0027】

図５は、素子基板１００を示した図であり、図５（ａ）は接続部の封止材を省略して示した図であり、図５（ｂ）は封止材が設けられた接続部を示した図である。素子基板１００の長手方向に沿った一端部には、複数の電極パッド２０１が列（電極端子列）を成して設けられている。ここで電極パッドとは素子基板上に配置されており、導電層が積層された電極を示すものであり、主に外部（フレキシブルケーブルなど）との電気的接続のためのコネクタとして用いられる。素子基板１００の接続部は、素子基板１００の電極パッド２０１とフレキシブルケーブル６５１の電極パッド６５４とが、ワイヤーボンディング６２５により接続されている。そして、その接続部を絶縁撥水材料である封止材６５３で覆い、インク等との接触を防止することで腐食等の発生を抑制し、接続の信頼性を高めている。

【0028】

また、素子基板１００の電極パッド２０１は、素子基板１００の長手方向（電極パッドの配列方向）の左右端より所定の間隔をあけて配置するように設け（本実施形態では７００μｍ以上）、封止材が塗布されない領域である封止禁止領域２０４を確保している。図１で説明したように、液体吐出ヘッド７００では、素子基板１００の長手方向において隣接して複数枚の素子基板１００を配置している。封止禁止領域２０４を設けることなく、素子基板１００の長手方向いっぱいに接続部を設け封止材で封止した場合、隣接する素子基板１００と封止材とが干渉することがあり、素子基板１００の搭載位置の信頼性が低下する虞がある。そこで、本実施形態では、素子基板１００の長手方向両端部には電極パッド２０１を設けないことで、その両端部に封止禁止領域２０４を設けて、素子基板１００の搭載位置信頼性を確保している。

【0029】

図６（ａ）から図６（ｄ）は、本実施形態の素子基板１００を示した図である。素子基板１００に設けられた電極パッド２０１は、駆動電極パッド群６００（電源端子群）を含んでいる。駆動電極パッド群６００は、発熱抵抗素子１０１に電流を供給する電極パッド（電源端子）が、２個以上隣接して設けられ（図６（ａ）参照）ている。駆動電極パッド群６００は、発熱抵抗素子１０１を駆動する電流を電気配線層を介して発熱抵抗素子１０１に伝えるのに用いられる。駆動電極パッド群６００の夫々の電極パッドは、全ての発熱抵抗素子に共通接続されている電気配線層１０３ｃと接続されている。このように、駆動電極パッドを隣接する群として配置することで、発熱抵抗素子１０１を同時に駆動した際に流れるトータルの電流量が大きくても電流容量を確保することができる。また、図６（ｂ）に示すように、発熱抵抗素子１０１に電流を供給する電極パッド以外（電源端子以外）の電極パッド６０３（電極端子）よりも駆動電極パッド６０２を面積の大きい形状とすることにより、同様の効果を得ることができる。なお、電極パッド６０３としては、発熱抵抗素子１０１を駆動するための信号を素子基板１００に送るための電極パッドなどがあげられる。

【0030】

また、隣接する駆動電極パッド群６００や面積の大きな駆動電極パッド６０２を設ける事で、これらに接続されるフレキシブルケーブル６５１内の配線を１つの幅の太い配線としてまとめることができる。または、この配線の数を駆動電極パッド群６００の数よりも少なくすることができる。一方で、図６（ｃ）のように駆動電極パッド５９９を分散して配置した場合は、それぞれのパッド５９９に接続されるようにフレキシブルケーブルの配線がそれぞれ設けられるため、隣接する配線同士のスペース分フレキシブルケーブルの幅が広くなる。したがって、このような場合と比較して、駆動電極パッド群６００や駆動電極パッド６０２を設けることで、素子基板１００と本体とを電気的に接続するフレキシブルケーブルの幅を狭くすることが可能となりコストダウンにもなる。さらに、ノイズ源にもなりうる大電流が流れる駆動電極パッドは必要最低限数の群とすることで放射ノイズを可能な限り抑制することができ、隣接している電気信号の信頼性向上にもつながる。

【0031】

以下、本実施形態の特徴的構成について説明する。本実施形態の素子基板１００は、図６（ａ）から図６（ｄ）に示したように長辺と短辺とを備えた、点対称の平行四辺形の形状をしている。そして、素子基板１００を長辺の垂直二等分線（電極パッド列の垂直二等分線）で分けた場合、一方の領域と他方の領域とではその形状は非対称である。また素子基板１００の形状は、電極パッド２０１が設けられている側の辺と、その辺の両端部で接続される辺とが成す角度は、図６（ａ）から図６（ｄ）において、左側の角度が右側の角度よりも大きな角度となるような平行四辺形となっている。すなわち、電極パッド２０１が設けられている側の辺の左側端部が鈍角であり、その右側端部が鋭角となっている。このような形状の素子基板で、発熱抵抗素子列が４列（Ａ列、Ｂ列、Ｃ列、Ｄ列）ある場合、発熱抵抗素子列は、Ａ列からＤ列にかけて徐々に左側にずれて設けられる。

【0032】

本実施形態のように、素子基板が平行四辺形の場合、上記にように発熱抵抗素子列は、Ａ列からＤ列にかけて徐々に左側にずれて設けられる。そのため、駆動電極パッド群６００を電極パッド列の中央部に設けると、駆動電極パッド群６００から最も離れた位置にある発熱抵抗素子列の左端部にある発熱抵抗素子６０１（第１吐出素子）では、駆動電極パッド群６００からの距離が長くなる。すなわち、発熱抵抗素子６０１では、駆動電極パッド群６００から最も離れた位置にある発熱抵抗素子列の右端部にある発熱抵抗素子６０４（第２吐出素子）よりも駆動電極パッド群６００からの距離が長くなる。そのため、発熱抵抗素子６０１までの距離で生じる電圧降下は大きくなり、駆動電極パッド群６００に近い発熱抵抗素子までの距離で生じる電圧降下との差が大きくなる。

【0033】

図７（ａ）、図７（ｂ）は、各列で発熱抵抗素子を同時に駆動した際（グラフ中では１列６４個同時駆動）の電圧降下値と発熱抵抗素子位置の関係を表したグラフである。図７（ａ）、図７（ｂ）におけるデータ番号に関して、図６（ａ）から図６（ｄ）の発熱抵抗素子の列における左端の発熱抵抗素子のデータ番号を０としている。図７（ａ）は、駆動電極パッド群６００を１列に配列された電極パッド列の中心に配置した場合のグラフである。図７（ａ）から、駆動電極パッドから最も離れた位置にある発熱抵抗素子列（Ｄ列）の左端部にある発熱抵抗素子（図６（ａ）の発熱抵抗素子６０１）で最も大きな電圧降下が起こることが分かる。また、電圧降下が最も大きい箇所と最も小さい箇所（Ａ列中央部）との差も大きいことが分かる。

【0034】

このような素子基板で発熱抵抗素子を安定して駆動するためには、発熱抵抗素子を同時に駆動する際に、予め電圧降下が最も大きくなる発熱抵抗素子で下がる電圧量を予測し、その電圧量を上乗せして印加することが必要になる。しかしその場合、電圧降下の少ない箇所にある発熱抵抗素子にも、電圧降下が最も大きい箇所にある発熱抵抗素子と同等電圧分が上乗せされる。そのため、電圧降下の少ない箇所にある発熱抵抗素子には、過剰な電圧が供給されることになり、発熱抵抗素子の耐久が悪くなる虞がある。

【0035】

そこで、本実施形態の素子基板１００では、素子基板１００の長辺に沿って設けられた電極パッド列の中心から、駆動電極パッド群６００から最も離れた位置にある発熱抵抗素子の側に、駆動電極パッド群６００をずらして配置している。つまり駆動電極パッド群６００から最も離れており、配線抵抗による電圧降下が最も大きくなると考えられる位置に配置される発熱抵抗素子（図６（ａ）の発熱抵抗素子６０１）に駆動電極パッド群６００を近づけるように、電極パッド列の中心からずらして配置する。こうすることで、最も電圧降下の影響を受けると考えられる発熱抵抗素子６０１に対する電圧降下を小さくすることができる。これによって、電圧降下分を補正するための電圧も小さくすることができる。

【0036】

図７（ｂ）は、駆動電極パッド群６００を１列に配列された電極パッド列の中心から左側にずらして配置した場合の電圧降下値と発熱抵抗素子位置との関係を示したグラフである。図７（ａ）のグラフよりも全ての列（Ａ列からＤ列）の発熱抵抗素子における電圧降下量が緩和されていることが分かる。ここで特筆すべきは、最も電圧降下が大きかった発熱抵抗素子（図６（ａ）の発熱抵抗素子６０１）の値が小さくなっていること、更に、電圧降下が最も大きい箇所と最も小さい箇所との差が小さくなっていることである。これは、駆動電極パッド群６００から各発熱抵抗素子までの距離のばらつきが小さくなり、その結果、配線抵抗による電圧降下のばらつきが低減していると考えられる。

【0037】

このように本実施形態では、駆動電極パッド群６００を電極パッド列の中心から図中左側にずらして配置した。つまり、素子基板１００の長辺の垂直二等分線によって分けられる領域の領域内において、駆動電極パッド群６００（長辺と垂直二等分線との交点）から最も離れて位置する発熱抵抗素子がある領域側に駆動電極パッド群６００を配置した。すなわち、素子基板１００の、電極パッド列の垂直二等分線によって分けられる領域のうちの、電極パッド列と垂直二等分線との交点から最も離れて位置する発熱抵抗素子がある領域側に駆動電極パッド群６００を配置した。しかし、電極パッド列の最左端に駆動電極パッド群６００を配置することは得策ではない。理由としては、使用中に封止が剥がれてくる可能性があり、最端部に駆動電極パッド群６００を配置し封止した場合、剥がれた箇所からインクが侵入し、大電流が流れる駆動電極パッド群６００がショートする可能性があるからである。そこで、安全性を考慮して、電極パッド列における最端部には、低電圧、低電流の電極パッドを配置し、駆動電極パッド群６００は電極端子列の端部以外に配置することが望ましい。

【0038】

図６（ｄ）は、電極パッド列に複数の駆動電極パッド群６００を設けた素子基板１００を示した図である。図６（ｄ）のように、電極パッド列に複数の駆動電極パッド群６００を設けてもよい。その場合、少なくとも１つ以上の駆動電極パッド群６００が電極パッド列の中心部より図中左側に配置されていればよい。

【0039】

また、駆動電極パッド群６００や駆動電極パッド６０２が、電極パッド列とその垂直二等分線との交点から最も離れて位置する発熱抵抗素子がある領域（第１領域）内だけでなく、他方の領域（第２領域）にもまたがって配置された構成であってもよい。すなわち、少なくとも一つの駆動電極パッド群６００や面積の大きい駆動電極パッド６０２が、第２領域よりも第１領域の側に寄って設けられていればよい。

【0040】

なお、素子基板１００が平行四辺形の形状の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、素子基板の形状が矩形であっても、素子基板の辺の近傍に備えられた電極パッド列が辺の中央から一方の側に寄って配置されている場合に、同様の課題が生じる。すなわち、このような素子基板において駆動電極パッド群６００を電極パッド列の中央部に設けると、駆動電極パッド群６００から最も離れた位置にある発熱抵抗素子の電圧降下が大きくなり、素子基板１００内に設けられた複数の発熱抵抗素子の電圧降下がばらつく。この場合においても同様に、電極パッド列とこれの垂直二等分線との交点から最も離れた位置にある発熱抵抗素子が配置される素子基板１００の領域の側に、電極パッド列内において駆動電極パッド群６００をずらして配置すればよい。

【0041】

このように、電極パッド列の中心から、駆動電極パッド群から最も離れた発熱抵抗素子がある側に駆動電極パッド群をずらして配置する。これによって、発熱抵抗素子の耐久性の低下を抑制することができる素子基板、液体吐出ヘッドおよび記録装置を実現することができた。

【0042】

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

【0043】

図８は、第２の実施形態における素子基板Ｇ、Ｈを示した図である。本実施形態では、素子基板を反転させて結合させている。その上で、素子基板Ｇでは、電極パッド列の中心から、駆動電極パッド群から最も離れた発熱抵抗素子がある側に駆動電極パッド群をずらして配置している。また、素子基板Ｈでも素子基板Ｇと同様に、電極パッド列の中心から、駆動電極パッド群から最も離れた発熱抵抗素子がある側に駆動電極パッド群をずらして配置している。なお、素子基板ＨとＧとは電気的には配線接続されていない構成となっている。

【0044】

このように素子基板を結合させ、夫々の素子基板で、電極パッド列の中心から、駆動電極パッド群から最も離れた発熱抵抗素子がある側に駆動電極パッド群をずらして配置する。これによって、発熱抵抗素子の耐久性の低下を抑制することができる素子基板、液体吐出ヘッドおよび記録装置を実現することができた。

【符号の説明】

【0045】

１００ 素子基板
１０１ 発熱抵抗素子
１０３ 電気配線
１０９ 吐出口
２０１ 電極パッド
２０４ 封止禁止領域
６００ 駆動電極パッド群
６０２ 駆動電極パッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】