(57)【要約】【課題】  比較的高粘度の封止材による電気接続部の封止を行う際に、気泡の抱きこみを抑止した信頼性の高い封止を短時間で塗布する液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  記録素子基板と支持部と複数の電極リードとに囲まれる領域と大気とを連通する連通口を備える電気配線部材を備える液体噴射記録ヘッドを用意する工程と、複数の前記電極リードの表面に封止材を塗布する工程と、前記連通口から前記領域の空気を吸引し、前記領域に前記封止材導入する吸引工程と、を備える。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備える記録素子基板と、
該記録素子基板を支持する第一の支持部と、
前記記録素子基板に設けられた複数の電極パッドと電気的に接続される複数の電極リードを備える電気配線部材と、
該電気配線部材を支持する第二の支持部と、を備え、
前記電気配線部材は、前記記録素子基板と前記第二の支持部と前記複数の電極リードとに囲まれる領域と大気とを連通する連通口を備える、液体噴射記録ヘッドを用意する工程と、
複数の前記電極リードの表面に封止材を塗布する工程と、
前記連通口から前記領域の空気を吸引し、前記領域に前記封止材を導入する吸引工程と、
を備えることを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記封止材を塗布する工程において、前記封止材の塗布により前記領域は前記連通口を除いて密閉されることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第二の支持部は、前記領域と前記連通口とを連通する第一の通路を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第一の支持部と前記第二の支持部とを備える支持部材の表面に形成される溝部と、前記電気配線部材と、の間に第二の通路が形成され、該第二の通路は前記連通口と連通していることを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記吸引工程において、前記第一の通路の、前記領域と接続する開口部に、前記封止材が導入された後に前記吸引を停止することを特徴とする請求項３に記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備える記録素子基板と、
該記録素子基板を支持する第一の支持部と、
前記記録素子基板に設けられた複数の電極パッドと電気的に接続される複数の電極リードを備える電気配線部材と、
該電気配線部材を支持する第二の支持部と、
前記複数の電極パッドと前記複数の電極リードとが接続される部分を封止する封止材と、
を有する液体噴射記録ヘッドであって、
前記電気配線部材は、前記記録素子基板と前記第二の支持部と前記複数の電極リードとに囲まれる領域と大気とを連通する連通口を備えることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
【請求項７】
前記第二の支持部は、前記領域と前記連通口とを連通する第一の通路を備えることを特徴とする請求項６に記載の液体噴射記録ヘッド。
【請求項８】
前記第一の通路の、前記領域と接続する開口部は、複数の前記電極リードが配列される領域の該配列方向に関する中央部に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の液体噴射記録ヘッド。
【請求項９】
前記開口部の断面積は、前記第一の通路における断面積において最小であることを特徴とする請求項７または８に記載の液体噴射記録ヘッド。
【請求項１０】
前記第一の支持部と前記第二の支持部とを備える支持部材の表面に形成される溝部と、前記電気配線部材と、の間に第二の通路が形成され、該第二の通路は前記連通口と連通していることを特徴とする請求項６に記載の液体噴射記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体、例えばインクを吐出して記録媒体に記録を行う液体噴射記録装置に用いられる液体噴射記録ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射記録装置の市場において、より安価な記録装置が求められている。記録装置をより安価に提供するには、コストの占める割合の多い液体を吐出する液体噴射記録ヘッドの低価格化を進めることが効果的である。この液体噴射記録ヘッドとして特許文献１の構成が知られている。
【０００３】
特許文献１には、記録素子基板と電気配線部材とをリードリードにより電気的に接続されており、この電気接続部を２種類の封止材にて封止を行う構成が記載されている。このように液体噴射記録ヘッドは一般的に２種類の封止材により封止がされている。ここで、電極リードの上側を封止する封止材は、電気接続部に対して、液体から保護や外力、例えば記録媒体との接触からの保護を目的とするための封止である。そのため所定の硬度および厚みが必要とされるため、比較的粘度の高い封止材が望ましい。
【０００４】
一方、電極リードの下側も液体からの保護のために封止する必要があるが、粘度の高い封止材を用いた場合は、複数の電極リードの下側に回り込みにくく、隙間無く封止を行うことが困難である。よって、電極リードの下側に対する封止は、比較的粘度の低い封止材が一般的に適用されている。
【０００５】
このように従来の液体噴射記録ヘッドは、粘度の異なる２種類の封止材により封止が行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上述したように液体噴射記録ヘッドのさらなるコストダウンが望まれている。従来のように２種類の封止材による封止は、２種類の封止材自体のコストの他に、封止材を塗布する段階における工程数の増加によるコストがかかる。
【０００８】
このため１種類の封止材による液体噴射記録ヘッドの封止が望ましい。この場合、上述したように電極リードを保護する目的上、封止材は比較的高粘度のものが必要とされる。このような高粘度の封止材のみで電極リードを封止しようとした場合に以下の課題があることを見出した。
【０００９】
封止材の粘度が高いため、複数の電極リードの隙間から下部に封止材が回りこみにくく、隙間無く封止材を塗布できず、隙間が形成されてしまう場合ある。この場合、封止材を硬化させるための加熱工程において、この隙間が熱により膨張してしまい課題が発生する場合があった。
【００１０】
また、仮に封止材が隙間無く塗布できたとしても、封止材が高粘度であるために封止材が電極リードの周囲を隙間無く回り込むまでに非常に長い時間がかかってしまい、製造コストを考慮した場合好ましくない。
【００１１】
本発明は、比較的高粘度の封止材による封止を行う際に、信頼性の高い封止を短時間で塗布する液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法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】
【００１２】
本発明は、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備える記録素子基板と、該記録素子基板を支持する第一の支持部と、前記記録素子基板に設けられた複数の電極パッドと電気的に接続される複数の電極リードを備える電気配線部材と、該電気配線部材を支持する第二の支持部と、を備え、前記電気配線部材は、前記記録素子基板と前記第二の支持部と前記複数の電極リードとに囲まれる領域と大気とを連通する連通口を備える、液体噴射記録ヘッドを用意する工程と、複数の前記電極リードの表面に封止材を塗布する工程と、前記連通口から前記領域の空気を吸引し、前記領域に前記封止材を導入する吸引工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備える記録素子基板と、該記録素子基板を支持する第一の支持部と、前記記録素子基板に設けられた複数の電極パッドと電気的に接続される複数の電極リードを備える電気配線部材と、該電気配線部材を支持する第二の支持部と、前記複数の電極パッドと前記複数の電極リードとが接続される部分を封止する封止材と、を有する液体噴射記録ヘッドであって、前記電気配線部材は、前記記録素子基板と前記第二の支持部と前記複数の電極リードとに囲まれる領域と大気とを連通する連通口を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、記録素子基板と電気配線部材との電気接続部の封止を、信頼性を落とすことなく、短時間で行うことでできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のおける液体噴射記録ヘッドの斜視図。
【図２】本発明の第一の実施形態を説明する図。
【図３】本発明の第一の実施形態を説明する図。
【図４】本発明の第一の実施形態を説明する図。
【図５】本発明の第一の実施形態を説明する図。
【図６】本発明の第一の実施形態における封止材塗布工程を説明する図。
【図７】本発明の第一の実施形態を説明する図。
【図８】本発明の第一の実施形態を説明する図。
【図９】本発明の第二の実施形態を説明する図。
【図１０】本発明の第二の実施形態を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第一の実施形態）
以下に本発明の第一の実施形態を説明する。
本発明の液体噴射記録ヘッドの全体構成を図１で説明する。図１（ｂ）に示すように、液体噴射記録ヘッド１３００は、液体（インク）を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備える記録素子基板１１００を備える。さらに、液体噴射記録ヘッド１３００は、記録装置本体と記録素子基板１１００との電気接続を行う、フレキシブルな電気配線部材１２００を備える。記録素子基板は、樹脂の射出成形等により形成される筐体の第一の支持部１３０１に対して高精度に位置決めされ、固定されている。また電気配線部材１２００も筐体に対して第二の支持部１３０６により支持されて固定されている。このように筐体である支持部材は第一の支持部材１３０１と第二の支持部材１３０６とを備えている。
【００１７】
筐体の支持部１３０１には液体を収容する液体収容部１３０２のインクを記録素子基板１１００へ供給するための供給路１３０３が形成されている。支持部１３０１に記録素子基板を固定し、電気配線部材１２００の電極リード１２０１（図３）と記録素子基板の電極パッド１２０５とを電気的に接合した後に、この電気接続部を封止材１４０２により封止する。この封止工程についての詳細は後述する。
【００１８】
図２に、図１における支持部１３０１周辺の拡大図を示す。図２は記録素子基板を固定する前の状態を示し、記録素子基板が固定される領域の長手方向の両端部に、後述する封止材を導入するための通路を形成する溝部が設けられている。この溝の上部に電気配線部材１２００を貼り付けることで通路１５００（第二の通路）が形成される（図４）。
【００１９】
次に図３を用いて電気配線部材１２００を説明する。電気配線部材１２００には、記録素子基板１１００を配するための開口１２０３と、記録素子基板１１００の電極パッド１２０５と電気接続を行うための電極リード１２０１と、記録装置本体との電気接続を行うためのコンタクトパッド１２０２を備える。また電気配線部材１２００の電極リード１２０１の近傍には、通路１５００が形成されている。この通路１５００は大気とを連通する連通口１２０４とつながっている。後述するようにこの連通口１２０４から通路１５００内の空気を吸引して減圧することで封止材を導入する。この連通口は本実施形態のように電気配線部材に設けと、封止材を導入するための吸引ノズル１６０１の吸引動作が容易にでき、吸引ノズルの密着性も向上するため好ましい。しかしながら、支持部材である筐体自体に設けても良い。
【００２０】
図４（ｂ）に示すように支持部１３０１に記録素子基板１１００と電気配線部材１２００とを接着剤により接着することで、電極リード１２０１と記録素子基板１１００と支持部１３０１とに囲まれる領域１２０６が形成される。この領域に封止材が塗布されることになる。またこの領域１２０６と連通口１２０４とをつなぐ通路１５００が支持部１３０１と電気配線部材１２００との間の空間にて形成される。
【００２１】
次に記録ヘッドの製造段階における封止材の塗布工程について図５乃至図７を用いて説明する。まず図４で説明した構成の記録ヘッドを用意する。次に、図５に示すように、封止材を塗布するための封止材塗布ノズル１６００を電極リードの配列方向の一端部の近傍に配置させる。封止材塗布ノズル１６００から封止材１４０２を導出させながら、電極リードが配列する配列方向の他端側に向かって、封止材塗布ノズル１６００を移動させる。これにより電極リードの両端部および電極リード１２０１の表面に封止材が塗布される。このようにまず始めに、少なくとも電極リードの表面に封止剤を塗布する。
【００２２】
同様に記録素子基板の反対側の電極リードが形成された領域においても封止材を塗布する。この二箇所への封止材の塗布は別々の工程で行ってもよいし、２本の封止材塗布ノズル１６００を用いて二箇所同時に封止剤を塗布してもよい。
【００２３】
このように封止材の塗布を行った状態を図５（ｂ）に示し、この図５（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面を図６（ａ）に示す。図６（ａ）に示すように塗布された封止材は記録素子基板の側部側と電極リードの上部に主として塗布されている。封止材の粘度が比較的高い２５０Ｐａ・ｓ程度のものを使用したため、電極リードの間を封止材１４０２が落込み難い。電気接続部の保護の観点から、電極パッド１２０５と電極リード１２０１との電気接続部および電極リード１２０１の周囲を封止材１４０２により封止することが必要となる。そのため、図７に示すように本実施形態においては、図６（ａ）の状態から、連通口１２０４に吸引ノズルを当接させて通路１５００内の空気を吸引し、上述した領域１２０６に塗布された封止材１４０２を吸引する。
【００２４】
図６（ｂ）に示すように、吸引ノズルから空気の吸引を開始すると、領域１２０６に塗布された封止材１４０２が、電極リードの両端部から中央部側に向かって移動を開始する。この中央部への封止材の移動と共に、電極リード１２０１間のメニスカスを破って封止材１４０２が下方に向かって移動する（図６（ｃ））。これにより封止材１４０４によって、電極リード１２０１の周囲が封止される。このように連通口１２０４から吸引を行うことで、電極リードの下部の領域に対して封止材が導入され、さらに通路１５００内にも封止材が導入される。この状態における断面図（図５（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面）を図７に示す。
【００２５】
このように、電極リード１２０１間を移動する封止材１４０３よりも、記録素子基板１１００横から中央部に向かって移動する封止材１４０４の移動が速い。そのため、予め、電極リードの配列の両端部近傍の充填部１５０１と充填部１５０２に、封止材１４０２を電極リード１２０１下部の体積分を充填しておくことが好ましい。また、電極リード１２０１下部の体積は封止材１４０２の高さの維持や、安定した封止を行うため、ある程度小さい方が好ましい。
【００２６】
この連通口１２０４からの吸引による封止材の移動中、流れの乱れ等によって、気泡を抱き込む可能性がある。一度気泡を含むと、封止材１４０２の粘度が高いため、除去することが困難である。そのため、通路１５００の開口部１５０３は流れ性のよい曲線形状であることが好ましい。
【００２７】
また、本実施形態では、初期の封止材塗布状態から一番遠い位置、つまり電極リードの配列の中央付近に通路１５００への開口部１５０３が配置されている。これにより空気を抱き込むことを抑制しつつ、電極リードの下部領域を封止材で充填することができる。
【００２８】
しかし、電気配線部材や記録素子基板を片側に寄せ、封止材の塗布量を位置によって偏らせることも可能である。その場合は、開口部１５０３の位置は初期の封止材塗布領域から遠い位置にオフセットすることで、より効果的に電極リードを封止することが出来る。
【００２９】
また、通路１５００の一部に通路の断面積が小さい狭空間を作ることで、吸引された封止材１４０２が狭空間のメニスカスによってそれ以上吸引されなくなり、封止材の吸引量を制御することができ、連通口からの吸引の停止センサーとしての役割を果たせる。
【００３０】
以上のように吸引による電極リード１２０１の下部への封止を行った後、加熱処理を施し封止材を硬化させることで液体噴射記録ヘッドを作成した。この作成した液体噴射記録ヘッドを観察したところ、電極リード１２０１上部、電極リード１２０１下部ともに封止材で確実に封止されており、電極リード１２０１周辺部も封止が行われていることを確認できた。
【００３１】
また、記録素子基板１１００と支持部１３０１の接合部付近で、少量の気泡の抱きこみが確認された記録ヘッドもあったが、気泡が非常に小さく、封止材の粘度も高いため記録ヘッドの信頼性に対しては問題ないレベルのものであった。このように比較的高い粘度の封止材の塗布であっても、電極リードの配列の端部および電極リードの上部に封止材と塗布し、その後その塗布領域に連通する通路を介して大気と連通する連通口から空気を吸引することにより、先に塗布した封止材を強制的に吸引する。これにより所定の領域に対して、気泡の抱きこみを抑制しつつかつ短時間で封止剤を回り込ませることが出来る。
【００３２】
次に本発明の変形例として、図８のように液体噴射記録ヘッド１３００の通路１５００を形成する溝１３０４内に、電気配線部材１２００を支持するための柱１３０５を設置した。この通路１５００内部が連通口１２０４に連通する経路が複数ある、液体噴射記録ヘッドを作成した。これにより連通口から空気を吸引した場合においても、電気配線部材１２００が通路側に落ち込むことが防止でき、通路の断面積を確保できる点で好ましい。
【００３３】
また、記録素子基板１１００の幅が大きい場合、電極リードの本数も増大し封止が必要な領域も増加する。その場合、連通口および通路を複数設けることで封止が必要な領域全体にムラなく封止材を塗布することができ好ましい。複数の通路および連通口を設ける場合には、複数の開口部から吸引ノズルで同時に吸引してもよく、封止領域の端部に位置する連通口から中央部に位置する連通口に、順次吸引を行っても良い。順次吸引を行う場合には、吸引を行わない連通口は密閉することが好ましい。そのように吸引順を規定することで、封止領域が広い場合においても、気泡の抱きこみを抑えつつ安定的な封止が可能となる。
【００３４】
（第二の実施形態）
図９を用いて本発明の第二の実施形態を説明する。
図９（ａ）に平面図、図９（ｂ）に図９（ａ）のＥ−Ｅ断面図を示す。本実施形態では、通路１５００（第一の通路）を支持部を構成する支持部材自体に形成した。この場合の通路の形成は、支持部を含む筐体をインジェクションモールド等で成形する際に一括して成形できるので好ましい。
【００３５】
このような形態により、連通口の位置の自由度が広がり、また通路を支持部１３０１中に形成できるので、連通口から空気を吸引した場合に、通路の上部の壁により電気配線部材１２００を支持できるので、電気配線部材の変形等が防止でき好ましい。
【００３６】
また、図１０に本実形態の変形例を示す。図１０において通路１５００の封止領域との接続部の開口の断面積は、通路全体において最小となるように形成している。これにより、連通口から空気を吸引して封止材を電極リードの下部領域に導入する際に、通路の入り口部の断面積が小さいために、そのメニスカス力により封止材の導入を停止できる。よって簡易な構成により吸引動作の停止のタイミングを制御することができる。また封止工程終了後も通路は大気に連通しているため、電気信頼性を保つことが出来る。
【００３７】
また図１０の構成によれば、通路１５００への位置口である開口部が電極リード１２０１下部の底辺部分に配置されているため、記録素子基板１１００と支持部１３０１の接合部付近の気泡残りがさらに軽減された。
【００３８】
一般的に、液体噴射記録ヘッドは、吐出口のつまりを取り除くために、記録素子基板全体をキャップで覆い吸引を行う回復動作が行われる。このとき、連通口１２０４が封鎖されていると、効率よく吸引を行うことが出来るため、上記の封止工程終了後に連通口を封止材でふさいでもよい。
【００３９】
また本実施形態においては、電気接続部周辺のみを封止材を封止する例について説明し、記録素子基板の長手方向の側面には封止材を塗布しない構成について説明した。このように記録素子基板の側面部に封止材を設けない構成は、温度変化に伴う封止材の膨張・収縮により記録素子基板に応力がかかる影響を軽減できる点で好ましい。
【符号の説明】
【００４０】
１３００  液体噴射記録ヘッド
１１００  記録素子基板
１２００  電気配線部材
１２０１  電極リード
１２０２  コンタクトパッド
１２０３  開口
１２０４  連通口
１２０５  電極パッド
１３０１  支持部
１４０２  封止材
１５００  通路
１６００  封止材塗布ノズル
１６０１  吸引ノズル
【図１】
2011126227.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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