(57)【要約】【課題】  樹脂成形品等のアルミナ以外の材料で形成されたマウント基板への仮固定で、確実に吐出素子を固定する。【解決手段】  液体を吐出させる吐出口列を有する吐出素子と、前記吐出口列に連通する液体供給口と前記吐出素子接着面とを備えたマウント基板と、前記マウント基板に前記吐出素子を接着剤で接合してなる液体吐出ヘッドの吐出ユニットにおいて、前記吐出素子接着面、前記吐出素子側面、および、前記マウント基板に設けられた凸部側面、により形成される接着剤収容部を有する液体吐出ヘッドの吐出ユニットを提供する。【選択図】  図1
2008036874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出させる吐出口列を有する吐出素子と、
前記吐出口列に連通する液体供給口と前記吐出素子接着面とを備えたマウント基板と、
前記マウント基板に前記吐出素子を接着剤で接合してなる液体吐出ヘッドの吐出ユニットにおいて、
前記吐出素子接着面、前記吐出素子側面、および前記マウント基板に設けられた凸部側面により形成される接着剤収容部を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの吐出ユニット。
【請求項２】
前記接着剤は紫外線の照射により硬化する接着剤であることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッドの吐出ユニット。
【請求項３】
前記マウント基板は樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項1、2に記載の液体吐出ヘッドの吐出ユニット。
【請求項４】
液体を吐出させる吐出口列を有する吐出素子と、
前記吐出口列に連通する液体供給口と前記吐出素子接着面とを備えたマウント基板と、
前記マウント基板に前記吐出素子を接着剤で接合してなる液体吐出ヘッドの吐出ユニットにおいて、
前記吐出素子接着面、前記吐出素子側面、および、前記マウント基板に設けられた凸部側面、により形成される接着剤収容部を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの吐出ユニットであって、
前記吐出素子と前記マウント基板とを接合すると同時に
前記接着剤を前記接着剤収容部に誘導して貯留する第１の工程と、
前記接着剤収容部に貯留した接着剤を硬化する第2の工程とを、
有することを特徴とする液体吐出ヘッドの吐出ユニットの製造方法。
【請求項５】
前記接着剤を硬化する第２の工程は、紫外線照射であることを特徴とする請求項4に記載の液体吐出ヘッドの吐出ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ等液体吐出方式の記録装置に用いられる液体吐出ヘッドの吐出ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出方式による記録装置は、コンピューター等のデジタル処理装置のデータを出力するプリンタの他、ファクシミリやコピー機等にも広く利用されてきている。
【０００３】
このような記録装置に用いられる液体吐出ヘッドは、記録信号に応じてヒータを印加させてノズルから液体であるインク滴を吐出飛翔させることによって記録媒体上に画像記録を行うものである。
【０００４】
図５は特許文献1等に開示された従来の液体吐出ヘッド吐出ユニットの構成を示す分解斜視図である。吐出素子ユニット１１００は、例えば黒インク用の吐出素子１００１とカラーインク用の吐出素子１００２とを有し、これらを担持するマウント基板１０１０は、インク供給口１０１１,１０１２を備えている。吐出素子１００１,１００２は吐出口列をインク供給口１０１１,１０１２に位置合わせして、接着剤によってマウント基板１０１０に固定される。
【０００５】
次に予めマウント基板１０１０に接着固定された補助基板１０２０と電気配線板１０３０とを接着剤を介在させて接着する。そして補助基板１０２０の開口１０２１,１０２２および電気配線板１０３０のデバイスホール１０３１,１０３２からそれぞれ露出する吐出素子１００１,１００２の端子電極を電気配線基板１０３０のリードに電気接続する。更に吐出素子１００１,１００２の周囲を封止剤１０４１,１０４２によって封止する。こうして液体吐出ヘッドの吐出ユニット１１００は構成される。
【０００６】
次に前記吐出素子１００１、１００２とマウント基板１０１０を接着接合してなるマウントユニットを構成するための一工程である、仮固定について説明する。
【０００７】
前記マウントユニットは、従来の実装工程を経て吐出ユニット１１００を形成するまでに前記電気配線基板１０３０の接着工程や、前記吐出素子と前記電気配線基板とを電気的に接続するILB、さらに吐出素子の周囲を封止する等の工程を通過する。そのため、前記各工程を通過してから前記封止工程後に前記接着剤を完全硬化する熱キュア工程までの間、吐出素子が動かないように仮固定する必要があった。
【０００８】
前記接着剤００１は一般的に耐インク性が良好な熱を加えて硬化する熱硬化性と、生産性向上のため瞬時に仮固定できるように紫外線を照射して硬化するUV硬化性との、両方の性質をもつUV・熱併用硬化型接着剤が使用されている。
【０００９】
図７は吐出素子を仮固定する様子を示す従来例である。
【００１０】
まず、アルミナ製マウント基板１０１０に接着剤００１が塗布される。塗布量は少量かつ、均一な塗布高さが求められるため、転写等の手法が広く用いられる。次に吐出素子１００１がマウント基板にマウントされる。（吐出素子１００２も同様）この時、接着剤は押しつぶされて吐出素子の側方から外側に押し出される。接着剤は粘度が低いため、主に横方向（矢印の方向）に広がりやすい。さらに次に吐出素子が仮固定される。吐出素子の仮固定では、この吐出素子の前記側方に広がり吐出素子外側にはみ出した接着剤に対して、所定の照度に設定した紫外線を所定の時間照射して、必要な照射量を加えることによって硬化させる。このとき、吐出素子外側にはみ出した接着剤、および紫外線が照射される照射位置近傍に位置する吐出素子裏面とマウント基板の間に挟まれた接着剤が硬化している。（図7の００２参照）こうして、吐出素子１００１がマウント基板１０１０に仮固定される。
【００１１】
前記マウント基板と称した基板ユニットは、アルミナで形成された前記マウント基板１０１０と、前記補助基板１０２０との、２つの部品を接着して構成される。（図6（a）参照）また、アルミナ製マウント基板は、組立ての基台となり設計的に高精度な平面度が要求されるため、プレス後の焼成、二次加工（研磨処理）等が施された高額な部品である。
【００１２】
そこで近年、前記液体吐出ヘッドの更なるコストダウンを目的とし、吐出ユニットに使用するマウント基板の材料変更に向けた開発が進められている。図6（ｂ）はその一例であり、前記マウント基板１０１０と前記補助基板１０２０を一体的に成形したマウント基板である。例えば一般的な射出成形技術が用いられる。このようにマウント基板に樹脂材料を用いれば前記二次加工等の加工費が削減できるためコストダウンが可能である。
【００１３】
樹脂材料には例えば変性PPE、PET、PP、PPS等が選択される。また、前記平面度に加え、品質性、組み立て性等の観点からも、マウント基板に要求される材料特性（熱伝導性や線膨張率等）を満足するため、カーボン、ガラス、または金属系等のフィラー等を高充填してなる成形材料の開発が進められている。
【特許文献１】特開２００３―２１１６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述したような従来の仮固定方法を樹脂材料で成形したマウント基板に適用すると、吐出素子の裏面とマウント基板に挟まれた接着剤の硬化不足が生じ、従来の構成のままでは仮固定力が安定して得られないという現象が発生した。これによって前記ILB時に吐出素子が動いてしまい、ILBが安定しないという問題があった。また、吐出素子が動いた時に吐出素子とマウント基板の隙間にパスが発生しやすくなり、後の封止工程で封止剤が吐出素子の中に入り込む等の問題があった。
【００１５】
図９は仮固定時における接着剤硬化領域の差を示す概略図である。
【００１６】
検討の結果、マウント基板が従来のアルミナの場合は、紫外線が直接照射する吐出素子外側にはみ出した接着剤、および前記吐出素子裏面とマウント基板に挟まれた接着剤が硬化する。（図9（a）００２参照）
一方、マウント基板を樹脂材料で成形した場合は、紫外線が直接照射する吐出素子外側にはみ出した接着剤００２は硬化するが吐出素子裏面とマウント基板に挟まれた接着剤００１は硬化しないことが分かった。（図9（ｂ）００１参照）
これは、マウント基板の材質、色、平面性、構造等の影響により、紫外線の吐出素子裏面への進行度が変わる為だと考えられる。また、これは樹脂材料に限るものではなく、従来のアルミナと異なる材料では上記問題が生じる可能性がある。
【００１７】
よって、いかに吐出素子裏面に位置する接着面以外のマウント基板上に、接着領域を確保して仮固定力を得るかが課題であった。
【００１８】
本発明は、上記した問題点を解決するものであり樹脂成形品等のアルミナ以外の材料であるマウント基板を用いたマウント仮固定において、確実に吐出素子を固定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出させる吐出口列を有する吐出素子と、前記吐出口列に連通する液体供給口と前記吐出素子接着面とを備えたマウント基板と、前記マウント基板に前記吐出素子を接着剤で接合してなる液体吐出ヘッドの吐出ユニットにおいて、前記吐出素子接着面、前記吐出素子側面、および、前記マウント基板に設けられた凸部側面、により形成される接着剤収容部を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの吐出ユニット。
【００２０】
前記接着剤は紫外線の照射により硬化する接着剤であり、前記接着剤を硬化する第２の工程は紫外線照射であることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッドの吐出ユニット。
【００２１】
前記マウント基板は樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項1、2に記載の液体吐出ヘッドの吐出ユニット。
【００２２】
液体を吐出させる吐出口列を有する吐出素子と、前記吐出口列に連通する液体供給口と前記吐出素子接着面とを備えたマウント基板と、前記マウント基板に前記吐出素子を接着剤で接合してなる液体吐出ヘッドの吐出ユニットにおいて、前記吐出素子接着面、前記吐出素子側面、および、前記マウント基板に設けられた凸部側面、により形成される接着剤収容部を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの吐出ユニットであって、前記吐出素子と前記マウント基板とを接合すると同時に前記接着剤を前記接着剤収容部に誘導して貯留する第１の工程と、前記接着剤収容部に貯留した接着剤を硬化する第2の工程とを、有することを特徴とする液体吐出ヘッドの吐出ユニットの製造方法。
を提供するものである。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明の吐出ユニットは、吐出素子とマウント基板との接着面となるマウント基板上に凸部を配することにより、吐出素子接着面、吐出素子側面および凸部側面で形成される接着剤収容部を設けた構成とした。これにより吐出素子とマウント基板を貼り合せたと同時に吐出素子に押し潰されて外側にはみ出した接着剤を、積極的に接着剤収容部に誘導して、接着剤と吐出素子側面が接触した状態で紫外線照射して硬化することが出来る。よって吐出素子裏面とマウント基板に挟まれた接着剤が硬化しなくても、吐出素子側面の接着領域が確保できるので、確実にマウント基板に仮固定することができる。
【００２４】
また、吐出素子を確実にマウント基板に仮固定することによって、前述したようなILBが安定しない、封止剤が吐出素子の中に入り込んでしまう、といった工程上の問題を解決することが出来る。
【００２５】
更に、本発明における吐出ユニットによれば、本発明であるマウント基板上の凸部を一般的な射出成形技術等で容易に形成できる。これは樹脂材料に限るものではく、マウント基板をアルミナ製から他の材料に変更した際に、樹脂と同様に紫外線照射による接着剤硬化が困難な場合は有効である。
【００２６】
以上より、マウント基板の選択自由度があがるため、低コストのヘッドの提供によるコストダウンが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施例を説明する。
【００２８】
まず、図3、図4を用いて吐出ユニット１１００について説明する。
【００２９】
図3は液体吐出ヘッド（図８  １０００参照）の構成要素の一つである吐出ユニットの分解斜視図である。吐出ユニットは、液体であるインクを吐出するノズルを有する黒インク用の吐出素子１００１と、カラーインク用の吐出素子１００２とを有する。これらを担持するマウント基板１０１０は液体供給口であるインク供給口１０１１、１０１２および前記吐出素子接着面１０１１b、１０１２bを備える。マウント工程では吐出素子１００１、１００２の吐出列と基板ユニット１０１０のインク供給口１０１１、１０１２とを位置合わせして、マウント基板１０１０に接着・固定する。
【００３０】
さらに、マウント基板１０１０と電気配線基板１０３０を接着し、電気配線基板１０３０のデバイスホール１０３１,１０３２からそれぞれ露出する吐出素子１００１、１００２の端子電極を電気配線基板１０３０のリードに電気接続する。その後、吐出素子１００１、１００２の周囲並びに電気的接続部を封止剤１０４１、１０４２によって封止する。前記吐出素子に電気信号を印加する電気配線板は、プリンタ本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子を有した電気コンタクト基板１０４０および前記電気配線基板１０３０で構成されている。
【００３１】
吐出素子１００１、１００２はサイドシュータ型バブルジェット（登録商標）基板として公知の構造である。図12で示すように厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板１００１ｂに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１００１ｃと、インク供給口を挟んだ両側にそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列された吐出手段であるヒータ列１００１ｄを有する。更に前記ヒータに電気配線により接続され基板の両外側に接続パッドが配列された電極部１００１eを有する。接続パッドにはＡｕスタッドバンプが形成されている。接続パッドはＡｕメッキバンプでも良い。またノズル列１００１aは樹脂材料でフォトリソ技術により形成されている。
【００３２】
電気配線基板１０３０はテープ基材、配線、カバー層の積層体であり、記録素子１００１、１００２に対して液体であるインクを吐出するための電気信号を印加する。一例としてＴＡＢテープが考えられる。吐出素子に対応するデバイスホールの辺にあたる素子接続部には、配線がデバイスホールに露出してなるインナーリードが設けられている。電気配線基板はカバー層の側を接着層を介して接着固定される。
【００３３】
電気配線基板１０３０と記録素子１００１、１００２は、それぞれ熱超音波圧着法や異方性導電テープを介して電気的に接続される。ＴＡＢテープの場合は熱超音波圧着法によるインナーリードボンディング（ＩＬＢ）が好適である。図の記録素子ユニットにおいては、電気配線基板１０３０のインナーリードと記録素子上のスタッドバンプとがＩＬＢ接合される。
【００３４】
そしてこの電気的接合部および記録素子側面に対して外的衝撃やインク付着を防止するため封止剤を塗布する。封止剤は熱硬化型が一般に使用され、記録素子の側面の封止と電気接続部の封止はそれぞれ物性および硬化条件がことなる２種類の接着剤１０４１、１０４２で封止される。こうして塗布された封止剤が硬化すると吐出ユニットは完成する。
【００３５】
次に吐出素子１００１、１００２を基板ユニット１０１０に接着剤を介して接着接合するマウント工程について図11を用いて説明する。マウント工程は以下（1）〜（5）の工程から成る。
（1） 接着剤塗布工程
マウント接着剤は一般に耐インク性が良好な熱を加えて硬化する熱硬化性と、生産性向上のため瞬時に仮固定できるように紫外線を照射して硬化するUV硬化性との、両方の性質をもつUV・熱併用硬化型接着剤が使用されている。また、微小な塗布量かつ均一高さの塗布を要するため、タクト短縮が可能な転写による塗布手法が一般に利用されている。
（2） 貼り合わせ
吐出素子をマウント基板に高精度で貼り合わせる。
【００３６】
吐出素子を吸着したフィンガーを上方から下方のマウント基板に下降し、接着剤を介在して吐出素子とマウント基板を貼り合わせる。この時吐出素子に押し出された接着剤は接着剤収容部に誘導されて貯留する。
（3） 仮固定（1次UVキュア）
前記マウント時に吐出素子をマウント基板に貼り合わせた時に吐出素子の側方から外側に押し出された接着剤に紫外線を照射して短時間で硬化することによって吐出素子を仮固定する。
（4） 接着剤硬化
所定の温度に昇温保持した恒温層に投入して吐出素子基板裏面とマウント基板に挟まれた未硬化接着剤を完全硬化する。こうしてマウント工程が完結する。
【００３７】
また、接着剤を介して吐出素子をマウント基板に接着接合されたマウントユニットはその後、電気配線基板の接着や吐出素子と電気配線基板とを電気接続するＩＬＢ工程等、吐出ユニットを構成するまで、すなわち接着剤を完全硬化するまでに幾つかの実装工程を通過する。そのため、各工程を通過するときに吐出素子が動かないように、基板ユニットに仮固定されることが必要となっている。
【００３８】
次に図1、2および10を用いて本発明の吐出ユニットを構成する一部であるマウントユニットを説明する。
【００３９】
図2は本発明の実施例を説明するマウント基板の概略図である。マウント基板には液体であるインクが吐出素子に供給される時にインクが流れる流路となる貫通口がブラックインク用１０１１、カラーインク用１０１２の２種類設けられている。
【００４０】
図中破線部１０１１bおよび１０１２ｂは前記吐出素子がマウントされる接着面であり、液体と吐出させる吐出口列を有する吐出素子がそれぞれブラック用、カラー用としてマウントされる。
【００４１】
図1は本発明の実施例を示す概略図であり、前記カラー用の吐出素子がマウントされた状態を示す。図1（a）において１０１０aは仮固定部であり、吐出素子をマウント基板に接着剤００１を介してマウントした時、この領域に紫外線を照射して接着剤００１を短時間で硬化させて仮止めする。（図10（ｂ）００２参照）
図1（ｂ）は図１（a）におけるA-A断面図である。図1（ｃ）は図1（ｂ）の接着剤収容部１０１０ｂを示す吐出ユニットの拡大断面概略図である。本発明は吐出素子側面に対向して狭小空間１０１０ｃを形成するように、マウント基板１０１０の被接着面上に仮固定の接着力を向上するための接着剤収容部１０１０ｂを有することを特徴とする。例えば前記接着剤収容部１０１０bは、吐出素子を貼り合わせた時に押し出された接着剤００１を吐出素子側面に誘導して貯留するために凸部１０１１a,１０１２aが樹脂材料を成形してなるマウント基板１０１０の被接着面上に一体的に形成されている。前記凸部は成形型により容易に形成できる。凸部の高さは、押し出された接着剤がマウント基板上に設けられた前記凸部側面と吐出素子側面の間を経て確実に吐出素子側面に接するようにするため吐出素子の厚さより低い方が望ましい。（図10参照）
さらに、前記接着剤収容部において、吐出素子側面と凸部側面までの距離は、吐出素子側面に確実に接着剤が到達すればよく、接着剤特性（粘度、チクソ性、表面張力等）、転写量、マウント装置の貼り合わせ精度などにより設定すればよい。また、凸部を設ける位置は必要な接着力を得るように決めればよいが、UV照射範囲内であれば吐出素子全周もしくは一部でもよい。
【００４２】
前記マウント基板１０１０は樹脂材料、例えばPPSを使用する。またマウント基板１０１０は部品の機能として、熱伝導性・放熱性、熱的寸法安定性、寸法精度、組み立て性および耐インク性等の機能が要求されるため、PPSベースレジンにカーボンやガラス等のフィラーを含有して成形される。
【００４３】
この凸部を有する接着剤収容部１０１０bをマウント基板上に配することにより、吐出素子側方に押し出された接着剤を積極的に吐出素子側面に接した状態で紫外線を照射し硬化させる。よって吐出素子裏面とマウント基板に挟まれた接着剤が硬化しなくても、吐出素子側面の接着領域が確保できるため、確実にマウント基板に仮固定することができる。また、本発明は樹脂材料に限るものではく、マウント基板をアルミナ製から他の材料に変更した際に、樹脂と同様に紫外線照射による接着剤硬化が困難な場合は有効である。
【００４４】
以上より、マウント基板の選択自由度があがるため、低コストのヘッドの提供によるコストダウンが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（a）本発明の実施例を説明する吐出ユニットの平面概略図（b）本発明の実施例を説明する吐出ユニットの断面概略図（c）接着剤収容部を示す吐出ユニットの拡大断面概略図
【図２】基板ユニット
【図３】吐出ユニットの構成を示す分解斜視図
【図４】吐出ユニットの斜視図
【図５】従来の吐出ユニットの構成を示す分解斜視図
【図６】従来の基板ユニットと本発明による基板ユニット
【図７】従来の吐出素子の仮固定方法を示す概略図
【図８】液体吐出ヘッドの概略斜視図
【図９】（a）従来のマウント基板を用いた時の接着剤硬化状態を示す概略図（b）本発明のマウント基板を用いた時の接着剤硬化状態を示す概略図
【図１０】本発明の実施例における接着状態を説明する概略断面図
【図１１】マウント工程を説明する工程フロー
【図１２】吐出素子の構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００４６】
００１  接着剤
００２  接着剤硬化領域
１００１  第１の吐出素子
１００２  第２の吐出素子
１００３  電気配線基板
１０１０  マウント基板
１１００  吐出ユニット
１０４１  第１の封止剤
１０４２  第２の封止剤
１０１０a  仮固定部
１０１０ｂ  接着剤収容部
１０１０ｃ  狭小空間
１０１０ｄ  開口部
１０１０e  接着剤導入部
１０１０ｆ  仮固定接着領域
１０４０  電気コンタクト基板
１０１１  ブラック用インク供給口
１０１１a  凸部
１０１１ｂ  ブラック用接着面
１０１２  カラー用インク供給口
１０１２a  凸部
１０１２ｂ  カラー用接着面
【図１】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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