(57)【要約】      （修正有）【課題】封止容積を小さくして、かつ該可撓性配線基板を支持部材に接合する接着剤が該可撓性配線基板上面にはみ出ること防止することで、低コストでかつ量産性に優れるインクジェット記録カートリッジおよびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】記録素子基板７０２の周囲を封止するインクジェット記録ヘッドにおいて、封止剤が硬化するときの応力を緩和する。記録素子基板のノズル列に沿った封止空間の開口幅を最小とする。上記構成において、可撓性配線基板７０６の接着剤を上記封止空間に導入する凹部９０２を設ける。【選択図】図１
2008030273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出させるためのエネルギー発生素子とインク吐出口を供えた記録素子基板がインク供給口を持つ支持部材の該記録素子基板を収容する第一の凹部に接合固定されており、
該記録素子基板に吐出エネルギーを供給するために該記録素子基板に電気的に接続されている可撓性を有する配線基板が、該支持部材に接着固定されており、
該記録素子基板側面と該支持部材における第一の凹部との間の空間に封止剤を充填するインクジェット記録ヘッドにおいて、
該支持部材表面に開口した該記録素子基板を収容するための第一の凹部と、該第一の凹部と連通する第二の凹部とを有し、更に該第二の凹部は該支持部材表面から該第一の凹部の底部へ向かう斜面を有し、該斜面は該支持部材表面との交線より小さい連通部との交線を有することを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】
該第二の凹部が、該支持部材の第一の凹部に収納接合されている記録素子基板のノズル列に沿って複数並んでいることを特徴とする請求項１記載の記録ヘッド。
【請求項３】
該可撓性配線基板を該支持部材に接合固定する際に、該可撓性配線基板を接合する接着剤が、第一の凹部の方向に向けて第二の凹部の内部に導入収納されることを特徴とする請求項１~２記載の記録ヘッド。
【請求項４】
該可撓性配線基板のデバイスホール開口寸法は、該支持部材の第一の凹部の開口部寸法と同じかそれよりも大きいことを特徴とする請求項１~３記載の記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の記録液を吐出口から吐出して液滴を形成して記録動作を行う記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッド、および、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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り、記録時に騒音がほとんど生じず、高速な記録と様々な被記録媒体に対する記録が可能であるという特徴を有している。このようなことから、インクジェット記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録機構を担う装置として広く採用されている。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドにおける代表的なインク吐出方式としては以下にあげるものである。ピエゾ素子等の電気機械変換体を用いた方式。レーザー等の電磁波を照射してインクを発熱させ、この熱による作用でインク滴を吐出させる方式。あるいは、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させるものなどが知られている。
【０００４】
これらのうち、電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドは、電気熱変換素子を記録液室内に設け、これに記録信号である電気パルスを供給して発熱させることによりインクに熱エネルギーを与える。そのときの記録液の相変化により生じる記録液の発泡時（沸騰時）の気泡圧力を利用して、微小な吐出口からインク液を吐出させて被記録媒体に対し記録を行うものである。電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドは、一般に、インク滴を吐出するための吐出口が開口しているノズルと、このノズルにインクを供給するインク流路および共通液室を有している。
【０００５】
また、インクジェット記録ヘッドはインクタンクとインクジェット記録ヘッド部が着脱可能であるタンク交換形態のものや、インクジェット記録ヘッド部とインクを内包するインクタンク容器が一体となったインクジェット記録カートリッジ形態のものなどがある。インクジェット記録ヘッド部とインク容器が一体となったインクジェット記録カートリッジ形態のものは、ヘッドが古くなった場合ヘッドごと交換可能で、ユーザーに常に新しいヘッドを提供出来るため様々な製品が提供されている。
【０００６】
次に図９を用いて一般的なインクジェット記録カートリッジについて説明する。
本従来例には、イエロー、マゼンダ、シアンのインクを吐出させ印刷を行うためのカラーカートリッジを例にあげて説明する。
【０００７】
図９において、６０１は記録素子基板７０２を含むインクジェット記録ヘッド部と、インクを内包したインク容器部が一体となった、インクジェット記録カートリッジである。前記記録素子基板７０２は電気エネルギーを熱エネルギーに変換しインクを吐出させるためのエネルギー発生素子としてのヒーターである。そのヒーターにインクジェット記録装置から供給される電気エネルギーを伝えるための配線を備えた基板とインクをヒーターに供給するための流路とインクを吐出させるためのインク吐出口を備えたノズルプレートから構成されている。本従来例においては、イエロー、マゼンダ、シアンの３色のインクを吐出させるための吐出口列７０３、７０４、７０５を１つの記録素子基板７０２に持っている。
【０００８】
７０６は、インクジェット記録装置から記録素子基板７０２に電気信号を伝えるための可撓性配線基板であり、外部信号入力端子７０７を介しインクジェット記録装置から電気信号を入力される。
【０００９】
前記配線基板７０６と、記録素子基板７０２は前記記録素子基板７０２の２つの端面で配線基板７０６と電気的に接続されており、前記電気接続部は封止剤７０８で覆われインクから保護されている。
【００１０】
前記記録素子基板７０２に供給されるインクは、支持部材７０９とフタ７１０で仕切られた各色のインクを保持貯留するためのインク貯留部（不図示）に収納されている。インク貯留部の中には、インクを保持するためのインク吸収体が収納されている。また、支持部材７０９の内部に設けられたインクジェット記録ヘッド部にインクを供給するためのインク供給路には記録素子基板７０２に設けられたインク吐出口に異物が入らないようにフィルタが備えられている。
【００１１】
前記インクジェット記録ヘッド部における記録素子基板周囲の一般的な構成を、図１０を用いて説明する。
【００１２】
図１０は図９のC−C断面図である。８０１は記録素子基板、８０２はインク容器に内包されたインクを記録素子基板に供給するためのインク供給口８０３を持った支持基板８０２である。該支持基板８０２は、該記録素子基板を精度良く接着固定するため、アルミナなどを成形したものが使用される場合がある。該記録素子基板と前記支持部材８０４との間の空間を樹脂等の封止剤８０５を用い封止している。封止している理由の一つとしては、記録素子基板側壁をインクから保護する目的がある。
【００１３】
封止剤８０５は、熱硬化型樹脂性の封止剤を使用するのが一般的である。
【００１４】
また、特開平１０−４４４２０において、該記録素子基板と、熱的特性がほぼ同等の支持基板８０２を介し該記録素子基板８０１にインクを供給する流路を持った支持基板８０２に該記録素子基板を貼り付け固定する提案がなされている。しかし、本発明における支持部材に記録素子基板をマウントする構成のインクジェット記録カートリッジに適用することを考慮した場合、記録素子基板をマウントする部分をアルミナなどの線膨張率が近い構造とするには、構成上部品点数の増加は避けられず、コスト高や加工性などの点で問題である。
【特許文献１】特開平１０−４４４２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
近年のインクジェット記録カートリッジの低価格化が進んでいる。低コスト対策の1つとして記録素子基板８０１の低コスト化がある。すなわち記録素子基板のサイズを小さくして、ウエハー1枚当りの取り個数を多くすることが求められている。しかし、記録素子基板記録素子基板のサイズが小さくなることで、記録素子基板自体の剛性が弱化する。記録素子基板周囲の空間に封止剤を充填された加熱硬化型封止剤８０５の熱硬化時に発生する応力に記録素子基板が抗しきれない場合には、
・記録素子基板が変形して、インクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッドから印字紙への着弾位置がずれて印字品位が劣化する。
【００１６】
・記録素子基板が破損する。
ことがある。
【００１７】
従って、記録素子基板と支持部材との間の封止容積を小さくして、封止剤の硬化収縮時に発生する応力を低減させることが必要である。
【００１８】
また、熱硬化型封止剤の封止空間への充填性の観点からも、封止空間の容積は小さい方がよい。
【００１９】
上記封止空間の容積を小さくすることは、記録素子基板と、特に記録素子基板におけるノズル列に沿った支持部材との間の封止空間の開口部幅を小さくすることである。しかし、上記記録素子基板と支持部材との間の封止空間の開口部幅を小さくすると、該可撓性配線基板デバイスホール開口寸法と支持部材の記録素子基板を収納するデバイスホールの開口部寸法の関係は図７（a）、図７（ｂ）に示した関係により、封止剤を上記封止空間に充填塗布するための開口幅は更に狭くなり、封止性が悪化することが懸念される。
【００２０】
上記の懸念点に対して、封止空間の容積を最小としつつ開口部幅を最大とするために、従来は図７（a）、図７（ｂ）に示す
・可撓性配線基板デバイスホール開口寸法 ＜ 支持部材デバイスホール開口部寸法
であったレイアウト関係を、図８（a）、図８（ｂ）に示す
・可撓性配線基板デバイスホール開口寸法 ＞ 支持部材デバイスホール開口
とした。
【００２１】
これにより、封止容積は最小化されると共に開口部幅は最大限設定することが可能である。
【００２２】
従来のレイアウト図７（a）、図７（ｂ）では、可撓性配線基板７０６を支持部材に加熱圧着した場合に、可撓性配線基板接着剤が支持部材デバイスホール方向に押し出された場合でも、図７（ｂ）のように可撓性配線基板の裏面に収めることが出来ていた。
【００２３】
しかし、本発明におけるレイアウト図８（a）、図８（ｂ）では以下の項目
・可撓性配線基板のデバイスホール端部から支持部材側にはみ出た接着剤は、図８（ｂ）のような凸形状となり、プリンタ上で使用中に凸状の接着剤が崩落して該記録素子基板ノズル面を傷つる、あるいはノズルを詰まらせる可能性。
【００２４】
・該接着剤がはみ出た部分は可撓性配線基板面に対して凸状となり、プリンタ上で使用中に記録素子基板表面の清掃性の悪化の可能性。
【００２５】
・量産加工時に、可撓性配線基板デバイスホール端部からはみ出た接着剤は
加熱圧着ツール（不図示）に付着する可能性があり、その場合には十分な加熱圧着ができない、あるいは可撓性配線基板を破損させるといった工程安定性が乏しくなる可能性。
が問題点として懸念される。
【００２６】
以上の問題を考慮し、本発明は、封止容積を小さくして、かつ該可撓性配線基板を支持部材に接合する接着剤が該可撓性配線基板上面にはみ出ること防止することで、低コストでかつ量産性に優れるインクジェット記録カートリッジ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】
【００２７】
インクを吐出させるためのエネルギー発生素子とインク吐出口を供えた記録素子基板がインク供給口を持つ支持部材の該記録素子基板を収容する第一の凹部に接合固定されており、
該記録素子基板に吐出エネルギーを供給するために該記録素子基板に電気的に接続されている可撓性を有する配線基板が、該支持部材に接着固定されており、
該記録素子基板側面と該支持部材における第一の凹部との間の空間に封止剤を充填するインクジェット記録ヘッドにおいて、
該支持部材表面に開口した該記録素子基板を収容するための第一の凹部と、該第一の凹部と連通する第二の凹部とを有し、更に該第二の凹部は該支持部材表面から該第一の凹部の底部へ向かう斜面を有し、該斜面は該支持部材表面との交線より小さい連通部との交線を有することを特徴とする記録ヘッドとする。
【発明の効果】
【００２８】
該可撓性配線基板を該支持部材表面に接合固定する際に、可撓性配線基板接着剤が可撓性配線基板の上側に凸状にはみ出ることを対策して、かつ記録素子基板のノズル列に沿った封止容積を小さく出来ることで、
・プリンタ上で使用中に該凸状接着剤が崩落して該記録素子基板ノズル面を傷つける、あるいはノズルを詰まらせる可能性。
【００２９】
・該凸形状接着剤がプリンタ上で使用中のワイピング時に該記録素子基板表面を十分に拭けない可能性。
【００３０】
・量産加工時に、加熱圧着ツール（不図示）に付着する怖れと工程安定性に乏しい可能性。
の排除が可能となる。
【００３１】
すなわち本発明は、低コストでかつ量産性に優れるインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明は、温度変化による記録素子基板と支持部材と封止剤の発生応力の影響を最小として、記録素子基板が変形することなく安定した印字ができるインクジェット記録カートリッジを提供できる。
【００３３】
以下本発明の第1の実施例におけるインクジェット記録ヘッドの構成を図１、図２、図３、図４を参照して説明する。
【００３４】
図１は本実施例のインクジェット記録カートリッジの部品毎に分解した模式的斜視図である。該記録素子基板７０２はＳｉ基板の片側に、インクを吐出するための複数のエネルギー発生素子（不図示）と、各エネルギー発生素子（不図示）に電力を供給するＡｌ等の電気配線（不図示）が、成膜技術により形成されている。このエネルギー発生素子（不図示）に対応する複数のインク流路（不図示）と複数のインク吐出口図２（Ａ）H１１０３とがフォトリソグラフィ技術により形成される。また、複数のインク流路（不図示）にインクを供給するためのインク供給口図２（Ｂ）H１１０２が反対側の面（裏面）に開口するように形成されている。
【００３５】
可撓性配線基板７０６は、記録素子基板７０２を組み込むためのデバイスホールが形成されている。記録素子基板記録素子基板７０２の電極（不図示）に対応する電極端子（不図示）と、この可撓性配線基板７０６のプリンタ本体装置からの駆動制御信号を受け取るための外部信号入力端子（不図示）を有している。この外部入力端子と電極端子が銅箔の配線でつながっている。
【００３６】
支持部材７０９は、樹脂成型により形成されており、本実施例で使用した樹脂材料には、形状的剛性を向上させるためにガラスフィラ―を適量混入した樹脂材料を使用している。
【００３７】
本発明における支持部材７０９は、図３に示すように該可撓性配線基板を接合する該支持部材表面と該第一の凹部９０１とを有すると共に、該第一の凹部ならびに該支持部材表面に連通する該第二の凹部９０２を有している。
【００３８】
上記支持部材７０９における第一の凹部９０１部分の模式外観図を図３に示す。
【００３９】
また、該連通空間部分の平面図および部分断面図を図４（a）、図４（ｂ）に示す。
【００４０】
図３、図４（a）、図４（ｂ）から分かるように、本発明における第二の凹部は開口端の一方は、該支持部材の該可撓性配線基板の接合面９０３に開口連通しており、また開口端の他方は支持部材の第一の凹部９０１側面に開口している。
【００４１】
次に、第二の凹部９０２を有する支持部材７０９に該可撓性配線基板を過熱圧着した状態の平面図、および部分断面図を図５（a）、図５（ｂ）に示す。
【００４２】
本発明における第二の凹部により、加熱圧着後の該可撓性配線基板下の加熱硬化型接着剤９０４は、支持部材の第一の凹部側に向けて押し出される熱硬化型接着剤は、本発明における第二の凹部によって収納されて硬化する。従って該可撓性配線基板デバイスホールの端面から上側の凸形状となって硬化することは無い。
【００４３】
該連通空間の支持部材の第一の凹部から該可撓性配線基板接合面開口部端部までの距離aは、該可撓性配線基板デバイスホール端部と支持部材の第一の凹部稜線部分との距離、および可撓性配線基板を接着固定する加熱硬化型接着剤の流動性との組み合わせによって任意に設定可能である。
【００４４】
また、本発明の第二の凹部の該可撓性配線基板接合面における開口幅bは、可撓性配線基板加熱圧着時に該熱硬化型接着剤の塗布パターンおよび押し出される量によって、第二の凹部の配置ピッチやその数によって任意に設定可能であり、図３、図５（a）、図５（ｂ）では隣合わせる第二の凹部と部分的に接している構成としており、加熱圧着によってはみ出た加熱硬化型接着剤を最も確実に第二の凹部に収めるレイアウトの１つである。
【００４５】
また、第二の凹部の支持部材の第一の凹部の内側への開口幅寸法cは、可撓性配線基板接合面開口端部幅bと同じかそれ以下とする。
【００４６】
上記c寸法は可撓性配線基板を固定する加熱硬化型接着剤の物理特性に合わせて、毛管力を発生するような寸法にすることも可能である。
【００４７】
これにより、加熱圧着によって第二の凹部に押し出された接着剤は、可撓性配線基板の裏面と第二の凹部の隅部を毛管現象で走った場合でも、可撓性配線基板の上面に出ることは無く、第二の凹部の毛管力発生部によって確実に第二の凹部へと導かれて収納される。
【００４８】
以上の各部位の寸法a,b,cを考慮した本発明の連通空間第二の凹部における他の実施例を図６に示す。
【００４９】
なお、本発明の適用例は本実施例における形状のみに限定されるわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例におけるインクジェット記録カートリッジの構成を示す模式外観図である。
【図２】本発明の実施形態における記録素子基板の概略図である。  （Ａ）表面、インク吐出口側の平面図である。  （Ｂ）裏面、インク供給路側の平面図である。
【図３】本発明の実施例における支持部材の模式外観図である。
【図４】（a）本発明の実施例における支持部材の模式平面図である。  （ｂ）本発明の実施例における支持部材のA-A矢視模式断面図である。
【図５】（a）本発明の実施例におけるインクジェット記録カートリッジの模式平面図である。  （ｂ）本発明の実施例におけるインクジェット記録カートリッジのB-B矢視模式断面図である。
【図６】本発明の第二の凹部における他の実施の形状を表す模式平面図である。
【図７】（a）従来構成のインクジェット記録カートリッジの模式平面図である。  （ｂ）従来構成のインクジェット記録カートリッジのD-D矢視模式断面図である。
【図８】（a）本発明を実施せず、封止剤応力対策のみ適用したインクジェット記録カートリッジの模式平面図である。  （ｂ）本発明を実施せず、封止剤応力対策のみ適用したインクジェット記録カートリッジのE-E矢視模式断面図である。
【図９】従来のインクジェット記録カートリッジを表す模式図である。
【図１０】従来のインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
H１１０１  記録素子基板
H１１０２  インク供給口
H１１０３  インク吐出口
６０１  インクジェット記録カートリッジ
７０２  記録素子基板
７０３  吐出口列
７０４  吐出口列
７０５  吐出口列
７０６  電気配線基板
７０７  外部信号入力端子
７０８  封止剤
７０９  支持部材
７１０  フタ
８０１  記録素子基板
８０２  支持基板
８０３  流路
８０４  支持板
８０５  封止剤
９０１  第一の凹部
９０２  本発明における第二の凹部
９０３  支持部材の表面
９０４  可撓性配線基板を接合する加熱硬化型接着剤
【図１】
2008030273.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】
2008030273.tif 000008
【図７】
2008030273.tif 000009
【図８】
2008030273.tif 000010
【図９】
2008030273.tif 000011
【図１０】
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