(57)【要約】【課題】以下の目的を達成するためのインクジェットヘッドの提供。インナーリードのボンディング部分における、外部からのインク等の浸入に対する信頼性を向上させる。部品のコストダウンと、接着剤塗布工程、および熱キュア工程のタクト短縮によるコストダウン。【解決手段】インクジェットヘッドにおける実装部の封止構造において、あらかじめインナーリード全体を覆い被せるようなカバー部材を設置しておき、その中に流れ性のよい封止剤を流し込んで硬化させる、封止構造、および封止手段。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する開口に連通するノズルと、前記ノズルに供給する液体を貯留するための液体貯留部と、外部より前記液体貯留部に液体を導入する液体導入部と、を有するインクジェットヘッドにおける実装部の封止構造であって、
前記インクジェットの構成が、アルミナ製のチッププレートに複数のＨＢを位置決めして配列した後に、インナーリードを備えたＴＡＢを前記ＨＢに対して位置決めして貼り合わせを行ない、あらかじめＨＢ上に設けられたパッド上のバンプに対して、ＴＡＢのインナーリードを１対１でボンディングして導通を行なうインクジェット記録ヘッドにおいて、
あらかじめインナーリード全体を覆い被せるようなカバー部材を設置しておき、その中に封止剤を流し込んで硬化させる、インナーリードボンディング部分の封止構造を特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吐出口から記録液体を吐出して記録を行なうインクジェットヘッド、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりの記録方式のうち、吐出口からインクを吐出させて被記録媒体上に記録を行うインクジェット記録方式は、静かで、高密度かつ高速の記録動作が可能であるため、近年では広く採用されている。
【０００３】
この方式を採る一般的な記録装置は、被記録媒体への画像記録のためにインクを吐出するインクジェットヘッドと、被記録媒体の搬送装置とを備えている。
【０００４】
インクジェットヘッドは、吐出口からインク滴を吐出させるために吐出口と連通するノズル内に、ピエゾ素子等の電気機械変換体素子を用いたもの、発熱抵抗体等の電気熱変換体素子を用いたもの、あるいは電波やレーザの電磁波機械変換体素子，電磁波熱変換体素子を用いたもの等がある。その中でも熱エネルギーを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録装置は、ノズルを高密度に配列させることができるため高解像度の記録を行うことが可能である。
【０００５】
特に、電気熱変換体素子を熱エネルギー発生素子として用いたインクジェットヘッドは、電気機械変換体素子を用いたものよりも小型化が容易であり、更には、最近の半導体製造分野において進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術を応用して、その長所を十分に活用することにより高密度実装化が容易でかつ低コストにて提供可能となる。
【０００６】
このような変換体の変換部が設けられたヒーターボード（以下ＨＢ）に記録装置本体から送られてくる電気信号を伝達するための、基材がガラス／エポキシ等からなる配線基板がインクジェットヘッドの一部として配設されている。この配線基板には、記録装置本体のフレキシブル配線基板と接触して電気的に接続されるコンタクトパッドが配設されている。ＨＢと配線基板とは、その間に、インナーリードからアウターリードまでを配線されたＴＡＢテープを介して接続されている。具体的には、ＨＢとＴＡＢテープの接続は、ＨＢのパッド上に形成された金バンプとＴＡＢテープに形成されたインナーリードとをボンディングによって接続される。また、ＴＡＢテープと配線基板の接続には、それぞれのパッド間にＡＣＦテープを挟み込んで、ＡＣＦによる熱荷重工程を経て接続される。
【０００７】
また、それぞれの電気的接続部分には、外部からのインク等による腐食、およびショート等を防ぐためにカバー封止が必須であり、封止部分の材質や用途によって封止剤を使い分ける必要がある。
【０００８】
前述のインクジェットヘッドの、ＨＢとＴＡＢテープの接続部分に用いられる封止技術としては、インナーリードを境にして上下に、性質の異なる２つの封止剤を用いるというものであった。
【０００９】
また、封止工程も複雑で、下封止剤を塗布後に熱キュアをかけて硬化させ、その後、上封止剤を塗布後に再度熱キュアをかけて完成させる、というものであった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平０６−１９８８６３
【特許文献２】
特開２００１−１３０００１
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、なぜこのような複雑な封止工程を行なっているのか理由を説明する。
【００１２】
下封止を行なう上で要求される項目として、「粘度が低く、硬化後も弾性を持たせたい」というのがある。これは、前述したようにＨＢを複数配列しているが、その配列の隙間は非常に小さいため、粘度の低いタイプでないと毛管力で流れ込んでいかないために要求されている項目である。また、ＨＢはシリコンから形成されているため、熱衝撃に非常に弱い性格を持っており、熱硬化後も弾性を持っている性質の接着剤でなければならないのである。
【００１３】
一方、上封止を行なう上で要求される項目として、「粘度が高く、硬化後は弾性を持たせたくない」というのがある。これは、インナーリード部の上だけに接着剤を塗布しなければならないため、粘度が低いと余計なところまで流れ出してしまう可能性がある。また、記録本体に備えられた、ノズル付近に付着したインクを除去するためのブレードに対して、耐久性を持たせるためには、硬化後はなるべく弾力性を持たない接着剤でなければならないのである。
【００１４】
このような双方の理由から、相反する性質をもつ２種類の接着剤を用いているのであるが、前述のように封止工程は複雑になり、また、性質の異なる接着剤を連続して使いこなすために、熱キュア条件等も非常にシビアである。また、硬化状態が不安定な場合は、２種類の接着剤が互いに相溶し合うことで完全に硬化しない可能性があり、時として、外部からのインク等の浸入による電気ショートに至る場合もあり、硬化条件等では回避できない問題もあるため、代替技術が望まれている。
【００１５】
そこで本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、インナーリード部を確実にカバー封止でき、かつ環境変化による電気的接続部への影響もなく、さらには封止工程も簡略化できることで生産性向上へもつながるという、それぞれの課題に対してすべてを満たす、信頼性の高い封止構造、および封止手段を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の第１の態様は、液滴を吐出する開口に連通するノズルと、前記ノズルに供給する液体を貯留するための液体貯留部と、外部より前記液体貯留部に液体を導入する液体導入部と、を有するインクジェットヘッドにおける実装部の封止構造であって、前記インクジェットの構成が、アルミナ製のチッププレートに複数のＨＢを位置決めして配列した後に、インナーリードを備えたＴＡＢを前記ＨＢに対して位置決めして貼り合わせを行ない、あらかじめＨＢ上に設けられたパッド上のバンプに対して、ＴＡＢのインナーリードを１対１でボンディングして導通を行なうインクジェット記録ヘッドにおいて、あらかじめインナーリード全体を覆い被せるようなカバー部材を設置しておき、その中に封止剤を流し込んで硬化させる、インナーリードボンディング部分の封止構造が好ましい。
【００１７】
また、上記目的を達成するために本発明の第２の態様は、前記カバー部材の形状が、トンネル形状であることが好ましい。
【００１８】
また、上記目的を達成するために本発明の第３の態様は、前記カバー部材は、射出成形によって形成された樹脂部材であることが好ましい。
【００１９】
また、上記目的を達成するために本発明の第４の態様は、前記カバー部材の材質が、前記インナーリードに当接してもつぶれない程度の弾力性に富んだゴム系部材からなり、その形状が半月の断面形状を持つことが好ましい。
【００２０】
また、上記目的を達成するために本発明の第５の態様は、液滴を吐出する開口に連通するノズルと、前記ノズルに供給する液体を貯留するための液体貯留部と、外部より前記液体貯留部に液体を導入する液体導入部と、を有するインクジェットヘッドにおける実装部の封止構造であって、前記インクジェットの構成が、アルミナ製のチッププレートに複数のＨＢを位置決めして配列した後に、インナーリードを備えたＴＡＢを前記ＨＢに対して位置決めして貼り合わせを行ない、あらかじめＨＢ上に設けられたパッド上のバンプに対して、ＴＡＢのインナーリードを１対１でボンディングして導通を行なうインクジェット記録ヘッドにおいて、あらかじめインナーリード全体を覆い被せるようなカバー部材を設置しておき、その中に封止剤を流し込んで硬化させる、インナーリードボンディング部分の封止方法を特徴とする、インクジェットヘッドの製造方法が好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
まず、本発明のヘッドを適用する、一例のインクジェットヘッドを用いたインクジェット記録装置の例を述べる。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【００２４】
図１に示すインクジェット記録装置は、インクジェットヘッド２０１の往復移動（主走査）と、一般記録紙、特殊紙、ＯＨＰフィルム等の記録用シートＳの所定ピッチごとの搬送（副走査）とを繰り返しつつ、これらの動きと同期させながらインクジェットヘッド２０１から選択的にインクを吐出させ、記録用シートＳに付着させることで、文字や記号、画像等を形成するシリアル型のインクジェットプリンタである。
【００２５】
図１において、インクジェットヘッド２０１は、２本のガイドレールに摺動自在に支持され不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレールに沿って往復移動されるキャリッジ２０２に着脱可能に搭載されている。記録用シートＳは、搬送ローラ２０３により、インクジェットヘッド２０１のインク吐出面に対面し、かつ、インク吐出面との距離を一定に維持するように、キャリッジ２０２の移動方向と交差する方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。
【００２６】
インクジェットヘッド２０１は、それぞれ異なる色のインクを吐出するための複数のノズル列を有する。インクジェットヘッド２０１から吐出されるインクの色に対応して、複数の独立したメインタンク２０４が、インク供給ユニット２０５に着脱可能に装着される。インク供給ユニット２０５とインクジェットヘッド２０１とは、それぞれインクの色に対応した複数のインク供給チューブ２０６によって接続され、メインタンク２０４をインク供給ユニット２０５に装着することで、メインタンク２０４内に収納された各色のインクを、インクジェットヘッド２０１の各ノズル列に独立して供給することが可能となる。
【００２７】
インクジェットヘッド２０１の往復移動範囲内で、かつ、記録用シートＳの通過範囲外の領域である非記録領域には、回復ユニット２０７が、インクジェットヘッド２０１のインク吐出面と対面するように配置されている。
【００２８】
また、上述したインク供給方式に用いるインクジェットヘッド２０１の外観は例えば図２に示すものとなる。図２はインクジェットヘッド２０１を斜め下側から見た外観図を示している。また、図２はノズルを複数配設されたインクジェットヘッド２０１を示しており、吐出口２１０はノズル２０１ｇの開口であり、複数個の吐出口で構成した列がキャリッジ移動方向Ｂに対して平行に複数配設されている。
【００２９】
次に、このインクジェットヘッドの詳細な構成について、図３および図４を参照しながら、各工程に沿って説明する。
【００３０】
まず、図３−ａは、マクラ貼付け工程である。
【００３１】
アルミナ製のチッププレートに対して、接着剤を塗布した後、同じくアルミナ製のマクラを位置決めして貼り付け、上から熱をかけて接着剤を硬化させて完成する。
【００３２】
続いて、図３−ｂは、チップマウント工程である。
【００３３】
先に完成したチッププレート結合に対して、ＨＢを複数位置決めして貼り付ける。ここでは、ＨＢを４枚を１枚と３枚に分けて貼り付けることにする。この場合の接着剤は、あらかじめＨＢの裏面に転写方法で塗布しておく。
【００３４】
続いて、図３−ｃは、ＴＡＢ接合工程とボンディング工程である。
【００３５】
先に完成したチップマウントユニットに対して、接着剤を塗布した後、ＴＡＢを位置決めして貼り付け、上から熱をかけて接着剤を硬化させて完成する。
【００３６】
その後、あらかじめＨＢ上の各端子のパッドに設けられた金バンプに対して、ＴＡＢのインナーリードを１対１でボンディングを行なう。
【００３７】
続いて、図３−ｄは、ボンディング部分のカバー封止工程である。
【００３８】
これは、外力や外部からのインク等の浸入を防ぐために行なうものである。
【００３９】
まず、接着剤▲１▼を注入する。この場合、先程、複数配列したＨＢの周囲に確実に回り込むようにしなければならない。特に、ＨＢ同士の隙間は非常に小さいので、より流れ性のよい接着剤が好ましい。注入が完全に終わった後、熱キュアをかけて接着剤▲１▼を硬化させる。
【００４０】
次に、接着剤▲２▼をインナーリードの上から塗布する。この場合、余計なところまで流れ出しては困るため、より粘度の高い接着剤が好ましい。塗布が完全に終わった後、再度熱キュアをかけて接着剤▲２▼を硬化させ、チップユニットが完成する。
【００４１】
続いて、図４−ａは、チップユニット接合工程である。
【００４２】
モールド製のサブタンクユニットに対して、接着剤を塗布した後、先に完成したチップユニットを位置決めして貼り付け、熱キュアをかけて接着剤を硬化させて完成する。
【００４３】
続いて、図４−ｂは、ＰＷＢ接合工程である。
【００４４】
ここでは、本体から送られる電気信号をヘッドに受けるための配線基板（以下ＰＷＢ）をＴＡＢに対して電気接続させる。ＴＡＢとＰＷＢの双方には接続用のパッドが同形状で設けられており、本発明ではＡＣＦテープを介して、熱圧着によって接続を行なっている。
【００４５】
その後、ＰＷＢを持ち上げてサブタンクに対して熱加締め等により固定され、前述のインクジェットヘッド２０１が完成する。
【００４６】
以上、従来のヘッドの構成を詳細に説明したが、次に、本発明を最もよく表す図５を説明する。図５は、先に説明した図３−ｄのボンディング部分のカバー封止工程に対応する代替工程である。
【００４７】
まず、図３−ｃに示した、ボンディング完成状態に対して、インナーリードの上にあらかじめリード全体を覆い被せることが可能なカバー部材を４ヶ所に設置する。ここでは、カバー部材の形状をトンネル形状とする。具体的には、各インナーリードの先端部から後端部までをまたぐように設置できるような形状である。
【００４８】
また、コストの観点から、このカバー部材は、射出成形によって形成されたモールド部品であることが最も望ましい。
【００４９】
また、本体側に設けられたブレードの材質によって、カバー部材の耐久性を検討する際にも、射出成形であれば各種材料を容易に形成できるため、検討も短期間で行うことが可能である。例えば、硬めのブレードに対しては、フィラー入りの樹脂で形成する等が挙げられる。
【００５０】
次に、カバー部材をリードに触れないように注意しながら仮固定する。カバー部材の仮固定の方法としては、別途接着剤により一部仮止めでもよいし、装置で仮固定してもよい。
【００５１】
一部仮止めする場合は、ＵＶ硬化性の接着剤を使用するのが望ましい。
【００５２】
また、装置で仮固定する場合は、装置のフィンガー側に吸引機構等を設けて、カバー部材を掴みながら、位置決めをして設置する等の方法が考えられる。
【００５３】
次に、設置したカバー部材の内側を含めて、ＨＢの周囲全体に流れ性のよい接着剤を流し込む。ここでは、従来使用してきた下封止用の接着剤を用いることが可能である。
【００５４】
他にも、流れ性のよい接着剤があれば、この限りではない。
【００５５】
流れ性のよい接着剤は、トンネル形状をしたカバー部材の内側を毛管力で瞬時に流れていき、ＨＢ周囲とリード部分を一液性接着剤で完全に埋めることが可能になる。この状態において熱キュアをかけて、チップユニットが完成する。
【００５６】
本発明では、従来技術とは異なり、インナーリードに対して１液性接着剤のみで完全に覆うことが可能となり、外部からのインク等の浸入に対する信頼性も向上する。
【００５７】
また、接着剤塗布工程、および熱キュア工程がそれぞれ１回ずつで済むため、工程におけるタクトアップにも貢献する。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインクジェットヘッドの封止構造、および封止方法によれば、従来の、インナーリードを境にして上下に、組成の違う２種類の接着剤を用いる技術に比べて、インナーリードを１液性接着剤で完全に覆うことが可能であり、外部からのインク等の浸入に対する信頼性が飛躍的に向上する。
【００５９】
また、従来のインナーリード上に塗布される封止剤では、硬化時にヒビが入ったり、本体のブレードによって削れたり磨耗したりすることがあったが、本発明のカバー部材を用いることで、強度の観点からも、本体のブレードに対する信頼性が向上する。
【００６０】
また、コストの面でも、モールド等で成形すれば部材は安くできるし、工程においても、接着剤塗布、および熱キュアがそれぞれ１回ずつで済むため、タクトが短縮でき、コストダウンとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】インクジェットヘッド２０１を斜め下側から見た外観図を示している。
【図３】（ａ）は、マクラ貼付け工程である。
（ｂ）は、チップマウント工程である。
（ｃ）は、ＴＡＢ接合工程とボンディング工程である。
（ｄ）は、ボンディング部分のカバー封止工程である。
【図４】（ａ）は、チップユニット接合工程である。
（ｂ）は、ＰＷＢ接合工程である。
【図５】先に説明した図３−ｄのボンディング部分のカバー封止工程に対応する代替工程である。
【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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