(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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記録素子と、該記録素子に接続される電極部と、がそれぞれ設けられた複数の記録素子基板と、
該複数の記録素子基板の前記電極部と電気的に接続される電極端子を有し、前記記録素子に対してインクを吐出するための電気パルスを伝達する配線基板と、
前記複数の記録素子基板を支持する素子基板支持部材と、
前記配線基板を支持し、前記素子基板支持部材上に固定される配線基板支持部材と、
を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
前記複数の記録素子基板および前記配線基板支持部材を前記素子基板支持部材上に固定する工程と、
前記複数の記録素子基板の前記電極部に対して前記配線基板の前記電極端子を位置合わせし、該配線基板を前記配線基板支持部材上に固定する工程と、
前記複数の記録素子基板の前記電極部と前記配線基板の前記電極端子とを金属間結合する工程と、
をこの順に含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記複数の記録素子基板および前記配線基板支持部材を前記素子基板支持部材上に固定する工程は接着剤を用いてなされ、
前記複数の記録素子基板の前記電極部と前記配線基板の前記電極端子とを金属間結合する工程の後、前記電極部と前記電極端子との結合部を樹脂により封止する工程をさらに含む請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記配線基板を前記配線基板支持部材上に固定する工程において、前記複数の記録素子基板の前記電極部と前記配線基板の前記電極端子との間隙が１００μｍ以下になる様に位置決めし、その後両者を金属間結合する請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記複数の記録素子基板および前記配線基板支持部材を前記素子基板支持部材上に固定する工程は、前記複数の記録素子基板を前記素子基板支持部材上に第１の接着層により固定する工程と、前記配線基板支持部材を前記素子基板支持部材上に第２の接着層により固定する工程とを含み、
前記複数の記録素子基板の厚さと前記第１の接着層の厚さとを加えた厚さは、前記配線基板支持部材の厚さと前記第２の接着層の厚さとを加えた厚さより薄い請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記複数の記録素子基板の前記電極部は金属間結合されたバンプを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記配線基板には前記複数の記録素子基板がそれぞれ組み込まれる複数の開口部が設けられ、該開口部内で前記記録素子基板の周囲を樹脂により封止する工程をさらに含む請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記複数の記録素子基板の大きさまたは形状の少なくとも一方が互いに異なる請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記配線基板には前記複数の記録素子基板がそれぞれ組み込まれる複数の開口部が設けられ、該開口部の大きさまたは形状の少なくとも一方が互いに異なる請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記金属間結合は熱超音波圧着法によってなされる請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記金属間結合はワイヤーボンディングによってなされる請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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の製造方法に関し、詳しくは、このインクジェット記録ヘッドに用いられる記録素子基板、および、この記録素子基板と電源などとの接続を行う配線基板等に関するものである。なお、本発明のインクジェット記録ヘッドは、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
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、高速な記録と様々な記録媒体に対して記録することが可能であって、記録における騒音が殆ど生じないと言った特徴を持つ。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、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたもの、レーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるもの、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。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、これに記録信号とな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、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、微小な吐出口から微小なインク滴を吐出させて、記録媒体に対し記録を行うものであり、一般に、インク滴を吐出するためのインクジェット記録ノズルと、このノズルにインクを供給する供給系とを有している。
【０００４】
従来、特開平１０−７７６号公報に開示されているように、ポリイミドフィルムに厚さ５０ミクロンの銅箔を接着してパターニングし、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープの金メッキした電極リード（インナーリード）に、記録素子の電極パット上のバンプを熱超音波圧着法で電気接合し、接合部を封止した後、支持体に接着する方法が知られている。また、特開平９−３００６２４号公報には、バンプ形成後の電極の処理について提案されている。さらに、特開平１１−１３８８１４号公報に開示されているように、複数の記録素子をそれぞれ独立したＴＡＢテープに接続した後に、支持体に接着するものも知られている。この特開平１１−１３８８１４号公報の構成では、カラー印刷のために複数の記録素子を備えているが、単一の基板でカラー印刷できるように内部を分割している構成の記録ヘッドもある。
【０００５】
近年では、インクジェット記録装置の価格の低下が著しく、インクジェット記録ヘッドをいかに安く作るかが課題となっている。そのためには、部品の材料費の低減、特に記録素子基板の集積化が最も効果的で、例えば、カラー用のイエロー、マゼンタ、シアンの３色のインクを取り扱う記録素子基板を一体化する方法が多く採用されている。さらに、文字等の印刷に頻繁に使用されるブラックインク用の記録素子基板も前記したカラー用の記録素子基板と一体化したり、カラー用の記録素子基板とブラック用の記録素子基板とを同一ヘッドに組み込む方法も多く採用されている。特許登録２８３９６８６号公報等には、複数の異なる記録素子基板を単一のＴＡＢテープに実装する方法を、駆動用等の半導体素子として採用した例が示されている。この実装方法は、これら複数の記録素子基板を相互に接続することにより、１つの回路を構成するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平１１−１３８８１４号公報に示すように、複数の記録素子をそれぞれ独立したＴＡＢテープに接続した後で支持体に接着する構成では、接着時に各ＴＡＢテープと支持体との位置を合わせる必要がある上に、それぞれの記録素子をそれほど近接させられないため、記録装置が大きくなるという問題があり、また、非記録時の蒸発防止のためにキャッピングする際にも、各記録素子ごとにキャッピング機構を独立させる必要があった。さらに、ＴＡＢテープと記録素子が組み合わされた状態の部品を支持体に接着しなければならないため、記録素子を精度良く支持体に固定することが困難であった。記録素子が複数である場合には、それぞれの記録素子を相対的に精度良く接着することはさらに困難であった。また、電極リード（インナーリード）を樹脂により封止する工程を空中で行うため、一般的なＴＡＢ技術で使用している封止剤では、記録液を吐出する吐出口まで封止剤が回って吐出口が詰まってしまったり、逆に吐出口が詰まらないように封止剤の量を減らすとインナーリードが露出するという問題があった。さらに、インナーリードを封止する樹脂が、記録素子の裏面に回りこみ、接着固定ができない記録素子が生じることがあった。
【０００７】
また、ブラックインク用記録素子基板と、カラーインク用記録素子基板を同一ヘッド（同一ＴＡＢ）に組み込む際には、お互いの記録液吐出口の相対位置関係を合わせる必要がある。しかし、一般的なＴＡＢ技術である、フィルムキャリアテープに設けられるデバイスホール（開口部）に突出するインナーリード（電極リード）と半導体チップの電極とを接合するインナーリードボンディング工程や、インナーリードを樹脂封止する工程を先に行って、その後で各記録素子基板をヘッドに組み込むようにすると、吐出口の相対位置関係の精度が悪くなり、インクジェット記録時にブラックインクとカラーインクが著しくにじんでしまったり、色ずれを起こしてしまうことがあった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の記録素子基板を同一の支持体に接着する構成のインクジェット記録ヘッドにおいて、まず支持体に半導体チップ（記録素子基板）を接着した後で、従来のＴＡＢ技術であるインナーリードボンディング工程（フィルムキャリアテープに設けられたデバイスホールに突出するインナーリード（電極リード）と半導体チップの電極とを接合する工程）と、インナーリードを樹脂で封止する工程とを行ない、インナーリードボンディングの信頼性を向上させ、確実な電気接続を実現することにある。
【０００９】
また、本発明のもう一つの目的は、安価で高品位のインクジェット記録を行えるインクジェット記録ヘッドを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、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記録素子と、記録素子に接続される電極部と、がそれぞれ設けられた複数の記録素子基板と、
複数の記録素子基板の電極部と電気的に接続される電極端子を有し、記録素子に対してインクを吐出するための電気パルスを伝達する配線基板と、
複数の記録素子基板を支持する素子基板支持部材と、
配線基板を支持し、素子基板支持部材上に固定される配線基板支持部材と、
を有するインクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
複数の記録素子基板および配線基板支持部材を素子基板支持部材上に固定する工程と、
複数の記録素子基板の電極部に対して配線基板の電極端子を位置合わせし、配線基板を配線基板支持部材上に固定する工程と、
複数の記録素子基板の電極部と配線基板の電極端子とを金属間結合する工程と、
をこの順に含むところにある。
【００１２】
これらの方法によると、電極部と電極端子に対し熱超音波圧着などの金属間結合を行うことにより、記録素子基板および配線基板を素子基板支持部材に固定した後に電極部と電極端子とを接合しても、接続の信頼性を確保することができる。また、汎用性のある標準的な装置および技術を使用できるため、安価にインクジェット記録ヘッドを提供できる。
また、配線基板支持部材の上面と複数の記録素子基板上の電極部の上面との距離が一定になるように、配線基板支持部材を素子基板支持部材に貼り付けることにより、信頼性のある低価格のインクジェット記録ヘッドを提供できる。この際に、複数の記録素子基板上の電極部上面の高さ寸法のばらつきを修正し平滑化することにより、さらに信頼性のある低価格のインクジェット記録ヘッドを提供できる。
【００１３】
そして、複数の記録素子基板および配線基板支持部材を素子基板支持部材上に固定する工程は接着剤を用いてなされ、複数の記録素子基板の電極部と配線基板の電極端子とを金属間結合する工程の後、電極部と電極端子との結合部を樹脂により封止する工程をさらに含むことが好ましい。
記録素子基板上の電極部と配線基板の電極端子の接合部の樹脂による封止を、配線基板を配線基板支持部材に固定した後に行うことにより、安定した樹脂封止が行え、さらに低価格のインクジェット記録ヘッドを提供できる。
【００１４】
複数の記録素子基板を配線基板支持部材上に固定する工程において、配線基板支持部材上での複数の記録素子基板の電極部が互いに同じ高さにならない様に配置することが好ましい。
さらに、配線基板を配線基板支持部材上に固定する工程において、複数の記録素子基板の電極部と配線基板の電極端子との間隙が１００μｍ以下になる様に位置決めし、その後両者を金属間結合することが好ましい。
【００１５】
複数の記録素子基板および配線基板支持部材を素子基板支持部材上に固定する工程は、複数の記録素子基板を素子基板支持部材上に第１の接着層により固定する工程と、配線基板支持部材を素子基板支持部材上に第２の接着層により固定する工程とを含み、複数の記録素子基板の厚さと第１の接着層の厚さとを加えた厚さは、配線基板支持部材の厚さと前記第２の接着層の厚さとを加えた厚さより薄いことが好ましい。
【００１６】
複数の記録素子基板の電極部は金属間結合されたバンプを含んでいてもよい。電極部にバンプを形成する方法は、熱超音波圧着法によるスタッドバンプでもメッキによるメッキバンプでもよい。
【００１７】
配線基板には複数の記録素子基板がそれぞれ組み込まれる複数の開口部が設けられ、開口部内で記録素子基板の周囲を樹脂により封止する工程をさらに含んでいてもよい。
複数の記録素子基板の大きさまたは形状の少なくとも一方が互いに異なることが好ましい。配線基板には複数の記録素子基板がそれぞれ組み込まれる複数の開口部が設けられ、開口部の大きさまたは形状の少なくとも一方が互いに異なることが好ましい。
【００１８】
金属間結合は熱超音波圧着法によってなされてもよい。または、金属間結合はワイヤーボンディングによってなされてもよい。
【００１９】
また、本発明のさらに他の特徴は、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記録素子と、記録素子に接続される電極部と、が設けられた記録素子基板を複数と、
複数の記録素子基板の電極部と電気的に接続される電極端子を有し、記録素子に対してインクを吐出するための電気パルスを伝達する配線基板と、
複数の記録素子基板を支持する素子基板支持部材と、
を有するインクジェット記録ヘッドであって、
素子基板支持部材上で複数の記録素子基板の電極部が互いに同じ高さに配置されておらず、複数の記録素子基板の電極部と配線基板の電極端子とが金属間結合されているところにある。
【００２０】
複数の記録素子基板の大きさまたは形状の少なくとも一方が互いに異なることが好ましい。
配線基板には複数の記録素子基板がそれぞれ組み込まれる複数の開口部が設けられ、複数の開口部の大きさまたは形状の少なくとも一方が互いに異なることが好ましい。
配線基板を支持し素子基板支持部材に固定される配線基板支持部材をさらに有し、複数の記録素子基板と素子基板支持部材とを接着させる第１の接着層と、素子基板支持部材と配線基板支持部材とを接着させる第２の接着層とを有し、複数の記録素子基板の厚さと第１の接着層の厚さとを加えた厚さは、配線基板支持部材の厚さと第２の接着層の厚さとを加えた厚さより薄いことが好ましい。
【００２１】
記録素子はエネルギーとして熱エネルギーを発生する電気熱変換素子であってもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１〜図６は、本発明が実施もしくは適用される好適なヘッドカートリッジ、記録ヘッド、インクタンクのそれぞれの構成およびそれぞれの関係を説明する図である。以下、これらの図面を参照して各構成要素の説明を行う。
【００２４】
本実施形態の記録ヘッド（インクジェット記録ヘッド）Ｈ１００１は、図１（ａ）および図１（ｂ）の斜視図でわかるように、記録ヘッドカートリッジＨ１０００を構成する一構成要素であり、記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、記録ヘッドＨ１００１と、記録ヘッドＨ１００１に着脱自在に設けられたインクタンクＨ１９００（Ｈ１９０１，Ｈ１９０２，Ｈ１９０３，Ｈ１９０４）とから構成されている。記録ヘッドＨ１００１は、インクタンクＨ１９００から供給されるインク（記録液）を、記録情報に応じて吐出口から吐出する。
【００２５】
この記録ヘッドカートリッジＨ１０００は、インクジェット記録装置本体に載置されているキャリッジ（不図示）の位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能となっている。インクタンクＨ１９０１はブラックのインク用、インクタンクＨ１９０２はシアンのインク用、インクタンクＨ１９０３はマゼンタのインク用、インクタンクＨ１９０４はイエローのインク用である。このようにインクタンクＨ１９０１，Ｈ１９０２，Ｈ１９０３，Ｈ１９０４のそれぞれが記録ヘッドＨ１００１に対してシールゴムＨ１８００側に着脱自在であり、それぞれのインクタンクが交換可能となっていることにより、インクジェット記録装置における印刷のランニングコストが低減される。
【００２６】
次に、記録ヘッドＨ１００１を構成しているそれぞれの構成要素毎に順を追ってさらに詳しく説明する。
【００２７】
（１）記録ヘッド
記録ヘッドＨ１００１は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じさせるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体（記録素子）を用いて記録を行うバブルジェット方式のサイドシュータ型の記録ヘッドである。
【００２８】
記録ヘッドＨ１００１は、図２の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００２とインク供給ユニットＨ１００３とタンクホルダーＨ２０００から構成されている。
【００２９】
さらに、図３の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００２は、第１の記録素子基板Ｈ１１００、第２の記録素子基板Ｈ１１０１、第１のプレート（素子基板支持部材）Ｈ１２００、電気配線テープ（可撓性の配線基板）Ｈ１３００、電気コンタクト基板Ｈ２２００、第２のプレート（配線基板支持部材）Ｈ１４００で構成されており、また、インク供給ユニットＨ１００３は、インク供給部材Ｈ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、ジョイントシール部材Ｈ２３００、フィルターＨ１７００、シールゴムＨ１８００から構成されている。
【００３０】
（１−１）記録素子ユニット
図４は、第１の記録素子基板Ｈ１１００の構成を説明するために一部分解した斜視図である。第１の記録素子基板Ｈ１１００は、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板Ｈ１１１０の片面に、インクを吐出するための複数の記録素子（電気熱変換素子）Ｈ１１０３と、各電気熱変換素子Ｈ１１０３に電力を供給するＡｌ等の電気配線が、成膜技術により形成されている。そして、この電気熱変換素子Ｈ１１０３に対応する複数のインク流路と複数の吐出口Ｈ１１０７とがフォトリソグラフィ技術により形成されるとともに、複数のインク流路にインクを供給するためのインク供給口Ｈ１１０２が反対側の面（裏面）に開口するように形成されている。また、記録素子基板Ｈ１１００は第１のプレートＨ１２００に接着され固定されており、ここにインク供給口Ｈ１１０２が形成されている。さらに、第１のプレートＨ１２００には、開口部を有する第２のプレートＨ１４００が接着され固定されており、この第２のプレートＨ１４００を介して、電気配線テープＨ１３００が記録素子基板Ｈ１１００に対して電気的に接続されるように保持されている。この電気配線テープＨ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００にインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、記録素子基板Ｈ１１００に対応する電気配線と、この電気配線部に位置しプリンタ本体からの電気信号を受け取る外部信号入力端子Ｈ１３０１とを有し、この外部信号入力端子Ｈ１３０１は、インク供給部材Ｈ１５００の背面側に位置決めされ固定されている。
【００３１】
インク供給口Ｈ１１０２は、Ｓｉの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの方法で形成されている。すなわち、Ｓｉ基板Ｈ１１１０が、ウエハー面方向に＜１００＞、厚さ方向に＜１１１＞の結晶方位を持つ場合、アルカリ系（ＫＯＨ，ＴＭＡＨ，ヒドラジン等）による異方性エッチングで、約５４．７度の角度でエッチングを進行させ得る。これにより所望の深さにエッチングを行い、長溝状の貫通口からなるインク供給口Ｈ１１０２を形成する。インク供給口Ｈ１１０２を挟んで両側に電気熱変換素子Ｈ１１０３がそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列されている。電気熱変換素子Ｈ１１０３と、電気熱変換素子Ｈ１１０３に電力を供給するＡｌ等の電気配線は、成膜技術により形成されている。さらに、前記電気配線に電力を供給するための電極（電極部）Ｈ１１０４が電気熱変換素子Ｈ１１０３の両外側に配列されており、電極Ｈ１１０４にはＡｕ等のバンプＨ１１０５が熱超音波圧着法で形成されている。そして、Ｓｉ基板Ｈ１１１０上には、電気熱変換素子Ｈ１１０３に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁Ｈ１１０６と吐出口Ｈ１１０７が樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によりに形成され、吐出口群Ｈ１１０８が形成されている。電気熱変換素子Ｈ１１０３に対向して吐出口Ｈ１１０７が設けられているため、インク供給口Ｈ１１０２から供給されたインクは電気熱変換素子Ｈ１１０３の発熱作用により発生した気泡により吐出口Ｈ１１０７から吐出される。
【００３２】
また図５は第２の記録素子基板Ｈ１１０１の構成を説明するために一部分解した斜視図である。第２の記録素子基板Ｈ１１０１は３色のインクを吐出させるための記録素子基板であり、３個のインク供給口Ｈ１１０２が並列して形成されており、それぞれのインク供給口Ｈ１１０２を挟んだ両側に電気熱変換素子Ｈ１１０３とインク吐出口Ｈ１１０７が形成されている。第１の記録素子基板Ｈ１１００と同じようにＳｉ基板Ｈ１１１０にインク供給口Ｈ１１０２や電気熱変換素子Ｈ１１０３、電気配線、電極（電極部）Ｈ１１０４などが形成されておりその上に樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によりインク流路やインク吐出口Ｈ１１０７が形成されている。そして、第１の記録素子基板Ｈ１１００と同様に電気配線に電力を供給するための電極Ｈ１１０４にはＡｕ等のバンプＨ１１０５が形成されている。
次に第１のプレートＨ１２００は、例えば、厚さ０．５〜１０ｍｍのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）材料で形成されている。なお、第１のプレートＨ１２００の材料は、アルミナに限られることなく、記録素子基板Ｈ１１００の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板Ｈ１１００材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。第１のプレートＨ１２００の材料は、例えば、シリコン（Ｓｉ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア、窒化珪素（Ｓｉ3Ｎ4）、炭化珪素（ＳｉＣ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）のうちいずれであってもよい。第１のプレートＨ１２００には、第１の記録素子基板Ｈ１１００にブラックのインクを供給するためのインク連通口Ｈ１２０１と、第２の記録素子基板Ｈ１１０１にシアン、マゼンタ、イエローのインクを供給するためのインク連通口Ｈ１２０１が形成されており、記録素子基板のインク供給口Ｈ１１０２が第１のプレートＨ１２００のインク連通口Ｈ１２０１にそれぞれ対応し、かつ、第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１はそれぞれ第１のプレートＨ１２００に対して位置精度良く接着固定されている。接着に用いられる第１の接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。その第１の接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であり、図１０に示す第１の接着層Ｈ１２０２の厚みは５０μｍ以下が望ましい。
【００３３】
電気配線テープＨ１３００は、第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１に対してインクを吐出するための電気信号を印加するものである。この電気配線テープＨ１３００は、それぞれの記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１を組み込むための複数のデバイスホール（開口部）Ｈ１，Ｈ２と、それぞれの記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１の電極（電極部）Ｈ１１０４に対応する電極端子（電極リード）Ｈ１３０２と、この電気配線テープＨ１３００の端部に位置しプリンタ本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１を有する電気コンタクト基板Ｈ２２００と電気的接続をおこなうための電極端子部を有しており、この電極端子部と電極リードＨ１３０２とは連続した銅箔の配線パターンでつながっている。この電気配線テープＨ１３００は、例えば、配線が２層構造をなし表層がレジストフィルムによって覆われているフレキシブル配線基板からなる。この場合、外部信号入力端子Ｈ１３０１の裏面側（外面側）には、補強板が接着され、平面性向上が図られている。補強板としては、例えば０．５〜２ｍｍのガラスエポキシ、アルミニウム等の耐熱性を有する材料が使用される。
【００３４】
電気配線テープＨ１３００と第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１は、それぞれ電気的に接続されており、接続方法は、例えば、記録素子基板の電極Ｈ１１０４上のバンプＨ１１０５と、電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２とが、熱超音波圧着法により電気接合される。
【００３５】
第２のプレートＨ１４００は、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍの一枚の板状部材であり、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等のセラミックや、Ａｌ、ＳＵＳなどの金属材料で形成されている。ただし、第２のプレートＨ１４００の材料は、これらに限定されるものではなく、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１および第１のプレートＨ１２００と同等の線膨張率を有し、かつ、それらの熱伝導率と同等以上の熱伝導率を有する材料であってもよい。
【００３６】
そして、第２のプレートＨ１４００は、第１のプレートＨ１２００に接着固定された第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１の外形寸法よりも大きな開口部をそれぞれ有する形状である。また、第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３００を平面的に電気接続できるように、第１のプレートＨ１２００に第２の接着層Ｈ１２０３により接着されており、電気配線テープＨ１３００の裏面が第３の接着層Ｈ１３０６により接着固定される。
【００３７】
第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３００の電気接続部分は、第１の封止剤（不図示）および第２の封止剤により封止され、電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。第１の封止剤は、主に電気配線テープの電極端子Ｈ１３０２と記録素子基板のバンプＨ１１０５との接続部の裏面側と記録素子基板の外周部分を封止し、第２の封止剤は、前記接続部の表側を封止している。
【００３８】
さらに電気配線テープＨ１３００の端部にプリンタ本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子Ｈ１３０１を有する電気コンタクト基板Ｈ２２００が、異方性導電フィルム等を用いて熱圧着され電気的に接続されている。
【００３９】
そして電気配線テープＨ１３００は、第２のプレートＨ１４００に接着されると同時に、第１のプレートＨ１２００および第２のプレートＨ１４００の一側面に沿って折り曲げられ、第１のプレートＨ１２００の側面に第３の接着層Ｈ１３０６により接着される。第２の接着剤は、粘度が低く、接触面に薄い第２の接着層Ｈ１２０３を形成し得るとともに、耐インク性を有するものが好ましい。また、第３の接着層Ｈ１３０６は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ１００μｍ以下の熱硬化接着剤層である。
【００４０】
（１−２）インク供給ユニット
インク供給部材Ｈ１５００は、例えば、樹脂成形により形成されている。該樹脂材料には、形状的剛性を向上させるためにガラスフィラーを５〜４０％混入した樹脂材料を使用することが望ましい。
【００４１】
図３、図６に示すように、インクタンクＨ１９００を着脱自在に保持するインク供給部材Ｈ１５００は、インクタンクＨ１９００から記録素子ユニットＨ１００２にインクを導くためのインク供給ユニットＨ１００３の一構成部品であり、流路形成部材Ｈ１６００が超音波溶着されて、インクタンクＨ１９００から第１のプレートＨ１２００に至るインク流路Ｈ１５０１が形成されている。また、インクタンクＨ１９００と係合するジョイント部Ｈ１５２０には、外部からのゴミの進入を防ぐためのフィルターＨ１７００が溶着により接合されており、さらに、ジョイント部Ｈ１５２０からのインクの蒸発を防止するために、シールゴムＨ１８００が装着されている。
【００４２】
またインク供給部材Ｈ１５００は、着脱自在のインクタンクＨ１９００を保持する機能も有しており、インクタンクＨ１９００の第２の爪Ｈ１９１０を係合する第１の穴Ｈ１５０３を有している。
【００４３】
また、記録ヘッドカートリッジＨ１０００をインクジェット記録装置本体のキャリッジに装着位置に案内するための装着ガイドＨ１６０１、記録ヘッドカートリッジをヘッドセットレバーによりキャリッジに装着固定するための係合部、キャリッジの所定の装着位置に位置決めするためのＸ方向（キャリッジスキャン方向）の突き当て部Ｈ１５０９、Ｙ方向（記録メディア搬送方向）の突き当て部Ｈ１５１０、Ｚ方向（インク吐出方向）の突き当て部Ｈ１５１１を備えている。また、記録素子ユニットＨ１００２の電気コンタクト基板Ｈ２２００を位置決め固定する端子固定部Ｈ１５１２を有し、端子固定部Ｈ１５１２およびその周囲には複数のリブが設けられ、端子固定部Ｈ１５１２を有する面の剛性を高めている。
【００４４】
（１−３）記録ヘッドユニットとインク供給ユニットの結合
先述の図２に示した通り、記録ヘッドＨ１００１は、記録素子ユニットＨ１００２をインク供給ユニットＨ１００３に結合しさらにタンクホルダーＨ２０００と結合することにより完成する。結合は以下のように行われる。
【００４５】
記録素子ユニットＨ１００２のインク連通口（第１のプレートＨ１２００のインク連通口Ｈ１２０１）とインク供給ユニットＨ１００３のインク連通口（流路形成部材Ｈ１６００のインク連通口Ｈ１６０２）とを、インクがリークしないように連通させるため、ジョイントシール部材Ｈ２３００を介してそれぞれの部材を圧着するようビスＨ２４００で固定する。この際同時に、記録素子ユニットＨ１００２はインク供給ユニットのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の基準位置に対して正確に位置決めされ固定される。
【００４６】
そして記録素子ユニットＨ１００２の電気コンタクト基板Ｈ２２００はインク供給部材Ｈ１５００の一側面に、端子位置決めピンＨ１５１５（２ヶ所）と端子位置決め穴Ｈ１３０９（２ヶ所）により位置決めされ、固定される。固定方法としては、例えば、インク供給部材Ｈ１５００に設けられた端子位置決めピンＨ１５１５をかしめることにより固定されるが、その他の固定手段を用いて固定しても良い。その完成図を図７に示している。
【００４７】
さらにインク供給部材Ｈ１５００のタンクホルダーとの結合穴および結合部をタンクホルダーＨ２０００に嵌合させ結合することにより、記録ヘッドＨ１００１が完成する。すなわち、インク供給部材Ｈ１５００、流路形成部材Ｈ１６００、フィルターＨ１７００、シールゴムＨ１８００から構成されるタンクホルダー部と、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１、第１のプレートＨ１２００、配線基板Ｈ１３００、第２のプレートＨ１４００から構成される記録素子部とを接着等で結合することにより、記録ヘッドが構成されている。その完成図を図８に示している。
【００４８】
（２）記録ヘッドカートリッジの説明
先述の図１（ａ），（ｂ）は、記録ヘッドカートリッジＨ１０００を構成する記録ヘッドＨ１００１とインクタンクＨ１９０１、Ｈ１９０２、Ｈ１９０３、Ｈ１９０４の装着を説明する図であり、インクタンクＨ１９０１、Ｈ１９０２、Ｈ１９０３、Ｈ１９０４の内部には、対応する色のインクが収納されている。また、図６に示すようにそれぞれのインクタンクには、インクタンク内のインクを記録ヘッドＨ１００１に供給するためのインク連通口Ｈ１９０７が形成されている。例えばインクタンク１９０１Ｈが記録ヘッドＨ１００１に装着されると、インクタンクＨ１９０１のインク連通口Ｈ１９０７が記録ヘッドＨ１００１のジョイント部Ｈ１５２０に設けられたフィルターＨ１７００と圧接され、インクタンクＨ１９０１内のブラックインクがインク連通口Ｈ１９０７から記録ヘッドＨ１００１のインク流路Ｈ１５０１を介して第１のプレートＨ１２００を通り第１の記録素子基板Ｈ１１００に供給される。
【００４９】
そして、電気熱変換素子Ｈ１１０３と吐出口Ｈ１１０７のある発泡室にインクが供給され、電気熱変換素子Ｈ１１０３に与えられる熱エネルギーによって被記録媒体である記録用紙に向けて吐出される。
【００５０】
［従来例］
ここで、本発明の構成と比較するために、まず、図２４，２５を参照して従来の記録素子ユニットについて説明する。
【００５１】
図２４および図２５は、従来のＴＡＢ実装方式で、あらかじめ電気配線テープの電極リードに記録素子の電極上のバンプを熱超音波圧着法で電気接合し、さらに封止した後、支持部材に接着する方法を示している。
【００５２】
図２４および図２５に示す従来の構成において、電気配線テープＨ３００は、ボンディング部周辺が３層構造になっており、表側にポリイミドのベースフィルムＨ３００ａ、中間に銅箔Ｈ３００ｂ、裏側にソルダーレジストＨ３００ｃという構成である。この電気配線テープＨ３００には、記録素子基板Ｈ１００が挿入されるデバイスホール（開口部）Ｈ１１と、記録素子基板Ｈ１０１が挿入されるデバイスホールＨ１２が設けられ、記録素子基板Ｈ１００，Ｈ１０１のバンプＨ５と接続される電極リード（インナーリード）Ｈ３０２が金メッキされて露出している。
【００５３】
第１の記録素子基板Ｈ１００と電気配線テープＨ３００のデバイスホールＨ１１に、従来のＴＡＢ実装方式であらかじめ電気配線テープ（ＴＡＢテープ）Ｈ３００の電極リードＨ３０２と記録素子Ｈ１００の電極上のバンプＨ５とを位置合わせした後、熱超音波圧着法で電気接合し、さらに封止剤Ｈ３０８で封止したものがＴＡＢユニットＨ３００Ｕ１である。また、第２の記録素子基板Ｈ１０１と電気配線テープＨ３００のデバイスホールＨ１２に、電気配線テープＨ３００の電極リードＨ３０２と記録素子Ｈ１００の電極上のバンプＨ５とを熱超音波圧着法で電気接合し、さらに封止剤Ｈ３０８で封止したものがＴＡＢユニットＨ３００Ｕ２である。ここで、ＴＡＢユニットを分けているのは、従来のＴＡＢ実装方式では、ＴＡＢに対する封止後のチップ（記録素子基板）の位置精度がインクジェット記録装置（特にカラー記録装置の場合）に使用するのに十分な精度を確保できないためである。
【００５４】
次に、第２のプレートＨ４００を第１のプレートＨ２００に、第２の接着層Ｈ２０３により接着する。第２の接着層Ｈ２０３の厚さは、第１の記録素子基板Ｈ１００および第２の記録素子基板Ｈ１０１と電気配線テープＨ３００を平面的に電気接続できるようにするため、０．０６ｍｍ以下に抑えられている。
【００５５】
次に、第１のプレートＨ２００に、第１の記録素子基板Ｈ１００と第２の記録素子基板Ｈ１０１を接着する第１の接着層Ｈ２０２を、第２のプレートＨ４００に、電気配線テープＨ３００を接着する第３の接着層Ｈ３０６をそれぞれ塗布形成した後、ＴＡＢユニットＨ３００Ｕ１およびＴＡＢユニットＨ３００Ｕ２を、記録液を吐出する複数の記録素子Ｈ１０３またはそれぞれの吐出口Ｈ１０７の配線面方向の相対位置関係を合わせて押圧固定する。このとき、第１の記録素子基板Ｈ１００と第２の記録素子基板Ｈ１０１の上部（インク吐出面側）にも封止剤Ｈ３０８が付着しており、この付着部分を避けるために、吸引管Ｖ１１０を有する押圧ヘッドＨ１００Ｈ，Ｈ１０１Ｈの、記録素子基板Ｈ１００，Ｈ１０１に対する接触面積が規制されている。なお、封止剤Ｈ３０８は、通常は記録素子基板の稜線で止まり接着面に付着しづらいが、まれに封止剤の粘度ばらつき等に起因して付着することがあり、付着した封止剤の厚さだけ第１の記録素子基板Ｈ１００や第２の記録素子基板Ｈ１０１が浮いてしまい、吐出方向が傾いてしまったり、インクが漏れてしまうおそれがあった。
【００５６】
この後、電気配線テープＨ３００を第２のプレートＨ４００に確実に接着するために、テープ押圧ヘッドＴ３００で電気配線テープＨ３００を第２のプレートＨ４００に押圧固定する。なお、第１の記録素子基板Ｈ１００と第２の記録素子基板Ｈ１０１を接着するために押圧固定する際には、電気配線テープＨ３００と第３の接着層Ｈ３０６とが接触していないことが好ましい。押圧が不十分であると、第１の記録素子基板Ｈ１００と第２の記録素子基板Ｈ１０１が浮いてしまい、吐出方向が傾いてしまったり、インクが漏れてしまう恐れがあるからである。
【００５７】
［実施例１］
図２４，２５に示す従来例と対比して、本発明の実施例１について図９〜１２を参照して説明する。
【００５８】
図９は記録素子ユニットＨ１００２の要部分解模式断面図、図１０は要部模式断面図である。
【００５９】
図９に示すように、電気配線テープＨ１３００は、ボンディング部周辺が３層構造になっており、表側にポリイミドのベースフィルムＨ１３００ａ、中間に銅箔Ｈ１３００ｂ、裏側にソルダーレジストＨ１３００ｃという構成である。この電気配線テープＨ１３００には、第１の記録素子基板Ｈ１１００が挿入されるデバイスホール（開口部）Ｈ１と、第２の記録素子基板Ｈ１１０１が挿入されるデバイスホールＨ２が設けられ、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１のバンプＨ１００５と接続されるインナーリード（電極リード）Ｈ１３０２が金メッキされて露出している。
【００６０】
以下、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法による記録素子ユニットの製造方法を図９および図１０を参照して使用して工程を追って、詳しく説明する。
【００６１】
まず、第２のプレートＨ１４００を第１のプレートＨ１２００に、第２の接着層Ｈ１２０３により接着する。第２の接着層Ｈ１２０３の厚さは、第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３００を平面的に電気接続できるようにするため、従来同様０．０６ｍｍ以下に抑えられている。なお、本実施例では、第２のプレートＨ１４００の第１のプレートＨ１２００への接着は、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１の接着の前でも後でもかまわない。
【００６２】
次に、第１のプレートＨ１２００に第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１を接着する第１の接着層Ｈ１２０２を塗布形成した後、記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１を、記録液を吐出する複数の電気熱変換素子Ｈ１１０３またはそれぞれの吐出口Ｈ１１０７の配線面方向の相対位置関係を合わせて押圧固定する。このとき、前述の従来例と異なり、押圧ヘッドの接触面積減や、電気配線テープの接着剤との接触等、干渉するところがないので、安定して、高精度の接着固定が可能である。
【００６３】
その後、電気配線テープＨ１３００の裏面を接着固定するための第３の接着層Ｈ１３０６を第２のプレートＨ１４００に塗布形成した後、第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１の電極Ｈ１１０４と電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２の位置合わせをした後、押圧固定される。この後、記録素子基板の電極１１０４上のバンプＨ１１０５と、電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２とが、１箇所ずつ熱超音波圧着法により電気接合される。熱超音波圧着法による電気接合は、ワイヤーボンディングで多用されており、金属間結合であるから、接合部の信頼性が高く、生産性も非常に高い。
さらに、記録素子基板の電極部Ｈ１１０４上のバンプＨ１１０５と、電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２との高さ方向の位置関係に関しては、電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２がばらつきを吸収できるので、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドが提供可能である。
【００６４】
さらに、記録素子基板Ｈ１１００の電極Ｈ１１０４上のバンプＨ１１０５と、電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２との接合部を樹脂により封止して、インク等でショートしないようにしている。
【００６５】
本実施例で採用している熱超音波圧着法は、１箇所ずつの接合ではあるが、インクジェット記録ヘッドの配線数は１記録素子基板あたり２０個から１００個程度で、１箇所あたり０．１〜０．２秒程度で接合できるので、短時間での生産が可能である。
【００６６】
図１１には、図３に示されている第１，２のプレートＨ１２００，Ｈ１４００、第１，２の記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１、電気配線テープＨ１３００を拡大した分解図および断面図を示している。図９〜１１を参照して本実施例の構成をより詳細に説明する。
【００６７】
本実施例において、第１のプレートＨ１２００はアルミナ製で厚さが４±０．０３ｍｍ、第２のプレートＨ１４００もアルミナ製で厚さが０．６７±０．０５ｍｍ、第１および第２の記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１は厚さが０．６２５±０．０２５ｍｍである。電気配線テープ（フレキシブルプリント基板）Ｈ１３００は、前記の通り、ベースフィルム、銅箔配線、ソルダーレジストの三層構造であり、デバイスホールＨ１，Ｈ２が設けられ、金メッキされた電極リードＨ１３０２が露出している。
【００６８】
本実施例の第２のプレートＨ１４００は、単一の板状の部材であり、記録素子基板Ｈ１１００およびＨ１１０１が挿入されるための穴が２ヶ所設けられており、第１のプレートＨ１２００に接着されて固定されている。また、電気配線テープＨ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００およびＨ１１０１を露出するために形成されたデバイスホールＨ１，Ｈ２を除く領域の全面が、第３の接着層Ｈ１３０６により第２のプレートＨ１４００に接着されている。
【００６９】
図１０は、第１のプレートＨ１２００、第１（もしくは第２）の記録素子基板Ｈ１１００（Ｈ１１０１）、第２のプレートＨ１４００、電気配線テープＨ１３００が積層固着された状態の断面図である。本実施例では、第１の接着層Ｈ１２０２の厚さが０．００５±０．００４ｍｍ、第２の接着層Ｈ１２０３の厚さが０．０２±０．００５ｍｍ、第３の接着層Ｈ１３０６の厚さが０．０３±０．００３ｍｍであり、これらの接着層によって各部材が接着されている。また、電気配線テープＨ１３００のソルダーレジストの厚さが０．０１７±０．０１２５ｍｍ、バンプＨ１１０５の高さが０．０３２５±０．００７５ｍｍである。すなわち、図１０に示す、バンプＨ１１０５の上面と電極リードＨ１３０２との隙間ｈは０．０７５ｍｍで、各種公差を考慮すると公差範囲は±０．０５８ｍｍであり、一般に熱超音波圧着法で有効とされる隙間の範囲に入っている。したがって、バンプＨ１１０５と電極リードＨ１３０２を熱超音波圧着法（インナーリードボンディング）で容易に接合することができる。
【００７０】
以上述べた構成の支持部材（プレート）、記録素子基板および電気配線テープ（フレキシブルプリント基板）を用いることによって、インナーリードボンディングの信頼性を向上させ、確実に電気接続を実現することができる。
【００７１】
［電気接続部］
図１２を参照して、電気接続部周辺の封止方法について説明する。
【００７２】
前記の通り熱超音波圧着法により電気接合された状態で、記録素子基板の電極部１１０４および電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２の周辺が露出している。そこで、電極リードＨ１３０２の下部の隙間Ｈ１３１９Ａ、Ｈ１３１９Ｂおよび上部Ｈ１３２０Ａ、Ｈ１３２０Ｂを、封止剤により封止し密閉させる。このとき、電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２は櫛状であり隙間があるので、容易に空気が抜けるため、封止工程の信頼性が確保できる。
【００７３】
図２５に示すように従来のＴＡＢ実装方式であらかじめ電気配線テープのリード（電極端子）に、記録素子の電極パット上のバンプを熱超音波圧着法で電気接合し、さらに封止した後、支持体に接着する方法では、ＴＡＢユニットＨ３００Ｕ１およびＴＡＢユニットＨ３００Ｕ２が組付けられた状態でも、封止剤Ｈ３０８の下部に隙間Ｈ３０９ＡおよびＨ３０９Ｂが残っているため、ここへのインクの浸入を防止するために、さらに封止剤（不図示）を流し込む必要がある。この部分は、上部がすでに封止されているので、空気が逃げにくく、空気残りが生じて、エポキシ系の熱硬化性封止剤を使用する場合など、空気が膨張して穴が開く等の不良が発生することがあった。
【００７４】
これに対し、本実施例では、封止される部分に存在する部材を位置合わせして接着した上に、最後にまとめて封止を行うため、封止剤の過不足のない、安定した製造が可能である。
【００７５】
なお、電気接合部と、記録素子基板の周囲の封止剤は同一である必要はない。
例えば、電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２の上部Ｈ１３２０Ａ，Ｈ１３２０Ｂは、インクを拭き取るワイパー部材により削られる可能性があるので、エポキシ系の硬い封止剤が好適である。
【００７６】
さらに、電気配線テープＨ１３００の開口部（デバイスホール）Ｈ１，Ｈ２の周囲は、ノズル内のインク蒸発防止のためのキャッピングを行う際のキャッピング領域となるが、記録素子基板Ｈ１１００，Ｈ１１０１と電気配線テープＨ１３００が位置合わせされた後に第３の接着層Ｈ１３０６で第２のプレートＨ１４００に接着されているため、安定したキャッピング領域が確保できる。
【００７７】
本実施例のインクジェット記録装置においては、ブラックヘッドと、カラーヘッドの両方を同一の配線基板上に組付けて一体化しているので、お互いのヘッドのインクの着弾位置の修正が不要である。
【００７８】
前述した従来例のように、単一のＴＡＢテープに異なる素子を実装する場合、それらの位置精度はＴＡＢテープへのボンディング精度およびその後の封止時の変形等により０．１ｍｍ単位のずれが生じ、インクジェット記録装置としては使い物にならなかった。これに対し、本実施例によると、お互いの位置精度を確保することができる。また、本実施例のカラーヘッドは、３色分のノズルを持っているためブラックヘッドとは外形寸法が異なっているが、異なる寸法の複数の記録素子基板を単一の可撓性の配線基板に組み込むことにより、記録装置のキャッピング手段等を小型化でき記録装置も小さくできる上に、キャッピング面となる可撓性の配線基板が単一であるため、ノズル表面や可撓性の配線基板に付着した余分なインクの除去の信頼性が確保でき、長寿命のインクジェット記録ヘッドが提供できる。
【００７９】
［実施例２］
本実施例は、実施例１とほとんど同じ構成であるが、第２のプレートＨ１４００の上面の位置が０．７２±０．０５ｍｍであり、バンプＨ１００５と電極リードＨ１３０２との間の隙間ｈ１が０．１０５±０．１１２ｍｍである。このばらつきは、二乗和では±０．０５８ｍｍであり、例えば、図１３に示すように、記録素子基板Ｈ１１００上のバンプＨ１００５と電極リードＨ１３０２との隙間ｈ１と、記録素子基板Ｈ１１０１上のバンプＨ１００５と電極リードＨ１３０２との隙間ｈ２とに差があっても、一般に熱超音波圧着法で有効とされる隙間の範囲（１５０μｍ以下）に入っており、確実な金属間結合が可能である。
【００８０】
以上のように、単一の支持部材に、複数の記録素子基板を接着して固定した後に、ＴＡＢテープを熱超音波圧着（インナーリードボンディング）することにより、信頼性のある安価なインクジェット記録ヘッドが製造可能である。
【００８１】
なお、本実施形態では、図１４に示すように、熱硬化性樹脂からなる接着シートを第３の接着層Ｈ１３０６として用いて、電気配線テープＨ１３００と第２のプレートＨ１４００とを熱圧着により接着しているが、実施例１と同様に、シート状でない接着剤を塗布して接着させる構成であってもよい。
【００８２】
［実施例３］
本実施例では、図１５，１６に示すように、第２のプレートＨ１４００の、電気配線テープＨ１３００との接合面の位置を、バンプＨ１１０５の頂点を基準として治具Ｊ０１を用いて誤差±０．０５ｍｍ程度で位置決めし、接着剤により接着している。これによると、バンプＨ１００５と電極リードＨ１３０２との間の隙間ｈ３が０．１０５±０．０６２５ｍｍ（二乗和では±０．０５２ｍｍ）となり、ばらつきが大きく減少した。従って、確実な金属間結合が行えるのみならず、樹脂封止工程における、電極リードＨ１３０２の高さや第２のプレートＨ１４００の厚さのばらつきに起因する封止剤の必要充填量のばらつきが抑えられる（例えば隙間ｈ３とｈ４の差が小さくなる）。また、吐出口Ｈ１１０７と記録媒体との距離を小さくできる。
【００８３】
さらに、治具Ｊ０１をバンプＨ１００５に押し付ける荷重を、バンプ１個あたり１．２Ｎ（バンプ１００個のとき１２Ｎ）として、バンプＨ１００５の上面のばらつきを±０．００２ｍｍに抑え、平面性をより向上させることもできる。その場合、バンプＨ１００５と電極リードＨ１３０２との間の隙間ｈ３が０．１０５±０．０４２５ｍｍ（二乗和では±０．０３３ｍｍ）となり、ばらつきがさらに減少した。
【００８４】
さらに、図１７に示すように、治具Ｊ０２に吸引口Ｈ３，Ｈ４をあけ、第２のプレートＨ１４００の、電気配線テープＨ１３００との接合面の位置を、バンプＨ１１０５の頂点を基準として、治具Ｊ０２を介して吸着しながら誤差±０．０１ｍｍで位置決めし、第１のプレートＨ１２００と第２のプレートＨ１４００との隙間にシリコン系のシーラント接着剤を注入し接着している。これによると、バンプＨ１００５と電極リードＨ１３０２との間の隙間ｈ３が０．１０５±０．０２２５ｍｍ（二乗和では±０．０１６ｍｍ）となり、ばらつきがさらに大きく減少した。
【００８５】
これによると、バンプＨ１００５と電極リードＨ１３０２との間の隙間ｈ３の寸法設定の中心値を、０．１０５ｍｍから０．０３ｍｍ程度まで小さくできるので、吐出口と記録媒体との距離をより小さくできる。
【００８６】
なお、本実施例においては、両面配線タイプの配線基板を用い、記録素子基板の反対側にプリンタ本体とのコンタクト部を設けているが、片面配線タイプを用いても、特開平１１−１３８８１４号公報の構成のように、別の両面配線基板を用いて記録ヘッドを製造することができる。
【００８７】
［実施例４］
実施例１では、第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１の電極Ｈ１１０４にはＡｕ等のバンプＨ１１０５が熱超音波圧着法で形成されているが、金属間結合はこれに限るわけではなく、熱を利用したメッキ等で電極部の体積を増やして安定した接合を行うことが可能である。また、実施例１では電気配線テープＨ１３００として電極リードＨ１３０２を有するＴＡＢテープを使用したが、記録素子基板Ｈ１１０１の電極Ｈ１１０４の上方でなく数百μｍほど離れた位置に電極端子を有する電気配線テープを位置決め接着した後、Ａｕワイヤー等を使用したワイヤーボンディング方式で熱超音波圧着法により金属間結合することも可能である。
【００８８】
図１８はワイヤーボンディング方式の実施例を示しており、電気配線テープＨ１３００Ｗは、実施例１と同様に、ボンディング部周辺がベースフィルムＨ１３００ａ，銅箔Ｈ１３００ｂ，裏側にソルダーレジストＨ１３００ｃの３層構造になっており、銅箔Ｈ１３００ｂの電極部Ｈ１３００ｄは金メッキされて露出している。各部材の接着工程は、前述の実施例１と同様であるが、電気配線テープＨ１３００Ｗの銅箔Ｈ１３００ｂの電極部Ｈ１３００ｄは、実施例１のように記録素子基板Ｈ１１０１の電極Ｈ１１０４上方にはなく、数百μｍほど離れて、第２のプレートＨ１４００上に接着固定されている。
【００８９】
本実施例では、第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１の電極Ｈ１１０４と、電気配線テープＨ１３００Ｗの銅箔Ｈ１３００ｂの電極部Ｈ１３００ｄとを、Ａｕワイヤー等のボンディングワイヤーＷ１１００を使用してワイヤーボンディングした後、実施例１と同様に樹脂により封止を行っている。
【００９０】
一般的なワイヤーボンディング装置は、各電極部を認識して位置を補正した後で熱超音波圧着を行うため、電気配線テープの位置合わせはさほど正確でなくてもよいが、インクジェット記録ヘッドの場合、ボンディングワイヤーの高さを低くしないとインクの着弾位置がずれてしまうという問題が生じてしまう。通常、ボンディングワイヤーの高さは、最初にボンディングするところが高く、ボンディングする距離がばらつくと高さもばらつく。そこで本実施例では、実施例１と同様に、電気配線テープＨ１３００Ｗの位置合わせを、第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１の電極Ｈ１１０４を基準にして精度良く行い、ボンディングワイヤーＷ１１００のループ高さを安定させ、さらに、電気配線テープＨ１３００Ｗを接着固定する第２のプレートＨ１４００の厚さを実施例１より薄くした上で、電気配線テープＨ１３００Ｗの電極部Ｈ１３００ｄから第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１の電極部Ｈ１１０４にワイヤーボンディングしている。
【００９１】
本実施例によれば、電極部Ｈ１１０４にＡｕ等のバンプＨ１１０５を熱超音波圧着法で形成する必要がなく、安価でインクの着弾位置が正確な高品位のインクジェット記録ヘッドを製造可能である。
【００９２】
［実施例５］
図１９、図２０に示す実施例では、上述の実施例１の第２の記録素子基板Ｈ１１０１がシアン、マゼンタ、イエローの３色分の機構が一体化されて単一の記録素子基板に設けられたものであるに対して、独立した３つの記録素子基板、すなわち、第２の記録素子基板Ｈ１１０１Ａ（シアン）、第３の記録素子基板Ｈ１１０１Ｂ（マゼンタ）、第４の記録素子基板Ｈ１１０１Ｃ（イエロー）を有している。これらの第２〜４の記録素子基板Ｈ１１０１Ａ〜Ｃは、第１の記録素子基板Ｈ１１００と外形サイズが等しく、吐出口Ｈ１１０７や電気熱変換素子Ｈ１１０３の大きさが第１の記録素子基板Ｈ１１００よりも小さい。
【００９３】
このような構成の記録ヘッドは、特に、カラー（３色）用の第２の記録素子基板Ｈ１１０１Ａ、第３の記録素子基板Ｈ１１０１Ｂ、第４の記録素子基板Ｈ１１０１Ｃの貼付精度が±０．０１ｍｍ以内であることが必要であるが、あらかじめ画像認識によってこれらの記録素子基板を第１のプレートＨ１２００上に精度良く配置し、第２の接着層Ｈ１２０３を用いて接着することによって、必要な貼付精度が確保できる。
【００９４】
その後、前述のように、記録素子基板の電極Ｈ１１０４上のバンプＨ１１０５と、電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２とが、１箇所ずつ熱超音波圧着法により接合されて、電気的に信頼性の高いインクジェット記録ヘッドが提供できる．
このように、外形寸法がほぼ同一の記録素子基板を並べて使用するインクジェット記録ヘッドにおいても、異なる大きさの開口部を持つ単一の可撓性の配線基板を使用することにより、信頼性の高い長寿命のインクジェット記録ヘッドが提供できる。
【００９５】
本実施例でも、実施例１と同様に、電気接続部周辺の封止が行われている。カラー３色の記録素子基板のうち、中央部にある第３の記録素子基板Ｈ１１０１Ｂの電極部の封止を、従来のＴＡＢ実装方式のようにＴＡＢテープ上で行うと、隣接する記録素子基板との間隔が狭い場合には、裏面の貼付面にまで封止剤が回り込んでしまう可能性が高いが、本実施例では記録素子基板を他部材に貼付けた後に封止することにより、歩留まりの高い低価格のインクジェット記録ヘッドを提供できる。
【００９６】
［実施例６］
図２１に示す実施例では、第２のプレートが、２つの記録素子基板を各々囲む形状の独立した枠体Ｈ１４００Ａ、Ｈ１４００Ｂである。第２のプレートの形状が異なる以外、使用部材、使用接着剤等は実施例１と全く同じである。図２２は、第１のプレートＨ１２００、第１（もしくは第２）の記録素子基板Ｈ１１００（Ｈ１１０１）、第２のプレートＨ１４００Ａ、Ｈ１４００Ｂ、電気配線テープ（フレキシブルプリント基板）Ｈ１３００の積層固着された状態の断面図である。本実施例の場合、第２のプレートが記録素子基板を囲む形状の枠体であるため、電気配線テープＨ１３００は、記録素子基板Ｈ１１００（Ｈ１１０１）のＨバンプ１１０５近傍および記録素子基板の周囲のみが、他の箇所と比較して一段高く位置している。本実施例においても、実施例１と同様に、バンプＨ１１０５と電極リードＨ１３０２を熱超音波圧着法（インナーリードボンディング）で容易に接合することができた。
【００９７】
［実施例７］
図２３に示す実施例では、第２のプレートＨ１４００Ｃが、２つの記録素子基板のバンプＨ１１０５の近傍のみに位置する構成である。第２のプレートの形状が異なる以外、使用部材、使用接着剤等は実施例１と全く同じである。本実施例の場合、第２のプレートＨ１４００Ｃは記録素子基板Ｈ１１００（Ｈ１１０１）のバンプＨ１１０５の近傍のみに位置しているため、電気配線テープＨ１３００の電極リードＨ１３０２は、記録素子基板Ｈ１１００（Ｈ１１０１）のバンプＨ１１０５近傍のみが他の箇所と比較して一段高く位置している。
【００９８】
本実施例においても、実施例１と同様に、バンプＨ１１０５と電極リードＨ１３０２を熱超音波圧着法（インナーリードボンディング）で容易に接合することができた。
【００９９】
【発明の効果】
以上述べたとおり、本発明によると、複数の記録素子を配線基板に接着する構成のインクジェット記録ヘッドにおいて、まず素子基板支持部材に複数の半導体チップ（記録素子基板）を接着し、その後で、配線基板を積層し、記録素子基板の電極部と配線基板の電極端子とに対し、インナーリードボンディング工程およびインナーリード封止工程を行なう製造方法において、インナーリードボンディングの信頼性を向上させ、確実に電気接続を実現することができる。
【０１００】
特に、複数の記録素子基板を、配線基板支持部材が接着剤で貼り付けられた素子基板支持部材に接着剤で固定し、記録素子基板の電極部と配線基板の電極端子とを位置合わせした後で、配線基板を配線基板支持部材に接着剤で固定し、記録素子基板の電極部と、配線基板の電極端子とを接合し、その接合部を樹脂により封止することにより、印字品位がよく、信頼性が高く、低価格のインクジェット記録ヘッドを提供できる。
【０１０１】
記録素子基板の電極部と配線基板の電極端子とを金属間結合すると、より生産性のよいインクカートリッジを提供できる。
【０１０２】
さらに、配線基板支持部材の上面と、電極部の上面との距離が一定になるようにしてから、金属間結合および接合部の封止を行うことにより、印字品位がよく、信頼性が高く、低価格のインクジェット記録ヘッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施例１における記録ヘッドカートリッジの斜視図、（ｂ）はその分解斜視図である。
【図２】図１に示す記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示す記録ヘッドをさらに細かく分解した分解斜視図である。
【図４】本発明の実施例１における記録素子基板の構成を示す一部切りかき説明斜視図である。
【図５】本発明の実施例１における他の記録素子基板の構成を示す一部切りかき説明斜視図である。
【図６】本発明の実施例１における記録ヘッドカートリッジの要部断面図である。
【図７】本発明の実施例１における記録素子ユニットとインク供給ユニットを組み立てたものを示す斜視図である。
【図８】本発明の実施例１における記録ヘッドの底面側を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施例１における記録素子ユニットの要部分解模式断面図である。
【図１０】本発明の実施例１における記録素子ユニットの要部拡大断面図である。
【図１１】本発明の実施例１における記録素子ユニットの要部拡大分解斜視図である。
【図１２】本発明の実施例１における記録素子ユニットの断面図である。
【図１３】本発明の実施例２における記録素子ユニットの断面図である。
【図１４】本発明の実施例２における記録素子ユニットの分解断面図である。
【図１５】本発明の実施例３における記録素子ユニット製造工程を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施例３における記録素子ユニットの断面図である。
【図１７】本発明の実施例３の変形例における記録素子ユニット製造工程を示す断面図である。
【図１８】本発明の実施例４における記録素子ユニットの断面図である。
【図１９】本発明の実施例５における記録ヘッドカートリッジの斜視図である。
【図２０】図１９に示す記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図２１】本発明の実施例６における記録素子ユニットの要部拡大分解斜視図である。
【図２２】本発明の実施例６における記録素子ユニットの要部拡大断面図である。
【図２３】本発明の実施例７における記録素子ユニットの要部拡大分解斜視図である。
【図２４】従来の記録素子ユニットの要部分解模式断面図である。
【図２５】従来の記録素子ユニットの要部模式断面図である。
【符号の説明】
Ｈ１０００    記録ヘッドカートリッジ
Ｈ１００１    記録ヘッド（インクジェット記録ヘッド）
Ｈ１００２    記録素子ユニット
Ｈ１００３    インク供給ユニット
Ｈ１１００    第１の記録素子基板
Ｈ１１０１    第２の記録素子基板
Ｈ１１０２    インク供給口（供給口）
Ｈ１１０３    電気熱変換素子（記録素子）
Ｈ１１０４    電極（電極部）
Ｈ１１０５    バンプ
Ｈ１１０６    インク流路壁
Ｈ１１０７    吐出口
Ｈ１１０８    吐出口群
Ｈ１１１０    Ｓｉ基板
Ｈ１２００    第１のプレート（素子基板支持部材）
Ｈ１２０１    インク連通口
Ｈ１２０２    第１の接着層
Ｈ１２０３    第２の接着層
Ｈ１３００，Ｈ１３００Ｗ    電気配線テープ（配線基板）
Ｈ１３０１    外部信号入力端子
Ｈ１３０２    電極リード（電極端子）
Ｈ１３０６    第３の接着層
Ｈ１３０９    端子位置決め穴
Ｈ１４００，Ｈ１４００Ａ，Ｈ１４００Ｂ，Ｈ１４００Ｃ    第２のプレート（配線基板支持部材）
Ｈ１５００    インク供給部材
Ｈ１５０１    インク流路
Ｈ１５０３    第１の穴
Ｈ１５０９    Ｘ突き当て部
Ｈ１５１０    Ｙ突き当て部
Ｈ１５１１    Ｚ突き当て部
Ｈ１５１２    端子固定部
Ｈ１５１５    端子位置決めピン
Ｈ１５２０    ジョイント部
Ｈ１６００    流路形成部材
Ｈ１６０１    装着ガイド
Ｈ１６０２    インク連通口
Ｈ１７００    フィルター
Ｈ１８００    シールゴム
Ｈ１９００    インクタンク
Ｈ１９０１    ブラックインクタンク
Ｈ１９０２    シアンインクタンク
Ｈ１９０３    マゼンタインクタンク
Ｈ１９０４    イエローインクタンク
Ｈ１９０７    インク連通口
Ｈ１９１０    第２の爪
Ｈ２０００    タンクホルダー
Ｈ２３００    ジョイントシール部材
Ｈ２４００    ビス
Ｈ１、Ｈ２    デバイスホール
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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