(57)【要約】【課題】  記録素子ユニットを流路部材にコストアップや精度ズレ無く接続する。【解決手段】  記録素子基板を接着固定する記録素子基板接着樹脂と配線基板を接着固定する配線基板接着樹脂は、完全熱硬化型接着剤であり、記録素子基板接着樹脂の硬化速度が配線基板接着樹脂の硬化速度より速い事を特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも液体が吐出可能な記録素子基板と、前記記録素子基板と液体吐出記録装置を電気接続する配線基板と、前記記録素子基板に液体を供給するための液体流路を有する流路部材により成る液体吐出記録ヘッドであり、前記配線基板に前記記録素子基板をリードを介して電気接続した記録素子ユニットを前記流路部材に接続する方法において、前記記録素子基板を接着固定する記録素子基板接着樹脂と前記配線基板を接着固定する配線基板接着樹脂は、完全熱硬化型接着剤であり、前記記録素子基板接着樹脂の硬化速度が前記配線基板接着樹脂の硬化速度より速い事を特徴とする液体吐出記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記記録素子基板接着樹脂と、前記配線基板接着樹脂の硬化温度は、前記流路部材の熱変形温度以下である事を特徴とする請求項１に記載の液体吐出記録ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記流路部材は樹脂材料で形成されている事を特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出記録ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記配線基板に前記記録素子基板をリードを介して電気接続した前記記録素子ユニットを前記流路部材に接着固定する方法において、前記記録素子基板接着樹脂を硬化させた後に、前記配線基板接着樹脂を硬化させる事を特徴とする請求項１から３に記載の液体吐出記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク他の液体を紙などの被記録媒体に吐出する液体吐出記録ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンター、ファクシミリ他の記録装置の中でも、特にインクジェット方式の記録装置が記録画質に於いて急速に向上している。この記録画質向上に対応するため記録ヘッドはより小さな液滴を吐出する必要があり、更に吐出した液滴についても着弾精度が重要となる。
【０００３】
従来、液体吐出記録ヘッドは、例えば特開2000-177134に記載されているように、記録素子基板の片面に液体を吐出するための複数の吐出口を設け、他方の面に液体を吐出口に供給するための供給口を設け、その記録素子基板に対して液体を吐出するための電気パルスを印加するための配線基板がTAB実装技術によって接続されている。また、記録素子基板と配線基板とを電気的に接続するリード線は液体による腐食や外部から作用する力による断線から保護するために封止樹脂が塗布される。図５は従来の液体吐出記録ヘッドの一構成例を示す分解斜視図であり、図６は図５に示した液体吐出記録ヘッドの組み立て完成後の外観斜視図である。図７は一般的な記録素子基板を示す図であり、図８は図７に示した記録素子基板が配線基板に接続された状態を示す図である。図５や図６に示すように複数の記録素子ユニット6ａから6ｃは支持板を介して支持部材上面に記録素子基板接着樹脂、支持板接着樹脂、配線基板接着樹脂により接着固定され、支持部材の側面には、複数の配線基板に対する電気信号をまとめる配線統合基板が固定されて複数の配線基板と電気的に接続されている。液体吐出記録ヘッドに用いる接着樹脂は工程（装置）が簡素化できる一液性熱硬化型接着剤が好まれる。支持板と支持部材上面はアルミとアルミナで構成されており、プレス加工や切削加工を行うことにより、外形、及び平行度を保証している。これにより、支持部材上面に支持板接着樹脂を介して接着固定されると、支持部材上面に対する支持板の高さバラツキや平行度は安定する事となる。
【０００４】
ここで、支持板の厚みは0.5ｍｍ、支持板を構成しているアルミの腺膨張係数は23.6e-6/K程度であるが、支持板が接着固定される支持部材上面の厚みは1ｍｍと支持板より厚く、支持部材上面を構成するアルミナの腺膨張係数は6〜9e-6/Kと支持板より小さいため、支持部材上面に接着固定された後の支持板の見掛けの腺膨張係数は支持部材上面の腺膨張係数に近づく。そのため、記録素子ユニットを支持板や支持部材上面に接着固定する際に熱を付加しても、支持板、支持部材上面共に、大きな変形を起こす事は無い。その結果、記録素子ユニットは外形や平面度の保証された支持板や支持部材上面に対して、任意の位置に精度良く接着固定する事が可能となる。
【特許文献１】特開2000-177134号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ただし、支持板や支持部材上面の外形や平行度を保証するためのプレス加工や切削加工はコストアップの一因となる。そのため、支持板や支持部材上面を樹脂材料にて一体射出成型する事が検討されている。しかしながら、通常、樹脂材料の腺膨張係数は50ｅ-6/Ｋ前後と非常に大きいため、流路部材に熱を付加すると変形を起こす。また、一体成型された流路部材は、例えば図９のような形状変形を起こす事が稀では無い。そのため、熱を付加して流路部材に記録素子ユニットを接着固定する第一の方法として、図１０のように最初に配線基板を接着固定すると流路部材が昇温し、膨張変形した状態で配線基板が流路部材に接着固定される。そして、次工程の記録素子基板接着固定に移る際に、流路部材が冷やされ収縮を起こし記録素子基板の位置がズレるため、記録素子基板を任意の位置に精度良く接着固定する事が困難となる。
【０００６】
熱を付加して流路部材に記録素子ユニットを接着固定する第二の方法として、配線基板と記録素子基板を同時に接着固定する場合、図１１のように記録素子基板が部分的に突き当たる事による記録素子基板の位置ズレが生じたり、配線基板が接着固定される面と記録素子基板が接着固定される面の間に高さバラツキがあるために、配線基板が十分に圧着されずに配線基板接着樹脂が硬化し流路部材と配線基板の間にパスができる事となる。流路部材と配線基板の間にパスがあると、次工程で記録素子基板の周囲を封止する時に、記録素子基板外周封止樹脂がパスに流れ込む。そのため、必要とする部分の封止が行えず不良と成る。
【０００７】
また、熱を付加して流路部材に記録素子ユニットを接着固定する第三の方法として、最初に記録素子基板を流路部材に接着固定すると、配線基板接着樹脂の硬化速度が記録素子基板接着樹脂の硬化速度より速い場合、図１２のようにヒートツール付き記録素子基板吸着フィンガーの輻射熱により記録素子基板周辺の配線基板接着樹脂が硬化してしまう。この時配線基板は圧着されていないため、次工程で配線基板を熱圧着しても一部硬化した配線基板接着樹脂は圧着する事が出来ず、パスが形成される。そして、上述した不具合が生じる事となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、記録素子ユニットを流路部材に不具合無く接続するために、記録素子基板接着樹脂の硬化速度が配線基板接着樹脂の硬化速度より速い事を特徴とする。また、記録素子基板接着樹脂と、配線基板接着樹脂の硬化温度は、流路部材の熱変形温度以下であり、流路部材は樹脂材料で形成されている事を特徴とする。更に、記録素子基板接着樹脂を硬化させた後に、配線基板接着樹脂を硬化させる事を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明は記録素子ユニットを流路部材に不具合無く接続するために、記録素子基板接着樹脂の硬化速度が配線基板接着樹脂の硬化速度より早くなっているため、最初に記録素子基板に熱を付加して流路部材に接合しても、記録素子基板周辺の配線基板接着樹脂が硬化することがない。また、最初に記録素子基板を任意の位置に合せて接合するため、基準からの接合位置がズレる事が無い。つまり、支持板や支持部材上面を一体成型した流路部材を用いる事が可能となる。そのため、支持板や支持部材上面の外形や平行度を保証するためのプレス加工や切削加工が無くなり、結果として、記録画質の低下を招く事無く、安価な液体吐出記録ヘッドを提供する事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１１】
図２は本発明の液体吐出記録ヘッドの形態を示す斜視図であり、図１は本発明の液体吐出記録ヘッドの第一の実施の形態を示すＢ-Ｂ断面図である。本形態は図１に示すように、液体を吐出するための記録素子基板と、記録素子基板に対して液体を吐出するための電気パルスを印加するための配線基板がTAB実装技術によって接続されている。また、記録素子基板と配線基板は共に熱硬化型接着樹脂で流路部材と接合されており、記録素子基板接着樹脂の硬化速度が配線基板接着樹脂の硬化速度より速い関係にある接着樹脂を各々採用している。因みに、硬化速度は接着樹脂に与える温度によって異なり、与える温度が高い程硬化速度は早まる。ただし、接着樹脂に与える温度は使用する流路部材の熱変形温度以下とする必要がある。本実施例で使用した接着樹脂の硬化速度は、記録素子基板接着樹脂が100度×10sec程度で硬化、配線基板接着樹脂が100度×60sec程度で硬化するものを用いた。次に、上記のように構成された液体吐出記録ヘッドの本実施例に係る部分の工程について説明する。図３は図１に示した液体吐出記録ヘッドを形成するための工程手順を示す。第一ステップとして、記録素子基板接着樹脂と配線基板接着樹脂を流路部材に塗布する。接着樹脂の塗布方法は接着樹脂の性質や作業性他を考慮して、ディスペンス方式、転写方式、スクリーン印刷方式などを選択する事が可能である。第二ステップとして、ヒートツール付き記録素子基板吸着フィンガーで記録素子ユニットを吸着後、画像処理にて流路部材の所定位置に移動させる。この時、ヒートツール付き記録素子基板吸着フィンガーは記録素子基板接着樹脂が硬化する温度以上に設定保持されている。第三ステップとして、ヒートツール付き記録素子基板吸着フィンガーに吸着固定されている記録素子ユニットを任意の高さまで下降させ、記録素子基板を介して記録素子基板接着樹脂を硬化させる。この時点で、記録素子基板は固定されるため、外的要因を受けても記録素子基板がズレることは無い。また、配線基板接着樹脂は記録素子基板接着樹脂に対して硬化速度が遅いため、ヒートツール付き記録素子基板吸着フィンガーからの輻射熱に曝されても、配線基板接着樹脂が完全硬化することは無い。第四ステップとして、記録素子基板の吸着固定を解除し、配線基板圧着ツールで配線基板を熱圧着する事により流路部材と接合される。圧着ツールは未硬化の配線基板接着樹脂を熱圧着する事により、配線基板と流路部材を配線基板接着樹脂を介して密着させ、熱硬化させる事が可能なため、配線基板と流路部材の間にパスが出来る事無く形成する事が可能となる。
【実施例２】
【００１２】
図４は本発明の液体吐出記録ヘッドを形成するための第二の実施例であり、第一の実施例と比較し製造タクトを短縮するための方法を示す。
【００１３】
第一ステップとして、記録素子基板接着樹脂と配線基板接着樹脂を流路部材に塗布する。接着樹脂の塗布方法は接着樹脂の性質や作業性他を考慮して、ディスペンス方式、転写方式、スクリーン印刷方式などを選択する事が可能である。ここで、記録素子ユニットを接合する際に使用した接着樹脂は完全熱硬化型接着樹脂であり、記録素子基板接着樹脂の硬化速度は配線基板接着樹脂の硬化速度より速い。
【００１４】
第二ステップとして、ヒートツール付き記録素子基板吸着フィンガーで記録素子ユニットを吸着後、画像処理にて流路部材の所定位置に移動させる。この時、ヒートツール付き記録素子基板吸着フィンガーは記録素子基板接着樹脂が硬化する温度以上に設定保持されている。第三ステップとして、ヒートツール付き記録素子基板吸着フィンガーに吸着固定されている記録素子ユニットを任意の高さまで下降させ、記録素子基板を介して記録素子基板接着樹脂の硬化が開始される。その直後、第四ステップとして、配線基板圧着ツールを配線基板に接する手前まで下降させる事により、輻射熱で配線基板接着樹脂の硬化を開始させる。この時、記録素子基板接着樹脂は未硬化であるため、記録素子基板や配線基板に外的要因を加えると位置ズレを起こす可能性が大きい。ただし、本第二実施例では配線基板熱圧着ツールは配線基板に接していないため、上記不具合が懸念される事は無い。最後に第五ステップとして、記録素子基板が固定された段階で記録素子基板の吸着固定を解除し、配線基板熱圧着ツールを熱圧着する事により流路部材と接合される。圧着ツールは半硬化の配線基板接着樹脂を熱圧着する事により、配線基板と流路部材を配線基板接着樹脂を介して密着させ、熱硬化させる事が可能なため、配線基板と流路部材の間にパスが出来る事無く形成する事が可能となり、更に、配線基板接着樹脂の硬化時間短縮を図る事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の液体吐出記録ヘッドの実施例の形態を示すＢ-Ｂ断面図である。
【図２】本発明の液体吐出記録ヘッドの形態を示す斜視図である。
【図３】本発明の液体吐出記録ヘッドの第一の実施例を形成するための工程図である。
【図４】本発明の液体吐出記録ヘッドの第二の実施例を形成するための工程図である。
【図５】従来の液体吐出記録ヘッドの形態を示す分解斜視図である。
【図６】図５に示した液体吐出記録ヘッドの組み立て完成斜視図である。
【図７】一般的な記録素子基板を示す図である。
【図８】図７に示した記録素子基板が配線基板に接続された状態を示す図である。
【図９】一体成型した流路部材の形状変形例
【図１０】熱を付加して流路部材に記録素子ユニットを接着固定する第一の方法として、最初に配線基板を接着固定した場合の不具合例
【図１１】熱を付加して流路部材に記録素子ユニットを接着固定する第二の方法として、配線基板と記録素子基板を同時に接着固定した場合の不具合例
【図１２】熱を付加して流路部材に記録素子ユニットを接着固定する第三の方法として、最初に記録素子基板を接着固定した場合の不具合例
【符号の説明】
【００１６】
１  記録素子基板
２  吐出口
３  供給口
４  配線基板
５  リード封止樹脂
６  記録素子ユニット
７  支持部材
８  支持板
９  記録素子基板接着樹脂
１１  配線基板接着樹脂
１２  配線統合基板
１３  配線基板外周封止樹脂
１４  支持板接着樹脂
１５  流路部材
１６  記録素子基板外周封止樹脂
１７  リード
１８  ヒートツール付き記録素子基板吸着フィンガー
１９  配線基板圧着ツール
２０  支持部材上面
２１  配線基板と流路部材間のパス
２２  未硬化の配線基板接着樹脂
２３  硬化した配線基板接着樹脂
【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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