(57)【要約】【課題】ノズルシートを簡単な構成でグランド接地させ、不要輻射や液体の変質を防止する。【解決手段】ヘッドチップ２０の電極２３は、ヘッドチップ配置孔のノズルシート２５により覆われていない領域から露出している。フレキシブル配線基板３は、モジュールフレーム１１のノズルシート２５が設けられた面側において、ヘッドチップ２０の露出している電極２３を覆うように配置されている。そして、ヘッドチップ２０の電極２３とフレキシブル配線基板３の配線パターン３ａとが異方性導電膜２８を介して電気的に接続されるとともに、ノズルシート２５がモジュールフレーム１１及び異方性導電膜２８を介して電気的に接地されている。【選択図】図４
2007062261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び外部と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、
ノズルが形成されたノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記電極と電気的に接続される配線パターンを有する配線基板と、
前記ヘッドチップを内部に配置するための孔であって前記ヘッドチップの外形より大きいヘッドチップ配置孔が複数形成されたモジュールフレームと
を備え、
前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出するヘッドモジュールであって、
前記ノズルシートは、前記モジュールフレームの一方側の面において、各前記ヘッドチップ配置孔に対し、前記ヘッドチップ配置孔内に前記ノズルが位置し、前記ヘッドチップ配置孔の領域の一部を覆うようにそれぞれ配置されるとともに、前記ヘッドチップ配置孔の領域の一部を覆う大きさに形成され、
前記ヘッドチップは、前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子と前記ノズルとが対向する位置に配置されるように、前記モジュールフレームの他方側の面から、各前記ヘッドチップ配置孔にそれぞれ配置され、
前記ヘッドチップ配置孔に配置された前記ヘッドチップの前記電極は、前記ヘッドチップ配置孔の前記ノズルシートにより覆われていない領域から露出し、
前記配線基板は、前記モジュールフレームの前記ノズルシートが設けられた面側において、前記ヘッドチップの露出している前記電極を覆うように配置され、
前記ヘッドチップの前記電極と前記配線基板の前記配線パターンとが異方性導電膜を介して電気的に接続されるとともに、前記ノズルシートが前記モジュールフレーム及び異方性導電膜を介して電気的に接地されている
ことを特徴とするヘッドモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のヘッドモジュールにおいて、
前記配線基板は、電気的に接地されるグラウンドパターンを有しており、
前記ノズルシートは、前記配線基板の前記グラウンドパターンと電気的に接続されている
ことを特徴とするヘッドモジュール。
【請求項３】
複数のヘッドモジュールと、
複数の前記ヘッドモジュールを収容したヘッドモジュール配置孔が形成されたヘッドフレームと
を備えるとともに、
前記ヘッドモジュールは、
半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び外部と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、
ノズルが形成されたノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記電極と電気的に接続される配線パターンを有する配線基板と、
前記ヘッドチップを内部に配置するための孔であって前記ヘッドチップの外形より大きいヘッドチップ配置孔が複数形成されたモジュールフレームと
を備え、
前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する液体吐出ヘッドであって、
前記ノズルシートは、前記モジュールフレームの一方側の面において、各前記ヘッドチップ配置孔に対し、前記ヘッドチップ配置孔内に前記ノズルが位置し、前記ヘッドチップ配置孔の領域の一部を覆うようにそれぞれ配置されるとともに、前記ヘッドチップ配置孔の領域の一部を覆う大きさに形成され、
前記ヘッドチップは、前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子と前記ノズルとが対向する位置に配置されるように、前記モジュールフレームの他方側の面から、各前記ヘッドチップ配置孔にそれぞれ配置され、
前記ヘッドチップ配置孔に配置された前記ヘッドチップの前記電極は、前記ヘッドチップ配置孔の前記ノズルシートにより覆われていない領域から露出し、
前記配線基板は、前記モジュールフレームの前記ノズルシートが設けられた面側において、前記ヘッドチップの露出している前記電極を覆うように配置され、
前記ヘッドチップの前記電極と前記配線基板の前記配線パターンとが異方性導電膜を介して電気的に接続されるとともに、前記ノズルシートが前記モジュールフレーム及び異方性導電膜を介して電気的に接地されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
複数のヘッドモジュールと、
複数の前記ヘッドモジュールを収容したヘッドモジュール配置孔が形成されたヘッドフレームと
を備えるとともに、
前記ヘッドモジュールは、
半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び外部と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、
ノズルが形成されたノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記電極と電気的に接続される配線パターンを有する配線基板と、
前記ヘッドチップを内部に配置するための孔であって前記ヘッドチップの外形より大きいヘッドチップ配置孔が複数形成されたモジュールフレームと
を備え、
前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する液体吐出装置であって、
前記ノズルシートは、前記モジュールフレームの一方側の面において、各前記ヘッドチップ配置孔に対し、前記ヘッドチップ配置孔内に前記ノズルが位置し、前記ヘッドチップ配置孔の領域の一部を覆うようにそれぞれ配置されるとともに、前記ヘッドチップ配置孔の領域の一部を覆う大きさに形成され、
前記ヘッドチップは、前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子と前記ノズルとが対向する位置に配置されるように、前記モジュールフレームの他方側の面から、各前記ヘッドチップ配置孔にそれぞれ配置され、
前記ヘッドチップ配置孔に配置された前記ヘッドチップの前記電極は、前記ヘッドチップ配置孔の前記ノズルシートにより覆われていない領域から露出し、
前記配線基板は、前記モジュールフレームの前記ノズルシートが設けられた面側において、前記ヘッドチップの露出している前記電極を覆うように配置され、
前記ヘッドチップの前記電極と前記配線基板の前記配線パターンとが異方性導電膜を介して電気的に接続されるとともに、前記ノズルシートが前記モジュールフレーム及び異方性導電膜を介して電気的に接地されている
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び外部と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、
ノズルが形成されたノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記電極と電気的に接続される配線パターン及び電気的に接地されるグラウンドパターンを有する配線基板と、
前記ヘッドチップを内部に配置するためのヘッドチップ配置孔が複数形成されたモジュールフレームと
を備え、
前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出するヘッドモジュールの製造方法であって、
前記モジュールフレームの一方側の面において、前記モジュールフレームと電気的に接続するとともに、各前記ヘッドチップ配置孔に対し、前記ヘッドチップ配置孔内に前記ノズルが位置し、前記ヘッドチップ配置孔の領域の一部を覆うようにそれぞれ前記ノズルシートを貼着する第１工程と、
前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子と前記ノズルとが対向する位置に配置され、前記ヘッドチップの前記電極が前記ヘッドチップ配置孔の前記ノズルシートにより覆われていない領域から露出するように、前記モジュールフレームの他方側の面から、各前記ヘッドチップ配置孔にそれぞれ前記ヘッドチップを貼着する第２工程と、
前記モジュールフレームの前記ノズルシートが設けられた面側に前記配線基板を配置し、前記ヘッドチップの前記電極と前記配線基板の前記配線パターンとを異方性導電膜を介して電気的に接続するとともに、前記モジュールフレームと前記配線基板の前記グラウンドパターンとを前記異方性導電膜を介して電気的に接続する第３工程と
を含むことを特徴とするヘッドモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出するためのヘッドの一部を構成するヘッドモジュール、並びにこのヘッドモジュールを用いた液体吐出ヘッド及び液体吐出装置と、ヘッドモジュールの製造方法に関する。詳しくは、ノズルシートを電気的に接地することによって不要輻射や液体の変質を防止する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液体吐出装置の一例として、インクジェットプリンタが知られており、そのインクジェットプリンタ等に用いられるヘッド（液体吐出ヘッド）については、種々の技術が開示されている。
例えば特許文献１では、ノズルシート１枚に対して複数のヘッドチップを貼り付け、ラインヘッドを形成する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１２７４７号公報
【０００３】
上記の特許文献１では、電鋳により形成されたニッケルからなる１枚のノズルシートに多数のノズル（インクの吐出口）が形成されている。そして、この１枚のノズルシートに対して、複数のヘッドチップが貼り付けられている。さらに、貼り付けたヘッドチップを囲むように孔を形成したヘッドフレームがノズルシートに貼り合わせられ、ノズルシートが支持されている。
【０００４】
また、例えば特許文献２では、複数のヘッドチップを備えたものを１つのヘッドモジュールとし、そのヘッドモジュールをつないで延長する技術が開示されている。
【特許文献２】特開２００２−８６６９５号公報
【０００５】
このように、液体吐出ヘッドに関する種々の技術が知られているが、その一方で、従来から、下記のような問題があった。すなわち、第１に、不要輻射による外部機器への影響の問題がある。そして、その障害を規制するものとして各国で法令が設けられており、ＦＣＣはその代表例である。特に最近では、その規制が強化され、諸外国への製品の輸出等の際には、対応策に追われるケースが増えている。
【０００６】
不要輻射について説明すると、インクジェットプリンタでは、ヘッドチップが高密度集積回路電子部品のうちの１つとなっており、極めて小さい微弱電流によって動作し、高周波帯でのパルス信号によって制御されている。そのため、ヘッドチップの動作時に発生する電磁波が電磁誘導を起こし、変化する磁界によってノズルシートに電界を生じさせる構造となってしまっている。つまり、ノズルシートがアンテナの代わりとなり、放射される不要輻射波（ＥＭＩ）をより広範囲に伝搬させる現象を引き起こすことにより、その強度レベルや周波数によっては、隣接する他の電子機器の誤動作を招いたりして、テレビやラジオ等の通信媒体、医療機器や制御機器等への幅広い悪影響が考えられる。そして、不要輻射の問題は、長尺の液体吐出ヘッドを有するラインヘッドタイプほど顕著となる。
【０００７】
不要輻射の最も基本的な解決策は、発生源を板金等の導体で覆い、エンクロージャー構造とすることで、不要輻射波を外部に出さないようにすることである。しかし、インクジェットプリンタの液体吐出ヘッドにおいては、エンクロージャー構造を採用することができず、他の対策方法に移行せざるを得ない。
【０００８】
また、第２に、ノズルシートの帯電によるインクの電気分解の問題がある。すなわち、ノズルシートは、搬送されてくる印刷用紙と対向する位置に配され、ノズルからインク液滴を吐出するようになっているが、印刷用紙は、搬送経路中で各種ローラやフラップ等と生じる摩擦や、機器内の静電気等の影響によって帯電する場合がある。すると、ノズルシートがニッケル等の金属であるために、印刷用紙がノズルシートとの対向側に搬送された際に帯電した静電気が放電され、ノズルシート及びヘッドチップ間で電位差が生じることになる。そして、ノズルシート及びヘッドチップ間には、導電性のインクが満たされているため、その電位差に伴う電気エネルギーによって両者が極板となり、電気分解を引き起こすことがある。つまり、極板となったノズルシートのニッケルがイオン化して一種の電解液となったインク中に溶け出し、インクが変質するとともに、ノズルシートに穴が開いたり、ノズルの形状が変形するおそれがある。
【０００９】
そこで、例えば特許文献３では、金属製のノズルシートの帯電防止のために、ノズルシートにアース線を配した液体吐出ヘッドが開示されている。
【特許文献３】特開２００２−１３７４００号公報
【００１０】
また、例えば特許文献４では、導電性を有するヘッドカバーによって液体吐出ヘッドの周囲を覆い、このヘッドカバーを導電性のメインフレームに電気的に導通するとともに、ヘッドカバーよりも大きな電気抵抗値を有する導電部を備えるようにした技術が開示されている。そして、導電部により、ノイズが幅射されることを抑えつつ、液体吐出ヘッドに帯電した電荷をメインフレームに逃がすようにしている。
【特許文献４】特開２００５−１１１９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、グランド接地のために、前述の特許文献３のようにアース線を配したり、前述の特許文献４のように新たな導電部を独立に設けると、製造上の手間やコストが別途派生し、デメリットが大きい。特に、モジュール式のラインヘッドにおいては、不要幅射及びノズルシートの帯電等の影響が大きいと同時に、そのための対策が作業工程上煩雑となりやすく、しかも、これらの影響を確実に低減することは、決して容易なことではない。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、ノズルシートを簡単な構成でグランド接地させ、不要輻射や液体の変質を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項１の発明は、半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び外部と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、ノズルが形成されたノズルシートと、前記ヘッドチップの前記電極と電気的に接続される配線パターンを有する配線基板と、前記ヘッドチップを内部に配置するための孔であって前記ヘッドチップの外形より大きいヘッドチップ配置孔が複数形成されたモジュールフレームとを備え、前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出するヘッドモジュールであって、前記ノズルシートは、前記モジュールフレームの一方側の面において、各前記ヘッドチップ配置孔に対し、前記ヘッドチップ配置孔内に前記ノズルが位置し、前記ヘッドチップ配置孔の領域の一部を覆うようにそれぞれ配置されるとともに、前記ヘッドチップ配置孔の領域の一部を覆う大きさに形成され、前記ヘッドチップは、前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子と前記ノズルとが対向する位置に配置されるように、前記モジュールフレームの他方側の面から、各前記ヘッドチップ配置孔にそれぞれ配置され、前記ヘッドチップ配置孔に配置された前記ヘッドチップの前記電極は、前記ヘッドチップ配置孔の前記ノズルシートにより覆われていない領域から露出し、前記配線基板は、前記モジュールフレームの前記ノズルシートが設けられた面側において、前記ヘッドチップの露出している前記電極を覆うように配置され、前記ヘッドチップの前記電極と前記配線基板の前記配線パターンとが異方性導電膜を介して電気的に接続されるとともに、前記ノズルシートが前記モジュールフレーム及び異方性導電膜を介して電気的に接地されていることを特徴とする。
【００１３】
上記発明において、ノズルシートは、モジュールフレームの一方側の面において、各ヘッドチップ配置孔に対し、ヘッドチップ配置孔内にノズルが位置し、ヘッドチップ配置孔の領域の一部を覆うようにそれぞれ配置される。また、ヘッドチップは、ヘッドチップのエネルギー発生素子とノズルとが対向する位置に配置されるように、モジュールフレームの他方側の面から、各ヘッドチップ配置孔にそれぞれ配置される。そして、配線基板は、モジュールフレームのノズルシートが設けられた面側において、ヘッドチップの露出している電極を覆うように配置され、ヘッドチップの電極と配線基板の配線パターンとが異方性導電膜を介して電気的に接続されるとともに、ノズルシートがモジュールフレーム及び異方性導電膜を介して電気的に接地される。そのため、ヘッドチップの電極と配線基板の配線パターンとの接続と同じように、異方性導電膜を介してノズルシートをグランド接地させることができる。
【００１４】
なお、本発明のエネルギー発生素子は、ヒータ等の発熱抵抗体（発熱素子）、ピエゾ素子等の圧電素子、ＭＥＭＳ等を用いることが可能であるが、以下の実施形態では、サーマル方式の発熱抵抗体２２が相当する。また、実施形態では、モジュールフレーム１１には８つのヘッドチップ配置孔１１ｂが形成され、１つのヘッドモジュール１０には８つのヘッドチップ２０が設けられる。そして、このヘッドモジュール１０を直列に２個接続してラインヘッド（Ａ４版の長さ）にするとともに、それを４列設けて、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色のカラーラインヘッドである液体吐出ヘッド１を形成している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のヘッドモジュールによれば、ヘッドチップの電極と配線基板の配線パターンとの接続と同じように、異方性導電膜を介してノズルシートをグランド接地させることができる。
したがって、新たにアース線を配したり、新たな導電部を独立に設けることなく、ノズルシートを簡単な構成で電気的に接地させることができ、不要輻射や液体の変質を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態である液体吐出ヘッド１を示す平面図であり、液体の吐出面側から見た図である。また、図２は、図１と反対側の面から見た図である。さらにまた、図３は、図２の前面側に制御基板４を配置した図である。
【００１７】
液体吐出ヘッド１は、液体吐出装置（本実施形態では、カラーラインインクジェットプリンタ）に搭載されるヘッドとして用いられるものである。図１に示すように、液体吐出ヘッド１は、ヘッドフレーム２と、フレキシブル配線基板３と、複数のヘッドモジュール１０とから構成されている。ヘッドモジュール１０は、図１の平面図において、ヘッドモジュール配置孔２ａ内に、長手方向に２個、直列に接続されており、その２個のヘッドモジュール１０でＡ４横幅の長さをカバーして１色を印画するものである。そして、その直列に接続された２個のヘッドモジュール１０が４列設けられ、４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＫ）の液体吐出ヘッド１を構成している。
【００１８】
また、各ヘッドモジュール１０内には、８個のヘッドチップ２０が設けられている。図４は、本発明の一実施形態の液体吐出ヘッド１における１つのヘッドチップ２０の周囲を示す断面図である。
ヘッドチップ２０は、シリコン等からなる半導体基板２１と、この半導体基板２１の一方の面に析出形成された発熱抵抗体２２（本発明におけるエネルギー発生素子に相当するもの）とを備えている。半導体基板２１の発熱抵抗体２２が形成された面と同一面側であって発熱抵抗体２２が形成された縁部と反対側の縁部には、電極２３が形成されている。そして、発熱抵抗体２２と電極２３とは、半導体基板２１上に形成された導体部（図示せず）を介して接続されている。
【００１９】
ヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２が形成された面には、バリア層２４、及びノズルシート２５が積層されている。バリア層２４は、積層方向の厚みにより、インク液室（加圧室）２６の側壁を形成するとともに、後述するヘッドチップ２０とノズルシート２５とを接着させる役目を果たすものである。バリア層２４は、例えば感光性環化ゴムレジストや露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、ヘッドチップ２０の半導体基板２１の発熱抵抗体２２が形成された面の全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去されることにより形成されている。また、バリア層２４は、発熱抵抗体２２の３辺の近傍を囲むように、平面的に見たときに略凹状に形成される。
【００２０】
さらにまた、ノズルシート２５は、複数のノズル２５ａが形成されたものであり、例えば、ニッケルによる電鋳技術により形成されたものである。そして、ノズルシート２５は、ノズル２５ａの位置が発熱抵抗体２２の位置と合うように、すなわちノズル２５ａが発熱抵抗体２２に対向するように、より具体的には、ノズル２５ａの中心軸と発熱抵抗体２２の中心とが平面的に見たときに一致するように、バリア層２４と貼り合わされている。
【００２１】
インク液室２６は、発熱抵抗体２２を囲むように、半導体基板２１とバリア層２４とノズルシート２５とから構成されたものであり、吐出するインクが満たされるとともに、インクの吐出時にはインクの加圧室となるものである。半導体基板２１の発熱抵抗体２２が形成された面がインク液室２６の底壁を構成し、バリア層２４の発熱抵抗体２２を略凹状に囲む部分がインク液室２６の側壁を構成し、ノズルシート２５がインク液室２６の天壁を構成している。そして、インク液室２６は、図４に示すように、ヘッドチップ２０と、モジュールフレーム１１との間の流路２７に連通している。
【００２２】
上記の１個のヘッドチップ２０には、通常、１００個単位の発熱抵抗体２２を備え、プリンタの制御部（図示せず）からの指令によってこれら発熱抵抗体２２のそれぞれを一意に選択して発熱抵抗体２２に対応するインク液室２６内のインクを、インク液室２６に対向するノズル２５ａから吐出させることができる。
【００２３】
すなわち、インク液室２６にインクが満たされた状態で、発熱抵抗体２２に短時間、例えば、１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、発熱抵抗体２２が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体２２と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。これによって、ノズル２５ａに接する部分の上記押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル２５ａから吐出される。そして、このインク液滴が印刷用紙の上に着弾されることで、ドット（画素）が形成される。
【００２４】
続いて、ヘッドモジュール１０のより詳細な構造及び製造過程について説明する。
図５（ａ）は、１つのモジュールフレーム１１を示す平面図である。本実施形態のヘッドモジュール１０は、モジュールフレーム１１と、８つのヘッドチップ２０及びノズルシート２５と、バッファタンク１２とから構成されている。
【００２５】
モジュールフレーム１１は、平面的に見たときに略長方形状に形成されるとともに、左右両端側には、略Ｌ形に切り欠かれた係合部１１ａを有する。
モジュールフレーム１１は、例えばステンレス鋼から形成され、厚みが約０．５ｍｍ程度のものであり、本実施形態では、８箇所に、略長方形状のヘッドチップ配置孔１１ｂが形成されている。ヘッドチップ配置孔１１ｂは、ヘッドチップ２０の外形よりわずかに大きな孔形を有し、ヘッドチップ２０を内部に完全に配置できるようになっている。
【００２６】
また、モジュールフレーム１１には、ヘッドフレーム２に固定するための２つの取付穴１１ｄが形成されている。取付穴１１ｄは、ヘッドフレーム２にヘッドモジュール１０を取り付けるときに用いられるものである。さらにまた、各ヘッドチップ配置孔１１ｂの外縁部の一部を囲むように、溝１１ｃ（図５（ａ）中、ハッチング部）が形成されている。
【００２７】
図５は、モジュールフレーム１１にノズルシート２５を貼付する工程を示している。図５に示すように、ヘッドチップ配置孔１１ｂの周囲と溝１１ｃとで囲まれた領域に、接着剤１４を塗布（印刷）する（図中、（ｂ））。この接着剤１４の領域は、ノズルシート２５が貼付されたときにノズルシート２５の外縁部とほぼ一致する大きさに形成されている。なお、この接着剤１４には、図４に示すように、粒径１０μｍ程度の導電性粒子が混入されており、導電性を有するものになっている。
【００２８】
そして、接着剤１４の塗布後は、ノズルシート２５をモジュールフレーム１１に貼着する（図中、（ｃ））。このとき、余分な接着剤１４は、溝１１ｃ内に入り込み、溝１１ｃによって吸収される。そのため、余分な接着剤１４がインクの吐出面に流出してノズル２５ａを塞いだり、吐出面のクリーニングの障害になったりすることが防止される。
【００２９】
また、ノズルシート２５は、モジュールフレーム１１に支持されるための必要最小限の大きさに形成されており、ノズルシート２５がヘッドチップ配置孔１１ｂ上に貼着されたときは、ノズルシート２５は、ヘッドチップ配置孔１１ｂ及び接着剤１４の塗布範囲にのみ存在する大きさに形成されている。すなわち、ノズルシート２５は、ヘッドチップ配置孔１１ｂの領域の必要な一部を覆うとともに、最小限の接着面積を有するように、必要最小限の大きさに形成されている。そのため、ノズルシート２５が貼着されると、図５（ｃ）に示すように、ヘッドチップ配置孔１１ｂの領域の一部が覆われる。
【００３０】
さらにまた、ノズルシート２５の貼着後は、接着剤１４に混入された導電性粒子の存在により、ノズルシート２５とモジュールフレーム１１とが電気的に接続された状態となる。しかも、接着剤１４の層厚を均一にすることができるので、各部分、各場所にわたってノズルシート２５及びモジュールフレーム１１間の接着力と電気抵抗とを略同一にすることが可能となる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、ホットプレスによってノズルシート２５をモジュールフレーム１１に熱圧着することで接合する。この接合は、ヘッドモジュール１０及び液体吐出ヘッド１の製造過程における最高温度（例えば約１５０℃；第１温度環境下）で行われる。モジュールフレーム１１とノズルシート２５とを比較すると、ノズルシート２５の方が線膨張係数が大きい（温度変化によって伸縮しやすい）ので、製造過程における最高温度で両者を接合すれば、常温等の接合時の温度以下では、ノズルシート２５は、モジュールフレーム１１により張られた状態となる。
【００３２】
すなわち、ノズルシート２５の温度変化による伸縮は、ノズルシート２５とモジュールフレーム１１との接合後は、モジュールフレーム１１に支配されることとなる。
したがって、モジュールフレーム１１の剛性をできる限り確保するためには、モジュールフレーム１１のヘッドチップ配置孔１１ｂの開口面積は、必要最小限とすることが好ましい。そのため、ヘッドチップ配置孔１１ｂは、ヘッドチップ２０よりわずかに大きい外形をなしている。
【００３３】
なお、ノズル２５ａは、１つのヘッドチップ２０における発熱抵抗体２２の数に対向する数の貫通穴を一方向に整列させたものである。
ノズル２５ａの形成は、エキシマレーザーにより行う。また、レーザー光により形成されたノズル２５ａには、テーパーが付くため、モジュールフレーム１１側からレーザー光を照射してノズル２５ａを形成する。これにより、ノズル２５ａは、インクの吐出面（ノズルシート２５の外表面）に近づくに従って開口径が次第に小さくなるようにテーパーが付いた孔となる。
【００３４】
また、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内に位置するノズル２５ａ列のノズル２５ａ間ピッチは、ヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２の配列ピッチと同一（解像度が６００ｄｐｉのヘッドモジュール１０を形成する場合には、約４２．３μｍ）となるように形成する。
【００３５】
さらにまた、図５において、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列は、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列を結ぶライン（各ノズル２５ａの中心を通るライン）を考えたときに、そのラインがモジュールフレーム１１の長手方向に平行に引いたモジュールフレーム１１の中心線側に形成される。また、各ヘッドチップ配置孔１１ｂを左側から順に、「Ｎ１」、「Ｎ２」、「Ｎ３」、・・、「Ｎ８」番目とすると、「Ｎ１」番目と「Ｎ３」、「Ｎ５」及び「Ｎ７」番目のヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列は、上記中心線に平行な一直線上に整列するように形成される。「Ｎ２」、「Ｎ４」、「Ｎ６」及び「Ｎ８」番目の関係も同様である。
【００３６】
したがって、隣接するヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列、例えば「Ｎ１」番目と「Ｎ２」番目のヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列は、上記中心線に対して平行な２直線上に整列する。
なお、本実施形態では、１つのモジュールフレーム１１に対して８つのヘッドチップ配置孔１１ｂを形成したが、これより多い又は少ないヘッドチップ配置孔１１ｂを形成したときであっても、上記関係を満たすようにする。
【００３７】
次に、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内に、バリア層２４を積層したヘッドチップ２０を配置・固定する。これは、上記第１温度環境下よりも低い第２温度環境下で（例えば常温（２５℃前後）で）行われる。これにより、バリア層２４とノズルシート２５とが接着される。ここで、ヘッドチップ２０は、チップマウンターを用いてアライメントされながら熱圧着される。さらにこの場合には、ヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２の真下に、ノズル２５ａが位置するように、例えば±１μｍ程度の精度で熱圧着される。
【００３８】
ところで、ヘッドチップ２０とノズルシート２５とを比較すると、ノズルシート２５の方が線膨張係数が大きい。また、ヘッドチップ２０の熱圧着温度は、モジュールフレーム１１とノズルシート２５との接合温度よりも低い。
したがって、ヘッドチップ２０の熱圧着の際は、モジュールフレーム１１と接合されたノズルシート２５がピンと張られた状態となっているので、ノズルシート２５の撓みを防止でき、平坦性が確保できる。
【００３９】
このように、バリア層２４が形成されたヘッドチップ２０がヘッドチップ配置孔１１ｂ内に配置され、ノズルシート２５とヘッドチップ２０とが接着されると、ノズルシート２５のヘッドチップ２０側の面、バリア層２４、及びヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２が形成された面とによって、上記のようにインク液室２６が形成される。
【００４０】
さらにまた、ヘッドチップ２０がノズルシート２５に貼着されると、ヘッドチップ２０の電極２３は、ノズルシート２５により隠蔽されることなく、外部に露出する（図４参照）。そのため、ヘッドチップ２０がヘッドチップ配置孔１１ｂ内に配置された後も、ヘッドチップ２０との電気的接続が可能になっている。
【００４１】
続いて、ヘッドチップ２０側に設けられた電極２３と、フレキシブル配線基板３との接合（電気的接続）を行う。図６は、モジュールフレーム１１に、ノズルシート２５及びヘッドチップ２０が貼着された後、フレキシブル配線基板３を接合した状態を示す平面図である。なお、図６中、前面側がノズルシート２５の貼着面側であるが、図面の理解しやすさのために、反対側の面から貼着したヘッドチップ２０を、実線（ハッチング部）で図示している。また、図７は、ヘッドチップ２０、ノズルシート２５、及びフレキシブル配線基板３を示す斜視図である。
【００４２】
フレキシブル配線基板３は、図７に示すように、ポリイミド等の可撓性を有するフィルム状の基板に銅箔の配線パターン３ａ及びグランドパターン３ｂを施したものであり、所望の形状に切断して形成したものである。そして、図６に示すように、１つのヘッドモジュール１０に対し、２枚のフレキシブル配線基板３が取り付けられる。すなわち、ヘッドチップ２０は、４個ずつ２列に並んで配置されているが、モジュールフレーム１１のノズルシート２５が設けられた面側において、各列で１枚のフレキシブル配線基板３が配置される。
【００４３】
この際、フレキシブル配線基板３の先端部は、その製造工程上、各配線パターン３ａの断面が露出しているので、ノズルシート２５に接触すると、各配線パターン３ａ間でショートするおそれがある。そのため、フレキシブル配線基板３の外縁である配線パターン３ａの露出面（断面）は、ノズルシート２５の外縁と近接させるが、図７に示すように、両者の間にわずかに隙間を有するようにしてモジュールフレーム１１に固定される。
【００４４】
このような状態で、フレキシブル配線基板３がヘッドチップ２０の露出している電極２３を覆うように配置され、図４に示すように、ヘッドチップ２０の電極２３とフレキシブル配線基板３の電極（配線パターン３ａの先端部）とが異方性導電膜２８を介して接続される（ＡＣＦ接続）。
したがって、ヘッドチップ２０の電極２３とフレキシブル配線基板３の配線パターン３ａとの電気的な接続が行われることとなる。
【００４５】
また、同じ異方性導電膜２８を介して、モジュールフレーム１１とフレキシブル配線基板３のグランドパターン３ｂとの接合（電気的接続）を行う。すなわち、図７に示すように、フレキシブル配線基板３は、１つのヘッドチップ２０の各電極２３と接続される各配線パターン３ａの両外側に、それぞれ電気的に接地されるグランドパターン３ｂを有している。そして、各グランドパターン３ｂの先端部は、モジュールフレーム１１と重なる位置で、それぞれ外側に向けて折れ曲がっている。そのため、モジュールフレーム１１とフレキシブル配線基板３のグランドパターン３ｂとは、ヘッドチップ２０の電極２３とフレキシブル配線基板３の配線パターン３ａとの接続の場合と同様に、共通の異方性導電膜２８（図７の斜線の範囲）を介して接続できる。
【００４６】
ここで、モジュールフレーム１１とフレキシブル配線基板３のグランドパターン３ｂとの接続に際しては、ベース治具（図示せず）を使用する。すなわち、ベース治具に設けられた突出ピン（図示せず）の上にフレキシブル配線基板３のグランドパターン３ｂの先端部を配置し、異方性導電膜２８を介してモジュールフレーム１１に圧接する。すると、図４に示すように、モジュールフレーム１１とフレキシブル配線基板３のグランドパターン３ｂとの電気的な接続が行われる。
【００４７】
また、ノズルシート２５は、接着剤１４に混入された導電性粒子の存在によってモジュールフレーム１１と電気的に接続されている。
したがって、ノズルシート２５は、モジュールフレーム１１及び異方性導電膜２８を介してフレキシブル配線基板３のグランドパターン３ｂと電気的に接続され、グランド接地された状態となる。
【００４８】
その結果、ヘッドチップ２０で発生した電磁波が電磁誘導を起こし、ノズルシート２５に電界を発生させようとしても、モジュールフレーム１１を介したグランド接地により解消され、ノズルシート２５が不要輻射のアンテナ代わりとなることはない。そのため、発生する不要輻射を最低限に抑えることが可能となり、テレビやラジオ等の通信媒体、医療機器や制御機器等への悪影響を低減することができる。
【００４９】
また、ノズルシート２５が帯電することによる電気分解の発生の問題も解消される。すなわち、静電気を帯びた印刷用紙の接近によってノズルシート２５への放電がなされようとも、ノズルシート２５は、グランド接地されているので帯電しない。そのため、ノズルシート２５及びヘッドチップ２０間に電位を持つことがなくなり、電気分解を起こさず、インクの変質やノズルシート２５の損傷が防止される。
【００５０】
なお、ノズルシート２５は、フレキシブル配線基板３の配線パターン３ａにおける異方性導電膜２８とは別の異方性導電膜を介してグランド接地させることもできる。また、フレキシブル配線基板３のグランドパターン３ｂとの電気的な接続ではなく、別の方法でグランド接地させても良い。
【００５１】
ところで、ヘッドチップ２０とモジュールフレーム１１との間の隙間（図４に示す流路２７の反対側）では、異方性導電膜２８が露出する。そこで、図４に示すように、この隙間は、エポキシ樹脂等の樹脂２９によって封止する。
【００５２】
また、モジュールフレーム１１の一面にノズルシート２５及びフレキシブル配線基板３を接合して形成したノズル面は、図７に示すように、ノズルシート２５及びフレキシブル配線基板３の端部に、隙間と、材厚分である十数μｍの段差を生じている。さらにまた、フレキシブル配線基板３の表面において、モジュールフレーム１１とグランドパターン３ｂとの接続部は、接続の際に、ベース治具の突出ピンによって生じた凹みが形成されている。そこで、図４に示すように、これらの隙間、段差、及び凹みは、ノズルシート２５側から設けた樹脂３０によって封止する。
【００５３】
次に、図４及び図８に示すように、ヘッドチップ２０の上部を覆うように、バッファタンク１２が接着される。なお、図８は、バッファタンク１２及びフレキシブル配線基板３を示す平面図である。
バッファタンク１２は、インクを一時貯留するためのタンクであり、１つのヘッドモジュール１０に対して１つ設けられる。
【００５４】
図８に示すように、バッファタンク１２は、平面図で見たときに、モジュールフレーム１１（図６参照）とほぼ同等の形状をなす。そして、図４に示すように、バッファタンク１２の内部は、空洞となった液体流路（図４中、網点部）が形成される。特に本実施形態の液体吐出ヘッド１では、バッファタンク１２の下面側（モジュールフレーム１１との接着面側）が開口されるとともに、側壁及び天壁が同一厚みに形成され、断面が略逆凹形となるように形成されている。そのため、バッファタンク１２は、インク液室２６に供給するインクを一時貯留するとともに、本実施形態では特に、モジュールフレーム１１を固定するための剛性のある支持部材ともなっている。
【００５５】
バッファタンク１２がモジュールフレーム１１上に取り付けられると、全てのヘッドチップ配置孔１１ｂを覆うようになる。また、図４に示すように、バッファタンク１２内と、各ヘッドチップ２０のインク液室２６とは、ヘッドチップ配置孔１１ｂとヘッドチップ２０との間の流路２７を介して連通される。これにより、バッファタンク１２は、ヘッドモジュール１０における全てのヘッドチップ２０に共通する液体流路を形成する。
【００５６】
なお、図示を省略するが、バッファタンク１２の天壁には、孔が形成されており、この孔を介してインクタンク（図示せず）からバッファタンク１２内にインクが供給される。また、モジュールフレーム１１と、各ヘッドチップ２０と、バッファタンク１２とは、同等の線膨張係数を有している。これは、線膨張係数の差が大きいと、熱応力の作用によって接着剤が剥がれたりする等のトラブルの原因となるため、それを回避したものである。
【００５７】
さらに本実施形態では、このヘッドモジュール１０を複数用いて、１つの液体吐出ヘッド１を形成する。
図１に示すように、剛性のあるヘッドフレーム２には、ヘッドモジュール配置孔２ａが形成されており、このヘッドモジュール配置孔２ａ内に、本実施形態では８つのヘッドモジュール１０を並べて配置している（２つのヘッドモジュール１０を直列に接続するとともに、その直列に接続されたヘッドモジュール１０を４段に並べている）。なお、各ヘッドモジュール１０は、ネジ止めされ、位置決めされている。
【００５８】
また、図２に示すように、図１と反対側の面では、８つのヘッドモジュール１０の各バッファタンク１２が見えている。そして、直列に接続されたバッファタンク１２間は、Ｕ字管１３で接続されている。また、１つのヘッドモジュール１０に対して２つのフレキシブル配線基板３の接続側端部（図２中、ハッチング部）が、紙面に対して垂直に延びている。
【００５９】
次に、図３に示すように、バッファタンク１２が設けられた面側に、液体の吐出等を制御するための制御基板４がネジ５によってネジ止めされる。制御基板４上には、各種コンデンサの他、フレキシブル配線基板３と接続するためのコネクタ４ａが設けられている。そして、このコネクタ４ａの近傍には、切欠き部４ｂが形成されており、フレキシブル配線基板３の先端部は、この切欠き部４ｂを通って制御基板４の下側から上側に抜け、制御基板４のコネクタ４ａに接続されている。
【００６０】
このようにしてヘッドモジュール１０を２つ直列接続して、Ａ４対応のラインヘッドを形成する。さらに、このヘッドモジュール１０列（２個のヘッドモジュール１０からなるもの）を４列並べてＹ、Ｍ、Ｃ、及びＫの４色（カラー）対応のカラーラインヘッドを形成する。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態では、ヘッドチップ２０で発生した電磁波がノズルシート２５のアンテナ効果によって放射されることを防止することで、液体吐出ヘッド１から放射される不要輻射を低減し、エンクロージャー構造等の大掛かりな対策を採用しなくても、厳しい規制をクリアすることが可能となる。
したがって、不要輻射の対策に要するコスト・時間を削減することができるとともに、テレビやラジオ等の通信媒体、医療機器や制御機器等への動作に悪影響を及ぼさない液体吐出ヘッド１を提供できる。
【００６２】
また、ノズルシート２５の帯電を防止できることから、液体吐出ヘッド１の内部にある導電性のインクが電解液の役割をし、内部で電気分解を起こすという現象を防止できる。  したがって、インクが変質したり、ノズルシート２５に穴が開いたり、ノズル２５ａの形状が変形するおそれがなくなる。
【００６３】
さらにまた、ノズルシート２５のグランド接地を、モジュールフレーム１１、異方性導電膜２８、及びフレキシブル配線基板３のグランドパターン３ｂを介して行うことで、配線スペースの確保と、確実な接続が可能となる。さらに、本来、ヘッドチップ２０の電極２３とフレキシブル配線基板３の配線パターン３ａとの電気的接続に用いられる異方性導電膜２８を利用することにより、作業工程上の煩雑さを回避し、電気的な接続と物理的な接続とを容易に、かつ確実に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態である液体吐出ヘッドを示す平面図であり、液体の吐出面側から見た図である。
【図２】図１と反対側の面から見た図である。
【図３】図２の前面側に制御基板を配置した図である。
【図４】本発明の一実施形態の液体吐出ヘッドにおける１つのヘッドチップの周囲を示す断面図である。
【図５】ヘッドモジュールの製造工程を示す平面図である。
【図６】モジュールフレームに、ノズルシート及びヘッドチップが貼着された後、フレキシブル配線基板を接合した状態を示す平面図である。
【図７】ヘッドチップ、ノズルシート、及びフレキシブル配線基板を示す斜視図である。
【図８】バッファタンク及びフレキシブル配線基板を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  液体吐出ヘッド
２  ヘッドフレーム
２ａ  ヘッドモジュール配置孔
３  フレキシブル配線基板（配線基板）
３ａ  配線パターン
３ｂ  グランドパターン
１０  ヘッドモジュール
１１  モジュールフレーム
１１ｂ  ヘッドチップ配置孔
２０  ヘッドチップ
２１  半導体基板
２２  発熱抵抗体（エネルギー発生素子）
２３  電極
２４  バリア層
２５  ノズルシート
２５ａ  ノズル
２６  インク液室（液室）
２８  異方性導電膜
【図１】
2007062261.tif 000003
【図２】
2007062261.tif 000004
【図３】
2007062261.tif 000005
【図４】
2007062261.tif 000006
【図５】
2007062261.tif 000007
【図６】
2007062261.tif 000008
【図７】
2007062261.tif 000009
【図８】
2007062261.tif 000010