(57)【要約】【課題】電気配線テープに記録素子基板の電極部を接続する電気接続工程における熱歪を低減する。【解決手段】電気配線テープＨ１３００のインナーリードＨ１３０２を、デバイスホールＨ１３０１内の記録素子基板Ｈ１１００の接続パッドＨ１１０２にＩＬＢ接続する工程で、加熱によって電気配線テープＨ１３００のデバイスホールＨ１３０１の周縁が熱膨張し、ＩＬＢ接続終了後に冷やされると記録素子基板Ｈ１１００にクレータリング破壊等を起こすおそれがある。そこで、第２のプレートＨ１４００と熱膨張係数の略等しい熱膨張抑制部材Ｈ１３１０を電気配線テープＨ１３００の裏面に接着し、熱膨張によるトラブルを低減する。【選択図】図４
2007030174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出手段を有する吐出素子基板と、前記吐出素子基板に対応するデバイスホールおよび前記吐出素子基板に電気接続する電気接続部を有する配線基板と、前記吐出素子基板および前記配線基板を支持する支持手段と、前記配線基板と前記支持手段の間の空間部に配設され、前記電気接続部の近傍における前記配線基板の熱膨張を抑制するための熱膨張抑制部材と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記熱膨張抑制部材は前記配線基板に接着されていることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記熱膨張抑制部材と前記配線基板の接着に用いる接着剤のガラス転移点が、前記配線基板および前記吐出素子基板を前記支持手段に接着するための接着剤のガラス転移点以上であることを特徴とする請求項２記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記熱膨張抑制部材と前記配線基板の接着に用いる接着剤は低温硬化型の接着剤であることを特徴とする請求項２記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記熱膨張抑制部材と前記支持手段の熱膨張係数が略同一であることを特徴とする請求項２記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記熱膨張抑制部材は前記支持手段と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記熱膨張抑制部材は前記支持手段の側面に接合されることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか１項記載の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに対向するように被記録媒体を搬送する搬送手段を有することを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を吐出口から吐出して記録動作を行う液体吐出方式の記録装置に搭載される液体吐出ヘッドおよび記録装置に関するものである。
【０００２】
なお、本発明の液体吐出ヘッドは、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の記録装置に適用することができる。
【背景技術】
【０００３】
インクジェットプリンタ等の液体吐出方式の記録装置は、いわゆるノンインパクトの記録装置であり、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、液体吐出方式の記録装置は、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。
【０００４】
図８および図９は、例えば特許文献１に開示された従来の記録装置に搭載される記録ヘッドの主要部の構成を示す。この記録ヘッドは、図８に示す第１、第２の記録素子基板（吐出素子基板）１１００、１１０１を第１のプレート１２００に接着し、第１のプレート１２００の上に固定された第２のプレート１４００に、デバイスホール１３０１を有する電気配線テープ（配線基板）１３００を接着したものである。図９に示すように、電気配線テープ１３００のインナーリード１３０２に記録素子基板１１００の接続パッド１１０２上のスタッドバンプ１１０３を熱超音波圧着法によって電気接合し、デバイスホール１３０１の周囲を封止する。
【０００５】
記録素子基板１１００と電気配線テープ１３００との電気接続部の下には、記録素子基板１１００と第２のプレート１４００の間に以下の理由から空間部Ｖが必要となる。
【０００６】
（１）記録素子基板１１００を第１のプレート１２００にマウントする際の貼り合わせばらつきを吸収する。
【０００７】
（２）第２のプレート１４００の第１のプレート１２００への接合時の接着剤の周りこみを防止する。
【０００８】
（３）第１のプレート１２００、第２のプレート１４００間へ封止剤を流し込むための空間として用いる。
【０００９】
従って、電気配線テープ１３００のリード側端は一定リード長で接続パッド１１０２に到達するため、第２のプレート１４００に接着されていない部分が発生する。図８の第２の記録素子基板１１０１の電気接続部についても同様である。
【特許文献１】特開２００４−１８８６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら上記の構成では、インナーリード１３０２を用いたインナーリードボンディング（ＩＬＢ）を行う際には、記録素子基板１１００、１１０１と第１および第２のプレート１２００、１４００からなるプレート接合体を加熱し、接続パッド１１０２を昇温させてＩＬＢ接合を行うため、電気配線テープ１３００の第２のプレート１４００に接着されていない部分は膨張して記録素子基板側へせり出し、ＩＬＢ後は放熱により冷却され収縮しようとする。
【００１１】
このときの一連の挙動を図１０に基づいて説明する。図１０の（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は電気配線テープ１３００が第２のプレート１４００へ接合され、加熱されてＩＬＢ接合が行われる工程を示す平面図、同図の（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は、それぞれ（ａ）、（ｃ）、（ｅ）のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。図１０の（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）に一点鎖線で示す領域Ｗは、前述のように電気配線テープ１３００が第２のプレート１４００に接着されていない部分を示す。
【００１２】
図１０の（ａ）、（ｂ）に示す工程で、電気配線テープ１３００は第２のプレート１４００に接着される。ＩＬＢ接合においては、ボンディング性を確保するため図１０の（ｃ）、（ｄ）に示すように第１のプレート１２００の下方より加熱を行い記録素子基板１１００および接続パッド１１０２を介してスタッドバンプ１１０３を昇温させる必要がある。その際第２のプレート１４００を介して電気配線テープ１３００も加熱される。接着剤にて固定された電気配線テープ１３００の接着領域は、熱による電気配線テープ１３００の膨張を抑制することができるが、第２のプレート１４００と接着されていない領域Ｗにおいては昇温による膨張が引き起こされる。この熱膨張により、電気配線テープ１３００の延出されたインナーリード１３０２の先端は、図１０の（ｄ）に矢印で示すように接続パッド１１０２から遠ざかる方向へ移動する。そして、ＩＬＢ接続はこの状態で行われる。
【００１３】
ＩＬＢ接続が終了するとプレート接合体への加熱を終えるが以降はプレート接合体より放熱が始まる。すなわち、図１０の（ｅ）、（ｆ）に示すように、プレート接合体からの放熱および自身の放熱により電気配線テープ１３００は矢印で示す方向に収縮しようとする。しかしインナーリード１３０２と接続パッド１１０２はすでにＩＬＢ接合がなされ移動が不可能な状態になっているため、熱収縮による応力がスタッドバンプ１１０３、接続パッド１１０２および記録素子基板１１００へとかかる。このようにして発生した応力により、図１１に示すように記録素子基板１１００がクレータリング破壊を起こす可能性が出てくる。
【００１４】
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、吐出素子基板（記録素子基板）のＩＬＢ接続による電気接続工程における熱歪を低減できる液体吐出ヘッドおよび記録装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出手段を有する吐出素子基板と、前記吐出素子基板に対応するデバイスホールおよび前記吐出素子基板に電気接続する電気接続部を有する配線基板と、前記吐出素子基板および前記配線基板を支持する支持手段と、前記配線基板と前記支持手段の間の空間部に配設され、前記電気接続部の近傍における前記配線基板の熱膨張を抑制するための熱膨張抑制部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
配線基板と吐出素子基板との電気接続部における配線基板の熱膨張を、配線基板の裏面側に配設された熱膨張抑制部材によって抑制することで、インナーリードによる電気接続工程における熱歪を低減し、吐出素子基板の破壊を防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１および図２は、基板面に略垂直方向に液滴を吐出するいわゆるサイドシュータ型の液体吐出ヘッドであるインクジェット記録ヘッドの構成を示す。この記録ヘッドは、図１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からなり、また、図２の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットＨ１００２は、吐出素子基板である第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Ｈ１２００、配線基板である電気配線テープＨ１３００、電気コンタクト基板Ｈ２２００、第１のプレートＨ１２００とともに支持手段を構成する第２のプレートＨ１４００を有する。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、ジョイントゴムＨ２３００、フィルタ、シールゴムから構成されている。
【００１９】
記録素子ユニットＨ１００２は、図３に示すように、（１）第１のプレートＨ１２００と第２のプレートＨ１４００の接合によるプレート接合体の形成、（２）記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１のプレート接合体へのマウント、（３）電気配線テープＨ１３００の積層とインナーリードＨ１３０２による記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１との電気接続、（４）該電気接続部などの封止、の順に実装される。
【００２０】
第１のプレートＨ１２００には、第１の記録素子基板Ｈ１１００および第２の記録素子基板Ｈ１１０１が固設され、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供給口と、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供給口が形成されている。第２のプレートＨ１４００は、各インク供給口が露出するように第１のプレートＨ１２００に接合される。
【００２１】
第１の記録素子基板Ｈ１１００と第２の記録素子基板Ｈ１１０１は第１のプレートＨ１２００の表面に位置精度良く接着固定される。第１および第２の記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１はサイドシュータ型として公知の構造であり、例えば、厚さ０．５〜１ｍｍのＳｉ基板にインク流路としてのインク供給口と、インク供給口を挟んだ両側にそれぞれ１列ずつ千鳥状に配列された吐出手段であるヒータ列、各記録素子基板の側辺のうち、ヒータ列に直交する側辺には、ヒータに接続され基板の両外側に接続パッドＨ１１０２が配列された電極部を有する。
【００２２】
図４に示すように、個々の接続パッドＨ１１０２上にはＡｕのスタッドバンプＨ１１０３が形成されている。電気配線テープＨ１３００としては、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープが採用される。ＴＡＢテープは、ベースフィルムＨ１３００ａ、銅配線Ｈ１３００ｂ、銅配線Ｈ１３００ｂを保護するカバーフィルムＨ１３００ｃの積層体であり、デバイスホールＨ１３０１を有する。第１の記録素子基板Ｈ１１００の電極部に対応するデバイスホールＨ１３０１の２つの辺には、接続端子として表面がＡｕめっきされたインナーリードＨ１３０２が延出する。第２の記録素子基板Ｈ１１０１についても同様である。
【００２３】
マルチ記録素子型のインクジェット記録素子ユニットにおいては、画像の色ずれを防止するため各記録素子の相対位置精度が重要である。この相対精度を確保するためにＴＡＢテープは各記録素子基板のマウント後に接合される。
【００２４】
電気配線テープＨ１３００はカバーフィルム側を第２プレートＨ１４００の表面に熱硬化型エポキシ樹脂等の接着剤Ｈ１３００ｄを介して接着固定され、電気配線テープＨ１３００のベースフィルムＨ１３００ａは、記録素子ユニットＨ１００２の図示しないキャッピング部材が当接する平滑なキャッピング面となる。
【００２５】
電気配線テープＨ１３００と２つの記録素子基板Ｈ１１００、Ｈ１１０１との電気接続は、電気配線テープＨ１３００のインナーリードＨ１３０２と記録素子基板側の接続パッドＨ１１０２上に予め設けられたスタッドバンプＨ１１０３とをシングルポイントのＩＬＢ（Ｉｎｎｅｒ  Ｌｅａｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）接合することによりなされる。
【００２６】
ＩＬＢ接続の後、その電気接続部は、インクによる腐食や外的衝撃から保護するための第１の封止剤Ｈ１３０７および第２の封止剤Ｈ１３０８により封止される。第１の封止剤Ｈ１３０７は、主にマウントされた各記録素子基板の外周部を封止し、第２の封止剤Ｈ１３０８は、各記録素子基板と電気配線テープＨ１３００との電気接続部の表側を封止している（図２参照）。
【００２７】
記録素子基板Ｈ１１００と電気配線テープＨ１３００との電気接続部の下には、第１のプレートＨ１２００との間に、図４の（ｂ）に示すように、組立誤差や接着剤Ｈ１３００ｄの周り込みを許容するための空間部Ｖが必要となる。
【００２８】
従って、電気配線テープＨ１３００のリード側端は一定リード長で接続パッドＨ１１０２に到達するため、第２のプレートＨ１４００に接着されていない部分が発生する。このように、第２のプレートＨ１４００に接着されていない領域における電気配線テープＨ１３００の裏面側に、インナーリードＨ１３０２による電気接続工程で発生する熱歪を防ぐための熱膨張抑制部材Ｈ１３１０を配設する。
【実施例１】
【００２９】
図５は実施例１による記録ヘッドの主要部を分解して示す分解斜視図である。本実施例では、電気配線テープＨ１３００のデバイスホールＨ１３０１に沿った枠形状の熱膨張抑制部材Ｈ１３１１を別部品として製作し、電気配線テープＨ１３００の第２のプレートＨ１４００への接着の前に予め電気配線テープＨ１３００へ熱膨張抑制部材Ｈ１３１１を接着しておく。熱膨張抑制部材Ｈ１３１１の熱膨張係数は第２のプレートＨ１４００の熱膨張係数と略同一とし、電気配線テープＨ１３００の第２のプレートＨ１４００への接合後、温度変化における膨張収縮は第２のプレートＨ１４００に連動するようにする。また、熱膨張抑制部材Ｈ１３１１の電気配線テープＨ１３００への接着の際に使用する接着剤のガラス転移点は、電気配線テープＨ１３００を第２のプレートＨ１４００に接着する際の接着剤のガラス転移点と同一またはそれより高いものを使用する。
【実施例２】
【００３０】
図６は、実施例２による記録ヘッドの電気配線テープＨ１３００と第１の記録素子基板Ｈ１１００の電気接続部の一部分を拡大して示す部分断面図である。本実施例による熱膨張抑制部材Ｈ１３１２は、第２のプレートＨ１４００と一体に形成される。熱膨張抑制部材Ｈ１３１２の電気接続部への突出領域は、電気配線テープＨ１３００のインナーリードＨ１３０２が延出している部分を完全にカバーできる領域であればよい。また、熱膨張抑制部材Ｈ１３１２の下部は第１の記録素子基板Ｈ１１００の側面を保護する封止剤Ｈ１３０７（図２参照）を流し込むための空間を設ける構造とする。また、接着剤Ｈ１３００ｄは第２プレートＨ１４００の記録素子基板側の手前にて塗布を行い接合後先端部まで広がるようにコントロールすればよい。
【実施例３】
【００３１】
図７は、実施例３による記録ヘッドの電気配線テープＨ１３００と第１の記録素子基板Ｈ１１００の電気接続部の一部分を拡大して示す部分断面図である。
【００３２】
本実施例では、実施例１と同様に電気配線テープＨ１３００の熱膨張抑制部材Ｈ１３１３を別部品にて構成し、熱膨張抑制部材Ｈ１３１３は電気配線テープＨ１３００の第２のプレート１４００への接着の前に予め第１のプレートＨ１２００および第２のプレートＨ１４００に接着しておく。すなわち、熱膨張抑制部材Ｈ１３１３の下面および側面をそれぞれ第１のプレートＨ１２００および第２のプレートＨ１４００に接着する。この際熱膨張抑制部材Ｈ１３１３の下部は第１の記録素子基板Ｈ１１００の側面を保護する封止剤Ｈ１３０７を流し込むための空間を設ける構造とする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一実施の形態による記録ヘッドを示す斜視図である。
【図２】図１の装置を分解して示す分解斜視図である。
【図３】図１の装置の主要部を拡大して示す拡大斜視図である。
【図４】図３の円Ａで囲む部位をさらに拡大して示すもので、（ａ）はその部分拡大平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。
【図５】実施例１による記録ヘッドの主要部を分解して示す分解斜視図である。
【図６】実施例２による記録ヘッドの主要部を示す部分拡大断面図である。
【図７】実施例３による記録ヘッドの主要部を示す部分拡大断面図である。
【図８】一従来例による記録ヘッドの主要部を分解して示す分解斜視図である。
【図９】図８の装置の一部分を拡大して示すもので、（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿ってとった断面図である。
【図１０】電気配線テープの電気接続部に生じる熱歪を説明する図である。
【図１１】電気配線テープの電気接続部に生じる熱歪によるトラブルを示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ｈ１１００、Ｈ１１０１    記録素子基板
Ｈ１１０２    接続パッド
Ｈ１１０３    スタッドバンプ
Ｈ１２００    第１のプレート
Ｈ１３００    電気配線テープ
Ｈ１３０２    インナーリード
Ｈ１３０７、Ｈ１３０８    封止剤
Ｈ１３１０、Ｈ１３１１、Ｈ１３１２、Ｈ１３１３    熱膨張抑制部材
Ｈ１４００    第２のプレート
【図１】
2007030174.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】
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【図７】
2007030174.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007030174.tif 000011
【図１０】
2007030174.tif 000012
【図１１】
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