(57)【要約】【課題】  インクジェット記録ヘッドの配線基板であるプリント基板の構成であって、プリント基板の外形サイズを大きくすることなく、アライメント性と、接続信頼性の両立を可能にする。【解決手段】  接続ランドの裏面端部の長手方向に、アライメントマーク部を備えるソルダーレジスト非被覆部と、最外端子の接着強度を確保するソルダーレジスト被覆部を並べて配置した。【選択図】  図４
2007301800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルの開口から記録液滴を吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インクジェット記録ヘッドの配線基板の構成は、配線基板の接続ランドの裏面端部が、接続ランドの長手方向に、ソルダーレジストで被覆された領域と、ソルダーレジストで被覆しない領域の、２つの領域を備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記ソルダーレジストで被覆された領域が接続側端、ソルダーレジストで被覆しない領域が基板側端に配置されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記ソルダーレジストで被覆しない領域には、アライメントマークを備えることを特徴とする請求項１、又は、請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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記録ヘッドの実装形態およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりある記録方式のうち、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】
この方式をと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】
一般的なインクジェットヘッドは、インクを吐出する電気熱変換体素子を備えた基板に、配線基板を介して、プリンタ本体からインクを吐出するのに必要な電気を供給している。配線基板は、プリンタ本体と電気熱変換体素子を備えた基板とを結ぶ電気的経路であり、TABフィルムのようなフレキシブルなもの、プリント基板のようなソリッドなものがあり、前者は、容易に変形可能なことから電気熱変換体素子を備えた基板と異なった面にプリンタ本体とのコンタクト面を備えることができる。対して、後者は、比較的安価なこと、また多層配線が可能で少ない面積で任意の配線設計が可能な特長がある。また前者と後者の利点を組み合わせて使うこともしばしば行われている。この場合、電気熱変換体素子を備えた基板との接合にはTABフィルムのようなフレキシブルな配線基板を、またプリンタ本体とのコンタクトには、プリント基板を用いて、両者を異方性導電フィルム等で電気的に接合する方法が代表的である。
【０００７】
又、別の従来例としては、特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開2004-090354号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような構成のインクジェットヘッドを実現するには、いくつかの問題点が挙げられる。TABフィルムのようなフレキシブルな配線基板と、プリント基板を電気的に接合する際、両者を異方性導電フィルムで接続するのが一般的である。この場合、TABフィルムとプリント基板の位置合わせは、両者の接続端子端部に用意したアライメントマークにより行う。なるべく配線基板の外形を小さく抑える方が、小型化、低コスト化に有利であるが、アライメントマーク分の寸法シロは必要である。また接続ランド部の最外端子は、TABフィルムとの熱圧着の際、力が逃げやすく圧着に不利であり、また接続強度が弱いと端部から剥離する恐れがある。製造後の端子の剥離などが起きないように、接続ランド部の最外端子の接続強度を上げることが望まれる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記のような問題に鑑み、ヘッドのサイズを大きくすることなくアライメントマークと接続ランドを配置し、最外端子の接続強度を上げることが可能なインクジェットヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明の第１の態様は、ノズルの開口から記録液滴を吐出して記録を行なうインクジェットヘッドの配線基板の構成であって、配線基板の接続ランドの裏面端部が、接続ランドの長手方向に、ソルダーレジストで被覆された領域と、ソルダーレジストで被覆しない領域の、２つの領域を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第２の態様は、前記ソルダーレジストで被覆された領域が接続側端、ソルダーレジストで被覆しない領域が基板側端に配置されることを特徴とする。また、本発明の第３の態様は、前記ソルダーレジストで被覆しない領域には、アライメントマークを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、インクジェット記録ヘッドの配線基板であるプリント基板において、アライメントマークの位置をそのままに最外端子の幅を広げることができるため、プリント基板の外形サイズを大きくすることなく、プリント基板とTABフィルムの接続信頼性を向上させることができる。記録ヘッドの小型化や、プリンタ本体の小型化、低コスト化を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明のインクジェット記録装置の概略的な構成図であり、図２は、本発明のインクジェット記録装置に搭載するインクジェットヘッドの構成を示す図である。図３は、従来のインクジェット記録ヘッドにおけるプリント基板の接続ランド端部の概略的な構成図である。図４は、本発明のインクジェット記録ヘッドにおけるプリント基板の接続ランド端部の概略的な構成図である。
【００１６】
図１に図示する本発明の液体噴射装置１において、複数組の液吐出口を備えた吐出ヘッド部（図１には不図示）を有するプリントカートリッジ３は、キャリッジ２上に着脱自在に搭載され、キャリッジ２は、ガイドシャフト４にスライド自在に装着されて図示しない駆動手段により駆動され、プリントカートリッジ３を主走査方向に移動させる。プリントカートリッジ３に対向する下方位置には、印刷用紙等の記録媒体Ｐを保持するプラテンボード５が配置されており、このプラテンボード５で保持される記録媒体Ｐは媒体搬送手段であるフィードローラ等（不図示）により副走査方向に順次搬送される。また、フレームの一側には、複数のインクタンク６が配置され、インク供給チューブ７を介してプリントカートリッジ３に接続される。図１においては、４個のインクタンク６が配置されており、各インクタンク６にはそれぞれ色の異なるインク（例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のインク）が収容されており、それぞれのインクタンク６に接続されたインク供給チューブ７を介してプリントカートリッジ３の吐出ヘッド部の各液吐出口へそれぞれ供給される。
【００１７】
キャリッジ２に着脱自在に搭載されるプリントカートリッジ３は、図２に図示するように、複数組の液吐出口と液流路および記録素子等（不図示）からなり記録データに応じて複数組の液吐出口からそれぞれインク液滴を吐出するように構成された吐出ヘッド部１０と、吐出ヘッド部１０に連通して液体を一時的に貯留するサブタンク１２、該サブタンク１２に貯留されているインクを吐出ヘッド部１０に供給するためのインク流路１２ａおよびサブタンク１２へインクを流入させるためのインク流入溝１２ｂ等が形成されたカートリッジ本体部３ａと、インクタンク６から供給されるインクを受容してサブタンク１２へ流入させるためのインク流入部材１３と、外部からの電気信号を吐出ヘッド部１０へ入力する配線基板１１等から構成され、サブタンク１２とインク流路１２ａの間にはフィルター１２ｃが配置されている。
【００１８】
インク流入部材１３は、サブタンク１２にインクを流入させるインク流入溝１２ｂの一面を覆ってインク流路を形成するための平板状部分１３ａと、一列状に配置された複数（本実施例では４個）の円筒状の突出部１４とを有し、平板状部分１３ａがプリントカートリッジ３の本体部３ａの一面に振動溶着（超音波溶着）等により接合されてプリントカートリッジ３と一体化されている。複数の円筒状の突出部１４は、それぞれ、その先端部に後述するニードル保持部材のインクニードルが挿入できるようにインクニードルの外径よりも大きい穴１４ａが形成され、その穴１４ａの周囲の下方部分には一部切り欠いたニードル先端回避形状１４ｂが形成されている。このニードル先端回避形状１４ｂを形成することにより、プリントカートリッジ３をキャリッジ２に対し脱着するときに、突出部１４の先端面が、インクニードルの先端に当接しないように回避することができるようにし、これによりインクニードルを保持するニードル保持部材の移動量（回避量）を小さくすることを可能にし、キャリッジの小型化、ひいては装置の小型化に寄与する。
【００１９】
また、各円筒状突出部１４の内側には、ゴムや軟質樹脂等で成形された円筒形状の相互接続部材１５が嵌入されており、相互接続部材１５は、図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、その一端にはインクニードル３１の外径（Ｄ）より小さい径（ｄ）を有する小孔１５ａが形成され、小孔１５ａのインクニードルを挿入する側にはテーパが設けられている。また、小孔１５ａのインクニードル３１を挿入する方向から見て奥に閉鎖薄膜１６が配設され、この閉鎖薄膜１６は、図３の（ｂ）に示すように、小孔１５ａの内径に相当する範囲に一本または複数本のスリット１６ａが切り込まれている。
【００２０】
このように相互接続部材１５を構成することにより、インクニードルが相互接続部材１５に接続される際には、インクニードルは、相互接続部材１５の小孔１５ａを拡開しながら通過し、さらに閉鎖薄膜１６のスリット１６ａを押し広げて挿入される。インクニードルが小孔１５ａに挿入される際にインクニードルの外側面と小孔１５ａの内側面との面接触により密閉が確保される。ここで、小孔１５ａの長さｔ2 は、インクニードルとの面接触を保持できるように１ｍｍ以上とすることが好ましい。さらに、スリット１６ａが切り込まれた閉鎖薄膜１６を設けることにより、インクニードルを相互接続部材１５から切り離した際に、閉鎖薄膜１６のスリット１６ａは弾性力によって元の状態に復帰して閉鎖することにより、カートリッジ本体部３ａ内のサブタンク１２に一時的に貯留されているインクが液吐出口においてメニスカスを保つことができ、液吐出口から流れ出ることを防止し、インクの流出や乾燥、外部からの塵埃の侵入を防止することができ、プリントカートリッジ３をキャリッジ２等から取り外した状態でもインクの漏洩を防止できる。ここで、閉鎖薄膜１６の厚さ（ｔ1 ）は、インクニードルの挿入力およびメニスカスを保つ信頼性に大きく影響するため、本実施例では、この厚さ（ｔ1 ）を０．２ｍｍ以上、１ｍｍ以下にすることで、両方の機能を満足することができた。また、閉鎖薄膜１６に切り込まれているスリット１６ａにおいて、インクニードルの挿入や取り外しに際してスリット１６ａの端部の亀裂等が懸念されるが、スリット１６ａを切り込む範囲をインクニードルの外径より小さい小孔１５ａの内径に相当する範囲とすることで亀裂等の懸念もない。
【００２１】
そして、小孔１５ａのインクニードルを挿入する側にテーパを設けることにより、インクニードルの挿入時にインクニードルの先端を常に小孔１５ａ内に誘導することができ、インクニードルの挿入の位置ずれ等によって生じる相互接続部材１５の変形によるインクの漏れをなくすことができる。
【００２２】
インク流入部材１３には、また、図２に示すように、インクニードルを相互接続部材１５の挿入する際のガイドおよび位置決めを行うための複数（本実施例では２個）のガイド用ボス穴１７が形成されており、ニードル保持部材に設けられているガイド用ボスに対応する。
【００２３】
プリントカートリッジ３の本体部３ａの左右両側壁の上面には、プリントカートリッジ３をキャリッジ２に対して装着する際に後述するヘッドセットレバー２１の回動に応じてキャリッジ２上の所定の装着位置に移動させて位置付けることができるようにヘッドセットレバー２１のセットプレート２１ａ等と係合する任意の傾斜角をもって形成された傾斜面１８ａやロック面１８ｂが設けられている。
【００２４】
配線基板１１は、複数の液吐出口と液流路および記録素子等から構成される吐出ヘッド部１０にインクを吐出させるための電気信号を印加するためのフレキシブル電気配線１１ａと、この電気配線端部に位置し本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子を含んだプリント基板１１ｂの２つから構成され、カートリッジ本体部３ａのインク流入部材１３と反対側の面に位置決め固定されている。
【００２５】
フレキシブル電気配線１１ａは、本実施例では、ＴＡＢフィルムを用いている。ＴＡＢフィルムは、ポリイミドやアラミド樹脂をベースにしたフィルムに銅配線をパターニングし、そのうえにベースフィルムと同じ材料からなるカバーフィルムもしくは、ソルダーレジストを被覆してなる。吐出ヘッド部１０には、インナーリードを介して、ボンディング等の金属結合により接続される。外部信号入力端子を含んだプリント基板１１ｂとの接続には、Ｎｉ粒子などをＢステージ状態のエポキシ樹脂に分散した異方性導電フィルムが用いられる。一方、プリント基板１１ｂは、ガラスエポキシ製の多層プリント基板である。前記ＴＡＢフィルムと異方性導電フィルムを介して接続した接続ランド部と、外部信号入力端子とを備えている。
【００２６】
次に、フレキシブル電気配線１１ａとプリント基板１１ｂの接続について、説明する。図３は、従来のプリント基板１１ｂの接続ランド部（端部）を示す概略図である。プリント基板１１ｂは、吐出ヘッド部１０とフレキシブル電気配線１１ａがボンディングにより電気的に接続された後、フレキシブル電気配線１１ａと異方性導電フィルムを用いた熱圧着によって接続される。まず、プリント基板１１ｂの接続ランド１１２上に、異方性導電フィルムを仮接着する。次に、アライメントマーク１１０を用いて、フレキシブル電気配線１１ａ側のアライメントマークと位置合わせを行う。このとき、プリント基板１１ｂの裏面から透過光によってアライメントマーク１１０を画像処理装置により認識する。ソルダーレジスト１１３で被覆していないため、透明のガラスエポキシにより、鮮明に認識が可能である。また、狭ピッチの接続ランドをＸＹ方向、θ方向に精度良く位置合わせするためには、アライメントマーク１１０は、接続ランドの両端にあることが好ましい。画像処理により位置合わせをした後、熱圧着を行う。熱圧着は、接続に十分な圧力と温度をもって行われる。しかしながら、基板端部のアライメントマーク１１０部分は、ソルダーレジストで被覆していないため、ソルダーレジスト分の厚みによる段差が発生し、圧力による基板の変形で、基板両端は力が逃げやすく、しばしば、基板両端の端子に圧着不良が発生する。また、端部のみ接合強度が十分でない場合があり、端部から接続部が剥離する、といった問題が生ずる。これに対して、本発明のプリント基板１１ｂについて次に述べる。図４は、本発明のプリント基板１１ｂの接続ランド部（端部）の裏面の構成を示す概略図である。本発明においては、裏面端部を、アライメントマーク１１０を備えたソルダーレジスト非被覆部１１１ａと、ソルダーレジスト被覆部１１１ｂを接続ランドの長手方向に縦に並べた。こうすることで基板両端が平坦になり、圧着時の圧力が逃げることなく接続ランドの接着強度を上げることが可能となる。またアライメントマーク１１０と縦に並べることで、プリント基板１１ｂの外形を大きくすることなく、上記接着強度を上げることを可能となる。また、基板外側の半分をソルダーレジスト被覆部１１ｂとすることで、特に、基板の剥離等のきっかけになる角の接着強度をあげることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の概略的な構成図である。
【図２】本発明のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドの外観図である。
【図３】従来例におけるプリント基板の接続ランド端部の概略的な構成図である。
【図４】本発明のプリント基板の接続ランド端部の概略的な構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  液体噴射装置
２  キャリッジ
２Ａ  取付け部
２Ｂ  カートリッジ収容部
２Ｃ  ニードル搭載部
３  プリントカートリッジ
４  ガイドシャフト
５  プラテンボード
６  インクタンク
７  インク供給チューブ
１０  吐出ヘッド部
１１  配線基板
１１a  フレキシブル電気配線
１１ｂ  プリント基板
１２  サブタンク
１３  インク流入部材
１３ａ  平板状部分
１４（円筒状）突出部
１４ａ  穴
１４ｂ  ニードル先端回避形状（切り欠き）
１５  相互接続部材
１５ａ  小孔
１６  閉鎖薄膜
１６ａ  スリット
１７  ガイド用ボス穴
１８ａ  傾斜面
１８ｂ  ロック面
１１０  アライメントマーク
１１１ａ  ソルダーレジスト非被覆部
１１１ｂ  ソルダーレジスト被覆部
１１２  接続ランド（裏面）
１１３  ソルダーレジスト
【図１】
2007301800.tif 000003
【図２】
2007301800.tif 000004
【図３】
2007301800.tif 000005
【図４】
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