説明

インクジェット記録ヘッドの製造方法およびインクジェット記録ヘッド

【課題】チップ周囲封止材の塗布時間を短縮するインクジェット記録ヘッドの製造方法およびインクジェット記録ヘッドの提供。
【解決手段】TABのリードH1303近傍にチップ周囲封止材19を注入する穴22を設け、また、支持部材H1400はその穴がリード下部に連通する構成とするインクジェット記録ヘッドの製造方法および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、記録紙に対して記録液を吐出することにより記録を行うインクジェット記録ヘッドの製造方法およびインクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェットプリンタは、いわゆるノンインパクト方式の画像形成装置であって、プリント時における騒音がほとんど生じない特徴を持ち、高速プリントおよび種々のプリント媒体に対してプリントすることが可能である。このようなことから、一般的なプリンタの他にワードプロセッサやファクシミリ,複写機などのプリント機構を担う装置としても広く採用されている。
【0003】
従来のインクジェット記録ヘッドの構成や製法については、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、等に記載がある。
【0004】
特許文献1に開示されている一般的なインクジェットプリンタの概略構成を図2及び図3に示す。
【0005】
また、図4及び図5にプリンタの一部を構成するヘッドカートリッジH1000についての概略構成を示す。
【0006】
ヘッドカートリッジを構成するプリントヘッドH1001について以下に説明する。
【0007】
プリントヘッドH1001の外観を図6に示し、そのヘッド基板H1100と電気配線基板との接続部分(図6のAAの断面構造)を図7に示し、そのVII−VII矢視断面構造を図8に示し、ヘッド基板の破断構造を図9に示す。すなわち、ベース板H1200は、厚さが例えば0.5〜10mmのアルミナ(Al)で形成されている。ベース板H1200には、ヘッド基板H1100に複数のインクを供給するための各々のインク供給路H1201が形成されており、ヘッド基板H1100のインク通路12がベース板H1200のインク供給路H1201にそれぞれ対応し、かつヘッド基板H1100はベース板H1200に対して所定位置に精度良く接着固定される。
【0008】
支持板H1400は、厚さが例えば0.5〜1mmのアルミナにて形成されている。この支持板H1400は、ベース板H1200に接着固定されたヘッド基板H1100の外形寸法よりも大きな開口部H1401を有し、ヘッド基板H1100と電気配線基板H1300とをほぼ同一平面で電気的に接続できるように、ベース板H1200に接着されており、この支持板H1400に電気配線基板H1300の裏面が接着固定される。電気配線基板H1300は、ヘッド基板H1100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り、ヘッド基板H1100を組み込むための開口部H1302と、ヘッド基板H1100の接続端子14に対応するリード端子H1303と、その配線端部に位置してプリンタ本体M1000からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子H1301とを有している。
【0009】
ヘッド基板H1100の外観は図9で示されるように、厚さが0.5〜1mmのシリコン基板11の上に成膜技術を用いて吐出エネルギー発生部,インク室15,吐出口16などを形成したものである。
【0010】
シリコン基板11には、これを貫通する長孔状のインク通路12が形成されている。このインク通路12の両側には、インク通路12の長手方向に沿って所定間隔で2列に並ぶ複数(たとえば片側128個)の電気熱変換体13が相互に半ピッチずらした状態で形成され、吐出エネルギー発生部を構成している。
【0011】
シリコン基板11には、これら電気熱変換体13および接続端子14の他、電気熱変換体13と接続端子14とを導通する図示しない電気配線などが設けられており、これら接続端子14を介して図示しない駆動ICから電気熱変換体13に対する駆動信号が駆動電力と共に与えられる。このシリコン基板11上には、インク通路12に連通するインク室15を介して電気熱変換体13とそれぞれ正対する複数の吐出口16を有する上板部材17が形成される。すなわち、この上板部材17とシリコン基板11との間にはインク通路12と個々のインク室15とに連通するインク路18が形成され、これらは吐出口16と同様にフォトリソグラフィ技術により上板部材17と共に形成される。
【0012】
インク通路12から各インク室15内に供給される液体は、対応するインク室15内の電気熱変換体13に駆動信号が与えられることにより、電気熱変換体13の発熱に伴って沸騰し、これにより発生する気泡の圧力によって吐出口16から吐出される。
【0013】
支持板H1400には、ヘッド基板H1100を囲む矩形の開口部H1401が形成され、この開口部とベース板H1200及びヘッド基板H1100の側面で形成される溝部にはインクやゴミ等からヘッド基板側面を保護する為のチップ周囲封止剤19が充填されている。
【0014】
上述したプリントヘッドの製造手順を図10〜図15を参照して簡単に説明すると、まずベース板H1200の表面の所定位置にヘッド基板H1100を接着剤を用いて一体的に接合し、ベース板H1200のインク供給路H1201とシリコン基板11のインク通路12とを連通させる。同様に、ヘッド基板H1100を囲むように支持板H1400をベース板H1200の表面に接着剤を用いて接合する(図10及び図11参照)。
【0015】
しかる後、この支持板H1400に電気配線基板H1300を接着固定するが、この時、ヘッド基板H1100の接続端子14に対して電気配線基板H1300のリード端子H1303が接続可能な範囲で位置決めされ、TAB実装技術により電気接続される(図12参照)。
【0016】
図12に至る工程は、ヘッド基板H1100と電気的配線基板H1300を予め電気接続、予め、支持板H1400とベース板H1200が接合されたものに接合する工程で行っても良い。
【0017】
次いで、ベース板H1200上のヘッド基板H1100と支持板H1400の開口部H1401で形成される空間にチップ周囲封止剤19を流し込む。このときリード端子H1303の下部にはヘッド基板側面の開口部より充填したチップ周囲封止剤を流し込む事で行われる(図13参照)。
【0018】
チップ周囲封止剤の硬化はこの段階で行っても良いし、次に述べるリード封止剤の塗布が終わった時点で同時に行っても良い。
【0019】
次いで、リード端子H1303の上部については、リード封止剤をリード端子を覆うように塗布する。リード下部には前述したチップ周囲封止剤が確実に回り込んでいる事がプリントヘッドの信頼性を確保する点で重要である。リード封止剤を塗布後、硬化し封止される(図7及び図8参照)。
【0020】
なお、インクジェット記録方式としては、本発明では特に限定はしないが、液体の吐出を行わせるために利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段(例えば電気熱変換体やレーザ光など)を具え、この熱エネルギーにより液体の状態変化を生起させるインクジェット方式で特に有効である。かかる方式によれば、プリントの高密度化および高精細化が達成できるからである。
【特許文献1】特開2002−79675号公報
【特許文献2】特開2000−177134号公報
【特許文献3】特開平11−138814号公報
【特許文献4】特開平10−44412号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0021】
従来の製造方法では、リード端子下部にチップ周囲封止剤を流れ込ませる為には、ヘッド基板側面の開口部にチップ周囲封止剤を塗布したものがリード端子下部に流れ込むのを待ってから、リード端子上部にリード封止剤を塗布していた。リード端子下部がチップ周囲封止剤で完全に満たされない状態でリード封止剤を塗布し蓋をしてしまうと、空気を抱き込んだ状態で加熱硬化を行うことになり、熱膨張した空気がリード封止剤を破裂させ、リード部が剥き出しとなり、不良ヘッドを造ってしまうことがある。また、破裂するまで至らなくても、空隙が発生し、ここにインクが進入する可能性があり、信頼性が確保できない。
【0022】
従って、歩留り良く、信頼性が確保されたヘッドを生産する為、リード端子下部に確実にチップ周囲封止剤が周り込む為の時間をかけていた。
【0023】
しかし、生産数が増えるに従いこの時間が問題となってきた。
【0024】
また、特に近年のプリントスピードの向上が望まれる事から吐出口の数が増加する傾向にあり、ヘッド基板が大きくなり問題となってきた。
【0025】
また、材料選定からは、チップ横封止剤は流れ込みやすいものを選択しなければならず、材料選択の自由度を制約していた。
【0026】
そこで、本発明は上記の諸点に鑑み、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを歩留り良く安価に提供する事を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0027】
上記目的を達成する本発明は次のようなものである。
【0028】
液滴が吐出される吐出口と、吐出口から液滴を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、この吐出エネルギー発生部に接続する接続端子とを有するヘッド基板と、ヘッド基板を配置する凹部を有する支持部材、この支持部材の表面に取り付けられ、ヘッド基板を配置する開口及びヘッド基板の接続端子に接続されて吐出エネルギー発生部に駆動信号および駆動電力を伝達するためのリード端子を有する電気配線基板(TAB)と、リード端子の上部を覆うリード封止剤と、ヘッド基板周囲及び接続端子の下部を覆うチップ周囲封止剤からなるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
電気配線基板のリード端子近傍にはヘッド基板開口とは別にチップ周囲封止剤供給用の開口が設けられており、支持部材にはヘッド基板開口とチップ周囲封止剤供給用の開口が連通する連通部が設けられ、
支持部材に電気的接続が成されたヘッド基板及び電気配線基板が配置され後、少なくともリード端子下部へのチップ周囲封止剤の供給は、チップ周囲封止剤供給用の開口部より供給する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である。
【0029】
また、液滴が吐出される吐出口と、吐出口から液滴を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、この吐出エネルギー発生部に接続する接続端子とを有するヘッド基板と、ヘッド基板を配置する凹部を有する支持部材、この支持部材の表面に取り付けられ、ヘッド基板を配置する開口及びヘッド基板の接続端子に接続されて吐出エネルギー発生部に駆動信号および駆動電力を伝達するためのリード端子を有する電気配線基板(TAB)と、リード端子の上部を覆うリード封止剤と、ヘッド基板周囲及び接続端子の下部を覆うチップ周囲封止剤からなるインクジェット記録ヘッドにおいて、
電気配線基板のリード端子近傍にはヘッド基板開口とは別にチップ周囲封止剤供給用の開口が設けられており、支持部材にはヘッド基板開口とチップ周囲封止剤供給用の開口が連通する連通部が設けられ、
支持部材に電気的接続が成されたヘッド基板及び電気配線基板が配置された後、少なくともリード端子下部へのチップ周囲封止剤の供給は、チップ周囲封止剤供給用の開口部より供給することにより製造されたことを特徴とするインクジェット記録ヘッドも本発明である。
【0030】
また、支持部材がベース板とベース板表面に取り付けられ、ヘッド基板を囲む開口部を有する支持板よりなることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録ヘッドも本発明の一つである。
【発明の効果】
【0031】
本発明によると、チップ周囲およびリード端子を良好に封止することができ、信頼性の高いインクジェット記録ヘッドを歩留り良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0032】
以下本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明はこのような実施例に限らず、これらをさらに組み合わせたり、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の観念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。
【0033】
[実施例1]
電気配線基板H1300として、図14に示すようにリード端子H1303の両端部にチップ周囲封止剤供給用の開口22を設けたTABを用いた。支持部材にはチップ周囲封止剤供給用の開口22がリード下部と連通する構造のものを用いた。
【0034】
このTAB及びヘッド基板を支持部材に接合し、電気接合を行った後、チップ周囲封止剤をチップ周囲封止剤供給用の開口22より供給し、塗布を行った(図15)。リードの下部には短時間で回り込むことが確認された。また、ヘッド基板側面にも塗布されたのが確認された。次に、リード部にリード封止剤を塗布した後、加熱処理を行う事により封止剤を硬化しインクジェット記録ヘッド(図1及び16参照)を作成した。
【0035】
チップ周囲封止剤の塗布時間について、他の実施例、比較例と共に表1にまとめた。
【0036】
[実施例2]
実施例1と同じTAB及び支持部材を用い、ヘッド基板とともに接合した後、電気接合を行うまで同様に行った。チップ周囲封止剤はチップ周囲封止剤供給用の開口22より注入するとともに、ヘッド基板の横からも塗布した。チップ周囲封止剤がリード下部及びヘッド基板の側面に充填されたのを確認した後、ILB封止剤をリード部に塗布した。その後加熱処理を行い封止剤を硬化しインクジェット記録ヘッドを作成した。
【0037】
[実施例3]
支持部材として、TABのチップ周囲封止剤供給用の開口22が溝によりリードと連通するものを用いた。後は、実施例1と同様に行い、インクジェット記録ヘッドを得た(図17参照)。
【0038】
[比較例1]
図10で示すチップ周囲封止剤供給用の開口がないTABを用いた。チップ周囲封止剤はヘッド基板の側面に塗布しリード下部に回りこむまで時間をおき待った。次にリード部にILB封止剤を塗布した後、加熱処理しインクジェット記録ヘッドを作成した。
【0039】
【表1】

【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明のインクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図2】従来のインクジェットプリンタの外観を示す斜視図である。
【図3】図2に示したインクジェットプリンタの外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図4】図2に示したヘッドカートリッジにインクタンクを組み込んだ状態の斜視図である。
【図5】図4に示したヘッドカートリッジを斜め下方から見た分解斜視図である。
【図6】従来のインクジェット記録ヘッドの部分拡大斜視図である。
【図7】図6に示したインクジェット記録ヘッドの概略構造を示すAA断面図である。
【図8】図6中のVII−VII矢視断面図である。
【図9】ヘッド基板の外観を示す破断斜視図である。
【図10】支持板と電気配線基板との接続前の状態を示す分解斜視図である。
【図11】電気配線基板を接合する前のベース板、ヘッド基板および支持板を破断状態で示す断面図である。
【図12】チップ周囲封止剤を塗布する前のインクジェット記録ヘッドの概略構造を破断状態で示す断面図である。
【図13】チップ周囲封止剤を塗布した後のインクジェット記録ヘッドの概略構造を破断状態で示す断面図である。
【図14】本発明の電気配線基板の斜視図である。
【図15】本発明の第一の実施例の製造途中の断面図である。
【図16】本発明のインクジェット記録ヘッドの斜視図である。
【図17】本発明のインクジェット記録ヘッド断面図である。
【符号の説明】
【0041】
11 シリコン基板
12 インク通路
13 電気熱変換体
14 接続端子
15 インク室
16 吐出口
17 上板部材
18 インク路
19 チップ周囲封止剤
20 リード封止剤
21 堰部
22 チップ周囲封止剤供給用の開口
23 連通部
M1000 プリンタ本体
M1001 下ケース
M1002 上ケース
M1003 アクセサリーカバー
M1004 排出トレイ
M1004a、M1004b 補助トレイ
M2003 排紙ローラ
M3001 LFローラ
M3019 シャーシ
M3022 自動給送部
M3029 搬送部
M3030 排出部
M4000 プリント部
M4001 キャリッジ
M4002 キャリッジカバー
M4007 ヘッドセットレバー
M4021 キャリッジ軸
M5000 回復部
H1000 ヘッドカートリッジ
H1001 プリントヘッド
H1100 ヘッド基板
H1200 ベース板
H1201 インク供給路
H1300 電気配線基板
H1301 コンタクト部(外部信号入力端子)
H1302 開口部
H1303 リード端子
H1400 支持板
H1401 開口部
H1500 タンクホルダ
H1501 インク流路
H1600 流路形成部材
H1700 フィルター
H1800 シールゴム
H1900 インクタンク
H1901 取り外し用レバー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
液滴が吐出される吐出口と、吐出口から液滴を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、この吐出エネルギー発生部に接続する接続端子とを有するヘッド基板と、ヘッド基板を配置する凹部を有する支持部材、この支持部材の表面に取り付けられ、ヘッド基板を配置する開口及びヘッド基板の接続端子に接続されて吐出エネルギー発生部に駆動信号および駆動電力を伝達するためのリード端子を有する電気配線基板(TAB)と、リード端子の上部を覆うリード封止剤と、ヘッド基板周囲及び接続端子の下部を覆うチップ周囲封止剤からなるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
電気配線基板のリード端子近傍にはヘッド基板開口とは別にチップ周囲封止剤供給用の開口が設けられており、支持部材にはヘッド基板開口とチップ周囲封止剤供給用の開口が連通する連通部が設けられ、
支持部材に電気的接続が成されたヘッド基板及び電気配線基板が配置され後、少なくともリード端子下部へのチップ周囲封止剤の供給は、チップ周囲封止剤供給用の開口部より供給する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】
液滴が吐出される吐出口と、吐出口から液滴を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部と、この吐出エネルギー発生部に接続する接続端子とを有するヘッド基板と、ヘッド基板を配置する凹部を有する支持部材、この支持部材の表面に取り付けられ、ヘッド基板を配置する開口及びヘッド基板の接続端子に接続されて吐出エネルギー発生部に駆動信号および駆動電力を伝達するためのリード端子を有する電気配線基板(TAB)と、リード端子の上部を覆うリード封止剤と、ヘッド基板周囲及び接続端子の下部を覆うチップ周囲封止剤からなるインクジェット記録ヘッドにおいて、
電気配線基板のリード端子近傍にはヘッド基板開口とは別にチップ周囲封止剤供給用の開口が設けられており、支持部材にはヘッド基板開口とチップ周囲封止剤供給用の開口が連通する連通部が設けられ、
支持部材に電気的接続が成されたヘッド基板及び電気配線基板が配置された後、少なくともリード端子下部へのチップ周囲封止剤の供給は、チップ周囲封止剤供給用の開口部より供給することにより製造されたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項3】
支持部材がベース板とベース板表面に取り付けられ、ヘッド基板を囲む開口部を有する支持板よりなることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録ヘッド。

【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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【公開番号】特開2007−261156(P2007−261156A)
【公開日】平成19年10月11日(2007.10.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−90996(P2006−90996)
【出願日】平成18年3月29日(2006.3.29)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】