インクジェット記録ヘッド
【課題】小型化することが可能なインクジェット記録ヘッドを提供する。
【解決手段】電気配線基板１２０は、開口部が形成されたベースフィルム１２３と、ベースフィルム１２３の支持部材１４０から見て裏側の面である第１の面に形成された第１の配線部材１２２と、第１の面において第１の配線部材１２２よりも開口部に近い位置に形成されワイヤー１７０に接続されている第２の配線部材１２９と、第１の配線部材１２２を覆い端部１５０が第１の配線部材１２２と第２の配線部材１２９の間にあるカバーフィルム１２４と、第１の配線部材１２２とカバーフィルム１２４とを接着させる接着剤１２７と、ベースフィルム１２３の第２の面に形成された第３の配線部材１２５と、第１のスルーホール１６０と、第２のスルーホール１６１と、を有する。
【解決手段】電気配線基板１２０は、開口部が形成されたベースフィルム１２３と、ベースフィルム１２３の支持部材１４０から見て裏側の面である第１の面に形成された第１の配線部材１２２と、第１の面において第１の配線部材１２２よりも開口部に近い位置に形成されワイヤー１７０に接続されている第２の配線部材１２９と、第１の配線部材１２２を覆い端部１５０が第１の配線部材１２２と第２の配線部材１２９の間にあるカバーフィルム１２４と、第１の配線部材１２２とカバーフィルム１２４とを接着させる接着剤１２７と、ベースフィルム１２３の第２の面に形成された第３の配線部材１２５と、第１のスルーホール１６０と、第２のスルーホール１６１と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴の吐出による記録動作を行うインクジェット記録装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドが搭載されている。
【０００３】
図９は、一般的なインクジェット記録ヘッドの要部の構造を説明するための図である。図９（ａ）は、一般的なインクジェット記録ヘッド１０００の要部の構造を示す平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に記載の切断線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【０００４】
インクジェット記録ヘッド１０００は、図９（ｂ）に示すように、ワイヤー１７００を介して互いに導通する記録素子基板１１００と電気配線基板１２００とが、支持部材１４００に取り付けられている。電気配線基板１２００では、図９（ｂ）に示すように、ベースフィルム１２０３の表面に配線部材１２０２が形成されている。配線部材１２０２の表面には、接着剤１２０７が塗布されてカバーフィルム１２０４で覆われた被覆領域と、カバーフィルム１２０４で覆われていない露出領域とがある。この露出領域の一部にワイヤー１７００が接続されている。記録素子基板１１００とワイヤー１７００との電気接続部、および電気配線基板１２００とワイヤー１７００との電気接続部は、封止剤１３００および封止剤１３０１を用いて封止される。
【０００５】
上記のような構造を有するインクジェット記録ヘッドには、封止剤の流出を防ぐことを目的としたインクジェット記録ヘッドが提案されており、特許文献１および特許文献２にそれぞれ開示されている。特許文献１には、カバーフィルムの厚みを封止剤の流出を防ぐ壁として利用した構造を有するインクジェット記録ヘッドが開示されている。一方、特許文献２には、封止剤１３０１には低粘度の封止剤を使用し、封止剤１３００には高粘度の封止剤を使用したインクジェット記録ヘッドが開示されている。特許文献２に開示されたインクジェット記録ヘッドによれば、封止剤の広がりを抑えなければならない封止領域には高粘度の封止剤が使用されているので、封止剤の流出を防ぐことが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３３２７２９号公報
【特許文献２】特許３５９２２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インクジェット記録ヘッド１０００では、上述した被覆領域に接着剤１２０７が一様に塗布される。しかし、この被覆領域には、配線１２０２が形成された領域と形成されていない領域がある。配線１２０２が形成された領域は、形成されていない領域よりも配線の厚み分だけ厚い。そのため、カバーフィルム１２０４の製造工程において、配線１２０２が形成された領域に塗布されている接着剤１２０７が押し出される。その結果、配線１２０２が形成された領域は、形成されていない領域よりも多くの接着剤１２０７が端部１５００からはみ出る（図９（ａ）参照）。具体的には、接着剤１２０７が端部１５００からはみ出す長さＬ２が０．１〜０．２ｍｍ程度になる場合がある。また、配線部材１２０２では、上述した露出領域にワイヤー１７００を接続するために領域Ｌ６を確保しなければならないが、長さＬ２が長くなるにつれて露出領域の平面積を大きくする必要がある（図９（ｂ）参照）。
【０００８】
近年、インクジェット記録ヘッドでは、記録素子基板の小型化、高密度化に伴って、電気配線基板の配線が高密度になっている。しかしインクジェット記録ヘッド１０００の場合、配線が高密度になると封止領域における配線部材１２０２の占める割合が増加するので、上述した理由により電気配線基板１２００を大型化する必要がある。
【０００９】
本発明は、小型化することが可能なインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明によるインクジェット記録ヘッドは、支持部材と、該支持部材に支持され、液滴を吐出する吐出口と該吐出口からの液滴の吐出を制御する駆動信号を受信する電極とを備えた記録素子基板と、前記支持部材に支持され、前記駆動信号を前記電極へ供給し、前記記録素子基板を露出させる開口部を備えた電気配線基板と、前記記録素子基板と前記電気配線基板との間に位置し、前記電気配線基板からの前記駆動信号を前記電極へ伝送するワイヤーと、前記電極と前記ワイヤーとの電気接続部および前記電気配線基板と前記ワイヤーとの電気接続部を封止する封止剤と、を有し、前記電気配線基板は、前記開口部が形成されたベースフィルムと、該ベースフィルムの前記支持部材から見て裏側の面である第１の面に形成された第１の配線部材と、前記ベースフィルムの前記第１の面において前記第１の配線部材よりも前記開口部に近い位置に形成され前記ワイヤーに接続されている第２の配線部材と、前記第１の配線部材を覆い端部が前記第１の配線部材と前記第２の配線部材の間にあるカバーフィルムと、前記第１の配線部材と前記カバーフィルムとを接着させる接着剤と、前記ベースフィルムの前記第１の面と反対の第２の面に形成された第３の配線部材と、前記第１の配線部材と前記第３の配線部材とを導通させる第１のスルーホールと、前記第２の配線部材と前記第３の配線部材とを導通させる第２のスルーホールと、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、カバーフィルムで覆われる配線部材の平面積が従来よりも小さくなるので、このカバーフィルムの端部から接着剤がはみ出す量を抑えられる。これにより、インクジェット記録ヘッドを小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェット記録ヘッドを反対側から見た斜視図である。
【図３】実施形態１のインクジェット記録ヘッドの構造を説明するための図である。
【図４】４つの記録素子基板が設けられたインクジェット記録ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【図５】実施形態１の変形例のインクジェット記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。
【図６】実施形態１の変形例のインクジェット記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。
【図７】実施形態２のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す拡大図である。
【図８】実施形態３のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す断面図である。
【図９】一般的なインクジェット記録ヘッドの要部の構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明のインクジェット記録ヘッドの実施形態について説明する。なお、本発明のインクジェット記録ヘッドは、プリンター、ワードプロセッサ、ファクシミリ、および複写機に代表されるインクジェット記録装置に搭載可能である。
【００１４】
（実施形態１）
図１は、実施形態１のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す斜視図である。また、図２は、図１に示すインクジェット記録ヘッドを反対側から見た斜視図である。また、図３は、実施形態１のインクジェット記録ヘッドの構造を説明するための図である。図３（ａ）は、図１に記載の領域Ａの拡大図である。なお、図３では説明のために封止剤で覆われている部分を透視した状態で示す。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に記載の切断線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【００１５】
本実施形態のインクジェット記録ヘッド１０は、ワイヤー１７０を介して互いに導通する記録素子基板１１０と電気配線基板１２０とが、支持部材１４０に取り付けられている（図１、図３参照）。記録素子基板１１０では、インク滴（液滴）の吐出を制御する駆動信号が電極１１２で受信されると、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子（不図示）がインクを加熱する。これにより、膜沸騰の作用で吐出口１１１からインク滴が吐出される。電気配線基板１２０は、インクジェット記録装置の本体（不図示）からコンタクト部１２１を通じて入力された駆動信号を電極１１２へ供給する。電極１１２とワイヤー１７０との電気接続部１３２および電気配線基板１２０とワイヤー１７０との電気接続部１３３は、封止剤１３０および封止剤１３１を用いて封止される。支持部材１４０は、インク注入口１４１にフィルター１４２およびシールゴム１４３を備え、インクタンク（不図示）から供給されたインクを記録素子基板１１００へ導入する流路が形成されている（図２参照）。以下、記録素子基板１１０と電気配線基板１２０の構造について詳しく説明する。
【００１６】
記録素子基板１１０は、図３に示すように、シリコンチップの表面に電気回路を備えるヒーターボード１１４と、樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によって吐出口１１１が形成されたオリフィスプレート１１３とを有する。ヒーターボード１１４には、金メッキ処理された電極１１２が複数個配列されている。また、ヒーターボード１１４は、接着剤１９０で支持部材１４０に固定されている。この接着剤１９０は、紫外線を照射しても、熱を加えても硬化する紫外線・熱硬化併用型であり、インクに対する耐薬品性がある接着剤が使用される。
【００１７】
電気配線基板１２０は、少なくとも二層の多層ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント回路基板）である。本実施形態では、二層のＦＰＣ基板が電気配線基板１２０として用いられる。この電気配線基板１２０では、図３（ｂ）に示すように、記録素子１１０を露出させる開口部が形成されたベースフィルム１２３は、厚みが０．０２５〜０．０５０ｍｍのポリイミド等のフィルムである。ベースフィルム１２３の両面には、厚みが０．０１〜０．０２ｍｍの銅の配線が形成されている。
【００１８】
ベースフィルム１２３の支持部材１４０から見て裏側の面、すなわちベースフィルム１２３の表面（第１の面）には、第１の配線部材１２２と第２の配線部材１２９とが、互いに離れた位置に形成されている。第２の配線部材１２９は、電気接続部１３２として必要な平面積を有し、第１の配線部材１２２よりもベースフィルム１２３の開口部に近い位置に形成されている。具体的には、第２の配線部材１２９は、幅が０．１〜０．２ｍｍ程度で、金メッキ処理されている。第１の配線部材１２２は、接着剤１２７を用いてカバーフィルム１２４に覆われている。カバーフィルム１２４は、厚みが０．００４〜０．０５０ｍｍのアラミド樹脂、もしくは０．０１〜０．０５ｍｍ程度のポリイミド等のフィルムである。接着剤１２７は、厚みｔ１が０．０２〜０．０５ｍｍ程度である。カバーフィルム１２４の端部１５０は、図３（ｂ）に示すように、第１の配線部材１２２と第２の配線部材１２９との間にある。すなわち、カバーフィルム１２４に覆われる領域（接着剤１２７が塗布される領域）に占める配線部材の平面積が従来よりも減少しているので、カバーフィルム１２４の端部１５０から接着剤１２７がはみ出す量が少なくなる。本実施形態では、接着剤１２７の端部１５０からはみ出す長さが０．０３〜０．０５ｍｍ程度に抑えられる。また、第２の配線部材１２９は、端部１５０との間隔Ｌ１を０．２ｍｍ以上設けて配置されており、接着剤１２７と接触しない。すなわち、第２の配線部材１２９は、接着剤１２７と接触しない位置に形成されている。
【００１９】
一方、ベースフィルム１２３の裏面（第２の面）には、第３の配線１２５が形成されている。第３の配線部材１２５は、第１のスルーホール１６０を介して第１の配線部材１２２に接続されるとともに、第２のスルーホール１６１を介して第２の配線部材１２９に接続されている。各スルーホールの直径は、０．０５ｍｍ程度のものであればよい。また、第３の配線部材１２５は、カバーフィルム１２６に覆われている。第３の配線部材１２５とカバーフィルム１２６とは接着剤１２８で接着されている。また、カバーフィルム１２６は、接着剤１９１で支持部材１４０に固定されている。この接着剤１９１には、紫外線を照射しても、熱を加えても硬化する紫外線・熱硬化併用型であり、インクに対する耐薬品性がある接着剤が使用される。
【００２０】
インクジェット記録ヘッド１０には、コンタクト部１２１に接続される配線として、例えば、配線１８０や配線１８１などが設けられている。配線１８０は、第１の配線部材１２２から第１のスルーホール１６０、第３の配線部材１２５、および第２のスルーホール１６１を介して第２の配線部材１２９に接続される配線である。配線１８１は、第３の配線部材１２５から第２のスルーホール１６１を介して第２の配線部材１２９に接続される配線である。配線１８０および配線１８１は、いずれも最終的に第２のスルーホール１６１を介して第２の配線部材１２９に接続される。
【００２１】
ワイヤー１７０は、金製のワイヤーであり、記録素子基板１１０および電気配線基板１２０が支持部材１４０に固定された後、電極１１２と第２の配線部材１２９とにボンディングにてそれぞれ接続される（図３（ｂ）参照）。これにより、電気配線基板１２０から記録素子基板１１０への信号伝送が可能になる。
【００２２】
その後、電気配線基板１２０と記録素子基板１１０の間に設けられた空隙が低粘度の封止剤１３１で充填され、さらに、電気接続部１３２が高粘度の封止剤１３０で覆われる。封止剤１３０は、樹脂材料で形成されたオリフィスプレート１１３上に寸法Ｌ３だけオーバーラップして塗布されるとともに、カバーフィルム１２４上に寸法Ｌ４だけオーバーラップして塗布される。例えば、寸法Ｌ３、寸法Ｌ４は、ともに０．１〜０．５ｍｍ程度であればよい。
【００２３】
本実施形態では、カバーフィルム１２４の端部１５０から接着剤１２７がはみ出す量が従来よりも少なくなる。これにより、封止剤１３０による封止領域における有効な領域（封止剤１３０とベースフィルム１２３の接着面積）の割合が増える。そのため、この封止領域を小さくすることができる。これにより、封止領域における有効な領域（封止剤１３０とベースフィルム１２３の接着面積）の割合が増える。そのため、封止領域を小さくすることができる。すなわち、間隔Ｌ１（図３（ａ）、（ｂ）参照）を小さくすることが可能となる。この間隔Ｌ１が小さくなれば、封止剤間の距離を示す距離Ｌ７（図１参照）を短くすることが可能になる。この距離Ｌ７が短くなれば、吐出口１１１からインクが蒸発するのを防止するためのゴムキャップを当接するキャップ領域２００（図１参照）を小さくすることが可能になる。このキャップ領域２００が小さくなれば、ヘッドサイズＬ８（図１参照）を小さくすることができる。したがって、小型化されたインクジェット記録ヘッドを提供することが可能となる。
【００２４】
図４は、４つの記録素子基板１１０が設けられた記録ヘッド１００の一実施形態を示す斜視図である。この場合も図４に示すように距離Ｌ７を短くしてキャップ領域２００を小さくすることが可能である。したがって、ヘッドサイズＬ８を小さくすることが可能となる。
【００２５】
（変形例）
図５、図６は、それぞれ実施形態１の変形例のインクジェット記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。図５、図６では、各インクジェット記録ヘッドの切断線Ｃ−Ｃ（図３（ａ）参照）に相当する切断線に沿った断面を示す。
【００２６】
図５に示すインクジェット記録ヘッド１０ａは、封止剤１３０がカバーフィルム１２４の端部１５０まで覆っている封止状態となっている。一方、図７に示すインクジェット記録ヘッド１０ｂは、封止剤１３０がカバーフィルム１２４の端部１５０に非接触な封止状態となっている。インクジェット記録ヘッド１０ａ、１０ｂにおいて、接着剤１２７には、インクに対する耐薬品性が十分にある接着剤が用いられている。この場合、封止剤１３０とベースフィルム１２３との接着領域は十分に確保されているので、カバーフィルム１２４を封止剤１３０で封止しなくてもインクジェット記録ヘッド１と同様の効果を奏する。さらに、インクジェット記録ヘッド１０ａ、１０ｂは、インクジェット記録ヘッド１０よりも封止剤１３０の使用量を削減できるので、経済性に優れたインクジェット記録ヘッドとなる。
【００２７】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す拡大図である。図７では、本実施形態のインクジェット記録ヘッド２０の領域Ａ（図１参照）に相当する部分を拡大して示すとともに、封止剤で覆われている部分を透視した状態で示す。また、図７では、実施形態１で説明したインクジェット記録ヘッド１０と同様の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２８】
インクジェット記録ヘッド２０の記録素子基板１１０では、電極１１２がベースフィルム１２３の周縁１５１に沿って複数個配列されている。そして、インクジェット記録ヘッド２０の電気配線基板１２０では、複数の電極１１２に個別に対応するランド２１１が第２の配線部材１２９として複数個設けられている。このランド２１１は、第２のスルーホール１６１の周縁を囲む形状となっている。また、この電気配線基板１２０において、カバーフィルム１２４の端部１５０は、第１の配線部材１２２とランド２１１との間にあり、第３の配線部材１２５は、ベースフィルム１２３に覆われている。これにより、インクジェット記録ヘッド１０と同様に、端部１５０から接着剤１２７がはみ出す量を少なくできるので、封止剤１３０による封止領域を小さくできる。
【００２９】
本実施形態では、ワイヤー１７０に接続される配線部材をランド形状にすることによって、この配線部材の平面積を図３に示す第２の配線部材１２９よりも小さくできる。これにより、ベースフィルム１２３と封止剤１３０の接着面積、すなわち有効な封止領域が増加するので、封止がより確実なものとなる。さらに、本実施形態では、複数のランド２１１が電極１１２の配列方向に対してジグザグ状に配置されている。これにより、電極のピッチＰに対してランド２１１の径Ｄが電極１１２のピッチＰよりも大きい場合でも、複数のランド２１１を集約して配置できるので、電気配線基板１２０の大型化を抑制できる。
【００３０】
（実施形態３）
図８は、本発明の実施形態３のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す断面図である。図８では、本実施形態のインクジェット記録ヘッド３０の切断線Ｃ−Ｃ（図３（ａ）参照）に相当する切断線に沿った断面を示す。また、図８では、実施形態１で説明したインクジェット記録ヘッド１０と同様の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３１】
図８に示すように、インクジェット記録ヘッド３０の電気配線基板１２０において、ベースフィルム１２３には、表面および裏面の全面に渡って接着剤層２１２、２１３がそれぞれ形成されている。ベースフィルム１２３の表面に形成された接着剤層２１２の上面には、第１の配線部材１２２および第２の配線部材１２９が貼り付けられている。なお、この第２の配線部材１２９の代わりに実施形態２で説明したランド２１１が貼り付けられていてもよい。
【００３２】
本実施形態によれば、封止剤１３０がベースフィルム１２３に形成された接着剤層２１２と接着するため、封止剤１３０がポリイミド等に直接接着する場合（封止剤１３０とベースフィルム１２３とが直接接着する場合）に比べて、接着力が向上する。よって、封止がより確実になる。
【符号の説明】
【００３３】
１０、１０ａ、１０ｂ、２０、３０ インクジェット記録ヘッド
１１０ 記録素子基板
１１１ 吐出口
１１２ 電極
１２０ 電気配線基板
１２２ 第１の配線部材
１２３ ベースフィルム
１２４ カバーフィルム
１２５ 第３の配線部材
１２７ 接着剤
１２９ 第２の配線部材
１３０、１３１ 封止剤
１４０ 支持部材
１５０ 端部
１６０ 第１のスルーホール
１６１ 第２のスルーホール
１７０ ワイヤー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴の吐出による記録動作を行うインクジェット記録装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドが搭載されている。
【０００３】
図９は、一般的なインクジェット記録ヘッドの要部の構造を説明するための図である。図９（ａ）は、一般的なインクジェット記録ヘッド１０００の要部の構造を示す平面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に記載の切断線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【０００４】
インクジェット記録ヘッド１０００は、図９（ｂ）に示すように、ワイヤー１７００を介して互いに導通する記録素子基板１１００と電気配線基板１２００とが、支持部材１４００に取り付けられている。電気配線基板１２００では、図９（ｂ）に示すように、ベースフィルム１２０３の表面に配線部材１２０２が形成されている。配線部材１２０２の表面には、接着剤１２０７が塗布されてカバーフィルム１２０４で覆われた被覆領域と、カバーフィルム１２０４で覆われていない露出領域とがある。この露出領域の一部にワイヤー１７００が接続されている。記録素子基板１１００とワイヤー１７００との電気接続部、および電気配線基板１２００とワイヤー１７００との電気接続部は、封止剤１３００および封止剤１３０１を用いて封止される。
【０００５】
上記のような構造を有するインクジェット記録ヘッドには、封止剤の流出を防ぐことを目的としたインクジェット記録ヘッドが提案されており、特許文献１および特許文献２にそれぞれ開示されている。特許文献１には、カバーフィルムの厚みを封止剤の流出を防ぐ壁として利用した構造を有するインクジェット記録ヘッドが開示されている。一方、特許文献２には、封止剤１３０１には低粘度の封止剤を使用し、封止剤１３００には高粘度の封止剤を使用したインクジェット記録ヘッドが開示されている。特許文献２に開示されたインクジェット記録ヘッドによれば、封止剤の広がりを抑えなければならない封止領域には高粘度の封止剤が使用されているので、封止剤の流出を防ぐことが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３３２７２９号公報
【特許文献２】特許３５９２２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インクジェット記録ヘッド１０００では、上述した被覆領域に接着剤１２０７が一様に塗布される。しかし、この被覆領域には、配線１２０２が形成された領域と形成されていない領域がある。配線１２０２が形成された領域は、形成されていない領域よりも配線の厚み分だけ厚い。そのため、カバーフィルム１２０４の製造工程において、配線１２０２が形成された領域に塗布されている接着剤１２０７が押し出される。その結果、配線１２０２が形成された領域は、形成されていない領域よりも多くの接着剤１２０７が端部１５００からはみ出る（図９（ａ）参照）。具体的には、接着剤１２０７が端部１５００からはみ出す長さＬ２が０．１〜０．２ｍｍ程度になる場合がある。また、配線部材１２０２では、上述した露出領域にワイヤー１７００を接続するために領域Ｌ６を確保しなければならないが、長さＬ２が長くなるにつれて露出領域の平面積を大きくする必要がある（図９（ｂ）参照）。
【０００８】
近年、インクジェット記録ヘッドでは、記録素子基板の小型化、高密度化に伴って、電気配線基板の配線が高密度になっている。しかしインクジェット記録ヘッド１０００の場合、配線が高密度になると封止領域における配線部材１２０２の占める割合が増加するので、上述した理由により電気配線基板１２００を大型化する必要がある。
【０００９】
本発明は、小型化することが可能なインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明によるインクジェット記録ヘッドは、支持部材と、該支持部材に支持され、液滴を吐出する吐出口と該吐出口からの液滴の吐出を制御する駆動信号を受信する電極とを備えた記録素子基板と、前記支持部材に支持され、前記駆動信号を前記電極へ供給し、前記記録素子基板を露出させる開口部を備えた電気配線基板と、前記記録素子基板と前記電気配線基板との間に位置し、前記電気配線基板からの前記駆動信号を前記電極へ伝送するワイヤーと、前記電極と前記ワイヤーとの電気接続部および前記電気配線基板と前記ワイヤーとの電気接続部を封止する封止剤と、を有し、前記電気配線基板は、前記開口部が形成されたベースフィルムと、該ベースフィルムの前記支持部材から見て裏側の面である第１の面に形成された第１の配線部材と、前記ベースフィルムの前記第１の面において前記第１の配線部材よりも前記開口部に近い位置に形成され前記ワイヤーに接続されている第２の配線部材と、前記第１の配線部材を覆い端部が前記第１の配線部材と前記第２の配線部材の間にあるカバーフィルムと、前記第１の配線部材と前記カバーフィルムとを接着させる接着剤と、前記ベースフィルムの前記第１の面と反対の第２の面に形成された第３の配線部材と、前記第１の配線部材と前記第３の配線部材とを導通させる第１のスルーホールと、前記第２の配線部材と前記第３の配線部材とを導通させる第２のスルーホールと、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、カバーフィルムで覆われる配線部材の平面積が従来よりも小さくなるので、このカバーフィルムの端部から接着剤がはみ出す量を抑えられる。これにより、インクジェット記録ヘッドを小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェット記録ヘッドを反対側から見た斜視図である。
【図３】実施形態１のインクジェット記録ヘッドの構造を説明するための図である。
【図４】４つの記録素子基板が設けられたインクジェット記録ヘッドの一実施形態を示す斜視図である。
【図５】実施形態１の変形例のインクジェット記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。
【図６】実施形態１の変形例のインクジェット記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。
【図７】実施形態２のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す拡大図である。
【図８】実施形態３のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す断面図である。
【図９】一般的なインクジェット記録ヘッドの要部の構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明のインクジェット記録ヘッドの実施形態について説明する。なお、本発明のインクジェット記録ヘッドは、プリンター、ワードプロセッサ、ファクシミリ、および複写機に代表されるインクジェット記録装置に搭載可能である。
【００１４】
（実施形態１）
図１は、実施形態１のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す斜視図である。また、図２は、図１に示すインクジェット記録ヘッドを反対側から見た斜視図である。また、図３は、実施形態１のインクジェット記録ヘッドの構造を説明するための図である。図３（ａ）は、図１に記載の領域Ａの拡大図である。なお、図３では説明のために封止剤で覆われている部分を透視した状態で示す。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に記載の切断線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。
【００１５】
本実施形態のインクジェット記録ヘッド１０は、ワイヤー１７０を介して互いに導通する記録素子基板１１０と電気配線基板１２０とが、支持部材１４０に取り付けられている（図１、図３参照）。記録素子基板１１０では、インク滴（液滴）の吐出を制御する駆動信号が電極１１２で受信されると、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子（不図示）がインクを加熱する。これにより、膜沸騰の作用で吐出口１１１からインク滴が吐出される。電気配線基板１２０は、インクジェット記録装置の本体（不図示）からコンタクト部１２１を通じて入力された駆動信号を電極１１２へ供給する。電極１１２とワイヤー１７０との電気接続部１３２および電気配線基板１２０とワイヤー１７０との電気接続部１３３は、封止剤１３０および封止剤１３１を用いて封止される。支持部材１４０は、インク注入口１４１にフィルター１４２およびシールゴム１４３を備え、インクタンク（不図示）から供給されたインクを記録素子基板１１００へ導入する流路が形成されている（図２参照）。以下、記録素子基板１１０と電気配線基板１２０の構造について詳しく説明する。
【００１６】
記録素子基板１１０は、図３に示すように、シリコンチップの表面に電気回路を備えるヒーターボード１１４と、樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によって吐出口１１１が形成されたオリフィスプレート１１３とを有する。ヒーターボード１１４には、金メッキ処理された電極１１２が複数個配列されている。また、ヒーターボード１１４は、接着剤１９０で支持部材１４０に固定されている。この接着剤１９０は、紫外線を照射しても、熱を加えても硬化する紫外線・熱硬化併用型であり、インクに対する耐薬品性がある接着剤が使用される。
【００１７】
電気配線基板１２０は、少なくとも二層の多層ＦＰＣ基板（フレキシブルプリント回路基板）である。本実施形態では、二層のＦＰＣ基板が電気配線基板１２０として用いられる。この電気配線基板１２０では、図３（ｂ）に示すように、記録素子１１０を露出させる開口部が形成されたベースフィルム１２３は、厚みが０．０２５〜０．０５０ｍｍのポリイミド等のフィルムである。ベースフィルム１２３の両面には、厚みが０．０１〜０．０２ｍｍの銅の配線が形成されている。
【００１８】
ベースフィルム１２３の支持部材１４０から見て裏側の面、すなわちベースフィルム１２３の表面（第１の面）には、第１の配線部材１２２と第２の配線部材１２９とが、互いに離れた位置に形成されている。第２の配線部材１２９は、電気接続部１３２として必要な平面積を有し、第１の配線部材１２２よりもベースフィルム１２３の開口部に近い位置に形成されている。具体的には、第２の配線部材１２９は、幅が０．１〜０．２ｍｍ程度で、金メッキ処理されている。第１の配線部材１２２は、接着剤１２７を用いてカバーフィルム１２４に覆われている。カバーフィルム１２４は、厚みが０．００４〜０．０５０ｍｍのアラミド樹脂、もしくは０．０１〜０．０５ｍｍ程度のポリイミド等のフィルムである。接着剤１２７は、厚みｔ１が０．０２〜０．０５ｍｍ程度である。カバーフィルム１２４の端部１５０は、図３（ｂ）に示すように、第１の配線部材１２２と第２の配線部材１２９との間にある。すなわち、カバーフィルム１２４に覆われる領域（接着剤１２７が塗布される領域）に占める配線部材の平面積が従来よりも減少しているので、カバーフィルム１２４の端部１５０から接着剤１２７がはみ出す量が少なくなる。本実施形態では、接着剤１２７の端部１５０からはみ出す長さが０．０３〜０．０５ｍｍ程度に抑えられる。また、第２の配線部材１２９は、端部１５０との間隔Ｌ１を０．２ｍｍ以上設けて配置されており、接着剤１２７と接触しない。すなわち、第２の配線部材１２９は、接着剤１２７と接触しない位置に形成されている。
【００１９】
一方、ベースフィルム１２３の裏面（第２の面）には、第３の配線１２５が形成されている。第３の配線部材１２５は、第１のスルーホール１６０を介して第１の配線部材１２２に接続されるとともに、第２のスルーホール１６１を介して第２の配線部材１２９に接続されている。各スルーホールの直径は、０．０５ｍｍ程度のものであればよい。また、第３の配線部材１２５は、カバーフィルム１２６に覆われている。第３の配線部材１２５とカバーフィルム１２６とは接着剤１２８で接着されている。また、カバーフィルム１２６は、接着剤１９１で支持部材１４０に固定されている。この接着剤１９１には、紫外線を照射しても、熱を加えても硬化する紫外線・熱硬化併用型であり、インクに対する耐薬品性がある接着剤が使用される。
【００２０】
インクジェット記録ヘッド１０には、コンタクト部１２１に接続される配線として、例えば、配線１８０や配線１８１などが設けられている。配線１８０は、第１の配線部材１２２から第１のスルーホール１６０、第３の配線部材１２５、および第２のスルーホール１６１を介して第２の配線部材１２９に接続される配線である。配線１８１は、第３の配線部材１２５から第２のスルーホール１６１を介して第２の配線部材１２９に接続される配線である。配線１８０および配線１８１は、いずれも最終的に第２のスルーホール１６１を介して第２の配線部材１２９に接続される。
【００２１】
ワイヤー１７０は、金製のワイヤーであり、記録素子基板１１０および電気配線基板１２０が支持部材１４０に固定された後、電極１１２と第２の配線部材１２９とにボンディングにてそれぞれ接続される（図３（ｂ）参照）。これにより、電気配線基板１２０から記録素子基板１１０への信号伝送が可能になる。
【００２２】
その後、電気配線基板１２０と記録素子基板１１０の間に設けられた空隙が低粘度の封止剤１３１で充填され、さらに、電気接続部１３２が高粘度の封止剤１３０で覆われる。封止剤１３０は、樹脂材料で形成されたオリフィスプレート１１３上に寸法Ｌ３だけオーバーラップして塗布されるとともに、カバーフィルム１２４上に寸法Ｌ４だけオーバーラップして塗布される。例えば、寸法Ｌ３、寸法Ｌ４は、ともに０．１〜０．５ｍｍ程度であればよい。
【００２３】
本実施形態では、カバーフィルム１２４の端部１５０から接着剤１２７がはみ出す量が従来よりも少なくなる。これにより、封止剤１３０による封止領域における有効な領域（封止剤１３０とベースフィルム１２３の接着面積）の割合が増える。そのため、この封止領域を小さくすることができる。これにより、封止領域における有効な領域（封止剤１３０とベースフィルム１２３の接着面積）の割合が増える。そのため、封止領域を小さくすることができる。すなわち、間隔Ｌ１（図３（ａ）、（ｂ）参照）を小さくすることが可能となる。この間隔Ｌ１が小さくなれば、封止剤間の距離を示す距離Ｌ７（図１参照）を短くすることが可能になる。この距離Ｌ７が短くなれば、吐出口１１１からインクが蒸発するのを防止するためのゴムキャップを当接するキャップ領域２００（図１参照）を小さくすることが可能になる。このキャップ領域２００が小さくなれば、ヘッドサイズＬ８（図１参照）を小さくすることができる。したがって、小型化されたインクジェット記録ヘッドを提供することが可能となる。
【００２４】
図４は、４つの記録素子基板１１０が設けられた記録ヘッド１００の一実施形態を示す斜視図である。この場合も図４に示すように距離Ｌ７を短くしてキャップ領域２００を小さくすることが可能である。したがって、ヘッドサイズＬ８を小さくすることが可能となる。
【００２５】
（変形例）
図５、図６は、それぞれ実施形態１の変形例のインクジェット記録ヘッドの要部構成を示す断面図である。図５、図６では、各インクジェット記録ヘッドの切断線Ｃ−Ｃ（図３（ａ）参照）に相当する切断線に沿った断面を示す。
【００２６】
図５に示すインクジェット記録ヘッド１０ａは、封止剤１３０がカバーフィルム１２４の端部１５０まで覆っている封止状態となっている。一方、図７に示すインクジェット記録ヘッド１０ｂは、封止剤１３０がカバーフィルム１２４の端部１５０に非接触な封止状態となっている。インクジェット記録ヘッド１０ａ、１０ｂにおいて、接着剤１２７には、インクに対する耐薬品性が十分にある接着剤が用いられている。この場合、封止剤１３０とベースフィルム１２３との接着領域は十分に確保されているので、カバーフィルム１２４を封止剤１３０で封止しなくてもインクジェット記録ヘッド１と同様の効果を奏する。さらに、インクジェット記録ヘッド１０ａ、１０ｂは、インクジェット記録ヘッド１０よりも封止剤１３０の使用量を削減できるので、経済性に優れたインクジェット記録ヘッドとなる。
【００２７】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す拡大図である。図７では、本実施形態のインクジェット記録ヘッド２０の領域Ａ（図１参照）に相当する部分を拡大して示すとともに、封止剤で覆われている部分を透視した状態で示す。また、図７では、実施形態１で説明したインクジェット記録ヘッド１０と同様の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２８】
インクジェット記録ヘッド２０の記録素子基板１１０では、電極１１２がベースフィルム１２３の周縁１５１に沿って複数個配列されている。そして、インクジェット記録ヘッド２０の電気配線基板１２０では、複数の電極１１２に個別に対応するランド２１１が第２の配線部材１２９として複数個設けられている。このランド２１１は、第２のスルーホール１６１の周縁を囲む形状となっている。また、この電気配線基板１２０において、カバーフィルム１２４の端部１５０は、第１の配線部材１２２とランド２１１との間にあり、第３の配線部材１２５は、ベースフィルム１２３に覆われている。これにより、インクジェット記録ヘッド１０と同様に、端部１５０から接着剤１２７がはみ出す量を少なくできるので、封止剤１３０による封止領域を小さくできる。
【００２９】
本実施形態では、ワイヤー１７０に接続される配線部材をランド形状にすることによって、この配線部材の平面積を図３に示す第２の配線部材１２９よりも小さくできる。これにより、ベースフィルム１２３と封止剤１３０の接着面積、すなわち有効な封止領域が増加するので、封止がより確実なものとなる。さらに、本実施形態では、複数のランド２１１が電極１１２の配列方向に対してジグザグ状に配置されている。これにより、電極のピッチＰに対してランド２１１の径Ｄが電極１１２のピッチＰよりも大きい場合でも、複数のランド２１１を集約して配置できるので、電気配線基板１２０の大型化を抑制できる。
【００３０】
（実施形態３）
図８は、本発明の実施形態３のインクジェット記録ヘッドの要部の構成を示す断面図である。図８では、本実施形態のインクジェット記録ヘッド３０の切断線Ｃ−Ｃ（図３（ａ）参照）に相当する切断線に沿った断面を示す。また、図８では、実施形態１で説明したインクジェット記録ヘッド１０と同様の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３１】
図８に示すように、インクジェット記録ヘッド３０の電気配線基板１２０において、ベースフィルム１２３には、表面および裏面の全面に渡って接着剤層２１２、２１３がそれぞれ形成されている。ベースフィルム１２３の表面に形成された接着剤層２１２の上面には、第１の配線部材１２２および第２の配線部材１２９が貼り付けられている。なお、この第２の配線部材１２９の代わりに実施形態２で説明したランド２１１が貼り付けられていてもよい。
【００３２】
本実施形態によれば、封止剤１３０がベースフィルム１２３に形成された接着剤層２１２と接着するため、封止剤１３０がポリイミド等に直接接着する場合（封止剤１３０とベースフィルム１２３とが直接接着する場合）に比べて、接着力が向上する。よって、封止がより確実になる。
【符号の説明】
【００３３】
１０、１０ａ、１０ｂ、２０、３０ インクジェット記録ヘッド
１１０ 記録素子基板
１１１ 吐出口
１１２ 電極
１２０ 電気配線基板
１２２ 第１の配線部材
１２３ ベースフィルム
１２４ カバーフィルム
１２５ 第３の配線部材
１２７ 接着剤
１２９ 第２の配線部材
１３０、１３１ 封止剤
１４０ 支持部材
１５０ 端部
１６０ 第１のスルーホール
１６１ 第２のスルーホール
１７０ ワイヤー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材と、該支持部材に取り付けられ、液滴を吐出する吐出口と該吐出口からの液滴の吐出を制御する駆動信号を受信する電極とを備えた記録素子基板と、前記支持部材に取り付けられ、前記駆動信号を前記電極へ供給し、前記記録素子基板を露出させる開口部を備えた電気配線基板と、前記記録素子基板と前記電気配線基板との間に位置し、前記電気配線基板からの前記駆動信号を前記電極へ伝送するワイヤーと、前記電極と前記ワイヤーとの電気接続部および前記電気配線基板と前記ワイヤーとの電気接続部を封止する封止剤と、を有し、
前記電気配線基板は、前記開口部が形成されたベースフィルムと、該ベースフィルムの前記支持部材から見て裏側の面である第１の面に形成された第１の配線部材と、前記ベースフィルムの前記第１の面において前記第１の配線部材よりも前記開口部に近い位置に形成され前記ワイヤーに接続されている第２の配線部材と、前記第１の配線部材を覆い端部が前記第１の配線部材と前記第２の配線部材の間にあるカバーフィルムと、前記第１の配線部材と前記カバーフィルムとを接着させる接着剤と、前記ベースフィルムの前記第１の面と反対の第２の面に形成された第３の配線部材と、前記第１の配線部材と前記第３の配線部材とを導通させる第１のスルーホールと、前記第２の配線部材と前記第３の配線部材とを導通させる第２のスルーホールと、を有するインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記第２の配線部材は、前記第２のスルーホールの周縁を囲むランドである、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記電極は、前記開口部の周縁に沿って複数個配列され、前記ランドは、前記複数の電極に個別に対応して複数個設けられ、前記複数のランドは、前記電極の配列方向に対してジグザグ状に配置されている、請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記ベースフィルムの前記第１の面の全面が接着剤層に覆われ、該接着剤層と前記封止剤とが接着している、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１】
支持部材と、該支持部材に取り付けられ、液滴を吐出する吐出口と該吐出口からの液滴の吐出を制御する駆動信号を受信する電極とを備えた記録素子基板と、前記支持部材に取り付けられ、前記駆動信号を前記電極へ供給し、前記記録素子基板を露出させる開口部を備えた電気配線基板と、前記記録素子基板と前記電気配線基板との間に位置し、前記電気配線基板からの前記駆動信号を前記電極へ伝送するワイヤーと、前記電極と前記ワイヤーとの電気接続部および前記電気配線基板と前記ワイヤーとの電気接続部を封止する封止剤と、を有し、
前記電気配線基板は、前記開口部が形成されたベースフィルムと、該ベースフィルムの前記支持部材から見て裏側の面である第１の面に形成された第１の配線部材と、前記ベースフィルムの前記第１の面において前記第１の配線部材よりも前記開口部に近い位置に形成され前記ワイヤーに接続されている第２の配線部材と、前記第１の配線部材を覆い端部が前記第１の配線部材と前記第２の配線部材の間にあるカバーフィルムと、前記第１の配線部材と前記カバーフィルムとを接着させる接着剤と、前記ベースフィルムの前記第１の面と反対の第２の面に形成された第３の配線部材と、前記第１の配線部材と前記第３の配線部材とを導通させる第１のスルーホールと、前記第２の配線部材と前記第３の配線部材とを導通させる第２のスルーホールと、を有するインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記第２の配線部材は、前記第２のスルーホールの周縁を囲むランドである、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記電極は、前記開口部の周縁に沿って複数個配列され、前記ランドは、前記複数の電極に個別に対応して複数個設けられ、前記複数のランドは、前記電極の配列方向に対してジグザグ状に配置されている、請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記ベースフィルムの前記第１の面の全面が接着剤層に覆われ、該接着剤層と前記封止剤とが接着している、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２５３７６６（Ｐ２０１０−２５３７６６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０５２７０（Ｐ２００９−１０５２７０）
【出願日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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