フレキシブル基板、フレキシブル基板接合方法、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置
【課題】配線の接続部の剛性を確保できるフレキシブル基板と、このフレキシブル基板を相手側部材に対し接合するフレキシブル基板接合方法、フレキシブル基板を用いた液滴吐出ヘッド、及びこの液滴吐出ヘッドを用いた画像形成装置を得る。
【解決手段】フレキシブル基板本体９０には配線１１０を部分的に露出させる開口部１１２が形成される。フレキシブル基板本体９０の、挿入孔１０６の周囲を含む配線１１０の片面に、剥離可能な粘着材によって補強フイルム部材１２０が貼り付けられている。補強フイルム部材１２０によって配線１１０が補強されているので、電子部品９４の挿入凸部１０４を配線１１０の挿入孔１０６に挿入するとき、配線１１０の変形が抑制される。
【解決手段】フレキシブル基板本体９０には配線１１０を部分的に露出させる開口部１１２が形成される。フレキシブル基板本体９０の、挿入孔１０６の周囲を含む配線１１０の片面に、剥離可能な粘着材によって補強フイルム部材１２０が貼り付けられている。補強フイルム部材１２０によって配線１１０が補強されているので、電子部品９４の挿入凸部１０４を配線１１０の挿入孔１０６に挿入するとき、配線１１０の変形が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル基板と、このフレキシブル基板を相手側部材に対し接合するフレキシブル基板接合方法、フレキシブル基板を用いた液滴吐出ヘッド、及びこの液滴吐出ヘッドを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル基板を電子部品（相手側部材）に接続する接続構造として、たとえば特許文献１には、フレキシブル基板の配線に形成した貫通孔に、電子部品の突起部を挿入して電気的に接続するようにした構造が記載されている。
【０００３】
ところで、特許文献１の構造では、配線の貫通孔が形成された部分にはフレキシブル基板が存在していないため、接続時に配線の位置、特に貫通孔の位置がずれることが懸念され、この場合には、貫通孔に突起部を挿入できなくなる。
【０００４】
このような不都合の発生を防止するためには、貫通孔を充分に大きく形成して、貫通孔と突起部との位置ズレを許容する構成が考えられる。しかし、貫通孔を大きくすると、貫通孔の内面と突起部との隙間も大きくなるため、電気的な接続面積も狭くなってしまう。
【０００５】
特に、配線の高密度化等の要求等から配線幅を狭くすると配線の剛性も低下するため、貫通孔を大きくすることにも限界がある。
【特許文献１】特開２００７−３６００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、配線の接続部の剛性を確保できるフレキシブル基板と、このフレキシブル基板を相手側部材に対し接合するフレキシブル基板接合方法、フレキシブル基板を用いた液滴吐出ヘッド、及びこの液滴吐出ヘッドを用いた画像形成装置を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明では、可撓性を有するフレキシブル基板本体と、前記フレキシブル基板本体上に形成された配線と、前記配線の一部として構成され、フレキシブル基板本体からはみ出すことで相手側部材との接続用とされる接続部と、前記接続部どうし又は接続部と前記フレキシブル基板本体とを繋ぐように貼り付けられた補強部材と、前記接続部及び前記補強部材を貫通して形成され、前記相手側部材に設けられた挿入凸部が挿入される挿入孔と、を有する。
【０００８】
このフレキシブル基板では、配線に接続部が設けられており、この接続部によって相手側部材と接続することができる。接続部はフレキシブル基板から配線を部分的にはみ出すようにすることで構成されているので、それ自体の剛性は低い場合もあるが、本発明では、補強部材によって接続部が補強されており、剛性が高くなっている。このため、相手側部材との接続時等においても接続部の剛性が確保できる。
【０００９】
接続部及び補強部材には、相手側部材に設けられた挿入凸部が挿入される挿入孔が形成されている。すなわち、挿入孔に挿入凸部を挿入することで、フレキシブル基板を相手側部材と接続することができる。
【００１０】
フレキシブル基板を相手側部材と接続する方法としては、たとえば、請求項５に記載のフレキシブル基板接合方法によって相手側部材に接合することができる。
【００１１】
すなわち、まず、挿入工程において、挿入孔に挿入凸部を挿入する。このとき、接続部は補強部材によって補強されて剛性が高められており、不用意に変形したり位置ズレしたりしていないので、挿入凸部を正確且つ容易に挿入孔に挿入できる。
【００１２】
挿入後に、除去工程において、補強部材を除去する。補強部材の除去により配線が露出するので、挿入凸部と接触可能な面積が広くなる。
【００１３】
そして、接合工程において、挿入凸部と配線とを接合する。ここで、特に、請求項６に記載のように、挿入凸部が挿入孔から突出する高さを有している構成では、接合工程において、挿入凸部の前記挿入孔から突出した部分を、たとえば、かしめ等により拡径することで、突出した部分の断面積が広くなってより確実な接合が可能となり、挿入凸部と配線との接触面積も広く確保できる。
【００１４】
また、接合工程において、請求項７に記載のように、配線と挿入凸部とをハンダ又はメッキにより接合してもよく、これによって、より確実な接合が可能となり、接触面積も広く確保できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記補強部材が、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより収縮する収縮フイルム部材とされている。
【００１６】
したがって、収縮フイルム部材を収縮させることで、容易に接続部から除去できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記補強部材が、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより溶融する溶融フイルム部材とされている。
【００１８】
したがって、溶融フイルム部材を溶融させることで、容易に接続部から除去できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記補強部材を前記接続部又は前記フレキシブル基板本体に粘着させると共に、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより粘着性が低下する粘着剤を有する。
【００２０】
したがって、粘着剤の粘着性を低下させることで、補強部材を容易に接続部から除去できる。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、液滴を吐出するための液滴吐出ヘッド本体と、前記液滴吐出ヘッド本体に設けられた回路基板と、前記回路基板に接合された請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板と、を有する。
【００２２】
この液滴吐出ヘッドでは、フレキシブル基板が接続された回路基板を有しており、フレキシブル基板を回路基板（この回路基板又は回路基板上の部品が相手側部材となる）に対して確実に接合できる。フレキシブル基板を回路基板に接合した状態では、液滴吐出ヘッド本体を駆動あるいは制御して液滴を吐出することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明では、記録シートを搬送する搬送装置と、前記搬送装置で搬送される前記記録シート上に液滴を吐出する請求項８に記載の液滴吐出ヘッドと、を有する。
【００２４】
したがって、搬送装置によりシート材を搬送しつつ、この記録シート上に液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は上記構成としたので、配線の接続部の剛性を確保できるフレキシブル基板と、このフレキシブル基板を相手側部材に対し接合するフレキシブル基板接合方法、フレキシブル基板を用いた液滴吐出ヘッド、及びこの液滴吐出ヘッドを用いた画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。
【００２７】
まず、画像形成装置１０の全体構成について説明する。
【００２８】
［画像形成装置］
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０には、記録媒体としての枚葉紙（以下、「用紙」という）の搬送方向上流側に、用紙を給紙搬送する給紙搬送部１２が設けられている。この給紙搬送部１２の下流側には、用紙の搬送方向に沿って、用紙の記録面に処理液を塗布する処理液塗布部１４、用紙の記録面に画像を形成する画像形成部１６、記録面に形成された画像のインクを乾燥させるインク乾燥部１８、乾燥したインクを用紙に定着させる画像定着部２０、画像が定着した用紙を排出する排出部２１が設けられている。
【００２９】
以下、各処理部について説明する。
【００３０】
（給紙搬送部）
給紙搬送部１２には、用紙が積載される積載部２２が設けられており、積載部２２の用紙搬送方向下流側には、積載部２２に積載された用紙を一枚ずつ給紙する給紙部２４が設けられている。給紙部２４によって給紙された用紙は、複数のローラ対２６で構成された搬送部２８を経て、処理液塗布部１４へ搬送される。
【００３１】
（処理液塗布部）
処理液塗布部１４では、処理液塗布ドラム３０が回転可能に配設されている。この処理液塗布ドラム３０には、用紙の先端部を挟持して用紙を保持する保持部材３２が設けられており、保持部材３２を介して、処理液塗布ドラム３０の表面に用紙を保持した状態で、処理液塗布ドラム３０の回転によって用紙を下流側へ搬送する。
【００３２】
なお、後述する中間搬送ドラム３４、画像形成ドラム３６、インク乾燥ドラム３８及び画像定着ドラム４０についても、処理液塗布ドラム３０と同様に保持部材３２が設けられている。そして、この保持部材３２によって、上流側のドラムから下流側のドラムへの用紙の受け渡しが行われる。
【００３３】
処理液塗布ドラム３０の上部には、処理液塗布ドラム３０の周方向に沿って、処理液塗布装置４２及び処理液乾燥装置４４が配設されており、処理液塗布装置４２によって、用紙の記録面に処理液が塗布され、処理液乾燥装置４４によって、処理液が乾燥される。
【００３４】
ここで、処理液はインクと反応して色材（顔料）を凝集し、色材（顔料）と溶媒を分離促進する効果を有している。処理液塗布装置４２には、処理液が貯留された貯留部４６が設けられており、グラビアローラ４８の一部が処理液に浸されている。
【００３５】
このグラビアローラ４８にはゴムローラ５０が圧接して配置されており、ゴムローラ５０が用紙の記録面（表面）側に接触して処理液が塗布される。また、グラビアローラ４８にはスキージ（図示省略）が接触しており、用紙の記録面に塗布する処理液塗布量を制御する。
【００３６】
処理液膜厚は後述するインクジェットラインヘッド６４から打滴される液滴（以下「ヘッド打滴」という）の直径より十分小さいことが理想である。すなわち、インクは処理液膜内で浮遊してしまうため、処理液膜が厚いと、インクドットは処理液内で浮遊してしまい、用紙の記録面と接触しないことになる。例えば２ｐｌの打滴量の場合、ヘッド打滴の液滴の平均直径は１５．６μｍであるが、この程度の大きさ（体積）の液滴では、処理液膜厚が厚い場合には、インクドットは処理液内で浮遊してしまい、用紙の記録面と接触しない。２ｐｌの打滴量で着弾ドット径（用紙の記録面に接触した液滴の直径）を３０μｍ以上得るには処理液膜厚を３μｍ以下にすることが好ましい。
【００３７】
一方、処理液乾燥装置４４には、熱風ノズル５４及び赤外線ヒーター５６（以下「ＩＲヒーター５６」という）が処理液塗布ドラム３０の表面に近接して配設されている。この熱風ノズル５４及びＩＲヒーター５６により、処理液中の水などの溶媒を蒸発させ、固体もしくは薄膜処理液層を用紙の記録面側に形成する。処理液乾燥工程で処理液を薄層化することで、画像形成部１６でインク打滴したドットが用紙表面と接触して必要なドット径が得られると共に、薄層化した処理液と反応し色材凝集して用紙表面に固定する作用が得られやすい。
【００３８】
このようにして、処理液塗布部１４で記録面に処理液が塗布、乾燥された用紙は、処理液塗布部１４と画像形成部１６の間に設けられた中間搬送部５８へ搬送される。
【００３９】
（中間搬送部）
中間搬送部５８には、中間搬送ドラム３４が回転可能に設けられており、中間搬送ドラム３４に設けられた保持部材３２を介して、中間搬送ドラム３４の表面に用紙の先端を保持し、中間搬送ドラム３４の回転によって用紙を下流側へ搬送する。
【００４０】
（画像形成部）
画像形成部１６には、画像形成ドラム３６が回転可能に設けられており、画像形成ドラム３６に設けられた保持部材３２を介して、画像形成ドラム３６の表面に用紙を保持し、画像形成ドラム３６の回転によって用紙を下流側へ搬送する。
【００４１】
画像形成ドラム３６の上部には、画像形成ドラム３６の表面に近接して、シングルパス方式のインクジェットラインヘッド６４で構成されたヘッドユニット６６が配設されている。このヘッドユニット６６では、少なくとも基本色であるＹＭＣＫのインクジェットラインヘッド６４が画像形成ドラム３６の周方向に沿って配列され、処理液塗布部１４で用紙の記録面に形成された処理液層上に各色の画像を形成する。なお、ヘッドユニット６６の構成については後述する。
【００４２】
処理液はインク中に分散する色材（顔料）とラテックス粒子を処理液に凝集する効果を持たせ、用紙上で色材流れなど発生しない凝集体を形成する。インクと処理液の反応の一例として、処理液内に酸を含有しＰＨダウンにより顔料分散を破壊し、凝集するメカニズムを用いることで、色材滲み、各色インク間の混色、インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避する。
【００４３】
インクジェットラインヘッド６４は、画像形成ドラム３６に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図示省略）に同期して打滴を行うことで、高精度に着弾位置を決定すると共に、画像形成ドラム３６の振れ、回転軸６８の精度、ドラム表面速度に依存せず、打滴ムラを低減することが可能となる。
【００４４】
なお、ヘッドユニット６６は画像形成ドラム３６の上部から退避可能とされており、インクジェットラインヘッド６４のノズル面清掃や増粘インク排出などのメンテナンス動作は、このヘッドユニット６６を画像形成ドラム３６の上部から退避させることで実施される。
【００４５】
記録面に画像が形成された用紙は、画像形成ドラム３６の回転によって、画像形成部１６とインク乾燥部１８の間に設けられた中間搬送部７０へ搬送されるが、中間搬送部７０については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
【００４６】
（インク乾燥部）
インク乾燥部１８には、インク乾燥ドラム３８が回転可能に設けられており、インク乾燥ドラム３８の上部には、インク乾燥部１８の表面に近接して、熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４が複数配設されている。この熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４による温風によって、用紙の画像形成部では、色材凝集作用により分離された溶媒が乾燥され、薄膜の画像層が形成される。
【００４７】
温風は用紙の搬送速度によっても異なるが、通常は５０℃〜７０℃に設定されている。蒸発した溶媒はエアーと共に画像形成装置１０の外部へ排出されるが、エアーは回収される。このエアーは、冷却器／ラジエータ等で冷却して液体として回収しても良い。
【００４８】
記録面の画像が乾燥した用紙は、インク乾燥ドラム３８の回転によって、インク乾燥部１８と画像定着部２０の間に設けられた中間搬送部７６へ搬送されるが、中間搬送部７６については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
【００４９】
（画像定着部）
画像定着部２０には、画像定着ドラム４０が回転可能に設けられており、画像定着部２０では、インク乾燥ドラム３８上で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱／加圧されて溶融し、用紙上に固着定着する機能を有する。
【００５０】
画像定着ドラム４０の上部には、画像定着ドラム４０の表面に近接して、加熱ローラ７８が配設されている。この加熱ローラ７８は熱伝導率の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプが組み込まれており、加熱ローラ７８によって、ラテックスのＴｇ温度以上の熱エネルギーが付与される。これにより、ラテックス粒子を溶融し、用紙上の凹凸に押し込み定着を行うと共に画像表面の凹凸をレベリングし光沢性を得ることを可能とする。
【００５１】
加熱ローラ７８の下流側には、定着ローラ８０が設けられている、この定着ローラ８０は画像定着ドラム４０の表面に圧接した状態で配置され、画像定着ドラム４０との間でニップ力を得るようにしている。このため、定着ローラ８０又は画像定着ドラム４０のうち、少なくとも一方は表面に弾性層を持ち、用紙に対して均一なニップ幅を持つ構成とする。
【００５２】
以上のような工程により、記録面の画像が定着した用紙は、画像定着ドラム４０の回転によって、画像定着部２０の下流側に設けられた排出部２１側へ搬送される。
【００５３】
なお、本実施形態では、画像定着部２０について説明したが、インク乾燥部１８で記録面に形成された画像を乾燥・定着させることができれば良いため、この画像定着部２０は必ずしも必要ではない。
【００５４】
［ヘッドユニット］
図２に詳細に示すように、ヘッドユニット６６は、ヘッド筐体８２を有している。ヘッド筐体８２内には、ドライバ基板８４及びコントロール基板８６が備えられており、ぞれぞれ、ヘッドユニット６６の駆動や各種コントロールを行う。特に、ドライバ基板８４の下部には複数のノズルが備えられており、たとえば、これらノズルに対応して設けられた圧電素子を駆動することで、ノズルから用紙に対して液滴を吐出可能とされている。そして、本実施形態では、ドライバ基板８４に対し、フレキシブル基板８８を接合している。
【００５５】
図３〜図６に示すように、フレキシブル基板８８は、ポリイミド等の可撓性を有する材料によって略板状に形成されたフレキシブル基板本体９０を有している。以下、単に一端というときは、フレキシブル基板本体９０の一端９０Ａをいうものとする。また、単に幅方向というときは、フレキシブル基板本体９０の幅方向をいうものとする。なお、図３〜図６では、フレキシブル基板本体９０の一端９０Ａ側のみを示し、他端側は図示を省略している。フレキシブル基板８８は、この一端９０Ａ側に、電子部品９４と接続される接続領域１０８が構成されている。
【００５６】
フレキシブル基板本体９０には、銅等の導電材材料により、所定のパターンで配線１１０が形成されている。本実施形態では特に、フレキシブル基板本体９０の一端９０Ａの近傍部分では、平行な複数の配線１１０が形成されている。
【００５７】
さらに、フレキシブル基板８８の接続領域１０８には、フレキシブル基板本体９０を厚み方向に貫通する開口部１１２が形成されている。開口部１１２は配線１１０を部分的に露出させてフレキシブル基板本体９０からはみ出すようにしており、この露出部分が配線１１０における接続部１１０Ｃとなっている。なお、本実施形態では、１つの開口部１１２が複数の配線１１０に対応するように形成されている。
【００５８】
配線１１０の接続部１１０Ｃには、配線１１０を厚み方向に貫通する挿入孔１０６が形成されている。後述するように、電子部品９４から突設された挿入凸部１０４がこの挿入孔１０６に挿入されて、フレキシブル基板８８が電子部品９４に接続される。フレキシブル基板本体９０に開口部１１２を形成したことで、配線１１０の挿入孔１０６に挿入凸部１０４を挿入しても、挿入凸部１０４はフレキシブル基板本体９０には接触しないようになっている。
【００５９】
これに対し、電子部品９４には、挿入孔１０６のそれぞれに対応した位置に、導電材料であるＡｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｇ又はこれらの合金によって挿入凸部１０４が形成されている。挿入凸部１０４は、本実施形態では挿入孔１０６の外形と略等しいか、もしくは挿入孔１０６の外形よりも一回り小さくなるように形成されており、挿入孔１０６に挿入可能となっている。
【００６０】
挿入凸部１０４の高さは、配線１１０の厚みよりも高くなるように形成されている。したがって、挿入凸部１０４を挿入孔１０６に挿入し、配線１１０が電子部品９４に接触した状態では、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示すように、挿入凸部１０４の上部が挿入孔１０６（配線１１０の上面）から突出して、突出部１１６を構成する。
【００６１】
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フレキシブル基板８８が電子部品９４に接合された状態では、突出部１１６がかしめられて拡径されており、拡径部１１８が構成されている。拡径部１１８は、配線１１０の接続部１１０Ｃと部分的に重なっており、いわゆるアンカー効果によって電子部品９４と拡径部１１８とにより配線１１０が挟まれることで、フレキシブル基板８８が電子部品９４に対し確実に固定されている。また、拡径部１１８が配線１１０の接続部１１０Ｃに接触することで、接続領域１０８において配線１１０と電子部品９４との電気的な接続が確保されている。
【００６２】
ここで、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、電子部品９４に接続する前段階におけるフレキシブル基板８８には、フレキシブル基板本体９０の、挿入孔１０６の周囲を含む配線１１０の片面（挿入孔１０６を電子部品９４の挿入凸部１０４に挿入する際に、電子部品９４と反対になる側の面）に、剥離可能な粘着材によって補強フイルム部材１２０が貼り付けられている。
【００６３】
補強フイルム部材１２０は、配線１１０よりも高い剛性、強度を有しており、少なくとも、配線１１０どうしを繋ぐように貼り付けられている。特に本実施形態では、補強フイルム部材１２０が開口部１１２の両側においてフレキシブル基板本体９０に貼り付けられている。すなわち、補強フイルム部材１２０は、配線１１０だけでなくフレキシブル基板本体９０にも貼り付けられて配線１１０を補強している。
【００６４】
さらに、補強フイルム部材１２０にも、配線１１０の挿入孔１０６と同位置に同形状の貫通孔１２２が形成されている。
【００６５】
なお、補強フイルム部材１２０の材質は、配線１１０を補強できれば特に限定されない。ただし、フレキシブル基板８８の検査時には、配線１１０の間の絶縁性を確認する場合があるため、この検査を可能とするためには、少なくとも補強フイルム部材１２０は絶縁性を有していることが好ましい。
【００６６】
次に、本実施形態のフレキシブル基板８８を電子部品９４に接合する方法について説明する。
【００６７】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フレキシブル基板本体９０には、開口部１１２における配線１１０どうしを繋ぎ、さらに、開口部１１２の両側部分のフレキシブル基板本体９０の間に掛渡されるようにして、剥離可能な接着剤で補強フイルム部材１２０を貼り付ける。なお、このように補強フイルム部材１２０を貼り付けた時点では、配線１１０に挿入孔１０６は形成されておらず、補強フイルム部材１２０にも貫通孔１２２は形成されていない。
【００６８】
そこで、補強フイルム部材１２０を貼り付けた後、配線１１０の挿入孔１０６と補強フイルム部材１２０の貫通孔１２２とを同時に形成する。このとき、補強フイルム部材１２０によって配線１１０が補強されているので、穿孔位置がすれたり、配線１１０が破断したりすることが防止される。
【００６９】
次に、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、電子部品９４の挿入凸部１０４を配線１１０の挿入孔１０６に挿入する。このとき、本実施形態のフレキシブル基板８８では、配線１１０の接続領域１０８部分（開口部１１２から露出した部分）が、剛性、強度の高い補強フイルム部材１２０を貼り付けることで補強されているので、挿入孔１０６の位置精度や寸法精度、挿入凸部１０４の位置精度や寸法精度、挿入孔１０６と挿入凸部１０４との位置あわせ精度の不足等によって挿入孔１０６と挿入凸部１０４とがずれて、配線１１０と挿入凸部１０４とが接触しても、配線１１０の変形が抑制される。配線１１０の破断や破壊を生じることもないので、挿入凸部１０４と配線１１０との電気接続の信頼性を損なうことなく、正確且つ確実に挿入凸部１０４を挿入孔１０６に挿入して、接続作業を行うことが可能になっている。
【００７０】
なお、挿入凸部１０４の高さは配線１１０の厚みよりも高くされているので、挿入凸部１０４を挿入孔１０６に挿入すると、挿入凸部１０４の上部は挿入孔１０６（配線１１０上面）よりも上方に位置しており、突出部１１６を構成している。
【００７１】
このようにして挿入凸部１０４を挿入孔１０６に挿入した後、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、補強フイルム部材１２０のみを配線１１０及びフレキシブル基板本体９０から除去する。補強フイルム部材１２０は剥離可能な接着剤で配線１１０及びフレキシブル基板本体９０に貼り付けられているので、たとえば、単に補強フイルム部材１２０を引っ張るだけで、用意に除去できる。
【００７２】
補強フイルム部材１２０を除去した後は、挿入凸部１０４の上部が挿入孔１０６（配線１１０の上面）から突出して突出部１１６となっている。図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この突出部１１６をかしめ等の手段によって拡径して拡径部１１８を構成する。これにより、断面積が拡大された拡径部１１８と電子部品９４とで配線１１０を挟むので、いわゆるアンカー効果により、さらに確実に接続される。また、挿入凸部１０４と配線１１０との電気的接触面積も増える。
【００７３】
なお、上記では、補強フイルム部材１２０を剥離可能な接着剤で配線１１０及びフレキシブル基板本体９０に貼り付けた構成を挙げているが、このような接着剤に代えて、紫外線の照射や、加熱や冷却、薬剤の添加などにより粘着性が低下する粘着剤を用いて補強フイルム部材１２０を貼り付けておき、挿入孔１０６に挿入凸部１０４を挿入した後に加熱や冷却、薬剤の添加などを行い、粘着力を低下させてフイルムを剥がしても良い。
【００７４】
紫外線または活性エネルギー線の照射によって粘着力が低下する材料としてはアクリル系の紫外線硬化型樹脂がある。さらには、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、または加熱によって粘着力が低下する粘着材の材料としては、光重合性を有するプレポリマーおよびモノマーの少なくともいずれか一方に、必要に応じて他の単官能または多官能性モノマー、各種ポリマー、光重合開始剤（アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール類、チオキサントン類など）、増感剤（アミン類、ジエチルアミノエチルメタクリレートなど）などを配合した樹脂組成物が用いられる。ここで光重合性プレポリマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリエステルウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリオールアクリレートなどがあり、光重合性モノマーとしては、単官能アクリレート、２官能アクリレート、３官能以上のアクリレートなどがある。光重合性を有するプレポリマーまたはモノマーとしては、上記の他にホスファゼン系樹脂も用いることができるが、この場合には光重合開始剤や増感剤を添加する必要はない。
【００７５】
また、このような剥離可能な接着剤を用いることなく、補強フイルム部材１２０の物性によって除去可能な構成としてもよい。たとえば、加熱や冷却、薬剤の添加などにより収縮する材料を補強フイルム部材１２０として用いることで、接続後に加熱や冷却、薬剤の添加などを行って補強フイルム部材１２０を収縮させ、配線１１０やフレキシブル基板本体９０との粘着面が剥離するようにしても良い。
【００７６】
加熱によって収縮する材料としては、ポリエステルフイルムや、ＯＰＳ（登録商標）、ＰＥＴ、ＰＶＣフイルム、ヒシレックス（登録商標）、ＤＸＬフイルム（商品名）、ヒシペット（登録商標）、ポリ塩化ビニル材料、ヒシチューブ（登録商標）などが挙げられる。
【００７７】
更には、加熱や溶剤の添加などにより溶融する材料を用いて補強フイルム部材１２０を構成し、除去時には、加熱や用材転化による溶融するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記では、挿入凸部１０４の、挿入孔１０６（配線１１０の上面）から突出した部分（突出部１１６）をかしめて拡径部１１８を構成することで、接続をより確実にすると共に、電気的接触面積を増大させた例を挙げたが、これに代えて、たとえば、突出部１１６と配線１１０とをハンダ付けあるいは無電解メッキで接続しても、同様に接続を確実にすると共に、接続部の電気的接触面積を増やすことができる。
【００７９】
さらに上記では、挿入凸部１０４が挿入孔１０６の外形と略等しいか、もしくは挿入孔１０６の外形よりも一回り小さくなるように形成されて、挿入孔１０６に挿入可能となっている構成を例に挙げたが、たとえば、挿入凸部１０４の断面積を挿入孔１０６の開口断面積よりも僅かに大きくし、挿入孔１０６を押し広げるようにして挿入凸部１０４を挿入する構成にも適用可能である。この構成では、挿入凸部１０４を挿入孔１０６に挿入すると、挿入孔１０６の周囲で配線１１０が縮まるようにして挿入凸部１０４に密着するため、電気的な接続をより確実にすることが可能である。そして、このような構成では、挿入孔１０６に挿入凸部１０４を挿入するときに配線１１０に大きな力が作用すうことがあるが、補強フイルム部材１２０で補強しているため、挿入時の配線１１０の変形や破断をより効果的に抑制することができる。
【００８０】
加えて、上記では、フレキシブル基板８８をヘッドユニット６６のドライバ基板８４に接続した構成を例に挙げたが、フレキシブル基板８８の接続対称としては、これに限定されず、たとえば、コントロール基板８６であってもよい。さらに、ヘッドユニット６６の内部の、たとえば圧電素子の個別配線へのフレキシブル基板８８の接続や、ヘッドユニット６６と外部の部材との間の電気的な接続にフレキシブル基板８８を使用可能である。特に、ノズルピッチを狭くした構造では、これに対応して圧電素子の間隔も狭くなるため、このような圧電素子の個別配線へのフレキシブル基板の接続に、本発明を適用することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の画像形成装置においてヘッドユニットを示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態のフレキシブル基板を電子部品に接合する工程を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態のフレキシブル基板を電子部品に接合する工程を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態のフレキシブル基板を電子部品に接合する工程を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態のフレキシブル基板を電子部品に接合した状態を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 画像形成装置
１２ 給紙搬送部
１４ 処理液塗布部
１６ 画像形成部
１８ インク乾燥部
２０ 画像定着部
２１ 排出部
２２ 積載部
２４ 給紙部
２６ ローラ対
２８ 搬送部
３０ 処理液塗布ドラム
３２ 保持部材
３４ 中間搬送ドラム
３６ 画像形成ドラム
３８ インク乾燥ドラム
４０ 画像定着ドラム
４２ 処理液塗布装置
４４ 処理液乾燥装置
４６ 貯留部
４８ グラビアローラ
５０ ゴムローラ
５４ 熱風ノズル
５６ ＩＲヒーター
５８ 中間搬送部
６４ インクジェットラインヘッド
６６ ヘッドユニット
６８ 回転軸
７０ 中間搬送部
７２ 熱風ノズル
７４ ＩＲヒーター
７６ 中間搬送部
７８ 加熱ローラ
８０ 定着ローラ
８２ ヘッド筐体
８４ ドライバ基板
８６ コントロール基板
８８ フレキシブル基板
９０ フレキシブル基板本体
９４ 電子部品
１０４ 挿入凸部
１０６ 挿入孔
１０８ 接続領域
１１０ 配線
１１０Ｃ 接続部
１１２ 開口部
１１６ 突出部
１１８ 拡径部
１２０ 補強フイルム部材
１２２ 貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル基板と、このフレキシブル基板を相手側部材に対し接合するフレキシブル基板接合方法、フレキシブル基板を用いた液滴吐出ヘッド、及びこの液滴吐出ヘッドを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル基板を電子部品（相手側部材）に接続する接続構造として、たとえば特許文献１には、フレキシブル基板の配線に形成した貫通孔に、電子部品の突起部を挿入して電気的に接続するようにした構造が記載されている。
【０００３】
ところで、特許文献１の構造では、配線の貫通孔が形成された部分にはフレキシブル基板が存在していないため、接続時に配線の位置、特に貫通孔の位置がずれることが懸念され、この場合には、貫通孔に突起部を挿入できなくなる。
【０００４】
このような不都合の発生を防止するためには、貫通孔を充分に大きく形成して、貫通孔と突起部との位置ズレを許容する構成が考えられる。しかし、貫通孔を大きくすると、貫通孔の内面と突起部との隙間も大きくなるため、電気的な接続面積も狭くなってしまう。
【０００５】
特に、配線の高密度化等の要求等から配線幅を狭くすると配線の剛性も低下するため、貫通孔を大きくすることにも限界がある。
【特許文献１】特開２００７−３６００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、配線の接続部の剛性を確保できるフレキシブル基板と、このフレキシブル基板を相手側部材に対し接合するフレキシブル基板接合方法、フレキシブル基板を用いた液滴吐出ヘッド、及びこの液滴吐出ヘッドを用いた画像形成装置を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明では、可撓性を有するフレキシブル基板本体と、前記フレキシブル基板本体上に形成された配線と、前記配線の一部として構成され、フレキシブル基板本体からはみ出すことで相手側部材との接続用とされる接続部と、前記接続部どうし又は接続部と前記フレキシブル基板本体とを繋ぐように貼り付けられた補強部材と、前記接続部及び前記補強部材を貫通して形成され、前記相手側部材に設けられた挿入凸部が挿入される挿入孔と、を有する。
【０００８】
このフレキシブル基板では、配線に接続部が設けられており、この接続部によって相手側部材と接続することができる。接続部はフレキシブル基板から配線を部分的にはみ出すようにすることで構成されているので、それ自体の剛性は低い場合もあるが、本発明では、補強部材によって接続部が補強されており、剛性が高くなっている。このため、相手側部材との接続時等においても接続部の剛性が確保できる。
【０００９】
接続部及び補強部材には、相手側部材に設けられた挿入凸部が挿入される挿入孔が形成されている。すなわち、挿入孔に挿入凸部を挿入することで、フレキシブル基板を相手側部材と接続することができる。
【００１０】
フレキシブル基板を相手側部材と接続する方法としては、たとえば、請求項５に記載のフレキシブル基板接合方法によって相手側部材に接合することができる。
【００１１】
すなわち、まず、挿入工程において、挿入孔に挿入凸部を挿入する。このとき、接続部は補強部材によって補強されて剛性が高められており、不用意に変形したり位置ズレしたりしていないので、挿入凸部を正確且つ容易に挿入孔に挿入できる。
【００１２】
挿入後に、除去工程において、補強部材を除去する。補強部材の除去により配線が露出するので、挿入凸部と接触可能な面積が広くなる。
【００１３】
そして、接合工程において、挿入凸部と配線とを接合する。ここで、特に、請求項６に記載のように、挿入凸部が挿入孔から突出する高さを有している構成では、接合工程において、挿入凸部の前記挿入孔から突出した部分を、たとえば、かしめ等により拡径することで、突出した部分の断面積が広くなってより確実な接合が可能となり、挿入凸部と配線との接触面積も広く確保できる。
【００１４】
また、接合工程において、請求項７に記載のように、配線と挿入凸部とをハンダ又はメッキにより接合してもよく、これによって、より確実な接合が可能となり、接触面積も広く確保できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記補強部材が、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより収縮する収縮フイルム部材とされている。
【００１６】
したがって、収縮フイルム部材を収縮させることで、容易に接続部から除去できる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記補強部材が、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより溶融する溶融フイルム部材とされている。
【００１８】
したがって、溶融フイルム部材を溶融させることで、容易に接続部から除去できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記補強部材を前記接続部又は前記フレキシブル基板本体に粘着させると共に、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより粘着性が低下する粘着剤を有する。
【００２０】
したがって、粘着剤の粘着性を低下させることで、補強部材を容易に接続部から除去できる。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、液滴を吐出するための液滴吐出ヘッド本体と、前記液滴吐出ヘッド本体に設けられた回路基板と、前記回路基板に接合された請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板と、を有する。
【００２２】
この液滴吐出ヘッドでは、フレキシブル基板が接続された回路基板を有しており、フレキシブル基板を回路基板（この回路基板又は回路基板上の部品が相手側部材となる）に対して確実に接合できる。フレキシブル基板を回路基板に接合した状態では、液滴吐出ヘッド本体を駆動あるいは制御して液滴を吐出することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明では、記録シートを搬送する搬送装置と、前記搬送装置で搬送される前記記録シート上に液滴を吐出する請求項８に記載の液滴吐出ヘッドと、を有する。
【００２４】
したがって、搬送装置によりシート材を搬送しつつ、この記録シート上に液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して画像を形成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は上記構成としたので、配線の接続部の剛性を確保できるフレキシブル基板と、このフレキシブル基板を相手側部材に対し接合するフレキシブル基板接合方法、フレキシブル基板を用いた液滴吐出ヘッド、及びこの液滴吐出ヘッドを用いた画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。
【００２７】
まず、画像形成装置１０の全体構成について説明する。
【００２８】
［画像形成装置］
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０には、記録媒体としての枚葉紙（以下、「用紙」という）の搬送方向上流側に、用紙を給紙搬送する給紙搬送部１２が設けられている。この給紙搬送部１２の下流側には、用紙の搬送方向に沿って、用紙の記録面に処理液を塗布する処理液塗布部１４、用紙の記録面に画像を形成する画像形成部１６、記録面に形成された画像のインクを乾燥させるインク乾燥部１８、乾燥したインクを用紙に定着させる画像定着部２０、画像が定着した用紙を排出する排出部２１が設けられている。
【００２９】
以下、各処理部について説明する。
【００３０】
（給紙搬送部）
給紙搬送部１２には、用紙が積載される積載部２２が設けられており、積載部２２の用紙搬送方向下流側には、積載部２２に積載された用紙を一枚ずつ給紙する給紙部２４が設けられている。給紙部２４によって給紙された用紙は、複数のローラ対２６で構成された搬送部２８を経て、処理液塗布部１４へ搬送される。
【００３１】
（処理液塗布部）
処理液塗布部１４では、処理液塗布ドラム３０が回転可能に配設されている。この処理液塗布ドラム３０には、用紙の先端部を挟持して用紙を保持する保持部材３２が設けられており、保持部材３２を介して、処理液塗布ドラム３０の表面に用紙を保持した状態で、処理液塗布ドラム３０の回転によって用紙を下流側へ搬送する。
【００３２】
なお、後述する中間搬送ドラム３４、画像形成ドラム３６、インク乾燥ドラム３８及び画像定着ドラム４０についても、処理液塗布ドラム３０と同様に保持部材３２が設けられている。そして、この保持部材３２によって、上流側のドラムから下流側のドラムへの用紙の受け渡しが行われる。
【００３３】
処理液塗布ドラム３０の上部には、処理液塗布ドラム３０の周方向に沿って、処理液塗布装置４２及び処理液乾燥装置４４が配設されており、処理液塗布装置４２によって、用紙の記録面に処理液が塗布され、処理液乾燥装置４４によって、処理液が乾燥される。
【００３４】
ここで、処理液はインクと反応して色材（顔料）を凝集し、色材（顔料）と溶媒を分離促進する効果を有している。処理液塗布装置４２には、処理液が貯留された貯留部４６が設けられており、グラビアローラ４８の一部が処理液に浸されている。
【００３５】
このグラビアローラ４８にはゴムローラ５０が圧接して配置されており、ゴムローラ５０が用紙の記録面（表面）側に接触して処理液が塗布される。また、グラビアローラ４８にはスキージ（図示省略）が接触しており、用紙の記録面に塗布する処理液塗布量を制御する。
【００３６】
処理液膜厚は後述するインクジェットラインヘッド６４から打滴される液滴（以下「ヘッド打滴」という）の直径より十分小さいことが理想である。すなわち、インクは処理液膜内で浮遊してしまうため、処理液膜が厚いと、インクドットは処理液内で浮遊してしまい、用紙の記録面と接触しないことになる。例えば２ｐｌの打滴量の場合、ヘッド打滴の液滴の平均直径は１５．６μｍであるが、この程度の大きさ（体積）の液滴では、処理液膜厚が厚い場合には、インクドットは処理液内で浮遊してしまい、用紙の記録面と接触しない。２ｐｌの打滴量で着弾ドット径（用紙の記録面に接触した液滴の直径）を３０μｍ以上得るには処理液膜厚を３μｍ以下にすることが好ましい。
【００３７】
一方、処理液乾燥装置４４には、熱風ノズル５４及び赤外線ヒーター５６（以下「ＩＲヒーター５６」という）が処理液塗布ドラム３０の表面に近接して配設されている。この熱風ノズル５４及びＩＲヒーター５６により、処理液中の水などの溶媒を蒸発させ、固体もしくは薄膜処理液層を用紙の記録面側に形成する。処理液乾燥工程で処理液を薄層化することで、画像形成部１６でインク打滴したドットが用紙表面と接触して必要なドット径が得られると共に、薄層化した処理液と反応し色材凝集して用紙表面に固定する作用が得られやすい。
【００３８】
このようにして、処理液塗布部１４で記録面に処理液が塗布、乾燥された用紙は、処理液塗布部１４と画像形成部１６の間に設けられた中間搬送部５８へ搬送される。
【００３９】
（中間搬送部）
中間搬送部５８には、中間搬送ドラム３４が回転可能に設けられており、中間搬送ドラム３４に設けられた保持部材３２を介して、中間搬送ドラム３４の表面に用紙の先端を保持し、中間搬送ドラム３４の回転によって用紙を下流側へ搬送する。
【００４０】
（画像形成部）
画像形成部１６には、画像形成ドラム３６が回転可能に設けられており、画像形成ドラム３６に設けられた保持部材３２を介して、画像形成ドラム３６の表面に用紙を保持し、画像形成ドラム３６の回転によって用紙を下流側へ搬送する。
【００４１】
画像形成ドラム３６の上部には、画像形成ドラム３６の表面に近接して、シングルパス方式のインクジェットラインヘッド６４で構成されたヘッドユニット６６が配設されている。このヘッドユニット６６では、少なくとも基本色であるＹＭＣＫのインクジェットラインヘッド６４が画像形成ドラム３６の周方向に沿って配列され、処理液塗布部１４で用紙の記録面に形成された処理液層上に各色の画像を形成する。なお、ヘッドユニット６６の構成については後述する。
【００４２】
処理液はインク中に分散する色材（顔料）とラテックス粒子を処理液に凝集する効果を持たせ、用紙上で色材流れなど発生しない凝集体を形成する。インクと処理液の反応の一例として、処理液内に酸を含有しＰＨダウンにより顔料分散を破壊し、凝集するメカニズムを用いることで、色材滲み、各色インク間の混色、インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避する。
【００４３】
インクジェットラインヘッド６４は、画像形成ドラム３６に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図示省略）に同期して打滴を行うことで、高精度に着弾位置を決定すると共に、画像形成ドラム３６の振れ、回転軸６８の精度、ドラム表面速度に依存せず、打滴ムラを低減することが可能となる。
【００４４】
なお、ヘッドユニット６６は画像形成ドラム３６の上部から退避可能とされており、インクジェットラインヘッド６４のノズル面清掃や増粘インク排出などのメンテナンス動作は、このヘッドユニット６６を画像形成ドラム３６の上部から退避させることで実施される。
【００４５】
記録面に画像が形成された用紙は、画像形成ドラム３６の回転によって、画像形成部１６とインク乾燥部１８の間に設けられた中間搬送部７０へ搬送されるが、中間搬送部７０については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
【００４６】
（インク乾燥部）
インク乾燥部１８には、インク乾燥ドラム３８が回転可能に設けられており、インク乾燥ドラム３８の上部には、インク乾燥部１８の表面に近接して、熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４が複数配設されている。この熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４による温風によって、用紙の画像形成部では、色材凝集作用により分離された溶媒が乾燥され、薄膜の画像層が形成される。
【００４７】
温風は用紙の搬送速度によっても異なるが、通常は５０℃〜７０℃に設定されている。蒸発した溶媒はエアーと共に画像形成装置１０の外部へ排出されるが、エアーは回収される。このエアーは、冷却器／ラジエータ等で冷却して液体として回収しても良い。
【００４８】
記録面の画像が乾燥した用紙は、インク乾燥ドラム３８の回転によって、インク乾燥部１８と画像定着部２０の間に設けられた中間搬送部７６へ搬送されるが、中間搬送部７６については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
【００４９】
（画像定着部）
画像定着部２０には、画像定着ドラム４０が回転可能に設けられており、画像定着部２０では、インク乾燥ドラム３８上で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱／加圧されて溶融し、用紙上に固着定着する機能を有する。
【００５０】
画像定着ドラム４０の上部には、画像定着ドラム４０の表面に近接して、加熱ローラ７８が配設されている。この加熱ローラ７８は熱伝導率の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプが組み込まれており、加熱ローラ７８によって、ラテックスのＴｇ温度以上の熱エネルギーが付与される。これにより、ラテックス粒子を溶融し、用紙上の凹凸に押し込み定着を行うと共に画像表面の凹凸をレベリングし光沢性を得ることを可能とする。
【００５１】
加熱ローラ７８の下流側には、定着ローラ８０が設けられている、この定着ローラ８０は画像定着ドラム４０の表面に圧接した状態で配置され、画像定着ドラム４０との間でニップ力を得るようにしている。このため、定着ローラ８０又は画像定着ドラム４０のうち、少なくとも一方は表面に弾性層を持ち、用紙に対して均一なニップ幅を持つ構成とする。
【００５２】
以上のような工程により、記録面の画像が定着した用紙は、画像定着ドラム４０の回転によって、画像定着部２０の下流側に設けられた排出部２１側へ搬送される。
【００５３】
なお、本実施形態では、画像定着部２０について説明したが、インク乾燥部１８で記録面に形成された画像を乾燥・定着させることができれば良いため、この画像定着部２０は必ずしも必要ではない。
【００５４】
［ヘッドユニット］
図２に詳細に示すように、ヘッドユニット６６は、ヘッド筐体８２を有している。ヘッド筐体８２内には、ドライバ基板８４及びコントロール基板８６が備えられており、ぞれぞれ、ヘッドユニット６６の駆動や各種コントロールを行う。特に、ドライバ基板８４の下部には複数のノズルが備えられており、たとえば、これらノズルに対応して設けられた圧電素子を駆動することで、ノズルから用紙に対して液滴を吐出可能とされている。そして、本実施形態では、ドライバ基板８４に対し、フレキシブル基板８８を接合している。
【００５５】
図３〜図６に示すように、フレキシブル基板８８は、ポリイミド等の可撓性を有する材料によって略板状に形成されたフレキシブル基板本体９０を有している。以下、単に一端というときは、フレキシブル基板本体９０の一端９０Ａをいうものとする。また、単に幅方向というときは、フレキシブル基板本体９０の幅方向をいうものとする。なお、図３〜図６では、フレキシブル基板本体９０の一端９０Ａ側のみを示し、他端側は図示を省略している。フレキシブル基板８８は、この一端９０Ａ側に、電子部品９４と接続される接続領域１０８が構成されている。
【００５６】
フレキシブル基板本体９０には、銅等の導電材材料により、所定のパターンで配線１１０が形成されている。本実施形態では特に、フレキシブル基板本体９０の一端９０Ａの近傍部分では、平行な複数の配線１１０が形成されている。
【００５７】
さらに、フレキシブル基板８８の接続領域１０８には、フレキシブル基板本体９０を厚み方向に貫通する開口部１１２が形成されている。開口部１１２は配線１１０を部分的に露出させてフレキシブル基板本体９０からはみ出すようにしており、この露出部分が配線１１０における接続部１１０Ｃとなっている。なお、本実施形態では、１つの開口部１１２が複数の配線１１０に対応するように形成されている。
【００５８】
配線１１０の接続部１１０Ｃには、配線１１０を厚み方向に貫通する挿入孔１０６が形成されている。後述するように、電子部品９４から突設された挿入凸部１０４がこの挿入孔１０６に挿入されて、フレキシブル基板８８が電子部品９４に接続される。フレキシブル基板本体９０に開口部１１２を形成したことで、配線１１０の挿入孔１０６に挿入凸部１０４を挿入しても、挿入凸部１０４はフレキシブル基板本体９０には接触しないようになっている。
【００５９】
これに対し、電子部品９４には、挿入孔１０６のそれぞれに対応した位置に、導電材料であるＡｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｇ又はこれらの合金によって挿入凸部１０４が形成されている。挿入凸部１０４は、本実施形態では挿入孔１０６の外形と略等しいか、もしくは挿入孔１０６の外形よりも一回り小さくなるように形成されており、挿入孔１０６に挿入可能となっている。
【００６０】
挿入凸部１０４の高さは、配線１１０の厚みよりも高くなるように形成されている。したがって、挿入凸部１０４を挿入孔１０６に挿入し、配線１１０が電子部品９４に接触した状態では、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示すように、挿入凸部１０４の上部が挿入孔１０６（配線１１０の上面）から突出して、突出部１１６を構成する。
【００６１】
図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フレキシブル基板８８が電子部品９４に接合された状態では、突出部１１６がかしめられて拡径されており、拡径部１１８が構成されている。拡径部１１８は、配線１１０の接続部１１０Ｃと部分的に重なっており、いわゆるアンカー効果によって電子部品９４と拡径部１１８とにより配線１１０が挟まれることで、フレキシブル基板８８が電子部品９４に対し確実に固定されている。また、拡径部１１８が配線１１０の接続部１１０Ｃに接触することで、接続領域１０８において配線１１０と電子部品９４との電気的な接続が確保されている。
【００６２】
ここで、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、電子部品９４に接続する前段階におけるフレキシブル基板８８には、フレキシブル基板本体９０の、挿入孔１０６の周囲を含む配線１１０の片面（挿入孔１０６を電子部品９４の挿入凸部１０４に挿入する際に、電子部品９４と反対になる側の面）に、剥離可能な粘着材によって補強フイルム部材１２０が貼り付けられている。
【００６３】
補強フイルム部材１２０は、配線１１０よりも高い剛性、強度を有しており、少なくとも、配線１１０どうしを繋ぐように貼り付けられている。特に本実施形態では、補強フイルム部材１２０が開口部１１２の両側においてフレキシブル基板本体９０に貼り付けられている。すなわち、補強フイルム部材１２０は、配線１１０だけでなくフレキシブル基板本体９０にも貼り付けられて配線１１０を補強している。
【００６４】
さらに、補強フイルム部材１２０にも、配線１１０の挿入孔１０６と同位置に同形状の貫通孔１２２が形成されている。
【００６５】
なお、補強フイルム部材１２０の材質は、配線１１０を補強できれば特に限定されない。ただし、フレキシブル基板８８の検査時には、配線１１０の間の絶縁性を確認する場合があるため、この検査を可能とするためには、少なくとも補強フイルム部材１２０は絶縁性を有していることが好ましい。
【００６６】
次に、本実施形態のフレキシブル基板８８を電子部品９４に接合する方法について説明する。
【００６７】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、フレキシブル基板本体９０には、開口部１１２における配線１１０どうしを繋ぎ、さらに、開口部１１２の両側部分のフレキシブル基板本体９０の間に掛渡されるようにして、剥離可能な接着剤で補強フイルム部材１２０を貼り付ける。なお、このように補強フイルム部材１２０を貼り付けた時点では、配線１１０に挿入孔１０６は形成されておらず、補強フイルム部材１２０にも貫通孔１２２は形成されていない。
【００６８】
そこで、補強フイルム部材１２０を貼り付けた後、配線１１０の挿入孔１０６と補強フイルム部材１２０の貫通孔１２２とを同時に形成する。このとき、補強フイルム部材１２０によって配線１１０が補強されているので、穿孔位置がすれたり、配線１１０が破断したりすることが防止される。
【００６９】
次に、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、電子部品９４の挿入凸部１０４を配線１１０の挿入孔１０６に挿入する。このとき、本実施形態のフレキシブル基板８８では、配線１１０の接続領域１０８部分（開口部１１２から露出した部分）が、剛性、強度の高い補強フイルム部材１２０を貼り付けることで補強されているので、挿入孔１０６の位置精度や寸法精度、挿入凸部１０４の位置精度や寸法精度、挿入孔１０６と挿入凸部１０４との位置あわせ精度の不足等によって挿入孔１０６と挿入凸部１０４とがずれて、配線１１０と挿入凸部１０４とが接触しても、配線１１０の変形が抑制される。配線１１０の破断や破壊を生じることもないので、挿入凸部１０４と配線１１０との電気接続の信頼性を損なうことなく、正確且つ確実に挿入凸部１０４を挿入孔１０６に挿入して、接続作業を行うことが可能になっている。
【００７０】
なお、挿入凸部１０４の高さは配線１１０の厚みよりも高くされているので、挿入凸部１０４を挿入孔１０６に挿入すると、挿入凸部１０４の上部は挿入孔１０６（配線１１０上面）よりも上方に位置しており、突出部１１６を構成している。
【００７１】
このようにして挿入凸部１０４を挿入孔１０６に挿入した後、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、補強フイルム部材１２０のみを配線１１０及びフレキシブル基板本体９０から除去する。補強フイルム部材１２０は剥離可能な接着剤で配線１１０及びフレキシブル基板本体９０に貼り付けられているので、たとえば、単に補強フイルム部材１２０を引っ張るだけで、用意に除去できる。
【００７２】
補強フイルム部材１２０を除去した後は、挿入凸部１０４の上部が挿入孔１０６（配線１１０の上面）から突出して突出部１１６となっている。図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、この突出部１１６をかしめ等の手段によって拡径して拡径部１１８を構成する。これにより、断面積が拡大された拡径部１１８と電子部品９４とで配線１１０を挟むので、いわゆるアンカー効果により、さらに確実に接続される。また、挿入凸部１０４と配線１１０との電気的接触面積も増える。
【００７３】
なお、上記では、補強フイルム部材１２０を剥離可能な接着剤で配線１１０及びフレキシブル基板本体９０に貼り付けた構成を挙げているが、このような接着剤に代えて、紫外線の照射や、加熱や冷却、薬剤の添加などにより粘着性が低下する粘着剤を用いて補強フイルム部材１２０を貼り付けておき、挿入孔１０６に挿入凸部１０４を挿入した後に加熱や冷却、薬剤の添加などを行い、粘着力を低下させてフイルムを剥がしても良い。
【００７４】
紫外線または活性エネルギー線の照射によって粘着力が低下する材料としてはアクリル系の紫外線硬化型樹脂がある。さらには、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、または加熱によって粘着力が低下する粘着材の材料としては、光重合性を有するプレポリマーおよびモノマーの少なくともいずれか一方に、必要に応じて他の単官能または多官能性モノマー、各種ポリマー、光重合開始剤（アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール類、チオキサントン類など）、増感剤（アミン類、ジエチルアミノエチルメタクリレートなど）などを配合した樹脂組成物が用いられる。ここで光重合性プレポリマーとしては、ポリエステルアクリレート、ポリエステルウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリオールアクリレートなどがあり、光重合性モノマーとしては、単官能アクリレート、２官能アクリレート、３官能以上のアクリレートなどがある。光重合性を有するプレポリマーまたはモノマーとしては、上記の他にホスファゼン系樹脂も用いることができるが、この場合には光重合開始剤や増感剤を添加する必要はない。
【００７５】
また、このような剥離可能な接着剤を用いることなく、補強フイルム部材１２０の物性によって除去可能な構成としてもよい。たとえば、加熱や冷却、薬剤の添加などにより収縮する材料を補強フイルム部材１２０として用いることで、接続後に加熱や冷却、薬剤の添加などを行って補強フイルム部材１２０を収縮させ、配線１１０やフレキシブル基板本体９０との粘着面が剥離するようにしても良い。
【００７６】
加熱によって収縮する材料としては、ポリエステルフイルムや、ＯＰＳ（登録商標）、ＰＥＴ、ＰＶＣフイルム、ヒシレックス（登録商標）、ＤＸＬフイルム（商品名）、ヒシペット（登録商標）、ポリ塩化ビニル材料、ヒシチューブ（登録商標）などが挙げられる。
【００７７】
更には、加熱や溶剤の添加などにより溶融する材料を用いて補強フイルム部材１２０を構成し、除去時には、加熱や用材転化による溶融するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記では、挿入凸部１０４の、挿入孔１０６（配線１１０の上面）から突出した部分（突出部１１６）をかしめて拡径部１１８を構成することで、接続をより確実にすると共に、電気的接触面積を増大させた例を挙げたが、これに代えて、たとえば、突出部１１６と配線１１０とをハンダ付けあるいは無電解メッキで接続しても、同様に接続を確実にすると共に、接続部の電気的接触面積を増やすことができる。
【００７９】
さらに上記では、挿入凸部１０４が挿入孔１０６の外形と略等しいか、もしくは挿入孔１０６の外形よりも一回り小さくなるように形成されて、挿入孔１０６に挿入可能となっている構成を例に挙げたが、たとえば、挿入凸部１０４の断面積を挿入孔１０６の開口断面積よりも僅かに大きくし、挿入孔１０６を押し広げるようにして挿入凸部１０４を挿入する構成にも適用可能である。この構成では、挿入凸部１０４を挿入孔１０６に挿入すると、挿入孔１０６の周囲で配線１１０が縮まるようにして挿入凸部１０４に密着するため、電気的な接続をより確実にすることが可能である。そして、このような構成では、挿入孔１０６に挿入凸部１０４を挿入するときに配線１１０に大きな力が作用すうことがあるが、補強フイルム部材１２０で補強しているため、挿入時の配線１１０の変形や破断をより効果的に抑制することができる。
【００８０】
加えて、上記では、フレキシブル基板８８をヘッドユニット６６のドライバ基板８４に接続した構成を例に挙げたが、フレキシブル基板８８の接続対称としては、これに限定されず、たとえば、コントロール基板８６であってもよい。さらに、ヘッドユニット６６の内部の、たとえば圧電素子の個別配線へのフレキシブル基板８８の接続や、ヘッドユニット６６と外部の部材との間の電気的な接続にフレキシブル基板８８を使用可能である。特に、ノズルピッチを狭くした構造では、これに対応して圧電素子の間隔も狭くなるため、このような圧電素子の個別配線へのフレキシブル基板の接続に、本発明を適用することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施形態の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の画像形成装置においてヘッドユニットを示す概略斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態のフレキシブル基板を電子部品に接合する工程を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態のフレキシブル基板を電子部品に接合する工程を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態のフレキシブル基板を電子部品に接合する工程を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態のフレキシブル基板を電子部品に接合した状態を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０ 画像形成装置
１２ 給紙搬送部
１４ 処理液塗布部
１６ 画像形成部
１８ インク乾燥部
２０ 画像定着部
２１ 排出部
２２ 積載部
２４ 給紙部
２６ ローラ対
２８ 搬送部
３０ 処理液塗布ドラム
３２ 保持部材
３４ 中間搬送ドラム
３６ 画像形成ドラム
３８ インク乾燥ドラム
４０ 画像定着ドラム
４２ 処理液塗布装置
４４ 処理液乾燥装置
４６ 貯留部
４８ グラビアローラ
５０ ゴムローラ
５４ 熱風ノズル
５６ ＩＲヒーター
５８ 中間搬送部
６４ インクジェットラインヘッド
６６ ヘッドユニット
６８ 回転軸
７０ 中間搬送部
７２ 熱風ノズル
７４ ＩＲヒーター
７６ 中間搬送部
７８ 加熱ローラ
８０ 定着ローラ
８２ ヘッド筐体
８４ ドライバ基板
８６ コントロール基板
８８ フレキシブル基板
９０ フレキシブル基板本体
９４ 電子部品
１０４ 挿入凸部
１０６ 挿入孔
１０８ 接続領域
１１０ 配線
１１０Ｃ 接続部
１１２ 開口部
１１６ 突出部
１１８ 拡径部
１２０ 補強フイルム部材
１２２ 貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有するフレキシブル基板本体と、
前記フレキシブル基板本体上に形成された配線と、
前記配線の一部として構成され、フレキシブル基板本体からはみ出すことで相手側部材との接続用とされる接続部と、
前記接続部どうし又は接続部と前記フレキシブル基板本体とを繋ぐように貼り付けられた補強部材と、
前記接続部及び前記補強部材を貫通して形成され、前記相手側部材に設けられた挿入凸部が挿入される挿入孔と、
を有するフレキシブル基板。
【請求項２】
前記補強部材が、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより収縮する収縮フイルム部材とされている請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項３】
前記補強部材が、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより溶融する溶融フイルム部材とされている請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項４】
前記補強部材を前記接続部又は前記フレキシブル基板本体に粘着させると共に、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより粘着性が低下する粘着剤を有する請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板を前記相手側部材に接合するフレキシブル基板接合方法であって、
前記挿入孔に前記挿入凸部を挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の後に前記補強部材を除去する除去工程と、
前記除去工程の後に前記挿入凸部と前記配線とを接合する接合工程と、
を有するフレキシブル基板接合方法。
【請求項６】
請求項５に記載のフレキシブル基板接合方法であって、
前記挿入凸部が前記挿入孔から突出する高さを有し、
前記接合工程において、前記挿入凸部の前記挿入孔から突出した部分を拡径するフレキシブル基板接合方法。
【請求項７】
前記接合工程において、前記配線と前記挿入凸部とをハンダ又はメッキにより接合する請求項５に記載のフレキシブル基板接合方法。
【請求項８】
液滴を吐出するための液滴吐出ヘッド本体と、
前記液滴吐出ヘッド本体に設けられた回路基板と、
前記回路基板に接合された請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板と、
を有する液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
記録シートを搬送する搬送装置と、
前記搬送装置で搬送される前記記録シート上に液滴を吐出する請求項８に記載の液滴吐出ヘッドと、
を有する画像形成装置。
【請求項１】
可撓性を有するフレキシブル基板本体と、
前記フレキシブル基板本体上に形成された配線と、
前記配線の一部として構成され、フレキシブル基板本体からはみ出すことで相手側部材との接続用とされる接続部と、
前記接続部どうし又は接続部と前記フレキシブル基板本体とを繋ぐように貼り付けられた補強部材と、
前記接続部及び前記補強部材を貫通して形成され、前記相手側部材に設けられた挿入凸部が挿入される挿入孔と、
を有するフレキシブル基板。
【請求項２】
前記補強部材が、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより収縮する収縮フイルム部材とされている請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項３】
前記補強部材が、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより溶融する溶融フイルム部材とされている請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項４】
前記補強部材を前記接続部又は前記フレキシブル基板本体に粘着させると共に、紫外線の照射、活性エネルギー線の照射、加熱、冷却及び薬剤添加のすくなくとも１つにより粘着性が低下する粘着剤を有する請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板を前記相手側部材に接合するフレキシブル基板接合方法であって、
前記挿入孔に前記挿入凸部を挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の後に前記補強部材を除去する除去工程と、
前記除去工程の後に前記挿入凸部と前記配線とを接合する接合工程と、
を有するフレキシブル基板接合方法。
【請求項６】
請求項５に記載のフレキシブル基板接合方法であって、
前記挿入凸部が前記挿入孔から突出する高さを有し、
前記接合工程において、前記挿入凸部の前記挿入孔から突出した部分を拡径するフレキシブル基板接合方法。
【請求項７】
前記接合工程において、前記配線と前記挿入凸部とをハンダ又はメッキにより接合する請求項５に記載のフレキシブル基板接合方法。
【請求項８】
液滴を吐出するための液滴吐出ヘッド本体と、
前記液滴吐出ヘッド本体に設けられた回路基板と、
前記回路基板に接合された請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板と、
を有する液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
記録シートを搬送する搬送装置と、
前記搬送装置で搬送される前記記録シート上に液滴を吐出する請求項８に記載の液滴吐出ヘッドと、
を有する画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２３９２０９（Ｐ２００９−２３９２０９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８６７２１（Ｐ２００８−８６７２１）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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