基板アッセンブリ、インクジェットヘッド、基板アッセンブリの組立方法および基板アッセンブリの組立装置
【課題】簡単に組み立てることができると共にコンパクトに構成することができる基板アッセンブリ等を提供すること。
【解決手段】両面にそれぞれ接着部を有するベースプレート２１と、平板状の基板本体２６から「Ｌ」字状に屈曲する導通部２７から成る一対のフィルム基板と、を備え、各導通部２７を内向きに且つ所定の間隙を存して一対のフィルム基板を対向配置する配置工程Ｓ１と、間隙にベースプレート２１の挿入端面を各導通部２７の先端部位に突き当てる挿入工程Ｓ２と、各フィルム基板を内側に寄せて各基板本体２６を接着部に接着する接着工程Ｓ３と、を経て、一対のフィルム基板がベースプレート２１に組み付けられた基板アッセンブリであって、一対の導通部２７の先端部位が、挿入端面の延在方向において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成されていることを特徴とする。
【解決手段】両面にそれぞれ接着部を有するベースプレート２１と、平板状の基板本体２６から「Ｌ」字状に屈曲する導通部２７から成る一対のフィルム基板と、を備え、各導通部２７を内向きに且つ所定の間隙を存して一対のフィルム基板を対向配置する配置工程Ｓ１と、間隙にベースプレート２１の挿入端面を各導通部２７の先端部位に突き当てる挿入工程Ｓ２と、各フィルム基板を内側に寄せて各基板本体２６を接着部に接着する接着工程Ｓ３と、を経て、一対のフィルム基板がベースプレート２１に組み付けられた基板アッセンブリであって、一対の導通部２７の先端部位が、挿入端面の延在方向において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の導通部の先端面が微小間隙を存して対向するように一対のフィルム基板がベースプレートに組み付けられた基板アッセンブリ、インクジェットヘッド、基板アッセンブリの組立方法および基板アッセンブリの組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子と、圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板および保護基板上に設けられて圧電素子を駆動するための駆動ＩＣから成る基板アッセンブリと、を備えた液体噴射ヘッド（インクジェットヘッド）が知られている（特許文献１参照）。
この基板アッセンブリは、駆動ＩＣが保護基板の表面に形成された駆動配線上に、粒状の絶縁物を混合した接着剤によって固定されると共に、駆動ＩＣの導通部と駆動配線とがボンディングワイヤからなる接続配線によって接続されている。
【特許文献１】特開２００４−１４８８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような基板アッセンブリでは、駆動ＩＣが、保護基板上の駆動配線にボンディングワイヤより接続されているため、液体噴射ヘッドの組み立てにワイヤボンディングを行う特殊な装置を用いる必要があると共に、液体噴射ヘッド（保護基板）の小型化（高密度化）が困難であるという問題があった。
【０００４】
本発明は、簡単に組み立てることができると共にコンパクトに構成することができる基板アッセンブリ、インクジェットヘッド、基板アッセンブリの組立方法および基板アッセンブリの組立装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の基板アッセンブリは、両面にそれぞれ接着部を有するベースプレートと、平板状の基板本体および基板本体から「Ｌ」字状に屈曲する導通部から成る一対のフィルム基板と、を備え、相互の導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して一対のフィルム基板を対向配置する配置工程と、間隙にベースプレートを相対的に挿入して、ベースプレートの挿入端面を一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入工程と、一対のフィルム基板を内側に寄せて各基板本体を各接着部に接着する接着工程と、を経て、一対の導通部の先端面が微小間隙を存して対向するように一対のフィルム基板がベースプレートに組み付けられた基板アッセンブリであって、一対の導通部の先端部位が、挿入端面の延在方向において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成されていることを特徴とする。
【０００６】
ところで、複数の工程を経て組み立てられる上記の基板アッセンブリにおいて、ベースプレートの挿入端面が各導通部に接していない状態で、一対のフィルム基板の貼り付け作業（接着工程）を行うと、導通部の先端部位がベースプレートの側面に突き当たって貼り付け作業がうまくいかなかったり、ベースプレートの挿入端面と張り付けたフィルム基板の導通部との間に間隙が生じてしまう等の不具合が生ずる。このため、ベースプレートの挿入端面を各導通部の先端部位に突き当て、この部分をガイドとして貼り付け作業を行うことが必要となる。しかし、このようにすると、一対の導通部の突出寸法を長くする必要があり、一対の導通部が微小間隙を存して対向するように一対のフィルム基板をベースプレートに貼着するためには、ベースプレートを必要以上に厚手に形成する必要がある。
上記の構成によれば、一対の導通部の先端部位をベースプレートの挿入端面の延在方向（長手方向）において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成することで、各導通部を平面視台形に形成している。これにより、各導通部の幅広に形成された部位は、互いに内側に大きく入り込む形状となるため、各接着部と各基板本体との間隔を十分に取ることができ、且つベースプレートの挿入端面が各導通部に接触しガイド機能が損なわれることがない。すなわち、一対の導通部の先端部位におけるガイド機能を損なうことなく、一対の導通部の突出寸法の合計寸法を短くすることができ、その分、ベースプレートを薄手に形成することができる。したがって、基板アッセンブリ自体を小型化することができる。
【０００７】
この場合、各接着部が、両面粘着テープで構成されていることが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、一対のフィルム基板（基板本体）をベースプレートに対し、簡単に且つ強固に接着することができる。
【０００９】
また、この場合、各導通部は、先端部位に各フィルム基板を位置決めするための複数のアライメントマークを有していることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、一対のフィルム基板を正確に位置決めしつつ、ベースプレートに組み付けることができる。これにより、所定の精度で基板アッセンブリ製造することができる。
【００１１】
本発明のインクジェットヘッドは、ヘッド駆動部に接続されたヘッド基板が、上記した、いずれかの基板アッセンブリで構成されていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、小型化した基板アッセンブリを用いた小型のインクジェットヘッドを構成することができる。
【００１３】
この場合、ヘッド駆動部とヘッド基板とは、異方性導電接着剤により接続されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、小型化した基板アッセンブリであっても、ヘッド駆動部とヘッド基板とを簡単に且つ適切に接続することができ、従来技術のように、ワイヤボンディングを行う特殊な装置を必要としない。
【００１５】
また、この場合、ヘッド駆動部が、複数の吐出ノズルに対応する複数の圧電素子であることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、小型化しつつ、従来通りの高精度な液滴吐出を行うことができる。
【００１７】
本発明の基板アッセンブリの組立方法は、上記した基板アッセンブリの組立方法であって、一対のフィルム基板の各導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して対向配置する配置工程と、間隙にベースプレートを相対的に挿入して、ベースプレートの挿入端面を一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入工程と、対向配置した各導通部の複数のアライメントマークを画像認識し、その認識結果に基づいて、一対のフィルム基板を内側に寄せ各基板本体を各接着部に接着する接着工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の基板アッセンブリの組立装置は、上記した基板アッセンブリの組立装置であって、各導通部が内向きとなるように一対のフィルム基板を対向配置した状態に保持すると共に、保持した一対のフィルム基板を互いに離接方向に移動させる配置・移動手段と、ベースプレートを保持すると共に、保持したベースプレートを間隙に相対的に挿入する挿入手段と、対向配置した各導通部の複数のアライメントマークを画像認識する画像認識手段と、配置・移動手段および挿入手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、一対のフィルム基板の各導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して対向配置する配置動作と、間隙にベースプレートを相対的に挿入して、ベースプレートの挿入端面を一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入動作と、対向配置した各導通部の複数のアライメントマークを画像認識し、その認識結果に基づいて、一対のフィルム基板を内側に寄せ各基板本体を各接着部に接着する接着動作と、を実施することを特徴とする。
【００１９】
これらの構成によれば、ベースプレートを薄手に形成することができるため、基板アッセンブリを薄手に構成することができる。また、正確に位置決めした状態で、一対のフィルム基板をベースプレートに組み付けることができる。これにより、小型且つ高精度な基板アッセンブリを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明のヘッド基板（基板アッセブリ）およびヘッド基板の組立方法を適用した組立装置について説明する。このヘッド基板は、一対の導通部を有する一対のＣＯＦ基板（フィルム基板）が対向するようにベースプレートの両面に貼着して構成されたものであり、インクジェットヘッドの吐出ノズルに対応する複数の圧電素子（ヘッド駆動部）に接続されるものである。そこで、先ず、インクジェットヘッドについて説明する。
【００２１】
図１および図２に示すように、インクジェットヘッド１は、吐出ノズル１６が穿設されたノズルプレート１１と、複数の圧力室１２ａが形成された流路形成基板１２と、圧電素子１９を保護する保護基板１３と、流路形成基板１２および保護基板１３に連通する共通室１７を封止するシール基板１４と、インクジェットヘッド１の外装を為すヘッドケース１５と、を下側から順に積層して構成されている。また、このインクジェットヘッド１には、ヘッドケース１５および保護基板１３を貫通して流路形成基板１２上に立設するように、ヘッド基板２が組み込まれている。ヘッド基板２は、圧電素子１９を駆動させるための駆動回路２５が実装された一対のＣＯＦ基板２２（フィルム基板）を、ベースプレート２１の両側面に接着されて成り、一対のＣＯＦ基板２２の下部折曲げ部分（後述する導通部２７）が、流路形成基板１２上の電極（後述するリード電極１８）に導通している。
【００２２】
ノズルプレート１１は、ステンレス等で形成され、流路形成基板１２の一方の面に接着剤等によって接着されている。また、ノズルプレート１１のノズル面には、複数の吐出ノズル１６が等ピッチで穿設されており、複数の吐出ノズル１６は、相互に平行に列設された２列のノズル列を構成している。
【００２３】
流路形成基板１２は、隔壁によって区画された複数の圧力室１２ａが、複数の吐出ノズル１６に対応するように幅方向に相互に平行に２列並設されている。流路形成基板１２の長手方向外側の領域には、図外の機能液供給装置から供給された機能液を貯留する共通室１７が形成されており、各圧力室１２ａと共通室１７とは、それぞれ供給路１２ｂを介して連通している。なお、共通室１７は、保護基板１３と連通しており、ヘッドケース１５に設けられた機能液導入口１５ａを介して機能液供給装置からの機能液の供給を受ける。
【００２４】
保護基板１３は、流路形成基板１２側から順に、弾性膜１３ａ、絶縁体膜１３ｂを介して流路形成基板１２に連結されている。絶縁体膜１３ｂ上には、複数の圧力室１２ａに対応する数の圧電素子１９が形成されており、保護基板１３には、厚さ方向に貫通する貫通孔１３ｃが形成されると共に、各圧電素子１９を収容するための機構部１３ｄが内側に凹設されている。各圧電素子１９には、リード電極１８の一方の端部が接続されており、リード電極１８の他方の端部は、貫通孔１３ｃ内に露出するように延設している。このリード電極１８の他方の端部には、上記したヘッド基板２（正確には各ＣＯＦ基板２２の導通部２７）が接続されるようになっている。そして、圧電素子１９に電圧を印加して絶縁体膜１３ｂ（および弾性膜１３ａ）を変形させることで、圧力室１２ａの体積変化を利用して共通室１７から機能液を導入すると共に、吐出ノズル１６から機能液滴を吐出する。
【００２５】
ヘッドケース１５は、保護基板１３側から順に、封止膜１４ａ、固定板１４ｂとから成るシール基板１４を介して保護基板１３に連結されている。この封止膜１４ａによってのみ共通室１７が封止されている。ヘッドケース１５には、保護基板１３に設けられた貫通孔１３ｃと連通するヘッド基板保持孔１５ｂが設けられており、ヘッド基板２は、ヘッド基板保持孔１５ｂ内に挿通されて接着剤（異方性導電ペースト）を介してリード電極１８と接続されている。
【００２６】
次に、図２および図３を参照して、ヘッド基板２（基板アッセンブリ）について説明する。ヘッド基板２は、上記したように、ステンレス製の板状部材であるベースプレート２１と、ベースプレート２１の両側面に貼付された一対のＣＯＦ基板２２（Chip On Film）と、から構成されている。ベースプレート２１は、詳細は図示しないが、略方形のステンレス板の中間上部に凹状の切欠き部を形成したものであり、ヘッド基板２をリード電極１８に接続する際に、この切欠き部の部分で、ヘッド基板２を押圧するようになっている。
【００２７】
各ＣＯＦ基板２２は、圧電素子１９を駆動させるための駆動回路２５と、駆動回路２５が実装されると共に、ベースプレート２１に接着される平板状の基板本体２６と、基板本体２６から「Ｌ」字状に屈曲する（折り曲げて形成した）導通部２７と、を備えている。一対のＣＯＦ基板２２は、各導通部２７の先端部位が内向きに対峙するように、且つベースプレート２１の下端面に沿うように配置されており、ベースプレート２１の両側側面に両面粘着テープ２３によって貼付されている。そして、一対の導通部２７は、流路形成基板１２上に突き当てられ、接着剤を介してリード電極１８に接続されている。
【００２８】
一対の導通部２７の先端部位は、ベースプレート２１の挿入端面２４の延在方向（長手方向）において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成されている（図３（ｃ）および（ｄ）の底面参照）。また、基板本体２６の長手方向、両端部位には、後述する各保持アーム５２に突設された一対のＣＯＦセットピン５５に係合する一対のＣＯＦセット孔２８が形成されており（いずれも図５参照）、各導通部２７の長手方向、両先端部位には、各ＣＯＦ基板２２を位置決めするための複数（各２つ）のアライメントマークＭが形成されている。
【００２９】
ここで、ヘッド基板２の組立手順について簡単に説明する。先ず、相互の導通部２７を内向きにして一対のＣＯＦ基板２２を対向配置し（図３（ａ）参照）、各ＣＯＦ基板２２の間隙にベースプレート２１を相対的に挿入する（図３（ｂ）参照）。そして、ベースプレート２１の挿入端面２４を一対の導通部２７の先端部位に突き当てた状態で（図３（ｃ）参照）、各ＣＯＦ基板２２を内側（ベースプレート２１側）に寄せて各基板本体２６を各両面粘着テープ２３に接着する（図３（ｄ）参照）。これにより、一対の導通部２７の先端面が微小な間隙を存して対向するように一対のＣＯＦ基板２２がベースプレート２１に組み付けられたヘッド基板２が完成する。
【００３０】
上記のように、一対の導通部２７は、各ＣＯＦ基板２２の貼り付け時（接着時）に、ガイドとしての役割を担っている。このため、ベースプレート２１の各両面粘着テープ２３と各基板本体２６とが接触しない間隙を設けつつ、挿入端面２４を各導通部２７の先端部位に突き当てるためには、各導通部２７を、この間隙とガイドなる部分を加味した寸法とする必要があり、ベースプレート２１を厚手な構成しないと、これに組み付けた一対のＣＯＦ基板２２の導通部２７同士が接触してしまうことになる。
【００３１】
そこで、本実施形態では、一対の導通部２７の先端部位は、ベースプレート２１の挿入端面２４の延在方向（長手方向）において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成することで右問題を解決している。具体的には、各導通部２７は、長手方向において、一方の幅を狭く、他方の幅を広くして、平面視台形に形成し、各ＣＯＦ基板２２は、一対の導通部２７を、幅が狭い側と広い側とが互いに向き合うように配置されている（図３（ｃ）の底面参照）。そして、一対の各ＣＯＦ基板２２は、一対の導通部２７の先端面が、長手方向、斜めに微小な間隙を存してベースプレート２１に貼り合わされる（図３（ｄ）の底面参照）。すなわち、一対の導通部２７の突出寸法の合計寸法を小さくしたとしても、幅広に形成された側の導通部２７が、ベースプレート２１の中心側に入り込んだ位置に配置されるため、ガイド機能が損なわれることがなく、また、各両面粘着テープ２３と各基板本体２６との間隔を十分に開けることができ、且つベースプレート２１の挿入端面２４が確実に接触することとなる。これにより、ベースプレート２１を薄く形成することができるため、ヘッド基板２を小型化することができる。
【００３２】
次に、図４ないし図７を参照して、ヘッド基板２の組立装置３について説明する。組立装置３は、一対のＣＯＦ基板２２を保持する基板組込み部３０と、ベースプレート２１を保持するプレート組込み部３１と、基板組込み部３０に併設した画像認識部３２（画像認識手段）と、組立装置３全体を統括制御する制御部３３（制御手段）と、から構成されている。
【００３３】
図４に示すように、基板組込み部３０は、対向配置した一対のＣＯＦ基板２２を互いに離接させる幅寄せ機構３４（配置・移動手段）と、幅寄せ機構３４をＹ軸方向にスライド自在に支持するＹ軸移動機構３５と、幅寄せ機構３４およびＹ軸移動機構３５を載置する機台３６と、を備えている。
【００３４】
図５に示すように、幅寄せ機構３４は、相互の導通部２７を内向きにして一対のＣＯＦ基板２２を対向配置する（セットする）一対の幅寄せアーム部４１と、幅寄せアーム部４１をＸ軸方向にスライド自在に支持する一対のＸ軸ガイドレール４２と、Ｘ軸ガイドレール４２を介して一対の幅寄せアーム部４１をセンターリング動作させるＸ軸機構部４３と、Ｘ軸機構部４３を駆動するＸ軸モーター４４と、を備えている。
【００３５】
幅寄せアーム部４１は、一対のＸ軸ガイドレール４２にスライド自在に係合する一対のＸ軸スライドアーム５１と、相互の導通部２７を内向きにして一対のＣＯＦ基板２２を対向配置する一対の保持アーム５２と、保持アーム５２の一方をＹ軸方向に移動させる微調機構５３と、を備えている。
【００３６】
一対のＸ軸スライドアーム５１は、Ｘ軸方向に並ぶように配設され、一対のＸ軸ガイドレール４２上を横断するように延在している。各Ｘ軸スライドアーム５１は、その裏面に設けられた一対のＸ軸スライダー５４により、各Ｘ軸ガイドレール４２にスライド自在に係合している。
【００３７】
一対の保持アーム５２は、それぞれ直方体に形成された部材であり、各保持アーム５２は、長手方向、一方の部位が、Ｘ軸ガイドレール４２から突き出すように延びた各Ｘ軸スライドアーム５１の端部位に固定されている。各保持アーム５２は、他方の端面を、相互に対向するように配置されており、各保持アーム５２の対向する端面には、真空吸引装置（図示省略）に連通する複数の吸引孔（図示省略）が形成されている。また、各保持アーム５２の対向する端面には、上記のＣＯＦ基板２２（基板本体２６）に形成された一対のＣＯＦセット孔２８に係合する一対のＣＯＦセットピン５５が突設されている。本実施形態では、この各ＣＯＦセットピン５５に各ＣＯＦセット孔２８を係合させることにより、位置決めされた状態で仮固定することができる。そして、真空吸引装置を駆動させ、複数の吸引孔を介して各ＣＯＦ基板２２（の基板本体２６）に吸引力を作用させることにより、各保持アーム５２にＣＯＦ基板２２を安定保持できるようになっている。
【００３８】
微調機構５３は、操作摘み５６を手動で回転操作することで、一方の保持アーム５２を基準として、他方の保持アーム５２をＹ軸方向に微小に移動させ、一対のＣＯＦ基板２２のＹ軸方向の位置ズレを調整するものである。これにより、真空吸着セットした一対のＣＯＦ基板２２の高精度なアライメント（位置決め）をすることができる。
【００３９】
Ｘ軸モーター４４は、ステッピングモーター等で構成されており、正転することで、Ｘ軸機構部４３を介して一対の幅寄せアーム部４１を接触する方向に移動させ、ＣＯＦ基板２２を相互に内向き方向に寄せる。また、逆転することにより、Ｘ軸機構部４３を介して一対の幅寄せアーム部４１を離反する方向に移動させ、ＣＯＦ基板２２を相互に外向き方向に引き離す。なお、Ｘ軸モーター４４およびＸ軸機構部４３に代えて、リニアモーターを用いるようにしてもよい。
【００４０】
図４に示すように、Ｙ軸移動機構３５は、幅寄せ機構３４を搭載したＹ軸テーブル４５（ステッピングモーター等）と、Ｙ軸テーブル４５をＹ軸方向にスライド自在に支持する一対のＹ軸ガイドレール４６と、Ｙ軸ガイドレール４６を介してＹ軸テーブル４５をＹ軸方向に移動させるＹ軸機構部４７と、Ｙ軸機構部４７を駆動するＹ軸モーター４８と、を備えている。このＹ軸移動機構３５は、幅寄せ機構３４を、一対のＣＯＦ基板２２の給材位置Ａ１（図４では手前側）とアライメント位置Ａ２（図４では奥側）との間で往復移動させる。
【００４１】
一対のＹ軸ガイドレール４６の間の機台３６上には、画像認識部３２が有する一対のＣＣＤカメラ７０（後述）がＹ軸方向に並ぶように固定的に配設されており、Ｙ軸テーブル４５には、一対のＣＣＤカメラ７０が臨むカメラ開口４９が形成されている。
【００４２】
この基板組込み部３０は、一対の保持アーム５２に保持された一対のＣＯＦ基板２２を一対のＣＣＤカメラ７０が臨むカメラ開口４９上に移動させる。そして、各導通部２７に形成されたアライメントマークＭの画像認識結果から、一対のＣＯＦ基板２２は、Ｙ軸方向の位置決め（アライメント）がなされる。その後、幅寄せ機構３４により、各ＣＯＦ基板２２はセンターリングされ、一対のＣＯＦ基板２２の間に挿入されたベースプレート２１に対して接着される。
【００４３】
図６に示すように、プレート組込み部３１は、ベースプレート２１を保持するプレート挟持機構３７と、プレート挟持機構３７をＺ軸方向にスライド自在に支持するＺ軸移動機構３８と、プレート挟持機構３７およびＺ軸移動機構３８を、基板組込み部の上方に支持するブラケット架台３９と、を備えている。
【００４４】
プレート挟持機構３７は、ベースプレート２１の長手方向両側から挟み込むようにして保持する挟持アーム部６１と、挟持アーム部６１をＹ軸方向にスライド自在に支持する一対のＹ軸アームガイドレール６２と、Ｙ軸アームガイドレール６２を介して挟持アーム部６１を直動させるＹ軸シリンダーユニット６３と、を備えている。
【００４５】
挟持アーム部６１は、一対のＹ軸アームガイドレール６２にスライド自在に係合する一対のＹ軸スライドアーム６４と、各Ｙ軸スライドアーム６４の下端部において突設した挟持アーム本体６５と、挟持アーム本体６５の自由端部から相互に対向するように突設した挟持部６６と、を備えている。
【００４６】
一対のＹ軸スライドアーム６４は、Ｙ軸方向に並ぶように配設され、その上方は、一対のＹ軸アームガイドレール６２上を横断するように延在している。各Ｙ軸スライドアーム６４は、その裏面に設けられた一対のＹ軸スライダーにより、各Ｙ軸アームガイドレール６２にスライド自在に係合している。各挟持部６６は、ベースプレート２１の長手方向、両側面（コバ部分）に、それぞれ接してベースプレート２１を挟持している。
【００４７】
一対のＹ軸シリンダーユニット６３は、図外のエアー供給装置から供給されたエアーにより駆動される復動のエアーシリンダーで構成されている。
【００４８】
このプレート挟持機構３７は、幅寄せ機構３４と同様に、各挟持アーム６１を中心に向かって離接自在に移動させるセンターリング機構で構成されている。この一対のＹ軸シリンダーユニット６３により、各挟持アーム６１（挟持部６６）を内側に寄せて、ベースプレート２１の長手方向両側面（コバ部分）を挟んで、ベースプレート２１を横向き鉛直姿勢に保持する。
【００４９】
Ｚ軸移動機構３８は、プレート挟持機構３７を搭載したＺ軸テーブル６８と、Ｚ軸テーブル６８をＺ軸方向にスライド自在に支持する一対のＺ軸ガイドレール６７と、Ｚ軸ガイドレール６７を介してＺ軸テーブル６８を直動させるＺ軸シリンダーユニット６９と、を備えている。
【００５０】
Ｚ軸シリンダーユニット６９は、上記した各Ｙ軸シリンダーユニット６３と同様に、エアー供給装置から供給されたエアーにより駆動される復動のエアーシリンダーで構成されている。なお、エアーシリンダーに代えて、ステッピングモーターやリニアモーター等を用いるようにしてもよい。詳細は後述するが、このプレート組込み部３１は、Ｚ軸シリンダーユニット６９を駆動することで、プレート挟持機構３７により挟持したベースプレート２１をＺ軸方向に移動させ、幅寄せ機構３４に所定の間隙を存してセットした一対のＣＯＦ基板２２相互の間隙に挿入する。
【００５１】
図４に示すように、画像認識部３２は、一対のＣＣＤカメラ７０であり、上記したように、一対のＹ軸ガイドレール４６の間にＹ軸方向に並んで配設されており、Ｙ軸テーブル４５のカメラ開口４９に臨む一対のＣＯＦ基板２２のアライメントマークＭを撮像する。なお、各画像認識部３２は、ＣＣＤカメラ７０に限られたものではなく、ＣＭＯＳカメラ等、他の撮像方式の撮像手段を用いてもよい。
【００５２】
図７に示すように、制御部３３は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成されており（図４参照）、組立装置３全体を統括制御するものであり、制御部３３は、キーボード等の入力デバイス７１を用いてユーザーからの各種パラメーターの入力を受けると共に、ディスプレイ７２やスピーカー７３等の出力手段により組立装置３の状態をユーザーに提示（報知）する。制御部３３には、各部３０，３１，３２を接続するためのインタフェース７４と、一時的に記憶可能な記憶領域を有し、制御処理のための作業領域として使用されるＲＡＭ７５と、各種記憶領域を有し、制御プログラムや制御データを記憶するＲＯＭ７６と、各手段からの各種データ等を記憶すると共に、各種データを処理するためのプログラム等を記憶するＨＤＤ７７と、ＲＯＭ７６やＨＤＤ７７に記憶されたプログラム等に従い、各種データを演算処理するＣＰＵ７８と、これらを互いに接続するバス７９と、が備えられている。
【００５３】
次に、図８を参照して、この組立装置３を用いたヘッド基板２の組立方法について説明する。このヘッド基板２の組立方法は、一対のＣＯＦ基板２２の各導通部２７を内向きに且つ所定の間隙を存して対向配置する配置工程Ｓ１と、その間隙にベースプレート２１を相対的に挿入して、ベースプレート２１の挿入端面２４を一対の導通部２７の先端部位に突き当てる挿入工程Ｓ２と、対向配置した各導通部２７の複数のアライメントマークＭを画像認識し、その認識結果に基づいて一対のＣＯＦ基板２２を内側に寄せて、各基板本体２６を各両面粘着テープ２３に接着する接着工程Ｓ３と、に大分される。配置工程Ｓ１および接着工程Ｓ３では、基板組込み部３０が、挿入工程Ｓ２では、プレート組込み部３１が用いられる。なお、以下の説明では、プレート組込み部３１のプレート挟持機構３７には、ベースプレート２１が、既に挟持されているものとする。
【００５４】
先ず、ユーザーは、Ｙ軸移動機構３５を駆動させ、幅寄せ機構３４を給材位置Ａ１に移動させる。そして、各導通部２７が下側になるように、且つ相互に内側を向くようにして、ＣＯＦ基板２２をＣＯＦセットピン５５に仮固定した後に、真空吸引装置を駆動させて一対のＣＯＦ基板２２を真空吸着セットする（配置工程Ｓ１）。この際、給材位置Ａ１において、仮固定作業を行い易いように、各保持アーム５２を広く離した状態で行うことが好ましい。
【００５５】
ＣＯＦ基板２２を真空吸着セットした後に、Ｙ軸移動機構３５を駆動させ、幅寄せ機構３４をアライメント位置Ａ２に移動させる。そして、幅寄せ機構３４を駆動させ、各ＣＯＦ基板２２を所定の間隙を構成するように移動させる。この間隙の大きさは、後の挿入工程Ｓ２においてベースプレート２１を挿入した際に、ベースプレート２１の両側面に貼付した両面粘着テープ２３が、ＣＯＦ基板２２に接触しない間隙を存している。なお、この間隙は、ベースプレート２１の厚みおよび導通部２７の最大幅によって異なるため、予め計算により求めておき、制御部３３に入力デバイス７１を介してパラメーターとして入力されているものとする。
【００５６】
次に、Ｚ軸移動機構３８を駆動させ、挟持されたベースプレート２１をＺ軸方向に移動させ、一対のＣＯＦ基板２２が形成する間隙に挿入する（挿入工程Ｓ２）。この挿入工程Ｓ２でのＺ軸方向の移動距離は予め設定されており、設定された距離だけ移動することによって、ベースプレート２１の挿入端面２４が、導通部２７に接触するようになっている。
【００５７】
ベースプレート２１の挿入端面２４が、各導通部２７に接触した後、ユーザーは、ディスプレイ７２に表示された各導通部２７のアライメントマークＭを確認しながら微調機構５３を操作して、各ＣＯＦ基板２２相互のＹ軸方向の位置ズレを補正（アライメント）する。なお、制御部３３が自動で行うようにしてもよい。
【００５８】
アライメントが終了した後、幅寄せ機構３４を駆動して、挿入されたベースプレート２１に対して両側面方向から挟み込むように各ＣＯＦ基板２２を移動させ、各基板本体２６を各両面粘着テープ２３に接着する（接着工程Ｓ３）。そして、制御部３３は、各ＣＯＦ基板２２をベースプレート２１に貼り合わせた後に、互いのＣＯＦ基板２２のＹ軸方向のズレが所定の範囲内であるか否かを判定する。なお、ズレの許容範囲は、予め制御部３３に入力デバイス７１を介してパラメーターとして入力されているものとする。
【００５９】
以上の構成によれば、一対の導通部２７の先端部位をベースプレート２１の挿入端面２４の延在方向（長手方向）において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成しているため、各両面粘着テープ２３と各基板本体２６との間隔を十分に取ることができ、且つベースプレート２１の挿入端面２４が各導通部２７に接触し易くなる。したがって、各導通部２７の接触部分を確保しつつ、ヘッド基板２を小型化することができる。もって、これを用いたインクジェットヘッド１の小型化も可能となる。また、本実施形態のインクジェットヘッド１では、小型化したヘッド基板２と各圧電素子１９（リード電極１８）とが、接着剤（異方性導電ペースト）により、簡単に且つ適切に接続されているため、接続部分が短絡して駆動回路２５が破壊される等の問題を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図３】本実施形態に係るヘッド基板の組立手順について説明する側面図および底面図である。
【図４】本実施形態に係る組立装置の斜視図である。
【図５】組立装置の基板組込み部の斜視図である。
【図６】組立装置のプレート組込み部の斜視図である。
【図７】組立装置の制御部のブロック図である。
【図８】ヘッド基板の組立方法について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１：インクジェットヘッド、２：ヘッド基板、１９：圧電素子、２１：ベースプレート、２２：ＣＯＦ基板、２３：両面粘着テープ、２６：基板本体、２７：導通部、Ｍ：アライメントマーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の導通部の先端面が微小間隙を存して対向するように一対のフィルム基板がベースプレートに組み付けられた基板アッセンブリ、インクジェットヘッド、基板アッセンブリの組立方法および基板アッセンブリの組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子と、圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板および保護基板上に設けられて圧電素子を駆動するための駆動ＩＣから成る基板アッセンブリと、を備えた液体噴射ヘッド（インクジェットヘッド）が知られている（特許文献１参照）。
この基板アッセンブリは、駆動ＩＣが保護基板の表面に形成された駆動配線上に、粒状の絶縁物を混合した接着剤によって固定されると共に、駆動ＩＣの導通部と駆動配線とがボンディングワイヤからなる接続配線によって接続されている。
【特許文献１】特開２００４−１４８８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような基板アッセンブリでは、駆動ＩＣが、保護基板上の駆動配線にボンディングワイヤより接続されているため、液体噴射ヘッドの組み立てにワイヤボンディングを行う特殊な装置を用いる必要があると共に、液体噴射ヘッド（保護基板）の小型化（高密度化）が困難であるという問題があった。
【０００４】
本発明は、簡単に組み立てることができると共にコンパクトに構成することができる基板アッセンブリ、インクジェットヘッド、基板アッセンブリの組立方法および基板アッセンブリの組立装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の基板アッセンブリは、両面にそれぞれ接着部を有するベースプレートと、平板状の基板本体および基板本体から「Ｌ」字状に屈曲する導通部から成る一対のフィルム基板と、を備え、相互の導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して一対のフィルム基板を対向配置する配置工程と、間隙にベースプレートを相対的に挿入して、ベースプレートの挿入端面を一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入工程と、一対のフィルム基板を内側に寄せて各基板本体を各接着部に接着する接着工程と、を経て、一対の導通部の先端面が微小間隙を存して対向するように一対のフィルム基板がベースプレートに組み付けられた基板アッセンブリであって、一対の導通部の先端部位が、挿入端面の延在方向において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成されていることを特徴とする。
【０００６】
ところで、複数の工程を経て組み立てられる上記の基板アッセンブリにおいて、ベースプレートの挿入端面が各導通部に接していない状態で、一対のフィルム基板の貼り付け作業（接着工程）を行うと、導通部の先端部位がベースプレートの側面に突き当たって貼り付け作業がうまくいかなかったり、ベースプレートの挿入端面と張り付けたフィルム基板の導通部との間に間隙が生じてしまう等の不具合が生ずる。このため、ベースプレートの挿入端面を各導通部の先端部位に突き当て、この部分をガイドとして貼り付け作業を行うことが必要となる。しかし、このようにすると、一対の導通部の突出寸法を長くする必要があり、一対の導通部が微小間隙を存して対向するように一対のフィルム基板をベースプレートに貼着するためには、ベースプレートを必要以上に厚手に形成する必要がある。
上記の構成によれば、一対の導通部の先端部位をベースプレートの挿入端面の延在方向（長手方向）において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成することで、各導通部を平面視台形に形成している。これにより、各導通部の幅広に形成された部位は、互いに内側に大きく入り込む形状となるため、各接着部と各基板本体との間隔を十分に取ることができ、且つベースプレートの挿入端面が各導通部に接触しガイド機能が損なわれることがない。すなわち、一対の導通部の先端部位におけるガイド機能を損なうことなく、一対の導通部の突出寸法の合計寸法を短くすることができ、その分、ベースプレートを薄手に形成することができる。したがって、基板アッセンブリ自体を小型化することができる。
【０００７】
この場合、各接着部が、両面粘着テープで構成されていることが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、一対のフィルム基板（基板本体）をベースプレートに対し、簡単に且つ強固に接着することができる。
【０００９】
また、この場合、各導通部は、先端部位に各フィルム基板を位置決めするための複数のアライメントマークを有していることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、一対のフィルム基板を正確に位置決めしつつ、ベースプレートに組み付けることができる。これにより、所定の精度で基板アッセンブリ製造することができる。
【００１１】
本発明のインクジェットヘッドは、ヘッド駆動部に接続されたヘッド基板が、上記した、いずれかの基板アッセンブリで構成されていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、小型化した基板アッセンブリを用いた小型のインクジェットヘッドを構成することができる。
【００１３】
この場合、ヘッド駆動部とヘッド基板とは、異方性導電接着剤により接続されていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、小型化した基板アッセンブリであっても、ヘッド駆動部とヘッド基板とを簡単に且つ適切に接続することができ、従来技術のように、ワイヤボンディングを行う特殊な装置を必要としない。
【００１５】
また、この場合、ヘッド駆動部が、複数の吐出ノズルに対応する複数の圧電素子であることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、小型化しつつ、従来通りの高精度な液滴吐出を行うことができる。
【００１７】
本発明の基板アッセンブリの組立方法は、上記した基板アッセンブリの組立方法であって、一対のフィルム基板の各導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して対向配置する配置工程と、間隙にベースプレートを相対的に挿入して、ベースプレートの挿入端面を一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入工程と、対向配置した各導通部の複数のアライメントマークを画像認識し、その認識結果に基づいて、一対のフィルム基板を内側に寄せ各基板本体を各接着部に接着する接着工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の基板アッセンブリの組立装置は、上記した基板アッセンブリの組立装置であって、各導通部が内向きとなるように一対のフィルム基板を対向配置した状態に保持すると共に、保持した一対のフィルム基板を互いに離接方向に移動させる配置・移動手段と、ベースプレートを保持すると共に、保持したベースプレートを間隙に相対的に挿入する挿入手段と、対向配置した各導通部の複数のアライメントマークを画像認識する画像認識手段と、配置・移動手段および挿入手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、一対のフィルム基板の各導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して対向配置する配置動作と、間隙にベースプレートを相対的に挿入して、ベースプレートの挿入端面を一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入動作と、対向配置した各導通部の複数のアライメントマークを画像認識し、その認識結果に基づいて、一対のフィルム基板を内側に寄せ各基板本体を各接着部に接着する接着動作と、を実施することを特徴とする。
【００１９】
これらの構成によれば、ベースプレートを薄手に形成することができるため、基板アッセンブリを薄手に構成することができる。また、正確に位置決めした状態で、一対のフィルム基板をベースプレートに組み付けることができる。これにより、小型且つ高精度な基板アッセンブリを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して、本発明のヘッド基板（基板アッセブリ）およびヘッド基板の組立方法を適用した組立装置について説明する。このヘッド基板は、一対の導通部を有する一対のＣＯＦ基板（フィルム基板）が対向するようにベースプレートの両面に貼着して構成されたものであり、インクジェットヘッドの吐出ノズルに対応する複数の圧電素子（ヘッド駆動部）に接続されるものである。そこで、先ず、インクジェットヘッドについて説明する。
【００２１】
図１および図２に示すように、インクジェットヘッド１は、吐出ノズル１６が穿設されたノズルプレート１１と、複数の圧力室１２ａが形成された流路形成基板１２と、圧電素子１９を保護する保護基板１３と、流路形成基板１２および保護基板１３に連通する共通室１７を封止するシール基板１４と、インクジェットヘッド１の外装を為すヘッドケース１５と、を下側から順に積層して構成されている。また、このインクジェットヘッド１には、ヘッドケース１５および保護基板１３を貫通して流路形成基板１２上に立設するように、ヘッド基板２が組み込まれている。ヘッド基板２は、圧電素子１９を駆動させるための駆動回路２５が実装された一対のＣＯＦ基板２２（フィルム基板）を、ベースプレート２１の両側面に接着されて成り、一対のＣＯＦ基板２２の下部折曲げ部分（後述する導通部２７）が、流路形成基板１２上の電極（後述するリード電極１８）に導通している。
【００２２】
ノズルプレート１１は、ステンレス等で形成され、流路形成基板１２の一方の面に接着剤等によって接着されている。また、ノズルプレート１１のノズル面には、複数の吐出ノズル１６が等ピッチで穿設されており、複数の吐出ノズル１６は、相互に平行に列設された２列のノズル列を構成している。
【００２３】
流路形成基板１２は、隔壁によって区画された複数の圧力室１２ａが、複数の吐出ノズル１６に対応するように幅方向に相互に平行に２列並設されている。流路形成基板１２の長手方向外側の領域には、図外の機能液供給装置から供給された機能液を貯留する共通室１７が形成されており、各圧力室１２ａと共通室１７とは、それぞれ供給路１２ｂを介して連通している。なお、共通室１７は、保護基板１３と連通しており、ヘッドケース１５に設けられた機能液導入口１５ａを介して機能液供給装置からの機能液の供給を受ける。
【００２４】
保護基板１３は、流路形成基板１２側から順に、弾性膜１３ａ、絶縁体膜１３ｂを介して流路形成基板１２に連結されている。絶縁体膜１３ｂ上には、複数の圧力室１２ａに対応する数の圧電素子１９が形成されており、保護基板１３には、厚さ方向に貫通する貫通孔１３ｃが形成されると共に、各圧電素子１９を収容するための機構部１３ｄが内側に凹設されている。各圧電素子１９には、リード電極１８の一方の端部が接続されており、リード電極１８の他方の端部は、貫通孔１３ｃ内に露出するように延設している。このリード電極１８の他方の端部には、上記したヘッド基板２（正確には各ＣＯＦ基板２２の導通部２７）が接続されるようになっている。そして、圧電素子１９に電圧を印加して絶縁体膜１３ｂ（および弾性膜１３ａ）を変形させることで、圧力室１２ａの体積変化を利用して共通室１７から機能液を導入すると共に、吐出ノズル１６から機能液滴を吐出する。
【００２５】
ヘッドケース１５は、保護基板１３側から順に、封止膜１４ａ、固定板１４ｂとから成るシール基板１４を介して保護基板１３に連結されている。この封止膜１４ａによってのみ共通室１７が封止されている。ヘッドケース１５には、保護基板１３に設けられた貫通孔１３ｃと連通するヘッド基板保持孔１５ｂが設けられており、ヘッド基板２は、ヘッド基板保持孔１５ｂ内に挿通されて接着剤（異方性導電ペースト）を介してリード電極１８と接続されている。
【００２６】
次に、図２および図３を参照して、ヘッド基板２（基板アッセンブリ）について説明する。ヘッド基板２は、上記したように、ステンレス製の板状部材であるベースプレート２１と、ベースプレート２１の両側面に貼付された一対のＣＯＦ基板２２（Chip On Film）と、から構成されている。ベースプレート２１は、詳細は図示しないが、略方形のステンレス板の中間上部に凹状の切欠き部を形成したものであり、ヘッド基板２をリード電極１８に接続する際に、この切欠き部の部分で、ヘッド基板２を押圧するようになっている。
【００２７】
各ＣＯＦ基板２２は、圧電素子１９を駆動させるための駆動回路２５と、駆動回路２５が実装されると共に、ベースプレート２１に接着される平板状の基板本体２６と、基板本体２６から「Ｌ」字状に屈曲する（折り曲げて形成した）導通部２７と、を備えている。一対のＣＯＦ基板２２は、各導通部２７の先端部位が内向きに対峙するように、且つベースプレート２１の下端面に沿うように配置されており、ベースプレート２１の両側側面に両面粘着テープ２３によって貼付されている。そして、一対の導通部２７は、流路形成基板１２上に突き当てられ、接着剤を介してリード電極１８に接続されている。
【００２８】
一対の導通部２７の先端部位は、ベースプレート２１の挿入端面２４の延在方向（長手方向）において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成されている（図３（ｃ）および（ｄ）の底面参照）。また、基板本体２６の長手方向、両端部位には、後述する各保持アーム５２に突設された一対のＣＯＦセットピン５５に係合する一対のＣＯＦセット孔２８が形成されており（いずれも図５参照）、各導通部２７の長手方向、両先端部位には、各ＣＯＦ基板２２を位置決めするための複数（各２つ）のアライメントマークＭが形成されている。
【００２９】
ここで、ヘッド基板２の組立手順について簡単に説明する。先ず、相互の導通部２７を内向きにして一対のＣＯＦ基板２２を対向配置し（図３（ａ）参照）、各ＣＯＦ基板２２の間隙にベースプレート２１を相対的に挿入する（図３（ｂ）参照）。そして、ベースプレート２１の挿入端面２４を一対の導通部２７の先端部位に突き当てた状態で（図３（ｃ）参照）、各ＣＯＦ基板２２を内側（ベースプレート２１側）に寄せて各基板本体２６を各両面粘着テープ２３に接着する（図３（ｄ）参照）。これにより、一対の導通部２７の先端面が微小な間隙を存して対向するように一対のＣＯＦ基板２２がベースプレート２１に組み付けられたヘッド基板２が完成する。
【００３０】
上記のように、一対の導通部２７は、各ＣＯＦ基板２２の貼り付け時（接着時）に、ガイドとしての役割を担っている。このため、ベースプレート２１の各両面粘着テープ２３と各基板本体２６とが接触しない間隙を設けつつ、挿入端面２４を各導通部２７の先端部位に突き当てるためには、各導通部２７を、この間隙とガイドなる部分を加味した寸法とする必要があり、ベースプレート２１を厚手な構成しないと、これに組み付けた一対のＣＯＦ基板２２の導通部２７同士が接触してしまうことになる。
【００３１】
そこで、本実施形態では、一対の導通部２７の先端部位は、ベースプレート２１の挿入端面２４の延在方向（長手方向）において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成することで右問題を解決している。具体的には、各導通部２７は、長手方向において、一方の幅を狭く、他方の幅を広くして、平面視台形に形成し、各ＣＯＦ基板２２は、一対の導通部２７を、幅が狭い側と広い側とが互いに向き合うように配置されている（図３（ｃ）の底面参照）。そして、一対の各ＣＯＦ基板２２は、一対の導通部２７の先端面が、長手方向、斜めに微小な間隙を存してベースプレート２１に貼り合わされる（図３（ｄ）の底面参照）。すなわち、一対の導通部２７の突出寸法の合計寸法を小さくしたとしても、幅広に形成された側の導通部２７が、ベースプレート２１の中心側に入り込んだ位置に配置されるため、ガイド機能が損なわれることがなく、また、各両面粘着テープ２３と各基板本体２６との間隔を十分に開けることができ、且つベースプレート２１の挿入端面２４が確実に接触することとなる。これにより、ベースプレート２１を薄く形成することができるため、ヘッド基板２を小型化することができる。
【００３２】
次に、図４ないし図７を参照して、ヘッド基板２の組立装置３について説明する。組立装置３は、一対のＣＯＦ基板２２を保持する基板組込み部３０と、ベースプレート２１を保持するプレート組込み部３１と、基板組込み部３０に併設した画像認識部３２（画像認識手段）と、組立装置３全体を統括制御する制御部３３（制御手段）と、から構成されている。
【００３３】
図４に示すように、基板組込み部３０は、対向配置した一対のＣＯＦ基板２２を互いに離接させる幅寄せ機構３４（配置・移動手段）と、幅寄せ機構３４をＹ軸方向にスライド自在に支持するＹ軸移動機構３５と、幅寄せ機構３４およびＹ軸移動機構３５を載置する機台３６と、を備えている。
【００３４】
図５に示すように、幅寄せ機構３４は、相互の導通部２７を内向きにして一対のＣＯＦ基板２２を対向配置する（セットする）一対の幅寄せアーム部４１と、幅寄せアーム部４１をＸ軸方向にスライド自在に支持する一対のＸ軸ガイドレール４２と、Ｘ軸ガイドレール４２を介して一対の幅寄せアーム部４１をセンターリング動作させるＸ軸機構部４３と、Ｘ軸機構部４３を駆動するＸ軸モーター４４と、を備えている。
【００３５】
幅寄せアーム部４１は、一対のＸ軸ガイドレール４２にスライド自在に係合する一対のＸ軸スライドアーム５１と、相互の導通部２７を内向きにして一対のＣＯＦ基板２２を対向配置する一対の保持アーム５２と、保持アーム５２の一方をＹ軸方向に移動させる微調機構５３と、を備えている。
【００３６】
一対のＸ軸スライドアーム５１は、Ｘ軸方向に並ぶように配設され、一対のＸ軸ガイドレール４２上を横断するように延在している。各Ｘ軸スライドアーム５１は、その裏面に設けられた一対のＸ軸スライダー５４により、各Ｘ軸ガイドレール４２にスライド自在に係合している。
【００３７】
一対の保持アーム５２は、それぞれ直方体に形成された部材であり、各保持アーム５２は、長手方向、一方の部位が、Ｘ軸ガイドレール４２から突き出すように延びた各Ｘ軸スライドアーム５１の端部位に固定されている。各保持アーム５２は、他方の端面を、相互に対向するように配置されており、各保持アーム５２の対向する端面には、真空吸引装置（図示省略）に連通する複数の吸引孔（図示省略）が形成されている。また、各保持アーム５２の対向する端面には、上記のＣＯＦ基板２２（基板本体２６）に形成された一対のＣＯＦセット孔２８に係合する一対のＣＯＦセットピン５５が突設されている。本実施形態では、この各ＣＯＦセットピン５５に各ＣＯＦセット孔２８を係合させることにより、位置決めされた状態で仮固定することができる。そして、真空吸引装置を駆動させ、複数の吸引孔を介して各ＣＯＦ基板２２（の基板本体２６）に吸引力を作用させることにより、各保持アーム５２にＣＯＦ基板２２を安定保持できるようになっている。
【００３８】
微調機構５３は、操作摘み５６を手動で回転操作することで、一方の保持アーム５２を基準として、他方の保持アーム５２をＹ軸方向に微小に移動させ、一対のＣＯＦ基板２２のＹ軸方向の位置ズレを調整するものである。これにより、真空吸着セットした一対のＣＯＦ基板２２の高精度なアライメント（位置決め）をすることができる。
【００３９】
Ｘ軸モーター４４は、ステッピングモーター等で構成されており、正転することで、Ｘ軸機構部４３を介して一対の幅寄せアーム部４１を接触する方向に移動させ、ＣＯＦ基板２２を相互に内向き方向に寄せる。また、逆転することにより、Ｘ軸機構部４３を介して一対の幅寄せアーム部４１を離反する方向に移動させ、ＣＯＦ基板２２を相互に外向き方向に引き離す。なお、Ｘ軸モーター４４およびＸ軸機構部４３に代えて、リニアモーターを用いるようにしてもよい。
【００４０】
図４に示すように、Ｙ軸移動機構３５は、幅寄せ機構３４を搭載したＹ軸テーブル４５（ステッピングモーター等）と、Ｙ軸テーブル４５をＹ軸方向にスライド自在に支持する一対のＹ軸ガイドレール４６と、Ｙ軸ガイドレール４６を介してＹ軸テーブル４５をＹ軸方向に移動させるＹ軸機構部４７と、Ｙ軸機構部４７を駆動するＹ軸モーター４８と、を備えている。このＹ軸移動機構３５は、幅寄せ機構３４を、一対のＣＯＦ基板２２の給材位置Ａ１（図４では手前側）とアライメント位置Ａ２（図４では奥側）との間で往復移動させる。
【００４１】
一対のＹ軸ガイドレール４６の間の機台３６上には、画像認識部３２が有する一対のＣＣＤカメラ７０（後述）がＹ軸方向に並ぶように固定的に配設されており、Ｙ軸テーブル４５には、一対のＣＣＤカメラ７０が臨むカメラ開口４９が形成されている。
【００４２】
この基板組込み部３０は、一対の保持アーム５２に保持された一対のＣＯＦ基板２２を一対のＣＣＤカメラ７０が臨むカメラ開口４９上に移動させる。そして、各導通部２７に形成されたアライメントマークＭの画像認識結果から、一対のＣＯＦ基板２２は、Ｙ軸方向の位置決め（アライメント）がなされる。その後、幅寄せ機構３４により、各ＣＯＦ基板２２はセンターリングされ、一対のＣＯＦ基板２２の間に挿入されたベースプレート２１に対して接着される。
【００４３】
図６に示すように、プレート組込み部３１は、ベースプレート２１を保持するプレート挟持機構３７と、プレート挟持機構３７をＺ軸方向にスライド自在に支持するＺ軸移動機構３８と、プレート挟持機構３７およびＺ軸移動機構３８を、基板組込み部の上方に支持するブラケット架台３９と、を備えている。
【００４４】
プレート挟持機構３７は、ベースプレート２１の長手方向両側から挟み込むようにして保持する挟持アーム部６１と、挟持アーム部６１をＹ軸方向にスライド自在に支持する一対のＹ軸アームガイドレール６２と、Ｙ軸アームガイドレール６２を介して挟持アーム部６１を直動させるＹ軸シリンダーユニット６３と、を備えている。
【００４５】
挟持アーム部６１は、一対のＹ軸アームガイドレール６２にスライド自在に係合する一対のＹ軸スライドアーム６４と、各Ｙ軸スライドアーム６４の下端部において突設した挟持アーム本体６５と、挟持アーム本体６５の自由端部から相互に対向するように突設した挟持部６６と、を備えている。
【００４６】
一対のＹ軸スライドアーム６４は、Ｙ軸方向に並ぶように配設され、その上方は、一対のＹ軸アームガイドレール６２上を横断するように延在している。各Ｙ軸スライドアーム６４は、その裏面に設けられた一対のＹ軸スライダーにより、各Ｙ軸アームガイドレール６２にスライド自在に係合している。各挟持部６６は、ベースプレート２１の長手方向、両側面（コバ部分）に、それぞれ接してベースプレート２１を挟持している。
【００４７】
一対のＹ軸シリンダーユニット６３は、図外のエアー供給装置から供給されたエアーにより駆動される復動のエアーシリンダーで構成されている。
【００４８】
このプレート挟持機構３７は、幅寄せ機構３４と同様に、各挟持アーム６１を中心に向かって離接自在に移動させるセンターリング機構で構成されている。この一対のＹ軸シリンダーユニット６３により、各挟持アーム６１（挟持部６６）を内側に寄せて、ベースプレート２１の長手方向両側面（コバ部分）を挟んで、ベースプレート２１を横向き鉛直姿勢に保持する。
【００４９】
Ｚ軸移動機構３８は、プレート挟持機構３７を搭載したＺ軸テーブル６８と、Ｚ軸テーブル６８をＺ軸方向にスライド自在に支持する一対のＺ軸ガイドレール６７と、Ｚ軸ガイドレール６７を介してＺ軸テーブル６８を直動させるＺ軸シリンダーユニット６９と、を備えている。
【００５０】
Ｚ軸シリンダーユニット６９は、上記した各Ｙ軸シリンダーユニット６３と同様に、エアー供給装置から供給されたエアーにより駆動される復動のエアーシリンダーで構成されている。なお、エアーシリンダーに代えて、ステッピングモーターやリニアモーター等を用いるようにしてもよい。詳細は後述するが、このプレート組込み部３１は、Ｚ軸シリンダーユニット６９を駆動することで、プレート挟持機構３７により挟持したベースプレート２１をＺ軸方向に移動させ、幅寄せ機構３４に所定の間隙を存してセットした一対のＣＯＦ基板２２相互の間隙に挿入する。
【００５１】
図４に示すように、画像認識部３２は、一対のＣＣＤカメラ７０であり、上記したように、一対のＹ軸ガイドレール４６の間にＹ軸方向に並んで配設されており、Ｙ軸テーブル４５のカメラ開口４９に臨む一対のＣＯＦ基板２２のアライメントマークＭを撮像する。なお、各画像認識部３２は、ＣＣＤカメラ７０に限られたものではなく、ＣＭＯＳカメラ等、他の撮像方式の撮像手段を用いてもよい。
【００５２】
図７に示すように、制御部３３は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成されており（図４参照）、組立装置３全体を統括制御するものであり、制御部３３は、キーボード等の入力デバイス７１を用いてユーザーからの各種パラメーターの入力を受けると共に、ディスプレイ７２やスピーカー７３等の出力手段により組立装置３の状態をユーザーに提示（報知）する。制御部３３には、各部３０，３１，３２を接続するためのインタフェース７４と、一時的に記憶可能な記憶領域を有し、制御処理のための作業領域として使用されるＲＡＭ７５と、各種記憶領域を有し、制御プログラムや制御データを記憶するＲＯＭ７６と、各手段からの各種データ等を記憶すると共に、各種データを処理するためのプログラム等を記憶するＨＤＤ７７と、ＲＯＭ７６やＨＤＤ７７に記憶されたプログラム等に従い、各種データを演算処理するＣＰＵ７８と、これらを互いに接続するバス７９と、が備えられている。
【００５３】
次に、図８を参照して、この組立装置３を用いたヘッド基板２の組立方法について説明する。このヘッド基板２の組立方法は、一対のＣＯＦ基板２２の各導通部２７を内向きに且つ所定の間隙を存して対向配置する配置工程Ｓ１と、その間隙にベースプレート２１を相対的に挿入して、ベースプレート２１の挿入端面２４を一対の導通部２７の先端部位に突き当てる挿入工程Ｓ２と、対向配置した各導通部２７の複数のアライメントマークＭを画像認識し、その認識結果に基づいて一対のＣＯＦ基板２２を内側に寄せて、各基板本体２６を各両面粘着テープ２３に接着する接着工程Ｓ３と、に大分される。配置工程Ｓ１および接着工程Ｓ３では、基板組込み部３０が、挿入工程Ｓ２では、プレート組込み部３１が用いられる。なお、以下の説明では、プレート組込み部３１のプレート挟持機構３７には、ベースプレート２１が、既に挟持されているものとする。
【００５４】
先ず、ユーザーは、Ｙ軸移動機構３５を駆動させ、幅寄せ機構３４を給材位置Ａ１に移動させる。そして、各導通部２７が下側になるように、且つ相互に内側を向くようにして、ＣＯＦ基板２２をＣＯＦセットピン５５に仮固定した後に、真空吸引装置を駆動させて一対のＣＯＦ基板２２を真空吸着セットする（配置工程Ｓ１）。この際、給材位置Ａ１において、仮固定作業を行い易いように、各保持アーム５２を広く離した状態で行うことが好ましい。
【００５５】
ＣＯＦ基板２２を真空吸着セットした後に、Ｙ軸移動機構３５を駆動させ、幅寄せ機構３４をアライメント位置Ａ２に移動させる。そして、幅寄せ機構３４を駆動させ、各ＣＯＦ基板２２を所定の間隙を構成するように移動させる。この間隙の大きさは、後の挿入工程Ｓ２においてベースプレート２１を挿入した際に、ベースプレート２１の両側面に貼付した両面粘着テープ２３が、ＣＯＦ基板２２に接触しない間隙を存している。なお、この間隙は、ベースプレート２１の厚みおよび導通部２７の最大幅によって異なるため、予め計算により求めておき、制御部３３に入力デバイス７１を介してパラメーターとして入力されているものとする。
【００５６】
次に、Ｚ軸移動機構３８を駆動させ、挟持されたベースプレート２１をＺ軸方向に移動させ、一対のＣＯＦ基板２２が形成する間隙に挿入する（挿入工程Ｓ２）。この挿入工程Ｓ２でのＺ軸方向の移動距離は予め設定されており、設定された距離だけ移動することによって、ベースプレート２１の挿入端面２４が、導通部２７に接触するようになっている。
【００５７】
ベースプレート２１の挿入端面２４が、各導通部２７に接触した後、ユーザーは、ディスプレイ７２に表示された各導通部２７のアライメントマークＭを確認しながら微調機構５３を操作して、各ＣＯＦ基板２２相互のＹ軸方向の位置ズレを補正（アライメント）する。なお、制御部３３が自動で行うようにしてもよい。
【００５８】
アライメントが終了した後、幅寄せ機構３４を駆動して、挿入されたベースプレート２１に対して両側面方向から挟み込むように各ＣＯＦ基板２２を移動させ、各基板本体２６を各両面粘着テープ２３に接着する（接着工程Ｓ３）。そして、制御部３３は、各ＣＯＦ基板２２をベースプレート２１に貼り合わせた後に、互いのＣＯＦ基板２２のＹ軸方向のズレが所定の範囲内であるか否かを判定する。なお、ズレの許容範囲は、予め制御部３３に入力デバイス７１を介してパラメーターとして入力されているものとする。
【００５９】
以上の構成によれば、一対の導通部２７の先端部位をベースプレート２１の挿入端面２４の延在方向（長手方向）において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成しているため、各両面粘着テープ２３と各基板本体２６との間隔を十分に取ることができ、且つベースプレート２１の挿入端面２４が各導通部２７に接触し易くなる。したがって、各導通部２７の接触部分を確保しつつ、ヘッド基板２を小型化することができる。もって、これを用いたインクジェットヘッド１の小型化も可能となる。また、本実施形態のインクジェットヘッド１では、小型化したヘッド基板２と各圧電素子１９（リード電極１８）とが、接着剤（異方性導電ペースト）により、簡単に且つ適切に接続されているため、接続部分が短絡して駆動回路２５が破壊される等の問題を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係るインクジェットヘッドの断面図である。
【図３】本実施形態に係るヘッド基板の組立手順について説明する側面図および底面図である。
【図４】本実施形態に係る組立装置の斜視図である。
【図５】組立装置の基板組込み部の斜視図である。
【図６】組立装置のプレート組込み部の斜視図である。
【図７】組立装置の制御部のブロック図である。
【図８】ヘッド基板の組立方法について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１：インクジェットヘッド、２：ヘッド基板、１９：圧電素子、２１：ベースプレート、２２：ＣＯＦ基板、２３：両面粘着テープ、２６：基板本体、２７：導通部、Ｍ：アライメントマーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面にそれぞれ接着部を有するベースプレートと、平板状の基板本体および前記基板本体から「Ｌ」字状に屈曲する導通部から成る一対のフィルム基板と、を備え、
相互の前記導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して前記一対のフィルム基板を対向配置する配置工程と、前記間隙に前記ベースプレートを相対的に挿入して、前記ベースプレートの挿入端面を前記一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入工程と、前記一対のフィルム基板を内側に寄せて前記各基板本体を前記各接着部に接着する接着工程と、を経て、前記一対の導通部の先端面が微小間隙を存して対向するように前記一対のフィルム基板が前記ベースプレートに組み付けられた基板アッセンブリであって、
前記一対の導通部の先端部位が、前記挿入端面の延在方向において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成されていることを特徴とする基板アッセンブリ。
【請求項２】
前記各接着部が、両面粘着テープで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板アッセンブリ。
【請求項３】
前記各導通部は、前記先端部位に前記各フィルム基板を位置決めするための複数のアライメントマークを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の基板アッセンブリ。
【請求項４】
ヘッド駆動部に接続されたヘッド基板が、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板アッセンブリで構成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記ヘッド駆動部と前記ヘッド基板とは、異方性導電接着剤により接続されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記ヘッド駆動部が、複数の吐出ノズルに対応する複数の圧電素子であることを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
請求項３に記載の基板アッセンブリの組立方法であって、
前記一対のフィルム基板の前記各導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して対向配置する配置工程と、
前記間隙に前記ベースプレートを相対的に挿入して、前記ベースプレートの挿入端面を前記一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入工程と、
対向配置した前記各導通部の前記複数のアライメントマークを画像認識し、その認識結果に基づいて、前記一対のフィルム基板を内側に寄せ前記各基板本体を前記各接着部に接着する接着工程と、を備えたことを特徴とする基板アッセンブリの組立方法。
【請求項８】
請求項３に記載の基板アッセンブリの組立装置であって、
前記各導通部が内向きとなるように前記一対のフィルム基板を対向配置した状態に保持すると共に、保持した前記一対のフィルム基板を互いに離接方向に移動させる配置・移動手段と、
前記ベースプレートを保持すると共に、保持した前記ベースプレートを前記間隙に相対的に挿入する挿入手段と、
対向配置した前記各導通部の前記複数のアライメントマークを画像認識する画像認識手段と、
前記配置・移動手段および前記挿入手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記一対のフィルム基板の前記各導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して対向配置する配置動作と、前記間隙に前記ベースプレートを相対的に挿入して、前記ベースプレートの挿入端面を前記一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入動作と、対向配置した前記各導通部の前記複数のアライメントマークを画像認識し、その認識結果に基づいて、前記一対のフィルム基板を内側に寄せ前記各基板本体を前記各接着部に接着する接着動作と、を実施することを特徴とする基板アッセンブリの組立装置。
【請求項１】
両面にそれぞれ接着部を有するベースプレートと、平板状の基板本体および前記基板本体から「Ｌ」字状に屈曲する導通部から成る一対のフィルム基板と、を備え、
相互の前記導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して前記一対のフィルム基板を対向配置する配置工程と、前記間隙に前記ベースプレートを相対的に挿入して、前記ベースプレートの挿入端面を前記一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入工程と、前記一対のフィルム基板を内側に寄せて前記各基板本体を前記各接着部に接着する接着工程と、を経て、前記一対の導通部の先端面が微小間隙を存して対向するように前記一対のフィルム基板が前記ベースプレートに組み付けられた基板アッセンブリであって、
前記一対の導通部の先端部位が、前記挿入端面の延在方向において、それぞれ斜めに且つ相補的形状に形成されていることを特徴とする基板アッセンブリ。
【請求項２】
前記各接着部が、両面粘着テープで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板アッセンブリ。
【請求項３】
前記各導通部は、前記先端部位に前記各フィルム基板を位置決めするための複数のアライメントマークを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の基板アッセンブリ。
【請求項４】
ヘッド駆動部に接続されたヘッド基板が、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板アッセンブリで構成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記ヘッド駆動部と前記ヘッド基板とは、異方性導電接着剤により接続されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記ヘッド駆動部が、複数の吐出ノズルに対応する複数の圧電素子であることを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
請求項３に記載の基板アッセンブリの組立方法であって、
前記一対のフィルム基板の前記各導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して対向配置する配置工程と、
前記間隙に前記ベースプレートを相対的に挿入して、前記ベースプレートの挿入端面を前記一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入工程と、
対向配置した前記各導通部の前記複数のアライメントマークを画像認識し、その認識結果に基づいて、前記一対のフィルム基板を内側に寄せ前記各基板本体を前記各接着部に接着する接着工程と、を備えたことを特徴とする基板アッセンブリの組立方法。
【請求項８】
請求項３に記載の基板アッセンブリの組立装置であって、
前記各導通部が内向きとなるように前記一対のフィルム基板を対向配置した状態に保持すると共に、保持した前記一対のフィルム基板を互いに離接方向に移動させる配置・移動手段と、
前記ベースプレートを保持すると共に、保持した前記ベースプレートを前記間隙に相対的に挿入する挿入手段と、
対向配置した前記各導通部の前記複数のアライメントマークを画像認識する画像認識手段と、
前記配置・移動手段および前記挿入手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記一対のフィルム基板の前記各導通部を内向きに且つ所定の間隙を存して対向配置する配置動作と、前記間隙に前記ベースプレートを相対的に挿入して、前記ベースプレートの挿入端面を前記一対の導通部の先端部位に突き当てる挿入動作と、対向配置した前記各導通部の前記複数のアライメントマークを画像認識し、その認識結果に基づいて、前記一対のフィルム基板を内側に寄せ前記各基板本体を前記各接着部に接着する接着動作と、を実施することを特徴とする基板アッセンブリの組立装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１３７５１４（Ｐ２０１０−１３７５１４Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１８６５３（Ｐ２００８−３１８６５３）
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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