液体吐出ヘッド及び画像形成装置並びに電気構造物の実装構造体。
【課題】圧電部材と配線部材の電気的接続信頼性を確保するために生産性が低下する。
【解決手段】ＣＳＰ１６の出力端子１６２と駆動柱１２Ａの個別外部電極２３とははんだバンプ１６４による半田４１Ｂで接合され、ＣＳＰ１６の入力端子１６１とＦＰＣ１５の配線電極とははんだバンプ１６３による半田４１Ａで接合され、ＣＳＰ１６の出力端子と圧電部材１２の個別外部電極２３とを接合する半田４１Ｂの厚みは、ＣＳＰ１６の入力端子とＦＰＣ１５の配線電極１５Aとを接合する半田４１Ａの厚みよりも薄くしている。
【解決手段】ＣＳＰ１６の出力端子１６２と駆動柱１２Ａの個別外部電極２３とははんだバンプ１６４による半田４１Ｂで接合され、ＣＳＰ１６の入力端子１６１とＦＰＣ１５の配線電極とははんだバンプ１６３による半田４１Ａで接合され、ＣＳＰ１６の出力端子と圧電部材１２の個別外部電極２３とを接合する半田４１Ｂの厚みは、ＣＳＰ１６の入力端子とＦＰＣ１５の配線電極１５Aとを接合する半田４１Ａの厚みよりも薄くしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置並びに電気構造物の実装構造体。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。
【０００３】
液体吐出ヘッドとしては、例えば液室内の液体であるインクを加圧し圧力を発生するための圧力発生手段としての圧電体、特に圧電層と内部電極を交互に積層した積層型圧電部材に溝加工を施して複数の柱状の圧電素子（圧電柱）を形成した圧電アクチュエータを備え、積層型圧電部材のｄ３３またはｄ３１方向の変位で液室に壁面を形成する弾性変形可能な振動板部材を変形させ、液室内容積、圧力を変化させて液滴を吐出させるいわゆる圧電型ヘッドが知られている。
【０００４】
このような圧電型ヘッドでは、圧電柱の内部電極を端面に引き出した共通電極となる共通外部電極（端面電極ともいう。）及び個別電極となる個別外部電極にそれぞれＦＰＣ（フレキシブル基板、フレキシブルプリントケーブル、フレキシブル配線基板）などの配線部材の共通配線電極、個別配線電極を接合し、各圧電柱に画像信号に応じた駆動信号を与えるようにしている。
【０００５】
しかしながら、ＦＰＣの膨張収縮により端子の累積ピッチ変動が生じ、狭くなった圧電素子の個別柱に対して接合ズレが発生し、接合部の断線、ショートが発生するおそれがある。
【０００６】
そこで、従来、共通電極及び個別電極として異なる面に形成された圧電素子の外部電極が、成形樹脂上に形成され、かつ、樹脂の端部から延長した樹脂との非接触領域をもつ立体配線基板の非接触領域に位置する電極部と接続している構造としたものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０００７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、圧電部材に複数の圧電柱をダイシング加工で形成するとき、配線パターンに合わせて圧電部材をダイシング加工する必要があり、ワークとなる圧電部材の配列精度を確保するために生産性が大幅に低減してしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、生産性を低下させることなく、圧電部材と配線部材の電気的接続信頼性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズルがそれぞれ通じる複数の個別液室を形成する流路部材と、
前記個別液室の一部の壁面を形成する振動板部材と、
前記振動板部材を変位させる圧電部材と、
前記圧電部材を駆動する駆動回路が実装されたチップサイズパッケージと、
前記駆動回路に接続される配線部材と、を有し、
前記チップサイズパッケージの出力端子と前記圧電部材の電極とは半田で接合され、前記チップサイズパッケージの入力端子と前記配線部材の配線電極とは半田で接合され、
前記チップサイズパッケージの出力端子と前記圧電部材の電極とを接合している半田の厚みよりも、前記チップサイズパッケージと入力端子と前記配線部材の配線電極とを接合している半田の厚みが厚い
構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、圧電部材の接合面と配線部材の接合面との間に段差があっても両者の電気的接続信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例の外観斜視説明図である。
【図２】同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向：図１のＡ−Ａ線）に沿う断面説明図である。
【図３】同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向：図１のＢ−Ｂ線）に沿う断面説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態の説明に供する要部拡大説明図である。
【図５】ＣＳＰの一例の説明に供する説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の説明に供するＣＳＰの平面説明図である。
【図７】同じくはんだバンプを設けた状態の図６の正面説明図である。
【図８】同じく圧電部材及びＦＰＣとＣＳＰとの関係の説明に供する説明図である。
【図９】同じくノズル配列方向（圧電柱配列方向）における圧電部材及びＦＰＣとＣＳＰとの関係の説明図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の説明に供する要部拡大説明図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の一例の機構部の側面説明図である。
【図１２】同機構部の要部平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッドの一例について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの外観斜視説明図、図２は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向：図１のＡ−Ａ線）に沿う断面説明図、図３は同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向：図１のＢ−Ｂ線）に沿う断面説明図である。
【００１４】
この液体吐出ヘッドは、ＳＵＳ基板などで形成した流路板（流路部材、流路基板、液室基板）１と、この流路板１の下面に接合した振動板を形成する振動板部材２と、流路板１の上面に接合したノズル板３とを有している。
【００１５】
これらの部材によって、液滴を吐出する複数のノズル４がそれぞれ連通する個別流路としての複数の液室（加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。）６、液室６にインクを供給する供給路を兼ねた流体抵抗部７、この流体抵抗部７を介して液室６に通じる液体導入部８を形成し、液体導入部８に振動板部材２に形成した供給口９を介して後述するフレーム部材１７に形成した共通液室１０からインクを供給する。
【００１６】
流路板１は、ＳＵＳ基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜き（プレス）などの機械加工することで、加圧液室６、流体抵抗部７などの開口をそれぞれ形成している。なお、流路板１は、例えば単結晶シリコン基板をエッチングして形成することなどもできる。
【００１７】
振動板部材２は、第１層２Ａと第２層２Ｂとで形成されて、第１層２Ａで薄肉部を形成し、第１層２Ａ及び第２層２Ｂで厚肉部を形成している。そして、この振動板部材２は、各液室６に対応してその壁面を形成する第１層２Ａで形成された各振動領域（ダイアフラム部）２ａを有し、この振動領域２ａの中に、面外側（液室６と反対面側）に第１層２Ａ及び第２層２Ｂの厚肉部で形成された島状凸部２ｂが設けられ、また、液室間隔壁３０に対応する部分に同様に厚肉部２ｃが設けられている。
【００１８】
そして、この振動板部材２の液室６と反対側に振動領域２ａを変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。
【００１９】
この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接着剤接合した複数（ここでは２つとする）の積層型圧電部材１２を有し、圧電部材１２にはハーフカットダイシングによって溝加工して１つの圧電部材１２に対して所要数の柱状の圧電素子（以下「圧電柱」という。）１２Ａ、１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成している。
【００２０】
なお、圧電部材１２の圧電柱１２Ａ、１２Ｂは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電柱を駆動柱１２Ａ、駆動波形を与えないで単なる支持柱として使用する圧電柱を非駆動柱１２Ｂとして区別している。つまり、所謂バイピッチ構成としている。
【００２１】
そして、駆動柱１２Ａの上端面（接合面）を振動板部材２の島状凸部２ｂに接合して接合している。また、非駆動柱１２Ｂの上端面は液室間隔壁３０に対応する位置で振動板部材２の厚肉部２ｃに接合している。
【００２２】
ここで、圧電部材１２は、圧電材料層２１と内部電極２２Ａ、２２Ｂとを交互に積層したものであり、内部電極２２Ａ、２２Ｂをそれぞれ端面、即ち圧電部材１２の振動板部材２に略垂直な側面（積層方向に沿う面）に引き出して、この側面に形成された端面電極である個別外部電極２３、共通外部電極２４に接続し、外部電極２３、２４間に電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。なお、共通外部電極２４は図示しない内部電極を通じて個別外部電極２３側の端面であって、圧電部材１２のノズル配列方向の端部に引出されている。
【００２３】
また、ベース部材１３のノズル配列方向と直交する方向の両側面には配線部材としてのフレキシブル配線基板であるＦＰＣ１５が設けられている。そして、圧電部材１２とＦＰＣ１５との間には、圧電部材１２の駆動柱１２Ａに駆動信号を与える駆動回路を実装したチップサイズパッケージ（以下「ＣＳＰ」という。）１６を設けている。
【００２４】
このＣＳＰ１６の出力端子と圧電部材１２の駆動柱１２Ａの個別外部電極２３及び図示しない取出し用共通外部電極（以下、単に「個別外部電極」のみで説明する。）とは半田で接合され、ＣＳＰ１６の入力端子とＦＰＣ１５の配線電極とは半田で接合されている。
【００２５】
ノズル板３は、ニッケル（Ｎｉ）の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法（電鋳）で製造している。このノズル板３には各液室６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル４を形成し、流路板１に接着剤接合している。そして、このノズル板３の液滴吐出側面（吐出方向の表面：吐出面、又は液室６側と反対の面）には撥水層を設けている。
【００２６】
さらに、これらの圧電部材１２、ベース部材１３及びＦＰＣ１５、ＣＳＰ１６などで構成される圧電アクチュエータ１１の外周側には、エポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材１７を接合している。そして、このフレーム部材１７には前述した共通液室１０を形成し、更に共通液室１０に外部からインクを供給するための供給口を形成し、この供給口１９は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。
【００２７】
このヘッドでは、圧電柱１２Ａ、１２Ｂは３００ｄｐｉの間隔でダイシングされており．それが対向して２列配置され、個別液室６及びノズル４は、１列１５０ｄｐｉの間隔で２列がそれぞれ千鳥配置に整列しており，３００ｄｐｉの解像度を１スキャンで得ることができる構成としている。
【００２８】
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば駆動柱１２Ａに印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動柱１２Ａが収縮し、振動板部材２の液室壁面を形成する振動領域２ａが下降して個別液室６の容積が膨張することで、個別液室６内にインクが流入し、その後駆動柱１２Ａに印加する電圧を上げて駆動柱１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材２の振動領域２ａをノズル４方向に変形させて液室６の容積を収縮させることにより、液室６内のインクが加圧され、ノズル４からインク滴が吐出（噴射）される。
【００２９】
そして、駆動柱１２Ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材２の振動領域２ａが初期位置に復元し、液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０から液室６内にインクが充填される。そこで、ノズル４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
【００３０】
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。
【００３１】
次に、本発明の第１実施形態について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は同実施形態の説明に供する要部拡大説明図、図５はＣＳＰの一例の説明に供する説明図である。
【００３２】
まず、ＣＳＰとは、半導体素子の電極端子をアクティブ領域にまで形成することで、端子ピッチを大きく（千鳥配置）したり、電極端子面積を大きくできるようにしたもので、チップサイズそのままに、配線を積層し再配線として形成したパッケージ構造の総称である。
【００３３】
本実施形態のＣＳＰ１６は、圧電部材１２の駆動柱１２Ａを駆動するドライバＩＣ１６０の入力端子１６１の配線パターンと出力端子１６２の配線パターンをアクティブ領域にまで形成し、入力端子１６１及び出力端子１６２にそれぞれはんだバンプ１６３、１６４を形成している。
【００３４】
そして、ＣＳＰ１６の出力端子１６２と駆動柱１２Ａの個別外部電極２３とははんだバンプ１６４による半田１６４Ａで接合され、ＣＳＰ１６の入力端子１６１とＦＰＣ１５の配線電極とははんだバンプ１６３による半田１６３Ａで接合されている。
【００３５】
ここで、ＣＳＰ１６の出力端子と圧電部材１２の個別外部電極２３とを接合する半田１６４Ａの厚みは、ＣＳＰ１６の入力端子とＦＰＣ１５の配線電極１５Ａとを接合する半田１６３Ａの厚みよりも薄くしている。
【００３６】
言い換えれば、ＣＳＰ１６の圧電部材１２側（出力端子１６２側）のはんだバンプ高さに対して、ＦＰＣ１５側（入力端子１６１側）のはんだバンプを高く形成している。この場合、ＣＳＰ１６の電極端子としては、出力端子１６２側は圧電部材１２の駆動柱１２Ａに対応してライン状に形成することが好ましい。一方、ＣＳＰ１６の入力端子１６１側ははんだバンプを高く形成するため、電極形状を出力端子１６２よりも大きくすることが好ましい。
【００３７】
つまり、ベース部材１３の接合された圧電部材１２とベース部材１３に配置されたＦＰＣ１５との間には段差があり、平行度のばらつきも発生する。そこで、ＣＳＰ１６の入力端子１６１側（ＦＰＣ１５側）のはんだバンプ高さを高くすることにより、段差を吸収するとともに傾きを吸収することができる。
【００３８】
また、ＣＳＰ１６の出力端子１６２の接合構造としては、入力端子１６１側に向かうに従って、圧電部材１２とのギャップが大きくなるように接合している。これにより、半田の濡れを活用してフィレットを形成することができる。そして、ギャップ部の端部で確実なる半田濡れと接合を確保することができ、ギャップが大きく形成された領域で圧電部材１２とＣＳＰ１６間の微細はんだ接合部の熱応力等に対して高い接合信頼性を確保することができる。
【００３９】
このように、圧電部材を駆動する駆動回路が実装されたチップサイズパッケージを有し、チップサイズパッケージの出力端子と圧電部材の電極とは半田で接合され、チップサイズパッケージの入力端子と配線部材の配線電極とは半田で接合され、チップサイズパッケージの出力端子と圧電部材の電極とを接合している半田の厚みよりも、チップサイズパッケージと入力端子と配線部材の配線電極とを接合している半田の厚みが厚い構成とすることで、圧電部材の接合面と配線部材の接合面との間に段差があっても両者の電気的接続信頼性を確保することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態について図６ないし図９を参照して説明する。なお、図６は同実施形態の説明に供するＣＳＰの平面説明図、図７は同じくはんだバンプを設けた状態の図６の正面説明図、図８は同じく圧電部材及びＦＰＣとＣＳＰとの関係の説明に供する説明図、図９は同じくノズル配列方向（圧電柱配列方向）における圧電部材及びＦＰＣとＣＳＰとの関係の説明図である。
【００４１】
ＣＳＰ１６には、ＦＰＣ１５の配線電極１５Ａと接続する入力端子１６１と、圧電部材１２の個別外部電極２３と接続する出力端子１６２とが設けられている。ＣＳＰ１６の出力端子１６２は圧電部材１２の個別外部電極２３に対向してライン状に配置されている。
【００４２】
また、ＣＳＰ１６の出力端子１６２は圧電部材１２の個別外部電極２３と接続する側を先端側とし、その反対側、即ち入力端子１６１側を根元側とするとき、根元側の面積を先端側よりも広く形成している。具体的には、出力端子１６２の入力端子１６１側に幅広部１６５を形成している。
【００４３】
この幅広部１６５の形状は、この例では円形状であるが、出力端子１６２と個別外部電極２３との接合部のはんだ供給量を調整することを目的とするため、幅広部１６５が形成されていれば、その他の形状でも良い。ただし、図８に示すように、隣接する個別外部電極２３あるいは出力端子１６２のパターン相互の短絡を防止するため、圧電部材１２と対向する接合部とは重なっていないことが条件となる。
【００４４】
ここで、このＣＳＰ１６を実装する圧電部材１２とＦＰＣ１５との平行度は保証されているものではない。つまり、微細接合を必要とする出力端子１６２の接合においては、出力端子１６２の配列方向（ノズル配列方向）両端部の出力端子１６２、１６２間において、接合高さにばらつきが発生する。
【００４５】
このとき、出力端子１６２に幅広部１６５を形成していることで、出力端子１６２と個別外部電極２３との接合部の半田量が足りない場合は、幅広部１６５の半田溜りから表面張力により接合部に半田が供給され、接合部で余剰の半田が発生した場合は、半田溜りで吸収することができる。
【００４６】
この点について図９を参照して具体的に説明する。図９に示すように、圧電部材１２とＦＰＣ１５とはノズル配列方向で平行でない場合がある。ＣＳＰ１６の実装に当っては、端子ピッチの狭い圧電部材１２側を基準に辺の平行度を調整して実装することになる。この結果、ＦＰＣ１５とＣＳＰ１６とは傾きを有した状態で接合されることになる。
【００４７】
そこで、このノズル配列方向におけるＣＳＰ１６の傾きを吸収するために、入力端子１６１側のはんだバンプ１６３の高さを高くすることで、傾きを持たせたまま確実に接合することができる。
【００４８】
また、圧電部材１２とＦＰＣ１５とは異なる構造物で構成されているため、接合面の高さにもばらつきを生じる。そこで、この接合面の高さばらつきを吸収するため、出力端子１６２の幅広部１６５において接合部へのはんだ量調整を行えるようにしている。
【００４９】
これにより、出力端子１６２と個別外部電極２３との接合部の断線、短絡等の発生を防止できるとともに、接合信頼性を向上させることができる。
【００５０】
次に、本発明の第3実施形態について図１０を参照して説明する。なお、図１０は同実施形態の説明に供する要部拡大説明図である。
本実施形態では、ＣＳＰ１６の出力端子側の面における圧電部材１２側の一辺１６６を圧電部材１２の個別外部電極２３の電極面に対して平行としている。そして、ＣＳＰ１６の上記一辺１６６を圧電部材１２の個別外部電極２３の電極面に当てて接触させることで、ＣＳＰ１６の出力端子１６２と圧電部材１２の個別外部電極２３との平行を確保している。
【００５１】
ＣＳＰ１６の出力端子１６２と圧電部材１２の個別外部電極２３とを平行に配置することで、ＣＳＰ１６のノズル配列方向における左右端の接合部の接合ギャップを均一にでき、微細はんだの接合状態を均一化することができる。
【００５２】
また、ＣＳＰ１６の一辺１６６を圧電部材１２の個別外部電極２３の電極面に当てて接触させる構成とすることで、簡単に平行を確保することができる。
【００５３】
ここで、ＣＳＰ１６の出力端子１６２と圧電部材１２の個別外部電極２３との接合部は、入力端子１６１側に近づくに従い接合ギャップが広くなっている。一方、ＦＰＣ１５と接合する入力端子１６１側の接合部では、平行度が確保されていない場合もあるが、はんだんバンプ１６３を高く形成していることから、そのばらつきを吸収して安定した接合信頼性を確保することができる。
【００５４】
なお、上記各実施形態の液体吐出ヘッドにインクを供給するタンクを一体にしインクタンク一体型ヘッドを構成することもできる。
【００５５】
また、上記実施形態では、２つの電気構造物である液体吐出ヘッドの圧電部材と配線部材とをＣＳＰを介して接続する例で説明したがこれに限るものではない。
【００５６】
すなわち、２つの電気構造物間にチップサイズパッケージを実装するとき、チップサイズパッケージは２つの電気構造物にそれぞれ半田接合され、チップサイズパッケージの端子ピッチが狭い端子側の半田の厚みに比べて端子ピッチの広い端子側の半田の厚みが厚く、端子ピッチの狭い端子側の接合部から端子ピッチの広い側に向かうに従ってチップサイズパッケージと２つの電気構造物間のギャップが広くなっている構成とすれば、２つの電気構造物の接続信頼性を向上することができる。
【００５７】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の一例について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１１は同装置の機構部の側面説明図、図１２は同機構部の要部平面説明図である。
【００５８】
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板２２１Ａ、２２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００５９】
このキャリッジ２３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドと同ヘッドに供給するインクを収容するタンクを一体化した記録ヘッド２３４を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００６０】
記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、一方の記録ヘッド２３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、他方の記録ヘッド２３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。なお、ここでは２ヘッド構成で４色の液滴を吐出する構成としているが、１ヘッド当たり４ノズル列配置とし、１個のヘッドで４色の各色を吐出させることもできる。
【００６１】
また、記録ヘッド２３４のタンク２３５には各色の供給チューブ２３６を介して、供給ユニット２２４によって各色のインクカートリッジ２１０から各色のインクが補充供給される。
【００６２】
一方、給紙トレイ２０２の用紙積載部（圧板）２４１上に積載した用紙２４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４４を備え、この分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。
【００６３】
そして、この給紙部から給紙された用紙２４２を記録ヘッド２３４の下方側に送り込むために、用紙２４２を案内するガイド２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とを備えるとともに、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト２５１を備えている。
【００６４】
この搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２５６を備えている。この帯電ローラ２５６は、搬送ベルト２５１の表層に接触し、搬送ベルト２５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト２５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ２５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
【００６５】
さらに、記録ヘッド２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備え、排紙ローラ２６２の下方に排紙トレイ２０３を備えている。
【００６６】
また、装置本体の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、この両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。
【００６７】
さらに、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む本発明に係るヘッドの維持回復装置である維持回復機構２８１を配置している。この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）２８２ａ、２８２ｂ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード２８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８４などを備えている。
【００６８】
また、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８８を配置し、この空吐出受け２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９などを備えている。
【００６９】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド２４５で案内され、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００７０】
このとき、帯電ローラ２５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２５１上に用紙２４２が給送されると、用紙２４２が搬送ベルト２５１に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。
【００７１】
そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。
【００７２】
このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えるので、高画質画像を安定して形成することができる。
【００７３】
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
【００７４】
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。
【００７５】
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。
【００７６】
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【００７７】
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１ 流路板
２ 振動板部材
３ ノズル板
４ ノズル
５ ノズル連通路
６ 加圧液室（個別液室、個別液室）
１０ 共通液室
１２ 圧電部材
１２Ａ、１２Ｂ 圧電柱
１５ ＦＰＣ（配線部材）
１５ 配線電極
１６ ＣＳＰ
２３ 個別外部電極
１６０ ドライバＩＣ（駆動回路）
１６１ 入力端子
１６２ 出力端子
１６３、１６４ はんだバンプ
１６３Ａ、１６４Ａ 半田
１６５ 幅広部
２３３ キャリッジ
２３４ａ、２３４ｂ 記録ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置並びに電気構造物の実装構造体。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。
【０００３】
液体吐出ヘッドとしては、例えば液室内の液体であるインクを加圧し圧力を発生するための圧力発生手段としての圧電体、特に圧電層と内部電極を交互に積層した積層型圧電部材に溝加工を施して複数の柱状の圧電素子（圧電柱）を形成した圧電アクチュエータを備え、積層型圧電部材のｄ３３またはｄ３１方向の変位で液室に壁面を形成する弾性変形可能な振動板部材を変形させ、液室内容積、圧力を変化させて液滴を吐出させるいわゆる圧電型ヘッドが知られている。
【０００４】
このような圧電型ヘッドでは、圧電柱の内部電極を端面に引き出した共通電極となる共通外部電極（端面電極ともいう。）及び個別電極となる個別外部電極にそれぞれＦＰＣ（フレキシブル基板、フレキシブルプリントケーブル、フレキシブル配線基板）などの配線部材の共通配線電極、個別配線電極を接合し、各圧電柱に画像信号に応じた駆動信号を与えるようにしている。
【０００５】
しかしながら、ＦＰＣの膨張収縮により端子の累積ピッチ変動が生じ、狭くなった圧電素子の個別柱に対して接合ズレが発生し、接合部の断線、ショートが発生するおそれがある。
【０００６】
そこで、従来、共通電極及び個別電極として異なる面に形成された圧電素子の外部電極が、成形樹脂上に形成され、かつ、樹脂の端部から延長した樹脂との非接触領域をもつ立体配線基板の非接触領域に位置する電極部と接続している構造としたものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−０００７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、圧電部材に複数の圧電柱をダイシング加工で形成するとき、配線パターンに合わせて圧電部材をダイシング加工する必要があり、ワークとなる圧電部材の配列精度を確保するために生産性が大幅に低減してしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、生産性を低下させることなく、圧電部材と配線部材の電気的接続信頼性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズルがそれぞれ通じる複数の個別液室を形成する流路部材と、
前記個別液室の一部の壁面を形成する振動板部材と、
前記振動板部材を変位させる圧電部材と、
前記圧電部材を駆動する駆動回路が実装されたチップサイズパッケージと、
前記駆動回路に接続される配線部材と、を有し、
前記チップサイズパッケージの出力端子と前記圧電部材の電極とは半田で接合され、前記チップサイズパッケージの入力端子と前記配線部材の配線電極とは半田で接合され、
前記チップサイズパッケージの出力端子と前記圧電部材の電極とを接合している半田の厚みよりも、前記チップサイズパッケージと入力端子と前記配線部材の配線電極とを接合している半田の厚みが厚い
構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、圧電部材の接合面と配線部材の接合面との間に段差があっても両者の電気的接続信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例の外観斜視説明図である。
【図２】同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向：図１のＡ−Ａ線）に沿う断面説明図である。
【図３】同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向：図１のＢ−Ｂ線）に沿う断面説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態の説明に供する要部拡大説明図である。
【図５】ＣＳＰの一例の説明に供する説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態の説明に供するＣＳＰの平面説明図である。
【図７】同じくはんだバンプを設けた状態の図６の正面説明図である。
【図８】同じく圧電部材及びＦＰＣとＣＳＰとの関係の説明に供する説明図である。
【図９】同じくノズル配列方向（圧電柱配列方向）における圧電部材及びＦＰＣとＣＳＰとの関係の説明図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の説明に供する要部拡大説明図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置の一例の機構部の側面説明図である。
【図１２】同機構部の要部平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッドの一例について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの外観斜視説明図、図２は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向：図１のＡ−Ａ線）に沿う断面説明図、図３は同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向：図１のＢ−Ｂ線）に沿う断面説明図である。
【００１４】
この液体吐出ヘッドは、ＳＵＳ基板などで形成した流路板（流路部材、流路基板、液室基板）１と、この流路板１の下面に接合した振動板を形成する振動板部材２と、流路板１の上面に接合したノズル板３とを有している。
【００１５】
これらの部材によって、液滴を吐出する複数のノズル４がそれぞれ連通する個別流路としての複数の液室（加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。）６、液室６にインクを供給する供給路を兼ねた流体抵抗部７、この流体抵抗部７を介して液室６に通じる液体導入部８を形成し、液体導入部８に振動板部材２に形成した供給口９を介して後述するフレーム部材１７に形成した共通液室１０からインクを供給する。
【００１６】
流路板１は、ＳＵＳ基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜き（プレス）などの機械加工することで、加圧液室６、流体抵抗部７などの開口をそれぞれ形成している。なお、流路板１は、例えば単結晶シリコン基板をエッチングして形成することなどもできる。
【００１７】
振動板部材２は、第１層２Ａと第２層２Ｂとで形成されて、第１層２Ａで薄肉部を形成し、第１層２Ａ及び第２層２Ｂで厚肉部を形成している。そして、この振動板部材２は、各液室６に対応してその壁面を形成する第１層２Ａで形成された各振動領域（ダイアフラム部）２ａを有し、この振動領域２ａの中に、面外側（液室６と反対面側）に第１層２Ａ及び第２層２Ｂの厚肉部で形成された島状凸部２ｂが設けられ、また、液室間隔壁３０に対応する部分に同様に厚肉部２ｃが設けられている。
【００１８】
そして、この振動板部材２の液室６と反対側に振動領域２ａを変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。
【００１９】
この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接着剤接合した複数（ここでは２つとする）の積層型圧電部材１２を有し、圧電部材１２にはハーフカットダイシングによって溝加工して１つの圧電部材１２に対して所要数の柱状の圧電素子（以下「圧電柱」という。）１２Ａ、１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成している。
【００２０】
なお、圧電部材１２の圧電柱１２Ａ、１２Ｂは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電柱を駆動柱１２Ａ、駆動波形を与えないで単なる支持柱として使用する圧電柱を非駆動柱１２Ｂとして区別している。つまり、所謂バイピッチ構成としている。
【００２１】
そして、駆動柱１２Ａの上端面（接合面）を振動板部材２の島状凸部２ｂに接合して接合している。また、非駆動柱１２Ｂの上端面は液室間隔壁３０に対応する位置で振動板部材２の厚肉部２ｃに接合している。
【００２２】
ここで、圧電部材１２は、圧電材料層２１と内部電極２２Ａ、２２Ｂとを交互に積層したものであり、内部電極２２Ａ、２２Ｂをそれぞれ端面、即ち圧電部材１２の振動板部材２に略垂直な側面（積層方向に沿う面）に引き出して、この側面に形成された端面電極である個別外部電極２３、共通外部電極２４に接続し、外部電極２３、２４間に電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。なお、共通外部電極２４は図示しない内部電極を通じて個別外部電極２３側の端面であって、圧電部材１２のノズル配列方向の端部に引出されている。
【００２３】
また、ベース部材１３のノズル配列方向と直交する方向の両側面には配線部材としてのフレキシブル配線基板であるＦＰＣ１５が設けられている。そして、圧電部材１２とＦＰＣ１５との間には、圧電部材１２の駆動柱１２Ａに駆動信号を与える駆動回路を実装したチップサイズパッケージ（以下「ＣＳＰ」という。）１６を設けている。
【００２４】
このＣＳＰ１６の出力端子と圧電部材１２の駆動柱１２Ａの個別外部電極２３及び図示しない取出し用共通外部電極（以下、単に「個別外部電極」のみで説明する。）とは半田で接合され、ＣＳＰ１６の入力端子とＦＰＣ１５の配線電極とは半田で接合されている。
【００２５】
ノズル板３は、ニッケル（Ｎｉ）の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法（電鋳）で製造している。このノズル板３には各液室６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル４を形成し、流路板１に接着剤接合している。そして、このノズル板３の液滴吐出側面（吐出方向の表面：吐出面、又は液室６側と反対の面）には撥水層を設けている。
【００２６】
さらに、これらの圧電部材１２、ベース部材１３及びＦＰＣ１５、ＣＳＰ１６などで構成される圧電アクチュエータ１１の外周側には、エポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材１７を接合している。そして、このフレーム部材１７には前述した共通液室１０を形成し、更に共通液室１０に外部からインクを供給するための供給口を形成し、この供給口１９は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。
【００２７】
このヘッドでは、圧電柱１２Ａ、１２Ｂは３００ｄｐｉの間隔でダイシングされており．それが対向して２列配置され、個別液室６及びノズル４は、１列１５０ｄｐｉの間隔で２列がそれぞれ千鳥配置に整列しており，３００ｄｐｉの解像度を１スキャンで得ることができる構成としている。
【００２８】
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば駆動柱１２Ａに印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動柱１２Ａが収縮し、振動板部材２の液室壁面を形成する振動領域２ａが下降して個別液室６の容積が膨張することで、個別液室６内にインクが流入し、その後駆動柱１２Ａに印加する電圧を上げて駆動柱１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材２の振動領域２ａをノズル４方向に変形させて液室６の容積を収縮させることにより、液室６内のインクが加圧され、ノズル４からインク滴が吐出（噴射）される。
【００２９】
そして、駆動柱１２Ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材２の振動領域２ａが初期位置に復元し、液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０から液室６内にインクが充填される。そこで、ノズル４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
【００３０】
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。
【００３１】
次に、本発明の第１実施形態について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は同実施形態の説明に供する要部拡大説明図、図５はＣＳＰの一例の説明に供する説明図である。
【００３２】
まず、ＣＳＰとは、半導体素子の電極端子をアクティブ領域にまで形成することで、端子ピッチを大きく（千鳥配置）したり、電極端子面積を大きくできるようにしたもので、チップサイズそのままに、配線を積層し再配線として形成したパッケージ構造の総称である。
【００３３】
本実施形態のＣＳＰ１６は、圧電部材１２の駆動柱１２Ａを駆動するドライバＩＣ１６０の入力端子１６１の配線パターンと出力端子１６２の配線パターンをアクティブ領域にまで形成し、入力端子１６１及び出力端子１６２にそれぞれはんだバンプ１６３、１６４を形成している。
【００３４】
そして、ＣＳＰ１６の出力端子１６２と駆動柱１２Ａの個別外部電極２３とははんだバンプ１６４による半田１６４Ａで接合され、ＣＳＰ１６の入力端子１６１とＦＰＣ１５の配線電極とははんだバンプ１６３による半田１６３Ａで接合されている。
【００３５】
ここで、ＣＳＰ１６の出力端子と圧電部材１２の個別外部電極２３とを接合する半田１６４Ａの厚みは、ＣＳＰ１６の入力端子とＦＰＣ１５の配線電極１５Ａとを接合する半田１６３Ａの厚みよりも薄くしている。
【００３６】
言い換えれば、ＣＳＰ１６の圧電部材１２側（出力端子１６２側）のはんだバンプ高さに対して、ＦＰＣ１５側（入力端子１６１側）のはんだバンプを高く形成している。この場合、ＣＳＰ１６の電極端子としては、出力端子１６２側は圧電部材１２の駆動柱１２Ａに対応してライン状に形成することが好ましい。一方、ＣＳＰ１６の入力端子１６１側ははんだバンプを高く形成するため、電極形状を出力端子１６２よりも大きくすることが好ましい。
【００３７】
つまり、ベース部材１３の接合された圧電部材１２とベース部材１３に配置されたＦＰＣ１５との間には段差があり、平行度のばらつきも発生する。そこで、ＣＳＰ１６の入力端子１６１側（ＦＰＣ１５側）のはんだバンプ高さを高くすることにより、段差を吸収するとともに傾きを吸収することができる。
【００３８】
また、ＣＳＰ１６の出力端子１６２の接合構造としては、入力端子１６１側に向かうに従って、圧電部材１２とのギャップが大きくなるように接合している。これにより、半田の濡れを活用してフィレットを形成することができる。そして、ギャップ部の端部で確実なる半田濡れと接合を確保することができ、ギャップが大きく形成された領域で圧電部材１２とＣＳＰ１６間の微細はんだ接合部の熱応力等に対して高い接合信頼性を確保することができる。
【００３９】
このように、圧電部材を駆動する駆動回路が実装されたチップサイズパッケージを有し、チップサイズパッケージの出力端子と圧電部材の電極とは半田で接合され、チップサイズパッケージの入力端子と配線部材の配線電極とは半田で接合され、チップサイズパッケージの出力端子と圧電部材の電極とを接合している半田の厚みよりも、チップサイズパッケージと入力端子と配線部材の配線電極とを接合している半田の厚みが厚い構成とすることで、圧電部材の接合面と配線部材の接合面との間に段差があっても両者の電気的接続信頼性を確保することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態について図６ないし図９を参照して説明する。なお、図６は同実施形態の説明に供するＣＳＰの平面説明図、図７は同じくはんだバンプを設けた状態の図６の正面説明図、図８は同じく圧電部材及びＦＰＣとＣＳＰとの関係の説明に供する説明図、図９は同じくノズル配列方向（圧電柱配列方向）における圧電部材及びＦＰＣとＣＳＰとの関係の説明図である。
【００４１】
ＣＳＰ１６には、ＦＰＣ１５の配線電極１５Ａと接続する入力端子１６１と、圧電部材１２の個別外部電極２３と接続する出力端子１６２とが設けられている。ＣＳＰ１６の出力端子１６２は圧電部材１２の個別外部電極２３に対向してライン状に配置されている。
【００４２】
また、ＣＳＰ１６の出力端子１６２は圧電部材１２の個別外部電極２３と接続する側を先端側とし、その反対側、即ち入力端子１６１側を根元側とするとき、根元側の面積を先端側よりも広く形成している。具体的には、出力端子１６２の入力端子１６１側に幅広部１６５を形成している。
【００４３】
この幅広部１６５の形状は、この例では円形状であるが、出力端子１６２と個別外部電極２３との接合部のはんだ供給量を調整することを目的とするため、幅広部１６５が形成されていれば、その他の形状でも良い。ただし、図８に示すように、隣接する個別外部電極２３あるいは出力端子１６２のパターン相互の短絡を防止するため、圧電部材１２と対向する接合部とは重なっていないことが条件となる。
【００４４】
ここで、このＣＳＰ１６を実装する圧電部材１２とＦＰＣ１５との平行度は保証されているものではない。つまり、微細接合を必要とする出力端子１６２の接合においては、出力端子１６２の配列方向（ノズル配列方向）両端部の出力端子１６２、１６２間において、接合高さにばらつきが発生する。
【００４５】
このとき、出力端子１６２に幅広部１６５を形成していることで、出力端子１６２と個別外部電極２３との接合部の半田量が足りない場合は、幅広部１６５の半田溜りから表面張力により接合部に半田が供給され、接合部で余剰の半田が発生した場合は、半田溜りで吸収することができる。
【００４６】
この点について図９を参照して具体的に説明する。図９に示すように、圧電部材１２とＦＰＣ１５とはノズル配列方向で平行でない場合がある。ＣＳＰ１６の実装に当っては、端子ピッチの狭い圧電部材１２側を基準に辺の平行度を調整して実装することになる。この結果、ＦＰＣ１５とＣＳＰ１６とは傾きを有した状態で接合されることになる。
【００４７】
そこで、このノズル配列方向におけるＣＳＰ１６の傾きを吸収するために、入力端子１６１側のはんだバンプ１６３の高さを高くすることで、傾きを持たせたまま確実に接合することができる。
【００４８】
また、圧電部材１２とＦＰＣ１５とは異なる構造物で構成されているため、接合面の高さにもばらつきを生じる。そこで、この接合面の高さばらつきを吸収するため、出力端子１６２の幅広部１６５において接合部へのはんだ量調整を行えるようにしている。
【００４９】
これにより、出力端子１６２と個別外部電極２３との接合部の断線、短絡等の発生を防止できるとともに、接合信頼性を向上させることができる。
【００５０】
次に、本発明の第3実施形態について図１０を参照して説明する。なお、図１０は同実施形態の説明に供する要部拡大説明図である。
本実施形態では、ＣＳＰ１６の出力端子側の面における圧電部材１２側の一辺１６６を圧電部材１２の個別外部電極２３の電極面に対して平行としている。そして、ＣＳＰ１６の上記一辺１６６を圧電部材１２の個別外部電極２３の電極面に当てて接触させることで、ＣＳＰ１６の出力端子１６２と圧電部材１２の個別外部電極２３との平行を確保している。
【００５１】
ＣＳＰ１６の出力端子１６２と圧電部材１２の個別外部電極２３とを平行に配置することで、ＣＳＰ１６のノズル配列方向における左右端の接合部の接合ギャップを均一にでき、微細はんだの接合状態を均一化することができる。
【００５２】
また、ＣＳＰ１６の一辺１６６を圧電部材１２の個別外部電極２３の電極面に当てて接触させる構成とすることで、簡単に平行を確保することができる。
【００５３】
ここで、ＣＳＰ１６の出力端子１６２と圧電部材１２の個別外部電極２３との接合部は、入力端子１６１側に近づくに従い接合ギャップが広くなっている。一方、ＦＰＣ１５と接合する入力端子１６１側の接合部では、平行度が確保されていない場合もあるが、はんだんバンプ１６３を高く形成していることから、そのばらつきを吸収して安定した接合信頼性を確保することができる。
【００５４】
なお、上記各実施形態の液体吐出ヘッドにインクを供給するタンクを一体にしインクタンク一体型ヘッドを構成することもできる。
【００５５】
また、上記実施形態では、２つの電気構造物である液体吐出ヘッドの圧電部材と配線部材とをＣＳＰを介して接続する例で説明したがこれに限るものではない。
【００５６】
すなわち、２つの電気構造物間にチップサイズパッケージを実装するとき、チップサイズパッケージは２つの電気構造物にそれぞれ半田接合され、チップサイズパッケージの端子ピッチが狭い端子側の半田の厚みに比べて端子ピッチの広い端子側の半田の厚みが厚く、端子ピッチの狭い端子側の接合部から端子ピッチの広い側に向かうに従ってチップサイズパッケージと２つの電気構造物間のギャップが広くなっている構成とすれば、２つの電気構造物の接続信頼性を向上することができる。
【００５７】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の一例について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１１は同装置の機構部の側面説明図、図１２は同機構部の要部平面説明図である。
【００５８】
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板２２１Ａ、２２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００５９】
このキャリッジ２３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドと同ヘッドに供給するインクを収容するタンクを一体化した記録ヘッド２３４を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００６０】
記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、一方の記録ヘッド２３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、他方の記録ヘッド２３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。なお、ここでは２ヘッド構成で４色の液滴を吐出する構成としているが、１ヘッド当たり４ノズル列配置とし、１個のヘッドで４色の各色を吐出させることもできる。
【００６１】
また、記録ヘッド２３４のタンク２３５には各色の供給チューブ２３６を介して、供給ユニット２２４によって各色のインクカートリッジ２１０から各色のインクが補充供給される。
【００６２】
一方、給紙トレイ２０２の用紙積載部（圧板）２４１上に積載した用紙２４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４４を備え、この分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。
【００６３】
そして、この給紙部から給紙された用紙２４２を記録ヘッド２３４の下方側に送り込むために、用紙２４２を案内するガイド２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とを備えるとともに、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト２５１を備えている。
【００６４】
この搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２５６を備えている。この帯電ローラ２５６は、搬送ベルト２５１の表層に接触し、搬送ベルト２５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト２５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ２５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
【００６５】
さらに、記録ヘッド２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備え、排紙ローラ２６２の下方に排紙トレイ２０３を備えている。
【００６６】
また、装置本体の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、この両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。
【００６７】
さらに、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む本発明に係るヘッドの維持回復装置である維持回復機構２８１を配置している。この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）２８２ａ、２８２ｂ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード２８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８４などを備えている。
【００６８】
また、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８８を配置し、この空吐出受け２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９などを備えている。
【００６９】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド２４５で案内され、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００７０】
このとき、帯電ローラ２５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２５１上に用紙２４２が給送されると、用紙２４２が搬送ベルト２５１に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。
【００７１】
そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。
【００７２】
このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えるので、高画質画像を安定して形成することができる。
【００７３】
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
【００７４】
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。
【００７５】
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。
【００７６】
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【００７７】
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１ 流路板
２ 振動板部材
３ ノズル板
４ ノズル
５ ノズル連通路
６ 加圧液室（個別液室、個別液室）
１０ 共通液室
１２ 圧電部材
１２Ａ、１２Ｂ 圧電柱
１５ ＦＰＣ（配線部材）
１５ 配線電極
１６ ＣＳＰ
２３ 個別外部電極
１６０ ドライバＩＣ（駆動回路）
１６１ 入力端子
１６２ 出力端子
１６３、１６４ はんだバンプ
１６３Ａ、１６４Ａ 半田
１６５ 幅広部
２３３ キャリッジ
２３４ａ、２３４ｂ 記録ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルがそれぞれ通じる複数の個別液室を形成する流路部材と、
前記個別液室の一部の壁面を形成する振動板部材と、
前記振動板部材を変位させる圧電部材と、
前記圧電部材を駆動する駆動回路が実装されたチップサイズパッケージと、
前記駆動回路に接続される配線部材と、を有し、
前記チップサイズパッケージの出力端子と前記圧電部材の電極とは半田で接合され、前記チップサイズパッケージの入力端子と前記配線部材の配線電極とは半田で接合され、
前記チップサイズパッケージの出力端子と前記圧電部材の電極とを接合している半田の厚みよりも、前記チップサイズパッケージと入力端子と前記配線部材の配線電極とを接合している半田の厚みが厚い
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記チップサイズパッケージの出力端子はライン状に配置され、前記圧電部材の電極と接合している部分を先端側、先端側と反対側を根元側とするとき、前記根元側は前記先端部側よりも面積が広く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記チップサイズパッケージの出力端子側の接合面側一辺は、前記圧電部材の電極の接合面と平行であることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記チップサイズパッケージの出力端子側の接合面側一辺は、前記圧電部材の電極の接合面に当たって接していることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
２つの電気構造物間にチップサイズパッケージを実装した電気構造物の実装構造体であって、
前記チップサイズパッケージは前記２つの電気構造物にそれぞれ半田接合され、
前記チップサイズパッケージの端子ピッチが狭い端子側の半田の厚みに比べて端子ピッチの広い端子側の半田の厚みが厚く、
前記端子ピッチの狭い端子側の接合部から前記端子ピッチの広い側に向かうに従って前記チップサイズパッケージと前記２つの電気構造物間のギャップが広くなっている
ことを特徴とする電気構造物の実装構造体。
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルがそれぞれ通じる複数の個別液室を形成する流路部材と、
前記個別液室の一部の壁面を形成する振動板部材と、
前記振動板部材を変位させる圧電部材と、
前記圧電部材を駆動する駆動回路が実装されたチップサイズパッケージと、
前記駆動回路に接続される配線部材と、を有し、
前記チップサイズパッケージの出力端子と前記圧電部材の電極とは半田で接合され、前記チップサイズパッケージの入力端子と前記配線部材の配線電極とは半田で接合され、
前記チップサイズパッケージの出力端子と前記圧電部材の電極とを接合している半田の厚みよりも、前記チップサイズパッケージと入力端子と前記配線部材の配線電極とを接合している半田の厚みが厚い
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記チップサイズパッケージの出力端子はライン状に配置され、前記圧電部材の電極と接合している部分を先端側、先端側と反対側を根元側とするとき、前記根元側は前記先端部側よりも面積が広く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記チップサイズパッケージの出力端子側の接合面側一辺は、前記圧電部材の電極の接合面と平行であることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記チップサイズパッケージの出力端子側の接合面側一辺は、前記圧電部材の電極の接合面に当たって接していることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
２つの電気構造物間にチップサイズパッケージを実装した電気構造物の実装構造体であって、
前記チップサイズパッケージは前記２つの電気構造物にそれぞれ半田接合され、
前記チップサイズパッケージの端子ピッチが狭い端子側の半田の厚みに比べて端子ピッチの広い端子側の半田の厚みが厚く、
前記端子ピッチの狭い端子側の接合部から前記端子ピッチの広い側に向かうに従って前記チップサイズパッケージと前記２つの電気構造物間のギャップが広くなっている
ことを特徴とする電気構造物の実装構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−５９９４０（Ｐ２０１３−５９９４０Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００５６７（Ｐ２０１１−２００５６７）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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