配線基板、ヘッドモジュール、液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置
【課題】ラインプリンタに用いられるヘッドのように、非常に限られた狭いスペースであっても、コネクタに対する配線基板の抜き差しを容易なものとして、生産性、組立性を大幅に向上させる。
【解決手段】フレキシブル配線基板３は、可撓性を有するとともに、フレキシブル配線基板３の端部側がコネクタ４ａへの挿入端子部３ａとなっており、フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａは、補強板３１が取り付けられ、補強板３１は、補強板３１の一部のみが接着層３２により挿入端子部３ａに固着されている。
【解決手段】フレキシブル配線基板３は、可撓性を有するとともに、フレキシブル配線基板３の端部側がコネクタ４ａへの挿入端子部３ａとなっており、フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａは、補強板３１が取り付けられ、補強板３１は、補強板３１の一部のみが接着層３２により挿入端子部３ａに固着されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置等に使用して好適な配線基板、この配線基板を用いて液体を吐出するためのヘッドの一部を構成したヘッドモジュール、並びにこのヘッドモジュールを用いた液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。詳しくは、液体吐出装置の制御基板等に設けられたコネクタに対して、配線基板の抜き差しを容易にする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液体吐出装置の一例として、インクを吐出するためのノズルを記録紙の幅に対応する長さに配置したラインヘッド式のインクジェットプリンタが知られている。そして、このようなラインプリンタに用いられるヘッド（液体吐出ヘッド）は、例えば、複数のヘッドモジュールが組み合わされて構成されており、各ヘッドモジュールは、発熱抵抗体（エネルギー発生素子）と発熱抵抗体の周囲に液室を形成するバリア層とを備えるヘッドチップをノズルシート上に正確に配置したものである。
【０００３】
このようなラインプリンタは、主走査方向のヘッドの移動手段を必要としないため、振動や騒音が低減され、印刷スピードを格段に速くすることが可能である。
しかし、その反面、ヘッドチップの数に応じて配線の本数が増大してしまうといった問題がある。配線の本数が増大すると、ヘッドにおける配線の引き回し等が複雑になり、製造工程や組立て工程における工数や手間が増加して煩雑となる。また、配線同士を誤って接続してしまう等の不具合が生じやすくなってしまう。
【０００４】
そこで、各ヘッドチップからの配線数を減じて、より少ない本数の配線により外部と接続することが可能なヘッドモジュールが開示されている。すなわち、ヘッドチップからの配線を、フレキシブル配線基板によって一部共通化するようにした技術である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３４０３２号公報
【０００５】
ここで、フレキシブル配線基板は、その一端側の電極とヘッドチップの電極とが電気的に接続され、フレキシブル配線基板の他端側が制御基板のコネクタへの挿入端子部となっている。そして、フレキシブル配線基板の挿入端子部には、コネクタに接続する場合に必要な厚さを確保するため、補強板が貼り付けられている。この補強板は、そのコネクタが推奨する厚さになるように、挿入端子部に必要最低限の面積で固着されたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のフレキシブル配線基板では、非常に限られた狭いスペースでコネクタに対する抜き差しを行う場合、フレキシブル配線基板を指でつまむことが困難なため、抜き差しを行うための特殊な工具を使用する必要がある。逆に、工具を使用せずに指で抜き差しを行おうとすると、フレキシブル配線基板を指で保持するための十分なスペースを確保しなければならない。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、ラインプリンタに用いられるヘッドのように、非常に限られた狭いスペースであっても、コネクタに対する配線基板の抜き差しを容易なものとして、生産性、組立性を大幅に向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項１の発明は、コネクタと電気的に接続するための配線基板であって、前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の端部側が前記コネクタへの挿入端子部となっており、前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の１つである請求項６の発明は、半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び制御基板と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、ノズルが形成されたノズルシートと、前記ヘッドチップの前記電極と前記制御基板のコネクタとを電気的に接続するための配線基板とを備え、前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出するヘッドモジュールであって、前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の一端側の電極と前記ヘッドチップの前記電極とが電気的に接続され、前記配線基板の他端側が前記制御基板の前記コネクタへの挿入端子部となっており、前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されていることを特徴とする。
【０００９】
上記発明においては、配線基板は、可撓性を有するとともに、配線基板の端部側がコネクタへの挿入端子部となっている。そして、配線基板の挿入端子部は、補強板が取り付けられ、この補強板は、補強板の一部のみが挿入端子部に固着されている。
したがって、挿入端子部に固着されていない部分の補強板を指でつまむことが可能となるので、コネクタに対する配線基板の抜き差しが容易になる。特に、ラインプリンタに用いられるヘッドのように、非常に限られた狭いスペースであっても、コネクタに対して配線基板を容易に抜き差しすることができる。
【００１０】
なお、本発明の配線基板は、以下の実施形態では、液体吐出ヘッド１におけるヘッドチップ２０の電極２３と制御基板４のコネクタ４ａとを電気的に接続するためのフレキシブル配線基板３が相当する。また、本発明のエネルギー発生素子は、ヒータ等の発熱抵抗体（発熱素子）、ピエゾ素子等の圧電素子、ＭＥＭＳ等を用いることが可能であるが、以下の実施形態では、サーマル方式の発熱抵抗体２２が相当する。さらにまた、実施形態では、１つのヘッドモジュール１０には８つのヘッドチップ２０が設けられる。そして、このヘッドモジュール１０を直列に２個接続してラインヘッド（Ａ４版の長さ）にするとともに、それを４列設けて、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色のカラーラインヘッドである液体吐出ヘッド１を形成している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の配線基板によれば、挿入端子部に固着されていない部分の補強板を指でつまむことが可能となるので、コネクタに対する配線基板の抜き差しが容易になる。特に、ラインプリンタに用いられるヘッドのように、非常に限られた狭いスペースであっても、コネクタに対して配線基板を容易に抜き差しすることができる。そのため、生産性、組立性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態である液体吐出ヘッド１を示す平面図であり、インクの吐出面側から見た図である。
液体吐出ヘッド１は、液体吐出装置（本実施形態では、カラーラインインクジェットプリンタ）に搭載されるヘッドとして用いられるものである。図１に示すように、液体吐出ヘッド１は、ヘッドフレーム２と、フレキシブル配線基板３（本発明における配線基板に相当するもの）と、複数のヘッドモジュール１０とから構成されている。ヘッドモジュール１０は、図１の平面図において、長手方向に２個、直列に接続されており、その２個のヘッドモジュール１０でＡ４横幅の長さをカバーして１色を印画するものである。そして、その直列に接続された２個のヘッドモジュール１０が４列設けられ、４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＫ）の液体吐出ヘッド１を構成している。
【００１３】
また、各ヘッドモジュール１０内には、８個のヘッドチップ２０が設けられている。図２は、１つのヘッドチップ２０の周囲を示す断面図である。
ヘッドチップ２０は、シリコン等からなる半導体基板２１と、この半導体基板２１の一方の面に析出形成された発熱抵抗体２２（本発明におけるエネルギー発生素子に相当するもの）とを備えている。半導体基板２１の発熱抵抗体２２が形成された面と同一面側であって発熱抵抗体２２が形成された縁部と反対側の縁部には、電極２３が形成されている。そして、発熱抵抗体２２と電極２３とは、半導体基板２１上に形成された導体部（図示せず）を介して接続されている。
【００１４】
ヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２が形成された面には、バリア層２４、及びノズルシート２５が積層されている。バリア層２４は、インク液室（加圧室）２６の側壁を形成するとともに、後述するヘッドチップ２０とノズルシート２５とを接着させる役目を果たすものである。バリア層２４は、例えば感光性環化ゴムレジストや露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、ヘッドチップ２０の半導体基板２１の発熱抵抗体２２が形成された面の全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去されることにより形成されている。また、バリア層２４は、発熱抵抗体２２の３辺の近傍を囲むように、平面的に見たときに略凹状に形成される。
【００１５】
さらにまた、ノズルシート２５は、複数のノズル２５ａが形成されたものであり、例えば、ニッケルによる電鋳技術により形成されたものである。そして、ノズルシート２５は、ノズル２５ａの位置が発熱抵抗体２２の位置と合うように、すなわちノズル２５ａが発熱抵抗体２２に対向するように、より具体的には、ノズル２５ａの中心軸と発熱抵抗体２２の中心とが平面的に見たときに一致するように、バリア層２４と貼り合わされている。
【００１６】
インク液室２６は、発熱抵抗体２２を囲むように、半導体基板２１とバリア層２４とノズルシート２５とから構成されたものであり、吐出するインクが満たされるとともに、インクの吐出時にはインクの加圧室となるものである。半導体基板２１の発熱抵抗体２２が形成された面がインク液室２６の底壁を構成し、バリア層２４の発熱抵抗体２２を略凹状に囲む部分がインク液室２６の側壁を構成し、ノズルシート２５がインク液室２６の天壁を構成している。そして、インク液室２６は、図２に示すように、ヘッドチップ２０と、モジュールフレーム１１との間の流路２７に連通している。
【００１７】
上記の１個のヘッドチップ２０には、通常、１００個単位の発熱抵抗体２２を備え、制御基板（図示せず）からの指令によってこれら発熱抵抗体２２のそれぞれを一意に選択して発熱抵抗体２２に対応するインク液室２６内のインクを、インク液室２６に対向するノズル２５ａから吐出させることができる。
【００１８】
すなわち、インク液室２６にインクが満たされた状態で、発熱抵抗体２２に短時間、例えば、１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、発熱抵抗体２２が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体２２と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。これによって、ノズル２５ａに接する部分の上記押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル２５ａから吐出される。そして、この液滴が印画紙上に着弾されることで、ドット（画素）が形成される。
【００１９】
続いて、ヘッドモジュール１０及びヘッドモジュール１０を複数用いた液体吐出ヘッド１のより詳細な構造について説明する。図３は、１つのモジュールフレーム１１を示す平面図である。
モジュールフレーム１１は、平面的に見たときに略長方形状に形成されるとともに、左右両端側には、略Ｌ形に切り欠かれた係合部１１ａを有する。
モジュールフレーム１１は、例えばステンレス鋼から形成され、厚みが約０．５ｍｍ程度のものであり、本実施形態では、８箇所に、略長方形状のヘッドチップ配置孔１１ｂが形成されている。ヘッドチップ配置孔１１ｂは、ヘッドチップ２０（図２参照）の外形よりわずかに大きな孔形を有し、ヘッドチップ２０を内部に完全に配置できるようになっている。
【００２０】
また、モジュールフレーム１１には、図１に示すヘッドフレーム２にネジ止め固定するための２つの取付穴１１ｄが形成されている。取付穴１１ｄは、ヘッドフレーム２にヘッドモジュール１０を取り付けるときに用いられるものである。さらにまた、各ヘッドチップ配置孔１１ｂの外縁部の一部を囲むように、溝１１ｃ（図３（ａ）中、ハッチング部）が形成されている。
【００２１】
そして、図３（ｂ）に示すように、ヘッドチップ配置孔１１ｂの周囲と溝１１ｃとで囲まれた領域に、接着剤１４が塗布（印刷）され、図３（ｃ）に示すように、ノズルシート２５がモジュールフレーム１１に貼着されている。なお、接着剤１４の領域は、ノズルシート２５が貼着されたときにノズルシート２５の外縁部とほぼ一致する大きさとなっており、ノズルシート２５の貼着に余分な接着剤１４は、溝１１ｃ内に入り込み、溝１１ｃによって吸収される。
【００２２】
また、ノズルシート２５によって、ヘッドチップ配置孔１１ｂの領域の一部が覆われるように貼着されている。さらにまた、ノズルシート２５は、モジュールフレーム１１に支持されるための必要最小限の大きさに形成されており、ノズルシート２５がヘッドチップ配置孔１１ｃ上に貼着されたときは、ノズルシート２５は、ヘッドチップ配置孔１１ｂ及び接着剤１４の塗布範囲にのみ存在する大きさに形成されている。すなわち、ノズルシート２５は、ヘッドチップ配置孔１１ｂの領域の必要な一部を覆うとともに、最小限の接着面積を有するように、必要最小限の大きさに形成されている。
【００２３】
なお、ノズル２５ａは、図２に示す１つのヘッドチップ２０における発熱抵抗体２２の数に対向する数の貫通穴を一方向に整列させたものであり、インクの吐出面（ノズルシート２５の外表面）に近づくに従って開口径が次第に小さくなるようにテーパーが付いた孔である。
【００２４】
また、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内に位置するノズル２５ａ列のノズル２５ａ間ピッチは、ヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２の配列ピッチと同一（解像度が６００ｄｐｉのヘッドモジュール１０を形成する場合には、約４２．３μｍ）となるように形成されている。
【００２５】
さらにまた、図３において、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列は、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列を結ぶライン（各ノズル２５ａの中心を通るライン）を考えたときに、そのラインがモジュールフレーム１１の長手方向に平行に引いたモジュールフレーム１１の中心線側に形成されている。また、各ヘッドチップ配置孔１１ｂを左側から順に、「Ｎ１」、「Ｎ２」、「Ｎ３」、・・、「Ｎ８」番目とすると、「Ｎ１」番目と「Ｎ３」、「Ｎ５」及び「Ｎ７」番目のヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列は、上記中心線に平行な一直線上に整列するように形成されている。「Ｎ２」、「Ｎ４」、「Ｎ６」及び「Ｎ８」番目の関係も同様である。
【００２６】
したがって、隣接するヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列、例えば「Ｎ１」番目と「Ｎ２」番目のヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列は、上記中心線に対して平行な２直線上に整列している。
なお、本実施形態では、１つのモジュールフレーム１１に対して８つのヘッドチップ配置孔１１ｂが形成されているが、これより多い又は少ないヘッドチップ配置孔１１ｂが形成されたときであっても、上記関係は満たされる。
【００２７】
そして、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内に、図２に示すように、バリア層２４を積層したヘッドチップ２０が配置・固定されている。この場合、ヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２の真下に、ノズル２５ａが位置するように、例えば±１μｍ程度の精度で配置・固定されている。
【００２８】
このように、バリア層２４が形成されたヘッドチップ２０がヘッドチップ配置孔１１ｂ内に配置され、ノズルシート２５とヘッドチップ２０とが接着されることにより、ノズルシート２５のヘッドチップ２０側の面と、バリア層２４と、ヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２が形成された面とによって、上記のようなインク液室２６が形成されることとなる。
【００２９】
さらにまた、ヘッドチップ２０がノズルシート２５に貼着された状態で、ヘッドチップ２０の電極２３は、ノズルシート２５により隠蔽されることなく、外部に露出している。そして、ヘッドチップ２０側に設けられた電極２３と、フレキシブル配線基板３とが接合（電気的接続）されている。図４は、フレキシブル配線基板３を接合した状態のヘッドモジュール１０を示す平面図であり、インクの吐出面側から見た図である。なお、図４中、前面側（インクの吐出面側）がノズルシート２５の貼着面側であるが、図面の理解しやすさのために、反対側の面から貼着したヘッドチップ２０を、実線（ハッチング部）で図示している。
【００３０】
フレキシブル配線基板３は、銅箔をポリイミド等で両面側から挟み込んだ、いわゆるサンドイッチ構造をなすものであり、可撓性を有している。そして、１つのヘッドモジュール１０に対し、２枚のフレキシブル配線基板３が取り付けられている。ここで、ヘッドチップ２０は、４個ずつ２列に並んで配置されているが、各列で１枚のフレキシブル配線基板３が取り付けられ、各フレキシブル配線基板３に形成された配線パターンの一端側がヘッドチップ２０の電極２３（図２参照）に接合されている。
【００３１】
ヘッドチップ２０の電極２３と、フレキシブル配線基板３とは、図２に示すように、異方性導電膜２８を介して接続されている（ＡＣＦ接続）。そして、ヘッドチップ２０とモジュールフレーム１１との間の隙間（流路２７の反対側）には、エポキシ樹脂等の樹脂２９が設けられ、異方性導電膜２８を封止している。これは、ヘッドモジュール１０の使用時には、ヘッドチップ２０の周囲（図２中、上側）がインクで浸される構造であることから、活電部にインクが侵入してショートしないようにしたものである。また、ノズルシート２５の外縁とフレキシブル配線基板３の外縁とは、近接するように取り付けられているが、その隙間は、ノズルシート２５側から設けられた樹脂３０によって封止されている。
【００３２】
一方、各フレキシブル配線基板３の他端側は、後述する制御基板４のコネクタ４ａに対する挿入端子部３ａとなっており、この挿入端子部３ａには、絶縁性物質からなる補強板３１が固着されている。図５は、フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａを示す平面図及び断面図である。
【００３３】
補強板３１は、接着層３２を介して、補強板３１の一部のみが間隔を持って挿入端子部３ａに固着されている。そのため、フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａは、補強板３１及び接着層３２により、コネクタ４ａに接続するための必要な厚さが確保されることとなる。また、補強板３１は絶縁性物質からなるので、フレキシブル配線基板３に形成された配線パターンがショートすることはない。
【００３４】
ここで、フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａをコネクタ４ａに接続するには、挿入端子部３ａに固着されていない部分の補強板３１を指でつまんでコネクタ４ａに差し込めば良い。すなわち、補強板３１は、図５（ａ）に示すように、補強板３１の一端と挿入端子部３ａの先端とが一致するように取り付けられるとともに、補強板３１の一端側のみが接着層３２で挿入端子部３ａに固着され、補強板３１の他端側は固着されていない。また、補強板３１は、接着層３２を介して挿入端子部３ａと間隔を持って固着されている。さらにまた、フレキシブル配線基板３は、可撓性を有している。そのため、補強板３１の固着されていない他端側は、図５（ｂ）に示すように、フレキシブル配線基板３との間隔を広げて、容易に指でつまむことができる。そして、そのまま補強板３１を矢印のように押し込めば、コネクタ４ａに簡単に差し込むことができ、接続が完了する。
【００３５】
したがって、本実施形態のフレキシブル配線基板３は、補強板３１のフレキシブル配線基板３と固着されていない部分を持つことにより、フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａをコネクタ４ａに簡単に差し込むことができる。逆に、挿入端子部３ａを取り外す場合にも、同じ部分を持って簡単に抜き出すことができる。
【００３６】
また、補強板３１の両側面には、半円形状の切込み部３１ａが形成されている。この切込み部３１ａは、補強板３１及びフレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａをコネクタ４ａにしっかりと差し込むと、コネクタ４ａからちょうど露出する位置にある。そのため、切込み部３１ａによって挿入端子部３ａのコネクタ４ａへの挿入位置が確認可能であり、切込み部３１ａがコネクタ４ａからちょうど露出する位置まで補強板３１を差し込むことにより、挿入端子部３ａがコネクタ４ａの所定の位置まで確実に挿入されたかを目視で確認でき、誤装着が防止される。さらにまた、挿入端子部３ａをコネクタ４ａから抜き出す際には、切込み部３１ａを指の引っ掛かりとすることができるので、抜き差しの取扱い性が向上する。
【００３７】
このように、ヘッドチップ２０には、コネクタ４ａに対する挿入端子部３ａに補強板３１が取り付けられたフレキシブル配線基板３が接合（電気的接続）される。そして、ヘッドチップ２０の上部を覆うように、バッファタンク１２が接着される。図６は、バッファタンク１２を接合した状態のヘッドモジュール１０を示す平面図であり、図４と反対側の面から見た図である。
バッファタンク１２は、インクを一時貯留するためのタンクであり、１つのヘッドモジュール１０に対して１つ設けられる。
【００３８】
バッファタンク１２は、平面図で見たときに、モジュールフレーム１１とほぼ同等の形状をなしている。そして、図２に示すように、バッファタンク１２の下面側（モジュールフレーム１１との接着面側）が開口されるとともに、側壁及び天壁が同一厚みに形成され、断面が略逆凹形となるように形成されている。したがって、バッファタンク１２の内部には、空洞となったインク流路（図２中、網点部）が形成されることとなる。
【００３９】
バッファタンク１２がモジュールフレーム１１上に取り付けられると、全てのヘッドチップ配置孔１１ｂ（図３参照）を覆うようになる。また、図２に示すように、バッファタンク１２内と、各ヘッドチップ２０のインク液室２６とは、モジュールフレーム１１とヘッドチップ２０との間の流路２７を介して連通する。これにより、バッファタンク１２は、ヘッドモジュール１０における全てのヘッドチップ２０に共通するインク流路を形成し、インク液室２６に供給するインクを一時貯留する。なお、バッファタンク１２は、本実施形態では特に、モジュールフレーム１１を固定するための剛性のある支持部材ともなっている。
【００４０】
さらに、このようなヘッドモジュール１０を複数用いて、１つの液体吐出ヘッド１が形成される。すなわち、図１に示すように、剛性のあるヘッドフレーム２には、ヘッドモジュール配置孔２ａが形成されており、このヘッドモジュール配置孔２ａ内に、本実施形態では８つのヘッドモジュール１０を並べて配置している（２つのヘッドモジュール１０を直列に接続するとともに、その直列に接続されたヘッドモジュール１０を４段に並べている）。
【００４１】
また、各ヘッドモジュール１０は、ネジ５によってヘッドフレーム２にネジ止めされ、位置決めされている。図７は、全てのヘッドモジュール１０を収容した状態のヘッドフレーム２を示す平面図であり、図１と反対側の面から見た図である。
図７に示すように、図１と反対側の面では、８つのヘッドモジュール１０の各バッファタンク１２が見えている。そして、バッファタンク１２の天壁には、インク供給孔１２ａが形成されており、このインク供給孔１２ａを介してインクタンク（図示せず）からバッファタンク１２内にインクが供給される。また、１つのヘッドモジュール１０に対して２つのフレキシブル配線基板３及び補強板３１（図２中、ハッチング部）が、紙面に対して垂直に延びている。
【００４２】
バッファタンク１２の天壁側には、全てのバッファタンク１２を覆うように制御基板４が配置される。図８は、制御基板４を示す平面図である。
制御基板４は、インクの吐出等を制御するためのものであり、制御基板４上には、各種コンデンサの他、フレキシブル配線基板３と接続するためのコネクタ４ａが設けられている。また、このコネクタ４ａの近傍には、フレキシブル配線基板３及び補強板３１を通す切欠き部４ｂが形成されている。さらにまた、インク供給孔１２ａ（図６参照）と対向する部分に、開口部４ｃ及び接続口部４ｄが形成されている。
【００４３】
コネクタ４ａ及び切欠き部４ｂは、図４に示す１つのヘッドモジュール１０の２枚のフレキシブル配線基板３に対応して２つずつ形成され、合計では、２個直列×４段のヘッドモジュール１０に対応してそれぞれ１６個ある。また、開口部４ｃは、４段のヘッドモジュール１０に対応して４つ形成されている。さらにまた、接続口部４ｄは、４段のヘッドモジュール１０の両端に対応して、８つ形成されている。
【００４４】
この制御基板４は、ネジ穴４ｅにより、図７に示す状態のヘッドフレーム２のネジ穴２ｂとネジ止めされる。図９は、制御基板４を取り付けた状態の液体吐出ヘッド１を示す平面図であり、図１と反対側の面から見た図である。
図９に示すように、制御基板４は、ネジ６によってヘッドフレーム２にネジ止めされる。この際、可撓性のあるフレキシブル配線基板３及び補強板３１は、切欠き部４ｂを通って制御基板４の下側から上側に抜け、制御基板４のコネクタ４ａに接続される。したがって、各ヘッドモジュール１０（図１参照）は、フレキシブル配線基板３を介して、背後にある制御基板４と電気的に接続されることとなる。
【００４５】
ここで、各フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａには、一部のみが固着された補強板３１が取り付けられているので、補強板３１の固着されていない部分を指でつまむことにより、制御基板４上の非常に限られた狭いスペースにある１６個のコネクタ４ａに各フレキシブル配線基板３をそれぞれ容易に抜き差しすることができる。また、補強板３１の切込み部３１ａの位置を確認することにより、フレキシブル配線基板３がコネクタ４ａに正しく装着されたかどうかを目視で確認することができ、誤装着が防止される。さらにまた、切込み部３１ａが引っ掛かりとなり、抜き差しの際の取扱い性も向上する。
【００４６】
さらに、制御基板４の各開口部４ｃ及び各接続口部４ｄにより、図７に示すバッファタンク１２の全てのインク供給孔１２ａは、制御基板４により隠蔽されることなく、外部に露出する。そのため、制御基板４の外部からバッファタンク１２の各段ごとにそれぞれＵ字管１３の両端部及びインク供給管１４の端部を差し込めば、各段のバッファタンク１２にインクが供給されるようになる。そして、直列に接続された２つのバッファタンク１２を１段として、Ａ４対応のラインヘッドが形成され、直列に並ぶ２つのバッファタンク１２を４段に並べることにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＫの４色（カラー）対応のカラーラインヘッドが形成されることとなる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形等が可能である。すなわち、本実施形態においては、フレキシブル配線基板３を液体吐出ヘッド１に適用しているが、これに限らず、各種のコネクタに対する接続に適用することができる。また、補強板３１は、接着層３２を介して挿入端子部３ａと間隔を持って固着しているが、これに限定されるものではない。さらにまた、切込み部３１ａに限らず、溝・穴・段差・凹凸形状等を形成して指の引っ掛かりとしても良い。さらに、補強板３１は、絶縁性物質以外から形成されたものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態である液体吐出ヘッドを示す平面図であり、インクの吐出面側から見た図である。
【図２】１つのヘッドチップの周囲を示す断面図である。
【図３】１つのモジュールフレームを示す平面図である。
【図４】フレキシブル配線基板を接合した状態のヘッドモジュールを示す平面図であり、インクの吐出面側から見た図である。
【図５】フレキシブル配線基板の挿入端子部を示す平面図及び断面図である。
【図６】バッファタンクを接合した状態のヘッドモジュールを示す平面図であり、図４と反対側の面から見た図である。
【図７】全てのヘッドモジュールを収容した状態のヘッドフレームを示す平面図であり、図１と反対側の面から見た図である。
【図８】制御基板を示す平面図である。
【図９】制御基板を取り付けた状態の液体吐出ヘッドを示す平面図であり、図１と反対側の面から見た図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 液体吐出ヘッド
３ フレキシブル配線基板（配線基板）
３ａ 挿入端子部
４ 制御基板
４ａ コネクタ
１０ ヘッドモジュール
２０ ヘッドチップ
２１ 半導体基板
２２ 発熱抵抗体（エネルギー発生素子）
２３ 電極
２４ バリア層
２５ ノズルシート
２５ａ ノズル
２６ インク液室（液室）
３１ 補強板
３１ａ 切込み部
３２ 接着層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置等に使用して好適な配線基板、この配線基板を用いて液体を吐出するためのヘッドの一部を構成したヘッドモジュール、並びにこのヘッドモジュールを用いた液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。詳しくは、液体吐出装置の制御基板等に設けられたコネクタに対して、配線基板の抜き差しを容易にする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液体吐出装置の一例として、インクを吐出するためのノズルを記録紙の幅に対応する長さに配置したラインヘッド式のインクジェットプリンタが知られている。そして、このようなラインプリンタに用いられるヘッド（液体吐出ヘッド）は、例えば、複数のヘッドモジュールが組み合わされて構成されており、各ヘッドモジュールは、発熱抵抗体（エネルギー発生素子）と発熱抵抗体の周囲に液室を形成するバリア層とを備えるヘッドチップをノズルシート上に正確に配置したものである。
【０００３】
このようなラインプリンタは、主走査方向のヘッドの移動手段を必要としないため、振動や騒音が低減され、印刷スピードを格段に速くすることが可能である。
しかし、その反面、ヘッドチップの数に応じて配線の本数が増大してしまうといった問題がある。配線の本数が増大すると、ヘッドにおける配線の引き回し等が複雑になり、製造工程や組立て工程における工数や手間が増加して煩雑となる。また、配線同士を誤って接続してしまう等の不具合が生じやすくなってしまう。
【０００４】
そこで、各ヘッドチップからの配線数を減じて、より少ない本数の配線により外部と接続することが可能なヘッドモジュールが開示されている。すなわち、ヘッドチップからの配線を、フレキシブル配線基板によって一部共通化するようにした技術である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３４０３２号公報
【０００５】
ここで、フレキシブル配線基板は、その一端側の電極とヘッドチップの電極とが電気的に接続され、フレキシブル配線基板の他端側が制御基板のコネクタへの挿入端子部となっている。そして、フレキシブル配線基板の挿入端子部には、コネクタに接続する場合に必要な厚さを確保するため、補強板が貼り付けられている。この補強板は、そのコネクタが推奨する厚さになるように、挿入端子部に必要最低限の面積で固着されたものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のフレキシブル配線基板では、非常に限られた狭いスペースでコネクタに対する抜き差しを行う場合、フレキシブル配線基板を指でつまむことが困難なため、抜き差しを行うための特殊な工具を使用する必要がある。逆に、工具を使用せずに指で抜き差しを行おうとすると、フレキシブル配線基板を指で保持するための十分なスペースを確保しなければならない。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、ラインプリンタに用いられるヘッドのように、非常に限られた狭いスペースであっても、コネクタに対する配線基板の抜き差しを容易なものとして、生産性、組立性を大幅に向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
本発明の１つである請求項１の発明は、コネクタと電気的に接続するための配線基板であって、前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の端部側が前記コネクタへの挿入端子部となっており、前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の１つである請求項６の発明は、半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び制御基板と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、ノズルが形成されたノズルシートと、前記ヘッドチップの前記電極と前記制御基板のコネクタとを電気的に接続するための配線基板とを備え、前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出するヘッドモジュールであって、前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の一端側の電極と前記ヘッドチップの前記電極とが電気的に接続され、前記配線基板の他端側が前記制御基板の前記コネクタへの挿入端子部となっており、前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されていることを特徴とする。
【０００９】
上記発明においては、配線基板は、可撓性を有するとともに、配線基板の端部側がコネクタへの挿入端子部となっている。そして、配線基板の挿入端子部は、補強板が取り付けられ、この補強板は、補強板の一部のみが挿入端子部に固着されている。
したがって、挿入端子部に固着されていない部分の補強板を指でつまむことが可能となるので、コネクタに対する配線基板の抜き差しが容易になる。特に、ラインプリンタに用いられるヘッドのように、非常に限られた狭いスペースであっても、コネクタに対して配線基板を容易に抜き差しすることができる。
【００１０】
なお、本発明の配線基板は、以下の実施形態では、液体吐出ヘッド１におけるヘッドチップ２０の電極２３と制御基板４のコネクタ４ａとを電気的に接続するためのフレキシブル配線基板３が相当する。また、本発明のエネルギー発生素子は、ヒータ等の発熱抵抗体（発熱素子）、ピエゾ素子等の圧電素子、ＭＥＭＳ等を用いることが可能であるが、以下の実施形態では、サーマル方式の発熱抵抗体２２が相当する。さらにまた、実施形態では、１つのヘッドモジュール１０には８つのヘッドチップ２０が設けられる。そして、このヘッドモジュール１０を直列に２個接続してラインヘッド（Ａ４版の長さ）にするとともに、それを４列設けて、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、及びＫ（ブラック）の４色のカラーラインヘッドである液体吐出ヘッド１を形成している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の配線基板によれば、挿入端子部に固着されていない部分の補強板を指でつまむことが可能となるので、コネクタに対する配線基板の抜き差しが容易になる。特に、ラインプリンタに用いられるヘッドのように、非常に限られた狭いスペースであっても、コネクタに対して配線基板を容易に抜き差しすることができる。そのため、生産性、組立性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態である液体吐出ヘッド１を示す平面図であり、インクの吐出面側から見た図である。
液体吐出ヘッド１は、液体吐出装置（本実施形態では、カラーラインインクジェットプリンタ）に搭載されるヘッドとして用いられるものである。図１に示すように、液体吐出ヘッド１は、ヘッドフレーム２と、フレキシブル配線基板３（本発明における配線基板に相当するもの）と、複数のヘッドモジュール１０とから構成されている。ヘッドモジュール１０は、図１の平面図において、長手方向に２個、直列に接続されており、その２個のヘッドモジュール１０でＡ４横幅の長さをカバーして１色を印画するものである。そして、その直列に接続された２個のヘッドモジュール１０が４列設けられ、４色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＫ）の液体吐出ヘッド１を構成している。
【００１３】
また、各ヘッドモジュール１０内には、８個のヘッドチップ２０が設けられている。図２は、１つのヘッドチップ２０の周囲を示す断面図である。
ヘッドチップ２０は、シリコン等からなる半導体基板２１と、この半導体基板２１の一方の面に析出形成された発熱抵抗体２２（本発明におけるエネルギー発生素子に相当するもの）とを備えている。半導体基板２１の発熱抵抗体２２が形成された面と同一面側であって発熱抵抗体２２が形成された縁部と反対側の縁部には、電極２３が形成されている。そして、発熱抵抗体２２と電極２３とは、半導体基板２１上に形成された導体部（図示せず）を介して接続されている。
【００１４】
ヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２が形成された面には、バリア層２４、及びノズルシート２５が積層されている。バリア層２４は、インク液室（加圧室）２６の側壁を形成するとともに、後述するヘッドチップ２０とノズルシート２５とを接着させる役目を果たすものである。バリア層２４は、例えば感光性環化ゴムレジストや露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、ヘッドチップ２０の半導体基板２１の発熱抵抗体２２が形成された面の全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要な部分が除去されることにより形成されている。また、バリア層２４は、発熱抵抗体２２の３辺の近傍を囲むように、平面的に見たときに略凹状に形成される。
【００１５】
さらにまた、ノズルシート２５は、複数のノズル２５ａが形成されたものであり、例えば、ニッケルによる電鋳技術により形成されたものである。そして、ノズルシート２５は、ノズル２５ａの位置が発熱抵抗体２２の位置と合うように、すなわちノズル２５ａが発熱抵抗体２２に対向するように、より具体的には、ノズル２５ａの中心軸と発熱抵抗体２２の中心とが平面的に見たときに一致するように、バリア層２４と貼り合わされている。
【００１６】
インク液室２６は、発熱抵抗体２２を囲むように、半導体基板２１とバリア層２４とノズルシート２５とから構成されたものであり、吐出するインクが満たされるとともに、インクの吐出時にはインクの加圧室となるものである。半導体基板２１の発熱抵抗体２２が形成された面がインク液室２６の底壁を構成し、バリア層２４の発熱抵抗体２２を略凹状に囲む部分がインク液室２６の側壁を構成し、ノズルシート２５がインク液室２６の天壁を構成している。そして、インク液室２６は、図２に示すように、ヘッドチップ２０と、モジュールフレーム１１との間の流路２７に連通している。
【００１７】
上記の１個のヘッドチップ２０には、通常、１００個単位の発熱抵抗体２２を備え、制御基板（図示せず）からの指令によってこれら発熱抵抗体２２のそれぞれを一意に選択して発熱抵抗体２２に対応するインク液室２６内のインクを、インク液室２６に対向するノズル２５ａから吐出させることができる。
【００１８】
すなわち、インク液室２６にインクが満たされた状態で、発熱抵抗体２２に短時間、例えば、１〜３μｓｅｃの間パルス電流を流すことにより、発熱抵抗体２２が急速に加熱される。その結果、発熱抵抗体２２と接する部分に気相のインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってある体積のインクが押しのけられる（インクが沸騰する）。これによって、ノズル２５ａに接する部分の上記押しのけられたインクと同等の体積のインクがインク液滴としてノズル２５ａから吐出される。そして、この液滴が印画紙上に着弾されることで、ドット（画素）が形成される。
【００１９】
続いて、ヘッドモジュール１０及びヘッドモジュール１０を複数用いた液体吐出ヘッド１のより詳細な構造について説明する。図３は、１つのモジュールフレーム１１を示す平面図である。
モジュールフレーム１１は、平面的に見たときに略長方形状に形成されるとともに、左右両端側には、略Ｌ形に切り欠かれた係合部１１ａを有する。
モジュールフレーム１１は、例えばステンレス鋼から形成され、厚みが約０．５ｍｍ程度のものであり、本実施形態では、８箇所に、略長方形状のヘッドチップ配置孔１１ｂが形成されている。ヘッドチップ配置孔１１ｂは、ヘッドチップ２０（図２参照）の外形よりわずかに大きな孔形を有し、ヘッドチップ２０を内部に完全に配置できるようになっている。
【００２０】
また、モジュールフレーム１１には、図１に示すヘッドフレーム２にネジ止め固定するための２つの取付穴１１ｄが形成されている。取付穴１１ｄは、ヘッドフレーム２にヘッドモジュール１０を取り付けるときに用いられるものである。さらにまた、各ヘッドチップ配置孔１１ｂの外縁部の一部を囲むように、溝１１ｃ（図３（ａ）中、ハッチング部）が形成されている。
【００２１】
そして、図３（ｂ）に示すように、ヘッドチップ配置孔１１ｂの周囲と溝１１ｃとで囲まれた領域に、接着剤１４が塗布（印刷）され、図３（ｃ）に示すように、ノズルシート２５がモジュールフレーム１１に貼着されている。なお、接着剤１４の領域は、ノズルシート２５が貼着されたときにノズルシート２５の外縁部とほぼ一致する大きさとなっており、ノズルシート２５の貼着に余分な接着剤１４は、溝１１ｃ内に入り込み、溝１１ｃによって吸収される。
【００２２】
また、ノズルシート２５によって、ヘッドチップ配置孔１１ｂの領域の一部が覆われるように貼着されている。さらにまた、ノズルシート２５は、モジュールフレーム１１に支持されるための必要最小限の大きさに形成されており、ノズルシート２５がヘッドチップ配置孔１１ｃ上に貼着されたときは、ノズルシート２５は、ヘッドチップ配置孔１１ｂ及び接着剤１４の塗布範囲にのみ存在する大きさに形成されている。すなわち、ノズルシート２５は、ヘッドチップ配置孔１１ｂの領域の必要な一部を覆うとともに、最小限の接着面積を有するように、必要最小限の大きさに形成されている。
【００２３】
なお、ノズル２５ａは、図２に示す１つのヘッドチップ２０における発熱抵抗体２２の数に対向する数の貫通穴を一方向に整列させたものであり、インクの吐出面（ノズルシート２５の外表面）に近づくに従って開口径が次第に小さくなるようにテーパーが付いた孔である。
【００２４】
また、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内に位置するノズル２５ａ列のノズル２５ａ間ピッチは、ヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２の配列ピッチと同一（解像度が６００ｄｐｉのヘッドモジュール１０を形成する場合には、約４２．３μｍ）となるように形成されている。
【００２５】
さらにまた、図３において、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列は、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列を結ぶライン（各ノズル２５ａの中心を通るライン）を考えたときに、そのラインがモジュールフレーム１１の長手方向に平行に引いたモジュールフレーム１１の中心線側に形成されている。また、各ヘッドチップ配置孔１１ｂを左側から順に、「Ｎ１」、「Ｎ２」、「Ｎ３」、・・、「Ｎ８」番目とすると、「Ｎ１」番目と「Ｎ３」、「Ｎ５」及び「Ｎ７」番目のヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列は、上記中心線に平行な一直線上に整列するように形成されている。「Ｎ２」、「Ｎ４」、「Ｎ６」及び「Ｎ８」番目の関係も同様である。
【００２６】
したがって、隣接するヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列、例えば「Ｎ１」番目と「Ｎ２」番目のヘッドチップ配置孔１１ｂ内のノズル２５ａ列は、上記中心線に対して平行な２直線上に整列している。
なお、本実施形態では、１つのモジュールフレーム１１に対して８つのヘッドチップ配置孔１１ｂが形成されているが、これより多い又は少ないヘッドチップ配置孔１１ｂが形成されたときであっても、上記関係は満たされる。
【００２７】
そして、各ヘッドチップ配置孔１１ｂ内に、図２に示すように、バリア層２４を積層したヘッドチップ２０が配置・固定されている。この場合、ヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２の真下に、ノズル２５ａが位置するように、例えば±１μｍ程度の精度で配置・固定されている。
【００２８】
このように、バリア層２４が形成されたヘッドチップ２０がヘッドチップ配置孔１１ｂ内に配置され、ノズルシート２５とヘッドチップ２０とが接着されることにより、ノズルシート２５のヘッドチップ２０側の面と、バリア層２４と、ヘッドチップ２０の発熱抵抗体２２が形成された面とによって、上記のようなインク液室２６が形成されることとなる。
【００２９】
さらにまた、ヘッドチップ２０がノズルシート２５に貼着された状態で、ヘッドチップ２０の電極２３は、ノズルシート２５により隠蔽されることなく、外部に露出している。そして、ヘッドチップ２０側に設けられた電極２３と、フレキシブル配線基板３とが接合（電気的接続）されている。図４は、フレキシブル配線基板３を接合した状態のヘッドモジュール１０を示す平面図であり、インクの吐出面側から見た図である。なお、図４中、前面側（インクの吐出面側）がノズルシート２５の貼着面側であるが、図面の理解しやすさのために、反対側の面から貼着したヘッドチップ２０を、実線（ハッチング部）で図示している。
【００３０】
フレキシブル配線基板３は、銅箔をポリイミド等で両面側から挟み込んだ、いわゆるサンドイッチ構造をなすものであり、可撓性を有している。そして、１つのヘッドモジュール１０に対し、２枚のフレキシブル配線基板３が取り付けられている。ここで、ヘッドチップ２０は、４個ずつ２列に並んで配置されているが、各列で１枚のフレキシブル配線基板３が取り付けられ、各フレキシブル配線基板３に形成された配線パターンの一端側がヘッドチップ２０の電極２３（図２参照）に接合されている。
【００３１】
ヘッドチップ２０の電極２３と、フレキシブル配線基板３とは、図２に示すように、異方性導電膜２８を介して接続されている（ＡＣＦ接続）。そして、ヘッドチップ２０とモジュールフレーム１１との間の隙間（流路２７の反対側）には、エポキシ樹脂等の樹脂２９が設けられ、異方性導電膜２８を封止している。これは、ヘッドモジュール１０の使用時には、ヘッドチップ２０の周囲（図２中、上側）がインクで浸される構造であることから、活電部にインクが侵入してショートしないようにしたものである。また、ノズルシート２５の外縁とフレキシブル配線基板３の外縁とは、近接するように取り付けられているが、その隙間は、ノズルシート２５側から設けられた樹脂３０によって封止されている。
【００３２】
一方、各フレキシブル配線基板３の他端側は、後述する制御基板４のコネクタ４ａに対する挿入端子部３ａとなっており、この挿入端子部３ａには、絶縁性物質からなる補強板３１が固着されている。図５は、フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａを示す平面図及び断面図である。
【００３３】
補強板３１は、接着層３２を介して、補強板３１の一部のみが間隔を持って挿入端子部３ａに固着されている。そのため、フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａは、補強板３１及び接着層３２により、コネクタ４ａに接続するための必要な厚さが確保されることとなる。また、補強板３１は絶縁性物質からなるので、フレキシブル配線基板３に形成された配線パターンがショートすることはない。
【００３４】
ここで、フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａをコネクタ４ａに接続するには、挿入端子部３ａに固着されていない部分の補強板３１を指でつまんでコネクタ４ａに差し込めば良い。すなわち、補強板３１は、図５（ａ）に示すように、補強板３１の一端と挿入端子部３ａの先端とが一致するように取り付けられるとともに、補強板３１の一端側のみが接着層３２で挿入端子部３ａに固着され、補強板３１の他端側は固着されていない。また、補強板３１は、接着層３２を介して挿入端子部３ａと間隔を持って固着されている。さらにまた、フレキシブル配線基板３は、可撓性を有している。そのため、補強板３１の固着されていない他端側は、図５（ｂ）に示すように、フレキシブル配線基板３との間隔を広げて、容易に指でつまむことができる。そして、そのまま補強板３１を矢印のように押し込めば、コネクタ４ａに簡単に差し込むことができ、接続が完了する。
【００３５】
したがって、本実施形態のフレキシブル配線基板３は、補強板３１のフレキシブル配線基板３と固着されていない部分を持つことにより、フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａをコネクタ４ａに簡単に差し込むことができる。逆に、挿入端子部３ａを取り外す場合にも、同じ部分を持って簡単に抜き出すことができる。
【００３６】
また、補強板３１の両側面には、半円形状の切込み部３１ａが形成されている。この切込み部３１ａは、補強板３１及びフレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａをコネクタ４ａにしっかりと差し込むと、コネクタ４ａからちょうど露出する位置にある。そのため、切込み部３１ａによって挿入端子部３ａのコネクタ４ａへの挿入位置が確認可能であり、切込み部３１ａがコネクタ４ａからちょうど露出する位置まで補強板３１を差し込むことにより、挿入端子部３ａがコネクタ４ａの所定の位置まで確実に挿入されたかを目視で確認でき、誤装着が防止される。さらにまた、挿入端子部３ａをコネクタ４ａから抜き出す際には、切込み部３１ａを指の引っ掛かりとすることができるので、抜き差しの取扱い性が向上する。
【００３７】
このように、ヘッドチップ２０には、コネクタ４ａに対する挿入端子部３ａに補強板３１が取り付けられたフレキシブル配線基板３が接合（電気的接続）される。そして、ヘッドチップ２０の上部を覆うように、バッファタンク１２が接着される。図６は、バッファタンク１２を接合した状態のヘッドモジュール１０を示す平面図であり、図４と反対側の面から見た図である。
バッファタンク１２は、インクを一時貯留するためのタンクであり、１つのヘッドモジュール１０に対して１つ設けられる。
【００３８】
バッファタンク１２は、平面図で見たときに、モジュールフレーム１１とほぼ同等の形状をなしている。そして、図２に示すように、バッファタンク１２の下面側（モジュールフレーム１１との接着面側）が開口されるとともに、側壁及び天壁が同一厚みに形成され、断面が略逆凹形となるように形成されている。したがって、バッファタンク１２の内部には、空洞となったインク流路（図２中、網点部）が形成されることとなる。
【００３９】
バッファタンク１２がモジュールフレーム１１上に取り付けられると、全てのヘッドチップ配置孔１１ｂ（図３参照）を覆うようになる。また、図２に示すように、バッファタンク１２内と、各ヘッドチップ２０のインク液室２６とは、モジュールフレーム１１とヘッドチップ２０との間の流路２７を介して連通する。これにより、バッファタンク１２は、ヘッドモジュール１０における全てのヘッドチップ２０に共通するインク流路を形成し、インク液室２６に供給するインクを一時貯留する。なお、バッファタンク１２は、本実施形態では特に、モジュールフレーム１１を固定するための剛性のある支持部材ともなっている。
【００４０】
さらに、このようなヘッドモジュール１０を複数用いて、１つの液体吐出ヘッド１が形成される。すなわち、図１に示すように、剛性のあるヘッドフレーム２には、ヘッドモジュール配置孔２ａが形成されており、このヘッドモジュール配置孔２ａ内に、本実施形態では８つのヘッドモジュール１０を並べて配置している（２つのヘッドモジュール１０を直列に接続するとともに、その直列に接続されたヘッドモジュール１０を４段に並べている）。
【００４１】
また、各ヘッドモジュール１０は、ネジ５によってヘッドフレーム２にネジ止めされ、位置決めされている。図７は、全てのヘッドモジュール１０を収容した状態のヘッドフレーム２を示す平面図であり、図１と反対側の面から見た図である。
図７に示すように、図１と反対側の面では、８つのヘッドモジュール１０の各バッファタンク１２が見えている。そして、バッファタンク１２の天壁には、インク供給孔１２ａが形成されており、このインク供給孔１２ａを介してインクタンク（図示せず）からバッファタンク１２内にインクが供給される。また、１つのヘッドモジュール１０に対して２つのフレキシブル配線基板３及び補強板３１（図２中、ハッチング部）が、紙面に対して垂直に延びている。
【００４２】
バッファタンク１２の天壁側には、全てのバッファタンク１２を覆うように制御基板４が配置される。図８は、制御基板４を示す平面図である。
制御基板４は、インクの吐出等を制御するためのものであり、制御基板４上には、各種コンデンサの他、フレキシブル配線基板３と接続するためのコネクタ４ａが設けられている。また、このコネクタ４ａの近傍には、フレキシブル配線基板３及び補強板３１を通す切欠き部４ｂが形成されている。さらにまた、インク供給孔１２ａ（図６参照）と対向する部分に、開口部４ｃ及び接続口部４ｄが形成されている。
【００４３】
コネクタ４ａ及び切欠き部４ｂは、図４に示す１つのヘッドモジュール１０の２枚のフレキシブル配線基板３に対応して２つずつ形成され、合計では、２個直列×４段のヘッドモジュール１０に対応してそれぞれ１６個ある。また、開口部４ｃは、４段のヘッドモジュール１０に対応して４つ形成されている。さらにまた、接続口部４ｄは、４段のヘッドモジュール１０の両端に対応して、８つ形成されている。
【００４４】
この制御基板４は、ネジ穴４ｅにより、図７に示す状態のヘッドフレーム２のネジ穴２ｂとネジ止めされる。図９は、制御基板４を取り付けた状態の液体吐出ヘッド１を示す平面図であり、図１と反対側の面から見た図である。
図９に示すように、制御基板４は、ネジ６によってヘッドフレーム２にネジ止めされる。この際、可撓性のあるフレキシブル配線基板３及び補強板３１は、切欠き部４ｂを通って制御基板４の下側から上側に抜け、制御基板４のコネクタ４ａに接続される。したがって、各ヘッドモジュール１０（図１参照）は、フレキシブル配線基板３を介して、背後にある制御基板４と電気的に接続されることとなる。
【００４５】
ここで、各フレキシブル配線基板３の挿入端子部３ａには、一部のみが固着された補強板３１が取り付けられているので、補強板３１の固着されていない部分を指でつまむことにより、制御基板４上の非常に限られた狭いスペースにある１６個のコネクタ４ａに各フレキシブル配線基板３をそれぞれ容易に抜き差しすることができる。また、補強板３１の切込み部３１ａの位置を確認することにより、フレキシブル配線基板３がコネクタ４ａに正しく装着されたかどうかを目視で確認することができ、誤装着が防止される。さらにまた、切込み部３１ａが引っ掛かりとなり、抜き差しの際の取扱い性も向上する。
【００４６】
さらに、制御基板４の各開口部４ｃ及び各接続口部４ｄにより、図７に示すバッファタンク１２の全てのインク供給孔１２ａは、制御基板４により隠蔽されることなく、外部に露出する。そのため、制御基板４の外部からバッファタンク１２の各段ごとにそれぞれＵ字管１３の両端部及びインク供給管１４の端部を差し込めば、各段のバッファタンク１２にインクが供給されるようになる。そして、直列に接続された２つのバッファタンク１２を１段として、Ａ４対応のラインヘッドが形成され、直列に並ぶ２つのバッファタンク１２を４段に並べることにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＫの４色（カラー）対応のカラーラインヘッドが形成されることとなる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形等が可能である。すなわち、本実施形態においては、フレキシブル配線基板３を液体吐出ヘッド１に適用しているが、これに限らず、各種のコネクタに対する接続に適用することができる。また、補強板３１は、接着層３２を介して挿入端子部３ａと間隔を持って固着しているが、これに限定されるものではない。さらにまた、切込み部３１ａに限らず、溝・穴・段差・凹凸形状等を形成して指の引っ掛かりとしても良い。さらに、補強板３１は、絶縁性物質以外から形成されたものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態である液体吐出ヘッドを示す平面図であり、インクの吐出面側から見た図である。
【図２】１つのヘッドチップの周囲を示す断面図である。
【図３】１つのモジュールフレームを示す平面図である。
【図４】フレキシブル配線基板を接合した状態のヘッドモジュールを示す平面図であり、インクの吐出面側から見た図である。
【図５】フレキシブル配線基板の挿入端子部を示す平面図及び断面図である。
【図６】バッファタンクを接合した状態のヘッドモジュールを示す平面図であり、図４と反対側の面から見た図である。
【図７】全てのヘッドモジュールを収容した状態のヘッドフレームを示す平面図であり、図１と反対側の面から見た図である。
【図８】制御基板を示す平面図である。
【図９】制御基板を取り付けた状態の液体吐出ヘッドを示す平面図であり、図１と反対側の面から見た図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 液体吐出ヘッド
３ フレキシブル配線基板（配線基板）
３ａ 挿入端子部
４ 制御基板
４ａ コネクタ
１０ ヘッドモジュール
２０ ヘッドチップ
２１ 半導体基板
２２ 発熱抵抗体（エネルギー発生素子）
２３ 電極
２４ バリア層
２５ ノズルシート
２５ａ ノズル
２６ インク液室（液室）
３１ 補強板
３１ａ 切込み部
３２ 接着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コネクタと電気的に接続するための配線基板であって、
前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の端部側が前記コネクタへの挿入端子部となっており、
前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、
前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されている
ことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板において、
前記補強板は、前記補強板の一端と前記挿入端子部の先端とが一致するように取り付けられるとともに、前記補強板の一端側のみが前記挿入端子部に固着され、前記補強板の他端側が固着されていない
ことを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１に記載の配線基板において、
前記補強板は、接着層を介して前記挿入端子部と間隔を持って固着されている
ことを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１に記載の配線基板において、
前記補強板は、前記挿入端子部の前記コネクタへの挿入位置を確認可能な切込み部を有する
ことを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項１に記載の配線基板において、
前記補強板は、絶縁性物質からなる
ことを特徴とする配線基板。
【請求項６】
半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び制御基板と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、
ノズルが形成されたノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記電極と前記制御基板のコネクタとを電気的に接続するための配線基板と
を備え、
前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出するヘッドモジュールであって、
前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の一端側の電極と前記ヘッドチップの前記電極とが電気的に接続され、前記配線基板の他端側が前記制御基板の前記コネクタへの挿入端子部となっており、
前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、
前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されている
ことを特徴とするヘッドモジュール。
【請求項７】
複数のヘッドモジュールと、
複数の前記ヘッドモジュールを収容したヘッドモジュール配置孔が形成されたヘッドフレームと、
前記ヘッドモジュールと電気的に接続するためのコネクタを設けた制御基板と
を備えるとともに、
前記ヘッドモジュールは、
半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び前記制御基板と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、
ノズルが形成されたノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記電極と前記制御基板の前記コネクタとを電気的に接続するための配線基板と
を備え、
前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する液体吐出ヘッドであって、
前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の一端側の電極と前記ヘッドチップの前記電極とが電気的に接続され、前記配線基板の他端側が前記制御基板の前記コネクタへの挿入端子部となっており、
前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、
前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項８】
複数のヘッドモジュールと、
複数の前記ヘッドモジュールを収容したヘッドモジュール配置孔が形成されたヘッドフレームと、
前記ヘッドモジュールと電気的に接続するためのコネクタを設けた制御基板と
を備えるとともに、
前記ヘッドモジュールは、
半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び前記制御基板と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、
ノズルが形成されたノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記電極と前記制御基板の前記コネクタとを電気的に接続するための配線基板と
を備え、
前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する液体吐出装置であって、
前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の一端側の電極と前記ヘッドチップの前記電極とが電気的に接続され、前記配線基板の他端側が前記制御基板の前記コネクタへの挿入端子部となっており、
前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、
前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されている
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１】
コネクタと電気的に接続するための配線基板であって、
前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の端部側が前記コネクタへの挿入端子部となっており、
前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、
前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されている
ことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１に記載の配線基板において、
前記補強板は、前記補強板の一端と前記挿入端子部の先端とが一致するように取り付けられるとともに、前記補強板の一端側のみが前記挿入端子部に固着され、前記補強板の他端側が固着されていない
ことを特徴とする配線基板。
【請求項３】
請求項１に記載の配線基板において、
前記補強板は、接着層を介して前記挿入端子部と間隔を持って固着されている
ことを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項１に記載の配線基板において、
前記補強板は、前記挿入端子部の前記コネクタへの挿入位置を確認可能な切込み部を有する
ことを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項１に記載の配線基板において、
前記補強板は、絶縁性物質からなる
ことを特徴とする配線基板。
【請求項６】
半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び制御基板と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、
ノズルが形成されたノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記電極と前記制御基板のコネクタとを電気的に接続するための配線基板と
を備え、
前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出するヘッドモジュールであって、
前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の一端側の電極と前記ヘッドチップの前記電極とが電気的に接続され、前記配線基板の他端側が前記制御基板の前記コネクタへの挿入端子部となっており、
前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、
前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されている
ことを特徴とするヘッドモジュール。
【請求項７】
複数のヘッドモジュールと、
複数の前記ヘッドモジュールを収容したヘッドモジュール配置孔が形成されたヘッドフレームと、
前記ヘッドモジュールと電気的に接続するためのコネクタを設けた制御基板と
を備えるとともに、
前記ヘッドモジュールは、
半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び前記制御基板と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、
ノズルが形成されたノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記電極と前記制御基板の前記コネクタとを電気的に接続するための配線基板と
を備え、
前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する液体吐出ヘッドであって、
前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の一端側の電極と前記ヘッドチップの前記電極とが電気的に接続され、前記配線基板の他端側が前記制御基板の前記コネクタへの挿入端子部となっており、
前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、
前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項８】
複数のヘッドモジュールと、
複数の前記ヘッドモジュールを収容したヘッドモジュール配置孔が形成されたヘッドフレームと、
前記ヘッドモジュールと電気的に接続するためのコネクタを設けた制御基板と
を備えるとともに、
前記ヘッドモジュールは、
半導体基板上に複数のエネルギー発生素子が一定間隔で略直線状に配置されるとともに、前記エネルギー発生素子が設けられた面に、前記エネルギー発生素子の周囲に液室を形成するためのバリア層及び前記制御基板と電気的に接続するための電極を設けたヘッドチップと、
ノズルが形成されたノズルシートと、
前記ヘッドチップの前記電極と前記制御基板の前記コネクタとを電気的に接続するための配線基板と
を備え、
前記エネルギー発生素子により前記液室内の液体に吐出力を与えることにより、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する液体吐出装置であって、
前記配線基板は、可撓性を有するとともに、前記配線基板の一端側の電極と前記ヘッドチップの前記電極とが電気的に接続され、前記配線基板の他端側が前記制御基板の前記コネクタへの挿入端子部となっており、
前記配線基板の前記挿入端子部は、補強板が取り付けられ、
前記補強板は、前記補強板の一部のみが前記挿入端子部に固着されている
ことを特徴とする液体吐出装置。
【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２００７−３８４８９（Ｐ２００７−３８４８９Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２４２２２（Ｐ２００５−２２４２２２）
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２日（２００５．８．２）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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