JP2008006623A - 記録装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フレキシブルフラットケーブルに実装された駆動ICチップや記録素子の誤動作を防止するとともに、その防止のための回路素子をフレキシブルフラットケーブルに、製造工程が大幅に増加することなく実装する。
【解決手段】フレキシブルフラットケーブル12におけるアクチュエータ11と接合される面には、アクチュエータ11と電気的に接合するためのバンプ92が形成され、また回路素子80が実装される。それらと反対側の面には、アクチュエータ11を駆動するための駆動ICチップ12cが実装される。フレキシブルフラットケーブル12における、回路素子80と接続する端子電極と、アクチュエータ11と接続する端子電極とを同じ面側に露出し、それらの電極上にハンダペースト91を印刷形成する。そして、ハンダを加熱して回路素子80と端子電極と接続すると同時に、バンプ92の形成も行う。
【選択図】図8
【解決手段】フレキシブルフラットケーブル12におけるアクチュエータ11と接合される面には、アクチュエータ11と電気的に接合するためのバンプ92が形成され、また回路素子80が実装される。それらと反対側の面には、アクチュエータ11を駆動するための駆動ICチップ12cが実装される。フレキシブルフラットケーブル12における、回路素子80と接続する端子電極と、アクチュエータ11と接続する端子電極とを同じ面側に露出し、それらの電極上にハンダペースト91を印刷形成する。そして、ハンダを加熱して回路素子80と端子電極と接続すると同時に、バンプ92の形成も行う。
【選択図】図8
Description
本発明は、記録ヘッドにフレキシブルフラットケーブルを接続した記録装置において、特にフレキシブルフラットケーブル上に回路素子を実装したものの製造方法に関するものである。
記録装置として、例えば、特許文献1には、装置筐体内に、本体側基板を配置するとともに、この本体側基板にフレキシブルフラットケーブルで接続されたヘッド側回路基板(特許文献1のヘッド基板に相当)をキャリッジに配置して、さらにキャリッジに搭載した記録へッドと前記ヘッド側回路基板とを別のフレキシブルフラットケーブルで接続し、後者のフレキシブルフラットケーブルに、駆動パルス信号を出力する駆動ICチップ(特許文献1のドライバICに相当)を実装する構造が記載されている。
特開2004−98465号公報(図6及び図7参照)
記録ヘッドの記録素子が高密度化すると、記録ヘッドに接続されたフレキシブルフラットケーブルに形成される配線パターンも微細化され、その配線パターンの抵抗が大きくなる。このため、駆動ICチップを記録ヘッドにできるだけ近い位置に置くようにフレキシブルフラットケーブル上に駆動ICチップが実装されている。
また、複数の記録素子をほぼ同時駆動したとき、電圧低下が懸念されるため、キャリッジ上のヘッド側回路基板にコンデンサを配置して、電圧を補償するようにしている。しかし、多階調化などのために、記録ヘッドを駆動する駆動パルス信号の種類が多くなるなど制御が多様化すると、駆動ICチップとヘッド側回路基板とを接続する配線パターンも微細化され、配線パターンの抵抗成分やインダクタンス成分により、駆動ICチップが誤動作することがある。
また、記録ヘッドのアクチュエータとして圧電式のものを用いた場合、アクチュエータにフレキシブルフラットケーブルを接続した状態で、圧電材料を分極処理することがある。この分極処理の際に圧電材料を加熱、冷却(常温に戻す)すると、圧電材料に電荷が発生し、この電荷が回路を破壊することがある。
これら誤動作や破壊防止のためにアクチュエータや駆動ICチップの近傍に回路素子を実装したいという要望がある。
一方、フレキシブルフラットケーブルでは、フレキシブルフラットケーブルとアクチュエータとを電気的に接合するために、アクチュエータと対向するフレキシブルフラットケーブルの面に端子電極を露出させ、その上にバンプを形成するが、この端子電極上にバンプを形成することと、フレキシブルフラットケーブル上に前述した回路素子を実装することとを、別々の製造工程で行うと、工程数が増えてコストが嵩むという問題があった。
本発明は、上記問題を解消するものであり、誤動作を防止するとともに、その防止のための回路素子をフレキシブルフラットケーブルに、製造工程が大幅に増加することなく、実装することのできる記録装置の製造方法の実現を目的とするものである。
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明における記録装置の製造方法は、複数の記録素子とその記録素子を選択的に駆動する複数の駆動部を有するアクチュエータとを備える記録ヘッドと、前記アクチュエータの駆動部に一端を電気的に接続された導線を有するフレキシブルフラットケーブルとを備え、前記フレキシブルフラットケーブル上に回路素子を実装した記録装置の製造方法において、前記フレキシブルフラットケーブルの一方の面側に、前記導線の一端を前記アクチュエータの駆動部に接続する端子電極として、その導線の一部を前記回路素子に接続する端子電極としてそれぞれ露出させ、前記駆動部に接続する端子電極と前記回路素子に接続する端子電極とに、導電材を載せ、前記回路素子に接続する端子電極に、前記回路素子を配置し、前記導電材を加熱して軟化させ、前記回路素子に接続する端子電極に前記回路素子をその軟化後硬化した導電材によって接合するとともに、前記駆動部に接続する端子電極上に軟化後硬化した導電材によってバンプを形成し、前記駆動部に接続する端子電極と前記アクチュエータの駆動部とを対応させ、前記バンプを加熱して軟化させて、その端子電極と駆動部とを接合することを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の記録装置の製造方法において、前記導電材を載せる工程は、ハンダペーストを印刷することであり、その工程の後、前記回路素子を配置することを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の記録装置の製造方法において、前記フレキシブルフラットケーブルは、絶縁ベースフィルム上に、前記導線が形成され、その導線の上にカバーフィルムが形成されたものであって、前記導線の前記端子電極と対応する部分における前記カバーフィルムにその端子電極を露出させる開口を形成し、その開口内の前記端子電極上に前記導電材を載せることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の記録装置の製造方法において、前記記録装置は、前記フレキシブルフラットケーブル上に、前記アクチュエータの駆動部に選択的に駆動電圧信号を供給する駆動ICチップが実装されているものであって、前記回路素子は、その駆動ICチップと電源との間の導線に接続され前記電源とともに前記駆動ICチップ及び前記駆動部に電流を供給するものであることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の記録装置の製造方法において、前記駆動ICチップを、前記フレキシブルフラットケーブルの一方の面側とは反対側の面側に露出した前記導線の一部がなす端子電極に接合することを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項4に記載の記録装置の製造方法において、前記フレキシブルフラットケーブルの一方の面側に、前記導線の一部を前記駆動ICチップに接続する端子電極として露出させ、前記駆動部、前記回路素子および前記駆動ICチップに接続する各端子電極とに、導電材を載せ、前記回路素子および前記駆動ICチップに接続する端子電極に、前記回路素子および前記駆動ICチップを配置し、前記導電材を加熱して軟化させ、前記回路素子をそれに対応する端子電極に接合しかつ前記バンプを形成する際に、前記駆動ICチップをそれに対応する端子電極に軟化後硬化した導電材によって接合することを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載の記録装置の製造方法において、前記アクチュエータは圧電アクチュエータであり、前記回路素子は、その圧電アクチュエータを分極処理する際の加熱、冷却によって発生する電荷を放電するための部品であることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、フレキシブルフラットケーブルの配線パターンの微細化により抵抗増大などがあっても、フレキシブルフラットケーブル上に適宜回路素子を実装することで、記録素子の動作を確保することができる。また、フレキシブルフラットケーブルに実装される回路素子は、フレキシブルフラットケーブルの表裏面のうち、アクチュエータとの接合に用いるバンプが形成される面と同一の面に実装され、フレキシブルフラットケーブルに対する回路素子の実装とバンプの形成とを、同じ工程で行うことができるから、その製造工程の効率化を図ることができる。
請求項2に記載の発明によれば、各端子電極に、導電材としてハンダペーストを印刷するから、回路素子を接合するためのハンダペーストを同時に形成することができ、回路素子の実装のために、工程数を大幅に増加する必要がない。
請求項3に記載の発明によれば、絶縁ベースフィルム、導線およびカバーフィルムからなるフレキシブルフラットケーブルにおいて、導線の端子電極と対応する部分におけるカバーフィルムに開口を形成し、その開口内の端子電極上に導電材を載せることで、請求項1または2の方法を容易に実現することができる。
請求項4に記載の発明によれば、フレキシブルフラットケーブル上に駆動ICチップが実装されているものにおいて、フレキシブルフラットケーブルに実装した回路素子によって、駆動ICチップおよび記録素子の誤動作を防止することができる。
請求項5に記載の発明によれば、上記回路素子の実装とは別工程で、駆動ICチップを多数の駆動部の導線と対応させて接合することができる。
請求項6に記載の発明によれば、上記回路素子の実装と同時に駆動ICチップを実装することができる。
請求項7に記載の発明によれば、アクチュエータが圧電アクチュエータである場合、圧電アクチュエータを分極処理する際の加熱、冷却によって発生する電荷を、回路素子によって放電することができるから、分極処理する際に回路が破壊することを防止することができる。
以下に本発明の基本的な実施形態を説明する。図1は、本発明の記録装置をインクジェット記録装置100に具体化した例を示している。実施形態のインクジェット記録装置100は、例えば、単独のプリンタ装置としてだけでなく、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能等を備えた多機能装置(MFD:Multi Function Device )のプリンタ機能としても適用することができるものである。インクジェット記録装置100は、本体フレーム2の内部に備えられ、被記録媒体である用紙PAにインクを吐出させて記録する記録ヘッド1がキャリッジ3に搭載されて、主走査方向(Y方向)に沿って走行するように構成されている。
キャリッジ3は、本体フレーム2内に主走査方向(Y方向)に沿って平行状に設けられた後ガイド軸6と前ガイド軸7とに摺動自在に載置されており、本体フレーム2の右後側に配置されたキャリッジ駆動モータ17と、無端帯であるタイミングベルト18とにより、主走査方向(Y方向)へ往復移動するように構成されている。キャリッジ3側へは、本体フレーム2内に静置されたインク供給源(インクタンク)5a〜5dからインク供給管14(14a〜14d)を介してインクが供給される。この実施形態では、イエローインク(Y)、マゼンタインク(M)、シアンインク(C)、ブラックインク(Bk)の4色のインクが備えられている。
用紙PAは、図示しない公知の用紙搬送機構により、主走査方向(Y方向)と直交する副走査方向(X方向)に沿って、記録ヘッド1の下面側を水平状に搬送される(図1の矢印A方向)。この用紙PAに対して、主走査方向(Y方向)に移動する記録ヘッド1の下面に開口するノズル(図示せず)から下向きにインクが吐出されて記録が行われる。なお、説明では、記録ヘッド1のノズルの開口面側を前面もしくは下面、その反対側を背面もしくは上面として記載する。
キャリッジ3には、図2に示すように、略箱状のヘッドホルダ8が備えられ、ヘッドホルダ8の底板8aの下面側に下向きに開口形成された凹部8bに、記録ヘッド1がノズルを下向きに露出させて当該底板8aとほぼ平行になるように固着される(図3参照)。
ヘッドホルダ8の背面側には、記録ヘッド1及び本体フレーム2内に配置された本体側基板(図示せず)と電気的に接続される電気回路が形成されたヘッド側回路基板22が配置されている。このヘッド側回路基板22は、ヘッドホルダ8の背面側からの平面視で、記録ヘッド1と重なる位置に配置されている。
記録ヘッド1とヘッド側回路基板22との間であって、ヘッドホルダ8の底板8aの上面側には、キャリッジ3側に供給されたインクを貯留するダンパー装置9が搭載されている。ダンパー装置9の内部は、複数のインク室に区画され、インク室に色毎にインクが貯留される。ダンパー装置9には、インク室中のインクに滞留する気泡を除去するための排気弁手段9bも備えられている。
ヘッドホルダ8の底板8aには開口部(図示せず)が貫通形成されており、この開口部の内側では、ダンパー装置9のインク流出口9aと、記録ヘッド1のインク取入口37とが、後述する補強フレーム15の接続穴15bと弾性シール部材9cとを介して接続され、ダンパー装置9から記録ヘッド1にインクが色毎に独立して供給される(図2参照)。
ヘッドホルダ8の底板8aには、図2及び図3に示すように、後述するフレキシブルフラットケーブル12の可撓部12bを前面側から背面側に挿通させるスリット孔55と、底板8aの前面側に記録ヘッド1を固着させるための接着剤19を流し込むための貫通孔56も穿設されている。
記録ヘッド1は、複数のノズル4を下面に開口させ内部にインク流路を有するキャビティ部10と、このキャビティ部10内のインクに選択的に吐出圧力を与えるアクチュエータ11と、このアクチュエータ11に駆動信号を出力するフレキシブルフラットケーブル12とが積層配置される構造のヘッドユニット20を備え、ヘッドユニット20の背面側に熱伝導板13と補強フレーム15とを備え、外周を囲むフロントフレーム16を備えている。
キャビティ部10は、特開2001−246744号や、特開2005−313428号公報などで公知のものと同様に、その上面のX方向の一端側に露出する各インク取入口37に個別に供給されたインクが、それぞれマニホールド室を通じて多数の圧力室(いずれも図示せず)に分配される。そして、アクチュエータ11の駆動部が駆動されて選択的に圧力室に吐出圧力が与えられることにより、圧力室に連通したノズルからインクが吐出される。
アクチュエータ11は、この実施の形態では特開2005−322850号公報等に開示された公知のものと同様に、扁平な方向と直交する方向に積層された複数のセラミックス層と、セラミックス層間に挟まれた内部電極(図示せず)とを有しており、内部電極に上下を挟まれたセラミックス層の領域に駆動部すなわち活性部が形成されている。アクチュエータ11の上面には、この内部電極のうち圧力室ごとに独立した電極と電気的なスルーホールを介して接続された外部個別電極43と、各圧力室に共通な内部電極と接続された外部共通電極44とが形成され、外部個別電極43に印加された駆動パルス信号により活性部が変位して、多数の圧力室に対して選択的に吐出圧力を与える。外部個別電極43は、フレキシブルフラットケーブル12に形成された後述する端子電極89(図5参照)と個別に電気的に接続され、外部共通電極44は、フレキシブルフラットケーブル12に形成された共通電位線COMと電気的に接続されている。
補強フレーム15は、キャビティ部10を補強するための部材であり、キャビティ部10よりも剛性に優れた素材(例えば、SUSなどの金属板)からなる枠形状で、平面視において外形が、キャビティ部10よりもひと回り大きく形成されている。この補強フレ−ム15を、キャビティ部10の背面に沿って、アクチュエータ11を囲むように積層し、接着固定することで、薄い扁平形状のキャビティ部10の変形や歪みを防止している。補強フレーム15の枠部15aのうちX方向の一端側にはその表裏面を貫通して、キャビティ部10のインク取入口37と対応する接続穴15bが穿設されている。
熱伝導板13は、フレキシブルフラットケーブル12の背面におけるアクチュエータ11と対応する位置に積層される。熱伝導板13は、アクチュエータ11のほぼ全面にわたる大きさを有する平面視長方形の扁平な板材で、アクチュエータ11及びフレキシブルフラットケーブル12よりも熱伝導性に優れ、且つ、フレキシブルフラットケーブル12よりも剛性が高い素材からなっており、例えば、アルミニウム、銅、SUSなどの金属板が適用されている。この熱伝導板13は、フレキシブルフラットケーブル12を介してアクチュエータ11に密着することで、アクチュエータ11の局所的な発熱を分散化して温度分布のバラツキを抑え、且つ放熱する効果を奏する。さらには、ヘッドユニット20全体の剛性を高める効果も奏する。この熱伝導板13は省略する場合もある。
フロントフレーム16は、平面視コの字状の扁平な板材で、キャビティ部10を囲むよう配置され、補強フレーム15の前面に固着される(図2及び図3参照)。フロントフレーム16によって、キャビティ部10のノズル面とヘッドホルダ8の周囲との段差を解消し、払拭部材等でノズル面をクリーニングする際の引っ掛かりを防止している。
フレキシブルフラットケーブル12は、帯状を呈し、その一端はアクチュエータ11に接合される平坦部12aとなり、平坦部12aに連続する他端側は可撓部12bとなる。平坦部12aの裏面(下面)には、外部個別電極43および外部共通電極44に電気的との接合のために端子電極89にバンプ92が形成されている。また、可撓部12bの表面(上面)に、アクチュエータ11を駆動するための駆動ICチップ12cが実装され、可撓部12bの裏面(下面)には、駆動ICチップ12c以外のコンデンサや抵抗等の回路素子80が実装されている。可撓部12bの先端側は、ヘッド側回路基板22と接続端子12fによって接続されている。
フレキシブルフラットケーブル12は、1枚の連続したケーブルによって構成することもできるが、この実施形態では、第1のケーブル121と第2のケーブル122の2本を長手方向に接続端子12eを介して連結する構造としている(図3及び図5参照)。第1のケーブル12は、アクチュエータ11と電気的に接続される端子電極12d、共通電位線COM、および駆動ICチップに接続するための多数の導線が絶縁ベースフィルム上に印刷形成されている。第2のケーブルは、導線を平行に有する汎用のケーブルである。第1のケーブル121は、アクチュエータ11と重ねられる部分を平坦部12aとされ、その延長部に、駆動ICチップ12c及び後述する回路素子80が実装されている。その延長部は、第2のケーブル122と接続され、可撓部12bを構成している。
ヘッドホルダ8の底板8aには、図2に示すように、フレキシブルフラットケーブル12の可撓部12bを前面側から背面側に挿通させるX方向に長いスリット孔55が穿設されている。スリット孔55に隣接するヘッドホルダ8の底板8aの上面側には、ヒートシンク60が取り付けられている。ヒートシンク60は、底板8aに平行な底面(接触面60aとする)と、ヘッドホルダ8のY方向に対向する側壁と平行に立ち上がる側面(案内面60bとする)とが側面視L字状をなすように折り曲げ形成された熱伝導性の良好な金属部材である。
フレキシブルフラットケーブル12の可撓部12bは、ヒートシンク60の底面と底板8aとの間に通され、駆動ICチップ12cがヒートシンクの接触面60aに、スポンジ状(ゴム状でもよい)の弾性部材61に押圧されて熱伝導可能に接触され、駆動ICチップ12cの発熱をヒートシンク60によって放熱させるようにしている。接触面60aは、駆動ICチップ12cの発熱を確実に放熱するために、フレキシブルフラットケーブル12と平行な駆動ICチップ12cの面の面積よりも大きい面積を有している。
フレキシブルフラットケーブル12を構成する2つのケーブルは、ヒートシンク60の案内面60bの下端寄りの位置にて接続され、ヘッドホルダ8の背面側に位置するヘッド側回路基板22に案内される(図2参照)。
図6は、本実施の形態に適用される電気的回路の一例を示す。記録装置は、本体側基板90とヘッド側回路基板22と駆動ICチップ12cとアクチュエータ11とが互いに接続されている。本体側基板90には制御回路93と制御信号用電源94と駆動パルス用電源95とが搭載され、駆動ICチップ12cは、信号変換回路96と駆動電圧信号生成回路97とから形成されている。
制御回路93は、信号変換回路96に所定の記録情報に基づきイネーブル、データ、クロック、ストローブ信号等の制御信号を出力するもので、制御信号配線98を介して信号変換回路96に接続されている。制御信号用電源94は、信号変換回路96に電圧(例えば、5ボルト)を供給するもので、駆動電圧を印加する駆動用VDD1配線と、接地用VSS1配線とを介して信号変換回路96に接続されている。駆動パルス用電源95は、駆動電圧信号生成回路97に電圧(例えば20ボルト)を供給するもので、駆動電圧を印加する駆動用VDD2配線と、接地用VSS2配線とを介して駆動電圧信号生成回路97に接続されている。
具体的には、本体側基板90とヘッド側回路基板22との間は、駆動用VDD1,VDD2配線、接地用VSS1,VSS2配線、および制御信号配線98を幅方向に平面状に備えるフレキシブルフラットケーブル99を介して接続されている。第1のケーブル121に実装されている駆動ICチップ12cとヘッド側回路基板22との間は、上記各配線とアクチュエータ11の外部共通電極44に接続される共通電位線COMとを平面状に備える第2のケーブル122を介して接続されている。
ヘッド側回路基板22上では、駆動用VDD2配線と接地用VSS2配線とに電解コンデンサ109がバイパス接続されおり、駆動電圧信号生成回路97に供給する電荷を貯え、駆動電圧信号生成回路97に瞬時の大電流が流れた場合による駆動パルス用電源95の電圧降下の発生を抑制している。また、接地用VSS2配線とアクチュエータ11の外部共通電極44に接続される共通電位線COMとが互いに接続されている。第1のケーブル121上または駆動ICチップ12c内では、接地用VSS2配線と接地用VSS1配線とが、抵抗Rを介して互いに接続されており、駆動電圧信号生成回路97と信号変換回路96とが同電位に保持されている。
信号変換回路96は、制御回路93からの制御信号を各ノズルに対応した制御信号に変換するもので、シフトレジスタ106とDフリップフロップ107とゲート回路108とを備えている。これらのシフトレジスタ106等はノズルの数に対応した個数用意されている。制御回路95から制御信号配線98を介して送信される制御信号のうち、データとクロック信号とはシフトレジスタ106に供給され、ストローブ信号はDフリップフロップ107に供給され、イネーブル信号はゲート回路108に供給される。データは、制御回路93からシリアル転送されて、シフトレジスタ106によってノズルの列に対応したパラレル信号に変換され、ストローブ信号にもとづいてDフリップフロップ107から出力される。そして、そのデータに対応したイネーブル(駆動波形信号)がゲート回路108から出力される。
駆動電圧信号生成回路97は、ゲート回路108から出力されるイネーブル(駆動波形信号)を、駆動パルス用電源95から供給された電圧にもとづき、アクチュエータ11を駆動するための電圧に変換して駆動パルスとして生成し出力するもので、ノズルの数に対応して150個のドライバ110が用意されている。
上述のように構成された記録装置によれば、制御信号用電源94から信号変換回路96へ供給される電圧は、駆動用VDD1配線を介して信号変換回路96に供給され、信号変換回路96を正常に駆動させる。一方、駆動パルス用電源95から駆動電圧信号生成回路97へ供給される電圧は、駆動用VDD2配線を介して駆動パルス生成回路97に供給されると共に、途中の電解コンデンサ109に電荷が充電される。インクの吐出時には、この電解コンデンサ109から駆動用VDD2配線を介して駆動パルス生成回路97に電流が供給され、アクチュエータ11に十分な電流が供給される。
そして、第1のケーブル121上には、駆動ICチップ12cの近傍に配置される回路素子80として、駆動用VDD1配線と接地用VSS1配線の間、及び駆動用VDD2配線と接地用VSS2配線の間に、各々コンデンサ80aがバイパス接続され、また、COM(接地)配線とVSS2配線との間に、抵抗80bが接続されている。
駆動電圧信号生成回路97のドライバ回路110内のアクチュエータON,OFF用の各トランジスタが直列に接続されているため、アクチュエータON時に接地用VSS2配線に過渡電流が流れる。仮に、コンデンサ80aが無ければ、フレキシブルフラットケーブル12の配線抵抗やインダクタンスにより、VSS2に比較的高い電圧が発生することになるが、VSS1−VSS2間に抵抗値の低い抵抗Rが接続されているから、VSS2の電圧が上昇すると、VSS1電圧が上昇し、信号変換回路96においてデータなどの制御信号との相対的な電圧関係がくずれ、制御信号が正常に認識されず、誤動作することがあった。しかしながら、コンデンサ80aを駆動ICチップ12cの近傍に実装すると、コンデンサ80aからアクチュエータ駆動時の充電電流が供給されるため、VSS2、VSS1の電圧上昇が小さく抑えられ、制御信号の認識における誤動作を防止することができるのである。
一方、製造工程においてアクチュエータ11の圧電材料を分極処理する際に、加熱、冷却すると電荷が発生するが、この電荷が、共通電位線COMと、駆動ICチップ12cまたは制御信号との間でショートすると、大電流により駆動ICチップ12cが破壊されることがある。従って、抵抗80bをチップ状回路12cの近傍に実装することで、上記の電荷が抵抗80bを通って放電され、駆動ICチップ12cの破壊を防止することができるのである。
このようにコンデンサ80aや抵抗80bは、駆動ICチップ12cの近傍となるフレキシブルフラットケーブル12上に実装することで、その効果が発揮される。図5は、その具体的な配置態様を示す。
なお、図6におけるVDD1,VDD2配線、VSS1,VSS2配線および共通電位線COMは、実際には、第1のケーブル121の上では、アクチュエータ上から引き出される方向と平行な両側縁に沿って対称に形成されるから、図5に示すように、回路素子80もその両側縁に沿った位置に実装されることになる。また、図5では、回路素子80は、駆動ICチップ12cよりもアクチュエータ側、あるいは駆動ICチップ12cの幅W方向の延長上に配置されているが、これは、上記各線を第1のケーブル121の上で駆動ICチップ12cよりもアクチュエータ側へ引き回して配線することにより可能になる。
このような駆動ICチップ12cと回路素子80とが実装される第1のケーブル121の詳細な構造とその製造工程について説明する。
第1のケーブル121は、図7に示すように、帯状の絶縁材料製(ポリイミド等)のベースフィルム85と、このベースフィルム85の一方の面に固着された導電性材料(銅箔等)をエッチングして形成された多数の導線86と、この導線86を覆う絶縁材料製のカバーフィルム87とを備えている。平坦部12aには、アクチュエータ11の外部個別電極43及び外部共通電極44にそれぞれ対応する位置において、カバーフィルム87に開口が穿設され、その開口から導線86の端部を端子電極89として露出させている。
一方、可撓部12bにおける、回路素子80が実装されるべき実装部90には、カバーフィルム87には開口が穿設され、その開口から、導線86の中途部を端子電極89として露出させている。
そして、これら開口から露出した端子電極89,89に、図8(a)に示すように、印刷法によって導電性のハンダペースト91が載置される。このとき、開口は、フレキシブルフラットケーブル12における同一面に配置されているから、ハンダペーストの印刷を、同時に行うことができる。
次に、実装部90に回路素子80を、図8(b)に示すように、搭載(マウント)する。次に、赤外線やレーザ等で図8(c)に示すように、接合部88及び実装部90のハンダペースト91を軟化させ(リフロー工程)、アクチュエータ11側の端子電極89上にバンプ92を形成するとともに、実装部90では、回路素子80とハンダ91とを電気的に接合する。その後、一旦冷却してハンダ91を硬化させ、実装部90では回路素子80の実装が完了する。
次いで、アクチュエータ11側の端子電極89上のバンプ92と、アクチュエータ11の外部個別電極43及び外部共通電極44をそれぞれ対向させて、バンプ92を加熱しながら、第1のケーブル12とアクチュエータ11とを互いに接近する方向に押圧することで、これらの電気的接合を完了する。
なお、駆動ICチップ12cの第1のケーブル12への実装は、上記の作業よりも前に、ベースフィルム85に開口を穿設して露出した導線86の一部の端子電極88に、上記と同様にハンダを軟化させて行われる。
このように、本実施の形態では、駆動ICチップ12cの近傍に配置する回路素子80を、駆動ICチップ12cが配置されたフレキシブルフラットケーブル12の表面ではなく、あえてその反対側の裏面、すなわち、アクチュエータ11との対向面と同一面に形成しているから、回路素子80の実装を、接合部88へのバンプ92の形成の工程を利用して行うことができる。
つまり、アクチュエータ11とフレキシブルフラットケーブル12とを電気的に接合するためにバンプ92を製造する工程は、製造工程に元々不可欠な工程であるから、これのためのハンダペースト91を印刷する際に回路素子80のためのハンダペーストを同時に印刷することで、製造工程を大幅に増加させることがなく、効率よく製造することができるのである。
また、本発明では、回路素子80がフレキシブルフラットケーブル12の裏面に実装されているから、フレキシブルフラットケーブル12の表面に実装されている駆動ICチップ12cとヒートシンク60との密着が、回路素子80によって阻害される心配が全く無く、確実に駆動ICチップ12cの熱をヒートシンク60によって放熱できるという効果も奏する。
図9は、他の実施の形態を示すもので、フレキシブルフラットケーブル12における、駆動ICチップ12cおよび回路素子80の実装面を、アクチュエータ11との接合面と同一面側にしている。つまり、第1のケーブル121一方の面側に、駆動ICチップ12cおよび回路素子80のための端子電極88,89と、アクチュエータの電極43,44のための端子電極89とを、カバーフィルム87の開口から露出させる。それらの端子電極上にハンダペーストを載せ、駆動ICチップ12cおよび回路素子80を配置し、ハンダペーストを加熱して軟化させて、駆動ICチップ12cおよび回路素子80を実装する。
なお、上記実施形態では、フレキシブルフラットケーブル12をヘッドホルダ8のスリット孔55を挿通させて2回階段状に屈曲させる形態を例示したが、この形態に限定するものではなく、フレキシブルフラットケーブル12に実装された回路素子80を実装する形態であれば本発明を適用することができる。
上記実施の形態では、インクジェット式記録装置に本発明を適用した例を説明したが、複数の記録素子とそれに対応する駆動部を備えるものならば、インパクト式等各種の記録装置に適用することができる。
1 記録ヘッド
8 ヘッドホルダ
10 キャビティ部
11 アクチュエータ
12 フレキシブルフラットケーブル
12a 平坦部
12b 可撓部
12c 駆動ICチップ
22 ヘッド側回路基板
43 外部個別電極
60 ヒートシンク
80 回路素子
88 接合部
89 端子電極
90 実装部
91 ハンダペースト
92 バンプ
100 インクジェット記録装置
8 ヘッドホルダ
10 キャビティ部
11 アクチュエータ
12 フレキシブルフラットケーブル
12a 平坦部
12b 可撓部
12c 駆動ICチップ
22 ヘッド側回路基板
43 外部個別電極
60 ヒートシンク
80 回路素子
88 接合部
89 端子電極
90 実装部
91 ハンダペースト
92 バンプ
100 インクジェット記録装置
Claims (7)
- 複数の記録素子とその記録素子を選択的に駆動する複数の駆動部を有するアクチュエータとを備える記録ヘッドと、前記アクチュエータの駆動部に一端を電気的に接続された導線を有するフレキシブルフラットケーブルとを備え、前記フレキシブルフラットケーブル上に回路素子を実装した記録装置の製造方法において、
前記フレキシブルフラットケーブルの一方の面側に、前記導線の一端を前記アクチュエータの駆動部に接続する端子電極として、その導線の一部を前記回路素子に接続する端子電極としてそれぞれ露出させ、
前記駆動部に接続する端子電極と前記回路素子に接続する端子電極とに、導電材を載せ、
前記回路素子に接続する端子電極に、前記回路素子を配置し、
前記導電材を加熱して軟化させ、前記回路素子に接続する端子電極に前記回路素子をその軟化後硬化した導電材によって接合するとともに、前記駆動部に接続する端子電極上に軟化後硬化した導電材によってバンプを形成し、
前記駆動部に接続する端子電極と前記アクチュエータの駆動部とを対応させ、前記バンプを加熱して軟化させて、その端子電極と駆動部とを接合することを特徴とする記録装置の製造方法。 - 前記導電材を載せる工程は、ハンダペーストを印刷することであり、その工程の後、前記回路素子を配置することを特徴とする請求項1に記載の記録装置の製造方法。
- 前記フレキシブルフラットケーブルは、絶縁ベースフィルム上に、前記導線が形成され、その導線の上にカバーフィルムが形成されたものであって、前記導線の前記端子電極と対応する部分における前記カバーフィルムにその端子電極を露出させる開口を形成し、その開口内の前記端子電極上に前記導電材を載せることを特徴とする請求項1または2に記載の記録装置の製造方法。
- 前記記録装置は、前記フレキシブルフラットケーブル上に、前記アクチュエータの駆動部に選択的に駆動電圧信号を供給する駆動ICチップが実装されているものであって、前記回路素子は、その駆動ICチップと電源との間の導線に接続され前記電源とともに前記駆動ICチップ及び前記駆動部に電流を供給するものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の記録装置の製造方法。
- 前記駆動ICチップを、前記フレキシブルフラットケーブルの一方の面側とは反対側の面側に露出した前記導線の一部がなす端子電極に接合することを特徴とする請求項4に記載の記録装置の製造方法。
- 前記フレキシブルフラットケーブルの一方の面側に、前記導線の一部を前記駆動ICチップに接続する端子電極として露出させ、
前記駆動部、前記回路素子および前記駆動ICチップに接続する各端子電極とに、導電材を載せ、
前記回路素子および前記駆動ICチップに接続する端子電極に、前記回路素子および前記駆動ICチップを配置し、
前記導電材を加熱して軟化させ、前記回路素子をそれに対応する端子電極に接合しかつ前記バンプを形成する際に、前記駆動ICチップをそれに対応する端子電極に軟化後硬化した導電材によって接合することを特徴とする請求項4に記載の記録装置の製造方法。 - 前記アクチュエータは圧電アクチュエータであり、前記回路素子は、その圧電アクチュエータを分極処理する際の加熱、冷却によって発生する電荷を放電するための部品であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の記録装置の製造方法。
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