JP2021028133A - インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
Description
吐出を行う複数の吐出口が配列された吐出チップと、
外部から電気信号を前記吐出チップに印加するための外部配線を備えた外部配線板と、
前記外部配線板の外部配線と前記吐出チップとが電気接合された電気接合部と、
該電気接合部を封止する樹脂封止部と、
を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記外部配線板の、吐出チップ側の第1端面と、該第1端面と接続される側端面とが交差する角部に面取りされた面取り部を有し、該面取り部が前記吐出チップの吐出口配列方向の幅内に位置していることを特徴とするインクジェット記録ヘッドが提供される。
図1〜5は本発明の実施形態のインクジェット記録ヘッドの説明図であり、図6は他の実施形態の説明図である。図17は本発明の実施形態のインクジェット記録ヘッド2を使用することができるインクジェット記録装置1の一例の斜視図である。図1は、図2及び図3に対応する斜視図である。図2(a)は図2(b)のX−Y線に沿った断面図であり、図2(b)は平面図である。図3(a)は外部配線板の表面側から見た透視図(図2(b)の上側部分の透視図)であり、図3(b1)、(b2)は面取り部の拡大図である。
吐出チップ100は、図1〜3に示すように、基板101と、この基板上に吐出口に対応して設けられた圧力発生素子と、圧力発生素子に電気信号を伝達する電気配線と、電気配線と電気的に接続された取り出し電極パッド(以上不図示)とを有する。また、ノズル(不図示)及び吐出口104が形成された部材(オリフィス部)103を含む。このような吐出チップ100の基板101上に、外部配線板106の少なくとも一端部を含む部分が配置され、電気的に接続されている。
さらに、本発明の他の実施形態のインクジェット記録ヘッドについて、図6を参照して説明する。
図6(b)に示すように、本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおいては、吐出チップ100のオリフィス部103が、外部配線板106の端部と対向する側において、外部配線板106の平面形状と相似形状にパターニングされた部位を有している。つまり、外部配線板106の吐出チップ100側周面に沿って所定の間隔(間隙)を有する形状である。そして、外部配線板106が、オリフィス部103のパターニングされた部位に係合して配置され、その間隙に樹脂封止材が充填されて樹脂封止部108が形成されている。すなわち、吐出チップの基板101上において、オリフィス部103と外部配線板106との隙間の領域の全体に樹脂封止部108が形成されている。樹脂封止部108をこの隙間領域の全体に均一に形成できるため、樹脂封止を安定に行うことができ、また良好な樹脂封止部108を形成できる。
以下、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例について説明する。
まず、次の様にして図7に示す吐出チップ100を作製する。シリコン基板101上に、圧力発生素子、これを駆動する電気を供給するための電気配線、そして外部に取り出すための電極パッド102を形成する。次に、シリコン基板101に、圧力発生素子にインクを供給するためのインク供給口を形成する。続いて、インクを吐出するためのノズルと吐出口104を含むオリフィス部を形成する。吐出チップの電極パッド列は吐出口列と同一方向に吐出口列における吐出チップの幅より短い領域に配置されている。
(実施例1−1)
まず、次の様にして図7に示す吐出チップを作製した。シリコン基板101上に、圧力発生素子としての発熱抵抗体を成膜及びエッチング加工により形成した。次に、発熱抵抗体を駆動してインクを加熱するための電気を配する電気配線を成膜及びエッチング加工により形成した。続いてその上に、インクから保護する保護膜を成膜した。その後、外部配線板と接続するための電極パッド部102を保護膜のパターン加工により形成した。発熱抵抗体は150dpiで16個配列し、配列長さは2.7mmとした。電極パッドは、保護膜開口サイズ:0.1mm×0.1mm、0.185mmピッチ配列で配列長さは1.11mmとした。
外部配線板の外形寸法は2mm幅であり、吐出チップの幅より小さい。
外部配線板の吐出チップ側の第1端面と側端面とは、R0.2mmの円弧で繋がっている。
外部配線は、幅が0.12mm(図3(a)の上下方向における長さ)で0.185mmピッチの6本であり、配列長は1.11mmとした。
フィルム上の最外配置の外部配線107−1の吐出口配列側の端部の外側角部から外部配線板106の吐出口配列側の端面までの距離(a)は0.4mm、外部配線方向の端面までの距離(b)は0.4mmとした。同じ外部配線107−1の外側角部から外部配線板の面取り部(円弧)端面までの最短距離(c)は0.45mmであった(図3(b1))。
距離(c)が、距離(a)と距離(b)より大きく、配線から電気実装の樹脂封止端部までの距離が確保できるので、信頼性を確保できた。
インクジェット記録ヘッドの吐出チップのフェイス面側の電気実装封止部分のクラックや剥がれは発生せず、電気実装封止部分の信頼性が向上したことが分かった。
また、フェイス面を拭くワイパーの欠けや亀裂もなく、欠けや亀裂のないワイパーによりフェイス面が良好な状態になっており、印字の劣化もなかった。
実施例1−2は、外部配線板106の寸法が下記の通り異なる以外は実施例1−1と同様にしてインクジェット記録ヘッドを作製した。
外部配線板106の外形寸法は2.8mm幅であり、吐出チップ100の幅より小さい。
外部配線板106の吐出チップ100側の第1端面と側端面とは、R1.6mmの円弧で繋がっている。
外部配線は、幅が0.12mmで0.185mmピッチの6本であり、配列長は1.11mmとした。
フィルム上の最外配置の外部配線107−1の吐出口配列側の端部の外側角部から外部配線板106の吐出口配列側の端面までの距離(a)は0.4mm、外部配線方向の端面までの距離(b)は0.8mmとした。同じ外部配線107−1の外側角部から外部配線板106の面取り部(円弧)端面までの最短距離(c)は0.43mmであった(図3(b2))。
距離(c)が、距離(a)と距離(b)のうちの短い距離(a)より長く、配線から電気実装の樹脂封止端部までの距離が確保できるので、信頼性を確保できた。
図6(a)及び(b)に、実施例2において作製したインクジェット記録ヘッドの吐出モジュール(外部配線板と電気接合された吐出チップ)を示す。
図6(b)に示すように、吐出チップ100のオリフィス部103が、外部配線板106の端部と対向する側において、外部配線板106の平面形状と相似形状にパターニングされた形状を有している。そして、オリフィス部103と外部配線板106との対向する相似形状の外縁間に樹脂封止部108が形成されている。すなわち、吐出チップ100の基板101上において、オリフィス部103と外部配線板106との対向する隙間の領域の全体に樹脂封止部108が形成されている。
そして、実施例1と同様に、電気接合部の樹脂封止部の表面に稜線等の先鋭な角部が発生せず滑らかであった。得られた吐出モジュールを備えたインクジェット記録装置について印字耐久試験を行った結果、実施例1と同様な効果が得られた。
2:インクジェット記録ヘッド
16:フェイス面(吐出面)
100:吐出チップ
101:基板
102:電極パッド
103:オリフィス部
103F:フェイス面
104:吐出口
105:電極バンプ
106:外部配線板
106a:基材(フレキシブルフィルム)
106b:角部
106c:角部
107:外部配線
108:樹脂封止部
109:流路プレート
110:回路基板
111:稜線
112:ワイパー
113:ディスペンサー
Claims (9)
- 吐出を行う複数の吐出口が配列された吐出チップと、
外部から電気信号を前記吐出チップに印加するための外部配線を備えた外部配線板と、
前記外部配線板の外部配線と前記吐出チップとが電気接合された電気接合部と、
該電気接合部を封止する樹脂封止部と、
を有するインクジェット記録ヘッドであって、
前記外部配線板の、吐出チップ側の第1端面と、該第1端面と接続される側端面とが交差する角部に面取りされた面取り部を有し、該面取り部が前記吐出チップの吐出口配列方向の幅内に位置していることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 前記外部配線板の、前記第1端面と、前記第1端面とそれぞれ接続される前記側端面とが交差する2つの前記角部に前記面取り部を有し、該面取り部の2つが前記吐出チップの吐出口配列方向の幅内に位置している、請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記吐出チップは、前記吐出口が形成された部材と、前記部材が配される表面の側に前記外部配線と電気的に接続される電極パッドを備える基板と、を有し、
前記電気接合部が前記基板の前記表面と前記外部配線板との間に形成されるように、前記基板の前記表面の前記電極パッドを含む領域と前記外部配線板の一部とが重複して配されており、
前記樹脂封止部は、前記外部配線板の前記一部の外縁に沿って前記基板の前記表面に配されている、請求項1又は2に記載のインクジェット記録ヘッド。 - 前記吐出チップの吐出口が形成されたフェイス面側において、前記外部配線板の外縁に沿った樹脂封止部の表面に稜線がない、請求項1から3のいずれか一項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記外部配線板の平面形状において、前記外部配線板の最外配置の外部配線の端部から前記外部配線板の前記面取り部の端面までの距離cが、前記外部配線の前記端部から前記面取り部とつながっている前記第1端面までの距離aおよび前記外部配線の前記端部から前記外部配線板の側端面までの距離bのうちのいずれか短い方の長さ以上の長さである、請求項1から4のいずれか一項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記吐出チップの吐出口の形成された部材が、前記外部配線板の端部と対向する側において、前記外部配線板の平面形状と相似形状にパターニングされた部位を有し、前記外部配線板が該パターニングされた部位に係合して配置される、請求項1から5のいずれか一項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記吐出チップの吐出口の形成される部材のパターニングされた部位と前記外部配線板との間に所定の間隙を有し、該間隙に樹脂封止材が充填されて前記樹脂封止部が形成されている、請求項6に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 前記吐出チップは、基板上に、前記吐出口に対応して設けられた圧力発生素子と、該圧力発生素子に電気信号を伝達する配線と、該配線と電気的に接続された取り出し電極パッドとを有し、前記外部配線板の外部配線は、前記吐出チップの取り出し電極パッドに電極バンプを介して電気的に接合されている、請求項1から7のいずれか一項に記載のインクジェット記録ヘッド。
- 請求項1から8のいずれか一項に記載のインクジェット記録ヘッドと、
前記吐出チップの吐出口が形成されたフェイス面をワイピングするワイパーと、
を有するインクジェット記録装置。
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