JPH106508A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンピュータ等の出力機器として使用される
インクジェット記録ヘッドにおいて、小型で組立工数が
少なく、印字品質にすぐれ、ノズル表面を清掃するブレ
ード性が良いインクジェット記録ヘッドを提供すること
を目的とする。 【解決手段】 記録ヘッド２４の壁面にノズル板２５が
装着される。記録ヘッド２４の表面の少なくとも３辺に
パッド２４ａが多数形成される。インクの吐出信号を伝
達する電気回路基板（ＦＰＣ）４３のパッド４３ａを記
録ヘッド２４のパッド２４ａに対向させ、バンプ４７に
より一括してボンディングする。ノズル板２５と記録紙
１３の距離Ｌを短縮して印字品質の向上を図れ、またノ
ズル板２５表面のブレード性にすぐれた小型コンパクト
なインクジェット記録ヘッドを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体にインク
を吐出し画像を記録するインクジェット記録ヘッドに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェットプリンタは記録時
の静粛性、高速記録が可能、カラー化が容易といった点
から家庭用、オフィス用コンピュータの出力用プリンタ
として広く利用されるようになってきた。このようなイ
ンクジェットプリンタはインクを小滴化し、飛翔させ、
記録紙に付着させて記録を行うもので、小滴の発生法や
飛翔方向の制御法によってコンティニアス方式とオンデ
マンド方式に大別される。

【０００３】コンティニアス方式は、例えば米国特許第
３０６０４２９号に開示されている方式であって、イン
クの小滴化を静電吸引的に行い、発生した小滴を記録信
号に応じて電界制御し、記録紙上に小滴を選択的に付着
させて記録を行うものであり、小滴の発生には高電圧を
要し、マルチノズル化が困難であるので高速記録には不
適である。

【０００４】オンデマンド方式は例えば米国特許第３４
７４７１２０号に開示されている方式で、小滴を吐出す
るノズル孔を有する記録ヘッドに付設されているピエゾ
振動素子に電気的な記録信号を付加し、この電気信号を
ピエゾ振動素子の機械的振動に変え、機械的振動に従っ
てノズル孔より小滴を吐出させて記録紙に付着させるこ
とで記録を行うものであり、オンデマンドでインクをノ
ズル孔より吐出して記録を行うため、コンティニアス方
式のように吐出飛翔する小滴の中、画像の記録に要さな
かった小滴を回収することが不要であるため、シンプル
な構成が可能である。一方、記録ヘッドの加工の困難さ
や、ピエゾ振動素子の小型化が極めて困難でマルチノズ
ル化が難しく、ピエゾ素子の機械振動という機械的エネ
ルギーで小滴の飛翔を行うので高速記録に向かない等の
欠点を有していた。

【０００５】オンデマンド方式の他の例として米国特許
第３１７９０４２号に開示されている方式は、ピエゾ振
動素子等の手段による機械振動エネルギーを利用する代
わりに、熱エネルギーを利用することが記載されてい
る。機械的振動エネルギーを利用する方式と比較してエ
ネルギー変換効率が高い、マルチノズル化が容易である
といった特徴がある。特に最近のコンピュータディスプ
レイのカラー化に伴って、出力装置であるプリンタもカ
ラー化が要求され、前述のような理由から熱エネルギー
を利用したインクジェットプリンタが急速に伸びてい
る。

【０００６】以下、従来のインクジェットプリンタ用記
録ヘッド部について説明する。図６は、従来のカラーイ
ンクジェット記録装置の記録ヘッドの正面図、図７は同
断面図である。図６において、記録ヘッド１の表面には
ノズル板２が装着されている。ノズル板２にはインクを
吐出するノズル孔３が左右２列で多数個形成されてお
り、また記録ヘッド１の壁面の両側部にはパッド４が多
数並設されている。

【０００７】図７において、記録ヘッド１はインク供給
部材６の前面に配置されている。インク供給部材６およ
び記録ヘッド１には、インク流路７，８が形成されてい
る。９は記録ヘッド１に記録信号を伝達する電気回路基
板であって、そのパッド１０と記録ヘッド１のパッド４
は、ワイヤ１１により接続され、またワイヤ１１は保護
用の樹脂１２で封止されている。記録紙１３はノズル板
２に対向した位置にあり、ノズル板２のノズル孔３から
インクが吐出されて記録が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図６において、印字品
質を向上させるためには、ノズル孔３やパッド４の個数
を多くしなければならない。しかしながら図７に示すよ
うに、パッド４は電気回路基板９のパッド１０とワイヤ
ボンディング技術によりワイヤ１１で１個づつ接続して
いかねばならないため、パッド４の個数が多くなるとワ
イヤ１１による接続作業に多大な時間を要し、組立作業
性があがらないという問題点があった。

【０００９】また印字品質を良くするためには、ノズル
板２と記録紙１３の距離Ｌをできるだけ短縮して、イン
クの着弾精度を向上させる必要があるが、上記従来の構
成では、記録ヘッド１の壁面にワイヤ１１や樹脂１２を
設けねばならないため、距離Ｌはかなり大きくなり、こ
のことが印字品質の向上を阻害する一因となっていた。

【００１０】したがって本発明は、組立てが簡単で、し
かも印字品質の向上を図れるインクジェット記録ヘッド
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、イ
ンクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、この記録
ヘッドに記録信号を伝達する電気回路基板とを備えたイ
ンクジェット記録ヘッドであって、前記電気回路基板の
パッドを前記記録ヘッドの表面の少なくとも３辺に設け
られたパッドに対向させて接着した。

【００１２】請求項２の本発明は、前記電気回路基板の
パッドと前記記録ヘッドのパッドをバンプを介して接着
した。

【００１３】請求項３の本発明は、前記電気回路基板の
パッドと前記記録ヘッドのバンプを異方性導電シートを
介して接着した。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明によれば、電気回路基板の
パッドを記録ヘッドのパッドに対向させて一括してボン
ディングできるので、組立性が向上し、またパッドを少
なくとも３辺に設けたので小型化できる。またワイヤや
ワイヤ封止用の樹脂を不要にできるので、記録ヘッドを
記録紙に近づけることが可能となり、インクの着弾精度
の向上、ひいては印字品質の向上を図れる。

【００１５】以下、本発明の一実施の形態を図面を参照
しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態によ
るカラーインクジェット記録装置の斜視図、図２は同カ
ラーインクジェット記録装置のヘッド部の斜視図、図３
は同カラーインクジェット記録装置の記録ヘッドをＦＰ
Ｃに接続した状態を示す拡大図、図４は同カラーインク
ジェット記録装置の記録ヘッドの電気的接続構造の断面
図である。

【００１６】図１に示すように、キャリッジ２１はシャ
フト２２に案内されてプラテン２３の長手方向Ｘに往復
動するようになっている。キャリッジ２１には記録ヘッ
ド（後述）を保持固定したヘッド部４０が着脱自在に取
りつけてあり、記録ヘッド２４（図２）の各色に対応し
て、インクタンク２６（６ＢＫ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ）が
装着、固定されている。インクタンク２６には、例えば
ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインク
が貯留されており、必要に応じて記録ヘッドに供給され
る。

【００１７】図２においてヘッド部４０は、インク流路
を形成したインク供給部材４１と、電気回路を形成した
可撓性を有する電気回路基板（以下ＦＰＣと略称する）
４３に複数の記録ヘッド２４等が取りつけられた電気基
板アッセイ４２から構成されている。記録ヘッド２４の
前面には、ノズル板２５が各々設けられ、各ノズル板２
５には複数個のノズル孔２５ａが千鳥状に二列に形成さ
れている。

【００１８】図３は記録ヘッド２４をＦＰＣ４３に接続
した状態示す拡大図である。記録ヘッド２４の表面部に
は、ヒーターあるいは電極等のインク加熱手段が設けら
れており（図示せず）、記録ヘッド２４の表面の少なく
とも３辺、望ましくは４辺にインク加熱手段へ通じるパ
ッド２４ａが配置されている。パッド２４ａは、二列に
並ぶインク加熱手段と平行な辺はもちろん、垂直な辺に
も配置されているため、パッド２４ａの数が多いにもか
かわらず小型の記録ヘッド２４になっている。

【００１９】記録ヘッド２４の上にはノズル板２５が貼
り合わされており、ノズル板２５は、インク加熱手段の
真上にノズル孔２５ａがくるように位置決めされた後、
アクリル系の接着樹脂で固定される。図４に示すよう
に、記録ヘッド２４のパッド２４ａとＦＰＣ４３のパッ
ド４３ａは対向して接続されており、画像データに基づ
いてインク加熱手段を駆動することによりインク内に気
泡を発生させ、その気泡の体積膨脹によりその前面に設
けたノズル孔２５ａからインク滴を飛翔させ、記録媒体
上にインクのドットパターンからなる画像を形成してい
く。なお、このパッド２４ａの数がさらに多い場合や、
配置ピッチが狭い場合は、パッド２４ａを千鳥状に配置
することで記録ヘッド２４を小型コンパクトに構成でき
る。

【００２０】次にパッド２４ａとパッド４３ａの電気的
接続方法について説明する。図４において、記録ヘッド
２４は本体ブロック４１の前面に設けられている。記録
ヘッド２４のパッド２４ａとＦＰＣ４３のパッド４３ａ
が対向しているために、いわゆるフリップチップ実装工
法を採用することができる。フリップチップ実装をする
ために、ＦＰＣ４３には記録ヘッド２４の少なくともノ
ズル孔２５ａ列を露出させる角穴４４（図３）が形成さ
れ、その角穴４４の周囲に記録ヘッド２４のパッド２４
ａと対向するパッド４３ａが配置されている。フリップ
チップ実装工法は、記録ヘッド２４のパッド２４ａ上に
はんだや金といった低電気抵抗の金属のボール（バン
プ）４７を形成し、対向したＦＰＣ４３の接続パッド４
３ａと接続させるものである。また、逆にＦＰＣ４３の
接続パッド４３ａ上に同様のバンプ４７を形成しても良
い。その後、機械的および化学的負荷から保護するため
に記録ヘッド２４とＦＰＣ４３の間に紫外線硬化型樹脂
（ＵＶ樹脂）４８を充填する。

【００２１】この接続方法によれば、多数個のパッド２
４ａとパッド４３ａを一括してボンディングできる。ま
た図７に示す従来例のように、ワイヤやワイヤ封止用の
樹脂を必要としないので、ノズル板２５と記録紙１３の
距離Ｌを短くし、インクの着弾精度すなわち印字品質を
向上させることができる。さらには、記録ヘッド２４と
記録紙１３の間に障害物がないので、ノズル板２５の表
面をゴム等の弾性部材で清掃する作業を容易に行うこと
ができる。

【００２２】図５は、本発明の他の実施の形態によるカ
ラーインクジェット記録装置の記録ヘッドの電気的接続
構造の断面図である。このものは、テープ状の樹脂の中
に微細な導電粒子４９を配合し、厚み方向には導電性を
持たせ、面方向には絶縁性を持たせた異方性導電シート
５０を記録ヘッド２４のパッド２４ａとＦＰＣ４３のパ
ッド４３ａの間に挟んで熱硬化させている。したがって
このものも図４に示す実施の形態と同様の作用効果が得
られる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、記録ヘッドの表面の少なくと
も３辺に設けられたパッドに電気回路基板のパッドを対
向させ、パッド同士をバンプや異方性導電シートなどに
より一括してボンディングするようにしているので、組
立性を大巾に向上させ、かつ小型コンパクトに構成する
ことができる。またノズルと記録紙との距離を短縮でき
るので、インクの着弾精度すなわち印字品質の向上を実
現でき、さらにはノズル表面のブレード性にすぐれ、ノ
ズル表面の清掃を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態によるカラーインクジェ
ット記録装置の斜視図

【図２】本発明の一実施の形態によるカラーインクジェ
ット記録装置のヘッド部の斜視図

【図３】本発明の一実施の形態によるカラーインクジェ
ット記録装置の記録ヘッドをＦＰＣに接続した状態を示
す拡大図

【図４】本発明の一実施の形態によるカラーインクジェ
ット記録装置の記録ヘッドの電気的接続構造の断面図

【図５】本発明の他の実施の形態によるカラーインクジ
ェット記録装置の記録ヘッドの電気的接続構造の断面図

【図６】従来のカラーインクジェット記録装置の記録ヘ
ッドの正面図

【図７】従来のカラーインクジェット記録装置の記録ヘ
ッドの断面図

【符号の説明】

２１ キャリッジ ２２ シャフト ２３ プラテン ２４ 記録ヘッド ２４ａ パッド ２５ ノズル板 ２５ａ ノズル孔 ４０ ヘッド部 ４３ ＦＰＣ ４３ａ パッド ４７ バンプ ４８ 紫外線硬化型樹脂 ４９ 導電粒子 ５０ 異方性導電シート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクを吐出するノズルを有する記録ヘッ
   ドと、この記録ヘッドに記録信号を伝達する電気回路基
   板とを備えたインクジェット記録ヘッドであって、前記
   電気回路基板のパッドを前記記録ヘッドの表面の少なく
   とも３辺に設けられたパッドに対向させて接着したこと
   を特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】前記電気回路基板のパッドと前記記録ヘッ
   ドのパッドをバンプを介して接着したことを特徴とする
   請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】前記電気回路基板のパッドと前記記録ヘッ
   ドのバンプを異方性導電シートを介して接着したことを
   特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。