JP2000127404A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

インクジェット記録ヘッド

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JP2000127404A
JP2000127404A JP30618398A JP30618398A JP2000127404A JP 2000127404 A JP2000127404 A JP 2000127404A JP 30618398 A JP30618398 A JP 30618398A JP 30618398 A JP30618398 A JP 30618398A JP 2000127404 A JP2000127404 A JP 2000127404A
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JP
Japan
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ink
recording head
conductive film
anisotropic conductive
substrate
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JP30618398A
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English (en)
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Yasushi Iijima
康 飯島
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気熱変換体による加熱によりインクを吐出
する方式で、小型化に対応した電気接続手段を有するイ
ンクジェット記録ヘッドを提供する。 【解決手段】 インク流路、インク液室およびインク導
入路が形成されかつ複数個のインク吐出口が配列された
天板と、そのインク吐出列に対応してそれぞれ個々にイ
ンクを吐出するための複数の電気熱変換体が形成された
基板とからなるインクジェット記録ヘッドにおいて、前
記基板とキャリッジ側へ電気的コンタクトを行うパッド
を有する配線基板とが、導電粒子と絶縁性接着剤とから
なる異方性導電フィルムを用いて接続されてなることを
特徴とするインクジェット記録ヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
ヘッドに関し、特にインクジェット記録ヘッドの電気熱
変換体および信号線に接続したヘッド側電極とその駆動
手段に接続した外部側電極との接続に関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録時の振
動、騒音が殆どなく、カラー化が容易なことから、コン
ピュータ等のデジタル処理装置のデータを出力するプリ
ンタの他、ファクシミリやコピー等にも用いられるよう
になっている。このようなインクジェット記録装置は、
インク滴を吐出するためのノズルと、ノズルに対応して
設けた電気熱変換体を備えたインクジェット記録ヘッド
を用いて、記録信号に応じてノズルからインク滴を記録
媒体に吐出することによって、高速、高解像度、高品質
の記録を行うものである。
【0003】このようなインクジェット記録ヘッドを用
いるインクジェット記録装置においては、インクジェッ
ト記録ヘッドの各電気熱変換体を記録信号に応じて駆動
するために各電気熱変換体に駆動波形を印加しなければ
ならない。そこで、従来のインクジェット記録装置にお
いては、電気熱変換体に接続した電極と外部の駆動回路
に接続した電極とをゴムコネクター方式や半田方式で接
続するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のインクジェット
記録装置に対する小型化の要求に伴って、インクジェッ
ト記録ヘッドは、電気熱変換体、複数の信号線に接続し
た電極の集積度が高密度化している。そのため、従来の
ようにゴムコネクター方式で接続する場合、機構上小型
化、高密度化には限界が生じる。また、半田方式で接続
する場合、電極の配列が高密度になるにしたがって隣接
電極間での半田ブリッジが生じ易くなり、高密度配列化
に限界が出てくる。
【0005】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、小型化の要求を満たすことのできる前記電極間の接
続手段を備えたインクジェット記録装置を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めの本発明のインクジェット記録ヘッドは、インク流
路、インク液室およびインク導入路が形成されかつ複数
個のインク吐出口が配列された天板と、そのインク吐出
列に対応してそれぞれ個々にインクを吐出するための複
数の電気熱変換体が形成された基板とからなるインクジ
ェット記録ヘッドにおいて、前記基板とキャリッジ側へ
電気的コンタクトを行うパッドを有する配線基板とが、
導電粒子と絶縁性接着剤とからなる異方性導電フィルム
を用いて接続された構成である。
【0007】前記異方性導電フィルムは銅合金粒子また
はNi粒子を絶縁性接着剤中に均一分散してなる構成が
好ましい。
【0008】前記導電粒子の平均粒径は10μm〜20
μmであることが好ましい。
【0009】さらに前記異方性導電フィルムが70μm
を超えない膜厚であることが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は本発明を適用するイン
クジェット記録ヘッドの外観斜視図、図2は図1の概略
分解斜視図、図3は図2のA−A線に沿う要部拡大断面
図である。図2において、203はインクを吐出するた
めの電気熱変換体を備えた基板、204は異方性導電フ
ィルム接続部、205はキャリッジ側へ電気的コンタク
トを行うパッドを有する配線基板である。
【0011】このインクジェット記録ヘッドは、異方性
導電フィルムを介して接続する。剥離紙付異方性導電フ
ィルム403は、図4に示すように熱硬化型のバインダ
304中に導電粒子303である金属粒子を混入してな
り、両面に剥離紙401、402を貼着したものであ
る。
【0012】そこで、上述した電気熱変換体が形成され
た電気熱変換体形成基板203の電気熱変換体形成基板
側電極302上に図5に示すように片面の剥離紙402
を剥した異方性導電フィルム501を仮付けする。この
異方性導電フィルムの仮付けは、電気熱変換体形成基板
側電極302上に位置合わせし、例えば80℃、3秒
間、圧力10kgf/mm2 程度の熱、時間および圧力
を加える熱圧着を行い、熱硬化型のバインダが十分硬化
しない状態にして行う。
【0013】次いで、図5に示すように異方性導電フィ
ルムの残りの剥離紙401を剥して、外部側電極フィル
ム(ベースフィルム)305の配線基板側電極301の
先端部で前記電気熱変換体形成基板側電極302に対応
する部分を異方性導電フィルム上に重ね置いて、図6に
示すようにベースフィルムの上から例えば200℃以
上、7秒間、40kgf/mm2 程度の温度、時間およ
び圧力を加えて接合する。
【0014】これによって、異方性導電フィルムの熱硬
化型のバインダが十分に硬化し、また、混入している金
属粒子が外部側電極フィルムの配線基板側電極301と
電気熱変換体基板側電極302との間に挟まれた状態で
潰されるため、外部側電極フィルムと基板側が電気的に
導通状態となる。このとき、熱硬化型のバインダの殆ど
は電極の脇のスリット溝502に逃げて、残った金属粒
子が電極間でプレスされて潰された状態になる。
【0015】異方性導電フィルムの硬化した熱硬化型の
バインダは外部側電極フィルムの電極と基板側電極とを
挟持する保持力を生じて、基板から外部電極フィルムが
剥離するのを防止する。
【0016】この後、耐インク性の封止剤を用いて実装
部を封止するために、液状の封止剤をシリンジに入れ、
ディスペンサを用いてポッティング塗布を行う。その
後、実装部を完全に封止剤で被覆した後、室温にて滞留
し封止剤を十分硬化させる。なお、封止剤を完全に硬化
させるには十分な時間を要するが、10分ほど滞留させ
れば封止剤の流動性はなくなり、後工程への投入が可能
となる。以上の工程を経てインクジェット記録ヘッドが
形成される。
【0017】このように、インクを吐出するための複数
の電気熱変換体が形成された基板とキャリッジ側へ電気
的コンタクトを行うパッドを有する配線基板とを、導電
粒子と絶縁性接着剤とからなる異方性導電フィルムを用
いて接続することによって、低コスト化、小型化、量産
化を実現することができる。
【0018】また、このように、耐インク性の封止剤を
用いることで、インクジェット記録ヘッドの実装封止部
がインクミストに耐えうる構成となり、信頼性の高いイ
ンクジェット記録ヘッドを提供することができる。
【0019】ここで、異方性導電フィルムについて説明
する。異方性導電フィルムは、一般には、例えば液晶パ
ネルの電極接続に用いられ、液晶パネルの縦、横、端面
のガラス表面に蒸着した透明電極(ITO電極膜)とポ
リイミドフィルム上に形成した導体との間を異方性導電
フィルムで挟み、加熱、加圧を行って接続するようにし
ている。この場合、入力側から流れる電流は微小であ
る。また、ITO電極の表面粗さは0.01μm程度と
極めて小さく、その厚さは1μm以下と薄いので、異方
性導電フィルムとしては平均粒径2μm程度のものが多
用されている。また、異方性導電フィルムに用いられて
いる導電粒子としては、10μmから20μmのポリエ
ステル、エポキシ、ポリスチレン樹脂等の粒子の表面に
金メッキした粒子、銀粒子、ニッケル粒子等である。
【0020】これに対して、インク流路、インク液室お
よびインク導入路が形成されかつ複数個のインク吐出口
が配列された天板と、そのインク吐出列に対応してそれ
ぞれ個々にインクを吐出するための複数の電気熱変換体
が形成された基板とからなるインクジェット記録ヘッド
においては、インクジェット記録ヘッドの各電気熱変換
体を記録信号に応じて駆動するため各電気熱変換体に駆
動波形を印加すると、最大で2から3Aの電流が流れ
る。このため、ポリイミドフィルムと銅配線からなる外
部側電極フィルムの電極と基板側の電極との間の抵抗値
は極めて低く、電気容量が大きくなければならない。ま
た、外部側電極フィルムの電極と基板側の電極との接続
は共に金属電極同士の接続であり、電極表面に凹凸があ
ることや、電極の材質によっては表面に皮膜を形成しや
すいという問題がある。
【0021】本発明においては異方性導電フィルムのバ
インダとしてエポキシ樹脂を用いるのが好ましくまた導
電粒子として銅合金粒子またはNi粒子を混入した異方
性導電フィルムを用いるのが好ましく、電気抵抗が小さ
い銅合金粒子を用いると接続抵抗を低く抑えることがで
きる。Ni粒子は表面に凹凸があり、加圧時に電極表面
の被膜を破壊して接触する効果を持つ。そのため金属電
極同士の直接接続に加え、導電粒子が電極表面の皮膜を
破壊して接続する導電粒子を介して接触が混在し、接続
抵抗を低く抑えることができる。
【0022】導電粒子の平均粒径は好ましくは10〜2
0μmである。平均粒径を大きくすることにより、接続
抵抗を安定化する共に、基板表面の厚さのバラツキが吸
収可能になる。10μm未満の導電粒子を用いた場合、
基板の厚さバラツキ、電極表面の凹凸を吸収できず一部
の電極で接続抵抗が上昇するなど、安定した接続状態が
得られない。
【0023】導電粒子の濃度としては、20〜70重量
%が好ましい。70重量%を超える場合には、導電粒子
同士が接触して絶縁性が低下する。また、20重量%未
満であると導電粒子の数が少なすぎてしまい接続抵抗が
上昇する。
【0024】異方性導電フィルムの厚さとしては、70
μm以下が好ましく、良好な接続信頼性を得るためには
35〜55μmとするのがさらに好ましい。70μmを
超えた場合、熱硬化型のバインダが十分にスリット溝に
逃げず電極間に残るため接続抵抗が上がり良好な接続信
頼性が得られない。下限は、導電粒子を含有可能なフィ
ルム状態であれば良く制限はない。
【0025】このように、インクを吐出するための複数
の電気熱変換体が形成された基板とキャリッジ側へ電気
的コンタクトを行うパッドを有する配線基板とを導電粒
子と絶縁性接着剤とからなる異方性導電フィルムを用い
て接続する場合に、導電粒子として銅合金粒子またはN
i粒子を混入した異方性導電フィルムを用い、かつ粒子
の平均粒径を3μm以上とし、また異方性導電フィルム
の膜厚を70μm以下とすることにより、異方性導電フ
ィルムを用いた安定した接続品質を得ることができ、低
コスト化、小型化、量産化を向上することができる。
【0026】さらに、耐インク性封止剤について説明す
る。本発明者が鋭意検討した結果、耐インク性封止剤と
しては、エポキシ系封止剤、シリコーン系RTV封止剤
においてインクジェット記録ヘッドの実用に耐えうるこ
とが判明した。前者のエポキシ系封止剤は硬化に加熱キ
ュア工程を必要とする。また耐インク性を発現するに
は、十分な加熱硬化時間が必要であり量産化に不利であ
る。
【0027】ここで、封止剤としてはシリコーン系のR
TVを用いることが好ましい。シリコーン系RTV封止
剤は常温での吸湿硬化性であるため、加熱キュアを必要
とせず、プロセスが簡略化される。
【0028】このように、封止剤にシリコーン系のRT
Vを用いることで、インクジェット記録ヘッドの実装封
止部がインクミストに耐えうる構成となり、更には封止
プロセスが簡略化され、低コスト化、量産化を向上する
ことができる。
【0029】
【実施例】実施例1 熱硬化型のエポキシバインダ中に40重量%の濃度の、
平均粒子径15μmのNi粒子を導電粒子として均一に
分散した厚さ45μmの異方性導電フィルムを100
℃、5秒間、圧力5kgf/mm2の条件で電気熱変換
体形成基板側電極に仮付けする。(図5参照)。
【0030】ついで図6に示すようにフィルム上から1
90℃、20秒間、圧力20kgf/mm2の条件で本
付けして電気熱変換体形成基板側電極と配線基板側電極
との接続を完成した。
【0031】本実施例において、電気特性を評価したと
ころ、端子寸法2.0×0.3mmの接続抵抗は1端子
当り5mΩ以下、電気容量も5A以上と、インクジェッ
ト記録ヘッドの駆動条件に十分耐え得る特性が得られ
た。
【0032】実施例2 実施例1において、導電粒子をNi粒子に変えて平均組
成(原子比)銀18%、銅82%の銅合金を使用した以
外は、実施例1と同様にして接続し、電気特性を評価し
た。その結果実施例1と同様の評価が得られた。
【0033】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のインクジェット
記録ヘッドによれば、ヘッド側電極と外部側電極を接続
する場合に、導電性粒子と絶縁性接着剤とからなる異方
性導電フィルムを用いるので、安定した接続品質を得る
ことができて、低コスト、高密度配列化、量産化を向上
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用するインクジェット記録ヘッドの
外観斜視図である。
【図2】図1のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図
である。
【図3】図2のA−A線に沿う要部拡大断面図である。
【図4】異方性導電フィルムの説明用模式的断面図であ
る。
【図5】ヘッド側電極と外部側電極の接続工程の説明用
斜視図である。
【図6】ヘッド側電極と外部側電極との接続時の状況の
説明用斜視図である。
【符号の説明】
101 吐出エレメント部 102 天板 103 外部電極とのコンタクト部 104 ホルダーユニット 105 タンクユニット 201 チップタンク 202 ベースプレート 203 電気熱変換体形成基板 204 配線基板 205 フレキシブルケーブル 301 配線基板側電極 302 電気熱変換体形成基板側電極 303 導電粒子 304 バインダ 305 ベースフィルム 401 剥離紙 402 剥離紙 403 剥離紙付異方性導電フィルム 501 異方性導電フィルム 502 スリット溝

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インク流路、インク液室およびインク導
    入路が形成されかつ複数個のインク吐出口が配列された
    天板と、そのインク吐出列に対応してそれぞれ個々にイ
    ンクを吐出するための複数の電気熱変換体が形成された
    基板とからなるインクジェット記録ヘッドにおいて、前
    記基板とキャリッジ側へ電気的コンタクトを行うパッド
    を有する配線基板とが、導電粒子と絶縁性接着剤とから
    なる異方性導電フィルムを用いて接続されてなることを
    特徴とするインクジェット記録ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記異方性導電フィルムが銅合金粒子ま
    たはNi粒子を絶縁性接着剤中に均一分散してなること
    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】 前記導電粒子の平均粒径が10μm〜2
    0μmである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。
  4. 【請求項4】 前記異方性導電フィルムが70μmを超
    えない膜厚であることを特徴とする請求項1ないし3記
    載のインクジェット記録ヘッド。
  5. 【請求項5】 前記異方性導電フィルムの接続部は耐イ
    ンク封止剤で封止されている請求項1ないし4記載のイ
    ンクジェット記録ヘッド。
  6. 【請求項6】 前記耐インク封止剤はシリコーンRTV
    封止剤である請求項5に記載のインクジェット記録ヘッ
    ド。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

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Effective date: 20080729

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