JP2013193259A - 液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半田ボールや銅はがれの発生を防止し、接合不良を低減する。
【解決手段】液滴を吐出する圧力を発生させる圧力発生手段２２と、圧力発生手段２２に接続されたフレキシブル配線基板２３と、フレキシブル配線基板２３に接続する電気回路基板３とを備える液滴を吐出する液体吐出ヘッド２の製造方法であって、フレキシブル配線基板上の電極２３ｅと電気回路基板上の電極３ｅの少なくとも一方に半田２４を塗布し、フレキシブル配線基板上の電極２３ｅの長手方向において、フレキシブル配線基板上の電極２３ｅの両端の少なくとも一方を電気回路基板上の電極３ｅの端部よりも外側に位置させた状態で重ね合わせて、フレキシブル配線基板上の電極２３ｅ側から熱を加えて半田２４を溶融硬化させてフレキシブル配線基板上の電極２３ｅと電気回路基板上の電極３ｅを接合する。
【選択図】図６

Description

本発明は、液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドユニットおよび画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば、インク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。

この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本明細書において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。

また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。

従来、液体吐出ヘッドとして、複数の圧力発生室のそれぞれの一部を圧電素子が設けられた振動板で構成するものがある。各圧力発生室は、インク滴を吐出する複数のノズル開口に個別に対応するように並列して配設されている。

この液体吐出ヘッドでは、圧電素子の変位により各圧力発生室の容積を変化させてインク滴を吐出させる。この液体吐出ヘッドでは、各圧力発生室の容積の変化を可能とすべく、圧電素子が各圧力発生室に個別に配置され、さらに圧電素子には各圧力発生室に対応するように複数の電極が並列して配置されている。

圧電素子は、電極毎に薄膜状のフレキシブル配線基板を介して制御部に接続されている。そして、配線パターンが形成された絶縁フィルムに回路部品が設けられたフレキシブル配線基板と、装置側から供給される各種信号を該フレキシブル配線基板に伝達する電気回路基板とを接続する。これにより、制御部による圧力発生室毎の圧電素子の変位を制御できる。

ここで、フレキシブル配線基板と電気回路基板の接続の信頼性を確保するための従来技術として、例えば特許文献１と特許文献２がある。

特許文献１では、可撓性プリント基板と可撓性フラットケーブルの接続部近傍において、曲げ応力が加わった場合に接続部近傍の回路パターンが断線することを確実に防ぐため、可撓性プリント基板と可撓性フラットケーブルの半田接合部を絶縁フィルムにより補強する構成が開示されている。

また、特許文献２では、フレキシブルフラットケーブルの導体と回路基板の断線の発生を防止するため、フレキシブルフラットケーブルの端部における幅方向側縁の側縁平形導体端部を側縁に向けて露出させ、回路基板上のランドに半田付けすることにより、フレキシブルフラットケーブルと基板とを長手方向に確実に接着させる構成が開示されている。

ここで、電極間の半田接合に関しての、接合不良の要因として他にも以下のものがある。フレキシブル配線基板の電極と電気回路基板の電極との接合においては、一方の電極に半田を塗布し、両電極を重ね合わせて、フレキシブル配線基板の上から熱圧着ツールとしてのヒータチープを押し付ける。そして、ヒータチップにより半田に熱を加えて半田を溶融させつつ加圧し、半田を硬化させて両電極を接合する。このとき、半田を溶融させるためにはヒータチップを半田溶融温度（およそ２５０℃）以上の温度（およそ４００℃）にする必要がある。

ヒータチップを高熱にすると、半田接合部の一部で急激に加熱温度が上昇して半田ボールが発生し短絡の原因となっている。また、ヒータチップを高熱にすると、銅はがれの現象が起きる。このような半田ボールの発生あるいは銅はがれが起きると、フレキシブル配線基板と電気回路基板との接合不良の原因となる。

また、ヒータチップを高熱にして電極間の接合を行うと、ヒータチップに直接接するフレキシブル配線基材の炭化（例えば、焦げ）が発生したり、ヒータチップ自体の耐久性が低下したりする問題が生じる。

しかしながら、上記特許文献１，２では、上記電極間の接合不良の要因については対策が講じられていないため、接合信頼性が十分であるとは言えなかった。

そこで、本発明は、半田ボールや銅はがれの発生を防止し、接合不良を低減させることができる液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドユニットおよび画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出する圧力を発生させる圧力発生手段と、前記圧力発生手段に接続されたフレキシブル配線基板と、前記フレキシブル配線基板に接続する電気回路基板とを備える液滴を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記フレキシブル配線基板上の電極と前記電気回路基板上の電極の少なくとも一方に半田を塗布し、前記フレキシブル配線基板上の電極の長手方向において、前記フレキシブル配線基板上の電極の両端の少なくとも一方を前記電気回路基板上の電極の端部よりも外側に位置させた状態で重ね合わせて、前記フレキシブル配線基板上の電極側から熱を加えて前記半田を溶融硬化させて前記フレキシブル配線基板上の電極と前記電気回路基板上の電極を接合するようにしている。

本発明によれば、半田ボールや銅はがれの発生を防止し、接合不良を低減することができる。

液体吐出ヘッドユニットの外観斜視説明図である。 液体吐出ヘッドユニットの分解斜視説明図である。 液体吐出ヘッドユニットのフレーム部材と電気回路基板とを説明するための斜視説明図である。 フレキシブル配線基板と電気回路基板の接合構成の説明に供する斜視説明図である。 図４を電気回路基板側から平面視した平面図である。 第１の実施形態に係るフレキシブル配線基板の電極と電気回路基板の電極との接合構造を示す断面模式図である。 熱圧着ツールとしてヒータチップを使用した場合の様子を説明する断面模式図である。 第２の実施形態に係るフレキシブル配線基板の電極と電気回路基板の電極との接合構造を示す断面模式図である。 熱圧着ツールとしてヒータチップを使用した場合の様子を説明する断面模式図である。 第３の実施形態に係るフレキシブル配線基板の電極と電気回路基板の電極との接合構造を示す断面模式図である。 第４の実施形態に係るフレキシブル配線基板の電極と電気回路基板の電極との接合構造を示す断面模式図である。 画像形成装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図である。 画像形成装置の機構部の要部平面説明図である。

以下、本発明に係る構成を図１から図１３に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

＜液体吐出ヘッドユニット＞
図１は、液体吐出ヘッドユニットの外観斜視説明図である。図２は、液体吐出ヘッドユニットの分解斜視説明図である。図３は、液体吐出ヘッドユニットのフレーム部材と電気回路基板とを説明するための斜視説明図である。

液体吐出ヘッドユニット１は、液滴を吐出する液体吐出ヘッド２と、液体吐出ヘッド２と接続する電子部品が実装された電気回路基板３と、液体吐出ヘッド２に供給するインクを収容するタンク４とを備え、液体吐出ヘッド２のフレーム部材と電気回路基板３とタンク４とは積層構造をなして一体化され、液体吐出ヘッド２のフレーム部材１７と電気回路基板３との間及び電気回路基板３とタンク４との間に空間がそれぞれ設けられ、電気回路基板３の電子部品３２が前記空間に収容されている。尚、液体吐出ヘッド２と電気回路基板３をそれぞれ液体吐出ヘッドユニット１の別々の構成要素とせずに、液体吐出ヘッド２は電気回路基板３を含むものとしても良い。

液体吐出ヘッド２は、液滴を吐出するノズル１１が形成されたノズル板１２と、ノズル１１が連通する液室１３を形成する流路板１４と、液室１３の壁面の一部を形成する振動板を形成する振動板部材１５と、前記振動板を変位させる２つの圧電アクチュエータ１６と、各液室１３にインクを供給する共通液室１８を形成し、圧電アクチュエータ１６を内部に収納し、ノズル板１２、流路板１４及び振動板部材１５を前面側に保持するフレーム部材１７とを備えている。

各圧電アクチュエータ１６は、基板２１に接合された２列の圧力発生手段である積層型圧電素子部材２２を有し、圧電素子部材２２にはスリット加工が施されて各液室１３に対応する駆動圧電素子柱（図示しない）が形成されている。各圧電素子部材２２には、各駆動圧電素子柱と電気回路基板３とを電気的に接続するフレキシブル配線（電極）などのフレキシブル配線基板２３が接合されて接続されている。

フレーム部材１７には、前述した共通液室１８の他、圧電アクチュエータ１６を収納する開口部１７ａ及び液体吐出ヘッド２のフレーム部材１７と電気回路基板３との間の空間を形成する開口部１７ｂがそれぞれ形成されている。フレキシブル配線は柔軟性があり大きく変形させることが可能な薄膜状の部材で形成されており、図示しないが内方に複数の電路が設けられている。また、振動板部材１５には共通液室１８と液室１３との間に液供給口部となるフィルタ部１９が形成されている。

電気回路基板３には、基板本体３１の両面に、圧電アクチュエータ１６とフレキシブル配線基板２３及び基板３上の配線パターンを介して接続される電子部品３２が実装され、また、この液体吐出ヘッドユニット１と画像形成装置本体の制御ボードと接続するためのＦＦＣコネクタ３３などが搭載されている。さらに、フレキシブル配線基板２３を通す開口部３４が形成されている。

フレーム部材１７と電気回路基板３との間には絶縁シート５１が介在されている。これにより、フレーム部材１７を金属（例えばＳＵＳ）などの導電性部材で形成した場合でも、電気回路基板３の基板本体３１の面に配線パターンを形成することができる。

電気回路基板３とタンク４との間には、電気回路基板３とタンク４との間に残る隙間を外部から遮蔽することで液体を遮蔽する遮蔽部材５２が設けられている。この遮蔽部材５２は、略Ｌ字状の樹脂フィルム部材で形成している。これにより、電気回路基板３とタンク４との間の隙間からのミストの侵入をより効果的に防止することができる。

＜フレキシブル配線基板と電気回路基板の接合構成＞
次に、上記液体吐出ヘッド２のフレキシブル配線基板２３と電気回路基板３との接続構成の一例について図４及び図５を参照して説明する。

図４は、フレキシブル配線基板と電気回路基板の接合構成の説明に供する斜視説明図である。図５は、図４を電気回路基板側から平面視した平面図である。

液体吐出ヘッド２は、上述したように、２つの圧電アクチュエータ１６にそれぞれ２列の駆動圧電素子柱（図示しない）を形成した圧電素子部材２２を有し、各圧電素子部材２２にはそれぞれ２枚のフレキシブル配線基板２３が接続されている。

また、電気回路基板３は、基板本体３１上に複数のコネクタ３３及び電子部品３２が配置されて、図示しない配線パターン（電極）が形成されている。

フレキシブル配線基板２３は、電気回路基板３に形成された開口部３４を通じて電気回路基板３の配線パターンと接続する側に引き出され、各フレキシブル配線基板２３の入力端子２３ａ側は対面方向に互いに対向しない位置で折り曲げられて電気回路基板３の配線パターンに接続され、電気回路基板３の複数のコネクタ３３は電気回路基板３の長手方向に並べて配置されている。

以下、フレキシブル配線基板上の電極と電気回路基板上の電極の接合方法について、図６〜図１１を参照して説明する。図６〜図１１は、図５のＡ−Ａ’断面を示している。

＜第１の実施形態＞
まず、第１の実施形態のフレキシブル配線基板上の電極と電気回路基板上の電極の接合方法を説明する。図６は、フレキシブル配線基板の電極と電気回路基板の電極との接合構造を示す断面模式図である。

フレキシブル配線基板２３には、電極２３ｅが形成され、電極２３ｅはレジスト層２３ｒによって覆われている。電極２３ｅは、例えば、銅電極であり、フレキシブル配線基板２３は、例えば、ポリイミド材である。フレキシブル配線基板２３、電極２３ｅおよびレジスト層２３ｒは、電気回路基板３の開口部３４を貫通している。そして、フレキシブル配線基板２３と電極２３ｅは、開口部３４を貫通して、電気回路基板３と対向するように折り曲げられている。ここで、開口部３４を貫通した部分の電極２３ｅにはレジスト層２３ｒが形成されておらず、その表面を電気回路基板３側に露出している。

また、図６に示す電極間の接合構造においては、電気回路基板３の電極３ｅ（またはフレキシブル配線基板２３の電極２３ｅ）に塗布された半田２４を介してフレキシブル配線基板２３の電極２３ｅと電気回路基板３の電極３ｅが重ねあわされている。また、電極長手方向の片側の少なくとも一方においてフレキシブル配線基板２３の電極２３ｅの端部２３ｅ１、２３ｅ２は、電気回路基板３の電極３ｅの端部３ｅ１より外側に位置している。

図６においては、折り曲げられたフレキシブル配線基板２３の電極２３ｅの電極長手方向における長さＬ２３は、電気回路基板３の電極３ｅの長さＬ３よりも長く形成されているので、フレキシブル配線基板２３の電極２３ｅの端部２３ｅ１、２３ｅ２のそれぞれは、電極長手方向において電気回路基板３の電極３ｅの端部３ｅ１の両側より外側に位置している。

電極２３ｅの両端部２３ｅ１、２３ｅ２を電極３ｅの端部３ｅ１より外側に突出させる場合には、突出させる量は両端部２３ｅ１、２３ｅ２で略同じにすることが好ましい。これにより、後述する熱圧着ツールで両電極を接合する際に一方に過度の熱を加えることによる接合不良の発生を低減することができる。

図７は、熱圧着ツールとしてヒータチップ５０を使用した場合の様子を説明する断面模式図である。

フレキシブル配線基板２３の電極２３ｅと電気回路基板３の電極３ｅとの接合部において、フレキシブル配線基板２３の電極２３ｅと電気回路基板３の電極３ｅとが半田２４を介して重ねあわされており、両電極はヒータチップ５０により半田２４を溶融硬化させることにより接合される。

ヒータチップ５０の端面５０ｗは、電極長手方向において、電気回路基板３の電極３ｅの端部３ｅ１より外側に位置している。このような構成により、ヒータチップ５０の熱容量を大きくすることが可能になる。

フレキシブル配線基板２３の電極２３ｅ若しくは電気回路基板３の電極３ｅのいずれか一方に塗布された半田２４を、フレキシブル配線基板２３の上側からヒータチップ５０による熱により溶融する際には、フレキシブル配線基板２３の電極２３ｅが電気回路基板３の電極３ｅよりも外側にある部分にもヒータチップ５０からの熱が伝導する。

この部分に伝導した熱も半田溶融に寄与するため、半田接合部への伝熱効率が向上する。つまり、ヒータチップ５０の熱を効率よく半田接合部に伝導することにより、ヒータチップ５０の加熱温度を従来程に高温度にしなくても半田２４を溶融させることができる。これにより、半田接合部の一部で急激に加熱温度が上昇することがなくなる。その結果、半田ボールの発生や銅はがれを抑制することができる。また、ヒータチップ５０の加熱温度を従来程に高温にしなくても済むため、フレキシブル配線基板２３の炭化（焦げ発生）を抑制することができる。さらに、ヒータチップ５０自体の耐久性が向上する。

一方、従来のフレキシブル配線基板の電極と電気回路基板の電極の接合においては、フレキシブル配線基板の電極と電気回路基板の電極の位置合わせを行うために、電気回路基板の電極の端部に対してフレキシブル配線基板の電極の端部の位置を略同じ若しくは内側に位置させていた。しかし、この構成では、フレキシブル配線基板の電極の熱容量が小さくなるので、ヒータチップで熱を加えると、半田接合部の一部で急激に加熱温度が上昇することになり、半田ボール等の接合不良の問題が生じてしまう問題がある。

さらに、本構成では、電気回路基板３の電極３ｅの面積よりもフレキシブル配線基板２３の電極２３ｅの面積の方が広い。このため、電気回路基板３の電極３ｅからフレキシブル配線基板２３の電極２３ｅに向けて良好な半田フィレットを形成しやすく、接合信頼性が向上する。

よって、本実施形態では、電極２３ｅの長手方向において、フレキシブル配線基板２３上の電極２３ｅの両端の少なくとも一方を電気回路基板３上の電極３ｅの端部よりも外側に位置させた状態で半田２４を介して重ね合わせて、ヒータチップ５０によりフレキシブル配線基板２３上の電極２３ｅ側から半田２４を溶融硬化させてフレキシブル配線基板２３上の電極２３ｅと電気回路基板３上の電極３ｅを接合することで、半田ボールや銅はがれの発生を防止できるので、接合信頼性の高い液体吐出ヘッド若しくは液体吐出ヘッドユニットを製造することができる。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法のその他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は省略する。

第１の実施形態では、電極３ｅの両側の少なくともどちらか一方において、電極３ｅが露出した状態にある。このため、加熱ツールとしてヒータチップ５０を用いると、半田接合部に伝熱された熱が電極３ｅの周囲から逃げやすい構成になっている。このため、伝熱効率が不十分な場合がある。図８、図９を用いて説明する第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法では、半田接合部に伝熱された熱が電極３ｅの周囲から逃げることを低減する構成が第１の実施形態とは異なる。

図８は、第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法におけるフレキシブル配線基板の電極と電気回路基板の電極との接合構造を示す断面模式図である。

図８に示す電極間の接合構造においては、電極間の半田２４が溶融硬化されてフレキシブル配線基板２３上の電極２３ｅと電気回路基板３上の電極３ｅが接合された接合構造において、電極２３ｅと電極３ｅとが対向している。電極２３ｅの長手方向において、電極２３ｅの両端の少なくとも一方が電極３ｅの端部３ｅ１よりも外側に位置し、さらに、絶縁性のレジスト部材（ソルダーレジスト部材）４０が電極３ｅの両端の少なくとも一方に形成されている。

ソルダーレジスト部材は、一般的にはプリント基板の半田付けを行わない箇所に塗布し、半田ブリッジによるショート対策、あるいは経時的な半田のマイグレーション防止のために用いられるが、本実施形態ではレジスト部材が有する蓄熱性を利用する。

なお、電極短手方向（上記電極長手方向に対し直交する方向）において、電気回路基板３の電極３ｅの両側にも、レジスト部材４０が形成されている。

図９は、熱圧着ツールとしてヒータチップ５０を使用した場合の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの製造方法における電極間の接合を説明する断面模式図である。

第１の実施形態と同様に、ヒータチップ５０の端面は、電極長手方向において、電気回路基板３の電極３ｅの端部３ｅ１より外側に位置している。フレキシブル配線基板２３の電極２３ｅ若しくは電気回路基板３の電極３ｅのいずれか一方に塗布された半田２４を、フレキシブル配線基板２３の上側からヒータチップ５０による熱により溶融すると、フレキシブル配線基板２３の電極２３ｅが電気回路基板３の電極３ｅよりも外側にある部分にもヒータチップ５０からの熱が伝導する。

この伝導された熱が電極２３ｅと電極３ｅの半田溶融に寄与するが、このとき電極３ｅの両端部にレジスト部材４０を形成しているので、レジスト部材４０の蓄熱効果により半田接合部に伝熱された熱がその周囲に逃げにくくなる。

その結果、半田接合部への加熱量を前記第１の実施形態の製造方法に比べてさらに抑制することができる。このため、半田接合部における半田ボールの発生や銅はがれがより抑制される。

また、半田接合部への加熱量を抑制できるので、ヒータチップ５０の設定温度をより下げることができる。その結果、フレキシブル配線基板２３の炭化がより抑制される。さらに、ヒータチップ５０の設定温度を下げることができるため、ヒータチップ５０の寿命がより長くなる。

＜第３の実施形態＞
図１０は、本発明の第３の実施形態に係るフレキシブル配線基板の電極と電気回路基板の電極との接合構造を示す断面模式図である。

第２の実施形態の構成において、電極３ｅの両端部にレジスト部材４０を形成しているため、ヒータチップ５０をフレキシブル配線基板２３に押し当てて電極間の半田２４を溶融する際に、溶融した半田２４がレジスト部材４０上を移動してフレキシブル配線基板２３の開口部３４や電気回路基板３上に漏れ出してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態では、レジスト部材４０のフレキシブル配線基板２３と対向する面に凹部４１を設けている。これにより、レジスト部材４０を移動する半田２４を凹部４１に誘導して、フレキシブル配線基板２３の開口部３４や電気回路基板３上への半田２４の漏れ出しを低減することが可能となる。

＜第４の実施形態＞
図１１は、第４の実施形態に係るフレキシブル配線基板の電極と電気回路基板の電極との接合構造を示す断面模式図である。

フレキシブル配線基板２３は、電気回路基板３に設けられた開口部３４を貫通し、フレキシブル配線基板２３上の電極２３ｅと電気回路基板３上の電極３ｅとが対向するように折り曲げられ、折り曲げられた角度が９０°以下になっている。

この場合、加熱ツールとしてヒータチップ５０を使用する際に、フレキシブル配線基板２３の折り曲げ角度θが直角以下になっていと、ヒータチップ５０とフレキシブル配線基板２３との接触面積が増加する。これにより、半田接合部の伝熱効率が向上し、半田接合部において、半田ボールや銅はがれの発生を抑制することができる。また、フレキシブル配線基板２３の炭化を抑制することができる。

＜画像形成装置に係る説明＞
図１２は、画像形成装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図である。図１３は、画像形成装置の機構部の要部平面説明図である。

液体吐出ヘッドユニット１を備えた画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一例について、図１２と図１３とを参照して説明する。

この画像形成装置は、フレーム１０１を構成する左右の側板１０１Ａ、１０１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド１３１とステー１３２とでキャリッジ１３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによって矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ１３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。この記録ヘッド１３４には前述したようにドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）１０２を介して接続されている。

また、キャリッジ１３３には、記録ヘッド１３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１３５を搭載している。この各色のサブタンク１３５には各色のインク供給チューブ１３６を介して、カートリッジ装填部１１４に装着されたインクカートリッジ１２０（１２０ｋ、１２０ｃ、１２０ｍ、１２０ｙ）から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填部１１４にはインクカートリッジ１２０内のインクを送液するための供給ポンプユニット１１５が設けられ、また、インク供給チューブ１３６は這い回しの途中でフレーム１０１を構成する後板１０１Ｃに係止部材１０５にて保持されている。一方、給紙トレイ１１２の用紙積載部（圧板）１４１上に積載した用紙１４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１４１から用紙１４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１４３及び給紙コロ１４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４４を備えている。この分離パッド１４４は給紙コロ１４３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙１４２を記録ヘッド１３４の下方側に送り込むために、用紙１４２を案内するガイド部材１４５と、カウンタローラ１４６と、搬送ガイド部材１４７と、先端加圧コロ１４９を有する押さえ部材１４８とを備えるとともに、給送された用紙１４２を静電吸着して記録ヘッド１３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト１５１を備えている。

この搬送ベルト１５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１５２とテンションローラ１５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。この搬送ベルト１５１は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。

そして、この搬送ベルト１５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１５６を備えている。この帯電ローラ１５６は、搬送ベルト１５１の表層に接触し、搬送ベルト１５１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に所定の押圧力をかけている。なお、搬送ローラ１５２はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト１５１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。

また、搬送ベルト１５１の裏側には、記録ヘッド１３４による印写領域に対応してガイド部材１５７を配置している。このガイド部材１５７は、上面が搬送ベルト１５１を支持する２つのローラ（搬送ローラ１５２とテンションローラ１５３）の接線よりも記録ヘッド１３４側に突出させることで搬送ベルト１５１の高精度な平面性を維持するようにしている。この搬送ベルト１５１は、図示しない副走査モータによって駆動ベルトを介して搬送ローラ１５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド１３４で記録された用紙１４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１５１から用紙１４２を分離するための分離爪１６１と、排紙ローラ１６２及び排紙コロ１６３とを備え、排紙ローラ１６２の下方に排紙トレイ１１３を備えている。ここで、排紙ローラ１６２と排紙コロ１６３との間から排紙トレイ１１３までの高さは排紙トレイ１１３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。

また、装置本体の背面部には両面ユニット１７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット１７１は搬送ベルト１５１の逆方向回転で戻される用紙１４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１４６と搬送ベルト１５１との間に給紙する。また、この両面ユニット１７１の上面は手差しトレイ１７２としている。

さらに、キャリッジ１３３の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド１３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構（サブシステム）１８１を配置している。この維持回復機構１８１には、記録ヘッド１３４の各ノズル面をキャピングするためのキャップ部材１８２と、ノズル面をワイピングするためのワイパーブレード１８３と、空吐出（画像記録に寄与しない液滴の吐出）を行なうときに吐出された液滴を受けるための空吐出受け１８４などを備えている。また、キャリッジ１３３の走査方向の他方側の非印字領域には、同様に、空吐出時の液滴を受けるための空吐出受け１８５を配置している。

このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙トレイ１１２から用紙１４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１４２はガイド１４５で案内され、搬送ベルト１５１とカウンタローラ１４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１４７で案内されて先端加圧コロ１４９で搬送ベルト１５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベ
ルト１５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト１５１上に用紙１４２が給送されると、用紙１４２が搬送ベルト１５１に吸着され、搬送ベルト１５１の周回移動によって用紙１４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ１３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１３４を駆動することにより、停止している用紙１４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１４２を排紙トレイ１１３に排紙する。

このようにこの画像形成装置においては本発明に係る液体吐出ヘッドユニット１を備えるので、高密度でインク吐出が可能なので印字速度が速く、小型であり、高画質のインクジェット記録装置が実現可能である。なお、上記実施形態においては、インクジェットヘッドに適用したが、インク以外の液体の滴、例えば、パターニング用の液体レジストを吐出する液体吐出ヘッド、遺伝子分析試料を吐出する液体吐出ヘッドなどにも適用することできる。

以上、実施形態を説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではない。他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができる。いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

１ 液体吐出ヘッドユニット
２ 液体吐出ヘッド
３ 電気回路基板
３ｅ 電極
３ｅ１ 端部
４ タンク
１１ ノズル
１２ ノズル板
１３ 液室
１４ 流路板
１５ 振動板部材
１６ 圧電アクチュエータ
１７ フレーム部材
１７ａ，１７ｂ 開口部
１８ 共通液室
１９ フィルタ部
２１ 基板
２２ 圧電素子部材（圧力発生手段）
２３ フレキシブル配線基板
２３ａ 入力端子
２３ｅ 電極
２３ｅ１，２３ｅ２ 端部
２３ｒ レジスト層
２４ 半田
３１ 基板本体
３２ 電子部品
３３ ＦＦＣコネクタ
３４ 開口部
４０ レジスト部材
４１ 凹部
５０ ヒータチップ
５０ｗ 端面
５１ 絶縁シート
５２ 遮蔽部材

特開２０１０−０２７７６２号公報 特開２００６−１７９１９２号公報

Claims (6)

1. 液滴を吐出する圧力を発生させる圧力発生手段と、前記圧力発生手段に接続されたフレキシブル配線基板と、前記フレキシブル配線基板に接続する電気回路基板とを備える液滴を吐出する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
   前記フレキシブル配線基板上の電極と前記電気回路基板上の電極の少なくとも一方に半田を塗布し、
   前記フレキシブル配線基板上の電極の長手方向において、前記フレキシブル配線基板上の電極の両端の少なくとも一方を前記電気回路基板上の電極の端部よりも外側に位置させた状態で重ね合わせて、
   前記フレキシブル配線基板上の電極側から熱を加えて前記半田を溶融硬化させて前記フレキシブル配線基板上の電極と前記電気回路基板上の電極を接合することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
   前記電気回路基板上の電極の長手方向の端部の少なくとも一方には絶縁性のレジスト部材が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法において、
   前記熱を加えるツールは熱圧着ツールであり、
   前記フレキシブル配線基板上の電極の長手方向における熱圧着ツールの端面は、電気回路基板上の電極の長手方向の端部より外側に位置していることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 液滴を吐出する圧力を発生させる圧力発生手段と、前記圧力発生手段に接続されたフレキシブル配線基板と、前記フレキシブル配線基板に接続する電気回路基板とを備える液滴を吐出する液体吐出ヘッドであって、
   前記フレキシブル配線基板上の電極と前記電気回路基板上の電極が半田で接合され、
   前記フレキシブル配線基板上の電極の長手方向において、前記フレキシブル配線基板上の電極の両端の少なくとも一方が前記電気回路基板上の電極の端部よりも外側に位置しており、
   前記電気回路基板の電極における前記長手方向の端部の少なくとも一方には絶縁性のレジスト部材が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
5. 液滴を吐出する圧力を発生させる圧力発生手段及び前記圧力発生手段に接続されたフレキシブル配線基板を有する液体吐出ヘッドと、前記フレキシブル配線基板に接続する電気回路基板と、前記液体吐出ヘッドに供給する液体を収容するタンクとを備える液体吐出ヘッドユニットであって、
   前記フレキシブル配線基板上の電極と前記電気回路基板上の電極が半田で接合され、
   前記フレキシブル配線基板上の電極の長手方向において、前記フレキシブル配線基板上の電極の両端の少なくとも一方が前記電気回路基板上の電極の端部よりも外側に位置しており、
   前記電気回路基板の電極における前記長手方向の端部の少なくとも一方には絶縁性のレジスト部材が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
6. 請求項５に記載の液体吐出ヘッドユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。

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