JP2021028132A - 液体吐出用ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents

液体吐出用ヘッド及び液体吐出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2021028132A
JP2021028132A JP2019147528A JP2019147528A JP2021028132A JP 2021028132 A JP2021028132 A JP 2021028132A JP 2019147528 A JP2019147528 A JP 2019147528A JP 2019147528 A JP2019147528 A JP 2019147528A JP 2021028132 A JP2021028132 A JP 2021028132A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid discharge
substrate
discharge head
conductive pattern
wiring board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019147528A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7317627B2 (ja
Inventor
手島 隆行
Takayuki Tejima
隆行 手島
樫野 俊雄
Toshio Kashino
俊雄 樫野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2019147528A priority Critical patent/JP7317627B2/ja
Priority to US16/988,188 priority patent/US11305531B2/en
Publication of JP2021028132A publication Critical patent/JP2021028132A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7317627B2 publication Critical patent/JP7317627B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14072Electrical connections, e.g. details on electrodes, connecting the chip to the outside...
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16502Printhead constructions to prevent nozzle clogging or facilitate nozzle cleaning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16535Cleaning of print head nozzles using wiping constructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/165Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16535Cleaning of print head nozzles using wiping constructions
    • B41J2/16538Cleaning of print head nozzles using wiping constructions with brushes or wiper blades perpendicular to the nozzle plate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14491Electrical connection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/18Electrical connection established using vias

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

【課題】回復処理に際してワイパーの損傷を抑制可能な液体吐出用ヘッドの提供。【解決手段】基板3と、基板に設けられた液体吐出用のエネルギーを発生するエネルギー発生体4と、基板に設けられたエネルギー発生体と電気的に接続された電極部6と、電極部が設けられる基板の面の側に設けられた液体吐出面16と、電極部と電気的に接続された導電パターン9と、導電パターンが設けられ、電極部が設けられる基板の面と対向する第1の面8と、第1の面とは反対側の第2の面13と、を備える基材と、を有するフレキシブルプリント配線板7と、を有する液体吐出用ヘッドにおいて、フレキシブルプリント配線板の基材は、導電パターンが設けられた領域の終端部から、エネルギー発生体の側の端部までに、導電パターンが形成されていない先端領域12を有し、先端領域の第2の面の少なくとも一部が、基板に近づくように傾斜している。【選択図】図2

Description

本発明は、例えばインクジェット記録などに用いられる、液体吐出用ヘッド及び液体吐出装置に関する。
特許文献1に開示されるインクジェット記録ヘッドは、エネルギー発生素子と電極を有する記録素子基板を備え、また、電極端子を有するフレキシブルプリント配線板を備える。フレキシブルプリント配線板の電極端子は、記録素子基板の電極と接続した状態において、フレキシブルプリント配線板と記録素子基板とが重なる領域を区画する配線基板の端部から、当該領域内へ後退した位置に配設される。この文献には、記録ヘッドの吐出口面をワイピングして吐出口面に付着したインク滴等を除去するクリーニングを行う回復処理も開示される。
特開2001−138520号公報
特許文献1に開示される記録ヘッドでは、回復処理を行う度に、ワイパーがフレキシブルプリント配線板の端部のエッジに接触することがある。そのためワイパーに傷がつき、ワイパーの耐久性が低下することが懸念される。ワイパーに傷が生じるとワイパーの拭き取り性能が低下し、拭き残しが生じることがある。したがって所望の回復処理がなされなくなり、高品位な記録を長期間維持することが難しくなることがある。
本発明の目的は、回復処理に際してワイパーの損傷を抑制可能な液体吐出用ヘッドを提供することである。本発明の別の目的は、回復処理に際してワイパーの損傷を抑制可能な液体吐出装置を提供することである。
本発明の一態様によれば、
基板と、
前記基板に設けられた、液体吐出用のエネルギーを発生するエネルギー発生体と、
前記基板に設けられた、前記エネルギー発生体と電気的に接続された電極部と、
前記電極部が設けられる前記基板の面の側に設けられた液体吐出面と、
前記電極部と電気的に接続された導電パターンと、前記導電パターンが設けられ、前記電極部が設けられる前記基板の前記面と対向する第1の面と、前記第1の面とは反対側の第2の面と、を備える基材と、を有するフレキシブルプリント配線板と、
を有する液体吐出用ヘッドにおいて、
前記フレキシブルプリント配線板の前記基材は、前記導電パターンが設けられた領域の終端部から、前記エネルギー発生体の側の端部までに、前記導電パターンが形成されていない先端領域を有し、
前記先端領域の前記第2の面の少なくとも一部が、前記基板に近づくように傾斜していることを特徴とする液体吐出用ヘッドが提供される。
本発明の別の態様によれば、
前記液体吐出用ヘッドと、
前記液体吐出面をワイピングするワイパーと、
を有する液体吐出装置が提供される。
本発明の一態様に係る液体吐出用ヘッドによれば、回復処理に際してワイパーの損傷を抑制可能な液体吐出用ヘッドを提供することができる。本発明の別の態様によれば、回復処理に際してワイパーの損傷を抑制可能な液体吐出装置を提供することができる。
液体吐出装置の一例を示す斜視図である。 第1の実施形態に係る液体吐出用ヘッドを示す模式図であり、(a)は断面図、(b)は断面斜視図である。 第2の実施形態に係る液体吐出用ヘッドを示す模式図であり、(a)は断面図、(b)は断面斜視図である。 第3の実施形態に係る液体吐出用ヘッドを示す模式図であり、(a)は断面図、(b)は断面斜視図である。 第3の実施形態に係る液体吐出用ヘッドのワイピングを説明するための模式図であり、フレキシブルプリント配線の幅方向に対してワイパーが平行に移動する場合を(a)に、直交する方向に移動する場合を(b)に示す。 比較例1に係る液体吐出用ヘッドを示す模式図であり、(a)は断面図、(b)は断面斜視図である。 比較例1に係る液体吐出用ヘッドのワイピングを説明するための模式図であり、フレキシブルプリント配線板の幅方向に対してワイパーが平行に移動する場合を(a)に、直交する方向に移動する場合を(b)に示す。 第1の実施形態に係る液体吐出用ヘッドを示す模式的上面図である。
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
図1は本発明の液体吐出用ヘッドを使用することができる液体吐出装置1の一例の斜視図である。液体吐出用ヘッド2の液体吐出面16の回復処理に際しては、ワイパー15を使用して液体吐出面16をワイピングし、液体吐出面16に付着したインク滴等を除去して清浄化する。
本発明に係る液体吐出用ヘッドの基板3には、図2〜図4に示すように、液体吐出用のエネルギー発生体4と、エネルギー発生体4に電力を供給する配線5と、が設けられる。配線5上には、適宜電極パッド20を介して、バンプ6(電極部)が設けられる。このようにして、エネルギー発生体4とバンプ6は電気的に接続されている。バンプ6は基板3の上面から突出するように設けられている。フレキシブルプリント配線板7の基板3側の面(基板3に対向する面)に導電パターン9が設けられる。フレキシブルプリント配線板7(具体的には、後述するベースフィルム24)の、導電パターン9が設けられた面が、第1の面8である。フレキシブルプリント配線板7(ベースフィルム24)の第1の面とは反対側の面が、第2の面13である。バンプ6は導電パターン9と電気的に接続される。導電パターン9とバンプ6との間の電気的な接続部10は封止材11で覆われる。
フレキシブルプリント配線板7(特にはベースフィルム24)は、導電パターンが設けられた領域の終端部から、エネルギー発生体側(図2において右側)の端部14まで、導電パターンが形成されていない領域12を有する。以下、この端部14を「先端部」と呼ぶことがあり、この領域12を「先端領域」と呼ぶことがある。また、基板3とフレキシブルプリント配線板7とが重なる領域21を「重なり領域」と呼ぶことがある。導電パターン9は、先端部14から、重なり領域21内へ後退した位置に設けられている。先端領域の好ましい長さ(導電パターン9が先端部14から後退している距離)は100μm以上であり、より好ましくは300μm以下である。
フレキシブルプリント配線板7の先端領域12の第2の面13が、基板3に近づくように傾斜している。先端領域12の第2の面13の全域が傾斜していてもよいが、その限りではない。先端部14の端面と第2の面とがなすエッジの高さh2が、フレキシブルプリント配線板7の最上部17の高さh1よりも低くなるように、先端領域12の第2の面13の少なくとも一部が傾斜していればよい。ここでいう高さは、基板面(基板3のフレキシブルプリント配線板7が接続される側の面)からの距離を意味する。フレキシブルプリント配線板7の最上部17は、重なり領域21において、フレキシブルプリント配線板7(特には第2の面13)が最も高い部分を意味する。最上部17の高さh1とエッジの高さh2の差は10μm以上であることが好ましく、より好ましくは100μm以上である。
導電パターン9から先端部14に向かう方向(フレキシブルプリント配線板7の長手方向に平行。図2(a)において右方向)をX方向とする。また、X方向に直交する方向(フレキシブルプリント配線板7の幅方向に平行。図2(a)において奥から手前に向かう方向)をY方向とする。例えば先端領域12のX方向における全域において第2の面13が基板3に近づくように傾斜していてもよいが、その限りではなく、先端領域12のX方向における一部のみにおいて第2の面13が傾斜していてもよい。
ワイパー15の損傷抑制の観点から、先端領域12のY方向の全域において、第2の面13に前述のように傾斜した傾斜部が存在することが好ましい。つまり、フレキシブルプリント配線板7の幅方向の全体にわたって前記傾斜部が存在することが好ましいが、必ずしもその限りではない。先端領域12以外の領域においては、また、先端領域12内の第2の面13が傾斜していない領域においては、第2の面13は当該基板面と平行であってよい。
図5(a)及び(b)に液体吐出用ヘッド2をワイパー15を用いてワイピングしている状態をそれぞれ示す。この図には第3の実施形態に係る液体吐出用ヘッドを示してある。同図(a)と同図(b)ではワイパー15の移動方向が90度異なる。ワイパー15は、同図(a)ではY方向に移動し、同図(b)ではX方向に移動する。なお、ワイピングは、液体吐出用ヘッド2とワイパー15とが相対的に移動すればよい。図4に示すように、先端領域12において第2の面13が基板3に向かって傾いているため、先端部14の端面と第2の面13とがなすエッジの高さh2は、フレキシブルプリント配線板7の最上部17の高さh1より低くなる。これにより、図5(a)及び(b)にそれぞれ示すように、液体吐出面16をワイピングする際にワイパー15が当該エッジに接触することが回避され、したがってワイパー15の損傷が抑制される。
先端領域12には導電パターン9は形成されていない。そのため、第2の面13が傾斜していても、特には図2及び図4に示すように先端領域12が第1の面8も含めて傾斜していたとしても、導電パターン9と基板3とが電気的にショートすることはない。
基板3の材料としてはガラス、石英、セラミック、シリコンを用いることができる。特にシリコンは、半導体プロセスやMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術によって複数の微細なエッチング孔、トランジスタ、ヒーター等を基板内に作り込むことができるので好ましい。
エネルギー発生体4は例えば電気熱変換素子(いわゆるヒーター)である。エネルギー発生体4によって液体に圧力が加わり吐出口22から液体が吐出する。吐出口22は、基板上に設けられた吐出口形成部材26によって形成される。
配線5の材料としてはアルミ、銅、タングステン、タンタル、チタン、クロムまたはこれらの合金を用いることができる。配線5は、単層でも多層であってもよい配線層によって形成することができる。配線層が多層の場合、配線層同士の間を絶縁するため絶縁層を設けることができる。絶縁層の材料としてはシリコンの酸化物や窒化物を用いることができる。これら絶縁層はCVD(chemical vapor deposition)、ALD(atomic layer deposition)、スパッタ、熱酸化、蒸着、ゾルゲル等の何れの方法でも形成できる。絶縁層と配線層との間にバリア層を設けることができる。バリア層の材料としてはTi、TiN、TiW、あるいはSiC、SiOC、SiCN、SiOCN、SiON等のケイ素化合物を使用することができる。
配線5上には吐出する液体に対して耐性のある保護膜23を設けることができる。保護膜23の材料としてはSiO、SiN、SiC、SiOC、SiCN、SiOCN、SiON等のケイ素化合物を使用することができる。また、この保護膜上に耐キャビテーション膜(不図示)を設けてもよい。
配線5上には、電極パッド20を介してバンプ6を設けることができる。配線5、電極パッド20及びバンプ6は電気的に接続される。バンプ6と、フレキシブルプリント配線板7の第1の面8に設けられた導電パターン9とが、電気的に接続される。バンプ6としては金バンプ、金スタッドバンプ、AgSnソルダーバンプ、Cuバンプ等を適宜使用することができる。
フレキシブルプリント配線板7は、導電パターン9が薄い絶縁材に設けられた、柔らかくて曲げることができるプリント配線板である。フレキシブルプリント配線板7は、ポリイミドやポリエチレンテレフタレート等の絶縁性を持った薄く柔らかいベースフィルム24(基材)に、銅箔または銅箔上に金がコートされた導電性金属からなる導電パターン9が形成された構成を有する。導電パターン9のうち電気的な接続に関与しない領域にはカバーレイ25と呼ばれる絶縁層を形成することができる。
フレキシブルプリント配線板7の導電パターン9とバンプ6との電気的な接続部10は、絶縁性の封止材11で覆われる。吐出口22から吐出された液体が、電気的な接続部10、導電パターン9、バンプ6または配線5に接触すると腐食やショートを引き起こすことがある。そのため、必要に応じて導電パターン9、バンプ6及び配線5も封止材11で覆い、液体の侵入を防止する。また封止材11には基板3とフレキシブルプリント配線板7とを接着する役割もある。封止材11が基板3とフレキシブルプリント配線板7の間に介在することにより、導電パターン9とバンプ6との間の接合力が弱い場合であってもこれらを強固に固定することができる。したがって封止材11としては、接着力の観点から、エポキシ樹脂が好ましい。また、所望の接合力が得られるのであれば、アクリル樹脂またはポリイミドを主剤とした封止材を使用してもよい。封止材11として市販のアンダーフィル剤を使用することができる。市販のアンダーフィル剤としてはCEL−C−3900シリーズ、CEL−C−3730シリーズ(いずれも日立化成社製の商品名)、CV5350AS(パナソニック社製の商品名)、チップコートG8345−29(ナミックス社製の商品名)等を使用できる。
〔第1の実施形態〕
図2に示すように、第1の実施形態に係る液体吐出用ヘッド2では、フレキシブルプリント配線板7の先端領域12が(第2の面13だけでなく第1の面8も含めて)、基板3に近づくように傾斜している。特には先端領域12のX方向における全域が、基板3に向かって傾斜している。先端領域12の厚さは、実質的に一定であってよい。
このような液体吐出用ヘッド2は、予め前記傾斜を有する形状にフォーミングされたフレキシブルプリント配線板(導電パターン9が設けられたもの)を用い、その導電パターン9とバンプ6とを接合することにより、形成することができる。あるいは、傾斜を持たない形状のフレキシブルプリント配線板を用い、導電パターン9とバンプ6を接合した後に、先端領域12を基板3側に傾かせることもできる。
先端領域12の第2の面13は、少なくとも前記傾斜が開始する位置において、曲率を持って曲がっていることが好ましい。図2においては、先端領域12の傾斜開始位置(先端領域12の左端)において第2の面13が曲率を持って曲がっており、曲がっている部分より先端部14側に第2の面13が平面である部分が存在する。曲がっている部分の曲率は一定でもよいが、必ずしも一定である必要はない。曲がっている部分の曲率半径は、先端部14が基板3に押し付けられた形となってフレキシブルプリント配線板7が基板3から外れていく力が働くことを抑制する観点から、好ましくは200μm以上、より好ましくは250μm以上である。
図8に、第1の実施形態に係る液体吐出用ヘッドの概念的上面図を示す。既に説明したように、フレキシブルプリント配線板7のエネルギー発生体側(X方向)の先端部14から、重なり領域21内へ後退した位置に導電パターン9が設けられている。導電パターン9が設けられた領域の終端部から先端部14までが、先端領域12である。
〔第2の実施形態〕
先端領域12の少なくとも一部の厚さが変化していることによって、前記傾斜がもたらされてもよい。例えば図3に示すように、先端領域12のX方向における少なくとも一部の厚さ(特にはベースフィルム24の厚さ)が、X方向に沿って薄くなるように変化することによって、前記傾斜がもたらされる。先端領域12のX方向における全域で厚さを変化させてもよいし、先端領域12のX方向における一部(特には、先端部14側の部分)だけで厚さを変化させてもよい。先端領域12において第1の面8は傾斜する必要はなく、第1の面8は重なり領域21の全域で基板3に平行であってよい。このように先端領域12の厚さが変化する形状は、ベースフィルムのトリミング又は打ち抜きによって形成することができる。このとき、先端部14の端面と第2の面とがなす角部を曲率を持った構造とすることができる(この場合、先端部14の端面と第2の面とは、エッジを形成しない)。これにより、ワイパー15の損傷を容易に抑制することができる。この場合の曲率半径は、ワイパー損傷抑制の観点から、好ましくは20μm以上であり、より好ましくは30μm以上である。またこの曲率半径は、ベースフィルム24の先端部14の強度の観点から、50μm以下が好ましい。
これら以外の点については、第2の実施形態は第1の実施形態と同様であってよい。
〔第3の実施形態〕
図4に示すように、先端領域12のX方向における全部が曲率を持って曲がっていてもよい。すなわち先端領域12が、基板3に近づくように湾曲していてもよい。これによって、先端領域12の第2の面13を、基板3に近づくように傾斜させることができる。先端領域12の厚さは実質的に一定でよい。
これら以外の点については、第3の実施形態は第1の実施形態と同様であってよい。
〔傾斜部上の封止材〕
本発明に係る液体吐出用ヘッド2は、先端領域12において傾斜部(第2の面13が基板3に近づくように傾斜している部分)の一部が封止材11で覆われていてもよい(図3及び図4参照)。すなわち電気的な接続部10から第2の面13にかけて封止材11が設けられてもよい。特には、第2の面13の傾斜開始位置に封止材11が到達しないように、つまり、当該傾斜部の先端部14側の一部に、封止材11を設けることができる。封止材11は少なくとも先端部14の端面と第2の面とがなすエッジが露出しないように設けることが好ましく、したがって、必ずしも傾斜部の全てを覆う必要はない。言い換えると傾斜部は先端部14由来の段差が生じない程度に封止材11で覆われることが好ましい。
第2の面13にも封止材11が設けられると、封止材11とフレキシブルプリント配線板7との接触面積が大きくなり、基板3へフレキシブルプリント配線板7をより強固に固定することができる。また、第2の面13にも封止材11が形成されていると、第2の面13に封止材11が形成されていない場合に比べ、フレキシブルプリント配線板7と封止材11との界面の面積を大きくすることができる。これによって、仮に界面から液体が侵入しても、液体が導電パターン9に到達するまでの距離が長くなる。そのため液体が導電パターン9に到達することを容易に抑制でき、液体吐出用ヘッド2の耐性を向上させて高品位な記録を維持することが容易となる。
第2の面13に設ける封止材11の高さは、フレキシブルプリント配線板7の最上部17の高さh1以下に収めることが好ましい。特には、封止材11の高さが、最上部17の高さh1より低いことが好ましい。液体吐出面16と被吐出体(例えば記録媒体)との距離を小さくすることが容易だからである。これは、良好な画質を得るために有効である。
〔先端領域と基板との離間〕
本発明に係る液体吐出用ヘッド2においては、図3に示すように、フレキシブルプリント配線板7の先端領域12のY方向における少なくとも一部が、基板3と離間していることが好ましい。フレキシブルプリント配線板7のY方向における全域において、先端領域12と基板3とが離間していてもよい。この場合、先端部14の下端が、Y方向の全域にわたって、基板3と接触しない。あるいは、フレキシブルプリント配線板7のY方向における一部においてのみ先端領域12と基板3とが離間していてもよい。この場合先端部14の下端が、Y方向において、基板3と接触する部分と接触しない部分とを有する。図2及び4には示さないが、第1及び第3の実施形態に係る液体吐出用ヘッドも、Y方向において先端領域12と基板3とが離間している部分を有することができる。
このように先端領域12と基板3とが離間している部分を有する構造においては、当該部分に封止材11を配置することができる。これにより、先端領域12の第2の面13の傾斜部の一部が封止材11で覆われる場合に、電気的な接続部10を覆う封止材11と第2の面13を覆う封止材11とが一体化した構造とすることができる。すなわち電気的な接続部10を覆う封止材11と第2の面13を覆う封止材11とを、一体化した同じ材料の封止材で形成することができる。この場合、封止材11で電気的な接続部10を覆う際に、同時に先端領域12の第2の面13にも封止材11を設けることが可能である。また異種材料の界面は液体が侵入しやすい。したがって電気的な接続部10を覆う封止材11と第2の面13を覆う封止材11とに同じ材料を用いることは、液体の侵入を抑制する効果も奏し、液体吐出用ヘッド2としての耐性を向上させることができる。
先端領域12の第2の面13が封止材で覆われない場合であっても(図2参照)、先端領域の先端部14の端面を、電気的な接続部10を覆う封止材と同じ封止材で覆うことができる。なお、先端部14の端面側に封止材11を設ける場合、その封止材11の表面と液体吐出面16とが連続するように(段差を形成しないように)設けることが好ましい。
先端領域12と基板3とが前述のように離間している部分を設けるために、先端領域12を部分的にまたは全体的に基板3から浮かせることができる。そのために先端領域12の先端部14を波状にしてもよく、あるいは先端部14に切欠きを設けてもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。以下、具体的な実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。
〔実施例1〕
本実施例に係る液体吐出用ヘッドは、図2に示す構造を有していた。エネルギー発生体4はヒーターであった。基板3に設けられた配線5上に、電極パッド20を介して、バンプ6が形成されていた。バンプ6と、フレキシブルプリント配線板7の導電パターン9との間に、電気的な接続部10があった。導電パターン9から配線5を通じてエネルギー発生体4に電気信号と電力を供給し、液体を加熱及び発泡させ、吐出口22から液体を吐出することができた。基板3は625μmの厚さのシリコン板であり、配線5として4層のアルミニウム金属配線を有する配線層が設けられていた。配線層の厚さは6μmで、その最上層の上面に、保護膜23として300nmの厚さのSiO層が設けられていた。バンプ6は金のスタッドバンプであり、直径約100μmのバンプが200μmピッチで71個形成されていた。
フレキシブルプリント配線板7は、ベースフィルム24として厚さ70μmのポリイミドフィルムを有し、外形は50mm×14mmであった。ベースフィルム24の第1の面8には200μmピッチで幅100μmの71本のラインアンドスペース状の導電パターン9が形成されていた。導電パターンは、厚さ約30μmであり、銅の表面に金がコートされたものであった。フレキシブルプリント配線板7の先端部14から200μmまでの領域が先端領域12であり、この領域には導電パターン9は形成されていなかった。電気的な接続部10におけるバンプ6と導電パターン9の総厚は約100μmであった。したがってバンプ6が形成されている部分において、ベースフィルムの第1の面8と基板3の表面との間隔は約100μmとなっていた。先端領域12はその全体が基板3に向かって傾斜していた。電気的な接続部10はエポキシ樹脂からなる封止材11で覆われ、封止材11は基板3の側面(図2中、基板3の左側の端面)にまで拡がっていた。
図2には示さないが、先端領域12のY方向における一部が、基板3とが離間していた。つまり、Y方向において、先端領域12が基板3から浮いている部分があった。フレキシブルプリント配線板7の先端領域12と基板3とが離間している部分の隙間にも封止材11が存在していた。封止材11は先端部14の端面にも設けられていたが、第2の面13には設けられていなかった。
基板3からフレキシブルプリント配線板7の最上部17のまでの高さh1は、基板3から液体吐出面16まで高さより高かった。このような構造では特に、回復処理において液体吐出面16をワイパー15で清浄にするときに、ワイパー15はフレキシブルプリント配線板7の最上部17に接触しやすい。しかし、先端領域12が基板3に向かって傾斜しており、フレキシブルプリント配線板7の先端部14のエッジの高さh2はフレキシブルプリント配線板7の最上部17の高さh1より約50μm以上低かった。したがって、回復処理を行う際にワイパー15がフレキシブルプリント配線板7の先端部14のエッジに接触することが回避され、ワイパーの損傷が抑制された。最上部17の高さh1と液体吐出面16の高さとの差は、小さいほど液体吐出面16を印刷媒体に近づけることができ、液体の吐出方向のずれが低減され、印刷品位が向上する。最上部17の高さh1と液体吐出面16の高さとの差は300μm以下であることが好まし、150μm以下であることがより好ましい。
〔比較例1〕
本比較例の液体吐出用ヘッドは、図6に示すように、一般的なアンダーフィル剤を使用した実装方法にしたがってフレキシブルプリント配線板7を基板3に取り付けたものであった。フレキシブルプリント配線板7の先端部14の端面までアンダーフィル剤で覆われ、いわゆるフィレット形状が形成されていた。先端領域12の第2の面13はほぼ平面であり、基板3に向かって傾斜していなかった。そのため、フレキシブルプリント配線板7の先端部14のエッジの高さh2は、フレキシブルプリント配線板7の最上部17の高さh1と同じであった。その他の点については、実施例1と同じであった。
本比較例1に係る液体吐出用ヘッドのワイピングを説明するための模式図を図7に示す。フレキシブルプリント配線板の幅方向に対してワイパーが平行に移動する場合を同図(a)に、直交する方向に移動する場合を同図(b)に示す。この液体吐出用ヘッドでは、回復処理を行う度にワイパー15がフレキシブルプリント配線板7の先端部14のエッジにも接触し、実施例1と比較してワイパーが損傷される可能性が高かった。また、ワイパー15のエッジへの接触を抑えるために、エッジから先端領域12の第2の面13の一部を覆うように封止材11として用いたアンダーフィル剤を設けると、液体吐出面16と被吐出体との距離が大きくなり、画質の低下が生じる恐れがあった。
〔実施例2〕
本実施例に係る液体吐出用ヘッドは、図3に示す構造を有していた。本実施例ではフレキシブルプリント配線板7の先端領域12の形状が、実施例1と異なっていた。先端領域12の先端部14から40μmまで(図面において左方向に40μm)の領域において、先端領域12の厚さがX方向に沿って小さくなるように変化していた。これによって、先端領域12における第2の面13の傾斜がもたらされていた。この厚さが変化している部分の曲率半径は20μmから30μmの範囲で変化していた。また、電気的な接続部10から、厚さが変化している部分の一部にかけて、封止材11が一体的に設けられていた。封止材11は、先端部14が覆われ、傾斜面の一部が覆われる位置まで設けた。
上記以外の点については、本例の液体吐出用ヘッドは実施例1のものと同様であった。本実施例においても実施例1と同様の効果が得られた。
〔実施例3〕
本実施例に係る液体吐出用ヘッドは、図4に示す構造を有していた。先端領域12のX方向における全部が曲率を持って曲がっていた。すなわち先端領域12が基板3に近づくように湾曲していた。これにより、第2の面13の基板3に向かう傾斜がもたらされていた。当該湾曲の曲率半径は200μmから300μmの範囲で変化していた。フレキシブルプリント配線板7の先端部14のエッジの高さh2は、フレキシブルプリント配線板7の最上部17の高さh1より約50μm以上低かった。また、電気的な接続部10から湾曲した第2の面13にかけて封止材11が一体的に形成されていた。
上記以外の点については、本例の液体吐出用ヘッドは実施例1のものと同様であった。本実施例においても実施例1と同様の効果が得られた。
1 液体吐出装置
2 液体吐出用ヘッド
3 基板
4 エネルギー発生体
5 配線
6 バンプ
7 フレキシブルプリント配線板
8 フレキシブルプリント配線板の第1の面
9 導電パターン
10 電気的な接続部
11 封止材
12 先端領域
13 フレキシブルプリント配線板の第2の面
14 先端部
15 ワイパー
16 液体吐出面
17 フレキシブルプリント配線板の最上部

Claims (7)

  1. 基板と、
    前記基板に設けられた、液体吐出用のエネルギーを発生するエネルギー発生体と、
    前記基板に設けられた、前記エネルギー発生体と電気的に接続された電極部と、
    前記電極部が設けられる前記基板の面の側に設けられた液体吐出面と、
    前記電極部と電気的に接続された導電パターンと、前記導電パターンが設けられ、前記電極部が設けられる前記基板の前記面と対向する第1の面と、前記第1の面とは反対側の第2の面と、を備える基材と、を有するフレキシブルプリント配線板と、
    を有する液体吐出用ヘッドにおいて、
    前記フレキシブルプリント配線板の前記基材は、前記導電パターンが設けられた領域の終端部から、前記エネルギー発生体の側の端部までに、前記導電パターンが形成されていない先端領域を有し、
    前記先端領域の前記第2の面の少なくとも一部が、前記基板に近づくように傾斜していることを特徴とする液体吐出用ヘッド。
  2. 前記先端領域の少なくとも一部が曲率を持って曲がっていることによって、前記傾斜がもたらされている、請求項1に記載の液体吐出用ヘッド。
  3. 前記先端領域の少なくとも一部の厚さが変化していることによって、前記傾斜がもたらされている、請求項1に記載の液体吐出用ヘッド。
  4. 前記電極部と前記導電パターンとの間の電気的な接続部を覆う封止材を有し、
    前記第2の面の前記傾斜している部分の一部が、前記封止材で覆われている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の液体吐出用ヘッド。
  5. 前記先端領域の、前記導電パターンから前記エネルギー発生体の側の端部に向かう方向に直交する方向における少なくとも一部が、基板と離間している、請求項4に記載の液体吐出用ヘッド。
  6. 前記封止材は、前記第2の面のうちの、前記電極部が設けられる前記基板の前記面からの高さが最も高い部分よりも、前記電極部が設けられる前記基板の前記面からの高さが低い、請求項4または請求項5に記載の液体吐出用ヘッド。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の液体吐出用ヘッドと、
    前記液体吐出面をワイピングするワイパーと、
    を有する液体吐出装置。
JP2019147528A 2019-08-09 2019-08-09 液体吐出用ヘッド及び液体吐出装置 Active JP7317627B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019147528A JP7317627B2 (ja) 2019-08-09 2019-08-09 液体吐出用ヘッド及び液体吐出装置
US16/988,188 US11305531B2 (en) 2019-08-09 2020-08-07 Liquid ejection head and liquid ejecting apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019147528A JP7317627B2 (ja) 2019-08-09 2019-08-09 液体吐出用ヘッド及び液体吐出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021028132A true JP2021028132A (ja) 2021-02-25
JP7317627B2 JP7317627B2 (ja) 2023-07-31

Family

ID=74499150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019147528A Active JP7317627B2 (ja) 2019-08-09 2019-08-09 液体吐出用ヘッド及び液体吐出装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11305531B2 (ja)
JP (1) JP7317627B2 (ja)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02155292A (ja) * 1988-12-07 1990-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd フレキシブル基板の半田付け方法
US20030193545A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-16 Boucher William R. Electronic devices having an inorganic film
US20040061741A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-01 Aschoff Christopher C. Fluid ejection device and method of manufacturing a fluid ejection device
JP2005169951A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Canon Inc インクジェット記録ヘッド
JP2006082269A (ja) * 2004-09-14 2006-03-30 Canon Inc 液体吐出記録ヘッドおよび液体吐出記録装置
JP2007015263A (ja) * 2005-07-08 2007-01-25 Canon Inc インクジェットプリントヘッドおよびその製造方法
JP2008120056A (ja) * 2005-12-15 2008-05-29 Canon Inc 液体吐出ヘッド及び該液体吐出ヘッドの製造方法
JP2012195538A (ja) * 2011-03-18 2012-10-11 Ricoh Co Ltd フレキシブル配線部材、アクチュエータ、液体吐出ヘッド、画像形成装置
JP2014177046A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Seiko Epson Corp 液体噴射装置
JP2018012199A (ja) * 2016-07-19 2018-01-25 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001138520A (ja) 1999-11-10 2001-05-22 Canon Inc 記録ヘッド、該記録ヘッドの製造方法およびインクジェット記録装置
JP4741761B2 (ja) 2001-09-14 2011-08-10 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド、該インクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置、およびインクジェット記録ヘッドの製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02155292A (ja) * 1988-12-07 1990-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd フレキシブル基板の半田付け方法
US20030193545A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-16 Boucher William R. Electronic devices having an inorganic film
US20040061741A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-01 Aschoff Christopher C. Fluid ejection device and method of manufacturing a fluid ejection device
JP2005169951A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Canon Inc インクジェット記録ヘッド
JP2006082269A (ja) * 2004-09-14 2006-03-30 Canon Inc 液体吐出記録ヘッドおよび液体吐出記録装置
JP2007015263A (ja) * 2005-07-08 2007-01-25 Canon Inc インクジェットプリントヘッドおよびその製造方法
JP2008120056A (ja) * 2005-12-15 2008-05-29 Canon Inc 液体吐出ヘッド及び該液体吐出ヘッドの製造方法
JP2012195538A (ja) * 2011-03-18 2012-10-11 Ricoh Co Ltd フレキシブル配線部材、アクチュエータ、液体吐出ヘッド、画像形成装置
JP2014177046A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Seiko Epson Corp 液体噴射装置
JP2018012199A (ja) * 2016-07-19 2018-01-25 エスアイアイ・プリンテック株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP7317627B2 (ja) 2023-07-31
US11305531B2 (en) 2022-04-19
US20210039389A1 (en) 2021-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7547094B2 (en) Liquid discharge recording head and ink jet recording apparatus
US5227812A (en) Liquid jet recording head with bump connector wiring
CN110877485B (zh) 液体喷射头
JP2001138521A (ja) インクジェット記録ヘッドおよび該記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置
JP2007283691A (ja) 配線構造、デバイス、デバイスの製造方法、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、及び液滴吐出装置
JP2018192694A (ja) サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリントヘッドの製造方法
JP7317627B2 (ja) 液体吐出用ヘッド及び液体吐出装置
JP6806866B1 (ja) 液体吐出用ヘッドとその製造方法、並びに液体吐出装置
KR20030034214A (ko) 액적 증착 장치
JPS6116862A (ja) 液体噴射記録ヘツド
JP5825998B2 (ja) インクジェット記録ヘッド、及びインクジェット記録ヘッドの製造方法
JP2011240549A (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射ヘッドの製造方法
JP7360880B2 (ja) サーマルプリントヘッド及びその製造方法
JP7346150B2 (ja) 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
US20240157700A1 (en) Discharge unit, liquid discharge head, and manufacturing method of discharge unit
JP4355960B2 (ja) バンプ構造体、icチップ、ならびにicチップと配線基板との実装構造
JP2010012724A (ja) 液滴吐出ヘッド、画像形成装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法
JP2007083401A (ja) 配線基板の製造方法および液体吐出ヘッド
JP2008143132A (ja) インクジェット記録ヘッド
JP2024024913A (ja) サーマルプリントヘッドおよびサーマルプリンタ
JP5341688B2 (ja) 液体吐出ヘッド及びその製造方法
JPH08197730A (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP3560311B2 (ja) 記録ヘッドおよびこれを用いる記録装置
JP2021059047A (ja) サーマルプリントヘッド及びその製造方法
JP2020015263A (ja) 液体吐出ヘッド及び半導体デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220708

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230511

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230609

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230620

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230719

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7317627

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151