JPH06191032A

JPH06191032A - 記録装置

Info

Publication number: JPH06191032A
Application number: JP34602192A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ishizaka; 整石坂; Atsushi Hino; 敦司日野; Masayuki Kaneto; 正行金戸
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1992-12-25
Filing date: 1992-12-25
Publication date: 1994-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】ノズルとして作用する微細貫通孔の配置を微
細にし、回路側への実装を容易に行うことのできる高解
像度の記録装置の提供を目的とする。【構成】一面に回路３が形成された絶縁フィルム２
と、上記絶縁フィルム２の上記一面に配置され上記回路
３に対応する回路４が形成されたドライバーチップ１１
と、上記両回路３，４を接着した状態で絶縁フィルム２
とドライバーチップ１１とを接着する接着剤層８と、上
記ドライバーチップ１１に設けられた発熱抵抗体６と、
上記発熱抵抗体６の上側にインクを供給するインク供給
部とが備えられている。そして、上記発熱抵抗体６に対
応する絶縁フィルム２の部分に、ノズル作用をもつ微細
貫通孔７が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インクジェット式の
記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式の記録装置は、低騒音
であること、低パワーでの動作が可能であること、小形
化が容易であること、および比較的安価に製造できるこ
と等の利点を有することから、最近、多用されている。
このようなインクジェット式の記録装置として、図４に
示すものがある。この記録装置２０は、絶縁フィルム２
３の片面２３ａに回路３が形成されたもので構成された
回路付きフィルムキャリア２１と、片面１１ａに回路４
が形成された電子回路素子（ドライバーチップ）１１
と、金属板にインク吐出用ノズル２２ａが化学エッチン
グや機械加工により形成されたもので構成されたメタル
ノズルプレート２２とからなる。そして、上記回路付き
フィルムキャリア２１の回路３は外部電源（図示せず）
と電気的に接続し、上記回路付きフィルムキャリア２１
の絶縁フィルム２３には、その所定位置（この位置に上
記回路３の端部、すなわち電極部が配置されている）
に、上記回路３の端部が露呈する貫通孔２ｂが穿設され
ているとともに、上記回路３の端部にキャリア側貫通孔
３ｂが穿設されている。また、上記ドライバーチップ１
１に形成された回路４の端部、すなわち、電極部にはチ
ップ側貫通孔４ａがあけられており、このチップ側貫通
孔４ａ内に発熱抵抗体（発熱部）６が設けられている。
そして、上記両回路３，４の端部同士を接続部５で接続
させた状態で、上記チップ側貫通孔４ａの外周部に設け
た接着剤層８により上記絶縁フィルム２３とドライバー
チップ１１とが接合一体化され、かつ上記チップ側貫通
孔４ｂ内の発熱抵抗体６と対向する位置にインク吐出用
ノズル２２ａが位置する状態で、上記接着剤層８にメタ
ルノズルプレート２２が貼着されている。また、インク
供給部（図示せず）からインクが上記発熱抵抗体６の上
側部分１２に紙面の裏面または表面方向から供給される
ようにしている。なお、上記接合一体化の前にドライバ
ーチップ１１の表面に接着剤層形成材料を塗工し、この
塗工面にフォト工程によってインク流路等の形状を投影
し、そののち化学的なエッチング処理を施すことによ
り、上記接着剤層８にインク流路等が形成されるように
している。

【０００３】このような記録装置は、図５に示すよう
に、左右方向に移動するインクジェットプリンタヘッド
２４に、多数（例えば、４８個とか６４個）取付けられ
て使用される。そして、被記録体１０への印字時には、
上記多数の記録装置２０のうち、所望の文字を印字する
のに必要な記録装置２０の絶縁フィルム２３の回路３に
対し、外部電源から電流を供給することが行われる。こ
れにより、電流が上記必要な記録装置２０のドライバー
チップ１１の回路４を通って発熱抵抗体６に流れ、発熱
抵抗体６が発熱し、この発熱により上記発熱抵抗体６の
上側部分１２に流入したインクが加熱されて飛翔し、イ
ンク吐出用ノズル２２ａを通って被記録体１０に到達
し、被記録体１０に文字が印字される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年の記録装置の動向
では、高解像度である印字，高濃度印字が要求されてき
ており、このため、高密度なインク吐出用ノズルが必要
となってきている。しかしながら、上記記録装置では、
インク吐出用ノズル２２ａは、金属板に化学エッチング
や機械加工を施すことにより形成されており、その加工
性から、微細なピッチの孔を形成することが非常に難し
く、より高解像度印字の目的を達成することができなか
った。また、メタルノズルプレートを使用した場合、イ
ンクジェットプリンタヘッドの回路に接合する際におこ
る位置決め操作が必要であり、高密度実装になるほど、
高精度な位置決め操作が難しく、生産性に難点があっ
た。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、インク吐出用ノズルの配置を微細にし、イン
クジェットプリンタヘッドの回路への実装を容易に行う
ことのできる高解像度な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】上記の目的を達成するた
め、この発明の記録装置は、一面に回路が形成されこの
回路が外部電源に電気的に接続された絶縁フィルムと、
上記絶縁フィルムの上記一面に少なくとも１つ配置され
上記絶縁フィルムに対向する面に上記絶縁フィルムの回
路に対応する回路が形成された電子回路素子と、上記絶
縁フィルムと電子回路素子の間に介在し上記絶縁フィル
ムと電子回路素子を電気的に接続させた状態で接着する
接着剤層と、上記電子回路素子の回路形成面に設けられ
上記電子回路素子の回路に電気的に接続された発熱部
と、上記発熱部上にインクを供給するインク供給部とを
備え、上記発熱部に対応する絶縁フィルムの部分に微細
貫通孔を設け、この微細貫通孔にインクを導出するため
のノズル作用をもたせたという構成をとる。

【０００７】

【作用】すなわち、本発明者らは、上記目的を達成する
ことのできる記録装置を得るため、一連の研究を重ねた
結果、回路付きフィルムキャリアの絶縁フィルムに微細
貫通孔を設け、この微細貫通孔にインクを導出するため
のノズル作用をもたせること（すなわち、従来のメタル
ノズルプレートと回路付きフィルムキャリアとドライバ
ーチップとからなる記録装置を、微細貫通孔を有する回
路付きフィルムキャリアとドライバーチップとからなる
記録装置とすること）で、上記目的を達成できることを
見い出し、この発明に到達した。

【０００８】つぎに、この発明を実施例にもとづいて詳
しく説明する。

【０００９】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示している。こ
の図において、２は絶縁フィルムであり、チップ側貫通
孔４ｂ内の発熱抵抗体６に対応する部分には、インク吐
出用ノズルとして作用する微細貫通孔７が穿設され、そ
の内周面は、ドライバーチップ１１側の開口から被記録
体１０側の開口に向かうほど、テーパー角が連続的に小
さくなるように変化する曲線形状に（すなわち、孔の大
きさが徐々に狭くなる形状に）形成されている。また、
上記絶縁フィルム２に穿設された微細貫通孔７の外周部
分は上記チップ側貫通孔４ｂの外周部分に設けた接着剤
層８に貼着されている。上記微細貫通孔７が穿設された
絶縁フィルム２以外の部分は図４に示す記録装置と同様
であり、同様の部分には同じ符号を付している。

【００１０】上記構成において、被記録体１０に印字す
る際には、従来と同様に、外部電源から回路付きフィル
ムキャリア１の回路３に電流を供給することが行われ
る。これにより、従来と同様に、発熱抵抗体６が発熱し
てインク９が飛翔し、上記回路付きフィルムキャリア１
の絶縁フィルム２に穿設された微細貫通孔７を通って被
記録体１０に到達し、この被記録体１０に文字が印字さ
れる。

【００１１】上記微細貫通孔７の形成方法としては、ド
リル等の機械加工，薬液をつかった化学的ウェットエッ
チング処理，光化学反応を利用したレーザーエッチング
等があげられるが、精密な加工を行うためにはレーザー
エッチングを採用することが好ましい。特に、その発振
波長が４００ｎｍ以下の紫外線を持つレーザーを使う
と、非熱的加工が行え、かつ加工断面がシャープな形状
を示すため、インクの吐出口形成用としては最適であ
る。

【００１２】また、上記微細貫通孔７の内周面のテーパ
ー角は、インクの飛翔条件として重要であるが、従来の
メタルノズルプレート方式では、制御が不可能であっ
た。しかしながら、上記レーザーエッチングを採用する
ことにより、テーパー角を制御することができる。

【００１３】上記テーパー角を制御する装置として、例
えば、図２に示すレーザーエッチング加工装置を用いる
ことができる。このレーザーエッチング加工装置で使用
されるレーザーは波長２４８ｎｍのＫｒＦのエキシマレ
ーザーである。紫外レーザーのビーム１５はビームアッ
テネータ１６と呼ばれる結晶石英ガラスの一種を使用す
ることでエネルギー密度を変化させることができる。具
体的には、ビームアッテネータ１６に入射するビーム１
５の角度を変えることで、ビームの透過率が変わり、エ
ネルギー密度を制御することができる。実際の場合、ビ
ームアッテネータ１６は、２枚組で使用されることが多
く、２枚組にすることで、ビーム１５の光路を補正する
ことと、ビームアッテネータ１６の移動する角度を小さ
くして収差を抑える効果がある。

【００１４】上記レーザービーム１５は、レーザー発振
器１３から出たのち２枚組のアッテネータを通過し、ビ
ームスプリッター１７によってビーム１５を９０度方向
に分割され、一部のビーム１５はビームの総エネルギー
を計測するパワーモニター１８に取り込まれ、その他の
ビーム１５は各投影光学系である、ミラー１９，投影マ
スク２０，フィールドレンズ２１，ミラー２２を順次通
って任意の縮小倍率により縮小され、目的の被加工物
（この実施例では、絶縁フィルム２）の加工面に到達す
る。このとき、レーザー発振器１３のレーザーパルスを
計測するパルスカウンター１４とビームアッテネータ１
６の角度を変化させるモータ（図示せず）とパワーモニ
ター１８とを連動させて、加工面に照射されるレーザー
ビーム１５のエネルギー密度をショット数単位で変化さ
せ加工孔のテーパー角を制御する。上記加工孔のテーパ
ー角は通常、３°〜２０°、好ましくは１０°〜１５°
である。このとき、必要となるレーザー１５のエネルギ
ー密度は、加工面上で５００（ｍＪ／ｃｍ³）である。
ただし、上記の値は、レーザービーム１５の入射側の孔
径と出射側の孔径を代表する値から算出したものであ
り、実際には、図１に示すように、テーパー角が連続的
に変化した曲線形状を持つ孔形状が適している。すなわ
ち、インクの入口から出口まで徐々に狭くなる形状がよ
い。図２において、２３はイメージングレンズである。

【００１５】上記レーザーエッチング加工装置はその構
造が複雑であるため、つぎのような方法で微細貫通孔７
の理想形状を模倣することも行われる。すなわち、レー
ザーとしてエキシマレーザーを用いる場合、その加工原
理は、光化学反応を利用した分子レベルの壊裂にある。
つまり、加工量はその照射エネルギーと照射パルス数に
依存するため、加工の深さ方向への制御は０．１μｍ単
位で制御することができる。このことを利用し、異種の
径をもつアパーチャーを用いてハーフエッチングを繰り
返すことにより、図３に示す多段構造を造ることが可能
となる。

【００１６】上記微細貫通孔７の直径（孔径）は、微細
ピッチ化に対応するために、通常、５〜３００μｍ、好
ましくは１０〜５０μｍに設定され、ピッチは５〜２０
０μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに設定される。

【００１７】上記実施例では、回路付きフィルムキャリ
ア１に用いる絶縁フィルム２としては、電気絶縁特性を
有し、耐熱性，耐薬品性があり、かつドライバーチップ
１１の実装に適当な機械的特性を満足させるものであれ
ば、その材質に制限はなく、例えば、ポリエステル系樹
脂，エポキシ系樹脂，ウレタン系樹脂，ポリスチレン系
樹脂，ポリアミド系樹脂，ポリイミド系樹脂，ＡＢＣ樹
脂，ポリカーボネート系樹脂，シリコン系樹脂，フッ素
系樹脂等熱硬化樹脂や熱可塑性樹脂を問わず用いること
ができる。これらのうち加工性の点からポリイミド系樹
脂からなるフィルムを用いることが好ましい。また、絶
縁フィルム２の厚みは、通常、５〜１５０μｍ範囲内に
設定されることが好ましい。

【００１８】上記絶縁フィルム２の片面２ａに形成され
る回路３は、例えば、金，銀，ニッケル，コバルト等の
各種金属や、これらを主成分とする各種合金等からなる
導電性材料によって所望の線状パターンに形成され、ド
ライバーチップ１１の回路４と電気的に接続される。

【００１９】また、上記接着剤層８は、ドライバーチッ
プ１１と回路付きフィルムキャリア１とを接合するため
の接着機能を果たすと同時に、インクの流路ともなるの
で、耐薬品性，耐熱性が必要である。また、インクの流
路を形成する必要があるため、感光性，薬液によるエッ
チング性が必要である。

【００２０】なお、上記実施例では、回路付きフィルム
キャリア１の絶縁フィルム２に１つの微細貫通孔７を穿
設し、これに対応させて１つのドライバーチップ１１を
配置するようにしているが、これに限定するものではな
く、複数個の微細貫通孔７を設け、各微細貫通孔７に対
応させてドライバーチップ１１を配置するようにしても
よい。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明の記録装置によ
れば、回路付きフィルムキャリアの絶縁フィルムに微細
貫通孔を設け、この微細貫通孔にインクを導出するため
のノズル作用をもたせている（すなわち、従来のメタル
ノズルプレートと回路付きフィルムキャリアとドライバ
ーチップとからなる記録装置を、微細貫通孔を有する回
路付きフィルムキャリアとドライバーチップとからなる
記録装置にしている）ため、インク吐出用ノズルとして
作用する微細貫通孔を従来より微小ピッチに配置するこ
とが可能となり、記録装置の解像度を飛躍的に向上する
ことができるとともに、インクジェットブリンタヘッド
の回路との位置精度を向上させることができる。すなわ
ち、高解像度の印字性能を持たせることができるように
なる。しかも、従来のようにメタルノズルプレートと回
路付きフィルムキャリアとを接合する工程が必要でなく
なるため、生産性が向上するという効果が期待できる。
さらに、従来では、インク吐出用ノズルの配置が微小ピ
ッチにした場合、メタルプレートノズルの厚みを配置ピ
ッチにしたがって小さくする必要があり、回路付きフィ
ルムキャリアへの実装時にハンドリング性の問題が発生
していた。しかしながら、この発明の記録装置によれ
ば、回路付きフィルムキャリアをハンドルするため、強
度的に安定した実装が行える。また、絶縁フィルムに微
細貫通孔を設けることでレーザーエッチング方式を採用
することが可能となり、上記微細貫通孔のテーパー角を
制御することができるようになる。しかも、レーザーエ
ッチング方式では、貫通加工せずに途中で加工をとめる
ハーフエッチング法を行うことができるため、微細貫通
孔を多段構造にすることもでき、インクの飛翔条件とし
て最も適した微細貫通孔を設けることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】レーザーエッチング加工装置の説明図である。

【図３】微細貫通孔の他の例の多段構造を示す断面図で
ある。

【図４】従来例を示す断面図である。

【図５】記録装置の使用状態の説明図である。

【符号の説明】

１回路付きフィルムキャリア２絶縁フィルム３，４回路５接続部６発熱抵抗体７微細貫通孔８接着剤層９インク１０被記録体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一面に回路が形成されこの回路が外部電
源に電気的に接続された絶縁フィルムと、上記絶縁フィ
ルムの上記一面に少なくとも１つ配置され上記絶縁フィ
ルムに対向する面に上記絶縁フィルムの回路に対応する
回路が形成された電子回路素子と、上記絶縁フィルムと
電子回路素子の間に介在し上記絶縁フィルムと電子回路
素子を電気的に接続させた状態で接着する接着剤層と、
上記電子回路素子の回路形成面に設けられ上記電子回路
素子の回路に電気的に接続された発熱部と、上記発熱部
上にインクを供給するインク供給部とを備え、上記発熱
部に対応する絶縁フィルムの部分に微細貫通孔を設け、
この微細貫通孔にインクを導出するためのノズル作用を
もたせたことを特徴とする記録装置。