JPH1081007A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モールド材により成形された位置決めピンを
用いて、配線統合基板と支持部材を位置決め固定する場
合に、配線統合基板と支持部材を密着固定させ、配線統
合基板の電気信号入力端子と外部出力端子の接点で電気
的接触不良をなくすことを可能とする。 【解決手段】 ピン９の根元周囲に溝１１を設けて、ピ
ン９の挿入孔８をピン９に通す際にピン９から削れ出る
微細なバリを溝１１に落し込み、組立時に配線統合基板
と支持部材を密着させて固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号の入力に
より記録媒体に向けて記録液を吐出するインクジェット
記録ヘッドに関し、特に記録液に与える吐出エネルギー
を発生するための複数の記録素子と、前記記録素子に電
気信号を入力する端子を統合するための基板とを有する
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】インクジェット記録装置は、いわゆるノ
ンインパクト記録方式を採り、高速な記録と様々な記録
メディアに対し記録することが可能で、記録時における
騒音がほとんど生じないといった特徴を持つ。このよう
なことから、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミ
リ、複写機等の記録機構を担う装置として広く採用され
ている。

【０００３】このインクジェット記録装置としては、記
録液に与える吐出エネルギーを発生する記録素子、例え
ば電気熱変換素子を用いた方法があり、微小な吐出口か
ら液滴を吐出させ、記録紙に対し記録を行うものであ
る。この装置は一般に、液滴を形成するためのインクジ
ェット記録ヘッドと、このヘッドに対して記録液を供給
する供給系から構成される。電気熱変換素子を用いたイ
ンクジェット記録ヘッドは、電気熱変換素子を加圧室に
設け、この電気熱変換素子に記録信号となる電気パルス
を与えることにより記録液に熱エネルギーを与え、その
時の記録液の相変化により生じる記録液の発泡時（沸騰
時）の気泡圧力を記録液の吐出に利用したものである。

【０００４】さらに電気熱変換方式を用いたインクジェ
ット記録ヘッドの場合、電気熱変換素子が配列された基
板に対して平行に記録液を吐出させる方法（エッジシュ
ーター）と、電気熱変換素子が配列された基板上に対し
て垂直に記録液を吐出させる方法（サイドシューター）
がある。例えばサイドシュータータイプのインクジェッ
ト記録ヘッドの場合、図１１（ａ）に示すように記録素
子が配列された記録素子基板１の表側には複数の吐出口
２が設けられており、図１１（ｂ）に示すように、裏側
には記録液であるインクを吐出口２に供給するためのイ
ンク供給口１３がほぼ中央に吐出口２の列の長さとほぼ
等しい長さで開口している。そして、図１２に示すよう
に、記録素子基板１に、インクを吐出させる電気信号を
与えるための配線基板４をＴＡＢボンディングすること
で、記録素子ユニットが構成されている。さらに、図１
３に示すように、前記の構成の記録素子ユニットが３
つ、支持部材３上に配線基板４ａ、４ｂ、４ｃにより接
着固定されている。最近は、インクジェット記録ヘッド
の高速化、多色化が進み、図１４に示すように１つの支
持部材３に複数の記録素子基板１が搭載されるのが一般
的である。従って、電気信号入力端子５の数が従来の２
〜６倍程度に増加するため、共通の入力端子をまとめる
配線統合基板７を用い、電気信号入力端子６で外部出力
端子からの電気信号を入力することがある。この配線統
合基板７は、支持部材３に対して接着剤、両面テープ、
熱溶着等の方法により固定されることが多いが、配線統
合基板７の電気信号入力端子６は外部出力端子（不図
示）と接触するために良好な位置精度が要求される。そ
のため、図１４に示すようにピン９により配線統合基板
７を位置出しした後、ピン９を熱で溶かして支持部材３
に配線統合基板７を固定するのが一般的であり、コスト
及び製造タクトの面で有利である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た配線統合基板をピンにより支持部材に固定する方法で
は、配線統合基板の位置精度を出すためにピンの径と、
ピンに対応する配線統合基板の挿入孔の径とを近似の値
にしてある。配線統合基板をピンに通す際に両者が接触
して、図１５に示すように配線統合基板７の裏面にバリ
４０が付着し、配線統合基板７と支持部材３との密着性
が減少する。このように配線統合基板が不安定な状態で
固定された場合、前記配線統合基板上の電気信号入力端
子と外部出力端子の接点で電気的導通が不安定となり、
接触不良になるという問題が発生する。

【０００６】本発明の目的は、上述した従来技術の問題
に鑑み、配線統合基板を支持部材に位置決め固定するイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、組立ての際にバリが
生じることによる障害を取り除き、配線統合基板と支持
部材を確実に密着固定させ、配線統合基板の入力端子と
外部出力端子の接点で電気的接触不良のない信頼性の高
いインクジェット記録ヘッドを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、記録液を吐出させるためのエネルギーを与
える複数の記録素子が配列された記録素子基板と配線基
板を接続してなる複数の記録素子ユニットと、該記録素
子ユニットどうしを電気的に接続し、かつ外部からの電
気信号を入力する入力端子を備えた配線統合基板と、該
配線統合基板の前記入力端子と外部出力端子との位置決
め固定を行うためのピンとを有し、該ピンにより前記配
線統合基板を支持部材に位置決め固定するインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、前記ピンの根元周囲に溝が設け
られたことを特徴とする。

【０００８】また、前記インクジェット記録ヘッドにお
いて、前記配線統合基板の前記ピンの挿入孔が面とりさ
れていることや、前記ピンが多角柱形状であることが好
ましい。

【０００９】上記のとおりの発明では、記録素子が接続
された配線統合基板を支持部材に位置決め固定するため
のピンの根元周囲に溝が設けられたことにより、配線統
合基板の挿入孔をピンに通す際に、バリが配線統合基板
の裏面側の挿入孔の周囲に付着するが、このバリは、設
けられた溝により確保された隙間に逃がし込まれるで、
配線統合基板と支持部材が完全に密着固定する。従っ
て、配線統合基板の入力端子と外部出力端子の接点で電
気的接触不良のない信頼性の高いインクジェット記録ヘ
ッドの実現が可能となる。

【００１０】また、ピンの挿入孔が面取りされているこ
とによっても、挿入孔をピンに通す際に生じたバリが、
面取りされた面によって集められ、面取りにより確保さ
れた隙間にバリが溜るので、配線統合基板と支持部材が
完全に密着固定する。ピンが多角柱形状であることで
は、挿入孔をピンに通す際に挿入孔がピンの各角とだけ
接することになり、バリの発生が低減され、生じたバリ
は挿入孔とピンの隙間に集められるので、配線統合基板
と支持部材が完全に密着固定する。従って、挿入孔が面
取りされていることや、ピンが多角柱形状であることに
よっても、配線統合基板の入力端子と外部出力端子の接
点で電気的接触不良のない信頼性の高いインクジェット
記録ヘッドの実現が可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１２】（第１の実施の形態）図１は本発明のイン
クジェット記録ヘッドの第１の実施形態による分解斜視
図である。本実施形態のインクジェット記録ヘッドは図
１に示すように、インクを吐出させるエネルギーを与え
る記録素子が複数配列された３つの記録素子基板１と、
各記録素子基板１に接続され、インクを吐出させるため
の電気信号を与える配線基板４ａ、４ｂ、４ｃと、各々
の配線基板４ａ、４ｂ、４ｃに電気信号を取り込むため
の電気信号入力端子５と、複数の配線基板４ａ、４ｂ、
４ｃにおける共通の入力端子をまとめた配線統合基板７
と、配線統合基板７に設けた、外部出力端子（不図示）
から電気信号を入力する電気信号入力端子６と、インク
タンク（不図示）からのインク流路を形成し、記録素子
基板１、配線基板４ａ、４ｂ、４ｃ、配線統合基板７を
固定するための支持部材３と、配線統合基板７を支持部
材３に固定するための挿入孔８とピン９と、図３で後述
するバリ１０の逃げ込む溝１１とを有する。

【００１３】記録素子基板１は、通常シリコンウェハ上
に発熱抵抗層及び配線等をフォトリソグラフィ技術によ
ってパターニングし、流通路であるノズルと吐出口（オ
リフィス）を感光性樹脂で作成し、それを切断すること
によって製造される。そして、記録素子基板１は、電気
信号を受け取るための配線基板４ａ、４ｂ、４ｃの各々
とＴＡＢ実装技術によって接続される。通常、１つの配
線基板には、記録素子基板１に外部から電気信号を入力
するための電気信号入力端子５が３０ヶ程度設けられて
いるが、外部との電気接点数を減らすために配線基板４
ａ、４ｂ、４ｃの全ての電気信号入力端子５が配線統合
基板７に電気的に接続固定され、この配線統合基板７上
の電気信号入力端子６で複数の配線基板４ａ、４ｂ、４
ｃの中から共通の電気信号入力端子が取りまとめられて
いる。配線統合基板７は、支持部材３に対して後述する
熱溶着によって固定される。

【００１４】図２は、支持部材３に設けたピン９と、ピ
ン９に対応する配線統合基板７の挿入孔８の組立前の断
面図である。図２において、ピン９の根元周囲には、図
３で後述する組立時に生じるバリを逃がし込むための溝
１１が設けられている。支持部材３に対する配線統合基
板７の位置精度は、配線統合基板７の電気信号入力端子
６と接続する外部出力端子側との位置関係よりレンジで
０．１ｍｍ程度必要であり、挿入孔８（直径１．３ｍ
ｍ）とピン９（直径１．２ｍｍ）により決定される。

【００１５】図３は、図２における挿入孔８とピン９と
の組立完成後の断面図である。図３に示すように、挿入
孔８をピン９に通し、ピン９の頭を熱で溶かして潰すこ
と（熱溶着）によって配線統合基板７は支持部材３に固
定される。挿入孔８をピン９に通す際に、モールド材に
よって成形されているピン９が削れて微細なバリ１０が
配線統合基板７の裏面側の挿入孔８の周囲に付着する
が、ピン９の根元周囲に溝１１を設けたことにより、図
３に示すようにバリ１０は溝１１に落し込まれ、配線統
合基板７と支持部材３が完全に密着する。溝１１はモー
ルド材である支持部材３を射出成形する際の金型に設け
ることで容易に作成することができる。このように配線
統合基板７と支持部材３を密着固定することにより、配
線統合基板７の電気信号入力端子６と外部出力端子の接
点で電気的接触不良をなくすことが可能となる。

【００１６】（第２の実施の形態）図４は本発明のイン
クジェット記録ヘッドの第２の実施形態による分解斜視
図である。図５は図４における支持部材のピンと、ピン
に対応する配線統合基板の挿入孔の組立前の断面図、図
６は図５におけるピンと挿入孔の組立完成後の断面図で
ある。これらの図では、第１の実施形態と同一の構成部
品には同一符号を付してあり、以下では第１の実施形態
と異なる構成部品について述べる。

【００１７】本実施形態では図４及び図５に示すよう
に、配線統合基板７の挿入孔８の裏面側（支持部材３と
接する面側）が面取り１２をされた構造にしてあり、ピ
ン９の根元周囲は第１の実施形態と異なり、特に溝など
は設けられていない。

【００１８】このような形態によれば、図６に示すよう
に、第１の実施形態と同様に挿入孔８をピン９に通し、
ピン９の頭を熱で溶かして潰すことによって配線統合基
板７は支持部材３に固定される。面取り１２が設けられ
たことにより、挿入孔８をピン９に通す際に、モールド
材によって成形されているピン９が削れて微細なバリ２
０が配線統合基板７の裏面側の面取り１２の周囲に付着
する。従って、図６に示すようにバリ２０は面取り１２
の中にかき集められることとなり、配線統合基板７と支
持部材３が完全に密着する。面取り１２は配線統合基板
７の外形をルーター加工する際に追加加工として行えば
容易に形成することができる。このように配線統合基板
７と支持部材３を密着固定することにより、配線統合基
板７の電気信号入力端子６と外部出力端子の接点で電気
的接触不良をなくすことが可能となる。

【００１９】（第３の実施の形態）図７は本発明のイン
クジェット記録ヘッドの第３の実施形態による分解斜視
図である。図８は図７における支持部材のピンと、対す
る配線統合基板の挿入孔の組立前の断面図、図９は図８
を上から見た図であり、ピンの形状と、挿入孔とピンの
位置関係を示す。図１０は図８におけるピンと挿入孔の
組立完成後の断面図である。これらの図でも、第１の実
施形態と同一の構成部品には同一の符号を付してあり、
以下では第１の実施形態と異なる構成部品についてのべ
る。

【００２０】本実施形態では図７及び図８、図９に示す
ように、ピン９は多角柱形状をしていて、本形態では６
角柱を例にとっている。ピン９の根元周囲は第１の実施
形態と異なり、特に溝などは設けられていない。

【００２１】このような形態によれば、図１０に示すよ
うに、第１の実施形態と同様に挿入孔８をピン９に通
し、ピン９の頭を熱で溶かして潰すことによって配線統
合基板７は支持部材３に固定される。挿入孔８をピン９
に通す際に、モールド材によって成形されているピン９
が削れて微細なバリ３０がでるが、ピン８を多角柱形状
にしたことにより、挿入孔８がピン９の各角とだけ接す
ることになり、バリ３０の発生が低減され、図１０に示
すようにバリ３０が挿入孔８とピン９の隙間に集められ
る。従って、配線統合基板７は支持部材３と完全に密着
することできる。このように配線統合基板７と支持部材
３を密着固定することにより、配線統合基板７の電気信
号入力端子６と外部出力端子の接点で電気的接触不良を
なくすことが可能となる。

【００２２】以上の実施形態では、サイドシュータータ
イプを例にとって説明してきたが、本発明はこれに限ら
れず、エッジシュータータイプのものでももちろん構わ
ない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は複数の記
録素子が配列された記録素子基板と、複数の前記記録素
子基板を電気的に接続して統合する配線統合基板を有
し、前記配線統合基板を支持部材にピンを用いて位置決
め固定するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記ピ
ンの根元周囲に溝を設ける、あるいは前記ピンの挿入孔
に面取りをする、またあるいは前記ピンを多角柱形状に
することにより、ピンを通す際に生じるバリを、前述し
たそれぞれの形状にしたことによってできた隙間に逃し
込み、配線統合基板と支持部材とを完全に密着固定する
ことができる。これにより、配線統合基板の入力端子と
外部出力端子の接点で電気的接触不良のない信頼性の高
いインクジェット記録ヘッドの実現が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるインクジェット
記録ヘッドの分解斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施形態によるピンと挿入孔の
組立前の断面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態によるピンと挿入孔の
組立完成後の断面図である。

【図４】本発明の第２の実施形態によるインクジェット
記録ヘッドの分解斜視図である。

【図５】本発明の第２の実施形態によるピンと挿入孔の
組立前の断面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態によるピンと挿入孔の
組立完成後の断面図である。

【図７】本発明の第３の実施形態によるインクジェット
記録ヘッドの分解斜視図である。

【図８】本発明の第３の実施形態によるピンと挿入孔の
組立前の断面図である。

【図９】図８に示したピンと挿入孔を挿入孔の上側から
見た図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態によるピンと挿入孔
の組立完成後の断面図である。

【図１１】従来及び本発明に用いられる記録素子基板を
説明する図である。

【図１２】従来及び本発明に用いられる記録素子ユニッ
トを説明する図である。

【図１３】従来の技術によるインクジェット記録ヘッド
の分解斜視図である。

【図１４】従来の技術によるインクジェット記録ヘッド
の概略斜視図である。

【図１５】従来の技術によるピンと挿入孔の組立完成後
の断面図である。

【符号の説明】

１ 記録素子基板 ２ 吐出口 ３ 支持部材 ４、４ａ、４ｂ、４ｃ 配線基板 ５ 電気信号入力端子 ６ 電気信号入力端子 ７ 配線統合基板 ８ 挿入孔 ９ ピン １０、２０、３０、４０ バリ １１ 溝 １２ 面取り １３ インク供給口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広沢 稔明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録液を吐出させるためのエネルギーを
   与える複数の記録素子が配列された記録素子基板と配線
   基板を接続してなる複数の記録素子ユニットと、該記録
   素子ユニットどうしを電気的に接続し、かつ外部からの
   電気信号を入力する入力端子を備えた配線統合基板と、
   該配線統合基板の前記入力端子と外部出力端子との位置
   決め固定を行うためのピンとを有し、該ピンにより前記
   配線統合基板を支持部材に位置決め固定するインクジェ
   ット記録ヘッドにおいて、前記ピンの根元周囲に溝が設
   けられ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】 前記配線統合基板の前記ピンの挿入孔が
   面取りされていることを特徴とする請求項１に記載のイ
   ンクジェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記ピンは多角柱形状であることを特徴
   とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記記録素子は、記録液滴を吐出するた
   めに利用される熱エネルギーを発生するための電気熱変
   換素子である請求項１から３のいずれか１項記載のイン
   クジェット記録ヘッド。
5. 【請求項５】 記録液滴は、前記電気熱変換素子によっ
   て印加される熱エネルギーによって生じる膜沸騰を利用
   して吐出口から吐出される請求項４に記載のインクジェ
   ット記録ヘッド。