JP4561641B2

JP4561641B2 - インクジェットヘッドの製造方法

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Publication number: JP4561641B2
Application number: JP2006015240A
Authority: JP
Inventors: 孝治伊藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2026-01-24
Also published as: JP2007196433A

Description

本発明は、インク吐出口からインク滴を吐出するインクジェットヘッドの製造方法に関する。

インク吐出口に連通する圧力室内のインクに圧電アクチュエータにより圧力を付与し、インク吐出口からインク滴を吐出させるインクジェットヘッドにおいて、圧電アクチュエータと圧電アクチュエータを駆動させるためのドライバＩＣとを接続するための配線部材が設けられているものがある。例えば、特許文献１に記載のインクジェット記録ヘッド（インクジェットヘッド）においては、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）（配線部材）に圧電素子（圧電アクチュエータ）を含むヘッド本体のヘッド列方向の長さとほぼ同じ長さのスリットが形成されており、ヘッド本体はスリットを通して下部ホルダに装着されている。これにより、圧電素子とＦＰＣとが位置合わせされ、ＦＰＣと圧電素子の表面に形成された個別電極とＦＰＣの端子とが確実に接続される。

特開２０００−１２７３８６号公報（図２、図３）

しかしながら、特許文献１に記載のインクジェットヘッドを製造しようとすると、ＦＰＣに位置決め用のスリットを設けるための工程が別途必要となるため、製造工程の数が増加してしまう。

本発明の目的は、製造工程の数を増加させることなく、圧電アクチュエータと配線部材との接続を精度よく行うことが可能なインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、インク吐出口に連通する圧力室を有する流路ユニットと、圧電層、圧電層の一表面に前記圧力室に対応して形成された個別電極、及び、圧電層を挟んで個別電極と対向するように形成された共通電極を有し、圧力室内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータと、基材、基材の表面に形成され、個別電極及び共通電極に接続された配線、及び、基材の表面に実装され、配線を介して個別電極に駆動電圧を付与するとともに共通電極を所定の基準電圧に保持するドライバＩＣを有する配線部材とを備えたインクジェットヘッドの製造方法である。そして、短手方向の両端部付近に長手方向に沿って所定の間隔で複数の搬送用のスプロケット穴が形成されたＴＡＢテープの表面に、スプロケット穴と所定の位置関係になるように配線を形成する配線形成工程と、ＴＡＢテープの表面に、配線と所定の位置関係にあるスプロケット穴と所定の位置関係になるようにドライバＩＣを実装するドライバＩＣ実装工程と、ＴＡＢテープから、スプロケット穴を含むように配線及びドライバＩＣが配置された部分を切り出し、配線部材を形成する切り出し工程と、配線部材のスプロケット穴の位置に基づいて配線部材の圧電アクチュエータに対する位置決めを行い、配線部材を圧電アクチュエータに取り付ける取り付け工程とを備えている。

これによると、配線及びドライバＩＣと所定の位置関係にあるＴＡＢテープのスプロケット穴の位置に基づいて配線部材の圧電アクチュエータに対する位置決めを行っているので、配線部材を圧電アクチュエータに正確に取り付けることができる。また、ＴＡＢテープからスプロケット穴を含むように配線部材を切り出し、スプロケット穴を位置決め用の穴として用いているので、別途位置決め用の穴を形成する工程が必要なく製造工程が簡略化される。

また、本発明のインクジェットヘッドの製造方法においては、取り付け工程の後に、配線部材のスプロケット穴が形成された部分を切り取る切り取り工程をさらに備えていてもよい。これによると、配線部材を圧電アクチュエータに取り付けた後、配線部材のスプロケット穴が形成された部分を切り取ることにより配線部材を小型化することができる。

また、本発明のインクジェットヘッドの製造方法においては、ドライバＩＣ実装工程において、ドライバＩＣと、ＴＡＢテープの長手方向に関して同じ位置にある２つのスプロケット穴とが、ＴＡＢテープの短手方向に関して、一直線上に並ぶようにドライバＩＣを実装し、切り出し工程において、２つのスプロケット穴を含むように、ＴＡＢテープから配線及びドライバＩＣが配置された部分を切り出してもよい。これによると、ドライバＩＣが配置されていることにより、配線部材のスプロケット穴が形成された部分周辺の剛性が高くなるため、配線部材を圧電アクチュエータに取り付ける際などに、配線部材のスプロケット穴が形成された部分が破損してしまうのを防止することができる。また、配線部材の所定の取り付け位置に対する微妙な位置合わせが容易にできる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

まず、本発明の実施の形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。図１に、本実施の形態に係るインクジェットヘッド２を含むプリンタ１を示す。図１に示すプリンタ１は、平面視において図１紙面と直交する方向に細長い矩形である４つの固定されたインクジェットヘッド２を有するラインヘッド型カラーインクジェットプリンタである。プリンタ１には、図中下方に給紙装置１１４が、図中上方に紙受け部１１６が、図中中央部に搬送ユニット１２０がそれぞれ設けられている。さらに、プリンタ１には、これらの動作を制御する制御部１００が備えられている。

給紙装置１１４は、積層された複数の矩形印刷用紙（被記録媒体）Ｐを収容可能な用紙収容部１１５と、用紙収容部１１５内において最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ搬送ユニット１２０に向けて送り出す給紙ローラ１４５とを有している。用紙収容部１１５内には、印刷用紙Ｐがその長辺と平行な方向に給紙されるように収容されている。用紙収容部１１５と搬送ユニット１２０との間には、搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａ、１１８ｂ；１１９ａ、１１９ｂが配置されている。給紙装置１１４から排出された印刷用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ１１８ａ、１１８ｂによって図１中上方へ送られ、その後送りローラ１１９ａ、１１９ｂによって搬送ユニット１２０に向けて左方へと送られる。

搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と、搬送ベルト１１１が巻き掛けられた２つのベルトローラ１０６、１０７とを備えている。搬送ベルト１１１の長さは、２つのベルトローラ１０６、１０７間に巻き掛けられた搬送ベルト１１１に所定の張力が発生するような長さに調整されている。２つのベルトローラ１０６、１０７に巻き掛けられることによって、搬送ベルト１１１には、ベルトローラ１０６、１０７の共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面が形成されている。これら２つの平面のうちインクジェットヘッド２と対向する方が印刷用紙Ｐの搬送面１２７となる。給紙装置１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、その上面（印刷面）にインクジェットヘッド２によって印刷が施されつつ搬送ベルト１１１によって形成された搬送面１２７上を搬送されて、紙受け部１１６に到達する。紙受け部１１６では、印刷が施された複数の印刷用紙Ｐが重なり合うように載置される。

４つのインクジェットヘッド２は、それぞれ、その下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３は、後述するように、ノズル（インク吐出口）８に連通した圧力室１０を含む個別インク流路３２が多数形成された流路ユニット４に、多数の圧力室１０のうち、所望の圧力室１０内のインクに圧力を与えることができる４つの圧電アクチュエータ２１が接着剤を介して貼り合わされたものである（図２及び図４参照）。そして、各圧電アクチュエータ２１には、これに印刷信号を供給するＣＯＦ（Chip On Film、配線部材）５０（図２及び図５参照）が貼り合わされている。

ヘッド本体１３は、平面視において図１紙面と直交する方向に細長い直方体形状を有している（図２参照）。４つのヘッド本体１３は、図１紙面における左右方向に沿って互いに近接配置されている。４つのヘッド本体１３の各底面（インク吐出面）には、微小径を有する多数のノズル８が設けられている（図３参照）。ノズル８から吐出されるインク色は、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかであって、１つのヘッド本体１３に属する多数のノズル８から吐出されるインク色は同じである。なおかつ、４つのヘッド本体１３に属する多数のインク吐出口からは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色から選択された互いに異なる色のインクが吐出される。

ヘッド本体１３の底面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間には、僅かな隙間が形成されている。印刷用紙Ｐは、この隙間が作る搬送経路に沿って図１中右から左へと搬送される。４つのヘッド本体１３の下方を印刷用紙Ｐが順次通過する際、印刷用紙Ｐの上面に向けてノズル８からインクが画像データに応じて吐出されることで、印刷用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。

２つのベルトローラ１０６、１０７は、搬送ベルト１１１の内周面１１１ｂと接している。搬送ユニット１２０の２つのベルトローラ１０６、１０７のうち、搬送経路の下流側に位置するベルトローラ１０６は、搬送モータ１７４と接続されている。搬送モータ１７４は、制御部１００の制御に基づいて回転駆動される。他方のベルトローラ１０７は、ベルトローラ１０６の回転に伴って搬送ベルト１１１から付与される回転力によって回転する従動ローラである。

ベルトローラ１０７の近傍にはニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、搬送ユニット１２０に供給された印刷用紙Ｐを搬送面１２７に押し付けることができるように、図示しないばねによって下方に付勢されている。そしてニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１と共に印刷用紙Ｐを挟み込む。本実施の形態では、搬送ベルト１１１の外周面には粘着性のシリコンゴムによる処理が施されており、印刷用紙Ｐは搬送面１２７に確実に粘着させられる。

搬送ユニット１２０の図１中左方には剥離プレート１４０が設けられている。剥離プレート１４０は、その右端が印刷用紙Ｐと搬送ベルト１１１との間に入り込むことによって、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に粘着させられている印刷用紙Ｐを搬送面１２７から剥離する。

搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、二対の送りローラ１２１ａ、１２１ｂ及び１２２ａ、１２２ｂが配置されている。搬送ユニット１２０から排出された印刷用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ１２１ａ、１２１ｂによって図１中上方へ送られ、送りローラ１２２ａ、１２２ｂによって紙受け部１１６へ送られる。

ニップローラ１３８と最も上流側にあるインクジェットヘッド２との間には、搬送経路上における印刷用紙Ｐの先端位置を検出するために、発光素子と受光素子とから構成される光学センサである紙面センサ１３３が配置されている。

次に、ヘッド本体１３の詳細について説明する。図２は、図１に示したヘッド本体１３の平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれたブロックの拡大平面図である。ただし、図面をわかりやすくするため、図２においては、ＣＯＦ５０を、二点鎖線により描いているとともに、ＣＯＦ５０の下方にあって破線で描くべき圧電アクチュエータ２１を実線により描いている。また、図３においては、圧電アクチュエータ２１を二点鎖線で描いているとともに、圧電アクチュエータ２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１０（圧力室群９）、アパーチャ１２を実線で描いている。図２及び図３に示すように、ヘッド本体１３は、４つの圧力室群９を構成する多数の圧力室１０及び各圧力室１０に連通した多数のノズル８が形成された流路ユニット４を有している。流路ユニット４の上面には、千鳥状になって２列に配列された４つの台形の圧電アクチュエータ２１が接着されている。より詳細には、各圧電アクチュエータ２１は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接する圧電アクチュエータ２１の斜辺同士が、流路ユニット４の幅方向にオーバーラップしている。

圧電アクチュエータ２１の接着領域に対向した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。図３に示すように、インク吐出領域の表面には、多数のノズル８が規則的に配列されている。流路ユニット４の上面には、多数の圧力室１０がマトリックス状に配列されており、流路ユニット４の上面において１つの圧電アクチュエータ２１に対向した領域内に存在する複数の圧力室１０が、１つの圧力室群９を構成している。後述するように、各圧力室１０には、圧電アクチュエータ２１に形成された１つの個別電極３５が対向している。本実施の形態では、等間隔に流路ユニット４の長手方向に並ぶ圧力室１０の列が、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１０の数は、圧電アクチュエータ２１の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。ノズル８も、これと同様の配置がされている。そして、全体として、６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。

流路ユニット４内には、共通インク室であるマニホールド流路５及びその分岐流路である副マニホールド流路５ａが形成されている。マニホールド流路５は、圧電アクチュエータ２１の斜辺に沿うように延在しており、流路ユニット４の長手方向と交差して配置されている。流路ユニット４の中央部では、１つのマニホールド流路５が、隣接する圧電アクチュエータ２１に共有されており、副マニホールド５ａがマニホールド流路５の両側から分岐している。１つのインク吐出領域には、流路ユニット４の長手方向に延在した４本の副マニホールド流路５ａが対向している。また、マニホールド流路５には、流路ユニット４の上面に設けられているインク流入口５ｂからインクが供給される。

各ノズル８は、平面形状がほぼ菱形の圧力室１０及びアパーチャ１２を介して副マニホールド流路５ａと連通している。流路ユニット４の長手方向に延在する互いに隣接した４つのノズル列に含まれるノズル８は、同じ副マニホールド流路５ａに連通している。流路ユニット４の内部では、このように副マニホールド流路５ａの出口から圧力室１０を介して対応するノズル８に至る複数の個別インク流路３２が形成されている。

流路ユニット４に形成された多数のノズル８は、これら全てのノズル８を流路ユニット４の長手方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に延びた仮想線上にこの仮想線と直交する方向から射影した射影点が、６００ｄｐｉで等間隔に並ぶような位置に形成されている。

ヘッド本体１３の断面構造について説明する。図４は、図３のIV−IV線における断面図である。図４に示すように、ヘッド本体１３は、流路ユニット４と圧電アクチュエータ２１とが貼り合わされたものである。そして、流路ユニット４は、上から、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０が積層された積層構造を有している。流路ユニット４の内部には、外部から供給されたインクがインク滴として吐出されるノズル８までのインク流路が形成されている。インク流路としては、インクを一時的に貯留するマニホールド流路５や副マニホールド５ａ、さらには副マニホールド５ａの出口からノズル８に至る個別インク流路３２等が含まれている。各プレート２２〜３０には、このインク流路の構成要素となる凹部や孔がそれぞれ形成されている。

キャビティプレート２２は、圧力室１０となるほぼ菱形の孔が多数形成された金属プレートである。ベースプレート２３は、各圧力室１０とこれに対応するアパーチャ１２とを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。アパーチャプレート２４は、各アパーチャ１２となる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。サプライプレート２５は、各アパーチャ１２と副マニホールド流路５ａとを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、副マニホールド流路５ａとなる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための多数の連通孔が形成された金属プレートである。カバープレート２９は、各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。ノズルプレート３０は、ノズル８が多数形成された金属プレートである。これら９枚の金属プレートは、個別インク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。

図５に示すように、圧電アクチュエータ２１は、４枚の圧電層４１、４２、４３、４４が積層された積層構造を有している。これら圧電層４１〜４４は、すべて厚みが１５μｍ程度であり、圧電アクチュエータ２１の厚さは６０μｍ程度となっている。いずれの圧電層４１〜４４も、ヘッド本体１３内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電層４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。

最上層の圧電層４１上には、厚みが１μｍ程度の個別電極３５が形成されている。個別電極３５及び後述する共通電極３４は、共に、例えば金属などの導電材料を含む導電性ペーストを印刷法を用いて形成したものである。個別電極３５はほぼ菱形の平面形状を有しており、圧力室１０に対向するように且つ平面視において大部分が圧力室１０内に収まるように形成されている。したがって、図３に示すように、最上層の圧電層４１上には、そのほぼ全域にわたって多数の個別電極３５が規則的に二次元配列されている。本実施の形態では、個別電極３５が圧電アクチュエータ２１の表面だけに形成されているので、最外層である圧電層４１だけが外部電界により圧電歪を生じる活性領域を含むことになる。そのため、圧電アクチュエータ２１はユニモルフ変形を起こすアクチュエータとなりその変形効率が優れたものとなる。

個別電極３５の一方の鋭角部は、キャビティプレート２２において圧電アクチュエータ２１と接着されてこれを支持している桁部（キャビティプレート２２において圧力室１０が形成されていない部分）２２ａ上にまで延出されている。そして、その延出部の先端近傍上にはランド（接続部材）３６が形成されている。ランド３６は平面視で略円形であり、その厚みが１５μｍ程度になっている。ランド３６は、個別電極３５及び共通電極３４と同様の導電性ペーストを印刷法を用いて形成したもので、個別電極３５とランド３６とは、電気的に接続されている。

最上層の圧電層４１とその下側の圧電層４２との間には、シートのほぼ全面に形成された厚み２μｍ程度の共通電極３４が介在している。これにより、圧電層４１は、圧力室１０に対向する部分において、個別電極３５及び共通電極３４の一対の電極によって挟まれる。このように、１つの積層構造体の中には、図５に示すような構造が圧力室１０毎に作り込まれており、これにより、圧電アクチュエータ２１が構成されている。なお、圧電層４２と圧電層４３の間に、電極は配置されていない。

多数の個別電極３５は、後述するように、それぞれがＣＯＦ５０上の接点部５２（図６参照）を構成するバンプ４６及び駆動配線５３（図６参照）を介して個別に制御部１００の一部であるドライバＩＣ６０（図６参照）に電気的に接続されている。一方、共通電極３４は、圧電層４１上において個別電極３５が作る電極群を避けて形成された図示しない表面電極に、圧電層４１に形成された図示しないスルーホールを介して電気的に接続されており、表面電極はＣＯＦ５０上のグランド電位に保持されたコモン配線５４（図６参照）に接続されている。これにより、共通電極３４は、表面電極及びコモン配線５４を介して、すべての圧力室１０に対向する領域において等しくグランド電位に保持されている。

圧電アクチュエータ２１の上方には、図５、図６に示すように、ＣＯＦ５０が配置されている。ＣＯＦ５０は、基材５１の表面に接点部５２、５５、駆動配線５３、コモン配線５４及び制御配線５５が形成されるとともにドライバＩＣ６０が実装されることにより形成されている。

接点部５２には、その下面に複数の個別電極３５に対応した略円形の平面形状を有する複数のバンプ４６が形成されている。バンプ４６の下面には、ハンダ４７が形成されており、ハンダ４７によりランド３６とバンプ４６とが電気的に接続されている。さらに、バンプ４６は基材５１を貫通しており、駆動配線５３に電気的に接続されている。

駆動配線５３は、前述の通り、接点部５２においてバンプ４６と電気的に接続されているとともに、ドライバＩＣ６０に接続されている。そして、ドライバＩＣ６０により、駆動配線５３、バンプ４６、ランド３６を介して個別電極３５の電位が制御されている。

コモン配線５４は、基材５１の外縁に沿って形成されており、圧電アクチュエータ２１の表面に形成された表面電極と電気的に接続されているとともに、後述するように、接点部５５及び制御配線５６を介してドライバＩＣ６０に接続されており、ドライバＩＣ６０によりグランド電位に保持されている。これにより、コモン配線５４及び表面電極を介して共通電極３４は常にグランド電位に保持されている。

制御配線５６は、ドライバＩＣ６０と接点部５５に制御配線５６に対応して形成された図示しない端子に接続されている。そして、ドライバＩＣ６０は制御配線５６及び接点部５５の端子を介して外部の図示しない制御基板などに接続されている。そして、制御基板によりドライバＩＣ６０の動作が制御されている。また、制御配線５６には、ドライバＩＣ６０を駆動させる電源電圧を供給するための配線や、前述したようにドライバＩＣ６０とコモン配線５４とを接続するための配線も含まれている。

ここで、アクチュエータユニット２１の動作について述べる。アクチュエータユニット２１においては、４枚の圧電層４１〜４４のうち圧電層４１だけが個別電極３５から共通電極３４に向かう方向に分極されている。ドライバＩＣ６０により、個別電極３５に所定の電位が付与されると、圧電層４１のうちこの電位が付与された個別電極３５とグランド電位に保持された共通電極４３とに挟まれた領域（活性領域）に電位差が生じる。これにより、圧電層４１のこの部分には厚み方向の電界が発生し、圧電横効果により圧電層４１のこの部分は分極方向と直角方向に縮む。その他の圧電層４２〜４４は、電界が印加されないのでこのように縮むことはない。したがって、圧電層４１〜４４において活性領域と対向する部分には、全体として、圧力室１０側に凸となるユニモルフ変形が生じる。すると、圧力室１０の容積が減少してインクの圧力が上昇し、図４に示したノズル８からインクが吐出される。その後、個別電極３５がグランド電位に戻ると、圧電層４１〜４４は元の形状に戻って圧力室１０も元の容積に戻る。そのため、副マニホールド流路５ａから個別インク流路へとインクが吸い込まれる。

他の駆動方法としては、予め個別電極３５に所定の電位を付与しておき、吐出要求があるごとに一旦個別電極３５をグランド電位にした後、所定のタイミングで再び個別電極３５に所定の電位を付与する方法もある。この場合、個別電極３５がグランド電位となるタイミングで圧電層４１〜４４が元の状態に戻り、圧力室１０の容積は初期状態（予め電圧が印加された状態）と比較して増加し、副マニホールド流路５ａから圧力室１０へとインクが吸い込まれる。その後、再び個別電極３５に所定の電位が付与されたタイミングで圧電層４１〜４４において活性領域と対向する部分が圧力室１０側に凸となるように変形し、圧力室１０の容積変化によりインクの圧力が上昇し、ノズル８からインク滴が吐出される。

次に、インクジェットヘッド２の製造方法、特に、ＣＯＦ５０の製造方法、及び、ＣＯＦ５０の圧電アクチュエータ２１への取り付け方法について図７を用いて説明する。図７は、ＣＯＦ５０の製造方法、及び、ＣＯＦ５０の圧電アクチュエータ２１への取り付け方法を示す工程図である。

インクジェットヘッド２の製造工程において、ＣＯＦ５０を製造するには、まず図７（ａ）に示すように、短手方向（図７（ａ）の上下方向）の両端部付近に長手方向（図７（ａ）の左右方向）に沿って所定の間隔毎に複数の搬送用のスプロケット穴７０ａが形成されたＴＡＢテープ７０の一方の表面に、駆動配線５３、コモン配線５４、接点部５５を構成する図示しない端子及び制御配線５６を、他方の表面に接点部５２を構成するバンプ４６及びハンダ４７（図５参照）を、それぞれスプロケット穴７０ａを位置の基準として、このスプロケット穴７０ａと所定の位置関係になるように形成した（配線形成工程）後、ＴＡＢテープ７０の一方の表面にドライバＩＣ６０を実装する（ドライバＩＣ実装工程）。ここで、コモン配線５４は、ＴＡＢテープ７０の短手方向両端部においてＴＡＢテープ７０の短手方向にスプロケット穴７０ａに重なる部分まで突出するように形成されており、この部分が突出部５４ａとなっている。また、ドライバＩＣ６０も、スプロケット穴７０ａを位置の基準として、駆動配線５３及び制御配線５６に接続されて実装されるので、これらの配線と同様、スプロケット穴７０ａと所定の位置関係となる。

次に、図７（ｂ）に示すように、ＴＡＢテープ７０からコモン配線５４の外縁に沿って接点部５２、５５、駆動配線５３、コモン配線５４、制御配線５６及びドライバＩＣ６０が形成された部分を切り出すことによりＣＯＦ５０を作製する（切り出し工程）。このとき、コモン配線５４はスプロケット穴７０ａに重なる突出部５４ａを含んでいるため、この段階のＣＯＦ５０にはスプロケット穴７０ａ（突出部５４ａ）が含まれる。なお、ＴＡＢテープ７０の切り出された部分がＣＯＦ５０の基材５１となる。

次に、ＣＯＦ５０のスプロケット穴７０ａを治具に設けられたピンに固定するとともに、予め流路ユニット４と圧電アクチュエータ２１とを貼り合わせて作製しておいたヘッド本体１３を治具にセットすることにより、スプロケット穴７０ａの位置に基づいてＣＯＦ５０をヘッド本体１３（圧電アクチュエータ２１）に対して位置合わせした後、加熱しながらＣＯＦ５０を圧電アクチュエータ２１に向かって押圧し、ハンダ４７によりランド３６とバンプ４６とを接合することによって、図７（ｃ）に示すように、ＣＯＦ５０を圧電アクチュエータ２１に取り付ける（取り付け工程）。このとき、スプロケット穴７０ａは、接点部５２と所定の位置関係にあるので、ＣＯＦ５０を圧電アクチュエータ２１に対する位置決めを正確に行うことができる。また、スプロケット穴７０ａはＴＡＢテープ７０に形成されていたものであるので、別途位置決め用の穴を形成する工程が必要なく製造工程が簡略化される。なお、本実施の形態では、４つの圧電アクチュエータ２１が流路ユニット４上に配置されている。図７（ｃ）では、１つの圧電アクチュエータ２１に１つのＣＯＦ５０が接続された状態を示しているが、全ての圧電アクチュエータ２１に対して、上述の手順の取り付けが同時的になされる。

次に、図７（ｄ）に示すように、圧電アクチュエータ２１に取り付けたＣＯＦ５０から、突出部５４ａを切り取る（切り取り工程）。これにより、ＣＯＦ５０を小型化することができる。また、組み立ての途中で、ＣＯＦ５０に不必要な外力が加わって、この力が、突出部５４ａからＣＯＦ５０と圧電アクチュエータ２１の接合部に及ぶことがない。その分、ＣＯＦ５０と圧電アクチュエータ２１との電気的接続の信頼性が向上する。さらに、この後、ＣＯＦ５０の接点部５５と図示しない制御基板などとを接続し、インクジェットヘッド２の製造が完了する。

以上に説明した実施の形態によると、接点部５２、５５、駆動配線５３、コモン配線５４、制御配線５６及びドライバＩＣ６０と所定の位置関係にあるスプロケット穴７０ａを治具のピンに固定するとともに、ヘッド本体１３を治具にセットすることによって、ＣＯＦ５０の圧電アクチュエータ２１に対する位置決めを行っているので、ＣＯＦ５０を圧電アクチュエータ２１に対して正確に取り付けることができる。また、ＴＡＢテープ７０からスプロケット穴７０ａを含むようにＣＯＦ５０を切り出し、スプロケット穴７０ａを位置決め用の穴として用いているので、別途位置決め用の穴などを設ける工程が必要なく、製造工程が簡略化される。

また、ＣＯＦ５０を圧電アクチュエータ２１に取り付けた後、スプロケット穴７０ａを含む突出部５４ａを切り取ることによりＣＯＦ５０を小型化することができる。

次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施の形態と同様の構成を有するものに関しては、同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。

一変形例では、図８（ａ）に示すように、ＴＡＢテープ７０の短手方向（図８（ａ）の上下方向）の両端部付近において、ＴＡＢテープ７０の長手方向（図８（ａ）の左右方向）に関して同じ位置にある２つのスプロケット穴７０ａと、ドライバＩＣ６０とがＴＡＢテープ７０の短手方向に平行な一直線上に並ぶように、ドライバＩＣ実装工程においてドライバＩＣ６０を実装し、図８（ｂ）に示すように、切り出し工程において、これら２つのスプロケット穴７０ａを含むように、ＴＡＢテープ７０からＣＯＦ８０を切り出している（変形例１）。この場合にも、実施の形態と同様、これら２つのスプロケット穴７０ａを治具に設けられたピンに固定することにより圧電アクチュエータ２１（図２参照）に対する位置決めを行うが、２つのスプロケット穴７０ａとドライバＩＣ６０とが一直線上に並んでいるため、ＣＯＦ８０のスプロケット穴７０ａ周辺部分の剛性が大きくなり、スプロケット穴７０ａを治具のピンに固定する際などにＣＯＦ８０が破損してしまうのを防止することができる。さらに、スプロケット穴７０ａで位置決めをすると、ドライバＩＣ６０の実装により剛性が向上した部分で位置決め作業を行うことになるので、所定の位置への微妙な位置合わせを精度よく容易にできる。なお、この場合には、配線形成工程において、ドライバＩＣ６０が２つのスプロケット穴７０ａと一直線上に並ぶ位置に実装されるように駆動配線５３及び制御配線５６が形成されるとともに、コモン配線８４は、ＴＡＢテープ７０の短手方向の両端からこれら２つのスプロケット穴７０ａに重なる位置まで延びるように形成され、この部分が突出部８４ａとなっている。

別の一変形例では、図９（ａ）に示すように、配線形成工程においてコモン配線９４をスプロケット穴７０に重なる部分には形成せず、切り出し工程において、スプロケット穴７０ａを含むように（例えば、コモン配線９４の外縁及び図９（ａ）中の一点鎖線に沿って、）ＴＡＢテープ７０からＣＯＦ９０を切り出している（変形例２）。この場合、ＣＯＦ９０にはスプロケット穴７０ａが形成された突出部９５が含まれており、スプロケット穴７０ａを圧電アクチュエータ２１（図２参照）に対する位置決め用の穴として用いることができる。

本実施の形態や変形例では、ＣＯＦ５０、８０、９０を圧電アクチュエータ２１に取り付けた後、スプロケット穴７０ａを含む突出部５４ａ、８４ａ、９５を切り取ったが、突出部５４ａ、８４ａ、９５を切り取らず、残しておいてもよい。例えば、近くに熱を外部に放散する放熱部材があれば、この放熱部材に突出部５４ａ、８４ａ、９５を固定することで、ドライバＩＣ６０からの熱を放熱部材に伝えることができ、ドライバＩＣ６０に対する放熱効果の向上に寄与する。この放熱部材は金属製であることが多く、このときには、コモン配線５４、８４の一部が形成されている突出部５４ａ、８４ａを固定することで、放熱部材に外部からの電磁的ノイズを遮蔽する効果が期待でき、回路部品の誤動作を起こすノイズに対するシールド効果が向上する。

図１０は、インクジェットヘッド４を用いて、上述のような構成に組み立てたヘッドユニットの例を示している。図１０（ａ）は、ヘッドユニットを短手方向に切断した断面図であり、図１０（ｂ）は、配線部材を放熱部材に固定する様子を示した斜視図である。

配線部材は、変形例１で説明したＣＯＦ８０が用いられている。ヘッドユニットは、インクジェットヘッド４にインクを一時的に貯留するリザーバユニット１００、圧電アクチュエータ２１に制御信号を送る回路基板１０２、略矩形状の箱型に整形されたユニットカバー１０４とから構成されている。

リザーバユニット１００は、流路ユニット４の表面に配置された圧電アクチュエータ２１を避けるように固定されている。また、リザーバユニット１００は、図１０（ａ）に示すように、４枚のプレートから構成されて、流路ユニット４の表面側からアンダープレート９４、リザーバプレート９３、フィルタプレート９２及びフィルタカバープレート９１の順に積層されている。フィルタプレート９２には、インクを濾過するフィルタ部が内部に形成されている。リザーバプレート９３には、インクを貯留するリザーバ９３ａが形成され、フィルタ部に連通している。アンダープレート９４には、リザーバプレート９３の開口を封止するとともに、リザーバ９３ａとインク流入口５ｂとを連通する連通孔９４ａが形成されている。流路ユニット４の表面には、この連通孔９４ａの下側開口周辺だけで接続されている。そのため、アンダープレート９４の下面は、連通孔９４ａの開口部周辺を除いて流路ユニット４の表面との間に隙間が形成されている。なお、フィルタカバープレート９１には、インク供給口が形成されており、外部から供給されたインクは、このインク供給口、フィルタ部、リザーバ９３ａ及び連通孔９４ａの順に流れて、インク流入口５ｂから流路ユニット４の内部に流入する。

この例では、圧電アクチュエータ２１は、このリザーバユニット１００と流路ユニット４とが作る隙間内に配置されている。ＣＯＦ８０が、この隙間から引き出され、リザーバユニット１００の側壁に沿って上方に延在している。ＣＯＦ８０の引き出し方向の端部は、リザーバユニット１００上部に積層された回路基板１０２とコネクタ１０２ａを介して接続されている。さらに、ユニットカバー１０４が流路ユニット４の表面に配設されて、ＣＯＦ８０、回路基板１０２及びリザーバユニット１００が内部に収納されている。これにより、外部からインクやインクミストが浸入して電気的な動作不良や、外力による損傷が防がれている。

ユニットカバー１０４は、図１０（ａ）に示すように、蓋部１０４ａと側壁部１０４ｂとから構成されている。また、この側壁部１０４ｂとリザーバユニット１００の側面との間には、僅かな隙間ができており、ＣＯＦ８０はこの隙間を介して引き出されている。ＣＯＦ８０に実装されたドライバＩＣ６０は、ユニットカバー１０４の側壁部１０４ｂに当接されている。ＣＯＦ８０のドライバＩＣ６０と反対側には、弾性部材としてのスポンジ１０１が配設されており、ドライバＩＣ６０は、ちょうどユニットカバー１０４とリザーバユニット１００とで挟持された状態で固定されている。ここで、側壁部１０４ｂは、金属板で構成されており、放熱板として機能している。また、蓋部１０４ａと側壁部１０４ｂとの接合部及び側壁部１０４ｂと流路ユニット４との当接部には、それぞれ封止部材２００が塗布されており、これにより、外部からインクやインクミストがさらに浸入しにくくなっている。

この例では、上述のように、突出部８４ａを有したＣＯＦ８０が用いられている。ＣＯＦ８０は図１０（ｂ）に示すように、ユニットカバー１０４の側壁部１０４ｂに固定される。ＣＯＦ８０は、上述のように、ドライバＩＣ６０が側壁部１０４ｂとリザーバユニット１００の側面とで挟持され、さらに、スプロケット穴７０ａを使って突出部８４ａが側壁部１０４ｂに固定されている。ここでは、突出部８４ａに形成された配線部分が、金属製の側壁部１０４ｂに当接するようにネジ止めされている。これにより、ドライバＩＣ６０の当接状態が良好に維持され、ドライバＩＣ６０の発熱も効果的に放熱板（側壁部１０４ｂ）に伝えられる。さらに、コモン配線８４が、側壁部１０４ｂに電気的に接続されるとともに、この側壁部１０４によって回路部品が包囲されるので、回路部品の誤動作を起こす電磁的ノイズに対するシールド効果が向上する。

なお、圧電アクチュエータ２１とＣＯＦ８０とを接続する際には、実施の形態と同様、駆動配線が圧電アクチュエータ２１と反対側になるようにＣＯＦ８０を配置してもよく、駆動配線が圧電アクチュエータ２１と対向するようにＣＯＦ８０配置してもよい。駆動配線が圧電アクチュエータ２１と反対側になるようにＣＯＦ８０を配置した場合には、ドライバＩＣ６０が駆動配線とは反対側の表面に実装され、ドライバＩＣ６０の端子が基材を貫通することによって駆動配線に接続される。一方、駆動配線が圧電アクチュエータ２１と対向するようにＣＯＦ８０が配置されている場合には、ドライバＩＣ６０が駆動配線と同じ表面に実装されており、この表面上で両者が接続される。

また、流路ユニット４のＣＯＦ８０の引き出し方向前方の端縁部には、溝４ａが１つずつ形成されている。この溝４ａは、流路ユニット４の短手方向で、圧電アクチュエータ２１に関してインク流入口５ｂと反対側に、それぞれ配置されている。一方、ユニットカバー１０４の側壁部１０４ｂには、この溝４ａに対応して突起１０４ｃが形成されている。ユニットカバー１０４を流路ユニット４の表面に配設するときには、突起１０４ｃと溝４ａとが嵌合される。これにより、側壁部１０４ｂからドライバＩＣ６０に適切な当接力が働き、両者間の熱的な結合状態が向上する。また、不必要な外力がドライバＩＣ６０に直接及ぶことがないので、外力によるドライバＩＣ６０の損傷を抑制することができる。

以上のように、ＣＯＦ８０のヘッドユニットへの応用に際して、側壁部１０４ｂと突出部８４ａとをネジによって固定したが、導電性の接着剤を用いて固定してもよい。このとき、側壁部１０４ｂには、スプロケット穴７０ａに対応する位置に凸状に突出した突起を形成（エンボス加工）しておき、ＣＯＦ８０を、側壁部１０４ｂの適切な位置に容易に位置合わせして固定することができる。

本発明における実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。図１のヘッド本体の平面図である。図２の部分拡大図である。図３のIV−IV線断面図である。図４の圧電アクチュエータ周辺の拡大図である。図５のＣＯＦの平面図である。インクジェットヘッドの製造工程を表す工程図である。変形例１の図７（ａ）、（ｂ）相当の図である。変形例２の図７（ａ）、（ｂ）相当の図である。図２のインクジェットヘッドを用いたヘッドユニットの短手方向の断面図である。図１０（ａ）のＣＯＦと側壁部との接続状態を示す斜視図である。

４流路ユニット
８ノズル
１３インクジェットヘッド
３４共通電極
３５個別電極
４１〜４４圧電層
５０ＣＯＦ
５１基材
５３駆動配線
５４コモン配線
６０ドライバＩＣ
７０ＴＡＢテープ
７０ａスプロケット穴
８０ＣＯＦ
９０ＣＯＦ

Claims

インク吐出口に連通する圧力室を有する流路ユニットと、圧電層、圧電層の一表面に前記圧力室に対応して形成された個別電極、及び、前記圧電層を挟んで前記個別電極と対向するように形成された共通電極を有し、前記圧力室内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータと、基材、前記基材の表面に形成され、前記個別電極及び前記共通電極に接続された配線、及び、前記基材の表面に実装され、前記配線を介して前記個別電極に駆動電圧を付与するとともに前記共通電極を所定の基準電圧に保持するドライバＩＣを有する配線部材とを備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
短手方向の両端部付近に長手方向に沿って所定の間隔で複数の搬送用のスプロケット穴が形成されたＴＡＢテープの表面に、前記スプロケット穴と所定の位置関係になるように前記配線を形成する配線形成工程と、
前記ＴＡＢテープの表面に、前記配線と所定の位置関係にある前記スプロケット穴と所定の位置関係になるように前記ドライバＩＣを実装するドライバＩＣ実装工程と、
前記ＴＡＢテープから、前記スプロケット穴を含むように前記配線及び前記ドライバＩＣが配置された部分を切り出し、前記配線部材を形成する切り出し工程と、
前記配線部材の前記スプロケット穴の位置に基づいて前記配線部材の前記圧電アクチュエータに対する位置決めを行い、前記配線部材を前記圧電アクチュエータに取り付ける取り付け工程とを備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
前記取り付け工程の後に、前記配線部材の前記スプロケット穴が形成された部分を切り取る切り取り工程をさらに備え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ヘッドの製造方法。
前記ドライバＩＣ実装工程において、前記ドライバＩＣと、前記ＴＡＢテープの長手方向に関して同じ位置にある２つの前記スプロケット穴とが、前記ＴＡＢテープの短手方向に関して、一直線上に並ぶように前記ドライバＩＣを実装し、
前記切り出し工程において、前記２つのスプロケット穴を含むように、前記ＴＡＢテープから前記配線及び前記ドライバＩＣが配置された部分を切り出すことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。