JP2000108345A - インクジェット式記録ヘッド、及び前記記録ヘッドに適した圧電振動子ユニット - Google Patents

インクジェット式記録ヘッド、及び前記記録ヘッドに適した圧電振動子ユニット

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電振動子とフレキシブルケーブルの位置決
めを容易化ならしめつつ、圧電振動子の電極形成部への
半田の流れ出しを防止すること。 【解決手段】 フレキシブルケーブル13の導電パター
ン32の接続部34に、少なくとも一部が開放された凹
部35を形成したので、フレキシブルケーブルの半田層
36から溢れ出した半田は、凹部36に毛細管力で吸収
されて流れ出しが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術の分野】本発明は、縦振動モードの
圧電振動子の伸縮によりノズル開口からインク滴を吐出
させて画像や文字を記録用紙に記録するインクジェット
式記録ヘッド、より詳細には複数の圧電振動子を固定基
板の一定のピッチで固定して構成された振動子ユニット
と、これに駆動信号を供給するフレキシブルケーブルと
の接続構造に関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェット式記録ヘッドの中でも、
高速駆動が可能である縦振動モードの圧電振動子を使用
した記録ヘッドは、ノズル開口、及びリザーバに連通す
る圧力発生室の一部を弾性板によりインク吐出部を形成
し、軸長方向に伸縮する圧電振動子を、その一端を一定
ピッチで固定基板に固定した振動子ユニットにより駆動
するように構成されている。
【0003】このような振動子ユニットは、圧電振動子
の後端を、フレキシブルケーブルの接続パターンと半田
付けにより接続されて、外部からの駆動信号の供給を受
けるように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そして、圧電振動子
は、長さがせいぜい数ミリ、幅W1が0.05mm程度
と極めて小さく、フレキシブルケーブルのパターンとの
位置決めが困難なため、図8に示したようにフレキシブ
ルケーブル50のパターン51の幅W2を圧電振動子5
2の幅よりも大きくして両者を確実に半田付けできるよ
うに構成されている。
【0005】このため、接合領域で余剰となった半田5
3が圧電振動子52の電極形成部54まで流れ出し、電
極間を短絡させるという問題がある。本発明はこのよう
な問題に鑑みてなされたものであって、その目的とする
ところは圧電振動子とフレキシブルケーブルの位置決め
を容易化ならしめつつ、圧電振動子の電極形成部への半
田の流れ出し確実を防止することができるインクジェッ
ト式記録ヘッドを提供することである。
【0006】また本発明の他の目的は、上記記録ヘッド
に適した圧電振動子ユニットを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明の記録ヘッドは、ノズル開口とインク供
給口を介してリザーバに連通し、駆動用の圧電振動子に
より加圧される圧力発生室を複数備え、前記圧電振動子
にフレキシブケーブルの導電パターンを半田付けして駆
動信号を供給するインクジェット式記録ヘッドにおい
て、前記圧電振動子が固定基板に固定され、また前記フ
レキシブルケーブルが、ベース材に導電層形成材を積層
して導電パターンを形成して前記導電パターンの先端に
前記導電層形成材を露出させて前記圧力発生室の配列ピ
ッチに一致した接続部を形成し、さらに前記接続部に少
なくとも一部が側方に開放された凹部を形成して構成さ
れている。
【0008】
【作用】フレキシブルケーブルから溢れ出した半田は、
フレキシブルケーブルの導電パターンに形成された凹部
に表面張力で吸収され、圧電振動子の電極形成部への流
れ出しが防止される。
【0009】
【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図1、図2は本発明の
インクジェット式記録ヘッドの一実施例を示すものであ
って、流路ユニット1は、ノズル開口2を一定ピッチで
穿設したノズルプレート3と、ノズル開口2に連通する
圧力発生室4、これにインク供給口5を介してインクを
供給するリザーバ6を備えた流路形成基板7と、振動子
ユニット8の各圧電振動子9の先端に当接されて圧力発
生室4の容積を膨張、縮小させる弾性板10とを一体に
積層して構成されている。
【0010】流路ユニット1は、高分子材料の射出成形
等により構成されたホルダー11の開口面12に、また
振動子ユニット8は外部からの駆動信号を伝達するフレ
キシブルケーブル13を後述する異方性導電膜40を介
装して接続された上で収容室14に収容され、それぞれ
のホルダー11との当接面を接着剤により固定され、ノ
ズルプレート側に静電シールド材を兼ねる枠体15を挿
入して記録ヘッドに纏められている。
【0011】図3は、同上振動子ユニット8の一実施例
を示すものであって、一方の極となる電極と、他方の極
となる電極とを圧電材料を介してサンドイッチ状に積層
して構成された圧電材料板を、一端が自由端となるよう
に他端を固定基板20に固定した上で、両端に若干幅広
となるダミーの振動子21、22を残すように等間隔に
ワイヤソウ等により一定の間隔で、固定領域となる後端
に連続部を形成するように機械的に櫛歯状に切分け圧電
振動子9、9、9を形成して構成されている。
【0012】圧電振動子9の自由端側に各圧電振動子9
の一方の内部電極と接続する外部電極としてのセグメン
ト電極24が、また固定基板側には各圧電振動子9の他
方の内部電極と接続するとともに、フレキシブルケーブ
ル13と接続する外部電極としての共通電極25が形成
されている。共通電極25は、連続領域を介してダミー
の圧電振動子21、22に形成された導電層27、28
に接続されている。
【0013】振動子ユニット8に駆動信号を供給するフ
レキシブルケーブル13は、図4(イ)、(ロ)に示し
たようにポリイミド等の耐熱性電気絶縁フィルムからな
るベース材30と、これの表面に銅箔等を張り付け形成
された導電層31とを有し、導電層31を、圧電振動子
9、9、9‥‥に信号を供給するのに適した導電パター
ン32、32、32、‥‥にエッチングして構成されて
いる。
【0014】またこの導電層31は、他端側においてホ
スト等の印刷信号出力手段に接続する導電パターン3
3、33、33、‥‥が同様の手法で形成されている。
【0015】導電パターン32、32、32、‥‥の先
端側には、圧電振動子9、9、9‥‥のセグメント電極
24、24、‥‥に一致するピッチで接続部34、3
4、34‥‥が形成され、図5に示したように接続部3
4、34、34‥‥の導電性を維持する程度に、導電パ
ターン32の延長方向に直交する両端が開放された凹部
35、35、35、‥‥が一定のピッチで形成され、好
ましくは凹部35、35、35‥‥以外の領域に半田層
36が形成されている。このような凹部35、35、3
5‥‥は、接続部34、34、34‥‥の導電層形成材
料をハーフエッチングすることにより形成することがで
きる。
【0016】これらの導電パターン32の全体、及び導
電パターン33の接続部37以外の領域は、必要に応じ
て電気絶縁性を備えた柔軟なソルダレジストカバーコー
ト38で被覆されている。
【0017】なお、図中符号39は、外部から供給され
た印刷信号に基づいて圧電振動子9、9、9、‥‥を選
択して駆動するための信号を発生する半導体集積回路を
示す。また、図中符号40は、ダミーの圧電振動子2
1、22の導電層27、28に接続される接続部で、導
電層41により外部の駆動回路のアースに接続されてい
る。
【0018】つぎに、フレキシブルケーブル13と圧電
振動子ユニットとの接続について説明する。図6(イ)
に示したようにセグメント電極24、24、24‥‥を
上面とするようにして治具に固定された振動子ユニット
8のセグメント電極24、24、24‥‥にフレキシブ
ルケーブル13の接続部34、34、34‥‥を位置決
めする。
【0019】ついで、図6(ロ)に示したように、フレ
キシブルケーブル13の表面からヒータツール40によ
り加温しながら一定の圧力を加えると、半田層36が溶
融してフレキシブルケーブル13の接続部34がセグメ
ント電極24に接合される。この接合過程で余剰となっ
た半田層36の半田は、導電パターン32の接続部34
の凹部35、35、35、‥‥とセグメント電極24と
で形成された間隙に側部の開口から毛細管力で吸収され
て、圧電振動子9の電極に流れ込むのが防止される。
【0020】このようにしてフレキシブルケーブル13
に接続された圧電振動子ユニット8の各圧電振動子9に
駆動信号を印加すると、圧電振動子9が収縮、伸長し
て、弾性板10を変位させる。これにより、圧力発生室
4の容積が膨張、縮小してインク供給口5を介してリザ
ーバ6のインクが圧力発生室4に流れ込み、また圧力発
生室4のインクが加圧されてノズル開口2からインク滴
が吐出する。
【0021】なお、上述の実施例においては、接続部3
4、34、34、‥‥にその延長方向に直交するように
凹部35を形成しているが、図7(イ)に示したように
斜めとなる凹部35’を設けたり、また図7(ロ)に示
したように一側側だけが開口する凹部35”を形成して
も同様の作用を奏する。
【0022】また、上述の実施例においては、接続部3
4の導電性を確実にならしめるために半田収容部を凹部
として形成したが、吸収された半田により導電性を確保
できる程度の幅の溝として分離して形成しても同様の作
用を奏する。
【0023】
【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、圧電振動子が固定基板に固定されて構成され、また
フレキシブルケーブルが、ベース材に導電層形成材を積
層して導電パターンを形成するとともに、導電パターン
の先端に導電層形成材を露出させて圧電振動子の配列ピ
ッチに一致した接続部を形成し、接続部に少なくとも一
部が開放された凹部を形成したので、フレキシブルケー
ブルから溢れ出した半田は、フレキシブルケーブルの導
電パターンに形成された凹部に表面張力で吸収され、圧
電振動子の電極形成部への流れ出しが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を示す組み立て斜視図である。
【図2】同上記録ヘッドの断面構造を示す図である。
【図3】同上記録ヘッドに使用するユニットの一実施例
を示す斜視図である。
【図4】図(イ)、(ロ)は、それぞれ同上記録ヘッド
のフレキシブルケーブルの一実施例を示す平面図と、A
−A線における断面図である。
【図5】図(イ)、(ロ)は、それぞれ同上フレキシブ
ルケーブルの接続領域を拡大して示す上面図と断面図で
ある。
【図6】図(イ)、(ロ)は、それぞれ同上フレキシブ
ケーブルと圧電振動子ユニットとの接合工程を示す図で
ある。
【図7】図(イ)、(ロ)は、それぞれ同上フレキシブ
ルケーブルの他の実施例を、接続領域を拡大して示す上
面図である。
【図8】図(イ)、(ロ)は、それぞれ従来のインクジ
ェット式記録ヘッドにおけるフレキシブルケーブルと圧
電振動子ユニットとの接合領域を拡大して示す図であ
る。
【符号の説明】
1 流路ユニット 8 振動子ユニット 9 圧電振動子 13 フレキシブルケーブル 24 セグメント電極 25 共通電極 30 ベース材 31 導電層 32 導電パターン 34 接続部 35 凹部 36 半田層

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズル開口とインク供給口を介してリザ
    ーバに連通し、駆動用の圧電振動子により加圧される圧
    力発生室を複数備え、前記圧電振動子にフレキシブケー
    ブルの導電パターンを半田付けして駆動信号を供給する
    インクジェット式記録ヘッドにおいて、 前記圧電振動子が固定基板に固定され、また前記フレキ
    シブルケーブルが、ベース材に導電層形成材を積層して
    導電パターンを形成して前記導電パターンの先端に前記
    導電層形成材を露出させて前記圧力発生室の配列ピッチ
    に一致した接続部を形成し、さらに前記接続部に少なく
    とも一部が側方に開放された凹部を形成したインクジェ
    ット式記録ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記凹部が、一定のピッチで複数前記接
    続部に形成されている請求項1に記載のインクジェット
    式記録ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記凹部が、前記導電パターンの延長方
    向に対して直交するように形成されている請求項1に記
    載のインクジェット式記録ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記凹部が、前記導電パターンの延長方
    向に対して斜めに形成されている請求項1に記載のイン
    クジェット式記録ヘッド。
  5. 【請求項5】 前記凹部が、前記導電パターンの幅方向
    の一側部が開放されている請求項1に記載のインクジェ
    ット式記録ヘッド。
  6. 【請求項6】 前記凹部が、前記導電層形成材をハーフ
    エッチングして構成されている請求項1に記載のインク
    ジェット式記録ヘッド。
  7. 【請求項7】 前記凹部が、前記導電パターンを、その
    延長方向に直交するように分離する溝として形成されて
    いる請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  8. 【請求項8】 前記接続部と前記圧電振動子を接続する
    半田が、前記溝に充填されている請求項7に記載のイン
    クジェット式記録ヘッド。
  9. 【請求項9】 前記圧電振動子とフレキシブルケーブル
    の接続部が、前記圧電振動子の前記固定基板と対向する
    表面である請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッ
    ド。
  10. 【請求項10】 前記圧電振動子が一定のピッチで複数
    個、その非振動領域を前記固定基板に固定されている請
    求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  11. 【請求項11】 前記圧電振動子が圧電材料板を一定の
    間隔で機械的に切分けて櫛歯状に形成されている請求項
    1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  12. 【請求項12】 前記圧電振動子の接続領域に、前記圧
    電振動子の内部電極と導電関係を有し、かつ前記圧電振
    動子の表面に露出した外部電極が形成されている請求項
    1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  13. 【請求項13】 前記フレキシブルケーブルは、前記圧
    電振動子の非振動領域で前記圧電振動子を相互接続して
    いる請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  14. 【請求項14】 前記圧電振動子が、圧電材料と導電材
    料とを複数積層することにより構成されている請求項1
    に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  15. 【請求項15】 圧電振動子が固定基板に固定されてフ
    レキシブルケーブルにより駆動信号を供給を受ける圧電
    振動子ユニットにおいて、前記フレキシブルケーブル
    が、ベース材に導電層形成材を積層して導電パターンを
    形成するとともに、前記導電パターンの先端に前記導電
    層形成材を露出させて接続部を形成し、さらに前記接続
    部に少なくとも一部が側方に開放された凹部が形成され
    ている圧電振動子ユニット。
  16. 【請求項16】 前記凹部が、一定のピッチで複数前記
    接続部に形成されている請求項15に記載の圧電振動子
    ユニット。
  17. 【請求項17】 前記凹部が、前記導電パターンの延長
    方向に対して直交するように形成されている請求項15
    に記載の圧電振動子ユニット。
  18. 【請求項18】 前記凹部が、前記導電パターンの延長
    方向に対して斜めに形成されている請求項15に記載の
    圧電振動子ユニット。
  19. 【請求項19】 前記凹部が、前記導電パターンの幅方
    向の一側部が開放されている請求項15に記載の圧電振
    動子ユニット。
  20. 【請求項20】 前記凹部が、前記導電層形成材をハー
    フエッチングして構成されている請求項15に記載の圧
    電振動子ユニット。
  21. 【請求項21】 前記凹部が、前記導電パターンを、そ
    の延長方向に直交するように分離する溝として形成され
    ている請求項15に記載の圧電振動子ユニット。
  22. 【請求項22】 前記接続部と前記圧電振動子とを接続
    する半田が、前記溝に充填されている請求項21に記載
    の圧電振動子ユニット。
  23. 【請求項23】 前記圧電振動子とフレキシブルケーブ
    ルの接続部が、前記圧電振動子の前記固定基板と対向す
    る表面である請求項15に記載の圧電振動子ユニット。
  24. 【請求項24】 前記圧電振動子が一定のピッチで複数
    個、その非振動領域を前記固定基板に固定されている請
    求項15に記載の圧電振動子ユニット。
  25. 【請求項25】 前記圧電振動子が圧電材料板を一定の
    間隔で機械的に切分けて櫛歯状に形成されている請求項
    15に記載の圧電振動子ユニット。
  26. 【請求項26】 前記圧電振動子の接続領域に、前記圧
    電振動子の内部電極と導電関係を有し、かつ前記圧電振
    動子の表面に露出した外部電極が形成されている請求項
    15に記載の圧電振動子ユニット。
  27. 【請求項27】 前記フレキシブルケーブルは、前記圧
    電振動子の非振動領域で前記圧電振動子を相互接続して
    いる請求項15に記載の圧電振動子ユニット。
  28. 【請求項28】 前記圧電振動子が、圧電材料と導電材
    料とを複数積層することにより構成されている請求項1
    5に記載の圧電振動子ユニット。
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