JP2011183702A - 液滴吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】駆動回路部を備えたフレキシブル基板の端子部と駆動素子とを確実に導通させるとともに、絶縁性樹脂を介して低コストに接合可能な液滴吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】端子部５１２は、フレキシブル基板５００の延長方向Ｌに沿って延びる、導電パターン５１０の端部を成す複数の端子５５０が形成されている。この端子５５０は、導電パターン５１０と一体のものであればよく、少なくとも圧電素子と接続される端子５５０の部分においては、延長方向Ｌに対して直角な幅方向Ｍの断面形状が山型（例えば三角形）を成す山型領域５５１と、断面形状が矩形ないし台形を成す切欠領域５５２とが、延長方向Ｌに沿って交互に形成された突条からなる。
【選択図】図７

Description

本発明は、液滴吐出ヘッドに関し、詳しくは、駆動素子と駆動回路部とを接続するフ
レキシブル基板の端子部の構成に関する。

マイクロデバイスを製造する方法の１つとして液滴吐出法（インクジェット法）が知ら
れている。この液滴吐出法は、デバイスを形成するための材料を含む液状体を液滴状にし
て液滴吐出ヘッドより吐出するものである。例えば、特許文献１には、液滴吐出ヘッド（
インクジェット式記録ヘッド）に関する技術の一例が開示されている。この特許文献１に
開示されている液滴吐出ヘッドにおいては、駆動回路部（ＩＣドライバ）と駆動素子（圧
電素子）とがワイヤボンディングの手法によって接続されている。

ところで、液滴吐出法に基づいてマイクロデバイスを製造する際、マイクロデバイス
の更なる微細化の要求に応えるために、液滴吐出ヘッドに設けられたノズル開口部どうし
の間の距離（ノズルピッチ）はできるだけ小さい（狭い）ことが好ましい。上記圧電素子
はノズル開口部に対応して複数形成されるため、ノズルピッチを小さくすると、そのノズ
ルピッチに応じて圧電素子どうしの間の距離も小さくする必要がある。ところが、圧電素
子どうしの間の距離が小さくなると、それら複数の圧電素子のそれぞれとＩＣドライバと
をワイヤボンディングの手法によって接続することが困難となる。

このため、例えば特許文献２には、フレキシブル基板上に設けられた導電部を介して
、駆動回路部と駆動素子とを接続した技術の一例が開示されている。この特許文献１に開
示されている液滴吐出ヘッドによれば、駆動回路部と駆動素子とをフレキシブル基板によ
って接続することにより、液滴吐出ヘッドのノズルピッチを小さく（狭く）なっても、駆
動素子と駆動回路部とを作業性良く且つ良好に接続できるとされている。

このような、フレキシブル基板上に設けられた導電部（以下、端子部と称する）には
、フレキシブル基板の延長方向に沿って延びる導電性の突条である複数の端子が、フレキ
シブル基板の基材（フィルム）上に配列されている。そして、このそれぞれの端子が接続
対象となる駆動素子の接続バンプ（導電端子）に対して電気的に接続される。

従来、こうしたフレキシブル基板の端子部と、接続対象となる部品の導電端子との接
続においては、例えば特許文献３に示すように、フレキシブル基板の端子と接続部品の導
電端子との間に異方導電性ペースト（ＡＣＰ）を接合材として挟んで接合してなるものが
知られている。このＡＣＰは、樹脂に導電性粒子（例えば銀粒子）を分散させたものであ
り、端子の接合方向だけに導電性が得られ、端子の配列方向は絶縁を確保することができ
る。

しかしながら、この異方導電性ペースト（ＡＣＰ）は極めて高価であり、また、隣接
する端子間の形成ピッチを狭めると端子間の絶縁性が低下するため、端子を狭い間隔で高
密度に配列できないという課題があった。このため、例えば、フレキシブル基板の端子部
と接続部品の導電端子との間に比較的安価な絶縁性樹脂（ＮＣＰ：Non Conductive Polym
er）を挟んで接合するとともに、フレキシブル基板のそれぞれの端子を接続部品の導電端
子に確実に接触させることにより、フレキシブル基板と接続部品とを電気的に接続したも
のも知られている。

特開２０００−１２７３７９号公報 特開２００６−６８９８９号公報 特開２００６−８６１５３号公報

しかしながら、フレキシブル基板の端子部と接続部品の導電端子とを絶縁性樹脂（Ｎ
ＣＰ）を用いて接続する場合、フレキシブル基板の端子部を構成するそれぞれの端子と、
接続部品の導電端子との間にＮＣＰが残ってしまい、導通不良を引き起こす懸念がある。
また、フレキシブル基板の端子を接続部品の導電端子と密着させようとすると、それ
ぞれの端子がフレキシブル基板の延長方向に延びているために、この延長方向と直角なフ
レキシブル基板の幅方向にＮＣＰの流動が抑制されて、ＮＣＰが接合面に均一に広がらず
に局部的に偏在することになる。これにより、フレキシブル基板の端子部と接続部品の導
電端子との接合面に接合不良が生じる懸念もある。

本発明にかかるいくつかの態様は、上記事情に鑑みてなされたものであり、駆動回路
部を備えたフレキシブル基板の端子部と駆動素子とを確実に導通させるとともに、絶縁性
樹脂を介して低コストに接合可能な液滴吐出ヘッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は次のような液滴吐出ヘッドを
提供した。
すなわち、本発明の液滴吐出ヘッドは、液状体を保持するキャビティと、該キャビテ
ィ内の液状体を吐出させる駆動素子と、該駆動素子を駆動する駆動回路部と、該駆動回路
部が一端側に形成され、他端側で前記駆動素子と接続する端子部を有するフレキシブル基
板と、を備えた液滴吐出ヘッドであって、
前記端子部は、導電部材からなり延長方向に沿って延びる複数の端子を備え、それぞ
れの前記端子は、前記延長方向に対して直角な断面形状が山型を成す第一領域と、該断面
形状が矩形ないし台形を成す第二領域とが、前記延長方向に沿って交互に形成された突条
であり、前記端子部と前記駆動素子とは、絶縁性樹脂で接合されていることを特徴とする
。

このような液滴吐出ヘッドによれば、端子部を構成するそれぞれの端子は、第一領域
の先端部が、駆動素子に形成された接続バンプの表面から深さ方向に侵入してめり込むよ
うに接続される。これによって、端子は接続バンプに対して接触不良を引き起こすことな
く電気的に確実に接続される。
また、第二領域の頂部を接続バンプに対して面接触する位置まで押し込まれるように
接続させれば、端子と接続バンプとの接触面積が増加し、フレキシブル基板と駆動素子を
低抵抗で接続することができる。

前記端子の第一領域は、先端が鋭角に形成されていることが好ましい。これによって
、第一領域の先端部を駆動素子に形成された接続バンプの表面から深さ方向に確実にめり
込むように接続させることができる。
前記端子は、前記第一領域の先端部分が、前記駆動素子の接続バンプの表面から深さ
方向に侵入して接続されていることが好ましい。これによって、端子と接続バンプとを電
気的に確実に接続することができる。
前記端子の第一領域は、前記断面形状が前記フレキシブル基板の厚み方向を対称軸と
して非対称に形成されてもよい。これによって、絶縁性樹脂との接触を避ける必要のある
部品等が配置されているときに、この部品の配置方向に向けて絶縁性樹脂が流動すること
を抑制できる。

本発明の液滴吐出ヘッドを備えたインクジェットプリンタの一例を示す外観斜視図である。 本発明の液滴吐出ヘッドを備えたインクジェットプリンタの別な一例を示す外観斜視図である。 本発明の液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す外観斜視図である。 液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視図である。 液滴吐出ヘッドの断面図である。 フレキシブル基板を下面側から見た平面図である。 フレキシブル基板の端子部を示す要部拡大斜視図である。 フレキシブル基板の端子部を示す要部拡大断面図である。 端子部と駆動素子との接合部分の様子を示す要部拡大断面図である。 端子部と駆動素子との接合工程を示す要部拡大断面図である。 端子の第一領域の形成例を示す要部拡大断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る液滴吐出ヘッドの一実施形態について説明する
。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するもので
あり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる
図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示
している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

＜液滴吐出装置＞
まず最初に、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置（インクジェッ
トプリンター）の構成を説明する。
図１は、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の一例を示す外観斜
視図である。
この液滴吐出装置ＩＪは、例えば、後ほど詳述する液滴吐出ヘッド１、駆動軸４、ガ
イド軸５、コントローラー６、ステージ７、メンテナンス機構８、基台９等を備えて構成
されている。ステージ７は、記録媒体（記録用紙）Ｗを載置するもので、記録媒体Ｗを所
定の位置において固定する固定機構（図示せず）を備えたものである。

駆動軸４には駆動モーター２が接続されている。駆動モーター２は、例えばステッピ
ングモーターよりなり、コントローラー６からの駆動信号によって駆動するようになって
いる。駆動モーター２の駆動によって駆動軸４が回転することにより、駆動軸４に設置さ
れた液滴吐出ヘッド１が、図１中に示したＹ方向（Ｙ軸方向）に移動するようになってい
る。

ステージ７には、駆動モーター３が備えられている。駆動モーター３は、例えばステ
ッピングモーターであり、コントローラー６からの駆動信号によって駆動するようになっ
ている。駆動モーター３の駆動により、ステージ７が、図１中のＸ方向（Ｘ軸方向）に設
けられたガイド軸５に沿って移動するようになっている。

コントローラー６は、液滴吐出のための制御信号を、液滴吐出ヘッド１に供給するも
のである。また、液滴吐出ヘッド１のＹ方向への移動を制御する駆動信号を、駆動モータ
ー２に供給するとともに、ステージ７のＸ方向への移動を制御する駆動信号を、駆動モー
ター３に供給するようになっている。

メンテナンス機構８は、キャッピングユニット、ワイピングユニット、フラッシング
ユニット等のメンテナンスユニットを備え、液滴吐出ヘッド１のメンテナンスを行うもの
である。このメンテナンス機構８は、図示しない駆動モーターを備えたもので、該駆動モ
ーターの駆動により、前記ガイド軸５に沿ってＸ方向に移動するようになっている。メン
テナンス機構８の移動やメンテナンス動作は、外部コントローラー６によって制御される
ようになっている。

このような構成のもとに液滴吐出装置ＩＪは、液滴吐出ヘッド１と記録媒体Ｗを支持
するステージ７とを相対的に走査しつつ、記録媒体Ｗの一面に対して液滴を吐出し、描画
（プリント）を行うようになっている。すなわち、液滴吐出ヘッド１から液状体を液滴と
して吐出し、これを記録媒体Ｗ上に配し塗布することで、所望のパターンを描画するよう
に構成されている。

図２は、液滴吐出装置の他の構成例を示す概略図である。液滴吐出ヘッド１を有する
ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂを搭載したキャリッジ１Ｃが、駆動軸４に軸方向に自在に
移動可能に設けられている。

駆動モーター２の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルトを介してキ
ャリッジ１Ｃに伝達されることで、駆動軸４に設置されたキャリッジ１Ｃが主走査方向に
移動する。一方、駆動軸４に沿ってプラテン３Ａが設けられており、図示しない給紙ロー
ラーなどにより給紙された紙等の記録媒体Ｗがプラテン３Ａ上を副走査方向に搬送される
ようになっている。

キャリッジ１Ｃを主走査方向に移動させながら記録媒体Ｗに液状体を吐出し、記録媒
体Ｗを副走査方向に搬送することにより、所望のパターンを描画する。

＜液滴吐出ヘッド＞
上述したような液滴吐出装置に搭載される、本発明の液滴吐出ヘッドの一実施形態に
ついて図３〜図６を参照しつつ説明する。図３は液滴吐出ヘッドの一実施形態を示す外観
斜視図、図４は液滴吐出ヘッドを下側から見た斜視図の一部破断図、図５は図１のＡ−Ａ
線断面矢視図、図６はフレキシブル基板を下面側から見た図である。

液滴吐出ヘッド１は、液状体、例えばインクの液滴を吐出するものであって、液滴が
吐出されるノズル開口部１５を備えたノズル基板１６と、ノズル基板１６の上面に接続さ
れ、液滴が流れる流路を形成する流路形成基板１０と、流路形成基板１０の上面に接続さ
れ、駆動素子（以下、圧電素子と称する）３００の駆動によって変位する振動板４００と
、振動板４００の上面に接続され、リザーバ１００を形成するためのリザーバ形成基板２
０と、リザーバ形成基板２０の上面側に設けられた可撓性を有するフレキシブル基板５０
０と、フレキシブル基板５００の下面５００Ａに設けられ、圧電素子３００を駆動するた
めの駆動回路部（ＩＣドライバ）２００と、フレキシブル基板５００の下面５００Ａに設
けられ、駆動回路部２００と圧電素子３００とを電気的に接続する導電部（導電パターン
、配線パターン）５１０とを備えている。

こうした液滴吐出ヘッド１の動作は、コントローラ６によって制御される。そして、
流路形成基板１０と、ノズル基板１６と、振動板４００とで囲まれた空間によって、ノズ
ル開口部１５より吐出される前の液状体が配置されるキャビティ１２が形成されている。
また、リザーバ形成基板２０と流路形成基板１０とで囲まれた空間によって、キャビティ
１２に供給される前の液状体を予備的に保持するリザーバ１００が形成されている。

流路形成基板１０の下面側は開口しており、その開口を覆うようにノズル基板１６が
流路形成基板１０の下面に接続されている。流路形成基板１０の下面とノズル基板１６と
は、例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して固定されている。そのノズル基板１６には
、液滴を吐出するノズル開口部１５が設けられている。

図４に示すように、ノズル開口部１５はノズル基板１６に複数設けられている。具体
的には、ノズル基板１６には、Ｙ軸方向に複数並んで設けられたノズル開口部１５によっ
て構成された、第１ノズル開口群１５Ａ、第２ノズル開口群１５Ｂ、第３ノズル開口群１
５Ｃ、及び第４ノズル開口群１５Ｄのそれぞれが設けられている。第１ノズル開口群１５
Ａと第２ノズル開口群１５ＢとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている
。第３ノズル開口群１５Ｃは第１ノズル開口群１５Ａの＋Ｙ側に設けられており、第４ノ
ズル開口群１５Ｄは第２ノズル開口群１５Ｂの＋Ｙ側に設けられている。これら第３ノズ
ル開口群１５Ｃと第４ノズル開口群１５ＤとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配
置されている。

なお図４では、各ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれは６個のノズル開口部１５
によって構成されているように示されているが、実際には、例えば７２０個程度のノズル
開口部１５によって構成されている。

流路形成基板１０の内側には複数の隔壁１１が形成されている。流路形成基板１０は
、例えばシリコンによって形成されており、複数の隔壁１１は、流路形成基板１０の母材
であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングすることにより形成される。そして、複数
の隔壁１１を有する流路形成基板１０と、ノズル基板１６と、振動板４００とで囲まれた
空間によって、複数のキャビティ１２が形成される。キャビティ１２は、複数のノズル開
口部１５に対応するように複数形成されている。すなわち、キャビティ１２は、第１〜第
４ノズル開口群１５Ａ〜１５Ｄのそれぞれを構成する複数のノズル開口部１５に対応する
ように、Ｙ軸方向に複数並んで設けられている。

そして、第１ノズル開口群１５Ａに対応して複数形成されたキャビティ１２によって
第１圧力発生室群１２Ａが構成され、第２ノズル開口群１５Ｂに対応して複数形成された
キャビティ１２によって第２圧力発生室群１２Ｂが構成され、第３ノズル開口群１５Ｃに
対応して複数形成されたキャビティ１２によって第３圧力発生室群１２Ｃが構成され、第
４ノズル開口群１５Ｄに対応して複数形成されたキャビティ１２によって第４圧力発生室
群１２Ｄが構成されている。第１圧力発生室群１２Ａと第２圧力発生室群１２ＢとはＸ軸
方向に関して互いに対向するように配置されており、それらの間には隔壁１０Ｋが形成さ
れている。同様に、第３圧力発生室群１２Ｃと第４圧力発生室群１２Ｄとの間にも隔壁１
０Ｋが形成されており、それらはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている
。

隔壁１０Ｋを含む流路形成基板１０は、例えばシリコン単結晶によって形成されてお
り、剛体である。第１圧力発生室群１２Ａを形成する複数のキャビティ１２のうち、−Ｘ
側の端部は上述した隔壁１０Ｋによって閉塞されているが、＋Ｘ側の端部は互いに接続す
るように集合しており、リザーバ１００と接続している。

リザーバ１００は、液状体導入口２５より導入され、キャビティ１２に供給される前
の液状体を一時的に保持するものであって、リザーバ形成基板２０にＹ軸方向に延びるよ
うに形成されたリザーバ部２１と、流路形成基板１０にＹ軸方向に延びるように形成され
、リザーバ部２１と各キャビティ１２のそれぞれとを接続する連通部１３とを備えている
。すなわち、リザーバ１００は、第１圧力発生室群１２Ａを構成する複数のキャビティ１
２の共通の液状体保持室（インク室）となっている。液状体導入口２５より導入された液
状体は、導入路２６を経てリザーバ１００に流れ込み、供給路１４を経て、第１圧力発生
室群１２Ａを構成する複数のキャビティ１２のそれぞれに供給される。

また、第２、第３、第４圧力発生室群１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄのそれぞれを構成する
キャビティ１２のそれぞれにも、上述と同様のリザーバ１００が接続されている。

流路形成基板１０とリザーバ形成基板２０との間に配置された振動板４００は、流路
形成基板１０の上面を覆うように設けられた弾性膜５０と、弾性膜５０の上面に設けられ
た下電極膜６０とを備えている。弾性膜５０は、例えば厚み１〜２μｍ程度の二酸化シリ
コンによって形成されている。下電極膜６０は、例えば厚み０．２μｍ程度の金属によっ
て構成されている。本実施形態において、下電極膜６０は、複数の圧電素子３００の共通
電極となっている。

振動板４００を変位するための圧電素子（駆動素子）３００は、下電極膜６０の上面
に設けられた圧電体膜７０と、その圧電体膜７０の上面に設けられた上電極膜８０とを備
えている。圧電体膜７０は例えば厚み１μｍ程度、上電極膜８０は例えば厚み０．１μｍ
程度に形成されている。なお、圧電素子３００の概念としては、圧電体膜７０及び上電極
膜８０に加えて、下電極膜６０を含むものであってもよい。

すなわち、本実施形態における下電極膜６０は、圧電素子３００としての機能と、振
動板４００としての機能とを兼ね備えた駆動素子としている。また、本実施形態では、弾
性膜５０及び下電極膜６０が振動板４００として機能するが、弾性膜５０を省略した構造
とし、下電極膜６０が弾性膜（５０）を兼ねるようにしてもよい。

圧電体膜７０及び上電極膜８０、すなわち圧電素子（駆動素子）３００は、複数のノ
ズル開口部１５及びキャビティ１２のそれぞれに対応するように複数設けられている。す
なわち、圧電体膜７０及び上電極膜８０からなる圧電素子３００は、各ノズル開口部１５
毎（キャビティ１２毎）に設けられている。そして、上述したように、下電極膜６０は複
数の圧電素子３００の共通電極として機能し、上電極膜８０は複数の圧電素子３００の個
別電極として機能する。

また、第１ノズル開口群１５Ａを構成するノズル開口部１５のそれぞれに対応するよ
うにＹ軸方向に複数並んで設けられた圧電素子３００によって、第１圧電素子群３００Ａ
が構成されており、第２ノズル開口群１５Ｂを構成するノズル開口部１５のそれぞれに対
応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた圧電素子３００によって、第２圧電素子群
３００Ｂが構成されている。これら第１圧電素子群３００Ａと第２圧電素子群３００Ｂと
はＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。

同様に、第３、第４ノズル開口群１５Ｃ、１５Ｄを構成するノズル開口部１５のそれ
ぞれに対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた圧電素子３００によって、第３、
第４圧電素子群３００Ｃ、３００Ｄが構成されており、それら第３、第４圧電素子群３０
０Ｃ、３００Ｄどうしは、Ｘ軸方向に関して対向するように配置されている（なお、第３
、第４圧電素子群３００Ｃ、３００Ｄは図３の紙面奥側に形成されているものであって、
図示されていない）。

リザーバ形成基板２０には、封止膜３１と固定板３２とを有するコンプライアンス基
板３０が接合されている。封止膜３１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚み
６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルム）からなり、この封止膜３１によってリ
ザーバ部２１の上部が封止されている。

また、固定板３２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚み３０μｍ程度のステンレス
鋼）で形成される。この固定板３２のうち、リザーバ１００に対応する領域は、厚さ方向
に除去された開口部３３となっているため、リザーバ１００の上部は、可撓性を有する封
止膜３１のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部２２となっている。

通常、液状体導入口２５からリザーバ１００に液状体（例えばインク）が供給される
と、例えば、圧電素子３００の駆動時の液状体の流れ、あるいは、周囲の熱などによって
リザーバ１００内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバ１００の
上部が封止膜３１のみよって封止されて可撓部２２となっているため、この可撓部２２が
撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバ１００内は常に一定の圧力
に保持される。なお、その他の部分は固定板３２によって十分な強度に保持されている。

そして、リザーバ１００の外側のコンプライアンス基板３０上には、リザーバ１００
に液状体を供給するための液状体導入口２５が形成されており、リザーバ形成基板２０に
は、液状体導入口２５とリザーバ１００の側壁とを連通する導入路２６が設けられている
。

リザーバ形成基板２０のうち、Ｘ軸方向に関して中央部には、Ｙ軸方向に延びる溝部
７００が形成されている。溝部７００によって、リザーバ形成基板２０は、第１圧力発生
室群１２Ａに対応して設けられた第１圧電素子群３００Ａを封止する第１封止部２０Ａと
、第２圧力発生室群１２Ｂに対応して設けられた第２圧電素子群３００Ｂを封止する第２
封止部２０Ｂとに分けられる（図３参照）。

同様に、溝部７００によって、第３圧力発生室群１２Ｃに対応して設けられた第３圧
電素子群３００Ｃを封止する第３封止部２０Ｃと、第４圧力発生室群１２Ｄに対応して設
けられた第４圧電素子群３００Ｄを封止する第４封止部２０Ｄとに分けられる（なお、第
３、第４封止部２０Ｃ、２０Ｄは図３の紙面奥側に形成されているものであって、図示さ
れていない）。そして、溝部７００においては、流路形成基板１０（隔壁１０Ｋ）の一部
が露出している。

つまり、リザーバ形成基板２０のうち、圧電素子３００に対向する領域には、圧電素
子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素
子保持部２４が設けられている。圧電素子保持部２４は、第１〜第４封止部２０Ａ〜２０
Ｄのそれぞれに形成されており、第１〜第４圧電素子群３００Ａ〜３００Ｄを覆う大きさ
で形成されている。また、圧電素子３００のうち、少なくとも圧電体膜７０は、この圧電
素子保持部２４内に密封されている。

このように、リザーバ形成基板２０は、圧電素子３００を外部環境と遮断して、圧電
素子３００を封止するための封止部材としての機能を有している。リーザバ形成基板２０
によって圧電素子３００を封止することで、水分等の外部環境による圧電素子３００の破
壊が防止される。また、本実施形態では、圧電素子保持部２４の内部を密封状態にしただ
けであるが、例えば、圧電素子保持部２４内の空間を真空にしたり、あるいは窒素又はア
ルゴン雰囲気等とすることにより、圧電素子保持部２４内を低湿度に保持することができ
、圧電素子３００の破壊をさらに確実に防止することができる。

また、リザーバ形成基板２０は剛体であって、そのリザーバ形成基板２０を形成する
材料としては、例えば、ガラス、セラミック材料等の流路形成基板１０の熱膨張率と略同
一の材料を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリ
コン単結晶基板が用いられている。

図５に示すように、第１封止部２０Ａの圧電素子保持部２４によって封止されている
圧電素子３００のうち、上電極膜８０の−Ｘ側の端部は、第１封止部２０Ａの外側まで延
びており、溝部７００における流路形成基板１０上に配置されている。また図５に示すよ
うに、溝部７００における流路形成基板１０上に下電極膜６０の一部が配置されている場
合においては、上電極膜８０と下電極膜６０との間の電気的な接続を防止するための絶縁
膜６００が、上電極膜８０と下電極膜６０との間に設けられる。

同様に、第２封止部２０Ｂの圧電素子保持部２４によって封止されている圧電素子３
００のうち、上電極膜８０の＋Ｘ側の端部が、第２封止部２０Ｂの外側まで延びて、溝部
７００における流路形成基板１０上に配置されている。同様に、不図示ではあるが、第３
、第４封止部２０Ｃ、２０Ｄで封止されている圧電素子３００のうち、上電極膜８０の一
部が、第３、第４封止部２０Ｃ、２０Ｄの外側まで延びでおり、第３、第４封止部２０Ｃ
、２０Ｄどうしの間に設けられた溝部７００における流路形成基板１０上に配置されてい
る。

圧電素子（駆動素子）３００を駆動するための駆動回路部２００は、例えば回路基板
あるいは駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を含んで構成されており、フレキシブル
基板５００の下面５００Ａに接続され、一体化されている。圧電素子３００は駆動回路部
２００から出力される駆動信号により駆動される。フレキシブル基板５００は可撓性を有
しておりフレキシブル基板５００の下面５００Ａには、銅などの導電性材料からなる導電
性の配線パターン（導電部）５１０が、プリント方式により、メッキやエッチングなどの
手法によって設けられている。

このような構成の液滴吐出ヘッド１は、液状体の液滴を吐出するために、コントロー
ラ６が液状体導入口２５に接続された不図示の外部機能液供給装置を駆動する。外部機能
液供給装置から送出された液状体は、液状体導入口２５を介してリザーバ１００に供給さ
れた後、ノズル開口部１５に至るまでの液滴吐出ヘッド１の内部流路を満たす。また、コ
ントローラ６は、フレキシブル基板５００に設けられた外部信号入力部５８０を介して、
駆動回路部２００等に駆動電力や指令信号を送る。

フレキシブル基板５００には配線パターン５１０が設けられており、外部信号入力部
５８０からの指令信号等は、その配線パターン５１０を介して駆動回路部２００に送られ
る。駆動回路部２００は、コントローラ６からの指令に基づいて、端子部５１２を含む配
線パターン５１０を介して、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極
膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体膜７０を変位させる
ことにより、各圧力発生室１２内の圧力を高めて、ノズル開口部１５より液滴を吐出する
。

こうした駆動回路部２００と圧電素子（駆動素子）３００とを電気的に接続するフレ
キシブル基板５００について詳述する。
図６は、フレキシブル基板５００の概略構成を示す説明図であり、（ａ）は側面図、
（ｂ）は平面図である。なお、図６（ａ）、（ｂ）に示すフレキシブル基板５００は、リ
ザーバー形成基板２０上に実装される前段階の状態、すなわち展開された状態を示してい
る。したがって、折り曲げ部Ｑについては想定位置として表している。また、図６（ａ）
、（ｂ）に示すフレキシブル基板５００は、図５における下面５００Ａを上にした状態を
示している。

図６（ａ）に示すようにフレキシブル基板５００は、例えばポリイミド等の絶縁性フ
ィルム部材からなる、厚さ１０〜６０μｍ程度の可撓性の基材と、その下面５００Ａに形
成された導電パターン５１０と、下面５００Ａと反対側の上面５００Ｂに形成された補強
用の金属膜５１１とを備えている。導電パターン５１０は、例えば、Ｃｕ（銅）などの導
電性材料からなる配線パターンであって、数μｍの厚さに形成されたものである。金属膜
５１１は、導電パターン５１０と同様にＣｕからなっていてもよく、これ以外の、Ａｕ（
金）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、ＳＵＳ（ステンレス鋼）などの金属材料から
なっていてもよい。また、金属膜５１１は、本実施形態では上面５００Ｂの全面に形成さ
れている。

図６（ｂ）は、フレキシブル基板５００の下面５００Ａ側の平面図である。この図に
示すように下面５００Ａには、多数の導電パターン５１０が形成され、これら導電パター
ン５１０の一端側、即ちフレキシブル基板５００の一端側にドライバーＩＣ等からなる駆
動回路部２００が配置されている。また、駆動回路部２００を挟んで導電パターン５１０
と反対の側には、コントローラー６（図３参照）から駆動回路部２００に電気信号（制御
信号）を伝えるための、配線パターン５１４が形成されている。そして、フレキシブル基
板５００の他端側には、圧電素子（駆動素子）３００（図５参照）と電気的に接続される
端子部５１２が形成されている。

図７は、フレキシブル基板５００の端子部５１２を示す要部拡大斜視図であり、図８
は図７におけるＡ−Ａ線に沿った要部拡大断面図である。
フレキシブル基板５００に駆動回路部２００（図６参照）が形成された他端側とは反
対側の端部を構成するフレキシブル基板５００の他端側は、フレキシブル基板５００の下
面５００Ａに形成された導電パターン５１０と圧電素子（駆動素子）３００（図５参照）
とを接続する端子部５１２を成す。

この端子部５１２は、フレキシブル基板５００の延長方向Ｌに沿って延びる、導電パ
ターン５１０の端部を成す複数の端子５５０が形成されている。この端子５５０は、導電
パターン５１０と一体のものであればよく、少なくとも圧電素子３００と接続される端子
５５０の部分においては、延長方向Ｌに対して直角な幅方向Ｍの断面形状が山型（例えば
三角形）を成す第一領域（以下、山型領域と称する）５５１と、断面形状が矩形ないし台
形を成す第二領域（以下、切欠領域と称する）５５２とが、延長方向Ｌに沿って交互に形
成された突条からなる。

それぞれの端子５５０の山型領域（第一領域）５５１は、例えば先端（頂部）が鋭角
など、非平面形状にとなるように形成される。また、切欠領域（第二領域）５５２は、山
型領域５５１の先端の鋭角部分（山型形状の尾根部分）を切り欠いた、頂部５５２ａが平
面ないし曲面をもつ形状であれば良い。こうした端子５５０を成す山型領域５５１や切欠
領域５５２は、互いに一定のピッチで形成されていれば良い。

図９は、端子部５１２と圧電素子（駆動素子）３００とが接続された状態を示す要部
拡大断面図である。
フレキシブル基板５００の端子部５１２は、圧電素子（駆動素子）３００に対して、
絶縁性樹脂からなる封止樹脂層（絶縁性樹脂）３０２を介して接続されている。この封止
樹脂層３０２は、例えば、先供給型アンダーフィル材が用いれば良く、圧電素子（駆動素
子）３００の接続バンプ３０１が形成された面にペースト状のＮＣＰ（Non Conductive P
olymer）を塗布しておいたり、フィルム状のＮＣＦ（Non Conductive Film）を貼り付け
ておくことによって形成される。

端子部５１２を構成するそれぞれの端子５５０は、山型領域５５１の鋭角な先端部が
、圧電素子３００に形成された接続バンプ３０１の表面３０１ａから深さ方向に侵入して
めり込むように接続されている。これによって、端子５５０は接続バンプ３０１に対して
接触不良を引き起こすことなく電気的に確実に接続される。
一方、切欠領域５５２は、平面ないし曲面を成す頂部５５２ａが、接続バンプ３０１
に対して面接触する位置まで押し込まれるように接続されているのが好ましい。これによ
って、端子５５０と接続バンプ３０１との接触面積が増加し、フレキシブル基板５００の
と圧電素子（駆動素子）３００とを低抵抗で接続することができる。

次に、フレキシブル基板５００と圧電素子（駆動素子）３００との接続工程を説明す
る。図１０は、フレキシブル基板と圧電素子（駆動素子）との接続工程を段階的に示した
要部拡大断面図である。
図１０（ａ）に示すように、フレキシブル基板５００の導電パターン５１０は、延長
方向に直角な断面が山型形状、例えば三角形になるように形成される。こうした断面山型
の導電パターン５１０は、例えば、フレキシブル基板５００の基材の一面全体に導電性膜
を形成し、所定のパターンに形成したレジストをマスクとして異方性エッチングを行うこ
とにより形成できる。

次に、図１０（ｂ）に示すように、フレキシブル基板５００の他端側、即ち圧電素子
（駆動素子）と接続する端子部となる領域にある導電パターン５１０に対して、例えば間
欠的にプレスを行い、導電パターン５１０の山型形状の鋭角部分を押し潰すなどすること
によって、切欠領域５５２が形成される。
これによって、フレキシブル基板５００の他端側には、断面形状が山型を成す山型領
域５５１と、断面形状が矩形ないし台形を成す切欠領域５５２とが、フレキシブル基板５
００の延長方向Ｌに沿って交互に形成された端子５５０を備えた端子部５１２を形成する
ことができる（図７参照）。

一方、図１０（ｃ）に示すように、圧電素子（駆動素子）３００には、接続バンプ３
０１を覆うように絶縁性樹脂、例えばＮＣＰを塗布してなる封止樹脂層（絶縁性樹脂）３
０２を形成する。そして、フレキシブル基板５００の端子部５１２の端子５５０形成側を
、圧電素子（駆動素子）３００の接続バンプ３０１に対面させる。

そして、図１０（ｄ）に示すように、フレキシブル基板５００の端子部５１２を圧電
素子（駆動素子）３００に向けて押圧する。すると、それぞれの端子５５０の山型領域５
５１の鋭角な先端部が、圧電素子３００に形成された接続バンプ３０１の表面３０１ａか
ら深さ方向に侵入してめり込む。この端子部５１２を圧電素子３００に向けて押圧する途
上で、封止樹脂層３０２を成す絶縁性樹脂は、山型領域５５１の一部を切り欠くように形
成された切欠領域５５２の頂部５５２ａと、接続バンプ３０１の表面３０１ａとの間に形
成された隙間を介して、互いに隣接する端子５５０どうしの間を移動（流動）することが
できる（図１０（ｄ）矢印参照）。

従来、端子全体が断面山型形状や断面台形形状である場合には、それぞれの端子と圧
電素子の接続バンプとが接触した後は、更に端子をめり込ませるために押圧しても、絶縁
性樹脂は端子の延長方向にしか逃げ場が無く、端子間に封じられた絶縁性樹脂の応力に偏
りが生じ、端子部の湾曲、反りが生じる虞があった。

しかし、本発明のように、端子５５０を山型領域５５１と、この山型領域５５１の頂
部よりも低い平面や曲面からなる頂部をもつ、断面矩形ないし台形の切欠領域５５２とを
交互に形成することによって、それぞれの端子５５０を構成する山型領域５５１の頂部が
接続バンプ３０１に接触した後も、切欠領域５５２の頂部５５２ａと接続バンプ３０１の
表面３０１ａとの間で、隣接する端子間方向に絶縁性樹脂が移動（流動）可能な隙間が形
成されるため、絶縁性樹脂に加わる局所的に偏った応力を端子部５１２全体に分散し、均
一な応力でフレキシブル基板５００の端子部５１２と圧電素子（駆動素子）３００とを接
合することが可能になる（図１０（ｅ）参照）。

なお、端子５５０を成す山型領域５５１は、上述した実施形態のように、その断面が
三角形に限定されるものではない。
例えば、図１１（ａ）に示すように、フレキシブル基板５００を成す端子５６０の山
型領域５６１の頂部が、緩やかな湾曲面を成すような山型形状に形成されるのも好ましい
。端子５６０の山型領域５６１をこうした形状にすれば、圧電素子（駆動素子）の接続バ
ンプに接触させたときの接触面積を増加させ、接続部分の抵抗を低減することができる。

また、例えば、図１１（ｂ）に示すように、フレキシブル基板５００を成す端子５７
０の山型領域５７１の両側面が、中心に向けて凹むような湾曲面を成し、先端をより鋭角
にした形状に形成されるのも好ましい。端子５７０の山型領域５７１の先端部分をより鋭
角に形成することにより、圧電素子（駆動素子）の接続バンプに対して少ない押圧力で侵
入させることができ、より一層確実に導通を確保することができる。

更に、例えば、図１１（ｃ）に示すように、端子５８０の山型領域５８１を、フレキ
シブル基板５００の厚み方向に沿って頂部を通る対称軸Ｓを中心として左右非対称に形成
されていることも好ましい。山型領域５８１の断面形状が左右非対称になるように形成す
ることによって、この端子５８０を備えた端子部５９０を圧電素子に接続する際に、絶縁
性樹脂を例えば図中矢印Ｒ方向に偏って流動させることが可能になる。これにより、例え
ば図中矢印Ｒ方向とは反対の方向に、絶縁性樹脂との接触を避ける必要のある部品等が配
置されているときに、この部品の配置方向に向けて絶縁性樹脂が流動することを抑制でき
る。

ＩＪ…インクジェットプリンタ（印刷装置）、１…液滴吐出ヘッド、１２…キャビテ
ィ、２００…駆動回路部、３００…圧電素子（駆動素子）、３０２…封止樹脂層（絶縁性
樹脂）、５００…フレキシブル基板、５１２…端子部、５５０…端子、５５１…山型領域
（第一領域）、５５２…切欠領域（第二領域）。

Claims (4)

1. 液状体を保持するキャビティと、該キャビティ内の液状体を吐出させる駆動素子と、
   該駆動素子を駆動する駆動回路部と、該駆動回路部が一端側に形成され、他端側で前記駆
   動素子と接続する端子部を有するフレキシブル基板と、を備えた液滴吐出ヘッドであって
   、
   前記端子部は、導電部材からなり延長方向に沿って延びる複数の端子を備え、
   それぞれの前記端子は、前記延長方向に対して直角な断面形状が山型を成す第一領域
   と、該断面形状が矩形ないし台形を成す第二領域とが、前記延長方向に沿って交互に形成
   された突条であり、
   前記端子部と前記駆動素子とは、絶縁性樹脂で接合されていることを特徴とする液滴
   吐出ヘッド。
2. 前記端子は、前記第一領域の先端部分が、前記駆動素子の接続バンプの表面から深さ
   方向に侵入して接続されていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド
3. 前記端子の第一領域は、先端が鋭角に形成されていることを特徴とする請求項１また
   は２記載の液滴吐出ヘッド。
4. 前記端子の第一領域は、前記断面形状が前記フレキシブル基板の厚み方向を対称軸
   として非対称に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の液
   滴吐出ヘッド。
   

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