JP3512065B2 - 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

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
田の流れ出しを確実に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
して形成された前記導電パターンを備えるとともに、前
記導電パターンの先端領域に前記圧電振動子の配列ピッ
チに一致し、かつ前記ベース材に支持された接続部を備
え、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。

【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】

【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 (16)

(57)【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
   形成された前記導電パターンを備えるとともに、前記導
   電パターンの先端領域に前記圧電振動子の配列ピッチに
   一致し、かつ前記ベース材に支持された接続部を備え、
   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
   の一側部を開放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。
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とを接続す
   るための半田が、前記溝に予め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】 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の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
   を積層して形成された前記導電パターンを備えるととも
   に、前記導電パターンの先端領域に前記圧電振動子の配
   列ピッチに一致し、かつ前記ベース材に支持された接続
   部を備え、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。
10. 【請求項１０】 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９に記載の圧電振動子
    ユニット。
11. 【請求項１１】 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９に
    記載の圧電振動子ユニット。
12. 【請求項１２】 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９に記載の圧
    電振動子ユニット。
13. 【請求項１３】 前記凹部が、前記導電パターンの幅方
    向の一側部を開放するように形成されている請求項９に
    記載の圧電振動子ユニット。
14. 【請求項１４】 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９に記載の圧電
    振動子ユニット。
15. 【請求項１５】 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９に記載の圧電振動子ユニット。
16. 【請求項１６】 前記接続部と前記圧電振動子とを接続
    するための半田が、前記溝に予め充填されている請求項
    １５に記載の圧電振動子ユニット。