JP3528908B2 - 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Info
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Description
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。
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。
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。
長さがせいぜい数ミリ、幅が0.05mm程度と極めて
小さく、相互間の間隙が小さいため、半田の溶け出しに
より短絡が生じるという問題がある。このような問題を
解消するため、半導体素子とプリント基板との接合作業
に広く使用されている、熱溶着性高分子材料に導電性粒
子を混練したペースト剤や、これをてフィルム状に整形
した異方性導電膜等の異方性導電部材を使用することも
考えられる。しかながら、異方性導電膜は、半田に比較
してその接合力が低いため、機械的変位を伴う圧電振動
子との接合には十分な強度を確保することができず、記
録ヘッドとしての信頼性が低下す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とは十分な信頼性を確保しつつ
異方性導電膜により圧電振動子とフレキシブルケーブル
とを接合したインクジェット式記録ヘッドを提供するこ
とである。
に、請求項1の発明は、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、前記圧電振動子の表面に
形成された外部電極にフレキシブルケーブルの導電パタ
ーンを接続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
動子の外部電極の配列ピッチに一致し、かつ前記ベース
材に支持され、かつ前記外部電極と対向する領域に空間
を形成するための凹所を有する接続部を備え、前記接続
部と前記圧電振動子の前記外部電極との間に異方性導電
部材を介して前記フレキシブルケーブルが前記異方性導
電部材を構成する導電性粒子により導電接続され、また
前記接続部近傍の凹所に流入した前記異方性導電部材を
構成する高分子接合剤により前記フレキシブルケーブル
と前記圧電振動子とが機械的にも接合されている。ま
た、請求項11の発明は、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外部電極の配列ピッチ
に一致し、かつ前記ベース材に支持され、かつ前記外部
電極と対向する領域に空間を形成するための凹所を有す
る接続部を備え、前記接続部と前記圧電振動子の前記外
部電極との間に異方性導電部材を介して前記フレキシブ
ルケーブルが前記異方性導電部材を構成する導電性粒子
により導電接続され、また前記接続部近傍の凹所に流入
した前記異方性導電部材を構成する高分子接合剤により
前記フレキシブルケーブルと前記圧電振動子とが機械的
にも接合されている。
の外部電極と対向する領域に空間を形成するための凹所
を有し、接続部と外部電極とが異方性導電部材を構成す
る導電性粒子により導電接続され、同時に接続部近傍の
凹所に流入した異方性導電部材の高分子接合剤により機
械的にも接合することができる。
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。
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。
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。
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。
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3
2、32、32、‥‥にエッチングして構成されてい
る。
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。
‥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3
4、34、34‥‥が形成され、図5に示したように接
続部34、34、34‥‥の導電性を維持する程度に孔
35、35、35、‥‥、もしくはハーフエッチングに
よる凹部が形成されている。
電パターン33の接続部36以外の領域は、必要に応じ
て電気絶縁性を備えた柔軟なカバーコート37で被覆さ
れている。
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39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40により外部の駆動回路のアースに接続されてい
る。
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‥‥に異方
性導電膜40を載置して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。
キシブルケーブル13の表面からヒータツール41によ
り加温しながら一定の圧力を加えると、異方性導電膜
は、セグメント電極24、24、24‥‥の領域に高い
圧力を受ける。
料が軟化し、セグメント電極24の接続部34の孔35
以外の領域から排除されて、導電性粒子(図中、黒点)
が残留して厚み方向にのみ導電性を発現する。
フレキシブルケーブル13の接続部34、34、34‥
‥の孔35、35、35との対向領域では、異方性導電
膜40に対する圧力が低いため高分子材料が孔35に流
れ込むからこの領域ではあまり高分子材料が排除されな
い。
去すると、セグメント電極24、24、24とフレキシ
ブルケーブル13の接続部34、34、34‥‥の孔3
5以外の領域とが対向する部分には高い密度で導電性粒
子(図中、黒点)が存在して導電性が生じる。
34、34、34‥‥の孔35、35、35の領域で
は、孔35に流れ込んで固化した高分子材料が、フレキ
シブルケーブル13と圧電振動子とを圧電振動子9の変
位では剥がれない程度に強固に接合するとともに、圧電
振動子相互を非振動領域で一体に接合して機械的強度を
増加させる。
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。
子近傍の凹所を接続部34、34、34、‥‥に設けた
孔35により形成しているが、図7に示したように接続
部34、34、34‥を、三角形状のジグザクのパター
ンに形成したり、図8に示したように唐草模様状のパタ
ーンに形成したり、また図9に示したように唐草模様の
一部を曲面として形成しても同様の作用を奏する。
4、34、34、‥‥に高分子流入用の凹部を形成して
いるが、図10(イ)に示したように、ベース材30を
接続部34、34、34、‥‥よりも先端に突出させ、
圧電振動子9との間に導電層31の厚み程度の間隙Gを
形成してもよい。
ない領域ではヒータツール41による圧力が低いため、
図10(ロ)に示した異方性導電膜40の高分子材料が
十分に残留するから、高い強度での接着が可能となる。
電部材としてフィルム状に成形されたものを使用してい
るが、熱溶着性高分子材料に導電性粒子を混練した異方
性導電ペースト剤を、接合領域に層状に塗布して同様の
手法により接着しても同様の作用を奏することは明らか
である。
例を示す組み立て斜視図である。
を示す斜視図である。
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。
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。
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。
続領域を拡大して示す上面図である。
続領域を拡大して示す上面図である。
続領域を拡大して示す上面図である。
実施例を、フレキシブルケーブルと圧電振動子ユニット
との接合工程でもって示す図である。
Claims (20)
- 【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、前記圧電振動子の表面に形成され
た外部電極にフレキシブルケーブルの導電パターンを接
続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外部電極の配
列ピッチに一致し、かつ前記ベース材に支持され、かつ
前記外部電極と対向する領域に空間を形成するための凹
所を有する接続部を備え、前記接続部と前記圧電振動子
の前記外部電極との間に異方性導電部材を介して前記フ
レキシブルケーブルが前記異方性導電部材を構成する導
電性粒子により導電接続され、また前記接続部近傍の凹
所に流入した前記異方性導電部材を構成する高分子接合
剤により前記フレキシブルケーブルと前記圧電振動子と
が機械的にも接合されているインクジェット式記録ヘッ
ド。 - 【請求項2】 前記異方性導電部材がフィルム材、また
はペースト剤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。 - 【請求項3】 前記圧電振動子と前記フレキシブルケー
ブルとの接続領域が、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。 - 【請求項4】 前記凹所が、前記接続部に形成された孔
により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。 - 【請求項5】 前記孔が、前記導電パターンをハーフエ
ッチングすることにより形成されている請求項4に記載
のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項6】 前記凹所が、前記接続部をジグザグ状に
形成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。 - 【請求項7】 前記凹所が、前記ベース材を前記接続部
よりも先端側に突出させることによっても形成されてい
る請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項8】 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。 - 【請求項9】 前記フレキシブルケーブルが、前記圧電
振動子の非振動領域で前記圧電振動子を、前記圧電振動
子の間に流れ込んだ高分子接合剤により相互接続してい
る請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項10】 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。 - 【請求項11】 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外
部電極の配列ピッチに一致し、かつ前記ベース材に支持
され、かつ前記外部電極と対向する領域に空間を形成す
るための凹所を有する接続部を備え、前記接続部と前記
圧電振動子の前記外部電極との間に異方性導電部材を介
して前記フレキシブルケーブルが前記異方性導電部材を
構成する導電性粒子により導電接続され、また前記接続
部近傍の凹所に流入した前記異方性導電部材を構成する
高分子接合剤により前記フレキシブルケーブルと前記圧
電振動子とが機械的にも接合されている圧電振動子ユニ
ット。 - 【請求項12】 前記異方性導電部材がフィルム材、ま
たはペースト剤により構成されている請求項11に記載
の圧電振動子ユニット。 - 【請求項13】 前記圧電振動子と前記フレキシブルケ
ーブルとの接続領域が、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11に記載の圧電振動子ユ
ニット。 - 【請求項14】 前記凹所が、前記接続部に形成された
孔により形成されている請求項11に記載の圧電振動子
ユニット。 - 【請求項15】 前記孔が、前記導電パターンをハーフ
エッチングすることにより形成されている請求項14に
記載の圧電振動子ユニット。 - 【請求項16】 前記凹所が、前記接続部をジグザグ状
に形成して構成されている請求項11に記載の圧電振動
子ユニット。 - 【請求項17】 前記凹所が、前記ベース材を前記接続
部よりも先端側に突出させることによっても形成されて
いる請求項11に記載の圧電振動子ユニット。 - 【請求項18】 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11に記載の圧電振動子ユニット。 - 【請求項19】 前記フレキシブルケーブルが、前記圧
電振動子の非振動領域で前記圧電振動子を、前記圧電振
動子の間に流れ込んだ高分子接合剤により相互接続して
いる請求項11に記載の圧電振動子ユニット。 - 【請求項20】 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
1に記載の圧電振動子ユニット。
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JP28229898A JP3528908B2 (ja) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | 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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JP28229898A JP3528908B2 (ja) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | 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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JP28229898A Expired - Lifetime JP3528908B2 (ja) | 1998-10-05 | 1998-10-05 | 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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1998
- 1998-10-05 JP JP28229898A patent/JP3528908B2/ja not_active Expired - Lifetime
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