JP3613302B2 - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術の分野】
本発明は、ノズルプレート、流路形成部材、及び弾性変形可能な蓋部材を積層するとともに、蓋部材に圧力発生手段を取付けたインクジェット記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノズルプレート、流路形成部材、及び弾性変形可能な蓋部材を積層し、振動板の表面に圧力発生手段、例えばたわみ振動モードの圧電振動子を取付けたインクジェット記録ヘッドは、これら大部分の部材をセラミックにより構成されているため、各部材をグリーンシートの状態で積層して、これを焼成することにより接着剤を使用することなく固定できるため、接着剤による接合工程が不要となり、製造工程の簡素化を図ることができるという利点を備えている。
このような記録ヘッドは、図３２（ａ）に示したように外部からの駆動信号を受けるため、圧電振動子Ａ，Ａ，Ａ‥‥の個別電極Ｂ，Ｂ，ＢがフレキシブルケーブルＣを介して外部装置に接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、印字品質の向上や印刷速度の向上を図るために多数のノズルが形成された記録ヘッドにあっては、個別電極の幅が極めて細く、またその数が多くなるため、フレキシブルケーブルＣとの接続作業が困難になるばかりでなく、各圧電振動子に信号を供給するためのフレキシブルケーブルＣの各導電パターンが細くなって電気抵抗が高くなり、駆動回路の高電圧化や高電力化を必要とする等の問題がある。
【０００４】
このような問題を解消するため、図３２（ｂ）に示したように駆動信号発生機能を備えた半導体チップＤを、記録ヘッドのアクチュエータユニットＥの表面に樹脂Ｆで封入固定して搭載することも行われているが、アクチュエータユニット上の、しかも圧電振動子が存在しない領域に半導体チップＤの固定領域を確保する必要上、記録ヘッドが大型化したり、また半導体チップＤの信号出力端子と個別電極Ｂ，Ｂ，ＢとをワイヤＧ，Ｇ’で接続する配線作業が必要になる等の問題がある。
【０００５】
また、外部からの信号を供給するフレキシブルケーブルは、アクチュエータユニットの表面に複数列形成されている圧電振動子を跨ぐようにして、両端で個別電極に接続する端子に固定されているため、フレキシブルケーブルの張設の具合がゆるかったり、またフレキシブルケーブルに外力が作用した場合などには、フレキシブルケーブルが圧電振動子に接触して圧電振動子の振動を阻害し、印字品質に悪影響を与えたり、また圧電振動子を破損する等の問題がある。
【０００６】
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、その第１の目的は、記録ヘッドの大型化を招くことなく、記録ヘッドと外部駆動回路との配線構造を簡素化することができる新規なインクジェット式記録ヘッド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においては、第１の蓋部材と、該蓋部材により一方の面が封止されてノズル開口に連通する圧力発生室を形成するスペーサと、前記ノズル開口を備えて前記スペーサの他方の面を封止する部材と、前記圧力発生室を加圧する圧力発生手段と、を備えたインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧力発生手段に信号を選択的に印加する個別電極に接続するとともに、前記蓋部材の表面の両側端に相互に独立して列状に形成された複数個の導電パターンの端子からなる第１の端子と、外部からの信号により前記圧力発生手段を駆動するための駆動信号を生成し、かつ前記第１の端子を構成している複数個の導電パターンの端子と同一の配列ピッチを有し、相互に独立するとともに相対応する列状に形成された複数個の端子からなる第２の端子を備えた駆動信号発生手段と、を備え、前記圧力発生手段の表面と前記駆動信号発生手段の底面との間に所定間隙を確保するように前記駆動信号発生手段を前記蓋部材の上方に位置させて、前記第１の端子と前記第２の端子との対向する端子同士を導電性接着剤または接合可能な導電材料により直接接合されている。
【０００８】
【作用】
蓋部材の上方に駆動信号発生手段が位置して両者が上下関係となるため、駆動信号発生手段を配置するための余分な設置面積を必要とせず、またアクチュエータユニットの第１の端子と駆動信号発生手段の第２の端子とをワイヤなどの線部材を必要とすることなく端子同士を直接接合し、かつ駆動信号発生手段を固定できる。
【０００９】
【発明の実施の態様】
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は、本発明の記録ヘッドの一実施例を、１つのアクチュエータユニットの圧力発生室近傍の構造でもって示す図で、図中符号２は第１の蓋部材で、厚さ１０μｍ程度のジルコニアの薄板から構成され、その表面に、後述する圧力発生室３、３に対向するように一方の極となる共通電極４を形成し、その上にＰＺＴ等の圧電材料の薄板からなる圧電振動子５、５’が固定されている。
【００１０】
圧電振動子５、５’の表面には個別電極６、６’が形成され、共通電極４の形成に合わせて導電材料を蒸着して形成された引出用の導電パターン７、７’により第１の蓋部材２の側方まで引き出されている。
【００１１】
８は、スペーサで、圧力発生室３、３’を形成するのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア（ＺｒＯ２）などのセラミックス板に通孔を穿設して構成され、後述する第２の蓋部材９と第１の蓋部材２により両面を封止されて前述の圧力発生室３、３’を形成している。
【００１２】
９は、第２の蓋部材で、やはりジルコニア等のセラミック板に後述するインク供給口１３、１３’と圧力発生室３、３’とを接続する連通孔１０、１０’と、ノズル開口１８、１８’と圧力発生室３、３’の他端とを接続する連通孔１１、１１’を穿設して構成され、スペーサ８の他面を封止するように固定されている。
【００１３】
これら各部材２、８、９は、粘土状のセラミックス材料、いわゆるグリーンシートを所定の厚さに成形して要所に通孔を穿設後、積層して焼成することにより接着剤を必要とすることなくアクチュエータユニット１に纏めることができる。
【００１４】
１２は、インク供給口形成基板で、アクチュエータユニット１の固定基板を兼ねるとともに、圧力発生室３、３’側の一端側に後述する共通のインク室１５、１５と圧力発生室３、３’を接続するインク供給口１３、１３’が設けられ、また圧力発生室３、３’の他端側にはノズル開口１８、１８’に接続する連通孔１４、１４’が設けられている。
【００１５】
１９は、共通のインク室形成基板で、図示しないインクタンクからのインクの流入を受ける共通のインク室１５、１５’と、ノズル開口１８、１８’と接続する連通孔１６、１６’を設けて構成され、他方の面をノズルプレート１７により封止されて共通のインク室を形成している。
【００１６】
１７は、前述のノズルプレートで、連通孔１１、１４、１６、及び連通孔１１’、１４’、１６’を介して圧力発生室３、３’に連通するようにノズル開口１８、１８’が形成されている。
【００１７】、
これらインク供給口形成基板１２、共通のインク室形成基板１９、及びノズルプレート１７は、それぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤等からなる接着層により固定して流路ユニット２０に纏められ、その上でアクチュエータユニット１と熱溶着フィルムや接着剤等により固定して記録ヘッドが構成されている。
【００１８】
２２、２２’は、端子で、図２に示したようにそれぞれ各個別電極６、６’の延長として形成された導電パターン７、７’の端部に相互が独立するように形成されており、接合可能な導電性材料、例えばハンダチップや、導電性接着剤等を表面に付着させた銀電極や銅電極として構成されている。
【００１９】
３０は、外部からの信号を受けて各圧電振動子５、５’を駆動するための駆動信号を出力する半導体集積回路で、この実施例ではベアチップとして構成されており、図３に示したように駆動信号出力端子３１、３１’が、アクチュエータユニット１の端子２２、２２’と同一ピッチで接合面側に設けられている。
【００２０】
これら半導体集積回路３０とアクチュエータユニット１とは、端子２２、２２’、３１、３１’を構成している材料が導電性接着剤の場合には、接着剤を固化させることにより、またハンダである場合にはハンダを熱溶融させることにより、半導体集積回路３０の底面と圧電振動子５、５’の表面との間に一定の間隙Ｈを確保した状態で固定される（図４）。
【００２１】
半導体集積回路３０には、これにフレキシブルケーブルを直接接続したり、また図１（ｂ）に示したようにアクチュエータユニット１の表面に接続用の導電パターン３３を形成し、このパターン３３にフレキシブルケーブル４４を接続することにより外部装置からの印刷信号が供給される。
【００２２】
この実施例において、外部装置からの印刷信号が入力すると、半導体集積回路３０は、外部からシリアル信号として入力した印刷信号から各圧電振動子５、５’を同時に駆動するためのパラレル信号を生成し、端子３１、２２、及び３１’、２２’を介して対応する圧電振動子５、５’の個別電極６、６’に出力する。
【００２３】
圧電振動子５、５’は駆動信号を受けてたわみ振動を起こして圧力発生室３、３’を収縮させてノズル開口１８、１８’からインク滴を吐出させ、また信号の印加が無くなった時点で元の状態に復帰してインク供給口１３、１３’を介して共通のインク室１５、１５’のインクを圧力発生室３、３’に流入させる。
【００２４】
半導体集積回路３０の端子３１、３１’と個別電極６、６’との距離は図３２（ａ）に示すフレキシブルケーブルＣに比較して極めて短いから、半導体集積回路３０と個別電極６、６’との間の電気抵抗が極めて小さく、したがって半導体集積回路３０からの駆動信号は減衰することなく圧電振動子５、５’に供給される。
【００２５】
ところで、半導体集積回路３０が圧電振動子５、５’の上部に壁面として位置するため、数キロＨｚ程度の周波数での圧電振動子５、５’の駆動に伴って生じる騒音をある程度遮断、減衰させ、また半導体集積回路３０がアクチュエータユニット１の両側において接着剤やハンダにより接合されているから、補強板としても機能して他の部材が圧電振動子５、５’に接触を防止する。
【００２６】
図５は、本発明の他の実施例を示すもので、図中符号４０は、半導体集積回路固定基板で、アクチュエータユニット１の端子２２、２２’のピッチに一致する端子４１、４１’が設けられていて、表面にベアチップとして構成された半導体集積回路３０を搭載して、半導体集積回路３０の出力端子と端子４１、４１’とをワイヤ４２、４２’により接続した状態で、樹脂４３で半導体集積回路３０が表面に封止、固定されている。
【００２７】
この実施例によれば、半導体集積回路３０をアクチュエータユニット１のサイズに関わりなく、回路を構成することができ、またアクチュエータユニットのサイズに合った半導体集積回路固定基板４０を用意するだけで、大型のアクチュエータユニット等あらゆる形状のものに適用できるため、半導体集積回路３０のコストを下げることが可能となる。
【００２８】
また外部との接続を行うフレキシブルケーブル４４を半導体集積回路固定基板４０に接続できるから、ハンダ付け時の高温がアクチュエータユニット１に及ぶのを防止することができる。
【００２９】
図６は、本発明の他の実施例を示すものであって、アクチュエータユニット１の中央領域の圧電振動子５、５’が存在しない領域には、半導体集積回路固定基板４０が圧電振動子５、５’に接触しない程度の間隙を形成でき、かつ先端が固定基板４０の裏面に当接する高さを有する支持部材５９が少なくとも１個、電気絶縁材料により形成されている。
【００３０】
この実施例によれば、支持部材５９が固定基板４０を支えるから、これの重量が記録ヘッドの両側に集中的に作用することによる記録ヘッドの反りを防止できる。
【００３１】
図７は、本発明の他の実施例を示すもので、図中符号４５は、半導体集積回路３０を収容したパッケージで、底面にはアクチュエータユニット１の端子２２、２２’のピッチに一致する端子４６、４６’が設けられていて、半導体集積回路３０の出力端子と端子４６、４６’とがワイヤ４７、４７’で接続されている。
【００３２】
この実施例によれば、パッケージ４５の端子４６、４６’の配列ピッチをアクチュエータユニット１の端子２２、２２’に合わせて形成することにより、既存の半導体集積回路３０を種々なアクチュエータユニット１に使用することが可能となり、半導体集積回路３０の共用化によるコストの引き下げが可能となり、またフレキシブルケーブルのハンダ付け時にはアクチュエータユニット１が加熱されるのを防止することができる。
【００３３】
図８は、本発明の他の実施例を示すものであって、アクチュエータユニット１の中央領域の圧電振動子５、５’が存在しない領域には、パッケージ４５が圧電振動子５、５’に接触しない程度の間隙を形成でき、かつ先端がパッケージ４５の裏面に当接する高さを有する支持部材５９が少なくとも１個、電気絶縁材料により形成されている。
【００３４】
この実施例によれば、支持部材５９がパッケージ４５を中央部でも支えるから、これの重量が記録ヘッドの両側に集中的に作用することによる記録ヘッドの反りを防止できる。
【００３５】
図９は、本発明の他の実施例を示すもので、図中符号５０は、外部装置と接続するフレキシブルケーブルで、図１０に示したようにポリイミド等の耐熱性絶縁フィルム５１に半田付けが可能な金属、例えば銅等の金属箔を積層して構成されており、少なくともアクチュエータユニット１に対向する領域では、アクチュエータユニット１の端子２２、２２’を跨ぐことができるサイズに成形されている。
【００３６】
そしてアクチュエータユニット１に固定されたとき、ほぼ中央となる領域には半導体集積回路３０の信号出力端子５５を圧電振動子に対向させて露出させることができる程度の窓５３が形成されている。
【００３７】
この窓５３の内側には、半導体集積回路３０の信号出力端子５５の配列に合わせて金属箔５２を窓側に露出させて形成したタブ５４、５４’が設けられていて、タブ５４、５４’と半導体集積回路３０の信号出力端子５５とを半田付けした後、少なくとも半導体集積回路３０の周縁を樹脂５６で封止して半導体集積回路３０がフレキシブルケーブル５０に固定されている。
【００３８】
そしてフレキシブルケーブル５０の裏面にはアクチュエータユニット１の端子２２、２２’に一致するように半球状の端子５７、５７’が設けられ、タブ５４、５４’から延びる導電パターン５８、５８’を介して半導体集積回路３０に接続されている。
【００３９】
この実施例において、フレキシブルケーブル５０の端子５７、５７’とアクチュエータユニット１の端子２２、２２’の少なくとも一方の厚さをフレキシブルケーブル５０の裏面が圧電振動子５、５’よりも上方に位置するようにその厚みを調整しておくことにより、フレキシブルケーブル５０と圧電振動子５、５’との接触を防止することができるばかりでなく、薄い耐熱性フィルム５１を介して熱を与えることによりフレキシブルケーブル５０の端子５２、５２’とアクチュエータユニットの端子２２、２２’を比較的簡単に半田付けすることができる。
【００４０】
図１１は、本発明の他の実施例を示すものであって、アクチュエータユニット１の中央領域の圧電振動子５、５’が存在しない領域には、フレキシブルーブル５０が圧電振動子５、５’に接触しない程度の間隙を形成でき、かつ先端が半導体集積回路３０の裏面に当接する高さを有する支持部材５９が少なくとも１個、電気絶縁材料により形成されている。
【００４１】
この実施例によれば、支持部材５９が半導体集積回路３０を支えてフレキシブルケーブル５０の裏面と圧電振動子との間に一定の間隙を確保するから、フレキシブルケーブル５０には、これを上方に位置させるための嵩上げ用の半球状の端子５７、５７’が不要となるばかりでなく、導電パターン５８、５８’を直接端子２２、２２’に半田付けすることができる。
【００４２】
また、半導体集積回路３０の重量を支持部材５９により受け止めて、フレキシブルケーブル３０のたわみを防止して、圧電振動子５、５’との接触や、また半導体集積回路３０やフレキシブルケーブル５０の重量が記録ヘッドの両側に集中的に作用することによる記録ヘッドの反りを防止でき、さらには不用意に上方から作用する力を突起で受け止めて接触や反りを防止することができる。
【００４３】
なお、上述の実施例においては半導体集積回路３０とフレキシブルケーブル５０とをタブ５４、５４’を介して接続しているが、図１２に示したように半導体集積回路３０の端子６０を半導体集積回路３０の裏面から突出する形状とし、またフレキシブルケーブル５０を金属箔５２を上面となるように配置して、半導体集積回路３０の端子６０、６０’を金属箔５２に半田付けする。
【００４４】
さらにアクチュエータユニット１の端子２２、２２’と対向する箇所には絶縁フィルム５１を剥離して金属箔５２を露出させて、ここに耐熱性絶縁フィルム５１の表面まで突出し、かつフレキシブルケーブル５０の裏面を圧電振動子５、５’との間に空間を確保できる程度の厚みを備えた端子６１、６１’をハンダチップや導電性接着剤により作り付け、この端子６１、６１’を介してアクチュエータユニット１の端子２２、２２’に接続してもよい。
【００４５】
また図１３に示したように、アクチュエータユニット１の中央領域の圧電振動子５、５’が存在しない領域に、フレキシブルーブル５０が圧電振動子５、５’に接触しない程度の間隙を形成でき、かつフレキシブルケーブル５０の裏面に当接できる高さを有する支持部材５９を形成すれば、端子６１、６１’を薄くしてもフレキシブルケーブル５０と圧電振動子５、５７との接触を防止することができる。
【００４６】
さらに上述の実施例においては、圧電振動子５、５’の表面に個別電極６、６’を形成する場合について説明したが、第１の蓋部材２の表面に個別電極を、また圧電振動子５、５’の表面に共通の電極を形成する形式のインクジェット式記録ヘッドにあっても、個別電極をリード部により第１の蓋部材の側端まで引き出すことができれば上述の手法が適用できることは明らかである。
【００４７】
図１４は、本発明の第二の発明の一実施例を示すものであって、この実施例においては、アクチュエータユニット１の個別電極７０、７０’は、下電極として第１の蓋部材２の表面に形成され、また図示しない共通電極は圧電振動子５、５’の表面に形成されている。
【００４８】
図中符号７１は、個別電極７０、７０’と外部駆動回路とを接続するフレキシブルケーブルで、外部駆動回路からの信号を各個別電極７０、７０’に供給するパターンの先端には、個別電極７０、７０’と接続する端子部７３、７３’の配列ピッチに合わせて接続用の導電パターン７２、７２’が形成されている。
【００４９】
図１５は、上述した個別電極７０、７０’とフレキシブルケーブル７１の接続部の構造を一端側について拡大して示すものであって、図中符号７３は、第１の蓋部材２の表面に形成された端子部で、この実施例においては電気絶縁材料からなり、その表面が圧電振動子５の表面より上方に位置する厚さに選択されている。
【００５０】
この端子部７３は、図１６に示したように第１の蓋部材２の側端に、上述した厚さを備えた電気絶縁材料の板、例えばセラミックス等の薄板７４を接着剤で固定したり、またセラミックスのグリーンシートを張り付けて圧電振動子５の焼成と同時に焼成して接合するなどの手法で作り付けられている。
【００５１】
再び図１４に戻って、７５は、個別電極７０、７０’から端子部７３の表面まで引き出されたリード部で、蒸着などにより形成され、端子部７３、７３’の表面に接合部７６、７６’を形成している。
【００５２】
この実施例において、接合部７６、７６’の表面に個別電極７０、７０’の幅、及び配列ピッチに合わせて半田ペーストを塗布し、フレキシブルケーブル７１を２列に配置されている圧電振動子５、５’を跨がして、各導電パターン７２、７２’を端子部７３、７３’の接合部７６、７６’に位置合わせし、そのフレキシブルケーブル７１の表面から加熱する。これによりフレキシブルケーブル７１を構成している耐熱性絶縁フィルムを介して半田ペーストが溶融して、半田付けが行なわれる。
【００５３】
半田付けが終了した段階では、フレキシブルケーブル７１は、両端を端子部７３、７３’により固定されて端子部７３、７３の高さにより圧電振動子５、５’の表面との間に間隙ｇを形成した状態で保持され、フレキシブルケーブル７１は、圧電振動子５、５’に接触することがなく、また端子部７３、７３’を構成する板が補強部材としても機能する。
【００５４】
なお、上述の実施例においては、リード部７５、７５’の延長として形成された接合部７６、７６’に直接半田付けを行うようにしているが、図１７に示したようにリード部７５、７５’の先端７５ａ、７５ａ’を端子部７３、７３’まで延長し、これと導電関係を維持させて端子部７３、７３’の表面に半田付けに適した金属により接合層７７を各個別電極の幅に一致するように形成し、ここにフレキシブルケーブル７１の導電パターン７２を接合するようにしてもよい。
【００５５】
この実施例によれば金属の接合層７７の厚みにより接合部全体が厚くなるので、薄板７４（図１６）として圧電振動子５を構成する圧電材料のグリーンシートをそのまま用いても、接合層７７の厚さにより間隙ｇを確保することができる。
【００５６】
また、上述の実施例においては端子部７３、７３’を長尺状の薄板７４により形成しているが、図１８に示したように個々の個別電極７０、７０’の幅に合わせて切断した短冊状の板７８を用いてもよい。
【００５７】
図１９は、端子部７３、７３’を短冊状に形成するのに適した実施例を示すものであって、セラミック等により各個別電極７０、７０’の配列ピッチに端子部７３、７３’となる櫛歯８０、８０‥‥と、これの他端で連続する連続部８１を備えた櫛歯状の形に構成しておき、第１の蓋部材２に固定後、連続部８１との境界Ｍ−Ｍから切断して切り離すようにしてもよい。
【００５８】
図２０は、本発明の他の実施例を示すものであって、図中符号８１は、金属などの導電性材料で形成された端子で、図２１に示したように各個別電極７０、７０’‥‥に接続するリード部７５、７５’‥‥を第１の蓋部材２の側端まで延長し、これの表面に短冊状の導電性基板８２、８２を導電性接着剤で固定した後、さらに導電性基板８２、８２‥‥の表面に、フレキシブルケーブル７１の導電パターン７２を半田付けするのに適した銀などの金属層の接合部８３を形成したものである。
【００５９】
なお、この実施例においても上述した櫛歯状に形成して製造工程の簡素化を図ることができる。すなわち図２２に示したように、金属板等の導電性の薄板を各個別電極７０、７０’‥‥の配列ピッチに合わせて導電性基板８２として第１の蓋部材２に固定する部分８４と、これらを接合する連続部８５とからなる櫛歯状の部材をプレス加工しておき、導電性基板８２となる部分８４を第１の蓋部材２に固定後、若干第１の蓋部材２より外側を切断線ＮーＮとして連続部８５を切り離すようにしてもよい。そして第１の蓋部材２から突出した領域をフレキシブルケーブル７１との接続領域に使用することにより、アクチュエータユニット１を無用に過熱させることなく、フレキシブルケーブル７１を半田付けすることができる。
【００６０】
図２３は、本発明の他の実施例を示すものであって、図中符号８６は補強基板を兼ねる金属等の基板で、接着剤により第１の蓋部材２に固定し、その表面に絶縁層８７を形成してから、個別電極７０、７０’‥‥の形成時に、少なくとも一部が絶縁層８７の表面に到達するようにリード部７７を形成し、さらにリード部７７を覆うように半田付けに適した接合部８８を形成するようにしてもよい。
【００６１】
図２４は、本発明の他の実施例を示すもので、この実施例においては各個別電極７０、７０’‥‥と接続するリード部７７の端部７７ｂを、端子部８９の位置まで延長し、端部７７ｂを覆うように各個別電極の配列ピッチに合わせて導電性接着剤等を、その表面が圧電振動子５よりも上方に位置するように厚膜印刷して端子部８９を形成し、乾燥後にフレキシブルケーブル７１を接合したものである。
【００６２】
ところで、上述の実施例において端子部の表面が圧電振動子５のよりも上方に位置するようにその厚さを設定しているが、図２５に示したようにフレキシブルケーブル７１の接合領域を第１の蓋部材２側が凸となり、かつその深さｄが圧電振動子５の厚さよりも大きい半球面９０に形成すると、端子部９１を薄く構成できるため、特に導電性接着剤等で端子を形成する場合には乾燥時間を短縮できて、作業能率が向上する。
【００６３】
図２６、２７は、それぞれ他の実施例を示すもので、この実施例においては、圧電振動子５、５’が形成されていない領域、すなわち図２３に示したように側端部側、または圧電振動子５、５’の配列方向の両端に、圧電振動子５、５’よりも厚い支持体９２、９３をそれぞれ圧電振動子５、５’を挟むように配置し、支持体９２、９３の表面でフレキシブルケーブル７１を支持させたものである。
【００６４】
この実施例によれば、単に支持体９２、９３を設けるだけであるから、従来の製造方法をほとんどそのまま踏襲することが可能となる。
【００６５】
図２８は、本発明の他の実施例を示すもので、フレキシブルケーブル７１の両端部を座屈させることなく、フレキシブルケーブル７１を適当な曲率半径Ｒで折り返して、フレキシブルケーブル７１を構成している耐熱性高分子フィルムの弾性を積極的に利用するようにしたものである。
【００６６】
この実施例によれば、フレキシブルケーブル７１自体の弾性により接合部より内側が上部に持ち上げられるから、大きな外力が作用しない限り圧電振動子５に接触することはない。
【００６７】
なお、上述の実施例においては個別電極７０、７０’を第１の蓋部材２の表面に形成する場合についてに説明したが、圧電振動子５、５’の表面に個別電極を、また第１の蓋部材の表面に共通の電極を形成する形式のインクジェット式記録ヘッドにあっても、個別電極をリード部により第１の蓋部材の側端まで引き出すことができれば上述の手法が適用できることは明らかである。
【００６８】
また、上述の実施例においては厚みや高さが小さい圧力発生手段としてＰＺＴ等の圧電材料の薄板を張り付けて構成したものに例を採って説明したが、第１の蓋部材に薄く形成したり、また圧力発生室内に形成することのできる他の形式の圧力発生手段を用いることができる。
【００６９】
すなわち、図２９に示したように圧力発生室３を封止する第１の蓋材２を、下面に共通の電極９５が形成された一枚構造の圧電振動層９６により構成し、その上面の圧力発生室４に対向する領域に個別電極９７を形成して、圧力発生室３に対向する圧電振動層９６の領域だけを選択的にたわみ変位させる構造を採ることができる。
【００７０】
このような圧電振動層９６は、圧電振動板の薄板を用いたり、また共通の電極９５に圧電材料をスパッタリングしたり、水熱法により作り付ける等の種々の方法で形成することができる。
【００７１】
また図３０に示したように、第１の蓋部材２を、共通の電極９５により形成するとともに、共通の電極９５の圧力発生室３側に圧電振動子９８と個別電極９９を設けたり、必要に応じて共通の電極９５の表面に弾性変形に適した層、例えばジルコニアの薄板を積層して構成することもできる。
【００７２】
さらには、図３１に示したようにスペーサ８を封止する蓋部材２の圧力発生室３側の面、もしくは圧力発生室３を区画する他の部材の圧力発生室側にジュール熱発生素子１００を設けて、駆動信号によりジュール熱発生素子１００を発熱させて圧力発生室内のインクを気化させて加圧するものとして構成することもできる。
【００７３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、駆動信号発生手段を圧力発生手段に対して上下関係となる位置に配置できて、駆動信号発生手段の配置のための余分な設置面積を必要としないため、小型化が可能となり、また駆動信号発生手段とアクチュエータユニットとを端子同士で直接接続できてワイヤによる接続作業を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図（ａ）（ｂ）は、それぞれ本発明の第１の発明の一実施例を示す断面図、及び外部装置との接続構造の一実施例を示す図である。
【図２】同上インクジェット式記録ヘッドを構成しているアクチュエータユニットの上面の構造を示す図である。
【図３】同上インクジェット式記録ヘッドに固定される半導体集積回路の端子の構造を示す上面図である。
【図４】半導体集積回路とアクチュエータユニットとの位置関係を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図１０】フレキシブルケーブルの一実施例を示す断面図である。
【図１１】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図１３】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図１４】本発明の第二の発明の一実施例を、対向する圧力発生室近傍の断面構造として示す図である。
【図１５】同上インクジェット式記録ヘッドの個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部を拡大して示す断面図である。
【図１６】端子部の一実施例を示す斜視図である。
【図１７】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続領域の構造でもって示す図である。
【図１８】端子部の一実施例を示す斜視図である。
【図１９】端子部の他の実施例を示す斜視図である。
【図２０】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続領域の構造でもって示す断面図である。
【図２１】端子部の一実施例を示す斜視図である。
【図２２】端子部の他の実施例を示す斜視図である。
【図２３】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２４】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２５】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２６】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２７】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２８】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２９】本発明の圧力発生手段の他の実施例を示す図である。
【図３０】本発明の圧力発生手段の他の実施例を示す図である。
【図３１】本発明の圧力発生手段の他の実施例を示す図である。
【図３２】図（ａ）（ｂ）は、それぞれ従来のインクジェット式記録ヘッドの一例を示す斜視図、及び断面図である。
【符号の説明】
１ アクチュエータユニット
２ 第１の蓋部材
３、３’ 圧力発生室
４ 共通電極
５、５’ 圧電振動子
６、６’ 個別電極
７、７’ 導電パターン
１８、１８’ ノズル開口
２０ 流路ユニット
２２、２２’ 端子
３０ 半導体集積回路
３１、３１’ 端子
４４ フレキシブルケーブル
５９ 支持部材
【発明が属する技術の分野】
本発明は、ノズルプレート、流路形成部材、及び弾性変形可能な蓋部材を積層するとともに、蓋部材に圧力発生手段を取付けたインクジェット記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノズルプレート、流路形成部材、及び弾性変形可能な蓋部材を積層し、振動板の表面に圧力発生手段、例えばたわみ振動モードの圧電振動子を取付けたインクジェット記録ヘッドは、これら大部分の部材をセラミックにより構成されているため、各部材をグリーンシートの状態で積層して、これを焼成することにより接着剤を使用することなく固定できるため、接着剤による接合工程が不要となり、製造工程の簡素化を図ることができるという利点を備えている。
このような記録ヘッドは、図３２（ａ）に示したように外部からの駆動信号を受けるため、圧電振動子Ａ，Ａ，Ａ‥‥の個別電極Ｂ，Ｂ，ＢがフレキシブルケーブルＣを介して外部装置に接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、印字品質の向上や印刷速度の向上を図るために多数のノズルが形成された記録ヘッドにあっては、個別電極の幅が極めて細く、またその数が多くなるため、フレキシブルケーブルＣとの接続作業が困難になるばかりでなく、各圧電振動子に信号を供給するためのフレキシブルケーブルＣの各導電パターンが細くなって電気抵抗が高くなり、駆動回路の高電圧化や高電力化を必要とする等の問題がある。
【０００４】
このような問題を解消するため、図３２（ｂ）に示したように駆動信号発生機能を備えた半導体チップＤを、記録ヘッドのアクチュエータユニットＥの表面に樹脂Ｆで封入固定して搭載することも行われているが、アクチュエータユニット上の、しかも圧電振動子が存在しない領域に半導体チップＤの固定領域を確保する必要上、記録ヘッドが大型化したり、また半導体チップＤの信号出力端子と個別電極Ｂ，Ｂ，ＢとをワイヤＧ，Ｇ’で接続する配線作業が必要になる等の問題がある。
【０００５】
また、外部からの信号を供給するフレキシブルケーブルは、アクチュエータユニットの表面に複数列形成されている圧電振動子を跨ぐようにして、両端で個別電極に接続する端子に固定されているため、フレキシブルケーブルの張設の具合がゆるかったり、またフレキシブルケーブルに外力が作用した場合などには、フレキシブルケーブルが圧電振動子に接触して圧電振動子の振動を阻害し、印字品質に悪影響を与えたり、また圧電振動子を破損する等の問題がある。
【０００６】
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、その第１の目的は、記録ヘッドの大型化を招くことなく、記録ヘッドと外部駆動回路との配線構造を簡素化することができる新規なインクジェット式記録ヘッド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においては、第１の蓋部材と、該蓋部材により一方の面が封止されてノズル開口に連通する圧力発生室を形成するスペーサと、前記ノズル開口を備えて前記スペーサの他方の面を封止する部材と、前記圧力発生室を加圧する圧力発生手段と、を備えたインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記圧力発生手段に信号を選択的に印加する個別電極に接続するとともに、前記蓋部材の表面の両側端に相互に独立して列状に形成された複数個の導電パターンの端子からなる第１の端子と、外部からの信号により前記圧力発生手段を駆動するための駆動信号を生成し、かつ前記第１の端子を構成している複数個の導電パターンの端子と同一の配列ピッチを有し、相互に独立するとともに相対応する列状に形成された複数個の端子からなる第２の端子を備えた駆動信号発生手段と、を備え、前記圧力発生手段の表面と前記駆動信号発生手段の底面との間に所定間隙を確保するように前記駆動信号発生手段を前記蓋部材の上方に位置させて、前記第１の端子と前記第２の端子との対向する端子同士を導電性接着剤または接合可能な導電材料により直接接合されている。
【０００８】
【作用】
蓋部材の上方に駆動信号発生手段が位置して両者が上下関係となるため、駆動信号発生手段を配置するための余分な設置面積を必要とせず、またアクチュエータユニットの第１の端子と駆動信号発生手段の第２の端子とをワイヤなどの線部材を必要とすることなく端子同士を直接接合し、かつ駆動信号発生手段を固定できる。
【０００９】
【発明の実施の態様】
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は、本発明の記録ヘッドの一実施例を、１つのアクチュエータユニットの圧力発生室近傍の構造でもって示す図で、図中符号２は第１の蓋部材で、厚さ１０μｍ程度のジルコニアの薄板から構成され、その表面に、後述する圧力発生室３、３に対向するように一方の極となる共通電極４を形成し、その上にＰＺＴ等の圧電材料の薄板からなる圧電振動子５、５’が固定されている。
【００１０】
圧電振動子５、５’の表面には個別電極６、６’が形成され、共通電極４の形成に合わせて導電材料を蒸着して形成された引出用の導電パターン７、７’により第１の蓋部材２の側方まで引き出されている。
【００１１】
８は、スペーサで、圧力発生室３、３’を形成するのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア（ＺｒＯ２）などのセラミックス板に通孔を穿設して構成され、後述する第２の蓋部材９と第１の蓋部材２により両面を封止されて前述の圧力発生室３、３’を形成している。
【００１２】
９は、第２の蓋部材で、やはりジルコニア等のセラミック板に後述するインク供給口１３、１３’と圧力発生室３、３’とを接続する連通孔１０、１０’と、ノズル開口１８、１８’と圧力発生室３、３’の他端とを接続する連通孔１１、１１’を穿設して構成され、スペーサ８の他面を封止するように固定されている。
【００１３】
これら各部材２、８、９は、粘土状のセラミックス材料、いわゆるグリーンシートを所定の厚さに成形して要所に通孔を穿設後、積層して焼成することにより接着剤を必要とすることなくアクチュエータユニット１に纏めることができる。
【００１４】
１２は、インク供給口形成基板で、アクチュエータユニット１の固定基板を兼ねるとともに、圧力発生室３、３’側の一端側に後述する共通のインク室１５、１５と圧力発生室３、３’を接続するインク供給口１３、１３’が設けられ、また圧力発生室３、３’の他端側にはノズル開口１８、１８’に接続する連通孔１４、１４’が設けられている。
【００１５】
１９は、共通のインク室形成基板で、図示しないインクタンクからのインクの流入を受ける共通のインク室１５、１５’と、ノズル開口１８、１８’と接続する連通孔１６、１６’を設けて構成され、他方の面をノズルプレート１７により封止されて共通のインク室を形成している。
【００１６】
１７は、前述のノズルプレートで、連通孔１１、１４、１６、及び連通孔１１’、１４’、１６’を介して圧力発生室３、３’に連通するようにノズル開口１８、１８’が形成されている。
【００１７】、
これらインク供給口形成基板１２、共通のインク室形成基板１９、及びノズルプレート１７は、それぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤等からなる接着層により固定して流路ユニット２０に纏められ、その上でアクチュエータユニット１と熱溶着フィルムや接着剤等により固定して記録ヘッドが構成されている。
【００１８】
２２、２２’は、端子で、図２に示したようにそれぞれ各個別電極６、６’の延長として形成された導電パターン７、７’の端部に相互が独立するように形成されており、接合可能な導電性材料、例えばハンダチップや、導電性接着剤等を表面に付着させた銀電極や銅電極として構成されている。
【００１９】
３０は、外部からの信号を受けて各圧電振動子５、５’を駆動するための駆動信号を出力する半導体集積回路で、この実施例ではベアチップとして構成されており、図３に示したように駆動信号出力端子３１、３１’が、アクチュエータユニット１の端子２２、２２’と同一ピッチで接合面側に設けられている。
【００２０】
これら半導体集積回路３０とアクチュエータユニット１とは、端子２２、２２’、３１、３１’を構成している材料が導電性接着剤の場合には、接着剤を固化させることにより、またハンダである場合にはハンダを熱溶融させることにより、半導体集積回路３０の底面と圧電振動子５、５’の表面との間に一定の間隙Ｈを確保した状態で固定される（図４）。
【００２１】
半導体集積回路３０には、これにフレキシブルケーブルを直接接続したり、また図１（ｂ）に示したようにアクチュエータユニット１の表面に接続用の導電パターン３３を形成し、このパターン３３にフレキシブルケーブル４４を接続することにより外部装置からの印刷信号が供給される。
【００２２】
この実施例において、外部装置からの印刷信号が入力すると、半導体集積回路３０は、外部からシリアル信号として入力した印刷信号から各圧電振動子５、５’を同時に駆動するためのパラレル信号を生成し、端子３１、２２、及び３１’、２２’を介して対応する圧電振動子５、５’の個別電極６、６’に出力する。
【００２３】
圧電振動子５、５’は駆動信号を受けてたわみ振動を起こして圧力発生室３、３’を収縮させてノズル開口１８、１８’からインク滴を吐出させ、また信号の印加が無くなった時点で元の状態に復帰してインク供給口１３、１３’を介して共通のインク室１５、１５’のインクを圧力発生室３、３’に流入させる。
【００２４】
半導体集積回路３０の端子３１、３１’と個別電極６、６’との距離は図３２（ａ）に示すフレキシブルケーブルＣに比較して極めて短いから、半導体集積回路３０と個別電極６、６’との間の電気抵抗が極めて小さく、したがって半導体集積回路３０からの駆動信号は減衰することなく圧電振動子５、５’に供給される。
【００２５】
ところで、半導体集積回路３０が圧電振動子５、５’の上部に壁面として位置するため、数キロＨｚ程度の周波数での圧電振動子５、５’の駆動に伴って生じる騒音をある程度遮断、減衰させ、また半導体集積回路３０がアクチュエータユニット１の両側において接着剤やハンダにより接合されているから、補強板としても機能して他の部材が圧電振動子５、５’に接触を防止する。
【００２６】
図５は、本発明の他の実施例を示すもので、図中符号４０は、半導体集積回路固定基板で、アクチュエータユニット１の端子２２、２２’のピッチに一致する端子４１、４１’が設けられていて、表面にベアチップとして構成された半導体集積回路３０を搭載して、半導体集積回路３０の出力端子と端子４１、４１’とをワイヤ４２、４２’により接続した状態で、樹脂４３で半導体集積回路３０が表面に封止、固定されている。
【００２７】
この実施例によれば、半導体集積回路３０をアクチュエータユニット１のサイズに関わりなく、回路を構成することができ、またアクチュエータユニットのサイズに合った半導体集積回路固定基板４０を用意するだけで、大型のアクチュエータユニット等あらゆる形状のものに適用できるため、半導体集積回路３０のコストを下げることが可能となる。
【００２８】
また外部との接続を行うフレキシブルケーブル４４を半導体集積回路固定基板４０に接続できるから、ハンダ付け時の高温がアクチュエータユニット１に及ぶのを防止することができる。
【００２９】
図６は、本発明の他の実施例を示すものであって、アクチュエータユニット１の中央領域の圧電振動子５、５’が存在しない領域には、半導体集積回路固定基板４０が圧電振動子５、５’に接触しない程度の間隙を形成でき、かつ先端が固定基板４０の裏面に当接する高さを有する支持部材５９が少なくとも１個、電気絶縁材料により形成されている。
【００３０】
この実施例によれば、支持部材５９が固定基板４０を支えるから、これの重量が記録ヘッドの両側に集中的に作用することによる記録ヘッドの反りを防止できる。
【００３１】
図７は、本発明の他の実施例を示すもので、図中符号４５は、半導体集積回路３０を収容したパッケージで、底面にはアクチュエータユニット１の端子２２、２２’のピッチに一致する端子４６、４６’が設けられていて、半導体集積回路３０の出力端子と端子４６、４６’とがワイヤ４７、４７’で接続されている。
【００３２】
この実施例によれば、パッケージ４５の端子４６、４６’の配列ピッチをアクチュエータユニット１の端子２２、２２’に合わせて形成することにより、既存の半導体集積回路３０を種々なアクチュエータユニット１に使用することが可能となり、半導体集積回路３０の共用化によるコストの引き下げが可能となり、またフレキシブルケーブルのハンダ付け時にはアクチュエータユニット１が加熱されるのを防止することができる。
【００３３】
図８は、本発明の他の実施例を示すものであって、アクチュエータユニット１の中央領域の圧電振動子５、５’が存在しない領域には、パッケージ４５が圧電振動子５、５’に接触しない程度の間隙を形成でき、かつ先端がパッケージ４５の裏面に当接する高さを有する支持部材５９が少なくとも１個、電気絶縁材料により形成されている。
【００３４】
この実施例によれば、支持部材５９がパッケージ４５を中央部でも支えるから、これの重量が記録ヘッドの両側に集中的に作用することによる記録ヘッドの反りを防止できる。
【００３５】
図９は、本発明の他の実施例を示すもので、図中符号５０は、外部装置と接続するフレキシブルケーブルで、図１０に示したようにポリイミド等の耐熱性絶縁フィルム５１に半田付けが可能な金属、例えば銅等の金属箔を積層して構成されており、少なくともアクチュエータユニット１に対向する領域では、アクチュエータユニット１の端子２２、２２’を跨ぐことができるサイズに成形されている。
【００３６】
そしてアクチュエータユニット１に固定されたとき、ほぼ中央となる領域には半導体集積回路３０の信号出力端子５５を圧電振動子に対向させて露出させることができる程度の窓５３が形成されている。
【００３７】
この窓５３の内側には、半導体集積回路３０の信号出力端子５５の配列に合わせて金属箔５２を窓側に露出させて形成したタブ５４、５４’が設けられていて、タブ５４、５４’と半導体集積回路３０の信号出力端子５５とを半田付けした後、少なくとも半導体集積回路３０の周縁を樹脂５６で封止して半導体集積回路３０がフレキシブルケーブル５０に固定されている。
【００３８】
そしてフレキシブルケーブル５０の裏面にはアクチュエータユニット１の端子２２、２２’に一致するように半球状の端子５７、５７’が設けられ、タブ５４、５４’から延びる導電パターン５８、５８’を介して半導体集積回路３０に接続されている。
【００３９】
この実施例において、フレキシブルケーブル５０の端子５７、５７’とアクチュエータユニット１の端子２２、２２’の少なくとも一方の厚さをフレキシブルケーブル５０の裏面が圧電振動子５、５’よりも上方に位置するようにその厚みを調整しておくことにより、フレキシブルケーブル５０と圧電振動子５、５’との接触を防止することができるばかりでなく、薄い耐熱性フィルム５１を介して熱を与えることによりフレキシブルケーブル５０の端子５２、５２’とアクチュエータユニットの端子２２、２２’を比較的簡単に半田付けすることができる。
【００４０】
図１１は、本発明の他の実施例を示すものであって、アクチュエータユニット１の中央領域の圧電振動子５、５’が存在しない領域には、フレキシブルーブル５０が圧電振動子５、５’に接触しない程度の間隙を形成でき、かつ先端が半導体集積回路３０の裏面に当接する高さを有する支持部材５９が少なくとも１個、電気絶縁材料により形成されている。
【００４１】
この実施例によれば、支持部材５９が半導体集積回路３０を支えてフレキシブルケーブル５０の裏面と圧電振動子との間に一定の間隙を確保するから、フレキシブルケーブル５０には、これを上方に位置させるための嵩上げ用の半球状の端子５７、５７’が不要となるばかりでなく、導電パターン５８、５８’を直接端子２２、２２’に半田付けすることができる。
【００４２】
また、半導体集積回路３０の重量を支持部材５９により受け止めて、フレキシブルケーブル３０のたわみを防止して、圧電振動子５、５’との接触や、また半導体集積回路３０やフレキシブルケーブル５０の重量が記録ヘッドの両側に集中的に作用することによる記録ヘッドの反りを防止でき、さらには不用意に上方から作用する力を突起で受け止めて接触や反りを防止することができる。
【００４３】
なお、上述の実施例においては半導体集積回路３０とフレキシブルケーブル５０とをタブ５４、５４’を介して接続しているが、図１２に示したように半導体集積回路３０の端子６０を半導体集積回路３０の裏面から突出する形状とし、またフレキシブルケーブル５０を金属箔５２を上面となるように配置して、半導体集積回路３０の端子６０、６０’を金属箔５２に半田付けする。
【００４４】
さらにアクチュエータユニット１の端子２２、２２’と対向する箇所には絶縁フィルム５１を剥離して金属箔５２を露出させて、ここに耐熱性絶縁フィルム５１の表面まで突出し、かつフレキシブルケーブル５０の裏面を圧電振動子５、５’との間に空間を確保できる程度の厚みを備えた端子６１、６１’をハンダチップや導電性接着剤により作り付け、この端子６１、６１’を介してアクチュエータユニット１の端子２２、２２’に接続してもよい。
【００４５】
また図１３に示したように、アクチュエータユニット１の中央領域の圧電振動子５、５’が存在しない領域に、フレキシブルーブル５０が圧電振動子５、５’に接触しない程度の間隙を形成でき、かつフレキシブルケーブル５０の裏面に当接できる高さを有する支持部材５９を形成すれば、端子６１、６１’を薄くしてもフレキシブルケーブル５０と圧電振動子５、５７との接触を防止することができる。
【００４６】
さらに上述の実施例においては、圧電振動子５、５’の表面に個別電極６、６’を形成する場合について説明したが、第１の蓋部材２の表面に個別電極を、また圧電振動子５、５’の表面に共通の電極を形成する形式のインクジェット式記録ヘッドにあっても、個別電極をリード部により第１の蓋部材の側端まで引き出すことができれば上述の手法が適用できることは明らかである。
【００４７】
図１４は、本発明の第二の発明の一実施例を示すものであって、この実施例においては、アクチュエータユニット１の個別電極７０、７０’は、下電極として第１の蓋部材２の表面に形成され、また図示しない共通電極は圧電振動子５、５’の表面に形成されている。
【００４８】
図中符号７１は、個別電極７０、７０’と外部駆動回路とを接続するフレキシブルケーブルで、外部駆動回路からの信号を各個別電極７０、７０’に供給するパターンの先端には、個別電極７０、７０’と接続する端子部７３、７３’の配列ピッチに合わせて接続用の導電パターン７２、７２’が形成されている。
【００４９】
図１５は、上述した個別電極７０、７０’とフレキシブルケーブル７１の接続部の構造を一端側について拡大して示すものであって、図中符号７３は、第１の蓋部材２の表面に形成された端子部で、この実施例においては電気絶縁材料からなり、その表面が圧電振動子５の表面より上方に位置する厚さに選択されている。
【００５０】
この端子部７３は、図１６に示したように第１の蓋部材２の側端に、上述した厚さを備えた電気絶縁材料の板、例えばセラミックス等の薄板７４を接着剤で固定したり、またセラミックスのグリーンシートを張り付けて圧電振動子５の焼成と同時に焼成して接合するなどの手法で作り付けられている。
【００５１】
再び図１４に戻って、７５は、個別電極７０、７０’から端子部７３の表面まで引き出されたリード部で、蒸着などにより形成され、端子部７３、７３’の表面に接合部７６、７６’を形成している。
【００５２】
この実施例において、接合部７６、７６’の表面に個別電極７０、７０’の幅、及び配列ピッチに合わせて半田ペーストを塗布し、フレキシブルケーブル７１を２列に配置されている圧電振動子５、５’を跨がして、各導電パターン７２、７２’を端子部７３、７３’の接合部７６、７６’に位置合わせし、そのフレキシブルケーブル７１の表面から加熱する。これによりフレキシブルケーブル７１を構成している耐熱性絶縁フィルムを介して半田ペーストが溶融して、半田付けが行なわれる。
【００５３】
半田付けが終了した段階では、フレキシブルケーブル７１は、両端を端子部７３、７３’により固定されて端子部７３、７３の高さにより圧電振動子５、５’の表面との間に間隙ｇを形成した状態で保持され、フレキシブルケーブル７１は、圧電振動子５、５’に接触することがなく、また端子部７３、７３’を構成する板が補強部材としても機能する。
【００５４】
なお、上述の実施例においては、リード部７５、７５’の延長として形成された接合部７６、７６’に直接半田付けを行うようにしているが、図１７に示したようにリード部７５、７５’の先端７５ａ、７５ａ’を端子部７３、７３’まで延長し、これと導電関係を維持させて端子部７３、７３’の表面に半田付けに適した金属により接合層７７を各個別電極の幅に一致するように形成し、ここにフレキシブルケーブル７１の導電パターン７２を接合するようにしてもよい。
【００５５】
この実施例によれば金属の接合層７７の厚みにより接合部全体が厚くなるので、薄板７４（図１６）として圧電振動子５を構成する圧電材料のグリーンシートをそのまま用いても、接合層７７の厚さにより間隙ｇを確保することができる。
【００５６】
また、上述の実施例においては端子部７３、７３’を長尺状の薄板７４により形成しているが、図１８に示したように個々の個別電極７０、７０’の幅に合わせて切断した短冊状の板７８を用いてもよい。
【００５７】
図１９は、端子部７３、７３’を短冊状に形成するのに適した実施例を示すものであって、セラミック等により各個別電極７０、７０’の配列ピッチに端子部７３、７３’となる櫛歯８０、８０‥‥と、これの他端で連続する連続部８１を備えた櫛歯状の形に構成しておき、第１の蓋部材２に固定後、連続部８１との境界Ｍ−Ｍから切断して切り離すようにしてもよい。
【００５８】
図２０は、本発明の他の実施例を示すものであって、図中符号８１は、金属などの導電性材料で形成された端子で、図２１に示したように各個別電極７０、７０’‥‥に接続するリード部７５、７５’‥‥を第１の蓋部材２の側端まで延長し、これの表面に短冊状の導電性基板８２、８２を導電性接着剤で固定した後、さらに導電性基板８２、８２‥‥の表面に、フレキシブルケーブル７１の導電パターン７２を半田付けするのに適した銀などの金属層の接合部８３を形成したものである。
【００５９】
なお、この実施例においても上述した櫛歯状に形成して製造工程の簡素化を図ることができる。すなわち図２２に示したように、金属板等の導電性の薄板を各個別電極７０、７０’‥‥の配列ピッチに合わせて導電性基板８２として第１の蓋部材２に固定する部分８４と、これらを接合する連続部８５とからなる櫛歯状の部材をプレス加工しておき、導電性基板８２となる部分８４を第１の蓋部材２に固定後、若干第１の蓋部材２より外側を切断線ＮーＮとして連続部８５を切り離すようにしてもよい。そして第１の蓋部材２から突出した領域をフレキシブルケーブル７１との接続領域に使用することにより、アクチュエータユニット１を無用に過熱させることなく、フレキシブルケーブル７１を半田付けすることができる。
【００６０】
図２３は、本発明の他の実施例を示すものであって、図中符号８６は補強基板を兼ねる金属等の基板で、接着剤により第１の蓋部材２に固定し、その表面に絶縁層８７を形成してから、個別電極７０、７０’‥‥の形成時に、少なくとも一部が絶縁層８７の表面に到達するようにリード部７７を形成し、さらにリード部７７を覆うように半田付けに適した接合部８８を形成するようにしてもよい。
【００６１】
図２４は、本発明の他の実施例を示すもので、この実施例においては各個別電極７０、７０’‥‥と接続するリード部７７の端部７７ｂを、端子部８９の位置まで延長し、端部７７ｂを覆うように各個別電極の配列ピッチに合わせて導電性接着剤等を、その表面が圧電振動子５よりも上方に位置するように厚膜印刷して端子部８９を形成し、乾燥後にフレキシブルケーブル７１を接合したものである。
【００６２】
ところで、上述の実施例において端子部の表面が圧電振動子５のよりも上方に位置するようにその厚さを設定しているが、図２５に示したようにフレキシブルケーブル７１の接合領域を第１の蓋部材２側が凸となり、かつその深さｄが圧電振動子５の厚さよりも大きい半球面９０に形成すると、端子部９１を薄く構成できるため、特に導電性接着剤等で端子を形成する場合には乾燥時間を短縮できて、作業能率が向上する。
【００６３】
図２６、２７は、それぞれ他の実施例を示すもので、この実施例においては、圧電振動子５、５’が形成されていない領域、すなわち図２３に示したように側端部側、または圧電振動子５、５’の配列方向の両端に、圧電振動子５、５’よりも厚い支持体９２、９３をそれぞれ圧電振動子５、５’を挟むように配置し、支持体９２、９３の表面でフレキシブルケーブル７１を支持させたものである。
【００６４】
この実施例によれば、単に支持体９２、９３を設けるだけであるから、従来の製造方法をほとんどそのまま踏襲することが可能となる。
【００６５】
図２８は、本発明の他の実施例を示すもので、フレキシブルケーブル７１の両端部を座屈させることなく、フレキシブルケーブル７１を適当な曲率半径Ｒで折り返して、フレキシブルケーブル７１を構成している耐熱性高分子フィルムの弾性を積極的に利用するようにしたものである。
【００６６】
この実施例によれば、フレキシブルケーブル７１自体の弾性により接合部より内側が上部に持ち上げられるから、大きな外力が作用しない限り圧電振動子５に接触することはない。
【００６７】
なお、上述の実施例においては個別電極７０、７０’を第１の蓋部材２の表面に形成する場合についてに説明したが、圧電振動子５、５’の表面に個別電極を、また第１の蓋部材の表面に共通の電極を形成する形式のインクジェット式記録ヘッドにあっても、個別電極をリード部により第１の蓋部材の側端まで引き出すことができれば上述の手法が適用できることは明らかである。
【００６８】
また、上述の実施例においては厚みや高さが小さい圧力発生手段としてＰＺＴ等の圧電材料の薄板を張り付けて構成したものに例を採って説明したが、第１の蓋部材に薄く形成したり、また圧力発生室内に形成することのできる他の形式の圧力発生手段を用いることができる。
【００６９】
すなわち、図２９に示したように圧力発生室３を封止する第１の蓋材２を、下面に共通の電極９５が形成された一枚構造の圧電振動層９６により構成し、その上面の圧力発生室４に対向する領域に個別電極９７を形成して、圧力発生室３に対向する圧電振動層９６の領域だけを選択的にたわみ変位させる構造を採ることができる。
【００７０】
このような圧電振動層９６は、圧電振動板の薄板を用いたり、また共通の電極９５に圧電材料をスパッタリングしたり、水熱法により作り付ける等の種々の方法で形成することができる。
【００７１】
また図３０に示したように、第１の蓋部材２を、共通の電極９５により形成するとともに、共通の電極９５の圧力発生室３側に圧電振動子９８と個別電極９９を設けたり、必要に応じて共通の電極９５の表面に弾性変形に適した層、例えばジルコニアの薄板を積層して構成することもできる。
【００７２】
さらには、図３１に示したようにスペーサ８を封止する蓋部材２の圧力発生室３側の面、もしくは圧力発生室３を区画する他の部材の圧力発生室側にジュール熱発生素子１００を設けて、駆動信号によりジュール熱発生素子１００を発熱させて圧力発生室内のインクを気化させて加圧するものとして構成することもできる。
【００７３】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、駆動信号発生手段を圧力発生手段に対して上下関係となる位置に配置できて、駆動信号発生手段の配置のための余分な設置面積を必要としないため、小型化が可能となり、また駆動信号発生手段とアクチュエータユニットとを端子同士で直接接続できてワイヤによる接続作業を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図（ａ）（ｂ）は、それぞれ本発明の第１の発明の一実施例を示す断面図、及び外部装置との接続構造の一実施例を示す図である。
【図２】同上インクジェット式記録ヘッドを構成しているアクチュエータユニットの上面の構造を示す図である。
【図３】同上インクジェット式記録ヘッドに固定される半導体集積回路の端子の構造を示す上面図である。
【図４】半導体集積回路とアクチュエータユニットとの位置関係を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図１０】フレキシブルケーブルの一実施例を示す断面図である。
【図１１】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図１２】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図１３】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図１４】本発明の第二の発明の一実施例を、対向する圧力発生室近傍の断面構造として示す図である。
【図１５】同上インクジェット式記録ヘッドの個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部を拡大して示す断面図である。
【図１６】端子部の一実施例を示す斜視図である。
【図１７】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続領域の構造でもって示す図である。
【図１８】端子部の一実施例を示す斜視図である。
【図１９】端子部の他の実施例を示す斜視図である。
【図２０】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続領域の構造でもって示す断面図である。
【図２１】端子部の一実施例を示す斜視図である。
【図２２】端子部の他の実施例を示す斜視図である。
【図２３】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２４】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２５】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２６】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２７】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２８】本発明の他の実施例を個別電極とフレキシブルケーブルとの接続部の構造でもって示す断面図である。
【図２９】本発明の圧力発生手段の他の実施例を示す図である。
【図３０】本発明の圧力発生手段の他の実施例を示す図である。
【図３１】本発明の圧力発生手段の他の実施例を示す図である。
【図３２】図（ａ）（ｂ）は、それぞれ従来のインクジェット式記録ヘッドの一例を示す斜視図、及び断面図である。
【符号の説明】
１ アクチュエータユニット
２ 第１の蓋部材
３、３’ 圧力発生室
４ 共通電極
５、５’ 圧電振動子
６、６’ 個別電極
７、７’ 導電パターン
１８、１８’ ノズル開口
２０ 流路ユニット
２２、２２’ 端子
３０ 半導体集積回路
３１、３１’ 端子
４４ フレキシブルケーブル
５９ 支持部材
Claims (12)
- 第１の蓋部材と、該蓋部材により一方の面が封止されてノズル開口に連通する圧力発生室を形成するスペーサと、前記ノズル開口を備えて前記スペーサの他方の面を封止する部材と、前記圧力発生室を加圧する圧力発生手段と、を備えたインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記圧力発生手段に信号を選択的に印加する個別電極に接続するとともに、前記蓋部材の表面の両側端に相互に独立して列状に形成された複数個の導電パターンの端子からなる第１の端子と、
外部からの信号により前記圧力発生手段を駆動するための駆動信号を生成し、かつ前記第１の端子を構成している複数個の導電パターンの端子と同一の配列ピッチを有し、相互に独立するとともに相対応する列状に形成された複数個の端子からなる第２の端子を備えた駆動信号発生手段と、
を備え、
前記圧力発生手段の表面と前記駆動信号発生手段の底面との間に所定間隙を確保するように前記駆動信号発生手段を前記蓋部材の上方に位置させて、前記第１の端子と前記第２の端子との対向する端子同士を導電性接着剤または接合可能な導電材料により直接接合されているインクジェット式記録ヘッド。 - 前記駆動信号発生手段が半導体チップとして構成され、前記第２の端子が前記半導体チップに直接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。
- 前記蓋部材の表面で、かつ前記蓋部材の振動を阻害しない位置に、前記半導体チップを支持する支持部材を有する請求項２に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記駆動信号発生手段が、半導体チップを固定基板に固定して構成されていて、前記第２の端子が前記固定基板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。
- 前記蓋部材の表面で、かつ前記蓋部材の振動を阻害しない位置に、前記固定基板を支持する支持部材を有する請求項４に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記固定基板が前記半導体チップを収容するケースとして構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。
- 前記蓋部材の表面で、かつ前記蓋部材の振動を阻害しない位置に、前記ケースを支持する支持部材を有する請求項６に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記固定基板が、外部装置と接続するフレキシブルケーブルである請求項４に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記蓋部材の表面で、かつ前記蓋部材の振動を阻害しない位置に、前記フレキシブルケーブルを支持する支持部材を有する請求項８に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記半導体チップの周縁が高分子材料により前記フレキシブルケーブルに固定されている請求項８に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記フレキシブルケーブの、前記半導体チップに対向する領域に窓が形成され、また前記フレキシブルケーブルを構成する金属箔により前記半導体チップの信号出力端子の配列ピッチに一致するタブが形成され、前記信号出力端子が前記タブに接続され、前記タブを構成している金属箔が前記第１の端子に接続されている請求項１０に記載のインクジェット式記録ヘッド。
- 前記金属箔には前記第１の端子に一致するように半球状の端子が形成されている請求項１１に記載のインクジェット式記録ヘッド。
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