JP3922151B2 - フレキシブル配線基板の接続構造および接続方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドのフレキシブル配線基板の接続構造および接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェット記録装置では、カラー印刷等を行うために、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のインクカートリッジが利用されている。これらインクカートリッジを収容保持するヘッドホルダには、各色のインクの噴射を行うための４つのインクジェットヘッドや、それらを駆動するための回路基板等が設けられ、これらインクジェットヘッドと回路基板とはフレキシブル配線基板を介して接続されており、ヘッドユニットとして構成されている。そして、インクカートリッジからインクがインクジェットヘッドに供給され、噴射ノズルからインクが噴射され記録が行われている。
【０００３】
近年の記録品質の向上にともなって、噴射ノズルの配置密度がますます高密度化され、それに合わせてインクジェットヘッドの各ヘッド端子や、これら各ヘッド端子と接続されるフレキシブル配線基板の各端子ランドの配置も高密度化されている。このため、例えば半田等の導電性のろう材で各ヘッド端子と各端子ランドとを接合する場合、隣接する端子間で半田ブリッジが形成されないように、限られた配置面積内で個々の端子ランド間に十分な距離を確保するために、例えば特許文献１では各端子ランドを千鳥状に配置している。そして、特許文献２のように、各端子ランド上に半田を薄く形成し、その端子ランド上にヘッド端子を重ねた状態で半田を加熱して溶融し、各端子ランドと各ヘッド端子との接合を行っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−５０４９８号公報
【特許文献２】
特開平９−４６０３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、噴射ノズルをより一層高密度に配置するためには、フレキシブル配線基板の端子ランドをより一層高密度に配置しなければならず、そのためには、端子ランドの形状、配置間隔を精度よく形成し、さらにその上に半田の厚さおよび形状を精度よく形成し、ヘッド端子を精度よく位置合わせしなければならず、それでも隣接する端子ランド間が半田ブリッジで短絡する可能性が大きく、製造の歩留まりが悪い問題があった。特に、高密度に配置するために、端子ランドを千鳥状に配置し、その端子ランド間にそれぞれの端子ランドに接続するための導線を配置したものでは、さらに導電部材の間隔が狭くなり、高い精度が要求され、製造コストが高くなっていた。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、フレキシブル配線基板の各端子ランドと各ヘッド端子との接続構造を工夫することで、各端子ランドや各ヘッド端子の配置密度を上げ、しかも短絡を防止することのできるインクジェットヘッドのフレキシブル配線基板の接続構造および接続方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、密接配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続構造であって、可撓性を有する帯状の絶縁体と、前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して、前記絶縁体の一方の面上に列設された複数の端子ランドと、前記絶縁体上に配線され、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線と、前記絶縁体の前記端子ランドの配置位置に穿設され、前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ前記絶縁体の他方の面側に露出させる複数の貫通孔と、前記露出部分全体を覆って接合するように配置され、前記複数の貫通孔を介して前記端子ランドと前記ヘッド端子とを電気的に接続する導電性ろう材とを備え、前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さく、前記露出部分と前記ヘッド端子との間に、前記導電性ろう材が介在された状態でその両者が接続固定されている。
【０００８】
また、請求項２に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、密接配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続構造であって、可撓性を有する帯状の絶縁体と、前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して、前記絶縁体の一方の面上に列設された複数の端子ランドと、前記絶縁体上に配線され、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線と、前記絶縁体の前記一方の面を覆い、前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ露出するための複数の露出孔が設けられた絶縁体膜と、前記露出部分を覆うように接合するように配置され、前記複数の露出孔を介して前記端子ランドと前記ヘッド端子とを電気的に接続する導電性ろう材とを備え、前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さく、前記露出部分と前記ヘッド端子との間には前記導電性ろう材が介在された状態でその両者が接続固定されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記貫通孔は、その外周が前記露出部分の外周よりも大きく、その開口面積が前記絶縁体の他方の面側に向かって広がるようなテーパ部を備えて穿設されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項２に記載の発明の構成に加え、前記露出孔は、その外周が前記露出部分の外周よりも大きく、その開口面積が前記絶縁体膜の他方の面側に向かって広がるようなテーパ部を備えて穿設されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記複数の端子ランドは複数列千鳥状に配置され、前記導線はその端子ランドの間隙をとおって配線されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記インクジェットヘッドは、前記複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加する駆動電極を有するアクチュエータを備え、その最上層には前記駆動電極と電気的に接続された略帯状の表面電極を複数有し、前記ヘッド端子は、前記表面電極の幅方向よりも広く、長さよりも短い略矩形状で、前記表面電極上に複数列配置されていて、前記ヘッド端子と前記複数の端子ランドとを前記導電性ろう材を介して接続させたとき、その余剰のろう材が、前記表面電極の長さ方向に沿って逃げるように前 記表面電極が逃げパターンとして設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記ろう材が、前記ヘッド端子と前記端子ランドとを接続した状態にあるとき、余剰のろう材が前記ヘッド端子の周囲に漏れ出した状態にあることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記露出部分と接合されるろう材は、少なくともその使用容積が、前記露出部分を底面積とし、高さが前記絶縁体に厚み程度としたほぼ円柱容積以上であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記露出部分と接合されるろう材は、前記絶縁体の厚み方向に広がり形状を有する貫通孔全体を埋める程度の容積であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法は、被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、複数列千鳥状に配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続方法であって、可撓性を有する帯状の絶縁体の一方の面上に、前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して複数列千鳥状に配置された端子ランドと、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線とを形成する配線工程と、前記絶縁体の前記端子ランドの配置位置に、前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ前記絶縁体の他方の面側に露出させる複数の貫通孔が、前記露出部分の面積を、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さくなるように穿設された穿孔工程と、前記貫通孔内の前記露出部分上に導電性のろう材を配置する載置工程と、前記端子ランドと前記ヘッド端子とを対向させ、前記露出部分と前記ヘッド端子との間に前記溶融したろう材を介在させて、その両者を接続固定する接続工程とからなることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１１に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法は、被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、複数列千鳥状に配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続方法であって、可撓性を有する帯状の絶縁体の一方の面上に、前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して複数列千鳥状に配置された端子ランドと、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線とを形成する配線工程と、前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ露出するための複数の露出孔が、前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さくなるように穿設された絶縁体膜で前記絶縁体の前記一方の面を覆う被膜工程と、前記露出孔内の前記露出部分上に導電性のろう材を配置する載置工程と、前記端子ランドと前記ヘッド端子とを対向させ、前記露出部分と前記ヘッド端子との間に前記溶融したろう材を介在させて、その両者を接続固定する接続工程とからなることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１２に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法は、請求項１０または１１に記載の発明の構成に加え、前記ろう材を配置する載置工程は、前記端子ランド上の前記露出部分にろう材を置いて当該ろう材を溶解して前記露出部分全体を覆った後、固化させる工程を含むことを特徴とする。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、インクジェットヘッド１０、フレキシブル配線基板１３およびドライバ回路基板５０の接続状態を示す平面図である。図２は、インクジェットヘッド１０、フレキシブル配線基板１３およびドライバ回路基板５０の平面図である。図３は、インクジェットヘッド１０の一部を拡大した斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、インクジェットヘッド１０には帯状のフレキシブル配線基板１３の一端が接続されており、その他端には、インクジェットヘッド１０に印加する駆動電圧を制御するためのドライバＩＣ５１を搭載したドライバ回路基板５０が接続されている。
【００２３】
図２に示すように、インクジェットヘッド１０は、平面視、略長方形をなし、フレキシブル配線基板１３は、一端においてインクジェットヘッド１０のほぼ長辺方向に対応する幅を有し、その上面を覆うように接続される。そして、フレキシブル配線基板１３は、他端側においてその帯幅を拡張し、その帯幅方向に沿ってドライバ回路基板５０と接続するための端子５３が列設されている。略矩形のドライバ回路基板５０は、その端子５３との接続側と反対側の縁端に設けられたコネクタ５２から、インクジェット記録装置の制御回路（図示外）に接続されている。
【００２４】
図３に示すように、インクジェットヘッド１０は、略長方形の金属プレート等が積層されたキャビティユニット１１と、圧電アクチュエータ１２とから構成されている。
【００２５】
キャビティユニット１１を構成する９枚の積層プレートの最下層（図中−Ｚ方向側）に配置される合成樹脂製のプレート１１ａには、複数の噴射ノズル（図示外）が、そのプレート１１ａの長手方向（図中Ｙ軸方向）に沿って４列穿設され、対となる２列ずつがそれぞれ千鳥状配置となっている。最上層の金属プレート１１ｂには、各噴射ノズルに対応する複数のチャンネル２３が、各噴射ノズルと同様にプレート１１ｃの長手方向に千鳥状に列設されており、連通路２５を介して各噴射ノズルに接続されている。これらのチャンネル２３は、連通路２５の位置からプレート１１ｂの短手方向に、それぞれ所定距離延設されている。また、プレート１１ａ，１１ｂ間に積層された金属プレートには、その長手方向に沿って、チャンネル２３の各列に対応してマニホールド（図示外）がそれぞれ延設されており、各マニホールドは、それぞれが対応する列の各チャンネル２３にインクを供給するため、インク通路３０を介してそれら各チャンネル２３の前記連通路２５と対極となる位置に接続されている。そして、各マニホールドは、キャビティユニット１１の長手方向の一端に開口されたインク供給孔３１にそれぞれ接続されており、このインク供給孔３１を介して内部にインクが導入される。さらに、各インク供給孔３１を覆ってフィルタ３２が張設されている。
【００２６】
圧電アクチュエータ１２は、前記各チャンネル２３のそれぞれに対応する複数の駆動電極（図示外）が配設された圧電シート１２ａと、スルーホール４１の周囲を除きほぼ全面に接地電極（図示外）が配設された圧電シート１２ｂとが交互に重ね接合されており、各駆動電極はスルーホール４１を介し、最上層の圧電シート１２ｃの表面上に設けられた、それぞれ対応する表面電極３９に接続され、また、接地電極はスルーホール４２を介し、圧電シート１２ｃ上の表面電極４０に接続されている。各表面電極３９，４０は、前記チャンネル２３と同様に、圧電シート１２ａの長手方向に沿って４列、設けられ、対となる２列がそれぞれ千鳥状となるように列設されている。
【００２７】
次に、図４〜図６を参照して、インクジェットヘッド１０とフレキシブル配線基板１３との接続部分の構造について説明する。図４は、図２におけるＡ部付近を拡大した圧電シート１２ｃ上の表面電極３９の平面図である。図５は、図２におけるＢ部付近を拡大したフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０の平面図である。図６は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【００２８】
図４に示すように、インクジェットヘッド１０の圧電アクチュエータ１２の最上層の圧電シート１２ｃ上に列設された表面電極３９は、前述したように、圧電シート１２ｃの長手方向における４列の表面電極３９のうち２列（図３におけるＹ軸方向の２列）が対となって、それぞれ千鳥状に配列されている（図中右手側が、図１に示すドライバ回路基板５０側である）。各表面電極３９は略帯状であり、その大きさは、表面電極３９の略中央位置に設けられているスルーホール４１を介して接続される圧電シート１２ａ（図３参照）に設けられた、それぞれが対応する駆動電極（図示外）とほぼ同じである。また、各表面電極３９上には、フレキシブル配線基板１３の対応する電極（後述する端子ランド６０）のそれぞれの位置にあわせて略矩形のヘッド端子４５がそれぞれ設けられている。このヘッド端子４５は、表面電極３９の幅方向に広く、長さ方向に短く構成され、表面電極３９の１つの列（図中Ｙ軸方向の１列）において、交互に、長手方向の一端寄りまたは他端寄りに、すなわち千鳥状に配置されている。
【００２９】
フレキシブル配線基板１３は、帯状のポリイミドフィルムからなる絶縁体１３ａの一方の面上に銅箔を固定し、エッチング等によって配線パターンを設けた基板である（図２参照）。前述したように、その絶縁体１３ａの一方の端部には、前記各ヘッド端子４５に対応する位置に、端子ランド６０がそれぞれ設けられている。図５に示すように、各端子ランド６０は、前記配線パターンを形成する個々の独立した導線６１の端部にそれぞれ設けられており、これら端子ランド６０の配置位置の間を縫うようにして、他の端子ランド６０に接続される導線６１が配設されている（図中右手側が、図１に示すドライバ回路基板５０側である）。そして、各導線６１の前記端子ランド６０が接続された側と反対側の端部は、絶縁体１３ａの他方の端部にて、その帯幅方向に列設された端子５３のそれぞれと接続されている。
【００３０】
図６に示すように、フレキシブル配線基板１３の絶縁体１３ａは、その一方の面（図中＋Ｚ方向側の面）上に端子ランド６０が配設されており、他方の面側から、例えばレーザ加工、プラズマエッチング加工、電解エッチング加工等の公知の加工法によって貫通孔６２が穿設されている。この貫通孔６２を介して、端子ランド６０は、フレキシブル配線基板１３の他方の面側（図中−Ｚ方向側）に露出されている。また、この貫通孔６２は、端子ランド６０の露出部分（図５において貫通孔６２を示す破線で囲う部分）の大きさが端子ランド６０の外周よりも一回り小さくなるように穿設される。さらに、その露出部分の面積は、インクジェットヘッド１０のヘッド端子４５の面積よりも小さく構成されている。
【００３１】
次に、図７〜図９を参照して、上記構造のインクジェットヘッド１０とフレキシブル配線基板１３との接続方法の実施の形態について説明する。各図は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【００３２】
前述したように、インクジェットヘッド１０接続されるフレキシブル配線基板１３には、絶縁体１３ａの一方の面上に固定された銅箔にエッチング等の処理を施して、図２に示す、複数の端子ランド６０、そのそれぞれに独立して接続される導線６１および端子５３からなる配線パターンが形成され（配線工程）、各端子ランド６０を、絶縁体１３ａの他方の面側に露出させるための貫通孔６２が形成される（穿孔工程）。
【００３３】
次いで、図７に示すように、印刷等の公知の方法によって、フレキシブル配線基板１３の他方の面側（図中−Ｚ方向側）から導電性ろう材、例えば半田６３を印刷して、貫通孔６２から露出させた端子ランド６０上に半田６３を載置する（載置工程）。そして、図８に示すように、半田６３が載置されたフレキシブル配線基板１３に対して、赤外線やレーザ等で基板全体を加熱し、半田６３をその融点よりも高い温度で軟化させ、端子ランド６０の露出部分（図５において貫通孔６２を示す破線で囲う部分）全体を覆って広がるようになじませる。端子ランド６０と接合された半田６３をその後いったん冷却して固化させる（リフロー工程）。
【００３４】
次に、図９に示すように、フレキシブル配線基板１３の各端子ランド６０が、それぞれ対応するインクジェットヘッド１０のヘッド端子４５に対向するように、フレキシブル配線基板１３をインクジェットヘッド１０の上面（圧電アクチュエータ１２の圧電シート１２ｃ側の面）に位置合わせして重ね、加熱を行って半田６３を溶融させる。この加熱処理においてフレキシブル配線基板１３は、載置工程における上下の向きと逆向きにインクジェットヘッド１０に重ねられる。しかし、前記リフロー工程において半田６３は端子ランド６０と接合されるので、フレキシブル配線基板１３が、上下逆向きにされても、載置された半田６３が剥がれることはない。そして、半田６３が加熱されて溶融されると、半田６３はフレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との重ね合わせで密着したヘッド端子４５になじみ、その表面全体に広がって、端子ランド６０とヘッド端子４５とが接合される（接続工程）。
【００３５】
ところで、前述したように、端子ランド６０の露出部分の面積はインクジェットヘッド１０のヘッド端子４５の面積よりも小さく構成されているので、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との重ね合わせ時においてヘッド端子４５の縁部が貫通孔６２の外周に阻まれ、ヘッド端子４５と端子ランド６０との対向面同士が密接することはない。しかし、前述した貫通孔６２の開口方法によって穿設された貫通孔６２の開口面積は、フレキシブル配線基板１３の厚み方向において前記他方の面側（図９中−Ｚ方向）に向かって広がるように構成されているので、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との重ね合わせ時においてヘッド端子４５が貫通孔６２内の半田６３を押し出してしまうことがある。この場合、ヘッド端子４５の周囲に漏れ出した半田６３は、ヘッド端子４５と接続された表面電極３９上に流出して広がることができるようになっている。つまり、金属同士がくっつきやすいことを利用して、この表面電極３９が、半田６３を隣り合うヘッド端子４５に向け流れ出させないための、いわゆる逃げパターンとして機能する。
【００３６】
尚、上記構成のフレキシブル配線基板１３では、載置工程において端子ランド６０上に載置される半田６３の量が多ければ、端子ランド６０とヘッド端子４５との対向部分から周囲に半田６３が漏れ、半田ブリッジ形成の原因となり、また、少なければ、端子ランド６０とヘッド端子４５との間隙を満たして両者の接続を図るのに必要な量が足りず、接続不良を発生する原因となる。そのため、載置される半田６３の量は、最小量としては、図１０に示すように、リフロー工程が終了した時点で、半田６３の底面積が略前記端子ランド６０の露出部分で、高さがフレキシブル配線基板１３の厚み程度としたほぼ円柱容積以上であって、また、最大量としては、図１１に示すように、フレキシブル配線基板１３の厚みのまま、その厚み方向に広がり形状を有する貫通孔６２全体を埋める程度の容積であることが望ましい。
【００３７】
次に、図１２〜図１５を参照して、他の実施の形態のインクジェットヘッド１０とフレキシブル配線基板１３との接続方法について説明する。各図は、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【００３８】
図１２に示すように、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３では、前記実施の形態と同様に、フレキシブル配線基板１３の絶縁体１３ａの一方の面上に銅箔が接着され、エッチング等の処理によって配線パターンが形成される（配線工程）。そして、この配線パターンが形成された絶縁体１３ａの一方の面（図中−Ｚ方向側の面）側全体を絶縁体からなる、例えばフォトレジストやドライフィルムなど薄膜状のレジスト６６で覆って被覆し、絶縁体１３ａ上に形成された端子ランド６０や導線６１（図５参照）が短絡されにくいように保護する。このレジスト６６には、各端子ランド６０と対向する位置にそれぞれ穿設された露出孔６７が設けられており、前記貫通孔６２と同様に、この露出孔６７の開口面積は、端子ランド６０の外周面積よりも一回り小さくなるように設計されている（被膜工程）。尚、レジスト６６が、本発明における「絶縁体膜」である。
【００３９】
次に、図１３に示すように、端子ランド６０を覆うレジスト６６の露出孔６７から露出された端子ランド６０の位置に、前記同様、半田６３が印刷載置される（載置工程）。そして、図１４に示すように、フレキシブル配線基板１３全体を加熱し半田６３を軟化させ、前記同様、端子ランド６０の露出部分全体を覆って広がるようになじませる。その後いったん冷却して、半田６３を固化させる（リフロー工程）。
【００４０】
次いで、図１５に示すように、フレキシブル配線基板１３の端子ランド６０と、これと対応するインクジェットヘッド１０のヘッド端子４５との接合面同士を対向させた状態で、前述のように、フレキシブル配線基板１３をインクジェットヘッド１０に位置あわせして重ね、加熱処理によって溶融された半田６３で、端子ランド６０とヘッド端子４５とが接合される（接合工程）。
【００４１】
以上説明したように、インクジェットヘッド１０のヘッド端子４５と、フレキシブル配線基板１３の端子ランド６との接合方法には、前者の実施の形態のフレキシブル配線基板１３の絶縁体１３ａに穿設された貫通孔６２から露出させた端子ランド６０を半田６３でヘッド端子４５に接合させる方法と、後者の実施の形態のフレキシブル配線基板１３の配線パターンを覆うレジスト６６に穿設された露出孔６７から露出させた端子ランド６０を半田６３でヘッド端子４５に接合させる方法とがある。
【００４２】
前者の実施の形態のフレキシブル配線基板１３では、絶縁体１３ａには、その一方の面上に形成された配線パターンが有する各端子ランド６０の位置に合わせて、端子ランド６０を他方の面側に露出させるための貫通孔６２が穿設されており、この貫通孔６２を介し、各端子ランド６０と、対応する各ヘッド端子４５とが半田６３で接合される。また、絶縁体１３ａ上の各端子ランド６０の間には導線６１が配設されているが、インクジェットヘッド１０との接合面とは反対側の面に配設されることになるため、インクジェットヘッド１０におけるヘッド端子４５の配置位置が、隣り合うヘッド端子４５に対して干渉しない位置、すなわち、接合の際の半田６３の漏れによって隣り合うヘッド端子４５間に半田ブリッジが形成されにくい距離関係となる位置にあればよい。従って、互いに対向する端子ランド６０やヘッド端子４５の配設位置は、接合方向と直交する方向におけるズレの公差精度を下げて設計や生産が行われたとしても、短絡することはない。
【００４３】
また、後者の実施の形態のフレキシブル配線基板１３では、絶縁体１３ａの一方の面上に形成された配線パターンをレジスト６６で覆って、そのレジスト６６に穿孔された露出孔６７より、配線パターンの有する各端子ランド６０が露出されている。そして、前者の実施の形態と同様に、この露出孔６７を介し、各端子ランド６０と、対応する各ヘッド端子４５とが半田６３で接合される。各端子ランド６０の間をとおる導線６１はレジスト６６によって被覆されており、ヘッド端子４５と短絡することがなく、互いに対向する端子ランド６０やヘッド端子４５の配設位置の公差精度を下げて、設計や生産を行うことができる。
【００４４】
また、上記いずれの実施の形態においても、フレキシブル配線基板１３として、片面のみに配線パターンを実装した片面基板を利用することができる。さらに、端子ランド６０とヘッド端子４５とはともに千鳥状配列となっており、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との接合は、その対向部分において、接合箇所がそれぞれ接近しつつも広範囲にわたって配置されることになり、接合部位にかかる外力を分散することができるので、接合強度を高くすることができる。
【００４５】
尚、本発明は各種の変形が可能なことは言うまでもない。例えば、載置工程において印刷載置される半田６３の量が多い場合、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との接合面に所定の間隙を設けた状態で接合工程を実行すると、図１６に示すように、端子ランド６０とヘッド端子４５との間の半田６３が柱状となって両者を接続することができる。この場合、図示外の突起部を、例えば圧電シート１２ｃ上にヘッド端子４５を形成する際などにあわせて配設し、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との間の距離が密接されるのを防止すればよい。
【００４６】
また、本実施の形態において、絶縁体１３ａの一方の面上に形成した配線パターン上にさらにレジストによる被膜を施して、短絡等のトラブルに対する安全性を高めてもよい。また、穿孔工程によって絶縁体１３ａに貫通孔６２を設けた後に、配線工程を行って、端子ランド６０と貫通孔６２の位置が一致するように配線パターンを形成してもよい。また、リフロー工程や接続工程では全体への加熱処理によって半田６３の溶融が行われるが、ヒートバー等の押し当てや、レーザ等を利用した局部的な加熱を用いてもよい。また、載置工程、リフロー工程の代わりにフレキシブル配線基板１３に対し、噴流した半田によるディッピングを行って、半田６３の載置を行ってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、列設された複数の端子ランドと、導線が配設された側とは反対の絶縁体の面側から、貫通孔を介して、各端子ランドと各ヘッド端子とがろう材で接続されるが、絶縁体によって導線間や端子ランド間をろう材から隔離することができるので、ろう材の量が多かった場合でも、隣り合う導線や端子ランドが短絡することがない。従って、ヘッド端子や端子ランドを高密度に配置してもその配置の公差精度を下げることができ、また、フレキシブル配線基板として片面基板を使用することが可能となり、生産工程の簡易化や生産コストの削減を図ることができる。
また、端子ランドの一部を露出部分として他方の面側に露出させ、前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さく形成されているので隣り合うヘッド端子までの距離が長くなり、前記露出部分に載置される導電性ろう材が余剰に溢れた場合でも、隣り合うヘッド端子との短絡をすることを防ぐことができる。
また、ヘッド端子は、露出部分の面積より大きいので貫通孔内に完全に挿入することができないが、溶融した導電性ろう材をヘッド端子と端子ランドの間に確実に介在させた状態で電気的に接続され、固定することができる。そのため、ヘッド端子と端子ランドが密接して接続不良することもない。
【００４８】
また、請求項２に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、絶縁体の端子ランドと導線が配設された側の面を覆う絶縁体膜の露出孔を介して、各端子ランドと各ヘッド端子とがろう材で接続されるが、絶縁体膜によって導線間や端子ランド間をろう材から隔離することができるので、ろう材の量が多かった場合でも、隣り合う導線や端子ランドが短絡することがない。従って、ヘッド端子や端子ランドを高密度に配置してもその配置の公差精度を下げることができ、また、フレキシブル配線基板として片面基板を使用することが可能となり、生産工程の簡易化や生産コストの削減を図ることができる。
また、絶縁体膜の一方の側に設置された端子ランドの一部を露出部分として他方の面側に 露出させ、前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さく形成され、前記ヘッド端子と端子ランドの間には、前記導電性ろう材が介在された状態でその両者を接続固定しているので、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、請求項３に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１に係る発明の効果に加え、前記貫通孔の開口面積が前記絶縁体の他方の面側に向かって広がるようなテーパ部を備えて穿設されているので、各ヘッド端子と各端子ランドの接続において、ヘッド端子の縁部が貫通孔の外周に阻まれてヘッド端子と端子ランドとの対向面同士が密接することはなく、接続不良を発生を抑制することができる。また、ヘッド端子と端子ランドとの間にろう材を介在させることができる。
【００５０】
また、請求項４に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項２に係る発明の効果に加え、前記露出孔の開口面積が前記絶縁体膜の他方の面側に向かって広がるようなテーパ部を備えて穿設されているので、各ヘッド端子と各端子ランドの接続において、ヘッド端子の縁部が貫通孔の外周に阻まれてヘッド端子と端子ランドとの対向面同士が密接することはなく、接続不良を発生を抑制することができる。また、ヘッド端子と端子ランドとの間にろう材を介在させることができる。
【００５１】
また、請求項５に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１乃至４のいずれかに係る発明の効果に加え、端子ランドを千鳥状に配列することで、端子ランドを高密度に多数配置することができる。さらに、端子ランドとその間隙をとおる導線との間は、前述のように絶縁体または絶縁体膜によって隔離されているので、導線と端子ランドとが短絡することがない。従って、フレキシブル配線基板をインクジェットヘッドにろう材で接合した場合の接着効果を大きくすることができる。
【００５２】
また、請求項６に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１乃至５のいずれかに係る発明の効果に加え、前記インクジェットヘッドが、アクチュエータを備え、その最上層には略帯状の表面電極を複数有し、ヘッド端子が、表面電極の幅よりも広く、長さよりも短い略矩形状で、表面電極上に複数列配置されていて、ヘッド端子と複数の端子ランドとを導電性ろう材を介して接続させたとき、その余剰のろう材が、表面電極の長さ方向に沿って逃げるように表面電極が逃げパターンとして設けられるため、ヘッド端子と端子ランドとを接続固定させるために、その両者の間に介在させる導電性ろう材の量を超えて余剰のろう材がある場合に、その余剰分を逃げパターン上に逃がすことができ、従って、その余剰分のろう材による隣の表面電極との短絡を防ぐことができる。
【００５３】
また、請求項７に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１乃至６のいずれかに係る発明の効果に加え、前記ろう材が、前記ヘッド端子と前記端子ランドとを接続した状態にあるとき、余剰のろう材が前記ヘッド端子の周囲に漏れ出した状態にあるため、ヘッド端子と端子ランドとの間に導電性ろう材を介在させて電気的に接続され、かつ、固定することができるだけのろう材を有し、かつ、余剰のろう材はヘッド端子の周囲に漏れ出し、前記逃げパターンに逃がすことができる。
【００５４】
また、請求項８に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１乃至６のいずれかに係る発明の効果に加え、露出部分と接合されるろう材は、少なくともその使用容積が、前記露出部分を底面積とし、高さが前記絶縁体に厚み程度としたほぼ円柱容積以上であるため、端子ランドとヘッド端子との間にろう材を介在させた状態で両者を接続することができ両者間の接続不良が発生しないようにできる。
【００５５】
また、請求項９に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１乃至６のいずれかに係る発明の効果に加え、露出部分と接合されるろう材は、前記絶縁体の厚み方 向に広がり形状を有する貫通孔全体を埋める程度の容積であるため、両者の接続に必要なろう材をその間に介在させた状態となり、両者間の接続不良が発生しないようにできる。
【００５６】
また、請求項１０に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法では、絶縁体の一方の面上に配置された端子ランドのそれぞれは貫通孔を介して他方の面側に露出されており、その貫通孔を介し、導電性のろう材によってヘッド端子と接続固定され、また、個々の端子ランドおよびそれに接続された導線は、絶縁体の一方の面側に配設されているので、導線間や端子ランド間は絶縁体によってろう材から隔離されており、ろう材の量が多かった場合でも短絡はおきない。さらに、溶融した導電性ろう材は、その表面張力によって表面が丸くなっているため、貫通孔にヘッド端子が完全に挿入しなくても、ヘッド端子が速やかに導電性ろう材と接触して、ヘッド端子と露出部分の間に導電性ろう材を確実に介在させた状態で電気的に接続、固定することができる。従って、ヘッド端子や端子ランドを高密度に配置してもその配置の公差精度を下げることができ、また、フレキシブル配線基板として片面基板を使用することが可能となり、生産工程の簡易化や生産コストの削減を図ることができる。
【００５７】
また、請求項１１に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法では、絶縁体の一方の面上に配置された端子ランドのそれぞれは、その上面を覆う絶縁体膜に穿設された露出孔を介して露出されており、その露出孔を介し、導電性のろう材によってヘッド端子と接続固定され、また、個々の端子ランド間やそれに接続された導線間は、絶縁体膜によってろう材から隔離されており、ろう材の量が多かった場合でも短絡はおきない。さらに、溶融した導電性ろう材は、その表面張力によって表面が丸くなっているため、貫通孔にヘッド端子が完全に挿入しなくても、ヘッド端子が速やかに導電性ろう材と接触して、ヘッド端子と露出部分の間に導電性ろう材を確実に介在させた状態で電気的に接続、固定することができる。従って、ヘッド端子や端子ランドを高密度に配置してもその配置の公差精度を下げることができ、また、フレキシブル配線基板として片面基板を使用することが可能となり、生産工程の簡易化や生産コストの削減を図ることができる。
【００５８】
また、請求項１２に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法では、請求項１０または１１に係る発明の効果に加え、載置工程において、端子ランド上に載置されたろう材が溶解された後、固化されるので、ろう材が、端子ランドに接合されることによって、ろう材の載置面を上下逆さ向きにしてヘッド端子との接続を行っても、ろう材が剥がれたりすることがない。また、ろう材が、端子ランドの孔から露出された部分に広がり、端子ランドの露出部分全体を覆うので、ヘッド端子との接合時の接着性を高めることができる。従って、生産時における接合不良の発生を低減することができ、生産効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、インクジェットヘッド１０、フレキシブル配線基板１３およびドライバ回路基板５０の接続状態を示す平面図である。
【図２】図２は、インクジェットヘッド１０、フレキシブル配線基板１３およびドライバ回路基板５０の平面図である。
【図３】図３は、インクジェットヘッド１０の一部を拡大した斜視図である。
【図４】図４は、図２におけるＡ部付近を拡大した圧電シート１２ｃ上の表面電極３９の平面図である。
【図５】図５は、図２におけるＢ部付近を拡大したフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０の平面図である。
【図６】図６は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図７】図７は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図８】図８は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図９】図９は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図１０】図１０は、フレキシブル配線基板１３に載置される半田６３の量の最小量を示す図である。
【図１１】図１１は、フレキシブル配線基板１３に載置される半田６３の量の最大量を示す図である。
【図１２】図１２は、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図１３】図１３は、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図１４】図１４は、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図１５】図１５は、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図１６】図１６は、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との接合方法の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１０ インクジェットヘッド
１３ フレキシブル配線基板
１３ａ 絶縁体
２３ チャンネル
４５ ヘッド端子
５０ ドライバ回路基板
６０ 端子ランド
６１ 導線
６２ 貫通孔
６３ 半田
６６ レジスト
６７ 露出孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置におけるインクジェットヘッドのフレキシブル配線基板の接続構造および接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェット記録装置では、カラー印刷等を行うために、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のインクカートリッジが利用されている。これらインクカートリッジを収容保持するヘッドホルダには、各色のインクの噴射を行うための４つのインクジェットヘッドや、それらを駆動するための回路基板等が設けられ、これらインクジェットヘッドと回路基板とはフレキシブル配線基板を介して接続されており、ヘッドユニットとして構成されている。そして、インクカートリッジからインクがインクジェットヘッドに供給され、噴射ノズルからインクが噴射され記録が行われている。
【０００３】
近年の記録品質の向上にともなって、噴射ノズルの配置密度がますます高密度化され、それに合わせてインクジェットヘッドの各ヘッド端子や、これら各ヘッド端子と接続されるフレキシブル配線基板の各端子ランドの配置も高密度化されている。このため、例えば半田等の導電性のろう材で各ヘッド端子と各端子ランドとを接合する場合、隣接する端子間で半田ブリッジが形成されないように、限られた配置面積内で個々の端子ランド間に十分な距離を確保するために、例えば特許文献１では各端子ランドを千鳥状に配置している。そして、特許文献２のように、各端子ランド上に半田を薄く形成し、その端子ランド上にヘッド端子を重ねた状態で半田を加熱して溶融し、各端子ランドと各ヘッド端子との接合を行っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−５０４９８号公報
【特許文献２】
特開平９−４６０３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、噴射ノズルをより一層高密度に配置するためには、フレキシブル配線基板の端子ランドをより一層高密度に配置しなければならず、そのためには、端子ランドの形状、配置間隔を精度よく形成し、さらにその上に半田の厚さおよび形状を精度よく形成し、ヘッド端子を精度よく位置合わせしなければならず、それでも隣接する端子ランド間が半田ブリッジで短絡する可能性が大きく、製造の歩留まりが悪い問題があった。特に、高密度に配置するために、端子ランドを千鳥状に配置し、その端子ランド間にそれぞれの端子ランドに接続するための導線を配置したものでは、さらに導電部材の間隔が狭くなり、高い精度が要求され、製造コストが高くなっていた。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、フレキシブル配線基板の各端子ランドと各ヘッド端子との接続構造を工夫することで、各端子ランドや各ヘッド端子の配置密度を上げ、しかも短絡を防止することのできるインクジェットヘッドのフレキシブル配線基板の接続構造および接続方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、密接配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続構造であって、可撓性を有する帯状の絶縁体と、前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して、前記絶縁体の一方の面上に列設された複数の端子ランドと、前記絶縁体上に配線され、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線と、前記絶縁体の前記端子ランドの配置位置に穿設され、前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ前記絶縁体の他方の面側に露出させる複数の貫通孔と、前記露出部分全体を覆って接合するように配置され、前記複数の貫通孔を介して前記端子ランドと前記ヘッド端子とを電気的に接続する導電性ろう材とを備え、前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さく、前記露出部分と前記ヘッド端子との間に、前記導電性ろう材が介在された状態でその両者が接続固定されている。
【０００８】
また、請求項２に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、密接配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続構造であって、可撓性を有する帯状の絶縁体と、前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して、前記絶縁体の一方の面上に列設された複数の端子ランドと、前記絶縁体上に配線され、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線と、前記絶縁体の前記一方の面を覆い、前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ露出するための複数の露出孔が設けられた絶縁体膜と、前記露出部分を覆うように接合するように配置され、前記複数の露出孔を介して前記端子ランドと前記ヘッド端子とを電気的に接続する導電性ろう材とを備え、前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さく、前記露出部分と前記ヘッド端子との間には前記導電性ろう材が介在された状態でその両者が接続固定されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記貫通孔は、その外周が前記露出部分の外周よりも大きく、その開口面積が前記絶縁体の他方の面側に向かって広がるようなテーパ部を備えて穿設されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項２に記載の発明の構成に加え、前記露出孔は、その外周が前記露出部分の外周よりも大きく、その開口面積が前記絶縁体膜の他方の面側に向かって広がるようなテーパ部を備えて穿設されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記複数の端子ランドは複数列千鳥状に配置され、前記導線はその端子ランドの間隙をとおって配線されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記インクジェットヘッドは、前記複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加する駆動電極を有するアクチュエータを備え、その最上層には前記駆動電極と電気的に接続された略帯状の表面電極を複数有し、前記ヘッド端子は、前記表面電極の幅方向よりも広く、長さよりも短い略矩形状で、前記表面電極上に複数列配置されていて、前記ヘッド端子と前記複数の端子ランドとを前記導電性ろう材を介して接続させたとき、その余剰のろう材が、前記表面電極の長さ方向に沿って逃げるように前 記表面電極が逃げパターンとして設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記ろう材が、前記ヘッド端子と前記端子ランドとを接続した状態にあるとき、余剰のろう材が前記ヘッド端子の周囲に漏れ出した状態にあることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記露出部分と接合されるろう材は、少なくともその使用容積が、前記露出部分を底面積とし、高さが前記絶縁体に厚み程度としたほぼ円柱容積以上であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記露出部分と接合されるろう材は、前記絶縁体の厚み方向に広がり形状を有する貫通孔全体を埋める程度の容積であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法は、被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、複数列千鳥状に配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続方法であって、可撓性を有する帯状の絶縁体の一方の面上に、前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して複数列千鳥状に配置された端子ランドと、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線とを形成する配線工程と、前記絶縁体の前記端子ランドの配置位置に、前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ前記絶縁体の他方の面側に露出させる複数の貫通孔が、前記露出部分の面積を、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さくなるように穿設された穿孔工程と、前記貫通孔内の前記露出部分上に導電性のろう材を配置する載置工程と、前記端子ランドと前記ヘッド端子とを対向させ、前記露出部分と前記ヘッド端子との間に前記溶融したろう材を介在させて、その両者を接続固定する接続工程とからなることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１１に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法は、被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、複数列千鳥状に配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続方法であって、可撓性を有する帯状の絶縁体の一方の面上に、前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して複数列千鳥状に配置された端子ランドと、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線とを形成する配線工程と、前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ露出するための複数の露出孔が、前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さくなるように穿設された絶縁体膜で前記絶縁体の前記一方の面を覆う被膜工程と、前記露出孔内の前記露出部分上に導電性のろう材を配置する載置工程と、前記端子ランドと前記ヘッド端子とを対向させ、前記露出部分と前記ヘッド端子との間に前記溶融したろう材を介在させて、その両者を接続固定する接続工程とからなることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１２に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法は、請求項１０または１１に記載の発明の構成に加え、前記ろう材を配置する載置工程は、前記端子ランド上の前記露出部分にろう材を置いて当該ろう材を溶解して前記露出部分全体を覆った後、固化させる工程を含むことを特徴とする。
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、インクジェットヘッド１０、フレキシブル配線基板１３およびドライバ回路基板５０の接続状態を示す平面図である。図２は、インクジェットヘッド１０、フレキシブル配線基板１３およびドライバ回路基板５０の平面図である。図３は、インクジェットヘッド１０の一部を拡大した斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、インクジェットヘッド１０には帯状のフレキシブル配線基板１３の一端が接続されており、その他端には、インクジェットヘッド１０に印加する駆動電圧を制御するためのドライバＩＣ５１を搭載したドライバ回路基板５０が接続されている。
【００２３】
図２に示すように、インクジェットヘッド１０は、平面視、略長方形をなし、フレキシブル配線基板１３は、一端においてインクジェットヘッド１０のほぼ長辺方向に対応する幅を有し、その上面を覆うように接続される。そして、フレキシブル配線基板１３は、他端側においてその帯幅を拡張し、その帯幅方向に沿ってドライバ回路基板５０と接続するための端子５３が列設されている。略矩形のドライバ回路基板５０は、その端子５３との接続側と反対側の縁端に設けられたコネクタ５２から、インクジェット記録装置の制御回路（図示外）に接続されている。
【００２４】
図３に示すように、インクジェットヘッド１０は、略長方形の金属プレート等が積層されたキャビティユニット１１と、圧電アクチュエータ１２とから構成されている。
【００２５】
キャビティユニット１１を構成する９枚の積層プレートの最下層（図中−Ｚ方向側）に配置される合成樹脂製のプレート１１ａには、複数の噴射ノズル（図示外）が、そのプレート１１ａの長手方向（図中Ｙ軸方向）に沿って４列穿設され、対となる２列ずつがそれぞれ千鳥状配置となっている。最上層の金属プレート１１ｂには、各噴射ノズルに対応する複数のチャンネル２３が、各噴射ノズルと同様にプレート１１ｃの長手方向に千鳥状に列設されており、連通路２５を介して各噴射ノズルに接続されている。これらのチャンネル２３は、連通路２５の位置からプレート１１ｂの短手方向に、それぞれ所定距離延設されている。また、プレート１１ａ，１１ｂ間に積層された金属プレートには、その長手方向に沿って、チャンネル２３の各列に対応してマニホールド（図示外）がそれぞれ延設されており、各マニホールドは、それぞれが対応する列の各チャンネル２３にインクを供給するため、インク通路３０を介してそれら各チャンネル２３の前記連通路２５と対極となる位置に接続されている。そして、各マニホールドは、キャビティユニット１１の長手方向の一端に開口されたインク供給孔３１にそれぞれ接続されており、このインク供給孔３１を介して内部にインクが導入される。さらに、各インク供給孔３１を覆ってフィルタ３２が張設されている。
【００２６】
圧電アクチュエータ１２は、前記各チャンネル２３のそれぞれに対応する複数の駆動電極（図示外）が配設された圧電シート１２ａと、スルーホール４１の周囲を除きほぼ全面に接地電極（図示外）が配設された圧電シート１２ｂとが交互に重ね接合されており、各駆動電極はスルーホール４１を介し、最上層の圧電シート１２ｃの表面上に設けられた、それぞれ対応する表面電極３９に接続され、また、接地電極はスルーホール４２を介し、圧電シート１２ｃ上の表面電極４０に接続されている。各表面電極３９，４０は、前記チャンネル２３と同様に、圧電シート１２ａの長手方向に沿って４列、設けられ、対となる２列がそれぞれ千鳥状となるように列設されている。
【００２７】
次に、図４〜図６を参照して、インクジェットヘッド１０とフレキシブル配線基板１３との接続部分の構造について説明する。図４は、図２におけるＡ部付近を拡大した圧電シート１２ｃ上の表面電極３９の平面図である。図５は、図２におけるＢ部付近を拡大したフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０の平面図である。図６は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【００２８】
図４に示すように、インクジェットヘッド１０の圧電アクチュエータ１２の最上層の圧電シート１２ｃ上に列設された表面電極３９は、前述したように、圧電シート１２ｃの長手方向における４列の表面電極３９のうち２列（図３におけるＹ軸方向の２列）が対となって、それぞれ千鳥状に配列されている（図中右手側が、図１に示すドライバ回路基板５０側である）。各表面電極３９は略帯状であり、その大きさは、表面電極３９の略中央位置に設けられているスルーホール４１を介して接続される圧電シート１２ａ（図３参照）に設けられた、それぞれが対応する駆動電極（図示外）とほぼ同じである。また、各表面電極３９上には、フレキシブル配線基板１３の対応する電極（後述する端子ランド６０）のそれぞれの位置にあわせて略矩形のヘッド端子４５がそれぞれ設けられている。このヘッド端子４５は、表面電極３９の幅方向に広く、長さ方向に短く構成され、表面電極３９の１つの列（図中Ｙ軸方向の１列）において、交互に、長手方向の一端寄りまたは他端寄りに、すなわち千鳥状に配置されている。
【００２９】
フレキシブル配線基板１３は、帯状のポリイミドフィルムからなる絶縁体１３ａの一方の面上に銅箔を固定し、エッチング等によって配線パターンを設けた基板である（図２参照）。前述したように、その絶縁体１３ａの一方の端部には、前記各ヘッド端子４５に対応する位置に、端子ランド６０がそれぞれ設けられている。図５に示すように、各端子ランド６０は、前記配線パターンを形成する個々の独立した導線６１の端部にそれぞれ設けられており、これら端子ランド６０の配置位置の間を縫うようにして、他の端子ランド６０に接続される導線６１が配設されている（図中右手側が、図１に示すドライバ回路基板５０側である）。そして、各導線６１の前記端子ランド６０が接続された側と反対側の端部は、絶縁体１３ａの他方の端部にて、その帯幅方向に列設された端子５３のそれぞれと接続されている。
【００３０】
図６に示すように、フレキシブル配線基板１３の絶縁体１３ａは、その一方の面（図中＋Ｚ方向側の面）上に端子ランド６０が配設されており、他方の面側から、例えばレーザ加工、プラズマエッチング加工、電解エッチング加工等の公知の加工法によって貫通孔６２が穿設されている。この貫通孔６２を介して、端子ランド６０は、フレキシブル配線基板１３の他方の面側（図中−Ｚ方向側）に露出されている。また、この貫通孔６２は、端子ランド６０の露出部分（図５において貫通孔６２を示す破線で囲う部分）の大きさが端子ランド６０の外周よりも一回り小さくなるように穿設される。さらに、その露出部分の面積は、インクジェットヘッド１０のヘッド端子４５の面積よりも小さく構成されている。
【００３１】
次に、図７〜図９を参照して、上記構造のインクジェットヘッド１０とフレキシブル配線基板１３との接続方法の実施の形態について説明する。各図は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【００３２】
前述したように、インクジェットヘッド１０接続されるフレキシブル配線基板１３には、絶縁体１３ａの一方の面上に固定された銅箔にエッチング等の処理を施して、図２に示す、複数の端子ランド６０、そのそれぞれに独立して接続される導線６１および端子５３からなる配線パターンが形成され（配線工程）、各端子ランド６０を、絶縁体１３ａの他方の面側に露出させるための貫通孔６２が形成される（穿孔工程）。
【００３３】
次いで、図７に示すように、印刷等の公知の方法によって、フレキシブル配線基板１３の他方の面側（図中−Ｚ方向側）から導電性ろう材、例えば半田６３を印刷して、貫通孔６２から露出させた端子ランド６０上に半田６３を載置する（載置工程）。そして、図８に示すように、半田６３が載置されたフレキシブル配線基板１３に対して、赤外線やレーザ等で基板全体を加熱し、半田６３をその融点よりも高い温度で軟化させ、端子ランド６０の露出部分（図５において貫通孔６２を示す破線で囲う部分）全体を覆って広がるようになじませる。端子ランド６０と接合された半田６３をその後いったん冷却して固化させる（リフロー工程）。
【００３４】
次に、図９に示すように、フレキシブル配線基板１３の各端子ランド６０が、それぞれ対応するインクジェットヘッド１０のヘッド端子４５に対向するように、フレキシブル配線基板１３をインクジェットヘッド１０の上面（圧電アクチュエータ１２の圧電シート１２ｃ側の面）に位置合わせして重ね、加熱を行って半田６３を溶融させる。この加熱処理においてフレキシブル配線基板１３は、載置工程における上下の向きと逆向きにインクジェットヘッド１０に重ねられる。しかし、前記リフロー工程において半田６３は端子ランド６０と接合されるので、フレキシブル配線基板１３が、上下逆向きにされても、載置された半田６３が剥がれることはない。そして、半田６３が加熱されて溶融されると、半田６３はフレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との重ね合わせで密着したヘッド端子４５になじみ、その表面全体に広がって、端子ランド６０とヘッド端子４５とが接合される（接続工程）。
【００３５】
ところで、前述したように、端子ランド６０の露出部分の面積はインクジェットヘッド１０のヘッド端子４５の面積よりも小さく構成されているので、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との重ね合わせ時においてヘッド端子４５の縁部が貫通孔６２の外周に阻まれ、ヘッド端子４５と端子ランド６０との対向面同士が密接することはない。しかし、前述した貫通孔６２の開口方法によって穿設された貫通孔６２の開口面積は、フレキシブル配線基板１３の厚み方向において前記他方の面側（図９中−Ｚ方向）に向かって広がるように構成されているので、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との重ね合わせ時においてヘッド端子４５が貫通孔６２内の半田６３を押し出してしまうことがある。この場合、ヘッド端子４５の周囲に漏れ出した半田６３は、ヘッド端子４５と接続された表面電極３９上に流出して広がることができるようになっている。つまり、金属同士がくっつきやすいことを利用して、この表面電極３９が、半田６３を隣り合うヘッド端子４５に向け流れ出させないための、いわゆる逃げパターンとして機能する。
【００３６】
尚、上記構成のフレキシブル配線基板１３では、載置工程において端子ランド６０上に載置される半田６３の量が多ければ、端子ランド６０とヘッド端子４５との対向部分から周囲に半田６３が漏れ、半田ブリッジ形成の原因となり、また、少なければ、端子ランド６０とヘッド端子４５との間隙を満たして両者の接続を図るのに必要な量が足りず、接続不良を発生する原因となる。そのため、載置される半田６３の量は、最小量としては、図１０に示すように、リフロー工程が終了した時点で、半田６３の底面積が略前記端子ランド６０の露出部分で、高さがフレキシブル配線基板１３の厚み程度としたほぼ円柱容積以上であって、また、最大量としては、図１１に示すように、フレキシブル配線基板１３の厚みのまま、その厚み方向に広がり形状を有する貫通孔６２全体を埋める程度の容積であることが望ましい。
【００３７】
次に、図１２〜図１５を参照して、他の実施の形態のインクジェットヘッド１０とフレキシブル配線基板１３との接続方法について説明する。各図は、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【００３８】
図１２に示すように、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３では、前記実施の形態と同様に、フレキシブル配線基板１３の絶縁体１３ａの一方の面上に銅箔が接着され、エッチング等の処理によって配線パターンが形成される（配線工程）。そして、この配線パターンが形成された絶縁体１３ａの一方の面（図中−Ｚ方向側の面）側全体を絶縁体からなる、例えばフォトレジストやドライフィルムなど薄膜状のレジスト６６で覆って被覆し、絶縁体１３ａ上に形成された端子ランド６０や導線６１（図５参照）が短絡されにくいように保護する。このレジスト６６には、各端子ランド６０と対向する位置にそれぞれ穿設された露出孔６７が設けられており、前記貫通孔６２と同様に、この露出孔６７の開口面積は、端子ランド６０の外周面積よりも一回り小さくなるように設計されている（被膜工程）。尚、レジスト６６が、本発明における「絶縁体膜」である。
【００３９】
次に、図１３に示すように、端子ランド６０を覆うレジスト６６の露出孔６７から露出された端子ランド６０の位置に、前記同様、半田６３が印刷載置される（載置工程）。そして、図１４に示すように、フレキシブル配線基板１３全体を加熱し半田６３を軟化させ、前記同様、端子ランド６０の露出部分全体を覆って広がるようになじませる。その後いったん冷却して、半田６３を固化させる（リフロー工程）。
【００４０】
次いで、図１５に示すように、フレキシブル配線基板１３の端子ランド６０と、これと対応するインクジェットヘッド１０のヘッド端子４５との接合面同士を対向させた状態で、前述のように、フレキシブル配線基板１３をインクジェットヘッド１０に位置あわせして重ね、加熱処理によって溶融された半田６３で、端子ランド６０とヘッド端子４５とが接合される（接合工程）。
【００４１】
以上説明したように、インクジェットヘッド１０のヘッド端子４５と、フレキシブル配線基板１３の端子ランド６との接合方法には、前者の実施の形態のフレキシブル配線基板１３の絶縁体１３ａに穿設された貫通孔６２から露出させた端子ランド６０を半田６３でヘッド端子４５に接合させる方法と、後者の実施の形態のフレキシブル配線基板１３の配線パターンを覆うレジスト６６に穿設された露出孔６７から露出させた端子ランド６０を半田６３でヘッド端子４５に接合させる方法とがある。
【００４２】
前者の実施の形態のフレキシブル配線基板１３では、絶縁体１３ａには、その一方の面上に形成された配線パターンが有する各端子ランド６０の位置に合わせて、端子ランド６０を他方の面側に露出させるための貫通孔６２が穿設されており、この貫通孔６２を介し、各端子ランド６０と、対応する各ヘッド端子４５とが半田６３で接合される。また、絶縁体１３ａ上の各端子ランド６０の間には導線６１が配設されているが、インクジェットヘッド１０との接合面とは反対側の面に配設されることになるため、インクジェットヘッド１０におけるヘッド端子４５の配置位置が、隣り合うヘッド端子４５に対して干渉しない位置、すなわち、接合の際の半田６３の漏れによって隣り合うヘッド端子４５間に半田ブリッジが形成されにくい距離関係となる位置にあればよい。従って、互いに対向する端子ランド６０やヘッド端子４５の配設位置は、接合方向と直交する方向におけるズレの公差精度を下げて設計や生産が行われたとしても、短絡することはない。
【００４３】
また、後者の実施の形態のフレキシブル配線基板１３では、絶縁体１３ａの一方の面上に形成された配線パターンをレジスト６６で覆って、そのレジスト６６に穿孔された露出孔６７より、配線パターンの有する各端子ランド６０が露出されている。そして、前者の実施の形態と同様に、この露出孔６７を介し、各端子ランド６０と、対応する各ヘッド端子４５とが半田６３で接合される。各端子ランド６０の間をとおる導線６１はレジスト６６によって被覆されており、ヘッド端子４５と短絡することがなく、互いに対向する端子ランド６０やヘッド端子４５の配設位置の公差精度を下げて、設計や生産を行うことができる。
【００４４】
また、上記いずれの実施の形態においても、フレキシブル配線基板１３として、片面のみに配線パターンを実装した片面基板を利用することができる。さらに、端子ランド６０とヘッド端子４５とはともに千鳥状配列となっており、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との接合は、その対向部分において、接合箇所がそれぞれ接近しつつも広範囲にわたって配置されることになり、接合部位にかかる外力を分散することができるので、接合強度を高くすることができる。
【００４５】
尚、本発明は各種の変形が可能なことは言うまでもない。例えば、載置工程において印刷載置される半田６３の量が多い場合、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との接合面に所定の間隙を設けた状態で接合工程を実行すると、図１６に示すように、端子ランド６０とヘッド端子４５との間の半田６３が柱状となって両者を接続することができる。この場合、図示外の突起部を、例えば圧電シート１２ｃ上にヘッド端子４５を形成する際などにあわせて配設し、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との間の距離が密接されるのを防止すればよい。
【００４６】
また、本実施の形態において、絶縁体１３ａの一方の面上に形成した配線パターン上にさらにレジストによる被膜を施して、短絡等のトラブルに対する安全性を高めてもよい。また、穿孔工程によって絶縁体１３ａに貫通孔６２を設けた後に、配線工程を行って、端子ランド６０と貫通孔６２の位置が一致するように配線パターンを形成してもよい。また、リフロー工程や接続工程では全体への加熱処理によって半田６３の溶融が行われるが、ヒートバー等の押し当てや、レーザ等を利用した局部的な加熱を用いてもよい。また、載置工程、リフロー工程の代わりにフレキシブル配線基板１３に対し、噴流した半田によるディッピングを行って、半田６３の載置を行ってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、列設された複数の端子ランドと、導線が配設された側とは反対の絶縁体の面側から、貫通孔を介して、各端子ランドと各ヘッド端子とがろう材で接続されるが、絶縁体によって導線間や端子ランド間をろう材から隔離することができるので、ろう材の量が多かった場合でも、隣り合う導線や端子ランドが短絡することがない。従って、ヘッド端子や端子ランドを高密度に配置してもその配置の公差精度を下げることができ、また、フレキシブル配線基板として片面基板を使用することが可能となり、生産工程の簡易化や生産コストの削減を図ることができる。
また、端子ランドの一部を露出部分として他方の面側に露出させ、前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さく形成されているので隣り合うヘッド端子までの距離が長くなり、前記露出部分に載置される導電性ろう材が余剰に溢れた場合でも、隣り合うヘッド端子との短絡をすることを防ぐことができる。
また、ヘッド端子は、露出部分の面積より大きいので貫通孔内に完全に挿入することができないが、溶融した導電性ろう材をヘッド端子と端子ランドの間に確実に介在させた状態で電気的に接続され、固定することができる。そのため、ヘッド端子と端子ランドが密接して接続不良することもない。
【００４８】
また、請求項２に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、絶縁体の端子ランドと導線が配設された側の面を覆う絶縁体膜の露出孔を介して、各端子ランドと各ヘッド端子とがろう材で接続されるが、絶縁体膜によって導線間や端子ランド間をろう材から隔離することができるので、ろう材の量が多かった場合でも、隣り合う導線や端子ランドが短絡することがない。従って、ヘッド端子や端子ランドを高密度に配置してもその配置の公差精度を下げることができ、また、フレキシブル配線基板として片面基板を使用することが可能となり、生産工程の簡易化や生産コストの削減を図ることができる。
また、絶縁体膜の一方の側に設置された端子ランドの一部を露出部分として他方の面側に 露出させ、前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さく形成され、前記ヘッド端子と端子ランドの間には、前記導電性ろう材が介在された状態でその両者を接続固定しているので、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また、請求項３に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１に係る発明の効果に加え、前記貫通孔の開口面積が前記絶縁体の他方の面側に向かって広がるようなテーパ部を備えて穿設されているので、各ヘッド端子と各端子ランドの接続において、ヘッド端子の縁部が貫通孔の外周に阻まれてヘッド端子と端子ランドとの対向面同士が密接することはなく、接続不良を発生を抑制することができる。また、ヘッド端子と端子ランドとの間にろう材を介在させることができる。
【００５０】
また、請求項４に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項２に係る発明の効果に加え、前記露出孔の開口面積が前記絶縁体膜の他方の面側に向かって広がるようなテーパ部を備えて穿設されているので、各ヘッド端子と各端子ランドの接続において、ヘッド端子の縁部が貫通孔の外周に阻まれてヘッド端子と端子ランドとの対向面同士が密接することはなく、接続不良を発生を抑制することができる。また、ヘッド端子と端子ランドとの間にろう材を介在させることができる。
【００５１】
また、請求項５に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１乃至４のいずれかに係る発明の効果に加え、端子ランドを千鳥状に配列することで、端子ランドを高密度に多数配置することができる。さらに、端子ランドとその間隙をとおる導線との間は、前述のように絶縁体または絶縁体膜によって隔離されているので、導線と端子ランドとが短絡することがない。従って、フレキシブル配線基板をインクジェットヘッドにろう材で接合した場合の接着効果を大きくすることができる。
【００５２】
また、請求項６に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１乃至５のいずれかに係る発明の効果に加え、前記インクジェットヘッドが、アクチュエータを備え、その最上層には略帯状の表面電極を複数有し、ヘッド端子が、表面電極の幅よりも広く、長さよりも短い略矩形状で、表面電極上に複数列配置されていて、ヘッド端子と複数の端子ランドとを導電性ろう材を介して接続させたとき、その余剰のろう材が、表面電極の長さ方向に沿って逃げるように表面電極が逃げパターンとして設けられるため、ヘッド端子と端子ランドとを接続固定させるために、その両者の間に介在させる導電性ろう材の量を超えて余剰のろう材がある場合に、その余剰分を逃げパターン上に逃がすことができ、従って、その余剰分のろう材による隣の表面電極との短絡を防ぐことができる。
【００５３】
また、請求項７に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１乃至６のいずれかに係る発明の効果に加え、前記ろう材が、前記ヘッド端子と前記端子ランドとを接続した状態にあるとき、余剰のろう材が前記ヘッド端子の周囲に漏れ出した状態にあるため、ヘッド端子と端子ランドとの間に導電性ろう材を介在させて電気的に接続され、かつ、固定することができるだけのろう材を有し、かつ、余剰のろう材はヘッド端子の周囲に漏れ出し、前記逃げパターンに逃がすことができる。
【００５４】
また、請求項８に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１乃至６のいずれかに係る発明の効果に加え、露出部分と接合されるろう材は、少なくともその使用容積が、前記露出部分を底面積とし、高さが前記絶縁体に厚み程度としたほぼ円柱容積以上であるため、端子ランドとヘッド端子との間にろう材を介在させた状態で両者を接続することができ両者間の接続不良が発生しないようにできる。
【００５５】
また、請求項９に係る発明のフレキシブル配線基板の接続構造では、請求項１乃至６のいずれかに係る発明の効果に加え、露出部分と接合されるろう材は、前記絶縁体の厚み方 向に広がり形状を有する貫通孔全体を埋める程度の容積であるため、両者の接続に必要なろう材をその間に介在させた状態となり、両者間の接続不良が発生しないようにできる。
【００５６】
また、請求項１０に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法では、絶縁体の一方の面上に配置された端子ランドのそれぞれは貫通孔を介して他方の面側に露出されており、その貫通孔を介し、導電性のろう材によってヘッド端子と接続固定され、また、個々の端子ランドおよびそれに接続された導線は、絶縁体の一方の面側に配設されているので、導線間や端子ランド間は絶縁体によってろう材から隔離されており、ろう材の量が多かった場合でも短絡はおきない。さらに、溶融した導電性ろう材は、その表面張力によって表面が丸くなっているため、貫通孔にヘッド端子が完全に挿入しなくても、ヘッド端子が速やかに導電性ろう材と接触して、ヘッド端子と露出部分の間に導電性ろう材を確実に介在させた状態で電気的に接続、固定することができる。従って、ヘッド端子や端子ランドを高密度に配置してもその配置の公差精度を下げることができ、また、フレキシブル配線基板として片面基板を使用することが可能となり、生産工程の簡易化や生産コストの削減を図ることができる。
【００５７】
また、請求項１１に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法では、絶縁体の一方の面上に配置された端子ランドのそれぞれは、その上面を覆う絶縁体膜に穿設された露出孔を介して露出されており、その露出孔を介し、導電性のろう材によってヘッド端子と接続固定され、また、個々の端子ランド間やそれに接続された導線間は、絶縁体膜によってろう材から隔離されており、ろう材の量が多かった場合でも短絡はおきない。さらに、溶融した導電性ろう材は、その表面張力によって表面が丸くなっているため、貫通孔にヘッド端子が完全に挿入しなくても、ヘッド端子が速やかに導電性ろう材と接触して、ヘッド端子と露出部分の間に導電性ろう材を確実に介在させた状態で電気的に接続、固定することができる。従って、ヘッド端子や端子ランドを高密度に配置してもその配置の公差精度を下げることができ、また、フレキシブル配線基板として片面基板を使用することが可能となり、生産工程の簡易化や生産コストの削減を図ることができる。
【００５８】
また、請求項１２に係る発明のフレキシブル配線基板の接続方法では、請求項１０または１１に係る発明の効果に加え、載置工程において、端子ランド上に載置されたろう材が溶解された後、固化されるので、ろう材が、端子ランドに接合されることによって、ろう材の載置面を上下逆さ向きにしてヘッド端子との接続を行っても、ろう材が剥がれたりすることがない。また、ろう材が、端子ランドの孔から露出された部分に広がり、端子ランドの露出部分全体を覆うので、ヘッド端子との接合時の接着性を高めることができる。従って、生産時における接合不良の発生を低減することができ、生産効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、インクジェットヘッド１０、フレキシブル配線基板１３およびドライバ回路基板５０の接続状態を示す平面図である。
【図２】図２は、インクジェットヘッド１０、フレキシブル配線基板１３およびドライバ回路基板５０の平面図である。
【図３】図３は、インクジェットヘッド１０の一部を拡大した斜視図である。
【図４】図４は、図２におけるＡ部付近を拡大した圧電シート１２ｃ上の表面電極３９の平面図である。
【図５】図５は、図２におけるＢ部付近を拡大したフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０の平面図である。
【図６】図６は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図７】図７は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図８】図８は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図９】図９は、フレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図１０】図１０は、フレキシブル配線基板１３に載置される半田６３の量の最小量を示す図である。
【図１１】図１１は、フレキシブル配線基板１３に載置される半田６３の量の最大量を示す図である。
【図１２】図１２は、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図１３】図１３は、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図１４】図１４は、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図１５】図１５は、他の実施の形態のフレキシブル配線基板１３上の端子ランド６０付近を拡大した断面図である。
【図１６】図１６は、フレキシブル配線基板１３とインクジェットヘッド１０との接合方法の変形例を示す図である。
【符号の説明】
１０ インクジェットヘッド
１３ フレキシブル配線基板
１３ａ 絶縁体
２３ チャンネル
４５ ヘッド端子
５０ ドライバ回路基板
６０ 端子ランド
６１ 導線
６２ 貫通孔
６３ 半田
６６ レジスト
６７ 露出孔
Claims (12)
- 被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、密接配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、
当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続構造であって、
可撓性を有する帯状の絶縁体と、
前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して、前記絶縁体の一方の面上に列設された複数の端子ランドと、
前記絶縁体上に配線され、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線と、
前記絶縁体の前記端子ランドの配置位置に穿設され、前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ前記絶縁体の他方の面側に露出させる複数の貫通孔と、
前記露出部分全体を覆って接合するように配置され、前記複数の貫通孔を介して前記端子ランドと前記ヘッド端子とを電気的に接続する導電性ろう材とを備え、
前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さく、前記露出部分と前記ヘッド端子との間に、前記導電性ろう材が介在された状態でその両者が接続固定されていることを特徴とするフレキシブル配線基板の接続構造。 - 被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、密接配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続構造であって、
可撓性を有する帯状の絶縁体と、
前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して、前記絶縁体の一方の面上に列設された複数の端子ランドと、
前記絶縁体上に配線され、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線と、
前記絶縁体の前記一方の面を覆い、前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ露出するための複数の露出孔が設けられた絶縁体膜と、
前記露出部分を覆うように接合するように配置され、前記複数の露出孔を介して前記端子ランドと前記ヘッド端子とを電気的に接続する導電性ろう材とを備え、
前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さく、前記露出部分と前記ヘッド端子との間には前記導電性ろう材が介在された状態でその両者が接続固定されていることを特徴とするフレキシブル配線基板の接続構造。 - 前記貫通孔は、その外周が前記露出部分の外周よりも大きく、その開口面積が前記絶縁体の他方の面側に向かって広がるようなテーパ部を備えて穿設されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線基板の接続構造。
- 前記露出孔は、その外周が前記露出部分の外周よりも大きく、その開口面積が前記絶縁体膜の他方の面側に向かって広がるようなテーパ部を備えて穿設されていることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブル配線基板の接続構造。
- 前記複数の端子ランドは複数列千鳥状に配置され、前記導線はその端子ランドの間隙をとおって配線されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフレキシブル配線基板の接続構造。
- 前記インクジェットヘッドは、前記複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加する駆動電極を有するアクチュエータを備え、その最上層には前記駆動電極と電気的に接続された略帯状の表面電極を複数有し、
前記ヘッド端子は、前記表面電極の幅方向よりも広く、長さよりも短い略矩形状で、前記表面電極上に複数列配置されていて、
前記ヘッド端子と前記複数の端子ランドとを前記導電性ろう材を介して接続させたとき、その余剰のろう材が、前記表面電極の長さ方向に沿って逃げるように前記表面電極が逃げパターンとして設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のフレキシブル配線基板の接続構造。 - 前記ろう材が、前記ヘッド端子と前記端子ランドとを接続した状態にあるとき、余剰のろう材が前記ヘッド端子の周囲に漏れ出した状態にあることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のフレキシブル配線基板の接続構造。
- 前記露出部分と接合されるろう材は、少なくともその使用容積が、前記露出部分を底面積とし、高さが前記絶縁体に厚み程度としたほぼ円柱容積以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のフレキシブル配線基板の接続構造。
- 前記露出部分と接合されるろう材は、前記絶縁体の厚み方向に広がり形状を有する貫通孔全体を埋める程度の容積であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のフレキシブル配線基板の接続構造。
- 被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、複数列千鳥状に配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続方法であって、
可撓性を有する帯状の絶縁体の一方の面上に、前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して複数列千鳥状に配置された端子ランドと、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線とを形成する配線工程と、
前記絶縁体の前記端子ランドの配置位置に、前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ前記絶縁体の他方の面側に露出させる複数の貫通孔が、前記露出部分の面積を、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さくなるように穿設された穿孔工程と、
前記貫通孔内の前記露出部分上に導電性のろう材を配置する載置工程と、
前記端子ランドと前記ヘッド端子とを対向させ、前記露出部分と前記ヘッド端子との間に前記溶融したろう材を介在させて、その両者を接続固定する接続工程と
からなることを特徴とするフレキシブル配線基板の接続方法。 - 被記録媒体にインクを噴射するための複数のチャンネルのそれぞれに駆動電圧を印加するため、複数列千鳥状に配置された複数のヘッド端子を有するインクジェットヘッドと、当該インクジェットヘッドを制御するための制御信号を発信する回路基板とを接続するためのフレキシブル配線基板の接続方法であって、
可撓性を有する帯状の絶縁体の一方の面上に、前記インクジェットヘッドの前記複数のヘッド端子のそれぞれに対応して複数列千鳥状に配置された端子ランドと、その複数の端子ランドのそれぞれに独立に接続された複数の導線とを形成する配線工程と、
前記複数の端子ランドの一部を露出部分としてそれぞれ露出するための複数の露出孔が、前記露出部分の面積が、対応する前記ヘッド端子の接続面の表面積よりも小さくなるように穿設された絶縁体膜で前記絶縁体の前記一方の面を覆う被膜工程と、
前記露出孔内の前記露出部分上に導電性のろう材を配置する載置工程と、
前記端子ランドと前記ヘッド端子とを対向させ、前記露出部分と前記ヘッド端子との間 に前記溶融したろう材を介在させて、その両者を接続固定する接続工程と
からなることを特徴とするフレキシブル配線基板の接続方法。 - 前記ろう材を配置する載置工程は、前記端子ランド上の前記露出部分にろう材を置いて当該ろう材を溶解して前記露出部分全体を覆った後、固化させる工程を含むことを特徴とする請求項１０または１１に記載のフレキシブル配線基板の接続方法。
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