JP4311798B2 - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録時の振動、騒音が殆どなく、特にカラー化が容易なことから、コンピュータ等のデジタル処理装置のデータを出力するプリンタの他、ファクシミリやコピー機等にも用いられるようになっている。このようなインクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドは、圧電素子（ピエゾ型）、発熱抵抗体（バブル型）、振動板と対向電極（静電型）等のアクチュエータ手段を記録信号に応じて駆動して、ノズルからインク滴を吐出飛翻させて記録媒体上に画像記録を行なうものである。
【０００３】
例えば、圧電素子を用いるインクジェットヘッドとしては、特開平８−１４２３２４号公報などに記載されているように、ヘッド基板上に複数の積層型圧電素子を複数列列状に接合して配設すると共に、圧電素子の周囲に位置するフレーム部材を接合し、これらの圧電素子及びフレーム部材上に、ダイアフラム部を有する振動板を積層し、この振動板上に積層型圧電素子でダイアフラム部を介して加圧される加圧液室及びこの液室にインクを供給するインク供給路を形成する液室隔壁部材を積層し、更にこの液室隔壁部材上にノズルを形成したノズルプレートを積層して、積層型圧電素子のｄ３３方向の変位でノズルからインク滴を吐出させるようにしたものがある。
【０００４】
この積層型圧電素子のｄ３３方向の変位を用いるインクジェットヘッドを駆動するには、積層型圧電素子の内部電極を交互に接続した両端面の端面電極と、積層型圧電素子に所要の駆動波形を印加するためにドライバ（駆動ＩＣ）を実装したプリント基板（以下「ＰＣＢ」という。）との間を電気的に接続する必要がある。
【０００５】
そこで、例えば、上述した公報記載のインクジェットヘッドにおいては、積層型圧電素子を固定したヘッド基板表面に共通電極パターン及び個別電極（選択電極）パターンを形成し、積層型圧電素子と各電極パターンとを導電性接着剤などで電気的に接続すると共に、基板の各電極パターンにフレキシブルプリントケーブル(以下「ＦＰＣ」という。）を半田接合し、このＦＰＣをドライバを実装したＰＣＢに接続することで電気的な接続をとるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したインクジェットヘッドのようにヘッド基板上に電極パターンを形成して、アクチュエータ手段である積層型圧電素子とＦＰＣを接続するようにした場合、ヘッド基板の圧電素子側の面（表面）に電極パターン（ＦＰＣとの接続部）が形成され、ＦＰＣとの接続が行われていたので、ヘッド基板に接続部を確保するための面積が必要で、インクジェットヘッドを小型化する上で不利である。
【０００７】
また、ＦＰＣケーブルを曲げながら組立てをしなければならないため、組立工数が複雑になり、コストの増加を招くことになる。さらに、電極パターンを形成する上で、同一ヘッド基板上にアクチュエータ手段である例えば圧電素子を３列以上配置することが困難である。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、小型化及び低コスト化を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るインクジェットヘッドは、
［請求項１］
複数のアクチュエータ手段を設けたヘッド基板と、前記複数のアクチュエータ手段を選択的に駆動するための回路を実装したプリント基板とを、フレキシブルプリントケーブルを介して前記フレキシブルプリントケーブルの同一面側に接続したインクジェットヘッドにおいて、
前記ヘッド基板のノズル形成面の裏面側に前記フレキシブルプリントケーブルとの接続部を設け、
複数枚のフレキシブルプリントケーブルを同一方向に引き出して前記複数枚のフレキシブルプリントケーブルを重ねた状態で前記プリント基板と接続した
構成とした。
【００１０】
ここで、複数枚のフレキシブルプリントケーブルを曲げない状態で前記ヘッド基板と前記プリント基板が接続するように、前記フレキシブルプリントケーブルの１つは、前記ヘッド基板の前記接続部のうち最も前記プリント基板側の接続部と、前記プリント基板のフレキシブルプリントケーブルに接続される電極パターンのうち最も前記ヘッド基板側の電極パターンとを接続し、他の前記フレキシブルプリントケーブルは、前記ヘッド基板の接続部のうち前記プリント基板に近い側の接続部から順に、前記プリント基板のフレキシブルプリントケーブルに接続される電極パターンのうち前記ヘッド基板に近い側の電極パターンと接続されている構成とできる。
【００１６】
本発明に係るインクジェットヘッドは、
複数のアクチュエータ手段を設けたヘッド基板と、前記複数のアクチュエータ手段を選択的に駆動するための回路を実装したプリント基板とを、フレキシブルプリントケーブルを介して前記フレキシブルプリントケーブルの同一面側に接続したインクジェットヘッドにおいて、
前記ヘッド基板のノズル形成面の裏面側に前記フレキシブルプリントケーブルとの接続部を設け、
前記接続部に接続されるリード電極とレジスト層をそれぞれ複数層積層したフレキシブルプリントケーブルによって一方向に引き出して前記プリント基板と接続した
構成とした。
【００１７】
これらの本発明に係るインクジェットヘッドにおいて、複数のアクチュエータ手段を３列以上設けたヘッド基板と、前記各列の複数のアクチュエータ手段を選択的に駆動するための回路を実装したプリント基板とを、フレキシブルプリントケーブルを介して接続した構成とできる。
【００１８】
本発明に係るインクジェット記録装置は、本発明に係るインクジェットヘッドを備えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るインクジェツトヘッドの分解斜視図である。
このインクジェットヘッドは、駆動ユニット１、液室ユニット２及び回路ユニット３から構成している。
【００２２】
駆動ユニット１は、セラミック、ガラスエポキシ樹脂等からなる絶縁性のヘッド基板１１上に、複数の圧電素子１２を２列接合して配置し、これらの各列の圧電素子１２の周囲を取り囲んで液室ユニット２を支えるフレーム１３を接合している。
【００２３】
また、ヘッド基板１１上には複数の圧電素子１２の一端面側に接続した駆動波形を与えるための共通電極パターン１４と、複数の圧電素子１２の他端面側に接続した選択信号を与えるための個別電極パターン１５を設けている。なお、共通電極パターン１４は、フレーム１３に設けた穴１５内に導電性接着剤を充填することで各パターン部の導通を取っている。
【００２４】
さらに、後にも述べるが、ヘッド基板１１には共通電極パターン１４及び個別電極パターン１５を裏面へと引き出すスルーホール４３、４４を設けている。
【００２５】
液室ユニット２は、振動板１７、流路形成部材１８及びノズル形成部材であるノズルプレート１９を積層して熱融着して形成している。振動板１７は、圧電素子１２で変位されるダイアフラム及びフレームに接合するベースから形成し、またダイヤフラムは圧電素子１２に接合する凸部及び薄膜部分から形成している。
【００２６】
流路形成部材１８は２層構造の感光性樹脂フィルム等からなり、振動板１７及びノズルプレート１９と共に、各圧電素子１２に対向する加圧液室２５、加圧液室２５の両側等に位置する共通液室２６、加圧液室２５と共通液室２６を蓮通する流体抵抗部を兼ねたインク供給路２７を形成している。ノズルプレート１９には多数のノズル２８を形成し、そのノズル表面にはワイピングが可能なようにテフロン等の撥水膜を成膜している。
【００２７】
回路ユニット３は、複数の圧電素子１２を選択的に駆動するための信号を出力するヘッド駆動用ＩＣ３３等を実装したプリント基板（ＰＣＢ）３２と、ＰＣＢ３２と駆動ユニット１のヘッド基板１１の裏面に形成した接続部（パッド）とを接続するフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）３４とで構成している。
【００２８】
このインクジェットヘッドによるインク滴吐出の原理は、記録装置本体の制御部から送られる印字信号をＰＣＢ３２に搭載した駆動用ＩＣ３３から1ドット毎に対応するようにＰＣＢ３２及びＦＰＣ３４を介してヘッド基板１１の裏面から電極パターン１４，１５を通じて所要の圧電素子１２に駆動波形を印加する。
【００２９】
圧電素子１２は印字信号（駆動波形）が印加されると厚み方向に変位し、振動板１７のダイアフラムを介して液室２５が加圧されて、ノズル２８からインク滴が吐出される。
【００３０】
ここで、図２を参照して駆動ユニット1のヘッド基板１１について製造工程を含めて説明する。
まず、ヘッド基板１１上に複数の圧電素子１２を配置するために、同図（ａ）に示すように共通電極及び個別電極用の各電極パターン４１，４２をそれぞれ形成する。これらの電極パターン４１，４２の材質は、Ｎi-Ａg又はＡg-Ｐt等の合金の印刷材料を印刷して焼結したものであるが、これに限るものではない。
【００３１】
各電極パターン４１，４２には、ヘッド基板１１裏面側と電気的に接続するためのスルーホール４３（共通電極用）及びスルーホール４４（個別電極用)を形成している。
【００３２】
そして、同図（ｂ）に示すようにヘッド基板１１上の所定位置にプレート状に形成した圧電素子４５，４５を接合した後、同図（ｃ）に示すようにダイシングソー或いはワイヤソーなどによってヘッド基板１１に達するスリット加工を施し、スリット溝４６によってプレート状圧電素子４５及び個別電極パターン４４をチャンネル毎に分割して圧電素子１２及び個別電極１５を形成する。
【００３３】
このとき、各個別電極１５のスルーホール４４が個別電極パターン１５と一対一で接続するようにしており、これにより、ヘッド基板１１の裏面に各個別電極１５が引き出される。また、共通電極１４は、前述したようにフレーム１３に設けた穴１６内に導電性接着剤を充填することで各パターン部の導通を取り、共通電極１４のスルーホール４３により裏面に引出している。
【００３４】
その後、圧電素子４５のスリット加工が終了したヘッド基板１１上にフレーム部材１３を接着接合して、駆動ユニット1を完成した後、この駆動ユニット1に別途加工組立てた液室ユニット２を接着接合する。
【００３５】
その後、ＦＰＣ３４の露出部に半田メッキを施して、図1に破線で示すようにヘッド基板１１裏面の電極パターンと位置合わせをした後、ＦＰＣ３４側（下面）より圧着チップを押し付けることで、半田を溶融して、ＦＰＣ３４とヘッド基板１１のスルーホール４３，４４と接続して導通を得る。このとき、圧電素子２列分の電極パターンが平面状に配置されているので、一度に圧着することが可能である。また、ＦＰＣ３４は、同じく同図に破線で示すようにＰＣＢ３２の電極パターン（図示しないが、図１の下面に位置する。）と同様にして接続する。この圧着も一度に行える。
【００３６】
このように、ヘッド基板にはＦＰＣとの接続部（パッド）を裏面に設けたので、接続部の面積が節約でき、小型の（特に幅の狭い）インクジェットヘッドを得ることができる。また、ＦＰＣを平面的に扱って実装できるので、一度に複数列（この実施形態では２列分）の圧着が可能であり、組み立て工程を短縮でき、コスト的にも有利になる。また、電極の接続部が裏面にあることで、ノズル表面から浸入するインクによる電気的短絡を防止することができる。
【００３７】
なお、この実施形態では、図示していないが、従来のように、ヘッド基板１１を保持するスペーサやノズルプレートの周辺部を覆うノズルカバーを設けても良い。また、ＦＰＣは、ヘッド基板１１及びＰＣＢ３２と接続（圧着）した後に折り畳むことで省スペース化を図ることもできる。
【００３８】
次に、図３は本発明の第２実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
本実施形態は、上記第１実施形態と同様な駆動ユニット１、液室ユニット２及び回路ユニット３を備え、更にノズルプレート１９の周辺部を覆うヘッドカバー４及びヘッド基板１１を保持するスペーサ５を備えている。ヘッドカバー４とスペーサ５には互いに係合する突起３６及び凹部３７を形成している。
【００３９】
そして、ＦＰＣ３４には切り欠き部３８を形成して、ＦＰＣ３４の引き出し方向をヘッド基板１１の対向する２辺に限定する。これによって、残りの２辺を使ってヘッド基板１１を確実に保持することが可能となる。すなわち、ここではスペーサ５とヘッド基板１１との接合が強固なものになる。
【００４０】
また、直線３５で示すような線でＦＰＣ３４を折り畳むことが可能になり、省スペース化が容易になる。つまり、第１実施形態で同様に折り畳むためには、四つ折りにしなければならないが、この場合には断線等が発生しやすくなる。
【００４１】
さらに、ＦＰＣ３４をヘッド基板１１の裏面で接続することによって接続部面積の節約、圧着工程の短縮、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果が得られることは第１実施形態と同様である。
【００４２】
次に、図４は本発明の第２実施形態の他の例の説明に供する分解斜視説明図、図５は同例の説明に供する斜視説明図である。
この例はＦＰＣ３４をヘッド基板１１の対向する２辺から直線状に引き出したものである。
【００４３】
すなわち、図４に示すようにＦＰＣ３４をヘッド基板１１の裏面にＦＰＣ３４側（下面）から圧着した後、ＰＣＢ３２の電極パターンの片側とＦＰＣ３４側（下面）から圧着する。その後、図５に示すようにＰＣＢ３２をひねつて反対側のＦＰＣ３４の端子とＰＣＢ３２を接続する。
【００４４】
この場合、熱容量の関係で、熱圧着する場合、ＦＰＣ３４側から圧着チップを圧接する必要があるので、最後の接続はＬ字型をした圧着チップを使ってＦＰＣ３４で形成される輪の内側から圧着するか、レーザー加工あるいはヒートフローを吹き付けることで圧着する。本実施例では、面積の小さいＦＰＣを使えるので、ＦＰＣのコストを削減できる。また、ＦＰＣを直線状に折り畳めるので省スペース化を容易に図れる。
【００４５】
このように第２実施形態ではＦＰＣの引き出し方向をヘッド基板の対向する２辺に限定することによって、ヘッド基板を確実に保持することが可能になると共に、ＦＰＣを折り畳み易く設計することが可能になってインクジェットヘッドの小型化を図れる。
【００４６】
次に、図６は本発明の第３実施形態の説明に供する斜視説明図である。
本実施形態のヘッド構成は図４と同じであるが、ＦＰＣ３４はヘッド基板１１に接続した状態でそれぞれ９０°ひねるに十分な長さを有している。これによって、ＦＰＣ３４をひねることで、同図の矢印の方向から圧着チップが圧接できるので、ＰＣＢ３２との組み立てが容易になる。なお、ＦＰＣ３４をヘッド基板１１の裏面に接続することによって、接続部面積の節約、ヘッド基板への圧着工程の短縮、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果が得られることは同様である。
【００４７】
次に、図７は本発明の第４実施形態の説明に供する斜視説明図である。
本実施形態ではＦＰＣ３４をヘッド基板１１の１辺より引き出している。すなわち、ヘッド基板１１の裏面においてＦＰＣ３４を接続する場合、上述したような作用効果を得られるが、ＦＰＣ３４の電極端子面が外側を向くことになる。すなわち、上述した図４の例で示すようにＦＰＣ３４をひねらずにＰＣＢ３２に接続しようとすると、熱容量の関係でＦＰＣ３４側から圧着しなければならないため、閉じた輪の内側から圧着しなければならなくなる。
【００４８】
そこで、ＦＰＣ３４をヘッド基板１１の１辺より引き出すことにより、ＦＰＣ３４とＰＣＢ３２が円弧になる（輪を形成する）ことを防止している。したがって、１方向が開放しているので、ＦＰＣ３４側から容易に圧着することが可能となる。なお、ＦＰＣ３４の電極面を裏面に引き出すのはコスト高になる。なお、ＦＰＣ３４をヘッド基板１１の裏面で接続することによって、接続部面積の節約、基板ヘッドへの圧着工程の短縮、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果が得られることは同様である。
【００４９】
次に、図８は本発明の第５実施形態の一例の説明に供する斜視説明図、図９は同実施形態の他の例の説明に供する斜視説明図である。
本実施形態では、図８に示すように図４に示した第２実施形態においてＦＰＣ３４にスリット３９を加工したものを用い、或いは図９に示すように図３に示した第２実施形態においてＦＰＣ３４にスリット３９を加工したものを用いている。
【００５０】
このようにＦＰＣ３４にスリット３９を形成することで、圧着時の熱による応力、変形（しわ）を逃がすことができ、確実に接続させることが可能となる。また、寸法誤差による電極パターンの位置ずれを、このスリット３９で吸収して位置合わせすることが可能になる。なお、ＦＰＣ３４をヘッド基板１１の裏面で接続することによって、接続部面積の節約、基板ヘッドへの圧着工程の短縮、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果が得られることは同様である。
【００５１】
次に、図１０は本発明の第６実施形態を説明する分解斜視説明図である。
このインクジェットヘッドも駆動ユニット１、液室ユニット２及び回路ユニット３で構成し、各ユニットの機能及び製造方法は前記第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では複数枚のＦＰＣ３４−１、３４−２を同一方向に引き出してＰＣＢ３２と接続している。
【００５２】
すなわち、前述したように第４実施形態で説明したようにＦＰＣ３４が閉じてしまうとＰＣＢ３２との圧着加工が難しくなるが、これは同実施形態で説明したようにヘッド基板１１の１辺からＦＰＣ３４を引き出すことで解決できるものの、インクジェットの分解能ＤＰＩ（dot par inch）が大きい場合には、ＦＰＣ３４の電極パターンが細かくなるので、同実施形態のように複数列分を一緒に並べることは難しくなる。
【００５３】
そこで、本実施形態では複数列分のＦＰＣを別々に接続し、かつ、ＦＰＣが閉じてしまわないように、同一方向に引き出している。これにより、ＦＰＣとＰＣＢを容易に圧着加工することが可能になる。なお、ＦＰＣ３４−１、３４−２をヘッド基板の裏面で接続することによって、接続部面積の節約、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果が得られることは同様である（ＦＰＣを複数枚使用するので、ヘッド基板への圧着工程は短縮されない。)。また、この場合、同じＦＰＣを使うことが可能であり、ＦＰＣの設計コストが安くなる。
【００５４】
次に、図１１は本発明の第７実施形態の説明に供する分解斜視説明図である。
本実施形態では、複数枚のＦＰＣ３４−１、３４−２が曲がらない状態でヘッド基板１１及びＰＣＢ３２とそれぞれ接続できるように、ＦＰＣの長さの短い順に接続している。
【００５５】
これによって、ＦＰＣを曲げずに圧着できるので、更に圧着加工が容易になる。なお、ＦＰＣをヘッド基板１１の裏面で接続することで接続部面積の節約、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果は同様に得られる。
【００５６】
次に、図１２は本発明の第８実施形態の説明に供する分解斜視説明図、図１３は同実施形態の断面説明図である。
本実施形態では積層したＦＰＣ３４によってリード電極を一方向に引き出し、ヘッド基板１１及びＰＣＢ３２と接続している。すなわち、図１１に示すように、ＦＰＣ３４はベース３４−１０、第１の電極パターン（リード電極）３４−１１及びレジスト層３４−１２という通常のＦＰＣの構成の上に、更に第２の電極パターン（リード電極）３４−１３及びレジスト層３４−１４を積層している。
【００５７】
これによって、ヘッド基板１１とＦＰＣ３４、ＰＣＢ３２とＦＰＣ３４を、それぞれ1度に圧着加工できるので、組立工程が容易になる。また、電極パターンの接続部が全て平面状になるので、圧着を全て同時に行うことができるようにすることも可能である。なお、ＦＰＣをヘッド基板１１の裏面で接続することで接続部面積の節約、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果は同様に得られる。
【００５８】
次に、図１４は本発明の第９実施形態の説明に供する斜視説明図、図１５は同実施形態の他の例の説明に供する斜視説明図である。
本実施形態では上述した第８実施形態のＦＰＣ３４のレジスト層（絶縁層或いはカバー層ともいう。）の範囲を限定、すなわち、ＦＰＣ３４の接続端子（リード電極）３４−１１がヘッド基板１１よりはみ出さない範囲に設けている。
【００５９】
具体的には、図１４に示すように、ＦＰＣ３４−１のレジスト層３４−１２がヘッド基板１１に重なるまで長くしている。これにより、更に確実にインクによる電気的短絡を防止することができる。なお、同図のＦＰＣ３４−２は接続状態でヘッド基板１１より短くしているので、ヘッド基板１１からははみ出ない。また、更に好ましくは、図１５に示すように、ＦＰＣ３４−２の端にもレジスト層３４−１２を設ける。
【００６０】
ここで、ＦＰＣ３４（３４−１、３４−２）のレジスト層３４−１２の厚さは５０μｍを越えない厚さとしている。特に、この実施形態のように、レジスト層をヘッド基板１１と重ねると、レジスト層が厚いことでその段差により圧着不良が出る場合がある。実験的にレジスト層の厚さと圧着不良率を調査したところ、５０μｍより薄くした場合には問題が出なかった、つまり、レジスト層の厚さを５０μｍより薄くすることで確実な圧着が可能になる。
【００６１】
次に、図１６は本発明の第１０実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
このインクジェットヘッドも駆動ユニット１、液室ユニット２及び回路ユニット３から構成しているが、圧電素子１２の列を３列配置し、これに対応して加圧液室２５及びノズル２８等も３列設けている。なお、３列に限定されるものではない。
【００６２】
ここで、ヘッド基板１１上の圧電素子列の内の端の列以外の列（３列の場合は真中の列）は、片側を個別電極１５とし、他方側を共通電極１４に接続しなければならない。つまり、２列の場合のように単純に圧電素子列の間を導電性接着剤で埋めることはできない。
【００６３】
そこで、フレーム１３に形成する穴１６ａ、１６ｂのうちの一方の穴１６ａを端に寄せて、且つ、ヘッド基板１１の電極パターンを分断し、真中の圧電素子列の個別電極１５はここからスルーホールで裏面に接続している。そして、圧電素子１２の各列毎にヘッド基板１１の裏面側からＦＰＣ３４−１、３４−２、３４−３を接続している。
【００６４】
このように同一のヘッド基板に圧電素子を３列以上設けようとする場合には従来のようにヘッド基板の表面の電極パターンにＦＰＣを接続することはできないのに対して、本発明のようにスルーホールを使って電極の接続部を裏面に引き出すことによって、同一のヘッド基板に圧電素子を３列以上設けることが可能になる。
【００６５】
そして、圧電素子の各列毎にヘッド基板の裏面からＦＰＣを接続して積層することで、圧着工程が簡略化できる。なお、ＦＰＣの接続方法はこれに限るものではない。これにより、インクジェットヘッドの小型集積化が可能になり、また、ＦＰＣのヘッド基板への圧着加工が簡略化でき、コスト面でも有利で、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果を得られる。
【００６６】
次に、図１７は本発明の第１１実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
このインクジェットヘッドは、前述した駆動ユニット１及び液室ユニット２の組を複数有し、1枚のＦＰＣ３４により回路ユニット３に接続している。ＦＰＣ３４は、駆動ユニット１間で折り曲げて、更に９０°ひねることでＰＣＢ３２に接続している。
【００６７】
なお、ここでは、２組の駆動ユニット１を接続しているが、ＦＰＣ３４は繰り返し形状になっており、ユニットの個数が増えてもＦＰＣの繰り返しを同様に増やすることで接続できる。
【００６８】
このように、ＦＰＣ３４との接続部をヘッド基板１１の裏面に引き出し、複数個のヘッド基板１１を１枚のＦＰＣ３４で接続することで、一度に実装することが可能になる。これにより、工程数が減り、コスト面で有利になる。また、ヘッド基板の電極端子が裏面にあるので、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果を得ることもできる。
【００６９】
なお、上記各実施形態においては、圧電素子をアクチュエータ手段に用いるピエゾ型インクジェットヘッドに本発明を適用した例で説明しているが、発熱抵抗体を用いるバブル型インクジェットヘッドにも適用することもでき、また振動板とこれに対向する電極との間の静電力を利用する静電型インクジェットヘッドにも適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るインクジェットヘッドによれば、ヘッド基板のノズル形成面の裏面側にフレキシブルプリントケーブルとの接続部を設け、複数枚のフレキシブルプリントケーブルを同一方向に引き出して複数枚のフレキシブルプリントケーブルを重ねた状態でプリント基板と接続した構成としたので、ヘッドを小型化することができる。
【００７７】
本発明に係るインクジェットヘッドによれば、ヘッド基板のノズル形成面の裏面側にフレキシブルプリントケーブルとの接続部を設け、接続部に接続されるリード電極とレジスト層をそれぞれ複数層積層したフレキシブルプリントケーブルによって一方向に引き出してプリント基板と接続した構成としたので、ヘッドの小型化を図ることができる。
【００７９】
本発明に係るインクジェット記録装置は、本発明に係るインクジェットヘッドを備えたので、小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図
【図２】同ヘッドの駆動ユニットの製造工程を説明する斜視図
【図３】本発明の第２実施形態の一例の説明に供する分解斜視説明図
【図４】本発明の第２実施形態の他の例の説明に供する分解斜視説明図
【図５】同他の例の説明に供する斜視説明図
【図６】本発明の第３実施形態の説明に供する斜視説明図
【図７】本発明の第４実施形態の説明に供する分解斜視説明図
【図８】本発明の第５実施形態の一例の説明に供する斜視説明図
【図９】同実施形態の他の例の説明に供する斜視説明図
【図１０】本発明の第６実施形態の説明に供する分解斜視説明図
【図１１】本発明の第７実施形態の説明に供する分解斜視説明図
【図１２】本発明の第８実施形態の説明に供する分解斜視説明図
【図１３】同実施形態のＦＰＣの断面説明図
【図１４】本発明の第９実施形態の一例の説明に供する分解斜視説明図
【図１５】同実施形態の他の一例の説明に供する斜視説明図
【図１６】本発明の第１０実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図
【図１７】本発明の第１１実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図
【符号の説明】
１…駆動ユニット、２…液室ユニット、３…回路ユニット、４…ヘッドカバー、５…スペーサ、１１…ヘッド基板、１２…圧電素子、３２…ＰＣＢ、３４…ＦＰＣ。
【産業上の利用分野】
本発明はインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録時の振動、騒音が殆どなく、特にカラー化が容易なことから、コンピュータ等のデジタル処理装置のデータを出力するプリンタの他、ファクシミリやコピー機等にも用いられるようになっている。このようなインクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドは、圧電素子（ピエゾ型）、発熱抵抗体（バブル型）、振動板と対向電極（静電型）等のアクチュエータ手段を記録信号に応じて駆動して、ノズルからインク滴を吐出飛翻させて記録媒体上に画像記録を行なうものである。
【０００３】
例えば、圧電素子を用いるインクジェットヘッドとしては、特開平８−１４２３２４号公報などに記載されているように、ヘッド基板上に複数の積層型圧電素子を複数列列状に接合して配設すると共に、圧電素子の周囲に位置するフレーム部材を接合し、これらの圧電素子及びフレーム部材上に、ダイアフラム部を有する振動板を積層し、この振動板上に積層型圧電素子でダイアフラム部を介して加圧される加圧液室及びこの液室にインクを供給するインク供給路を形成する液室隔壁部材を積層し、更にこの液室隔壁部材上にノズルを形成したノズルプレートを積層して、積層型圧電素子のｄ３３方向の変位でノズルからインク滴を吐出させるようにしたものがある。
【０００４】
この積層型圧電素子のｄ３３方向の変位を用いるインクジェットヘッドを駆動するには、積層型圧電素子の内部電極を交互に接続した両端面の端面電極と、積層型圧電素子に所要の駆動波形を印加するためにドライバ（駆動ＩＣ）を実装したプリント基板（以下「ＰＣＢ」という。）との間を電気的に接続する必要がある。
【０００５】
そこで、例えば、上述した公報記載のインクジェットヘッドにおいては、積層型圧電素子を固定したヘッド基板表面に共通電極パターン及び個別電極（選択電極）パターンを形成し、積層型圧電素子と各電極パターンとを導電性接着剤などで電気的に接続すると共に、基板の各電極パターンにフレキシブルプリントケーブル(以下「ＦＰＣ」という。）を半田接合し、このＦＰＣをドライバを実装したＰＣＢに接続することで電気的な接続をとるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したインクジェットヘッドのようにヘッド基板上に電極パターンを形成して、アクチュエータ手段である積層型圧電素子とＦＰＣを接続するようにした場合、ヘッド基板の圧電素子側の面（表面）に電極パターン（ＦＰＣとの接続部）が形成され、ＦＰＣとの接続が行われていたので、ヘッド基板に接続部を確保するための面積が必要で、インクジェットヘッドを小型化する上で不利である。
【０００７】
また、ＦＰＣケーブルを曲げながら組立てをしなければならないため、組立工数が複雑になり、コストの増加を招くことになる。さらに、電極パターンを形成する上で、同一ヘッド基板上にアクチュエータ手段である例えば圧電素子を３列以上配置することが困難である。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、小型化及び低コスト化を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るインクジェットヘッドは、
［請求項１］
複数のアクチュエータ手段を設けたヘッド基板と、前記複数のアクチュエータ手段を選択的に駆動するための回路を実装したプリント基板とを、フレキシブルプリントケーブルを介して前記フレキシブルプリントケーブルの同一面側に接続したインクジェットヘッドにおいて、
前記ヘッド基板のノズル形成面の裏面側に前記フレキシブルプリントケーブルとの接続部を設け、
複数枚のフレキシブルプリントケーブルを同一方向に引き出して前記複数枚のフレキシブルプリントケーブルを重ねた状態で前記プリント基板と接続した
構成とした。
【００１０】
ここで、複数枚のフレキシブルプリントケーブルを曲げない状態で前記ヘッド基板と前記プリント基板が接続するように、前記フレキシブルプリントケーブルの１つは、前記ヘッド基板の前記接続部のうち最も前記プリント基板側の接続部と、前記プリント基板のフレキシブルプリントケーブルに接続される電極パターンのうち最も前記ヘッド基板側の電極パターンとを接続し、他の前記フレキシブルプリントケーブルは、前記ヘッド基板の接続部のうち前記プリント基板に近い側の接続部から順に、前記プリント基板のフレキシブルプリントケーブルに接続される電極パターンのうち前記ヘッド基板に近い側の電極パターンと接続されている構成とできる。
【００１６】
本発明に係るインクジェットヘッドは、
複数のアクチュエータ手段を設けたヘッド基板と、前記複数のアクチュエータ手段を選択的に駆動するための回路を実装したプリント基板とを、フレキシブルプリントケーブルを介して前記フレキシブルプリントケーブルの同一面側に接続したインクジェットヘッドにおいて、
前記ヘッド基板のノズル形成面の裏面側に前記フレキシブルプリントケーブルとの接続部を設け、
前記接続部に接続されるリード電極とレジスト層をそれぞれ複数層積層したフレキシブルプリントケーブルによって一方向に引き出して前記プリント基板と接続した
構成とした。
【００１７】
これらの本発明に係るインクジェットヘッドにおいて、複数のアクチュエータ手段を３列以上設けたヘッド基板と、前記各列の複数のアクチュエータ手段を選択的に駆動するための回路を実装したプリント基板とを、フレキシブルプリントケーブルを介して接続した構成とできる。
【００１８】
本発明に係るインクジェット記録装置は、本発明に係るインクジェットヘッドを備えたものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るインクジェツトヘッドの分解斜視図である。
このインクジェットヘッドは、駆動ユニット１、液室ユニット２及び回路ユニット３から構成している。
【００２２】
駆動ユニット１は、セラミック、ガラスエポキシ樹脂等からなる絶縁性のヘッド基板１１上に、複数の圧電素子１２を２列接合して配置し、これらの各列の圧電素子１２の周囲を取り囲んで液室ユニット２を支えるフレーム１３を接合している。
【００２３】
また、ヘッド基板１１上には複数の圧電素子１２の一端面側に接続した駆動波形を与えるための共通電極パターン１４と、複数の圧電素子１２の他端面側に接続した選択信号を与えるための個別電極パターン１５を設けている。なお、共通電極パターン１４は、フレーム１３に設けた穴１５内に導電性接着剤を充填することで各パターン部の導通を取っている。
【００２４】
さらに、後にも述べるが、ヘッド基板１１には共通電極パターン１４及び個別電極パターン１５を裏面へと引き出すスルーホール４３、４４を設けている。
【００２５】
液室ユニット２は、振動板１７、流路形成部材１８及びノズル形成部材であるノズルプレート１９を積層して熱融着して形成している。振動板１７は、圧電素子１２で変位されるダイアフラム及びフレームに接合するベースから形成し、またダイヤフラムは圧電素子１２に接合する凸部及び薄膜部分から形成している。
【００２６】
流路形成部材１８は２層構造の感光性樹脂フィルム等からなり、振動板１７及びノズルプレート１９と共に、各圧電素子１２に対向する加圧液室２５、加圧液室２５の両側等に位置する共通液室２６、加圧液室２５と共通液室２６を蓮通する流体抵抗部を兼ねたインク供給路２７を形成している。ノズルプレート１９には多数のノズル２８を形成し、そのノズル表面にはワイピングが可能なようにテフロン等の撥水膜を成膜している。
【００２７】
回路ユニット３は、複数の圧電素子１２を選択的に駆動するための信号を出力するヘッド駆動用ＩＣ３３等を実装したプリント基板（ＰＣＢ）３２と、ＰＣＢ３２と駆動ユニット１のヘッド基板１１の裏面に形成した接続部（パッド）とを接続するフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）３４とで構成している。
【００２８】
このインクジェットヘッドによるインク滴吐出の原理は、記録装置本体の制御部から送られる印字信号をＰＣＢ３２に搭載した駆動用ＩＣ３３から1ドット毎に対応するようにＰＣＢ３２及びＦＰＣ３４を介してヘッド基板１１の裏面から電極パターン１４，１５を通じて所要の圧電素子１２に駆動波形を印加する。
【００２９】
圧電素子１２は印字信号（駆動波形）が印加されると厚み方向に変位し、振動板１７のダイアフラムを介して液室２５が加圧されて、ノズル２８からインク滴が吐出される。
【００３０】
ここで、図２を参照して駆動ユニット1のヘッド基板１１について製造工程を含めて説明する。
まず、ヘッド基板１１上に複数の圧電素子１２を配置するために、同図（ａ）に示すように共通電極及び個別電極用の各電極パターン４１，４２をそれぞれ形成する。これらの電極パターン４１，４２の材質は、Ｎi-Ａg又はＡg-Ｐt等の合金の印刷材料を印刷して焼結したものであるが、これに限るものではない。
【００３１】
各電極パターン４１，４２には、ヘッド基板１１裏面側と電気的に接続するためのスルーホール４３（共通電極用）及びスルーホール４４（個別電極用)を形成している。
【００３２】
そして、同図（ｂ）に示すようにヘッド基板１１上の所定位置にプレート状に形成した圧電素子４５，４５を接合した後、同図（ｃ）に示すようにダイシングソー或いはワイヤソーなどによってヘッド基板１１に達するスリット加工を施し、スリット溝４６によってプレート状圧電素子４５及び個別電極パターン４４をチャンネル毎に分割して圧電素子１２及び個別電極１５を形成する。
【００３３】
このとき、各個別電極１５のスルーホール４４が個別電極パターン１５と一対一で接続するようにしており、これにより、ヘッド基板１１の裏面に各個別電極１５が引き出される。また、共通電極１４は、前述したようにフレーム１３に設けた穴１６内に導電性接着剤を充填することで各パターン部の導通を取り、共通電極１４のスルーホール４３により裏面に引出している。
【００３４】
その後、圧電素子４５のスリット加工が終了したヘッド基板１１上にフレーム部材１３を接着接合して、駆動ユニット1を完成した後、この駆動ユニット1に別途加工組立てた液室ユニット２を接着接合する。
【００３５】
その後、ＦＰＣ３４の露出部に半田メッキを施して、図1に破線で示すようにヘッド基板１１裏面の電極パターンと位置合わせをした後、ＦＰＣ３４側（下面）より圧着チップを押し付けることで、半田を溶融して、ＦＰＣ３４とヘッド基板１１のスルーホール４３，４４と接続して導通を得る。このとき、圧電素子２列分の電極パターンが平面状に配置されているので、一度に圧着することが可能である。また、ＦＰＣ３４は、同じく同図に破線で示すようにＰＣＢ３２の電極パターン（図示しないが、図１の下面に位置する。）と同様にして接続する。この圧着も一度に行える。
【００３６】
このように、ヘッド基板にはＦＰＣとの接続部（パッド）を裏面に設けたので、接続部の面積が節約でき、小型の（特に幅の狭い）インクジェットヘッドを得ることができる。また、ＦＰＣを平面的に扱って実装できるので、一度に複数列（この実施形態では２列分）の圧着が可能であり、組み立て工程を短縮でき、コスト的にも有利になる。また、電極の接続部が裏面にあることで、ノズル表面から浸入するインクによる電気的短絡を防止することができる。
【００３７】
なお、この実施形態では、図示していないが、従来のように、ヘッド基板１１を保持するスペーサやノズルプレートの周辺部を覆うノズルカバーを設けても良い。また、ＦＰＣは、ヘッド基板１１及びＰＣＢ３２と接続（圧着）した後に折り畳むことで省スペース化を図ることもできる。
【００３８】
次に、図３は本発明の第２実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
本実施形態は、上記第１実施形態と同様な駆動ユニット１、液室ユニット２及び回路ユニット３を備え、更にノズルプレート１９の周辺部を覆うヘッドカバー４及びヘッド基板１１を保持するスペーサ５を備えている。ヘッドカバー４とスペーサ５には互いに係合する突起３６及び凹部３７を形成している。
【００３９】
そして、ＦＰＣ３４には切り欠き部３８を形成して、ＦＰＣ３４の引き出し方向をヘッド基板１１の対向する２辺に限定する。これによって、残りの２辺を使ってヘッド基板１１を確実に保持することが可能となる。すなわち、ここではスペーサ５とヘッド基板１１との接合が強固なものになる。
【００４０】
また、直線３５で示すような線でＦＰＣ３４を折り畳むことが可能になり、省スペース化が容易になる。つまり、第１実施形態で同様に折り畳むためには、四つ折りにしなければならないが、この場合には断線等が発生しやすくなる。
【００４１】
さらに、ＦＰＣ３４をヘッド基板１１の裏面で接続することによって接続部面積の節約、圧着工程の短縮、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果が得られることは第１実施形態と同様である。
【００４２】
次に、図４は本発明の第２実施形態の他の例の説明に供する分解斜視説明図、図５は同例の説明に供する斜視説明図である。
この例はＦＰＣ３４をヘッド基板１１の対向する２辺から直線状に引き出したものである。
【００４３】
すなわち、図４に示すようにＦＰＣ３４をヘッド基板１１の裏面にＦＰＣ３４側（下面）から圧着した後、ＰＣＢ３２の電極パターンの片側とＦＰＣ３４側（下面）から圧着する。その後、図５に示すようにＰＣＢ３２をひねつて反対側のＦＰＣ３４の端子とＰＣＢ３２を接続する。
【００４４】
この場合、熱容量の関係で、熱圧着する場合、ＦＰＣ３４側から圧着チップを圧接する必要があるので、最後の接続はＬ字型をした圧着チップを使ってＦＰＣ３４で形成される輪の内側から圧着するか、レーザー加工あるいはヒートフローを吹き付けることで圧着する。本実施例では、面積の小さいＦＰＣを使えるので、ＦＰＣのコストを削減できる。また、ＦＰＣを直線状に折り畳めるので省スペース化を容易に図れる。
【００４５】
このように第２実施形態ではＦＰＣの引き出し方向をヘッド基板の対向する２辺に限定することによって、ヘッド基板を確実に保持することが可能になると共に、ＦＰＣを折り畳み易く設計することが可能になってインクジェットヘッドの小型化を図れる。
【００４６】
次に、図６は本発明の第３実施形態の説明に供する斜視説明図である。
本実施形態のヘッド構成は図４と同じであるが、ＦＰＣ３４はヘッド基板１１に接続した状態でそれぞれ９０°ひねるに十分な長さを有している。これによって、ＦＰＣ３４をひねることで、同図の矢印の方向から圧着チップが圧接できるので、ＰＣＢ３２との組み立てが容易になる。なお、ＦＰＣ３４をヘッド基板１１の裏面に接続することによって、接続部面積の節約、ヘッド基板への圧着工程の短縮、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果が得られることは同様である。
【００４７】
次に、図７は本発明の第４実施形態の説明に供する斜視説明図である。
本実施形態ではＦＰＣ３４をヘッド基板１１の１辺より引き出している。すなわち、ヘッド基板１１の裏面においてＦＰＣ３４を接続する場合、上述したような作用効果を得られるが、ＦＰＣ３４の電極端子面が外側を向くことになる。すなわち、上述した図４の例で示すようにＦＰＣ３４をひねらずにＰＣＢ３２に接続しようとすると、熱容量の関係でＦＰＣ３４側から圧着しなければならないため、閉じた輪の内側から圧着しなければならなくなる。
【００４８】
そこで、ＦＰＣ３４をヘッド基板１１の１辺より引き出すことにより、ＦＰＣ３４とＰＣＢ３２が円弧になる（輪を形成する）ことを防止している。したがって、１方向が開放しているので、ＦＰＣ３４側から容易に圧着することが可能となる。なお、ＦＰＣ３４の電極面を裏面に引き出すのはコスト高になる。なお、ＦＰＣ３４をヘッド基板１１の裏面で接続することによって、接続部面積の節約、基板ヘッドへの圧着工程の短縮、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果が得られることは同様である。
【００４９】
次に、図８は本発明の第５実施形態の一例の説明に供する斜視説明図、図９は同実施形態の他の例の説明に供する斜視説明図である。
本実施形態では、図８に示すように図４に示した第２実施形態においてＦＰＣ３４にスリット３９を加工したものを用い、或いは図９に示すように図３に示した第２実施形態においてＦＰＣ３４にスリット３９を加工したものを用いている。
【００５０】
このようにＦＰＣ３４にスリット３９を形成することで、圧着時の熱による応力、変形（しわ）を逃がすことができ、確実に接続させることが可能となる。また、寸法誤差による電極パターンの位置ずれを、このスリット３９で吸収して位置合わせすることが可能になる。なお、ＦＰＣ３４をヘッド基板１１の裏面で接続することによって、接続部面積の節約、基板ヘッドへの圧着工程の短縮、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果が得られることは同様である。
【００５１】
次に、図１０は本発明の第６実施形態を説明する分解斜視説明図である。
このインクジェットヘッドも駆動ユニット１、液室ユニット２及び回路ユニット３で構成し、各ユニットの機能及び製造方法は前記第１実施形態と同様である。そして、本実施形態では複数枚のＦＰＣ３４−１、３４−２を同一方向に引き出してＰＣＢ３２と接続している。
【００５２】
すなわち、前述したように第４実施形態で説明したようにＦＰＣ３４が閉じてしまうとＰＣＢ３２との圧着加工が難しくなるが、これは同実施形態で説明したようにヘッド基板１１の１辺からＦＰＣ３４を引き出すことで解決できるものの、インクジェットの分解能ＤＰＩ（dot par inch）が大きい場合には、ＦＰＣ３４の電極パターンが細かくなるので、同実施形態のように複数列分を一緒に並べることは難しくなる。
【００５３】
そこで、本実施形態では複数列分のＦＰＣを別々に接続し、かつ、ＦＰＣが閉じてしまわないように、同一方向に引き出している。これにより、ＦＰＣとＰＣＢを容易に圧着加工することが可能になる。なお、ＦＰＣ３４−１、３４−２をヘッド基板の裏面で接続することによって、接続部面積の節約、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果が得られることは同様である（ＦＰＣを複数枚使用するので、ヘッド基板への圧着工程は短縮されない。)。また、この場合、同じＦＰＣを使うことが可能であり、ＦＰＣの設計コストが安くなる。
【００５４】
次に、図１１は本発明の第７実施形態の説明に供する分解斜視説明図である。
本実施形態では、複数枚のＦＰＣ３４−１、３４−２が曲がらない状態でヘッド基板１１及びＰＣＢ３２とそれぞれ接続できるように、ＦＰＣの長さの短い順に接続している。
【００５５】
これによって、ＦＰＣを曲げずに圧着できるので、更に圧着加工が容易になる。なお、ＦＰＣをヘッド基板１１の裏面で接続することで接続部面積の節約、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果は同様に得られる。
【００５６】
次に、図１２は本発明の第８実施形態の説明に供する分解斜視説明図、図１３は同実施形態の断面説明図である。
本実施形態では積層したＦＰＣ３４によってリード電極を一方向に引き出し、ヘッド基板１１及びＰＣＢ３２と接続している。すなわち、図１１に示すように、ＦＰＣ３４はベース３４−１０、第１の電極パターン（リード電極）３４−１１及びレジスト層３４−１２という通常のＦＰＣの構成の上に、更に第２の電極パターン（リード電極）３４−１３及びレジスト層３４−１４を積層している。
【００５７】
これによって、ヘッド基板１１とＦＰＣ３４、ＰＣＢ３２とＦＰＣ３４を、それぞれ1度に圧着加工できるので、組立工程が容易になる。また、電極パターンの接続部が全て平面状になるので、圧着を全て同時に行うことができるようにすることも可能である。なお、ＦＰＣをヘッド基板１１の裏面で接続することで接続部面積の節約、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果は同様に得られる。
【００５８】
次に、図１４は本発明の第９実施形態の説明に供する斜視説明図、図１５は同実施形態の他の例の説明に供する斜視説明図である。
本実施形態では上述した第８実施形態のＦＰＣ３４のレジスト層（絶縁層或いはカバー層ともいう。）の範囲を限定、すなわち、ＦＰＣ３４の接続端子（リード電極）３４−１１がヘッド基板１１よりはみ出さない範囲に設けている。
【００５９】
具体的には、図１４に示すように、ＦＰＣ３４−１のレジスト層３４−１２がヘッド基板１１に重なるまで長くしている。これにより、更に確実にインクによる電気的短絡を防止することができる。なお、同図のＦＰＣ３４−２は接続状態でヘッド基板１１より短くしているので、ヘッド基板１１からははみ出ない。また、更に好ましくは、図１５に示すように、ＦＰＣ３４−２の端にもレジスト層３４−１２を設ける。
【００６０】
ここで、ＦＰＣ３４（３４−１、３４−２）のレジスト層３４−１２の厚さは５０μｍを越えない厚さとしている。特に、この実施形態のように、レジスト層をヘッド基板１１と重ねると、レジスト層が厚いことでその段差により圧着不良が出る場合がある。実験的にレジスト層の厚さと圧着不良率を調査したところ、５０μｍより薄くした場合には問題が出なかった、つまり、レジスト層の厚さを５０μｍより薄くすることで確実な圧着が可能になる。
【００６１】
次に、図１６は本発明の第１０実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
このインクジェットヘッドも駆動ユニット１、液室ユニット２及び回路ユニット３から構成しているが、圧電素子１２の列を３列配置し、これに対応して加圧液室２５及びノズル２８等も３列設けている。なお、３列に限定されるものではない。
【００６２】
ここで、ヘッド基板１１上の圧電素子列の内の端の列以外の列（３列の場合は真中の列）は、片側を個別電極１５とし、他方側を共通電極１４に接続しなければならない。つまり、２列の場合のように単純に圧電素子列の間を導電性接着剤で埋めることはできない。
【００６３】
そこで、フレーム１３に形成する穴１６ａ、１６ｂのうちの一方の穴１６ａを端に寄せて、且つ、ヘッド基板１１の電極パターンを分断し、真中の圧電素子列の個別電極１５はここからスルーホールで裏面に接続している。そして、圧電素子１２の各列毎にヘッド基板１１の裏面側からＦＰＣ３４−１、３４−２、３４−３を接続している。
【００６４】
このように同一のヘッド基板に圧電素子を３列以上設けようとする場合には従来のようにヘッド基板の表面の電極パターンにＦＰＣを接続することはできないのに対して、本発明のようにスルーホールを使って電極の接続部を裏面に引き出すことによって、同一のヘッド基板に圧電素子を３列以上設けることが可能になる。
【００６５】
そして、圧電素子の各列毎にヘッド基板の裏面からＦＰＣを接続して積層することで、圧着工程が簡略化できる。なお、ＦＰＣの接続方法はこれに限るものではない。これにより、インクジェットヘッドの小型集積化が可能になり、また、ＦＰＣのヘッド基板への圧着加工が簡略化でき、コスト面でも有利で、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果を得られる。
【００６６】
次に、図１７は本発明の第１１実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
このインクジェットヘッドは、前述した駆動ユニット１及び液室ユニット２の組を複数有し、1枚のＦＰＣ３４により回路ユニット３に接続している。ＦＰＣ３４は、駆動ユニット１間で折り曲げて、更に９０°ひねることでＰＣＢ３２に接続している。
【００６７】
なお、ここでは、２組の駆動ユニット１を接続しているが、ＦＰＣ３４は繰り返し形状になっており、ユニットの個数が増えてもＦＰＣの繰り返しを同様に増やすることで接続できる。
【００６８】
このように、ＦＰＣ３４との接続部をヘッド基板１１の裏面に引き出し、複数個のヘッド基板１１を１枚のＦＰＣ３４で接続することで、一度に実装することが可能になる。これにより、工程数が減り、コスト面で有利になる。また、ヘッド基板の電極端子が裏面にあるので、インクによる電気的短絡を防止する等の作用効果を得ることもできる。
【００６９】
なお、上記各実施形態においては、圧電素子をアクチュエータ手段に用いるピエゾ型インクジェットヘッドに本発明を適用した例で説明しているが、発熱抵抗体を用いるバブル型インクジェットヘッドにも適用することもでき、また振動板とこれに対向する電極との間の静電力を利用する静電型インクジェットヘッドにも適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るインクジェットヘッドによれば、ヘッド基板のノズル形成面の裏面側にフレキシブルプリントケーブルとの接続部を設け、複数枚のフレキシブルプリントケーブルを同一方向に引き出して複数枚のフレキシブルプリントケーブルを重ねた状態でプリント基板と接続した構成としたので、ヘッドを小型化することができる。
【００７７】
本発明に係るインクジェットヘッドによれば、ヘッド基板のノズル形成面の裏面側にフレキシブルプリントケーブルとの接続部を設け、接続部に接続されるリード電極とレジスト層をそれぞれ複数層積層したフレキシブルプリントケーブルによって一方向に引き出してプリント基板と接続した構成としたので、ヘッドの小型化を図ることができる。
【００７９】
本発明に係るインクジェット記録装置は、本発明に係るインクジェットヘッドを備えたので、小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図
【図２】同ヘッドの駆動ユニットの製造工程を説明する斜視図
【図３】本発明の第２実施形態の一例の説明に供する分解斜視説明図
【図４】本発明の第２実施形態の他の例の説明に供する分解斜視説明図
【図５】同他の例の説明に供する斜視説明図
【図６】本発明の第３実施形態の説明に供する斜視説明図
【図７】本発明の第４実施形態の説明に供する分解斜視説明図
【図８】本発明の第５実施形態の一例の説明に供する斜視説明図
【図９】同実施形態の他の例の説明に供する斜視説明図
【図１０】本発明の第６実施形態の説明に供する分解斜視説明図
【図１１】本発明の第７実施形態の説明に供する分解斜視説明図
【図１２】本発明の第８実施形態の説明に供する分解斜視説明図
【図１３】同実施形態のＦＰＣの断面説明図
【図１４】本発明の第９実施形態の一例の説明に供する分解斜視説明図
【図１５】同実施形態の他の一例の説明に供する斜視説明図
【図１６】本発明の第１０実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図
【図１７】本発明の第１１実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図
【符号の説明】
１…駆動ユニット、２…液室ユニット、３…回路ユニット、４…ヘッドカバー、５…スペーサ、１１…ヘッド基板、１２…圧電素子、３２…ＰＣＢ、３４…ＦＰＣ。
Claims (5)
- 複数のアクチュエータ手段を設けたヘッド基板と、前記複数のアクチュエータ手段を選択的に駆動するための回路を実装したプリント基板とを、フレキシブルプリントケーブルを介して前記フレキシブルプリントケーブルの同一面側に接続したインクジェットヘッドにおいて、
前記ヘッド基板のノズル形成面の裏面側に前記フレキシブルプリントケーブルとの接続部を設け、
複数枚のフレキシブルプリントケーブルを同一方向に引き出して前記複数枚のフレキシブルプリントケーブルを重ねた状態で前記プリント基板と接続した
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
複数枚のフレキシブルプリントケーブルを曲げない状態で前記ヘッド基板と前記プリント基板が接続するように、
前記フレキシブルプリントケーブルの１つは、前記ヘッド基板の前記接続部のうち最も前記プリント基板側の接続部と、前記プリント基板のフレキシブルプリントケーブルに接続される電極パターンのうち最も前記ヘッド基板側の電極パターンとを接続し、
他の前記フレキシブルプリントケーブルは、前記ヘッド基板の接続部のうち前記プリント基板に近い側の接続部から順に、前記プリント基板のフレキシブルプリントケーブルに接続される電極パターンのうち前記ヘッド基板に近い側の電極パターンと接続されていること特徴とするインクジェットヘッド。 - 複数のアクチュエータ手段を設けたヘッド基板と、前記複数のアクチュエータ手段を選択的に駆動するための回路を実装したプリント基板とを、フレキシブルプリントケーブルを介して前記フレキシブルプリントケーブルの同一面側に接続したインクジェットヘッドにおいて、
前記ヘッド基板のノズル形成面の裏面側に前記フレキシブルプリントケーブルとの接続部を設け、
前記接続部に接続されるリード電極とレジスト層をそれぞれ複数層積層したフレキシブルプリントケーブルによって一方向に引き出して前記プリント基板と接続した
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、複数のアクチュエータ手段を３列以上設けたヘッド基板と、前記各列の複数のアクチュエータ手段を選択的に駆動するための回路を実装したプリント基板とを、フレキシブルプリントケーブルを介して接続したことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェットヘッドを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。
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