JP5332293B2 - 液滴吐出ヘッド及び液滴吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

液滴吐出ヘッド及び液滴吐出ヘッドの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出ヘッドの製造方法にかかわり、特に、生産性よくフレキシブル基板を配置する方法に関するものである。
液晶テレビのカラーフィルタ等の微細なパターンを形成する方法の1つとして液滴吐出法が用いられている。この液滴吐出法は液滴吐出ヘッドから機能液を液滴にして基板に吐出して、基板上に微細なパターンを形成する方法である。そして、この液滴吐出ヘッドを生産性良く製造可能な構造が特許文献1に開示されている。それによると、液滴吐出ヘッドは液滴を吐出するノズルが形成されたノズル基板と振動板との間に圧力発生室が形成されている。そして、圧電素子が振動板に配置され、圧電素子が伸縮して振動板を振動させている。この振動板が振動することにより、圧力発生室に内在する機能液が加圧されて、機能液が液滴となって吐出される。
振動板の上には凹部が形成されたリザーバ形成基板が配置され、圧電素子はこの凹部と振動板により密閉されている。振動板には圧電素子の電極が形成され、電極の一部はリザーバ形成基板によって覆われていない場所に形成されている。そして、振動板には圧電素子の電極とフレキシブル基板とが電気的に接続されている。振動板には複数の圧電素子が配置されており、圧電素子の電極も複数形成されている。そして、フレキシブル基板には複数の配線が形成され、複数の圧電素子の電極とフレキシブル基板の複数の電極とが接続されている。従って、1つのフレキシブル基板により複数の電極が接続されるので、生産性良く圧電素子の電極とフレキシブル基板の配線とを接続することが可能となっていた。
特開2006−68989号公報
液滴吐出ヘッドにはノズルが2列配置されることがあり、このとき、圧電素子も2列配置される。振動板に形成された電極も2列形成され、リザーバ形成基板は2列の電極を平面方向に挟んで配置される。振動板にリザーバ形成基板が配置された後、振動板に形成された電極とフレキシブル基板とが接続されて固定される。小型の液滴吐出ヘッドを形成するとき、電極は狭い場所に設計される。そして、リザーバ形成基板に挟まれた狭い場所に電極が配置され、この電極にフレキシブル基板を配置する工程では、フレキシブル基板を作業性良く電極と位置合わせして固定することが難しかった。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[適用例1]
本適用例にかかる液滴吐出ヘッドは、ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドであって、前記ノズルに連通する圧力室が形成された流路形成基板と、前記流路形成基板の一面側に振動板を介して配置され、前記圧力室に圧力変化を生じさせる駆動部と、前記駆動部と電気的に接続するフレキシブル基板と、前記振動板を補強する補強部材と、を備え、前記フレキシブル基板は前記駆動部を覆って配置され、前記振動板と前記フレキシブル基板と前記補強部材とにおける各部の少なくとも一部がこの順に配置されることを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドによれば、圧力室の一面側に振動板が配置され、振動板に駆動部が配置される。駆動部が振動板を振動させることにより、駆動部は圧力室の圧力変化を生じさせる。そして、圧力室に連通するノズルから液滴が吐出される。駆動部にはフレキシブル基板を介して電気信号が印加される。そして、振動板が振動するとき、補強部材が振動板の一部を固定することにより、振動板は所定の振動モードを維持して品質良く振動することができる。
振動板には駆動部が配置され、駆動部とフレキシブル基板とが電気的に接続されている。そして、フレキシブル基板には補強部材の少なくとも一部が重ねて配置されている。従って、補強部材が配置される前に駆動部とフレキシブル基板との電気的接続をとって、フレキシブル基板を振動板に配置することが可能になっている。一方、振動板の上に補強部材が配置され、補強部材の上にフレキシブル基板が配置される構造の場合には、補強部材と駆動部とが配置された振動板にフレキシブル基板が配置される。フレキシブル基板と駆動部とを電気的に接続するときに、フレキシブル基板は補強部材を避けて配置しなければならないため、補強部材は障害になる可能性がある。つまり、補強部材はフレキシブル基板を接続するときの作業性を悪くする可能性がある。この構造に比べて、振動板、フレキシブル基板、補強部材の順に配置された構造の方が、作業性良く振動板にフレキシブル基板を配置することができる。
[適用例2]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記駆動部と前記フレキシブル基板との間には前記駆動部の運動を阻害しない程度の空間を確保して、前記フレキシブル基板が配置されることを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドによれば、駆動部とフレキシブル基板との間に空間が確保されることにより、駆動部がフレキシブル基板と触れることがない。従って、駆動部がフレキシブル基板に触れて、駆動部のエネルギが減衰することを防止することができる。
[適用例3]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記補強部材は前記駆動部を覆い、前記フレキシブル基板と前記補強部材との間には空間を確保して配置され、前記駆動部を密閉することを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドによれば、補強部材が駆動部を密閉するので、駆動部に塵が付着することを防止することができる。従って、駆動部に塵が付着して駆動部が振動板を振動させ難くすることを防止することができる。さらに、フレキシブル基板と補強部材との間には空間が確保されているため、駆動部が発する熱によってフレキシブル基板が膨張するときにも、フレキシブル基板は補強部材の方へ伸長するようにすることができる。そして、フレキシブル基板が駆動部に触れて、駆動部のエネルギが減衰することを防止することができる。
[適用例4]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記駆動部は2つの電極を有する素子であり、前記フレキシブル基板は前記2つの電極と電気的に接続されていることを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドによれば、駆動部が有する2つの電極はフレキシブル基板と電気的に接続されているため、駆動部に電力を伝送する手段はフレキシブル基板以外に必要ない。従って、駆動部が有する2つの電極に対して、2つのフレキシブル基板を配置する方法に比べて、簡便な構成にすることができる。
[適用例5]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記フレキシブル基板には流路孔が形成され、前記流路形成基板には前記圧力室につながる流路が形成され、前記流路孔は前記流路と接続されることを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドによれば、流路形成基板に形成された流路とフレキシブル基板の流路孔とが接続して配置される。そして、流路形成基板に形成された流路をフレキシブル基板が横断するように、フレキシブル基板が配置されるときにも、流路形成基板に形成された流路が遮蔽されないようにすることができる。従って、流路形成基板の流路の位置によらず、フレキシブル基板を配置する場所の自由度を向上することができる。
[適用例6]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板と前記フレキシブル基板との間に第1基板支持部を備え、前記第1基板支持部が前記駆動部と前記フレキシブル基板との間に前記空間を確保することを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドによれば、第1基板支持部がフレキシブル基板を支持することにより、駆動部とフレキシブル基板との間の距離を所定の距離に設定することができる。そして、駆動部とフレキシブル基板との間の空間を確実に確保することができる。
[適用例7]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記流路形成基板の前記圧力室及び流路は、前記駆動部の電極と前記フレキシブル基板とが接続される場所と対向する場所以外の場所に形成されていることを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドによれば、駆動部の電極とフレキシブル基板とが接続される場所と対向する場所における流路形成基板には圧力室及び流路等の空間が形成されていない。従って、駆動部の電極とフレキシブル基板とを接続するとき、フレキシブル基板を流路形成基板に押圧しても流路形成基板は損傷を受け難くなっている。従って、液滴吐出ヘッドを製造する工程にて、液滴吐出ヘッドの流路形成基板が損傷を受け難い構造にすることができる。
[適用例8]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記フレキシブル基板の周囲の少なくとも一部には予備補強部材を備えることを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドによれば、補強部材に加えて予備補強部材が配置されている。従って、補強部材が振動板の一部を固定する場合に比べて、予備補強部材がさらに強固に振動板の一部を固定することができる。その結果、振動板が振動するとき、振動板は所定の振動モードを維持して品質良く振動することができる。
[適用例9]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記駆動部は圧電素子を含んで構成されることを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドによれば、駆動部に圧電素子を用いている。そして、圧電素子は駆動電圧に対して応答性が良く、ノズルから吐出する液滴の粘性が高い場合にも、圧力を変化させて液滴を吐出するのに必要な力を出すことができる。従って、粘性の高い液滴を吐出することができる。
[適用例10]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドにおいて、前記補強部材と前記フレキシブル基板との間には第2基板支持部を備え、前記第2基板支持部が前記補強部材と前記フレキシブル基板との間に前記空間を確保することを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドによれば、第2基板支持部がフレキシブル基板を支持することにより、補強部材とフレキシブル基板との間の距離を所定の距離に設定することができる。そして、補強部材とフレキシブル基板との間の空間を確実に確保することができる。
[適用例11]
本適用例にかかる液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出するための駆動部が振動板を振動させる液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記駆動部を覆うようにフレキシブル基板を配置する基板配置工程と、前記駆動部の電極と前記フレキシブル基板の配線とを電気的に接続して配置する基板実装工程と、前記フレキシブル基板の1面に補強部材を配置する補強部材配置工程と、を有し、前記補強部材配置工程は前記基板実装工程の後に行われることを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、基板配置工程において駆動部を覆うようにフレキシブル基板を配置している。基板実装工程において駆動部の電極とフレキシブル基板の配線とを電気的に接続して配置する。そして、基板実装工程の後に行われる補強部材配置工程においてフレキシブル基板の1面に補強部材を配置している。従って、補強部材が配置される前に駆動部とフレキシブル基板との電気的接続をとり、フレキシブル基板を振動板に配置することが可能になっている。一方、振動板の上に補強部材が配置され、補強部材の上にフレキシブル基板が配置される工程順の場合には、補強部材と駆動部とが配置された振動板にフレキシブル基板を配置する工程になる。フレキシブル基板と駆動部とを電気的に接続するときに、フレキシブル基板は補強部材を避けて配置しなければならないため、補強部材は障害になる可能性がある。つまり、補強部材はフレキシブル基板を接続するときの作業性を悪くする可能性がある。この構造に比べて、振動板、フレキシブル基板、補強部材の順に配置された構造の方が、作業性良く振動板にフレキシブル基板を配置することができる。
[適用例12]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記振動板と前記フレキシブル基板との間に第1基板支持部を配置して、前記駆動部と前記フレキシブル基板との間に空間を形成する第1支持部形成工程をさらに有することを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第1支持部形成工程において、第1基板支持部を配置している。第1基板支持部が駆動部とフレキシブル基板との間に空間を確保することにより、駆動部がフレキシブル基板と触れることがなくなる。従って、駆動部がフレキシブル基板に触れて、駆動部のエネルギが減衰することを防止することができる。
[適用例13]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記フレキシブル基板を配置する場所の周囲に予備補強部材を配置する予備補強配置工程をさらに有することを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、予備補強配置工程において、予備補強部材を配置している。そして、補強部材に加えて予備補強部材が配置されている。従って、補強部材が振動板の一部を固定する場合に比べて、予備補強部材がさらに強固に振動板の一部を固定することができる。その結果、振動板が振動するとき、振動板は所定の振動モードを維持して品質良く振動することができる。
[適用例14]
上記適用例にかかる液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記フレキシブル基板と前記補強部材との間に第2基板支持部を配置して、前記フレキシブル基板と前記補強部材との間に空間を形成する第2支持部形成工程をさらに有することを特徴とする。
この液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第2支持部形成工程において、第2基板支持部を配置している。そして、第2基板支持部がフレキシブル基板と補強部材との間に空間を確保することにより、駆動部が発する熱によってフレキシブル基板が膨張するときにも、フレキシブル基板は補強部材の方へ伸長するようにすることができる。そして、フレキシブル基板が駆動部に触れて、駆動部のエネルギが減衰することを防止することができる。
以下、具体化した実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
(第1の実施形態)
本実施形態では、本発明の特徴的な液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドを製造する例について図1〜図9に従って説明する。
(液滴吐出ヘッド)
最初に、液滴吐出ヘッドについて説明する。図1は液滴吐出ヘッドの構成を示す概略斜視図である。図1(a)は液状体を供給する側から見た図であり、図1(b)は液滴を吐出する側から見た図である。図1に示すように、液滴吐出ヘッド1は略直方体に形成されている。液滴吐出ヘッド1の長手方向をX方向とし、長手方向と直交する方向をY方向とする。そして、液滴吐出ヘッド1が液滴を吐出する方向をZ方向の逆の方向とする。
液滴吐出ヘッド1は、液滴を吐出するノズル2が形成されたノズルプレート3を備えている。ノズルプレート3は液滴に対する耐腐食性と剛性のある板材であれば良く、金属板、シリコン板、ガラス板等を用いることができる。本実施形態では、例えば、ステンレス板を採用している。ノズルプレート3にはノズル2が2列配列して形成され、各列には9個のノズル2が形成されている。各列のノズル数は9個に限定されず、液滴吐出ヘッド1の要求仕様に合わせて設定できる。
ノズルプレート3と重ねて略直方体の流路形成基板4が配置され、流路形成基板4と重ねて振動板5が配置されている。流路形成基板4は、液滴に対する耐腐食性と剛性のある板材であれば良く、金属板、シリコン板、ガラス板等を用いることができる。本実施形態では、例えば、シリコン単結晶からなる板を採用している。振動板5は液滴に対する耐腐食性と振動可能な伸縮性と強度のある板材であれば良く、金属板、シリコン板、ガラス板、強化樹脂等を用いることができる。本実施形態では、例えば、ステンレス板を採用している。
略直方体をした2つの補強部材6及びH字の形状をした予備補強部材7が振動板5の上に重ねて配置されている。この補強部材6と予備補強部材7とを合体させたとき、略直方体になるように形成されている。補強部材6及び予備補強部材7は液滴に対する耐腐食性と剛性のある板材であれば良く、金属板、シリコン板、ガラス板等を用いることができる。本実施形態では、例えば、シリコン単結晶からなる板を採用している。補強部材6には導入口8が形成され、吐出する液滴を構成する液状体を供給可能になっている。
液滴吐出ヘッド1のY方向及びY方向と逆側の側面にはフレキシブル基板9が配置されている。フレキシブル基板9は流路形成基板4と補強部材6とに挟まれて配置されている。フレキシブル基板9は可撓性を有する基板であり、フレキシブル基板9のZ方向と逆の方向の面には液滴吐出ヘッド1に電気信号を供給する配線が形成されている。そして、フレキシブル基板9の配線が形成されている面には駆動回路部10が配置されている。駆動回路部10は、液滴吐出ヘッド1に入力される電気信号から液滴を吐出する駆動信号を形成する機能を備えている。
図2は、液滴吐出ヘッドの構造を示す概略分解斜視図である。図2に示すように、流路形成基板4においてノズル2と対向する場所には圧力室11が形成され、ノズル2と圧力室11とが連通して配置されている。従って、流路形成基板4にはノズル2と同数の圧力室11がノズル2と同様に2列配列して配置されている。流路形成基板4には流路孔12が形成され、流路孔12は各圧力室11と図示しない流路により接続されている。
流路形成基板4と重ねて配置される振動板5には圧力室11と対向する場所に駆動部としての駆動素子13が配置されている。従って、振動板5にはノズル2と同数の駆動素子13がノズル2と同様に2列配列して配置されている。そして、駆動素子13のY方向の側には第1基板支持部14が配置され、駆動素子13のY方向と逆の側には第1基板支持部15が配置されている。第1基板支持部14及び第1基板支持部15はX方向に延在して配置され、駆動素子13が配列する方向と平行して配置されている。振動板5において流路孔12と対向する場所には流路孔16が配置され、流路孔12と流路孔16とが接続して配置されている。
振動板5において駆動素子13が配置されている面には予備補強部材7が配置されている。予備補強部材7はX方向の両端に配置された1対の端補強部7aと端補強部7aの間に架設された中補強部7bとから構成されている。端補強部7aは振動板5のX方向両端を補強して、振動板5が流路形成基板4から剥離することを防止している。中補強部7bは駆動素子13の列に挟まれた場所に配置され、振動板5のY方向の中央を補強する。そして、振動板5が流路形成基板4から剥離することを防止している。
駆動素子13、第1基板支持部14、第1基板支持部15が配置された振動板5の上に重ねて、1対のフレキシブル基板9が配置される。フレキシブル基板9は駆動素子13と対向する場所である素子対向部9aが凸状に形成され、駆動素子13とフレキシブル基板9とが接触しないように配置されている。フレキシブル基板9において流路孔16と対向する場所には流路孔17が配置され、流路孔17と流路孔16とが接続して配置されている。
1対のフレキシブル基板9と重ねて1対の補強部材6が配置されている。補強部材6のフレキシブル基板9側であって素子対向部9aと対向する場所は略台形に凹んだ凹部6aが形成され、凹部6aの凹んだ台形の角には第2基板支持部18及び第2基板支持部19が配置されている。第2基板支持部18及び第2基板支持部19はX方向に延在して配置され、第1基板支持部14及び第1基板支持部15と平行に配置されている。補強部材6に形成された導入口8と、流路孔17、流路孔16、流路孔12は接続して配置され、各孔を液状体が通過可能になっている。
図3(a)は液滴吐出ヘッドの構造を示す模式断面図であり、図3(b)は駆動素子を示す要部模式断面図である。図3(a)に示すように、液滴吐出ヘッド1はノズルプレート3を備え、ノズルプレート3にはノズル2が形成されている。ノズルプレート3の上側であって、ノズル2と対向する位置には、ノズル2と連通する圧力室11が形成されている。そして、図示しない供給装置に貯留されている液状体20が図示しない流路及び導入口8、流路孔12等の流路11a及び圧力室入口11bを通って圧力室11に供給される。
圧力室11の上側には、上下方向(Z方向)に振動して、圧力室11内の容積を拡大縮小する振動板5と、左右方向に伸縮して振動板5を振動させる駆動部としての駆動素子13が配設されている。そして、液滴吐出ヘッド1が駆動素子13を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、駆動素子13が伸縮して、振動板5が圧力室11内の容積を拡大縮小して圧力室11を加圧する。その結果、液滴吐出ヘッド1のノズル2から、縮小した容積分の液状体20が液滴23として吐出される。ノズル2、圧力室11、振動板5、駆動素子13等により液滴吐出素子24が構成され、1つの液滴吐出ヘッド1には複数の液滴吐出素子24が配列して形成されている。
図3(b)に示すように、振動板5のZ側の面には電極としての下電極膜25、圧電素子26、電極としての上電極膜27がこの順で配置され、駆動素子13を形成している。振動板5の駆動素子13が配置された側の面には図示しない絶縁膜が形成され、下電極膜25及び上電極膜27に電流が流動するときにも、振動板5には電流が流動しないようになっている。そして、下電極膜25と上電極膜27との間に電圧を印加することにより圧電素子26が伸縮可能になっている。下電極膜25及び上電極膜27は中補強部7bの方向に延在して形成され、圧電素子26と対向しない場所では振動板5の平面方向において分離して配置されている。そして、下電極膜25は中補強部7bと対向する場所にも配置され、各駆動素子13の下電極膜25は電気的に接続されている。
振動板5上の駆動素子13をY方向に挟んで第1基板支持部14及び第1基板支持部15が配置され、駆動素子13、第1基板支持部14、第1基板支持部15を覆ってフレキシブル基板9が配置されている。フレキシブル基板9の振動板5側の面には複数の個別配線9bと共通配線9cとが配置されている。そして、個別配線9bと各駆動素子13の上電極膜27とが電気的に接続され、共通配線9cと下電極膜25とが電気的に接続されている。
振動板5の厚み方向(Z方向)において第1基板支持部14及び第1基板支持部15は駆動素子13の厚さより大きく形成されている。そして、フレキシブル基板9は第1基板支持部14及び第1基板支持部15に横架して配置されることにより、駆動素子13とフレキシブル基板9との間に空間としての第1空洞部28が形成される。フレキシブル基板9が熱や振動等により上下方向に移動するとき、圧電素子26と対向する場所のフレキシブル基板9は駆動素子13に接触しないように第1基板支持部14及び第1基板支持部15の大きさが設定されている。
フレキシブル基板9の上側(Z方向)の面に補強部材6が配置され、補強部材6の凹部6aには第2基板支持部18及び第2基板支持部19が配置されている。この第2基板支持部18と第1基板支持部14とが対向する位置に配置され、第2基板支持部18と第1基板支持部14とがフレキシブル基板9を挟むように配置されている。同様に、第2基板支持部19と第1基板支持部15とが対向する位置に配置され、第2基板支持部19と第1基板支持部15とがフレキシブル基板9を挟むように配置されている。フレキシブル基板9は第1基板支持部14及び第2基板支持部18と第1基板支持部15及び第2基板支持部19とにより形状が規制されるので、フレキシブル基板9と凹部6aとの間に空間としての第2空洞部29が形成される。そして、熱によりフレキシブル基板9が伸長するとき、フレキシブル基板9は凹部6aの方向へ伸長して、フレキシブル基板9は駆動素子13に接触し難くなっている。さらに、補強部材6は駆動素子13を密閉するように配置されているので、駆動素子13に塵が付着することを防止している。
図4は液滴吐出ヘッドの構造を示す模式断面図である。図4(a)は図3(a)の液滴吐出ヘッドにおけるA−A’線に沿う模式断面図であり、図4(b)は図3(a)のB−B’線に沿う模式断面図である。図4(a)に示すように、ノズル2と連通する圧力室11は隔壁30により仕切られている。駆動素子13は各圧力室11と対向する場所に配列して配置され、総ての駆動素子13を覆ってフレキシブル基板9が配置されている。さらにフレキシブル基板9を覆って補強部材6が配置されている。フレキシブル基板9と駆動素子13との間には第1空洞部28が形成され、フレキシブル基板9と補強部材6との間には第2空洞部29が形成されている。従って、フレキシブル基板9は上下に空間を備えて配置されている。
図4(b)に示すように、導入口8から流入する液状体20は流路11aを通過して、各圧力室11の圧力室入口11bから圧力室11に流入する。フレキシブル基板9は振動板5と補強部材6とにより挟まれて固定されている。補強部材6の導入口8は振動板5と接触する場所まで形成されることにより、フレキシブル基板9は液状体20と接触しないようになっている。これにより、フレキシブル基板9が液状体20により腐食されることを防止することが可能になっている。
図5はフレキシブル基板の配線パターンを示す模式平面図である。図5に示すように、フレキシブル基板9の中央には流路孔17が形成され、流路孔17の右側には駆動回路部10が配置されている。フレキシブル基板9の左側端面の端子部9dから右側の駆動回路部10の間に個別配線9b及び共通配線9cが配置されている。そして、個別配線9b及び共通配線9cは流路孔17を避けて配置されている。個別配線9bが9本配置され、共通配線9cは個別配線9bを挟んで2本配置されている。そして、1つのフレキシブル基板9において駆動回路部10がフリップチップ実装されて、下電極膜25及び上電極膜27と電気的に接続された個別配線9b及び共通配線9cと電気的に接続している。駆動回路部10の右側には入力配線9eが配置され、図示しないコネクタと接続されることにより、電気信号が入力される。
(ヘッドの製造方法)
次に、上述した液滴吐出ヘッド1を製造する製造方法について図6〜図9にて説明する。図6は、液滴吐出ヘッドを製造する製造工程を示すフローチャートであり、図7〜図9は、液滴吐出ヘッドの製造方法を説明する図である。
図6において、ステップS1は、第1基板支持部形成工程に相当し、駆動素子が形成されている振動板に第1基板支持部を配置する工程である。次にステップS2に移行する。ステップS2は、予備補強配置工程に相当し、振動板に予備補強部材を配置する工程である。次にステップS3に移行する。ステップS3は、基板配置工程に相当し、振動板にフレキシブル基板を重ねて配置する工程である。次にステップS4に移行する。ステップS4は、基板実装工程に相当し、振動板に形成された電極膜とフレキシブル基板に形成されている個別配線及び共通配線とを電気的に接続する工程である。次にステップS5に移行する。ステップS5は、第2基板支持部形成工程に相当し、補強部材に第2基板支持部を形成する工程である。次にステップS6に移行する。ステップS6は、補強部材配置工程に相当し、フレキシブル基板と重ねて補強部材を配置して固定する工程である。以上の工程により液滴吐出ヘッドを製造する工程を終了する。
次に、図7〜図9を用いて、図6に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。図7(a)及び図7(b)はステップS1の第1基板支持部形成工程に対応する図である。ステップS1において、図7(a)に示すように、1面に流路形成基板4が固着され、他面に駆動素子13が形成された振動板5を用意する。尚、流路形成基板4にはノズルプレート3が固着されている。ノズルプレート3及び流路形成基板4の形成方法は公知の方法であり、説明を省略する。また、ノズルプレート3と流路形成基板4とを固着する方法、流路形成基板4と振動板5とを固着する方法も公知の方法であり、説明を省略する。
次に、スクリーン印刷法を用いて第1基板支持部14及び第1基板支持部15を形成する。まず、振動板5をスクリーン印刷装置の載置台に載せて、所定の位置に固定する。次に、スクリーンシート33を振動板5に重ねて配置する。スクリーンシート33はステンレスからなるシートであり、第1基板支持部14及び第1基板支持部15を配置する形状に孔33aが形成されている。そして、スクリーンシート33の厚みは第1基板支持部14及び第1基板支持部15の高さと略同じ厚みに形成されている。
次に第1基板支持部14及び第1基板支持部15を形成する樹脂等の材料に溶媒を加えて粘度調整した印刷材料34をスクリーンシート33に塗布する。そして、弾力性のある板状のスキージ35をスクリーンシート33上に摺動させて、印刷材料34をスクリーンシート33の孔33aに塗りこむ。そして、スクリーンシート33を除去すると、振動板5に孔33aの形状に形成された印刷材料34が配置される。次に、振動板5を加熱乾燥することにより、印刷材料34に含まれる溶媒を蒸発させて、印刷材料34を固化させる。さらに、振動板5を加熱することにより印刷材料34を硬化させて第1基板支持部14及び第1基板支持部15を形成する。その結果、図7(b)に示すように、振動板5上に第1基板支持部14及び第1基板支持部15が形成される。
図7(c)及び図7(d)はステップS2の予備補強配置工程に対応する図である。図7(c)に示すように、予備補強部材7の一面に接着剤7cを塗布する。そして、予備補強部材7と振動板5との位置を調整した後、予備補強部材7を振動板5に押圧する。その後、予備補強部材7及び振動板5を加熱乾燥する。その結果、図7(d)に示すように、振動板5と予備補強部材7とが固着する。
図8(a)はステップS3の基板配置工程に対応する図である。図8(a)に示すように、フレキシブル基板9において駆動素子13と対向する場所に凸部9fを形成する。凸部9fの形状に形成した上型及び下型を形成し、この上型と下型にフレキシブル基板9を挟んで押圧することにより、凸部9fを形成することができる。駆動素子13、第1基板支持部14、第1基板支持部15の段差が低い場合には、フレキシブル基板9を容易に配置できるので、凸部9fは必ずしも必要ではない。
フレキシブル基板9の個別配線9b及び共通配線9cが形成されている面の端子部9dに異方性導電ペースト9gを塗布し、異方性導電ペースト9gを加熱乾燥する。さらに、フレキシブル基板9において駆動素子13と流路孔16との間に配置する場所に熱硬化性の接着剤9hを塗布する。次に、フレキシブル基板9を所定の位置に合わせて振動板5上に載置する。
図8(b)〜図8(c)はステップS4の基板実装工程に対応する図である。図8(b)に示すように、加熱された押圧部材36を用いてフレキシブル基板9を振動板5に押圧することにより、フレキシブル基板9と振動板5とを熱圧着する。そして、次に、押圧部材36を冷却して、フレキシブル基板9と振動板5とを固着する。このとき、端子部9dでは異方性導電ペースト9gによりフレキシブル基板9の配線と振動板5の電極膜とが電気的な接続をとりながら固着される。そして、接着剤9hが塗布された場所では電気的に絶縁された状態で固着される。フレキシブル基板9の端子部9dと対向する流路形成基板4の場所には圧力室11のような空洞が配置されていないので、流路形成基板4は押圧部材36による圧力を受けても損傷し難くなっている。従って、端子部9dにおけるフレキシブル基板9と振動板5とは適正な加圧により圧着することが可能になっている。
その結果、図8(c)に示すように、フレキシブル基板9と振動板5とが固着される。異方性導電ペースト9gには導電性の粒子が含有されている。この粒子により下電極膜25と共通配線9cとが電気的に接続され、上電極膜27と個別配線9bとが電気的に接続される。さらに、駆動素子13と流路孔16との間でフレキシブル基板9と振動板5とが固着される。
図9(a)及び図9(b)はステップS5の第2基板支持部形成工程に対応する図である。図9(a)に示すように、補強部材6には凹部6aが形成されている。流路形成基板4の形成方法と同様に凹部6aの形成方法は公知で有り説明を省略する。図示しない液滴吐出装置に補強部材6を載置して、補強部材6を固定する。そして、第2基板支持部18及び第2基板支持部19の材料を溶媒もしくは分散媒に溶解もしくは分散させた機能液を液滴38にして液滴吐出ヘッド37から吐出して、機能液を塗布する。このとき、補強部材6と液滴吐出ヘッド37とをX方向に相対移動しながら液滴38を吐出する。第2基板支持部18及び第2基板支持部19の材料には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等の有機材料を好適に用いることができる。本実施形態ではポリイミド樹脂を採用している。凹部6aの角6b及び角6cは機能液に対する親液処理が施され、凹部6aの角6b及び角6c以外の場所は機能液に対する撥液処理が施されている。従って、塗布された機能液は凹部6aの角6b及び角6cに留まるようになっている。
次に、補強部材6を加熱乾燥することにより、溶媒もしくは分散媒を蒸発させる。その結果、図9(b)に示すように、機能液が固化され、第2基板支持部18及び第2基板支持部19が形成される。次に、補強部材6の凹部6aが形成されている側の面において凹部6a以外の場所に熱硬化性の接着剤6dを塗布する。続いて、補強部材6の4つの側面の内、予備補強部材7と接して配置される3つの面にも接着剤6dを塗布する。
図9(c)及び図9(d)はステップS6の補強部材配置工程に対応する図である。図9(c)に示すように、凹部6aが形成されている側を振動板5に向けて補強部材6をフレキシブル基板9上に配置する。そして、補強部材6を振動板5に押圧しながら加熱することにより、補強部材6をフレキシブル基板9に固着させる。
その結果、図9(d)に示すように、補強部材6はフレキシブル基板9と固着されると共に、予備補強部材7とも固着されるので、駆動素子13は密閉される。フレキシブル基板9は第2基板支持部18及び第2基板支持部19に支持されるので、凹部6aとフレキシブル基板9が離れて配置されることにより、第2空洞部29が形成される。以上の工程により、液滴吐出ヘッド1を製造する製造工程を終了する。
上述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、振動板5が流路形成基板4と補強部材6とに挟まれて固定されている。そして、振動板5が振動するとき、補強部材6が振動板5の一部を固定することにより、振動板5は所定の振動モードを維持して品質良く振動することができる。振動板5には駆動素子13が配置され、駆動素子13とフレキシブル基板9とが電気的に接続されている。そして、フレキシブル基板9には補強部材6が重ねて配置されている。一方、振動板5の上に本実施形態と異なる補強部材を配置して、補強部材の上にフレキシブル基板9を配置する構造の場合には、補強部材が配置された振動板5にフレキシブル基板9を配置する工程になる。フレキシブル基板9と駆動素子13とを電気的に接続するときに、フレキシブル基板9は補強部材を避けて配置しなければならないため、補強部材は障害になる。そして、補強部材はフレキシブル基板を接続するときの作業性を悪くする可能性がある。この構造に比べて、振動板5、フレキシブル基板9、補強部材6の順に配置する構造の方が、作業性良く振動板5にフレキシブル基板9を配置することができる。
(2)本実施形態によれば、駆動素子13とフレキシブル基板9との間に第1空洞部28が確保される。従って、駆動素子13がフレキシブル基板9と触れることがない。その結果、駆動素子13がフレキシブル基板9に触れて、駆動素子13のエネルギが減衰することを防止することができる。
(3)本実施形態によれば、補強部材6が駆動素子13を密閉するので、駆動素子13に塵が付着することを防止することができる。従って、駆動素子13に塵が付着して駆動素子13が振動板5を振動させ難くすることを防止することができる。さらに、フレキシブル基板9と補強部材6との間には第2空洞部29が確保されているため、駆動素子13が発する熱によってフレキシブル基板9が膨張するときにも、フレキシブル基板9を第2空洞部29に伸長させることができる。そして、フレキシブル基板9が駆動素子13に触れて、駆動素子13のエネルギが減衰することを防止することができる。
(4)本実施形態によれば、駆動素子13が有する下電極膜25及び上電極膜27はフレキシブル基板9の共通配線9c及び個別配線9bと電気的に接続されている。従って、駆動素子13に電力を伝送する手段はフレキシブル基板9以外に必要ない。その結果、駆動素子13が有する下電極膜25及び上電極膜27に対して、2つのフレキシブル基板を配置する方法に比べて、簡便な構成にすることができる。
(5)本実施形態によれば、流路形成基板4に形成された流路孔12とフレキシブル基板9の流路孔17とを接続して配置している。そして、流路形成基板4に形成された流路孔12をフレキシブル基板9が横断するように配置するときにも、流路形成基板4に形成された流路孔12が遮蔽されないようにすることができる。従って、流路形成基板4の流路孔12の位置によらず、フレキシブル基板9を配置する場所の自由度を向上することができる。
(6)本実施形態によれば、第1基板支持部14及び第1基板支持部15がフレキシブル基板9を支持することにより、駆動素子13とフレキシブル基板9との間の距離を所定の距離に設定することができる。そして、駆動素子13とフレキシブル基板9との間の第1空洞部28を確実に確保することができる。
(7)本実施形態によれば、駆動素子13の下電極膜25及び上電極膜27とフレキシブル基板9の個別配線9b及び共通配線9cとが接続される場所と対向する場所における流路形成基板4には圧力室11及び圧力室入口11b等の空洞が形成されていない。従って、駆動素子13の下電極膜25及び上電極膜27とフレキシブル基板9の個別配線9b及び共通配線9cとを接続するとき、フレキシブル基板9を流路形成基板4に押圧しても流路形成基板4は損傷され難くなっている。従って、液滴吐出ヘッド1を製造する工程にて、流路形成基板4が損傷され難い構造にすることができる。
(8)本実施形態によれば、補強部材6に加えて予備補強部材7が配置されている。従って、補強部材6が振動板5の一部を固定する場合に比べて、予備補強部材7がさらに強固に振動板5の一部を固定することができる。その結果、振動板5が振動するとき、振動板5は所定の振動モードを維持して品質良く振動することができる。
(9)本実施形態によれば、駆動素子13に圧電素子26を用いている。そして、圧電素子26は駆動電圧に対して応答性が良く、ノズル2から吐出する液滴23の粘性が高い場合にも、圧力を変化させて液滴23を吐出するのに必要な力を出すことができる。従って、粘性の高い液滴23を吐出することができる。
(10)本実施形態によれば、第2基板支持部18及び第2基板支持部19がフレキシブル基板9を支持することにより、補強部材6とフレキシブル基板9との間の距離を所定の距離に設定することができる。そして、補強部材6とフレキシブル基板9との間の第2空洞部29を確実に確保することができる。
(11)本実施形態によれば、ステップS3の基板配置工程において駆動素子13を覆うようにフレキシブル基板9を配置している。ステップS4の基板実装工程において駆動素子13の下電極膜25及び上電極膜27とフレキシブル基板9の個別配線9b及び共通配線9cとを電気的に接続して配置する。そして、基板実装工程の後に行われるステップS6の補強部材配置工程においてフレキシブル基板9の1面に補強部材6を配置している。従って、補強部材6が配置される前に駆動素子13とフレキシブル基板9との電気的接続をとって、フレキシブル基板9を振動板5に配置することが可能になっている。一方、振動板5の上に補強部材6が配置され、補強部材6の上にフレキシブル基板9が配置される工程順の場合には、補強部材6と駆動素子13とが配置された振動板5にフレキシブル基板9を配置する工程になる。フレキシブル基板9と駆動素子13とを電気的に接続するときに、フレキシブル基板9は補強部材6を避けて配置しなければならないため、補強部材6が障害になる可能性がある。つまり、補強部材6はフレキシブル基板9を接続するときの作業性を悪くする可能性がある。この工程順に比べて、振動板5、フレキシブル基板9、補強部材6の順に配置する工程順の方が、作業性良く振動板5にフレキシブル基板9を配置することができる。
(第2の実施形態)
次に、液滴吐出ヘッドの一実施形態について図10を用いて説明する。この実施形態が第1の実施形態と異なるところは、フレキシブル基板9に流路孔17が配置されない点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
図10は、液滴吐出ヘッドの構造を示す概略分解斜視図である。図10に示すように、液滴吐出ヘッド41は振動板5を備え、振動板5には駆動素子13、第1基板支持部14、第1基板支持部15が形成されている。振動板5において駆動素子13が配置されている面には予備補強部材42が配置されている。この予備補強部材42はコの字形に形成され、振動板5の上に配置されている。予備補強部材42は振動板5のY方向両端を補強して、振動板5が流路形成基板4から剥離することを防止している。予備補強部材42のY方向両端に配置された端補強部42aの中央には導入口43が形成され、導入口43から液滴吐出ヘッド41に液状体20を流入可能になっている。
駆動素子13、第1基板支持部14、第1基板支持部15が配置された振動板5の上にフレキシブル基板44が重ねて配置される。フレキシブル基板44は駆動素子13と対向する場所である素子対向部44aが凸状に形成され、駆動素子13とフレキシブル基板44とが接触しないように配置されている。フレキシブル基板44のX方向において振動板5と対向する面には駆動回路部10が配置されている。そして、振動板5のX方向の外側へ駆動回路部10が配置される。フレキシブル基板44は流路孔12を塞がないように配置されるので、液状体20が通過するための孔は形成されていない。
フレキシブル基板44と重ねて補強部材45が配置されている。補強部材45のフレキシブル基板44側であって素子対向部44aと対向する場所には略台形に凹んだ凹部45aが形成され、凹部45aの凹んだ台形の角には第2基板支持部46及び第2基板支持部47が配置されている。第2基板支持部46及び第2基板支持部47はX方向に延在して配置され、第1基板支持部14及び第1基板支持部15と平行に配置されている。第1基板支持部14及び第1基板支持部15がフレキシブル基板44を振動板5側から支持し、第2基板支持部46及び第2基板支持部47が補強部材45側からフレキシブル基板44を支持する。そして、フレキシブル基板44が駆動素子13に接触しないように配置されている。
上述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、フレキシブル基板44は流路孔12を塞がないように配置されるので、液状体20が通過するための孔は形成されていない。従って、フレキシブル基板44を製造する工程に孔を形成する工程が不要であり、生産性良くフレキシブル基板44を製造することができる。さらに、孔を避けて配線パターンを設計する必要がないので、設計し易い配線パターンにすることができる。
(第3の実施形態)
次に、液滴吐出ヘッドの一実施形態について図11を用いて説明する。この実施形態が第1の実施形態と異なるところは、第1基板支持部が振動板5でなくフレキシブル基板に配置され、第2基板支持部も補強部材6でなくフレキシブル基板に配置される点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
図11(a)は、フレキシブル基板の配線パターンを示す模式平面図であり、図11(b)は、フレキシブル基板の配線パターンを示す模式側面図である。図11(a)及び図11(b)に示すように、フレキシブル基板9と同様に、フレキシブル基板48の中央には流路孔17が形成され、流路孔17の右側には駆動回路部10が配置されている。そして、フレキシブル基板48の左側端面の端子部48aから右側の駆動回路部10の間に個別配線48b及び共通配線48cが配置されている。駆動回路部10の右側には入力配線48dが配置され、図示しないコネクタと接続されることにより、電気信号が駆動回路部10に入力される。
フレキシブル基板48において個別配線48b及び共通配線48cが形成されている面には第1基板支持部49及び第1基板支持部50がX方向に延在して配置されている。そして、フレキシブル基板48において個別配線48b及び共通配線48cが形成されている面と反対側の面には第2基板支持部51及び第2基板支持部52がX方向に延在して配置されている。
第1基板支持部49、第1基板支持部50、第2基板支持部51、第2基板支持部52の形成方法はスクリーン印刷やオフセット印刷等の印刷方法、液滴吐出法等により塗布する方法、フォトリソグラフィ法を用いた方法等を用いることができる。本実施形態では、例えば、スクリーン印刷を採用している。第1基板支持部49、第1基板支持部50、第2基板支持部51、第2基板支持部52の材料には熱硬化性樹脂を含み、フレキシブル基板48に塗布された後、加熱乾燥して形成される。
図11(c)は駆動素子を示す要部模式断面図である。図11(c)に示すように、振動板5に重ねてフレキシブル基板48が配置され、フレキシブル基板48と重ねて補強部材6が配置されている。そして、第1基板支持部49及び第1基板支持部50が振動板5側からフレキシブル基板48を支持することにより、駆動素子13とフレキシブル基板48との間に第1空洞部28が形成されている。同様に、第2基板支持部51及び第2基板支持部52が補強部材6側からフレキシブル基板48を支持することにより、補強部材6とフレキシブル基板48との間に第2空洞部29が形成されている。
上述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によれば、フレキシブル基板48は平坦な基板であり、平坦な基板に第2基板支持部51、第2基板支持部52を形成している。従って、凹凸のある補強部材6に第2基板支持部51及び第2基板支持部52を形成する場合に比べて生産性良く第2基板支持部51、第2基板支持部52を形成することができる。
(2)本実施形態によれば、フレキシブル基板48に第1基板支持部49及び第1基板支持部50を配置している。熱硬化性の樹脂材料を用いて第1基板支持部49及び第1基板支持部50を形成するとき、第1基板支持部49及び第1基板支持部50を加熱して硬化する。振動板5に第1基板支持部14及び第1基板支持部15を形成するとき、熱硬化性の樹脂を用いる場合には振動板5を加熱する。このとき、駆動素子13を加熱するので、駆動素子13に熱による損傷を与える可能性がある。一方、フレキシブル基板48に第1基板支持部49及び第1基板支持部50を形成するときには、駆動素子13を加熱しないので、駆動素子13に熱による損傷を与えることを防止することができる。
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更や改良等を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
(変形例1)
前記第1の実施形態では、補強部材6には凹部6aが形成されていたが、凹部6aに変えて孔にしても良い。図12(a)に示すように、フレキシブル基板9と重ねて第1補強部材53及び第2補強部材54を配置する。フレキシブル基板9の端子部9dと対向する場所に第1補強部材53を配置して、駆動素子13の流路11a側に第2補強部材54を配置する。このとき、フレキシブル基板9の上側(Z方向側)は空間が配置されているので、フレキシブル基板9が加熱されて伸長するときにも、フレキシブル基板9が駆動素子13に接触することを防止することができる。補強部材6に凹部6aを形成するとき、凹部6aの深さを精度良く形成する必要がある。一方、第1補強部材53及び第2補強部材54には凹部6aが無いので、第1補強部材53及び第2補強部材54を薄くしたい場合にも、凹部6aの深さを精度良く形成する必要がない。従って、生産性良く第1補強部材53及び第2補強部材54を製造することができる。この場合には、フレキシブル基板9のX方向両側と予備補強部材7の端補強部7aとの間に樹脂等を配置することにより、駆動素子13を封止することが好ましい。これにより、駆動素子13に塵が付着することを防止することができる。
(変形例2)
前記第1の実施形態では、予備補強部材7及び補強部材6を用いて振動板5の強度を向上したが、補強部材を一体にしても良い。例えば、図12(b)に示すように、振動板5と重ねてフレキシブル基板9が配置され、フレキシブル基板9と重ねて補強部材55が配置されている。この補強部材55は補強部材6と予備補強部材7とが一体化した形状となっている。補強部材の部品数が減るので、補強部材55を配置するのに要する時間を短縮することができる。その結果、生産性良く液滴吐出ヘッド1を製造することができる。
さらに、補強部材55の凹部55aを貫通させて、図12(c)に示すように、第1補強部材56及び第2補強部材57に分離しても良い。液滴吐出ヘッド1は、補強部材55における凹部55aの厚さに相等する量の厚さを薄くすることができる。
(変形例3)
前記第1の実施形態では、第1基板支持部14、第1基板支持部15、第2基板支持部18、第2基板支持部19を用いてフレキシブル基板9を支持した。そして、第1空洞部28及び第2空洞部29を形成したが、第1基板支持部14、第1基板支持部15、第2基板支持部18、第2基板支持部19を用いずに第1空洞部28及び第2空洞部29を形成する方法を採用しても良い。フレキシブル基板9の素子対向部9aに凸部9fを形成して、凸形状を維持したままフレキシブル基板9を振動板5に貼り付けることにより、第1空洞部28及び第2空洞部29を形成しても良い。第1基板支持部14、第1基板支持部15、第2基板支持部18、第2基板支持部19を形成する工程が不要となるので、液滴吐出ヘッド1を製造する時間を短縮することができる。その結果、生産性良く液滴吐出ヘッド1を製造することができる。
(変形例4)
前記第1の実施形態では、フレキシブル基板9に1つの流路孔17が形成されたが、2つ以上形成しても良い。流路形成基板4の流路孔12に合わせて形成しても良い。このとき、液状体20の流体抵抗が少なくなるように流路11aを設定するのが好ましい。
(変形例5)
前記第1の実施形態では、振動板5に配置された下電極膜25及び上電極膜27と個別配線9b及び共通配線9cとを異方性導電ペースト9gにより電気的に接続したが、異方性導電シート、はんだ、ろう材等を用いて接続しても良い。電気抵抗が少なく、振動板5が振動しても固着状態を維持可能で、被接着物や駆動素子13を腐食しなければよく、事前に確認実験をして選定するのが好ましい。同様に、フレキシブル基板9と振動板5とを固着するときに用いる接着剤9hには熱硬化性の接着剤を用いたが、熱硬化性接着剤に限らず熱可塑性接着剤及び化学反応系接着剤等の各種接着剤や熱溶着フィルム等の接着部材を用いても良い。この場合にも、振動板5が振動しても固着状態を維持可能で、被接着物や駆動素子13を腐食しなければよく、事前に確認実験をして選定するのが好ましい。
(変形例6)
前記第1の実施形態では、ステップS1の第1基板支持部形成工程の後にステップS2の予備補強配置工程を行ったが、逆の工程順でも良い。第1基板支持部14及び第1基板支持部15を配置するときに、予備補強部材7が障害にならない方法を採用する場合には、予備補強部材7を先に配置しても良い。予備補強部材7を先に配置する方が、予備補強部材7が配置された流路形成基板4の構造物となるので、剛性を強くすることができる。従って、流路形成基板4が損傷を受け難くすることができる。
(変形例7)
前記第1の実施形態では、ステップS2の予備補強配置工程の後にステップS4の基板実装工程を行ったが、逆の工程順でも良い。流路形成基板4を損傷することなくフレキシブル基板9を配置することができる場合には、予備補強部材7を配置する前にフレキシブル基板9を配置しても良い。この場合には、ステップS4では予備補強部材7が配置されていないので、予備補強部材7が障害にならずにフレキシブル基板9を配置することができる。従って、フレキシブル基板9を振動板5に配置し易くすることができる。
(変形例8)
前記第1の実施形態〜前記第3の実施形態では、圧力室11を加圧する加圧手段に、圧電素子26を用いたが、他の方法でも良い。例えば、コイルと磁石とを用いて振動板5を変形させて、加圧しても良い。他に、圧力室11内にヒータ配線を配置して、ヒータ配線を加熱することにより、液状体20を気化させたり、液状体20に含む気体を膨張させたりして加圧しても良い。他にも、静電気の引力及び斥力を用いて振動板5を変形させて、加圧しても良い。各種の加圧手段を採用する場合にも、上述の方法を採用することができる。
第1の実施形態にかかわる液滴吐出ヘッドの構成を示す概略斜視図。 液滴吐出ヘッドの構造を示す概略分解斜視図。 (a)は液滴吐出ヘッドの構造を示す模式断面図、(b)は駆動素子を示す要部模式断面図。 液滴吐出ヘッドの構造を示す模式断面図。 フレキシブル基板の配線パターンを示す模式平面図。 液滴吐出ヘッドを製造する製造工程を示すフローチャート。 液滴吐出ヘッドの製造方法を説明する図。 液滴吐出ヘッドの製造方法を説明する図。 液滴吐出ヘッドの製造方法を説明する図。 第2の実施形態にかかわる液滴吐出ヘッドの構造を示す概略分解斜視図。 第3の実施形態にかかわり、(a)は、フレキシブル基板の配線パターンを示す模式平面図、(b)は、フレキシブル基板の配線パターンを示す模式側面図、(c)は、駆動素子を示す要部模式断面図。 変形例にかかわる液滴吐出ヘッドの構造を示す模式断面図。
符号の説明
1…液滴吐出ヘッド、2…ノズル、4…流路形成基板、5…振動板、6,45,55…補強部材、7…予備補強部材、9,48…フレキシブル基板、11…圧力室、13…駆動部としての駆動素子、14,15,49,50…第1基板支持部、17…流路孔、18,19,51,52…第2基板支持部、25…電極としての下電極膜、26…圧電素子、27…電極としての上電極膜、28…空間としての第1空洞部、29…空間としての第2空洞部、38…液滴、53,56…第1補強部材、54,57…第2補強部材。

Claims (8)

  1. ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドであって、
    前記ノズルに連通する圧力室が形成された流路形成基板と、
    前記流路形成基板の一面側に振動板を介して配置され、前記圧力室に圧力変化を生じさせる、2つの電極を有する素子である駆動部と、
    前記駆動部の前記2つの電極と電気的に接続するフレキシブル基板と、
    前記振動板を補強する補強部材と、を備え、
    前記フレキシブル基板は前記駆動部を覆って配置され、
    前記振動板と前記フレキシブル基板と前記補強部材とにおける各部の少なくとも一部がこの順に配置され、
    前記駆動部と前記フレキシブル基板との間には前記駆動部の運動を阻害しない程度の空間を確保して、前記フレキシブル基板が配置され、
    前記補強部材は前記駆動部を覆い、前記フレキシブル基板と前記補強部材との間には空間を確保して配置され、
    前記フレキシブル基板には流路孔が形成され、前記流路形成基板には前記圧力室につながる流路が形成され、前記流路孔は前記流路と接続され、
    前記振動板と前記フレキシブル基板との間に第1基板支持部を備え、 前記第1基板支持部が前記駆動部と前記フレキシブル基板との間に前記空間を確保することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  2. 請求項1に記載の液滴吐出ヘッドであって、
    前記流路形成基板の前記圧力室及び流路は、前記駆動部の電極と前記フレキシブル基板とが接続される場所と対向する場所以外の場所に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  3. 請求項2に記載の液滴吐出ヘッドであって、
    前記フレキシブル基板の周囲の少なくとも一部には予備補強部材を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  4. 請求項3に記載の液滴吐出ヘッドであって、
    前記駆動部は圧電素子を含んで構成されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  5. 請求項3に記載の液滴吐出ヘッドであって、
    前記補強部材と前記フレキシブル基板との間には第2基板支持部を備え、
    前記第2基板支持部が前記補強部材と前記フレキシブル基板との間に前記空間を確保することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  6. 液滴を吐出するための駆動部が振動板を振動させる液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記駆動部を覆うようにフレキシブル基板を配置する基板配置工程と、
    前記駆動部の電極と前記フレキシブル基板の配線とを電気的に接続して配置する基板実装工程と、
    前記フレキシブル基板の1面に補強部材を配置する補強部材配置工程と、を有し、前記補強部材配置工程は前記基板実装工程の後に行われ
    前記振動板と前記フレキシブル基板との間に第1基板支持部を配置して、前記駆動部と前記フレキシブル基板との間に空間を形成する第1支持部形成工程をさらに有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
  7. 請求項6に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記フレキシブル基板を配置する場所の周囲に予備補強部材を配置する予備補強配置工程をさらに有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
  8. 請求項7に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記フレキシブル基板と前記補強部材との間に第2基板支持部を配置して、前記フレキシブル基板と前記補強部材との間に空間を形成する第2支持部形成工程をさらに有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
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