JPH09174840A - インクジェット記録ヘッド用圧電振動子ユニット、その製造方法、及び接続用のフレキシブルケーブル - Google Patents
インクジェット記録ヘッド用圧電振動子ユニット、その製造方法、及び接続用のフレキシブルケーブルInfo
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Abstract
ケーブルとの接続状態の検査を簡素化すること。 【解決手段】 セグメント電極のそれぞれに独立して接
続する直線状のセグメント電極接続領域21aと、複数
の隣接する圧電振動子2が跨ぎ、かつ共通電極の接続部
に接続される斜線領域21cと、斜線領域21cを介し
て接続する共通電極接続用導電パターン22とを有し、
セグメント電極接続領域21aと斜線領域21cとの間
が窓23により分離されたフレキシブルケーブル10に
より外部駆動回路に接続する。斜線領域21cの先端側
の自由端となるプローブ接続領域を接続しておくことに
より、ここにプローブを接続して半田付けに起因するセ
グメント電極間の短絡の有無を検査する。
Description
方の面を振動板で封止し、この振動板を縦振動モードの
圧電振動子により圧力発生室を膨張、収縮させてノズル
開口からインク滴を発生させるインクジェット式記録ヘ
ッドに適した圧電振動子ユニットに関する。
たような縦振動モードの圧電振動子をインクジェット式
記録ヘッドの駆動に使用すると、圧電振動子と振動板と
の当接面積を極めて小さくできるため、90DPI程度
までの解像度を実現できる。
一方の極となるセグメント電極及び他方の極となる共通
電極とを交互に積層するとともに、セグメント電極を伸
長方向の後端から、また共通電極を後端から露出させ、
少なくともこれら露出部において同一の極を並列接続す
る外部電極を形成して構成されており、これら複数の圧
電振動子を固定基板に一定ピッチで取付けて振動子ユニ
ットに纏めた上で記録ヘッドに組み込まれている。
は、特開平5-104715号公報に見られるように、共通電極
の外部電極を後端側に位置するセグメント電極の外部電
極の近傍まで延長し、これら外部電極の内共通電極の外
部電極をフレキシブルケーブルの先端側で幅方向に延び
る共通電極接続導電パターンに、また後端側のセグメン
ト電極の外部電極を共通電極接続導電パターンよりも内
側に形成されたセグメント電極導電パターンにそれぞれ
独立に接続され、このフレキシブルケーブルの他端に接
続された外部駆動回路から個々の圧電振動子に個別的に
駆動信号を供給するように構成されている。
ブルの各接続用導電パターンとの接続には、通常、クリ
ーム半田による半田付けの手法が用いられいて、特に小
さなピッチで配列された圧電振動子のセグメント電極接
続用導電パターンの間に半田が流れ込んで短絡を起こす
という問題がある。このため、半田付け作業終了後に、
セグメント電極接続用導電パターンの圧電振動子が固定
されている側とは反対側にプローブを接続して、圧電振
動子の各セグメント電極導電パターン間での短絡の有無
をチェックすることが行われている。
固定基板に128個以上の圧電振動子を70乃至150
μm程度(180〜360dpi)のピッチで固定した
高密度印刷に用いる記録ヘッドの圧電振動子ユニットに
あっては、限り有るフレキシブルケーブルの幅内に多数
の導電パターンを形成しようとすると、フレキシブルケ
ーブルに形成されている導電パターンの幅が、20〜5
0μm程度といきおい細くなって電気抵抗が極めて増大
するという問題がある。
子の近傍のフレキシブルケーブル上に印刷信号を各圧電
振動子を駆動するための個々の駆動信号に変換する半導
体集積回路を実装し、駆動信号の伝送距離を可及的に短
くして電気抵抗の増大に対処することが検討されてい
る。
ーブルでの駆動信号の減衰を可及的に低く抑えることが
できる反面、フレキシブルケーブルの圧電振動子の他端
側、つまり外部駆動回路接続側が半導体集積回路に直結
されているため、フレキシブルケーブルの他端側から圧
電振動子間のセグメント電極間の導電性をチェックする
ことができなくなり、圧電振動子と半導体集積回路との
間の、半導体集積回路から圧電振動子に駆動信号を伝送
する狭い領域の導電パターンにプローブを接続する作業
が必要となって、検査が困難になるという問題がある。
ものであってその目的とするところは、高密度配列がな
された圧電振動子とフレキシブルケーブルとの接続の良
否を簡単に検査することができる圧電振動子ユニットを
提供することである。
子ユニットの製造方法を提案することである。
子ユニットを構成するのに適したフレキシブルケーブル
を提供することである。
るために本発明においては、一方の極となるセグメント
電極と、他方の極となる共通電極とを圧電材料を挟んで
交互に積層するとともに、前記セグメント電極を後端側
から、また前記共通電極を前端側から露出させて外部電
極により後端側の一方の面に延長して前記セグメント電
極の接続部、及び共通電極の接続部が形成された複数の
圧電振動子を固定板に一定のピッチで固定するととも
に、前記セグメント電極のそれぞれに独立して接続する
直線状のセグメント電極接続領域と、複数の隣接する圧
電振動子が跨ぎ、かつ前記共通電極の接続部に接続され
る斜線領域と、前記斜線領域を介して接続する共通電極
接続用導電パターンとを有し、前記セグメント電極接続
領域と前記斜線領域との間が窓により分離されたフレキ
シブルケーブルにより外部駆動回路に接続されるように
した。
斜線領域側が自由端でかつ斜線領域がセグメント電極接
続領域と個別的に導電関係を維持しているので、斜線領
域の先端側にプローブ接続領域を形成しておいて、半田
付けに起因するセグメント電極間の短絡の有無を検査に
供する。検査後にセグメント電極接続領域と斜線領域と
の間に形成された窓により斜線領域がセグメント電極接
続領域から独立して共通電極接続用導電パターンに接続
される。
した実施例の基づいて説明する。図1(イ)、(ロ)
は、それぞれ本発明の振動子ユニットの一実施例を、フ
レキシブルケーブル接続前の状態、及びフレキシブルケ
ーブル接続後の状態で示すものであって、図中符号1
は、フレキシブルケーブル10が接続される前の圧電振
動子ユニット本体で、複数の圧電振動子2、2、2‥‥
及び側端側にダミー振動子3を固定基板4に一定ピッチ
で固定して構成されている。
たようにセグメント電極5と共通電極6との間に圧電材
料7に介装させて積層し、セグメント電極5の後端5a
(固定基板4側)を圧電材料7の後端側から露出させ、
また共通電極6の先端6aを圧電材料7の先端側から露
出させ、セグメント電極5が露出している後端面、上
面、及び下面に外部電極8を、また共通電極6が露出し
ている先端面、上面、及び下面に外部電極9を設けて1
つの圧電振動子2の複数のセグメント電極5、及び複数
の共通電極6がそれぞれ外部電極8、9により並列に接
続されて構成されている。
極5の外部電極8、及び共通電極6の外部電極9をそれ
ぞれ少なくとも固定基板4が取付けられている面とは反
対側の面に沿って固定基板4近傍まで延長して後述する
フレキシブルケーブル10と半田付けするための接続部
11、12が形成されている。
子1とフレキシブルケーブル10との接続状態を固定基
板4を外して示すものであって、セグメント電極5の接
続部11は、フレキシブルケーブル10に実装されてい
る駆動信号発生用の半導体集積回路20から延びる駆動
信号供給用導電パターン21、21‥‥に、また共通電
極6の接続部12は、駆動信号供給用導電パターン2
1、21‥‥の先端に形成されている後述する斜線部2
1cにそれぞれ半田付けにより導電関係を維持するよう
に固定され、フレキシブルケーブル10の側部に形成さ
れた共通電極導電パターン22に接続されている。
集積回路20から他端側(図中、左側)には、図示しな
い外部駆動回路に接続して半導体集積回路20に印刷信
号を供給するための導電パターン24、24‥‥が設け
られている。このように外部駆動回路からフレキシブル
ケーブルを介して印刷信号を半導体集積回路20に供給
し、半導体集積回路で個々の圧電振動子2を駆動するた
めの駆動信号を生成する手法を採ると、圧電振動子の数
に関わりなく印刷信号伝送用導電パターンの本数を少な
くできるため、フレキシブルケーブルの拡幅を招くこと
無く、広い幅の印刷信号伝送用導電パターンを形成する
ことができる。
施例を、半導体集積回路20と圧電振動子の接続領域と
の間を拡大して示すものであって、駆動信号供給用導電
パターン21、21‥‥の先端には圧電振動子2、2‥
‥のセグメント電極5の接続部と個別的に接続する直線
状の接続領域21a,21a‥‥と、最終的には共通電
極5に接続されるそれぞれ隣接するものと一定の間隔を
持つ斜線領域21cと、一時的にこれらの領域21a、
21cを接続する接続領域21bと、斜線領域の先端側
に連続するプローブ接続領域21d、21dとが形成さ
れている。
なくとも2本以上、この実施例では4本分の幅に相当す
る高さHを有し、「V」字状に形成されていて、圧電振
動子側(図では下方)にはセグメント電極接続領域21
a、21a‥‥と同一線上に位置するように直線状のプ
ローブ接続領域21d、21d‥‥が、隣接するもの同
士が重ならないように一定の間隙を空けて設けられてい
る。このプローブ接続領域21d、21d‥‥は、検査
用のプローブが装着しやすい箇所に引き出せるようにそ
の長さが選択されている。
は、最外端の駆動信号供給用導電パターン21の斜線領
域21cの外形に沿うように形成されている。
ーブル10と圧電振動子ユニット1との接続について説
明する。先ず、プローブ接続領域21d、21d‥‥に
導通検査装置のプローブを接続してフレキシブルケーブ
ル10単独状態の導電パターン21の良否を検査する。
ブル10の各駆動信号供給用導電パターン21、21‥
‥の先端のセグメント電極接続領域21a,21a‥‥
と圧電振動子2、2‥‥のセグメント電極5の接続部1
1とが一致するように位置合わせして、セグメント電極
5の接続部11だけを最初に半田付けする。
るプローブ接続領域21d、21d‥‥に導通検査装置
のプローブを接続し、隣接する導電パターン21の間へ
の半田の流れ込みによる短絡が存在するか否かを検査す
る。
10との接続の検査が終了した段階で、プローブを接続
領域21d、21d‥‥から外して、中間領域21bを
すべて除去するべく図4に示したように打ち抜き等によ
り窓23を形成し、またプローブ接続領域21dを切断
する。ついで斜線領域21cを圧電振動子ユニット1の
各圧電振動子2、及びダミー振動子3の共通電極6の接
続部12、13に半田付けする。
領域21cに複数の圧電振動子2、2が跨ぎ、これらの
接続部12が半田により固定されるため、各斜線領域2
1cが跨いでいる複数の圧電振動子の接続部12を介し
て全体が並列に接続される、そして端部においてダミー
振動子3の接続部13を介して共通電極接続用導電パタ
ーン22に接続され、結果として各圧電振動子2、2‥
‥の共通電極6が共通電極接続用導電パターン22と導
電関係を持つことになる。
並列接続するためのものであるから、たとえ各斜線領域
21cの間に半田が流れ込んで短絡を生じても機能上、
何等の問題も生じないから、短絡の有無をチェックする
必要性はない。
グメント電極5は、それぞれ駆動信号供給用導電パター
ン21、21‥と独立に接続され、また共通電極6は斜
線領域21cを介して共通電極接続用導電パターン22
に接続される。
する斜線領域21cが略V字状となっているため、後述
する単なる斜線として形成したものに比較して接続部1
2との実効接触面積を大きく取ることができて、大きな
電流を局部的な発熱を招くこと無く安全に流すことが可
能となる。
1cを「V」字状に構成してプローブ接続部21dの位
置を個々の圧電振動子2との対応付けが明確になるよう
に構成されているが、図6に示したように単に斜めに引
き出した直線状のパターン21eとして構成し、これの
先端に圧電振動子の軸方向に延びるプローブ接続領域2
1fを形成しても、セグメント電極間の短絡の検査を行
うことが可能である。
ケーブル10に駆動信号発生用の半導体集積回路20を
設け、これからの駆動信号により圧電振動子を駆動する
場合について説明したが、外部駆動回路からの駆動信号
をフレキシブルケーブルを介して圧電振動子に供給する
ものに適用しても同様の作用を奏することは明らかであ
る。
導電パターン21の間への半田の流れ込みによる短絡の
有無を検査するため、2回に分けて半田付けするように
しているが、半田量等が十分に管理できて、隣接するパ
ターンへの半田の流れ込みが生じる虞がない場合には、
フレキシブルケーブル単独での導電パターンの検査が終
了した段階で図4に示したように打ち抜き等により窓2
3を形成するとともに、プローブ接続領域21dを切断
する。
1、21‥‥の先端のセグメント電極接続領域21a,
21a‥‥と圧電振動子2、2‥‥のセグメント電極5
の接続部11との位置合わせ、及びフレキシブルケーブ
ル10の斜線領域21cと圧電振動子ユニット1の各圧
電振動子2、及びダミー振動子3の共通電極6とを位置
合わせを行ってから、これらセグメント電極接続領域2
1aと斜線領域21cとの2つの領域を同時に半田付け
するようにしてもよい。
は、一方の極となるセグメント電極と、他方の極となる
共通電極とを圧電材料を挟んで交互に積層するととも
に、セグメント電極を後端側から、また共通電極を前端
側から露出させて外部電極により後端側の一方の面に延
長してセグメント電極の接続部、及び共通電極の接続部
が形成された複数の圧電振動子を固定板に一定のピッチ
で固定するとともに、セグメント電極のそれぞれに独立
して接続する直線状のセグメント電極接続領域と、複数
の隣接する圧電振動子が跨ぎ、かつ共通電極の接続部に
接続された斜線領域と、斜線領域を介して接続する共通
電極接続用導電パターンとを有し、セグメント電極接続
領域と斜線領域との間が窓により分離されたフレキシブ
ルケーブルにより外部駆動回路に接続するようにしたの
で、セグメント電極接続領域を接続した段階では、斜線
領域側が自由端でかつ斜線領域がセグメント電極接続領
域と個別的に導電関係を維持できて、斜線領域の先端側
に自由端となるプローブ接続領域を形成しておけば、こ
こにプローブを接続して半田付けに起因するセグメント
電極間の短絡の有無を検査して圧電振動子が高密度配列
された振動子ユニットを高い信頼性でもって製造するこ
とができる。
子ユニットの一実施例を、フレキシブルケーブル接続以
前の状態と、フレキシブルケーブルを接続した状態での
圧電振動子の構造を拡大して示す図である。
子ユニットの一実施例を固定基板を外して示した断面図
と、上面図である。
ーブルの一実施例を示す図。
部分がカットされた状態でのフレキシブルケーブルを示
す図である。
て状態での斜線領域と圧電振動子との位置関係を示す図
である。
す図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 一方の極となるセグメント電極と、他方
の極となる共通電極とを圧電材料を挟んで交互に積層す
るとともに、前記セグメント電極を後端側から、また前
記共通電極を前端側から露出させて外部電極により後端
側の一方の面に延長して前記セグメント電極の接続部、
及び共通電極の接続部が形成された複数の圧電振動子を
固定板に一定のピッチで固定するとともに、 前記セグメント電極のそれぞれに独立して接続する直線
状のセグメント電極接続領域と、複数の隣接する圧電振
動子が跨ぎ、かつ前記共通電極の接続部に接続される斜
線領域と、前記斜線領域を介して接続する共通電極接続
用導電パターンとを有し、前記セグメント電極接続領域
と前記斜線領域との間が窓により分離されたフレキシブ
ルケーブルにより外部駆動回路に接続されるインクジェ
ット記録ヘッド用圧電振動子ユニット。 - 【請求項2】 前記斜線領域が略「V」字状に形成され
ている請求項1のインクジェット記録ヘッド用圧電振動
子ユニット。 - 【請求項3】 前記フレキシブルケーブルに、前記セグ
メント電極接続領域から延長する導電パターンに外部駆
動回路から印刷信号を受ける半導体集積回路が接続され
て実装されている請求項1のインクジェット記録ヘッド
用圧電振動子ユニット。 - 【請求項4】 一方の極となるセグメント電極と、他方
の極となる共通電極とを圧電材料を挟んで交互に積層す
るとともに、前記セグメント電極を後端側から、また前
記共通電極を前端側から露出させて外部電極により後端
側の一方の面に延長して前記セグメント電極の接続部、
及び共通電極の接続部が形成された複数の圧電振動子を
固定板に一定のピッチで固定してなる圧電振動子本体
に、 前記セグメント電極のそれぞれに独立して対向する直線
状のセグメント電極接続領域と、該セグメント電極接続
領域と連続するとともに、複数の隣接する圧電振動子が
跨ぎ、かつ前記共通電極の接続部に対向する斜線領域
と、前記斜線領域の先端で連続するプローブ接続領域
と、前記斜線領域から分離され、かつ前記圧電振動子を
介して接続可能な共通電極接続用導電パターンとを有す
るフレキシブルケーブルの、前記セグメント電極接続領
域を前記圧電振動子のセグメント電極接続部に半田付け
する工程と、 前記プローブ接続領域を介して前記半田付けの良否を判
定する工程と、 前記セグメント電極接続領域と斜線領域との間に窓を形
成して両者を電気的に分離する工程と、 を備えたインクジェット記録ヘッド用圧電振動子ユニッ
トの製造方法。 - 【請求項5】 一方の極となるセグメント電極と、他方
の極となる共通電極とを圧電材料を挟んで交互に積層す
るとともに、前記セグメント電極を後端側から、また前
記共通電極を前端側から露出させて外部電極により後端
側の一方の面に延長して前記セグメント電極の接続部、
及び共通電極の接続部が形成された複数の圧電振動子を
固定板に一定のピッチで固定してなる圧電振動子本体
に、 前記セグメント電極のそれぞれに独立して対向する直線
状のセグメント電極接続領域と、該セグメント電極接続
領域と連続するとともに、複数の隣接する圧電振動子が
跨ぎ、かつ前記共通電極の接続部に対向する斜線領域
と、前記斜線領域の先端で連続するプローブ接続領域
と、前記斜線領域から分離され、かつ前記圧電振動子と
の接続により接続可能な共通電極接続用導電パターンと
を有するフレキシブルケーブルの、前記セグメント電極
接続領域を前記圧電振動子のセグメント電極接続部に半
田付けする工程と、 前記プローブ接続領域を介して前記半田付けの良否を判
定する工程と、 前記セグメント電極接続領域と斜線領域との間に窓を形
成するとともに、前記プローブ接続領域を切断する工程
と、 を備えたインクジェット記録ヘッド用圧電振動子ユニッ
トの製造方法。 - 【請求項6】 前記フレキシブルケーブルに、前記セグ
メント電極接続領域から延長する導電パターンに外部駆
動回路から印刷信号を受ける半導体集積回路が接続され
て実装されている請求項5のインクジェット記録ヘッド
用圧電振動子ユニットの製造方法。 - 【請求項7】 一方の極となるセグメント電極と、他方
の極となる共通電極とを圧電材料を挟んで交互に積層す
るとともに、前記セグメント電極を後端側から、また前
記共通電極を前端側から露出させて外部電極により後端
側の一方の面に延長して前記セグメント電極の接続部、
及び共通電極の接続部が形成された複数の圧電振動子を
固定板に一定のピッチで固定してなる圧電振動子本体
に、 前記セグメント電極のそれぞれに独立して対向する直線
状のセグメント電極接続領域と、該セグメント電極接続
領域と連続するとともに、複数の隣接する圧電振動子が
跨ぎ、かつ前記共通電極の接続部に対向する斜線領域
と、前記斜線領域の先端で連続するプローブ接続領域
と、前記斜線領域から分離され、かつ前記圧電振動子と
の接続により接続可能な共通電極接続用導電パターンと
を有するフレキシブルケーブルの、前記セグメント電極
接続領域を前記圧電振動子のセグメント電極接続部に半
田付けする工程と、 前記プローブ接続領域を介して前記半田付けの良否を判
定する工程と、 前記セグメント電極接続領域と斜線領域との間に窓を形
成するとともに、前記プローブ接続領域を切断する工程
と、 前記圧電振動子の共通電極と前記フレキシブルケーブル
の斜線領域を接続する工程と、 を備えたインクジェット記録ヘッド用圧電振動子ユニッ
トの製造方法。 - 【請求項8】 前記フレキシブルケーブルには、前記セ
グメント電極接続領域から延長する導電パターンに外部
駆動回路から印刷信号を受ける半導体集積回路が接続さ
れて実装されている請求項7のインクジェット記録ヘッ
ド用圧電振動子ユニットの製造方法。 - 【請求項9】 セグメント電極のそれぞれに独立して対
向する直線状のセグメント電極接続領域と、該セグメン
ト電極接続領域と連続するとともに、複数の隣接する圧
電振動子が跨ぎ、かつ共通電極の接続部に対向する斜線
領域と、前記斜線領域の先端で連続するプローブ接続領
域と、前記斜線領域から分離され、かつ前記圧電振動子
を介して接続可能な共通電極接続用導電パターンとを有
するフレキシブルケーブルの前記プローブ接続領域を介
して前記セグメント電極接続領域に連続する導電パター
ンを検査する工程と、 前記セグメント電極接続領域と斜線領域との間に窓を形
成するとともに、前記プローブ接続領域を切断する工程
と、 一方の極となるセグメント電極と、他方の極となる共通
電極とを圧電材料を挟んで交互に積層するとともに、前
記セグメント電極を後端側から、また前記共通電極を前
端側から露出させて外部電極により後端側の一方の面に
延長して前記セグメント電極の接続部、及び共通電極の
接続部が形成された複数の圧電振動子を固定板に一定の
ピッチで固定してなる圧電振動子本体に、前記セグメン
ト電極接続領域及び前記斜線領域を前記圧電振動子のセ
グメント電極接続部及び共通電極接続部に半田付けする
工程と、 を備えたインクジェット記録ヘッド用圧電振動子ユニッ
トの製造方法。 - 【請求項10】 前記フレキシブルケーブルに、前記セ
グメント電極接続領域から延長する導電パターンに外部
駆動回路から印刷信号を受ける半導体集積回路が接続さ
れて実装されている請求項9のインクジェット記録ヘッ
ド用圧電振動子ユニットの製造方法。 - 【請求項11】 一方の極となるセグメント電極と、他
方の極となる共通電極とを圧電材料を挟んで交互に積層
するとともに、前記セグメント電極を後端側から、また
前記共通電極を前端側から露出させて外部電極により後
端側の一方の面に延長して前記セグメント電極の接続
部、及び共通電極の接続部が形成された複数の圧電振動
子を固定板に一定のピッチで固定した圧電振動子ユニッ
トと外部駆動回路とを接続するフレキシブルケーブルに
おいて、 前記セグメント電極のそれぞれに独立して対向する直線
状のセグメント電極接続領域と、該セグメント電極接続
領域と連続するとともに、複数の隣接する圧電振動子が
跨ぎ、かつ前記共通電極の接続部に対向する斜線領域
と、前記斜線領域の先端で連続するプローブ接続領域
と、前記斜線領域から分離され、かつ前記圧電振動子を
介して接続可能な共通電極接続用導電パターンとを有す
るフレキシブルケーブル。 - 【請求項12】 前記斜線領域が略「V」字状に形成さ
れている請求項11のフレキシブルケーブル。 - 【請求項13】 前記フレキシブルケーブルに、前記セ
グメント電極接続領域から延長する導電パターンに外部
駆動回路から印刷信号を受ける半導体集積回路が接続さ
れて実装されている請求項11のインクジェット記録ヘ
ッド用圧電振動子ユニットの製造方法。
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Applications Claiming Priority (1)
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JP35165395A JP3389941B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | インクジェット記録ヘッド用圧電振動子ユニット、その製造方法、及び接続用のフレキシブルケーブル |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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