JPH09286099A - インクジェットプリントヘッド、これに用いるフレキシブル基板、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ヘッド基板25に給電をするべきフレキシブル基
板28の各個別電極46およびグランド電極47a を、それぞ
れ、ヘッド基板25上の各圧電素子37およびグランド用導
電被膜に確実に接触させることができるようにする。 【解決手段】複数の圧力室29が２列に形成されるととも
に、各圧力室29に連通するノズル孔34が形成された流路
基板32と、この流路基板32の裏面側に貼着された振動板
33と、この振動板33の裏面側に上記各圧力室に対応する
ように取付けられた複数個の圧電素子37とを備えてヘッ
ド基板25が構成され、個別電極46およびグランド電極47
a が露出するように形成されたフレキシブル基板28が、
その各個別電極46が上記各圧電素子37に、グランド電極
47a が上記グランド用導電被膜に、それぞれ接触するよ
うにして上記ヘッド基板25の裏面側に配置されているイ
ンクジェットプリントヘッドであって、上記フレキシブ
ル基板28は、各圧力室29に対応する２列の個別電極46,4
6 群の間にスリット70,71 が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、ノズル列からイ
ンク滴を記録紙に向けて吐出させて印字を行う、とくに
カイザー型の圧電式インクジェットプリントヘッド、こ
れに用いるフレキシブル基板、およびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のインクジェットプリント
ヘッドの構造例を図１１および図１２に示す。図１１
は、上記ヘッド基板１の平面視形態を示している。この
ヘッド基板１の中央部には、複数のノズル孔２が２列斜
状に配置されており、このノズル孔配置領域の周囲領域
には、各ノズル孔に連通する複数の圧力室３が放射状に
延びるようにして配置されている。各圧力室３の外方端
は、狭窄通路４を介してインク供給路５につながってい
る。このインク供給路５は、全体として、上記放射状に
配置された複数の圧力室３の周囲を環状に取り巻いてい
るが、カラー用のヘッドを構成する場合には、図１１に
表れているように、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、
Ｃ（シアン）、あるいはこれに加えてＢ（ブラック）用
に分断されている。各インク供給路５は、ヘッド基板の
適部に形成されたインク供給口６を介して、ヘッドフレ
ームに保持されたインクタンク（図示略）に連通させら
れる。

【０００３】図１２は、図１１に示されるヘッド基板１
の断面構造を示している。上記ヘッド基板１は、感光性
板ガラスからなる流路基板７の裏面側に、薄板ガラスか
らなる振動板８を貼着して構成されている。前述した圧
力室３ないしこれにつながるインク供給路５は、上記流
路基板７の裏面側にエッチングを施すことによって凹陥
状に形成されている。ノズル孔２は、上記圧力室３を構
成する凹陥部の適部から流路基板７の表面側に貫通する
ようにして形成されている。上記振動板８の裏面側に
は、各圧力室３と対応させるようにして、圧電素子９が
設けられている。各圧電素子９への給電は、振動板８の
裏面側に形成されたＩＴＯ膜をグランドとし、フレキシ
ブル基板１０に形成した個別電極を各圧電素子９の表面
電極に接触させることにより行われる。

【０００４】選択した圧力室３に対応する圧電素子９に
電圧を印加すると、この圧電素子９の変形にともなって
上記振動板８が凹に撓み、これによる圧力室３の容積減
少に相当する量のインク滴がノズル孔２から外部に吐出
させられる。圧電素子９および振動板８が復元すると、
インク供給路５から狭窄通路４を介して圧力室３へイン
クが補給され、次回の印字動作に備えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のインクジェット
プリントヘッドにおいては、上述のように、各圧力室３
が放射状に形成されているとともに、インク供給路５が
上記放射状に配置された圧力室３を取り囲むように環状
に配置されていることから、ヘッド基板１の平面部が比
較的大きい。そのため、流路基板７に貼着される薄板状
振動板８にクラックが入る等の不具合が発生しやすい。
すなわち、感光性板ガラスからなる流路基板７と、通常
のガラスからなる薄板の振動板８とでは、熱膨張係数が
相違し、これらが接着等によって一体化されてヘッド基
板１が構成されているが、平面部が比較的大きい上記構
成のインクジェットプリントヘッドにおいては、振動板
８に熱応力によるクラックが入る不具合が発生しやす
い。

【０００６】また、ヘッド基板の大きさに準じて、上記
のフレキシブル基板における上記ヘッド基板の圧電素子
の配置領域に圧接させるべき部分の面積も相応に大きく
なり、したがって、このフレキシブル基板に形成される
すべての個別電極端子を各圧電素子に確実に接触させる
と同時に、フレキシブル基板に形成されているグランド
用配線パターンをヘッド基板のグランド用ＩＴＯ被膜に
確実に接触させることが困難であった。

【０００７】本願発明は、このような事情のもとで考え
だされたものであって、カイザー型の圧電式インクジェ
ットプリントヘッドにおいて、そのヘッド基板をより小
型化することができて、その製造コストを低減すること
ができるとともに、あわせて、ヘッド基板に給電をする
べきフレキシブル基板の各個別端子およびグランド端子
を、それぞれ、ヘッド基板上の各圧電素子およびグラン
ド被膜に確実に接触させることができるようにすること
をその課題としている。

【０００８】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の各技術的手段を採用した。

【０００９】本願発明の第１の側面により提供されるイ
ンクジェットプリントヘッドは、表面側に複数のノズル
孔が開口しているとともに、裏面側に上記各ノズル孔に
それぞれ連通する複数の圧力室ないし各圧力室に連通す
るインク供給路が凹陥状に形成された流路基板と、この
流路基板の裏面側に貼着された振動板と、この振動板の
裏面側にグランド用導電被膜を介して上記各圧力室に対
応するように取付けられた複数個の圧電素子とを備えて
ヘッド基板が構成され、個別電極およびグランド電極が
露出するように形成されたフレキシブル基板が、その各
個別電極が上記各圧電素子に、グランド電極が上記グラ
ンド用導電被膜に、それぞれ接触するようにして上記ヘ
ッド基板の裏面側に配置されているインクジェットプリ
ントヘッドであって、上記ヘッド基板におけるノズル孔
は、直線状に１列または２列に配列されており、上記各
圧力室は、上記ノズル孔の列の両側において、このノズ
ル孔の列に対して一定角度をもってヘッド基板の外方に
向けて互いに平行に延びるように形成されており、上記
フレキシブル基板は、上記ノズル孔の列の一側に配置さ
れる各圧力室に対応する個別電極群と、上記ノズル孔の
列の他側に配置される各圧力室に対応する個別電極群と
の間にスリットが形成されていることに特徴づけられ
る。

【００１０】好ましい実施形態においては、上記フレキ
シブル基板は、上記ノズル孔の列の一側に配置される各
圧力室に対応する第１の個別電極群と、上記ノズル孔の
列の他側に配置される各圧力室に対応する第２の個別電
極群との間にグランド電極が導入されており、上記第１
の個別電極群と上記グランド電極の間、および、上記第
２の個別電極群と上記グランド電極の間に、それぞれス
リットが形成されており、上記フレキシブル基板におけ
る上記各個別電極ないしグランド電極形成領域は、変形
可能な弾性部材によって上記ヘッド基板の裏面側に押圧
されている。

【００１１】本願発明のインクジェットプリントヘッド
においてはまず、そのヘッド基板に形成される複数の圧
力室は、従来のようにノズル孔形成領域から放射状に延
びるように形成されるのではなく、直線状のノズル列の
両側において、ノズル列に対して一定角度、好ましくは
直角にヘッド基板の外方に向けて延びるように形成され
ている。したがって、圧力室の形成領域は、原則的にノ
ズル孔の列の長さ範囲に限定され、従来と同一数で同一
配置のノズル孔を有するヘッド基板を構成するに際して
も、ヘッド基板の面積は、従来のヘッド基板に比較し
て、著しく小さなものとすることができる。その結果、
感光性板ガラスにエッチング加工を施して凹陥状の圧力
室、インク供給路等を形成するが故に製造コストが高い
ヘッド基板を、一定の材料からより多数製造することが
できるようになる。そして、ヘッド基板の平面形態が小
型化されることから、熱応力によって薄板状振動板にク
ラックが生じる等の不具合の発生を効果的に回避するこ
とも可能となり、インクジェットプリントヘッドの心臓
部ともいえるヘッド基板の強度、寿命、および性能が安
定する。

【００１２】本願発明のインクジェットプリントヘッド
においては上述のように、ヘッド基板の平面形態が小型
化され、それによってヘッド基板の裏面側に取付けられ
るべき複数の圧電素子の配置領域が狭くなっている。そ
のため圧電素子に給電を行うべきフレキシブル基板に露
出形成される個別電極が、より上記の圧電素子に確実に
接触するようになる。しかも、本願発明において上記フ
レキシブル基板は、とくに２列の圧力室に対応して２列
に露出形成される個別電極の各列の間にスリットが形成
されているので、たとえば、弾性部材によって上記フレ
キシブル基板の所定領域をヘッド基板の裏面側に圧し付
ける場合、フレキシブル基板のベースに無理な力がかか
ることなく、容易に各個別電極をヘッド基板の裏面側の
各圧電素子に接触させることができるようになる。これ
により、ヘッド基板の裏面側に複数個取付けられる圧電
素子に対する給電が、より確実に行える。

【００１３】好ましい実施形態においては、上記フレキ
シブル基板に形成されるべきスリットに、グランド電極
との関連においてさらに工夫が施されている。すなわ
ち、上記個別電極の各列の間に形成するべきスリットを
２条とし、この２条のスリットの間に、グランド電極を
導入している。これにより、グランド電極が形成された
帯状領域は、個別電極が形成された本体領域に対して、
容易にフレキシブル基板の厚み方向に変位可能である。
したがって、弾性部材によっ上記フレキシブル基板の所
定領域をヘッド基板の裏面側に圧し付ける場合、前述の
ように、フレキシブル基板のベースに無理な力が係るこ
となく、確実にフレキシブル基板上の各個別電極および
グランド電極を、それぞれ、ヘッド基板の裏面側の各圧
電素子およびグランド用導電被膜に確実に接触させるこ
とができるようになる。

【００１４】本願発明の第２の側面により提供されるイ
ンクジェットプリントヘッド用フレキシブル基板は、平
面的に形成されたヘッド基板の裏面側にグランド用電極
被膜を介して２列に取付けられた複数個の圧電素子に給
電するためのフレキシブル基板であって、複数の個別電
極が上記各圧電素子に対応するように２列に形成されて
いるとともに、上記個別電極の各列の間に導入するよう
にしてグランド電極が形成されている一方、上記個別電
極の一方の列と上記グランド電極の間、および、上記個
別電極の他方と上記グランド電極の間に、スリットが形
成されていることを特徴とする。

【００１５】このようなフレキシブル基板によれば、前
述の構成を備える小型化されたインクジェットプリント
ヘッド用ヘッド基板に対する給電が、より確実に行える
ことは、上述したことから明らかであろう。また、グラ
ンド電極がメッキ用の電極を兼ねることができるので、
ベース上に形成するべき導体パターンが、スペース効率
よく配置することができる。

【００１６】本願発明の第３の側面により提供されるイ
ンクジェットプリントヘッド用フレキシブル基板の製造
方法は、平面的に形成されたヘッド基板の裏面側にグラ
ンド用電極被膜を介して２列に取付けられた複数個の圧
電素子に給電するためのフレキシブル基板の製造方法で
あって、上記各圧電素子に対応するように２列に形成さ
れた複数の個別電極と、上記個別電極の列の間の領域に
導入するように形成されたグランド電極と、上記個別電
極を上記グランド電極に共通的に導通させるメッキ用給
電パターンと、をベース上に露出形成するステップ、互
いに導通する上記個別電極、上記グランド電極、ないし
上記メッキ用給電パターンの一部にメッキ用電極を接触
させて、上記個別電極、上記グランド電極ないし上記メ
ッキ用給電パターンの表面にメッキ被膜を形成するステ
ップ、および、上記個別電極の一方の列と上記グランド
電極の間、および、上記個別電極の他方の列と上記グラ
ンド電極の間にスリットを形成することにより、上記メ
ッキ用給電パターンを除去して、各個別電極間、およ
び、各個別電極と上記グランド電極間を電気的に分離す
るステップ、を含むことに特徴づけられる。

【００１７】上記方法によれば、ベース上に露出形成さ
れる個別電極およびグランド電極にメッキ被膜を都合よ
く同時形成することができ、各電極にたとえば無電解金
メッキを施すという処理が簡便に行える。そして、こう
して製造されたフレキシブル基板は、上述した種々の利
点を有する。

【００１８】本願発明のその他の特徴および利点は、図
面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかと
なろう。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施形
態を、図面を参照しながら具体的に説明する。

【００２０】図１および図２に、本願発明に係るインク
ジェットプリントヘッド２０の全体的な概略構成を示
す。このインクジェットプリントヘッド２０は、カイザ
ー型の圧電式プリントヘッドに分類されるものであっ
て、ボックス状のメインフレーム２１と、このメインフ
レーム２１の前面部に取付けられた２個のヘッドフレー
ム２２，２３とを備える。メインフレーム２１のボック
ス状部の内部には、インクカートリッジ２３（図６）が
装着される。本実施形態においてメインフレーム２１の
前面部に左右２個設けられているヘッドフレーム２２の
一方はカラープリント用であり、他方はモノクロプリン
ト用である。

【００２１】ヘッドフレーム２２は、前面に斜めに傾斜
した矩形の段付き開口窓２４を有するボックス状をして
おり、上記段付き開口窓２４にはヘッド基板２５が、ヘ
ッドフレーム２２の内部には、上記インクカートリッジ
２３からのインクをヘッド基板２５に供給するためのイ
ンク供給プレート２６，２７が、上記ヘッド基板２５と
上記インク供給プレート２６，２７との間には、ヘッド
基板２５に給電するためのフレキシブル基板２８が、そ
れぞれ装着される。以下、これらを詳細に説明する。

【００２２】図４ないし図８には、上記ヘッド基板２５
の構成が表れている。このヘッド基板２５は、感光性板
ガラスの裏面側にエッチング加工によって複数の圧力室
２９ないし各圧力室２９に連通するインク供給路３
１_Y ，３１_M ，３１_C が凹陥状に形成されるとともに、
上記各圧力室２９の適部から表面側に貫通するノズル孔
３４が形成された流路基板３２と、この流路基板３２の
裏面側に貼着された薄板ガラス製の振動板３３とを備え
て構成されている。

【００２３】図４に表れているように、上記ヘッド基板
２５は、上記ヘッドフレーム２２の段付き開口窓２４に
収容されうるように矩形状の平面形態を有しており、そ
の長手方向中心線にほぼ沿うようにして、複数の上記の
ノズル孔３４が２列千鳥状に配列されている。ただし、
上記ヘッドフレーム２２は、上述したように、メインフ
レーム２１の走査方向（図に矢印Ａで示す）に対して傾
斜しているため、上記ヘッド基板２５の上記ノズル孔３
４の列は、メインフレーム２１の走査方向Ａに対して所
定角度で傾斜することになる。

【００２４】上記各圧力室２９は、図５および図７に表
れているように、ヘッド基板２５の正面視において、上
記ノズル孔３４の列に対して直交する方向に、各ノズル
孔３４からヘッド基板２５の外方に向けて延出させられ
ている。各圧力室２９の外方端は、狭窄通路３０を介し
て、インク供給路３１_Y ，３１_M ，３１_C に連通させら
れている。なお、前述したように、各圧力室２９ないし
インク供給路３１_Y ，３１_M ，３１_C は、流路基板３２
の裏面側に凹陥状に形成されたものであり、これらの凹
陥部の開口が上記振動板３３によって塞がれた恰好とな
っていることは、前述したとおりである。

【００２５】図に示す形態のインクジェットプリントヘ
ッド２０は、カラープリント用であり、上記ノズル孔３
４およびこれに対応する圧力室２９は、カラープリント
のための３原色であるＹ（イエロー）、Ｍ（マゼン
タ）、およびＣ（シアン）に対応して３つにグループ分
けされている。すなわち、ヘッド基板２５の長手方向
に、端から、Ｙ用、Ｍ用およびＣ用にグループ分けされ
ている。そして、上記ノズル孔３４の列の両側におい
て、同一グループに属する圧力室が、上記インク供給路
３１_Y ，３１_M ，３１_C にそれぞれ共通に連通させられ
ている。したがって、図に示す実施形態の場合、上記イ
ンク供給路３１_Y ，３１_M ，３１_C は、ヘッド基板の幅
方向両側にそれぞれ３箇所ずつ、合計６箇所形成されて
おり、そして、Ｙ、Ｍ、Ｃ各色につき、それぞれ、ヘッ
ド基板２５の幅方向両側に２箇所ずつのインク供給路が
形成されていることになる。

【００２６】上記各インク供給路３１_Y ，３１_M ，３１
_C は、担当するグループに属する所定数の圧力室２９に
不都合なくインクを供給するに必要充分な幅をもったも
のとしてあり、かつ、その適所には、ヘッド基板の幅方
向外方に延出する延出部３５が形成されている。そし
て、振動板３３における上記延出部３５を覆う部位に
は、図６および図８に表れているように、インク供給口
３６が開口させられている。

【００２７】ヘッド基板２５の裏面、すなわち、振動板
３３の裏面側には、ＩＴＯ膜からなるグランド用導体被
膜（図示略）が形成され、かつ、このグランド用導体被
膜上には、各圧力室２９と対応させるようにして、複数
の圧電素子３７が２列をなすようにして取付けられてい
る。

【００２８】また、上記ヘッド基板２５の表面には、図
８に示すように、通常、流路基板３２にエッチングによ
って開口させた各ノズル孔３４と対応するようにして、
正確な位置および径を有するインク吐出孔３８を精密加
工によって形成した金属製ノズルプレート３９が貼着さ
れる。

【００２９】さらに、上記ヘッドフレーム２２の段付き
開口窓２４の内向フランジ部５２には、ヘッド基板２５
の振動板３３に形成した６箇所のインク供給口３６と対
応するインク通孔５３が貫通状に形成されている。

【００３０】ヘッドフレーム２２の内部において、上記
ヘッド基板２５の裏面側に配置されるインク供給プレー
ト２６，２７は、図３、図４および図６に表れているよ
うに、それぞれ上記ヘッドフレーム２２の内部空間の平
面形態と対応した平面形態を有する第１プレート２６と
第２プレート２７とを積層して構成されており、第１プ
レート２６は、その長手方向に３つのインク導入孔４０
が貫通状に形成されている。第２プレート２７は、裏面
側に、上記第１プレート２６の３つのインク導入孔４０
を介して導入されるインクをそれぞれ第２プレート２７
の幅方向２箇所に振り分けるための３本のインク溝４１
が形成され、各インク溝４１の両端位置には、表面側に
貫通するインク供給孔４２が形成されている。このイン
ク供給孔４２の表面側開口は、この第２プレート２７の
表面側に形成した膨出部５５上に開口している。各イン
ク供給孔４２の平面的な位置は、前述のヘッド基板２５
の裏面側振動板３３に形成した各インク供給口３６、お
よびヘッドフレーム２２の段付き開口窓２４の内向フラ
ンジ部５２に形成したインク通孔５３の位置と対応させ
られている。なお、上記第１プレート２６に形成した３
つのインク導入孔４０は、メインフレーム２１に形成し
た３つのインク供給口４３と対応させられており、この
メインフレーム２１に挿着されるカラー用のインクカー
トリッジ２３に形成されるＹ、Ｍ、Ｃ各色用のインクノ
ズル４４は、シールブッシュ４５を介して上記インク供
給口４３からインク供給プレート２６の各インク導入孔
４０に連通させられる。これにより、インクカートリッ
ジ２３のインクノズル４４から、２枚のインク供給プレ
ート２６，２７、ヘッド基板２２の内向フランジ部５２
のインク通孔５３を介してヘッド基板２５の各インク供
給路３１_Y ，３１_M ，３１_C に導入されうる。

【００３１】さらに、上記ヘッド基板２５と上記インク
供給プレート２６，２７との間には、ヘッド基板２５の
裏面に取付けた各圧電素子３７に給電を行うためのフレ
キシブル基板２８が介装される。フレキシブル基板２８
は、ポリイミドフィルムのベースにパターン化された導
体箔を形成するとともにこの導体箔を端子部を残して絶
縁フィルムで覆ったものである。

【００３２】図９に詳示するように、この実施形態にお
いてこのフレキシブル基板２８は、一端部に個別電極用
の端子パッド４５が配列されているとともに、上記各端
子パッド４５に導通する露出状の各個別電極４６は、上
記ヘッド基板２５上の各圧電素子３７の配列と対応させ
て櫛歯状に形成されている。すなわち、この櫛歯状の個
別電極４６は、前述のようにヘッド基板２５の裏面側に
２列に配置されている圧電素子３７と対応するようにし
て、２列に形成されている。また、上記個別電極用の配
線パターンの束の周囲を迂回するようにして、グランド
用の配線パターン４７が引き回されており、その先端の
グランド電極４７ａは、上記個別電極４６の各列の間の
領域に導入させられている。そして、上記個別電極４６
の一方の列と上記グランド電極４７ａとの間、および、
上記個別電極４６の他方の列と上記グランド電極４７ａ
との間には、それぞれ、スリット７０，７１が形成され
ている。さらに、このフレキシブル基板２８の適部に
は、上記第２プレート２７の表面側膨出部５５に嵌合す
る開口５６が形成されている。

【００３３】上記フレキシブル基板２８における各露出
電極４６，４７ａ，４５には、好適には無電解メッキに
よる金メッキが施されて接続対象との電気的導通の確実
化が図られるが、この場合、上記構成のフレキシブル基
板２８は、次のようにして製造することができる。

【００３４】図１０は、各露出電極に無電解メッキを施
す段階でのフレキシブル基板の中間品を示している。図
から判るように、この段階においては、図９に示したス
リット７０，７１は未だ形成されていない。そして、ス
リット７０，７１によって打ち抜き除去される部位に
は、上記個別電極４６を上記グランド電極４７ａに共通
的に導通させるメッキ用給電パターン７２が形成されて
いる。

【００３５】この状態において、互いに導通する上記個
別電極４６、上記グランド電極４７ａ、ないし上記メッ
キ用給電パターン７２の一部、好適には、グランド電極
４７ａないしこれに導通するグランドパターン４７にメ
ッキ用電極を接触させて、上記個別電極４６、上記グラ
ンド電極４７ａないし上記メッキ用給電パターン７２の
表面に無電解メッキによる金メッキ被膜を形成する。こ
の場合、グランド電極４７，４７ａがメッキ用電極を兼
ねるので、フレキシブル基板２８上に必要な導体パター
ンがスペース効率よく配置される。

【００３６】そうして、上記のように２条のスリット７
０，７１を形成することにより、上記メッキ用給電パタ
ーン７２を除去して、各個別電極４６間、および、各個
別電極４６と上記グランド電極４７ａを電気的に分離し
て、図９に示したフレキシブル基板２８を得る。

【００３７】上記フレキシブル基板２８の基端部にはま
た、駆動ＩＣ６０を不都合なく安定的に搭載するために
ガラスエポキシなどでできた補強板４８によってバック
アップされており、この補強板４８によってバックアッ
プされた部位に搭載される駆動ＩＣ６０の各出力パッド
と上記各個別電極用の端子パッド４５との間は、ワイヤ
ボンディングによって結線される。上記フレキシブル基
板２８の基端部にはまた、上記駆動ＩＣ６０に電力、制
御信号、印字データ信号等を入力するための配線パター
ン４９が形成されており、各配線パターンと駆動ＩＣ６
０上の所定のパッド間はまた、ワイヤボンディングによ
って結線される。なお、上記駆動ＩＣ６０ないしこれと
各配線パターンや端子パッド間を結線するボンディング
ワイヤは、エポキシ樹脂等からなる保護コート５０によ
って覆われる。

【００３８】上記フレキシブル基板２８は、図６に良く
表れているように、各個別電極を形成する櫛歯状の端子
部４６がそれぞれヘッド基板２５の裏面側に取付けられ
た圧電素子３７に接触するようにして、上記ヘッド基板
２５の裏面側と上記インク供給プレート２６，２７との
間に介装される。なお、上記個別電極４６と各圧電素子
３７との間の接触を確実にするために、上記フレキシブ
ル基板２８の一部が、スポンジ状の弾性部材５１によっ
てヘッド基板２５の裏面に向けて弾性押圧されている。

【００３９】前述したように、フレキシブル基板２８に
は、各個別電極４６の列の間にスリット７０，７１が形
成されているので、フレキシブル基板２８のベースに無
理な力がかかることなく、確実かつ容易に各個別電極４
６をヘッド基板２５の裏面側の各圧電素子３７に接触さ
せることができるようになる。これにより、ヘッド基板
２５の裏面側に複数個取付けられる圧電素子３７に対す
る給電が、より確実に行える。さらに、上記フレキシブ
ル基板２８においては、各個別電極４６の列の間にグラ
ンド電極４７ａが導入されており、しかも、このグラン
ド電極４７ａの両側に２条のスリット７０，７１が形成
されている。したがって、フレキシブル基板２８におけ
る上記グランド電極４７ａが形成された帯状領域は、個
別電極４６が形成された本体領域に対して、容易にフレ
キシブル基板の厚み方向に変位可能である。したがっ
て、弾性部材５１によっ上記フレキシブル基板の所定領
域をヘッド基板２５の裏面側に圧し付ける場合、図６に
良く表れているように、フレキシブル基板２８のベース
に無理な力が係ることなく、確実にフレキシブル基板上
の各個別電極４６およびグランド電極４７ａを、それぞ
れ、ヘッド基板２５の裏面側の各圧電素子３７およびグ
ランド用導電被膜に確実に接触させることができるよう
になる。なお、組立て状態において上記フレキシブル基
板２８のＩＣ搭載部は、メインフレーム２１の側面適部
にたとえば接着等によって固定される。

【００４０】以上の構成を備えるインクジェットプリン
トヘッド２０は、図１および図５に示す走査方向に移動
しながら、次のような動作によって記録紙に対する印字
を行う。

【００４１】印字データにしたがって、駆動ＩＣは、選
択したノズル孔３４に対応する圧電素子３７に電圧印加
を行うべく、対応する個別電極４６をオンする。こうし
て電圧印加された圧電素子３７は、これが変形すること
により、振動板３３を凹に撓ませる。そうすると、当該
圧力室２９の容積がそれだけ強制的に減少させられ、そ
の容積減少に相当する量のインク滴がノズル孔３４ない
しノズルプレートのインク吐出孔３８から外部に吐出さ
せられる。圧電素子３７および振動板３３が復元する
と、毛管圧力により、インク供給路３１_Y ，３１_M ，３
１_C のインクが狭窄通路３０を介して圧力室２９に補給
され、次の印字動作に備えられる。

【００４２】上記構成のインクジェットプリントヘッド
２０においては、そのヘッド基板２５に形成される複数
の圧力室２９は、図１０に示される従来のこの種のイン
クジェットプリントヘッドのようにノズル孔形成領域か
ら放射状に延びるように形成されるのではなく、直線状
のノズル列の両側において、ノズルの列に対して直角に
外方に向けて延びるように形成されている。したがっ
て、圧力室２９の形成領域は、原則的にノズル孔３４の
列の長さ範囲に限定され、圧力室２９の長さを適正長さ
に設定すれば、従来と同一数で同一配置のノズル孔を有
するヘッド基板を構成するに際しても、ヘッド基板の面
積は、従来のヘッド基板に比較して、著しく小さなもの
とすることができる。その結果、感光性板ガラスにエッ
チング加工を施して凹陥状の圧力室、インク供給路等を
形成するが故に製造コストが高いヘッド基板を、一定の
材料からより多く製造することができるようになり、そ
の結果として、ヘッド基板の製造コストが低減される。
また、ヘッド基板の平面形状を従来に比較して著しく小
型化することができるので、熱応力によって振動板にク
ラックが生じる等の不具合の発生を効果的に回避するこ
とも可能となり、インクジェットプリントヘッドの心臓
部ともいえるヘッド基板の強度、寿命および性能が安定
する。

【００４３】また、上記形態のインクジェットプリント
ヘッド２０においては、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色について、各
圧力室の外方端に共通的に連通させられるインク供給路
３１ _Y ，３１_M ，３１_C が２箇所形成されることにな
る。したがって、インク供給路が環状に引き回されてい
た従来に比較し、各インク供給路は、短く、かつ細幅で
足りることになる。そのため、インク供給路の形成領域
もまたそれだけ節約することができるので、ヘッド基板
の平面的な形状は、より小型化が可能となる。そして、
インク供給路を細幅化することが可能となることから、
熱応力によって振動板にクラックが発生するといった不
具合もまた、より効果的に回避することができるように
なる。

【００４４】実際のところ、同一個数のノズル孔を有す
るヘッド基板を形成する場合、本願発明のようなノズル
孔３４、圧力室２９およびインク供給路３１_Y ，３
１_M ，３１_C の配置をとると、ヘッド基板の平面的な大
きさが、図１０および図１１に示したような従来の構成
に比較し、約１／４以下となった。

【００４５】もちろん、この発明は、上述した実施形態
に限定されるものではない。図に示す実施形態において
は、カラー用のプリントヘッドの構成について述べた
が、モノクロ用のプリントヘッドについても、本願発明
を同様に適用することができる。この場合、カラー用の
場合には、ノズル列を挟む各側において、３つのグルー
プに対応させてインク供給路３１_Y ，３１_M ，３１_C を
３箇所形成したが、これを、ヘッド基板の幅方向各側に
ついて、圧力室のすべてに共通に連通するインク供給路
をそれぞれ形成すればよい。この場合、インクカートリ
ッジ２３は、１つのインクノズルが設けられることにな
るが、これに対応して、インク供給プレート２６，２７
は、１つのインク供給口からヘッド基板の上記インク供
給路に分配するように構成すればよい。

【００４６】さらに、図に示す実施形態においては、ヘ
ッド基板に設けるノズル孔は、２列千鳥状に配列してい
るが、千鳥状に配列する必要はかならずしもない。ま
た、１列に配列したとしても、奇数番目のノズル孔につ
いては圧力室をヘッド基板の幅方向一側に延出させ、偶
数番目のノズル孔については圧力室をヘッド基板の幅方
向他側に延出させるようにすれば、上述したのと同様の
利点を享受することができる。

【００４７】さらに、図に示した実施形態は、１つのメ
インフレームに、カラー用のヘッドとモノクロ用のヘッ
ドを並設しているが、このようにすることが本願発明の
趣旨ではなく、カラー用のヘッドまたはモノクロ用のヘ
ッドのみを搭載するようにメインフレームを構成するこ
とも、もちろん本願発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係るインクジェットプリントヘッド
の一実施形態の全体外観斜視図。

【図２】本願発明に係るインクジェットプリントヘッド
の一実施形態の一部を分解して示す斜視図。

【図３】図１および図２に示すインクジェットプリント
ヘッドのうち、ヘッドフレームに装着される部品を分解
して示す斜視図。

【図４】図３に示される部品中、インク供給プレートの
構成を示す分解斜視図。

【図５】上記ヘッドフレームの拡大正面図。

【図６】図５のVI−VI線に沿う断面図。

【図７】ヘッド基板の部分拡大平面図。

【図８】図７のVIII−VIII線に沿う断面図。

【図９】フレキシブル基板の平面図。

【図１０】フレキシブル基板の中間品の平面図。

【図１１】従来例に係るインクジェットプリントヘッド
の正面図。

【図１２】図１１のXII −XII 線に沿う拡大断面図。

【符号の説明】

２０ インクジェットプリントヘッド ２１ メインフレーム ２２ ヘッドフレーム ２３ インクカートリッジ ２５ ヘッド基板 ２６ インク供給プレート ２７ インク供給プレート ２８ フレキシブル基板 ２９ 圧力室 ３０ 狭窄通路 ３１_Y ，３１_M ，３１_C インク供給路 ３２ 流路基板 ３３ 振動板 ３４ ノズル孔 ３７ 圧電素子 ４６ 個別電極 ４７ グランド電極 ５１ 弾性部材 ７０ スリット ７１ スリット ７２ メッキ用給電パターン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面側に複数のノズル孔が開口している
   とともに、裏面側に上記各ノズル孔にそれぞれ連通する
   複数の圧力室ないし各圧力室に連通するインク供給路が
   凹陥状に形成された流路基板と、この流路基板の裏面側
   に貼着された振動板と、この振動板の裏面側にグランド
   用導電被膜を介して上記各圧力室に対応するように取付
   けられた複数個の圧電素子とを備えてヘッド基板が構成
   され、個別電極およびグランド電極が露出するように形
   成されたフレキシブル基板が、その各個別電極が上記各
   圧電素子に、グランド電極が上記グランド用導電被膜
   に、それぞれ接触するようにして上記ヘッド基板の裏面
   側に配置されているインクジェットプリントヘッドであ
   って、 上記ヘッド基板におけるノズル孔は、直線状に１列また
   は２列に配列されており、 上記各圧力室は、上記ノズル孔の列の両側において、こ
   のノズル孔の列に対して一定角度をもってヘッド基板の
   外方に向けて互いに平行に延びるように形成されてお
   り、 上記フレキシブル基板は、上記ノズル孔の列の一側に配
   置される各圧力室に対応する個別電極群と、上記ノズル
   孔の列の他側に配置される各圧力室に対応する個別電極
   群との間にスリットが形成されていることを特徴とす
   る、インクジェットプリントヘッド。
2. 【請求項２】 表面側に複数のノズル孔が開口している
   とともに、裏面側に上記各ノズル孔にそれぞれ連通する
   複数の圧力室ないし各圧力室に連通するインク供給路が
   凹陥状に形成された流路基板と、この流路基板の裏面側
   に貼着された振動板と、この振動板の裏面側にグランド
   用導電被膜を介して上記各圧力室に対応するように取付
   けられた複数個の圧電素子とを備えてヘッド基板が構成
   され、個別電極およびグランド電極が露出状に形成され
   たフレキシブル基板が、その各個別電極が上記各圧電素
   子に、グランド電極が上記グランド用導電被膜に、それ
   ぞれ接触するようにして上記ヘッド基板の裏面側に配置
   されているインクジェットプリントヘッドであって、 上記ヘッド基板におけるノズル孔は、直線状に１列また
   は２列に配列されており、 上記各圧力室は、上記ノズル孔の列の両側において、こ
   のノズル孔の列に対して一定角度をもってヘッド基板の
   外方に向けて互いに平行に延びるように形成されてお
   り、 上記フレキシブル基板は、上記ノズル孔の列の一側に配
   置される各圧力室に対応する第１の個別電極群と、上記
   ノズル孔の列の他側に配置される各圧力室に対応する第
   ２の個別電極群との間にグランド電極が導入されてお
   り、上記第１の個別電極群と上記グランド電極の間、お
   よび、上記第２の個別電極群と上記グランド電極の間
   に、それぞれスリットが形成されており、 上記フレキシブル基板における上記各個別電極ないしグ
   ランド電極形成領域は、変形可能な弾性部材によって上
   記ヘッド基板の裏面側に押圧されていることを特徴とす
   る、インクジェットプリントヘッド。
3. 【請求項３】 平面的に形成されたヘッド基板の裏面側
   にグランド用電極被膜を介して２列に取付けられた複数
   個の圧電素子に給電するためのフレキシブル基板であっ
   て、 複数の個別電極が上記各圧電素子に対応するように２列
   に形成されているとともに、上記個別電極の各列の間に
   導入するようにしてグランド電極が形成されている一
   方、 上記個別電極の一方の列と上記グランド電極の間、およ
   び、上記個別電極の他方と上記グランド電極の間に、そ
   れぞれスリットが形成されていることを特徴とする、イ
   ンクジェットプリントヘッド用フレキシブル基板。
4. 【請求項４】 平面的に形成されたヘッド基板の裏面側
   にグランド用電極被膜を介して２列に取付けられた複数
   個の圧電素子に給電するためのフレキシブル基板の製造
   方法であって、 上記各圧電素子に対応するように２列に形成された複数
   の個別電極と、上記個別電極の列の間の領域に導入する
   ように形成されたグランド電極と、上記個別電極を上記
   グランド電極に共通的に導通させるメッキ用給電パター
   ンと、をベース上に露出形成するステップ、 互いに導通する上記個別電極、上記グランド電極、ない
   し上記メッキ用給電パターンの一部にメッキ用電極を接
   触させて、上記個別電極、上記グランド電極ないし上記
   メッキ用給電パターンの表面にメッキ被膜を形成するス
   テップ、および、 上記個別電極の一方の列と上記グランド電極の間、およ
   び、上記個別電極の他方の列と上記グランド電極の間に
   スリットを形成することにより、上記メッキ用給電パタ
   ーンを除去して、各個別電極間、および、各個別電極と
   上記グランド電極間を電気的に分離するステップ、を含
   むことを特徴とする、フレキシブル基板の製造方法。