JPH09300631A - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドの製造方法Info
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- JPH09300631A JPH09300631A JP12066296A JP12066296A JPH09300631A JP H09300631 A JPH09300631 A JP H09300631A JP 12066296 A JP12066296 A JP 12066296A JP 12066296 A JP12066296 A JP 12066296A JP H09300631 A JPH09300631 A JP H09300631A
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/36—Assembling printed circuits with other printed circuits
- H05K3/361—Assembling flexible printed circuits with other printed circuits
Abstract
な接着強度、接続する端子間の導電性、隣接する端子間
の絶縁性能等のの特性を満足するように、FPC基板を
接続する方法を提供する。 【解決手段】第1の基板1に圧力発生手段の一方の極2
1と接続する第1の端子23を形成し、圧力発生手段の
他方の極5に接続する第2の端子17が形成された第2
の基板2を基板1の上に接合し、可撓性基板101の端
子102a、102bを、端子17、23上に位置決め
した後、各端子間の加圧量、及び加熱量を設定して、ヘ
ッド側の端子と可撓性基板側の端子を熱圧着する。これ
により、接続する端子間の十分な導電性を得ることがで
きる。ゆえに、信頼性の高いインクジェットヘッドを量
産することができる。
Description
た端子間を熱圧着し接続する方法及びその装置及に関
し、特に静電アクチュエータ及びそれをインクジェット
ヘッドの端子に可撓性基板を接続する方法に関する。
ンクジェットヘッドは振動板に静電気による吸引力を利
用したものが提案されており、例えば、特開平2−28
9351号公報にはその種のインクジェットヘッドが開
示されている。 特開平2−289351号公報の4頁
14行より5頁の11行にわたり、述べられたごとく、
このインクジェットヘッドは、ノズルと、ノズルに連通
するインク流路と、流路の一部に形成された振動板と、
振動板に対向して形成された電極とを有し、振動板と電
極との間に順方向の電気パルスを印加し、振動板を静電
気力により変形させ、ノズルからインク液滴を吐出する
ようにしたものである。
と、振動板に対向して形成された電極との間に準方向の
電気パルスを印可するための電極構造及び、電源供給方
法については、特開平2−289351号公報の、第一
図及び第2図に示されたごとく、共通電極に対し、個別
電極は、ギャップを介して対抗しているため、これらの
電極に配線し、外部駆動回路に接続するための端子を形
成しようとすると、これらの端子の間には、段差が生じ
てしまう。
ジェットヘッドは、基板にシリコンを用い、流路形成、
電極配線に半導体プロセスを応用することによって、極
めて小型かつ高密度のインクジェットヘッドを安価に製
造することが可能であり、これらの長所を生かすために
は、インクジェットヘッドに信号を伝え、電力を供給す
るための端子と外部駆動回路するための端子も高密度に
形成する必要がある。
続する方法としては、2つの被着体を異方性導電接着剤
を用いて熱圧着し、静電アクチュエータ側の端子と可撓
性基板(以下FPC、Flexible Print Circuitとも呼
ぶ)間を接続する方法が有効であるが、上述したよう
に、静電アクチュエータ側の端子間には段差が形成され
ているため、既存の装置では、十分な接着強度、接続す
る端子間の導電性、隣接する端子間の絶縁性能を得るこ
とができなかった。例えば、インクジェットヘッドの端
子部で、このように所望の導電性が得られない場合、こ
の部分に大きな抵抗成分が生じ、圧力発生手段である静
電アクチュエータの時定数も、所望の値とは異なってし
まう。このため、設計値(静電アクチュエータ本来の抵
抗成分、容量成分)に対し予め設定された駆動パルスで
駆動しても、ノズルよりインク滴が吐出されない不具合
が生じるおそれがあった。本発明は、このような課題を
解決するためになされたものであり、隣接する端子間に
少なくとも一カ所の段差を含む静電アクチュエータまた
は、インクジェット等の基板端子に対し、所望の特性を
満足するように、FPC基板を接続する方法を提供する
ことにある。
ヘッドの製造方法によれば、ノズルよりインク滴を吐出
させるための圧力発生手段を備えたインクジェットヘッ
ドと可撓性基板を接続するインクジェットの製造方法に
おいて、第1の基板に前記圧力発生手段の一方の極と接
続する第1の端子を形成し、前記圧力発生手段の他方の
極に接続する第2の端子が形成された第2の基板を前記
第1の基板の上に接合し、少なくとも2以上の端子を有
する可撓性基板の端子を、各々前記第1、第2の端子上
に位置決めした後、各端子間の加圧量、及び加熱量を設
定して、ヘッド側の端子と可撓性基板側の端子を熱圧着
することを特徴とする。
の端子と、第2の端子を可撓性基板に対し、同時に熱圧
着することが可能となり、また、接続後の接着強度、接
続する端子間の導電性、隣接する端子間の絶縁性能を決
定する要因である加圧量、加熱量を各端子の面積等に応
じて、端子毎に最適な値に設定するため、端子間には段
差が形成されていても、十分な接着強度、接続する端子
間の導電性、隣接する端子間の絶縁性能を得ることがで
きる。ゆえに、インクジェットヘッドの端子部に、大き
な抵抗成分が生じることがなく、圧力発生手段の時定数
も、ほぼ設計値通りのものが得られ、信頼性の高いイン
クジェットヘッドを量産することができる。
第2の基板は、導体もしくは半導体とし、第2の基板自
体を共通電極とすることにより、第2の基板上に配線を
行う工程を省略することができ、より簡便なインクジェ
ットの製造方法を提供することができる。なお、第2の
基板は、異方性エッチングを用いて、基板上に微細な流
路を高精度に形成できる点から、シリコン基板であるこ
とが好ましい。
とした場合、更に、請求項3もしくは請求項4に記載さ
れた発明によって、工程を簡略化できる。即ち、前記第
1の基板を絶縁体基板とし、該絶縁体基板に溝を形成
し、該溝に沿って、前記圧力発生手段の一方の極と第1
の端子を結ぶ配線パターンを形成すること、もしくは、
前記第1の基板上に前記圧力発生手段の一方の極と第1
の端子を結ぶ配線パターンを形成し、前記第2の基板上
の、前記第1の基板を接合したときに前記配線パターン
と一致する位置に溝を形成することによって、第1の基
板と第2の基板の接合面に、絶縁処理を行う工程を省く
ことが可能である。
れるように、可撓性基板の端子間に切り込みを設けるこ
とにより、熱圧着後の可撓性基板に応力が残留しないた
め、十分な接続強度を得ることができる。また、静電ア
クチュエータ側の基板端子と、可撓性基板側の端子を接
着するために、予め、可撓性基板の端子上に異方性導電
接着剤からなる接着層を形成されていることが望まし
い。
係わるインクジェットヘッド製造方法の好ましい実施の
形態について説明する。
ジェットヘッドの分解斜視図であり、一部断面図で示し
てある。図2は図1のA部の拡大図、図3は図1の実施
の形態のインクジェットヘッドの組立て後の斜視図、図
4は図1の実施の形態のインクジェットヘッドの断面側
面図であり、図5は図4のA−A断面図である。本実施
の形態はインク液滴を基板の端部に設けたノズル孔から
吐出させるエッジイジュクトタイプの例を示すものであ
るが、基板の上面部に設けたノズル孔からインク液滴を
吐出させるフェイスイジュクトタイプのものでもよい。
本実施の形態のインクジェットヘッド10は次に詳述す
る構造を持つ3枚の基板1、2、3を重ねて接合した積
層構造となっている。
り、複数のノズル孔4を構成するように、基板2の表面
に一端より平行に等間隔で形成された複数のノズル溝1
1と、各々のノズル溝11に連通し、底壁を振動板5と
する吐出室6を構成することになる凹部12と、凹部1
2の後部に設けられたインク流入口のための細溝13
と、各々の吐出室6にインクを供給するための共通のイ
ンクキャビティ8を構成することになる凹部14とを有
する。そして、凹部14の後方にはインク流入口13a
が設けられており、これはノズル孔4よりも小さい寸法
から構成されており、インク内のごみがヘッド内に入る
のを防止するフィルタとしての機能も発揮する。なお、
細溝13は、基板2と第3の基板3とが接合されるとオ
リフィス7を構成することになる。
2の端子)の付与については、半導体及び電極である金
属の材料による仕事関数の大小が重要であり、本実施の
形態では共通電極材料にはチタンを下付けとし白金、又
はクロムを下付けとし金を使用しているが、本実施の形
態に限定されるものではなく、半導体及び電極材料の特
性により別の組合わせでもよい。なお、振動板5は、第
2の基板2にボロンドープしてエッチストップさせるこ
とにより形成されており、薄く均一な厚さのものが得ら
れている。
は共通電極17を除く全面に厚さ1μm程度に酸化膜2
4が形成され、これはインクジェットヘッドの駆動時に
振動板5と後述する個別電極21とが接触した場合に、
絶縁破壊、ショート等を防止するための絶縁層として機
能する。
1の基板1にはホウ珪酸系ガラスを使用し、第1の基板
1の上面には振動室9を構成することになる、中央付近
に細長い支柱35を有する凹部15が設けられている。
なお、振動板5の厚みを厚く形成することによりインク
吐出に必要な所定の剛性が得られる時は、支柱35は設
けなくともよい。本実施の形態においては、振動板5と
これに対向して配置される個別電極21との対向間隔、
即ちギャップ部16の長さG(図3参照、以下「ギャッ
プ長」と記す。)が、凹部15の深さと個別電極21の
厚さとの差になるように、間隔保持手段を第2の基板2
の上面に形成した振動室用の凹部15により構成されて
いる。また、別の例として凹部の形成は第2の基板2の
下面でもよい。ここでは、凹部15の深さをエッチング
により0.3μmとしている。なお、ノズル溝11のピ
ッチは0.2mmであり、その幅は80μmである。
ることによって振動室9を構成するとともに、第1の基
板1上の振動板5に対応する各々の位置に、金を0.1
μmスパッタし、支柱35取り囲むように振動板5とほ
ぼ同じ形状に金パターンを形成して個別電極21として
いる。個別電極21は、リード部22及び端子部23
(第1の端子)を備えている。これらの電極等21,2
2,23の材料は金の代わりにITO等の酸性導電膜で
もよい。
3の基板3は、第1の基板1と同じくホウ珪酸系ガラス
を用いている。この第3の基板3の接合によって、ノズ
ル孔4、吐出室6、オリフィス7及びインクキャビティ
8が構成される。そして、このインクキャビティ8に
は、第2の基板2と第3の基板3とを接合するときにそ
の凹部がつぶれないように強度をもたせるために凸部3
6が設けられている。
270〜400℃、電圧500〜800Vの印加で陽極
接合し、また同条件で第2の基板2と第3の基板3とを
接合し、図3のようにインクジェットヘッドを組み立て
る。陽極接合後に、振動板5と第2の基板2上の個別電
極21との間に形成されるギャップ長Gは、上述のよう
に凹部15の深さと個別電極21の厚さとの差であり、
本実施の形態では0.2μmとしてある。
立てた後は、図3又は図4に示されるように、共通電極
17と個別電極21の端子部23間にそれぞれ配線(F
PC:フレキシブル・プリント・サーキット)101に
より駆動回路102を接続する。
として、本実施の形態においては異方性導電膜を使用し
ている(この点の詳細については後述する)。振動室9
には窒素ガスが送入され、絶縁封止剤30により気密封
止されている。本実施の形態においては端子部23の近
傍にて封止されており、アクチュエータの容積に振動室
9のみならず、リード部22によって形成される溝の容
積も含まれるようにしてある。
よりインク供給管33、インクジェットヘッド後部に外
嵌されたインク供給容器32を経て第1の基板1の内部
に供給され、インクキャビティ8、吐出室6等を満たし
ている。そして、吐出室6のインクは、図3に示される
ように、振動板5とこれに対向する個別電極21からな
る静電アクチュエータに所定のタイミングで充放電を繰
り返すことにより、振動板5は、振動板5と個別電極間
に発生する静電気力によって振動し、インクジェットヘ
ッド10のノズル孔4よりインク液滴104となって吐
出され、記録紙105に印字される。
係わる端子間接続装置の好ましい実施の形態について説
明する。
子間接続装置を示す概略図であり、前述のインクジェッ
トヘッド10の第1の基板上に形成された端子23と、
第2の基板2上に形成された共通電極17とFPC上に
形成された端子102a、102bとを接続する事例に
適用したものである。図7は、図6において、インクジ
ェットヘッド10に接着されるFPCを示す平面図であ
る。
ニッケル等の導電粒子が分散された異方性導電接着剤で
あり、予め、FPC101の端子102a、102bの
表面に所定の厚みで塗布されている。
ヒータブロック201には、ヒータ202が内部に挿入
されている。温度制御用の熱電対203は、ヒータブロ
ック201の中央部に設置固定され、温度コントローラ
205に接続され、設定温度に応じてヒータ202の電
流値又はオンオフを制御してヒータ202に給電する。
このことにより、ヒータブロック201は、一定の設定
温度に加熱される。
定された第1のヒータブロック206にも、ヒータ20
7が内部に挿入され、温度制御用の熱電対208が、ヒ
ータブロック209の中央部に設置固定されており、温
度コントローラ205により、一定の設定温度に加熱さ
れる。尚、第1、第2のヒートブロックの温度、加熱時
間の設定、第1、第2の加圧機構の加圧力、加圧時間の
設定は、個別に行うことができる。
0に、インクジェットヘッド10をセットし、第1の端
子23の上に、端子102aが、第2の端子17の上に
端子102bが重なるように、FPC101をセットす
る。このとき、ヒートブロック201、207は、イン
クジェットヘッド10及びFPC101がセットしやす
いように、図6に示す位置よりも上方の位置に待避した
状態となっている。
るFPCの位置あわせは、顕微鏡を用いて、双方に予め
設けられたアライメントマーク(不図示)が一致するよ
うに、調整することで行われる。
されている第1の基板1の凹部の深さGは、0.25μ
mであり、第2の基板の厚みは、100μmであり、端
子17、23の厚みは、0.1μmである。ゆえに、第
1の端子23と、第2の端子17間には、100.25
μmの段差が生じている。
ッド10、FPC101をセットした後、端子間接続装
置に設けられたコントロールパネル(不図示)から、端
子17、102b側に加えるヒートブロック206の温
度、加圧機構209の加圧量、加圧時間、端子23、1
02a側に加えるヒートブロック201の温度、加圧機
構204の加圧量、加圧時間をそれぞれ設定する。設定
後、コントロールパネルに設けれれたスイッチ等によ
り、熱圧着を開始する。各ヒータブロックの加熱を開始
し、ヒータブロックの温度が設定温度に達し、安定した
ことを温度コントローラが検出すると、各ヒータブロッ
クは、加圧機構によりインクジェットヘッド10の方向
に押し下げられ、設定された加圧量で、FPC101に
圧力を加える。
ブロックは上方に待避し、熱圧着が終了する。
2a側の加熱温度を270℃、端子17、102b側の
加熱温度を400℃、双方の端子とも、加圧力150g
f、加圧時間20秒にて、熱圧着を行ったところ良好な
結果が得られた。
個別側より高く設定しているが、これは、端子17が共
通電極であり、端子の面積も大きいためであり、より十
分な導電性を得ることが望ましいからである。一方、端
子23、102a側は、微細ピッチで列設された個別電
極であり、設置温度を高くすると、隣接する端子間の絶
縁が十分にとれないおそれがあるため、設定温度は低め
に設定されている。同じ理由から、加圧量に差をつける
必要が生じたときも、微細ピッチ側の端子の加圧量を若
干低めに設定することが望ましい。
に段差がある場合、図7に示すように、段差に対応する
FPCの端子間に切り込み103を設けることが望まし
い。
が残留しないため、十分な接続強度を得ることができ
る。
よれば、静電アクチュエータまたは、インクジェット等
の基板端子とFPC基板を接続する際に、段差を挟んで
隣接する端子が含まれていても、同一平面の端子毎に繰
り返し熱圧着をする必要がなく、一度の圧着動作で、こ
れらをFPC基板に接続することができる。
力を各々設定可能な調整手段を有することにより、接続
後の接着強度、接続する端子間の導電性、隣接する端子
間の絶縁性能を決定する要因である加圧量、加熱量を各
端子もしくは各平面の面積等に応じて、端子毎に最適な
値に設定するため、端子間には段差が形成されていて
も、十分な接着強度、接続する端子間の導電性、隣接す
る端子間の絶縁性能を得ることができる。
ることなく、種々の変更を行うことができる。
力発生手段として、静電アクチュエータを用いたインク
ジェットヘッドに適用した場合を説明したが、本発明は
これに限られることなく、バブル方式、ピエゾ方式等の
種々の印字ヘッドを用いた場合であっても、端子部に段
差が生じる構造を有していれば、同様の効果が得られ
る。
にシリコン基板を用いたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば金属等の導体であってもよいし、
電極が配線された絶縁体であってもよい。ただし、シリ
コン基板は、表面に微細な加工が可能なため、インクジ
ェットヘッドの基板としては最適である。
によれば、第1の基板に圧力発生手段の一方の極と接続
する第1の端子を形成し、圧力発生手段の他方の極に接
続する第2の端子が形成された第2の基板を第1の基板
の上に接合し、少なくとも2以上の端子を有する可撓性
基板の端子を、各々前記第1、第2の端子上に位置決め
した後、各端子間の加圧量、及び加熱量を設定して、ヘ
ッド側の端子と可撓性基板側の端子を熱圧着することに
より、段差を挟んで配置された第1の端子と、第2の端
子を可撓性基板に対し、同時に熱圧着することが可能と
なり、また、これにより、端子間には段差が形成されて
いても、十分な接着強度、接続する端子間の導電性、隣
接する端子間の絶縁性能を得ることができる。ゆえに、
インクジェットヘッドの端子部に、大きな抵抗成分が生
じることがなく、信頼性の高いインクジェットヘッドを
量産することができる。
の基板は、導体もしくは半導体とし、第2の基板自体を
共通電極とすることにより、第2の基板上に配線を行う
工程を省略することができ、より簡便なインクジェット
の製造方法を提供することができる。
とした場合、更に、請求項3もしくは請求項4に記載さ
れた発明によって、工程を簡略化できる。即ち、第1の
基板を絶縁体基板とし、該絶縁体基板に溝を形成し、該
溝に沿って、前記圧力発生手段の一方の極と第1の端子
を結ぶ配線パターンを形成すること、もしくは、第1の
基板上に前記圧力発生手段の一方の極と第1の端子を結
ぶ配線パターンを形成し、第2の基板上の、第1の基板
を接合したときに配線パターンと一致する位置に溝を形
成することによって、第1の基板と第2の基板の接合面
に、絶縁処理を行う工程を省くことが可能である。
れるように、可撓性基板の端子間に切り込みを設けるこ
とにより、熱圧着後の可撓性基板に応力が残留しないた
め、十分な接続強度を得ることができる。
ッドの分解斜視図である。
後の斜視図である。
る。
概略図である。
図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 ノズルよりインク滴を吐出させるための
圧力発生手段を備えたインクジェットヘッドと可撓性基
板を接続するインクジェットの製造方法において、第1
の基板に前記圧力発生手段の一方の極と接続する第1の
端子を形成し、前記圧力発生手段の他方の極に接続する
第2の端子が形成された第2の基板を前記第1の基板の
上に接合し、少なくとも2以上の端子を有する可撓性基
板の端子を、各々前記第1、第2の端子上に位置決めし
た後、各端子間の加圧量、及び加熱量を設定して、ヘッ
ド側の端子と可撓性基板側の端子を熱圧着することを特
徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のインクジェットヘッドの
製造方法において、前記第2の基板は、導体もしくは半
導体であることを特徴とするインクジェットヘッドの製
造方法。 - 【請求項3】 請求項1記載のインクジェットヘッドの
製造方法において、前記第2の基板はシリコンであり、
前記第2の端子は、シリコン基板上に形成された金属膜
であることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
法。 - 【請求項4】 請求項2もしくは3記載のインクジェッ
トヘッドの製造方法において、前記第1の基板は、絶縁
体基板であって、該絶縁体基板に溝を形成し、該溝に沿
って、前記圧力発生手段の一方の極と第1の端子を結ぶ
配線パターンを形成することを特徴とするインクジェッ
トヘッドの製造方法。 - 【請求項5】 請求項2もしくは3記載のインクジェッ
トヘッドの製造方法において、前記第1の基板上に前記
圧力発生手段の一方の極と第1の端子を結ぶ配線パター
ンを形成し、前記第2の基板上の、前記第1の基板を接
合したときに前記配線パターンと一致する位置に溝を形
成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方
法。 - 【請求項6】 請求項1乃至5記載のインクジェットヘ
ッドの製造方法において、前記可撓性基板の端子間に切
り込みを設けたことを特徴とするインクジェットヘッド
の製造方法。 - 【請求項7】 請求項1乃至6記載のインクジェットヘ
ッドの製造方法において、前記可撓性基板の端子上に異
方性導電接着剤からなる接着層を形成したことを特徴と
するインクジェットヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12066296A JP3531356B2 (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12066296A JP3531356B2 (ja) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09300631A true JPH09300631A (ja) | 1997-11-25 |
JP3531356B2 JP3531356B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=14791802
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
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JP (1) | JP3531356B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100462604B1 (ko) * | 2002-05-20 | 2004-12-20 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드 및 잉크젯 프린트헤드의fpc케이블의 본딩 방법 및 이를 적용한 장치 |
JP2010274510A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Canon Inc | 液体吐出記録ヘッド |
JP2011031604A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | インクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド用電気接続装置 |
-
1996
- 1996-05-15 JP JP12066296A patent/JP3531356B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP3531356B2 (ja) | 2004-05-31 |
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