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発明の名称 インクジェットヘッド
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−8039(P2007−8039A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−192368(P2005−192368)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100078868
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 登夫
発明者 久保 智幸
要約 課題
フレキシブル配線基板の両面に配線を設け、一面に半田を介して圧電素子を接続する場合に、一面側に設けられた配線に接続してあるランド部に設けられた導電性ろう材を、圧電素子との接続のために溶解したときに、溶解した導電性ろう材が配線に流出する虞がないインクジェットヘッドを提供する。

解決手段
フレキシブル配線基板の圧電素子が接続される側に設けられた接地用配線21bに、2つのスリット26、26…に囲まれたランド部24b、24b…を複数設ける。接地用配線21bとランド部24b、24b…とは、細い接続部27、27…でのみ接続されるため、ランド部24b、24b…に着設された半田が接地用配線21bに流出しない。
特許請求の範囲
【請求項1】
複数の接続用の端子部を有し、インクを吐出する圧力を発生する圧電素子と、絶縁フィルム、該絶縁フィルムに設けられた複数の配線及び該配線に接続されたランド部を有する配線基板とを備え、前記圧電素子の端子部及び前記配線基板のランド部を導電性ろう材で接続してあるインクジェットヘッドにおいて、
前記配線及び前記ランド部は前記絶縁フィルムの両面に設けてあり、前記圧電素子は前記絶縁フィルムの一面側にて前記ランド部に導電性ろう材を介して接続してあり、
前記一面に設けられたランド部は、該ランド部及び該ランド部に接続される前記配線より細い接続部により前記配線に接続してあること
を特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項2】
前記一面のランド部は、前記配線に形成された一又は複数のスリットに囲まれて設けてあり、
前記接続部は、前記スリットの端部間に設けてある請求項1に記載のインクジェットヘッド。
【請求項3】
前記一面に設けられた配線は、接地電位用の配線である請求項1又は請求項2に記載のインクジェットヘッド。
【請求項4】
前記接地電位用の配線は、前記絶縁フィルムの周縁部分に配され、複数の前記ランド部が接続してある請求項3に記載のインクジェットヘッド。
【請求項5】
前記一面に設けられた配線の幅は、前記絶縁フィルムの他面に設けられた配線の幅より広く、
前記他面の1又は複数の配線が、前記絶縁フィルムを挟んで、前記一面の配線と対向して設けてある請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のインクジェットヘッド。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動素子が配線基板を介して圧電素子を駆動し、圧電素子が発生する圧力により複数の吐出口からインクを吐出するインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェットプリンタにおいては、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック等の複数のインクカートリッジを用いてカラー印刷が行われており、複数のインクカートリッジから供給されるインクは、インクジェットヘッドに形成された複数の吐出口から、圧電素子が発する圧力によって吐出するようにしてある。圧電素子は駆動用のICから与えられる駆動電圧に応じて圧力を発生しており、駆動用ICからの駆動電圧はフレキシブル配線基板を介して圧電素子に与えられる。
【0003】
フレキシブル配線基板は、絶縁フィルムの一面または両面に複数の配線が設けられたものであり、駆動電圧及び制御信号等の伝達にフレキシブル配線基板を用いることで、インクジェットプリンタにインクジェットヘッドを実装する場合の実装自由度が高く、また、インクジェットプリンタを小型化することができるという利点がある。近年においては、駆動用のICをフレキシブル配線基板に直接実装したCOF(Chip On Film)が実用化されており、COFは駆動用のICから圧電素子までの距離を短くできるため、駆動電圧の減衰及び遅延等が低減でき、効率よく圧電素子を駆動することができる。
【0004】
特許文献1に記載のフレキシブル配線基板の接続構造においては、帯状の絶縁体の一面に複数の端子ランド及び配線を形成し、絶縁体には端子ランドを他面側に露出させる貫通孔を穿設し、インクジェットヘッドの圧電素子の端子部と端子ランドとを貫通孔を介して半田により接続している。つまり、半田が着設されるのは、絶縁体の他の面に露出した端子ランドの部分だけである。これにより、一面側の端子ランド及び配線は絶縁体により半田から隔離されるため、漏れ出た半田により配線の短絡が起こることがない。
【特許文献1】特開2004−114609号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年においては、インクジェットプリンタは、印刷の品質を向上させる1つの方法として、インクジェットヘッドのインクの吐出口の数を増やしている。吐出口の数を増加する場合には、全ての圧電素子を選択的に駆動可能とするために、駆動用のICから圧電素子へ駆動電圧を伝達する配線の数を吐出口の数に応じて増加させなければならない。また、このとき同時に駆動される圧電素子の数も増えることから、同時に供給しなければならない駆動電流も増えることになる。
【0006】
しかし、特許文献1に記載のフレキシブル配線基板の接続構造においては、フレキシブル配線基板の絶縁体の一面側に全ての端子ランド及び配線を形成する構成であるため、所定の領域内で配設可能な配線の数には限りがある。このため、配線の数を増加させる場合、フレキシブル配線基板のサイズを大きくする必要が生じる虞がある。逆に、フレキシブル配線基板のサイズの拡大が望めない場合、仮に配線数の問題が解決されても、配線の駆動電流の供給能力の点で心配が生じる。
【0007】
この問題に対して、配線の領域を確保するために、フレキシブル配線基板の両面に配線を設けることが考えられ、例えば、接地用の配線(以下、接地用配線という)と駆動電圧の伝達用の配線(以下、駆動用配線という)とを別々の面に設けることで、駆動用配線の形成領域を増やすことができる。このとき、駆動用配線が短絡することがないように、接地用配線が設けられた面側に駆動用配線の一部を露出させて、圧電素子を接続することが望ましい。しかし、接地用配線と圧電素子とを接続するために、接地用配線に半田を設けた場合には、溶解した半田が配線上を流れて広がってしまい所期の厚さが得られない。つまり、駆動用配線に配設された半田に比べ、接地用配線に配設された半田が薄くなってしまう。このため、圧電素子との接続に寄与できる半田量に不足を生じることになり、接続強度が弱くなる又は接続できなくなる虞がある。
【0008】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、配線と圧電素子とを接続する導電性ろう材が、配線上で流動性の高い溶解状態にあるときでも、配線を伝って広がりすぎる虞がない配線構造を有したインクジェットヘッドを提供することにある。
【0009】
また本発明の他の目的とするところは、導電性ろう材が広がりにくい配線構造を有すると共に、配線領域を狭めることがないインクジェットヘッドを提供することにある。
【0010】
また本発明の他の目的とするところは、配線基板及び圧電素子を接続した場合に、駆動用配線が溶解した導電性ろう材により短絡する虞がないインクジェットヘッドを提供することにある。
【0011】
また本発明の他の目的とするところは、配線基板が圧電素子と高い信頼性で電気的に接続し、機械的にも強固に固定でき、圧電素子から配線基板が剥離する虞が少ないインクジェットヘッドを提供することにある。
【0012】
また本発明の他の目的とするところは、駆動用配線の配線スペースに余裕を有し、より多くの駆動用配線を、少なくとも必要十分な駆動電流の供給能力を有した状態で、設けることができるインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
第1発明に係るインクジェットヘッドは、複数の接続用の端子部を有し、インクを吐出する圧力を発生する圧電素子と、絶縁フィルム、該絶縁フィルムに設けられた複数の配線及び該配線に接続されたランド部を有する配線基板とを備え、前記圧電素子の端子部及び前記配線基板のランド部を導電性ろう材で接続してあるインクジェットヘッドにおいて、前記配線及び前記ランド部は前記絶縁フィルムの両面に設けてあり、前記圧電素子は前記絶縁フィルムの一面側にて前記ランド部に導電性ろう材を介して接続してあり、前記一面に設けられたランド部は、該ランド部及び該ランド部に接続される前記配線より細い接続部により前記配線に接続してあることを特徴とする。
【0014】
本発明においては、配線基板の圧電素子が接続される側に設けられた配線に、配線及びランド部より細い接続部でランド部を接続する。配線基板及び圧電素子を接続するための導電性ろう材をランド部に設けた場合に、細い接続部が、溶解した導電性ろう材をランド部から配線に流れ出しにくくする。
【0015】
第2発明に係るインクジェットヘッドは、前記一面のランド部が、前記配線に形成された一又は複数のスリットに囲まれて設けてあり、前記接続部は、前記スリットの端部間に設けてあることを特徴とする。
【0016】
本発明においては、配線にスリットで囲まれたランド部を形成し、スリットの端部間に設けた接続部にて配線とランド部とを接続する。これにより、導電性ろう材を設けるためにある程度の面積が必要なランド部が、配線の中に収まる。
【0017】
第3発明に係るインクジェットヘッドは、前記一面に設けられた配線が、接地電位用の配線であることを特徴とする。
【0018】
本発明においては、接地用配線を配線基板の圧電素子が接続される側に設け、駆動用配線を反対側に設ける。これにより、駆動用配線を導電性ろう材から隔絶し、短絡の虞をなくす。
【0019】
第4発明に係るインクジェットヘッドは、前記接地電位用の配線が、前記絶縁フィルムの周縁部分に配され、複数の前記ランド部が接続してあることを特徴とする。
【0020】
本発明においては、接地用配線を配線基板の周縁部分に設け、接地用配線に複数のランド部を形成する。これにより、配線基板及び圧電素子が、配線基板の周縁で複数のランド部と接続する。
【0021】
第5発明に係るインクジェットヘッドは、前記一面に設けられた配線の幅が、前記絶縁フィルムの他面に設けられた配線の幅より広く、前記他面の1又は複数の配線が、前記絶縁フィルムを挟んで、前記一面の配線と対向して設けてあることを特徴とする。
【0022】
本発明においては、他の配線より幅広の配線を、他の配線が配された面の反対面に配す。これにより、他の配線が配された面において、幅広の配線の占有面積に応じて、他の配線のためのより広い配線スペースが生まれる。または、幅広の配線の占有面積分だけ、配線スペースが不要となる。また、幅広の配線に対するスペース的な余裕も生まれる。
【発明の効果】
【0023】
第1発明による場合は、配線基板の圧電素子が接続される側に設けられた配線に、導電性ろう材を設けるためのランド部を、配線及びランド部より細い接続部で接続することにより、ランド部に設けた導電性ろう材が溶解した場合に、導電性ろう材が配線に流出する虞がないため、圧電素子の端子部に配線基板を確実に接続することができる。更に、配線基板の両面に配線を設けることができ、駆動用配線の数を多くできる。これにより、インクジェットヘッドのインクの吐出口を多くできるため、印刷を高品質に行うことができる。または、配線基板のサイズを小さくすることができるため、コストを削減できる。
【0024】
第2発明による場合は、配線にスリットで囲まれたランド部を形成し、スリットの端部間に設けた接続部にて配線とランド部とを接続することにより、ランド部により配線領域が狭められることがない。更に、配線基板のサイズを大きくせずに、配線基板の両面に配線を設けることができ、駆動用配線の数を多くできる。または、配線基板のサイズを小さくすることができる。
【0025】
第3発明による場合は、配線基板の圧電素子が接続される側に設けられる配線を接地用配線とすることにより、配線基板の駆動用配線が設けられた面には、導電性ろう材が設けられないため、配線基板及び圧電素子を接続した場合に、駆動用配線が溶解した導電性ろう材により短絡する虞がなくなる。更に、配線基板及び圧電素子を接続する工程での不良発生率を高めることがなくなる。
【0026】
第4発明による場合は、接地用配線を配線基板の周縁部分に設け、複数のランド部を形成し、複数のランド部で圧電素子との接続を行うことにより、配線基板が圧電素子と高い信頼性で電気的に接続し、機械的にも圧電素子と強固に固定できる。また、配線基板の周縁部分に設けられた接地用配線に複数のランド部で接続することから、配線基板の中央部分に設けられた複数の接続部位に対して、直接的に接続部位を損傷するような力が加わりにくくなる。つまり、圧電素子から配線基板が剥離する虞が少なく、配線基板及び圧電素子を接続した後の製造工程において、剥離による不良を低減できる。
【0027】
第5発明による場合は、接地電位用の配線のように、駆動電圧の伝達用の配線より幅広の配線を、駆動電圧の伝達用の配線と別の面に設けることにより、駆動電圧の伝達用の配線の配線スペースに余裕が生じる。このため、より多くの駆動電圧の伝達用の配線を設けることができる。または、接地電位用の配線の占有面積分、配線基板を小型化することができる。いずれにしても、同時駆動される圧電素子の数が増えても、配線は少なくとも必要十分な駆動電流を供給することができる。更に、配線基板のコストを削減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係るインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図であり、図2は、本発明に係るインクジェットヘッドの構成を示す側断面図である。
【0029】
図に示すように、インクジェットヘッドは、被記録媒体に対向配置されてインクを吐出する流路ユニット3を有している。流路ユニット3は、略長方形の外形形状を有し、複数のインクの吐出口が形成された樹脂製のノズルプレートの上に、それぞれに異なる形状の貫通孔が形成された複数の金属プレートを積層したものである。複数の金属プレートの貫通孔が上下に連なることにより、流路ユニット3内にインク流路及びインク圧力室等をなす空間が形成されている。インク流路をシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のインク毎に設け、また、インク圧力室を流路ユニット3の上側に各吐出口毎に設けてある。流路ユニット3の上面には、長手方向の一端側に、各インク流路へインクを供給するための4つのインク供給口3a、3a…が、流路ユニット3の短辺に沿って並設してある。インク供給口3a、3a…からインクが供給されると、インク流路を通ってインクが各インク圧力室に分配され、流路ユニット3の下面のインク吐出口から吐出されるようにしてある。
【0030】
流路ユニット3の上面には、各インク圧力室内のインクに吐出の圧力を与える圧電素子2が接着剤により接着してある。圧電素子2は、流路ユニット3より小さい略長方形の板状をなしており、インク供給口3a、3a…が設けられていない側の短辺寄りに、流路ユニット3の長手方向に沿って接着してある。圧電素子2は、例えばPbTiO3−PbZrO3系のセラミック板を複数枚積層したものである。圧電素子2の上面には、インク圧力室にそれぞれ対応して複数の個別端子が複数の列をなして並設してあり、複数の個別端子の周囲を囲んで、接地電位と接続される複数の共通端子が設けてある。個別端子を介して圧電素子2を変形させてインクに吐出の圧力を与える駆動電圧が圧電素子2に印加される。
【0031】
圧電素子2の上面には、複数の配線を備えたフィルム状のフレキシブル配線基板1が半田を介して接続してある。半田は、圧電素子2の個別端子及び共通端子と、フレキシブル配線基板1に設けられた複数のランド部とを接続している。フレキシブル配線基板1は、外形が略長方形状であり、短辺の長さは圧電素子2の長辺の長さより若干短い。図1に示すように、圧電素子2はフレキシブル配線基板1の一の短辺側に接続してある。フレキシブル配線基板1の他の短辺側の縁部分には、配線を中継するためのフラットケーブル5を接続する複数の接続端子1a、1a…が、短辺に沿って設けてある。また、フレキシブル配線基板1の圧電素子2が接続される面と反対側の面には、圧電素子2と接続端子1a、1a…との中間位置に、圧電素子2を駆動する駆動電圧を発生する駆動IC4が半田付けしてある。
【0032】
駆動IC4は、流路ユニット3に設けられたインク吐出口の数に対応して、複数の駆動回路を内部に備えている。各駆動回路は、15V〜30V程度の駆動電圧を、フレキシブル配線基板1に形成された配線を介して、圧電素子2の各個別端子に与える。駆動電圧を与えられた圧電素子2は、変位して、対応するインク圧力室内のインクに吐出のための圧力を発生する。
【0033】
フラットケーブル5は、略長方形のフィルム状をなし、一端側がフレキシブル配線基板1の接続端子1a、1a…に接続しており、他端側がインクジェットプリンタの制御回路を搭載した回路基板10のコネクタ10aに接続してある。フラットケーブル5は、内部に複数の配線が両端を結んで設けてあり、回路基板10からの、駆動IC4を動作させるための複数の制御信号、並びにロジック回路動作用及び駆動電圧用の電力等を中継する。つまり、これらの信号及び電力は、フラットケーブル5を介してフレキシブル配線基板1に実装してある駆動IC4に伝わる。
【0034】
更に、流路ユニット3の上面には、圧電素子2の他に、流路ユニット3より大きい略長方形の板状をなし、圧電素子2より大きい略長方形の開口6aが形成された補強フレーム6が接着剤により接着してある。補強フレーム6は、圧電素子2の周囲を囲んで流路ユニット3を補強する部材である。また、補強フレーム6には、流路ユニット3のインク供給口3a、3a…に対応する位置に、4つの貫通孔6b、6b…が形成してある。更に、補強フレーム6の両長辺に沿って複数のネジ穴6c、6c…が並設してある。なお、圧電素子2及びフレキシブル配線基板1は、補強フレーム6の開口6aを通して、補強フレーム6の上側に露出している。
【0035】
以上で説明した流路ユニット3、圧電素子2、フレキシブル配線基板1及び補強フレーム6は、それぞれ接着剤又は半田等により接続して一体の積層体を構成している。この積層体は、樹脂製のホルダ7の下面に、補強フレーム6のネジ穴6c、6c…を使ってネジ止めしてある。更に、ホルダ7は、上面を開放した略直方体であり、内部にインクバッファタンク9を収納している。ホルダ7の下面にはスリット7aが形成してある。図2に示すように、スリット7aを通してフレキシブル配線基板1及びフラットケーブル5をホルダ7の底部(下面側)から引き出してある。つまり、フレキシブル配線基板1及びフラットケーブル5は、圧電素子2及び駆動IC4の間で一端略垂直に上方に折り曲げるようにしてスリット7aから引き出し、更に駆動IC4の設置位置以降の部分で再び略垂直に折り曲げて上方に引き出してある。
【0036】
また、駆動IC4からの熱を放熱するヒートシンク8が、ホルダ7の一側壁を跨いで設けてある。ヒートシンク8は、略逆U字型に湾曲させた矩形の金属板であり、一端を外側に略垂直に屈曲させてある。この屈曲部分は、ホルダ7の内部に位置し、駆動IC4に当接している。ホルダ7の側壁に沿う方向のヒートシンク8の幅は、フレキシブル配線基板1及びフラットケーブル5の短辺の長さより大きくしてあり、ヒートシンク8の上部(湾曲部分)にはフレキシブル配線基板1及びフラットケーブル5の短辺の長さと同程度の幅の切り欠き8aが形成してある。
【0037】
ホルダ7の底面には、長さがフレキシブル配線基板1の短辺の長さと同程度の略直方体をなすゴム製のクッション材11(図2にのみ図示してある)が、ヒートシンク8の屈曲部分の下面と対向して設けてある。フレキシブル配線基板1及び駆動IC4をヒートシンク8の屈曲部分及びクッション材11が挟んでいる。これにより、駆動IC4の動作に伴って発する熱がヒートシンク8を介してホルダ7の外部へ放散する。
【0038】
更に、フレキシブル配線基板1は、駆動IC4と接続端子1a、1a…との間で、略垂直に上向きに折り曲がり、接続端子1a、1a…に接続したフラットケーブル5が、ホルダ7の側壁とヒートシンク8とが作る間隙を縫うようにして駆け上がり、ヒートシンク8の切り欠き8aを通して、ホルダ7の上側に達している。
【0039】
ホルダ7内に収容されるインクバッファタンク9には、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのインクをそれぞれ収容した4つのインクカートリッジから、図示しないインク供給チューブを介して各色のインクが供給されており、供給されたインクを一時的に蓄え、流路ユニット3へ蓄えたインクを供給する。ホルダ7の底面には、流路ユニット3のインク供給口3a、3a…及び補強フレーム6の貫通孔6b、6b…の位置に対応して、4つの貫通孔6b、6b…を囲む大きさの、略矩形の貫通孔7bが1つ形成してある。貫通孔7bを介して、ホルダ7の底面の上側空間にあるインクバッファタンク9と、下側空間にある補強フレーム6とが接合している。これにより、インクバッファタンク9内のインクを、補強フレーム6の貫通孔6b、6b…及び流路ユニット3のインク供給口3a、3a…を介して流路ユニット3内に供給できる。
【0040】
インクバッファタンク9を収容したホルダ7の上部には、回路基板10がインクバッファタンク9の上面を覆っている。本実施の形態では、回路基板10がホルダ7の蓋をなすようにしてある。回路基板10の上面に設けたコネクタ10aには、ヒートシンク8の切り欠き8aを通してホルダ7の上部へ導かれたフラットケーブル5が接続してある。これにより、回路基板10とフレキシブル配線基板1とを電気的に接続している。
【0041】
図3は、本発明に係るフレキシブル配線基板1の構成を示す平面図である。図3において、(a)がフレキシブル配線基板1の上面(駆動IC4を接続する面)図であり、(b)が下面(圧電素子2を接続する面)図である。また、図4は、本発明に係るフレキシブル配線基板1の構成を示す模式的側断面図である。
【0042】
フレキシブル配線基板1は、ポリイミド樹脂又はポリエステル樹脂等の合成樹脂よりなる可撓性の基板であり、主に、略長方形の絶縁フィルム20と、絶縁フィルム20の上面及び下面に設けた複数の配線とからなる。絶縁フィルム20の上面に設けた配線は、駆動IC4からの駆動電圧を伝達する駆動用配線21a、21a…及び接続端子1a、1a…から駆動IC4へ信号を伝達するための信号配線21c、21c…を、銅又はアルミ等の金属により形成したものである。絶縁フィルム20の下面には、フラットケーブル5と接続する接続端子1a、1a…のいずれかを介して接地される接地用配線21bが、銅又はアルミ等の金属により形成してある。フレキシブル配線基板1は、2層構造の配線基板である。つまり、図3(a)に示すように、駆動IC4を接続する絶縁フィルム20の上面には、インク圧力室にそれぞれ対応した複数の駆動用配線21a、21a…が配設してある。また、図3(b)に示すように、圧電素子2が接続する絶縁フィルム20の下面には、接地用配線21bが配設してある。なお、フレキシブル配線基板1の上面は、更に、駆動用配線21a、21a…及び信号配線21c、21c…を覆って合成樹脂による絶縁膜22が形成してある。これにより、絶縁フィルム20の上面における駆動用配線21a、21a…間及び他の導電部材の電気的短絡が防止される。また、駆動IC4は、絶縁フィルム20の上面の絶縁膜22で覆われていない部分であるIC接続部23において露出した駆動用配線21a、21a…及び信号配線21c、21c…に半田付けしてある。
【0043】
複数の信号配線21c、21c…は、各接続端子1a、1a…からIC接続部23へ絶縁フィルム20の長手方向に延設してある。また、駆動用配線21a、21a…は、線幅が約20μm程度の微細な配線であり、IC接続部23から接続端子1a、1a…と反対側(圧電素子2が接続する側)へ、絶縁フィルム20の長手方向に延設してある。なお、この領域には、図3に示すように、数百本の駆動用配線21a、21a…が約20μm程度の間隔で並設してある。各駆動用配線21a、21a…は、一端が駆動IC4の接続端子に接続し、他端は半田を着設するための複数のランド部24a、24a…にそれぞれ接続している。
【0044】
各ランド部24a、24a…は、直径が約150μmの略円形をなしている。図3(a)に示すように、28個のランド部24a、24a…が絶縁フィルム20の短辺方向に列をなして並んでいる。更に、10列のランド部24a、24a…の列が絶縁フィルム20の長辺方向に、各ランド部24a、24a…が千鳥配置となるように、互いに平行に並んでいる。なお、接地用配線21bは、フレキシブル配線基板1の平面視において、ランド部24a、24a…の配設領域(図3中に一点鎖線で示した領域)の三方を包囲するように形成してある。
【0045】
以上で説明したように、フレキシブル配線基板1の上面には、図3(a)に示すように、接続端子1a、1a…と、接続端子1a、1a…からIC接続部23まで延びた信号配線21c、21c…と、IC接続部23からランド部24a、24a…まで延びた駆動用配線21a、21a…と、ランド部24a、24a…とが形成されており、IC接続部23には、信号配線21c、21c…と駆動用配線21a、21a…とを結ぶように駆動IC4が実装されている。なお、ランド部24a、24a…に着設される半田バンプ25、25…は、図4に示すように、絶縁フィルム20を貫通するようにして圧電素子2が接続する側に突出して形成されている。図3(b)に示すように、フレキシブル配線基板1の下面には、ランド部24a、24a…に対応して着設された半田バンプ25、25…と、半田バンプ25、25…を三方から包囲する接地用配線21bとが形成されている。接地用配線21bは、絶縁フィルム20の周縁部分に配されている。
【0046】
図5は、本発明に係るフレキシブル配線基板1の上面の拡大平面図であり、フレキシブル配線基板1の上面に設けられた9個のランド部24a、24a…について拡大して図示したものである。千鳥状に配された各ランド部24a、24a…は、駆動用配線21a、21a…のそれぞれの端部に接続してあり、駆動IC4から遠い側のランド部24a、24a…には、近い側のランド部24a、24a…の間のスペースを通る駆動用配線21a、21a…が接続してある。
【0047】
図6は、本発明に係るフレキシブル配線基板1のランド部24a、24a…と圧電素子2との接続部分の構成を示す拡大断面図であり、フレキシブル配線基板1の複数のランド部24a、24a…のうちの1つを拡大したものである。
【0048】
フレキシブル配線基板1のランド部24aの配設位置に対応して、絶縁フィルム20には貫通孔20aが穿設してある。貫通孔20aから露出するランド部24aの一部分には、半田25aが着設されて半田バンプ25(図4参照)が形成してある。着設された半田バンプ25は、絶縁フィルム20に関してランド部24aと反対側に突出している。インクジェットヘッドを構成するときは、フレキシブル配線基板1の半田バンプ25と、圧電素子2の個別端子2aとを対向させ、フレキシブル配線基板1を加圧しながら加熱している。これにより、ランド部24aと個別端子2aとを半田25aを介して接続してある。
【0049】
フレキシブル配線基板1の下面に設けられた接地用配線21bは、線幅が約数mm〜十数mm程度の幅広の配線であり、複数の個別端子2aに対して同時的に駆動電圧を印加しても、電力の供給不足が生じない程度の幅を有している。また、接地用配線21bは、接続端子1a、1a…が並設してある短辺部分を除いて、絶縁フィルム20の下面の周囲を囲んでいる。つまり、接地用配線21bの両端は、複数の接続端子1a、1a…のうちの両端の接続端子1a、1a…に接続している。絶縁フィルム20の上面に配された接続端子1a、1a…と、下面に配された接地用配線21bとの接続は、絶縁フィルム20に形成された図示しない貫通孔を介して行われている。また、図3(a)に示すように、接地用配線21bには、半田を着設して半田バンプ25、25…を形成するための複数のランド部24b、24b…が設けてある。ランド部24b、24b…は、接地用配線21b中に、接地用配線21bに沿って並設してある。
【0050】
本実施の形態では、各ランド部24b、24b…は、ランド部24a、24a…に対応した半田バンプ25の形成領域を三方から包囲するように配設されている。また、ランド部24b、24b…に着設された半田バンプ25、25…は、ランド部24a、24a…に着設された半田バンプ25、25…と絶縁フィルム20から突出する高さが揃えてある。このため、圧電素子2との接合状態に、場所による差が生じることがない。
【0051】
図7は、本発明に係るフレキシブル配線基板1の下面の拡大平面図であり、接地用配線21bに形成されたランド部24b、24b…の近傍を拡大して図示したものである。また、図8は、図7に対応するフレキシブル配線基板1の上面の拡大図であり、図9は、図7及び図8のIX−IX線による断面図である。
【0052】
フレキシブル配線基板1の下面に設けられた接地用配線21bには、半円の円弧状のスリット26、26…が複数形成してある。スリット26、26…は、それぞれ2つずつのスリット26、26が円弧の内側を向かい合わせて対をなし、向かい合う2つのスリット26、26…の端部間に隙間(接続部27)を有している。2つのスリット26、26…に囲まれた略円形の領域は、半田を着設して半田バンプ25を形成するためのランド部24b、24b…である。また、向かい合う2つのスリット26、26…の端部間の隙間を接続部27、27…として、接地用配線21bとランド部24b、24b…とを電気的に接続している。
【0053】
図7に示すように、各接続部27、27…は、接地用配線21bの幅方向の略中央部に形成してあり、接地用配線21bの延在方向に沿って一列に並んでいる。幅方向に接地用配線21bをスリット26、26…が切り取る部分の長さが少なくなるため、接地用配線21bの電力供給用配線としての機能を規制することがない。また、接続部27、27…の幅は、ランド部24b、24b…の幅より十分に小さくしてある。これにより、半田バンプ25、25…が溶解して流動性が高くなった場合に、接続部27、27…を伝って接地用配線21bにまで過度に広がることがない。また、スリット26、26…は、溶解した半田バンプ25が容易に越すことができない幅を有している。このため、各ランド部24b、24b…において、圧電素子2との接続に寄与する半田に不足が生じることがない。
【0054】
接地用配線21bが配された絶縁フィルム20の反対面には、図8及び図9に示すように、複数の駆動用配線21a、21a…が並設してある。接地用配線21bを絶縁フィルム20の下面に配することにより、対応する絶縁フィルム20の上面に駆動用配線21a、21a…を設けることが可能であり、この配線スペースを利用してより多くのランド部24a、24aへ駆動用配線21a、21a…を接続することが可能となる。
【0055】
以上の構成のインクジェットヘッドにおいては、接地用配線21bに複数のスリット26、26…を形成し、2つのスリットで囲まれた領域をランド部24b、24b…としたことにより、接地用配線21bとランド部24b、24b…とが細い接続部27、27…でのみ接続される。このため、ランド部24b、24b…に半田を着設する製造工程において、リフロー炉に入れて半田を溶解させた場合に、溶解した半田がランド部24b、24b…から接地用配線21bへ流出しない。また、フレキシブル配線基板1を圧電素子2に接続する段階でも、各半田バンプ25、25…の高さ及び量を維持することができるため、フレキシブル配線基板1及び圧電素子2の接続を強固に行うことができる。更に、両者間の電気的接続の信頼性が向上する。
【0056】
なお、本実施の形態においては、ランド部24b、24b…を略円形としたが、これに限るものではなく、小判形又は矩形等の他の形状であってもよい。これに合わせてスリット26、26…の形状を円弧形以外の形状にしてもよい。また、接地用配線21b及びランド部24b、24b…を2つの接続部27、27で接続する構成を示したが、これに限るものではなく、1つ又は3つ以上の接続部を設けてもよい。これに合わせて、ランド部24b、24b…を2つのスリット26、26…で囲むのではなく、1つ又は3つ以上のスリット26、26…で囲む構成としてもよい。また、ランド部24b、24b…を接地用配線21bの中に設ける構成を示したが、これに限るものではなく、例えば以下に示す構成としてもよい。
【0057】
(変形例1) 図10は、本発明の変形例1に係るフレキシブル配線基板1の下面の拡大平面図であり、接地用配線21bに形成されたランド部24b、24b…の近傍を拡大して図示したものである。変形例1に係るフレキシブル配線基板1は、接地用配線21bに一定の間隔を隔てて複数の略円形のランド部24b、24b…が並設してあり、各ランド部24b、24b…と接地用配線21bとを、ランド部24b、24b…と比べて十分に細い配線(接続部27、27…)で接続してある。
【0058】
フレキシブル配線基板1の下面に空きスペースが存在する場合には、上述のような構成としてもよく、例えば、各ランド部24a、24a…の列毎に、少なくとも列の並びの一方端に続けて配置してもよい。これにより、フレキシブル配線基板1と圧電素子2との接続部を損傷するような外力が加わっても、フレキシブル配線基板1と圧電素子2の個別端子2aとの接続部分を容易に保護することができる。この点は、先に説明した実施形態でも同様の効果が得られる。いずれにしても、接地用配線21bの中にスリット26、26…を形成してランド部24b、24b…を設ける場合と同様に、ランド部24b、24b…に着設された半田が溶解した場合に、ランド部24b、24b…から接地用配線21bへ溶解した半田が流出しないため、フレキシブル配線基板1及び圧電素子2の接続を強固に行うことができる。
【0059】
なお、フレキシブル配線基板1と圧電素子2(個別端子2a)との接続部分を不必要な外力から保護するという観点からは、いずれの実施形態でもいえることであるが、ランド部24b、24b…の配置位置をランド部24a、24a…の並びの延長線上に取るとともに、フレキシブル配線基板1の長辺に沿う周縁部分においては、フレキシブル配線基板1の長辺方向にて、ランド部24a、24a…の広がり以上の位置までランド部24b、24b…を配設することが好適である。
【0060】
更に、同じ観点で、平面視においてフレキシブル配線基板1は、圧電素子2から引き出された側を除いた三方が、圧電素子2と対向する形状をなし、圧電素子2より小さいサイズであることが好適である。即ち、フレキシブル配線基板1のランド部24aが並べてある短辺方向の両端部分と、接続端子1a、1a…と反対側の端部とが、共に圧電素子2上に配してある構造である。これにより、フレキシブル配線基板1が圧電素子2に接続されたときに、圧電素子2の外側に飛び出る部分が、フレキシブル配線基板1の引き出し側に限定されることになる。このため、両者の接続後において、両者を引き剥がすように働く外力が、フレキシブル配線基板1に直接加わりにくくなる。なお、フレキシブル配線基板1と圧電素子2との配置関係が図3に示されている。図3には、例として、フレキシブル配線基板1に圧電素子2を接続した場合に、圧電素子2が配置される位置を二点鎖線で示してある。
【0061】
また、以上の構成のインクジェットヘッドは、インクが吐出される複数のインク吐出口及び複数のインク吐出口にそれぞれ連通した複数のインク圧力室を有し、複数のインク圧力室が一面に複数列をなして配置された流路ユニット3と、複数のインク圧力室にそれぞれ対応する位置に配設された複数の接合端子(個別端子2a)を有し、流路ユニット3の一面に固定されて、各インク圧力室内の容積を変化する圧電素子2と、インク圧力室の容積を変化するための駆動電圧を出力する駆動素子としての駆動IC4と、駆動IC4からの駆動電圧を複数の個別端子2aに供給する複数の配線を有し、複数の配線が対応する個別端子2aにそれぞれ接合されたフレキシブル配線基板1とを備えている。更に、フレキシブル配線基板1は、上述の構成を有するフレキシブル配線基板であり、フレキシブル配線基板1のランド部が対応する個別端子2aと接合され、複数の端子ランドによる端子ランドの列の延在方向と交差する方向において、接続端子1a、1a…側に駆動IC4が配設されているとともに、ランド部の列の延在方向(フレキシブル配線基板1の短辺方向)において、圧電素子2の幅が、対向するフレキシブル配線基板1の幅以上であるという特徴を有している。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【図1】本発明に係るインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図2】本発明に係るインクジェットヘッドの構成を示す側断面図である。
【図3】本発明に係るフレキシブル配線基板の構成を示す平面図である。
【図4】本発明に係るフレキシブル配線基板の構成を示す模式的側断面図である。
【図5】本発明に係るフレキシブル配線基板の上面の拡大平面図である。
【図6】本発明に係るフレキシブル配線基板のランド部と圧電素子との接続部分の構成を示す拡大断面図である。
【図7】本発明に係るフレキシブル配線基板の下面の拡大平面図である。
【図8】図7に対応するフレキシブル配線基板の上面の拡大図である。
【図9】図7及び図8のIX−IX線による断面図である。
【図10】本発明の変形例1に係るフレキシブル配線基板の下面の拡大平面図である。
【符号の説明】
【0063】
1 フレキシブル配線基板
2 圧電素子
3 流路ユニット
4 駆動IC
5 フラットケーブル
6 補強フレーム
7 ホルダ
8 ヒートシンク
9 インクバッファタンク
10 回路基板
11 クッション材
20 絶縁フィルム
20a 貫通孔
21a 駆動用配線
21b 接地用配線
21c 信号配線
24a、24b ランド部
25 半田バンプ
26 スリット
27 接続部




 

 


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