(57)【要約】  【課題】  高密度に配線された信号線の端子と入力端子とを接合するときに、信号線と入力端子とが短絡したり信号線同士が短絡したりするのを安価な構成で防止する。  【解決手段】  ヘッド本体が複数のノズルにそれぞれ連通した複数の圧力室を含む流路ユニット及び圧力室内のインクに圧力を付与するための駆動信号が入力されるランド部３６を含むアクチュエータユニット２１を有している。そして、ＦＰＣ５０には、駆動信号を供給する駆動用信号線５５及びこれに接続された供給端子５６が形成されている。さらに、中継基板１００においては、中継ランド部１０２が一方の表面に配置され、それぞれが中継ランド部１０２と電気的に接続されている接続端子１０３が他方の表面に配置されている。中継基板１００がアクチュエータユニット２１とＦＰＣ５０との間に配置されており、ランド部３６と中継ランド部１０２とが接合されていると共に、供給端子５６と接続端子１０３とが接合されている。【選択図】  図９
2006095915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通し互いに隣接配置された複数の圧力室と、これら複数の圧力室内のインクに前記ノズルから吐出するためのエネルギーを選択的に付与するエネルギー付与手段とを有するヘッド本体と、
前記エネルギー付与手段を駆動するための駆動信号を前記エネルギー付与手段に供給する複数の信号線と、これら複数の信号線とそれぞれ導通する複数の供給端子とが形成された平板状の配線部材と、
複数の第１の端子が一方の表面に配置され、それぞれが前記第１の端子と電気的に接続されている複数の第２の端子が他方の表面に配置された中継基板とを備えており、
前記エネルギー付与手段が、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられ、前記駆動信号が入力される複数の入力端子を有し、
前記中継基板が前記エネルギー付与手段と前記配線部材との間に配置されており、前記第１の端子と前記入力端子とが接合されていると共に、前記第２の端子と前記供給端子とが接合されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記複数の供給端子は平板状をなす前記配線部材の一方の面に露出して形成され、
前記複数の入力端子は前記ヘッド本体の一表面に露出して形成され、
前記中継基板は、前記配線部材の一方の面と前記ヘッド本体の一表面との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記第１の端子の外形寸法が前記第２の端子の外径寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記配線部材と前記中継基板との間に絶縁材料が充填されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記配線部材が前記一方の面において、ソルダレジストで被覆された一の被覆領域と被覆されていない一の非被覆領域とを有しており、
前記一の非被覆領域内において前記複数の供給端子と、これらとそれぞれ導通する前記複数の信号線の一部分とが露出していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記配線部材が前記一方の面において、ソルダレジストで被覆された一の被覆領域と被覆されていない複数の非被覆領域とを有しており、
前記複数の非被覆領域内のそれぞれにおいて１つの前記供給端子が露出していることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記中継基板は、複数の貫通孔が形成された絶縁性基板と、前記絶縁性基板の一方の面に前記複数の貫通孔のそれぞれを覆いつつ固着された複数の金属片と、前記複数の貫通孔に充填されるとともにその一部が前記絶縁性基板の他方の面から盛り出した導電性を有する接着材料とを有し、
前記金属片が前記第１の端子を構成し、前記接着材料が前記第２の端子を構成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記ヘッド本体は、前記複数のノズルと前記複数の圧力室とを有する流路ユニットと、前記エネルギー付与手段を構成するアクチュエータユニットとを備えており、
前記アクチュエータユニットは、前記複数の圧力室の各々に対向する位置にそれぞれ配置されるとともに前記複数の入力端子とそれぞれ導通する複数の個別電極と、前記複数の圧力室に跨って設けられた共通電極と、前記共通電極と前記複数の個別電極とによって挟まれた圧電シートとを含んでいることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通し互いに隣接配置された複数の圧力室と、これら複数の圧力室内のインクに前記ノズルから吐出するためのエネルギーを選択的に付与するエネルギー付与手段とを有するヘッド本体と、
駆動信号を前記エネルギー付与手段に供給するための複数の信号線とこれら複数の信号線とそれぞれ導通する複数の供給端子とが形成された平板状の配線部材とを備え、
前記エネルギー付与手段が、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられているとともに前記駆動信号が入力される複数の入力端子を有して構成されたインクジットヘッドにおいて、
前記エネルギー付与手段と前記配線部材との間に設置される中継基板であって、
その一方の表面に前記複数の入力端子とそれぞれ接合される複数の第１の端子が形成され、
他方の表面に前記複数の第１の端子とそれぞれ導通し且つ前記複数の供給端子とそれぞれ接合される複数の第２の端子が形成されていることを特徴とする中継基板。
【請求項１０】
複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通し互いに隣接配置された複数の圧力室と、これら複数の圧力室内のインクに前記ノズルから吐出するためのエネルギーを選択的に付与するエネルギー付与手段とを有するヘッド本体を備え、このエネルギー付与手段が、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられた駆動信号を入力するための複数の入力端子を有して構成されたインクジェットヘッドにおいて、前記ヘッド本体に前記駆動信号を供給する信号供給用の複合基板であって、
前記エネルギー付与手段に駆動信号を供給する複数の信号線と、これら複数の信号線とそれぞれ導通する複数の供給端子とが形成された平板状の配線部材と、
その一方の表面に前記複数の入力端子とそれぞれ接合される複数の第１の端子が形成され、
他方の表面に前記複数の第１の端子とそれぞれ導通し、且つ、前記複数の入力端子と接合される複数の第２の端子が形成された中継基板とを備えており、
前記複数の供給端子と前記複数の第２の端子とを導通可能に接合しつつ前記配線部材と前記中継基板とが固着されてなることを特徴とする複合基板。
【請求項１１】
複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通し互いに隣接配置された複数の圧力室と、これら複数の圧力室内のインクに前記ノズルから吐出するためのエネルギーを選択的に付与するエネルギー付与手段とを備え、このエネルギー付与手段が、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられた駆動信号を入力するための複数の入力端子を有してなるヘッド本体を製作する工程と、
前記エネルギー付与手段に駆動信号を供給するための複数の信号線と、これら複数の信号線とそれぞれ導通する複数の供給端子とを有する平板状の配線部材を製作する工程と、
その一方の表面に複数の第１の端子を有し、他方の表面に前記複数の第１の端子とそれぞれ導通する複数の第２の端子を有する中継基板を製作する工程と、
前記複数の入力端子と前記複数の第１の端子とをそれぞれ接合する工程と、
前記複数の供給端子と前記複数の第２の端子とをそれぞれ接合する工程とを備えてい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１２】
前記複数の供給端子と前記複数の第２の端子とをそれぞれ接合する工程が、前記複数の入力端子と前記複数の第１の端子とを接合する工程に先立って行われることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記複数の入力端子と前記複数の第１の端子とを接合する工程の後に、前記配線部材の前記複数の供給端子が形成された面と前記中継基板の前記一方の表面との間の空間に絶縁材料を充填する工程を備えたことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１４】
複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通し互いに隣接配置された複数の圧力室と、これら複数の圧力室内のインクに前記ノズルから吐出するためのエネルギーを選択的に付与するエネルギー付与手段とを有するヘッド本体を備え、このエネルギー付与手段が、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられた駆動信号を入力するための複数の入力端子を有して構成されたインクジェットヘッドにおいて、前記ヘッド本体に前記駆動信号を供給する信号供給用の複合基板の製造方法であって、
前記エネルギー付与手段に駆動信号を供給するための複数の信号線と、これら複数の信号線とそれぞれ導通する複数の供給端子とを有する平板状の配線部材を製作する工程と、その一方の表面に複数の第１の端子を有し、他方の表面に前記複数の第１の端子とそれぞれ導通し前記複数の入力端子と接合される複数の第２の端子を有する中継基板を製作する工程と、
前記複数の入力端子と前記複数の第１の端子とをそれぞれ接合する工程と、
前記配線部材の前記複数の供給端子が形成された面と前記中継基板の前記一方の表面との間の空間に絶縁材料を充填する工程とを備えたことを特徴とする複合基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェットヘッド、これに用いられる中継基板、複合基板、インクジェットヘッドの製造方法及び複合基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録用紙等にインクを吐出するインクジェットヘッドとしては、例えば、インクを吐出するノズルとこのノズルに連通する圧力室とを備えた流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する手段とを備えているものがある。吐出エネルギーを付与する手段としては、圧力室の容積を変化させることにより圧力室に圧力を付加する圧電式のアクチュエータユニットを有する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。一般的な圧電式のアクチュエータユニットは、複数の圧力室に跨る圧電シートと、複数の圧力室にそれぞれ対向する位置に設けられた複数の個別電極と、複数の個別電極に圧電シートを介して対向する共通電極とを有する。そして、個別電極に駆動電圧（駆動信号）が印加されたときには、その個別電極と共通電極との間に挟まれた圧電シートの部分に対してその厚み方向に電界が作用することにより、この部分の圧電シートが収縮するため、圧力室の容積が変化して圧力室内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与される。
【０００３】
電圧が印加される個別電極には、その個別電極に駆動電圧を供給するための配線が接続される。例えば、特許文献１のインクジェットヘッドにおいては、平面的に配置された複数の上部電極（入力端子）に、配線パターン（信号線）が形成されたプリント基板の複数の接続端子がそれぞれ接続されている。そして、このような配線用のプリント基板においては、入力端子と接続端子とを接続したときに信号線が他の入力端子と短絡するのを防止するため、プリント基板の表面において各接続端子のみを露出させる孔を有するソルダレジストが被膜されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３３４０６１号公報（図２）
【特許文献２】特開平１０−２５６６８８号公報（図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のようなインクジェットヘッドにおいて、近年、画像の高解像度化や高速印字の要求に対応するためにノズル及びこれに対応する圧力室が高密度に配置されるようになっている。これに伴って、プリント基板における接続端子も高密度に配置されるようになり信号線のピッチが狭くなってきている。このようなプリント基板において信号線のピッチを確保するには、接続端子の外形寸法を小さくせざるを得ない。しかしながら、接続端子の外径寸法を小さくして配線ピッチを確保すると、ソルダレジストの孔からは、露出させるべき接続端子のみならず、隣接する信号線の一部までが露出し、入力端子と接続端子とを接続したときに、露出した信号線と入力端子とが短絡したり、インクの飛沫やダストなどにより信号線同士が短絡したりすることがある。これを防止するため外形寸法の小さい接続端子のみを露出させるような微細な孔を有するソルダレジストを形成することが考えられる。しかしながら、これらの微細な孔はエッチングにより形成されるため、ソルダレジスト上に孔に対応した開口を有するフォトレジストを高精度にパターニングする必要があり、プリント基板の製造コストが高くなってしまう。
【０００６】
本発明の主な目的は、高密度に配線された信号線の端子と入力端子とを接合するときに、信号線と入力端子とが短絡したり信号線同士が短絡したりするのを安価な構成で防止することができるインクジェットヘッド、このインクジェットヘッドに用いられる中継基板及び複合基板、インクジェットヘッドの製造方法並びに複合基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００７】
本発明のインクジェットヘッドは、複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通し互いに隣接配置された複数の圧力室と、これら複数の圧力室内のインクに前記ノズルから吐出するためのエネルギーを選択的に付与するエネルギー付与手段とを有するヘッド本体とを備えている。また、前記エネルギー付与手段を駆動するための駆動信号を前記エネルギー付与手段に供給する複数の信号線と、これら複数の信号線とそれぞれ導通する複数の供給端子とが形成された平板状の配線部材と、複数の第１の端子が一方の表面に配置され、それぞれが前記第１の端子と電気的に接続されている複数の第２の端子が他方の表面に配置された中継基板を備えている。そして、前記エネルギー付与手段が、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられ、前記駆動信号が入力される複数の入力端子を有し、前記中継基板が前記エネルギー付与手段と前記配線部材との間に配置されており、前記第１の端子と前記入力端子とが接合されていると共に、前記第２の端子と前記供給端子とが接合されている。
【０００８】
このとき、前記複数の供給端子は平板状をなす前記配線部材の一方の面に露出して形成され、前記複数の入力端子は前記ヘッド本体の一表面に露出して形成され、前記中継基板は、前記配線部材の一方の面と前記ヘッド本体の一表面との間に配置されることが好ましい。
【０００９】
別の観点から見て本発明の中継基板は、複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通し互いに隣接配置された複数の圧力室と、これら複数の圧力室内のインクに前記ノズルから吐出するためのエネルギーを選択的に付与するエネルギー付与手段とを有するヘッド本体と、駆動信号を前記エネルギー付与手段に供給するための複数の信号線とこれら複数の信号線とそれぞれ導通する複数の供給端子とが形成された平板状の配線部材とを備え、前記エネルギー付与手段が、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられているとともに前記駆動信号が入力される複数の入力端子を有して構成されたインクジットヘッドにおいて、前記エネルギー付与手段と前記配線部材との間に設置される中継基板である。そして、その一方の表面に前記複数の入力端子とそれぞれ接合される複数の第１の端子が形成され、他方の表面に前記複数の第１の端子とそれぞれ導通し且つ前記複数の供給端子とそれぞれ接合される複数の第２の端子が形成されている。
【００１０】
別の観点から見て本発明の複合基板は、複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通し互いに隣接配置された複数の圧力室と、これら複数の圧力室内のインクに前記ノズルから吐出するためのエネルギーを選択的に付与するエネルギー付与手段とを有するヘッド本体を備え、このエネルギー付与手段が、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられた駆動信号を入力するための複数の入力端子を有して構成されたインクジェットヘッドにおいて、前記ヘッド本体に前記駆動信号を供給する信号供給用の複合基板である。そして、前記エネルギー付与手段に駆動信号を供給する複数の信号線と、これら複数の信号線とそれぞれ導通する複数の供給端子とが形成された平板状の配線部材を備えている。さらに、その一方の表面に前記複数の入力端子とそれぞれ接合される複数の第１の端子が形成され、他方の表面に前記複数の第１の端子とそれぞれ導通し、且つ、前記複数の入力端子と接合される複数の第２の端子が形成された中継基板を備えている。そして、前記複数の供給端子と前記複数の第２の端子とを導通可能に接合しつつ前記配線部材と前記中継基板とが固着されている。
【００１１】
別の観点から見て本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通し互いに隣接配置された複数の圧力室と、これら複数の圧力室内のインクに前記ノズルから吐出するためのエネルギーを選択的に付与するエネルギー付与手段とを備え、このエネルギー付与手段が、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられた駆動信号を入力するための複数の入力端子を有してなるヘッド本体を製作する工程を備えている。また、前記エネルギー付与手段に駆動信号を供給するための複数の信号線と、これら複数の信号線とそれぞれ導通する複数の供給端子とを有する平板状の配線部材を製作する工程を備えている。さらに、その一方の表面に複数の第１の端子を有し、他方の表面に前記複数の第１の端子とそれぞれ導通する複数の第２の端子を有する中継基板を製作する工程を備えている。そして、前記複数の入力端子と前記複数の第１の端子とをそれぞれ接合する工程と、前記複数の供給端子と前記複数の第２の端子とをそれぞれ接合する工程とを備えている
【００１２】
別の観点から見て本発明の複合基板の製造方法は、複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通し互いに隣接配置された複数の圧力室と、これら複数の圧力室内のインクに前記ノズルから吐出するためのエネルギーを選択的に付与するエネルギー付与手段とを有するヘッド本体を備え、このエネルギー付与手段が、前記複数の圧力室に対応してそれぞれ設けられた駆動信号を入力するための複数の入力端子を有して構成されたインクジェットヘッドにおいて、前記ヘッド本体に前記駆動信号を供給する信号供給用の複合基板の製造方法である。また、前記エネルギー付与手段に駆動信号を供給するための複数の信号線と、これら複数の信号線とそれぞれ導通する複数の供給端子とを有する平板状の配線部材を製作する工程を備えている。さらに、その一方の表面に複数の第１の端子を有し、他方の表面に前記複数の第１の端子とそれぞれ導通し前記複数の入力端子と接合される複数の第２の端子を有する中継基板を製作する工程を備えている。そして、前記複数の入力端子と前記複数の第１の端子とをそれぞれ接合する工程と、前記配線部材の前記複数の供給端子が形成された面と前記中継基板の前記一方の表面との間の空間に絶縁材料を充填する工程とを備えている。
【００１３】
本発明によると、配線部材の信号線が中継基板で覆われるため、エネルギー付与手段の入力端子と配線部材の信号線とが短絡したり、インクの飛沫やダストなどにより信号線同士の短絡したりするのを安価な構成で防止することができる。これにより、配線部材において外径寸法が小さくなった供給端子のみを露出させるようなソルダレジストを形成しなくても良く、配線部材の形成コストを低減させることができる。
【００１４】
本発明においては、前記第１の端子の外形寸法が前記第２の端子の外径寸法よりも大きいことが好ましい。これによると、第１の端子と入力端子とを容易に接合することができる。
【００１５】
また、本発明においては、前記配線部材と前記中継基板との間に絶縁材料が充填されていることがより好ましい。これによると、インクの飛沫やダストなどによる信号線同士の短絡を確実に防止することができる。
【００１６】
さらに、本発明においては、前記配線部材が前記一方の面において、ソルダレジストで被覆された一の被覆領域と被覆されていない一の非被覆領域とを有しており、前記一の非被覆領域内において前記複数の供給端子と、これらとそれぞれ導通する前記複数の信号線の一部分とが露出していてもよい。これによると、配線部材の製造コストの低減を図ることができる。
【００１７】
または、本発明においては、前記配線部材が前記一方の面において、ソルダレジストで被覆された一の被覆領域と被覆されていない複数の非被覆領域とを有しており、前記複数の非被覆領域内のそれぞれにおいて１つの前記供給端子が露出していてもよい。これによると、ソルダレジストにより配線部材の平面度が高くなり、供給端子と第２の端子とを効率よく接合することができる。また、信号線同士の短絡を確実に防止することができる。
【００１８】
さらに、本発明においては、前記中継基板は、複数の貫通孔が形成された絶縁性基板と、前記絶縁性基板の一方の面に前記複数の貫通孔のそれぞれを覆いつつ固着された複数の金属片と、前記複数の貫通孔に充填されるとともにその一部が前記絶縁性基板の他方の面から盛り出した導電性を有する接着材料とを有し、前記金属片が前記第１の端子を構成し、前記接着材料が前記第２の端子を構成することが好ましい。これによると、外形寸法を大きくしたい第１の端子を、貫通孔を覆いつつ絶縁性基板の一方の面に固着する金属片から構成し、第１の端子よりも先に接合を行いたい第２の端子を貫通孔に充填した導電性を有する接着材料によって構成し、さらに、この接着材料によって２つの端子を導通させる配線を構成したので、両面に端子を有する中継基板を少ない部品点数で無駄なく形成することができる。
【００１９】
加えて、本発明においては、前記ヘッド本体は、前記複数のノズルと前記複数の圧力室とを有する流路ユニットと、前記エネルギー付与手段を構成するアクチュエータユニットとを備えており、前記アクチュエータユニットは、前記複数の圧力室の各々に対向する位置にそれぞれ配置されるとともに前記複数の入力端子とそれぞれ導通する複数の個別電極と、前記複数の圧力室に跨って設けられた共通電極と、前記共通電極と前記複数の個別電極とによって挟まれた圧電シートとを含んでいてもよい。これによると、ユニット化されているので、インクジェットヘッドの製造管理が容易になる。
【００２０】
また、本発明のインクジェットヘッドの製造方法においては、前記複数の供給端子と前記複数の第２の端子とをそれぞれ接合する工程が、前記複数の入力端子と前記複数の第１の端子とを接合する工程に先立って行われることが好ましい。これによると、入力端子と第２の端子とを先に接合するため、エネルギー付与手段に余計な負荷をかけることなく、入力端子と第２の端子とを接合することができる。
【００２１】
また、本発明のインクジェットヘッドの製造方法においては、前記複数の入力端子と前記複数の第１の端子とを接合する工程の後に、前記配線部材の前記複数の供給端子が形成された面と前記中継基板の前記複数の第１の端子が形成された一方の表面との間の空間に、絶縁材料を充填する工程を備えることが好ましい。これによると、配線基板が供給端子と信号線とを露出するように構成されていても、供給端子と第１の端子との接合が完了した後に絶縁材料を充填することによって、配線基板の信号線を覆うことができるため、配線基板に供給端子を露出させるソルダレジストを施す必要がなく、低コストで構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
本発明の好適な実施の形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。図１は、インクジェットヘッド１の分解斜視図である。図１に示すように、インクジェットヘッド１は、用紙に対してインクを吐出するための矩形平面を有するヘッド本体７０と、ヘッド本体７０の上面に形成されたインク供給口３ａに接続され、ヘッド本体７０に供給するインクが貯溜されるインクリザーバを含むインクリザーバユニット３と、ヘッド本体７０の上面に配置されているアクチュエータユニット（エネルギー付与手段）２１（後に詳述）を駆動するためのドライバＩＣ８０が実装されていると共にドライバＩＣ８０からの駆動信号をアクチュエータユニット２１に供給するための配線部材であるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）５０と、アクチュエータユニット２１とＦＰＣ５０との間に配置されＦＰＣ５０から供給される駆動信号を中継してアクチュエータユニット２１に供給する中継基板１００とを備えている。
【００２４】
インクリザーバユニット３は、図示しないインクタンクからインクが供給され、供給されたインクがインクリザーバ内に貯溜される。また、インクリザーバユニット３はインク供給口３ａに対向する部分が周囲よりも下方に突出するように形成されており、突出した部分のみが流路ユニット４と接触するように固定されている。そのため、インクリザーバユニット３の突出した部分以外の領域は、ヘッド本体７０から離隔しており、この離隔空間にアクチュエータユニット２１、中継基板１００及びＦＰＣ５０が配置されている。
【００２５】
ヘッド本体７０について図１〜図３を参照しつつ説明する。図２は、ヘッド本体７０の平面図であり、図３は、図２に示すIII−III線における断面図である。図１に示すように、ヘッド本体７０は、その一方の面（図１における下方面）にインクを吐出するノズル８（図３参照）が多数配置されたインク吐出面が形成されている流路ユニット４と、流路ユニット４のインク吐出面とは反対となる他方の面に接着されているアクチュエータユニット２１とを備えている。
【００２６】
図２に示すように、流路ユニット４の他方の面には、６つのインク供給口３ａが一辺部に沿って配列するように形成されている。また、流路ユニット４内には、インク供給口３ａを介してインクリザーバユニット３のインクリザーバと連通し互いに平行に延在している６つのマニホールド５が形成されている。さらに、流路ユニット４内にはノズル８及びこれに連通している圧力室１０を含む個別インク流路３２が多数隣接配置されるように形成されている（図３参照）。圧力室１０は矩形平面を有しており、流路ユニット４の平面視においてマトリックス状に配置されている。また、圧力室１０は平面視においてマニホールド５に重なるようにマニホールド５の延在方向に沿って配列されていると共に、アパーチャ１２を介して当該マニホールド５に連通している。
【００２７】
次に、ヘッド本体７０の断面構造について、図３を参照してさらに説明する。図３に示すように、ノズル８は、圧力室１０及びアパーチャ１２を介してマニホールド５と連通しており、マニホールド５の出口からアパーチャ１２、圧力室１０を経てノズル８に至る個別インク流路３２がノズル８ごとに形成されている。
【００２８】
ヘッド本体７０は、図３に示すように、上から、アクチュエータユニット２１、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の合計１０枚のシート材が積層された積層構造を有している。アクチュエータユニット２１を除いた他のプレートは金属製であり、これら９枚の金属製プレートから流路ユニット４が構成されている。
【００２９】
アクチュエータユニット２１は、後で詳述するように、４枚の圧電シート４１〜４４（図４参照）が積層され且つ電極が配されることによってそのうちの最上層だけが電界印加時に活性層となる部分を有する層（以下、単に「活性層を有する層」というように記する）とされ、残り３層が非活性層とされたものである。
【００３０】
キャビティプレート２２は、圧力室１０となる孔が多数形成された金属プレートである。ベースプレート２３は、各圧力室１０とこれに対応するアパーチャ１２とを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。アパーチャプレート２４は、各アパーチャ１２となる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。サプライプレート２５は、各アパーチャ１２とマニホールド５とを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、マニホールド５となる孔、及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための多数の連通孔が形成された金属プレートである。カバープレート２９は、各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。ノズルプレート３０は、ノズル８が多数形成された金属プレートである。さらに、これら９枚の金属プレートには、流路ユニット４を貫通している位置決め孔９０となる貫通孔が長手方向の両端近傍にそれぞれ形成されている。これら９枚の金属プレートは、個別インク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層される。
【００３１】
次に、流路ユニット４における最上層のキャビティプレート２２に積層された、アクチュエータユニット２１の構成について図４を参照しつつ説明する。図４はアクチュエータユニット２１と圧力室１０との部分拡大断面図である。図４に示すように、アクチュエータユニット２１は、それぞれ厚みが１５μｍ程度の互いに積層された４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４を含んでいる。これら圧電シート４１〜４４は、ヘッド本体７０内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されている。圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。
【００３２】
最上層の圧電シート４１上には、個別電極３５が形成されている。最上層の圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、シート全面に形成された略２μｍの厚みの共通電極３４が介在している。なお、圧電シート４２と圧電シート４３の間に、電極は配置されていない。これら個別電極３５及び共通電極３４は共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。
【００３３】
個別電極３５は、略１μｍの厚みで、図２に示した圧力室１０とほぼ相似である矩形平面を有している。個別電極３５から平面に沿って突出している領域の先端に、個別電極３５と電気的に接続された、略１６０μｍの径を有する円錐台形のランド部（入力端子）３６が設けられている。ランド部３６は、例えばガラスフリットを含む金からなり、個別電極３５における延出部表面上に接着されている。共通電極３４は、アクチュエータユニット２１を貫通するスルーホール内に形成された配線（図示せず）を介して圧電シート４１上に形成されたランド部３７（図２参照）と接続されている。そして、ランド部３７は中継基板１００及びＦＰＣ５０を介して接地されるため、共通電極３４はすべての圧力室１０に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。
【００３４】
次にＦＰＣ５０について図５を参照しつつ説明する。図５はＦＰＣ５０のアクチュエータユニット２１側から見た平面図である。なお、図５（ａ）は、接続前のＦＰＣ５０を示すものであり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態からソルダレジスト５７を省いてＦＰＣ５０の配線パターンをすべて示したものである。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ＦＰＣ５０は、厚み５０μｍのポリイミドフィルムからなる平板状の基材５１上に銅箔の配線パターンがエッチングにより形成されたものである。基材５１上に形成された配線パターンは、複数の制御用端子５２、共通電極端子５３、複数の制御用端子５２のそれぞれに接続された複数の制御用信号線５４、複数の駆動用信号線５５、及び複数の駆動用信号線５５のそれぞれに接続された複数の供給端子５６を含んでいる。
【００３５】
基材５１は一方向に延在した矩形平面を有しており、中継基板１００を介してアクチュエータユニット２１と対向する対向領域とそれ以外の領域である非対向領域とを有している（図１参照）。非対向領域には各端子を除く配線パターンを覆うようにソルダレジスト５７が形成されている。つまり、対向領域がソルダレジスト５７に被覆されていない非被覆領域５０ａとなっており、非対向領域がソルダレジスト５７に被覆されている被覆領域５０ｂとなっている。基材５１における被覆領域５０ｂの中央近傍には複数の制御用信号線５４及び複数の駆動用信号線５５に接続されるようにドライバＩＣ８０が実装されている。
【００３６】
制御用端子５２は基材５１の被覆領域５０ｂ側の一端辺に沿って配置されている。共通電極端子５３は、制御用端子５２に隣接するように配置されていると共に被覆領域５０ｂと非被覆領域５０ａとを跨るように延在している。共通電極端子５３の非被覆領域５０ａに位置している部分は、中継基板１００を介してアクチュエータユニット２１の表面に露出しているランド部３７と対向している。複数の駆動用信号線５５は被覆領域５０ｂと非被覆領域５０ａとを跨るように延在しており、非被覆領域５０ａにおいて複数の供給端子５６に接続されている。また、駆動用信号線５５間の最小ピッチは４５μｍ程度となっている。供給端子５６は、ランド部３６に対向するようにマトリックス状に配置されている。このように、ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ８０が各圧力室１０に対応する個別電極３５ごとに電位を制御することができるように配線パターンが形成されている。
【００３７】
次に、中継基板１００について図６及び図７を参照しつつ説明する。図６は、中継基板１００の平面図である。なお、図６（ａ）は、ＦＰＣ５０側から見た平面図であり、図６（ｂ）は、アクチュエータユニット２１側から見た平面図である。図７は図６（ａ）に示すIIV−IIV線における断面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、中継基板１００は、矩形状を有する厚み５０μｍのポリイミドフィルムからなる絶縁性基板１０１と、絶縁性基板１０１のアクチュエータユニット２１と対向する側にランド部３６に対応するようにマトリックス状に配置された外径寸法１５０μｍの複数の中継ランド部（第１の端子）１０２と、絶縁性基板１０１のＦＰＣ５０と対向する側に供給端子５６に対応するようにマトリックス状に配置された外径寸法８０μｍの複数の接続端子（第２の端子）１０３とを備えている。
【００３８】
図７に示すように、中継ランド部１０２は、絶縁性基板１０１の一方の面において、絶縁性基板１０１に形成された孔（貫通孔）１０６を覆いつつ固着された銅箔（金属片）である。この中継ランド部１０２は、電解メッキやエッチング加工により形成される。接続端子１０３は、孔１０６内に充填されると共にその一部が絶縁性基板１０１の他方の面から盛り出した導電性を有する接着剤である。これにより、中継ランド部１０２と接続端子１０３とが電気的に接続されている。なお、図８に示すように、中継ランド部１０２の孔１０６側の面にメッキ層１０４が形成されていてもよい。これにより中継ランド部１０２と接続端子１０３との電気的な接続をより確実にすることができる。
【００３９】
次に、アクチュエータユニット２１と中継基板１００とＦＰＣ５０との接合状態について図９を参照しつつ説明する。図９は、アクチュエータユニット２１と中継基板１００とＦＰＣ５０との接合状態を示す断面図である。図９に示すように、アクチュエータユニット２１のランド部３６と中継基板１００の中継ランド部１０２とが導電性の接着剤１２１により接合されている。そして、アクチュエータユニット２１と中継基板１００との間にランド部３６の高さ分のクリアランスが確保されている。また、中継基板１００の接続端子１０３とＦＰＣ５０の供給端子５６とが接合されている。そして、中継基板１００とＦＰＣ５０との間には加熱されて熔解した状態で流し込まれた絶縁材料１２０が充填されている。絶縁材料１２０は、接続端子１０３と供給端子５６との接合部及び駆動用信号線５５を封止している。以上により、各個別電極３５は、ランド部３６、中継ランド部１０２、接続端子１０３、供給端子５６、及び駆動用信号線５５を順に介してドライバＩＣ８０と電気的に接続されている。また、図示していないが、共通電極３４は、ランド部３７、中継ランド部１０２、接続端子１０３、共通電極端子５３を順に介して接地されている。
【００４０】
次に、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット２１における圧電シート４１の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、圧力室１０とは離れた）１枚の圧電シート４１を活性層が存在する層とし且つ下側（つまり、圧力室１０に近い）３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極３５を正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート４１中の電極に挟まれた電界印加部分が活性層として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シート４２〜４４は、電界の影響を受けないため自発的には縮まないので、上層の圧電シート４１と下層の圧電シート４２〜４４との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート４１〜４４全体が非活性側に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、図４に示したように、圧電シート４１〜４４の下面は圧力室を区画するキャビティプレート２２の上面に固定されているので、結果的に圧電シート４１〜４４は圧力室側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。その後、個別電極３５を共通電極３４と同じ電位に戻すと、圧電シート４１〜４４は元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド５側から吸い込む。
【００４１】
次にインクジェットヘッド１の製造方法について説明する。まず、複数の個別電極３５、圧電シート４１〜４４、及び共通電極３４を接着剤で接合する工程によってアクチュエータユニット２１を製作し、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０を接着剤で加圧接合する工程によって流路ユニット４を製作する。その後、アクチュエータユニット２１と流路ユニット４とを接着剤で接合する工程によってヘッド本体７０を製作する（図３参照：ヘッド本体を製作する工程）。
【００４２】
そして、平板状の基材５１に配線パターンを形成し、さらに基材５１の非対向領域にソルダレジストからなる被覆領域５０ｂを形成し、加えてドライバＩＣ８０を実装する工程によってＦＰＣ５０を製作する（配線部材を製作する工程）。
【００４３】
また、レーザー加工により孔１０６が形成された絶縁性基板１０１に、絶縁性基板１０１の一方の面から孔１０６を覆うように中継ランド部１０２を固着し、さらに絶縁性基板１０１の他方の面から盛り出るように孔１０６に導電性の接着剤を充填して接続端子１０３を形成する工程によって中継基板１００を製作する（中継基板を製作する工程）。なお、中継基板１００を製作する工程においては、予め絶縁性基板１０１の一方の面に中継ランド部１０２を固着しておき、絶縁性基板１０１と中継ランド部１０２とを貫通するようにレーザー加工により孔を形成し、形成された孔に導電性の接着剤を充填するようにしてもよい。また、孔を形成する方法はレーザー加工だけでなくエッチング加工など他の方法であってもよい。
【００４４】
このように、中継ランド部１０２で絶縁性基板１０１の一方の面側から孔１０６を覆った後に、孔１０６の内部に導電性の接着剤を充填して接続端子１０３を形成しているので、接続端子１０３を絶縁性基板１０１の他方の面から容易に盛り上がらせることができる。よって、接続端子１０３とＦＰＣ５０の供給端子５６との接合の確実性を向上させることができる。
【００４５】
次に、図１０に示すように、ＦＰＣ５０と中継基板１００とを重ね合わせつつ供給端子５６と接続端子１０３とを接合し（供給端子と第２の端子とを接合する工程）、さらに、ＦＰＣ５０と中継基板１００との間に絶縁材料１２０を充填する工程（絶縁材料を充填する工程）により複合基板を製作する。この工程は、加熱されて溶融した状態の絶縁材料をＦＰＣ５０と中継基板１００との間に流し込み、自然冷却させて固化させることで行われる。その後、複合基板をアクチュエータユニット２１上に配置しつつランド部３６と中継ランド部１０２とを導電性の接着剤１２１で接合する（入力端子と第１の端子とを接合する工程）。各接合工程においては、導電性の接着剤が半硬化状態になるように予備加熱した後に仮固定し、その後再加熱することにより導電性の接着剤を全硬化させる。以上の工程でインクジェットヘッド１の製造が完了する。
【００４６】
以上説明した一実施の形態によると、ＦＰＣ５０の駆動用信号線５５がアクチュエータユニット２１に対して中継基板１００で覆われるため、ランド部３６と駆動用信号線５５とが短絡したり、インクの飛沫やダストなどにより駆動用信号線５５同士が短絡したりするのを安価な構成で防止することができる。
【００４７】
また、中継ランド部１０２の外径寸法が接続端子１０３の外径寸法よりも大きくなっているため、中継ランド部１０２とランド部３６とを容易に接合することができる。
【００４８】
さらに、ＦＰＣ５０と中継基板１００との間に絶縁材料１２０が充填されているため、インクの飛沫やダストなどによる駆動用信号線５５同士の短絡を確実に防止することができる。
【００４９】
加えて、ＦＰＣ５０の基材５１のアクチュエータユニット２１と対向しない非対向領域のみがソルダレジスト５７に被覆されているため、ＦＰＣ５０の製造コストの低減を図ることができる。
【００５０】
また、絶縁性基板１０１の一方の面において、絶縁性基板１０１に形成された孔１０６を覆いつつ固着された金属片を中継ランド部１０２とし、孔１０６内に充填されると共にその一部が絶縁性基板１０１の他方の面から盛り出した導電性を有する接着剤を接続端子１０３として構成することにより、両面に端子を有する中継基板１００を少ない部品点数で無駄なく形成することができる。
【００５１】
さらに、アクチュエータユニット２１は複数のアクチュエータがユニット化されたものであるため、インクジェットヘッド１の製造管理が容易になる。
【００５２】
加えて、インクジェットヘッドの製造方法において、供給端子５６と接続端子１０３とを接合する工程により複合基板を製作する工程の後に、ランド部３６と中継ランド部１０２とを導電性の接着剤１２１で接合する工程を行うため、アクチュエータユニット２１に余計な負荷をかけることなく、供給端子５６と接続端子１０３とを接合することができる。また、供給端子５６と接続端子１０３とを接合する工程の後に、ＦＰＣ５０と中継基板１００との間に絶縁材料１２０を充填する工程を備えているので、ＦＰＣ５０の非被覆領域５０ａにおいて露出する配線パターンのうちの供給端子５６が形成された部分を除く領域を絶縁材料１２０で被覆することができる。従って、ＦＰＣ５０に供給端子５６を露出させるソルダレジストを形成しなくても、駆動用信号線５０等を確実に封止することができるので、ＦＰＣ５０を安価に構成することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態においては、アクチュエータユニット２１が個別電極３５と電気的に接続されたランド部３６を備える構成であるが、ランド部３６を備えない構成であってもよい。このとき、図１１に示すように、中継基板１００とアクチュエータユニット２１とのクリアランスを確保しつつ中継ランド部１０２と個別電極（入力端子）３５とを導電性接着剤で直接接続すればよい。これにより、ランド部３６を形成する工程を省くことができる。
【００５４】
また、本実施の形態は、対向領域がソルダレジスト５７に被覆されていない非被覆領域５０ａとなっており、非被覆領域５０ａにおいて、すべての供給端子５６とこれに接続された駆動用信号線５５の一部分とが露出している構成であるが、図１２に示すように、供給端子５６それぞれを中心とした半径２５０μｍ以上の領域をソルダレジスト２５７に被覆されてない複数の非被覆領域２５０ａとし、各非被覆領域２５０ａにおいて、１つの供給端子５６が露出する構成であってもよい。このとき、ソルダレジスト２５７によりＦＰＣ５０の平面度が高くなり、供給端子５６と接続端子１０３とを効率よく接合することができる。但し、ＦＰＣ５０と中継基板１００との間に絶縁材料１２０を充填するのであれば、ソルダレジスト２５７による被覆の必要性は特にはない。
【００５５】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述した実施の形態においては、中継ランド部１０２の外径寸法が接続端子１０３の外径寸法よりも大きくなっているが、中継ランド部１０２及びランド部３６の外径寸法が同じであってもよいし、中継ランド部１０２の外径寸法が接続端子１０３の外径寸法よりも小さくなっていてもよい。
【００５６】
また、上述した実施の形態においては、ＦＰＣ５０と中継基板１００との間に絶縁材料１２０が充填されているが、絶縁材料１２０が充填されていなくてもよい。
【００５７】
さらに、上述した実施の形態においては、絶縁性基板１０１の一方の面において、絶縁性基板１０１に形成された孔１０６を覆いつつ固着された金属片を中継ランド部１０２とし、孔１０６内に充填されると共にその一部が絶縁性基板１０１の他方の面から盛り出した導電性を有する接着剤を接続端子１０３として構成されているが、絶縁性基板の両面に端子となる金属片を固着し、これらをスルーホールで電気的に接続するなど、両面の端子を他の構成で形成してもよい。
【００５８】
加えて、上述した実施の形態において、ＦＰＣ５０と中継基板１００とを積層しつつ供給端子５６と接続端子１０３とを接合する工程により複合基板を製作する工程の後に、複合基板をアクチュエータユニット２１上に積層しつつランド部３６と中継ランド部１０２とを導電性の接着剤１２１で接合する工程を行っているが、供給端子５６と接続端子１０３との接合、及び、ランド部３６と中継ランド部１０２との接合を一括して行ってもよい。
【００５９】
また、上述した実施の形態においては、圧電方式のアクチュエータユニット２１により圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する構成であるが、ＦＰＣ５０から送られた信号によって各圧力室内のインクを加熱し、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェットの分解斜視図である。
【図２】図１に示すヘッド本体の平面図である。
【図３】図２に示すIII−III線における断面図である。
【図４】図３に示すアクチュエータユニットと圧力室１０との部分拡大断面図である。
【図５】図１に示すＦＰＣのアクチュエータユニット側から見た平面図である。
【図６】図１に示す中継基板の平面図である。
【図７】図６（ａ）に示すIIV−IIV線における断面図である。
【図８】図６に示す中継基板の変形例を示す断面図である。
【図９】図１に示すアクチュエータユニットと中継基板とＦＰＣとの接続状態を示す断面図である。
【図１０】図９に示す供給端子と接続端子とを接合する工程を説明するための図である。
【図１１】図１に示すアクチュエータユニットの変形例を示す断面図である。
【図１２】図１に示すＦＰＣの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    インクジェットヘッド
４    流路ユニット
５    マニホールド
１０    圧力室
１２    アパーチャ
２１    アクチュエータユニット
３４    共通電極
３５    個別電極
３６    ランド部
５０    ＦＰＣ５０
５５    駆動用信号線
５６    供給端子
７０    ヘッド本体
１００    中継基板
１０２    中継ランド部
１０３    接続端子
【図１】
2006095915.tif 000003
【図２】
2006095915.tif 000004
【図３】
2006095915.tif 000005
【図４】
2006095915.tif 000006
【図５】
2006095915.tif 000007
【図６】
2006095915.tif 000008
【図７】
2006095915.tif 000009
【図８】
2006095915.tif 000010
【図９】
2006095915.tif 000011
【図１０】
2006095915.tif 000012
【図１１】
2006095915.tif 000013
【図１２】
2006095915.tif 000014