(57)【要約】【課題】アクチュエータと配線部材の接続に要する時間を短縮しつつも、接合材がアクチュエータの表面に接触するのを防止すること。【解決手段】ＦＰＣ５０は、複数のバンプ５１を有する可撓性基板５２と、可撓性基板５２に、複数のバンプ５１とそれらの周囲領域を覆うように形成された接合層５３を有する。そして、可撓性基板５２の複数のバンプ５１が圧電アクチュエータ５に押圧されることによって、複数の個別電極３２と複数のバンプ５１が直接接触するとともに、バンプ５１を覆っている接合層５３に塑性流動が発現して可撓性基板５２とアクチュエータが物理的に接合される。ここで、接合後のバンプ５１の可撓性基板５２の突出高さは、バンプ５１の周囲領域を覆っている接合層５３の厚みよりも大きくなっている。【選択図】図６
2008183880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体に対する記録動作を行う記録部と、
その表面に配置された複数の駆動電極を有し、前記記録部を駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータの電極配置面と対向した状態で、前記複数の駆動電極に電気的に接続された配線部材とを備え、
前記配線部材は、
基材と、この基材の少なくとも一方の面に形成された複数の配線部と、これら複数の配線部を覆う被覆層とを含む可撓性基板であって、前記アクチュエータとの対向面に前記複数の駆動電極に対応して突出状に形成され、前記複数の配線部と電気的に接続された複数のバンプを有する、可撓性基板と、
加圧されることによって塑性流動を発現する樹脂材料からなり、前記可撓性基板の前記対向面に、少なくとも前記複数のバンプとそれらの周囲領域を覆うように形成された接合層を有し、
前記可撓性基板の複数のバンプが前記アクチュエータの電極配置面に押圧されることによって、前記複数の駆動電極と前記複数のバンプが直接接触するとともに、前記バンプを覆っている前記接合層に塑性流動が発現して前記可撓性基板と前記アクチュエータが物理的に接合され、
前記接合層による物理的接合状態において、前記バンプの前記可撓性基板の前記対向面からの突出高さが、前記対向面の前記バンプの周囲領域を覆っている前記接合層の厚みよりも大きいことを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記記録部は、
それぞれ液体を噴射する複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通するとともに、平面に沿って配置された複数の圧力室とを含む、流路ユニットを備え、
前記アクチュエータは、
前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットに接合された振動板と、
前記振動板の前記圧力室と反対側の面に配置された圧電層と、
前記圧電層の前記振動板と反対側の面に配置された前記複数の駆動電極とを備えた、圧電式のアクチュエータであり、
さらに、各駆動電極は、前記圧力室と対向する領域に配置された駆動部と、この駆動部から前記圧電層の前記振動板と反対側の面に沿って、前記圧力室と対向する領域外まで引き出された接点部と有し、
前記バンプが、対応する前記駆動電極の接点部と電気的に接続されるとともに、前記駆動電極の駆動部は、前記バンプの周囲領域を覆っている前記接合層から離間していることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記バンプは、前記基材の一部分が前記アクチュエータ側へ突出するように局所的に変形することによって形成された凸部と、この凸部の表面を覆う導電層とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記基材に複数の貫通孔が形成されるとともに、前記基材の前記アクチュエータと反対側の面において、前記配線部の一部を構成する導電層が前記複数の貫通孔をそれぞれ塞ぐように形成され、
さらに、前記基材の前記アクチュエータと反対側の面に、前記導電層を被覆するように前記被覆層が形成され、
前記被覆層の一部が前記貫通孔を通って前記アクチュエータ側へ突出し、この突出部が前記導電層により覆われて前記バンプを構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
【請求項５】
被記録媒体に対する記録動作を行う記録部と、その表面に配置された複数の駆動電極を有し、前記記録部を駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの電極配置面と対向した状態で、前記複数の駆動電極に電気的に接続された配線部材とを備えた記録装置の配線接続方法であって、
前記配線部材は、
基材と、この基材の少なくとも一方の面に形成された複数の配線部と、これら複数の配線部を覆う被覆層とを含む可撓性基板であって、前記アクチュエータとの対向面に前記複数の駆動電極に対応して突出状に形成され、前記複数の配線部と電気的に接続された複数のバンプを有する、可撓性基板と、
加圧によって塑性流動を発現する樹脂材料からなり、前記可撓性基板の前記対向面に、少なくとも前記複数のバンプとそれらの周囲領域を覆うように形成された接合層を有するものであり、
前記可撓性基板の複数のバンプを前記アクチュエータに押圧し、前記バンプを覆っている前記接合層に塑性流動を発現させて、前記複数の駆動電極と前記複数のバンプとを直接接触させるとともに、塑性流動が発現した前記接合層により前記可撓性基板と前記アクチュエータを物理的に接合する接合工程を備え、
前記接合工程において、接合後においても前記バンプの前記可撓性基板の前記対向面からの突出高さが、前記対向面の前記バンプの周囲領域を覆っている前記接合層の厚みよりも大きい状態が維持されるように、前記可撓性基板の押圧力を設定することを特徴とする記録装置の配線接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体に対する記録を行う記録装置、及び、記録装置の配線接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な記録装置は、印刷用紙などの被記録媒体に文字や画像等を記録する記録部と、この記録部を駆動して記録動作を行わせるアクチュエータと、アクチュエータに電気的に接続された信号伝達用の配線部材とを備えている。この中でも、アクチュエータと配線部材の端子同士が電気的に接続されるとともに、これら端子の周囲部分が、熱硬化性樹脂等の接合材で物理的に接合されることにより、両端子間の接合力が高められた、記録装置の配線接続構造が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、前述したような配線接続構造を備えたインクジェットヘッドが開示されている。このインクジェットヘッドは、複数のノズルを含むインク流路が形成された流路ユニットと、インク流路内のインクに噴射圧力を付与する圧電式のアクチュエータと、このアクチュエータ表面の複数の個別電極に電気的に接続されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）とを有する。ＦＰＣには、アクチュエータの複数の個別電極に対応する、複数の導電性バンプがそれぞれ突出状に設けられている。このインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣをアクチュエータに接続する際には、まず、アクチュエータとＦＰＣの何れか一方に、流動性を有する熱硬化性接着剤を塗布した後に、ＦＰＣのバンプをアクチュエータの個別電極に押圧し、バンプと個別電極とを直接接触させる。その後、バンプ周囲の熱硬化性接着剤を所定時間加熱して硬化させることにより、アクチュエータとＦＰＣとを物理的に接合する。
【０００４】
また、熱硬化済みの樹脂を加圧して塑性流動（ビンガム流動）を発現させて、この樹脂を介して基板とＦＰＣとを物理的に接合する技術も知られている（例えば、非特許文献１参照）。具体的には、ＦＰＣの接合面を熱硬化性フィルムで被覆してから、このＦＰＣの接合面を加熱しつつ接合対象の基板に押し付け、熱硬化性フィルムに流動性を発現させて接合する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７８９６４号公報
【非特許文献１】川手恒一郎著  「非導電性フィルムを用いたＦＰＣ接続技術（エレクトロニクス実装学会Ｖｏｌ．１３，２００３／１０／１６・１７，ｐｐ．３３２〜３３５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、熱硬化性接着剤によりアクチュエータと基板を接合する場合には、バンプをアクチュエータ表面の電極に押圧した後に、熱硬化性接着剤をその硬化温度以上に所定時間加熱して、接着剤を硬化させる工程が必要であり、ＦＰＣの接続に要する時間が長くなってしまう。
【０００７】
また、特許文献と非特許文献１の何れにおいても、バンプと電極とを直接接続するために一定以上の押圧力でＦＰＣを押圧する必要がある。しかし、この押圧によってバンプが変形してその高さが低くなったときに、バンプの周囲の接着剤（接合材）が、アクチュエータの表面に接触してしまい、アクチュエータの動作が接合層によって阻害される虞がある。ここで、バンプそのもののみを覆う程度に接合材を付着させることができれば（つまり、バンプの周囲領域に接合材を付着させないようにすれば）、バンプと接続される電極以外の領域における、アクチュエータ表面への接合材の付着という問題はほとんど生じないが、精細なピッチで配置されているバンプのそれぞれに、接合材をピンポイントに付着させることは現実には困難で、実現できたとしてもコストがかかる。
【０００８】
本発明の目的は、アクチュエータと配線部材の接続に要する時間を短縮することが可能であり、さらに、両者が接合された状態でバンプ周囲領域の接合材がアクチュエータの表面に接触するのを防止することのできる、記録装置及び記録装置の配線接続方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明の記録装置は、被記録媒体に対する記録動作を行う記録部と、その表面に配置された複数の駆動電極を有し、前記記録部を駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの電極配置面と対向した状態で、前記複数の駆動電極に電気的に接続された配線部材とを備え、
前記配線部材は、基材と、この基材の少なくとも一方の面に形成された複数の配線部と、これら複数の配線部を覆う被覆層とを含む可撓性基板であって、前記アクチュエータとの対向面に前記複数の駆動電極に対応して突出状に形成され、前記複数の配線部と電気的に接続された複数のバンプを有する、可撓性基板と、加圧されることによって塑性流動を発現する樹脂材料からなり、前記可撓性基板の前記対向面に、少なくとも前記複数のバンプとそれらの周囲領域を覆うように形成された接合層を有し、
前記可撓性基板の複数のバンプが前記アクチュエータの電極配置面に押圧されることによって、前記複数の駆動電極と前記複数のバンプが直接接触するとともに、前記バンプを覆っている前記接合層に塑性流動が発現して前記可撓性基板と前記アクチュエータが物理的に接合され、前記接合層による物理的接合状態において、前記バンプの前記可撓性基板の前記対向面からの突出高さが、前記対向面の前記バンプの周囲領域を覆っている前記接合層の厚みよりも大きいことを特徴とするものである。
【００１０】
アクチュエータに接続される配線部材は、アクチュエータとの対向面において突出する複数のバンプを有する可撓性基板と、この可撓性基板に、少なくとも複数のバンプとそれらの周囲領域を覆うように形成された接合層を有する。ここで、接合層を構成する樹脂材料は、その内部に作用するせん断応力が小さい状態では弾性を示すが、一定以上のせん断応力が作用したときには塑性流動を発現して流動性を示す。従って、可撓性基板の複数のバンプがアクチュエータに一定以上の押圧力で押圧されると、バンプを覆う接合層に塑性流動が発現して、バンプが駆動電極に直接接触するとともに、バンプの周囲に接合層を構成する樹脂材料が流れ出る。そして、この流れ出た樹脂材料により可撓性基板とアクチュエータとが物理的に接合される。この構成によれば、接合材として熱硬化性接着剤を用いた場合と比べて、バンプと駆動電極とを導通させた後に一定時間接着剤を加熱して硬化させる工程が不要であり、配線部材とアクチュエータとを接続する時間を短縮することが可能である。
【００１１】
さらに、配線部材がアクチュエータに押圧されることによって、バンプは多少つぶれてその高さがやや低くなるが、それでも、配線部材とアクチュエータとが接合された後の状態におけるバンプの高さは、配線部材の対向面の、バンプの周囲領域に残留している接合層の厚みよりも大きい状態が維持されている。従って、バンプと電気的に接続される駆動電極を除けば、アクチュエータの表面に接合層が付着しないことになり、接合層によってアクチュエータの動作が阻害されるなどの問題が生じない。
【００１２】
第２の発明の記録装置は、前記第１の発明において、前記記録部は、それぞれ液体を噴射する複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通するとともに、平面に沿って配置された複数の圧力室とを含む、流路ユニットを備え、
前記アクチュエータは、前記複数の圧力室を覆うように前記流路ユニットに接合された振動板と、前記振動板の前記圧力室と反対側の面に配置された圧電層と、前記圧電層の前記振動板と反対側の面に配置された前記複数の駆動電極とを備えた、圧電式のアクチュエータであり、
さらに、各駆動電極は、前記圧力室と対向する領域に配置された駆動部と、この駆動部から前記圧電層の前記振動板と反対側の面に沿って、前記圧力室と対向する領域外まで引き出された接点部と有し、前記バンプが、対応する前記駆動電極の接点部と電気的に接続されるとともに、前記駆動電極の駆動部は、前記バンプの周囲領域を覆っている前記接合層から離間していることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のアクチュエータは、圧力室と対向する領域に配置された駆動電極の駆動部に駆動電圧が印加されたときに、圧力室と対向する領域において圧電層を変形させて、圧力室の容積を変化させることで、圧力室内の液体に噴射圧力を付与するものである。ここで、可撓性基板のバンプは、駆動電極のうちの、圧力室と対向する領域の外側に位置する接点部と電気的に接続されており、圧力室と対向する領域に位置する駆動部は、接合層から離間している。従って、駆動部に駆動電圧が印加されたときの圧電層の変形が接合層によって阻害されることがなく、圧電式アクチュエータの良好な作動が確保される。
【００１４】
第３の発明の記録装置は、前記第１又は第２の発明において、前記バンプは、前記基材の一部分が前記アクチュエータ側へ突出するように局所的に変形することによって形成された凸部と、この凸部の表面を覆う導電層とを有することを特徴とするものである。この構成によれば、基材にプレス加工で凸部を形成することによって、複数のバンプを容易に形成することができる。
【００１５】
第４の発明の記録装置は、前記第１又は第２の発明において、前記基材に複数の貫通孔が形成されるとともに、前記基材の前記アクチュエータと反対側の面において、前記配線部の一部を構成する導電層が前記複数の貫通孔をそれぞれ塞ぐように形成され、さらに、前記基材の前記アクチュエータと反対側の面に、前記導電層を被覆するように前記被覆層が形成され、前記被覆層の一部が前記貫通孔を通って前記アクチュエータ側へ突出し、この突出部が前記導電層により覆われて前記バンプを構成していることを特徴とするものである。この構成によれば、バンプ内に被覆層を構成する材料が充填されているため、アクチュエータの駆動電極に押圧された時にバンプが変形しにくくなる。
【００１６】
第５の発明の記録装置の配線接続方法は、被記録媒体に対する記録動作を行う記録部と、その表面に配置された複数の駆動電極を有し、前記記録部を駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの電極配置面と対向した状態で、前記複数の駆動電極に電気的に接続された配線部材とを備えた記録装置の配線接続方法であって、
前記配線部材は、基材と、この基材の少なくとも一方の面に形成された複数の配線部と、これら複数の配線部を覆う被覆層とを含む可撓性基板であって、前記アクチュエータとの対向面に前記複数の駆動電極に対応して突出状に形成され、前記複数の配線部と電気的に接続された複数のバンプを有する、可撓性基板と、加圧によって塑性流動を発現する樹脂材料からなり、前記可撓性基板の前記対向面に、少なくとも前記複数のバンプとそれらの周囲領域を覆うように形成された接合層を有するものであり、
前記可撓性基板の複数のバンプを前記アクチュエータに押圧し、前記バンプを覆っている前記接合層に塑性流動を発現させて、前記複数の駆動電極と前記複数のバンプとを直接接触させるとともに、塑性流動が発現した前記接合層により前記可撓性基板と前記アクチュエータを物理的に接合する接合工程を備え、前記接合工程において、接合後においても前記バンプの前記可撓性基板の前記対向面からの突出高さが、前記対向面の前記バンプの周囲領域を覆っている前記接合層の厚みよりも大きい状態が維持されるように、前記可撓性基板の押圧力を設定することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の配線接続方法によれば、可撓性基板の複数のバンプを一定以上の押圧力でアクチュエータに押圧することによって、バンプを駆動電極に接触させるとともに、接合層に塑性流動を発現させて可撓性基板とアクチュエータとが物理的に接合することができる。この方法によれば、熱硬化性接着剤を用いて接合する場合と比べて、バンプと駆動電極とを導通させた後に接合材を硬化する工程が不要であり、配線部材とアクチュエータの接続工程の時間を短縮することが可能である。
【００１８】
さらに、接合後におけるバンプの突出高さが、バンプの周囲領域を覆っている接合層の厚みよりも大きい状態が維持されるように、接合工程における可撓性基板の押圧力を設定することから、バンプと電気的に接続されている駆動電極を除けば、アクチュエータの表面に接合層が付着しない。従って、接合層によってアクチュエータの動作が阻害されるなどの問題が生じない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、可撓性基板の複数のバンプがアクチュエータに一定以上の押圧力で押圧されることで、バンプを覆う接合層に塑性流動が発現して接合層を構成する樹脂材料がバンプの周囲に流れ出し、流れ出した樹脂材料により可撓性基板とアクチュエータとが物理的に接合される。これによれば、接合材として熱硬化性接着剤を用いた場合と比べて、バンプと駆動電極とを導通させた後に接着剤を硬化する工程が不要であり、配線部材とアクチュエータの接続に要する時間を短縮することが可能である。さらに、アクチュエータに配線部材が接続された後のバンプの高さは、バンプの周囲領域に残留している接合層の厚みよりも大きい状態が維持されている。従って、バンプと電気的に接続されている駆動電極を除けば、アクチュエータの表面に接合層が接触しないことになり、接合層によってアクチュエータの動作が阻害されるなどの問題が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、記録装置として、被記録媒体である記録用紙にインクを噴射して記録するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。
【００２１】
まず、本実施形態のインクジェットヘッド２を備えたインクジェットプリンタ１００について簡単に説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、図１の左右方向に移動可能なキャリッジ１と、このキャリッジ１に設けられて記録用紙Ｐに対してインクを噴射するシリアル型のインクジェットヘッド２と、記録用紙Ｐを図１の前方へ搬送する搬送ローラ３を備えている。
【００２２】
インクジェットヘッド２は、キャリッジ１と一体的に図１の左右方向へ移動しつつ、図示しないインクカートリッジから供給されたインクを、その下面に配置されたノズル２０（図２〜図５参照）から記録用紙Ｐに対してインクを噴射する。また、搬送ローラ３は、記録用紙Ｐを図１の前方へ搬送する。そして、インクジェットプリンタ１００は、インクジェットヘッド２のノズル２０から記録用紙Ｐへインクを噴射させながら、搬送ローラ３により記録用紙Ｐを前方へ搬送させることで、記録用紙Ｐに所望の画像や文字等を記録するように構成されている。
【００２３】
次に、インクジェットヘッド２について詳細に説明する。図２〜図５に示すように、インクジェットヘッド２は、ノズル２０及び圧力室１４を含むインク流路が形成された流路ユニット４（記録部）と、圧力室１４内のインクに圧力を付与することにより、流路ユニット４のノズル２０からインクを噴射させる（流路ユニット４を駆動する）圧電アクチュエータ５とを備えている。
【００２４】
まず、流路ユニット４について説明する。図４、図５に示すように、流路ユニット４はキャビティプレート１０、ベースプレート１１、マニホールドプレート１２、及びノズルプレート１３を備えており、これら４枚のプレート１０〜１３が積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート１０、ベースプレート１１及びマニホールドプレート１２はステンレス鋼製の板であり、これら３枚のプレート１０〜１２に、後述するマニホールド１７や圧力室１４等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート１３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート１２の下面に接着される。あるいは、このノズルプレート１３も、３枚のプレート１０〜１２と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。
【００２５】
図２〜図５に示すように、４枚のプレート１０〜１３のうち、最も上方に位置するキャビティプレート１０には、平面に沿って配列された複数の圧力室１４がプレート１０を上下に貫通する孔により形成されている。また、複数の圧力室１４は、紙送り方向（図２の上下方向）に千鳥状に２列に配列されている。そして、複数の圧力室１４は上下両側から後述する振動板３０とベースプレート１１によりそれぞれ覆われている。さらに、各圧力室１４は、平面視で走査方向（図２の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。
【００２６】
図３、図４に示すように、ベースプレート１１の、平面視で圧力室１４の両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔１５，１６が形成されている。また、マニホールドプレート１２には、平面視で、２列に配列された圧力室１４の連通孔１５側の部分と重なるように、紙送り方向に延びる２つのマニホールド１７が形成されている。これら２つのマニホールド１７は、後述の振動板３０に形成されたインク供給口１８に連通しており、図示しないインクタンクからインク供給口１８を介してマニホールド１７へインクが供給される。さらに、マニホールドプレート１２の、平面視で複数の圧力室１４のマニホールド１７と反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔１６に連なる複数の連通孔１９も形成されている。
【００２７】
さらに、ノズルプレート１３の、平面視で複数の連通孔１９にそれぞれ重なる位置には、複数のノズル２０が形成されている。図２に示すように、複数のノズル２０は、紙送り方向に沿って２列に配列された複数の圧力室１４の、マニホールド１７と反対側の端部とそれぞれ重なるように配置されている。つまり、複数のノズル２０は、複数の圧力室１４とそれぞれ対応して千鳥状に２列に配列されている。
【００２８】
そして、図４に示すように、マニホールド１７は連通孔１５を介して圧力室１４に連通し、さらに、圧力室１４は、連通孔１６，１９を介してノズル２０に連通している。このように、流路ユニット４内には、マニホールド１７から圧力室１４を経てノズル２０に至る個別インク流路２１が複数形成されている。
【００２９】
次に、圧電アクチュエータ５について説明する。図２〜図５に示すように、圧電アクチュエータ５は、複数の圧力室１４を覆うようにキャビティプレート１０の上面に配置された振動板３０と、この振動板３０の上面（圧力室１４と反対側の面）に、複数の圧力室１４に跨って配置された圧電層３１と、圧電層３１の上面（振動板３０と反対側の面）に配置された複数の個別電極３２（駆動電極）とを備えている。
【００３０】
振動板３０は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板３０は、キャビティプレート１０の上面に複数の圧力室１４を覆うように配設された状態で、キャビティプレート１０に接合されている。また、導電性を有する振動板３０の上面は、圧電層３１の下面側に配置されることによって、上面の複数の個別電極３２との間で圧電層３１に厚み方向の電界を生じさせる共通電極を兼ねている。そのため、振動板３０とは別に共通電極を設ける必要がなく、その分、圧電アクチュエータ５の構成が簡単になる。また、この共通電極としての振動板３０は、常にグランド電位に保持されている。
【００３１】
圧電層３１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。この圧電層３１は、振動板３０の上面の、複数の圧力室１４に跨って連続的に形成されている。
【００３２】
複数の個別電極３２は、圧電層３１の上面の複数の圧力室１４と対応する位置にそれぞれ配置されている。これら複数の個別電極３２は、それぞれ、金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。各個別電極３２は、圧力室１４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有する駆動部３２ａと、この駆動部３２ａの一端部から圧電層３１の上面に沿って延びる接点部３２ｂとを有する。駆動部３２ａは、圧電層３１の上面の、対応する圧力室１４の略中央部と対向する領域に配置されている。一方、接点部３２ｂは、駆動部３２ａの長手方向一端部から駆動部３２ａの長手方向に沿って引き出されており、圧電層３１の上面の、対応する圧力室１４と対向しない領域まで延びている。つまり、駆動部３２ａから引き出された接点部３２ｂの先端部は、平面視で圧力室１４の周縁よりも外側の、比較的剛性の高い領域に位置している。
【００３３】
また、図２〜図５に示すように、この圧電アクチュエータ５の上方には、可撓性を有する配線部材である、フレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）５０が、複数の個別電極３２を覆うように配置されている。このＦＰＣ５０は、圧電アクチュエータ５の駆動回路であるドライバＩＣ（図示省略）と複数の個別電極３２とを電気的に接続し、ドライバＩＣから複数の個別電極３２に対して所定の駆動信号（駆動電圧）を供給するためのものである。ＦＰＣ５０の構造、及び、ＦＰＣ５０と圧電アクチュエータ５の接続構造については、後ほど詳しく説明する。
【００３４】
次に、インク噴射時における圧電アクチュエータ５の作用について説明する。複数の個別電極３２に対して、ドライバＩＣからＦＰＣ５０を介して選択的に駆動電圧が印加されると、駆動電圧が印加された個別電極３２の駆動部３２ａと、グランド電位に保持されている圧電層３１下側の共通電極としての振動板３０の電位が互いに異なった状態となることから、個別電極３２と振動板３０の間に挟まれた圧電層３１に厚み方向の電界が生じる。そして、圧電層３１の分極方向と電界の方向とが同じ場合には、圧電層３１はその分極方向である厚み方向に伸びて水平方向に収縮し、この圧電層３１の収縮変形に伴って、振動板３０の圧力室１４と対向する部分が圧力室１４側に凸となるように変形する。このとき、圧力室１４の容積が減少することからその内部のインクに圧力が付与され、圧力室１４に連通するノズル２０からインクの液滴が噴射される。
【００３５】
次に、ＦＰＣ５０（配線部材）と圧電アクチュエータ５との接続構造について、図４、図５、及び、図６（ａ）、（ｂ）を参照して詳細に説明する。尚、図６（ａ）はＦＰＣ５０が圧電アクチュエータ５に接続される前の状態、（ｂ）はＦＰＣ５０が圧電アクチュエータ５に接続された状態をそれぞれ示している。
【００３６】
図４、図５、及び、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ＦＰＣ５０は、複数の個別電極３２に対応して下方へ突出するように形成された複数の導電性のバンプ５１を有する可撓性基板５２と、この可撓性基板５２の下面（圧電アクチュエータ５と対向する面）に形成された接合層５３とを有する。
【００３７】
可撓性基板５２は、基材５４と、この基材５４の下面に形成された複数の配線部５５と、基材５４の下面に複数の配線部５５を覆うように形成された被覆層５６とを有する、シート状の積層体である。
【００３８】
基材５４は、絶縁性と可撓性とを兼ね備えたシート状の部材であり、例えば、ポリイミド等の合成樹脂製のシートを用いることができる。この基材５４には、その一部が局所的に下方へ突出するように変形することにより、複数の凸部５４ａが形成されている。
【００３９】
複数の配線部５５は、例えば、銅箔からなるものであり、それぞれの配線部５５が独立してドライバＩＣまで延在するようにパターニングされる。また、これら複数の配線部５５の先端部を構成する導電層５５ａは、基材５４に形成された凸部５４ａの表面を覆っている。尚、凸部５４ａを覆う導電層５５ａの表面には、メッキ（例えば、Ａｕ−Ｎｉメッキ）が施されている。そして、凸部５４ａとこの凸部５４ａを覆う導電層５５ａ（配線部５５の先端部）とから、基材５４の下面から下方へ突出する１つのバンプ５１が構成されている。
【００４０】
このように、バンプ５１の表面の導電層５５ａは配線部５５の一部（先端部）であることから、複数のバンプ５１は複数の配線部５５とそれぞれ電気的に接続されていることになる。そして、複数のバンプ５１の表面が圧電アクチュエータ５の複数の個別電極３２と接触することで、ＦＰＣ５０の複数の配線部５５を介して、ドライバＩＣと圧電アクチュエータ５の複数の個別電極３２が電気的に接続される。
【００４１】
このような構造のバンプ５１は、基材５４の下面に複数の配線部５５（導電層５５ａ）を形成した後に、プレス加工等により基材５４の一部を局所的に下方へ突出させるだけで形成することができることから、その形成が容易である。
【００４２】
被覆層５６は、絶縁性の樹脂材料からなり、複数のバンプ５１が配置された領域を除く、基材５４の下面全域に形成されている。つまり、複数のバンプ５１は、被覆層５６からそれぞれ突出している。この被覆層５６は、複数の配線部５５のそれぞれを周囲から電気的に絶縁するとともに、複数の配線部５５を保護する役割も果たす。この被覆層５６は、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、あるいは、ポリイミド系樹脂等の、熱硬化性樹脂からなる。
【００４３】
以上説明した可撓性基板５２の、圧電アクチュエータ５と対向する下面には、接合層５３が形成されている。この接合層５３は、バンプ５１を個別電極３２の接点部３２ｂに接触（電気的に接続）させた状態で、バンプ５１の周囲において、可撓性基板５２と圧電アクチュエータ５とを物理的に接合するためのものである。
【００４４】
接合層５３は、その内部に作用するせん断応力が小さい状態では弾性を示すが、一定以上のせん断応力が作用したときには塑性流動を発現して流動性を示す樹脂材料からなる。このような性質を有する樹脂材料として、例えば、エポキシ樹脂をベースとした接着剤に２５−９０重量部の有機物粒子を加えた樹脂を用いることができる。エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡタイプ、ビスフェノールＦタイプ、フェノールノボラックタイプ、クレゾールノボラックタイプのエポキシ樹脂、または、脂肪族エポキシ樹脂である。また、添加される有機粒子は、アクリル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン−アクリル系樹脂、メラミン樹脂、メラミン−イソシアヌレート付加物、ポリイミド、シリコーン樹脂、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリベンゾイミダゾール、ポリアリレート、液晶ポリマー、オレフィン系樹脂、エチレン−アクリル共重合体などの粒子が使用され、そのサイズは、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下とされる。また、好ましくは、エポキシ樹脂と有機粒子との相溶性を高めるために、官能反応基が混入される。
【００４５】
前述したように、接合層５３は、バンプ５１の周囲において可撓性基板５２と圧電アクチュエータとを物理的に接合するものであるから、少なくともバンプ５１の表面を覆うように形成される。尚、複数のバンプ５１のそれぞれの表面にのみピンポイントで接合層５３を形成してもよいが、精細なピッチで形成されている複数のバンプ５１のそれぞれに接合層５３を形成することは、現実には困難で、実現できたとしてもコストがかかる。そこで、本実施形態では、図４、図５に示すように、接合層５３は、複数のバンプ５１とそれらの周辺領域を含む、可撓性基板５２の下面全域を覆うように形成されている。この構成は、塑性流動を発現する樹脂材料からなるフィルムを、可撓性基板５２の下面に貼り付けるだけで容易に実現できる。
【００４６】
以上説明したＦＰＣ５０を圧電アクチュエータ５と接続する際には、ホットプレス等を用いて、流路ユニット４に接合された圧電アクチュエータ５とＦＰＣ５０とを所定温度以上に加熱した状態で、ＦＰＣ５０を、一定以上の押圧力（接合層５３に塑性流動を発現させるのに必要な押圧力）で圧電アクチュエータ５の上面（電極配置面）に押し付けて、可撓性基板５２の複数のバンプ５１を複数の個別電極３２の接点部３２ｂにそれぞれ押圧する。すると、バンプ５１を覆っている接合層５３に一定以上のせん断応力が生じ、接合層５３に塑性流動が発現する。
【００４７】
このとき、バンプ５１を覆っていた接合層５３がバンプ５１の周囲に流れ出し、バンプ５１と接点部３２ｂとが直接接触し、接合される。同時に、バンプ５１の表面から流れ出した接合層５３は、バンプ５１の周囲において接点部３２ｂに固着する。これにより、バンプ５１と個別電極３２の接点部３２ｂが直接接触して両者が電気的に接続されるとともに、このバンプ５１の周囲に流れ出した接合層５３の樹脂材料によって、可撓性基板５２と圧電アクチュエータ５とが物理的に接合される（接合工程）。このように、接合層５３に塑性流動を発現させて接合する場合には、熱硬化性接着剤を用いる従来の方法と比べて、バンプ５１と個別電極３２とを接触させた後に一定時間加熱して接着剤を硬化させる工程が不要であり、ＦＰＣ５０と圧電アクチュエータ５の接続に要する時間を短縮することが可能である。
【００４８】
ところで、この接合工程においては、接合層５３に塑性流動を生じさせる程度の押圧力でＦＰＣ５０を圧電アクチュエータ５へ押圧することが必要である。ここで、圧電アクチュエータ５の接点部３２ｂに押し付けられることによって、バンプ５１は少し押し潰されるため、図６（ａ），（ｂ）に示すように、接合後における、可撓性基板５２（被覆層５６）の下面からのバンプ５１の突出高さｈ２は、接合前のバンプ５１の突出高さｈ１に比べて低くなる。
【００４９】
その一方で、この押圧力が大きすぎると、接合後のバンプ５１の突出高さｈ２が接合層５３の厚みｔと同程度となるまでバンプ５１が潰れてしまう。このときには、バンプ５１の周囲領域を覆っている接合層５３が、圧力室１４と対向する個別電極３２の駆動部３２ａに接触してしまうことになり、圧力室１４の上方を覆う圧電層３１の変形が阻害される。さらに、ここまでバンプ５１が潰れてしまうと、接合層５３のバンプ５１の周囲への流出量が多くなり、バンプ５１の表面を覆っていた接合層５３が個別電極３２の駆動部３２ａや圧電層３１の表面まで流れ出てしまうことから、やはり、圧電層３１の変形が阻害されてしまうことになる。
【００５０】
そこで、本実施形態では、接合後の状態（接合層５３による物理的接合状態）においても、バンプ５１の突出高さｈ２がバンプ５１の周囲領域を覆っている接合層５３の厚みｔよりも大きい状態が維持されるように、可撓性基板５２の押圧力が設定されている。そして、ＦＰＣ５０上に設置したサーマルヘッドにより、設定された押圧力でプレスすることで、バンプ５１を個別電極３２に押し付ける。その結果、図６（ｂ）に示すように、接合層５３により可撓性基板５２と圧電アクチュエータ５とが物理的に接合された状態において、バンプ５１の突出高さｈ２が、バンプ５１の周囲領域を覆っている接合層５３の厚みｔよりも大きくなり、個別電極３２の駆動部３２ａがＦＰＣ５０の接合層５３から離間する。従って、バンプ５１と電気的に接続されている接点部３２ｂを除けば、圧電アクチュエータ５の上面に接合層５３が付着しないことから、接合層５３によって圧電アクチュエータ５の動作（特に、圧力室１４上における圧電層３１の変形）が阻害されることがない。
【００５１】
尚、接合時におけるＦＰＣ５０の加熱温度は、ＦＰＣ５０のバンプ５１と圧電アクチュエータ５の接点部３２ｂとが確実に接合される温度とする。例えば、バンプ５１（導電層５５ａ）と接点部３２ｂの表面に同じメッキ（Ａｕ−Ｎｉメッキ等）が施されている場合には、溶融温度に達しなくてもバンプ５１と接点部３２ｂの導通はとれるため、比較的低温（例えば、１５０℃）で両者を接合できる。一方、バンプ５１と接点部３２ｂでメッキの種類が異なる場合（Ａｕ−ＮｉメッキとＳｎメッキなど）には、比較的高温（例えば、２３０℃）まで加熱して接合部分において合金化させることにより、両者を接合する。
【００５２】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００５３】
１］ＦＰＣのバンプの構造は、前記実施形態の構造のものに限られず、種々の構造を採用することができる。例えば、図７に示すＦＰＣ５０Ａの可撓性基板５２Ａは、複数の貫通孔６０が形成された基材５４Ａと、基材５４Ａの上面（圧電アクチュエータ５と反対側の面）に形成された複数の配線部５５Ａと、基材５４Ａの上面に、複数の配線部５５Ａを被覆するように形成された被覆層５６Ａとを有する。また、複数の配線部５５Ａの先端部を構成する導電層５５ａは、複数の貫通孔６０を塞ぐように形成されている。さらに、可撓性基板５２Ａの下面（基材５４Ａの下面）には、加圧されることによって塑性流動を発現する樹脂材料からなる、接合層５３が形成されている（変更形態１）。
【００５４】
ここで、樹脂材料等からなる被覆層５６Ａの一部が、基材５４Ａの貫通孔６０を通って下方（圧電アクチュエータ５側）へ突出している。これに伴い、貫通孔６０を塞ぐように形成された、配線部５５Ａの先端部（導電層５５ａ）も基材５４Ａよりも下方へ押し出されている。つまり、複数の貫通孔６０を通ってそれぞれ基材５４Ａから下方へ突出した、被覆層５６Ａの複数の突出部５６ａが導電層５５ａで覆われることによって、複数のバンプ５１Ａが構成されている。尚、接合層５３は、複数のバンプ５１Ａを含む可撓性基板５２Ａの下面全域に形成されている。
【００５５】
尚、この変更形態１のバンプ５１Ａは、基材５４Ａにその貫通孔６０を塞ぐように導電層５５ａを形成し、プレス加工により導電層５５ａを基材５４Ａよりも下方へ突出させた後、その突出した導電層５５ａ内に被覆層５６Ａを構成する樹脂材料を充填することによって、形成することができる。
【００５６】
この変更形態１においては、バンプ５１Ａ内に被覆層５６Ａを構成する材料が充填されているため、圧電アクチュエータ５の個別電極３２に押圧された時にバンプ５１Ａが変形しにくい。従って、少し高めの押圧力でＦＰＣ５０Ａを押圧することによって、接合層５３に確実に塑性流動を発現させることが可能である。
【００５７】
また、前記実施形態の構造（図６参照）に加えて、基材５４の上面に被覆層５６と同様の熱硬化性樹脂からなる被覆層６６を形成してもよい（変更形態２）。例えば、図８に示すように、ＦＰＣ５０Ｂは、基材５４の上面に形成された被覆層６６を有しているが、この被覆層６６は、基材５４の凸部５４ａの裏に形成された凹部にも充填されている。これにより、ＦＰＣ５０Ｂの剛性を高めることができる。
【００５８】
また、導電性のバンプが、従来から広く用いられている、錫や鉛、亜鉛等を含むハンダからなるものであってもよい。例えば、図９に示すＦＰＣ５０Ｃの可撓性基板５２Ｃは、複数の貫通孔７１を有する基材５４Ｃと、基材５４Ｃの上面に形成された複数の配線部５５Ｃと、基材５４Ｃの上面に、複数の配線部５５Ｃを被覆するように形成された被覆層５６Ｃとを有する。また、複数の配線部５５Ｃの先端部を構成する導電層５５ａは、複数の貫通孔７１を塞ぐように形成されている。そして、複数の貫通孔７１内には、複数の配線部５５Ｃにそれぞれ導通した、ハンダからなる複数のバンプ５１Ｃがそれぞれ配置され、バンプ５１Ｃは基材５４Ｃの下面からさらに下方へ突出している（変更形態３）。
【００５９】
また、図１０に示すＦＰＣの可撓性基板５２は、基材５４Ｄと、この基材５４Ｄの下面に形成された複数の配線部５５Ｄと、複数の配線部５５Ｄを被覆する被覆層５６Ｄとを有する。基材５４Ｄの下面には、複数の配線部５５Ｄの先端部にそれぞれ導通した、ハンダからなる複数のバンプ５１Ｄが配置され、バンプ５１Ｄは、被覆層５６Ｄを突き抜けて下方へ突出している（変更形態４）。
【００６０】
そして、図９、図１０に示されるような、ハンダからなるバンプ５１Ｃ，５１Ｄを有する可撓性基板５２Ｃ，５２Ｄに対しても、加圧されることにより塑性流動を発現する接合層５３が設けられることで、前記実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００６１】
２］前記実施形態の圧電アクチュエータ５は、個別電極３２が、圧力室１４と対向する領域に位置する駆動部３２ａと、この駆動部３２ａから圧力室１４と対向する領域外まで引き出された接点部３２ｂを有するものであり、接点部３２ｂとＦＰＣ５０のバンプ５１が電気的に接続されている（図６参照）。しかし、ＦＰＣと圧電アクチュエータの接続構造はこのような構成に限られるものではなく、図１１に示すように、個別電極３２の、圧力室１４と対向する領域に配置された駆動部３２ａに直接バンプ５１が接続されてもよい（変更形態５）。この構成においても、接合後におけるバンプ５１の突出高さｈ２が、バンプ５１の周囲領域を覆っている接合層５３の厚みｔよりも大きい状態が維持されるように、可撓性基板５２の押圧力を設定する。これにより、バンプ５１と接続される部分を除いて、個別電極３２（駆動部３２ａ）が接合層５３から離間することになり、接合層５３によって圧電層３１の変形が阻害されない。
【００６２】
３］前記実施形態では、可撓性基板５２の下面に、樹脂フィルムを貼り付けるなどして、接合層５３が全面的に形成されている（図４，図５参照）。しかし、接合層が基板下面に全面的に形成される必要は必ずしもなく、複数のバンプをそれぞれ含む離散的に配置された複数の領域に、それぞれ接合層が形成されていてもよい。尚、この場合でも、バンプそのもののみを覆うように、接合層を高い精度でピンポイントに形成する必要はなく、バンプとそのバンプの周辺領域を含む比較的広い領域にわたって、接合層を付着させてもよい。このように、接合層を比較的低い精度でバンプに付着させた場合であっても、本発明を適用して、接合後におけるバンプの突出高さを、バンプの周辺領域の接合層の厚みよりも大きくすれば、バンプの周辺領域に形成された接合層が圧電アクチュエータの表面から離間させることができ、接合層により圧電層の変形が阻害されない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】インクジェットヘッドの平面図である。
【図３】図２の一部拡大図である。
【図４】図３のIV-IV線断面図である。
【図５】図３のV-V線断面図である。
【図６】ＦＰＣのバンプと圧電アクチュエータの接点部の周辺の拡大図であり、（ａ）はＦＰＣが圧電アクチュエータに接続される前の状態、（ｂ）はＦＰＣが圧電アクチュエータに接続された状態をそれぞれ示す。
【図７】変更形態１の、ＦＰＣのバンプと圧電アクチュエータの接点部の周辺の拡大図である。
【図８】変更形態２の、ＦＰＣのバンプと圧電アクチュエータの接点部の周辺の拡大図である。
【図９】変更形態３の、ＦＰＣのバンプと圧電アクチュエータの接点部の周辺の拡大図である。
【図１０】変更形態４の、ＦＰＣのバンプと圧電アクチュエータの接点部の周辺の拡大図である。
【図１１】変更形態５の、ＦＰＣのバンプと圧電アクチュエータの個別電極の周辺の拡大図である。
【符号の説明】
【００６４】
２  インクジェットヘッド
４  流路ユニット
５  圧電アクチュエータ
１４  圧力室
２０  ノズル
３０  振動板
３１  圧電層
３２  個別電極
３２ａ  駆動部
３２ｂ  接点部
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ  ＦＰＣ
５１，５１Ａ，５１Ｃ，５１Ｄ  バンプ
５２，５２Ａ，５２Ｃ，５２Ｄ  可撓性基板
５３  接合層
５４，５４Ａ，５４Ｃ，５４Ｄ  基材
５４ａ  凸部
５５，５５Ａ，５５Ｃ，５５Ｄ  配線部
５５ａ  導電層
５６，５６Ａ，５６Ｃ，５６Ｄ  被覆層
５６ａ  突出部
６０  貫通孔
【図１】
2008183880.tif 000003
【図２】
2008183880.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008183880.tif 000006
【図５】
2008183880.tif 000007
【図６】
2008183880.tif 000008
【図７】
2008183880.tif 000009
【図８】
2008183880.tif 000010
【図９】
2008183880.tif 000011
【図１０】
2008183880.tif 000012
【図１１】
2008183880.tif 000013