(57)【要約】【課題】熱応力等による「反り」の発生を抑制することができる回路基板を有する液体噴射ヘッドを提供すること。【解決手段】本発明の液体噴射ヘッド部材は、複数のノズル開口１５と、各ノズル開口１５にそれぞれ連通すると共に液体を収容可能な複数の圧力発生室１７と、各圧力発生室１７を区画する壁部材に接続され各圧力発生室１７を変形させる複数の圧電部材１３と、圧電部材１３を収容する収容室１２を規定する箱体部と、を備える。回路基板３０の基端部３２が複数の圧電部材１３に接着され、その先端部３３が、折曲領域３０ｆを介して、箱体部の外側面上に至るように折り曲げられている。先端部３３には、略平行に複数の先端導線部３７が形成され、半田を介して、箱体部の外側面上に設けられた導体パッド４１に接続されている。複数の先端導線部３７のうち、両端側の先端導線部３７ａは、他の先端導線部３７ｂよりも細く形成されている。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル開口と、
各ノズル開口にそれぞれ連通すると共に液体を収容可能な複数の圧力発生室と、
各圧力発生室を区画する壁部材に接続され、各圧力発生室を変形させて各ノズル開口から液体滴を吐出させる複数の圧電部材と、
圧電部材を収容する収容室を規定する箱体部と、
基端部において複数の圧電部材に接着された回路基板と、
を備え、
回路基板の先端部は、折曲領域を介して、箱体部の外側面上に至るように折り曲げられており、
回路基板の先端部には、略平行に複数の先端導線部が形成されており、
回路基板の先端導線部は、半田を介して、箱体部の外側面上に設けられた導体部材に接続されており、
回路基板の複数の先端導線部のうち、先端導線部の配列方向についての両端側の先端導線部は他の先端導線部よりも細く形成されている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド部材。
【請求項２】
細く形成されている両端側の先端導線部は、各端毎に、一つの信号端子として機能するようになっている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド部材。
【請求項３】
細く形成されている両端側の先端導線部は、各端毎に、複数本存在する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射ヘッド部材。
【請求項４】
導体部材は、回路基板の先端導線部の各々に対して、独立に設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体噴射ヘッド部材。
【請求項５】
回路基板の折曲領域には、先端導線部と干渉しないように、複数の貫通孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体噴射ヘッド部材。
【請求項６】
各貫通孔は、２つの隣り合う先端導線部の略中央に形成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の液体噴射ヘッド部材。
【請求項７】
各貫通孔は、先端導線部の延伸方向の略中央に形成されている
ことを特徴とする請求項５または６に記載の液体噴射ヘッド部材。
【請求項８】
回路基板の複数の先端導線部のうち、先端導線部の配列方向についての中央領域の先端導線部の間に、当該先端導線部と干渉しないように、複数の貫通孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液体噴射ヘッド部材。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の液体噴射ヘッド部材と、
液体噴射ヘッド部材の圧電部材に電気信号を供給する制御部と、
を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の液体噴射ヘッド部材と共に用いられる導体部材であって、
箱体部の外側面上に設けられ、
回路基板の先端導線部の各々に対して、独立に設けられ、
回路基板の先端導線部の各々と半田を介して接続される
ことを特徴とする導体部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気信号に基づいてノズル開口から液体を噴射させる液体噴射ヘッド部材、例えば、電気信号に基づいてノズル開口からインク滴を吐出させて記録を行う記録ヘッドに係り、とりわけ、電気信号の供給に関する信頼性に優れる液体噴射ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置の記録ヘッドは、記録ヘッド内の圧電部材に電気信号が供給されることによって、インク滴が吐出される。圧電部材への電気信号の供給は、フレキシブルケーブルや板状の回路基板を介して行われている。
【０００３】
板状の回路基板が利用される場合、その剛性のために取り扱いが容易であり、より高精度の製造工程を実現することが可能である。
【０００４】
従来の板状回路基板の構成を、図５に示す。図５に示す板状回路基板１００は、耐熱性電気絶縁材、例えばポリイミドフィルム、からなる基材に、半田濡れ性の高い金属、例えば錫、を箔状に貼着させた板材から形成されている。
【０００５】
図５に示すように、当該基板１００には、制御用の半導体デバイスを搭載するための窓１０１が形成されている。窓１０１は、例えばプレス等により形成され得る。
【０００６】
窓１０１を挟むように、所望の導電パターン（図示せず）がエッチング加工によって形成され、圧電部材と接続される基端部１０２において接続線１０６として露出すると共に、接続基板と半田接続される先端部１０３においても接続線１０７として露出している。導電パターンの他の部分は、カバーコート層１０４で覆われている。
【０００７】
配線設計上の理由から、左右両側端の接続線１０７は、大電流の供給に耐えられるように太く形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のような板状回路基板１００では、これを接続基板に半田接続する際において、先端部１０３の左右両端側において熱応力による「反り」が発生するという問題があった。
【０００９】
本件発明者らは、前記問題について鋭意検討を重ね、左右両端側において接続線１０７が太く形成されていることが、「反り」の発生に大きく影響していることを知見した。
【００１０】
また、前記のような板状回路基板１００は、先端部１０３が折り曲げられた態様で利用されることが多い（図１の回路基板３０参照）。そのような場合、接続線１０７が太いということは、折り曲げ難さを増大させてしまうために、好適でない。
【００１１】
また、このような場合、半田接続が行われた後において、板状回路基板１００の「コシ」が強いことに起因して、折り曲げられた先端部１０３が元に戻ろうとして「反り」を発生させることがある。この現象が生じる程度は、接続線１０７が太い場合により大きい。
【００１２】
折り曲げ難さを低減するための技術として、本件発明者は、特開平４−１４４１８６号に開示された発明を知っていた。しかし、当該公報に開示されているように基板の左右両側端においてスリット（孔）を形成した場合、左右両端側における熱応力による「反り」の影響が増大する可能性がある。
【００１３】
また、半田接続を実施する際に、半田による接合の確実性を増大させるべく、ツールの温度を上昇させたり、ツールにより回路基板に付与される加重を上昇させることが検討されている。しかし、ツールの温度を上昇させたり、ツールにより与えられる加重を上昇させることは、ツールの変形を引き起こし得て、その場合、半田接続による接合が却って不確実となってしまう。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、熱応力等による「反り」の発生を抑制して電気的接合をより確実にすることができる回路基板を有する液体噴射ヘッドを提供することを目的とする。更には、本発明は、熱応力等による「反り」の発生を抑制して電気的接合をより確実にしつつ折り曲げ難さが低減されている回路基板を有する液体噴射ヘッドを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のノズル開口と、各ノズル開口にそれぞれ連通すると共に液体を収容可能な複数の圧力発生室と、各圧力発生室を区画する壁部材に接続され、各圧力発生室を変形させて各ノズル開口から液体滴を吐出させる複数の圧電部材と、圧電部材を収容する収容室を規定する箱体部と、基端部において複数の圧電部材に接着された回路基板と、を備え、回路基板の先端部は、折曲領域を介して、箱体部の外側面上に至るように折り曲げられており、回路基板の先端部には、略平行に複数の先端導線部が形成されており、回路基板の先端導線部は、半田を介して、箱体部の外側面上に設けられた導体部材に接続されており、回路基板の複数の先端導線部のうち、先端導線部の配列方向（例えば各先端導線部に垂直な方向）についての両端側の先端導線部は他の先端導線部よりも細く形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド部材である。
【００１６】
本発明によれば、各先端導線部に垂直な方向についての両端側の先端導線部が他の先端導線部よりも細く形成されているために、当該先端導線部と導体部材とを半田付けで導通させる際の熱の逃げが顕著に低減され、半田付けが迅速になされ得る。この結果として、熱応力の発生時間が低減されるため、回路基板において「反り」が発生することが抑制され、回路基板の所定位置への固着が確実である。すなわち、電気的接合の確実性が増大され、圧電部材への電気信号の供給に関する信頼性に優れる。
【００１７】
好適には、細く形成されている両端側の先端導線部は、各端毎に、一つの信号端子として機能するようになっている。また、好適には、細く形成されている両端側の先端導線部は、各端毎に、複数本存在する。例えば、細く形成されている両端側の先端導線部は、各端毎に、一つの電源供給ラインが分割されたものである。このように回路基板に実装される電源供給ラインは、極めて良好に作用する。
【００１８】
好適には、導体部材は、回路基板の先端導線部の各々に対して、独立に設けられている。この場合、導体部材側からの熱の逃げも抑制されるため、前記半田付けが更に迅速に実施され得る。
【００１９】
好適には、回路基板の折曲領域には、先端導線部と干渉しないように、複数の貫通孔が形成されている。これにより、回路基板の折り曲げ難さが低減される。更に好適には、各貫通孔は、２つの隣り合う先端導線部の略中央に形成されている。この場合、熱応力等を略均等なバランスで受けることができる。更に好適には、各貫通孔は、先端導線部の延伸方向の略中央に形成されている、すなわち、半田による接合部には形成され無い。この場合、熱により溶融した半田が貫通孔からはみ出してジグ等に付着する不具合が防止され得る。
【００２０】
また、本発明は、複数のノズル開口と、各ノズル開口にそれぞれ連通すると共に液体を収容可能な複数の圧力発生室と、各圧力発生室を区画する壁部材に接続され、各圧力発生室を変形させて各ノズル開口から液体滴を吐出させる複数の圧電部材と、圧電部材を収容する収容室を規定する箱体部と、基端部において複数の圧電部材に接着された回路基板と、を備え、回路基板の先端部は、折曲領域を介して、箱体部の外側面上に至るように折り曲げられており、回路基板の先端部には、略平行に複数の先端導線部が形成されており、回路基板の複数の先端導線部のうち、先端導線部の配列方向についての中央領域の先端導線部の間に、当該先端導線部と干渉しないように、複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド部材である。
【００２１】
本発明によれば、先端導線部の配列方向についての中央領域のみの先端導線部の間に、当該先端導線部と干渉しないように、複数の貫通孔が形成されているため、回路基板の折り曲げ難さが低減される一方で、熱応力に起因する「反り」の問題が発生することもない。
【００２２】
また、本発明は、以上の特徴のいずれか一つを有する液体噴射ヘッド部材と、当該液体噴射ヘッド部材の圧電部材に電気信号を供給する制御部と、を備えた液体噴射装置である。
【００２３】
また、本発明は、以上の特徴のいずれか一つを有する液体噴射ヘッド部材と共に用いられる導体部材であって、箱体部の外側面上に設けられ、回路基板の先端導線部の各々に対して、独立に設けられ、回路基板の先端導線部の各々と半田を介して接続されることを特徴とする導体部材、例えば導体パッドである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、液体噴射ヘッド部材の一例であるインクジェット記録ヘッド１０を示す図である。この記録ヘッド１０は、基台１１と、この基台１１の収容室１２に振動可能に収容される圧電振動子１３（圧電部材）と、上記基台１１の下面に固定される流路ユニット１４とを備えている。
【００２６】
上記流路ユニット１４は、複数のノズル開口１５が列状に穿設されたノズルプレート１６と、弾性変形する薄板の振動板２１と、上記ノズルプレート１６および振動板２１に挟まれて液密状に固定された流路形成板２０とから構成されている。上記流路形成板２０には、上記ノズル開口１５の各々に連通する複数の圧力発生室１７、インクカートリッジからインクの供給を受けるインク室１８（液体貯留室）、このインク室１８から上記複数の圧力発生室１７にインクを供給するインク供給路１９に相当する空間が形成されている。そして、例えば６種類のインクの色のそれぞれに対応して別々のインク室１８やノズル開口１５の列等が設けられている。
【００２７】
上記圧電振動子１３は、支持基板２２に取り付けられ、この支持基板２２が基台１１の収容室１２内に固定されることにより、上記収容室１２内に振動可能に収容されている。そして、この圧電振動子１３の下端が、流路ユニット１４の振動板２１のアイランド部２１ａに接着されている。基台１１の収容室１２の上面側は、上方閉鎖板４０によって覆われている。すなわち、基台１１と上方閉鎖板４０とによって、箱体が形成されている。
【００２８】
図１において、３０は圧電振動子１３に駆動信号を送るための回路基板であり、２５はインク室１８に連通するインク供給のためのインク供給孔である。インク室１８は、各インク供給路１９が共通に連通すると共に、インクを一次貯留する機能も有している。
【００２９】
回路基板３０の基端部と圧電振動子１３とは、半田２７の半田付けによって接合されている。また、回路基板３０の上端部（先端部）は、上方閉鎖板４０から突出した後、上方閉鎖板４０の外側面に沿うように折り曲がって、上方閉鎖板４０に形成された導体パッド４１（図３参照）上に半田２８の半田付けによって接合されている。
【００３０】
図２は、折り曲げられる前の回路基板３０の概略正面図である。回路基板３０は、耐熱性電気絶縁材、例えばポリイミドフィルム、からなる基材に、半田濡れ性の高い金属、例えば錫、を箔状に貼着させた板材から形成されている。
【００３１】
図２に示すように、回路基板３０には、制御用の半導体デバイスを搭載するための窓３１が形成されている。窓３１は、例えばプレス等により形成され得る。
【００３２】
窓３１を挟むように、所望の導電パターン（図示せず）がエッチング加工によって形成され、圧電振動子１３と接続される基端部３２において接続線３６として露出すると共に、導体パッド４１（図３参照）と半田接続される先端部３３においても接続線３７（先端導線部）として露出している。導電パターンの他の部分は、カバーコート層３４で覆われている。
【００３３】
図２に示すように、接続線３７（３７ａ、３７ｂ）は、略平行に複数が形成されている。複数の接続線３７のうち、左右両端側の（接続線３７の配列方向＝各接続線３７に垂直な方向についての両端側の）接続線３７ａは、他の接続線３７ｂよりも細く形成されている。この場合、細く形成されている接続線３７ａの数は、各側において３本である。また、接続線３７ｂの線幅に対する接続線３７ａの線幅の比は、２：１である。
【００３４】
また、図２に示すように、回路基板３０の折曲領域３０ｆには、接続線３７と干渉しないように、複数の貫通孔３９が形成されている。本実施の形態では、回路基板３０の複数の接続線３７のうち、接続線３７ｂが列設される中央領域にのみ、当該接続線３７ｂと干渉しないように、複数の貫通孔３９が形成されている。各貫通孔３９は、２つの隣り合う接続線３７ｂの略中央に形成されている。
【００３５】
図２に示すような回路基板によれば、貫通孔３９の存在によって、折曲領域３０ｆを介しての折り曲げ作業が容易である。
【００３６】
また、左右両端側の接続線３７ａが細く形成されているため、接続線３７ａを導体パッド４１に半田付けする際の熱の逃げが顕著に低減され、半田付けが迅速になされ得る。この結果として、熱応力の発生時間が低減されるため、回路基板３０において「反り」が発生することが抑制され、回路基板３０の所定位置の固着が確実である。すなわち、電気的接合の確実性が増大され、圧電振動子１３への電気信号の供給に関する信頼性に優れる。
【００３７】
また、半田接続が行われた後において、回路基板３０の「コシ」が強い場合であっても、左右両端側の接続線３７ａが細く形成されていることにより、折り曲げられた先端部が元に戻ろうとして「反り」を発生させる作用が効果的に抑制される。
【００３８】
更に、各貫通孔３９が２つの隣り合う接続線３７ｂの略中央に形成されているため、熱応力等を略均等なバランスで受けることができ、熱応力に起因する悪影響を効果的に排除することができる。
【００３９】
また、貫通孔３９は、回路基板３０の左右両端側には設けられていない。更に、スリット外側の両端部では、複数の接続線によって接続されるため、左右両端側における熱応力による「反り」の影響を増大させることも回避されている。
図３は、上方閉鎖板４０の外側面上に形成された導体パッド４１の配置例を示す図である。図３の導体パッド４１は、回路基板３０の接続線３７ａの各々に対して、独立に設けられている。この場合、導体パッド４１側からの熱の逃げも抑制されるため、接続線３７ａと導体パッド４１との半田付けが更に迅速に実施され得る。このことは、結果として、回路基板３０における「反り」の発生を抑制する。
【００４０】
上記記録ヘッド１０では、例えば、つぎのようにしてインク吐出が行われる。すなわち、まず、圧電振動子１３が充電を受けて収縮すると、圧力発生室１７が膨張し、内部の圧力が低下する。これにより、ノズル開口１５に形成されているメニスカスが若干圧力発生室１７の方に引き込まれるとともに、インク室１８内のインクがインク供給路１９を通って圧力発生室１７に供給される。
【００４１】
ついで、所定時間の経過後に圧電振動子１３の電荷が放電されて圧電振動子１３が元の状態に復帰すると、圧力発生室１７が収縮して内部圧力が高くなる。これにより、圧力発生室１７内のインクが圧縮され、ノズル開口１５からインク滴として吐出される。
【００４２】
なお、図４に示すように、以上に説明されたインクジェット記録ヘッド１０は、導体パッド４１を介して圧電部材である圧電振動子１３に電気信号を供給するための制御部５０と組み合わさって、インクジェット記録装置４０を構成し得る。図４の場合、ブラックインク用のインクジェット記録ヘッド１０ａとカラーインク用のインクジェット記録ヘッド１０ｂとが並列に配置されており、制御部５０は、各ノズルに対応する各圧電振動子１３を独立に制御するようになっている。
【００４３】
また、以上の説明はインクジェット記録ヘッドについてなされているが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、回路形成のための液体金属等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造用ヘッドにも適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインクジェット記録ヘッドの一実施の形態を示す概略断面図である。
【図２】図１の回路基板を示す概略正面図である。
【図３】図１の上方閉鎖板上の導体パッドの配置例について説明する図である。
【図４】インクジェット記録装置の概略図である。
【図５】従来の板状回路基板を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ　記録ヘッド
１１　基台
１２　収容室
１３　圧電振動子
１４　流路ユニット
１５　ノズル開口
１６　ノズルプレート
１７　圧力発生室
１８　インク室
１９　インク供給路
２０　流路形成板
２１　振動板
２１ａ　アイランド部
２２　支持基板
２５　インク供給孔
２７、２８　半田
３０　回路基板
３１　窓
３２　基端部
３３　先端部
３４　カバーコート層
３６　接続線
３７、３７ａ、３７ｂ　接続線
４０　上方閉鎖板
４１　導体パッド
５０　制御部
６０　インクジェット記録装置
【図１】
2004074740.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004074740.tif 000005
【図４】
2004074740.tif 000006
【図５】
2004074740.tif 000007