(57)【要約】【課題】  インクジェットヘッドの電極端子と可撓性基板の電極端子との電気的接続の信頼性が高く、またコスト低減が可能なインクジェットヘッドと可撓性基板の接続構造、ならびにそのインクジェットヘッドおよび可撓性基板を提供する。【解決手段】  インクジェットヘッド１０と可撓性基板２０の電極端子接続構造において、前記インクジェットヘッドと可撓性基板の個別電極端子接続部の両側の外端部に互いに電気的接続をなす共通電極部１６、２２を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドと可撓性基板の電極端子接続構造において、前記インクジェットヘッドと可撓性基板の個別電極端子接続部の両側の外端部に互いに電気的接続をなす共通電極部を設けたことを特徴とするインクジェットヘッドと可撓性基板の接続構造。
【請求項２】
前記インクジェットヘッドの電極端子と前記可撓性基板の電極端子とを異方性導電接着剤を介して熱圧着することにより接続することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドと可撓性基板の接続構造。
【請求項３】
インクジェットヘッドの電極端子接続部において、複数の個別電極端子を配置した部分の両側の外端部に共通電極部を設けたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】
シリコン基板からなるキャビティ基板の一方もしくは両方の基板端部はコ字状の開口部に形成され、その開口部の両側に位置する外端部に前記共通電極部を配置し、前記キャビティ基板に接合されるアクチュエータ基板の一方もしくは両方の前記開口部下方の基板端部に前記複数の個別電極端子を配置したことを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
ノズルより液滴を吐出する圧力発生手段を有し、この圧力発生手段が、前記キャビティ基板に設けられた振動板と、この振動板に対向して配置され、前記アクチュエータ基板に設けられた対向電極に電荷を与えることにより生じる静電気力によることを特徴とする請求項３または４記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載のインクジェットヘッドに電気的に接続される可撓性基板であって、この可撓性基板の一端部に配置された複数の個別電極端子と、これら個別電極端子の配置部の両側の外端部にそれぞれ配置された共通電極部と、前記個別電極端子の配置部と前記共通電極部の配置部との間にそれぞれ設けられた切れ目部とを有することを特徴とする可撓性基板。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドの電極端子と可撓性基板（ＦＰＣ：Flexible Print  Circuit）の電極端子の接続構造、並びにそのインクジェットヘッド、インクジェット記録装置および可撓性基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電アクチュエータ方式の代表例であるインクジェットヘッドは、最近ますます小型化、高密度化の傾向にあり、そのため、インクジェットヘッドおよびこれに接続される可撓性基板の各端子も極めて細くかつ高密度なものとなりつつある。したがって、これらの端子の接続の信頼性を確保することがますます困難になっている。特に、インクジェットヘッドの個別電極端子の最端部に配置される個別電極端子の接続強度が問題となる。その理由は、インクジェットヘッドの端子接続には一般的に異方性導電接着剤を用いた熱圧着法が用いられているが、最も端に配置される端子では、この接着強度が接着面積の減少に伴い外力等により低下しやすいからである。そのため電気的導通が不安定になる。
【０００３】
この問題に対する対策手段として、可撓性基板に電気的接続をなす端子とは別にそれらの端子の片側端部に電気的接続をしないダミー端子を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３４８２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
静電アクチュエータ方式のインクジェットヘッドでは、インク室、振動板等を有するキャビティ基板に共通電極端子を形成し、上記振動板に対向する個別電極（対向電極）を有するアクチュエータ基板に個別電極端子を形成し、両基板を接合して端子接続部が構成される構造となっている。そして、上記従来技術のダミー端子は、このアクチュエータ基板の個別電極端子に接続するための可撓性基板側の個別電極端子の片側端部に配置されることになる。したがって、ダミー端子は可撓性基板側の個別電極端子と同一面内に配置されているため、外力を受けた場合にダミー端子に隣接する個別電極端子にも外力の影響が及ぶことがあり、ダミー端子だけでは必ずしも接着強度が十分ではなく接着強度の低下・不安定化し、あるいは導通不良となる不具合を有していた。
また、インクジェットヘッドの両側に可撓性基板を接続する場合には、可撓性基板が方向性を有するため、左右別々に可撓性基板を用意する必要があり、組立や管理面でコストが上がるなど不都合が多かった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、インクジェットヘッドの電極端子と可撓性基板の電極端子との電気的接続の信頼性が高く、またコスト低減が可能なインクジェットヘッドと可撓性基板の接続構造、ならびにそのインクジェットヘッドおよび可撓性基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載するように、インクジェットヘッドと可撓性基板の電極端子接続構造において、前記インクジェットヘッドと可撓性基板の個別電極端子接続部の両側の外端部に互いに電気的接続をなす共通電極部を設けたことを特徴とするインクジェットヘッドと可撓性基板の接続構造としたものである。
【０００７】
本発明は、このように構成することにより、両側の外端部に配置されるインクジェットヘッドと可撓性基板の共通電極部は内側の個別電極端子に比べて面積が大きく、したがって接続強度も大きくなる。そのため、振動等の外力を受けた場合でもその影響は最も端に位置する個別電極端子には及ばないため、個別電極端子の接続強度の低下・不安定化し、あるいは導通不良といった問題が解消され、接続の信頼性を確保することができる。また、可撓性基板は両側の外端部に共通電極部を設けることで方向性がなくなるため、組立や管理面でコスト低減が可能である。
【０００８】
また、本発明の接続構造においては、請求項２に記載するように、前記インクジェットヘッドの電極端子と前記可撓性基板の電極端子とを異方性導電接着剤を介して熱圧着することにより接続することが好ましい。
異方性導電接着剤の熱圧着により、インクジェットヘッドと可撓性基板の電極端子（個別電極端子および共通電極部）を接続するので、半田付けによる接続に比べて高密度の接続を高精度に実施することができる。
【０００９】
また、本発明のインクジェットヘッドは、請求項３に記載するように、インクジェットヘッドの電極端子接続部において、複数の個別電極端子を配置した部分の両側の外端部に共通電極部を設けたことを特徴とする。
このようにインクジェットヘッドを構成することにより、高信頼性を有する本発明の前記接続構造が得られる。
【００１０】
また、本発明のインクジェットヘッドにおいては、請求項４に記載するように、シリコン基板からなるキャビティ基板の一方もしくは両方の基板端部はコ字状の開口部に形成され、その開口部の両側に位置する外端部に前記共通電極部を配置し、前記キャビティ基板に接合されるアクチュエータ基板の一方もしくは両方の前記開口部下方の基板端部に前記複数の個別電極端子を配置する。
この構成によって、インクジェットヘッドの可撓性基板との接続が容易かつ確実になり、信頼性の高い、高密度の静電アクチュエータ方式のインクジェットヘッドが得られる。
【００１１】
特に、本発明のインクジェットヘッドにおいては、請求項５に記載するように、ノズルより液滴を吐出する圧力発生手段を有し、この圧力発生手段が、前記キャビティ基板に設けられた振動板と、この振動板に対向して配置され、前記アクチュエータ基板に設けられた対向電極に電荷を与えることにより生じる静電気力によることを特徴とする。
共通電極部がインクジェットヘッドの両側の外端部に設けられているため、インピーダンスを減らすことができ、静電アクチュエータ方式としての吐出性能が向上する。
【００１２】
そして、本発明の可撓性基板は、請求項３乃至５のいずれかに記載のインクジェットヘッドに電気的に接続される可撓性基板であって、この可撓性基板の一端部に配置された複数の個別電極端子と、これら個別電極端子の配置部の両側の外端部にそれぞれ配置された共通電極部と、前記個別電極端子の配置部と前記共通電極部の配置部との間にそれぞれ設けられた切れ目部とを有することを特徴とする。
可撓性基板もこのように構成することによって、高信頼性を有する本発明の前記接続構造が得られる。また、可撓性基板の方向性がなくなるため、組立や管理面で有利である。また、可撓性基板には、切れ目部が設けてあるため、段差のある個別電極端子の接続と共通電極部の接続に良く対応することができる。
また、上記のようなインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置とすることにより、高密度、高印字品質のインクジェット記録装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態の一例をその代表例であるインクジェットヘッドについて、図面に基づいて説明する。ただし、以下の説明は本発明を限定するものでなく、したがって本発明はインクジェットヘッドに限らず、ノズルより液滴を吐出するあらゆる種類・形式の吐出ヘッド（例えば、遺伝子チップ作製用のヘッド、カラーフィルタ作製用のヘッド、半導体ディバイス作製用のヘッドなど）に適用できるものであることはいうまでもない。また、ここでは静電アクチュエータ方式のインクジェットヘッドについて説明するが、圧力発生手段としてはこの方式に限らず、ピエゾ方式やバブル方式等にも適用できるものである。
【００１４】
図１は本発明のインクジェットヘッドの可撓性基板との接続前の状態を示す概略斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
このインクジェットヘッド１０は、３枚の基板１１、１２、１３を接合した積層構造となっており、この例では、両方の基板端部において、それぞれ可撓性基板２０と電気的に接続される電極端子接続部１４を有している。インクジェットヘッド１０の電極端子接続部１４は、複数の細かいピッチで配列される個別電極端子１５と、これら個別電極端子１５の配置部の両側の外端部に配置される２つの共通電極部１６とから構成されている。
【００１５】
さらに詳しく説明すると、シリコン基板からなる中間のキャビティ基板１２には、図２に示すように、底壁を振動板１２１とする独立したインク室１２２と、このインク室１２２に流路１３２を介して連通する共通インク室（リザーバ）１２３が形成されている。
また、キャビティ基板１２の両方の基板端部は、それぞれコ字状の開口部１７として形成されており、この開口部１７の両側の外端部にそれぞれ上記共通電極部１６が形成されている。
【００１６】
キャビティ基板１２の下面に接合されるアクチュエータ基板１１は、ホウ珪酸系ガラスから構成されており、このアクチュエータ基板１１には上記振動板１２１のそれぞれに所定のギャップを介して対向する対向電極１１１が配置されている。対向電極１１１はアクチュエータ基板１１の端部まで延び、上記キャビティ基板１２の開口部１７の下方において個別電極端子１５に接続している。すなわち、対向電極１１１と個別電極端子１５はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明電極で一体に形成されている。したがって、これら個別電極端子１５が配置される位置と上記キャビティ基板１２の共通電極部１６が配置される位置との間にはキャビティ基板１２の厚み分に相当する段差が存在している。また、上記ギャップの開放端部はエポキシ樹脂等の封止用接着剤１８によって封止されている。
【００１７】
キャビティ基板１２の上に接合されるノズル基板１３はシリコン基板からなり、上記インク室１２２のそれぞれに連通しインク滴を吐出するためのノズル１３１と、上記流路１３２を形成するための凹部が形成されている。
【００１８】
図３は上記インクジェットヘッドの電極端子接続部の平面図、図４はこのインクジェットヘッドに接続される可撓性基板の電極端子接続部を下面から見た図、図５はインクジェットヘッドと可撓性基板の接続状態を示す拡大断面図である。
これらの図に示すように、このインクジェットヘッド１０に接続され、外部駆動回路を構成する可撓性基板２０は、インクジェットヘッド１０の個別電極端子１５のそれぞれに接続される個別電極端子２１と、両側の共通電極部１６のそれぞれに接続される共通電極部２２と、さらに制御回路として駆動するＩＣ２３と、外部から電源および信号の供給を行うための電極２４を備えている。また、可撓性基板２０の個別電極端子２１が配置される部分と両側の共通電極部２２が配置される外端部との間には切れ目部２５が設けられており、この切れ目部２５によって、上記段差のあるインクジェットヘッド１０側の個別電極端子１５、および共通電極部１６への接続を可能にしている。
【００１９】
インクジェットヘッド１０の電極端子（個別電極端子１５、共通電極部１６）と可撓性基板２０の電極端子（個別電極端子２１、共通電極部２２）は、図５に示すように、異方性導電接着剤３０を介して熱圧着することにより接続される。
異方性導電接着剤３０は、接着剤中に、金、カーボンやニッケル等の導電性微粒子を分散したもので、予め可撓性基板２０の個別電極端子２１、および共通電極部２２の表面に所定の厚みで塗布されている。
接続にあたっては、図示しない熱圧着接続装置にインクジェットヘッド１０をセットし、その上に可撓性基板２０を顕微鏡を用いて正確に位置決めして（アライメントマークによる位置決めにより）セットする。ついで、個別電極端子部の熱圧着条件（温度、加圧力、加圧量、加圧時間）および共通電極部の熱圧着条件（温度、加圧力、加圧量、加圧時間）をそれぞれ設定し熱圧着を行う。
【００２０】
このようにして、インクジェットヘッド１０の個別電極端子１５と可撓性基板２０の個別電極端子２１とを、またインクジェットヘッド１０の両側の共通電極部１６と可撓性基板２０の両側の共通電極部２２とを、それぞれ異方性導電接着剤３０を介して熱圧着で接続される。また、可撓性基板２０には上述のように切れ目部２５が設けられているので、インクジェットヘッド１０の個別電極端子１５の配置部と共通電極部１６の配置部との間に段差があっても、可撓性基板２０の電極端子との接続を確実に行うことができる。
【００２１】
インクジェットヘッド１０の個別電極端子１５は、インクジェットヘッドの小型化、高密度化に伴い、極めて細く、かつピッチ間も狭い高密度化へと進んでいる。そのため、個別電極端子１５の接着面積が小さいことから、特に最も端に位置する個別電極端子１５と可撓性基板２０の個別電極端子２１との接着強度が問題となってくる。
本実施形態では、インクジェットヘッド１０および可撓性基板２０において、これら個別電極端子１５、２１のさらに外側の両端部に共通電極部１６、２２を設け、共通電極部１６、２２同士を接続することにしている。共通電極部１６、２２は個別電極端子１５、２１に比べて接着面積が大きいので、接着強度も大きい。しかも、共通電極部１６、２２は両側の外端部に配置されているため、振動等の外力を受けた場合でもその影響が上記切れ目部２５の存在と相俟って、最も端に位置する個別電極端子１５、２１の接着強度に及ぶことはない。そのため、個別電極端子１５、２１の電気的導通（接続）の信頼性が非常に高いものとなる。
【００２２】
また、両側の外端部に配置される共通電極部１６、２２も電気的に接続されているため、さらに接着面積が大きいことから、インピーダンスが低くなり、その結果、インクジェットヘッド１０の応答性などの吐出性能の安定性、信頼性がさらに向上するものとなる。
また、可撓性基板２０では、両側の外端部に共通電極部２２を設けることによって、方向性がなくなるため、図１のようにインクジェットヘッド１０の左右（あるいは前後）に可撓性基板２０を接続する場合には、従来のように左右別々に可撓性基板を用意する必要がなくなり、組立や管理面で非常に有利であり、かつコスト低減につながる。
【００２３】
以上のように、インクジェットヘッド１０の電極端子（個別電極端子１５、共通電極部１６）と可撓性基板２０の電極端子（個別電極端子２１、共通電極部２２）が高い信頼性でもって接続される。
このインクジェットヘッド１０の動作を簡単に説明すると、可撓性基板２０のＩＣ２３からの信号によってインクジェットヘッド１０の個別電極端子１５と共通電極部１６の間に駆動電圧が印加されると、圧力発生手段である振動板１２１と対向電極１１１間に静電気力が発生し、この静電気力によって振動板１２１は対向電極１１１側に引きつけられ、インク室１２２の容積が増加する。ついで、駆動電圧をオフにすると、振動板１２１は弾性力で復元し、インク室１２２の容積を急減に減少させるため、そのときのインク室１２２内の圧力によってインク滴をノズル１３１より吐出させる。そして、インク室１２２内には共通インク室１２３からインクが流路１３２を通じて補給され、次の吐出動作に移る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のインクジェットヘッドの接続前の状態を示す概略斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明のインクジェットヘッドの電極端子接続部の平面図。
【図４】本発明の可撓性基板の電極端子接続部の下面図。
【図５】インクジェットヘッドと可撓性基板の接続状態を示す拡大断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１０  インクジェットヘッド、１１  アクチュエータ基板、１２  キャビティ基板、１３  ノズル基板、１４  インクジェットヘッドの電極端子接続部、１５  インクジェットヘッドの個別電極端子、１６  インクジェットヘッドの共通電極部、１７  開口部、１８  封止用接着剤、２０  可撓性基板、２１  可撓性基板の個別電極端子、２２  可撓性基板の共通電極部、２３  ＩＣ、２４  電極、２５  切れ目部、３０  異方性導電接着剤、１１１  対向電極、１２１  振動板、１２２  インク室、１２３  共通インク室、１３１  ノズル、１３２  流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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