(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電層の一方の面に複数の駆動電極が近接配置されて成る圧電ユニットと、
シート状基材、および該シート状基材に設けられて前記駆動電極に導電材を介して電気的に接続される複数の給電端子を有し、前記圧電ユニットの前記一方の面に積層される配線ユニットとを備え、
前記駆動電極は、前記給電端子から導電材を介して電気信号を受電する受電端子と、前記電気信号により前記圧電層の活性部に電界を生じさせる電極部とを有し、該電極部は、所定の方向へ延設された略帯状を成し、前記受電端子は、前記電極部の延設方向の一方の端部に配設されており、
前記電界によって前記活性部を変形駆動させ、該圧電ユニットの他方の面に積層された流路ユニットが有する液体流路内の液体を外部へ吐出すべく構成されており、
更に、前記給電端子に貫通孔が形成されると共に前記シート状基材には前記貫通孔に連通する凹部が形成され、前記貫通孔と前記凹部とにより、前記シート状基材と前記圧電ユニットとの積層時に前記導電材のうち余剰分が収容される導電材収容部が形成されており、
該導電材収容部の中心軸線が、前記駆動電極が有する受電端子の平面視での中心位置に対して前記電極部側に偏心して位置するように構成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記導電材収容部は、前記駆動電極において前記受電端子よりも前記電極部側の部分の幅寸法と略同一の開口幅を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記シート状基材が有する凹部は、該シート状基材における前記圧電ユニット側とは反対側の面へ貫通する貫通孔を成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記給電端子は、前記圧電ユニット側からみて前記給電端子に形成された貫通孔を取り囲むように環状を成す環状露出部を有し、前記導電材は該環状露出部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記導電材はハンダであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の液滴吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電層の一方の面に複数の駆動電極が近接配置されて成る圧電ユニットと、駆動電極に導電材を介して電気的に接続される複数の給電端子を有して圧電ユニットの一方の面上に積層される配線ユニットとを備える液滴吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液滴吐出ヘッドとして、例えばインクジェットプリンタ装置に搭載されるものなどは、インクをノズル孔まで導く流路（チャンネル）の高密度化が要望されている。ここで、液滴吐出ヘッドとしては特許文献１に開示されているようなものがあり、具体的には、複数のノズル孔までインクを導く複数の流路が形成された流路ユニットと、該流路ユニットの上面に積層されて流路内のインクに吐出圧力を付与すべく圧電層が積層されて成る圧電ユニットと、該圧電ユニットの上面に配設された複数の駆動電極へ駆動信号を出力する配線ユニットとから構成されている。このうち圧電ユニットが有する各駆動電極は、流路ユニットの各流路途中に設けられた圧力室に対応する電極部と、配線ユニットが有する複数の給電端子に対して導電材を介して個々に接続される円盤形状の接続端子とから構成されている。そして、ハンダ等の導電材は、この円盤形状の接続端子に載せられている。
【０００３】
ところで、駆動電極の接続端子と給電端子とは、ハンダ等の導電材を介して配線ユニットと圧電ユニットとが積層されて接続されるが、そのハンダの容量が少ないと、そのハンダ高さが十分でなくて両端子間を接合できなかったり、ハンダの配置領域が狭くて接続端子と給電端子とが位置ズレを起こして積層されたときに接合不良を起こすなどの問題がおこりやすい。また、機械的な接合強度も弱くなる。そのため、ハンダの容量は多少多めに設定されている。ハンダは、その表面張力により多少多めに設定されても流れ出さない。しかしながら、その加熱圧着時に溶融したハンダのうち、加圧力のバラツキや、ハンダ量のばらつきなどの影響で、接続端子と給電端子との間に介在された状態からあふれ出た余剰分が周辺へ流れ出した場合に、余剰分のハンダが圧力室上の圧電層に付着して硬化すると、圧電層の変形が妨げられて圧力室内のインクへ吐出圧力を付与するのが困難となる。そこで、特許文献１では、平面視したときに圧力室が占める領域より外方に離れて接続端子を配置することにより、該接続端子外へ余剰ハンダが流れ出たとしても、圧力室上の圧電層に付着しにくく該圧電層の変形が妨げられないようにしている。
【特許文献１】特開２００６−６２２１１号公報（図７参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような構成の場合、接続端子が電極部から比較的離隔して設けられるため、各駆動電極の寸法が大きくなってしまい、上述したようなチャンネルの高密度化の要望に応えるのが困難になってしまう。また、圧力室が占める領域外であっても、余剰ハンダ等の導電材が圧電層上に流れ出して硬化すると、圧電層の変形が阻害される可能性が残る。更に、流れ出た余剰の導電材が隣接する他の駆動電極に近接していると、その状態で長期間が経過する間に、駆動電極から金属イオンが拡散（イオンマイグレーション）していき、これが近接する余剰の導電材にまで到達してしまう可能性がある。このようになると、隣接する駆動電極同士が導通状態となるため、これらの駆動電極に対応する流路内の液体を、個別に吐出制御することができなくなってしまう。なお、このような事情は、例示したインクジェットプリンタ装置が備える液滴吐出ヘッドに限られず、他の装置に搭載されるものにも該当しうる。
【０００５】
そこで本発明は、余剰の導電材の付着によって圧電層の変形が阻害されるのを防止すると共に、イオンマイグレーションの発生を防止し、更には駆動電極の大型化を抑制することができる液滴吐出ヘッド、及びこれに用いられる配線ユニット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】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、圧電層の一方の面に複数の駆動電極が近接配置されて成る圧電ユニットと、シート状基材、および該シート状基材に設けられて前記駆動電極に導電材を介して電気的に接続される複数の給電端子を有し、前記圧電ユニットの前記一方の面に積層される配線ユニットとを備え、前記駆動電極は、前記給電端子から導電材を介して電気信号を受電する受電端子と、前記電気信号により前記圧電層の活性部に電界を生じさせる電極部とを有し、該電極部は、所定の方向へ延設された略帯状を成し、前記受電端子は、前記電極部の延設方向の一方の端部に配設されており、前記電界によって前記活性部を変形駆動させ、該圧電ユニットの他方の面に積層された流路ユニットが有する液体流路内の液体を外部へ吐出すべく構成されており、更に、前記給電端子に貫通孔が形成されると共に前記シート状基材には前記貫通孔に連通する凹部が形成され、前記貫通孔と前記凹部とにより、前記シート状基材と前記圧電ユニットとの積層時に前記導電材のうち余剰分が収容される導電材収容部が形成されており、該導電材収容部の中心軸線が、前記駆動電極が有する受電端子の平面視での中心位置に対して前記電極部側に偏心して位置するように構成されている。
【０００７】
このような構成とすることにより、給電端子と受電端子とは、その間に導電材が介在された状態で余剰分の導電材が導電材収容部内に収容されるため、給電端子外へ流れ出す余剰分を少なくすることができる。従って、駆動電極の小型化及び流路の高密度化を図ることができると共に、圧電層に付着・硬化してその変形を阻害したり、イオンマイグレーションが生じたりするのを防止することができる。また、導電材収容部と受電端子とを上記のように偏心して配設しているため、受電端子から電極部側へ向かって流れ込もうとする導電材を、途中に位置する導電材収容部にて捕捉することができる。従って、電極部への導電材の流れ込みを防止でき、電極部に付着・硬化した導電材によって該電極部に対応する圧電層の変形が阻害されるのを防止することができる。
【０００８】
また、前記導電材収容部は、前記駆動電極において前記受電端子よりも前記電極部側の部分の幅寸法と略同一の開口幅を有していてもよい。このような構成とすることにより、駆動電極上を受電端子から電極部側へ向かう余剰の導電材を、より確実に導電材収容部にて捕捉することができる。
【０００９】
また、前記シート状基材が有する凹部は、該シート状基材における前記圧電ユニット側とは反対側の面へ貫通する貫通孔を成していてもよい。このような構成とすることにより、導電材収容部において導電材の余剰分を収容できる容積を大きく確保することができる。
【００１０】
また、前記給電端子は、前記圧電ユニット側からみて前記給電端子に形成された貫通孔を取り囲むように環状を成す環状露出部を有し、前記導電材は該環状露出部に設けられていてもよい。このような構成とすることにより、外形の等しい円盤形状の給電端子に比べて上記環状露出部は表面積が小さくなるため、ここに載せられる導電材の容量は少なくなる。従って、給電端子外へ流れ出す余剰分をより少なくすることができる。また、このような給電端子は、表面積が小さくなりつつも所定の外形寸法を確保できるため、圧電ユニット側から見たときに給電端子と駆動電極とが重複する領域を大きく確保することができる。つまり、導電材の配置領域を所定寸法確保できるため、圧電ユニットと配線ユニットとの積層時に、多少の位置ズレにもかかわらず、導電材を介して給電端子と駆動電極とを確実に接続することができる。更には、導電材の容量を少なくしつつも、給電端子からの高さ寸法を比較的大きく確保することができるため、圧電ユニットと配線ユニットとの積層時に、給電端子上の導電材を、確実に駆動電極に接続することができる。
【００１１】
また、前記導電材はハンダであってもよい。このような構成により、一般に圧電ユニットと配線ユニットとの接続に用いられているハンダを導電材とする場合にも、電気的かつ機械的に確実に接続できるとともに、上述したような作用効果を期待することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、余剰の導電材の付着によって圧電層の変形が阻害されるのを防止すると共に、導電材によるイオンマイグレーションの発生を防止し、更には駆動電極の大型化を抑制することができる液滴吐出ヘッド、及びこれに用いられる配線ユニットを提供することができる。
【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に係る液滴吐出ヘッドについて図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る液滴吐出ヘッドが搭載されたキャリッジの断面図であり、液滴吐出ヘッドとしてインクジェットプリンタ装置のインクジェットヘッドを例示している。なお、図１（ａ）は前記インクジェットヘッドを一側方から見たときの断面図を示しており、図１（ｂ）はこのインクジェットヘッドを図１（ａ）中のA-A線で切断したときの断面図を示している。
【００１５】
図１に示すように、このキャリッジ１は、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、及びブラックなどの各色のインク（液体）を、後述の流路ユニット１０へ互いに独立して供給するインクタンク３と、このインクタンク３を収容して保持するホルダケース４と、このホルダケース４の下部に支持フレーム５を介して取り付けられるインクジェットヘッド６とを備えている。また、このインクジェットヘッド６は、後述する図２及び図３に示すように複数枚のプレートが積層接着されて内部に液体流路１０ａ（図２参照）を有する流路ユニット１０の上面に圧電ユニット１１が積層接着され、該圧電ユニット１１の上面に配線ユニット（チップオンフィルム）１２が更に積層接合されて構成されている。配線ユニット１２には駆動回路であるドライバＩＣ５１（図３参照）が接続され、ドライバＩＣ５１は、本体側からの印字データをもとに選択的に圧電ユニット１１を駆動させる駆動信号を出力している。このようなインクジェットヘッド６を備えるキャリッジ１は、公知のインクジェットプリンタ装置と同様に、被記録紙の紙面と平行に移動可能に構成され、移動しつつインクジェットヘッド６からインク液滴を吐出することにより、紙面上に画像を形成することができる。
【００１６】
図２は、図１に示すキャリッジ１が備えるインクジェットヘッド６の拡大断面図であり、図３は、このインクジェットヘッド６を流路ユニット１０と圧電ユニット１１と配線ユニット１２と支持フレーム５とに分解したときの斜視図である。
【００１７】
図２に示すように、インクジェットヘッド６が有する流路ユニット１０は、圧力室プレート２０、第１スペーサプレート２１、絞りプレート２２、第２スペーサプレート２３、第１共通液室プレート２４、第２共通液室プレート２５、ダンパープレート２６、カバープレート２７、及びノズルプレート２８が、この順に上方から配設されてそれぞれ積層接着された構成となっている。
【００１８】
これらのうち、ノズルプレート２８はポリイミド等の樹脂シートで、それ以外の各プレート２０〜２７は４２％ニッケル合金鋼板（４２合金）やステンレス等の金属板であり、平面視で何れも長方形状を成し、各々５０〜１５０μｍ程度の肉厚を有している。各プレート２１〜２７には、エッチング、レーザ加工、又はプラズマジェット加工等により、液体流路（チャンネル）１０ａを構成する開孔又は凹部が形成されている。
【００１９】
流路ユニット１０の最下層のノズルプレート２８には、微小径のインク滴吐出用のノズル孔２８ａが、微小間隔で多数個穿設されていて、ノズル孔２８ａはノズルプレート２８の長辺方向（図３のＸ方向）に沿って延びる列状に配置され、短辺方向（図３のＹ方向）に５列設けられている。また、流路ユニット１０において最上層に位置する圧力室プレート２０には、複数の圧力室３１となる複数の圧力室孔２０ａが、圧力室プレート２０をその厚み方向に貫通して形成され、ノズル孔２８ａに対応してＸ方向に沿って列状に、Ｙ方向に５列設けられている。圧力室孔２０ａは、Ｙ方向に長い平面視細長形状をなし、その長手方向（Ｙ方向）がノズル孔２８ａの列と直交する方向（Ｘ方向）に沿うように配置されている。これら複数の圧力室孔２０ａは、上方から圧電ユニット１１が積層され、下方から第１スペーサプレート２１が積層されることにより、内部空間を有する複数の圧力室３１を形成する。
【００２０】
第１スペーサプレート２１からカバープレート２７のそれぞれには、各圧力室３１の一端部に連通し、各ノズル孔２８ａにまで連通するノズル連通流路３６となる各開口が貫通形成され、また、第１スペーサプレート２１と絞りプレート２２と第２スペーサプレート２３には、共通インク室３５と圧力室３１の他端部とを連通する接続流路３３となる各開口２１ａ、２３ａおよび絞り孔２２ａが貫通形成されている。
【００２１】
また、２枚の共通液室プレート２４、２５には、圧力室３１の列方向（Ｘ方向）に配置された位置に対応する下方位置にて、その列方向（Ｘ方向）に沿って延設された共通インク室３５となる共通インク室孔２４ａ、２５ａが各共通液室プレート２４、２５をその厚み方向に貫通して形成され、流路ユニット１０の短辺方向（Ｙ方向）に５列設けられている。また、ダンパープレート２６には、共通液室３５との対向面とは反対側の面を凹み形成してその肉厚を薄肉にさせたダンパ壁２６ａが、共通液室３５の形状と対応してＹ方向に５列形成され、第２スペーサプレート２３、２枚のマニホールドプレート２４、２５、ダンパプレート２６、及びカバープレート２７がこの順で積層されることによって、共通液室３５およびダンパスペース２６ｂが形成される。更にカバープレート２７には、複数のノズル孔２８ａを有するノズルプレート２８が下方から積層接着されている。
【００２２】
これらの各プレート２０〜２８が積層されていることで、連通された開孔や溝が構成され、インクが通流するインク流路１０ａが構成されている。即ち、インク流路１０ａは、共通インク室３５から接続流路３３、圧力室３１、ノズル連通流路３６およびノズル２８ａからなる。上記構成により、インクタンク３（図１参照）から流路ユニット１０内に供給されたインクは、共通インク室３５、接続流路３３、圧力室３１、及びノズル連通流路３６を順に通り、ノズル２８ａへと導かれる。
【００２３】
なお、圧力室プレート２０から第２スペーサプレート２３までの各プレート２０〜２３には、その各長手方向（Ｘ方向）の一端部に、上下の位置を対応させて、４色のインクに対応する４つのインク供給口３４が穿設されている（図３参照）。インクタンク３からの４色のインクは、このインク供給口３４にそれぞれ独立して供給される。インク供給口３４は、第１および第２共通液室プレート２４、２５の共通液室３５の長手方向の一端部に連通していて、インク供給口３４からの各インクを共通液室３５に供給される。なお、使用頻度の高い黒インクが流入するインク供給口３４は、他より大型に形成されると共に２つの共通液室３５のＸ方向の一端部に連通し、２つのインク流路１０ａと繋がっている。他のインク供給口３４は、それぞれ互いに独立した１つの共通液室３５のＸ方向の一端部に連通し、残りのインク流通路１０ａと繋がっている。このように流路ユニット１０は、５つのインク流路を有しており、インクジェットヘッド６は、４種のインクを互いに独立して吐出可能に構成されている。
【００２４】
インク供給口３４は、図１にあるように、インクジェットヘッド６が支持プレート５を介してホルダケース４に取り付けられたときに、ホルダケース４に塔載されているインクタンク３のインク色ごとの各インク流出口３ａおよび支持プレート５の各インク接続口５ｃと連通して接続される。（図１、図３参照）
一方、図３に示すように、圧電ユニット１１は平面視でＸ方向に長い長方形状の外観形状を成しており、また、図２に示すように、多数枚のＸ方向に長い長方形状の圧電シート４０〜４５と絶縁性を有するトップシート４６とが積層されて構成されている。圧電シート４０〜４５は、夫々の厚みが略３０μｍ程度のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミックス材料から構成されている。
【００２５】
各圧電シート４０〜４５のうち、最下層の圧電シート４０から上方へ数えて偶数番目の圧電シート４１，４３の上面には、各圧力室３１の位置に個別に対応するよう配置された多数の個別電極４７が、圧力室３１が形成する各列に対応するよう５列に印刷形成されている。また、最下層の圧電シート４０から上方へ数えて奇数番目の圧電シート４０，４２，４４の上面には、平面視したときに個別電極４７を列ごとに全てを覆うように配置された共通電極４８が印刷形成されている。そして、個別電極４７及び共通電極４８は、各圧電シート４０〜４５及びトップシート４６の側端面又は図示しないスルーホールに設けた図示しない中継配線を介し、トップシート４６の上面に設けられた複数の駆動電極４９（図３も参照）と電気的に接続されている。
【００２６】
駆動電極４９は、個別駆動電極４９ａと共通駆動電極４９ｂとを有している。このうち、個別電極４７にスルーホールを介して導通された個別駆動電極（駆動電極）４９ａは、アクチュエータの上面の平面視でＸ方向に細長形状で圧力室２０と重なるように列状に設けられており、圧力室２０に対応して５列形成されている。また、共通駆動電極４９ｂは、複数の個別駆動電極４９ａの集合を挟んだＸ方向の両端部（短辺）に沿って帯状に形成され、共通電極とスルーホールを介して導通し、グランドに接地されている。なお、各電極４７、４８および駆動電極４９は、Ａｇ−Ｐｄ系の導電材料でスクリーン印刷されている。
【００２７】
また、圧電ユニット１１は、流路ユニット１０よりもその外形形状が小さく、流路ユニット１０のＸ方向の一端部にあるインク供給口３４を露出させるように配設され、圧電ユニット１１の個別電極４７と流路ユニット１０の圧力室３１とが平面視で対向した位置になるように積層接合されている。
【００２８】
この圧電ユニット１１の上面には、配線ユニット１２の一端部が接合される。配線ユニット１２は可撓性帯状の配線部材であって、その一端部には、圧電ユニット１１上面の駆動電極４９に対応して複数の給電端子５０を有し、該給電端子５０は、配線ユニット１２の他端部に設けられたドライバＩＣ５１（図３参照）との間で導線５３ａ（図４参照）により電気的に接続されている。また、詳しくは後述するが、給電端子５０には導電材を成すハンダ５２がハンダバンプとなって付着しており、圧電ユニット１１とその上面に積層された配線ユニット１２とは、バーヒーターなどで加熱加圧させて溶融したハンダ５２を介して給電端子５０と駆動電極４９とが電気的に接続される。
【００２９】
このような構成を成すインクジェットヘッド６は、以下のようにして動作し、ノズル孔２８ａからインク滴を吐出する。即ち、インクタンク３のインク流出口３ａから、支持プレート５のインク接続孔５ｃおよび、インク供給口３４にインクが供給される。インク供給口３４には図示しないフィルタが取り付けられている。インク供給口３４から流路ユニット１０内に供給されたインクは、共通液室３５、接続通路３３、圧力室３１、及びノズル連通流路３６から成るインク流路１０ａ内に充填されている。この状態でドライバＩＣ５１が印字データに従って選択的に駆動電位を配線ユニット１２から圧電ユニット１１へ付与し、複数の個別電極４７を選択的に所定電位にすると、電位が付与された個別電極４７と共通電極４８との間に電位差が生じ、圧電シート４１〜４４の活性部（エネルギー発生部）に電界が作用して積層方向の歪み変形が発生する。ここで活性部とは、各圧電シート４１〜４４において個別電極４７と共通電極４８とに挟まれた部分をいい、実質的には上述したような積層方向の歪み変形が生じる部分をいう。そして、このように活性部が変形すると、対応する圧力室３１内へ圧電シートが突出するため、圧力室３１の内圧が上昇し、内部の液体がノズル通路３６を通じてノズル孔２８ａから外部へ吐出される。
【００３０】
このようなインクジェットヘッド６は、図３に示すように矩形枠状を成す支持フレーム５によってホルダケース４（図１参照）に支持される。より具体的に説明すると、図３に示すように支持フレーム５は、平面視長方形状のプレート部材で、その平面視外形形状は流路ユニット１０よりも大きく、その中央部分に平面視長方形状の開口５ａが貫通形成された枠形状を成している。また、支持フレーム５の長手方向（Ｘ方向）の一端部には、インク接続孔５ｃがＹ方向に沿って４つ貫通形成されていて、インクタンク３のインク流出口３ａと流路ユニット１０のインク供給口３４とを連通する。開口５ａは、圧電ユニット１１の平面視外形寸法より若干大きい開口面積を有し、支持フレーム５は、開口５ａ内に配線ユニット１２の一端部が接続された圧電ユニット１１が位置し、且つ配線ユニット１２の他端部が開口５ａから引き出されるようにして、流路ユニット１０の上面１０ｂに接着固定される。
【００３１】
この際、支持フレーム５において開口５ａを形成する内周部５ｂと、圧電ユニット１１の外周部１１ａとの間には、流路ユニット１０の上面１０ｂを底面とする空隙路６０が形成される。そして、この空隙路６０には液状封止剤６６（図２参照）が充填され、支持フレーム５と流路ユニット１０、および圧電ユニット１１との接合境界（隙間）を封止している。
【００３２】
そして、このように流路ユニット１０に支持フレーム５が接着固定された状態で、該支持フレーム５はホルダケース４の底部に、接着剤４ａによって取り付けられる（図１（ａ）参照）。この接着剤４ａは、支持フレーム５の外周部の全周にわたって塗布され、流路ユニット１０のノズルプレート２８の下面（ノズル孔２８ａが外部へ向かって開口する側の面）から支持フレーム５の外側を通って圧電ユニット１１へ至る経路は、この接着剤４ａによって閉鎖されるようになっている。
【００３３】
ところで、上述したように、圧電ユニット１１の駆動電極４９と配線ユニット１２の給電端子５０とは、導電材を成すハンダ５３によって電気的に接続されるが、加熱・加圧により溶融したハンダ５３のうち余剰分が周辺へ流れ出してしまうと、隣接する駆動電極４９，４９間または給電端子５０，５０間が導通してしまったり、余剰ハンダ５３がトップシート４６の上面に付着して硬化することにより活性部の変形を阻害するという事態が生じる可能性がある。そして、本実施の形態に係るインクジェットヘッド６では、このような余剰ハンダ５３に起因する事態の発生を防止することのできる構成を備えている。以下、このような構成について説明する。
【００３４】
（実施例１）
図４は配線ユニット１２の平面図であり、図５は積層された圧電ユニット１１及び配線ユニット１２を部分的に切り欠いて示す部分拡大図、そして図６は、図５に示す圧電ユニット１１及び配線ユニット１２をVI-VI線で切断したときの断面図である。なお、図６中の（ａ）は、圧電ユニット１１及び配線ユニット１２が対向配置されて接着されていない状態を、（ｂ）は両者が接着された状態をそれぞれ示している。
【００３５】
図４〜図６に示すように、配線ユニット１２は可撓性帯状のシート状基材１２ａを有し、その基材１２ａの下面側に給電端子５０や導線５３から成る導電層が形成されている。更に、この導電層とシート状基材１２ａとを、該シート状基材１２ａの略全面にわたって覆うように、ポリイミドや感光性ソルダレジストなどから成る被覆層７０が積層されている。また、図４に示すように、シート状基材１２ａは、第１領域１２１を有する一端側が圧電ユニット１１と接合され、第２領域１２２を有する他端側へＹ方向に延設されていて、第２領域１２２にはドライバＩＣ５１（図３も参照）が実装されている。
【００３６】
導電層には、その第１領域１２１に複数の給電端子５０が配設されている。より詳しくは、第１領域１２１においてシート状基材１２ａの幅方向（Ｘ方向）の両端部分には、圧電ユニット１１の共通電極４８に導通する駆動電極（共通駆動電極）４９ｂと接続される共通給電端子５０ｂが、それぞれ列状に配設されている。そして、両端部分の共通給電端子５０ｂに挟まれる領域には、圧電ユニット１１の個別電極４７に導通する駆動電極（個別駆動電極）４９ａと接続される個別給電端子５０ａが列状に複数列だけ配設されている。
【００３７】
隣接する個別給電端子５０ａ間を通って、各個別給電端子５０ａから第２領域１２２のドライバＩＣ５１までを接続する複数の出力用導線５３ａがＹ方向に引き出されており、第２領域１２２のドライバＩＣ５１からは他端側に設けられた図示しない端子まで接続する入力用導線５３ｂがシート状基材１２ａ上にパターン形成されている。また、配線ユニット１２の幅方向（Ｘ方向）の両端には、Ｙ方向に沿って他端部まで伸びる共通電極用導線５３ｃが第１領域１２１から第２領域１２２にかけて帯状にパターン形成されている。
【００３８】
これらの導線層は絶縁性の被覆層７０に覆われ、個別給電端子５０ａは、これに対応する位置で被覆層７０を部分的に除去して形成した開孔７０ａ（６参照）によりその一部が圧電ユニット１１側へ露出される。また、共通給電端子５０ｂは、配線された帯状の共通電極用導線５３ｃを覆う被覆層７０の一部を除去して形成した開孔（図示せず）を通じて、共通電極用導線５３ｃの一部が圧電ユニット１１側へ露出されることで、共通電極端子５０ｂを成している。つまり、共通給電端子５０ｂは、共通電極用導線５３ｃそのものである。
【００３９】
図５に示すように、圧電ユニット１１のトップシート４６の上面には帯状の駆動電極４９が配設されており、この図５では個別給電端子５０ａに対応して設けられた駆動電極４９ａを示している。駆動電極４９ａは、圧力室２０と対応した帯状を成して所定方向（Ｙ方向）へ延設された電極部４９ｃと、該電極部４９ｃにおいてその延設方向の一方の端部に設けられた受電端子４９ｄとから構成され、受電端子４９ｄ上には断面視ドーム状に突起した銀ペースト８０が設けられている。このような駆動電極４９ａは、流路ユニット１０が有する圧力室３１に対応して電極部４９ｃが位置するように配設されており、隣接する駆動電極４９ａは比較的近接して位置している。
【００４０】
なお、銀ペースト８０は、導電材を介して受電端子４９ｄと個別給電端子５０ａとの電気的及び機械的な接続性をより良くするために設けられていて、銀だけでなく、ガラスフリットを含んだ金ペースト等でもよい。また、突起形状であれば、断面視ドーム状だけでなく、断面視長方形状や、中心部分を貫通または窪ませた円環状であってもよい。また、駆動電極４９ａは、電極部４９ｃと受電端子４９ｄとを連通する細幅部分４９ｅを有しているが、圧力室２０に電極部４９ｃが対応し、且つ電極部４９ｃの延設方向の一端側に位置する受電端子４９ｄが個別給電端子５０ａに対応していれば、このような形状に限らない。
【００４１】
図６にも示すように、配線ユニット１２が有する個別給電端子５０ａは、駆動電極４９ａの受電端子４９ｄに対応して配設されている。この個別給電端子５０ａは、円盤部材の中心部を切り欠いて貫通孔８１ａを形成したような円環状を成しており、その周縁部が被覆層７０によって覆われている。即ち、本実施の形態においては、円環状を成す個別給電端子５０ａと被覆層７０の開孔７０ａとが、互いの中心を略一致させるように位置している。開孔７０ａは、被覆層７０の圧電ユニット側の面（導電層とは反対側の面）から導電層側に向かって縮径したテーパー状の断面形状を成し、ハンダ５２が付着されていない状態では、個別給電端子５０ａの外径より小さい開口径を有する開孔７０ａを通じて、個別給電端子５０ａが圧電ユニット１１側へ露出している。そして、この露出部分は、受電端子４９ｄに対向するようにして円環状に露出する環状露出部８１を成している。
【００４２】
この環状露出部８１には導電材を成すハンダ５２が付着されており、このハンダ５２も環状露出部８１の形状に対応して円環状を成している。また、図６（ａ）に示すように、環状露出部８１に付着されたハンダ５２は、シート状基材１２ａからの高さ寸法Ｈ１が被覆層７０の厚み寸法Ｈ２より若干大きくなるように設定されている。
【００４３】
図６（ｂ）に示すように、このような圧電ユニット１１と配線ユニット１２とを積層し、加熱・加圧すると、円環状のハンダ５２の頂部が突起状の銀ペースト８０に接着し、個別給電端子５０ａと駆動電極４９とが電気的に接続される。この場合において、個別給電端子５０ａの環状露出部８１は中央部分が切り欠かれて貫通孔８１ａが形成されているため、この貫通孔８１ａの部分にはハンダ５２が設けられていない。そのため、従来の円盤上の露出部に対して、中央部分が切り欠かれないハンダ５２が設けられる場合と比べて、ハンダ５２の容量は少なくて済んでいる。従って、積層接着時に生じるハンダ５２の余剰分が低減されるため、環状露出部８１から流れ出て、駆動電極４９の電極部４９ｃや圧電ユニット１１のトップシート２６にハンダ５２の余剰分が付着・硬化するのを抑制することができ、イオンマイグレーションの発生も抑制することができる。
【００４４】
また、このようにハンダ５２の余剰分がトップシート２６に付着・硬化するのを抑制できるため、圧電ユニット１１の活性部の変形が阻害されるのを防止する目的で、駆動電極４９において電極部４９ｃから受電端子４９ｄを大きく離隔して設ける必要もない。従って、受電端子４９ｄを電極４９ｃに近接配置して、駆動電極４９の小型化を図ることが可能である。
【００４５】
また、ハンダ５２の容量を低減しつつも、環状露出部８１の外形寸法は従来と同程度に確保することができるため、圧電ユニット１１側から見たときに個別給電端子５０ａの環状露出部８１と駆動電極４９の受電端子４９ｄとが重複する領域を大きく確保することができる。つまり、ハンダ５２の配置領域が従来と同程度に確保されているため、圧電ユニット１１と配線ユニット１２との積層時に、多少の位置ズレが生じたとしても、ハンダ５２を介して環状露出部８１と受電端子４９ｄとを確実に接続することができる。また、ハンダ５２は、円環状であるため、銀ペースト８０と接続されたときに、その接合状態が断面視でフィレット状になるため、ハンダ容量が低減しつつも、機械的な接続強度を補うことができる。さらに、ハンダ５２の配置領域が従来と同程度に確保されるため、ハンダ容量が低減しても接続強度を比較的大きく確保できる。更には、ハンダ５２の容量を低減しつつも、環状露出部８１の表面からのハンダ高さ寸法を比較的大きく確保することができるため、圧電ユニット１１と配線ユニット１２との積層時に、環状露出部８１上のハンダ５２を、確実に受電端子４９ｄに接続することができる。
【００４６】
また、受電端子４９ｄの銀ペースト８０は、突起形状であるため、受電端子４９ｄと個別給電端子５０ａ上のハンダ５２との接合距離を短くなり、またハンダ５２が押しつぶされやすくなるため、確実に接続することができる。銀ペースト８０の断面視形状が、中央部分が貫通または窪んだ断面視円環状である場合には、円環状のハンダ５２との間には、その中央部分において、フィレット部分が広くなるため機械的強度を補うこともできる。
【００４７】
（実施例２）
図７は、配線ユニット１２の他の構成を示す図面であり、（ａ）は給電端子５０ａ近傍の拡大平面図を示し、（ｂ）は側面断面図を示している。なお、図７における側面断面図では、シート状基材１２ａを被覆層７０の下方に配置し、且つ、配線ユニット１２を圧電ユニット１１の下方に配置した態様を示している。本実施例における圧電ユニット１１と配線ユニット１２とは、このような配置状態で、上下方向から加圧され、更に加熱されて接合される。
【００４８】
図７に示す配線ユニット１２は、図６に示したものに比べると、ハンダ５２のうち余剰分を収容するハンダ収容部８５を有している点で異なっている。より詳しく説明すると、図７に示すように、配線ユニット１２が有するシート状基材１２ａには、個別給電端子５０ａが有する貫通孔８１ａに連通するように、圧電ユニット１１に対向する側に開口した凹部１２ｂが形成されており、貫通孔８１ａと凹部１２ｂとによってハンダ収容部８５が構成されている。
【００４９】
そして、図７（ｂ）に示す状態から、上記のような配線ユニット１２を圧電ユニット１１に積層して加熱・加圧すると、図６（ｂ）に示したものと同様に、円環状のハンダ５２の頂部が銀ペースト８０に接着し、個別給電端子５０ａと駆動電極４９とが電気的に接続される。そして、図７（ｂ）に示す構成の場合は、ハンダ５２は、個別給電端子５０ａと駆動電極４９との間に介在された状態で余剰分が貫通孔８１ａを通じてハンダ収容部８５へ収容されるようになっている（図中の矢印参照）。従って、ハンダ５２の余剰分が駆動電極４９の電極部４９ｃや圧電ユニット１１のトップシート２６に流れ出るのを、より効果的に抑制することができる。
【００５０】
このとき、銀ペースト８０が突起形状であるため、給電端子５０ａ上のハンダ５２を押しつぶしやすく、余剰分をハンダ収容部８５へ収容させやすい。なお、図７（ｂ）に示すように、配線ユニット１２の被覆層７０の表面上において、個別給電端子５０ａよりも電極部４９ｃ側へ余剰分のハンダが流れ出た場合に、毛細管力によってこの流れ出たハンダを収容すべく、被覆層７０にその表面から窪ませたハンダ収容溝８６を設けてあってもよい。なお、凹部１２ｂの断面視形状はこの形状に限らず、凹部１２ｂの開口面よりも奥部においてその断面積が広くなった段差形状であってもよいし、深さ方向に直交する何れかの方向へ偏心していてもよい。その他の構成については、既に実施例１で説明したものと同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５１】
（実施例３）
図８は、圧電ユニット１１及び配線ユニット１２の他の構成を示す図面であり、（ａ）は給電端子５０ａ近傍の拡大平面図を示し、（ｂ）は側面断面図を示している。なお、図８における側面断面図においても、シート状基材１２ａを被覆層７０の下方に配置し、且つ、配線ユニット１２を圧電ユニット１１の下方に配置した態様を示している。そして、本実施例における圧電ユニット１１と配線ユニット１２とは、このような配置状態で、上下方向から加圧され、更に加熱されて接合される。
【００５２】
図８に示す構成では、配線ユニット１２に形成されたハンダ収容部８５の中心軸線８５ａが、駆動電極４９ａの受電端子４９ｄの平面視での中心位置Ｃ１に対して、電極部４９ｃ側に偏心して位置している。また、ハンダ収容部８５は、駆動電極４９ａにおいて受電端子４９ｄよりも電極部４９ｃ側の細幅部分４９ｅの幅寸法Ｗ１と略同一の開口幅Ｗ２を有している（図８（ａ）参照）。
【００５３】
そして、図８（ｂ）に示す状態から、上記のような相対位置を維持しつつ、配線ユニット１２を圧電ユニット１１に積層して加熱・加圧すると、溶融したハンダ５２のうち余剰分が、受電端子４９ｄから細幅部分４９ｅを経て電極部４９ｃへ向かうのを抑制することができる。即ち、受電端子４９ｄから電極部４９ｃへ向かう途中の細幅部分４９ｅにて、ハンダ収容部８５にて補足することができるため、これより電極部４９ｃ側へ余剰分が流れ込むのを防止することができる。なお、その他の構成および各種変形例については既に実施例１、２で説明したものと同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００５４】
（実施例４）
図９は、配線ユニット１２の他の構成を示す図面であり、（ａ）は給電端子５０ａ近傍の拡大平面図を示し、（ｂ）は側面断面図を示している。なお、図９における側面断面図においても、シート状基材１２ａを被覆層７０の下方に配置し、且つ、配線ユニット１２を圧電ユニット１１の下方に配置した態様を示している。そして、本実施例における圧電ユニット１１と配線ユニット１２とは、このような配置状態で、上下方向から加圧され、更に加熱されて接合される。
【００５５】
図９に示す配線ユニット１２は、図７に示した配線ユニット１２において、ハンダ収容部８５を構成する凹部１２ｂが、シート状基材１２ａを貫通する貫通孔１２ｃを成している点でこれと異なっており、その他の構成については図７のものと同様になっている。
【００５６】
このような配線ユニット１２によれば、ハンダ収容部８５の容量を大きく確保することができるため、ハンダ５２からの余剰分をより多くハンダ収容部８５にて収容することができる。なお、図８に示した配線ユニット１２についても同様に、凹部１２ｂを、シート状基材１２ａを貫通する貫通孔１２ｃとすることにより、受電端子４９ｄから電極部４９ｃへ向かうハンダ５２の余剰分のより多くを、途中の細幅部分４９ｅにて捕捉することが可能となる。また、本実施例に係る圧電ユニット１１と配線ユニット１２との接合に際しては、配線ユニット１２のシート状基材１２ａ側から貫通孔１２ｃを通じてエア吸引しつつ、両者を加圧・加熱して接合してもよい。このようにすれば、ハンダの余剰分を貫通孔１２ｃへと導入しやすくなる。なお、貫通孔１２ｃおよび凹部１２ｂの断面視形状は、上述の実施例１〜３のようにこの形状に限らない。また、実施例４の場合、図７（ｂ）のハンダ収容溝８６は、凹部であってもよいが、配線ユニット１２を貫通していてもよく、その場合、貫通孔１２ｃとともにハンダ収容溝８６を通じてシート状基材１２ａ側からエア吸引をしつつ、接合を行ってもよい。このようにすれば、ハンダの余剰分がたとえ電極部４９ｃ側に流れ出してしまった後でも、ハンダ収容溝８６を通じて吸引することができ、電極部４９ｃ側への影響を少なく出来る。
【００５７】
（実施例５）
図１０は、配線ユニット１２の他の構成を示す図面であり、構成のバリエーションを示す（ａ）〜（ｅ）において、上段には拡大平面図を示し、下段には側面断面図を示している。なお、図１０における側面断面図では、シート状基材１２ａを被覆層７０の下方に配置した状態での配線ユニット１２を示している。
このうち、図１０（ａ）に示す配線ユニット１２の場合、図９に示した配線ユニット１２におけるシート状基材１２ａの下面（圧電ユニット１１との対向面とは反対側の面）に、シート状基材１２ａを貫通する貫通孔１２ｃの開口を取り囲むようにして、周壁部８７を設けた構成となっている。この周壁部８７内には貫通孔１２ｃと連通する凹状スペース８７ａが形成されており、図１０（ａ）に示す構成の場合、平面視して凹状スペース８７ａは貫通１２ｃから所定の方向へ延設するように構成されている。そして、周壁部８７は、貫通孔１２ｃの周囲においては幅寸法Ｗ３が比較的大きい一方で、貫通孔１２ｃから離隔してスペース８７ａを囲む部分においては幅寸法Ｗ４が比較的小さく構成されている。
【００５８】
また、図１０（ｂ）に示す配線ユニット１２の場合も、シート状基材１２ａの下面に周壁部８８が貫通孔１２ｃの開口を取り囲むようにして設けられている。この周壁部８８は、貫通孔１２ｃに対して同心円状に構成されており、周壁部８８によって形成される凹状スペース８８ａの中心付近に貫通孔１２ｃが位置している。
【００５９】
図１０（ｃ）に示す配線ユニット１２の場合は、シート状基材１２ａの下面に、直接的に凹状の窪み８９を形成することにより、貫通孔１２ｃに連通する凹状スペース８９ａが形成されている。この窪み８９は、平面視したときの外形が円形を成しており、本実施の形態では貫通孔１２ｃに対して同心状に設けられている。
【００６０】
図１０（ｄ）に示す配線ユニット１２の場合は、図１０（ｃ）に示した配線ユニット１２において、凹状の窪み８９の周縁部外側に、該窪み８９を取り囲むようにして周壁部９０が形成されている。そして、窪み８９と周壁部９０とによって、比較的大きな容量を有する凹状スペース９０ａが形成されている。
【００６１】
図１０（ｅ）に示す配線ユニット１２の場合は、図１０（ｃ）に示した配線ユニット１２において、凹状の窪み８９を下方から覆うようにして、シート状基材１２ａの広い範囲（実質的には、第１領域１２１（図４参照）の範囲）に被覆シート９１が積層されている。この被覆シート９１により、窪み８９内の凹状スペース８９ａは、シート状基材１２ａの下方へ向かっては閉じられた空間となっている。例えば、被覆シート９１はポリイミドである。
【００６２】
上述したような図１０（ａ）〜（ｅ）に示す各配線ユニット１２によれば、圧電ユニット１１との接合時にハンダ５２から生じた余剰分を、シート状基材１２ａの貫通孔１２ｃにて収容できると共に、更に多くの余剰分についても、貫通孔１２ｃを通じて圧電ユニット１１とは反対側へと導き、シート状基材１２ａの上面に形成された各凹状スペース８７ａ〜９０ａにて収容することができる。また、各凹状スペース８７ａ〜９０ａは、周壁部８７，８８，９０又は窪み８９内に形成されているため、ここに収容されたハンダ５２の余剰分が、凹状スペース８７ａ〜９０ａの外方へと流れ出るのを防止することができる。
【００６３】
また、図１０（ａ）〜（ｄ）に示した配線ユニット１２を圧電ユニット１１と接合する際には、配線ユニット１２のシート状基材１２ａ側から貫通孔１２ｃを通じてエア吸引しつつ、両者を加圧・加熱して接合してもよい。このようにすれば、ハンダの余剰分を貫通孔１２ｃへと導入しやすくなる。
【００６４】
また、図１０（ａ）〜（ｄ）に示す配線ユニット１２の場合、余剰のハンダ５２が、シート状基材１２ａの上面にて大気中に露出することとなる。従って、圧電ユニット１１にて生じた熱を、駆動電極４９、給電端子５０、及びハンダ５２を通じてシート状基材１２ａの上面側へ伝達し、ここで大気中へと放散することができる。また、配線ユニット１２のドライバＩＣ５１にて生じた熱についても、配線５３、給電端子５０、及びハンダ５２を通じてシート状基材１２ａの上面側へ伝達し、ここで大気中へと放散することができる。
【００６５】
一方、図１０（ｅ）に示す構成の場合、凹状スペース８９ａが被覆シート９１によって覆われているため、シート状基材１２ａの上面を伝って流れ出るのを確実に防止することができる。また、図１０（ｄ）に示す配線ユニット１２では、窪み８９と周壁部９０とによって大容量の凹状スペース９０が形成されているため、より多くの余剰分を収容することができるようになっている。なお、図１０（ｅ）に示す配線ユニット１２では、シート状基材１２ａの下面を覆う被覆層７０と上面を覆う被覆シート９１とが、同一素材又は略同一の熱膨張率を有する素材によって形成されている。たとえば、被覆層７０、被覆シート９１は、ポリイミドの同一素材を用いている。従って、余剰のハンダ５２によって伝えられた熱により、被覆層７０と被覆シート９１とが同様に膨張・収縮するため、熱によって配線ユニット１２に反りが生じるのを抑制することができる。
【００６６】
このように、図１０（ａ）〜（ｄ）に示す配線ユニット１２によれば、貫通孔１２ｃを通じてシート状基材１２ａの表裏に亘るハンダ５２を介し、圧電ユニット１１及び配線ユニット１２での発熱を大気中へ放散することができる。従って、シート状基材１２ａの上面に、金属板等から成る放熱専用の部材を設ける必要もない。その結果、圧電ユニット１１の全面の温度を均一にするのを困難にしていた、放熱部材とシート状基材１２ａとの接着不良という問題が生じなくなるため好都合である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、余剰の導電材の付着によって圧電層の変形が阻害されるのを防止すると共に、導電材によるイオンマイグレーションの発生を防止し、更には駆動電極の大型化を抑制することができる液滴吐出ヘッド、及びこれに用いられる配線ユニットに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施の形態に係る液滴吐出ヘッドが搭載されたキャリッジの断面図であり、液滴吐出ヘッドとしてインクジェットプリンタヘッドを例示している。なお、（ａ）はインクジェットヘッドを一側方から見たときの断面図を示しており、（ｂ）はこのインクジェットヘッドを図１（ａ）中のA-A線で切断したときの断面図を示している。
【図２】図１に示すキャリッジが備えるインクジェットヘッドの拡大断面図である。
【図３】インクジェットヘッドを流路ユニットと圧電ユニットと配線ユニットと支持フレームとに分解したときの斜視図である。
【図４】実施例１に係る配線ユニットの平面図である。
【図５】積層された圧電ユニット及び配線ユニットを部分的に切り欠いて示す部分拡大図である。
【図６】図５に示す圧電ユニット及び配線ユニットをVI-VI線で切断したときの断面図であり、（ａ）は、圧電ユニット及び配線ユニットが対向配置されて接着されていない状態を、（ｂ）は両者が接着された状態をそれぞれ示している。
【図７】実施例２に係る配線ユニットの構成を示す図面であり、（ａ）は給電端子近傍の拡大平面図を示し、（ｂ）は側面断面図を示している。
【図８】実施例３に係る圧電ユニット及び配線ユニットの構成を示す図面であり、（ａ）は給電端子近傍の拡大平面図を示し、（ｂ）は側面断面図を示している。
【図９】実施例４に係る配線ユニットの構成を示す図面であり、（ａ）は給電端子近傍の拡大平面図を示し、（ｂ）は側面断面図を示している。
【図１０】実施例５に係る配線ユニットの構成を示す図面であり、構成のバリエーションを示す（ａ）〜（ｅ）において、上段には拡大平面図を示し、下段には側面断面図を示している。
【符号の説明】
【００６９】
１      インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）
１０    流路ユニット
１１    圧電ユニット
１２    配線ユニット
１２ａ  シート状基材
１２ｂ  凹部
１２ｃ  貫通孔
４９，４９ａ，４９ｂ    駆動電極
４９ｃ  電極部
４９ｄ  受電端子
５０    給電端子
５１    ドライバＩＣ
５２    ハンダ（導電材）
５３ａ  導線
７０    被覆層
８０    銀ペースト
８１    環状露出部
８５    ハンダ収容部（導電材収容部）
８７ａ〜９０ａ  凹状スペース
９１    被覆シート
【図１】
0005206072.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005206072.tif 000009
【図９】
0005206072.tif 000010
【図１０】
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