(57)【要約】【課題】  フレキシブル基板と実装部における接続信頼性を向上させる、液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】  第１基板には、駆動素子が配設されるとともに、同駆動素子を外部と接続するために引き出す複数の電極が露出する実装部を有している。第２基板は、第１基板と積層して密着され、前記駆動素子を覆い、開口部を有して前記実装部を外部に露出させつつ実装部を取り囲むように形成されている。フレキシブル基板はその接続部により、前記実装部の先端の露出電極部分に接続される。また、補強材は、前記フレキシブル基板における先端部位と、当該先端部位を取り囲む上記第２基板との間に充填されて固化するので、接続強度を補強する。さらに、前記第２基板の前記フレキシブル基板に対向する端部には、角を取り去った凹部が設けられている。【選択図】  図5
2013136215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
該第１基板上に設けられた駆動素子と、
該駆動素子の電極から引き出された実装部と、
前記第１基板の前記駆動素子側に積層された前記駆動素子を内包するが前記実装部を外部とする第２基板と、
該第２基板の前記第１基板と反対側に設けられたケース部材と、
前記実装部に接続される接続部を有するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板における前記駆動素子の実装部に対する接続強度を補強する補強材と、を備え、
前記第２基板の前記第１基板側と逆側端のうち、前記フレキシブル基板側には、凹部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記補強材の前記第１基板からの高さは前記凹部の縁よりも下面にある請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記請求項１または請求項２のいずれかに記載の液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置。
【請求項４】
前記第１基板は流路形成基板であり、前記第２基板はリザーバー形成基板であり、これらは積層され、前記第２基板には積層方向に連通する開口が形成され、同開口にて露出することになる前記第１基板の部位に前記実装部が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれかに記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記第２基板における前記第１基板とは反対の側には所定のシートを介して第３基板が積層され、前記凹部は同シートにて被覆されていない部分に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
駆動素子が配設され、同駆動素子を外部と接続するために引き出す複数の電極が露出する実装部を有する第１基板と、
前記第１基板と積層して密着され、前記駆動素子を覆い、前記実装部を外部に露出させつつ前記実装部を取り囲むように形成される第２基板と、
前記実装部に対して先端の露出電極部分を導電性接着剤にて電気的に接続される接続部を有するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板における先端部位と、当該先端部位を取り囲む上記第２基板との間で接続強度を補強するように充填されて固化する補強材と、を備え、
前記第２基板における前記フレキシブル基板の先端部位を取り囲む部位の前記第１基板とは反対の端部は、同取り囲む部位の周面を下げるように角を取り去った凹部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記凹部は、前記フレキシブル基板を取り囲む環状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記凹部は、階段状に複数のへこみとして形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記凹部は、へこみの中にさらにへこみが形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記凹部に加え、当該凹部を取り囲むように前記フレキシブル基板とは反対の側に溝状の凹部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド、液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロデバイスを製造する方法の一つとして液滴吐出法（インクジェット法）が提案されている。この液滴吐出法は、デバイスを形成するための材料を含む機能液を液滴状にして、液滴吐出ヘッドより吐出する方法である。また、液滴吐出ヘッドは、インクジェット式記録ヘッドとして認識されており、一般的な画像印刷にも使用されている。なお、液滴吐出は液体噴射の一概念であり、以下において液体噴射として説明する。
このような液体噴射ヘッドでは、従来のワイヤーボンディングによる接続に起因する問題を解消するため、アウターリードとして機能する配線パターンを予め形成したフレキシブル基板（可撓性基板）を用いて、アウターリードボンディング（ＯＬＢ：Outer Lead Bonding）接続を行うことでワイヤー同士の短絡等の不都合を生じさせることなく、駆動素子（圧電素子）と駆動デバイス（駆動回路部）との間の電気的接続を行うことが行われてきている。（例えば、特許文献１）。さらに、液体噴射ヘッドの一部である封止板とフレキシブル基板との間には、補強材（ポッティング剤）が充填され、この補強材によりフレキシブル基板を強固に保持している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２７７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体噴射ヘッドの一部である封止板とフレキシブル基板との間隔は狭く、また補強材の粘性のため本来密着すべき部位には空隙が残ることがある。このような意図しない空隙があると、封止板とケース部材の接着剤部を通してインクの溶剤が侵入してきたときに、毛細管現象によって積極的に同溶剤を引き込んでしまう。
【０００５】
ところで、フレキシブル基板は、駆動素子への配線パターンとＡＣＰ（anisotropic Conductive paste）接続部を介して電気的に接続している。
しかし、上述したように引き込まれた溶剤は、このＡＣＰ接続部を膨潤させ、結果的に駆動素子への配線パターンとの接続不良を発生させる。
本発明は、フレキシブル基板と実装部における接続信頼性を向上させる、液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、該第１基板上に設けられた駆動素子と、該駆動素子の電極から引き出された実装部と、前記第１基板の前記駆動素子側に設けられた前記駆動素子を内包するが前記実装部を外部とする第２基板と、該第２基板の前記第１基板と反対側に設けられたケース部材と、前記実装部に接続される接続部を有するフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板における前記駆動素子の実装部に対する接続強度を補強する補強材と、を備え、前記第２基板の前記第１基板側と逆側端のうち、前記フレキシブル基板側には、凹部が設けられた構成としている。
【０００７】
上記のように構成した本発明では、第１基板には、駆動素子が配設されるとともに、同駆動素子を外部と接続するために引き出す複数の電極が露出する実装部を有している。第２基板は、第１基板と積層して密着され、前記駆動素子を覆い、開口部を有して前記実装部を外部に露出させつつ実装部を取り囲むように形成されている。フレキシブル基板はその接続部により、前記実装部の先端の露出電極部分に接続される。また、補強材は、前記フレキシブル基板における先端部位と、当該先端部位を取り囲む上記第２基板との間に充填されて固化するので、接続強度を補強する。さらに、前記第２基板の前記フレキシブル基板に対向する端部には、角を取り去った凹部が設けられている。
【０００８】
このような液体噴射ヘッドからインクを吐出するが、インクの溶剤は流路に生じるクラックなどから漏出することもあり、各部へ浸透しようとする。特に、第２基板は第１基板における前記実装部を外部に露出させる形状となっているため、ケース部材や第２基板の表面を伝わる溶剤は同実装部に向けて浸透しようとする。しかし、前記第２基板の前記第１基板側と逆側端のうち、前記フレキシブル基板側には、凹部が設けられているので、同凹部がこのような溶剤を表面張力による毛細管現象によって吸引して引き留める（トラップ）作用を奏する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ケース部材や第２基板の表面を伝わるインクの溶剤などを凹部によって引き留めるため、溶剤は容易には前記実装部に浸透しなくなり、ＡＣＰ接続部を膨潤させ、結果的に駆動素子への配線パターンとの接続不良を発生させることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】液体噴射ヘッドの外観斜視図である。
【図２】液体噴射ヘッドの分解斜視図である。
【図３】液体噴射ヘッドをノズル開口側から見た斜視図の一部破断図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図５】フレキシブル基板の接続部を拡大して示す断面図である。
【図６】凹部の変形例を示す平面図である。
【図７】凹部の変形例を示す斜視図である。
【図８】凹部の変形例を示す斜視図である。
【図９】凹部の変形例を示す斜視図である。
【図１０】液体噴射装置の概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、液体噴射ヘッドの短手方向（ノズルの配列方向）をＸ軸方向、液体噴射ヘッドの長手方向（Ｘ軸方向と直交する方向）をＹ軸方向、液体噴射ヘッドの厚さ方向（すなわちＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向）をＺ軸方向とする。
【００１２】
＜液体噴射ヘッド＞
本発明の液体噴射ヘッド（液体噴射ヘッド）の一実施形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は液体噴射ヘッドの一実施形態に係る構成を示す外観斜視図、図２は液体噴射ヘッドの分解斜視図、図３は液体噴射ヘッドをノズル開口側から見た斜視図の一部破断図、図４は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、図５はフレキシブル基板の接続部を拡大して示す断面図、図６はフレキシブル基板の平面図である。
液体噴射ヘッド１は、図１に示すように、ノズル基板２１と、ノズル基板２１の上面に設けられた流路形成基板２２（第１基板）と、流路形成基板２２の上面に設けられて圧電素子２３の駆動により変位する振動板２４と、振動板２４の上面に設けられたリザーバー形成基板２５（第２基板）（第１基板における駆動素子側に設けられている）と、リザーバー形成基板２５の上面側（第２基板における第１基板とは反対側）に設けられるケース部材（第３基板）１０１と、圧電素子（駆動素子）２３とドライバーＩＣ（駆動回路部）２６とを電気的に接続するフレキシブル基板２７とを備えた基体１Ａを主体に構成されている。なお、本実施形態においては、一つの基体１Ａにより液体噴射ヘッドを構成しているが、複数の基体１Ａをユニット化することで液体噴射ヘッドを構成するようにしてもよい。
【００１３】
ケース部材１０１は、例えばプラスチックによって構成されている。このケース部材１０１は、液体噴射ヘッド１を後述するような液体噴射装置に搭載する際の取付け部材として利用されるものである。
図３に示されるように、ノズル基板２１は、例えばステンレスやガラスセラミックスやプラスチックやシリコンによって構成されており、ノズル基板２１を貫通する貫通孔であって機能液の液滴を吐出するノズル開口３１が複数形成されている。そして、Ｙ軸方向に複数並んで形成されたノズル開口３１によって、第１から第４のノズル開口群３１Ａ〜３１Ｄが構成されている。ここで、第１ノズル開口群３１Ａと第２ノズル開口群３１ＢとはＸ軸方向に関して対向配置され、第３ノズル開口群３１Ｃと第４ノズル開口群３１ＤとはＸ軸方向に関して対向配置されている。また、第３ノズル開口群３１Ｃは第１ノズル開口群３１Ａに対してＹ軸方向で隣り合うように形成され、第４ノズル開口群３１Ｄは第２ノズル開口群３１Ｂに対してＹ軸方向で隣り合うように形成されている。
【００１４】
なお、図３では、第１から第４のノズル開口群３１Ａ〜３１Ｄがそれぞれ６個のノズル開口３１によって構成されているように示されているが、実際には、例えば７２０個程度のノズル開口３１が形成されている。
流路形成基板２２は、例えば剛体であるシリコン単結晶によって形成されており、複数の隔壁３５は、流路形成基板２２の母材であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングすることで形成されている。
また、流路形成基板２２の下面には例えば接着剤や熱溶着フィルムなどを介してノズル基板２１が固定されている一方、流路形成基板２２の上面には振動板２４が設けられている。
【００１５】
そして、複数の隔壁３５を有する流路形成基板２２と、ノズル基板２１と、振動板２４とで囲まれた空間によって、ノズル開口３１より吐出される機能液が配置される圧力発生室３６が形成されている。この圧力発生室３６は、第１から第４のノズル開口群３１Ａ〜３１Ｄのそれぞれを構成する複数のノズル開口３１に対応するようにして、Ｙ軸方向に複数並んで形成されている。
そして、第１ノズル開口群３１Ａに対応して形成された複数の圧力発生室３６によって第１圧力発生室群３６Ａが構成される。同様に、第２ノズル開口群３１Ｂに対応する複数の圧力発生室３６によって第２圧力発生室群３６Ｂが構成され、第３ノズル開口群３１Ｃに対応する複数の圧力発生室３６によって第３圧力発生室群３６Ｃが構成され、第４ノズル開口群３１Ｄに対応する複数の圧力発生室３６によって第４圧力発生室群３６Ｄが構成されている。第１圧力発生室群３６Ａと第２圧力発生室群３６ＢとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置され、第３圧力発生室群３６Ｃと第４圧力発生室群３６ＤとはＸ軸方向に関して互いに対向するように配置されている。
【００１６】
第１圧力発生室群３６Ａを構成する複数の圧力発生室３６の一方の端部は、リザーバー３７の一部を構成する供給路３８を介して連通部３９により互いに連通されている。連通部３９は、流路形成基板２２に形成された貫通孔であって、後述するリザーバー部５１に接続されている。
同様に、第２〜第４圧力発生室群３６Ｂ〜３６Ｄを構成する圧力発生室３６の端部も、それぞれ供給路３８を介して連通部３９によって互いに連通されている。
【００１７】
流路形成基板２２とリザーバー形成基板２５との間に配置された振動板２４は、流路形成基板２２の上面を覆うように設けられた弾性膜４１と、弾性膜４１の上面に設けられた下電極膜４２とを備えている。弾性膜４１は、例えば厚さ１〜２μｍ程度の二酸化シリコンによって形成されており、下電極膜４２は、例えば厚さ０．２μｍ程度の白金などによって形成されている。なお、本実施形態において、下電極膜４２は、複数の圧電素子２３に共通する電極となっている。
【００１８】
振動板２４を変位させるための圧電素子２３、すなわち駆動素子は、下電極膜４２の上面に設けられた圧電体膜４５と、圧電体膜４５の上面に設けられた上電極膜４６と、上電極膜４６の引出配線であるリード電極４７（端子部）とを備えている。
圧電体膜４５は、例えば厚さ１μｍ程度の金属酸化物によって構成されている。また、上電極膜４６は、例えば厚さ０．１μｍ程度の白金などによって構成され、リード電極４７は、例えば厚さ０．１μｍ程度の金などによって構成されている。なお、リード電極４７と下電極膜４２との間には、絶縁膜（図示略）が設けられている。
【００１９】
圧電素子２３は、複数のノズル開口３１及び圧力発生室３６のそれぞれに対応するように複数設けられている。すなわち、圧電素子２３は、ノズル開口３１ごと（圧力発生室３６ごと）に設けられている。そして、上述のように、下電極膜４２が複数の圧電素子２３の共通電極として機能し、上電極膜４６及びリード電極４７が複数の圧電素子２３の個別電極として機能する。
また、第１ノズル開口群３１Ａを構成する各ノズル開口３１と対応するようにＹ軸方向に複数並んで設けられた圧電素子２３により、第１圧電素子群２３Ａが形成される。同様に、第２ノズル開口群３１Ｂと対応する第２圧電素子群２３Ｂが形成され、第３ノズル開口群３１Ｃと対応する第３圧電素子群（図示略）が形成され、第４ノズル開口群３１Ｄと対応する第４圧電素子群（図示略）が形成されている。これら第１圧電素子群２３Ａと第２圧電素子群２３Ｂとは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されている。また、第３圧電素子群と第４圧電素子群とは、Ｘ軸方向において互いに対向するように配置されている。
【００２０】
なお、圧電素子２３は、圧電体膜４５、上電極膜４６及びリード電極４７に加えて下電極膜４２を含むものであってもよい。すなわち、本実施形態における下電極膜４２は、圧電素子２３としての機能と振動板２４としての機能とを兼ね備える構成としてもよい。また、本実施形態では、弾性膜４１及び下電極膜４２によって振動板２４が構成されているが、弾性膜４１を省略して下電極膜４２が弾性膜４１の機能を兼ね備える構成としてもよい。
【００２１】
リザーバー形成基板２５は、例えば流路形成基板２２と同一材料であるシリコン単結晶をエッチングすることで形成されている。また、リザーバー形成基板２５は、例えば熱酸化により表面に絶縁膜が形成された状態となっている。なお、リザーバー形成基板２５としては、流路形成基板２２の熱膨張率とほぼ同一の熱膨張率を有する材料によって形成されていることが好ましく、例えばガラスやセラミックス材料などを用いてもよい。
リザーバー形成基板２５には、図４に示すように、連通部３９のそれぞれと対応するリザーバー部５１がＹ軸方向に延びるように形成されている。このリザーバー部５１と上述した連通部３９とによってリザーバー３７が構成される。
【００２２】
また、リザーバー形成基板２５には、各連通部３９の側壁に接続されて各連通部３９に機能液を導入する導入路５２が形成されている。
また、リザーバー形成基板２５の上面には、コンプライアンス基板５３が接合されている。このコンプライアンス基板５３は、封止膜５４及び固定板５５を有する。
封止膜５４は、例えば厚さ６μｍ程度のポリフェニレンスルフィドフィルムのような剛性が低く可撓性を有する材料によって形成されている。そして、封止膜５４によってリザーバー部５１の上部が封止されている。
【００２３】
また、固定板５５は、例えば厚さ３０μｍ程度のステンレス鋼のような金属などの硬質の材料によって形成されている。この固定板５５のうち、リザーバー部５１に対応する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部５６となっている。したがって、リザーバー部５１の上部は、可撓性を有する封止膜（シート）５４のみによって封止されたものとなっており、したがって、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部５７となっている。また、コンプライアンス基板５３上には、上記ケース部材１０１が設けられている。
【００２４】
また、リザーバー部５１の外側のコンプライアンス基板５３及びケース部材１０１には、導入路５２に連通してリザーバー部５１に機能液を供給するための機能液導入口５８が形成されている。通常、機能液導入口５８からリザーバー部５１に機能液が供給されると、例えば圧電素子２３の駆動時の機能液の流れや周囲の熱などによってリザーバー部５１内に圧力変化が生じる。しかしながら、上述のように、リザーバー部５１の上部が封止膜５４のみによって封止された可撓部５７となっているので、この可撓部５７が撓み変形してその圧力変化を吸収する。したがって、リザーバー部５１内は一定の圧力に保持される。なお、他の部分は固定板５５によって十分な強度に保持されている。また、ケース部材１０１は、可撓部５７の変形を損なわないように可撓部５７に非接触状態で設けられている。
【００２５】
リザーバー形成基板２５のＸ軸方向における中央部には、Ｙ軸方向に延びる溝状の開口部６０が形成されている。これらの開口部６０は、Ｘ軸方向に並んだ２つずつの開口部６０がＹ軸方向に延びる壁部２５Ａにより仕切られており、それぞれの開口部６０からＸ軸方向外側の領域に、第１から第４圧電素子群２３Ａ〜２３Ｄを振動板２４との間で封止する第１および第２封止部６１Ａ，６１Ｂと、第３および第４封止部とが形成されている。より詳しくは、第１封止部６１Ａは、第１圧力発生室群３６Ａに対応する第１圧電素子群２３Ａを振動板２４との間で封止し、第２封止部６１Ｂは第２圧電素子群２３Ｂを封止している。第３封止部および第４封止部は、図４には記載されていないが、第３および第４圧電素子群を封止している。
【００２６】
リザーバー形成基板２５のうち、圧電素子２３と対向する領域には、圧電素子２３の運動を阻害しない程度の空間が確保されており、この空間を密封可能な圧電素子保持部６２が形成されている。圧電素子保持部６２は、第１および第２封止部６１Ａ，６１Ｂと、第３および第４封止部のそれぞれに形成されており、第１から第４の圧電素子群２３Ａ〜２３Ｄを覆う大きさで形成されている。また、圧電素子２３のうち、少なくとも圧電体膜４５は、この圧電素子保持部６２内に密封されている。
【００２７】
このように、リザーバー形成基板２５は、圧電素子２３を外部環境から遮断し、圧電素子２３を封止するための封止部材としての機能を有している。リザーバー形成基板２５で圧電素子２３を封止することにより、水分などの外部環境による圧電素子２３の破壊を防止することができる。なお、本実施形態では、圧電素子保持部６２の内部を密封した状態としただけであるが、例えば圧電素子保持部６２内の空間を真空や、窒素またはアルゴン雰囲気などとすることで圧電素子保持部６２内を低湿度に保持することができ、圧電素子２３の破壊をより確実に防止することができる。
【００２８】
また、第１封止部６１Ａの圧電素子保持部６２によって封止されている圧電素子２３のうち、リード電極４７の一方の端部は、第１封止部６１Ａの外側まで延びており、開口部６０において露出した流路形成基板２２上に配置されている。
同様に、第２封止部６１Ｂの圧電素子保持部６２によって封止される圧電素子２３のうち、リード電極４７の他方の端部は、第２封止部６１Ｂの外側まで延びており、開口部６０において露出した流路形成基板２２上に配置されている。また、第３及び第４封止部の圧電素子保持部６２によって封止される圧電素子２３のうち、リード電極４７の一部が、第３及び第４封止部の外側まで延びており、第３及び第４封止部同士の間に設けられた開口部６０において露出した流路形成基板２２上に配置されている。
【００２９】
また、ケース部材１０１のＸ軸方向における中央部には、Ｙ軸方向に沿って形成される開口部１０２が形成されている。この開口部１０２は、少なくとも上記リザーバー形成基板２５に形成された開口部６０の開口領域を含む大きさとされており、図１、２に示されるようにフレキシブル基板２７の保持領域（内壁面）１０３が切欠状に形成されている。以下、リザーバー形成基板２５の開口部６０及びフレキシブル基板２７の開口部により構成される開口を総称して、貫通開口部（開口部）１５０と呼ぶ。
【００３０】
リザーバー形成基板２５に開口部６０が形成されることにより、このリザーバー形成基板２５は、圧電素子群２３Ａ〜２３Ｄ（駆動素子）を第１封止部６１Ａと第２封止部６１Ｂ等で内包しつつも、フレキシブル基板２７が接続されることになる実装部は開口部６０内にあって外部としている。すなわち、外部からの配線たるフレキシブル基板２７は同開口部６０を介して実装部に接続され、実装部と外部とを電気的に接続することになる。
【００３１】
また、リザーバー形成基板２５における上記開口部６０の上端は、角部を取り、内側にへこむ凹部２５Ｄを形成してある。すなわち、前記第２基板の前記第１基板側と逆側端のうち、前記フレキシブル基板２７側に凹部２５Ｄが設けられていることになる。この凹部２５Ｄは、エッチングで形成することになるが、結晶構造の性質に基づき、奥側にて直交する二壁面を有する凹部２５Ｄとなる。このため、液体はその表面張力により同凹部２５Ｄの内側では、全体的には角部に吸い込まれるような力を受け、保持される。すなわち、この凹部２５Ｄにはインクの溶剤を保持するトラップ作用を生じることになる。また、深さ等を含めた大きさの点でも、トラップ作用を生じる程度の大きさに形成している。むろん、この凹部２５Ｄは、上記封止膜（シート）５４やケース部材１０１によって被覆されていないようにしている。
【００３２】
すなわち、リザーバー形成基板２５（第２基板）における開口部６０を取り囲む部位の流路形成基板２２（第１基板）とは反対の端部は、開口部６０の周面を下げるように角を取り去った凹部２５Ｄが設けられていることになる。また、開口部６０の上端である開口側の端部に凹部２５Ｄが形成され、開口部６０はリザーバー形成基板２５（第２基板）の流路形成基板２２（第１基板）とは反対の端部で開口形状が大型化するように環状に形成された部位となる。
【００３３】
言い換えると、第１基板には、駆動素子が配設されるとともに、同駆動素子を外部と接続するために引き出す複数の電極が露出する実装部を有している。第２基板は、第１基板と積層して密着され、前記駆動素子を覆い、前記実装部を外部に露出させつつその周囲を取り囲むように形成されている。フレキシブル基板はその接続部により、前記実装部に対して先端の露出電極部分を導電性接着剤にて電気的に接続される。また、補強材は、前記フレキシブル基板における先端部位と、当該先端部位を取り囲む上記第２基板との間に充填されて固化するので、接続強度を補強する。さらに、前記第２基板における前記フレキシブル基板の先端部位を取り囲む部位の前記第１基板とは反対の端部は、同取り囲む部位の周面を下げるように角を取り去った凹部が設けられている。
【００３４】
このため、導電性接着剤がフレキシブル基板と実装部とを電気的に接続する部位に向かって、第２基板の表面をインクの溶剤などが伝わってきた場合、同部位に到達する前に、同溶剤は第２基板の上方の表面から第１基板側の側に落ちていく必要がある。しかし、この部位には上述した凹部２５Ｄが設けられているので、この部分で表面張力に基づく毛細管現象によってインクの溶剤は吸引される。
【００３５】
ドライバーＩＣ２６は、例えば回路基板や駆動回路を含む半導体集積回路（ＩＣ）を有するドライバーＩＣであり、第１から第４のノズル開口群３１Ａ〜３１Ｄに応じて４つ設けられている。各ドライバーＩＣ２６は、フレキシブル基板２７の一方の面の所定領域（実装部）２７Ａにフリップチップ実装されている。
このようなドライバーＩＣ２６が実装されたフレキシブル基板２７は、図２に示されるようにケース部材１０１及びリザーバー形成基板２５の貫通開口部１５０内に一端側が挿入された状態とされている。フレキシブル基板２７は、貫通開口部１５０の底面に露出する圧電素子２３のリード電極４７とドライバーＩＣ２６とを電気的に接続している。なお、貫通開口部１５０は、リザーバー形成基板２５において、流路形成基板２２との積層方向に開口していることになる。
【００３６】
具体的には、フレキシブル基板２７は、ドライバーＩＣ２６の実装領域と端子部７３との間を折り曲げて、端子部７３側の端部すなわち接続部２７ｂを貫通開口部１５０（図４，５）内に挿入させることで、貫通開口部１５０に配置されているリード電極４７と端子部７３とを接続している。端子部７３とリード電極４７とは、例えば異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などの導電性接着剤７９によって接続されている。以下、端子部７３とリード電極４７との接続構造をＯＬＢ接続部１００と称す。
【００３７】
フレキシブル基板２７の接続部２７ｂには、先端に圧電素子２３のリード電極４７に接続される複数の電極が備えられている。ＯＬＢ接続部１００には、フレキシブル基板２７に働く曲げ応力や引張力によって負荷が加わった状態となる。フレキシブル基板２７に曲げ力や引張力が働くと、フレキシブル基板２７の幅方向における端部に応力が集中する。また、ＯＬＢ接続部１００を構成する接続部２７ｂにおいては、同様に幅方向における端部に応力が集中するため接合強度が低下するおそれがある。これに対し、本実施形態では、フレキシブル基板２７における圧電素子（駆動素子）２３のリード電極４７との接続強度、すなわちＯＬＢ接続部１００の接続強度を補強すべく、例えば接着剤などからなる補強材８１を介してフレキシブル基板２７を貫通開口部１５０の内壁面２８ａに固定している。
【００３８】
上述したように、ケース部材１０１とリザーバー形成基板２５には貫通開口部１５０が形成されており、フレキシブル基板２７のの先端部位が挿入された状態とされ、ケース部材１０１とリザーバー形成基板２５の側面と、同フレキシブル基板２７の先端部位との間に、接着剤からなる補強材８１が充填され、固化する。すなわち、補強材８１にてフレキシブル基板２７を貫通開口部１５０の内壁面２８ａに固定している。
【００３９】
本実施例においては、貫通開口部１５０にてフレキシブル基板２７の先端部位を取り囲んでいるが、必ずしも全周を取り囲む必要はなく、一部が途切れている形状であっても良い。また、補強材８１は、フレキシブル基板２７と第２基板であるリザーバー形成基板２５の内壁面２８ａとの間に充填されるが、さらにフレキシブル基板２７の先端の上部や他の部位に充填されて固化しても構わない。フレキシブル基板２７は先端が屈曲されて貫通開口部１５０の開口に向けてほぼ垂直に屈曲されているが、引き出される方向は必ずしもこの方向に限らない。
【００４０】
凹部２５Ｄは、第２基板であるリザーバー形成基板２５における上記貫通開口部１５０に面している内壁面２８ａの上端部分に設けられている。この角部分を取り去るように内側にへこむ凹形状となっているので、リザーバー形成基板２５の内壁面２８ａの高さは下がることになる。
そして、本実施例では、このように凹部２５Ｄを形成しつつ、補強材８１を充填するときにその上端高さが凹部２５Ｄよりも低くなる量としている。補強材８１は、固化するときに容積が収縮する。このため、量が多いと収縮する際の力が大きくなりリザーバー形成基板が反ることもある。しかし、補強材８１を充填するときにその上端高さが凹部２５Ｄよりも低くなる量とすることで、容積が収縮する際の力を制限し、リザーバー形成基板２５が反らないようにすることができる。同時に、補強材８１としての接着剤を充填するときには表面張力によって壁面を登ろうとするが、そもそも周面の高さが凹部２５Ｄによって低くなり、固化する際に表面を収縮させることで生じる力が弱くなるので、リザーバー形成基板２５が反りにくくなる。
【００４１】
凹部２５Ｄは、開口部６０の上端の全周にわたって開口を大きくするように形状とされている。しかし、必ずしも全周に形成される必要はない。たとえば、図６に示すように全周には位置するものの連続的である必要はなく、断続的に形成されていてもよい。
また、図７に示すように、凹部２５Ｄは、階段状にへこむ形状としても良い。このような階段状にへこむ形状としても、フレキシブル基板２７を取り囲む部位の周面を下げていることになる。補強材８１としての接着剤を充填するときに何らかの理由で下のへこみを超えたとしてもそのまま上端までせり上がるのではなく、最初のへこみの部分である程度の接着剤が吸引されることになる。そして、各段毎にこれを繰り返すので、全体としてせり上がる高さを抑えることができる。また、ケース部材１０１の側から伝わってきた溶剤は階段状の凹部２５Ｄを伝わるときに二度にわたってへこみの奥側に吸引され、容易に下方に伝わらないようにすることができる。
【００４２】
また、へこむ形状として二面が９０度で接する単純な形状だけではなく、図８に示すように、へこむ形状の中に更に溝２５Ｄ１を形成するような構造も可能である。すなわち、へこみを形成する面に更にへこみを形成している。このようにすれば、ケース部材１０１の側からの延面距離を稼ぐことにもなり、溶剤が容易に導電性接着剤にたどり着けなくなる。また、接着剤を充填するときにへこみの高さを超える量だったとしても、超えた分量は溝２５Ｄ１に吸引され、より高くなるということを防止できる。このようにすると固化時に収縮してリザーバー形成基板２５を反らせてしまう可能性も低くなる。
【００４３】
また、ケース部材１０１の側から伝わってくる溶剤をより吸引するための構造として、図９に示すように、角部を取り去った形の凹部２５Ｄに加えて、ケース部材１０１から見た手前側にさらに予備的な溝としての凹部２５Ｄ２を形成しても良い。このようにすれば、ケース部材１０１の側から伝わってくる溶剤は最初に凹部２５Ｄ２にて吸引されてとラップされ、吸引しきれなかった溶剤が本来の角部の凹部２５Ｄにて吸引されてとラップされることになる。
【００４４】
補強材８１は、図４，５に示すように、フレキシブル基板２７とリザーバー形成基板２５の間に入り込んだ状態で設けられている。フレキシブル基板２７とリザーバー形成基板２５の間は狭いため、後述のように補強材８１を塗布した際、毛細管力の働きによりフレキシブル基板２７とリザーバー形成基板２５との間に補強材８１を入り込んだ状態となっている。
【００４５】
したがって、フレキシブル基板２７に曲げ力や引張力が働いた際、応力が集中するフレキシブル基板２７の端部が補強材８１によって貫通開口部１５０の内壁面に固定されているので、ＯＬＢ接続部１００における接続強度を大幅に向上させることができる。
【００４６】
本実施形態によれば、補強材８１によってＯＬＢ接続部１００における接続信頼性が高い液体噴射ヘッド１を備えたものとなる。よって、ドライバーＩＣ２６と圧電素子２３との間において安定した電気的接続を得ることができ、信頼性の高い液体噴射動作を行うことができる。
（液体噴射ヘッドの製造方法）
なお、上述した構成の液体噴射ヘッド１の製造方法については、特開２０１０−２２７７１６０号に開示する方法を採用可能である。
【００４７】
＜液体噴射装置＞
次に、前述した液体噴射ヘッド１を備えた本発明の液体噴射装置（液体噴射装置）ＩＪの一例について、図１０を参照しながら説明する。図１０は液体噴射装置ＩＪの概略構成を示す斜視図である。
図１０において液体噴射装置ＩＪは、液体噴射ヘッド１と、駆動軸４と、ガイド軸５と、外部コントローラーＣＴと、ステージ７と、クリーニング機構８と、基台９と、ヒーター６とを備えている。なお、液体噴射ヘッド１は、不図示のキャッリッジにケース部材１０１を介して液体噴射装置ＩＪに取付けられている。ステージ７は、液体噴射ヘッド１によって機能液が吐出される基板Ｐを支持するもので、基板Ｐを基準位置に固定する不図示の固定機構を備えたものである。液体噴射ヘッド１のノズル開口部からは、ステージ７に支持されている基板Ｐに対し、機能液が吐出されるようになっている。
【００４８】
駆動軸４には駆動モーター２が接続されている。駆動モーター２はステッピングモーター等からなるもので、外部コントローラーＣＴからＹ軸方向の駆動信号が供給されると、駆動軸４を回転させるようになっている。駆動軸４が回転すると、液体噴射ヘッド１はＹ軸方向に移動する。ガイド軸５は基台９に対して動かないように固定されている。ステージ７は、駆動モーター３を備えている。駆動モーター３はステッピングモーター等からなるもので、外部コントローラーＣＴからＸ軸方向の駆動信号が供給されると、ステージ７をＸ軸方向に移動するようになっている。
【００４９】
外部コントローラーＣＴは、液体噴射ヘッド１に対して液体噴射を制御するための電圧を供給する。さらに、外部コントローラーＣＴは、駆動モーター２に対して液体噴射ヘッド１のＹ軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給するとともに、駆動モーター３に対してステージ７のＸ軸方向への移動を制御する駆動パルス信号を供給する。
クリーニング機構８は液体噴射ヘッド１をクリーニングするものであって、図示しない駆動モーターを備えている。この駆動モーターの駆動により、クリーニング機構８はガイド軸５に沿ってＸ軸方向に移動する。クリーニング機構８の移動も外部コントローラーＣＴにより制御される。ヒーター６は、ここではランプアニールにより基板Ｐを熱処理する手段であり、基板Ｐ上に塗布された機能液に含まれる溶媒の蒸発及び乾燥を行うようになっている。このヒーター６の電源の投入及び遮断も、外部コントローラーＣＴによって制御されるようになっている。
【００５０】
そして、液体噴射装置ＩＪは、液体噴射ヘッド１と基板Ｐを支持するステージ７とを相対的に走査しつつ基板Ｐに対して液滴を吐出する。
このような液体噴射装置ＩＪにあっては、凹部２５Ｄを形成しているので、液体噴射ヘッド１から何らかの原因でインクが漏出し、ケース部材１０１の表面を伝わって開口部６０内に入り込んできたとしても、導電性接着剤７９に接する前にリザーバー形成基板２５の表面に沿って伝わろうとするときに、まず、その上端の角部に設けられた凹部２５Ｄに吸収される。このため、開口部６０の中の補強材８１の隙間に入り込んで導電性接着剤７９が溶剤を吸引して膨潤し、導通不良を生じることを防止できる。そして、信頼性を高くすることができる。
【００５１】
なお、前述した実施形態において、液体噴射ヘッド１より吐出される機能液としては、液晶表示デバイスを形成するための液晶表示デバイス形成用材料、有機ＥＬ表示デバイスを形成するための有機ＥＬ形成用材料、電子回路の配線パターンを形成するための配線パターン形成用材料などを含むものとする。これにより、液体噴射装置ＩＪは、液体噴射法に基づいて吐出した機能液によって、前記各デバイスを製造することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、ドライバーＩＣ２６を実装したフレキシブル基板２７を圧電素子２３のリード電極４７に接合する場合について説明したが、実装部２７Ａを開口部内から突出させた状態でフレキシブル基板２７をリード電極４７と接合した後、実装部２７Ａに対してドライバーＩＣ２６を実装するようにしてもよい。
また、当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
【００５３】
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１… 液体噴射ヘッド、２２…流路形成基板（第１基板）、２３…圧電素子（駆動素子）、２５…リザーバー形成基板（第２基板）、２５Ｄ…凹部、２６…ドライバーＩＣ（駆動回路部）、２７…フレキシブル基板、２７Ａ…実装部、２７ｂ…接続部、２８ａ…内壁面、４７…リード電極（端子部）、６０…開口部、６２…圧電素子保持部、８１…補強材、１０１…ケース部材、１０２…開口部、１５０…貫通開口部（開口部）、ＩＪ…液体噴射装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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