JP2004114307A - インクジェットヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】ＦＰＣ基板の各導体パターンと各駆動電極とを確実に絶縁できると共に、圧電シートの変形の阻害を確実に防止することができるインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】圧電シート２０は、４枚の第１乃至第４圧電層２１〜２４を積層した構造となっている。また、第１圧電層２１上面部の各インク圧力室１９Ａに対応する位置には、相似形状の略菱形形状の駆動電極２０Ａが形成されると共に、この駆動電極２０Ａの鋭角部から連続してランドパターン２０Ｂが形成されている。また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィル３１の上面部に設けられる導体パターン３２と、ベースフィルム３１の下面部の各ランドパターン２０Ｂに対向する位置に形成されてスルーホール３３を介してこの導体パターン３２と電気的に接続されるランド接続パターン３５とが設けられ、上面部がレジスト膜３４で被覆されている。
【選択図】 図６
【解決手段】圧電シート２０は、４枚の第１乃至第４圧電層２１〜２４を積層した構造となっている。また、第１圧電層２１上面部の各インク圧力室１９Ａに対応する位置には、相似形状の略菱形形状の駆動電極２０Ａが形成されると共に、この駆動電極２０Ａの鋭角部から連続してランドパターン２０Ｂが形成されている。また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィル３１の上面部に設けられる導体パターン３２と、ベースフィルム３１の下面部の各ランドパターン２０Ｂに対向する位置に形成されてスルーホール３３を介してこの導体パターン３２と電気的に接続されるランド接続パターン３５とが設けられ、上面部がレジスト膜３４で被覆されている。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、種々の積層型の圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッドが提案されている。
例えば、従来の圧電アクチュエータとしての圧電素子（以下、ＰＺＴとする）は、各流路に対応した駆動部と支持部が形成されている。ＰＺＴの各層の内部電極（ホット電極）は、共通液室側端面でＡｇＰｄ焼付印刷にて結線され、また、共通電極（グランド電極）はノズル側端面にて同様に結線され両サイドから、共通液室端面まで電極で延長されている。また、各圧電素子を駆動する回路の出力端子と接続されているＦＰＣ（フレキシブル・プリント・ケーブル）のインクジェットヘッド接続側の導体パターンは、ホット電極と共通電極のＰＺＴの駆動電極配列と同じパターン（同一ピッチ）で配列されている。このＦＰＣの各導体パターンは上側フィルムと下側フィルムとによりサンドウィッチされて、ＦＰＣ（フレキシブル・プリント・ケーブル）を形成し、インクジェットヘッドの接合に際し、フィルムの一部が切除されて各電極が露出されている。更に、各電極の駆動電極部に接合する面にはハンダメッキが数μ〜数十μされて構成されている。これにより、ＦＰＣの各電極と駆動電極部を重ね、ハンダが溶融する温度まで接合部を加熱すれば、駆動電極部とＦＰＣの各電極とが接合される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３２０７２１号公報（段落（０００８）〜（００１１）、図１、図２及び図８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のインクジェットヘッドにおいては、ＦＰＣ基板のローコスト化のために、ＦＰＣ基板の下面部に構成される各導体パターンの表面を樹脂製の下側フィルムに替えてレジスト層を塗布して絶縁する方法が採用されている。
しかしながら、ＰＺＴの駆動電極をマトリックス状に配列し、各駆動電極の近傍位置にランドパターンを形成する場合には、ＦＰＣ基板の各電極も下面部にマトリックス状に配列される。そのため、このマトリックス状に配列された各電極の周縁部にレジスト層が形成され、このレジスト層とＰＺＴ上の各駆動電極又は各ランドパターンとの接触を避けるために、ＦＰＣの各電極上にニッケルメッキ等によりレジスト層の上側に突出するバンプを形成する必要があり、組立作業が煩雑になるという問題がある。また、半田バンプを形成して熱圧着などによって加熱接合すると、各電極周囲のレジスト層がＰＺＴの駆動電極に溶融付着して、この駆動電極下のＰＺＴの変形を阻害する虞があるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、プリント基板の一面側に導体パターンを形成すると共に、該プリント基板の他面側に導体パターンに電気的に接続されると共に、圧電シートの各駆動電極に電気的に接続する際に溶融しない凸部を有するランド接続パターンを形成して、このプリント基板の他面側を圧電シートに載置し、この凸部を各駆動電極のランドパターンに半田付けすることにより、プリント基板の他面側と各駆動電極の表面との間に所定間隔の隙間を形成することができ、圧電シートの変形の阻害を確実に防止することができるインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係るインクジェットヘッドは、複数のインク圧力室が所定間隔で形成されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートに接合されると共に、前記各インク圧力室に対向して駆動電極が形成された圧電シートと、前記圧電シートの各駆動電極に給電するための導体パターンが形成されたプリント基板とを備えたインクジェットヘッドにおいて、前記プリント基板は、一面側に前記導体パターンを形成し、他面側に前記導体パターンに電気的に接続され、前記各駆動電極に対向して配置されると共に、その配置された面を前記駆動電極に向けて前記駆動電極に電気的に接続されるランド接続パターンを形成し、前記ランド接続パターンは、前記駆動電極と電気的に接続する際に溶融しない凸部を有することを特徴とする。
【０００７】
このような特徴を有する請求項１に係るインクジェットヘッドでは、プリント基板は、一面側に導体パターンを形成し、他面側にこの導体パターンに電気的に接続され、各駆動電極に対向して配置されると共に、その配置された面を駆動電極に向けて駆動電極に電気的に接続されるランド接続パターンを形成している。そして、このランド接続パターンは、駆動電極と電気的に接続する際に溶融しない凸部を有するので、接続された圧電シートとプリント基板との間に所定隙間を確保することができ、圧電シートの変形に対する阻害を防止することができる。
【０００８】
また、請求項２に係るインクジェットヘッドは、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ランド接続パターンは、前記導電パターンとスルーホール若しくはビアホールによって電気的に接続され、前記凸部は、前記スルーホール若しくはビアホールを延長して形成されていることを特徴とする。
【０００９】
このような特徴を有する請求項２に係るインクジェットヘッドでは、ランド接続パターンは、導電パターンとスルーホール若しくはビアホールによって電気的に接続され、凸部は、スルーホール若しくはビアホールを延長して形成されているので、ランド接続パターンと導体パターンとの接続と、凸部の形成とを同時に行うことができ、製造工数の削減化を図ることができる。
【００１０】
また、請求項３に係るインクジェットヘッドは、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記圧電シート上には、前記駆動電極から前記インク圧力室に対向する領域以外の領域に引き出されたランドパターンが形成され、前記ランド接続パターンは、前記ランドパターンを介して前記駆動電極に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
このような特徴を有する請求項３に係るインクジェットヘッドでは、ランド接続パターンは、インク圧力室に対向する領域以外の領域に形成されたランドパターンを介して駆動電極に電気的に接続されているので、圧電シートの各インク圧力室に対向する領域の変形に対する阻害を更に確実に防止することができる。
【００１２】
更に、請求項４に係るインクジェットヘッドは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記プリント基板の前記一面側にのみ前記導電パターンを被覆するレジスト膜が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
このような特徴を有する請求項４に係るインクジェットヘッドでは、プリント基板の一面側にのみ導電パターンを被覆するレジスト膜が形成されているので、レジスト膜の圧電シート表面への付着を確実に防止することができ、圧電シートの変形に対する阻害を更に防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインクジェットヘッドを具体化した第１実施形態乃至第５実施形態を図面に基づき説明する。先ず、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの概略構成について図１乃至図４に基づき説明する。
図１乃至図４に示すように、インクジェットヘッド１は、略長方形に形成された薄い金属板の積層構造からなるキャビティプレート２の上に、平面視略台形状のプレート型の４枚の各圧電シート２０が千鳥状になって２列に積層された構造となっている。そして、この各圧電シート２０の各々の上側には、プリント基板としてのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ基板）３の先端部に形成される電極パターン部３Ａが載置され、後述のように電気的に接続されている（図５、図６参照）。この電極パターン部３Ａは、この圧電シート２０の形状にほぼ等しい平面視略台形状に形成されている。
また、この各圧電シート２０は、その平行対向辺（上辺及び下辺）がキャビティプレート２の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接する圧電シート２０の斜辺同士が、キャビティプレート２の幅方向にオーバーラップしている。 また、圧電シート２０が積層されるキャビティプレート２の表面には、ほぼ菱形形状に形成されたインク圧力室１９Ａが要求される印字密度に対応してマトリックス状に配列されている。また、この複数列の各インク圧力室１９Ａは、このインク圧力室１９Ａの鋭角部を互いに他の列のインク圧力室１９Ａ間に入り込ませるように高密度に配置されている。
【００１５】
また、キャビティプレート２は、略長方形の金属板の板材を９枚積層した９層構造になっている。具体的には、キャビティプレート２は、図３（Ｂ）に示すように、下層から、ノズルプレート１１、カバープレート１２、第１マニホールドプレート１３、第２マニホールドプレート１４、第３マニホールドプレート１５、サプライプレート１６、アパーチャプレート１７、スペーサプレート１８及びベースプレート１９の９枚の薄い金属板を積層した構造となっている。
また、図１に示すように、キャビティプレート２の各圧電シート２０が設けられない領域には、各圧電シート２０の上辺に対向するようにインクが供給される各インク導入口１９Ｂが２つずつ対になって長手方向に千鳥状に設けられている。また、左右両端部の各圧電シート２０の下辺の外側近傍位置にも各インク導入口１９Ｂが１つずつ設けられている。この各インク導入口１９Ｂのベースプレート１９における下端部（図１中、ベースプレート１９の下側端面部）には、インク内のゴミが侵入するのを防ぐための微細な貫通孔が多数形成される不図示のフィルタが設けられている。そして、各インク導入口１９Ｂは、各マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される後述のインクマニホールド通路に連通し、このインクマニホールド通路へインクが供給される。
【００１６】
また、図３に示すように、ノズルプレート１１には、微小径のインク噴出用のノズル１１Ａが、多数個穿設されている。また、カバープレート１２には、各ノズル１１Ａに対向する位置に該ノズル１１Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１２Ａが多数穿設されると共に、各マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される後述のインクマニホールド通路の１つの壁面を構成している。
【００１７】
また、第１マニホールドプレート１３には、前記貫通孔１２Ａに対向する位置に該貫通孔１２Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１３Ａが多数穿設されると共に、前記インクマニホールド通路を構成する溝状の孔部１３Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００１８】
また、第２マニホールドプレート１４には、前記貫通孔１３Ａに対向する位置に該貫通孔１３Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１４Ａが多数穿設されると共に、前記インクマニホールド通路を構成する溝状の孔部１４Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００１９】
また、第３マニホールドプレート１５には、前記貫通孔１４Ａに対向する位置に該貫通孔１４Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１５Ａが多数穿設されると共に、前記インクマニホールド通路を構成する溝状の孔部１５Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００２０】
また、サプライプレート１６には、前記貫通孔１５Ａに対向する位置に該貫通孔１５Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１６Ａが多数穿設されている。また、このサプライプレート１６の貫通孔１６Ａに対して上記インク圧力室１９Ａの鋭角部と反対の対角線方向で、かつ、前記孔部１５Ｂの側端縁部の近傍位置（図３（Ｂ）中、右側端縁部の近傍位置）には、インクマニホールド通路に連通してインクの供給通路を形成する貫通孔１６Ｂが多数穿設されている。
【００２１】
ここで、図３（Ｂ）に示すように、カバープレート１２の上面部、溝状の各孔部１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂ、及びサプライプレート１６の底面部によって構成され、インクを各インク圧力室１９Ａに供給する共通のインク室として働くインクマニホールド通路が長手方向に複数列形成されいてる。
【００２２】
また、アパーチャプレート１７には、前記貫通孔１６Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１７Ａが多数穿設されている。また、このアパーチャプレート１７には、各インク圧力室１９Ａのインク供給側の鋭角部の下側の位置に貫通孔１７Ｂが穿設されると共に、該貫通孔１７Ｂの下端部から前記貫通孔１６Ｂに対向する位置まで溝状の凹部であるアパーチャ部１７Ｃが底面部に形成されている。このアパーチャ部１７Ｃは、アパーチャプレート１７の厚みの約半分程度の深さの溝に形成されている。
【００２３】
また、スペーサプレート１８には、前記各貫通孔１７Ａに連通する貫通孔１８Ａが多数穿設されている。また、スペーサプレート１８には、前記各貫通孔１７Ｂに連通する貫通孔１８Ｂが多数穿設されている。
【００２４】
また、ベースプレート１９には、略菱形形状のインク圧力室１９Ａが多数形成されている。また、前記スペーサプレート１８に穿設された各貫通孔１８Ａ、１８Ｂは、インク圧力室１９Ａの各鋭角部に対向するように配置されている。そして、この各インク圧力室１９Ａの上面部は、上側に積層される各圧電シート２０によって塞がれている。
【００２５】
また、圧電シート２０の上面部には、各インク圧力室１９Ａに対応する位置に前記菱形のインク圧力室１９Ａの投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形形状を有する駆動電極２０Ａが形成されている。また、図３（Ａ）に示すように、インク圧力室１９Ａのインク供給側の鋭角部に対応する該駆動電極２０Ａの鋭角部からインク圧力室１９Ａの外側に対応する位置まで連続して引き出される矢印形状のランドパターン２０Ｂが形成されている。
【００２６】
次に、圧電シート２０の概略構造及び該圧電シート２０と電源回路部（不図示）から延設されるＦＰＣ基板３との電気的な接続構造について図５及び図６に基づいて説明する。
図５に示すように、圧電シート２０は、４枚の第１圧電層２１、第２圧電層２２、第３圧電層２３、及び第４圧電層２４を積層した構造に形成されている。
また、第１圧電層２１の上面部には、上記のように各インク圧力室１９Ａに対応する位置に該インク圧力室１９Ａの投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形の駆動電極２０Ａと、該駆動電極２０Ａの鋭角部からインク圧力室１９Ａの外側に対応する位置まで連続して引き出される矢印形状のランドパターン２０Ｂとが形成されている。
また、第２圧電層２２の上面部には、ほぼ全面に渡ってコモン電極２２Ａが形成されている。また、このコモン電極２２Ａの端部は、第２圧電層２２の側面端部（図１中、各圧電シート２０の両斜辺部の端面部）に露出するように形成されている。
また、第３圧電層２３の上面部には、電極は形成されていない。
更に、第４圧電層２４の上面部には、ほぼ全面に渡ってコモン電極２４Ａが形成されている。また、このコモン電極２４Ａの端部は、第４圧電層２４の側面端部（図１中、各圧電シート２０の両斜辺部の端面部）に露出するように形成されている。
【００２７】
ここで、第２圧電層２２のコモン電極２２Ａと第４圧電層２４のコモン電極２４Ａとは、積層後、側面端部（図１中、各圧電シート２０の両斜辺部の端面部）にて電気的に接続されると共に、該圧電シート２０の上面部のインク圧力室１９Ａに対向しない周縁部に形成される不図示の表面電極に電気的に接続されている。
【００２８】
また、図５及び図６に示すように、各圧電シート２０の上面部には、不図示の電源回路部から延設されるＦＰＣ基板３が配設される。このＦＰＣ基板３は、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム３１と、このベースフィルム３１の上面部に接着されて電極パターン部３Ａの各ランドパターン２０Ｂに対向する位置まで配線された銅箔より構成される導体パターン３２と、このベースフィルム３１の下面部の各ランドパターン２０Ｂに対向する位置に接着されて外径が該ランドパターン２０Ｂよりも少し小さい略円環状に形成された所定厚さの銅箔より構成されるランド接続パターン３５（凸部として機能する。）と、各導体パターン３２の先端部と対向する各ランド接続パターン３５の内側周縁部とを無電解銅メッキにより電気的に接続するスルーホール３３と、このベースフィルム３１、各導体パターン３２、及び各スルーホール３３の上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜３４とから構成されている。
一方、圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂの表面部には、電極形成後、各ランド接続パターン３５に接続するための予備半田３６が形成されている。
従って、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａの下面部に形成される各ランド接続パターン３５を対応する各ランドパターン２０Ｂ上に重ね合わせて、熱圧着などによって加熱接合することにより、各導体パターン３２とランドパターン２０Ｂとが各スルーホール３３及びランド接続パターン３５を介して電気的に接続される。また、各駆動電極２０Ａの上面部とベースフィルム３１の下面部との間には、少なくともランド接続パターン３５の銅箔厚さ寸法にほぼ等しい隙間３７が形成される。
尚、各コモン電極２２Ａ、２４Ａに導通する表面電極も、同様にＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａの下面部に形成される接地用のランド接続パターン３５を介して導体パターン３２に電気的に接続される。
【００２９】
上記のように構成された第１乃至第４圧電層２１〜２４の内、ＦＰＣ基板３を介して第１圧電層２１の駆動電極２０Ａと、第２圧電層２２のコモン電極２２Ｂ及び第４圧電層２４のコモン電極２４Ａとの間に駆動電圧を印可することにより、第１乃至第４圧電層２１〜２４が変形して、キャビティプレート２の対応するインク圧力室１９Ａ内のインクに圧力を加えることができる。
よって、第１圧電層２１の駆動電極２０Ａに対応した部分が電圧印可時に撓む活性部を構成することになる。また、第１乃至第４圧電層２１〜２４を焼成する場合に、圧電セラミックスと電極を構成する金属材料では焼成した場合の収縮率が異なるので、シート全体が反ったり波打ったりすることがある。よって、第４圧電層２４の上面部に形成されるコモン電極２４Ａは、焼成後に第１乃至第４圧電層２１〜２４が反ったり、あるいは波打ったりしてその平面性が損なわれないようにするため、及び、第２乃至第４圧電層２２〜２４は、第１圧電層２１の活性部がインク圧力室１９Ａ方向へのみ変形するようにするための拘束層として機能する。
【００３０】
次に、上記のように構成されるインクジェットヘッド１の動作を図３に基づいて説明する。
図３に示すように、各インク導入口１９Ｂを介してカバープレート１２の上面部、溝状の各孔部１３Ｂ〜１５Ｂ、及びサプライプレート１６の底面部から構成されるインクマニホールド通路から供給されるインクは、貫通孔１６Ｂ、アパーチャ部１７Ｃ、貫通孔１７Ｂ及び貫通孔１８Ｂを経て、インク圧力室１９Ａに流入する。そして、ＦＰＣ基板３を介してランドパターン２０Ｂと各コモン電極２２Ａ、２４Ａとの間に駆動電圧が印可されると、圧電シート２０がインク圧力室１９Ａ側に変形して、インク圧力室１９Ａ内のインクは押し出され、各貫通孔１８Ａ〜１２Ａを経て、ノズル１１Ａから吐出される。
【００３１】
以上詳細に説明した通り、第１実施形態のインクジェットヘッド１においては、キャビティプレート２は、９枚の薄い金属板から形成される各プレート１１〜１９を積層した構造となっている。また、ベースプレート１９には、略菱形形状のインク圧力室１９Ａがマトリックス上に配列されて多数形成されている。そして、この各インク圧力室１９Ａの上面部は、上側に積層される各圧電シート２０によって塞がれている。また、この圧電シート２０は、４枚の第１乃至第４圧電層２１〜２４を積層した構造となっている。また、第１圧電層２１上面部の各インク圧力室１９Ａに対応する位置には、相似形状の略菱形形状の駆動電極２０Ａが形成されると共に、この駆動電極２０Ａの鋭角部からインク圧力室１９Ａの外側に対応する位置まで連続して引き出される矢印形状のランドパターン２０Ｂが形成されている。また、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａは、ベースフィル３１の上面部に設けられる導体パターン３２と、ベースフィルム３１の下面部の各ランドパターン２０Ｂに対向する位置に形成されてスルーホール３３を介してこの導体パターン３２と電気的に接続されるランド接続パターン３５とが設けられ、上面部がレジスト膜３４で被覆されている。そして、各圧電シート２０の予備半田３６が形成される各ランドパターン２０Ｂ上に、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａの各ランド接続パターン３５が対向するように載置され、熱圧着などによって半田付けされる。
【００３２】
従って、ＦＰＣ基板３の各ランド接続パターン３５と圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂとが半田付けされるため、ＦＰＣ基板３の下面部（ベースフィルム３１の下面部）と圧電シート２０の各駆動電極２０Ａの上面部との間には、少なくともランド接続パターン３５の銅箔厚さ寸法にほぼ等しい高さ寸法の隙間３７が形成され、各導体パターン３２と各駆動電極２０Ａとを確実に絶縁できると共に、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する領域の変形の阻害を確実に防止することができる。
また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィルム３１の上面部、各導体パターン３２、及びスルーホール３３の上面部のみがレジスト膜３４で被覆されているため、各ランド接続パターン３５と各ランドパターン２０Ｂとの熱圧着時における、このレジスト膜３４の圧電シート２０の表面部の各駆動電極２０Ａなどへの付着を確実に防止することができ、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する部分の変形の阻害を更に確実に防止することができる。
【００３３】
次に、第２実施形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。尚、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一符号は、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第２実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成とほぼ同じ構成である。ただし、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成が上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と異なっている。
【００３４】
ここで、第２実施形態に係るインクジェットヘッドの各圧電シート２０の上面部に配設されるＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成について図７に基づいて説明する。
図７に示すように、ＦＰＣ基板３は、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム３１と、このベースフィルム３１の上面部に接着されて電極パターン部３Ａの各ランドパターン２０Ｂに対向する位置まで配線された銅箔より構成される導体パターン３２と、このベースフィルム３１の下面部の各ランドパターン２０Ｂに対向する位置に接着されて外径が該ランドパターン２０Ｂよりも少し小さい略円板状に形成された所定厚さの銅箔より構成されるランド接続パターン４１（凸部として機能する。）と、各導体パターン３２の先端部と対向する各ランド接続パターン４１のベースフィルム３１側の面とを無電解銅メッキにより電気的に接続するビアホール４２と、このベースフィルム３１、各導体パターン３２、及び各ビアホール４２の上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜３４とから構成されている。
【００３５】
一方、圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂの表面部には、電極形成後、各ランド接続パターン４１に接続するための予備半田３６が形成されている。
従って、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａの下面部に形成される各ランド接続パターン４１を対応する各ランドパターン２０Ｂ上に重ね合わせて、熱圧着などによって加熱接合することにより、各導体パターン３２とランドパターン２０Ｂとが各ビアホール４２及びランド接続パターン４１を介して電気的に接続される。また、各駆動電極２０Ａの上面部とベースフィルム３１の下面部との間には、少なくともランド接続パターン４１の銅箔厚さ寸法にほぼ等しい隙間３７が形成される。
尚、各コモン電極２２Ａ、２４Ａに導通する表面電極も、同様にＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａの下面部に形成される接地用のランド接続パターン４１を介して導体パターン３２に電気的に接続される。
【００３６】
これにより、ＦＰＣ基板３の各ランド接続パターン４１と圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂとが半田付けされるため、ＦＰＣ基板３の下面部（ベースフィルム３１の下面部）と圧電シート２０の各駆動電極２０Ａの上面部との間には、少なくともランド接続パターン４１の銅箔厚さ寸法にほぼ等しい高さ寸法の隙間３７が形成され、各導体パターン３２と各駆動電極２０Ａとを確実に絶縁できると共に、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する領域の変形の阻害を確実に防止することができる。
また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィルム３１の上面部、各導体パターン３２、及びビアホール４２の上面部のみがレジスト膜３４で被覆されているため、各ランド接続パターン４１と各ランドパターン２０Ｂとの熱圧着時における、このレジスト膜３４の圧電シート２０の表面部の各駆動電極２０Ａなどへの付着を確実に防止することができ、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する部分の変形の阻害を更に確実に防止することができる。
【００３７】
次に、第３実施形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。尚、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一符号は、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第３実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成とほぼ同じ構成である。ただし、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成が上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と異なっている。
【００３８】
ここで、第３実施形態に係るインクジェットヘッドの各圧電シート２０の上面部に配設されるＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成について図８に基づいて説明する。
図８に示すように、ＦＰＣ基板３は、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム３１と、このベースフィルム３１の上面部に接着されて電極パターン部３Ａの各ランドパターン２０Ｂに対向する位置まで配線された銅箔より構成される導体パターン３２と、各導体パターン３２のランドパターン２０Ｂに対向する位置に形成されて該導体パターン３２の上面部からベースフィルム３１の下面部まで貫通する貫通孔４５と、この貫通孔４５の上端部からこの貫通孔４５の内周面、及び該貫通孔４５の下端周縁部のベースフィルム３１の下面部に外径が該ランドパターン２０Ｂよりも少し小さい略円環状に形成された所定厚さのＮｉメッキにより形成されるランド接続部４６（ランド接続部４６の下端部は、ランド接続パターン及び凸部として機能する。）と、このベースフィルム３１、各導体パターン３２、及び各貫通孔４５の上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜３４とから構成されている。ここで、貫通孔４５の内周面に形成される所定厚さのＮｉメッキの部分は、スルーホールとして機能する。
【００３９】
一方、圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂの表面部には、電極形成後、各ランド接続部４６の下面部に接続するための予備半田３６が形成されている。従って、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される各ランド接続部４６の下面部を対応する各ランドパターン２０Ｂ上に重ね合わせて、熱圧着などによって加熱接合することにより、各導体パターン３２とランドパターン２０Ｂとが各ランド接続部４６を介して電気的に接続される。また、各駆動電極２０Ａの上面部とベースフィルム３１の下面部との間には、少なくともランド接続部４６のベースフィルム３１下面部に形成される円環部の厚さ寸法にほぼ等しい隙間３７が形成される。
尚、各コモン電極２２Ａ、２４Ａに導通する表面電極も、同様にＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される接地用のランド接続部４６を介して導体パターン３２に電気的に接続される。
【００４０】
これにより、ＦＰＣ基板３の各ランド接続部４６と圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂとが半田付けされるため、ＦＰＣ基板３の下面部（ベースフィルム３１の下面部）と圧電シート２０の各駆動電極２０Ａの上面部との間には、少なくともランド接続部４６のベースフィルム３１下面部に形成される円環部の厚さ寸法にほぼ等しい高さ寸法の隙間３７が形成され、各導体パターン３２と各駆動電極２０Ａとを確実に絶縁できると共に、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する領域の変形の阻害を確実に防止することができる。
また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィルム３１の上面部、各導体パターン３２、及び各貫通孔４５の上面部のみがレジスト膜３４で被覆されているため、各ランド接続部４６の下面部と各ランドパターン２０Ｂとの熱圧着時における、このレジスト膜３４の圧電シート２０の表面部の各駆動電極２０Ａなどへの付着を確実に防止することができ、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する部分の変形の阻害を更に確実に防止することができる。
更に、各貫通孔４５内にスルーホールを形成すると同時に、各ランドパターン２０Ｂに半田付けされる凸部としてのランド接続部４６が形成できるため、ＦＰＣ基板３の製造工数の削減化を図ることができる。
【００４１】
次に、第４実施形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。尚、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一符号は、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第４実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成とほぼ同じ構成である。ただし、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成が上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と異なっている。
【００４２】
ここで、第４実施形態に係るインクジェットヘッドの各圧電シート２０の上面部に配設されるＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成について図９に基づいて説明する。
図９に示すように、ＦＰＣ基板３は、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム３１と、このベースフィルム３１の上面部に接着されて電極パターン部３Ａの各ランドパターン２０Ｂに対向する位置まで配線された銅箔より構成される導体パターン３２と、各導体パターン３２のランドパターン２０Ｂに対向する位置に形成されて該導体パターン３２の上面部からベースフィルム３１の下面部まで貫通する貫通孔４８と、この貫通孔４８の上端部からこの貫通孔４８の下端部までを埋めると共に、該貫通孔４８の下端周縁部のベースフィルム３１の下面部に外径がランドパターン２０Ｂよりも少し小さい所定厚さの略円板状に形成されたＮｉメッキにより形成されるランド接続部４９（ランド接続部４９の下端部は、ランド接続パターン及び凸部として機能する。）と、このベースフィルム３１、各導体パターン３２、及び各貫通孔４８の上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜３４とから構成されている。ここで、貫通孔４８の内側を埋めるＮｉメッキの部分は、スルーホールとして機能する。
【００４３】
一方、圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂの表面部には、電極形成後、各ランド接続部４９の下面部に接続するための予備半田３６が形成されている。従って、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される各ランド接続部４９の下面部を対応する各ランドパターン２０Ｂ上に重ね合わせて、熱圧着などによって加熱接合することにより、各導体パターン３２とランドパターン２０Ｂとが各ランド接続部４９を介して電気的に接続される。また、各駆動電極２０Ａの上面部とベースフィルム３１の下面部との間には、少なくともランド接続部４９のベースフィルム３１下面部に形成される円板部分の厚さ寸法にほぼ等しい隙間３７が形成される。
尚、各コモン電極２２Ａ、２４Ａに導通する表面電極も、同様にＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される接地用のランド接続部４９を介して導体パターン３２に電気的に接続される。
【００４４】
これにより、ＦＰＣ基板３の各ランド接続部４９と圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂとが半田付けされるため、ＦＰＣ基板３の下面部（ベースフィルム３１の下面部）と圧電シート２０の各駆動電極２０Ａの上面部との間には、少なくともランド接続部４９のベースフィルム３１下面部に形成される円板部分の厚さ寸法にほぼ等しい高さ寸法の隙間３７が形成され、各導体パターン３２と各駆動電極２０Ａとを確実に絶縁できると共に、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する領域の変形の阻害を確実に防止することができる。
また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィルム３１の上面部、各導体パターン３２、及び各貫通孔４８の上面部のみがレジスト膜３４で被覆されているため、各ランド接続部４９の下面部と各ランドパターン２０Ｂとの熱圧着時における、このレジスト膜３４の圧電シート２０の表面部の各駆動電極２０Ａなどへの付着を確実に防止することができ、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する部分の変形の阻害を更に確実に防止することができる。
更に、各貫通孔４８内にスルーホールを形成すると同時に、各ランドパターン２０Ｂに半田付けされる凸部としてのランド接続部４９が形成できるため、ＦＰＣ基板３の製造工数の削減化を図ることができる。
【００４５】
次に、第５実施形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。尚、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一符号は、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第５実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成とほぼ同じ構成である。ただし、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成が上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と異なっている。
【００４６】
ここで、第５実施形態に係るインクジェットヘッドの各圧電シート２０の上面部に配設されるＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成について図１０に基づいて説明する。
図１０に示すように、ＦＰＣ基板３は、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム３１と、このベースフィルム３１の上面部に接着されて電極パターン部３Ａの各ランドパターン２０Ｂに対向する位置まで配線された銅箔より構成される導体パターン３２と、各導体パターン３２のランドパターン２０Ｂに対向する位置に形成されて該導体パターン３２の下面部からベースフィルム３１の下面部まで貫通する貫通孔５１と、この貫通孔５１の上端部からこの貫通孔５１の下端部までを埋めると共に、該貫通孔５１の下端周縁部のベースフィルム３１の下面部に外径がランドパターン２０Ｂよりも少し小さい所定厚さの略円板状に形成されたＮｉメッキにより形成されるランド接続部５２（ランド接続部５２の下端部は、ランド接続パターン及び凸部として機能する。）と、このベースフィルム３１及び各導体パターン３２の上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜３４とから構成されている。ここで、貫通孔５１の内側を埋めるＮｉメッキの部分は、ビアホールとして機能する。
【００４７】
一方、圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂの表面部には、電極形成後、各ランド接続部５２の下面部に接続するための予備半田３６が形成されている。従って、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される各ランド接続部５２の下面部を対応する各ランドパターン２０Ｂ上に重ね合わせて、熱圧着などによって加熱接合することにより、各導体パターン３２とランドパターン２０Ｂとが各ランド接続部５２を介して電気的に接続される。また、各駆動電極２０Ａの上面部とベースフィルム３１の下面部との間には、少なくともランド接続部５２のベースフィルム３１下面部に形成される円板部分の厚さ寸法にほぼ等しい隙間３７が形成される。
尚、各コモン電極２２Ａ、２４Ａに導通する表面電極も、同様にＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される接地用のランド接続部５２を介して導体パターン３２に電気的に接続される。
【００４８】
これにより、ＦＰＣ基板３の各ランド接続部５２と圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂとが半田付けされるため、ＦＰＣ基板３の下面部（ベースフィルム３１の下面部）と圧電シート２０の各駆動電極２０Ａの上面部との間には、少なくともランド接続部５２のベースフィルム３１下面部に形成される円板部分の厚さ寸法にほぼ等しい高さ寸法の隙間３７が形成され、各導体パターン３２と各駆動電極２０Ａとを確実に絶縁できると共に、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する領域の変形の阻害を確実に防止することができる。
また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィルム３１の上面部及び各導体パターン３２の上面部のみがレジスト膜３４で被覆されているため、各ランド接続部５２の下面部と各ランドパターン２０Ｂとの熱圧着時における、このレジスト膜３４の圧電シート２０の表面部の各駆動電極２０Ａなどへの付着を確実に防止することができ、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する部分の変形の阻害を更に確実に防止することができる。
更に、各貫通孔５１内にビアホールを形成すると同時に、各ランドパターン２０Ｂに半田付けされる凸部としてのランド接続部５２が形成できるため、ＦＰＣ基板３の製造工数の削減化を図ることができる。
【００４９】
尚、本発明は前記第１乃至第５実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、前記第１実施形態では、各ランドパターン２０Ｂの上面部は、ほぼ平面状に形成されていたが、図１１に示すように、各ランドパターン２０Ｂの各スルーホール３３に対向する部分に、上側に突出する断面視略半円状の突起部５５を形成し、この突起部５５の表面部に予備半田３６を形成する構成にしてもよい。これにより、圧電シート２０の上面にＦＰＣ基板３を載置した場合には、このランドパターン２０Ｂの突起部５５の先端部に沿ってスルーホール３３が案内されるため、各スルーホール３３の位置決めを容易に行うことができると共に、より確実に半田付けを行うことができる。
尚、図１１において、第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一符号は、上記インクジェットヘッド１と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係るインクジェットヘッドにおいては、プリント基板は、一面側に導体パターンを形成し、他面側にこの導体パターンに電気的に接続され、各駆動電極に対向して配置されると共に、その配置された面を駆動電極に向けて駆動電極に電気的に接続されるランド接続パターンを形成している。そして、このランド接続パターンは、駆動電極と電気的に接続する際に溶融しない凸部を有するので、接続された圧電シートとプリント基板との間に所定隙間を確保することができ、圧電シートの変形に対する阻害を防止することができるインクジェットヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートとキャビティプレートとの要部分解斜視図である。
【図３】第１実施形態に係るインクジェットヘッドのインク圧力室と駆動電極との概略構成を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図４】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シート上に形成される駆動電極の配置構成を模式的に示す要部拡大斜視図である。
【図５】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートの要部拡大側断面図である。
【図６】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【図７】第２実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【図８】第３実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【図９】第４実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【図１０】第５実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【図１１】他の実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
２ キャビティプレート
３ ＦＰＣ基板
１１ ノズルプレート
１２ カバープレート
１３ 第１マニホールドプレート
１４ 第２マニホールドプレート
１５ 第３マニホールドプレート
１６ サプライプレート
１７ アパーチャプレート
１８ スペーサプレート
１９ ベースプレート
１９Ａ インク圧力室
１９Ｂ インク導入口
２０ 圧電シート
２０Ａ 駆動電極
２０Ｂ ランドパターン
２１ 第１圧電層
２２ 第２圧電層
２２Ａ、２４Ａ コモン電極
２３ 第３圧電層
２４ 第４圧電層
３１ ベースフィルム
３２ 導体パターン
３３ スルーホール
３４ レジスト膜
３５、４１ ランド接続パターン
３６ 予備半田
３７ 隙間
４２ ビアホール
４５、４８、５１ 貫通孔
４６、４９、５２ ランド接続部
５５ 突起部
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、種々の積層型の圧電アクチュエータを用いたインクジェットヘッドが提案されている。
例えば、従来の圧電アクチュエータとしての圧電素子（以下、ＰＺＴとする）は、各流路に対応した駆動部と支持部が形成されている。ＰＺＴの各層の内部電極（ホット電極）は、共通液室側端面でＡｇＰｄ焼付印刷にて結線され、また、共通電極（グランド電極）はノズル側端面にて同様に結線され両サイドから、共通液室端面まで電極で延長されている。また、各圧電素子を駆動する回路の出力端子と接続されているＦＰＣ（フレキシブル・プリント・ケーブル）のインクジェットヘッド接続側の導体パターンは、ホット電極と共通電極のＰＺＴの駆動電極配列と同じパターン（同一ピッチ）で配列されている。このＦＰＣの各導体パターンは上側フィルムと下側フィルムとによりサンドウィッチされて、ＦＰＣ（フレキシブル・プリント・ケーブル）を形成し、インクジェットヘッドの接合に際し、フィルムの一部が切除されて各電極が露出されている。更に、各電極の駆動電極部に接合する面にはハンダメッキが数μ〜数十μされて構成されている。これにより、ＦＰＣの各電極と駆動電極部を重ね、ハンダが溶融する温度まで接合部を加熱すれば、駆動電極部とＦＰＣの各電極とが接合される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−３２０７２１号公報（段落（０００８）〜（００１１）、図１、図２及び図８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のインクジェットヘッドにおいては、ＦＰＣ基板のローコスト化のために、ＦＰＣ基板の下面部に構成される各導体パターンの表面を樹脂製の下側フィルムに替えてレジスト層を塗布して絶縁する方法が採用されている。
しかしながら、ＰＺＴの駆動電極をマトリックス状に配列し、各駆動電極の近傍位置にランドパターンを形成する場合には、ＦＰＣ基板の各電極も下面部にマトリックス状に配列される。そのため、このマトリックス状に配列された各電極の周縁部にレジスト層が形成され、このレジスト層とＰＺＴ上の各駆動電極又は各ランドパターンとの接触を避けるために、ＦＰＣの各電極上にニッケルメッキ等によりレジスト層の上側に突出するバンプを形成する必要があり、組立作業が煩雑になるという問題がある。また、半田バンプを形成して熱圧着などによって加熱接合すると、各電極周囲のレジスト層がＰＺＴの駆動電極に溶融付着して、この駆動電極下のＰＺＴの変形を阻害する虞があるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、プリント基板の一面側に導体パターンを形成すると共に、該プリント基板の他面側に導体パターンに電気的に接続されると共に、圧電シートの各駆動電極に電気的に接続する際に溶融しない凸部を有するランド接続パターンを形成して、このプリント基板の他面側を圧電シートに載置し、この凸部を各駆動電極のランドパターンに半田付けすることにより、プリント基板の他面側と各駆動電極の表面との間に所定間隔の隙間を形成することができ、圧電シートの変形の阻害を確実に防止することができるインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係るインクジェットヘッドは、複数のインク圧力室が所定間隔で形成されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートに接合されると共に、前記各インク圧力室に対向して駆動電極が形成された圧電シートと、前記圧電シートの各駆動電極に給電するための導体パターンが形成されたプリント基板とを備えたインクジェットヘッドにおいて、前記プリント基板は、一面側に前記導体パターンを形成し、他面側に前記導体パターンに電気的に接続され、前記各駆動電極に対向して配置されると共に、その配置された面を前記駆動電極に向けて前記駆動電極に電気的に接続されるランド接続パターンを形成し、前記ランド接続パターンは、前記駆動電極と電気的に接続する際に溶融しない凸部を有することを特徴とする。
【０００７】
このような特徴を有する請求項１に係るインクジェットヘッドでは、プリント基板は、一面側に導体パターンを形成し、他面側にこの導体パターンに電気的に接続され、各駆動電極に対向して配置されると共に、その配置された面を駆動電極に向けて駆動電極に電気的に接続されるランド接続パターンを形成している。そして、このランド接続パターンは、駆動電極と電気的に接続する際に溶融しない凸部を有するので、接続された圧電シートとプリント基板との間に所定隙間を確保することができ、圧電シートの変形に対する阻害を防止することができる。
【０００８】
また、請求項２に係るインクジェットヘッドは、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ランド接続パターンは、前記導電パターンとスルーホール若しくはビアホールによって電気的に接続され、前記凸部は、前記スルーホール若しくはビアホールを延長して形成されていることを特徴とする。
【０００９】
このような特徴を有する請求項２に係るインクジェットヘッドでは、ランド接続パターンは、導電パターンとスルーホール若しくはビアホールによって電気的に接続され、凸部は、スルーホール若しくはビアホールを延長して形成されているので、ランド接続パターンと導体パターンとの接続と、凸部の形成とを同時に行うことができ、製造工数の削減化を図ることができる。
【００１０】
また、請求項３に係るインクジェットヘッドは、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記圧電シート上には、前記駆動電極から前記インク圧力室に対向する領域以外の領域に引き出されたランドパターンが形成され、前記ランド接続パターンは、前記ランドパターンを介して前記駆動電極に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
このような特徴を有する請求項３に係るインクジェットヘッドでは、ランド接続パターンは、インク圧力室に対向する領域以外の領域に形成されたランドパターンを介して駆動電極に電気的に接続されているので、圧電シートの各インク圧力室に対向する領域の変形に対する阻害を更に確実に防止することができる。
【００１２】
更に、請求項４に係るインクジェットヘッドは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記プリント基板の前記一面側にのみ前記導電パターンを被覆するレジスト膜が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
このような特徴を有する請求項４に係るインクジェットヘッドでは、プリント基板の一面側にのみ導電パターンを被覆するレジスト膜が形成されているので、レジスト膜の圧電シート表面への付着を確実に防止することができ、圧電シートの変形に対する阻害を更に防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインクジェットヘッドを具体化した第１実施形態乃至第５実施形態を図面に基づき説明する。先ず、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの概略構成について図１乃至図４に基づき説明する。
図１乃至図４に示すように、インクジェットヘッド１は、略長方形に形成された薄い金属板の積層構造からなるキャビティプレート２の上に、平面視略台形状のプレート型の４枚の各圧電シート２０が千鳥状になって２列に積層された構造となっている。そして、この各圧電シート２０の各々の上側には、プリント基板としてのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ基板）３の先端部に形成される電極パターン部３Ａが載置され、後述のように電気的に接続されている（図５、図６参照）。この電極パターン部３Ａは、この圧電シート２０の形状にほぼ等しい平面視略台形状に形成されている。
また、この各圧電シート２０は、その平行対向辺（上辺及び下辺）がキャビティプレート２の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接する圧電シート２０の斜辺同士が、キャビティプレート２の幅方向にオーバーラップしている。 また、圧電シート２０が積層されるキャビティプレート２の表面には、ほぼ菱形形状に形成されたインク圧力室１９Ａが要求される印字密度に対応してマトリックス状に配列されている。また、この複数列の各インク圧力室１９Ａは、このインク圧力室１９Ａの鋭角部を互いに他の列のインク圧力室１９Ａ間に入り込ませるように高密度に配置されている。
【００１５】
また、キャビティプレート２は、略長方形の金属板の板材を９枚積層した９層構造になっている。具体的には、キャビティプレート２は、図３（Ｂ）に示すように、下層から、ノズルプレート１１、カバープレート１２、第１マニホールドプレート１３、第２マニホールドプレート１４、第３マニホールドプレート１５、サプライプレート１６、アパーチャプレート１７、スペーサプレート１８及びベースプレート１９の９枚の薄い金属板を積層した構造となっている。
また、図１に示すように、キャビティプレート２の各圧電シート２０が設けられない領域には、各圧電シート２０の上辺に対向するようにインクが供給される各インク導入口１９Ｂが２つずつ対になって長手方向に千鳥状に設けられている。また、左右両端部の各圧電シート２０の下辺の外側近傍位置にも各インク導入口１９Ｂが１つずつ設けられている。この各インク導入口１９Ｂのベースプレート１９における下端部（図１中、ベースプレート１９の下側端面部）には、インク内のゴミが侵入するのを防ぐための微細な貫通孔が多数形成される不図示のフィルタが設けられている。そして、各インク導入口１９Ｂは、各マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される後述のインクマニホールド通路に連通し、このインクマニホールド通路へインクが供給される。
【００１６】
また、図３に示すように、ノズルプレート１１には、微小径のインク噴出用のノズル１１Ａが、多数個穿設されている。また、カバープレート１２には、各ノズル１１Ａに対向する位置に該ノズル１１Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１２Ａが多数穿設されると共に、各マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される後述のインクマニホールド通路の１つの壁面を構成している。
【００１７】
また、第１マニホールドプレート１３には、前記貫通孔１２Ａに対向する位置に該貫通孔１２Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１３Ａが多数穿設されると共に、前記インクマニホールド通路を構成する溝状の孔部１３Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００１８】
また、第２マニホールドプレート１４には、前記貫通孔１３Ａに対向する位置に該貫通孔１３Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１４Ａが多数穿設されると共に、前記インクマニホールド通路を構成する溝状の孔部１４Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００１９】
また、第３マニホールドプレート１５には、前記貫通孔１４Ａに対向する位置に該貫通孔１４Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１５Ａが多数穿設されると共に、前記インクマニホールド通路を構成する溝状の孔部１５Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００２０】
また、サプライプレート１６には、前記貫通孔１５Ａに対向する位置に該貫通孔１５Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１６Ａが多数穿設されている。また、このサプライプレート１６の貫通孔１６Ａに対して上記インク圧力室１９Ａの鋭角部と反対の対角線方向で、かつ、前記孔部１５Ｂの側端縁部の近傍位置（図３（Ｂ）中、右側端縁部の近傍位置）には、インクマニホールド通路に連通してインクの供給通路を形成する貫通孔１６Ｂが多数穿設されている。
【００２１】
ここで、図３（Ｂ）に示すように、カバープレート１２の上面部、溝状の各孔部１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂ、及びサプライプレート１６の底面部によって構成され、インクを各インク圧力室１９Ａに供給する共通のインク室として働くインクマニホールド通路が長手方向に複数列形成されいてる。
【００２２】
また、アパーチャプレート１７には、前記貫通孔１６Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１７Ａが多数穿設されている。また、このアパーチャプレート１７には、各インク圧力室１９Ａのインク供給側の鋭角部の下側の位置に貫通孔１７Ｂが穿設されると共に、該貫通孔１７Ｂの下端部から前記貫通孔１６Ｂに対向する位置まで溝状の凹部であるアパーチャ部１７Ｃが底面部に形成されている。このアパーチャ部１７Ｃは、アパーチャプレート１７の厚みの約半分程度の深さの溝に形成されている。
【００２３】
また、スペーサプレート１８には、前記各貫通孔１７Ａに連通する貫通孔１８Ａが多数穿設されている。また、スペーサプレート１８には、前記各貫通孔１７Ｂに連通する貫通孔１８Ｂが多数穿設されている。
【００２４】
また、ベースプレート１９には、略菱形形状のインク圧力室１９Ａが多数形成されている。また、前記スペーサプレート１８に穿設された各貫通孔１８Ａ、１８Ｂは、インク圧力室１９Ａの各鋭角部に対向するように配置されている。そして、この各インク圧力室１９Ａの上面部は、上側に積層される各圧電シート２０によって塞がれている。
【００２５】
また、圧電シート２０の上面部には、各インク圧力室１９Ａに対応する位置に前記菱形のインク圧力室１９Ａの投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形形状を有する駆動電極２０Ａが形成されている。また、図３（Ａ）に示すように、インク圧力室１９Ａのインク供給側の鋭角部に対応する該駆動電極２０Ａの鋭角部からインク圧力室１９Ａの外側に対応する位置まで連続して引き出される矢印形状のランドパターン２０Ｂが形成されている。
【００２６】
次に、圧電シート２０の概略構造及び該圧電シート２０と電源回路部（不図示）から延設されるＦＰＣ基板３との電気的な接続構造について図５及び図６に基づいて説明する。
図５に示すように、圧電シート２０は、４枚の第１圧電層２１、第２圧電層２２、第３圧電層２３、及び第４圧電層２４を積層した構造に形成されている。
また、第１圧電層２１の上面部には、上記のように各インク圧力室１９Ａに対応する位置に該インク圧力室１９Ａの投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形の駆動電極２０Ａと、該駆動電極２０Ａの鋭角部からインク圧力室１９Ａの外側に対応する位置まで連続して引き出される矢印形状のランドパターン２０Ｂとが形成されている。
また、第２圧電層２２の上面部には、ほぼ全面に渡ってコモン電極２２Ａが形成されている。また、このコモン電極２２Ａの端部は、第２圧電層２２の側面端部（図１中、各圧電シート２０の両斜辺部の端面部）に露出するように形成されている。
また、第３圧電層２３の上面部には、電極は形成されていない。
更に、第４圧電層２４の上面部には、ほぼ全面に渡ってコモン電極２４Ａが形成されている。また、このコモン電極２４Ａの端部は、第４圧電層２４の側面端部（図１中、各圧電シート２０の両斜辺部の端面部）に露出するように形成されている。
【００２７】
ここで、第２圧電層２２のコモン電極２２Ａと第４圧電層２４のコモン電極２４Ａとは、積層後、側面端部（図１中、各圧電シート２０の両斜辺部の端面部）にて電気的に接続されると共に、該圧電シート２０の上面部のインク圧力室１９Ａに対向しない周縁部に形成される不図示の表面電極に電気的に接続されている。
【００２８】
また、図５及び図６に示すように、各圧電シート２０の上面部には、不図示の電源回路部から延設されるＦＰＣ基板３が配設される。このＦＰＣ基板３は、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム３１と、このベースフィルム３１の上面部に接着されて電極パターン部３Ａの各ランドパターン２０Ｂに対向する位置まで配線された銅箔より構成される導体パターン３２と、このベースフィルム３１の下面部の各ランドパターン２０Ｂに対向する位置に接着されて外径が該ランドパターン２０Ｂよりも少し小さい略円環状に形成された所定厚さの銅箔より構成されるランド接続パターン３５（凸部として機能する。）と、各導体パターン３２の先端部と対向する各ランド接続パターン３５の内側周縁部とを無電解銅メッキにより電気的に接続するスルーホール３３と、このベースフィルム３１、各導体パターン３２、及び各スルーホール３３の上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜３４とから構成されている。
一方、圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂの表面部には、電極形成後、各ランド接続パターン３５に接続するための予備半田３６が形成されている。
従って、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａの下面部に形成される各ランド接続パターン３５を対応する各ランドパターン２０Ｂ上に重ね合わせて、熱圧着などによって加熱接合することにより、各導体パターン３２とランドパターン２０Ｂとが各スルーホール３３及びランド接続パターン３５を介して電気的に接続される。また、各駆動電極２０Ａの上面部とベースフィルム３１の下面部との間には、少なくともランド接続パターン３５の銅箔厚さ寸法にほぼ等しい隙間３７が形成される。
尚、各コモン電極２２Ａ、２４Ａに導通する表面電極も、同様にＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａの下面部に形成される接地用のランド接続パターン３５を介して導体パターン３２に電気的に接続される。
【００２９】
上記のように構成された第１乃至第４圧電層２１〜２４の内、ＦＰＣ基板３を介して第１圧電層２１の駆動電極２０Ａと、第２圧電層２２のコモン電極２２Ｂ及び第４圧電層２４のコモン電極２４Ａとの間に駆動電圧を印可することにより、第１乃至第４圧電層２１〜２４が変形して、キャビティプレート２の対応するインク圧力室１９Ａ内のインクに圧力を加えることができる。
よって、第１圧電層２１の駆動電極２０Ａに対応した部分が電圧印可時に撓む活性部を構成することになる。また、第１乃至第４圧電層２１〜２４を焼成する場合に、圧電セラミックスと電極を構成する金属材料では焼成した場合の収縮率が異なるので、シート全体が反ったり波打ったりすることがある。よって、第４圧電層２４の上面部に形成されるコモン電極２４Ａは、焼成後に第１乃至第４圧電層２１〜２４が反ったり、あるいは波打ったりしてその平面性が損なわれないようにするため、及び、第２乃至第４圧電層２２〜２４は、第１圧電層２１の活性部がインク圧力室１９Ａ方向へのみ変形するようにするための拘束層として機能する。
【００３０】
次に、上記のように構成されるインクジェットヘッド１の動作を図３に基づいて説明する。
図３に示すように、各インク導入口１９Ｂを介してカバープレート１２の上面部、溝状の各孔部１３Ｂ〜１５Ｂ、及びサプライプレート１６の底面部から構成されるインクマニホールド通路から供給されるインクは、貫通孔１６Ｂ、アパーチャ部１７Ｃ、貫通孔１７Ｂ及び貫通孔１８Ｂを経て、インク圧力室１９Ａに流入する。そして、ＦＰＣ基板３を介してランドパターン２０Ｂと各コモン電極２２Ａ、２４Ａとの間に駆動電圧が印可されると、圧電シート２０がインク圧力室１９Ａ側に変形して、インク圧力室１９Ａ内のインクは押し出され、各貫通孔１８Ａ〜１２Ａを経て、ノズル１１Ａから吐出される。
【００３１】
以上詳細に説明した通り、第１実施形態のインクジェットヘッド１においては、キャビティプレート２は、９枚の薄い金属板から形成される各プレート１１〜１９を積層した構造となっている。また、ベースプレート１９には、略菱形形状のインク圧力室１９Ａがマトリックス上に配列されて多数形成されている。そして、この各インク圧力室１９Ａの上面部は、上側に積層される各圧電シート２０によって塞がれている。また、この圧電シート２０は、４枚の第１乃至第４圧電層２１〜２４を積層した構造となっている。また、第１圧電層２１上面部の各インク圧力室１９Ａに対応する位置には、相似形状の略菱形形状の駆動電極２０Ａが形成されると共に、この駆動電極２０Ａの鋭角部からインク圧力室１９Ａの外側に対応する位置まで連続して引き出される矢印形状のランドパターン２０Ｂが形成されている。また、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａは、ベースフィル３１の上面部に設けられる導体パターン３２と、ベースフィルム３１の下面部の各ランドパターン２０Ｂに対向する位置に形成されてスルーホール３３を介してこの導体パターン３２と電気的に接続されるランド接続パターン３５とが設けられ、上面部がレジスト膜３４で被覆されている。そして、各圧電シート２０の予備半田３６が形成される各ランドパターン２０Ｂ上に、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａの各ランド接続パターン３５が対向するように載置され、熱圧着などによって半田付けされる。
【００３２】
従って、ＦＰＣ基板３の各ランド接続パターン３５と圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂとが半田付けされるため、ＦＰＣ基板３の下面部（ベースフィルム３１の下面部）と圧電シート２０の各駆動電極２０Ａの上面部との間には、少なくともランド接続パターン３５の銅箔厚さ寸法にほぼ等しい高さ寸法の隙間３７が形成され、各導体パターン３２と各駆動電極２０Ａとを確実に絶縁できると共に、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する領域の変形の阻害を確実に防止することができる。
また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィルム３１の上面部、各導体パターン３２、及びスルーホール３３の上面部のみがレジスト膜３４で被覆されているため、各ランド接続パターン３５と各ランドパターン２０Ｂとの熱圧着時における、このレジスト膜３４の圧電シート２０の表面部の各駆動電極２０Ａなどへの付着を確実に防止することができ、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する部分の変形の阻害を更に確実に防止することができる。
【００３３】
次に、第２実施形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。尚、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一符号は、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第２実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成とほぼ同じ構成である。ただし、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成が上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と異なっている。
【００３４】
ここで、第２実施形態に係るインクジェットヘッドの各圧電シート２０の上面部に配設されるＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成について図７に基づいて説明する。
図７に示すように、ＦＰＣ基板３は、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム３１と、このベースフィルム３１の上面部に接着されて電極パターン部３Ａの各ランドパターン２０Ｂに対向する位置まで配線された銅箔より構成される導体パターン３２と、このベースフィルム３１の下面部の各ランドパターン２０Ｂに対向する位置に接着されて外径が該ランドパターン２０Ｂよりも少し小さい略円板状に形成された所定厚さの銅箔より構成されるランド接続パターン４１（凸部として機能する。）と、各導体パターン３２の先端部と対向する各ランド接続パターン４１のベースフィルム３１側の面とを無電解銅メッキにより電気的に接続するビアホール４２と、このベースフィルム３１、各導体パターン３２、及び各ビアホール４２の上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜３４とから構成されている。
【００３５】
一方、圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂの表面部には、電極形成後、各ランド接続パターン４１に接続するための予備半田３６が形成されている。
従って、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａの下面部に形成される各ランド接続パターン４１を対応する各ランドパターン２０Ｂ上に重ね合わせて、熱圧着などによって加熱接合することにより、各導体パターン３２とランドパターン２０Ｂとが各ビアホール４２及びランド接続パターン４１を介して電気的に接続される。また、各駆動電極２０Ａの上面部とベースフィルム３１の下面部との間には、少なくともランド接続パターン４１の銅箔厚さ寸法にほぼ等しい隙間３７が形成される。
尚、各コモン電極２２Ａ、２４Ａに導通する表面電極も、同様にＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａの下面部に形成される接地用のランド接続パターン４１を介して導体パターン３２に電気的に接続される。
【００３６】
これにより、ＦＰＣ基板３の各ランド接続パターン４１と圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂとが半田付けされるため、ＦＰＣ基板３の下面部（ベースフィルム３１の下面部）と圧電シート２０の各駆動電極２０Ａの上面部との間には、少なくともランド接続パターン４１の銅箔厚さ寸法にほぼ等しい高さ寸法の隙間３７が形成され、各導体パターン３２と各駆動電極２０Ａとを確実に絶縁できると共に、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する領域の変形の阻害を確実に防止することができる。
また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィルム３１の上面部、各導体パターン３２、及びビアホール４２の上面部のみがレジスト膜３４で被覆されているため、各ランド接続パターン４１と各ランドパターン２０Ｂとの熱圧着時における、このレジスト膜３４の圧電シート２０の表面部の各駆動電極２０Ａなどへの付着を確実に防止することができ、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する部分の変形の阻害を更に確実に防止することができる。
【００３７】
次に、第３実施形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。尚、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一符号は、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第３実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成とほぼ同じ構成である。ただし、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成が上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と異なっている。
【００３８】
ここで、第３実施形態に係るインクジェットヘッドの各圧電シート２０の上面部に配設されるＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成について図８に基づいて説明する。
図８に示すように、ＦＰＣ基板３は、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム３１と、このベースフィルム３１の上面部に接着されて電極パターン部３Ａの各ランドパターン２０Ｂに対向する位置まで配線された銅箔より構成される導体パターン３２と、各導体パターン３２のランドパターン２０Ｂに対向する位置に形成されて該導体パターン３２の上面部からベースフィルム３１の下面部まで貫通する貫通孔４５と、この貫通孔４５の上端部からこの貫通孔４５の内周面、及び該貫通孔４５の下端周縁部のベースフィルム３１の下面部に外径が該ランドパターン２０Ｂよりも少し小さい略円環状に形成された所定厚さのＮｉメッキにより形成されるランド接続部４６（ランド接続部４６の下端部は、ランド接続パターン及び凸部として機能する。）と、このベースフィルム３１、各導体パターン３２、及び各貫通孔４５の上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜３４とから構成されている。ここで、貫通孔４５の内周面に形成される所定厚さのＮｉメッキの部分は、スルーホールとして機能する。
【００３９】
一方、圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂの表面部には、電極形成後、各ランド接続部４６の下面部に接続するための予備半田３６が形成されている。従って、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される各ランド接続部４６の下面部を対応する各ランドパターン２０Ｂ上に重ね合わせて、熱圧着などによって加熱接合することにより、各導体パターン３２とランドパターン２０Ｂとが各ランド接続部４６を介して電気的に接続される。また、各駆動電極２０Ａの上面部とベースフィルム３１の下面部との間には、少なくともランド接続部４６のベースフィルム３１下面部に形成される円環部の厚さ寸法にほぼ等しい隙間３７が形成される。
尚、各コモン電極２２Ａ、２４Ａに導通する表面電極も、同様にＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される接地用のランド接続部４６を介して導体パターン３２に電気的に接続される。
【００４０】
これにより、ＦＰＣ基板３の各ランド接続部４６と圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂとが半田付けされるため、ＦＰＣ基板３の下面部（ベースフィルム３１の下面部）と圧電シート２０の各駆動電極２０Ａの上面部との間には、少なくともランド接続部４６のベースフィルム３１下面部に形成される円環部の厚さ寸法にほぼ等しい高さ寸法の隙間３７が形成され、各導体パターン３２と各駆動電極２０Ａとを確実に絶縁できると共に、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する領域の変形の阻害を確実に防止することができる。
また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィルム３１の上面部、各導体パターン３２、及び各貫通孔４５の上面部のみがレジスト膜３４で被覆されているため、各ランド接続部４６の下面部と各ランドパターン２０Ｂとの熱圧着時における、このレジスト膜３４の圧電シート２０の表面部の各駆動電極２０Ａなどへの付着を確実に防止することができ、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する部分の変形の阻害を更に確実に防止することができる。
更に、各貫通孔４５内にスルーホールを形成すると同時に、各ランドパターン２０Ｂに半田付けされる凸部としてのランド接続部４６が形成できるため、ＦＰＣ基板３の製造工数の削減化を図ることができる。
【００４１】
次に、第４実施形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。尚、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一符号は、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第４実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成とほぼ同じ構成である。ただし、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成が上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と異なっている。
【００４２】
ここで、第４実施形態に係るインクジェットヘッドの各圧電シート２０の上面部に配設されるＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成について図９に基づいて説明する。
図９に示すように、ＦＰＣ基板３は、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム３１と、このベースフィルム３１の上面部に接着されて電極パターン部３Ａの各ランドパターン２０Ｂに対向する位置まで配線された銅箔より構成される導体パターン３２と、各導体パターン３２のランドパターン２０Ｂに対向する位置に形成されて該導体パターン３２の上面部からベースフィルム３１の下面部まで貫通する貫通孔４８と、この貫通孔４８の上端部からこの貫通孔４８の下端部までを埋めると共に、該貫通孔４８の下端周縁部のベースフィルム３１の下面部に外径がランドパターン２０Ｂよりも少し小さい所定厚さの略円板状に形成されたＮｉメッキにより形成されるランド接続部４９（ランド接続部４９の下端部は、ランド接続パターン及び凸部として機能する。）と、このベースフィルム３１、各導体パターン３２、及び各貫通孔４８の上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜３４とから構成されている。ここで、貫通孔４８の内側を埋めるＮｉメッキの部分は、スルーホールとして機能する。
【００４３】
一方、圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂの表面部には、電極形成後、各ランド接続部４９の下面部に接続するための予備半田３６が形成されている。従って、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される各ランド接続部４９の下面部を対応する各ランドパターン２０Ｂ上に重ね合わせて、熱圧着などによって加熱接合することにより、各導体パターン３２とランドパターン２０Ｂとが各ランド接続部４９を介して電気的に接続される。また、各駆動電極２０Ａの上面部とベースフィルム３１の下面部との間には、少なくともランド接続部４９のベースフィルム３１下面部に形成される円板部分の厚さ寸法にほぼ等しい隙間３７が形成される。
尚、各コモン電極２２Ａ、２４Ａに導通する表面電極も、同様にＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される接地用のランド接続部４９を介して導体パターン３２に電気的に接続される。
【００４４】
これにより、ＦＰＣ基板３の各ランド接続部４９と圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂとが半田付けされるため、ＦＰＣ基板３の下面部（ベースフィルム３１の下面部）と圧電シート２０の各駆動電極２０Ａの上面部との間には、少なくともランド接続部４９のベースフィルム３１下面部に形成される円板部分の厚さ寸法にほぼ等しい高さ寸法の隙間３７が形成され、各導体パターン３２と各駆動電極２０Ａとを確実に絶縁できると共に、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する領域の変形の阻害を確実に防止することができる。
また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィルム３１の上面部、各導体パターン３２、及び各貫通孔４８の上面部のみがレジスト膜３４で被覆されているため、各ランド接続部４９の下面部と各ランドパターン２０Ｂとの熱圧着時における、このレジスト膜３４の圧電シート２０の表面部の各駆動電極２０Ａなどへの付着を確実に防止することができ、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する部分の変形の阻害を更に確実に防止することができる。
更に、各貫通孔４８内にスルーホールを形成すると同時に、各ランドパターン２０Ｂに半田付けされる凸部としてのランド接続部４９が形成できるため、ＦＰＣ基板３の製造工数の削減化を図ることができる。
【００４５】
次に、第５実施形態に係るインクジェットヘッドについて説明する。尚、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一符号は、上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一あるいは相当部分を示すものである。
この第５実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成は、第１実施形態に係るインクジェットヘッドの全体構成とほぼ同じ構成である。ただし、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成が上記第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と異なっている。
【００４６】
ここで、第５実施形態に係るインクジェットヘッドの各圧電シート２０の上面部に配設されるＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成されるランド接続パターンの構成について図１０に基づいて説明する。
図１０に示すように、ＦＰＣ基板３は、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム３１と、このベースフィルム３１の上面部に接着されて電極パターン部３Ａの各ランドパターン２０Ｂに対向する位置まで配線された銅箔より構成される導体パターン３２と、各導体パターン３２のランドパターン２０Ｂに対向する位置に形成されて該導体パターン３２の下面部からベースフィルム３１の下面部まで貫通する貫通孔５１と、この貫通孔５１の上端部からこの貫通孔５１の下端部までを埋めると共に、該貫通孔５１の下端周縁部のベースフィルム３１の下面部に外径がランドパターン２０Ｂよりも少し小さい所定厚さの略円板状に形成されたＮｉメッキにより形成されるランド接続部５２（ランド接続部５２の下端部は、ランド接続パターン及び凸部として機能する。）と、このベースフィルム３１及び各導体パターン３２の上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜３４とから構成されている。ここで、貫通孔５１の内側を埋めるＮｉメッキの部分は、ビアホールとして機能する。
【００４７】
一方、圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂの表面部には、電極形成後、各ランド接続部５２の下面部に接続するための予備半田３６が形成されている。従って、ＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される各ランド接続部５２の下面部を対応する各ランドパターン２０Ｂ上に重ね合わせて、熱圧着などによって加熱接合することにより、各導体パターン３２とランドパターン２０Ｂとが各ランド接続部５２を介して電気的に接続される。また、各駆動電極２０Ａの上面部とベースフィルム３１の下面部との間には、少なくともランド接続部５２のベースフィルム３１下面部に形成される円板部分の厚さ寸法にほぼ等しい隙間３７が形成される。
尚、各コモン電極２２Ａ、２４Ａに導通する表面電極も、同様にＦＰＣ基板３の電極パターン部３Ａに形成される接地用のランド接続部５２を介して導体パターン３２に電気的に接続される。
【００４８】
これにより、ＦＰＣ基板３の各ランド接続部５２と圧電シート２０の各ランドパターン２０Ｂとが半田付けされるため、ＦＰＣ基板３の下面部（ベースフィルム３１の下面部）と圧電シート２０の各駆動電極２０Ａの上面部との間には、少なくともランド接続部５２のベースフィルム３１下面部に形成される円板部分の厚さ寸法にほぼ等しい高さ寸法の隙間３７が形成され、各導体パターン３２と各駆動電極２０Ａとを確実に絶縁できると共に、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する領域の変形の阻害を確実に防止することができる。
また、ＦＰＣ基板３は、ベースフィルム３１の上面部及び各導体パターン３２の上面部のみがレジスト膜３４で被覆されているため、各ランド接続部５２の下面部と各ランドパターン２０Ｂとの熱圧着時における、このレジスト膜３４の圧電シート２０の表面部の各駆動電極２０Ａなどへの付着を確実に防止することができ、圧電シート２０の各インク圧力室１９Ａに対向する部分の変形の阻害を更に確実に防止することができる。
更に、各貫通孔５１内にビアホールを形成すると同時に、各ランドパターン２０Ｂに半田付けされる凸部としてのランド接続部５２が形成できるため、ＦＰＣ基板３の製造工数の削減化を図ることができる。
【００４９】
尚、本発明は前記第１乃至第５実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、前記第１実施形態では、各ランドパターン２０Ｂの上面部は、ほぼ平面状に形成されていたが、図１１に示すように、各ランドパターン２０Ｂの各スルーホール３３に対向する部分に、上側に突出する断面視略半円状の突起部５５を形成し、この突起部５５の表面部に予備半田３６を形成する構成にしてもよい。これにより、圧電シート２０の上面にＦＰＣ基板３を載置した場合には、このランドパターン２０Ｂの突起部５５の先端部に沿ってスルーホール３３が案内されるため、各スルーホール３３の位置決めを容易に行うことができると共に、より確実に半田付けを行うことができる。
尚、図１１において、第１実施形態に係るインクジェットヘッド１と同一符号は、上記インクジェットヘッド１と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係るインクジェットヘッドにおいては、プリント基板は、一面側に導体パターンを形成し、他面側にこの導体パターンに電気的に接続され、各駆動電極に対向して配置されると共に、その配置された面を駆動電極に向けて駆動電極に電気的に接続されるランド接続パターンを形成している。そして、このランド接続パターンは、駆動電極と電気的に接続する際に溶融しない凸部を有するので、接続された圧電シートとプリント基板との間に所定隙間を確保することができ、圧電シートの変形に対する阻害を防止することができるインクジェットヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートとキャビティプレートとの要部分解斜視図である。
【図３】第１実施形態に係るインクジェットヘッドのインク圧力室と駆動電極との概略構成を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図４】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シート上に形成される駆動電極の配置構成を模式的に示す要部拡大斜視図である。
【図５】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートの要部拡大側断面図である。
【図６】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【図７】第２実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【図８】第３実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【図９】第４実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【図１０】第５実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【図１１】他の実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートにＦＰＣ基板を半田付けした場合のランドパターン部分の要部拡大側断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
２ キャビティプレート
３ ＦＰＣ基板
１１ ノズルプレート
１２ カバープレート
１３ 第１マニホールドプレート
１４ 第２マニホールドプレート
１５ 第３マニホールドプレート
１６ サプライプレート
１７ アパーチャプレート
１８ スペーサプレート
１９ ベースプレート
１９Ａ インク圧力室
１９Ｂ インク導入口
２０ 圧電シート
２０Ａ 駆動電極
２０Ｂ ランドパターン
２１ 第１圧電層
２２ 第２圧電層
２２Ａ、２４Ａ コモン電極
２３ 第３圧電層
２４ 第４圧電層
３１ ベースフィルム
３２ 導体パターン
３３ スルーホール
３４ レジスト膜
３５、４１ ランド接続パターン
３６ 予備半田
３７ 隙間
４２ ビアホール
４５、４８、５１ 貫通孔
４６、４９、５２ ランド接続部
５５ 突起部
Claims (4)
- 複数のインク圧力室が所定間隔で形成されたキャビティプレートと、
前記キャビティプレートに接合されると共に、前記各インク圧力室に対向して駆動電極が形成された圧電シートと、
前記圧電シートの各駆動電極に給電するための導体パターンが形成されたプリント基板と
を備えたインクジェットヘッドにおいて、
前記プリント基板は、一面側に前記導体パターンを形成し、他面側に前記導体パターンに電気的に接続され、前記各駆動電極に対向して配置されると共に、その配置された面を前記駆動電極に向けて前記駆動電極に電気的に接続されるランド接続パターンを形成し、
前記ランド接続パターンは、前記駆動電極と電気的に接続する際に溶融しない凸部を有することを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記ランド接続パターンは、前記導電パターンとスルーホール若しくはビアホールによって電気的に接続され、前記凸部は、前記スルーホール若しくはビアホールを延長して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
- 前記圧電シート上には、前記駆動電極から前記インク圧力室に対向する領域以外の領域に引き出されたランドパターンが形成され、
前記ランド接続パターンは、前記ランドパターンを介して前記駆動電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッド。 - 前記プリント基板の前記一面側にのみ前記導電パターンを被覆するレジスト膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
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