JPH09286103A - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents

インクジェット式記録ヘッド

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JPH09286103A
JPH09286103A JP8122598A JP12259896A JPH09286103A JP H09286103 A JPH09286103 A JP H09286103A JP 8122598 A JP8122598 A JP 8122598A JP 12259896 A JP12259896 A JP 12259896A JP H09286103 A JPH09286103 A JP H09286103A
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JP
Japan
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recording head
flexible cable
ink jet
common electrode
soldered
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Application number
JP8122598A
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English (en)
Inventor
Yoshiharu Ariga
義晴 有賀
Norihiko Kurashima
憲彦 倉島
Satoshi Shinada
聡 品田
Masayuki Kobayashi
雅幸 小林
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14491—Electrical connection

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  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレキシブルケーブルとの半田付け時の過熱
に起因する電極部等の溶食、圧電振動子の特性劣化、カ
バーコートの焼き付きを防止すること。 【解決手段】 ノズル開口と共通のインク室に連通して
一方の面を蓋部材により封止された圧力発生室と、蓋部
材の表面に圧力発生室に対応するように形成された圧電
振動子と、圧電振動子に駆動信号を供給する駆動電極及
び共通電極とを備え、駆動電極と共通電極とをフレキシ
ブルケーブルを介して外部駆動手段に接続されるインク
ジェット式記録ヘッドにおいて、フレキシブルケーブル
３０の共通電極に半田付けされる導電パターン６３〜６
５の接続部６６乃至６８を複数に分割して、ここの熱容
量を小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術の分野】本発明は、ノズルプレー
ト、流路形成部材、及び振動板を積層し、振動板の表面
にたわみ振動モードの圧電振動子を取付けたインクジェ
ット記録ヘッド、より詳細には圧電振動子に駆動信号を
供給するフレキシブルケーブルの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ノズルプレート、流路形成部材、及び振
動板を積層し、振動板の表面にたわみ振動モードの圧電
振動子を取付けたインクジェット記録ヘッドは、これら
大部分の部材をセラミックにより構成されているため、
各部材をグリーンシートの状態で積層して、これを焼成
することにより接着剤を使用することなく固定できるた
め、接合工程が不要となり、製造工程の簡素化を図るこ
とができるという利点を備えている。このような記録ヘ
ッドは、圧電振動子の駆動電極から延長された接続端子
にフレキシブルケーブルを半田付けにより接続して外部
の駆動回路から駆動信号を受けて印刷データに合わせて
インク滴を吐出する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、印字品
質の向上や印刷速度の向上を図るために多数のノズルが
形成された記録ヘッドにあっては、駆動電極の数が極め
て多くなり、これにともなって１つ１つの駆動電極の半
田付け領域が小さくなり、フレキシブルケーブルとの接
続に使用する半田が接続端子から溢れて駆動電極まで流
れ出し、駆動電極を構成している柔軟な金属、例えば金
（Ａｕ）等の膜が溶融半田によって溶食される「金食わ
れ現象」が生じる。このような金食われ現象は或程度な
ら許容できるものの、局所的に温度が上昇すると、溶食
がさらに進行して駆動電極と接続端子との間の導電関係
が断たれるため、インク滴を吐出することができなくな
るという問題が発生する。また、温度が上昇すると、フ
レキシブルケーブルの表面層を形成しているカバーコー
トが焼き付くといった問題や、さらに温度が上昇する
と、半田付けされる駆動電極側までもが過熱してＰＺＴ
等により構成さた圧電振動子の特性に影響が及んで印字
品質にバラつきが生じる等といった問題が生じる。
【０００４】特にこれらの問題は、１つが幅広のパター
ンとして構成される共通電極との接続パターンの記録ヘ
ッド側、及び駆動回路基板側の接続部が、導電パターン
の幅に比例しての面積が大きくなるため、半田溶融温度
まで上昇するのに時間が掛かり、これよりも幅が狭い駆
動電極との接続部が過熱されてしまうことに起因してい
る。
【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは駆動電極とフレ
キシブルケーブルとの半田付けに起因する駆動電極の溶
食や、過熱に起因する圧電振動子の特性変化、さらには
カバーコート層の焼き付き等を一気に解消することがで
きるフレキシブルケーブルを備えたインクジェット式記
録ヘッドを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、ノズル開口と共通のインク
室に連通して一方の面を蓋部材により封止された圧力発
生室と、前記蓋部材の表面に前記圧力発生室に対応する
ように列状に形成された圧電振動子列と、前記圧電振動
子に駆動信号を供給する駆動電極及び共通電極とを備
え、前記駆動電極と共通電極とをフレキシブルケーブル
を介して外部駆動手段に接続されるインクジェット式記
録ヘッドにおいて、前記フレキシブルケーブルの前記共
通電極に半田付けされる導電パターンの接続部が、複数
に分割されていて、ここの熱容量を下げて過熱を伴うこ
と無く半田付けを可能ならしめる。
【０００７】
【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の記録
ヘッドの一実施例を１つの圧力発生室近傍での断面構造
として示す図で、図中符号２は第１の蓋部材で、厚さ１
０μｍ程度のジルコニアの薄板から構成され、その表面
に一方の極となる共通電極４が形成され、その表面に後
述する圧力発生室３、３’、３、３’に対向するように
ＰＺＴ等からなる圧電振動子５、５’が固定され、さら
にその表面に金等の比較的柔軟な金属の層からなる駆動
電極６、６’が形成され、さらに駆動電極６、６’と後
述する接続端子７、７’とを導電的に接続する相互が電
気的に独立する補助電極２１、２１’が駆動電極６、
６’と対向する位置に形成されている。
【０００８】７、７は、第１の蓋部材２の側方に形成さ
れた接続端子で、図２に示したように補助電極２１、２
１’を介して駆動電極６、６’の形成時にその一部をこ
こまで引き出し、かつ間隙を空けて駆動電極６、６’に
導電的に接続されている。
【０００９】８は、スペーサで、圧力発生室３、３’を
形成するのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニ
ア（ＺｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して
構成され、後述する第２の蓋部材９と第１の蓋部材２に
より両面を封止されて前述の圧力発生室３、３’を形成
している。
【００１０】９は、第２の蓋部材で、やはりジルコニア
等のセラミック板に後述するインク供給口１３、１３’
と圧力発生室３、３’とを接続する連通孔１０、１０’
と、ノズル開口１８、１８’と圧力発生室３、３’の他
端とを接続するノズル連通孔１１、１１’とを穿設して
構成され、スペーサ８の他面に固定されている。
【００１１】これら各部材２、８、９は、粘土状のセラ
ミックス材料を所定の形状に成形し、これを積層して焼
成することにより接着剤を使用することなくアクチュエ
ータユニット１に纏められている。
【００１２】１２は、インク供給口形成基板で、アクチ
ュエータユニット１の固定基板を兼ねるとともに、圧力
発生室３、３’側の一端側に後述する共通のインク室１
５、１５と圧力発生室３、３’とを接続するインク供給
口１３、１３’が設けられ、また圧力発生室３、３’の
他端側にはノズル開口１８、１８’に接続するノズル連
通孔１４、１４’が設けられている。
【００１３】１９は、共通のインク室形成基板で、図示
しないインクタンクからのインクの流入を受ける共通の
インク室１５、１５’と、ノズル開口１８、１８’と接
続するノズル連通孔１６、１６’を設けて構成され、他
方の面をノズルプレート１７により封止されて共通のイ
ンク室１５、１５’を形成している。
【００１４】１７は、前述のノズルプレートで、ノズル
連通孔１１、１４、１６、及びノズル連通孔１１’、１
４’、１６’を介して圧力発生室３、３’に連通するよ
うにノズル開口１８、１８’が形成されている。
【００１５】これらインク供給口形成基板１２、共通の
インク室形成基板１９、及びノズルプレート１７は、そ
れぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤等の接着層により
固定して流路ユニット２０に纏められる。
【００１６】この流路ユニット２０と前述のアクチュエ
ータユニット１とを熱溶着フィルムや接着剤等により固
定して記録ヘッドが構成されている。
【００１７】３０は、フレキシブルケーブルで、図２に
示したように耐熱性の可撓性フィルム、例えばポリイミ
ドからなるベース材３１の一方の面に圧延銅箔３２を積
層し、銅箔３２の接続端子２１と対向しない領域には絶
縁層３３を形成する一方、接続端子７、７’と対向する
領域には半田の濡れ性が良好な銅メッキ層を形成して接
続部３４を形成して構成されている。
【００１８】図３は、上述したフレキシブルケーブル３
０に形成される接続部や導電パターンの一実施例を示す
もので、ここでは構成を明確にするため、絶縁層３３を
除去して導電パターンを露出させた状態で図示されてい
る。なお、この実施例においては、ブラックインク、イ
エロインク、シアンインク、及びマゼンタインクの４色
のインクを１つの記録ヘッドから吐出させるものに使用
するフレキシブルケーブルに例を採って説明する。すな
わち、ブラックインクは文字などを高い解像度で印刷す
るため、２列のノズル開口を半ピッチずらせて配置され
ており、またイエロインク、シアンインク、及びマゼン
タインクを吐出するノズルは、そのピッチがブラックイ
ンクを吐出するノズルのピッチの２倍のピッチで、かつ
ブラックインクを吐出する２列のノズル開口に一方の列
のノズルと同一線上に位置するように配列して構成され
ている。
【００１９】図中符号４０で示す領域は記録ヘッドとの
接続領域であり、また符号４１で示す領域は駆動回路基
板との接続領域で、これらの領域の間にリード領域４２
が形成されている。リード領域４２には、駆動信号を供
給する両端の接続部３４と接続部５０とを結ぶ導電パタ
ーン６０、６１、６２との間に位置するように、これら
導電パターン６０〜６２に比較して格段に幅の広い導電
パターン６３、６４、６５が形成されている。
【００２０】この実施例では、前述したように複数色の
インクを吐出する記録ヘッドに接続される関係上、各色
のインクを吐出させる圧電振動子の配列形態に対応する
ように隣接間にスリット４３、４３を設けて、接続部３
４間で短絡を生じないように構成されている。また記録
ヘッドとの接続端子７、７’からリード領域４２側には
凹部４４が形成され、また駆動電極６、６’の外側直近
には共通電極４、４と接続する共通電極接続部４５、４
６が形成されている。
【００２１】一方、駆動回路基板との接続が行なわれる
領域４１には、その両側にやはり接続部３４と同様に銅
メッキ層からなる駆動信号供給用の接続部５０、５０、
５０が各ノズル開口列に対してグループをなすように形
成されている。
【００２２】そして、図４に示したように共通電極と接
続する一方の接続部４５には位置決め用のパターン抜き
７０が形成され、また共通電極と接続する他方の接続部
４６には中央部にスリット７１を設けて２股となるよう
に２つの接続部４６ａ、４６ａに分割されている。
【００２３】一方、駆動回路基板との接続をなす領域４
１における下電極との導電パターンの内、導電パターン
６３はパターン抜き７２が形成されており、また導電パ
ターン６４は図５に示すようにスリット７３を設けて二
股に分離されて２本の接続部６７ａ、６７ａとして形成
され、かつ近傍にパターン抜き７４が形成されている。
【００２４】また駆動回路基板との接続をなす下電極と
の導電パターン６８は、図６に示したように複数、この
実施例では４つの領域６８ａ、６８ａ、６８ａ、６８ａ
に枝別れさせ、また近傍にパターン抜き７５が形成され
ている。なお、図中符号７６は、位置決め用のパターン
抜きを示す。
【００２５】このように構成された接続端子７、または
接続部３４に半田ペーストを塗布した状態で、フレキシ
ブルケーブルの領域４０側を、通孔７０により記録ヘッ
ドと位置合わせすると、フレキシブルケーブル３０の接
続部３４、４５、４６がアクチュエータユニット１の接
続端子７、７’に一致する。
【００２６】この状態で、フレキシブルケーブル３０の
ベース材３１の表面から半田ペーストを溶融させるに足
る温度に加熱すると、駆動電極との接続部３４、３４、
‥‥はそれぞれのサイズが均一で、かつ幅が狭いため、
ここの領域の半田がすぐに溶融する。一方、接続部３４
に比較して格段に幅広に構成されている共通電極４との
接続部４５、４６にあっても、パターン抜き７０や、ス
リット７１によりその要加熱領域が小さくなっているた
め、ベタ状態で半田付けを行う従来に比較して熱容量が
小さくなっているので、短時間で半田を溶融させるに足
る温度にまで上昇し、駆動電極との接続部３４に過熱を
招くこと無く半田付けが終了する。
【００２７】そして、この実施例では、接続部４５に繋
がる導電パターン６３の前記接続部４５の近傍に、比較
的長い凹部４４が形成されているため、この凹部４４に
沿う領域の熱抵抗が大きくなっていて、図７に示したよ
うに単純にスリット８０を設けた場合に比較して、半田
付け時の熱の放散を可及的に防止して接続部３４の無用
な過熱が防止されている。
【００２８】また、図８に示したように共通電極との接
続部４５に繋がる導電パターン６５の中に、接続部４５
の近傍に比較的細長い矩形のパターン抜き６９を形成し
ておくと、複数のノズル開口列を備えた記録ヘッドの少
なくとも１列のノズル開口を使用しないような場合、つ
まり４列のノズル開口列を１つの記録ヘッドに作り付
け、この内の３列のものをシアン、マゼンタ、イエロの
３色のインクを吐出させるために用い、また黒インク用
には別の記録ヘッドを使用するような場合には、このパ
ターン抜き６９に沿った領域の熱抵抗が大きくなって、
半田付け時の放散を可及的に防止して、接続部３４の長
時間に及ぶ加熱を要することなく速やかに半田付けを完
了させて、周囲の過熱を防止することができる。
【００２９】さらに、上述したよう駆動電極の一部との
半田付けが必要でない場合にあっても、共通電極との接
続部４６の近傍にダミーの導電パターンを形成しておく
ことにより、フレキシブルケーブル製造工程における接
続部４６のやせ細りを防止できるばかりでなく、半田付
け時の熱分布を他の領域と同等ならしめて均一な半田付
けを可能ならしめる。
【００３０】一方、駆動回路基板との接続との半田付け
においても前述と同様に、幅広に構成された導電パター
ン６３、６４、６５の接続部６６、６７、６８にも通孔
７２、スリット６７が形成されていたり、幅の狭い接続
部６８ａ、６８ａに分離されているため、やはり記録ヘ
ッドとの接続領域４０と同様に駆動電極に信号を供給す
る接続部５０に過熱を招くこと無く、速やかに半田付け
可能温度まで上昇する。
【００３１】そして記録ヘッドとの接続領域４０よりも
半田付け領域が長くなるこの領域４１には、半田付け時
に収縮や膨張等の力を受けるが、中央部近傍に設けられ
たスリット６７、６７により吸収されて皺や曲がりが生
じるのが防止される。
【００３２】なお、上述の実施例においては、１つの記
録ヘッドに信号を供給する場合について説明したが、紙
送り方向に２つの記録ヘッドを配列したものに対して
は、図８に示したように各記録ヘッドの駆動電極との接
続領域８１、８２の間にスリット８３を形成し、ここに
下電極との接続部８４ａ、８４ａを形成することによ
り、前述した駆動回路基板との接続領域４１のスリット
６７と同様に無用な過熱や、皺や曲がりの発生を招くこ
と無く複数の記録ヘッドに半田付けを行うことができ
る。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
ノズル開口と共通のインク室に連通して一方の面を蓋部
材により封止された圧力発生室と、蓋部材の表面に圧力
発生室に対応するように形成された圧電振動子と、圧電
振動子に駆動信号を供給する駆動電極及び共通電極とを
備え、駆動電極と共通電極とをフレキシブルケーブルを
介して外部駆動手段に接続されるインクジェット式記録
ヘッドにおいて、フレキシブルケーブルの共通電極に半
田付けされる導電パターンの接続部を複数に分割したの
で、共通電極に接続する接続部の熱容量が小さくなって
駆動電極の接続部とほぼ同等の速度で温度を上昇させる
ことができて、駆動電極との接続部の過熱を無くして溶
食、圧電振動子の特性変動、及びカバーコートの焼き付
き等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドを圧力発
生室近傍の構造を示す断面図である。
【図２】アクチュエータユニットの表面に形成された接
続端子とフレキシブルケーブルの接続部との構造を拡大
して示す図である。
【図３】同上インクジェット式記録ヘッドに接続される
フレキシブルケーブルに形成された導電パターンの一実
施例を示す図である。
【図４】同上フレキシブルケーブルの記録ヘッド側の接
続領域を拡大して示す図である。
【図５】同上フレキシブルケーブルの駆動回路基板側の
接続領域を拡大して示す図である。
【図６】同上フレキシブルケーブルの駆動回路基板側の
接続領域を拡大して示す図である。
【図７】比較例であるフレキシブルケーブルの一例を記
録ヘッドの接続領域近傍を拡大して示す図である。
【図８】本発明のフレキシブルケーブルの記録ヘッド側
の接続領域を拡大して示す図である。
【図９】本発明のフレキシブルケーブルの他の実施例を
示す図である。
【符号の説明】
１ アクチュエータユニット ２ 第１の蓋部材 ３、３’ 圧力発生室 ４、４’ 共通電極 ５、５’ 圧電振動子 ６、６’ 駆動電極 ７、７’ 接続端子 １８、１８’ ノズル開口 ２０ 流路ユニット ２１ 補助電極 ３０ フレキシブルケーブル ３４ 駆動電極との接続部 ４０ 記録ヘッドとの接続領域 ４１ 駆動回路基板との接続領域 ４２ 導電パターン領域 ４４ 凹部 ４５、４６ 共通電極との接続部 ４７ ダミーの導電パターン ５０ 駆動電極に接続する導電パターンの駆動回路基板
側の接続部 ６０、６１、６２ 駆動電極に接続する導電パターン ６３、６４、６５ 共通電極に接続する導電パターン ６７ スリット ６９ パターン抜き ７０ 位置決め用のパターン抜き
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 雅幸 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ノズル開口と共通のインク室に連通して
    一方の面を蓋部材により封止された圧力発生室と、前記
    蓋部材の表面に前記圧力発生室に対応するように列状に
    形成された圧電振動子列と、前記圧電振動子に駆動信号
    を供給する駆動電極及び共通電極とを備え、前記駆動電
    極と共通電極とをフレキシブルケーブルを介して外部駆
    動手段に接続されるインクジェット式記録ヘッドにおい
    て、 前記フレキシブルケーブルの前記共通電極に半田付けさ
    れる導電パターンの接続部が、複数に分割されているイ
    ンクジェット式録ヘッド。
  2. 【請求項２】 前記フレキシブルケーブルの前記共通電
    極に半田付けされる導電パターンの接続部にスリットが
    形成されている請求項１に記載のインクジェット式録ヘ
    ッド。
  3. 【請求項３】 前記スリットが接続領域の中央部に形成
    されている請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッ
    ド。
  4. 【請求項４】 前記フレキシブルケーブルの前記共通電
    極に半田付けされる導電パターンの接続部に位置決め用
    のパターン抜きが形成されている請求項１に記載のイン
    クジェット式録ヘッド。
  5. 【請求項５】 前記フレキシブルケーブルの前記共通電
    極に半田付けされる導電パターンの接続部の近傍のリー
    ドパターン側を切り欠いて前記導電パターンが狭くされ
    ている請求項１に記載のインクジェット式録ヘッド。
  6. 【請求項６】 前記圧電振動子列を複数備え、その中の
    少なくとも１列がインク滴吐出に関与しない場合に、前
    記圧電振動子列の駆動電極に半田付けされる前記フレキ
    シブルケーブルの、前記駆動電極に近接する前記共通電
    極に半田付けされる導電パターンの接続部の近傍のリー
    ドパターンに矩形状のパターン抜きが形成されている請
    求項１に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  7. 【請求項７】 前記圧電振動子列を複数備え、その中に
    少なくとも１列がインク滴吐出に関与しない場合に、前
    記圧電振動子列の駆動電極に半田付けされる前記フレキ
    シブルケーブルの、前記駆動電極に近接する前記共通電
    極に半田付けされる導電パターンの接続部の近傍のリー
    ドパターンにダミーパターンが形成されている請求項１
    に記載のインクジェット式記録ヘッド。
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