JP5146381B2

JP5146381B2 - 液体吐出装置

Info

Publication number: JP5146381B2
Application number: JP2009072419A
Authority: JP
Inventors: 宏史近藤; 竜矢西川
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2029-03-24
Also published as: JP2010221576A

Description

本発明は、液体を吐出させるよう動作するアクチュエータと、該アクチュエータへの駆動信号を供給するための配線板とを備える液体吐出装置に関する。

液体吐出装置の一例であるインクジェットヘッドは、圧電シートを積層してなる圧電式のアクチュエータを備えてなるものがある。このようなアクチュエータ内にはインクを吐出する動作を行わせるための複数の電極が設けられており、アクチュエータの表面には各電極と電気的に導通された電極端子が設けられている。これら電極端子に所定の電位を付与するため、アクチュエータの表面には配線板が重ねて設けられる。配線板は配線群が形成される絶縁性を有した樹脂材を有し、該樹脂材の表面には電極端子に対応する配線端子が露出しており、電極端子上に設置された導電性バンプが配線端子に接触することによってこれら端子間が電気的に接続される。配線板はアクチュエータに対してその外側へと延在し、インクジェットヘッド外部の基板に接続される。

配線板とアクチュエータの接合方法として、例えば特許文献１に示す所謂カバーコート工法が知られている。カバーコート工法では、配線端子が露出する樹脂材の表面に熱硬化性の接着剤を未硬化状態で塗布しておく。この配線板をアクチュエータに重ねてバーヒータなどで熱圧着すると、電極端子上のバンプが接着剤を突き破るようにして配線端子に接触する。これにより接着剤はバンプの外表面に付着してバンプを包囲する。そして、配線板を外表面側からの加熱により接着剤を硬化させる。これにより、配線板が接着剤を介してバンプと接合され、更に該バンプを介してアクチュエータに接合される。

特開２００５−３０５８４７号公報

配線板をアクチュエータに熱圧着して接合する際には、配線板の樹脂材がアクチュエータに比べて熱膨張係数が高いため、加熱時に樹脂材が熱膨張すると共にその後の冷却時には逆方向に熱収縮する。この熱応力により、バンプと接着剤とからなる接合部には平面方向全方位に向く引っ張り荷重が作用し、バンプが接着剤から剥がれるおそれがある。

接合部が単一の場合、接合部に作用する引っ張り荷重は周囲に発散されて接合部に対する荷重の影響は小さい。しかしながら、特許文献１のように複数の接合部がある場合、配線板の樹脂材がアクチュエータとの接合領域の中心部から略放射状に膨張・収縮し、特に接合領域の外周縁において大きな引っ張り荷重が作用することがある。ある接合部の周囲に他の接合部が存在していれば、各接合部での引っ張り荷重が互いに打ち消し合うと考えられるが、上記外周縁に配される接合部においては、接合領域外側に他の接合部が存在しないため、この接合部に作用する引っ張り荷重に偏りが生じてバンプが接着剤から剥がれ易くなると考えられる。特に特許文献１のような接合方法によれば、電極端子と配線端子との導通はバンプと配線端子及び電極端子とが直接接触することにより確保されるため、このような剥離が生じると電気的な不具合が発生し易くなる。

また、インクジェットヘッドを他の部品と組み立てたり、配線板を前述した外部の基板に接続したりするため、圧電アクチュータから外部に引き出されている部分を掴み上げることがある。このとき、バンプに対して引っ張り荷重が集中的に作用し、バンプの外表面から接着剤が剥離する場合もある。

そこで本発明は、上述のような問題に対し、バンプと配線板及びアクチュエータとの接合強度を大きくし、以って配線板側の端子とアクチュエータ側の端子との導通を確保することを目的としている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出させるよう動作するアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動させる駆動信号を当該アクチュエータに供給するための配線板と、前記配線板の表面上に設けられた第１端子、及び前記アクチュエータの表面上に設けられた第２端子の間に介在し、前記第１及び第２端子を電気的に導通させるための第１バンプとを備え、前記アクチュエータに重ねられた前記配線板が前記第１バンプを介して前記アクチュエータと接合されてなる液体吐出装置であって、前記第１バンプの周囲に配置される第２バンプを更に備え、前記第２バンプは、前記第１端子及び前記第２端子の少なくとも一方と平面視で部分的に重なるよう配置され、当該端子が設けられる前記表面から前記端子の外縁に噛み込むようにして設けられており、前記アクチュエータの前記表面に、複数の前記第２端子を配置する端子配置領域が規定され、前記第２バンプが、前記端子配置領域の外縁に配置された前記第２端子に対応して設けられており、前記配線板は前記アクチュエータと比べて熱膨張率が高く、前記配線板は前記第１及び第２バンプの加熱硬化の工程を経て前記アクチュエータと接合される構成であり、前記外縁の隅部に配置された前記第２端子に対応する前記第２バンプが、当該第２バンプに対応する前記第１バンプを基準にして前記配線板が熱変形する方向に沿って配置されていることを特徴としている。

このような構成とすることにより、配線板が引っ張られたり接合時に熱応力が発生したりしても、端子の外縁に噛み込む第２バンプを設けているため、この第２バンプによって平面方向に作用する引っ張り荷重を受けることができ、元々設置される第１バンプを保護することができる。この引っ張り荷重を受ける第２バンプは第１端子及び第２端子の少なくとも一方の外縁に噛み込んでおり、これら端子に対する接合強度が高められている。このため、第２バンプにおいて剥離が生じにくくなっている。このようなことから、第１及び第２バンプが第１端子及び第２端子と接触した状態を確保し、第１端子と第２端子との導通を確保することができる。

本発明によれば、バンプと配線板及びアクチュエータとの接合強度を大きくすることができ、第１端子及び第２端子の導通を確保することができる。

本発明の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１のインクジェットヘッド、配線基板及び補強プレートを組み立てた状態にして、図１のα−α線に沿って切断して示すインクジェットヘッドの部分断面図である。図１に示す配線基板の下面図である。図１に示す圧電アクチュエータ及び配線基板を組み立てた状態にして、図１のα−α線に沿って切断して示す圧電アクチュエータ及び配線基板の部分断面図である。図１に示すインクジェットヘッドを組み立てた状態にして示すインクジェットヘッドの模式的平面図である。図５に示す端子配置領域の隅部に配置されるバンプを示す図であり、（ａ）が該バンプ周辺を示すインクジェットヘッドの部分平面図、（ｂ）が図６（ａ）のｂ−ｂ線に沿って切断して示すインクジェットヘッドの部分断面図である。図６に示すバンプ及び補強バンプを用いた配線基板及びインクジェットヘッドの接合手順を示す図であり、（ａ）がバンプ及び補強バンプを電極端子に設置すると共に配線基板に未硬化の接着剤を塗布した状態、（ｂ）が配線基板を圧電アクチュエータに重ねて補強バンプが配線端子に接触した状態を夫々示している。図６に示す補強バンプの配置変更例を示すインクジェットヘッドの部分平面図である。

以下これら図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１には本発明に係る液体吐出装置の実施形態として、インクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッド１が例示されている。ここではインクジェットヘッド１よりインクが吐出する方向を下方、被吐出媒体の搬送方向をＸ方向、搬送方向と直交する方向をＹ方向とする。インクジェットヘッド１は、流路ユニット２に上側から圧電アクチュエータ３を重ねてなる。圧電アクチュエータ３は、その外形形状が流路ユニット２よりも小さく、平面視で流路ユニット２の輪郭内側に配され、流路ユニット２の上面には圧電アクチュエータ３で覆われていない枠状部分が形成される。インクジェットヘッド１をインクジェットプリンタに搭載する際には、インクジェットヘッド１の剛性を確保するため、流路ユニット２の上面の枠状部分が補強プレート４の下面に接着される。このとき、流路ユニット２上の圧電アクチュエータ３は、補強プレート４の中央部に形成された開口５内に配される。

圧電アクチュエータ３には上側から可撓性を有したシート状の配線基板６が重ねられる。圧電アクチュエータ３の上面には複数の電極端子７が形成され、配線基板６の下面には該電極端子７に所定の電位を印加するための配線端子３６（図３参照）が形成されている。配線基板６は、配線端子３６（図３参照）を電極端子７と電気的に導通させるようにして、圧電アクチュエータ３に機械的に接合される。配線基板６は圧電アクチュエータ３に重ねられる接合部８と、接合部８から延在する一対の延在部９，１０とを有し、各延在部９，１０には圧電アクチュエータ３を駆動するための駆動ＩＣ１１，１２が実装されている。接合部８は圧電アクチュエータ３と共に開口５内に配され、各延在部９，１０は開口５の下方から上方へ引き出される。補強プレート４を接合したインクジェットヘッド１は、図示しない箱状のヘッドホルダに取り付けられる。配線基板６の延在部９、１０は接合部８に対し折り曲げられ（図２参照）、ヘッドホルダ内にコンパクトに収容される。

流路ユニット２の上面の枠状部分には外部からインクを導入する４つのインク導入口１３が開口し、補強プレート４にも各インク導入口１３と上下に連通する４つの貫通孔１４が開口している。なお、符号１５はフィルタである。また、流路ユニット２の上面には多数の圧力室孔１６が開口しており、これら圧力室孔１６は後述するように圧電アクチュエータ３の下面で閉鎖される。

図２にはインクジェットヘッド１の部分断面図を示している。図２に示すように、流路ユニット２は複数枚のプレートの積層体であり、上面には前述したインク導入口１３（図１参照）及び圧力室孔１６が開口し、下面にはインクを吐出する複数のノズル１７が開口している。そして、各プレートの開口や溝が互いに連通することによって流路ユニット２内にはインク導入口１３（図１参照）より各ノズル１７へとインクを導くインク流路１８がそれぞれ形成される。インク流路１８は、共通インク室１９、共通インク室１９から分岐する複数の接続流路２０、各接続流路２０に連通する複数の圧力室２１、及び各圧力室２１に連通する複数の流出路２２からなり、各流出路２２の下端にノズル１７が個別に連通している。圧力室２１は、圧力室孔１６が圧電アクチュエータ３の下面で閉鎖されることで構成され、Ｘ方向に整列する複数の列がＹ方向に並んでいる。そのため、共通インク室１９もＸ方向に延在していると共に、ノズル１７、流出路２２及び接続流路２０もＸ方向に整列する複数の列がＹ方向に並んでいる。

圧電アクチュエータ３は、複数枚の圧電シート２３〜２８を積層してなる積層体の上面に樹脂製のトップシート２９が重ねられてなる。下から数えて奇数枚目の圧電シート２３，２５，２７の上面には各圧力室２１に対して共通の共通電極３０が設けられ、下から数えて偶数枚目の圧電シート２４，２６の上面には各圧力室２１に対して個別の個別電極３１が設けられている。各個別電極３１は平面視で対応する圧力室２１と重なるようにして配置されている。これにより、各圧力室２１の上方には共通電極３０と個別電極３１とが交互に配置されていくこととなる。

図１を参照すると、圧電アクチュエータ３の上面（即ちトップシート２９の上面）に形成された電極端子７には、Ａｇ−Ｐｄ系の材料で印刷形成されていて、共通電極３０と電気的に導通された共通電極端子３２と、各個別電極３１と電気的に導通された複数の個別電極端子３３とが含まれる。共通電極端子３２はトップシート２９のＸ方向端縁部をＹ方向に延在しており、個別電極端子３３は平面視で圧力室２１（図２参照）と重なるようにして配置されている。共通電極端子３２には配線基板６を介してグランド電位が定電位として供給される。個別電極端子３３には、インクの吐出を要しない待機時にはグランド電位が供給される一方、対応する圧力室２１（図２参照）内のインクをノズル１７（図２参照）より吐出するに際しては配線基板６を介して駆動ＩＣ１１，１２（図１参照）の何れか一方からの駆動信号が供給される。駆動信号はグランド電位よりも高電位である。

図２に戻り、個別電極３１に駆動信号に基づく高電位が印加されると、該個別電極３１と共通電極３０との間で挟まれた領域が変形し、該個別電極３１に対応する圧力室２１の容積が変動する。この容積変動に応じて圧力室２１内のインクに吐出圧力が付与され、該インクは流出路２２を介してノズル１７より下方へと吐出される。

図３に示すように、配線基板６には共通電極３０（図２参照）にグランド電位を定電位として供給するための定電位配線（図示せず）と、各個別電極３１（図２参照）に駆動信号を供給するための複数の個別配線３５とが設けられ、各個別配線３５の一端部は駆動ＩＣ１１，１２の何れか一方に接続される。配線基板６の接合部８の下面に形成された配線端子３６には、定電位配線３４と接続される定電位配線端子３７と、各個別配線３５の他端部と接続される個別配線端子３８とが含まれる。定電位配線端子３７は接合部のＸ方向端縁部をＹ方向に延在し、個別配線端子３８は圧力室孔１６（図１参照）と同様にして配列されている。また、配線基板６には駆動ＩＣ１１，１２に接続される複数の入力用配線（図示せず）が個別配線３５とは反対側に配設されている。

図４に示すように、配線基板６は表面に配線が形成される帯状の基板部３９と、基板部３９の配線が形成される面を被覆するレジスト部４０とを有する。基板部３９はポリイミド製で絶縁性及び可撓性を有している。接合部８においてはレジスト部４０が部分的に切り欠かれており、この切り欠いた部分において配線端子７を外部に露出させるようにしている。

配線基板６は、例えば所謂カバーコート工法を用いて圧電アクチュエータ３に接合される。つまり、圧電アクチュエータ３の電極端子７上に導電性のバンプ４１を設置し、配線基板６の接合部８のうち配線端子３６が露出する面に未硬化状態の熱硬化性を有した接着剤４２を塗布しておき、各配線端子３６が対応する電極端子７と平面視で重なるようにして接合部８を圧電アクチュエータ３に上側から重ね、バーヒータ（図示せず）などで熱圧着させる。すると、バンプ４１が未硬化状態の接着剤４２を突き破るようにしてバンプ４１の先端部が配線端子３６に接触し、バンプ４１の外表面に接着剤４２が付着する。その後、接合部８に与えた熱で接着剤４２を硬化させる。配線基板６は、接合部８の表面とバンプ４１の外表面とに亘って付着している接着剤４２を介し、バンプ４１及び圧電アクチュエータ３と接合される。バンプ４１は、銀や半田等の導電材を含む樹脂製の導電性接着材で形成されており，接着剤４２を介して配線端子３６と電気端子７とが機械的に接合されると同時に電気的に導通する。バンプ４１は、印刷またはインクジェット法などで形成される。なお、電極端子７上に形成された当初は流動性を有しているものの、適した硬度を有するまで熱硬化させることによって適度な柔軟性を有した状態でその形状が保持される。

図５に示すように、圧電アクチュエータ３の上面には電極端子７が配置される端子配置領域Ａが規定されており、該領域Ａの輪郭線上にバンプ４１が並ぶこととなる。該領域Ａの輪郭線は圧電アクチュエータ３の平面視輪郭線に沿った略矩形状となる。

接合部８が圧電アクチュエータ３に接合された後には、前述したように延在部８が接合部８に対して折り曲げられる（図５矢印Ｃ参照）。このとき、接合部８に対して延在部９，１０がＸ方向に引き出されているため、端子配置領域Ａの輪郭線のうちＹ方向に延びる線Ｂ上にあるバンプ４１′は、延在部９，１０の折り曲げに伴う荷重が作用する。このため、当該バンプ４１′が設けられている部分においては、端子配置領域Ａの輪郭線上にはない他のバンプと比べ、配線基板６が圧電アクチュエータ３から相対的に剥がれ易い。

また、ポリイミド製の基板部３９の熱膨張率と圧電層であるトップシート２９の熱膨張率との違いや、バーヒータから配線基板６に伝達される熱量とトップシート２９に伝達される熱量との違い等に基づいて、接着剤４２（図４参照）を硬化させるときには配線基板６の熱膨張量がトップシート２９の熱膨張量を上回る。このとき接合部８はその中心部から略放射状に熱膨張し、その後冷却される過程では逆方向に熱収縮する（図５矢印Ｄ参照）。よって、バンプ４１には平面方向に互いに引っ張り荷重がかかる。あるバンプ４１の周囲に他のバンプ４１が配されている場合には、これらバンプに作用する各引っ張り荷重が互いに打ち消し合うと考えられるが、端子形成領域Ａの輪郭線上に配されたバンプでは、該領域Ａの外側に他のバンプが存在しないため、該バンプに作用する平面方向の引っ張り荷重に偏りがある。特に端子配置領域Ａの輪郭線のうち隅部に配置されるバンプ４１″においては、端子配置領域Ａの中央部に配置された他のバンプと比べ、配線基板６の熱膨張・熱収縮の影響を受け易い。よって、配線基板６はこの部分において圧電アクチュエータ３から相対的に剥がれ易い。

そこで、図６には端子配置領域Ａの隅部に配置されたバンプ４１″周辺の構成が示されている。ここで、各個別電極端子３３は、対応する個別電極３１（図２参照）に導通するためのスルーホールが形成されるＡｇ−Ｐｄ製の端子本体部４３と、端子本体部４３から突出するように形成されたガラスフリットを含むＡｇ製の平面視矩形状のランド部４４とを有し、バンプ４１″はこのランド部４４の中心部に設置される。端子本体部４３は、圧力室２１および活性部となる圧電層と対応する位置に形成され、ランド部４４は、端子本体部４３から圧力室２１とは反対側に延出した延出部４３ａ上に設けられている。このように接合ポイントが圧力室２１や活性部から離れた位置にあるため、活性部の変形が接合により阻害されることはない。

そして、このバンプ４１″に近接して補強バンプ４５が設けられている。補強バンプ４５は、バンプ４１、４１″と同様にして形成され、適度な柔軟性を有している。そして、ランド部４４上とトップシート２９の表面上とに跨るようにして設置されており、平面視において部分的にランド部４４とオーバーラップしている。補強バンプ４５は、バンプ４１、４１″と同様に柔軟性を有しているため、図６（ｂ）に示すように、ランド部４４の外縁部４６に補強バンプ４５が噛み込むようにして接触している。このとき、バンプ４１″の周囲に、接着剤４２が流動されているとともに、補強バンプ４５とも接触しているため、ランド部４４の外縁部４６に補強バンプ４５が噛み込んだ状態で接着剤４２により固定されることにより、補強バンプ４５の圧電アクチュエータ３に対する接合強度を高めることができる。

また、補強バンプ４５は、ランド部４４の中央部に配置されたバンプ４１″を基準にして配線基板６の熱膨張・熱収縮の方向に沿って設けられている。換言すると、図６（ａ）にはこのバンプ４１″を基準にした配線基板６の熱膨張・熱収縮の方向を便宜的に直線矢印Ｂで示しているが、補強バンプ４５はこの直線矢印Ｂ上に配置される。

図７（ａ）には上記バンプ４１″周辺におけるバンプ設置直後の状態を示している。このように配線基板６を圧電アクチュエータ３に重ねる前において、圧電アクチュエータ３のバンプ４１″と共に補強バンプ４５が形成されている。補強バンプ４５は、ランド部４４と部分的にオーバーラップしているとともに、補強バンプ４５はランド部４４の中央部に設置されるバンプ４１″に比べ、圧電アクチュエータ３の上面からの突出高さが大きく形成される。なお、この時点でバンプ４１″及び補強バンプ４５は適度な柔軟性を有した状態に硬化されている。

このように補強バンプ４５が高背であるため、配線基板６を圧電アクチュエータ３に重ねる過程では、まず補強バンプ４５が接着剤４２を突き破るようにして個別配線端子３８に接触する（図７（ｂ）参照）。このとき接着剤４２は補強バンプ４５の外表面に付着していく。この様態から更に配線基板６が圧電アクチュエータ３側に近付けられると、中央のバンプ４１″も接着剤４２を突き破るようにして個別配線端子３８に接触する。この過程では補強バンプ４５はさらに押し潰されて水平方向に広がるようにして変形する。このため補強バンプ４５の外表面と中央のバンプ４１″の外表面との間隔が縮まる。この態様から更に配線基板６を圧電アクチュエータ３側に近付け、中央のバンプ４１″も押し潰したところで、配線基板６を圧電アクチュエータ３側に近づける動作を終了する（図７（ｂ）参照）。これにより、補強バンプ４５の外表面と中央のバンプ４１″の外表面との間隔が更に縮まる。よって、これらバンプ４５，４１″の各外表面間には接着剤４２が跨るようにして設けられる。接着剤４２は、バンプ４１″のみが配置されているときよりも補強バンプ４５との接着面積が増えており、バンプに対する接合強度が向上している。さらに、補強バンプ４５は個別配線端子３８の外縁部４７に噛み込むようにして設けられる。これにより、補強バンプ４５の配線基板６に対する接合強度を高めることができる。なお、このようにして補強バンプ４５が外縁部４７に噛み込むのは、図６に示したように個別配線端子３８を平面視で圧電アクチュエータに投影したときに補強バンプ４５が部分的に個別配線端子３８とオーバーラップするように配置されているためである。

その後、加熱により、接着剤４２が硬化される。このとき、中央のバンプ４１″を基準にして配線基板６の熱膨張の方向に沿って補強バンプ４５が設けられているため、配線基板６の圧電アクチュエータ３に対する相対的な熱膨張によって中央のバンプ４１″に作用する荷重が、補強バンプ４５によって受け止められる。これにより、中央のバンプ４１″が配線基板６より受ける熱膨張の影響を緩和することができ、配線基板６がこの部分において圧電アクチュエータ３から剥がれ難くすることができる。加熱終了後の熱収縮が生じるときの作用もこれと同様であり、中央のバンプ４１″が配線基板６より受ける熱収縮の影響を緩和することができる。

なお、この補強バンプ４５は端子配置領域Ａ（図５参照）の隅部に配置されるバンプ４１″を基準にして熱膨張・熱収縮する方向に沿って設けられるとしたが、圧電アクチュエータ３の上面の内側に設けてもよいし、外側に設けてもよい。また、図７の例示では、補強バンプ４５を一つのみ設けるとしたが、２つの補強バンプ４５を中央のバンプ４１″を挟むようにして配置してもよく、その場合はより高い補強効果が見込まれる。また、補強バンプ４５は、バンプ４１とともに銀を含む樹脂材料で形成されているため、端子に対しての導通箇所を増やす効果も見込まれる。

また、図５に示すように、端子配置領域Ａの輪郭線のうち前述の線Ｂ上に配置されるバンプ４１′の周囲に、補強バンプ４５を設けてもよい。この場合、補強バンプ４５は、バンプ４１′を基準にして延在部９，１０が設けられている側に配置されていることが好ましい。これにより、延在部９，１０の折り曲げに伴う荷重を補強バンプ４５で受け止めることができ、バンプ４１′が配線基板６より受ける折り曲げの影響を緩和することができる。この場合においても、補強バンプ４５は配線端子の外縁部及び電極端子の外縁部の少なくとも一方に噛み込むようにして設置することができ、これにより配線端子７及び／又は圧電アクチュエータ３に対する補強バンプ４５の接合強度を高めることができる。

勿論、端子配置領域Ａの輪郭線の内側に配置される電極端子に対しても、そのランド中央に配置されるバンプに近接するよう補強バンプを配置してもよい。

図８は補強バンプ１４５の配置の変更例を示している。図８に示すように、ランド部４４の中央に配置されたバンプ４１を外囲するようにして複数の補強バンプを設けてもよい。このようにしておくことで、複数の接合部において外縁部や隅部においても引っ張り荷重による偏りがどの方向にあったとしてもその偏りを補うことができるため、補強構造として効果的である。これら補強バンプ１４５は、中央のバンプ４１の平面視中央部を中心とする仮想円に沿って等間隔に配置される。

このようにして複数の補強バンプ１４５を設けることにより、中央のバンプ４１に作用する熱膨張・熱収縮の影響や、延在部の折り曲げに伴う荷重が緩和され、中央のバンプ４１が配線基板の配線端子に接触した状態を良好に維持することができる。

図８に示すように、複数の補強バンプ１４５を設けるときには、その一部がランド部４４の端部４６に食い込むようにして配置されていなくてもよい。このようにランド部４４の端縁部４６に食い込んでいない補強バンプ１４５については、配線端子に対する接合強度を高めるため、配線端子の端縁部に食い込むようにして配置されていればよい。

なお、本実施形態では、導通を考慮して補強バンプが導電性を含む樹脂材料で形成されているが、特にこれに限られることはなく、補強に特化させて設ける場合は導電性材料を含まなくてもよいし、ランド部に噛み込ませることができるのであれば、さらに硬度がある材料を用いてもよい。また、ランド部や電極の形状や、補強バンプの数や配置など適宜変形可能である。

また、本実施形態では、圧電アクチュエータと配線部材との接合に際して所謂カバーコート工法を用いている。このカバーコート工法では、バンプと端子とを接合するに際して熱硬化性樹脂の接着作用を利用するものであるが、これは、バンプが印刷又はインクジェット法等による形成後の加熱で硬化することにより、バンプの接着作用が無くなってしまうことによる。カバーコート工法を適用すると、アクチュエータと配線基板との間にバンプが介在して両者間の距離が確保されるだけでなく、導電性ろう材や導電性接着剤による接合で生じる流動状態のろう材や接着剤のはみ出しが生じないため、アクチュエータの活性部の変形が阻害されるのを防ぐことができる。但し、バンプによってアクチュエータと配線基板の間の距離が確保されていれば必ずしも接着剤を利用する必要はなく、その他の接合方法にも本発明を適用可能である。例えば、バンプ４１、４１″および補強バンプ４５を、加熱した後にその接着作用が残りつつもバンプとしての形状が維持される程度に硬化させておくようにすれば、バンプ自体の接着作用で接着剤を利用せずとも端子とバンプとを接合可能になる。このように接着剤を利用しない接合方法においても、補強バンプ４５をランド部４４に噛み込ませるようにして設置することにより、本実施形態と同様の作用効果が得られる。

これまで本発明に係る実施形態について説明したが、上記構成は一例に過ぎず、本発明の範囲内で適宜変更可能である。なお、本発明に係る液体吐出装置として、インクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッドと、これに電気的及び機械的に接続される配線基板とからなる組立体を例示したが、インク以外の液体、例えば着色液を吐出して液晶表示装置のカラーフィルタを製造する装置、導電液を吐出して電気配線を形成する装置などに使用する液滴吐出装置に適用してもよい。

本発明は、バンプと配線板及びアクチュエータとの接合強度を大きくすることができ、配線板側の端子とアクチュエータ側の端子との導通を確保することができるという作用効果を奏し、圧電アクチュエータに配線基板を接合してなる組立体を搭載するインクジェットプリンタに適用すると有益である。

Ａ端子配置領域
１インクジェットヘッド
２流路ユニット
３圧電アクチュエータ
６配線基板
７電極端子
８接合部
９，１０延在部
３２共通電極端子
３３個別電極端子
３６配線端子
３７定電位配線端子
３８個別配線端子
４１，４１′，４１″ バンプ
４２接着剤
４３端子本体部
４４ランド部
４５，１４５補強バンプ
４６外縁部
４７外縁部

Claims

液体を吐出させるよう動作するアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動させる駆動信号を当該アクチュエータに供給するための配線板と、
前記配線板の表面上に設けられた第１端子、及び前記アクチュエータの表面上に設けられた第２端子の間に介在し、前記第１及び第２端子を電気的に導通させるための第１バンプとを備え、
前記アクチュエータに重ねた前記配線板が前記第１バンプを介して前記アクチュエータと接合されてなる液体吐出装置であって、
前記第１バンプの周囲に配置される第２バンプを更に備え、
前記第２バンプは、前記第１端子及び前記第２端子の少なくとも一方と平面視で部分的に重なるよう配置され、当該端子が設けられる前記表面から前記端子の外縁に噛み込むようにして設けられており、
前記アクチュエータの前記表面に、複数の前記第２端子を配置する端子配置領域が規定され、
前記第２バンプが、前記端子配置領域の外縁に配置された前記第２端子に対応して設けられており、
前記配線板は前記アクチュエータと比べて熱膨張率が高く、前記配線板は前記第１及び第２バンプの加熱硬化の工程を経て前記アクチュエータと接合される構成であり、
前記外縁の隅部に配置された前記第２端子に対応する前記第２バンプが、当該第２バンプに対応する前記第１バンプを基準にして前記配線板が熱変形する方向に沿って配置されていることを特徴とする液体吐出装置。
前記第２バンプは、前記配線板を前記アクチュエータに重ねる前の状態において、前記第１バンプと比べて高背であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
複数の前記第２バンプが前記第１バンプを取り囲むようにして設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出装置。
前記配線板は、前記第１端子が形成されている前記表面上に塗布した接着剤を前記第１バンプ及び前記第２バンプの表面上に付着させた状態で硬化させることにより、前記アクチュエータと接合される構成であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
前記第１バンプは、前記配線板を前記アクチュエータに重ねる前の状態において、前記第２端子に設けられ、
前記第２バンプは、前記配線板を前記アクチュエータに重ねる前の状態において、前記第２端子が設けられる前記アクチュエータの表面から前記第２端子の外縁に噛み込むようにして設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。