JP5675544B2 - Flexible cable - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、フレキシブルケーブルに関する。 Embodiments described herein relate generally to a flexible cable.
複数のプリント基板の間を接続するために、柔軟性を有するフレキシブルケーブルが用いられる。フレキシブルケーブルとして、例えばポリイミドの層の上に銅箔が積層されたエッチングによってパターニングされたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）や、リボン状の電線をポリエステルの層でラミネートしたフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）などが用いられる。 In order to connect between a plurality of printed boards, a flexible cable having flexibility is used. Examples of the flexible cable include a flexible printed wiring board (FPC) patterned by etching in which a copper foil is laminated on a polyimide layer, and a flexible flat cable (FFC) in which a ribbon-like electric wire is laminated with a polyester layer. Used.
このようなフレキシブルケーブルの端部は、プリント基板に実装されたコネクタに挿入される。コネクタの内部では、コネクタの端子がフレキシブルケーブルの端部を押圧する。この端子の押圧力によってフレキシブルケーブルが凹んだり、又は挿入時に座屈したりすることを防止するため、フレキシブルケーブルの端部にスペーサが取り付けられる。スペーサは、フレキシブルケーブルの端部の剛性を向上させるとともに、フレキシブルケーブルの端部の厚さをコネクタの挿入口に合うように調整する。 The end of such a flexible cable is inserted into a connector mounted on a printed board. Inside the connector, the terminal of the connector presses the end of the flexible cable. In order to prevent the flexible cable from being recessed or buckled during insertion by the pressing force of the terminal, a spacer is attached to the end of the flexible cable. The spacer improves the rigidity of the end portion of the flexible cable and adjusts the thickness of the end portion of the flexible cable so as to match the insertion port of the connector.
フレキシブルケーブルが曲げられると、長さが変化しない中立面を境に、凸状の一方の面側では引き伸ばされて長さが伸び、凹状の他方の面側では圧縮されて長さが縮む。厚さ方向における中立面の位置は、フレキシブルケーブルを形成する部材の厚さおよび各部の弾性率によって決まる。 When the flexible cable is bent, the length is increased on one side of the convex surface, and the length is reduced on the other surface side of the concave shape, with the neutral surface where the length does not change as a boundary. The position of the neutral surface in the thickness direction is determined by the thickness of the member forming the flexible cable and the elastic modulus of each part.
スペーサが取り付けられたフレキシブルケーブルの端部の中立面は、スペーサが取り付けられていない場合の中立面よりも銅箔から遠くなる。このため、フレキシブルケーブルの端部が曲げられた際に銅箔にかかる引張りおよび圧縮力が大きくなり、銅箔が損傷するおそれがある。 The neutral surface at the end of the flexible cable to which the spacer is attached is farther from the copper foil than the neutral surface when the spacer is not attached. For this reason, when the edge part of a flexible cable is bent, the tension | tensile_strength and compressive force which apply to copper foil become large, and there exists a possibility that copper foil may be damaged.
本発明の目的は、端子部を曲げられたときの導電層の損傷を抑制できるフレキシブルケーブルを提供することにある。 The objective of this invention is providing the flexible cable which can suppress the damage of a conductive layer when a terminal part is bent.
一つの実施の形態に係るフレキシブルケーブルは、ベース層と、導電層と、スペーサとを具備する。前記ベース層は、第１の面と、前記第１の面の反対側に位置する第２の面と、を有する。前記導電層は、前記ベース層の第１の面に積層される。前記スペーサは、前記ベース層の端部において前記ベース層の第２の面に取り付けられ、前記ベース層よりも弾性率が大きい第１層と、前記ベース層との間に前記第１層を挟むとともに前記第１層よりも弾性率が小さい第２層と、を有する。 A flexible cable according to one embodiment includes a base layer, a conductive layer, and a spacer. The base layer has a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface. The conductive layer is stacked on the first surface of the base layer. The spacer is attached to the second surface of the base layer at an end of the base layer, and the first layer is sandwiched between the first layer having a larger elastic modulus than the base layer and the base layer. And a second layer having a smaller elastic modulus than the first layer.
以下に、第１の実施の形態について、図１から図１３を参照して説明する。まず、説明のために、従来例について説明する。 A first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 13. First, a conventional example will be described for explanation.
フレキシブルケーブル１は、ベースフィルム２と、その表面に形成され、パターニングされた導電体の回路としての銅箔３と、それを保護するカバーレイ４で構成される。端子部１ａは導通を取る為にカバーレイ４が無く、銅箔３がむき出しになっている。この端子部１ａをコネクタ５に挿入する。このようなフレキシブルケーブル１のコネクタ嵌合部１ａの構造を図１に示す。各層間には図示しない接着剤層がある場合がある。図２は図１のフレキシブルケーブル１をコネクタ５に挿入した嵌合状態を表す断面図である。
The
フレキシブルケーブル１はコネクタ５内のコンタクト部５ａを図２の上向きへ押し開きつつ、図２の左へ向かってコネクタ５へ挿入されて行く。その際フレキシブルケーブル１には座屈しない程度の強度が必要である。一方コネクタ５は通常、フレキシブルケーブル１が所定の厚さであることを想定して設計されている。すなわちコネクタ５から見たフレキシブルケーブル１の嵌合部適合厚さが設定されている。その値は通常０．３ｍｍ程度であり、この厚さは挿入の際にフレキシブルケーブル１が座屈しないような強度を保てる程度に厚く設定した値である。
The
フレキシブルケーブル１の本体部、すなわち図２のコネクタ嵌合部１ａ以外の場所、特にフレキシブルケーブル１の屈曲部には通常、柔軟性が要される。その為フレキシブルケーブル１の厚さは一般に２０μｍ〜１００μｍ程度であり、上記０．３ｍｍよりも薄い。従ってコネクタ５と嵌合させるには端子部１ａの厚さが不足する。そこで通常はフレキシブルケーブル１の裏面に図１および図２に示すようにスペーサ６を貼って厚さを調整してコネクタ５が要求する嵌合部適合厚さに合わせる。
Usually, flexibility is required for the main body portion of the
フレキシブルケーブルの中でもフィルム基板、フレキシブルＰＣ板、或いはＦＰＣ等と呼ばれるものは一般にベースフィルム２およびカバーレイ４の材料としてポリイミドが使われ、銅箔３のパターニングはエッチングにより形成される。ベースフィルム２と銅箔３との間に接着剤を用いるものと接着剤レスのものがある。ＦＰＣに電子部品を実装したものは、その形態によってＴＣＰ、ＴＡＢ、ＣＯＦ等と呼ばれる。
Among flexible cables, what is called a film substrate, a flexible PC board, or an FPC generally uses polyimide as a material for the
これに対してカード電線、テープ電線、フレキシブルフラットケーブル或いはＦＦＣなどと呼ばれるタイプのものはベースフィルム２とカバーレイ４との材料として安価なポリエステルフィルムが使われ、回路毎に短冊状に形成した複数本の銅箔３をポリエステルフィルムで挟んで形成する。
On the other hand, a type called card electric wire, tape electric wire, flexible flat cable, or FFC uses an inexpensive polyester film as a material for the
一般に前者のタイプは回路ピッチが狭く、銅箔３の幅が狭く、かつ銅箔３が薄く、屈曲信頼性に優れる。どちらのタイプでも銅箔３には、屈曲性を重視して圧延銅を使うことが多い。特に高い屈曲性能が要求される場合には、結晶の欠陥が少なく屈曲性の優れた特殊な圧延銅を使う。
Generally, in the former type, the circuit pitch is narrow, the width of the
従来のフレキシブルケーブル１の場合、コネクタ５に挿入する際に図２の矢印方向にこじってしまうと銅箔３が簡単に断線してしまう。この現象は銅箔３の種類に関わらず発生し、例え結晶の欠陥が少なく屈曲性の優れた圧延材を選んでも、このモードの断線に対しては殆ど効果が無い。
In the case of the conventional
この現象はどのタイプのフレキシブルケーブルでも起きるが、銅箔３が幅狭くかつ薄くなりがちな、ＦＰＣ等と呼ばれる前者のタイプの方がより顕著に起きる。
This phenomenon occurs in any type of flexible cable, but the former type called FPC or the like, in which the
次に何故断線が起きるのかについて説明する。
まず、一般に厚さＤで長さＬの、図３に表すような板状の物体Ｍを、図５に表すように長手方向(長さＬの向き)に湾曲させたときに何が起きるかについて考えておく。
Next, the reason why the disconnection occurs will be described.
First, what happens when a plate-like object M having a thickness D and a length L as shown in FIG. 3 is curved in the longitudinal direction (direction of the length L) as shown in FIG. Think about.
図４は図３の断面図、図６は図５の断面図である。このように湾曲させると、板状物体Ｍの表側すなわち凸側は長手方向に伸ばされ、長さがＬ＋αとなる。板状物体Ｍの裏側すなわち凹側は長手方向に圧縮されて、長さがＬ−βとなる。板状物体Ｍの表側から深さｄの場所には長さがＬのまま変化しない場所、すなわち中立面Ｎがある。 4 is a cross-sectional view of FIG. 3, and FIG. 6 is a cross-sectional view of FIG. When curving in this way, the front side, that is, the convex side of the plate-like object M is extended in the longitudinal direction, and the length becomes L + α. The back side, that is, the concave side of the plate-like object M is compressed in the longitudinal direction, and the length becomes L-β. There is a place where the length remains L, that is, a neutral plane N, at a position of depth d from the front side of the plate-like object M.
次に断線の理由を、図７を用いて説明する。フレキシブルケーブル１を挿入する際、コネクタ５に挿入する際に図２の下向き矢印方向にこじってしまうとフレキシブルケーブル１は図７のように凸状に、又はその反対に凹状に、湾曲する。フレキシブルケーブル１の端子部１ａ付近、図の左右方向に所定の２点を定め、その間の定常状態の距離をＬとすれば、図４の状態では銅箔３の表面側は伸ばされてＬ＋αとなり、ベースフィルム２の下部は縮められてＬ−βとなる。すなわち長さＬの銅箔３は長さＬ＋αまで引っ張られ、伸び量が所定の量を超えると切れてしまうのである。図７において、厚み方向のある場所に、湾曲させても長手方向がＬのまま変化しない位置、すなわち中立面Ｎがある。中立面Ｎの位置は嵌合部１ａを構成する部材の厚さとヤング率によって決まる。銅箔３のヤング率は１００ＧＰａ程度であり、ポリイミドの５ＧＰａと比べて約２０倍なので、中立面Ｎは全体の厚さ３００μｍの中央よりも上方向にシフトしている。しかし銅箔３の厚みが薄い為シフト量は大きくない。この例では中立面Ｎは銅箔３の表面から１０７μｍの場所にあり、すなわち全厚３００μｍに対して上から約１／３の場所である。銅箔３が薄いほど、シフト量は減り、中立面Ｎは中央付近、すなわち銅箔表面から１５０μｍの位置に近付いて行く。
Next, the reason for the disconnection will be described with reference to FIG. When the
以上で説明した従来例のスペーサ６は図８に示すような無垢のポリイミドであり、ベースフィルム２およびカバーレイ４と同じ材質である。
The
図９は、本実施形態のインクジェットヘッド１０およびフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）１１を示す斜視図である。ＦＰＣ１１は、フレキシブルケーブルの一例である。インクジェットヘッド１０は、インクジェットプリンタの内部に搭載され、印刷用紙のようなメディアにインクを吐出して印刷を行なう。
FIG. 9 is a perspective view showing the
図９に示すように、インクジェットヘッド１０は、ヘッド本体１４と、基体１５と、一対のプリント基板１６と、複数のテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）１７とを備えている。
As shown in FIG. 9, the
ヘッド本体１４は、インクを吐出するための部品である。ヘッド本体１４は、駆動素子および複数のオリフィスを有しており、前記オリフィスからインクを吐出する。ヘッド本体１４は、基体１５に取り付けられている。基体１５は、一対のパイプ１９を有している。パイプ１９は、インクタンクとヘッド本体１４との間のインクの経路を形成する。
The
一対のプリント基板１６に、コネクタ２１と、コンデンサや他のコネクタのような種々の電子部品２２とがそれぞれ実装されている。
A
複数のＴＣＰ１７は、可撓性のフィルム２４と、ＩＣ２５とをそれぞれ有している。フィルム２４に、複数の配線が形成され、ＩＣ２５が実装されている。フィルム２４は、ヘッド本体１４とプリント基板１６との間に介在している。ＩＣ２５は、ＦＰＣ１１から入力された信号に基いて、ヘッド本体１４にインクを吐出させる。
The plurality of
図１０は、インクジェットヘッド１０およびＦＰＣ１１の一部を示す断面図である。図１０に示すように、コネクタ２１は、プリント基板１６の端部に配置されている。コネクタ２１は、コネクタ本体３１と、挿入口３２と、複数のコンタクト部３３と、複数のコンタクトリード３４とを有している。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a part of the
挿入口３２は、コネクタ本体３１に設けられ、プリント基板１６の外に向かって開口している。コンタクト部３３は、弾性を有する金属性の端子であり、挿入口３２の上壁３２ａに沿って設けられている。コンタクト部３３と挿入口３２の下壁３２ｂとの間の距離は、ＦＰＣ１１を挿入しないとき、例えば３００μｍよりも小さい。コンタクトリード３４は、コンタクト部３３からそれぞれ連続し、コネクタ本体３１の外に延びている。コンタクトリード３４は、コネクタ本体３１の外で、プリント基板１６の配線にそれぞれ接続されている。
The
図９に示すように、ＦＰＣ１１は、途中で分岐した形状に形成されている。ＦＰＣ１１は、略矩形状の二つの端子部４０を有している。端子部４０は、ＦＰＣ１１の一方の端部にそれぞれ設けられている。二つの端子部４０は、それぞれ一対のプリント基板１６のコネクタ２１に接続される。ＦＰＣ１１の他方の端部は、例えば前記インクジェットプリンタの制御部に接続されている。
As shown in FIG. 9, the
図１１は、ＦＰＣ１１の端子部４０を示す斜視図である。図１２は、図１１のＦ１２−Ｆ１２線に沿ってＦＰＣ１１の端子部４０を示す断面図である。図１２に示すように、ＦＰＣ１１は、ベース層４１と、導電層４２と、カバー層４３と、スペーサ４４とを有している。なお、これらの各層の間には接着剤によって形成された層があってもよい。
FIG. 11 is a perspective view showing the
ベース層４１は、例えば柔軟性を有するポリイミドによってフィルム状に形成されている。当該ポリイミドの弾性率は、例えば５ＧＰａである。ベース層４１の厚さは、例えば２０μｍである。ベース層４１は、第１の面４６と、第２の面４７とを有している。第２の面４７は、第１の面４６の反対側に位置している。
The
導電層４２は、例えば屈曲性に優れた圧延銅によって形成された銅箔である。当該圧延銅の弾性率は、例えば１００ＧＰａである。導電層４２の厚さは、例えば１０μｍである。
The
導電層４２は、ベース層４１の第１の面４６に積層されている。図１１に示すように、導電層４２は、エッチングによってパターニングされ、複数の配線パターンを形成している。
The
図１２に示すように、カバー層４３は、導電層４２の上に積層されている。これにより、導電層４２はベース層４１とカバー層４３との間に挟まれる。カバー層４３は、例えばベース層４１と同じくポリイミドによって形成されている。カバー層４３の厚さは、例えばベース層４１と同じく２０μｍである。
As shown in FIG. 12, the
端子部４０において、カバー層４３は設けられていない。このため、端子部４０では、導電層４２が露出している。
In the
スペーサ４４は、矩形の板状に形成され、端子部４０にそれぞれ配置されている。スペーサ４４は、ベース層４１の第２の面４７に貼り付けられている。言い換えると、スペーサ４４は、ベース層４１の端部においてベース層４１の第２の面４７に取り付けられている。スペーサ４４は、第１層５１と、第２層５２とを有している。
The
第１層５１は、例えばニッケルによって形成されている。第１層５１は、これに限らず、例えばステンレスのような他の材料によって形成されても良い。当該ニッケルの弾性率は、例えば２００ＧＰａである。すなわち、第１層５１は、ベース層４１よりも弾性率が大きい。第１層５１の厚さは、例えば２０μｍである。第１層５１は、例えば第２層５２に貼り付けられている。なお、第１層５１はこれに限らず、例えば無電解メッキによって第２層５２の上に形成されても良い。
The
第２層５２は、ベース層４１との間に第１層５１を挟んでいる。第２層５２は、例えばベース層４１と同じくポリイミドによって形成されている。すなわち、第２層５２は、第１層よりも弾性率が小さい。なお、第２層５２の材料は、ベース層４１の材料と異なっていても良い。
The
第２層５２の厚さは、例えば２５０μｍである。すなわち、第２層５２の厚さは、ベース層４１と導電層４２と第１層５１との厚さを合わせたものよりも厚い。このため、第１層５１は、端子部４０の全厚さの中央よりも導電層４２に近い。なお、端子部４０の全厚さは、例えば３００μｍである。
The thickness of the
図１０に示すように、端子部４０はコネクタ２１の挿入口３２に挿入される。端子部４０が挿入口３２に挿入されると、コネクタ２１のコンタクト部３３が、端子部４０の露出された導電層４２に弾性的に当接する。これにより、端子部４０とコネクタ２１とが電気的に接続される。
As shown in FIG. 10, the
スペーサ４４は、端子部４０の剛性を向上させることで、コンタクト部３３の押圧力によって端子部４０が凹んだり、挿入の際に座屈したりすることを防いでいる。さらに、スペーサ４４は、端子部４０の厚さをコネクタ２１の挿入口３２に合うように調整している。
The
図１３は、曲げられた端子部４０を示す断面図である。図１３に示すように、端子部４０の、図の右側が厚さ方向のスペーサ４４側に（図１３の下向きに）押さえられると、端子部４０は凸状に湾曲し、長さが変化しない中立面Ｎを境に、凸状の一方の面４０ａ側では端子部４０の長手方向に引き伸ばされて長さが伸び、凹状の他方の面４０ｂ側では端子部４０の長手方向に圧縮されて長さが縮む。端子部４０の厚さ方向における中立面Ｎの位置は、例えば端子部４０の一方の面４０ａから６６μｍだけ離れている。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the
図１２のように端子部４０が真直ぐにされた状態における、端子部４０の縁からカバー層４３の縁までの長さをＬとして説明する。図１３に示すように、端子部４０が曲げられると、端子部４０の一方の面４０ａを形成する導電層４２の表面は、引き伸ばされて長さＬ＋α´に伸ばされる。一方、端子部４０の他方の面４０ｂを形成する第２層５２の表面は、圧縮されて長さＬ−β´に縮められる。
The length from the edge of the
逆に、端子部４０の図の右端が厚さ方向の導電層４２側に（図１３の上向きに）押さえられると、端子部４０は凹状に湾曲し、導電層４２の表面は、圧縮されて長さＬ−α´に縮められる。第２層５２の表面は、引き伸ばされて長さＬ＋β´に伸ばされる。
Conversely, when the right end of the
端子部４０が曲げられたときに長さが変化する量は、端子部４０の厚み方向における中立面Ｎからの距離に従う。このため、第２層５２の表面より中立面Ｎに近い導電層４２の表面の長さの変化量α´は、第２層５２の表面の長さの変化量β´より小さい。
The amount by which the length changes when the
前記構成のＦＰＣ１１によれば、スペーサ４４の第１層５１は、ベース層４１よりも弾性率が大きく、第２層５２よりも弾性率が大きい。厚さ方向における中立面Ｎの位置は、各部材の厚さおよび弾性率によって決まる。第１層５１は、第２層５２よりも導電層４２に近い。これにより、図７のようにスペーサ４４が全てポリイミドによって形成された場合よりも、中立面Ｎが導電層４２の近くに位置することになり、端子部４０が曲げられたときの導電層４２の長さの変化が抑制される。したがって、スペーサ４４が全てポリイミドによって形成された場合よりも端子部４０が曲げられた際に導電層４２にかかる引張りおよび圧縮力が小さくなり、導電層４２の損傷を抑制できる。さらに、スペーサ４４が全てポリイミドによって形成された場合よりも、端子部４０が繰り返し曲げられることによる導電層４２の劣化を抑制できる。
According to the
上記の点を、従来例と比べて説明する。ＦＰＣ１１を図１０のようにコネクタ２１に嵌合する際、湾曲させると図１３のようになる。長さＬが変わらない中立面は、図７の場合と比べ図の上方向に寄った位置となる。ベース層４１のすぐ裏面、即ち全厚さの０．３ｍｍに対して見れば導電層４２のある側に近い部分に弾性率の大きな部材である第１層５１があるためである。このとき導電層４２はＬ＋α´に伸び、スペーサ下端はＬ＋β´に縮む。
The above point will be described in comparison with a conventional example. When the
弾性率の大きな部材として２０μｍのニッケルを用いた本実施例では図１３の中立面は、図７と比べると上方へ移動し、導電層４２の表面から６６μｍの深さの場所になる。そのためにα´はαよりも小さく、β´はβよりも大きくなる。α´/α＝６６μｍ／１０７μｍ＝６２％であるので、導電層４２の伸び量は図７の場合の６２％と少なく、切れ難くなるのである。このように、従来例のフレキシブルケーブル１よりも本実施形態のＦＰＣ１１の方が切れ難い。また、凹凸の屈曲を繰り返した場合にも効果がある。
In this embodiment using nickel of 20 μm as a member having a large elastic modulus, the neutral surface in FIG. 13 moves upward as compared with FIG. 7 and becomes a place having a depth of 66 μm from the surface of the
また、スペーサ４４の第２層５２の厚さは、ベース層４１と導電層４２と第１層５１との厚さを合わせたものよりも厚く、第１層５１は、スペーサ４４が全てポリイミドによって形成された場合の中立面よりも導電層４２に近い。したがって、中立面Ｎを導電層４２の近くに位置させやすくなる。
Further, the thickness of the
なお、スペーサ４４の第１層５１はニッケルのような金属に限らず、例えば複数のガラス繊維を包含した接着剤によって形成されても良い。接着剤は樹脂の一例である。ガラス繊維は、繊維の一例である。繊維はこれに限らず、例えば炭素繊維や金属繊維でも良い。当該ガラス繊維は、端子部４０の長手方向に沿う方向、すなわち、ベース層４１の端部の長手方向に沿う方向に配置することが望ましい。
The
これにより、スペーサ４４をベース層４１に貼り付ける工程と、第１層５１を形成する工程とを同時に行なうことができる。したがって、ＦＰＣ１１の製造コストを低減できる。
Thereby, the process of sticking the
次に、図１４ないし図１６を参照して、第２の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する複数の実施形態において、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０およびＦＰＣ１１と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付す。さらに、当該構成部分については、その説明を一部または全て省略することがある。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. Note that, in a plurality of embodiments disclosed below, the same reference numerals are assigned to components having the same functions as those of the
図１４は、第２の実施の形態に係るＦＰＣ１１の端子部４０を示す断面図である。図１４に示すように、スペーサ４４は、調整層５５と、被覆層５６とを有している。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the
被覆層５６は、例えばベース層４１と同じくポリイミドによってシート状に形成されている。被覆層５６の厚さは、例えば１２０μｍである。被覆層５６は、ベース層４１の第２の面４７に対向している。被覆層５６の表面は、調整層５５の表面よりも滑らかである。
The
調整層５５は、ベース層４１の第２の面４７と被覆層５６との間に介在している。調整層５５の厚さは、例えば１５０μｍである。調整層５５は、複数の粒状材５７と、軟質材５８を有している。
The
粒状材５７は、例えば直径が１５０μｍのガラスビーズである。なお、粒状材５７はニッケルのような金属や、樹脂によって形成されても良い。また、粒状材５７は、球状に形成されるが、これに限らず例えば多面体状に形成されても良い。
The
複数の粒状材５７は、被覆層５６の上に面状に並んで配置されている。複数の粒状材５７は、例えば互いに当接してマトリクス状に配置されても良いし、互いに隙間を介して並べられても良い。複数の粒状材５７は、端子部４０の厚み方向において１つずつ配置されている。粒状材５７は、ベース層４１の第２の面４７と、被覆層５６とに当接している。
The plurality of
軟質材５８は、例えばシリコーン樹脂およびシリコーン接着剤によって形成されている。当該シリコーン樹脂およびシリコーン接着剤の弾性率は、例えば１０ＭＰａである。なお、軟質材５８はこれに限らず、例えばビニールのような他の材料によって形成されても良い。軟質材５８は、ベース層４１よりも弾性率が小さく、粒状材５７よりも弾性率が小さい。なお、ベース層４１とスペーサ４４との貼り合わせにも、例えば弾性率が１０ＭＰａであるシリコーンを使い、貼り合せ部の弾性率が高くならないように注意する。
The
調整層５５は、例えば次のように作られる。まず、被覆層５６の上に、複数の粒状材５７を配置する。この際、粒状材５７を容易に配置するため、被覆層５６の上に粒状材５７が貼り付く粘着層を形成しても良い。次に、シリコーン樹脂が各粒状材５７を厚さ方向の半ばまで覆うように、複数の粒状材５７の間の隙間にシリコーン樹脂５８ａを充填する。次に、粒状材５７がベース層４１の第２の面４７に当接した状態で、シリコーン樹脂に覆われずに露出した複数の粒状材５７の間の隙間に、シリコーン接着剤５８ｂを充填する。複数の粒状材５７の間の隙間に充填されたシリコーン接着剤５８ｂによって、ベース層４１の第２の面４７にスペーサ４４が貼り付けられている。なお、シリコーン樹脂によって軟質材５８を形成した後に、例えば接着剤によってスペーサ４４をベース層４１に貼り付けても良い。
For example, the
軟質材５８の弾性率が小さいため、粒状材５７は、被覆層５６に沿う方向に僅かに変位可能である。
Since the elastic modulus of the
このような調整層５５が端子部４０に直交する方向（厚み方向）に圧縮された場合、粒状材５７が圧縮力を受け止める。このため、調整層５５が厚み方向に圧縮されたときの弾性率は、粒状材５７の弾性率に近い。なお、厚み方向は、ベース層４１に直交する方向でもある。
When such an
また、調整層５５が端子部４０のせん断方向に歪められた場合、粒状材５７の間の隙間に充填された軟質材５８が引っ張られる。図１５は、説明のために、板状物体Ｍがせん断方向に歪められた状態を示す断面図である。図１５の矢印Ｓが、せん断方向を示す。
Further, when the
さらに、粒状材５７は、被覆層５６に沿う方向に僅かに変位可能である。このため、調整層５５をせん断方向に歪めたときの弾性率は、軟質材５８の弾性率に近くなり、粒状材５７の弾性率より小さい。すなわち、調整層５５が厚み方向に圧縮されたときの弾性率は、調整層５５がせん断方向に引っ張られたときの弾性率よりも大きい。
Further, the
図１６は、曲げられた端子部４０を示す断面図である。図１６に示すように、端子部４０の右側が厚さ方向のスペーサ４４側に（図１６の下向きに）押さえられ、端子部４０が凸型に曲げられると、ベース層４１とスペーサ４４との張り合わせ部分にすべりが生じる。別の言い方をすると、端子部４０が曲げられたとき、ベース層４１と被覆層５６との間で位置のずれが生じる。これにより、ベース層４１および導電層４２の中立面Ｎ１と、被覆層５６の中立面Ｎ２とが生じる。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the
ベース層４１および導電層４２の中立面Ｎ１の位置は、例えば端子部４０の一方の面４０ａから１０〜３０μｍだけ離れている。被覆層５６の中立面Ｎ２の位置は、例えば端子部４０の一方の面４０ａから２４０μｍだけ離れている。
The position of the neutral surface N1 of the
導電層４２が曲げられたときに長さが変化する量は、ベース層４１および導電層４２の中立面Ｎ１からの距離に従う。このため、第２の実施形態の導電層４２の長さの変化量は、従来と比べ小さくなる。
The amount by which the length changes when the
前記構成のＦＰＣ１１によれば、調整層５５は、ベース層４１および被覆層５６とともに曲げられたときに、被覆層５６がベース層４１に対してずれられるように被覆層５６とベース層４１との間に介在している。これにより、中立面Ｎ１が導電層４２の近くに位置することになり、端子部４０が曲げられたときの導電層４２の長さの変化が抑制される。したがって、端子部４０が曲げられた際に導電層４２にかかる引張りおよび圧縮力が小さくなり、導電層４２の損傷を抑制できる。
According to the
調整層５５は、複数の粒状材５７と軟質材５８とを有している。このため、調整層５５は、端子部４０の厚み方向に圧縮されたときの弾性率が、端子部４０のせん断方向の弾性率よりも大きい。これにより、例えばコネクタ２１のコンタクト部３３によって端子部４０が厚み方向に力をかけられたとしても、粒状材５７がこの力を受け止める。したがって、端子部４０が凹むことを防止できる。
The
複数の粒状材５７は、ベース層４１と被覆層５６とに当接している。これにより、端子部４０が厚み方向に力をかけられたときに、粒状材５７が効率良くこの力を受け止めることができる。
The plurality of
被覆層５６の表面は、調整層５５の表面よりも滑らかである。これにより、端子部４０をコネクタ２１の挿入口３２に挿入するときに、スペーサ４４とコネクタ２１との摩擦抵抗を低減でき、端子部４０が座屈することを防止できる。
The surface of the
複数の粒状材５７の間の隙間にシリコーン接着剤５８ｂを充填することで、軟質材５８を形成するとともに、軟質材５８によってベース層４１にスペーサ４４が貼り付けられる。これにより、アンカー効果が期待でき、スペーサ４４を容易にベース層４１に貼り付けることができる。
By filling the gaps between the plurality of
次に、図１７を参照して、第３の実施の形態について説明する。図１７は、第３の実施の形態に係るＦＰＣ１１の端子部４０の曲げられた状態を示す断面図である。図１７に示すように、調整層５５は、軟質材５８と、複数の繊維６１とを有している。なお、図１７では便宜上、複数の繊維６１を太く且つ少なく示している。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a bent state of the
繊維６１は、例えば金属繊維である。なお、繊維６１はこれに限らず、炭素繊維、またはガラス繊維のような他の種類の繊維であっても良い。繊維６１は、軟質材５８よりも弾性率が大きい。
The
複数の繊維６１は、軟質材５８に包含されている。なお、繊維６１の一部が軟質材５８から露出していても良い。軟質材５８の弾性率が小さいため、繊維６１は、被覆層５６に沿う方向に僅かに変位可能である。
The plurality of
複数の繊維６１は、それぞれ略平行に並べられており、ベース層４１に対して略垂直に交差する方向に向いている。繊維６１は、それぞれベース層４１の第２の面４７と、被覆層５６とに当接している。
The plurality of
このような調整層５５は、例えば繊維６１より長い複数の繊維を包含したシリコーン樹脂のブロックを作成し、このブロックを板状に切り分けることで作られる。調整層５５は、例えば接着剤によってベース層４１の第２の面４７に貼り付けられている。
Such an
このような調整層５５が端子部４０の厚み方向に圧縮された場合、繊維６１が圧縮力を受け止める。このため、調整層５５が厚み方向に圧縮されたときの弾性率は、繊維６１の弾性率に近い。
When such an
また、調整層５５が端子部４０のせん断方向に引っ張られた場合、繊維６１の間の隙間に充填された軟質材５８が引っ張られる。さらに、繊維６１は、被覆層５６に沿う方向に僅かに変位可能である。このため、調整層５５がせん断方向に引っ張られたときの弾性率は、軟質材５８の弾性率に近くなり、繊維６１の弾性率より小さい。
When the
図１７に示すように、端子部４０が厚さ方向のスペーサ４４側に（図１７の下向きに）押さえられ、端子部４０が凸型に曲げられると、ベース層４１とスペーサ４４との張り合わせ部分にすべりが生じる。これにより、第２の実施形態と同様に、ベース層４１および導電層４２の中立面Ｎ１と、被覆層５６の中立面Ｎ２とが生じる。
As shown in FIG. 17, when the
前記構成のＦＰＣ１１によれば、調整層５５は、軟質材５８と複数の繊維６１とを有している。このため、調整層５５は、端子部４０の厚み方向に圧縮されたときの弾性率が、端子部４０のせん断方向の弾性率よりも大きい。これにより、例えばコネクタ２１のコンタクト部３３によって端子部４０が厚み方向に力をかけられたとしても、繊維６１がこの力を受け止める。したがって、端子部４０が凹むことを防止できる。
According to the
次に、図１８を参照して、第４の実施の形態について説明する。図１８は、第４の実施の形態に係るＦＰＣ１１の端子部４０の曲げられた状態を示す断面図である。図１８に示すように、調整層５５は、軟質材５８と、複数の繊維６２とを有している。なお、図１８では便宜上、複数の繊維６２を太く且つ少なく示している。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a cross-sectional view showing a bent state of the
繊維６２は、例えば金属繊維である。なお、繊維６２はこれに限らず、炭素繊維、またはガラス繊維のような他の種類の繊維であっても良い。繊維６２は、軟質材５８よりも弾性率が大きい。
The
複数の繊維６２は、軟質材５８に包含されている。なお、繊維６２の一部が軟質材５８から露出していても良い。複数の繊維６２は、それぞれ略平行に並べられており、端子部４０の長手方向に沿う方向に向いている。言い換えると、複数の繊維６２は、ベース層４１の端部の長手方向に沿う方向に向いている。
The plurality of
このような調整層５５が端子部４０の厚み方向に圧縮された場合、厚み方向に重なる複数の繊維６２が圧縮力を受け止める。繊維の密度を高くすれば、圧縮によって凹み難くすることができる。
When such an
一方、調整層５５が端子部４０を湾曲させる方向に曲げられた場合、上下の繊維６２は、軟質材５８を引っ張ってすべることができる。
On the other hand, when the
図１８に示すように、端子部４０の右側が厚さ方向のスペーサ４４側に（図１８の下向きに）押されて凸型に曲げられると、ベース層４１とスペーサ４４との張り合わせ部分にすべりが生じる。これにより、第２の実施形態と同様に、ベース層４１および導電層４２の中立面Ｎ１と、被覆層５６の中立面Ｎ２とが生じる。
As shown in FIG. 18, when the right side of the
前記構成のＦＰＣ１１によれば、調整層５５は、軟質材５８と複数の繊維６２とを有している。このため、調整層５５は、端子部４０の厚み方向に圧縮されたときの弾性率が、端子部４０のせん断方向の弾性率よりも大きい。これにより、例えばコネクタ２１のコンタクト部３３によって端子部４０が厚み方向に力をかけられたとしても、繊維６２がこの力を受け止める。したがって、端子部４０が凹むことを防止できる。
According to the
次に、図１９ないし図２２を参照して、第５の実施の形態について説明する。第５の実施形態は、ＦＰＣ１１の端子部４０に誤挿入防止キーを張り合わせたタイプに応用する場合の実施例である。
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. The fifth embodiment is an example in the case of application to a type in which an erroneous insertion prevention key is bonded to the
まず、説明のため、従来例について説明する。図１９はこのタイプの従来例である、フレキシブルケーブル１とコネクタ５とを示す斜視図である。図２０は凸型に曲げられた端子部１ａの断面図である。
First, a conventional example will be described for explanation. FIG. 19 is a perspective view showing a
この従来例のスペーサ６には、リブ６ａが設けられている。リブ６ａの部材には、フィラーで補強したＰＢＴなどの硬質の樹脂を用いる。この部材は５ＧＰａ程度の弾性率を持っている。
This
このタイプのフレキシブルケーブル１は、リブ６ａの影響で端子部１ａの中立面Ｎが大きくリブ６ａ側へ（図２０の下向きに）シフトしている。リブ６ａの補強効果によって端子部１ａが湾曲し難くなっているのだが、中立面Ｎが銅箔３から非常に遠い為、僅かな湾曲でも銅箔３は大きく引っ張られてしまい、断線し易い。
In the
図２１は、第５の実施の形態に係るインクジェットヘッド１０およびＦＰＣ１１を示す斜視図である。図２２は、ＦＰＣ１１の端子部４０の曲げられた状態を示す断面図である。
FIG. 21 is a perspective view showing the
図２１に示すように、スペーサ４４は、コの字型で、矩形の板状の基部６５と、一対の補強部６６とが一体に形成されている。スペーサ４４は、例えばフィラーが配合されたＰＢＴのような樹脂によって形成されている。スペーサ４４の弾性率は、例えば５ＧＰａである。
As shown in FIG. 21, the
スペーサ４４の基部６５は、例えば接着剤によってベース層４１の第２の面４７に取り付けられている。一対の補強部６６は、それぞれ端子部４０の側縁４０ｃから突き出ている。補強部６６は、端子部４０のベース層４１の端部の長手方向に沿う方向に延びている。
The
コネクタ２１の挿入口３２は、従来例と同様に、スペーサ４４の形状に対応している。すなわち、挿入口３２は、コの字形状に形成されている。これにより、端子部４０が間違った方向でコネクタ２１の挿入口３２に挿入されることが防がれる。
The
図２２に示すように、端子部４０の右側が厚さ方向のスペーサ４４側に（図２２の下向きに）押さえられ、凸型に曲げられると、長さが変化しない中立面Ｎを境に、凸状の補強部上面４０ｄ側では端子部４０の長手方向に引き伸ばされて長さが伸び、凹状の他方の面４０ｂ側では端子部４０の長手方向に圧縮されて長さが縮む。
As shown in FIG. 22, when the right side of the
一対の補強部６６が、導電層４２が設けられた側に突出することで、端子部４０の厚さ方向における中立面Ｎの位置は、従来例の逆方向に向いた補強部６６が突出する方向に移動する。すなわち、中立面Ｎの位置は、従来例では銅箔３から離れる方向に移動したのに対し、本実施形態では導電層４２に近づく方向に移動する。補強部６６の大きさを調整すれば、例えば、中立面Ｎは、端子部４０の一方の面４０ａと一致させることができる。
The pair of reinforcing
導電層４２が曲げられたときに長さが変化する量は、中立面Ｎからの距離に従う。このため、第５の実施形態の導電層４２の長さの変化量は、ゼロ近くに調整できる。
The amount by which the length changes when the
前記構成のＦＰＣ１１によれば、補強部６６が、導電層４２が設けられた側に突出することで、端子部４０の厚さ方向における中立面Ｎの位置は、補強部６６が突出する方向に移動する。これにより、中立面Ｎの位置が導電層４２に近づくように調整できる。したがって、端子部４０が曲げられたときの導電層４２の長さの変化が抑制でき、導電層４２の損傷を抑制できる。
According to the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
例えば、フレキシブルケーブルはＦＰＣに限らす、フィルム基板、ＴＣＰ，ＴＡＢ、ＣＯＦ、カード電線、テープ電線、またはＦＦＣのような他のフレキシブルケーブルであっても良い。また、導電層はエッチングによってパターン形成した銅箔に限らず、例えばリボン状の電線のような他の導電性部材であっても良い。さらに、フレキシブルケーブルはインクジェットヘッドに接続されるものに限らない。 For example, the flexible cable is not limited to the FPC, and may be a film substrate, TCP, TAB, COF, card electric wire, tape electric wire, or other flexible cable such as FFC. Further, the conductive layer is not limited to the copper foil patterned by etching, but may be another conductive member such as a ribbon-shaped electric wire. Furthermore, the flexible cable is not limited to that connected to the inkjet head.
１１…ＦＰＣ、４０…端子部、４１…ベース層、４２…導電層、４４…スペーサ、４６…第１の面、４７…第２の面、５１…第１層、５２…第２層、５５…調整層、５６…被覆層、５７…粒状材、５８…軟質材、６１，６２…繊維、６５…基部、６６…補強部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ベース層の第１の面に積層された導電層と、
前記ベース層の端部において前記ベース層の第２の面に取り付けられ、前記ベース層よりも弾性率が大きい第１層と、前記ベース層との間に前記第１層を挟むとともに前記第１層よりも弾性率が小さい第２層と、を有したスペーサと、
を具備したことを特徴とするフレキシブルケーブル。 A base layer having a first surface and a second surface located opposite to the first surface;
A conductive layer laminated on the first surface of the base layer;
The first layer is sandwiched between the first layer, which is attached to the second surface of the base layer at the end of the base layer and has a higher elastic modulus than the base layer, and the first layer. A spacer having a second layer having a smaller elastic modulus than the layer;
A flexible cable characterized by comprising:
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