JP2007283685A - インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドユニット - Google Patents

Abstract

【課題】補強フレームの内周面とアクチュエータの外周面との間の隙間を小さくすることによりインクジェットヘッド全体を小型化し、またその隙間に確実に絶縁性樹脂を充填して、フレキシブルフラットケーブルとアクチュエータとの電気的接合部をインクに対して良好に保護する。
【解決手段】キャビティユニット１０の背面には、枠状の補強フレーム１５が、その枠部１５ａの内周面とアクチュエータ１１の外周面との間に隙間５０を有して当該アクチュエータを囲むように固定される。フレキシブルフラットケーブル１２は、アクチュエータ１１の背面に電気的に接合され、補強フレーム１５の背面側に引き出される。補強フレーム１５とアクチュエータ１１との間の隙間５０は前面側よりも背面側にて拡大するように形成され、その隙間５０には、絶縁性樹脂５３が充填され、フレキシブルフラットケーブル１２とアクチュエータ１１との接合部が封止される。
【選択図】図７

Description

本発明は、キャビティユニットに、アクチュエータ及びフレキシブルフラットケーブルが順次積層される構造のインクジェットヘッドに関するものである。

従来からインクジェットヘッドとしては、前面に複数のノズル列が配置されて内部にインク流通路を有するキャビティユニットと、このキャビティユニット内のインクに選択的に吐出圧力を与えるアクチュエータと、このアクチュエータに駆動信号を出力するフレキシブルフラットケーブルとを備えた構造が知られている。

このようなインクジェットヘッドは特許文献１に記載されているように、ヘッドホルダに取り付けられて、インクジェットプリンタに搭載される。特許文献１では、インクジェットヘッドが薄い扁平形状に形成されているので、取り付け時の歪みを防止するために、インクジェットヘッドに補強フレームを積層して剛性を高めてからヘッドホルダに取り付けるようにしている。補強フレームは枠状に形成されており、キャビティユニットにおけるアクチュエータが積層される面に、アクチュエータを囲むように固着される。アクチュエータの背面には、フレキシブルフラットケーブルの一端が電気的に接合されており、他端が補強フレーム１５の背面側にアクチュエータから立ち上がるように引き出される。
特開２００５−１６１７６２号公報（図３及び図４参照）

特許文献１では、インクジェットヘッドのインク取入口（特許文献１のインク供給口）には、ヘッドホルダ側から補強フレームに穿設された接続穴（特許文献１のインク通路孔）を介してインクが供給されるように構成されている。従って、ヘッドホルダ側のインク供給部材と接続穴との接続箇所、あるいは接続穴とインク取入口との接続箇所でインク漏れが発生したり、インクミストと呼ばれる記録媒体に到達しない微細なインク粒子が浮遊して、フレキシブルフラットケーブルとアクチュエータとの電気的接合部に侵入して、電気的短絡や腐食等を引き起こす虞があった。

そこで、本発明者は、補強フレームの内周面とアクチュエータの外周面との間の隙間に、絶縁性樹脂を充填して、フレキシブルフラットケーブルとアクチュエータとの電気的接合部を、インクが侵入できないように絶縁性樹脂で覆う構造を採用することを考えた。この場合には、注射器等のシリンジの注入管５４（図７（ｂ）参照）を、補強フレームの内周面とアクチュエータの外周面との間の隙間に差し込み、前記樹脂を注入することになる。

ところが、注入管５４の先端をキャビティユニットの背面、換言すると充填すべき空間の底面に届くようにするには、前記補強フレームの内周面とアクチュエータの外周面との間の隙間を大きくする必要があり（図７（ｂ）参照）、補強フレームの外形が大型化し、ひいてはインクジェットヘッド全体の大型化を招来することになる。

一方、大型化を避けるために、補強フレームとアクチュエータとの間の隙間を狭くすると、注入管がその隙間に挿入できないから、樹脂をキャビティユニットの背面から離れた位置までしか充填できず、前記隙間に気泡（未充填の空間）が残存して、フレキシブルフラットケーブルとアクチュエータとの電気的接合部をインクに対して密閉することが困難であった。

本発明は、上記問題を解消するものであり、補強フレームの内周面とアクチュエータの外周面との間の隙間を小さくすることにより補強フレームの外形の小型化を図って、インクジェットヘッド全体を小型化し、また、前記隙間に確実に絶縁性樹脂を充填して、フレキシブルフラットケーブルとアクチュエータとの電気的接合部をインクに対して良好に保護することのできるインクジェットヘッド及びインクジェットヘッドユニットの実現を目的とするものである。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明におけるインクジェットヘッドは、複数のノズルを外部に開口させ内部にインク流路を有するキャビティユニットと、このキャビティユニット内のインクに選択的に吐出圧力を与えるアクチュエータと、このアクチュエータに駆動信号を出力するフレキシブルフラットケーブルとが順次積層された構造を有するインクジェットへッドにおいて、前記キャビティユニットにおける前記アクチュエータが積層された背面には、前記キャビティユニットを補強する枠状の補強フレームの前面が、その枠部の内周面と前記アクチュエータの外周面との間に隙間を有して当該アクチュエータを囲むように固定され、前記フレキシブルフラットケーブルは、前記アクチュエータの背面に電気的に接合され且つ前記積層方向からの平面視で前記補強フレームの枠部の内周の内側に配置される平坦部と、この平坦部の一端に連続し前記補強フレームの背面側に引き出される可撓部とを有し、前記補強フレームと前記アクチュエータとの間の隙間は前面側よりも背面側にて拡大するように形成され、その隙間には、絶縁性樹脂が充填されていることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記フレキシブルフラットケーブルの平坦部の背面には、この平坦部を実質上覆う大きさを有し且つ前記アクチュエータよりも熱伝導性に優れた熱伝導板が積層され、前記補強フレームは、前記アクチュエータよりも前記キャビティユニットの一つの面から高く突出し、前記隙間は、前記アクチュエータおよび熱伝導板の積層体と、前記補強フレームとの間に形成され、その背面側が前面側よりも拡大するように形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記フレキシブルフラットケーブルの可撓部が引き出される側の前記補強フレームの枠部の内周面が、前記アクチュエータとの間の隙間を背面側へ拡大するように形成されていることを特徴とするものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記補強フレームと前記アクチュエータとの間の隙間において前記拡大を開始する部分は、前記フレキシブルフラットケーブルの平坦部の外周に近接して位置することを特徴とするものである。

また、請求項５に記載の発明におけるインクジェットヘッドユニットは、請求項２に記載のインクジェットヘッドと、そのインクジェットヘッドを固定する底板を有するヘッドホルダとを備え、前記補強フレームは、前記アクチュエータ、フレキシブルフラットケーブルおよび熱伝導板の積層体よりも前記キャビティユニットの一つの面から高く突出しており、前記ヘッドホルダは、前記底板と前記アクチュエータ、フレキシブルフラットケーブルおよび熱伝導板の積層体との間に間隔をあけて、前記底板に前記補強フレームを固着していることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、補強フレームと前記アクチュエータとの間の隙間は補強フレームにおける前面側よりも背面側にて拡大するように形成されているから、補強フレームとアクチュエータとの間の隙間に絶縁性樹脂を充填するときに、隙間全体を拡幅しなくても、その隙間の奥まで確実に絶縁性樹脂を充填でき、フレキシブルフラットケーブルとアクチュエータとの電気的接合部をインクに対して良好に保護することができる。

また、隙間全体を拡幅する必要がないから、補強フレームとアクチュエータとをきわめて接近させることができ、その分、補強フレームの外形を小型化し、インクジェットヘッド全体を小型化することができる。

請求項２に記載の発明によれば、フレキシブルフラットケーブルの平坦部の背面には、アクチュエータよりも熱伝導性に優れた熱伝導板が積層され、アクチュエータの発熱を、フレキシブルフラットケーブルを介して熱伝導板で分散化して放熱できるから、アクチュエータの動作不良を防止できる。

この熱伝導板を有するインクジェットヘッドの構造では、キャビティユニットの背面側には、フレキシブルフラットケーブルを挟んだアクチュエータと熱伝導板との積層体が形成されることになるが、この積層体と補強フレームとの間の隙間が背面側にて拡大されているから、この構造においても、請求項１に記載の発明と同様に、前記隙間に確実に絶縁性樹脂を充填することができ、アクチュエータとフレキシブルフラットケーブルの接合面へのインク等の侵入を、絶縁性樹脂によって防ぐことができる。

請求項３に記載の発明によれば、フレキシブルフラットケーブルの可撓部が湾曲しながら引き出されても、それと対向する補強フレームの枠部の内周面が、アクチュエータとの間の隙間を背面側へ拡大するように形成されていることで、フレキシブルフラットケーブルの可撓部と補強フレームの枠部とが干渉することなく、補強フレームとアクチュエータとを接近させることができる。また、フレキシブルフラットケーブルの可撓部が庇状に張り出していても、その下に絶縁性樹脂を容易に充填することができる。

請求項４に記載の発明によれば、補強フレームとアクチュエータとの間の隙間において拡大を開始する部分が、フレキシブルフラットケーブルの平坦部の外周に近接して位置していることで、フレキシブルフラットケーブルの平坦部とアクチュエータとの接合部の外周を絶縁性樹脂によって確実に封止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、補強フレームは、アクチュエータ、フレキシブルフラットケーブルおよび熱伝導板の積層体よりもキャビティユニットの一つの面から高く突出しているから、ヘッドホルダの底板の下面が平坦面であっても、補強フレームとヘッドホルダの底板の下面とを対向させてヘッドホルダにインクジェットヘッドを固定するだけで、前記積層体と底板との間に熱伝導板からの放熱のための空間を確保できる。換言すれば、前記放熱用の空間を確保するために、ヘッドホルダの底板の下面に凹部等を形成する必要がなく、製造コストを削減できる。

以下に本発明の基本的な実施形態について説明する。図１は、本発明のインクジェットヘッド１を適用したインクジェットプリンタ１００を示している。実施形態のインクジェットプリンタ１００は、例えば、単独のプリンタ装置としてだけでなく、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能等を備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device ）のプリンタ機能としても適用することができるものである。インクジェットプリンタ１００は、本体フレーム２の内部に備えられ、被記録媒体である用紙ＰＡにインクを吐出させて記録するインクジェットヘッド１がキャリッジ３に搭載されて、主走査方向（Ｙ方向）に沿って走行するように構成されている。

キャリッジ３は、本体フレーム２内に主走査方向（Ｙ方向）に沿って平行状に設けられた後ガイド軸６と前ガイド軸７とに摺動自在に載置されており、本体フレーム２の右後側に配置されたキャリッジ駆動モータ１７と、無端帯であるタイミングベルト１８とにより、主走査方向（Ｙ方向）へ往復移動するように構成されている。用紙ＰＡは、図示しない公知の用紙搬送機構により、主走査方向（Ｙ方向）と直交する副走査方向（Ｘ方向）に沿って、インクジェットヘッド１の下面側を水平状に搬送される（図１の矢印Ａ方向）。この用紙ＰＡに対して、主走査方向（Ｙ方向）に移動するインクジェットヘッド１のノズル４（図５参照）から下向きにインクが吐出されて記録が行われる。

キャリッジ３には、図２に示すように、略箱状のヘッドホルダ８が備えられ、その底板８ａの上面側に、本体フレーム２内に静置されたインク供給源（インクタンク）５ａ〜５ｄからインク供給管１４（１４ａ〜１４ｄ）を介してキャリッジ側に供給されたインクを貯留するダンパー装置９が取り付けられる。この実施形態では４色のインク（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）が備えられている。ダンパー装置９の内部は、複数のインク室に区画され、インク室に色毎にインクが貯留される。ダンパー装置９には、インク室中のインクに滞留する気泡を除去するための排気弁手段９ｂも備えられている。

ヘッドホルダ８の底板８ａには開口部（図示せず）が貫通形成されており、この開口部の内側では、ダンパー装置９のインク流出口９ａと、インクジェットヘッド１のインク取入口３７とが、後述する補強フレーム１５の接続穴１５ｂと弾性シール部材９ｃとを介して接続され、ダンパー装置９からインクジェットヘッド１にインクが色毎に独立して供給される。なお、説明では、インクジェットヘッド１のノズルの開口面側を前面もしくは下面、その反対側を背面もしくは上面として記載する。

図３に示すように、ヘッドホルダ８の下面側に下向きに開口形成された凹部８ｂには、全体として略扁平形状を有するインクジェットヘッド１が、ノズル４が開口する面を下向きに露出させて収容され、且つ凹部８ｂの天井面となる前記底板８ａとほぼ平行になるように所定の間隔をおいて接着剤１９で固着される。

ヘッドホルダ８の底板８ａには、図２及び図３に示すように、後述するフレキシブルフラットケーブル１２の可撓部１２ｂを挿通させるスリット孔５５と、底板８ａの下面側にインクジェットヘッド１を固着させるための接着剤１９を流し込むための貫通孔５６も穿設されている。

インクジェットヘッド１は、複数のノズル４を外部に開口させ内部にインク流路を有するキャビティユニット１０と、このキャビティユニット１０内のインクに複数のノズル４から選択的に吐出する圧力を与える圧電アクチュエータ１１と、この圧電アクチュエータ１１に駆動信号を出力するフレキシブルフラットケーブル１２とが積層配置される構造を備え、キャビティユニット１０の背面側に補強フレーム１５を、フレキシブルフラットケーブル１２の背面側に熱伝導板１３を備え、キャビティユニット１０の前面側にフロントフレーム１６を備えている。そして、このインクジェットヘッド１をヘッドホルダ８に取り付けることでインクジェットヘッドユニット２０が構成される。

キャビティユニット１０と圧電アクチュエータ１１とは、いずれもＸ方向に長い平面視略長方形の扁平形状を有しているが、キャビティユニット１０の平面視の外形状は、圧電アクチュエータ１１の外形状よりもひと回り大きく形成されており、キャビティユニット１０の背面の略中央に、圧電アクチュエータ１１が積層されて、複数のノズル４へインクを供給するインク取入口３７がキャビティユニット１０の背面側に開口して形成されている。

フレキシブルフラットケーブル１２は、図４に示すように、全体として帯状を呈し、長手方向の一端が、圧電アクチュエータ１１の外部電極４３の配列面に固着される平坦部１２ａとなり、平坦部１２ａに連続する可撓部１２ｂがＹ方向に引き出されている。フレキシブルフラットケーブル１２には、可撓部１２ｂの長手方向の中途に駆動回路１２ｃとしてチップ状のＩＣが搭載されたＣＯＦ（チップ・オン・フレキシブルフラットケーブル）を適用している。図３に示すように、ヘッドホルダ８の側板寄りの部分には、駆動回路１２ｃを挟持するためのヒートシンク６０と弾性部材６１とが設けられており、駆動回路１２ｃの発熱をヒートシンク６０によって放熱するようにしている。

熱伝導板１３は、フレキシブルフラットケーブル１２の背面における圧電アクチュエータ１１と対応する位置に積層される。熱伝導板１３は、圧電アクチュエータのほぼ全面にわたる大きさを有する平面視長方形の扁平な板材で、圧電アクチュエータ１１及びフレキシブルフラットケーブル１２よりも熱伝導性に優れ、且つ、フレキシブルフラットケーブル１２よりも剛性が高い素材からなっており、例えば、アルミニウム、銅、ＳＵＳなどの金属板が適用されている。熱伝導板１３の外周面における背面側の角には、全周にわたって面取り部すなわち傾斜面５２が形成されている（図２、図３、図７、図８参照）。

この熱伝導板１３は、フレキシブルフラットケーブル１２を介して圧電アクチュエータ１１に密着することで、圧電アクチュエータ１１の局所的な発熱を分散化して温度のバラツキを抑え、且つ放熱する効果を奏する。さらには、インクジェットヘッド１全体の剛性を高める効果も奏する。この熱伝導板１３は省略する場合もある。

補強フレーム１５は、キャビティユニット１０を補強するための部材であり、キャビティユニット１０よりも剛性に優れた素材（例えば、ＳＵＳなどの金属板）からなり、圧電アクチュエータ１１に対応した開口部１５ｃを貫通形成した枠状の矩形の枠形状である。平面視において補強フレーム１５の外形状は、キャビティユニット１０の外形状よりもひと回り大きく形成されており、開口部１５ｃの長手方向の長さＬ１は、圧電アクチュエータ１１の長さＬ２よりも大きく、キャビティユニット１０の長さＬ３よりも小さい。また、開口部１５ｃの短手方向の幅Ｗ１は、圧電アクチュエータ１１の幅Ｗ２よりも大きく、キャビティユニット１０の幅Ｗ３よりも小さい。この補強フレーム１５は、開口部１５ｃ周囲の前面（下面）を圧電アクチュエータ１１周囲においてキャビティユニット１０の背面に沿って積層し接着することで、薄い扁平形状のキャビティユニット１０の変形や歪みを防止している。

キャビティユニット１０のインク取入口３７と対向する補強フレーム１５の枠部１５ａには、その表裏面を貫通して、前述した接続穴１５ｂが４つ並設されている。補強フレーム１５の開口部１５ｃの内周面（内側面）と、この内周面の内側に位置する圧電アクチュエータ１１の外周面（外側面）との間には隙間５０が形成されている。補強フレーム１５の内周面（内側面）における背面側の角には、全周にわたって面取り部すなわち傾斜面５１が形成されている（図２、図３、図７、図８参照）。

補強フレーム１５の厚み寸法は、キャビティユニット１０の背面に補強フレーム１５を積層したときに、同じキャビティユニット１０の背面に積層された圧電アクチュエータ１１とフレキシブルフラットケーブル１２の平坦部１２ａと熱伝導板１３との積層体７０よりも補強フレーム１５の方がΔＨだけ高く突出するように設定されている（図８（ａ）参照）。

従って、前記隙間５０は、圧電アクチュエータ１１と補強フレーム１５の間だけでなく、積層体７０と補強フレーム１５との間に形成されており、補強フレーム１５の内周面に形成された傾斜面５１と、熱伝導板１３に形成された傾斜面５２によって、キャビティユニット１０に近い前面側よりも、その反対側の背面側の方が拡大するように形成されている。（図２、図３、図７、図８参照）。

フロントフレーム１６は、平面視コの字状の扁平な板材で、ヘッドユニット２０の前面側にてキャビティユニット１０を囲むように配置され、補強フレーム１５の前面に固着されるものである（図２及び図３参照）。フロントフレーム１６によって、キャビティユニット１０のノズル面とヘッドホルダ８の周囲との段差を解消し、払拭部材等でノズル面をクリーニングする際の引っ掛かりを防止している。

次に、この実施形態でのキャビティユニット１０の構成について説明する。

キャビティユニット１０は、図５及び図６に示すように、ノズルプレート２１、スペーサプレート２２、ダンパープレート２３、２枚のマニホールドプレート２４ａ、２４ｂ、サプライプレート２５、ベースプレート２６、及びキャビティプレート２７の合計８枚の薄い平板を、その各平板面が対向するように接着剤を介して積層し接合した構造となっている。

実施形態では、各プレート２１〜２７は４０〜１５０μｍ程度の厚さを有し、ノズルプレート２１はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレート２２〜２７は４２％ニッケル合金鋼板製である。ノズルプレート２１には、微小径（２０μｍ程度）のインク吐出用のノズル４が微小間隔で多数個穿設されており、ノズル４は、Ｘ方向に沿って延びる列状に配置され、５列設けられている。

各ノズル４は、スペーサプレート２２、ダンパープレート２３、２枚のマニホールドプレート２４ａ、２４ｂ、サプライプレート２５、ベースプレート２６に穿設されている貫通路３５を介して、キャビティプレート２７の圧力室３１にそれぞれ接続されている（図６参照）。

キャビティプレート２７には、複数の圧力室３１がノズル４の配列に対応して５列に配列されている。各圧力室３１は、図５に示すように、平面視細長形状でその長手方向がＹ方向に沿うようにしてキャビティプレート２７の板厚を貫通して形成されている。各圧力室３１の長手方向の一端は、ベースプレート２６に穿設された連通孔３２と、サプライプレート２５に形成された接続流路３３とを介して共通インク室３４に連通している。各圧力室３１の長手方向の他端には前記貫通路３５が接続されている。

２枚のマニホールドプレート２４ａ，２４ｂには、Ｘ方向に沿って長い５つの（共通インク室３４となるべき）溝が板厚を貫通して形成されており、２枚のマニホールドプレート２４ａ、２４ｂを積層し、かつその上面をサプライプレート２５にて覆い、下面をダンパープレート２３にて覆うことにより、合計５つの共通インク室（マニホールド室）３４が形成される。

マニホールドプレート２４ａの下面に隣接するダンパープレート２３の下面側には、各共通インク室３４と位置および形状を一致させ且つ共通インク室３４と隔絶されたダンパー室３６が凹み形成されている。このダンパープレート２３は、ダンパー室３６上部の薄い板状の天井部が弾性変形により自由に振動することで、圧力室３１から共通インク室３４に伝播した圧力変動を吸収減衰させ、圧力変動が他の圧力室３１へ伝播するクロストークを抑制する。

また、キャビティプレート２７のＹ方向に平行な一方の辺寄りには、前述のインク取入口３７が４つ穿設されており、各インク取入口３７と上下位置を対応させて、ベースプレート２６とサプライプレート２５とにそれぞれ４つの接続口３８が穿設されている。４つのインク取入口３７には、インク中の異物を除去するためのフィルタ体３９が接着剤等で一括して貼着されている。

この実施形態では、図５における左側の１つのインク取入口３７から、同じく左側の２つの共通インク室３４、３４に、ブラックインクが分岐して流入するようにし、ブラックインクを吐出するノズル列を２列に設定している。これは、ブラックインクがその他のカラーインクに比べて使用頻度が高いことを考慮したものであり、他の３つのインク取入口３７には、シアン、イエロー、マゼンタの各インクがそれぞれ単独に供給される。

このように、キャビティユニット１０では、インクが、インク取入口３７から接続口３８を経て共通インク室３４に流入し、接続流路３３及び連通孔３２を経由して圧力室３１に至り、さらに貫通路３５を経てノズル４に至るインク流路が形成されている。

圧電アクチュエータ１１は、全ての圧力室３１にわたる大きさを有する扁平形状で、特開２００５−３２２８５０号公報等に開示された公知のものと同様に、扁平な方向と直交する方向に積層される複数のセラミックス層１１ａと、このセラミックス層１１ａ間に挟まれた電極４１，４２とからなる。電極４１，４２のうち少なくとも一方の電極は、圧力室３１ごとに対応して配置されており、電極間に電圧を選択的に印加することにより圧力室３１と対応するセラミックス層の部分を変位させ、圧力室３１内のインクに吐出圧力を加えることができる。最上層のセラミックス層の上面には、圧力室３１に対応した電極と、セラミックス層を積層方向に貫通した電気的なスルーホールを介して接続した外部電極４３が形成されている。そして、外部電極４３は、フレキシブルフラットケーブル１２に形成された端子電極（図示せず）と個別に電気的に接続されている。

次に、上記構成のインクジェットヘッド１をヘッドホルダ８に組み付ける方法について説明する。

まず、キャビティユニット１０と圧電アクチュエータ１１と積層し、次いで、圧電アクチュエータ１１とフレキシブルフラットケーブル１２とを電気的に接続し、フレキシブルフラットケーブル１２の平坦部１２ａの背面を覆うように、熱伝導板１３を貼着する。

次に、キャビティユニット１０の背面に、圧電アクチュエータ１２を囲むように補強フレーム１５を接着固定する、このとき、キャビティユニット１０の背面に固定された、圧電アクチュエータ１１、フレキシブルフラットケーブル１２の平坦部１２ａ、熱伝導板１３からなる積層体７０の外周面と、補強フレーム１５の内周面との間には、隙間５０が形成されている。

次に、図７（ａ）に示すように、シリコーン樹脂等の絶縁性樹脂５３が入れられた注射器等のシリンジを用い、その中空状の注入管５４を隙間５０に差し込んで、注入管５４の先端から絶縁性樹脂５３を隙間５０に注入する。このとき、補強フレーム１５の内周面に傾斜面５１が形成されていることで、隙間５０の背面側が前面側よりも拡大されているので、絶縁性樹脂５３を充填するための注入管５４の先端を、キャビティユニット１０の背面（絶縁性樹脂５３を充填する空間における底面）、もしくは背面に近い位置まで容易に到達させることができる。

補強フレーム１５及び熱伝導板１３の傾斜面５１，５２の下端部分が、フレキシブルフラットケーブル１２の平坦部１２ａの外周４辺に近接して位置していることで、充填した絶縁性樹脂５３が平坦部１２ａとアクチュエータ１１との接合部の全周を確実に封止し、インクによる電気的障害を回避することができる。

キャビティユニット１０の背面に近い部分の隙間５０の幅と深さを、絶縁性樹脂５３の流動性と注入速度で絶縁性樹脂５３を隙間なく充填できる最小限の寸法に設定し、他の部分を上記のように拡大することで、圧電アクチュエータ１１と補強フレーム１５の内周面とを近づけることができる。例えば、前者の部分の幅を注入管５４の外径よりも狭く設定することができる。

また、フレキシブルフラットケーブル１２は、圧電アクチュエータ１１の一側からその側方の補強フレーム１５の枠部１５ａに向かって湾曲しながら立ち上がって引き出されるから、枠部１５ａに傾斜面５１があることによって、フレキシブルフラットケーブル１２の可撓部１２ｂが枠部１５ａに干渉することなく、圧電アクチュエータ１１と補強フレーム１５とを近づけることができる。しかも、可撓部１２ｂが庇状になってその下方に絶縁性樹脂５３を充填し難いが、本実施形態では、傾斜面５１によって、注入管５４を可撓部１２ｂの下方にも挿入しやすく、確実に絶縁性樹脂５３を充填することができる。

また、熱伝導板１３の外周面にも傾斜面５２が形成されているので、隙間５０において、注入管５４の差し込み角度を変え易くなり、隙間５０に未充填となる空間を残さずに、絶縁性樹脂５３を確実に充填させることが可能となる。

仮に、補強フレーム１５の内周面に傾斜面５１が形成されていない場合、上記実施形態と同様に補強フレーム１５と圧電アクチュエータ１１とを近づけようとすると、隙間が積層体７０の厚さの深さでかつ狭くなり、積層体７０の上面から絶縁性樹脂５３を充填しなければならず、隙間に空気を閉じこめてしまって十分に絶縁性樹脂５３を充填させることができないおそれがある。このため、図７（ｂ）に示すように、シリンジの注入管５４の先端をキャビティユニット１０の背面に近い位置に到達させるために、隙間５０全体を図７（ａ）の実施形態に比べてΔＷだけ拡幅する必要がある。その結果、ΔＷ分だけ、補強フレーム１５の外形を大型化する必要が生じる。しかしながら、本実施形態では、隙間５０全体を拡幅しなくても、注入管５４を十分に差し込むことができるから、補強フレーム１５ひいてはインクジェットヘッド１全体の小型化が可能で、また、枠部１５ａの内形を大きくすることによる補強フレーム１５の剛性低下の心配もない。

また、この補強フレーム１５が、図８（ａ）に示すように、積層体７０の高さ寸法よりもΔＨだけ高くヘッドホルダ８側に突出しているため、絶縁性樹脂５３を、圧電アクチュエータ１１とフレキシブルフラットケーブル１２の接合面を側方から覆う高さ位置まで充填しても、絶縁性樹脂５３が、補強フレーム１５の内周の内側から溢れ出す心配がなく、前記接合面をインクの侵入から確実に保護することができる（図９参照）。

次に、フレキシブルフラットケーブル１２の可撓部１２ｂを、ヘッドホルダ８の底板８ａに穿設したスリット孔５５に挿通させて、補強フレーム１５が取り付けられた状態のインクジェットヘッド１を、ヘッドホルダ８の凹部８ｂに収容し、補強フレーム１５の背面と、ヘッドホルダ８の底板８ａの下面と隙間を空けて平行状になるように位置合わせする（図８（ａ）参照）。そして、底板８ａの貫通孔５６から、接着剤１９を流し込んで、インクジェットヘッド１をヘッドホルダ８に固着する（図３参照）。次いで、インクジェットヘッド１のノズル面を囲むようにフロントフレーム１６を補強フレーム１５の前面に固着する。

本実施形態では、補強フレーム１５を積層体７０の高さ寸法よりもΔＨだけ高く設定しているが、補強フレーム１５を積層体７０よりも低く設定するようにしても良い。なお、補強フレーム１５が積層体７０の高さ寸法よりもΔＨだけ高いことにより、前記積層体７０と底板８ａとの間には、確実に放熱用の空間７１が形成される。放熱用の空間７１が確保されているから、圧電アクチュエータ１１で発生した熱を、熱伝導板１３から効率よく確実に放熱することができるのである。仮に、放熱用の空間７１を確保するために、図８（ｂ）に示すように、底板８ａの下面側に凹部７２を設ける形態に比べると、底板８ａの下面を単純な平坦面に形成でき、ヘッドホルダ８の製造コストも削減できるという効果も奏する。

なお、上記実施形態では、隙間５０を背面側にて拡大する形態の一つとして、補強フレーム１５の開口部１５ｃの内周面の角と、熱伝導板１３における背面（上面）の外周面の角とに傾斜面５１、５２をそれぞれ形成したが、隙間５０を背面側にて拡大するように、階段状の面や湾曲面に形成してもよい。また、補強フレーム１５と熱伝導板１３との一方のみに形成するだけでもよい。

上記実施形態では、アクチュエータとして、圧電方式のものを用いたが、静電気により振動板を変位させてインクを吐出させるなど他の駆動方式においても、アクチュエータの一つの面にフレキシブルフラットケーブルを積層して引き出す形態ならば、本発明を適用することができる。

本発明のインクジェットヘッドが適用されたインクジェット記録装置の平面図である。 キャリッジの分解斜視図である。 キャリッジをＹ方向に沿って切断した断面図である。 ヘッドユニットと均熱板の一部分解斜視図である。 キャビティユニットの分解斜視図である。 （ａ）は図４のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図、（ｂ）は前記（ａ）のｂ−ｂ線矢視断面図である。 （ａ）は背面側が拡大された隙間に注入管を差し込んだ状態の断面図、（ｂ）は従来の隙間に注入管を差し込んだ状態の断面図である。 （ａ）は実施形態のインクジェットヘッドをヘッドホルダの下面に取り付けた状態を説明する断面図、（ｂ）は従来のインクジェットヘッドをヘッドホルダの下面に取り付けた状態を説明する断面図である。 隙間に絶縁性樹脂を充填した状態の斜視図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
４ ノズル
８ ヘッドホルダ
８ａ 底板
１０ キャビティユニット
１１ 圧電アクチュエータ
１２ フレキシブルフラットケーブル
１２ａ 平坦部
１２ｂ 可撓部
１３ 熱伝導板
１５ 補強フレーム
２０ インクジェットヘッドユニット
５０ 隙間
５１ 面取り部
５２ 面取り部
５３ 絶縁性樹脂
１００ インクジェットプリンタ

Claims (5)

1. 複数のノズルを外部に開口させ内部にインク流路を有するキャビティユニットと、このキャビティユニット内のインクに選択的に吐出圧力を与えるアクチュエータと、このアクチュエータに駆動信号を出力するフレキシブルフラットケーブルとが順次積層された構造を有するインクジェットへッドにおいて、
   前記キャビティユニットにおける前記アクチュエータが積層された背面には、前記キャビティユニットを補強する枠状の補強フレームの前面が、その枠部の内周面と前記アクチュエータの外周面との間に隙間を有して当該アクチュエータを囲むように固定され、
   前記フレキシブルフラットケーブルは、前記アクチュエータの背面に電気的に接合され且つ前記積層方向からの平面視で前記補強フレームの枠部の内周の内側に配置される平坦部と、この平坦部の一端に連続し前記補強フレームの背面側に引き出される可撓部とを有し、
   前記補強フレームと前記アクチュエータとの間の隙間は前面側よりも背面側にて拡大するように形成され、その隙間には、絶縁性樹脂が充填されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記フレキシブルフラットケーブルの平坦部の背面には、この平坦部を実質上覆う大きさを有し且つ前記アクチュエータよりも熱伝導性に優れた熱伝導板が積層され、
   前記補強フレームは、前記アクチュエータよりも前記キャビティユニットの一つの面から高く突出し、前記隙間は、前記アクチュエータおよび熱伝導板の積層体と、前記補強フレームとの間に形成され、その背面側が前面側よりも拡大するように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。
3. 前記フレキシブルフラットケーブルの可撓部が引き出される側の前記補強フレームの枠部の内周面が、前記アクチュエータとの間の隙間を背面側へ拡大するように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記補強フレームと前記アクチュエータとの間の隙間において前記拡大を開始する部分は、前記フレキシブルフラットケーブルの平坦部の外周に近接して位置することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
5. 請求項２に記載のインクジェットヘッドと、そのインクジェットヘッドを固定する底板を有するヘッドホルダとを備え、
   前記補強フレームは、前記アクチュエータ、フレキシブルフラットケーブルおよび熱伝導板の積層体よりも前記キャビティユニットの一つの面から高く突出しており、
   前記ヘッドホルダは、前記底板と前記アクチュエータ、フレキシブルフラットケーブルおよび熱伝導板の積層体との間に間隔をあけて、前記底板に前記補強フレームを固着していることを特徴とするインクジェットヘッドユニット。

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