JP2015229272A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル回路基板を屈曲した状態でヘッドチップに接続可能とし、ヘッドチップとフレキシブル回路基板との間の位置合わせを容易にし、かつ、フレキシブル回路基板を屈曲させるためのスペースを必要としない液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】液体噴射ヘッド１は、液滴を吐出させるヘッドチップ２と、ヘッドチップ２に接続するフレキシブル回路基板３と、フレキシブル回路基板３に位置し、ヘッドチップ２の角部２ｃに沿ってフレキシブル回路基板３を屈曲させる屈曲部材５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、被記録媒体に液滴を噴射して記録する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。

近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字や図形を記録する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料などの液体を液体タンクから供給管を介してチャンネルに導き、チャンネルに充填される液体に圧力を印加してチャンネルに連通するノズルから液滴として吐出する。液滴の吐出の際には、液体噴射ヘッドや被記録媒体を移動させて文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜や３次元構造を形成する。

この種の液体噴射ヘッドは、液体に圧力波を誘起するチャンネルが組み込まれるヘッドチップと、ヘッドチップに液体を供給する液体タンクと、ヘッドチップに駆動信号を供給する駆動回路と、駆動回路とヘッドチップとの間に設置され、駆動回路からヘッドチップに駆動信号を伝達するＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などから構成される。近年、チャンネル数の増加及び高密度化、複数のヘッドチップを併設するなどの大容量化に伴い、狭い隙間にＦＰＣを折り曲げて接続する組み立て方法が採用されている。

図１１は、インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）に接続する配線モジュール５０の組み立て方法を表す図である（特許文献１）。インクジェットヘッドは８つのアクチュエータユニット７７を備え、各アクチュエータユニット７７は流路ユニット７２の上に一列に並んで設置される。１つのアクチュエータユニット７７は４つのヘッドから構成され、各アクチュエータユニット７７にはそれぞれＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）５０ｘが設置される。アクチュエータユニット７７の上面には多数のランドが設置され、ＣＯＦ５０ｘの配線と接点において電気的に接続される。

図１１（ａ）〜（ｇ）はＣＯＦ５０ｘの上面図であり、図１１（ｂ１）は図１１（ｂ）のｂ１−ｂ１部分の断面、図１１（ｄ１）は図１１（ｄ）のｄ１−ｄ１部分の断面、図１１（ｆ１）は図１１（ｆ）のｆ１−ｆ１部分の断面、及び、図１１（ｇ１）は図１１（ｇ）のｇ１−ｇ１部分の断面をそれぞれ示す。

図１１（ａ）に示すように、ＣＯＦ５０ｘは、柔軟な板状であり長尺形状を有する基材５１と、基材５１の長手方向の両端側に２つのドライバー５７を備える。図１１（ｂ）に示すように、このＣＯＦ５０ｘの第１領域５１ｘに平面視で台形状の磁性部材５４を設置する。次いで、図１１（ｂ１）の矢印で示すように、基材５１の両端部の第２領域５１ｙを磁性部材５４の外形に沿って上方に折り曲げ、折り曲げ部の近傍を磁性部材５４の側端面に接着する。これにより、第２領域５１ｙは立ち上げ状態に保持される（図１１（ｃ））。更に、図１１（ｃ）に示すように、磁性部材５４の表面に磁性部材５４と同じ形状を有するスポンジからなる付勢部材５５を、接着剤を介して設置する。次に、図１１（ｄ）に示すように、基材５１の第２領域５１ｙを付勢部材５５の上部に対向するように内側に倒す。その結果、ＣＯＦ５０ｘは、基材５１の第１領域５１ｘの上部に磁性部材５４が配置され、その上部に付勢部材５５が設置され、その上部に第２領域５１ｙが配置され、その上部にドライバー５７が配置される。次に、図１１（ｅ）に示すように、２つの第２領域５１ｙの端部にＦＰＣ５０ｙを接続し、配線モジュール５０が組み立てられる。この際、２つの第２領域５１ｙの端部に設置される接点とＦＰＣ５０ｙの端部に設置される接点とが電気的に接続される。次に、図１１（ｆ）及び（ｆ１）に示すように、２つのドライバー５７の表面に放熱部材５６を設置する。配線モジュール５０は、図１１（ｇ）及び（ｇ１）に示すように、流路ユニット７２の上面７２ｘに配置されるアクチュエータユニット７７に接続する。この際に、アクチュエータユニット７７の上面に設置されるランドと、配線モジュール５０の第１領域５１ｘに設置される接点とが電気的に接続される。なお、突出部５０ｐと流路ユニット７２の隙間には補強用接着剤７７ｒが充填され、流路ユニット７２の下面は吐出面７０ａを構成し、この吐出面７０ａに磁石６０が設置される。

特許文献２及び特許文献３には、液体噴射ヘッドに折り曲げて使用されるフレキシブル配線基板が記載される。特許文献２には、ノズルプレートが貼り付けられる第１のプレートの表面にフレキシブル配線基板を接続した後に、第１のプレートの端面に沿ってフレキシブル配線基板を折り曲げてその端面に接着する方法が記載される。第１のプレートの表面と端面の角部に予め隙間を設けておき、隙間に接着剤を充填し、折り曲げたフレキシブル配線基板を接着剤により接着して第１のプレートの端面に沿って固定する。特許文献３には、端部が予め折り曲げられたフレキシブル配線基板を流路形成基板に接続する方法が記載される。折り曲げられたフレキシブル配線基板の端部表面には配線が形成され、この配線と流路形成基板のリード電極との間にＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）接着剤を介在させて、フレキシブル配線基板の端部と流路形成基板を熱圧着により接続する。その後、フレキシブル配線基板の折り曲げ部にモールド剤を充填し固化する。

特開２０１２−１１６０８７号公報 特開２００６−２８１７３６号公報 特開２０１２−８１６４４号公報

特許文献１に記載の配線モジュール５０では、長尺形状の柔軟な板状の基材５１の上に磁性部材５４を設置した後に、磁性部材５４の外形に沿って基材５１の第２領域５１ｙを上方に折り曲げ、折り曲げ部の近傍を磁性部材５４の側端面に接着剤を介して接着する。しかし、磁性部材５４の外形に沿って基材５１を折り曲げるので、基材５１の弾力性によって折り曲げ位置の位置ずれが発生しやすい。折り曲げ位置の位置ずれが発生すると、第２領域５１ｙの端部にＦＰＣ５０ｙを接続する際に、第２領域５１ｙの接点とＦＰＣ５０ｙの接点との位置合わせが困難となる。

また、特許文献２に記載のフレキシブル配線基板を第１のプレートに接続する場合に、まず、フレキシブル配線基板をフラットな状態で第１のプレートに接続し、次に、第１のプレートの端面に沿ってフレキシブル配線基板を折り曲げる。従って、第１のプレートの端面近傍にはフレキシブル配線基板をフラットな状態から折り曲げるのに十分な空間を必要とする。折り曲げる場所の近傍に十分な空間が存在しない場合には、特許文献２に記載の方法を採用することができない。また、特許文献３には、フレキシブル配線基板の先端部が折れ曲がった形状を維持するための手段について不明である。

本発明の液体噴射ヘッドは、液滴を吐出させるヘッドチップと、前記ヘッドチップに接続するフレキシブル回路基板と、前記フレキシブル回路基板に位置し、前記ヘッドチップの角部に沿って前記フレキシブル回路基板を屈曲させる屈曲部材と、を備えることとした。

また、前記屈曲部材は、短手方向の幅の略中央の位置において屈曲することとした。

また、前記屈曲部材は、前記フレキシブル回路基板の一方側の端部から他方側の端部に亘って延在することとした。

また、前記屈曲部材は、前記フレキシブル回路基板の一方側の端部と他方側の端部の間に複数分割して位置することとした。

また、前記屈曲部材は、短手方向の幅の略中央の領域が他の領域よりも厚さが薄いこととした。

また、前記屈曲部材は金属層を含むこととした。

また、前記金属層は金属板からなり、前記金属板と前記フレキシブル回路基板の間に接着剤層を備えることとした。

また、前記金属層は、前記フレキシブル回路基板の表面又は基板内部に位置することとした。

また、前記金属層は、金属材料の蒸着法、スパッタリング法又はめっき法により形成する層からなることとした。

また、前記屈曲部材はプラスチック材料を含むこととした。

また、前記ヘッドチップは、前記角部の近傍の表面に電極端子を備え、前記電極端子は前記金属層と電気的に接続することとした。

また、前記ヘッドチップは、液滴を吐出する吐出チャンネルを備え、前記フレキシブル回路基板は、前記吐出チャンネルに連通するノズルを備えることとした。

また、前記ヘッドチップは、液滴を吐出する吐出チャンネルと、液滴を吐出しない非吐出チャンネルを含み、前記吐出チャンネルと前記非吐出チャンネルは圧電体からなる側壁を挟んで交互に配列し、前記側壁の前記吐出チャンネルに面する壁面は共通駆動電極を備え、前記側壁の前記非吐出チャンネルに面する壁面は個別駆動電極を備え、前記ヘッドチップは、前記共通駆動電極に電気的に接続する共通電極端子と、前記個別駆動電極に電気的に接続する個別電極端子とを備え、前記フレキシブル回路基板は、前記フレキシブル回路基板の前記ヘッドチップの側の表面に、前記個別電極端子と電気的に接続する個別配線と、前記共通電極端子と電気的に接続する共通配線を備えることとした。

本発明の液体噴射装置は、上記の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。

本発明による液体噴射ヘッドは、液滴を吐出させるヘッドチップと、ヘッドチップに接続するフレキシブル回路基板と、フレキシブル回路基板に位置し、ヘッドチップの角部に沿ってフレキシブル回路基板を屈曲させる屈曲部材と、を備える。これにより、フレキシブル回路基板が屈曲した状態でヘッドチップの角部に接続可能となり、ヘッドチップとフレキシブル回路基板との間の位置合わせが容易となる。

本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面模式図である。 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドに使用するフレキシブル回路基板の屈曲前の上面模式図である。 本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドに使用するフレキシブル回路基板の屈曲前の上面模式図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドに使用するフレキシブル回路基板の屈曲前の上面模式図である。 本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッドに使用するフレキシブル回路基板の屈曲前の説明図である。 本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッドに使用するフレキシブル回路基板の屈曲部材の長手方向に沿う断面模式図である。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドに使用するフレキシブル回路基板の断面模式図である。 本発明の第八実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面模式図である。 本発明の第九実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な分解斜視図である。 本発明の第十実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。 従来公知の液体噴射ヘッドに接続する配線モジュールの組み立て方法を表す図である。

（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の断面模式図である。液体噴射ヘッド１は、液滴を吐出させるヘッドチップ２と、ヘッドチップ２に接続するフレキシブル回路基板３と、ヘッドチップ２の角部２ｃに沿ってフレキシブル回路基板３を屈曲させる屈曲部材５とを備える。屈曲部材５は、ヘッドチップ２の角部２ｃに対応して屈曲するフレキシブル回路基板３の屈曲部に位置し、フレキシブル回路基板３を予め屈曲させる。これにより、フレキシブル回路基板３が屈曲した状態でヘッドチップ２の角部２ｃに接続可能となり、ヘッドチップ２とフレキシブル回路基板３の位置合わせが容易となる。また、ヘッドチップ２の角部２ｃの周辺にフレキシブル回路基板３を屈曲させるためのスペースを必要としない。更に、フレキシブル回路基板３を望む角度に容易に屈曲させることができる。

ヘッドチップ２は、液滴を吐出させるためのアクチュエータとして圧電体基板の電歪効果を利用するピエゾ方式や発熱体により液体を加熱して気泡を発生させるバブル方式を利用することができる。フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａは、ポリイミドフィルム等のプラスチック材料を使用することができる。屈曲部材５は、外力に応じて塑性変形が可能な塑性変形部材や、予め屈曲形状に成型した成型部材を使用することができる。例えば、接着剤を介して貼り付ける金属層としての金属板や、蒸着法、スパッタリング法、めっき法等により金属材料を堆積して形成する金属層などの塑性変形部材や、金属材料、無機材料、プラスチック材料等の成型部材を用いることができる。金属層として、例えばＣｕ、Ａｌ、Ｎｉ等を１０μｍ〜５０μｍの厚さに堆積して用いることができる。成型部材として例えば屈曲したプラスチック板を用いることができる。更に、屈曲部材５として、蒸着、スパッタリング法、めっき法等により堆積して形成する金属層に金属板を貼り付けたものや、金属層とプラスチック材料等を積層したものを使用することができる。

具体的に説明する。液体噴射ヘッド１は、アクチュエータとして機能するヘッドチップ２と、ヘッドチップ２の液滴吐出側の表面Ｓに設置されるノズルプレート１１を備える。ヘッドチップ２は、内部に充填される液体に圧力波を誘起する吐出チャンネル２ａと、吐出チャンネル２ａを駆動するための駆動信号が供給される電極端子２ｄを備える。ノズルプレート１１は吐出チャンネル２ａに連通するノズル１１ａを備える。配線９は、屈曲部材５の長手方向に多数配列し、この配線９とヘッドチップ２の多数の電極端子２ｄとがそれぞれ電気的に接続する。フレキシブル回路基板３は、可撓性膜から成る基板３ａと基板３ａのヘッドチップ２側の表面に配線９を備え、ヘッドチップ２の液滴吐出側の表面Ｓに接続する。屈曲部材５は、金属層としての金属板からなり、ヘッドチップ２の角部２ｃに対応して屈曲するフレキシブル回路基板３の角部に位置する。金属板からなる屈曲部材５とフレキシブル回路基板３の間には図示しない接着剤層を備える。屈曲部材５と配線９は、それぞれ基板３ａの反対側の面に位置する。

フレキシブル回路基板３は屈曲部材５により屈曲した状態でヘッドチップ２に接続する。フレキシブル回路基板３の屈曲角度は、好ましくはヘッドチップ２の表面Ｓと端面ＳＳとの間の角度に一致させるのがよいが、必ずしも一致しなくともよい。フレキシブル回路基板３の配線９とヘッドチップ２の電極端子２ｄとを図示しない異方性導電材料を介して電気的に接続する。フレキシブル回路基板３の基板３ａとヘッドチップ２の角部２ｃ近傍の表面Ｓ又は端面ＳＳとを密着させれば液体噴射ヘッド１を省スペースで構成できるが、基板３ａと角部２ｃ近傍の表面Ｓ又は端面ＳＳとは密着しなくてもよい。基板３ａの端部とノズルプレート１１の間隙は、液体の浸み込みを防止するために接着剤１３により埋め込む。なお、後述するように、フレキシブル回路基板３を延長させ、延長部に吐出チャンネル２ａと連通するノズルを設け、フレキシブル回路基板３をノズルプレートとして機能させることができる。

（第二実施形態）
図２は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１に使用するフレキシブル回路基板３の屈曲前の上面模式図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

フレキシブル回路基板３は、可撓性膜から成る基板３ａと基板３ａの表面に位置する配線９を備える。基板３ａの一方の表面には、ヘッドチップ２の電極端子２ｄに対応する端部Ｅに沿って屈曲部材５が位置し、基板３ａの他方の表面には配線９が位置する。屈曲部材５は金属板からなり、屈曲前は平面視で長方形を有する。屈曲部材５は、フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａの一方側の端部Ｅａの手前から他方側の端部Ｅｂの手前に亘って延在する。屈曲部材５は、その短手方向Ｍの幅Ｗの略中央の折り曲げ線ＢＬの位置で屈曲する。屈曲角度は、好ましくはヘッドチップ２の表面Ｓと端面ＳＳ（図１を参照）との間の角度に一致させる。なお、屈曲部材５は、金属層としての金属板の他に蒸着法、スパッタリング法、めっき法等により堆積して形成する金属層等の塑性変形が可能な塑性変形部材や、成型したプラスチック材料等の成型部材を使用することができる。更に、屈曲部材５として、蒸着法、スパッタリング法、めっき法等により堆積して形成する金属層に金属板を貼り付けたものや、金属層とプラスチック材料等を積層したものを使用することができる。

これにより、フレキシブル回路基板３が屈曲した状態でヘッドチップ２の角部２ｃに接続可能となり、ヘッドチップ２とフレキシブル回路基板３との間の位置合わせが容易となる。また、ヘッドチップ２の角部２ｃの周辺にフレキシブル回路基板３を屈曲させるためのスペースを必要としない。

（第三実施形態）
図３は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１に使用するフレキシブル回路基板３の屈曲前の上面模式図である。第二実施形態と異なる点は、屈曲部材５がフレキシブル回路基板３を構成する基板３ａの一方側の端部Ｅａから他方側の端部Ｅｂまで延在する点である。その他は第二実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図３に示すように、屈曲部材５は、フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａの一方側の端部Ｅａから他方側の端部Ｅｂに亘って延在する。屈曲部材５は、屈曲部材５の短手方向Ｍの幅Ｗの略中央の折り曲げ線ＢＬの位置で屈曲する。この折り曲げ線ＢＬが図示しないヘッドチップ２の角部２ｃに対応する。これにより、フレキシブル回路基板３を一方側の端部Ｅａから他方側の端部Ｅｂに亘って均一に屈曲させ、フレキシブル回路基板３をヘッドチップ２に均一に接続することができる。フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａ及び屈曲部材５の材質等は第一実施形態と同様なので説明を省略する。

（第四実施形態）
図４は本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１に使用するフレキシブル回路基板３の屈曲前の上面模式図である。第三実施形態と異なる点は、屈曲部材５が複数分割してフレキシブル回路基板３に位置する点である。その他は第三実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図４に示すように、３つの屈曲部材５ａ、５ｂ、５ｃは、フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａの一方の表面の一方側の端部Ｅａから他方側の端部Ｅｂの間に折り曲げ線ＢＬに沿って互いに離間し直線状に配列する。各屈曲部材５ａ、５ｂ、５ｃはそれぞれ短手方向Ｍの幅の略中央の折り曲げ線ＢＬの位置で屈曲する。基板３ａは他方の表面に配線９を備える。配線９は、屈曲部材５の長手方向に多数配列し、この配線９と図示しないヘッドチップ２の多数の電極端子２５とがそれぞれ電気的に接続する。フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａ及び屈曲部材５の材質等は第一実施形態と同様なので説明を省略する。

このように、屈曲部材５が分割し、分割した各屈曲部材５ａ、５ｂ、５ｃが互いに離間してフレキシブル回路基板３に配列するので、屈曲部材５とフレキシブル回路基板３を構成する基板３ａの線膨張率が互いに異なる場合でも、熱膨張差によるフレキシブル回路基板３の伸張や収縮が分散する。そのため、フレキシブル回路基板３をヘッドチップ２に熱圧着する際に配線９と電極端子の間に生ずる位置ずれを抑制することができる。

（第五実施形態）
図５は本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッド１に使用するフレキシブル回路基板３の屈曲前の説明図である。第三実施形態と異なる点は、屈曲部材５の短手方向Ｍに屈曲部材５の厚さが薄い領域を設けた点であり、その他は第三実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分に同一の符号を付している。

図５（ａ）はフレキシブル回路基板３の屈曲前の上面模式図であり、図５（ｂ）はＡ−Ａ部分の断面模式図である。図５に示すように、フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａはヘッドチップ２に接続する他方の表面に多数の配線９を備える。屈曲部材５は、フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａの一方側の端部Ｅａから他方側の端部Ｅｂに亘って延在する。屈曲部材５は、短手方向Ｍの幅Ｗの略中央領域の屈曲部材５ｘが他領域の屈曲部材５ｙよりも厚さが薄い。つまり、屈曲部材５は短手方向Ｍの幅Ｗの略中央の基板３ａとは反対側の表面に厚さの薄い溝を備える。これにより、屈曲部材５をフレキシブル回路基板３に設置する前や設置した後に屈曲部材５ｘからなる溝に沿って直線的に容易に屈曲させることができる。屈曲部材５は金属板を使用し、接着剤層を介してフレキシブル回路基板３に設置することができる。また、屈曲部材５は金属層を使用し、スパッタリング法、蒸着法、めっき法等により基板３ａに堆積して設置することができる。また、第四実施形態のように、屈曲部材５は基板３ａの一方側の端部Ｅａから他方側の端部Ｅｂの間に複数設置してもよい。なお、フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａ及び屈曲部材５の材質等は第一実施形態と同様なので説明を省略する。

（第六実施形態）
図６は本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッド１に使用するフレキシブル回路基板３の屈曲部材５の長手方向に沿う断面模式図である。他の実施形態と異なる点は、屈曲部材５をフレキシブル回路基板３の内部に埋め込む点である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図６に示すように、フレキシブル回路基板３は、ポリイミド等のプラスチック材料から成る基板３ａと、ポリイミド等のプラスチック材料からなり保護膜として機能する基板３ｂと、基板３ａの他方の表面に位置する複数の配線９とを備える。屈曲部材５は、金属層からなり、基板３ａと基板３ｂの間であり、図示しないヘッドチップ２の角部２ｃに対応して屈曲するフレキシブル回路基板３の屈曲部に位置する。つまり、屈曲部材５はフレキシブル回路基板３の基板内部に位置する。屈曲部材５は図示しないヘッドチップ２に駆動信号を供給する電極配線として利用することができる。金属層は、金属材料の蒸着法、スパッタリング法、めっき法等により基板３ａに堆積して形成することができる。なお、屈曲部材５として、フレキシブル回路基板３の内部に設置する金属層に加えて、第一〜第五実施形態のようにフレキシブル回路基板３の表面に設置してもよい。なお、フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａ及び屈曲部材５の材質等は第一実施形態と同様なので説明を省略する。

（第七実施形態）
図７は本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッド１に使用するフレキシブル回路基板３の断面模式図である。図７（ａ）が屈曲部材５をフレキシブル回路基板３を構成する基板３ａの一方の表面に設置した断面模式図であり、図７（ｂ）が屈曲部材５をフレキシブル回路基板３を構成する基板３ａの他方の表面に設置した断面模式図である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図７（ａ）に示すように、フレキシブル回路基板３は基板３ａと複数の配線端子９ｘを備える。配線端子９ｘは、図示しないヘッドチップ２と接続する基板３ａの他方の表面に位置する。屈曲部材５は、図示しないヘッドチップ２の角部２ｃに対応する位置であり、基板３ａの他方の表面とは反対側の一方の表面に位置する。屈曲部材５は導電性を有し、例えば金属板や、蒸着法、スパッタリング法、めっき法等により金属材料を堆積して形成する金属層から成る。フレキシブル回路基板３は、更に、基板３ａの一方の表面から他方の表面に貫通する複数の貫通電極１０を備え、各貫通電極１０は各配線端子９ｘと屈曲部材５とを電気的に接続する。このように、屈曲部材５は、互いに分離する配線端子９ｘを電気的に接続する。屈曲部材５は、配線抵抗を小さく形成することができるので、ヘッドチップ２の共通電極として利用することができる。

なお、図７（ａ）においては、共通化させる対象として配線端子９ｘのみを記載したが、共通化させない個別端子を基板３ａに備えることも可能である。その場合に個別端子は、配線端子９ｘ及び屈曲部材５と電気的に短絡しないように配置することができる。

図７（ｂ）に示すように、フレキシブル回路基板３は基板３ａと複数の配線端子９ｘを備える。配線端子９ｘは、図示しないヘッドチップ２と接続する基板３ａの他方の表面に位置する。屈曲部材５は、図示しないヘッドチップ２の角部２ｃに対応する位置であり、基板３ａの他方の表面に位置する。屈曲部材５は、金属板や金属層からなる導電体であり、各配線端子９ｘと電気的に接続する。このように、屈曲部材５は、互いに電気的に分離する配線端子９ｘを電気的に接続して共通電極を構成する。屈曲部材５は配線抵抗を小さくできるので、ヘッドチップ２の共通電極として利用することができる。なお、配線端子９ｘと屈曲部材５との間に絶縁層を介在させて屈曲部材５と各配線端子９ｘとを電気的に分離してもよい。その場合は、屈曲部材５として絶縁性材料、例えばプラスチック材料を使用することができる。

また、図７（ａ）の場合と同様に、図７（ｂ）においても共通化させない個別端子を基板３ａに備えることが可能である。例えばこの場合は、個別端子は基板３ａの他方の表面に設置することができる。なお、フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａ及び屈曲部材５の材質等は第一実施形態と同様なので説明を省略する。

（第八実施形態）
図８は、本発明の第八実施形態に係る液体噴射ヘッド１の断面模式図である。第一実施形態と異なる点は、フレキシブル回路基板３がノズルプレートの機能を兼用する点である。その他の構成は第一実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図８に示すように、液体噴射ヘッド１は、液滴を吐出させるヘッドチップ２と、ヘッドチップ２に接続するフレキシブル回路基板３と、ヘッドチップ２の角部２ｃに沿ってフレキシブル回路基板３を屈曲させる屈曲部材５とを備える。屈曲部材５は、ヘッドチップ２の角部２ｃに対応して屈曲する基板３ａの屈曲部に位置し、基板３ａを予め屈曲させる。ヘッドチップ２は、充填される液体に圧力波を誘起する吐出チャンネル２ａと液滴を吐出する側の表面に電極端子２ｄを備える。フレキシブル回路基板３は、基板３ａと、基板３ａのヘッドチップ２側の表面に電極端子２ｄと電気的に接続する配線９と、吐出チャンネル２ａに連通するノズル１１ａとを備える。そして、ヘッドチップ２の角部２ｃに対応する基板３ａの位置であり、ヘッドチップ２の側とは反対側の表面に屈曲部材５が位置する。フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａの材質や屈曲部材５の材質は第一実施形態と同様である。

このように、フレキシブル回路基板３はノズルプレートとしても機能するので、液体噴射ヘッド１の構成要素の数を減少させ、製造工数が減少する。また、フレキシブル回路基板３が屈曲した状態でヘッドチップ２の角部２ｃに接続可能となり、ヘッドチップ２とフレキシブル回路基板３の位置合わせが容易となる。また、ヘッドチップ２の角部２ｃの周辺にフレキシブル回路基板３を屈曲させるためのスペースを必要としない。更に、フレキシブル回路基板３を望む角度に容易に屈曲させることができる。

（第九実施形態）
図９は、本発明の第九実施形態に係る液体噴射ヘッド１の模式的な分解斜視図である。本実施形態はピエゾ方式によるサイドシュート型の液体噴射ヘッドである。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。

図９に示すように、液体噴射ヘッド１は、液滴を吐出させるヘッドチップ２と、ヘッドチップ２に接続するフレキシブル回路基板３と、ヘッドチップ２の角部２ｃに沿ってフレキシブル回路基板３を屈曲させる屈曲部材５とを備える。屈曲部材５は、ヘッドチップ２の角部２ｃに対応して屈曲する基板３ａの屈曲部に位置し、基板３ａを予め屈曲させる。ヘッドチップ２は、液体が流入する吐出チャンネル２ａと、液体が流入しない非吐出チャンネル２ｂを含む。吐出チャンネル２ａと非吐出チャンネル２ｂは圧電体から成る側壁２ｅを挟んで交互に配列し、側壁２ｅの吐出チャンネル２ａに面する壁面は共通駆動電極２ｆを備え、側壁２ｅの非吐出チャンネル２ｂに面する壁面は個別駆動電極２ｇを備える。

ヘッドチップ２は、角部２ｃの近傍の表面（下面ＬＳ）に電極端子２ｄを備える。電極端子２ｄは、共通駆動電極２ｆと電気的に接続する共通電極端子２ｄａと、個別駆動電極２ｇと電気的に接続する個別電極端子２ｄｂとを備える。フレキシブル回路基板３は、可撓性膜からなる基板３ａと、基板３ａのヘッドチップ２の側の表面に、個別電極端子２ｄｂと電気的に接続する個別配線９ｂと、共通電極端子２ｄａと電気的に接続する共通配線９ａとを備える。共通配線９ａと個別配線９ｂの端部が配線端子として機能する。

屈曲部材５は、フレキシブル回路基板３を構成する基板３ａのヘッドチップ２の側とは反対側の表面に、ヘッドチップ２の角部２ｃに対応して位置する。屈曲部材５は金属層からなり、基板３ａを貫通する貫通電極１０を介して共通配線９ａと電気的に接続する。即ち、屈曲部材５はヘッドチップ２を駆動する駆動信号を伝達する電極として機能する。

液体噴射ヘッド１は、更に、ヘッドチップ２の表面（上面ＵＳ）に位置するカバープレート１２と、ヘッドチップ２の表面（下面ＬＳ）に位置するノズルプレート１１を備える。カバープレート１２は、吐出チャンネル２ａの一方端に連通する液室１２ａと、吐出チャンネル２ａの他方端に連通する液室１２ｂを備える。ノズルプレート１１は、吐出チャンネル２ａに連通するノズル１１ａを備える。

このように、ヘッドチップ２の角部２ｃに対応するフレキシブル回路基板３の位置にフレキシブル回路基板３を屈曲させる屈曲部材５を設置したことにより、フレキシブル回路基板３を屈曲させた状態で、ヘッドチップ２の表面（下面ＬＳ）の電極端子２ｄとフレキシブル回路基板３の配線９との間の位置合わせを容易に行うことができる。更に、フレキシブル回路基板３を屈曲させた状態で、圧着端子を下方からフレキシブル回路基板３に押圧してフレキシブル回路基板３とヘッドチップ２とを容易に熱圧着することができる。そのため、ヘッドチップ２の角部２ｃの周辺にフレキシブル回路基板３を屈曲させるためのスペースを必要としない。

液体噴射ヘッド１は次のように動作する。カバープレート１２の液室１２ａ又は１２ｂに図示しない液体タンクから液体を供給する。液体は吐出チャンネル２ａに流入し、液室１２ｂ又は１２ａから液体タンクに流出する。そして、共通配線９ａと個別配線９ｂの間に駆動信号を供給すると、駆動信号は吐出チャンネル２ａの両側壁２ｅの共通駆動電極２ｆと個別駆動電極２ｇに伝達し、両側壁２ｅは変形する。まず、吐出チャンネル２ａの容積を拡大させて液室１２ａ、１２ｂから液体を引き込み、次に、両側壁２ｅが変形前の状態に戻ることにより吐出チャンネル２ａ内の液体に圧力波を誘起し、この圧力波がノズル１１ａに達して液滴を吐出する。なお、本発明の液体噴射ヘッド１は、吐出チャンネル２ａと非吐出チャンネル２ｂが交互に配列する方式に限定されず、吐出チャンネル２ａのみが配列するものであってもよいし、エッジシュート型の液体噴射ヘッド１であってもよい。

（第十実施形態）
図１０は本発明の第十実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。液体噴射装置３０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構４０と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給し、液体噴射ヘッド１、１’から液体を排出する流路部３５、３５’と、流路部３５、３５’に連通する液体ポンプ３３、３３’及び液体タンク３４、３４’とを備えている。液体ポンプ３３、３３’として、流路部３５、３５’に液体を供給する供給ポンプとそれ以外に液体を排出する排出ポンプのいずれかもしくは両方を設置し、液体を循環させることができる。また、図示しない圧力センサーや流量センサーを設置し、液体の流量を制御することができる。液体噴射ヘッド１、１’は、第一〜第九実施形態の液体噴射ヘッド１を使用することができる。

液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体４４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体４４に液体を噴射する液体噴射ヘッド１、１’と、液体噴射ヘッド１、１’を載置するキャリッジユニット４３と、液体タンク３４、３４’に貯留した液体を流路部３５、３５’に押圧して供給する液体ポンプ３３、３３’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４０とを備えている。図示しない制御部は液体噴射ヘッド１、１’、移動機構４０、搬送手段４１、４２を制御して駆動する。

一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体４４を主走査方向に搬送する。移動機構４０は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット４３と、キャリッジユニット４３を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３８と、この無端ベルト３８を図示しないプーリを介して周回させるモータ３９とを備えている。

キャリッジユニット４３は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を噴射する。液体タンク３４、３４’は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ３３、３３’、流路部３５、３５’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を噴射する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を噴射させるタイミングや、キャリッジユニット４３を駆動するモータ３９の回転及び被記録媒体４４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体４４上に任意のパターンを記録することできる。

なお、本実施形態は、移動機構４０がキャリッジユニット４３と被記録媒体４４を移動させて記録する液体噴射装置３０であるが、これに代えて、キャリッジユニットを固定し、移動機構が被記録媒体を２次元的に移動させて記録する液体噴射装置であってもよい。つまり、移動機構は液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させるものであればよい。

１ 液体噴射ヘッド
２ ヘッドチップ、２ａ 吐出チャンネル、２ｂ 非吐出チャンネル、２ｃ 角部、２ｄ、 電極端子、２ｄａ 共通電極端子、２ｄｂ 個別電極端子、２ｅ 側壁、２ｆ 共通駆動電極、２ｇ 個別駆動電極
３ フレキシブル回路基板、３ａ、３ｂ 基板
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｘ、５ｙ 屈曲部材
９ 配線、９ａ 共通配線、９ｂ 個別配線、９ｘ 配線端子
１０ 貫通電極
１１ ノズルプレート、１１ａ ノズル
１２ カバープレート、１２ａ、１２ｂ 液室
１３ 接着剤
Ｍ 短手方向、Ｅ 端部、Ｅａ 一方側の端部、Ｅｂ 他方側の端部、ＢＬ 折り曲げ線、Ｗ 幅、Ｓ 表面、ＳＳ 端面、ＵＳ 表面、ＬＳ 下面

Claims (14)

1. 液滴を吐出させるヘッドチップと、
   前記ヘッドチップに接続するフレキシブル回路基板と、
   前記フレキシブル回路基板に位置し、前記ヘッドチップの角部に沿って前記フレキシブル回路基板を屈曲させる屈曲部材と、を備える液体噴射ヘッド。
2. 前記屈曲部材は、短手方向の幅の略中央の位置において屈曲する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記屈曲部材は、前記フレキシブル回路基板の一方側の端部から他方側の端部に亘って延在する請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記屈曲部材は、前記フレキシブル回路基板の一方側の端部と他方側の端部の間に複数分割して位置する請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記屈曲部材は、短手方向の幅の略中央の領域が他の領域よりも厚さが薄い請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記屈曲部材は金属層を含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
7. 前記金属層は金属板からなり、前記金属板と前記フレキシブル回路基板の間に接着剤層を備える請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
8. 前記金属層は、前記フレキシブル回路基板の表面又は基板内部に位置する請求項６又は７に記載の液体噴射ヘッド。
9. 前記金属層は、金属材料の蒸着法、スパッタリング法又はめっき法により形成する層からなる請求項６又は８に記載の液体噴射ヘッド。
10. 前記屈曲部材はプラスチック材料を含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
11. 前記ヘッドチップは、前記角部の近傍の表面に電極端子を備え、前記電極端子は前記金属層と電気的に接続する請求項６〜９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
12. 前記ヘッドチップは、液滴を吐出する吐出チャンネルを備え、
    前記フレキシブル回路基板は、前記吐出チャンネルに連通するノズルを備える請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
13. 前記ヘッドチップは、液滴を吐出する吐出チャンネルと、液滴を吐出しない非吐出チャンネルを含み、前記吐出チャンネルと前記非吐出チャンネルは圧電体からなる側壁を挟んで交互に配列し、前記側壁の前記吐出チャンネルに面する壁面は共通駆動電極を備え、前記側壁の前記非吐出チャンネルに面する壁面は個別駆動電極を備え、
    前記ヘッドチップは、前記共通駆動電極に電気的に接続する共通電極端子と、前記個別駆動電極に電気的に接続する個別電極端子とを備え、
    前記フレキシブル回路基板は、前記フレキシブル回路基板の前記ヘッドチップの側の表面に、前記個別電極端子と電気的に接続する個別配線と、前記共通電極端子と電気的に接続する共通配線を備える請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
14. 請求項１に記載の液体噴射ヘッドと、
    前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、
    前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
    前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。

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