JP2018012199A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】アクチュエータプレートに付着した液体が接続配線に到達するのを抑制できる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】複数のチャネルが並設されたアクチュエータプレート52と、チャネルの内面に形成された駆動電極と、アクチュエータプレート52の下面上に形成され、前記駆動電極に接続された駆動配線と、アクチュエータプレート52の下面に実装されたFPC91と、を備え、FPC91は、先端部が駆動配線に接続された接続配線93,94と、少なくとも接続配線93,94に対してアクチュエータプレート52側とは反対側に位置する第2カバーレイ96と、を有し、第2カバーレイ96は、接続配線93,94の先端部に対して接続配線93,94の延在方向に延長されるとともに、その先端部がアクチュエータプレート52の下面に当接して接続配線93,94の先端部を被覆する延長部96aを有している。【選択図】図7

Description

本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。
被記録媒体(例えば、紙等)に液滴状のインクを吐出して、被記録媒体に画像や文字を記録する装置として、インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタがある。インクジェットヘッドは、吐出チャネルが並設されたアクチュエータプレートと、アクチュエータプレートに積層され、吐出チャネル内に各別に連通するノズル孔を有するノズルプレートと、を備えている。各チャネルの内面には、アクチュエータプレートを駆動させるための駆動電極が形成されている。駆動電極は、チャネルの開口縁において、アクチュエータプレートの外面(以下、実装面という。)に形成された駆動配線に接続されている。
下記特許文献1〜3には、アクチュエータプレートの実装面に、駆動配線と回路基板とを接続するフレキシブルプリント基板(以下、FPCという。)が実装された構成が開示されている。FPCは、駆動配線に接続される接続配線と、接続配線を被覆する絶縁層と、を有している。
特開2009−292009号公報 特開2011−245833号公報 特開2012−11704号公報
ところで、インクジェットヘッドでは、導電性を有するインク(水性インク等)を用いる場合がある。この場合、仮にFPCの接続配線が外部に露出していると、アクチュエータプレートの実装面に付着したインクを介して接続配線が短絡するおそれがある。また、引用文献3のように絶縁層が接続配線より突出している場合であっても、絶縁層と実装面との間の隙間を通してインクが接続配線まで到達するおそれがある。
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、アクチュエータプレートに付着した液体が接続配線に到達するのを抑制できる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することである。
上記課題を解決するために本発明の一態様に係る液体噴射ヘッドは、複数のチャネルが並設されたアクチュエータプレートと、前記チャネルの内面に形成された駆動電極と、前記アクチュエータプレートの第1主面上に形成され、前記駆動電極に接続された駆動配線と、前記アクチュエータプレートの前記第1主面に実装されたフレキシブルプリント基板と、を備え、前記フレキシブルプリント基板は、先端部が前記駆動配線に接続された接続配線と、少なくとも前記接続配線に対して前記アクチュエータプレート側とは反対側に位置し、前記接続配線を被覆する絶縁層と、を有し、前記絶縁層は、前記接続配線の先端部に対して前記接続配線の延在方向に延長されるとともに、その先端部が前記アクチュエータプレートの前記第1主面に当接して前記接続配線の先端部を被覆する延長部を有している。
本態様によれば、アクチュエータプレートの第1主面に付着した液体が、アクチュエータプレートの第1主面を伝ってフレキシブルプリント基板に向けて流れる過程で、延長部に塞き止められることになる。これにより、液体が接続配線に到達するのを抑制できるので、接続配線が液体を介して短絡するのを抑制できる。
特に、延長部がアクチュエータプレートの第1主面に当接しているので、液体が延長部とアクチュエータプレートとの隙間に進入して接続配線まで到達するのを確実に抑制できる。
上記態様において、前記アクチュエータプレートの前記第1主面上には、前記チャネルに連通する噴射孔を有する噴射孔プレートが積層されていてもよい。
噴射孔プレートがアクチュエータプレートの第1主面に配設される場合には、噴射動作の際に飛散した液体の影響によってアクチュエータプレートの第1主面に液体が付着し易い。このような場合においても、本態様によれば、液体が接続配線に到達するのを確実に抑制できる。
上記態様において、前記フレキシブルプリント基板は、異方性導電膜を介して前記第1主面上に実装され、前記異方性導電膜は、前記接続配線の先端部に対して前記延在方向にはみ出すはみ出し部を有し、前記はみ出し部は、前記接続配線の先端部を被覆するとともに、前記延長部に接合されていてもよい。
本態様によれば、はみ出し部により接続配線を被覆することで、仮に延長部とアクチュエータプレートとの隙間に液体が進入したとしても、液体が接続配線に到達するのを抑制できる。
また、はみ出し部と延長部とを接合することで、延長部とアクチュエータプレートとの隙間に液体が進入するのを確実に抑制できる。
上記態様において、前記延長部には、前記絶縁層を厚さ方向に貫通するとともに、その内部に前記はみ出し部を収容する収容部が形成されていてもよい。
本態様によれば、例えばフレキシブルプリント基板をアクチュエータプレートに熱圧着する際に、異方性導電膜を介して延長部をアクチュエータプレートの第1主面に当接させようとすると、異方性導電膜のはみ出し部が収容部内に進入することになる。これにより、延長部とアクチュエータプレートとの間に存在する気泡を外部に放出することができる。その結果、延長部と異方性導電膜との密着性を向上させ、延長部とアクチュエータプレートとの隙間に液体が進入するのを確実に抑制できる。
上記態様において、前記はみ出し部は、前記延在方向において、前記延長部よりも外側にはみ出していてもよい。
本態様によれば、はみ出し部が延長部よりも外側にはみ出しているため、延長部を先端部まで確実にアクチュエータプレートに接合させることができる。これにより、延長部の剥離等を抑制できる。
上記態様において、前記延長部は、先端部に向かうに従い前記アクチュエータプレートの前記第1主面に向けて傾斜していてもよい。
本態様によれば、仮に延長部の外面に液体が付着した場合には、延長部の外面を伝って液体が速やかに流れることになる。これにより、延長部の外面での液体の滞留を抑制し、液体が接続配線に到達する確率を確実に低減できる。
上記態様において、前記絶縁層は、前記接続配線が両面に形成された基材と、前記基材のうち前記アクチュエータプレートを向く第1面に積層され、前記第1面に形成された前記接続配線を被覆する第1カバーレイと、前記基材のうち前記アクチュエータプレートと反対側を向く第2面に積層され、前記第2面に形成された前記接続配線を被覆する第2カバーレイと、を有し、前記延長部は、前記第2カバーレイに形成されていてもよい。
本態様によれば、フレキシブルプリント基板のうち、アクチュエータプレートの下面から最も離間した位置にある第2カバーレイに延長部が形成されているので、各接続配線を延長部によってまとめて被覆できる。これにより、液体が接続配線に到達するのを確実に抑制できる。
上記態様において、前記延長部は、前記延長部よりも水分透過性の低い材料からなる接着剤により被覆されていてもよい。
本態様によれば、延長部が接着剤により被覆されているので、延長部がアクチュエータプレートの下面から離間するのを抑制し、延長部とアクチュエータプレートとの隙間に液体が進入するのを確実に抑制できる。
本発明の一態様に係る液体噴射装置は、上記一態様に係る液体噴射ヘッドと、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、を備えていることを特徴とする。
本態様によれば、上記態様の液体噴射ヘッドを備えているため、信頼性の高い液体噴射装置を提供できる。
本発明の一態様によれば、続配線が液体を介して短絡するのを抑制でき、信頼性の高い液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供できる。
実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 実施形態に係るインクジェットヘッド及びインク循環手段の概略構成図である。 第1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。 第1実施形態に係るノズルプレート等を取り外した状態におけるインクジェットヘッドの底面図である。 図4のV−V線に相当する断面図である。 図4のVI−VI線に相当する断面図である。 第1実施形態に係るFPCの実装部分を含む図5の拡大断面図である。 第2実施形態に係るFPCの実装部分を含むインクジェットヘッドの拡大平面図である。 第3実施形態に係るFPCの実装部分を示す図7に対応する拡大断面図である。 第4実施形態に係るFPCの実装部分を示す図7に対応する拡大断面図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。実施形態では、本発明の液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置の一例として、インク(液体)を利用して被記録媒体に記録を行うインクジェットプリンタ(以下、単にプリンタという)を例に挙げて説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
(第1実施形態)
[プリンタ]
図1はプリンタ1の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態のプリンタ1は、一対の搬送手段2,3と、インクタンク4と、インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)5と、インク循環手段6と、走査手段(移動機構)7と、を備えている。なお、以下の説明では、必要に応じてX,Y,Zの直交座標系を用いて説明する。この場合、X方向は被記録媒体P(例えば、紙等)の搬送方向に一致している。Y方向は走査手段7の走査方向に一致している。Z方向は、X方向及びY方向に直交する高さ方向を示している。
搬送手段2,3は、被記録媒体PをX方向に搬送する。具体的に、搬送手段2は、Y方向に延設されたグリットローラ11と、グリットローラ11に平行に延設されたピンチローラ12と、グリットローラ11を軸回転させるモータ等の駆動機構(不図示)と、を備えている。同様に、搬送手段3は、Y方向に延設されたグリットローラ13と、グリットローラ13に平行に延設されたピンチローラ14と、グリットローラ13を軸回転させる駆動機構(不図示)と、を備えている。
インクタンク4は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクをそれぞれ収容するインクタンク4Y,4M,4C,4Kを備えている。本実施形態において、インクタンク4Y,4M,4C,4Kは、X方向に並んで設けられている。なお、本実施形態では、導電性を有するインク(例えば、水性インク)が好適に用いられている。
図2はインクジェットヘッド5及びインク循環手段6の概略構成図である。
図1、図2に示すように、インク循環手段6は、インクタンク4とインクジェットヘッド5との間でインクを循環させる。具体的に、インク循環手段6は、インク供給管21及びインク排出管22を有する循環流路23と、インク供給管21に接続された加圧ポンプ24と、インク排出管22に接続された吸引ポンプ25と、を備えている。なお、インク供給管21及びインク排出管22は、インクジェットヘッド5を支持する走査手段7の動作に追従可能な可撓性を有するフレキシブルホースにより構成されている。
加圧ポンプ24は、インク供給管21内を加圧し、インク供給管21を通してインクジェットヘッド5にインクを送り出している。これにより、インクジェットヘッド5に対してインク供給管21側は正圧となっている。
吸引ポンプ25は、インク排出管22内を減圧し、インク排出管22内を通してインクジェットヘッド5からインクを吸引している。これにより、インクジェットヘッド5に対してインク排出管22側は負圧となっている。そして、インクは、加圧ポンプ24及び吸引ポンプ25の駆動により、インクジェットヘッド5とインクタンク4との間を、循環流路23を通して循環可能となっている。
図1に示すように、走査手段7は、インクジェットヘッド5をY方向に往復走査させる。具体的に、走査手段7は、Y方向に延設された一対のガイドレール31,32と、一対のガイドレール31,32に移動可能に支持されたキャリッジ33と、キャリッジ33をY方向に移動させる駆動機構34と、を備えている。なお、上述した搬送手段2,3及び走査手段7により、インクジェットヘッド5と被記録媒体Pとを相対的に移動させる移動機構を構成している。
駆動機構34は、X方向におけるガイドレール31,32の間に配設されている。駆動機構34は、Y方向に間隔をあけて配設された一対のプーリ35,36と、一対のプーリ35,36間に巻回された無端ベルト37と、一方のプーリ35を回転駆動させる駆動モータ38と、を備えている。
キャリッジ33は、無端ベルト37に連結されている。キャリッジ33には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクをそれぞれ吐出する複数のインクジェットヘッド5Y,5M,5C,5Kが搭載されている。本実施形態において、インクジェットヘッド5Y,5M,5C,5Kは、Y方向に並んで配置されている。
<インクジェットヘッド>
次に、上述したインクジェットヘッド5について詳述する。なお、インクジェットヘッド5Y,5M,5C,5Kは、供給されるインクの色以外は何れも同一の構成からなるため、以下の説明ではまとめてインクジェットヘッド5として説明する。
図3はインクジェットヘッド5の分解斜視図である。図4はノズルプレート51等を取り外した状態におけるインクジェットヘッド5の底面図である。
図3、図4に示すように、各インクジェットヘッド5は、後述する吐出チャネル65における延在方向(Y方向)の中央部からインクを吐出する、いわゆるサイドシュートタイプのうち、インクタンク4との間でインクを循環させる循環式のインクジェットヘッド5である。
インクジェットヘッド5は、ノズルプレート(噴射孔プレート)51、アクチュエータプレート52及びカバープレート53を主に備えている。そして、インクジェットヘッド5は、これらノズルプレート51、アクチュエータプレート52及びカバープレート53がこの順で接着剤等によりZ方向に積層された構成とされている。なお、以下の説明では、上述したZ方向のうち、ノズルプレート51側を下方、及びカバープレート53側を上方として説明する。また、以下では、X方向及びY方向において、インクジェットヘッド5の中心に向かう方向を内側とし、インクジェットヘッド5の中心から離間する方向を外側として説明する場合がある。
<アクチュエータプレート>
図5は図4のV−V線に相当する断面図である。
図5に示すように、アクチュエータプレート52は、分極方向が厚さ方向(Z方向)に沿って一方向に設定されたPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等からなる圧電基板である。なお、アクチュエータプレート52は、分極方向がZ方向で異なる2枚の圧電基板を積層して形成しても構わない(いわゆる、シェブロンタイプ)。
図3、図5に示すように、アクチュエータプレート52には、Y方向に沿って直線状に延在する複数のチャネル65,66が形成されている。各チャネル65,66は、X方向に間隔をあけて互いに平行に並んで構成されている。具体的に、複数のチャネル65,66は、インクが充填される吐出チャネル65、インクが充填されない非吐出チャネル66である。これら吐出チャネル65及び非吐出チャネル66は、X方向で交互に並んで配列されている。なお、アクチュエータプレート52のうち、X方向で隣り合う吐出チャネル65及び非吐出チャネル66間に位置する部分は、吐出チャネル65及び非吐出チャネル66間を仕切る駆動壁67を構成している。
吐出チャネル65は、X方向から見た側面視において、下方に向けて凸の湾曲形状を呈している。具体的に、吐出チャネル65は、Y方向の両端部に位置する一対の切り上がり部71と、一対の切り上がり部71間に位置する中間部72と、を有している。
吐出チャネル65は、中間部72を通してアクチュエータプレート52の下面(第1主面)で開口している。一方、吐出チャネル65は、切り上がり部71及び中間部72を通してアクチュエータプレート52の上面で開口している。すなわち、アクチュエータプレート52において、吐出チャネル65の中間部72に位置する部分は、Z方向に貫通している。
図6は図4のVI−VI線に相当する断面図である。
図6に示すように、非吐出チャネル66は、X方向から見た側面視において、上方に向けて凸の湾曲形状を呈している。すなわち、非吐出チャネル66は、吐出チャネル65に対してZ方向に反転した形状になっている。具体的に、非吐出チャネル66は、Y方向の両端部に位置する一対の切り上がり部73と、一対の切り上がり部73間に位置する中間部74と、を有している。
非吐出チャネル66は、切り上がり部73及び中間部74を通してアクチュエータプレート52の下面で開口している。一方、非吐出チャネル66は、中間部74を通してアクチュエータプレート52の上面で開口している。すなわち、アクチュエータプレート52において、非吐出チャネル66の中間部74に位置する部分は、Z方向に貫通している。なお、アクチュエータプレート52のうち、Y方向の両端部(各チャネル65,66に対してY方向の外側に位置する部分)は、それぞれ土手部(第1土手部75A及び第2土手部75B)を構成している。
アクチュエータプレート52における第1土手部75Aの下面には、浅溝部70が形成されている。浅溝部70におけるY方向の内側端部は、非吐出チャネル66内に連通している。浅溝部70におけるY方向の外側端部は、アクチュエータプレート52のY方向における外側端面で開口している。
図3〜図5に示すように、アクチュエータプレート52の駆動壁67のうち、各吐出チャネル65に面する内側面(吐出チャネル65の内面のうち、X方向で対向する面)には、共通電極(駆動電極)81がそれぞれ形成されている。これら共通電極81は、Z方向における幅が吐出チャネル65の半分程度とされている。本実施形態では、共通電極81は、各吐出チャネル65の内側面のうち、下端縁から中間部分に至る範囲に形成されている。なお、共通電極81は、Y方向における長さが吐出チャネル65の中間部72と同等(アクチュエータプレート52の下面における吐出チャネル65の開口長と同等)とされている。
図4に示すように、アクチュエータプレート52における第1土手部75Aの下面には、複数の共通配線(駆動配線)82が形成されている。共通配線82は、Y方向に沿って互いに平行に延在する帯状とされている。各共通配線82のY方向の内側端部は、対応する吐出チャネル65の下端開口縁で一対の共通電極81にそれぞれ接続されている。各共通配線82のY方向の外側端部は、第1土手部75A上で終端している。
図4、図6に示すように、アクチュエータプレート52の駆動壁67のうち、各非吐出チャネル66に面する内側面(非吐出チャネル66のうち、X方向で対向する面)には、個別電極(駆動電極)83が形成されている。これら個別電極83は、Z方向における幅が非吐出チャネル66の半分程度とされている。本実施形態において、個別電極83は、各非吐出チャネル66の内側面のうち、下端縁から中間部分に至る範囲に形成されている。なお、個別電極83は、浅溝部70の内側面にも連なっている。
アクチュエータプレート52における第1土手部75Aの下面のうち、上述した共通配線82よりもY方向の外側に位置する部分には、個別配線(駆動配線)84が形成されている。個別配線84は、X方向に延在する帯状とされている。個別配線84は、吐出チャネル65を間に挟んでX方向で対向する個別電極83同士を接続している。
<ノズルプレート>
図3に示すように、ノズルプレート51は、アクチュエータプレート52の下面に接着等によって固定されている。ノズルプレート51は、Y方向における幅がアクチュエータプレート52よりも狭くなっている。したがって、ノズルプレート51は、アクチュエータプレート52の第1土手部75Aを下方に露出させている。なお、ノズルプレート51は、樹脂材料(ポリイミド等)や金属材料(SUS等)、ガラス等による単層構造、又は積層構造とされている。また、ノズルプレート51の厚さは、例えば50μm程度とされている。
ノズルプレート51には、ノズルプレート51をZ方向に貫通する複数のノズル孔(噴射孔)86が形成されている。各ノズル孔86は、それぞれX方向に間隔をあけて配置されている。各ノズル孔86は、上述した吐出チャネル65にY方向の中央部で各別に連通している。したがって、各非吐出チャネル66は、ノズル孔86には連通しておらず、ノズルプレート51により下方から覆われている。
<カバープレート>
カバープレート53は、各チャネル65,66を閉塞するようにアクチュエータプレート52の上面に接着されている。
図3、図5に示すように、カバープレート53には、入口共通インク室87及び出口共通インク室88が形成されている。
入口共通インク室87は、カバープレート53のうち各吐出チャネル65における第1土手部75A寄りの端部同士とZ方向で対向する位置に形成されている。入口共通インク室87は、カバープレートをZ方向に貫通するとともに、X方向に沿って延在している。これにより、入口共通インク室87は、各吐出チャネル65内にまとめて連通している。
出口共通インク室88は、カバープレート53のうち各吐出チャネル65における第2土手部75B寄りの端部とZ方向で対向する位置に形成されている。出口共通インク室88は、カバープレート53をZ方向で貫通するとともに、X方向に沿って延在している。これにより、出口共通インク室88は、各吐出チャネル65内にまとめて連通している。
したがって、入口共通インク室87及び各出口共通インク室88は、それぞれ各吐出チャネル65に連通する一方、非吐出チャネル66には連通していない。
<FPC>
図7は、FPC91の実装部分を含む図5の拡大断面図である。
図7に示すように、アクチュエータプレート52における第1土手部75Aの下面には、FPC91が実装されている。FPC91は、絶縁性を有する基材(絶縁層)92の両面に接続配線(第1接続配線93及び第2接続配線94)が形成された、いわゆる両面FPCである。FPC91は、その先端部(Y方向の内側端部)において第1土手部75Aを下方から覆うようにしてアクチュエータプレート52に実装されている。なお、FPC91の基端部は、図示しない回路基板等に実装されている。
FPC91は、上述した基材92、第1接続配線93及び第2接続配線94と、第1接続配線93を被覆する第1カバーレイ(絶縁層)95と、第2接続配線94を被覆する第2カバーレイ(絶縁層)96と、を有している。これら基材92、接続配線93,94及びカバーレイ95,96は、接着層97を介してZ方向にそれぞれ積層されている。
第1接続配線93は、基材92の上面(第1面)に形成されている。図4に示すように、第1接続配線93は、FPC91の延在方向(図中のY方向)に沿って延びる帯状とされている。第1接続配線93は、上述した各個別配線84に対応してX方向に間隔をあけて形成されている。第1接続配線93の先端部は、上述した個別配線84に各別に接続されている。
図7に示すように、第2接続配線94は、基材92の下面(第2面)に形成されている。図4に示すように、第2接続配線94は、共通化配線94aと、引出配線94bと、を有している。共通化配線94aは、X方向に延在する帯状に形成されている。共通化配線94aは、図示しないスルーホール等を介して上述した共通配線82にまとめて接続されている。
引出配線94bは、共通化配線94aにおけるX方向の両端部からFPC91の基端部(Y方向の外側)に向けて延在している。
なお、各接続配線93,94の配線パターンは、適宜変更が可能である。また、本実施形態では、第1接続配線93が個別配線84に接続され、第2接続配線94が共通配線82に形成されているが、これに限られない。すなわち、第1接続配線93が共通配線82に接続され、第2接続配線94が個別配線84に接続される配線パターンにしても構わない。
図7に示すように、第1カバーレイ95は、第1接続配線93を上方から被覆している。第1カバーレイ95の先端部には、第1接続配線93の先端部を上方に露出させる露出部95aが形成されている。第1接続配線93は、露出部95aを通して個別配線84に接続されている。
第2カバーレイ96は、第2接続配線94を下方から被覆している。第2カバーレイ96の先端部は、第2接続配線94の先端部よりもY方向に突出した延長部96aを構成している。延長部96aは、先端に向かうに従い上方に向けて傾斜して延在している。延長部96aの先端部は、アクチュエータプレート52の下面に当接している。したがって、延長部96aは、上述した各接続配線93,94の先端部をY方向の内側から被覆している。なお、図7の例において、延長部96aの先端部は、ノズルプレート51の外周縁に対してY方向に間隔をあけて配置されている。また、図7の例において、接着層97の一部は、第2接続配線94に対してY方向の内側にはみ出して、基材92と第2カバーレイ96との間で、第2接続配線94の先端面をY方向の内側から被覆している。
上述したFPC91は、異方性導電膜99(以下、単にACF99という)を介してアクチュエータプレート52の下面に実装されている。ACF99は、熱硬化性樹脂に導電性粒子が配合されたものである。本実施形態において、FPC91を実装する場合には、FPC91の上面(少なくとも露出部95aから露出した部分を含む領域)にACF99を貼り付けた後、アクチュエータプレート52の下面にACF99を貼り付ける。その後、FPC91とACF99とが重ね合わされた部分に対してヒートブロックをFPC91の下方から押し当てる。これにより、FPC91はACF99を挟んでアクチュエータプレート52に熱圧着される。すなわち、アクチュエータプレート52及びFPC91は、ACF99の熱硬化性樹脂によって機械的に接続された状態で、対応する各配線82,84及び各接続配線93,94同士が導電性粒子を介して電気的に接続されている。
ACF99は、接続配線93,94に対してY方向の内側にはみ出したはみ出し部99aを有している。はみ出し部99aは、アクチュエータプレート52の下面から下方に盛り上がっている。はみ出し部99aは、各接続配線93,94の先端部をY方向の内側から被覆するとともに、第2カバーレイ96の延長部96aに接合されている。なお、はみ出し部99aのZ方向における高さは、適宜変更である。但し、はみ出し部99aは、少なくとも第1接続配線93の先端面を被覆し、かつ延長部96aの一部に接合されていることが好ましい。
図7の例において、はみ出し部99aは、延長部96aにおけるY方向の内側端縁よりもY方向の外側に位置している。すなわち、はみ出し部99aは、延長部96aによって下方から覆われている。
[プリンタの動作方法]
次に、上述したように構成されたプリンタ1を利用して、被記録媒体Pに文字や図形等を記録する場合について以下に説明する。
なお、初期状態として、図1に示す4つのインクタンク4にはそれぞれ異なる色のインクが十分に封入されているものとする。また、インクタンク4内のインクがインク循環手段6を介してインクジェットヘッド5内に充填された状態となっている。
このような初期状態のもと、プリンタ1を作動させると、搬送手段2,3のグリットローラ11,13が回転することで、これらグリットローラ11,13及びピンチローラ12,14間に被記録媒体Pを搬送方向(X方向)に向けて搬送する。また、これと同時に駆動モータ38がプーリ35,36を回転させて無端ベルト37を動かす。これにより、キャリッジ33がガイドレール31,32にガイドされながらY方向に往復移動する。
そしてこの間に、各インクジェットヘッド5より4色のインクを被記録媒体Pに適宜吐出させることで、文字や画像等の記録を行うことができる。
ここで、各インクジェットヘッド5の動きについて、以下に詳細に説明する。
本実施形態のようなサイドシュートタイプのうち、循環式のインクジェットヘッド5では、まず図2に示す加圧ポンプ24及び吸引ポンプ25を作動させることで、循環流路23内にインクを流通させる。この場合、インク供給管21を流通するインクは、入口共通インク室87内を通して各吐出チャネル65内に供給される。各吐出チャネル65内に供給されたインクは、各吐出チャネル65を通して出口共通インク室88内に排出された後、インク排出管22を通してインクタンク4に戻される。これにより、インクジェットヘッド5とインクタンク4との間でインクを循環させることができる。
そして、キャリッジ33(図1参照)によって往復移動が開始されると、FPC91を介して電極81,83に駆動電圧を印加する。この際、個別電極83を駆動電位Vddとし、共通電極81を基準電位GNDとして各電極81,83間に駆動電圧を印加する。すると、吐出チャネル65を画成する2つ駆動壁67に厚み滑り変形が生じ、これら2つの駆動壁67が非吐出チャネル66側へ突出するように変形する。すなわち、本実施形態のアクチュエータプレート52は分極方向が一方向であり、電極81,83が駆動壁67のZ方向における中間部分までしか形成されていない。そのため、各電極81,83間に電圧を印加することで、駆動壁67におけるZ方向の中間部分を中心にしてV字状に屈曲変形する。これにより、吐出チャネル65があたかも膨らむように変形する。
このように、2つの駆動壁67の圧電厚み滑り効果による変形によって、吐出チャネル65の容積が増大する。そして、吐出チャネル65の容積が増大したことにより、入口共通インク室87内に貯留されたインクが吐出チャネル65内に誘導される。そして、吐出チャネル65の内部に誘導されたインクは、圧力波となって吐出チャネル65の内部に伝播し、この圧力波がノズル孔86に到達したタイミングで、電極81,83間に印加した電圧をゼロにする。これにより、駆動壁67が復元し、一旦増大した吐出チャネル65の容積が元の容積に戻る。この動作によって、吐出チャネル65の内部の圧力が増加し、インクが加圧される。その結果、液滴状のインクがノズル孔86を通って外部に吐出されることで、上述したように被記録媒体Pに文字や画像等を記録することができる。
なお、インクジェットヘッド5の動作方法は上述した内容に限られない。例えば、通常状態の駆動壁67が吐出チャネル65の内側に変形し、吐出チャネル65があたかも内側に凹むように構成しても構わない。この場合は、電極81,83間に印可する電圧を上述した電圧とは正負逆の電圧にするか、電圧の正負は変えずにアクチュエータプレート52の分極方向を逆にすることで実現可能である。また、吐出チャネル65が外側に膨らむように変形させた後で、吐出チャネル65が内側に凹むように変形させ、吐出時のインクの加圧力を高めても構わない。また、本実施形態におけるインクを吐出チャネル65の内部に循環させる動作と、吐出チャネル65からインクを吐出する動作は、個別に実施しても、同時に実施しても構わない。
このように、本実施形態では、第2カバーレイ96の延長部96aがアクチュエータプレート52の下面に当接するとともに、接続配線93,94をY方向の内側から被覆する構成とした。
この構成によれば、アクチュエータプレート52の下面に付着したインクが、アクチュエータプレート52の下面を伝ってFPC91に向けて流れる過程で、延長部96aに塞き止められることになる。これにより、インクが接続配線93,94に到達するのを抑制できるので、接続配線93,94がインクを介して短絡するのを抑制できる。
特に、本実施形態では、延長部96aがアクチュエータプレート52の下面に当接しているので、インクが延長部96aとアクチュエータプレート52との隙間に進入して接続配線93,94まで到達するのを確実に抑制できる。
ところで、本実施形態のようにFPC91とノズルプレート51とがアクチュエータプレート52の同一面(下面)に配設される場合には、吐出動作の際に飛散したインクの影響によってアクチュエータプレート52の下面にインクが付着し易い。このような場合においても、インクが接続配線93,94に到達するのを確実に抑制できる。
本実施形態では、ACF99のはみ出し部99aにより接続配線93,94を被覆することで、仮に延長部96aとアクチュエータプレート52との隙間にインクが進入したとしても、インクが接続配線93,94に到達するのを抑制できる。
また、はみ出し部99aと延長部96aとを接合することで、延長部96aとアクチュエータプレート52との隙間にインクが進入するのを確実に抑制できる。
本実施形態では、延長部96aが傾斜して延在しているので、仮に延長部96aの下面にインクが付着した場合には、延長部96aの下面を伝ってインクが速やかに流れることになる。これにより、延長部96aの下面でのインクの滞留を抑制し、インクが接続配線93,94に到達する確率を確実に低減できる。
本実施形態では、FPC91のうち、アクチュエータプレート52の下面から最も離間した位置にある第2カバーレイ96に延長部96aが形成されているので、各接続配線93,94を延長部96aによってまとめて被覆できる。これにより、インクが接続配線93,94に到達するのを確実に抑制できる。
そして、本実施形態のプリンタ1は、上述したインクジェットヘッド5を備えているので、信頼性の高いプリンタ1を提供できる。
[第2実施形態]
図8は、第2実施形態に係るFPC91の実装部分を含むインクジェットヘッド5の拡大平面図である。本実施形態では、延長部96aがACF99を介してアクチュエータプレート52の下面に当接している点で上述した実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図8に示すインクジェットヘッド5において、ACF99のはみ出し部99aは、平面視において延長部96aよりも外側にはみ出している。したがって、延長部96aは、ACF99を介してアクチュエータプレート52の下面に当接している。
延長部96aの先端部には、延長部96aをZ方向(厚さ方向)に貫通するとともに、Y方向の内側に向けて開放された収容部110が形成されている。収容部110内には、はみ出し部99aの一部が収容されている。
この構成によれば、FPC91をアクチュエータプレート52に熱圧着する際、ACF99のはみ出し部99aが収容部110内に進入することになる。これにより、延長部96aとアクチュエータプレート52との間に存在する気泡を外部に放出することができる。その結果、延長部96aとACF99との密着性を向上させ、延長部96aとアクチュエータプレート52との隙間にインクが進入するのを確実に抑制できる。
また、はみ出し部99aが延長部96aよりも外側にはみ出しているため、延長部96aを先端部まで確実にアクチュエータプレート52に接合させることができる。これにより、延長部96aの剥離等を抑制できる。なお、上述した実施形態では、収容部110が延長部96aのY方向の内側に向けて開放された構成について説明したが、少なくとも延長部96aをZ方向に貫通してはみ出し部99aを収容する構成であれば構わない。
[第3実施形態]
図9は、第3実施形態に係るFPC91の実装部分を示す図7に対応する拡大断面図である。
図9に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド5では、FPC91の基材92に延長部92aが形成されている。具体的に、延長部92aは、先端に向かうに従い上方に向けて傾斜して延在している。延長部92aの先端部は、アクチュエータプレート52の下面に当接している。したがって、延長部92aは、上述した第1接続配線93の先端部をY方向の内側から被覆している。
この構成においても、上述した第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
[第4実施形態]
図10は、第4実施形態に係るFPC91の実装部分を示す図7に対応する拡大断面図である。
図10に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド5は、延長部96aを下方から被覆する接着剤120を備えている。接着剤120は、延長部96aよりも水分透過性の低い材料(例えば、エポキシ系接着剤等)により構成されている。接着剤120は、延長部96aの全体に加え、ノズルプレート51におけるY方向の外側端部を被覆している。
この構成によれば、延長部96aが接着剤120により被覆されているので、延長部96aがアクチュエータプレート52の下面から離間するのを抑制し、延長部96aとアクチュエータプレート52との隙間にインクが進入するのを確実に抑制できる。
また、接着剤120が延長部96aとノズルプレート51との間を架け渡しているので、延長部96aとノズルプレート51との間の隙間にインクが滞留するのを抑制できる。
本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンタ1を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機等であっても構わない。
上述した実施形態では、ノズル孔86が一列並んだ一列タイプのインクジェットヘッドについて説明したが、これに限られない。例えば、ノズル孔が二列以上のインクジェットヘッドとしてもよい
上述した実施形態では、エッジシュートタイプのうち、インクジェットヘッドとインクタンク4との間でインクが循環する循環式について説明したが、これに限られない。また、アクチュエータプレート52のY方向の端部からインクを吐出するエッジシュートタイプに本発明を適用しても構わない。
上述した実施形態では、各チャネル65,66がY方向に沿って直線状に形成された構成について説明したが、これに限らず、Y方向に交差する方向に延在していても構わない。
上述した実施形態では、吐出チャネル65及び非吐出チャネル66をZ方向で反転した形状に形成した場合について説明したが、これに限られない。
延長部は、少なくともアクチュエータプレート52の下面に直接又はACF99を介して間接に当接していれば、X方向から見た断面視の形状は適宜変更が可能である。この場合、延長部は、下方に湾曲した後、アクチュエータプレート52の下面に当接していても構わない。
上述した実施形態では、FPC91に両面FPCを用いた場合について説明したが、この構成のみに限らず、いわゆる片面FPCを用いても構わない。片面FPCを用いた場合には、基材に対して一方の面に2系統の接続配線が形成される。
また、少なくとも接続配線93,94が延長部96aによって被覆されていれば、第1カバーレイ95を省略しても構わない。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせても構わない。
1…インクジェットプリンタ
2…搬送手段(移動機構)
3…搬送手段(移動機構)
5,5K,5C,5M,5Y…インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)
7…走査手段(移動機構)
51…ノズルプレート(噴射孔プレート)
52…アクチュエータプレート
53…カバープレート
65…吐出チャネル(チャネル)
66…非吐出チャネル(チャネル)
81…共通電極(駆動電極)
82…共通配線(駆動配線)
83…個別電極(駆動電極)
84…個別配線(駆動配線)
86…ノズル孔(噴射孔)
91…FPC(フレキシブルプリント基板)
92…基材(絶縁層)
92a…延長部
93…第1接続配線(接続配線)
94…第2接続配線(接続配線)
95…第1カバーレイ(絶縁層)
96…第2カバーレイ(絶縁層)
96a…延長部
99…ACF(異方性導電膜)
99a…はみ出し部
110…収容部
120…接着剤

Claims (9)

  1. 複数のチャネルが並設されたアクチュエータプレートと、
    前記チャネルの内面に形成された駆動電極と、
    前記アクチュエータプレートの第1主面上に形成され、前記駆動電極に接続された駆動配線と、
    前記アクチュエータプレートの前記第1主面に実装されたフレキシブルプリント基板と、を備え、
    前記フレキシブルプリント基板は、
    先端部が前記駆動配線に接続された接続配線と、
    少なくとも前記接続配線に対して前記アクチュエータプレート側とは反対側に位置し、前記接続配線を被覆する絶縁層と、を有し、
    前記絶縁層は、前記接続配線の先端部に対して前記接続配線の延在方向に延長されるとともに、その先端部が前記アクチュエータプレートの前記第1主面に当接して前記接続配線の先端部を被覆する延長部を有していることを特徴とする液体噴射ヘッド。
  2. 前記アクチュエータプレートの前記第1主面上には、前記チャネルに連通する噴射孔を有する噴射孔プレートが積層されていることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。
  3. 前記フレキシブルプリント基板は、異方性導電膜を介して前記第1主面上に実装され、
    前記異方性導電膜は、前記接続配線の先端部に対して前記延在方向にはみ出すはみ出し部を有し、
    前記はみ出し部は、前記接続配線の先端部を被覆するとともに、前記延長部に接合されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体噴射ヘッド。
  4. 前記延長部には、前記絶縁層を厚さ方向に貫通するとともに、その内部に前記はみ出し部を収容する収容部が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の液体噴射ヘッド。
  5. 前記はみ出し部は、前記延在方向において、前記延長部よりも外側にはみ出していることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の液体噴射ヘッド。
  6. 前記延長部は、先端部に向かうに従い前記アクチュエータプレートの前記第1主面に向けて傾斜していることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
  7. 前記絶縁層は、
    前記接続配線が両面に形成された基材と、
    前記基材のうち前記アクチュエータプレートを向く第1面に積層され、前記第1面に形成された前記接続配線を被覆する第1カバーレイと、
    前記基材のうち前記アクチュエータプレートと反対側を向く第2面に積層され、前記第2面に形成された前記接続配線を被覆する第2カバーレイと、を有し、
    前記延長部は、前記第2カバーレイに形成されていることを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
  8. 前記延長部は、前記延長部よりも水分透過性の低い材料からなる接着剤により被覆されていることを特徴とする請求項1から請求項7の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。
  9. 請求項1から請求項8の何れか1項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、を備えていることを特徴とする液体噴射装置。
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