JP3903893B2 - インクジェットヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に印刷を行うための、インクジェットヘッドに関し、更に詳細には、駆動信号を送出するプリント基板を磁力でもって接続することができるインクジェットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ライン型インクジェットヘッド装置が提案されており、例えば、下記特許文献１のライン型インクジェットヘッド装置においては、キャビティプレートに所定間隔で設けられたインク圧力室にインクを貯留し、前記キャビティプレートに接合された圧電素子に対して、フレキシブルプリント基板を接続して圧電素子を駆動することにより、前記インクに圧力変動を与えてノズルからインクを吐出させることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００ー１２７３８４号公報（図２、第４頁）
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ライン型インクジェットヘッドの場合、インクを吐出するノズルの個数が増加するので、ノズル詰まり等の不良品も生じやすく、ヘッドの歩留まりが低下する。この場合、駆動用集積回路（以下駆動用ＩＣともいう）を搭載したフレキシブルプリント基板を半田付けでインクジェットヘッドで接続すると、インクジェットヘッドまたはフレキシブルプリント基板に不良が生じた場合、全てを廃却しなければならなかった。
そこで、本発明は、上述した問題を解決するべく、インクジェットヘッドのみに不良が生じた場合、駆動用ＩＣを搭載したプリント基板を再利用することができ、また、駆動用ＩＣを搭載したプリント基板のみに不良が生じた場合、インクジェットヘッドを再利用することができることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係る発明によれば、インク噴射用のノズルにそれぞれ連通する複数のインク圧力室が相互に隣接して配置されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートに配置された圧電素子と、前記キャビティプレートのインク圧力室に対向して前記圧電素子の上面に形成された複数の駆動電極と、前記圧電素子を変形させて前記インク圧力室内のインクに噴射圧力を与える為に前記駆動電極に駆動信号を送出するプリント基板を備えるインクジェットヘッドにおいて、前記駆動電極は、前記インク圧力室の形状に比べて小さい外形形状を有するとともに、当該駆動電極の一方の端部で前記インク圧力室と対向する位置に前記駆動電極と接続される電極用接着層を備えており、前記プリント基板は、前記駆動電極に接続される電極ランド部を有し、当該電極ランド部に前記駆動電極と接続される基板用接着層を備えており、前記電極用接着層及び前記基板用接着層は、永久磁石粉或いは鉄粉のいずれか一方をそれぞれ含み、且つ前記永久磁石粉が前記電極用接着層或いは前記基板用接着層の少なくとも一方に含まれるとともに、前記駆動電極及び前記プリント基板を、前記永久磁石粉の磁力でもって相互に接続して、前記電極用接着層及び前記基板用接着層を介して前記駆動電極及び前記プリント基板間を導通させることを特徴とする。
【０００５】
請求項１に記載のインクジェットヘッドによれば、駆動電極及びプリント基板を、磁石の吸引力でもって相互に接続し、磁石を介して駆動電極及び前記プリント基板間を導通させたので、磁石の吸引力に抗して、駆動電極及びプリント基板を相互に引き離すことができ、インクジェットヘッドのみに不良が生じた場合に、駆動用集積回路（駆動用ＩＣ）を搭載したプリント基板を再利用することができ、また、駆動用ＩＣを搭載したプリント基板のみに不良が生じた場合に、インクジェットヘッドを再利用することができる。
また、駆動電極及びプリント基板のいずれか一方に永久磁石粉を備え、電極の他方に鉄粉を備えるので、駆動電極及びプリント基板を、鉄粉に対する永久磁石粉の吸引力でもって相互に接続することができる。
【０００６】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記インク圧力室は略菱形の外形形状を有するとともに、このインク圧力室にインクを供給する為の貫通孔と連接された供給側鋭角部と、ノズルにインクを送出する為の貫通孔と連接された送出側鋭角部と、を含み、いずれか一方の鋭角部が隣接するインク圧力室間に配置されるとともに、前記電極用接着層が前記供給側鋭角部に対向して配置されることを特徴とする。
【０００７】
【０００８】
請求項３に係る発明によれば、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記電極用接着層及び前記基板用接着層のいずれか一方に永久磁石粉を備えてＮ極に着磁し、他方に永久磁石粉を備えてＳ極に着磁することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載のインクジェットヘッドによれば、電極用接着層及び基板用接着層のいずれか一方をＮ極の永久磁石粉とし、他方をＳ極の永久磁石粉とするので、駆動電極及びプリント基板の電極を、Ｎ極の永久磁石粉とＳ極の永久磁石粉との吸引力でもって相互に接続することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインクジェットヘッドにつき具体化した実施形態に基づいて図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本実施の形態のインクジェットヘッド１を分解して示す斜視図である。図２は、本実施の形態のインクジェットヘッド１を構成する積層体の一部を拡大して示す分解斜視図である。図３は、本実施の形態のインクジェットヘッド１を構成する積層体の一部を拡大して示す断面図である。図４は、本実施の形態のインクジェットヘッド１のインク流路を説明するため概念的に示す拡大斜視図である。
【００１１】
最初に、図１及び図２を参照して、ヘッド本体８について説明する。ヘッド本体８は、略長方形の金属板を９枚積層した９層構造になっている。具体的には、ヘッド本体８は、下層から、ノズルプレート９、カバープレート１０、第一マニホールドプレート１１、第二マニホールドプレート１２、第三マニホールドプレート１３、サプライプレート１４、アパーチャプレート１５、ベースプレート１６及びキャビティプレート１７の９枚の薄い金属板を積層した構造となっている。これら９枚の薄い金属板は、接着材により相互に張り付けられる。キャビティプレート１７の上方には、圧電素子としての、図１に示す台形形状の４個の圧電素子ユニット１８が接着材により張り付けられている。各圧電素子ユニット１８には、４個のフレキシブルプリント基板１９の先端部が後述する方法で固着される。尚、これらフレキシブルプリント基板１９には、図示しない駆動用集積回路（駆動用ＩＣ）を搭載している。
【００１２】
ノズルプレート９には、図２及び図３に示すように、微小径のインク噴出用のノズル９ａが、多数個穿設されている。ノズル９ａのピッチ間隔は、６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に対応する基本ピッチで形成されている。
また、カバープレート１０には、前記ノズル９ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１０ａが多数穿設されている。また、第一マニホールドプレート１１には、前記貫通孔１０ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１１ａが多数穿設されている。また、第一マニホールドプレート１１には、インク導入口１７ｂ（図１参照）からインクを供給するマニホールド流路１１ｂが形成されている。
【００１３】
また、第二マニホールドプレート１２には、前記貫通孔１１ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１２ａが多数穿設されている。また、第二マニホールドプレート１２における上記マニホールド流路１１ｂと対応する位置には、マニホールド流路１２ｂが形成されている。
また、第三マニホールドプレート１３には、前記貫通孔１２ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１３ａが多数穿設されている。また、第三マニホールドプレート１３における上記マニホールド流路１２ｂと対応する位置には、マニホールド流路１３ｂが形成されている。これらマニホールド流路１１ｂ、マニホールド流路１２ｂ及びマニホールド流路１３ｂから構成されるインク通路は、インクを供給するマニホールドＭＮを形成するが、所定量のインクを確保するため、マニホールドＭＮは、所定の深さ及び幅となるように形成されている。
【００１４】
また、サプライプレート１４には、前記貫通孔１３ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１４ａが多数穿設されている。また、サプライプレート１４には、上記マニホールド流路１３ｂと対応する位置に、貫通孔１４ｂが形成されている。また、アパーチャプレート１５には、貫通孔１４ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１５ａが多数穿設されている。また、アパーチャプレート１５には、貫通孔１４ｂと対応する位置に貫通孔１５ｂが形成されている。このアパーチャプレート１５の貫通孔１５ｂは、流路抵抗を大きくするためのしぼり流路１５ｃと連通し、しぼり流路１５ｃの貫通孔１５ｂの反対側には、貫通孔１５ｄが形成されている。
【００１５】
また、ベースプレート１６には、前記貫通孔１５ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１６ａが複数形成されている。ベースプレート１６には、しぼり流路１５ｃからインクを供給するため、貫通孔１５ｄと対応する位置に貫通孔１６ｂが複数形成されている。
さらに、キャビティプレート１７には、図４に示すように、ほぼ菱形のインク圧力室１７ａが縦横に多数配列され、インク圧力室１７ａの一方の鋭角部１７ａ１は、インク圧力室１７ａにインクを供給するため、貫通孔１６ｂと連設し、また、インク圧力室１７ａの他方の鋭角部１７ａ２は、前記ノズル９ａにインクを送り出すための、貫通孔１６ａと連設している。この場合、縦横に多数配置されるインク圧力室１７ａの鋭角部１７ａ１、１７ａ２を、隣接するインク圧力室１７ａ間に入り込ませて配置するので、ほぼ菱形のインク圧力室１７ａを高密度に配列することができる。
【００１６】
キャビティプレート１７の上方には、図１に示す台形形状の圧電素子ユニット１８が接着材により張り付けられるが、圧電素子ユニット１は４枚の圧電シート（図示せず）が積層され、最上層に表面電極が形成され、４枚の圧電シートの内の第１層及び第２層間、第３層及び第４層間に内部電極が形成されている。そして、圧電素子ユニット１８に設けられる複数の圧電素子単位構造１８ａ（図２参照）は、インクの圧力室１７ａの形状と対応している。
この場合、圧電素子単位構造１８ａの上面には、表面電極である駆動電極１８ｂが形成されており、インク圧力室１７ａの形状に比べて少し小さくなっている。そして、フレキシブルプリント基板１９から圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂに駆動信号を送出すると、１個の圧電素子単位構造１８ａは、１個のインク圧力室１７ａと対応することにより、インク圧力室１７ａ内のインクに噴射圧力を与えることができる。
【００１７】
フレキシブルプリント基板１９は、図３に示すように、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム１９ａと、このベースフィルム１９ａの上面部に接着された銅箔より構成される導体パターン１９ｂと、この導体パターン１９ｂの先端部に形成されるホール部１９ｃと、このベースフィルム１９ａ、各導体パターン１９ｂ、及び各ホール部１９ｃの上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜１９ｄと、ホール部１９ｃの下面部に形成されるとともに前記導体パターン１９ｂと接続される電極ランド部１９ｅとから構成されている。
【００１８】
次に、ヘッド本体８の積層体上の圧電素子ユニット１８とフレキシブルプリント基板１９の先端部との接続について説明する。
圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂの一部には、図３に示すように、鉄粉入りの接着剤が例えばシルクスクリーン印刷方法により塗布され、８０度〜１５０度の温度により加熱硬化されることによって、鉄粉入りの接着層１８ｃが形成される。また、フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅには、永久磁石粉入りの接着剤が例えばシルクスクリーン印刷方法により塗布され、８０度〜１５０度の温度により加熱硬化されることによって永久磁石粉入りの接着層１９ｆが形成される。この場合、駆動電極１８ｂに鉄粉入りの接着剤が塗布され鉄粉入りの接着層１８ｃが形成されても、導電性が保たれる。また、電極ランド部１９ｅに永久磁石粉入りの接着剤が塗布され、永久磁石粉入りの接着層１９ｆが形成されても、導電性が保たれる。そして、鉄粉入りの接着層１８ｃ及び永久磁石粉入りの接着層１９ｆ間で導電するとともに、両者は磁石としての永久磁石粉の磁力でもって吸着することができる。
【００１９】
このようにフレキシブルプリント基板１９の永久磁石粉入りの接着層１９ｆの磁力でもって、駆動電極１８ｂ上の鉄粉入りの接着層１８ｃを引きつけることにより、フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅと圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂとが接続され、フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅと圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂとが導通する。
それにより、フレキシブルプリント基板１９の導体パターン１９ｂ、電極ランド部１９ｅ及び永久磁石粉入りの接着層１９ｆを介して、駆動信号が送出されると、鉄粉入りの接着層１８ｃ及び駆動電極１８ｂを介して圧電素子単位構造１８ａに駆動電圧が印加されることになる。
【００２０】
そして、ヘッド本体８においては、図１、図３及び図４に示すように、圧電素子単位構造１８ａの配設位置に対応して形成された複数のインク圧力室１７ａにインクを供給するべく、インク供給源よりインク導入口１７ｂを介して供給されたインクは、マニホールドＭＮ、貫通孔１４ｂ、貫通孔１５ｂ、しぼり流路１５ｃ、貫通孔１５ｄ及び貫通孔１６ｂを経て、インク圧力室１７ａに供給される。そして、圧電素子単位構造１８ａにフレキシブルプリント基板１９を介して駆動電圧が印加されると、圧電素子単位構造１８ａが変形して、インク圧力室１７ａ内のインクは、貫通孔１６ａ、１５ａ、１４ａ、１３ａ、１２ａ、１１ａ、１０ａを経て、ノズル９ａから噴射され、そのインクでもって印刷媒体に印刷可能となる。
【００２１】
以上説明したように、本実施の形態による発明によれば、複数のインク圧力室１７ａが相互に隣接して配置されたキャビティプレート１７と、前記キャビティプレート１７に配置された圧電素子ユニット１８と、前記キャビティプレート１７のインク圧力室１７ａに対向して前記圧電素子ユニット１８上に形成された複数の駆動電極１８ｂと、前記駆動電極１８ｂに駆動信号を送出するフレキシブルプリント基板１９を備えるインクジェットヘッド１において、フレキシブルプリント基板１９の永久磁石粉入りの接着層１９ｆの磁力でもって、鉄粉入りの接着層１８ｃが形成された駆動電極１８ｂを引きつけることにより、永久磁石粉入りの接着層１９ｆ及び鉄粉入りの接着層１８ｃを介して、駆動電極１８ｂ及び前記フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅを接続して、駆動電極１８ｂ及びフレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅ間を導通させることができる。
【００２２】
そして、作業者は、製造されたインクジェットヘッド１とフレキシブルプリント基板１９とを接続して、インクの吐出試験を行う際に、インクジェットヘッド１にノズル詰まり等の不良品が生じた場合、フレキシブルプリント基板１９の永久磁石粉入りの接着層１９ｆ及び圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂの鉄粉入りの接着層１８ｃ間の磁力に抗して、フレキシブルプリント基板１９と圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂとを引き離して、フレキシブルプリント基板１９を再利用することができる。
反対に、フレキシブルプリント基板１９のみに不良が生じた場合、フレキシブルプリント基板１９と圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂとを引き離して、インクジェットヘッド１を再利用することができる。
【００２３】
尚、本発明は上述した実施の形態に限らず、様々な形態に応用が可能である。例えば、変形例として、圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂに、永久磁石粉入りの接着剤を塗布して所定形状とし、また、フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅに永久磁石粉入りの接着剤を塗布して所定形状とする。そして、図５に示すように、フレキシブルプリント基板１９の先端部を着磁コイルＬＣに近接させ、着磁コイルＬＣに流す電流の向きを制御して、フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅに塗布して形成した永久磁石粉入りの接着層１９ｆを、Ｎ極（またはＳ極）に着磁する。
【００２４】
同様に、圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂを着磁コイルＬＣに近接させ、着磁コイルＬＣに流す電流の向きを制御して、圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂに塗布した永久磁石粉入りの接着剤を、Ｓ極（またはＮ極）に着磁する。
それにより、圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂ及びフレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅに塗布したＮ極（またはＳ極）の永久磁石粉と駆動電極１８ｂに塗布したＳ極（またはＮ極）の永久磁石粉との吸引力でもって相互に接続することができ、これらＮ極及びＳ極の永久磁石粉を介して導通させることができる。
【００２５】
また、前記実施の形態ではプリント基板としてフレキシブルプリント基板を使用したが、その他のプリント基板などにも適用可能である。また、圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂ及びフレキシブルプリント基板１９の導線パターンランド１９ｂを接続する際に、必要に応じて位置決め手段を用いても良いし、また、磁石以外の固定手段を別途用いても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明した通り、請求項１に係る発明によれば、複数のインク圧力室が相互に隣接して配置されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートに配置された圧電素子と、前記キャビティプレートのインク圧力室に対向して前記圧電素子上に形成された複数の駆動電極と、前記駆動電極に駆動信号を送出するプリント基板を備えるインクジェットヘッドにおいて、前記駆動電極及び前記プリント基板を、磁石の吸引力でもって相互に接続して、前記磁石を介して前記駆動電極及び前記プリント基板間を導通させるので、磁石の吸引力に抗して、駆動電極及びプリント基板を相互に引き離すことができ、インクジェットヘッドのみに不良が生じた場合に、駆動用集積回路を搭載したプリント基板を再利用することができ、また、駆動用集積回路を搭載したプリント基板のみに不良が生じた場合に、インクジェットヘッドを再利用することができる。
【００２７】
また、前記駆動電極及び前記プリント基板の電極のいずれか一方に永久磁石粉を備え、他方に鉄粉を備えるので、駆動電極及びプリント基板は、鉄粉に対する永久磁石粉の吸引力でもって相互に接続することができる。
【００２８】
また、請求項３に係るインクジェットヘッドによれば、前記電極用接着層及び前記基板用接着層のいずれか一方に永久磁石粉を備えてＮ極に着磁し、他方に永久磁石粉を備えてＳ極に着磁するので、駆動電極及びプリント基板の電極は、Ｎ極の永久磁石粉とＳ極の永久磁石粉との吸引力でもって相互に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態のインクジェットヘッドを分解して示す斜視図である。
【図２】 本実施の形態のインクジェットヘッドを構成する積層体の一部を拡大して示す分解斜視図である。
【図３】 本実施の形態のインクジェットヘッドを構成する積層体の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】 本実施の形態のインクジェットヘッドのインク流路を説明するため概念的に示す拡大斜視図である。
【図５】 他の実施の形態のフレキシブルプリント基板の電極を励磁するための励磁方法を示す拡大正面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
９ ノズルプレート
１０ カバープレート
１１ 第１マニホールドプレート
１２ 第２マニホールドプレート
１３ 第３マニホールドプレート
１４ サプライプレート
１５ アパーチャプレート
１６ ベースプレート
１７ キャビティプレート
１７ａ インク圧力室
１８ 圧電素子ユニット
１８ｂ 駆動電極
１８ｃ 鉄粉入りの接着層
１９ フレキシブルプリント基板（プリント基板）
１９ｂ 導体パターン
１９ｅ 電極ランド部
１９ｆ 永久磁石粉入りの接着層
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に印刷を行うための、インクジェットヘッドに関し、更に詳細には、駆動信号を送出するプリント基板を磁力でもって接続することができるインクジェットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ライン型インクジェットヘッド装置が提案されており、例えば、下記特許文献１のライン型インクジェットヘッド装置においては、キャビティプレートに所定間隔で設けられたインク圧力室にインクを貯留し、前記キャビティプレートに接合された圧電素子に対して、フレキシブルプリント基板を接続して圧電素子を駆動することにより、前記インクに圧力変動を与えてノズルからインクを吐出させることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００ー１２７３８４号公報（図２、第４頁）
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ライン型インクジェットヘッドの場合、インクを吐出するノズルの個数が増加するので、ノズル詰まり等の不良品も生じやすく、ヘッドの歩留まりが低下する。この場合、駆動用集積回路（以下駆動用ＩＣともいう）を搭載したフレキシブルプリント基板を半田付けでインクジェットヘッドで接続すると、インクジェットヘッドまたはフレキシブルプリント基板に不良が生じた場合、全てを廃却しなければならなかった。
そこで、本発明は、上述した問題を解決するべく、インクジェットヘッドのみに不良が生じた場合、駆動用ＩＣを搭載したプリント基板を再利用することができ、また、駆動用ＩＣを搭載したプリント基板のみに不良が生じた場合、インクジェットヘッドを再利用することができることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係る発明によれば、インク噴射用のノズルにそれぞれ連通する複数のインク圧力室が相互に隣接して配置されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートに配置された圧電素子と、前記キャビティプレートのインク圧力室に対向して前記圧電素子の上面に形成された複数の駆動電極と、前記圧電素子を変形させて前記インク圧力室内のインクに噴射圧力を与える為に前記駆動電極に駆動信号を送出するプリント基板を備えるインクジェットヘッドにおいて、前記駆動電極は、前記インク圧力室の形状に比べて小さい外形形状を有するとともに、当該駆動電極の一方の端部で前記インク圧力室と対向する位置に前記駆動電極と接続される電極用接着層を備えており、前記プリント基板は、前記駆動電極に接続される電極ランド部を有し、当該電極ランド部に前記駆動電極と接続される基板用接着層を備えており、前記電極用接着層及び前記基板用接着層は、永久磁石粉或いは鉄粉のいずれか一方をそれぞれ含み、且つ前記永久磁石粉が前記電極用接着層或いは前記基板用接着層の少なくとも一方に含まれるとともに、前記駆動電極及び前記プリント基板を、前記永久磁石粉の磁力でもって相互に接続して、前記電極用接着層及び前記基板用接着層を介して前記駆動電極及び前記プリント基板間を導通させることを特徴とする。
【０００５】
請求項１に記載のインクジェットヘッドによれば、駆動電極及びプリント基板を、磁石の吸引力でもって相互に接続し、磁石を介して駆動電極及び前記プリント基板間を導通させたので、磁石の吸引力に抗して、駆動電極及びプリント基板を相互に引き離すことができ、インクジェットヘッドのみに不良が生じた場合に、駆動用集積回路（駆動用ＩＣ）を搭載したプリント基板を再利用することができ、また、駆動用ＩＣを搭載したプリント基板のみに不良が生じた場合に、インクジェットヘッドを再利用することができる。
また、駆動電極及びプリント基板のいずれか一方に永久磁石粉を備え、電極の他方に鉄粉を備えるので、駆動電極及びプリント基板を、鉄粉に対する永久磁石粉の吸引力でもって相互に接続することができる。
【０００６】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記インク圧力室は略菱形の外形形状を有するとともに、このインク圧力室にインクを供給する為の貫通孔と連接された供給側鋭角部と、ノズルにインクを送出する為の貫通孔と連接された送出側鋭角部と、を含み、いずれか一方の鋭角部が隣接するインク圧力室間に配置されるとともに、前記電極用接着層が前記供給側鋭角部に対向して配置されることを特徴とする。
【０００７】
【０００８】
請求項３に係る発明によれば、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記電極用接着層及び前記基板用接着層のいずれか一方に永久磁石粉を備えてＮ極に着磁し、他方に永久磁石粉を備えてＳ極に着磁することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載のインクジェットヘッドによれば、電極用接着層及び基板用接着層のいずれか一方をＮ極の永久磁石粉とし、他方をＳ極の永久磁石粉とするので、駆動電極及びプリント基板の電極を、Ｎ極の永久磁石粉とＳ極の永久磁石粉との吸引力でもって相互に接続することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインクジェットヘッドにつき具体化した実施形態に基づいて図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本実施の形態のインクジェットヘッド１を分解して示す斜視図である。図２は、本実施の形態のインクジェットヘッド１を構成する積層体の一部を拡大して示す分解斜視図である。図３は、本実施の形態のインクジェットヘッド１を構成する積層体の一部を拡大して示す断面図である。図４は、本実施の形態のインクジェットヘッド１のインク流路を説明するため概念的に示す拡大斜視図である。
【００１１】
最初に、図１及び図２を参照して、ヘッド本体８について説明する。ヘッド本体８は、略長方形の金属板を９枚積層した９層構造になっている。具体的には、ヘッド本体８は、下層から、ノズルプレート９、カバープレート１０、第一マニホールドプレート１１、第二マニホールドプレート１２、第三マニホールドプレート１３、サプライプレート１４、アパーチャプレート１５、ベースプレート１６及びキャビティプレート１７の９枚の薄い金属板を積層した構造となっている。これら９枚の薄い金属板は、接着材により相互に張り付けられる。キャビティプレート１７の上方には、圧電素子としての、図１に示す台形形状の４個の圧電素子ユニット１８が接着材により張り付けられている。各圧電素子ユニット１８には、４個のフレキシブルプリント基板１９の先端部が後述する方法で固着される。尚、これらフレキシブルプリント基板１９には、図示しない駆動用集積回路（駆動用ＩＣ）を搭載している。
【００１２】
ノズルプレート９には、図２及び図３に示すように、微小径のインク噴出用のノズル９ａが、多数個穿設されている。ノズル９ａのピッチ間隔は、６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に対応する基本ピッチで形成されている。
また、カバープレート１０には、前記ノズル９ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１０ａが多数穿設されている。また、第一マニホールドプレート１１には、前記貫通孔１０ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１１ａが多数穿設されている。また、第一マニホールドプレート１１には、インク導入口１７ｂ（図１参照）からインクを供給するマニホールド流路１１ｂが形成されている。
【００１３】
また、第二マニホールドプレート１２には、前記貫通孔１１ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１２ａが多数穿設されている。また、第二マニホールドプレート１２における上記マニホールド流路１１ｂと対応する位置には、マニホールド流路１２ｂが形成されている。
また、第三マニホールドプレート１３には、前記貫通孔１２ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１３ａが多数穿設されている。また、第三マニホールドプレート１３における上記マニホールド流路１２ｂと対応する位置には、マニホールド流路１３ｂが形成されている。これらマニホールド流路１１ｂ、マニホールド流路１２ｂ及びマニホールド流路１３ｂから構成されるインク通路は、インクを供給するマニホールドＭＮを形成するが、所定量のインクを確保するため、マニホールドＭＮは、所定の深さ及び幅となるように形成されている。
【００１４】
また、サプライプレート１４には、前記貫通孔１３ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１４ａが多数穿設されている。また、サプライプレート１４には、上記マニホールド流路１３ｂと対応する位置に、貫通孔１４ｂが形成されている。また、アパーチャプレート１５には、貫通孔１４ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１５ａが多数穿設されている。また、アパーチャプレート１５には、貫通孔１４ｂと対応する位置に貫通孔１５ｂが形成されている。このアパーチャプレート１５の貫通孔１５ｂは、流路抵抗を大きくするためのしぼり流路１５ｃと連通し、しぼり流路１５ｃの貫通孔１５ｂの反対側には、貫通孔１５ｄが形成されている。
【００１５】
また、ベースプレート１６には、前記貫通孔１５ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１６ａが複数形成されている。ベースプレート１６には、しぼり流路１５ｃからインクを供給するため、貫通孔１５ｄと対応する位置に貫通孔１６ｂが複数形成されている。
さらに、キャビティプレート１７には、図４に示すように、ほぼ菱形のインク圧力室１７ａが縦横に多数配列され、インク圧力室１７ａの一方の鋭角部１７ａ１は、インク圧力室１７ａにインクを供給するため、貫通孔１６ｂと連設し、また、インク圧力室１７ａの他方の鋭角部１７ａ２は、前記ノズル９ａにインクを送り出すための、貫通孔１６ａと連設している。この場合、縦横に多数配置されるインク圧力室１７ａの鋭角部１７ａ１、１７ａ２を、隣接するインク圧力室１７ａ間に入り込ませて配置するので、ほぼ菱形のインク圧力室１７ａを高密度に配列することができる。
【００１６】
キャビティプレート１７の上方には、図１に示す台形形状の圧電素子ユニット１８が接着材により張り付けられるが、圧電素子ユニット１は４枚の圧電シート（図示せず）が積層され、最上層に表面電極が形成され、４枚の圧電シートの内の第１層及び第２層間、第３層及び第４層間に内部電極が形成されている。そして、圧電素子ユニット１８に設けられる複数の圧電素子単位構造１８ａ（図２参照）は、インクの圧力室１７ａの形状と対応している。
この場合、圧電素子単位構造１８ａの上面には、表面電極である駆動電極１８ｂが形成されており、インク圧力室１７ａの形状に比べて少し小さくなっている。そして、フレキシブルプリント基板１９から圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂに駆動信号を送出すると、１個の圧電素子単位構造１８ａは、１個のインク圧力室１７ａと対応することにより、インク圧力室１７ａ内のインクに噴射圧力を与えることができる。
【００１７】
フレキシブルプリント基板１９は、図３に示すように、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム１９ａと、このベースフィルム１９ａの上面部に接着された銅箔より構成される導体パターン１９ｂと、この導体パターン１９ｂの先端部に形成されるホール部１９ｃと、このベースフィルム１９ａ、各導体パターン１９ｂ、及び各ホール部１９ｃの上面部を覆う絶縁層としてのレジスト膜１９ｄと、ホール部１９ｃの下面部に形成されるとともに前記導体パターン１９ｂと接続される電極ランド部１９ｅとから構成されている。
【００１８】
次に、ヘッド本体８の積層体上の圧電素子ユニット１８とフレキシブルプリント基板１９の先端部との接続について説明する。
圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂの一部には、図３に示すように、鉄粉入りの接着剤が例えばシルクスクリーン印刷方法により塗布され、８０度〜１５０度の温度により加熱硬化されることによって、鉄粉入りの接着層１８ｃが形成される。また、フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅには、永久磁石粉入りの接着剤が例えばシルクスクリーン印刷方法により塗布され、８０度〜１５０度の温度により加熱硬化されることによって永久磁石粉入りの接着層１９ｆが形成される。この場合、駆動電極１８ｂに鉄粉入りの接着剤が塗布され鉄粉入りの接着層１８ｃが形成されても、導電性が保たれる。また、電極ランド部１９ｅに永久磁石粉入りの接着剤が塗布され、永久磁石粉入りの接着層１９ｆが形成されても、導電性が保たれる。そして、鉄粉入りの接着層１８ｃ及び永久磁石粉入りの接着層１９ｆ間で導電するとともに、両者は磁石としての永久磁石粉の磁力でもって吸着することができる。
【００１９】
このようにフレキシブルプリント基板１９の永久磁石粉入りの接着層１９ｆの磁力でもって、駆動電極１８ｂ上の鉄粉入りの接着層１８ｃを引きつけることにより、フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅと圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂとが接続され、フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅと圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂとが導通する。
それにより、フレキシブルプリント基板１９の導体パターン１９ｂ、電極ランド部１９ｅ及び永久磁石粉入りの接着層１９ｆを介して、駆動信号が送出されると、鉄粉入りの接着層１８ｃ及び駆動電極１８ｂを介して圧電素子単位構造１８ａに駆動電圧が印加されることになる。
【００２０】
そして、ヘッド本体８においては、図１、図３及び図４に示すように、圧電素子単位構造１８ａの配設位置に対応して形成された複数のインク圧力室１７ａにインクを供給するべく、インク供給源よりインク導入口１７ｂを介して供給されたインクは、マニホールドＭＮ、貫通孔１４ｂ、貫通孔１５ｂ、しぼり流路１５ｃ、貫通孔１５ｄ及び貫通孔１６ｂを経て、インク圧力室１７ａに供給される。そして、圧電素子単位構造１８ａにフレキシブルプリント基板１９を介して駆動電圧が印加されると、圧電素子単位構造１８ａが変形して、インク圧力室１７ａ内のインクは、貫通孔１６ａ、１５ａ、１４ａ、１３ａ、１２ａ、１１ａ、１０ａを経て、ノズル９ａから噴射され、そのインクでもって印刷媒体に印刷可能となる。
【００２１】
以上説明したように、本実施の形態による発明によれば、複数のインク圧力室１７ａが相互に隣接して配置されたキャビティプレート１７と、前記キャビティプレート１７に配置された圧電素子ユニット１８と、前記キャビティプレート１７のインク圧力室１７ａに対向して前記圧電素子ユニット１８上に形成された複数の駆動電極１８ｂと、前記駆動電極１８ｂに駆動信号を送出するフレキシブルプリント基板１９を備えるインクジェットヘッド１において、フレキシブルプリント基板１９の永久磁石粉入りの接着層１９ｆの磁力でもって、鉄粉入りの接着層１８ｃが形成された駆動電極１８ｂを引きつけることにより、永久磁石粉入りの接着層１９ｆ及び鉄粉入りの接着層１８ｃを介して、駆動電極１８ｂ及び前記フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅを接続して、駆動電極１８ｂ及びフレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅ間を導通させることができる。
【００２２】
そして、作業者は、製造されたインクジェットヘッド１とフレキシブルプリント基板１９とを接続して、インクの吐出試験を行う際に、インクジェットヘッド１にノズル詰まり等の不良品が生じた場合、フレキシブルプリント基板１９の永久磁石粉入りの接着層１９ｆ及び圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂの鉄粉入りの接着層１８ｃ間の磁力に抗して、フレキシブルプリント基板１９と圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂとを引き離して、フレキシブルプリント基板１９を再利用することができる。
反対に、フレキシブルプリント基板１９のみに不良が生じた場合、フレキシブルプリント基板１９と圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂとを引き離して、インクジェットヘッド１を再利用することができる。
【００２３】
尚、本発明は上述した実施の形態に限らず、様々な形態に応用が可能である。例えば、変形例として、圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂに、永久磁石粉入りの接着剤を塗布して所定形状とし、また、フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅに永久磁石粉入りの接着剤を塗布して所定形状とする。そして、図５に示すように、フレキシブルプリント基板１９の先端部を着磁コイルＬＣに近接させ、着磁コイルＬＣに流す電流の向きを制御して、フレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅに塗布して形成した永久磁石粉入りの接着層１９ｆを、Ｎ極（またはＳ極）に着磁する。
【００２４】
同様に、圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂを着磁コイルＬＣに近接させ、着磁コイルＬＣに流す電流の向きを制御して、圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂに塗布した永久磁石粉入りの接着剤を、Ｓ極（またはＮ極）に着磁する。
それにより、圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂ及びフレキシブルプリント基板１９の電極ランド部１９ｅに塗布したＮ極（またはＳ極）の永久磁石粉と駆動電極１８ｂに塗布したＳ極（またはＮ極）の永久磁石粉との吸引力でもって相互に接続することができ、これらＮ極及びＳ極の永久磁石粉を介して導通させることができる。
【００２５】
また、前記実施の形態ではプリント基板としてフレキシブルプリント基板を使用したが、その他のプリント基板などにも適用可能である。また、圧電素子単位構造１８ａの駆動電極１８ｂ及びフレキシブルプリント基板１９の導線パターンランド１９ｂを接続する際に、必要に応じて位置決め手段を用いても良いし、また、磁石以外の固定手段を別途用いても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明した通り、請求項１に係る発明によれば、複数のインク圧力室が相互に隣接して配置されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートに配置された圧電素子と、前記キャビティプレートのインク圧力室に対向して前記圧電素子上に形成された複数の駆動電極と、前記駆動電極に駆動信号を送出するプリント基板を備えるインクジェットヘッドにおいて、前記駆動電極及び前記プリント基板を、磁石の吸引力でもって相互に接続して、前記磁石を介して前記駆動電極及び前記プリント基板間を導通させるので、磁石の吸引力に抗して、駆動電極及びプリント基板を相互に引き離すことができ、インクジェットヘッドのみに不良が生じた場合に、駆動用集積回路を搭載したプリント基板を再利用することができ、また、駆動用集積回路を搭載したプリント基板のみに不良が生じた場合に、インクジェットヘッドを再利用することができる。
【００２７】
また、前記駆動電極及び前記プリント基板の電極のいずれか一方に永久磁石粉を備え、他方に鉄粉を備えるので、駆動電極及びプリント基板は、鉄粉に対する永久磁石粉の吸引力でもって相互に接続することができる。
【００２８】
また、請求項３に係るインクジェットヘッドによれば、前記電極用接着層及び前記基板用接着層のいずれか一方に永久磁石粉を備えてＮ極に着磁し、他方に永久磁石粉を備えてＳ極に着磁するので、駆動電極及びプリント基板の電極は、Ｎ極の永久磁石粉とＳ極の永久磁石粉との吸引力でもって相互に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態のインクジェットヘッドを分解して示す斜視図である。
【図２】 本実施の形態のインクジェットヘッドを構成する積層体の一部を拡大して示す分解斜視図である。
【図３】 本実施の形態のインクジェットヘッドを構成する積層体の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】 本実施の形態のインクジェットヘッドのインク流路を説明するため概念的に示す拡大斜視図である。
【図５】 他の実施の形態のフレキシブルプリント基板の電極を励磁するための励磁方法を示す拡大正面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
９ ノズルプレート
１０ カバープレート
１１ 第１マニホールドプレート
１２ 第２マニホールドプレート
１３ 第３マニホールドプレート
１４ サプライプレート
１５ アパーチャプレート
１６ ベースプレート
１７ キャビティプレート
１７ａ インク圧力室
１８ 圧電素子ユニット
１８ｂ 駆動電極
１８ｃ 鉄粉入りの接着層
１９ フレキシブルプリント基板（プリント基板）
１９ｂ 導体パターン
１９ｅ 電極ランド部
１９ｆ 永久磁石粉入りの接着層
Claims (3)
- インク噴射用のノズルにそれぞれ連通する複数のインク圧力室が相互に隣接して配置されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートに配置された圧電素子と、前記キャビティプレートのインク圧力室に対向して前記圧電素子の上面に形成された複数の駆動電極と、前記圧電素子を変形させて前記インク圧力室内のインクに噴射圧力を与える為に前記駆動電極に駆動信号を送出するプリント基板を備えるインクジェットヘッドにおいて、
前記駆動電極は、前記インク圧力室の形状に比べて小さい外形形状を有するとともに、当該駆動電極の一方の端部で前記インク圧力室と対向する位置に前記駆動電極と接続される電極用接着層を備えており、
前記プリント基板は、前記駆動電極に接続される電極ランド部を有し、当該電極ランド部に前記駆動電極と接続される基板用接着層を備えており、
前記電極用接着層及び前記基板用接着層は、永久磁石粉或いは鉄粉のいずれか一方をそれぞれ含み、且つ前記永久磁石粉が前記電極用接着層或いは前記基板用接着層の少なくとも一方に含まれるとともに、前記駆動電極及び前記プリント基板を、前記永久磁石粉の磁力でもって相互に接続して、前記電極用接着層及び前記基板用接着層を介して前記駆動電極及び前記プリント基板間を導通させることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記インク圧力室は略菱形の外形形状を有するとともに、このインク圧力室にインクを供給する為の貫通孔と連接された供給側鋭角部と、ノズルにインクを送出する為の貫通孔と連接された送出側鋭角部と、を含み、
いずれか一方の鋭角部が隣接するインク圧力室間に配置されるとともに、前記電極用接着層が前記供給側鋭角部に対向して配置され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。 - 前記電極用接着層及び前記基板用接着層のいずれか一方に永久磁石粉を備えてＮ極に着磁し、他方に永久磁石粉を備えてＳ極に着磁することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッド。
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