JP4570308B2 - インクジェットヘッド、印刷装置及びインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、インク供給部品から供給されたインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドに関し、例えばインクジェットプリンタの印字ヘッドに用いて好適なインクジェットヘッド、および、そのインクジェットヘッドをそなえた印刷装置に関する。
背景技術
図33および図34はともに従来のインクジェットヘッド(特開平7−148921号公報)の構成を説明するための図であり、図33はその要部構成を示す分解斜視図、図34はその要部構成を示す縦断面図である。
従来のインクジェットヘッドは、これらの図33および図34に示すように、圧力発生ユニット320と流路ユニット340とをそなえて構成されている。
圧力発生ユニット320は、連通路基板301,圧力室形成基板302,振動板304をそなえて構成されており、圧力室形成基板302の一面側(図33,図34中では上側)に振動板304を、又、圧力室形成基板302の他面側(図33,図34中では下側)に連通路基板301をそれぞれ貼着して形成されている。
圧力室形成基板302には圧力室303となる部分がパンチングにより複数形成されており、又、連通路基板301には、圧力室形成基板302における各圧力室303と後述するインク供給路形成基板313に形成されたインク供給路314とを連通する複数の連通路309が穿孔されて形成されている。更に、連通路基板301には、圧力室形成基板302における各圧力室303に対応するように複数のノズル連通孔318aが穿孔されている。
振動板304における圧力室形成基板302に貼着される面とは反対側の面(図33,図34中では上側)には、圧力室形成基板302における各圧力室303に対応するように、複数の圧力素子306がそれぞれ下部電極305を介して配設されている。又、圧力素子306における下部電極305とは反対側(図33,図34中では上側)には図示しない上部電極が形成されている。
流路ユニット340は、リザーバ室形成基板312,インク供給路形成基板313およびノズル形成基板311をそなえて構成されており、リザーバ室形成基板312の一面側(図33,図34中では上側)にはインク供給路形成基板313が、又、その他面側(図33,図34中では下側)にはノズル形成基板311がそれぞれ貼着されている。
ノズル形成基板311には複数のノズル316が形成されており、リザーバ室形成基板312には、V字型のインクリザーバ室315がパンチング等の手法により形成されているとともに、ノズル形成基板311に形成された各ノズル316に対応する各位置にそれぞれノズル連通路318cが穿孔されている。
インク供給路形成基板313には、インクリザーバ室315と連通路基板301における各連通路309とを連通接続する複数のインク供給路314が形成されているほか、リザーバ室形成基板312に形成された各ノズル連通路318cに対応する各位置にノズル連通路318bがそれぞれ穿孔されている。又、インク供給路形成基板313には、図示しないインクタンクとインクリザーバ室315とを連通接続する開口部317が形成されている。
また、圧力発生ユニット320と流路ユニット340とは接着剤等により貼着されるようになっており、これにより、図34に示すように、連通路基板301におけるノズル連通路318aと、インク供給路形成基板313におけるノズル連通路318bと、リザーバ室形成基板312におけるノズル連通路318cとが、ノズル形成基板311に形成されている各ノズル316と連通し、更に、圧力室303とインクリザーバ室315とはインク供給路314および連通路309を介して連通するようになっている。
このような構成により、図示しないインクタンクから供給されるインクが開口部317を介してインクリザーバ室315に供給され、更に、インク供給路314および連通路309を介して圧力室303に供給される。
そして、図示しない駆動回路によって、上部電極(図示省略)と下部電極305とに駆動信号を供給することにより各圧電素子306を変形させ、これにより振動板304を変位させて各圧力室303のインク圧力を高めることによって、ノズル連通路318a〜318cを介してノズル316からインク滴を吐出して記録媒体上に画像を形成する。
このような従来のインクジェットヘッドにおいては、図示しないインクタンクからインクリザーバ室315に開口部317を介してインクを供給しているが、インクジェットヘッドにおいて消費するインク量が多い程、この開口部317を大きくする必要があるので、ノズル形成基板311に形成されたノズル316の数が多いほど大きな開口面積を有する開口部317が必要になり、これにより、インクジェットヘッドの集積度を高めることができず、インクジェットヘッドを小型化できないために製造コストも高くなるという課題がある。
また、インクジェットプリンタにおける印刷品質を向上させるためには、各ノズル316からのインク噴射特性を均一にする必要があり、インク供給経路における上流側のノズル316と下流側のノズル316とのインク噴射を均一にするためには安定したインク供給が必要であり、各ノズル毎のインク供給経路におけるインクの流体抵抗を下げ、且つ均一にする必要がある。
上述した従来のインクジェットヘッドにおいては、インクジェットヘッドを形成する基板内において、開口部317から供給されたインクを各圧力室303に供給するためのインクリザーバ室315を形成し、このインクリザーバ室315にインク供給路314および連通路309を介して各圧力室303を連通接続している。
一般に、インクジェットヘッドを小型化するために、その厚さを薄く形成することが行なわれているが、インクリザーバ室315におけるインクの抵抗を下げるためには、インクの供給経路長を短くするとともに、その断面積を大きくしなければならず、従って、インクリザーバ室315の断面形状を幅広にする必要があるので、これによってもインクジェットヘッドの集積度向上/小型化が妨げられ、製造コストも高くなるという課題がある。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、各圧力室へのインク供給路の形状等に工夫をほどこすことにより、各圧力室へのインク供給を均一にするとともに、インクジェットヘッドの集積度を上げることができるようにして、インクジェットヘッドひいては印刷装置を小型化することを目的とする。
発明の開示
上記の目的を達成するために、本発明のインクジェットヘッドは、インク供給部品から供給されたインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドであって、ノズル毎にそなえられそれぞれインクを充塞される複数の圧力室と、これらの圧力室毎にそなえられそれぞれ圧力室を加圧して圧力室内のインクをノズルから吐出させる複数の加圧部とを含むヘッド本体部をそなえ、これらのヘッド本体部とインク供給部品との間に、インク供給部品からのインクを一時的に滞留させるインク溜まり空間が形成されるとともに、ヘッド本体部に、インク溜まり空間と複数の圧力室とをそれぞれ連通する複数のインク供給路が、それぞれ、一端側をヘッド本体部の外面においてインク溜まり空間に開口させるとともに他端側を各圧力室に開口させて形成されていることを特徴としている。
また、本発明の印刷装置は、インク供給部品から供給されたインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドをそなえた印刷装置であって、インクジェットヘッドが、ノズル毎にそなえられそれぞれインクを充塞される複数の圧力室と、これらの圧力室毎にそなえられそれぞれ圧力室を加圧して圧力室内のインクをノズルから吐出させる複数の加圧部とを含むヘッド本体部をそなえて構成され、ヘッド本体部とインク供給部品との間に、インク供給部品からのインクを一時的に滞留させるインク溜まり空間が形成されるとともに、ヘッド本体部に、インク溜まり空間と複数の圧力室とをそれぞれ連通する複数のインク供給路が、それぞれ、一端側をヘッド本体部の外面においてインク溜まり空間に開口させるとともに他端側を各圧力室に開口させて形成されていることを特徴としている。
従って、本発明のインクジェットヘッドおよび印刷装置によれば、インク溜まり空間と各圧力室とをインク供給路により連通することにより、インク供給部品からのインクを各圧力室に直接的に供給することができ、ヘッド本体部において専用のインク供給口が不要なので、インクジェットヘッドの集積度を向上させて、インクジェットヘッドひいては印刷装置を小型化することができ、製造コストの削減にも寄与する利点があるほか、各圧力室へのインクの供給を均一にすることができ、印刷品質を向上させることができる利点がある。
なお、ヘッド本体部に、枠部材が、ヘッド本体部の外面における複数のインク供給路の開口を環囲するように突設され、枠部材とヘッド本体部とインク供給部品とによりインク溜まり空間が形成されてもよく、これにより、ヘッド本体部の剛性を上げることができるとともに、インク溜まり空間を容易に形成することができる利点がある。
また、ヘッド本体部が基板上に形成されたものであり、基板をヘッド本体部から部分的に除去することにより、枠部材が、ヘッド本体部上の基板の残存部として形成されてもよく、これにより、基板の形成過程において枠部材を容易に且つ確実に形成することができるので製造コストを低減することができる利点がある。
さらに、枠部材を、インク供給部品をヘッド本体に接合するための接合部として用いてもよく、これにより、インク供給部品を容易に且つ確実にヘッド本体部に接合することができるほか、ヘッド本体部にインク供給部品を接着剤等を用いて接着する場合にも、はみ出した接着剤等がヘッド本体部の加圧部等に付着するおそれがないので、ヘッド本体部に接着しろを形成する必要がなく、インクジェットヘッドの集積度を上げることができる利点がある。
なお、加圧部が、圧力室の一面を成し且つ圧力室とインク溜まり空間とを区画する振動板と、圧力室の外側で振動板上に積層形成され振動板を駆動して圧力室を加圧する圧電素子とをそなえてもよく、これにより、加圧部を確実に構成することができ、インクジェットヘッドの製造容易性を向上させることができる利点がある。
また、インク供給路を、圧電素子の積層領域以外の領域において振動板を貫通するように形成してもよく、これにより、インクが圧電素子に接触することがないので、圧電素子がインクによる影響を受けるおそれがないという利点がある。
さらに、インク供給路を、圧電素子の積層領域において圧電素子および振動板を貫通するように形成してもよく、これにより、ヘッド本体部上にインク供給路の開口のための専用のスペースを設ける必要がないので、インクジェットヘッドの集積度をさらに向上させて、インクジェットヘッドひいては印刷装置がより小型化され、製造コストのさらなる削減に寄与する利点がある。
またさらに、インク供給路を、圧力室において振動板の成す面以外の面で開口するように形成してもよく、又、インク供給路を、圧力室において振動板の成す面に対向する面で開口するように形成してもよく、これらにより、圧力室において加圧部が開口による影響を受けることがないので、圧力室の剛性を維持することができるほか、その加圧動作が安定するという利点がある。
発明を実施するための最良の形態
(A)第1実施形態の説明
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の第1実施形態としてのインクジェットヘッドの全体構成を示す分解斜視図、図2は本第1実施形態のインクジェットヘッドをそなえたインクジェットプリンタの構成を示す斜視図である。
インクジェットプリンタ1は、印刷用紙200にインクを吐出することによってその表面に画像を形成する印刷装置であって、ハウジング10内に、プラテン12,キャリッジ18,ノズル保守機構36,インクジェットヘッドユニット24,26およびインクタンク28,30,32,34をそなえて構成されている。
プラテン12は、本インクジェットプリンタ1における印刷用紙200の搬送方向と直交するようにハウジング10に回転自在に取り付けられている。又、プラテン12は、駆動モータ14により間欠的に回転駆動されるようになっており、これにより、印刷用紙200を所定の送りピッチで図2中の矢印W方向に間欠的に搬送するようになっている。
また、ハウジング10内におけるプラテン12の上方には、プラテン12と平行に案内ロッド16が配設されており、更に、この案内ロッド16にはキャリッジ18が摺動可能に取り付けられている。
このキャリッジ18は、案内ロッド16と平行に配設された無端駆動ベルト20に取り付けられ、又、この無端駆動ベルト20は駆動モータ22によって駆動されるようになっており、これによりキャリッジ18はプラテン12に沿って往復移動するようになっている。そして、このキャリッジ18にはインクジェットヘッドユニット24,26がそれぞれ着脱自在に取り付けられるようになっている。
インクジェットヘッドユニット24,26はインクジェットヘッド100にインクタンク28,30,32,34をそれぞれ接合されている。ここで、インクジェットヘッドユニット24には黒色のインクが収容されたインクタンク28が取り付けられており、又、インクジェットヘッドユニット26には、イエローのインクが収容されたインクタンク30,マゼンタのインクが収容されたインクタンク32およびシアンのインクが収容されたインクタンク34が取り付けられている。
そして、キャリッジ18がプラテン12に沿って往復移動される間に、インクジェットヘッドユニット24,26が、図示しないパーソナルコンピュータ等の上位装置から得られる画像データに基づいて駆動され、これにより印刷用紙200上に所定の文字,画像等が形成されて印刷が行なわれる。
また、印刷停止時においては、キャリッジ18(インクジェットヘッド24,26)はノズル保守機構36が配設されている位置(ホームポジション)に移動されるようになっている。
ノズル保守機構36は、可動吸引キャップ(図示せず)と、この可動吸引キャップに接続された吸引ポンプ(図示せず)とをそなえて構成されており、インクジェットヘッドユニット24,26がホームポジションに移動された時に、各インクジェットヘッドユニット24,26にノズル板(後述する)に吸引キャップが吸着して、吸引ポンプを駆動することにより、各ノズル板のノズルが吸引されノズルの目詰まりが未然に防止されるようになっている。
次に、図1,図3〜図6を用いて本発明の第1実施形態としてのインクジェットヘッド100の構成について説明する。
図3は図1のC部を拡大して示す図、図4は図3のA−A矢視断面図、図5は図4のB−B矢視断面図、図6は本発明の第1実施形態としてのインクジェットヘッドにインクタンクを接合した状態を示す縦断面図である。
本第1実施形態のインクジェットヘッド100は、インクタンク(インク供給部)50から供給されたインクを吐出する複数のノズル120(図4参照)を有するものであって、図1に示すように、ヘッド本体部3および枠部材(接合部)8をそなえて構成されている。
ヘッド本体部3は、図3〜図5に示すように、その内部に、複数のノズル120のそれぞれに、圧力室112および加圧部140をそなえて構成されている。
なお、本第1実施形態のインクジェットヘッド100のヘッド本体部3は、図4に示すように、ドライフィルムレジスト103,振動板104,ステンレス板105,ポリイミド126,個別電極109およびノズル板106等の複数の層を積層して構成されるものであるが、この積層による製造工程については後述する。
圧力室112は、インクを充塞するものであって、ノズル120に導通路116を介して連通接続されている。
加圧部140は、圧力室112を加圧してこの圧力室112内のインクをノズル120から吐出するためのものであって、振動板104と圧電素子108とによって構成されている。
振動板104は、例えば、クロムやニッケル等の導電性をそなえるとともにある程度の剛性を有する弾性変形可能な金属薄膜(数μm程度の厚さ)により形成されており、圧力室112の一部、具体的には、圧力室112における導通路116が形成されている面と対向する面を成している。
また、振動板104における圧力室112とは反対側の面には薄膜状の圧電素子108が形成されている。この圧電素子108はピエゾセラミック等により構成されており、これらの振動板104と圧電素子108とによりバイモルフ積層体が形成されている。
また、圧電素子108における振動板104とは反対側の面には個別電極109が形成されており、図示しない駆動回路から振動板104と個別電極109とに駆動信号を供給することにより各加圧部140において圧電素子108が変形して、圧力室112を加圧するようになっている。すなわち、各圧力室112毎に各加圧部140を駆動するための個別電極109をそなえているのである。
そして、第1実施形態のインクジェットヘッド100では、各圧力室112において、導通路116が形成されている面に対向する面、すなわち、振動板104の成す面には、圧電素子108の積層領域以外の領域において振動板104(およびポリイミド126)を貫通するように、1つのインク供給路129が形成されている。すなわち、インク供給路129はその一端側を各圧力室112に開口するとともに、その他端側をヘッド本体部3の外面においてインク溜まり空間130(図6を参照しながら後述)に開口しているのである。以下、図中インク溜まり空間130におけるこのインク供給路129の開口を符号129aを用いて示す。
なお、各圧力室112におけるインク供給路129の数は1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で種々変形して実施することができる。
また、インク供給路129は、圧力室112の急激な内部圧力変動を吸収するようにインクの流体抵抗が調節されており、又、圧力室112が収縮加圧されてインクを吐出した後、復帰する際にインク供給路129を介して圧力室112に必要量のインクを供給するようになっている。なお、かかるインクの供給についてもインクの流体抵抗の調節に基づいて行なわれるようになっている。
インクタンク50は、適当な負圧を維持しながらヘッド本体部3のノズル120にインクを供給するインク供給部品であって、図6に示すように、インク室52,フィルタ53およびインク供給口51をそなえて構成されている。
インク室52はインクを保持するための空間であり、このインク室52中には例えばスポンジが装填され、これにより適正な負圧が維持されるようになっている。
また、インクタンク50の下部にはインク供給口51が形成されており、インク室52に保持されたインクがこのインク供給口51からヘッド本体部3側へ供給されるようになっている。又、インク室52とインク供給口51との間にはフィルタ53が配設されている。
そして、このインクタンク50をヘッド本体部3の枠部材8(後述)に接着剤等を用いて接着することにより、ヘッド本体部3と枠部材8とインクタンク50との間に、インクタンク50からのインクを一時的に滞留させるインク溜まり空間130が形成されるようになっている。
また、各圧力室112とインク溜まり空間130とはインク供給路129を介して連通接続されており、インク供給路129はその一端をヘッド本体部3の外面においてインク溜まり空間130に開口している。
なお、各圧力室112は図3および図5の矢印C方向に整列するように配設されている。
枠部材(接合部)8は、図1に示すように、ヘッド本体部3におけるノズル120が形成されている側とは反対側(ヘッド本体部3における個別電極109が形成されている側)の面に突出して形成されており、又、ヘッド本体部3の外面における複数のインク供給路129の開口129aが形成された面上においてこれらのインク供給路129の開口129aおよび個別電極109を環囲するように形成されている。
すなわち、枠部材8は、個別電極109,接点部(後述)および配線パターン(後述)を形成された面上において、個別電極109およびインク供給路129の開口129aを環囲するように形成されているのである。
この枠部材8は、後述するごとく、酸化マグネシウム(MgO)により生成された基板をフォトエッチング処理によりヘッド本体部3から部分的に除去することにより、ヘッド本体部3上の基板の残存部として形成されている。そして、図6に示すように、この枠部材8に接着剤等を用いてインクタンク(インク供給部品)50を接合することにより、ヘッド本体部3にインクタンク50(インクタンク固定用部材)を接合するのである。
なお、この枠部材8に接合するのは上述のごときインクタンク50に限定するものではなく、例えば、インクタンク50を着脱自在にそなえることができる部材(インクタンク固定用部材;図示せず)であってもよい。
また、この枠部材8は、図4および図6に示すように、上方に行くほどの幅が狭くなるような断面形状を有しており、これによりインクタンク50等との接着面からはみ出した接着剤がその斜面により保持され、はみ出した接着剤がヘッド本体部3に到達することを防ぐことができるようになっている。
そして、この枠部材8にインクタンク50を接合することにより、図6に示すように、インクタンク50とヘッド本体部3との間に、インクタンク50からのインクを一時的に滞留させるインク溜まり空間130が形成されるようになっており、具体的には、インクタンク50のインク供給口51,ヘッド本体部3および枠部材8により形成される空間がインク溜まり空間130として機能するのである。
ヘッド本体部3における個別電極109や開口129aが形成された面上において、ヘッド本体部3の外縁部付近、具体的には枠部材8よりも外側には、複数の接点部121が形成されている。
これらの接点部121は個別電極109毎に形成されており、更に、これらの接点部121と個別電極109とは、それぞれ薄膜形成された配線パターン123により電気的に接続されている。
そして、これらの接点部121は、加圧部140を制御するための信号を供給するFPC(Flexible Printed Circuit Board:外部接続配線部材)2に、TAB(Tape Automated Bonding)方式により電気的に接続されるようになっている。
なお、振動板104上における圧電素子108や個別電極109不在の領域には、ポリイミド126を配設して電気的に絶縁している。
次に、各個別電極109と接点部121とを電気的に接続する配線パターン123の形状について、図7〜図9を用いて説明する。
図7〜図9はそれぞれ配線パターン123の形状を説明するための図であり、図7は本発明の第1実施形態としてのインクジェットヘッドの配線パターンの要部を拡大して示す平面図、図8は図7のA−A線に沿う断面図、図9は図7のB−B線に沿う断面図である。
なお、図8および図9中においては、便宜上、ドライフィルムレジスト103やステンレス板105等による積層構造の図示を省略している。
各接点部121は、図7に示すように、ヘッド本体部3における個別電極109等が形成されている面上において、枠部材8よりも外側(周縁側)に形成されており、これらの接点部121と各個別電極109とは、それぞれ配線パターン123により電気的に接続されている。
配線パターン123は、後述する如く、ヘッド本体部3上に個別電極109および接点部121とともにパターニングにより形成されており、これにより個別電極109および接点部121と同一面上に同一材料により一体的に薄膜形成されている。
そして、これらの配線パターン123は、図7〜図9に示すように、それぞれ各個別電極109の長手方向(図7中では左右方向)とほぼ平行に、各個別電極109(圧力室112)どうしの間を通るように配設されており、更に、各配線パターン123は、図8に示すように、枠部材8の下側、すなわち、ヘッド本体部3と枠部材8との間を通過するように配設されている。
また、ヘッド本体部3においては、図7に示すように、ヘッド本体部3における個別電極109等が形成されている側の面上において、枠部材8よりも外側であってヘッド本体部3の隅部付近に振動板104が露出しており、これにより接点部127を形成している。
そして、これらの接点部121,127にFPC2がTAB等の方式によって電気的に接続されるようになっており、これにより、図6に示すように枠部材8にインクタンク50(インクタンク固定用部材)を接合した場合にもその影響を受けることなく、加圧部140を制御するための信号を供給するFPC2に各個別電極109および振動版104を電気的に接続することができるようになっている。
なお、この接点部127においては、他の接点部121よりも圧電素子108および個別電極109の分だけ低くなっているが、例えば、圧電素子108の厚さは2〜3μm程度であり、又、個別電極109の厚さは0.2μm程度と十分に薄いのでFPC2等を圧着接続するうえで影響はない。
次に、図10〜図12を用いて本発明のインクジェットヘッドの製造方法について説明する。図10は本第1実施形態のインクジェットヘッドの製造方法を説明するための図、図11および図12はその製造方法を説明するためのフローチャートである。
さて、本第1実施形態のインクジェットヘッド100は、ドライフィルムレジストを用いたパターニング手法を用いて製造するものであって、2層を別々に形成してからこれらをキュアすることにより製造する(図11のステップA10〜A30)。なお、図10中においては、便宜上隣接する2つの圧力室の部分のみを図示する。又、図11に示すステップA10〜A30の各行程については、それぞれ他のステップに先立って行なってもよく、又、並行して行なってもよい。
先ず、図10(A)に示すように、ノズル120を穿孔されたノズル板106((A)層)をステンレス(SUS)等の金属によりマイクロプレス加工により形成する(ステップA10)。各ノズル120は、ピンを使用したパンチ(図示せず)等により、好ましくは、ノズル板106の前面106aから(ステンレス板105に接合される)後面106bに向かって広がる円錐状(断面的にテーパー状)に加工する。
次に、図10(B)に示すような、バイモルフ積層体とドライフィルムレジストとをラミネートして形成される(B)層を形成する(図11のステップA20)。
(B)層は、ドライフィルムレジストを1層そなえて構成されており、図11のステップA20は、より詳細には図12に示すステップC10〜C50からなる。
まず、図10(B)▲1▼に示すように、MgO基板122上に個別電極109,接点部121および配線パターン123をパターニングした後(図12のステップC10)、その上に、圧電素子108と振動板104とからなるバイモルフ積層体125を形成する(図12のステップC20)。
具体的には、MgO基板122の格子方向に単層である圧電素子108を、スパッタリングによってMgO基板122の一面に亘って成長させる手法により薄膜状に形成した後、圧電素子108上に、その一面に亘ってクロム膜を、例えばスパッタリング又はメッキ等によって成長させる手法によりバイモルフ積層体125を形成する。
このとき、MgO基板122の全面に形成した圧電素子108上にレジストを塗布した後、各圧力室112に対応する圧電素子108の加工パターン(インク供給路129パターンを含む)をパターニングし、更に、不要な圧電素子108をエッチング等により除去する。
そして、MgO基板122における圧電素子108が形成された面全体にわたって感光性液状ポリイミドを塗布した後、MgO基板122における圧電素子108が形成されている面とは反対側の面からインク供給路129パターンを遮光するガラスマスク等を用いて全面に露光することによりMgO基板122直上のポリイミドのみを感光する。
その後、感光性液状ポリイミドを現像して、圧電素子108上およびインク供給路129部分の未露光のポリイミドを除去することにより、振動板104上における圧電素子108および個別電極109が不在の領域にのみポリイミド126を配置する。
続いて、インク供給路129部にレジストを形成し、全面にクロム膜をスパッタ形成した後、レジスト除去してインク供給路129およびバイモルフ積層体125を形成する。
なお、MgO基板122上に圧電素子108および振動板104を形成することにより、バイモルフ積層体125を安定して形成することができるほか、後述するドライフィルムレジスト103を安定して形成することができる。
また、圧電素子108として積層構造を有する圧電素子を使用する場合には、例えば、複数枚のグリーンシートの各々をセラミックの粉末等の溶剤に混練してペースト状にした後、ドクターブレードにより50μm程度に薄膜構成することにより形成する。ここで、圧電素子108の材質として、一般に圧電素子の材料であるBa,TiO3,PbTiO3,(NaK)NbO3等の強誘電体を用いてもよい。
この場合、複数枚(例えば12枚)のグリーンシートのうち3枚のグリーンシートの一面に、それぞれ第1の内部電極パターンを印刷・形成する一方で、これらのグリーンシートとは別の3枚のグリーンシートの一面に、それぞれ第2の内部電極パターンを印刷・形成する。なお、第1および第2の内部電極の印刷は、銀とパラジウムの合金を粉状にしたものに溶剤を混ぜてペースト状にしたものを塗布して、パターン形成することにより行なわれる。
そして、第1の内部電極を形成した3枚のグリーンシートと、第2の内部電極を形成した3枚のグリーンシートとを交互に張り合わせた後、6枚の内部電極を形成しないグリーンシートを張り合わせることにより、圧電素子の積層構造を形成し、これらのグリーンシートを積層した状態で焼成するのである。この場合において、内部電極を有しないグリーンシートが基板部として機能する。
次に、図10(B)▲2▼に示すように、振動板104上にドライフィルムレジスト103をラミネートした後、圧力室112に相当する部分をマスク処理により露光する(図12のステップC30)。
次に、図10(B)▲3▼に示すように、現像を行ない(図12のステップC40)、MgO基板122上に、図4における圧電素子108〜ドライフィルムレジスト103をラミネートして形成された積層体を形成した後、図10(B)▲4▼に示すように、予め導通路116に相当する部分をエッチングにより除去したステンレス板105をドライフィルムレジスト103上に接合する(図12のステップC50)。
そして、(A)層と(B)層とを接合してキュアする(図11のステップA30)。
その後、加圧加熱することによりドライフィルムレジスト103を硬化して、MgO基板122からノズル板106までを一体化する。
そして、MgO面にレジストを塗布して枠部材8の形状に合わせた所定の形状でパターニング露光を行なった後このレジストを現像し、更に、MgO基板122のうち不要な部分を除去することにより、枠部材8をヘッド本体部3上のMgO基板(基板)122の残存部として形成する。
このようにして形成したヘッド本体部3における接点部121,127を、FPC2とAuバンプにより結線することにより電気的に接続した後、樹脂モールド等により形成されたインクタンク(インク供給部品)50もしくはインクタンク固定用部材を枠部材8に接着剤等を用いて接着・硬化させてインクジェットヘッド100を完成させる。
なお、MgO基板122を除去して枠部材8を形成する工程については、(A)層と(B)層とを接合してキュアした後に限定されるものではなく、例えば、(B)層を形成した後に行なってもよく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
本第1実施形態としてのインクジェットヘッド100における各部の寸法としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。ここで、Lは長さを、又、Wは幅を、tは厚さをそれぞれ示すものとする。
・個別電極:L×W×t=1700(μm)×70(μm)×0.2(μm)
・配線パターン:W×t=5(μm)×0.2(μm)
(ただし、長さは各素子毎で異なる)
・圧電素子(ピエゾ):L×W×t=1700(μm)×70(μm)×3(μm)
・振動板:t=2(μm)
・圧力室:L×W×t=1700(μm)×100(μm)×130(μm)
・ノズル:φ20(μm)×20(μm)
・MgO基板:W×t=20(mm)×0.3(mm)
・MgOエッチングテーパ角:45(deg)
(ただし、この値はエッチング条件によって異なるものであり、本第1実施形態においてはリン酸50%溶液にて80℃×(h)を適用し、同値を得た。)
・ノズルピッチ:1/150(inch)
・ノズル数:64(個)
本発明の第1実施形態としてのインクジェットヘッド100は上述のごとく構成されているので、印刷を行なう場合には、インクタンク50に保持されているインクを、インク供給口51を介してインク溜まり空間130に供給し、更に、このインク溜まり空間130からインク供給路129を介して各圧力室112にインクを供給する。
そして、FPC2を介して図示しない駆動回路等により作成した駆動信号を接点部121,127に送信し、インク加圧部140によって圧力室112を加圧することによりノズル120から噴出し、これにより印刷用紙200への印刷を行なう。
このように、本発明の第1実施形態のインクジェットヘッド100およびインクジェットヘッド100をそなえたインクジェットプリンタ(印刷装置)1によれば、インク溜まり空間130と各圧力室112とをインク供給路129により連通することにより、インクタンク50からのインクを各圧力室112に直接的に供給することができ、ヘッド本体部3において専用のインク供給口を設ける必要がないので、インクジェットヘッド100の集積度を向上させて、インクジェットヘッド100ひいては印刷装置(インクジェットプリンタ1)を小型化でき、製造コストを大幅に削減することができ、更に、各圧力室112へのインクの供給を均一にすることができ、印刷品質を向上させることができる。
また、ヘッド本体部3に、枠部材8が、ヘッド本体部3の外面における複数のインク供給路129の開口129aを環囲するように突設され、更に、枠部材8とヘッド本体部3とインクタンク50とによりインク溜まり空間130が形成されているので、これにより、ヘッド本体部3の剛性を上げることができるとともに、インク溜まり空間を容易に形成することができる。
さらに、枠部材8によりヘッド本体部3の剛性を上げることができるので、インクジェットヘッド100の製造に際しても、ヘッド本体部3が破損し難く、その生産性を向上することができる。
またさらに、加圧部140を、圧力室112の一面を成し且つ圧力室112とインク溜まり空間130とを区画する振動板104と、圧力室112の外側で振動板104上に積層形成され振動板104を駆動して圧力室112を加圧する圧電素子108とをそなえて構成しているので、加圧部140を確実に構成することができ、インクジェットヘッド100の製造容易性を向上させることができる。
なお、インク供給路129を、圧電素子108の積層領域以外の領域において振動板104を貫通するように形成しているので、インク溜まり空間130から圧力室112へインクを供給する際に、インクが圧電素子108に接触することがないので、圧電素子108がインクによる影響を受けるおそれがない。
また、枠部材8を、インクタンク50をヘッド本体部3に接合するための接合部として用いているので、ヘッド本体部3にインクタンク50もしくはインクタンク固定用部材に容易に接合することができる。
さらに、個別電極109と接点部121とを薄膜形成した配線パターン123により電気的に接続しているので、これらをワイヤボンディング等による空中配線等を行なう必要がなく、これにより、ノズルの実装密度を上げることができ、インクジェットヘッドを小型化することができるとともに、ワイヤボンディング時にヘッド本体部3を損傷させるおそれもなく、更に、配線間に短絡が生じるおそれもない。
またさらに、枠部材8を、ヘッド本体部3における個別電極109,接点部121,127、および配線パターン123が形成された面上において、個別電極109を環囲するような枠状に形成するとともに、接点部121,127を枠部材8よりも外側に配置することにより、FPC2と個別電極109とを容易に且つ確実に電気的に接続することができる。
また、ヘッド本体部3にインクタンク50もしくはインクタンク固定用部材を接合する場合に、その接着しろを小さくすることができるので、ヘッド本体部3を小さくすることができインクジェットヘッド、ひいては印刷装置(インクジェットプリンタ)を小型化することができる。
さらに、各個別電極109と接点部121との間の電気的接続に際して、配線パターン123を枠部材8とヘッド本体部3との間通過するように配設しているので、枠部材8の影響を受けることなく、加圧部140を制御するための信号を供給するFPCに各個別電極109を電気的に接続することができる。
また、ヘッド本体部3をMgO基板122上に形成するとともに、このMgO基板122をヘッド本体部3から部分的に除去することによりインク溜まり空間130を形成し、更に、枠部材8をヘッド本体部3上のMgO基板122の残存部として形成しているので、枠部材8を容易に且つ安価に作成することができる。
(B)第1実施形態の第1変形例の説明
図13は第1実施形態におけるインクジェットヘッドの第1変形例を説明するための図であり、図13(a)は本発明の第1実施形態の第1変形例としてのインクジェットヘッドにおけるインクタンクの形状を説明すべくそのインクタンクを示す斜視図、図13(b)は本発明の第1実施形態の第1変形例としてのインクジェットヘッドのヘッド本体部の構成を示す斜視図である。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
図13(a),(b)に示すように、本第1変形例のインクジェットヘッド100aは、複数色(本変形例ではイエロー,マゼンタ,シアンの3色)のインクを用いてカラー印刷を行なうためのものであって、各色のインクを吐出するためのノズル(図示せず)をそれぞれ有するものであり、ヘッド本体部3aおよび枠部材8aをそなえて構成されている。
ヘッド本体部3aは、複数のノズル(図示省略)のそれぞれに、圧力室(図示省略)と加圧部140とをそなえて構成されている。
そして、このインクジェットヘッド100aは、枠部材8aを介して、イエロー,マゼンタ,シアンの3色のインクを保持するインクタンク(インク供給部品)50aに接合されるようになっている。
インクタンク50aは、図13(a)に示すように、使用するインクの数に応じた数(本第1変形例では3つ)のインク室52−1〜52−3をそなえて形成されている。これらの各インク室52−1〜52−3の間は隔壁により仕切られており、各インク室52−1〜52−3には、それぞれ異なる種類(色)のインクが充填されている。本第1変形例においては、例えば、インク室52−1にイエロー、インク室52−2にマゼンタ、インク室52−3にはシアンのインクがそれぞれ充填されている。
また、各インク室52−1〜52−3はインクを供給するためのインク供給口51aをそれぞれそなえている。
インクジェットヘッド100aのヘッド本体部3aには、図13(b)に示すように、ヘッド本体部3aの縦方向(図13(b)中においてはFPC2が接続されている側面と直行する方向)にわたって6列の圧力室(個別電極109)が形成されており、これらの圧力室はヘッド本体部3aにおいて一方方向に整列するように配設されており、図13(b)に示すように、各圧力室は互いに平行に配設されている。
そして、各圧力室においては、上述した第1実施形態のインクジェットヘッド100における圧力室112と同様に、ヘッド本体部3aの上面(外面)に開口129aを有するインク供給路が形成されている。
また、ヘッド本体部3aは、その外面における複数のインク供給路の開口129aを環囲するように突設された枠部材(接合部)8aをそなえている。
この枠部材8aは、図13(b)に示すように、ヘッド本体部3aにおけるノズルが形成されている側とは反対側(ヘッド本体部3aにおける個別電極109が形成されている側)の面に突出して形成されており、又、ヘッド本体部3aにおける個別電極109を形成された面上においてこれらの個別電極109や開口129aを環囲するように形成されている。
また、枠部材8aは、6列の圧力室の列のうち隣合う2列ずつの各加圧部140やヘッド本体部3a上に形成された開口129aを、枠部材8aによりインクタンク50aのインク室52−1〜52−3に対応して区画するようになっている。
そして、この枠部材8aにインクタンク50aもしくはインクタンク固定用部材を接合することにより、ヘッド本体部3aとインクタンク50aとの間に、インクタンク50aからのインクを一時的に滞留させるインク溜まり空間130a〜130cが形成されるようになっており、これらのインク溜まり空間130a〜130cは互いに枠部材8aの一部によって仕切られている。
なお、本第1変形例においては、インク溜まり空間130aにインク室52−1のインクが、インク溜まり空間130bにインク室52−2のインクが、インク溜まり空間130cにインク室52−3のインクがそれぞれインク供給口51aから供給されるようになっている。
また、枠部材8aも第1実施形態のインクジェットヘッド100における枠部材8と同様に上方に行くほどその幅が狭くなるような形状を有しており、これにより接着面からはみ出した接着剤がその斜面により保持され、はみ出した接着剤がヘッド本体部3aに到達することを防ぐことができるようになっている。
さらに、この枠部材8aは、前述した第1実施形態のインクジェットヘッド100における枠部材8等と同様に、酸化マグネシウム(MgO)により生成された基板をフォトエッチング処理によりヘッド本体部3aから部分的に除去することにより、ヘッド本体部3a上の基板の残存部として形成されている。
また、ヘッド本体部3aにおける開口129aが形成された面上において、ヘッド本体部3の外縁部付近、具体的には枠部材8aよりも外側には、第1実施形態のインクジェットヘッド100におけるヘッド本体部3と同様に、複数の接点部が形成されている。
本発明の第1実施形態の第1変形例としてのインクジェットヘッド100aは上述のごとく構成されているので、先ず、枠部材8aにインクタンク50aを接着剤等を用いて接合した後、インクタンク50aの各インク供給口51aから各インク溜まり空間130a〜130cに各色のインクをそれぞれ供給すると、これらのインクがインク供給路を介して各圧力室に供給される。
そして、図示しない駆動回路等によってFPC2を介して各個別電極109に駆動信号を供給することにより、加圧部140によって圧力室を加圧して各ノズルからインクを吐出するのである。
このように、本発明の第1実施形態の第1変形例によっても上述した第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる他、複数色のインクを用いて印刷を行なう場合においても、各ノズルから吐出されるインクの吐出量等を均一にすることができるので印刷品質を向上させることができる。
また、枠部材8aにより隣合うインク溜まり空間130a〜130cを仕切るようになっているので、これにより、多色印刷可能なマルチノズルインクジェットヘッド(インクジェットヘッド100a)において各ノズルの位置精度を高く形成することができるとともに、これらのノズルを高密度に形成でき、インクジェットヘッドひいては印刷装置(インクジェットプリンタ)を小型化することができる。
(C)第1実施形態の第2変形例の説明
図14〜図16は本発明の第1実施形態の第2変形例としてのインクジェットヘッドにおける配線パターンの構成を説明するための図であり、図14は本発明の第1実施形態の第2変形例としてのインクジェットヘッドにおける配線パターンの要部を拡大して示す平面図、図15は図14のA−A線に沿う断面図、図16は図14のB−B線に沿う断面図である。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
本発明の第1実施形態の第2変形例としてのインクジェットヘッド100bは、第1実施形態のインクジェットヘッド100における配線パターン123に代えて、配線パターン123aをそなえるものであり、以下、図14〜図16を用いてその詳細な説明を行なう。
図14〜図16に示すように、本第2変形例のインクジェットヘッド100bも、上述した第1実施形態のインクジェットヘッド100と同様に、図示しないインクタンク(インク供給部)から供給されたインクを吐出する複数のノズル120を有するものであって、ヘッド本体部3bおよび枠部材8をそなえて構成されている。
また、本第2変形例のインクジェットヘッド100bも、上述したインクジェットヘッド100と同様に、ドライフィルムレジスト103やステンレス板105等の複数の層を積層して構成されるものであるが、図15および図16中においては、便宜上、その積層構造の図示を省略している。
ヘッド本体部3b上には、図14〜図16に示すように、配線パターン123aが個別電極109および接点部121とともにパターニングにより形成されており、これにより配線パターン123aは個別電極109および接点部121と同一面上に同一材料により一体的に薄膜形成されている。
これらの配線パターン123aは、図14に示すように、それぞれ各個別電極109の長手方向(図14中では左右方向)とほぼ平行に、それらの間を通るように配設されており、更に、各配線パターン123aは、図16に示すように、枠部材8の下側、すなわち、ヘッド本体部3bと枠部材8との間を通過するように配設されている。
また、ヘッド本体部3bにおいては、図7に示すインクジェットヘッド100と同様に、ヘッド本体部3bにおける個別電極109等が形成されている側の面において、枠部材8よりも外側、すなわち、ヘッド本体部3bの隅部付近に振動板104が露出しており、これにより接点部127を形成している。
そして、これらの接点部121,127にFPC(外部接続配線部材;図14〜図16では図示省略)をTAB等の方式によって電気的に接続するのである。
また、本第2変形例のインクジェットヘッド100bも、第1実施形態のインクジェットヘッド100と同様に、ドライフィルムレジスト103を用いたパターニング手法により形成されるようになっており、又、配線パターン123aもヘッド本体部3b上に個別電極109および接点部121とともにパターニングにより形成され、個別電極109および接点部121と同一面上に同一材料により一体的に薄膜形成されている。
上述の構成により、接点部121,127にFPCをTAB等の方式によって電気的に接続した後、図示しない駆動回路等によってFPCを介して各個別電極109に駆動信号を供給することにより、加圧部140によって圧力室112を加圧して各ノズル120からインクを吐出する。
このように、本発明の第1実施形態の第2変形例としてのインクジェットヘッド100bによっても、各個別電極109と接点部121との間の電気的接続に際して枠部材8の影響を受けることなく、加圧部140を制御するための信号を供給するFPCに各個別電極109を電気的に接続することができ、上述した第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(D)第1実施形態の第3変形例の説明
図17〜図19は本発明の第1実施形態の第3変形例としてのインクジェットヘッド100cにおける配線パターンの構成を説明するための図であり、図17は本発明の第1実施形態の第3変形例としてのインクジェットヘッドにおける配線パターンの要部を拡大して示す平面図、図18は図17のA−A線に沿う断面図、図19は図17のB−B線に沿う断面図である。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
本発明の第1実施形態の第3変形例としてのインクジェットヘッド100cは、図14に示すインクジェットヘッド100b等における配線パターンに代えて配線パターン123bをそなえるものであり、その構成について図17〜図19を用いて説明する。
なお、本第3変形例は、具体的には図13(a),(b)に示すようなインクジェットヘッド100aに適用されるものである。
図17〜図19に示すように、本第3変形例のインクジェットヘッド100cも、上述したインクジェットヘッド100a,100bと同様に、インクタンク(インク供給部;図17〜図19では図示省略)から供給されたインクを吐出する複数のノズル120を有するものであって、ヘッド本体部3cおよび枠部材8aをそなえて構成されている。
また、本第3変形例のインクジェットヘッド100cも、上述したインクジェットヘッド100と同様に、ドライフィルムレジスト103やステンレス板105等の複数の層を積層して構成されるものであるが、図18および図19中においては、便宜上、その積層構造の図示を省略している。
さらに、本第3変形例のインクジェットヘッド100cも、前述したインクジェットヘッド100と同様に、ドライフィルムレジスト103を用いたパターニング手法により形成されるようになっており、又、配線パターン123bもヘッド本体部3c上に個別電極109および接点部121とともにパターニングにより形成され、個別電極109および接点部121と同一面上に同一材料により一体的に薄膜形成されている。
これらの配線パターン123bは、図17および図18に示すように、枠部材8aの下側、すなわちヘッド本体部3cと枠部材8aとの間を、枠部材8aに沿って敷設され、接点部121に近接する位置において枠部材8aから離れて接点部121と接続するようになっている。
また、ヘッド本体部3cにおいては、図17および図18に示すように、ヘッド本体部3cにおける個別電極109等が形成されている面上において、枠部材8aよりも外側、すなわち、ヘッド本体部3cの隅部付近に振動板104が露出しており、これにより接点部127を形成している。
そして、これらの接点部121,127にFPC(外部接続配線部材;図17〜図19では図示省略)をTAB等の方式によって電気的に接続するのである。
上述の構成により、接点部121,127にFPCをTAB等の方式によって電気的に接続した後、図示しない駆動回路等によってFPCを介して各個別電極109に駆動信号を供給することにより、加圧部140によって圧力室112を加圧して各ノズル120からインクを吐出する。
このように、本発明の第1実施形態の第3変形例としてのインクジェットヘッド100cによっても、各個別電極109と接点部121との間の電気的接続に際して枠部材8aの影響を受けることなく、加圧部140を制御するための信号を供給するFPCに各個別電極109を電気的に接続することができ、上述した第2変形例と同様の作用効果を得ることができるほか、配線パターン123bが枠部材8aとヘッド本体部3cとの間に配設されているので、配線パターン123bが外部に露出することなく、これにより配線パターン123bを保護することができ、例えば、配線パターン123bの断線等を防止することができる。
(E)第1実施形態の第4変形例の説明
図20〜図25は本発明の第1実施形態の第4変形例としてのインクジェットヘッドの構成を説明するためのもので、図20は本発明の第1実施形態の第4変形例としてのインクジェットヘッドのヘッド本体部の構成を示す斜視図、図21は図20のA矢視図、図22は図20のB部を拡大して示す平面図、図23は図22のA−A線に沿う断面図、図24は図21のC部を拡大して示す平面図、図25は図22のB−B線に沿う断面図である。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
本発明の第1実施形態の第4変形例としてのインクジェットヘッド100dは、図1に示すインクジェットヘッド100における枠部材8に代えて枠部材8bをそなえるとともに、この枠部材8b上に接点部121をそなえるものであり、その構成について図20〜図25を用いて説明する。
図20に示すように、本第1実施形態の第4変形例のインクジェットヘッド100dも、上述した第1実施形態の100と同様に、インクタンク(インク供給部;図20〜図25では図示省略)から供給されたインクを吐出する複数のノズル120を有するものであって、図20〜図25に示すように、ヘッド本体部3dおよび枠部材8bをそなえて構成されている。
なお、本第4変形例のインクジェットヘッド100dも、上述したインクジェットヘッド100と同様に、ドライフィルムレジスト103やステンレス板105等の複数の層を積層して構成されるものであるが、図23および図25中においては、便宜上、その積層構造の図示を省略している。
ヘッド本体部3dは、複数のノズル120のそれぞれに、圧力室112および加圧部140をそなえて構成されている。
枠部材8bは、図20〜図25に示すように、ヘッド本体部3dにおけるノズル120が形成されている側とは反対側(ヘッド本体部3dにおける開口129aが形成されている側)の面に突出して形成されており、又、ヘッド本体部3dにおける開口129aを形成された面上においてこれらの開口129aを環囲するように形成されていて、更に、この枠部材8bは、図23,図25に示すように、ヘッド本体部3dの周縁よりも外方へ突出するように形成されている。
具体的には、本第4変形例においては、枠部材8bは、ヘッド本体部3dの周縁に沿って、ヘッド本体部3dの周縁と平行にそのほぼ半分の部分を外部に突出するように形成されている。
この枠部材8bは、前述した図1に示すインクジェットヘッド100の枠部材8と同様に、酸化マグネシウム(MgO)により生成された基板をフォトエッチング処理によりヘッド本体部3から部分的に除去することにより、ヘッド本体部3d上の基板の残存部として形成されている。そして、この枠部材8bに接着剤等を用いてインクタンク(インク供給部品;図示省略)を接合することにより、ヘッド本体部3dにインクタンクを接合するのである。
なお、本第4変形例のインクジェットヘッド100dの枠部材8bも、図23に示すように、上方に行くほどの幅が狭くなるような断面形状を有しており、これによりインクタンクとの接着面からはみ出した接着剤がその斜面により保持され、はみ出した接着剤がヘッド本体部3d(加圧部140)に到達することを防ぐことができるようになっている。
また、この枠部材8bにおけるヘッド本体部3dの周縁よりも外方へ突出した部分であって、インクタンクが接合される側とは反対側(図21中の上側)の面(以下、この面を接点部形成面128と称する)には、接点部121a,127aが形成されている。
なお、本第4変形例においては、この接点部形成面128における各隅部にそれぞれ接点部127aが形成されており、これらの接点部127aは、図25に示すように、振動板104と一体に形成されている。
また、接点部形成面128における各接点部127aの間にはそれぞれ複数の接点部121aが形成されている。なお、接点部121aは個別電極109毎に形成されている。
なお、これらの接点部121a,127aの位置はこれ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で種々変形して実施することができる。
さらに、これらの接点部121aと個別電極109とは薄膜形成された配線パターン123により電気的に接続されている。
すなわち、本第4変形例においては、接点部121aは、枠部材8b側においてヘッド本体部3dの周縁よりも外方に配置されており、又、枠部材8bにおける接点部形成面128に、個別電極109毎に形成された接点部121aが配設され、図21に示すように、これらの接点部121aに、加圧部140を制御するための信号を供給するFPC2がTAB方式等の手法により電気的に接続されるのである。
上述の構成により、各接点部121aおよび127aに、図21に示すようにFPCをTAB等の方式によって電気的に接続した後、図示しない駆動回路等によってFPCを介して各個別電極109に駆動信号を供給することにより、加圧部140によって圧力室112を加圧して各ノズル120からインクを吐出する。
このように、本発明の第1実施形態の第4変形例のインクジェットヘッド100dによっても、各個別電極109と接点部121aとの間の電気的接続に際して枠部材8bの影響を受けることなく、加圧部140を制御するための信号を供給するFPCに各個別電極109を電気的に接続することができ、上述した第1実施形態のインクジェットヘッド100と同様の作用効果を得ることができるほか、ノズル120を形成するヘッド本体部3dを枠部材8bよりも小さく形成することができるので、インクジェットヘッド100dを小型化することができる。
また、FPC2を接点部121a,127aに接続する際に、接点部形成面128において、接点部121aと接点部127aとの高さが等しくなるので、FPC2の接続に際してより確実に電気的に接続することができる。
さらに、FPC2を接点部121a,127aに加圧して接続するに際して、FPC2の上面から接点部形成面128を加圧するので、枠部材8bが接点部形成面128を支持するので、その剛性が高くなり、これにより製造安定性を向上させることができる。
(F)第1実施形態の第5変形例の説明
図26は本発明の第1実施形態の第5変形例としてのインクジェットヘッドのヘッド本体部の構成を示す斜視図であり、本発明の第1実施形態の第5変形例としてのインクジェットヘッド100eも、図26に示すように、上述した第1変形例のインクジェットヘッド100aと同様に、インクタンク(インク供給部;図示省略)から供給されたインクを吐出する複数のノズル(図示省略)を有するものであって、ヘッド本体部3eおよび枠部材8cをそなえて構成されている。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
枠部材8cは、ヘッド本体部3e上におけるノズルが形成されている側とは反対側(図26中では上側)であって、インク供給路の開口129aが形成されている面に突出して形成されており、又、この枠部材8cは、ヘッド本体部3eにおける開口129a,個別電極109,接点部121および配線パターン123を形成された面上において、複数の開口129aを環囲するように形成されている。
この枠部材8cは、酸化マグネシウム(MgO)により生成された基板をフォトエッチング処理によりヘッド本体部3eから部分的に除去することにより、ヘッド本体部3e上の基板の残存部として形成されている。そして、この枠部材8cに接着剤等を用いてインクタンク(インク供給部品)もしくはインクタンク固定用部材を接合することにより、ヘッド本体部3eにインクタンク50を接合するのである。
また、この枠部材8cは、上方に行くほどの幅が狭くなるような断面形状を有しており、これによりインクタンク50との接着面からはみ出した接着剤がその斜面により保持され、はみ出した接着剤がヘッド本体部3eに到達することを防ぐことができるようになっている。
さらに、枠部材8cにおいては、枠部材8cを形成する部材のうち対向する1対の部材が互いに平行に同一方向に突設しており、これにより位置決め部82が形成されている。なお、以下、この位置決め部82を形成する、枠部材8cから突設する1対の部材を突設部と称し、符号82aを用いて示すこととする。
位置決め部82は、一対の突設部82aと、枠部材8cにおける一対の突設部82aが形成されている部分における外周面82bとにより構成されている。
これら一対の突設部82aや枠部材8cも、前述した第1実施形態のインクジェットヘッド100における枠部材8等と同様に、酸化マグネシウム(MgO)等により生成された基板をフォトエッチング処理によりヘッド本体部3eから部分的に除去することにより、ヘッド本体部3e上の基板の残存部として形成されている。
また、ヘッド本体部3eにおける個別電極109や配線パターン123等が形成された面上であって、枠部材8cよりも外側で且つ一対の突設部82aの間には、複数の接点部121,127が形成されている。
このような構成により、FPC(外部接続配線部材)2の端面を一対の突設部82aの間において外周面82bに当接させてFPC2の接点部121に対する位置決めを行なった後、FPC2を接点部121,127にTAB方式により電気的に接続する。
このように、本発明の第1実施形態の第5変形例としてのインクジェットヘッド100eによれば、FPC2の端面を一対の突設部82aの間において外周面82bに当接させることにより、FPC2の接点部121に対する位置決めを行なうことができるので、これによりFPC2と接点部121,127とを確実に電気的に接続することができるほか、FPC2の位置決めをのための専用の部品が不要になるのでインクジェットヘッド100eを構成する部品点数を削減することができる。
(G)第1実施形態の第6変形例の説明
図27は本発明の第1実施形態の第6変形例としてのインクジェットヘッドの要部構成を示す斜視図であり、本第6変形例としてのインクジェットヘッド100fも、上述した第5変形例のインクジェットヘッド100eと同様に、インクタンク(インク供給部;図示省略)から供給されたインクを吐出する複数のノズル(図示省略)を有するものであって、図27に示すように、ヘッド本体部3fおよび枠部材8をそなえて構成されている。
図27に示すように、本第6変形例のインクジェットヘッド100fは、図26に示したインクジェットヘッド100eにおける枠部材8cに代えて枠部材8をそなえるほか、位置決め部83をそなえて構成されている。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
ヘッド本体部3fの周縁を形成する辺のうち少なくとも1辺の隅部であり、枠部材8よりも外側であって、且つ、その個別電極109や配線パターン123等が形成された面上には、それぞれほぼ円柱状の一対の位置決め部83が形成されており、又、これら一対の位置決め部83の間には、複数の接点部121,127が形成されている。
これら一対の位置決め部83も、前述した第1実施形態のインクジェットヘッド100における枠部材8等と同様に、酸化マグネシウム(MgO)等により生成された基板をフォトエッチング処理によりヘッド本体部3fから部分的に除去することにより、ヘッド本体部3f上の基板の残存部として形成されている。
また、FPC2aの端部付近における、前述の一対の位置決め部83に対応する位置には、ぞれぞれ位置決め部83の断面形状とほぼ同一の位置合わせ穴2bが形成されている。
このような構成により、FPC(外部接続配線部材)2aに形成された位置合わせ穴2bの各々を位置決め部83に嵌合させることにより、FPC2aの接点部121,127に対する位置決めを行な行なった後、FPC2aを接点部121,127にTAB方式により電気的に接続する。
このように、本発明の第1実施形態の第6変形例としてのインクジェットヘッド100fによれば、FPC2aに形成された位置合わせ穴2bの各々を位置決め部83に嵌合させることにより、FPC2aの接点部121,127に対する位置決めを行なうことができ、これによりFPC2と接点部121,127とを確実に電気的に接続することができる。
(H)第2実施形態の説明
図28(a),(b)はともに本発明の第2実施形態としてのインクジェットヘッドの構成を説明するためのもので、(a)はその配線パターンの要部を拡大して示す平面図、(b)は図28(a)のA−A線に沿う断面図である。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
本発明の第2実施形態としてのインクジェットヘッド210においては、第1実施形態のインクジェットヘッド100とは異なる位置にインク供給路129が形成されており、以下、図28(a),(b)を用いてその詳細な説明を行なう。
図28(a),(b)に示すように、本第2実施形態のインクジェットヘッド210も、上述した第1実施形態のインクジェットヘッド100と同様に、図示しないインクタンク(インク供給部)から供給されたインクを吐出する複数のノズル120を有するものであって、ヘッド本体部3gをそなえて構成されている。
圧力室112において、振動板104の成す面以外の面であり、且つ、この振動板104の成す面に対向する面以外の面であって、ノズル120から最も遠くに位置する面には、インク供給路129の一端側(以下、開口129bと称する)が開口しており、又、ヘッド本体部3gの外面においてインク溜まり空間130にインク供給路129の他端側(開口129a)が開口している。
なお、本第2実施形態のインクジェットヘッド210も、上述したインクジェットヘッド100と同様に、ドライフィルムレジスト103(103a〜103c)やステンレス板105等の複数の層を積層して構成されるものであり、ヘッド本体部3gにおいては、3層のドライフィルムレジスト103a〜103cをそなえて構成しており、これらのドライフィルムレジスト103a〜103c一部を除去することにより圧力室112を形成している。
そして、ドライフィルムレジスト103a,103bや、振動板104,ポリイミド126を部分的に除去することによりインク供給路129が形成されている。
すなわち、本第2実施形態においては、インク供給路129が、圧力室112において振動板104の成す面以外の面で開口するように形成されているのである。
ヘッド本体部3g上には、図28(a)に示すように、配線パターン123が個別電極109および接点部(図示省略)とともにパターニングにより形成されており、これにより配線パターン123は個別電極109および接点部と同一面上に同一材料により一体的に薄膜形成されている。
上述の構成により、図示しない枠部材にインクタンク(図示省略)を直接(もしくはインクタンク固定用部材を介して)接合した後、インクタンクのインク供給口からインク溜まり空間130にインクを供給すると、このインク溜まり空間130に一時的にインクが滞留し、その後、インク溜まり空間130から各インク供給路129から各圧力室112へインクが供給される。
そして、接点部にFPCをTAB等の方式によって電気的に接続した後、図示しない駆動回路等によってFPCを介して各個別電極109に駆動信号を供給することにより、加圧部140によって圧力室112を加圧して各ノズル120からインクを吐出する。
このように、本発明の第2実施形態としてのインクジェットヘッドによれば、上述した第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる他、インク供給路129が振動板104の成す面以外の面で開口するように形成されているので、圧電素子108や振動板104が変形しても、インク供給路129がこれらの圧電素子および振動板104の変形による影響、例えば、圧力損失等を受けることがなく、圧力室112の剛性を維持することができるほか、その加圧動作が安定する。
(I)第3実施形態の説明
図29(a),(b)はともに本発明の第3実施形態としてのインクジェットヘッドの構成を説明するためのもので、(a)はその配線パターンの要部を拡大して示す平面図、(b)は図29(a)のA−A線に沿う断面図である。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
本発明の第3実施形態としてのインクジェットヘッド220においても、第2実施形態のインクジェットヘッド210とは異なる位置にインク供給路129が形成されており、以下、図29(a),(b)を用いてその詳細な説明を行なう。
図29(a),(b)に示すように、本第3実施形態のインクジェットヘッド220も、上述した第2実施形態のインクジェットヘッド210と同様に、図示しないインクタンク(インク供給部)から供給されたインクを吐出する複数のノズル120を有するものであって、ヘッド本体部3hをそなえて構成されている。
圧力室112において、振動板104の成す面以外の面であり、且つ、この振動板104の成す面に対向する面に、インク供給路129の一端側(以下、開口129bと称する)が開口しており、又、ヘッド本体部3hの外面においてインク溜まり空間130にインク供給路129の他端側(開口129a)が開口している。
なお、本第3実施形態のインクジェットヘッド220も、上述したインクジェットヘッド100と同様に、ドライフィルムレジスト103やステンレス板105等の複数の層を積層して構成されるものであり、ヘッド本体部3hにおいては、1層のドライフィルムレジスト103をそなえて構成しており、このドライフィルムレジスト103の一部を除去することにより圧力室112を形成している。
そして、ドライフィルムレジスト103や、ステンレス板105,振動板104,ポリイミド126を部分的に除去することによりインク供給路129が形成されている。
すなわち、本第3実施形態においては、インク供給路129が、圧力室112において振動板104の成す面に対向する面で開口するように形成されているのである。
ヘッド本体部3h上には、図29(a)に示すように、配線パターン123が個別電極109および接点部(図示省略)とともにパターニングにより形成されており、これにより配線パターン123は個別電極109および接点部と同一面上に同一材料により一体的に薄膜形成されている。
上述の構成により、図示しない枠部材にインクタンク(図示省略)を直接(もしくはインクタンク固定用部材を介して)接合した後、インクタンクのインク供給口からインク溜まり空間130にインクを供給すると、このインク溜まり空間130に一時的にインクが滞留し、その後、インク溜まり空間130から各インク供給路129から各圧力室112へインクが供給される。
そして、接点部にFPCをTAB等の方式によって電気的に接続した後、図示しない駆動回路等によってFPCを介して各個別電極109に駆動信号を供給することにより、加圧部140によって圧力室112を加圧して各ノズル120からインクを吐出する。
そして、この際、インク供給路129が振動板104の成す面に対向する面で開口するように形成されているので、圧電素子108や振動板104が変形しても、インク供給路129がこれらの圧電素子および振動板104の変形による影響を受けることがなく、圧力室112の剛性を維持することができるほか、その加圧動作が安定する。
このように、本発明の第3実施形態としてのインクジェットヘッドによれば、上述した第2実施形態と同様の作用効果を得ることができる他、ヘッド本体部3hを少なくとも1層のドライフィルムレジスト103をそなえて構成すればよいので、製造工程を簡略化することができる。
(J)第4実施形態の説明
図30(a),(b)はともに本発明の第4実施形態としてのインクジェットヘッドの構成を説明するためのもので、(a)はその配線パターンの要部を拡大して示す平面図、(b)は図30(a)のA−A線に沿う断面図である。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
本発明の第4実施形態としてのインクジェットヘッド230においても、第2実施形態のインクジェットヘッド210とは異なる位置にインク供給路129が形成されており、以下、図30(a),(b)を用いてその詳細な説明を行なう。
図30(a),(b)に示すように、本第4実施形態のインクジェットヘッド230も、上述した第2実施形態のインクジェットヘッド210と同様に、図示しないインクタンク(インク供給部)から供給されたインクを吐出する複数のノズル120を有するものであって、ヘッド本体部3iをそなえて構成されている。
圧力室112において、振動板104の成す面には、圧電素子108と振動板104との積層領域において、これらの圧電素子108および振動板104を貫通するようにインク供給路129が形成されている。
なお、本第4実施形態のインクジェットヘッド230も、上述したインクジェットヘッド100と同様に、ドライフィルムレジスト103やステンレス板105等の複数の層を積層して構成されるものであり、ヘッド本体部3iにおいては、1層のドライフィルムレジスト103をそなえて構成しており、このドライフィルムレジスト103の一部を除去することにより圧力室112を形成している。
そして、振動板104の成す面において、圧電素子108と振動板104との積層領域において、これらの圧電素子108および振動板104を部分的に除去することによりインク供給路109が形成されている。
ヘッド本体部3i上には、図30(a)に示すように、配線パターン123が個別電極109および接点部(図示省略)とともにパターニングにより形成されており、これにより配線パターン123は個別電極109および接点部と同一面上に同一材料により一体的に薄膜形成されている。
上述の構成により、図示しない枠部材にインクタンク(図示省略)を直接(もしくはインクタンク固定用部材を介して)接合した後、インクタンクのインク供給口からインク溜まり空間130にインクを供給すると、このインク溜まり空間130に一時的にインクが滞留し、その後、インク溜まり空間130から各インク供給路129から各圧力室112へインクが供給される。
そして、接点部にFPCをTAB等の方式によって電気的に接続した後、図示しない駆動回路等によってFPCを介して各個別電極109に駆動信号を供給することにより、加圧部140によって圧力室112を加圧して各ノズル120からインクを吐出する。
このように、本発明の第4実施形態としてのインクジェットヘッド230によれば、上述した第2実施形態と同様の作用効果を得ることができる他、インク供給路129が圧電素子108の積層領域において圧電素子108および振動板104を貫通するように形成されているので、ヘッド本体部3i上にインク供給路129の開口129aのための専用のスペースを設ける必要がなく、インクジェットヘッドを小型化できるほか、集積度を向上させることができる利点がある。
(K)第5実施形態の説明
図31,図32はともに本発明の第5実施形態としてのインクジェットヘッドの構成を説明するためのもので、図31は本発明の第5実施形態としてのインクジェットヘッドの全体構成を示す分解斜視図、図32は本発明の第5実施形態としてのインクジェットヘッドにインクタンクを接合した状態を示す縦断面図である。
なお、図中、既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示しているので、その詳細な説明は省略する。
本発明の第5実施形態としてのインクジェットヘッド240は、第1実施形態のインクジェットヘッド100における、ヘッド本体部3に代えてヘッド本体部3′をそなえるとともに、インクタンク50に代えてインクタンク50′をそなえるものであり、以下、図を用いてその詳細な説明を行なう。
本第5実施形態のインクジェットヘッド240も、上述した第1実施形態のインクジェットヘッド100と同様に、インクタンク(インク供給部)50′から供給されたインクを吐出する複数のノズル(図示省略)を有するものであって、ヘッド本体部3′をそなえて構成されている。
ヘッド本体部3′は、その内部に、複数のノズルのそれぞれに、圧力室および加圧部140をそなえて構成されている。
なお、本第5実施形態のインクジェットヘッド240のヘッド本体部3′も第1実施形態のインクジェットヘッド100のヘッド本体部3と同様に、ドライフィルムレジスト,振動板,ステンレス板,ポリイミド,個別電極109およびノズル板等の複数の層を積層して構成されるものであり、この積層による製造工程については省略する。
ヘッド本体部3′は、枠部材8をそなえていないほかは、第1実施形態のインクジェットヘッド100のヘッド本体部3とほぼ同様の構成をそなえており、その内部に、複数のノズル120のそれぞれに、圧力室(図示省略)および加圧部140をそなえて構成されている。
そして、このヘッド本体部3′における加圧部140が形成されている面、すなわち、インク溜まり空間130′(後述)に面する外面には、インク供給路129の一端側(以下、開口129a)が開口しており、又、インク供給路129の他端側は各圧力室に開口している。
インクタンク50′も、第1実施形態のインクジェットヘッド100におけるインクタンク50と同様に、適当な負圧を維持しながらヘッド本体部3′のノズルにインクを供給するインク供給部品であって、図32に示すように、インク室52,フィルタ53およびインク供給口51をそなえるほか、接合部54をそなえて構成されている。
そして、このインクタンク50′をその接合部54に接着剤等を塗布した後、ヘッド本体部3′に接合するのであるが、この際、接合部54は、ヘッド本体部3′の外面における複数のインク供給路129の開口129aを環囲するようになっており、これらのインクタンク50′の下面,接合部54およびヘッド本体部3′上面によってインク溜まり空間130′が形成されるようになっている。
なお、本第5実施形態のインクジェットヘッド240も、上述したインクジェットヘッド100と同様に、ドライフィルムレジスト103やステンレス板105等の複数の層を積層して構成されるものであり、その詳細な説明は省略する。
上述の構成により、図示しない枠部材にインクタンク50′を直接接合した後、インクタンク50′のインク供給口51からインク溜まり空間130′にインクを供給すると、このインク溜まり空間130′に一時的にインクが滞留し、その後、インク溜まり空間130′から各インク供給路129を通じて各圧力室112へインクが供給される。
そして、接点部にFPCをTAB等の方式によって電気的に接続した後、図示しない駆動回路等によってFPCを介して各個別電極109に駆動信号を供給することにより、加圧部140によって圧力室112を加圧して各ノズル120からインクを吐出する。
このように、本発明の第5実施形態としてのインクジェットヘッド240によっても、第1実施形態のインクジェットヘッド100と同様に、ヘッド本体部3′において専用のインク供給口を設ける必要がないので、インクジェットヘッド240を小型化できるほか、集積度を向上させることができ、更に、各圧力室112へのインクの供給を均一にすることができ、印刷品質を向上させることができる。
また、ヘッド本体部3′にインクタンク50′もしくはインクタンク固定用部材を接合する場合に、その接着しろを小さくすることができるので、ヘッド本体部3′を小さくすることができインクジェットヘッド240、ひいては印刷装置(インクジェットプリンタ)を小型化することができる。
(L)その他
なお、本発明は上述した各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で種々変形して実施することができる。
例えば、上記第1実施形態のインクジェットヘッド100は(A)層および(B)層の2層を接合して形成しているが、それに限定するものではなく、又、(B)層を所望の数の層をそなえて構成してもよく、更に、各層の厚さも所望の厚さを有して構成してもよい。
また、ステンレス板105の代わりに、金属やセラミックス以外の材料、例えば、PEN等の樹脂やFRP等のような複合樹脂からなる部材を配設してもよい。なお、これらの部材を配設して構成する場合においては、他のドライフィルムレジスト103と類似の熱膨張係数を有するので、接合時等の加熱処理における熱残留応力を低減することができ、インクジェットヘッドの品質を向上させることができる。
さらに、各接点部121,127とFPC2(2a)とをTAB方式で接続しているが、それに限定されるものではなく種々変形して実施することができる。 また、上述した各実施形態および各変形例において、枠部材8(8a〜8c)の形状はそれに限定するものではなく、種々変形して実施することができる。
さらに、上述した各実施形態および各変形例において、配線パターン123の形状はそれに限定されるものではなく、例えば、第1実施形態の第2変形例や第3変形例に示すような配線パターン123a(123b)の形状をそなえてもよい。
なお、本発明の各実施形態が開示されていれば、当業者によって製造することが可能である。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明のインクジェットヘッドおよび印刷装置は、インク供給部品からのインクを各圧力室に直接的に供給することができるので、ヘッド本体部において専用のインク供給口が不要であり、インクジェットヘッドを小型化できるとともに集積度を向上させることができる利点があるほか、各圧力室へのインクの供給を均一にすることができ、印刷品質を向上させることができるので、特にインクジェットヘッドをそなえた印刷装置に適している。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明の第1実施形態としてのインクジェットヘッドの全体構成を示す分解斜視図である。
図2は本インクジェットヘッドをそなえたインクジェットプリンタの構成を示す斜視図である。
図3は図1のC部を拡大して示す平面図である。
図4は図3のA−A矢視断面図である。
図5は図4のB−B矢視断面図である。
図6は本発明の第1実施形態としてのインクジェットヘッドにインクタンクを接合した状態を示す縦断面図である。
図7は本発明の第1実施形態としてのインクジェットヘッドの配線パターンの要部を拡大して示す平面図である。
図8は図7のA−A線に沿う断面図である。
図9は図7のB−B線に沿う断面図である。
図10は本発明の第1実施形態としてのインクジェットヘッドの製造方法を説明するための図である。
図11および図12は本発明の第1実施形態としてのインクジェットヘッドの製造方法を説明するためのフローチャートである。
図13(a)は本発明の第1実施形態の第1変形例としてのインクジェットヘッドにおけるインクタンクの形状を説明すべくそのインクタンクを示す斜視図である。
図13(b)は本発明の第1実施形態の第1変形例としてのインクジェットヘッドのヘッド本体部の構成を示す斜視図である。
図14は本発明の第1実施形態の第2変形例としてのインクジェットヘッドにおける配線パターンの要部を拡大して示す平面図である。
図15は図14のA−A線に沿う断面図である。
図16は図14のB−B線に沿う断面図である。
図17は本発明の第1実施形態の第3変形例としてのインクジェットヘッドにおける配線パターンの要部を拡大して示す平面図である。
図18は図17のA−A線に沿う断面図である。
図19は図17のB−B線に沿う断面図である。
図20は本発明の第1実施形態の第4変形例としてのインクジェットヘッドのヘッド本体部の構成を示す斜視図である。
図21は図20のA矢視図である。
図22は図20のB部を拡大して示す平面図である。
図23は図22のA−A線に沿う断面図である。
図24は図21のC部を拡大して示す平面図である。
図25は図22のB−B線に沿う断面図である。
図26は本発明の第1実施形態の第5変形例としてのインクジェットヘッドのヘッド本体部の構成を示す斜視図である。
図27は本発明の第1実施形態の第6変形例としてのインクジェットヘッドの要部構成を示す斜視図である。
図28(a)は本発明の第2実施形態としてのインクジェットヘッドにおける配線パターンの要部を拡大して示す平面図である。
図28(b)は図28(a)のA−A線に沿う断面図である。
図29(a)は本発明の第3実施形態としてのインクジェットヘッドにおける配線パターンの要部を拡大して示す平面図である。
図29(b)は図29(a)のA−A線に沿う断面図である。
図30(a)は本発明の第4実施形態としてのインクジェットヘッドにおける配線パターンの要部を拡大して示す平面図である。
図30(b)は図30(a)のA−A線に沿う断面図である。
図31は本発明の第5実施形態としてのインクジェットヘッドの全体構成を示す分解斜視図である。
図32は本発明の第5実施形態としてのインクジェットヘッドにインクタンクを接合した状態を示す縦断面図である。
図33は従来のインクジェットヘッドの要部構成を示す分解斜視図である。
図34は従来のインクジェットヘッドの要部の構成を示す縦断面図である。
Claims (13)
- インク供給部品(50)から供給されたインクを吐出する複数のノズル(120)を有するインクジェットヘッドであって、
該ノズル(120)毎にそなえられそれぞれインクを充塞される複数の圧力室(112)と、該圧力室(112)毎にそなえられそれぞれ該圧力室(112)を加圧して該圧力室(112)内のインクを該ノズル(120)から吐出させる複数の加圧部(140)とを含むヘッド本体部(3)をそなえ、
該ヘッド本体部(3)と該インク供給部品(50)との間に、該インク供給部品(50)からのインクを一時的に滞留させるインク溜まり空間(130)が形成されるとともに、
該ヘッド本体部(3)に、該インク溜まり空間(130)と該複数の圧力室(112)とをそれぞれ連通する複数のインク供給路(129)が、それぞれ、一端側を該ヘッド本体部(3)の外面において該インク溜まり空間(130)に開口させるとともに他端側を各圧力室(112)に開口させて形成され、
該ヘッド本体部(3)に、枠部材(8)が、該ヘッド本体部(3)の外面における該複数のインク供給路(129)の開口(129a)を環囲するように突設され、
該枠部材(8)が、該インク供給部品(50)を該ヘッド本体部(3)に接合するための接合部として用いられ、
該インク供給部品(50)により該枠部材(8)の外側を覆って、該枠部材(8)に該インク供給部品(50)を接合することにより、該枠部材(8)と該ヘッド本体部(3)と該インク供給部品(50)とにより該インク溜まり空間(130)が形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 該インク供給部品(50)は、インクタンクまたはインクタンクを着脱自在にそなえることができる固定用部材であることを特徴とする、請求の範囲第1項記載のインクジェットヘッド。
- 該ヘッド本体部(3)が基板(122)上に形成されたものであり、該基板(122)を該ヘッド本体部(3)から部分的に除去することにより、該枠部材(8)が、該ヘッド本体部(3)上の該基板(122)の残存部として形成されていることを特徴とする、請求の範囲第1項または第2項記載のインクジェットヘッド。
- 前記枠部材(8)は、フォトエッチング処理により前記残存部として形成され、上方に行くほど幅が狭くなるような断面形状を有していることを特徴とする請求の範囲第3項記載のインクジェットヘッド。
- 該加圧部(140)が、該圧力室(112)の一面を成し且つ該圧力室(112)と該インク溜まり空間(130)とを区画する振動板(104)と、該圧力室(112)の外側で該振動板(104)上に積層形成され該振動板(104)を駆動して該圧力室(112)を加圧する圧電素子(108)とをそなえて構成されていることを特徴とする、請求の範囲第1項〜第4項のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。
- 該インク供給路(129)が、該圧電素子(108)の積層領域以外の領域において該振動板(104)を貫通するように形成されていることを特徴とする、請求の範囲第5項記載のインクジェットヘッド。
- 該インク供給路(129)が、該圧電素子(108)の積層領域において該圧電素子(108)および該振動板(104)を貫通するように形成されていることを特徴とする、請求の範囲第5項記載のインクジェットヘッド。
- 該インク供給路(129)が、該圧力室(112)において該振動板(104)の成す面以外の面で開口するように形成されていることを特徴とする、請求の範囲第5項記載のインクジェットヘッド。
- 該インク供給路(129)が、該圧力室(112)において該振動板(104)の成す面に対向する面で開口するように形成されていることを特徴とする、請求の範囲第8項記載のインクジェットヘッド。
- 該枠部材(8)は、該圧電素子(108)の個別電極(109)を環囲するように形成され、
該枠部材(8)の外側に、該個別電極(109)に配線パターン(123)を介して接続される接点部(121)が形成されていることを特徴とする、請求の範囲第5項〜第9項のいずれか1項記載のインクジェットヘッド。 - 該枠部材(8)と該ヘッド本体部(3)の間を通過するように前記配線パターン(123)が配設されることを特徴とする、請求の範囲第10項記載のインクジェットヘッド。
- 請求の範囲第1項〜第11項のいずれか1項記載のインクジェットヘッドをそなえたことを特徴とする印刷装置。
- インクを吐出する複数のノズル(120)を有するノズル板(106)と、該ノズル(120)毎にそなえられそれぞれインクを充塞される複数の圧力室(112)と、該圧力室(112)毎にそなえられそれぞれ該圧力室(112)内のインクを該ノズル(120)から吐出させる複数の加圧部(140)とを含むヘッド本体部(3)をそなえたインクジェットヘッドの製造方法において、
該ノズル板(106)に該ノズル(120)を穿孔する工程と、
基板(122)上に個別電極(109)、接点部(121)および配線パターン(123)を形成した上に圧電素子(108)と振動板(104)とからなる層を形成する工程と、
該振動板(104)上にドライフィルムレジスト(103)を積層した後、該圧力室(112)に相当する部分をマスク処理により露光する工程と、
予め導通路(116)に相当する部分を除去したステンレス板(105)を該ドライフィルムレジスト(103)上に接合する工程と、
該ステンレス板(105)に該ノズル板(106)を接合し、該基板(122)から該ノズル板(106)までを一体化する工程と、
該基板面に枠部材(8)の形状にレジストを塗布して現像し、該基板(122)を該ヘッド本体部(3)から部分的に除去することにより、該枠部材(8)を該ヘッド本体部(3)上の該基板(122)の残存部として形成する工程と
からなるインクジェットヘッドの製造方法。
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