JP6044080B2 - インクジェット式記録ヘッド、インクジェット式記録装置、インクジェット式記録ヘッドの製造装置 - Google Patents
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Description
多数のノズルと、前記ノズルに連通してインクを蓄える多数の圧力室と、各圧力室内を加圧してインクを前記ノズルから吐出する多数の圧電素子とを備えたヘッド部と、
前記ヘッド部の上方に配置されて、前記圧力室にインクを供給するインクを貯留するインクタンクと、
シリアル転送される画像データ信号をパラレル転送に変換する画像データ制御素子を搭載した第1のリジッド基板と、
前記第1のリジッド基板からパラレル伝送される画像データ信号に応じて、前記圧電素子に駆動波形を入力する圧電素子駆動素子を搭載した第2のリジッド基板と、
前記第1のリジッド基板と第2のリジッド基板を電気的に接続するためのフレキシブルプリント基板とを備えたインクジェット式記録ヘッドを対象とするものである。
前記コネクタが前記インクタンクの上面側に配置され、
前記第1のリジッド基板が前記インクタンクの側面側に配置され、
前記第2のリジッド基板が前記インクタンクと前記ヘッド部の間に挟持されて、
前記フレキシブルプリント基板が第1のリジッド基板と第2のリジッド基板の間に側面形状が略「つ」の字状になるように屈曲した状態で配置されていることを特徴とするものである。
本実施例の場合記録ヘッド本体14は、ブラックのインク滴を吐出するブラック用ヘッドアレイ14K、シアンのインク滴を吐出するシアン用ヘッドアレイ14C、マゼンダのインク滴を吐出するマゼンダ用ヘッドアレイ14M、イエローのインク滴を吐出するイエロー用ヘッドアレイ14Yの集合体により構成されている。
同図に示すように、ヘッドユニット15のノズル面(底面)17には多数のノズル16が千鳥状に配列されており、本実施例ではノズル16を2列各64個千鳥状に配列している。このように多数のノズル16を千鳥配列することで、高解像度に対応している。
同図に示すようにインクジェット式記録ヘッド8は、記録ヘッド本体14と、ドライバ基板(上位基板)18と、ツイストフラットケーブル19から主に構成される。
記録ヘッド本体14は図に示すように、ヘッドカバー21、画像データ制御基板24、フレキシブルプリント基板25、インクタンク27、ヘッド基板28ならびにヘッド部29などで主に構成されている。
ヘッド部29は図に示すように、ノズルプレート32、圧力室プレート34、リストリクタプレート36、ダイアフラムプレート39、剛性プレート30ならびに圧電素子群41から主に構成されている。
画像データ制御基板24に搭載されたコネクタ20に、ツイストフラットケーブル19を挿入する際に発生する応力の吸収方法について次に説明する。
前記画像データ制御基板24とフレキシブルプリント基板25とヘッド基板28は、別々の基板で構成して、それら基板同士をコネクタを介して接続したものではなく、1枚のリジッド・フレキシブル基板49によって連続して構成されている。図8は、そのリジッド・フレキシブル基板49の拡大断面図である。
フレキシブルプリント基板25aは、屈曲性に優れ、容易に曲げられることが特長であるが、フレキシブルプリント基板25aを構成する銅箔層の配線量が多くなるほど屈曲性が下がる。
なお、画像データ制御基板24aならびにヘッド基板28aの電源銅箔層50もフレキシブルプリント基板25aと同様なメッシュ状のパターン配線56にすることにより、リジッド・フレキシブル基板49全体の製造効率を高めることができる。
FPC折り曲げ機60は図に示すように、温度調節器61、デジタルタイマー62、ハンドプレス63、上面加圧板64、下面加圧板65、カートリッジヒーター66などで主に構成され、フレキシブルプリント基板25を加熱・加圧することで蛇腹形状に変形させるものである。
上面加圧板64と下面加圧板65には、それぞれ断面形状が三角形の突条が複数本平行に形成されている。
(1).圧電素子を接続するための第一のリジッド基板と、圧電素子を制御するための回路を実装した第二のリジッド基板と、前記2枚のリジッド基板を電気的に接続するためのフレキシブルプリント基板を、リジッドフレキ基板にすることで一連に接続し、前記フレキシブル基板の部分を折り曲げた状態でインクジェット式記録ヘッド内部に収納することで、筐体の小型化を図り、組付け作業性を向上できる。
8:インクジェット式記録ヘッド、
16:ノズル、
18:ドライバ基板(上位基板)、
19:ツイストフラットケーブル、
20:コネクタ、
21:ヘッドカバー、
22:固定用ネジ、
23:画像データ制御IC、
24:画像データ制御基板、
24a:画像データ制御基板、
25:フレキシブルプリント基板、
27:インクタンク、
28:ヘッド基板、
29:ヘッド部、
33:圧力室、
37:振動板、
44:圧電素子、
47:圧電素子駆動IC、
48:貫通孔、
49:リジッド・フレキシブル基板、
50:電源銅箔層、
51a,51b:絶縁層、
52a,52b,52c:信号銅箔層、
53a,53b:接着剤層、
54:絶縁外層、
55a,55b:ビアホール、
56:パターン配線、
60:FPC折り曲げ機、
61:温度調節器、
62:デジタルタイマー、
63:ハンドプレス、
64:上面加圧板、
65:下面加圧板、
66:カートリッジヒーター、
X:インクジェット式記録装置。
Claims (10)
- 多数のノズルと、前記ノズルに連通してインクを蓄える多数の圧力室と、各圧力室内を加圧してインクを前記ノズルから吐出する多数の圧電素子とを備えたヘッド部と、
前記ヘッド部の上方に配置されて、前記圧力室にインクを供給するインクを貯留するインクタンクと、
シリアル転送される画像データ信号をパラレル転送に変換する画像データ制御素子を搭載した第1のリジッド基板と、
前記第1のリジッド基板からパラレル伝送される画像データ信号に応じて、前記圧電素子に駆動波形を入力する圧電素子駆動素子を搭載した第2のリジッド基板と、
前記第1のリジッド基板と第2のリジッド基板を電気的に接続するためのフレキシブルプリント基板とを備えたインクジェット式記録ヘッドであって、
前記第1のリジッド基板のフレキシブルプリント基板側とは反対側に取り付けられて、上位基板と接続するためのコネクタを備え、
前記コネクタが前記インクタンクの上面側に配置され、
前記第1のリジッド基板が前記インクタンクの側面側に配置され、
前記第2のリジッド基板が前記インクタンクと前記ヘッド部の間に挟持されて、
前記フレキシブルプリント基板が第1のリジッド基板と第2のリジッド基板の間に側面形状が略「つ」の字状になるように屈曲した状態で配置されていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記第1のリジッド基板の外側にヘッドカバーが配置されて、前記ヘッドカバーは前記第1のリジッド基板を貫通する固定用ネジによって前記インクタンクに固定され、
前記第1のリジッド基板には前記固定用ネジの径よりも大きい貫通孔が形成されて、当該第1のリジッド基板が前記ヘッドカバー内において上下動可能になっていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 請求項1または2に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記第1のリジッド基板と前記フレキシブルプリント基板と前記第2のリジッド基板が一連に接続されたリジッド・フレキシブル基板で構成され、
前記フレキシブルプリント基板が蛇腹形状をしていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 請求項3に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記第1のリジッド基板から前記フレキシブルプリント基板を通って前記第2のリジッド基板まで、電源を供給する電源箔層と信号を伝送する信号箔層が、絶縁層を介して層状にそれぞれ連続して形成され、
前記第1のリジッド基板に前記画像データ制御素子を搭載して、前記第1のリジッド基板の前記電源箔層ならびに前記信号箔層と前記画像データ制御素子を電気的に接続するビアホールを設け、
前記第2のリジッド基板に前記圧電素子駆動素子を搭載して、前記第2のリジッド基板の前記電源箔層ならびに前記信号箔層と前記圧電素子駆動素子を電気的に接続するビアホールを設けていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 請求項3または4に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記フレキシブルプリント基板は、前記第1のリジッド基板ならびに前記第2のリジッド基板よりも薄く形成されており、
前記第1のリジッド基板、前記フレキシブルプリント基板ならびに前記第2のリジッド基板の両面に絶縁層が形成されていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 請求項4に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
少なくとも前記フレキシブルプリント基板の前記電源箔層が、微小隙間をおいて多数本の線状部分が互いに交差したメッシュ配線パターンになっていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 請求項6に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記電源箔層のメッシュ配線パターンが前記第1のリジッド基板から前記フレキシブルプリント基板を通って前記第2のリジッド基板まで延びていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - 請求項4に記載のインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記フレキシブルプリント基板の前記電源箔層と前記信号箔層が、当該フレキシブルプリント基板の中心線を中心にしてほぼ均等に配線されていることを特徴とする特徴とするインクジェット式記録ヘッド。 - インクジェット式記録ヘッドと、前記インクジェット式記録ヘッドに対して被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送手段を備えたインクジェット式記録装置において、
前記インクジェット式記録ヘッドが請求項1ないし8のいずれか1項に記載のインクジェット式記録ヘッドであることを特徴とするインクジェット式記録装置。 - 請求項3に記載の前記フレキシブルプリント基板を一定時間、加熱・加圧して蛇腹形状に変形すること特徴とするインクジェット式記録ヘッドの製造装置。
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