JP6345548B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

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体を吐出する。液体の吐出の際には、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を形成する。

この種の液体噴射ヘッドはサーマル方式やピエゾ方式が知られている。サーマル方式の液体噴射ヘッドは、チャンネル内に発熱体を設置し、発熱体を急激に加熱して液体に蒸気泡を発生させ、この蒸気泡の圧力を利用してノズルから液滴を吐出する。ピエゾ方式の液体噴射ヘッドは、チャンネルの側壁の一部をピエゾ素子により形成し、ピエゾ効果を利用して側壁を急激に変形させ、内部の液体に圧力波を発生させてノズルから液滴を吐出する。

液体噴射ヘッドは記録品質の一層の向上が求められている。液体は温度が変化すると粘性が変化し、ノズルから吐出する液滴の液量や吐出速度が変化する。液滴の液量が変化すると、被記録媒体上の記録が濃淡となって表れ、記録品質が低下する。また、液滴の吐出速度が変化すると、被記録媒体上の着弾位置が変動し、やはり記録品質が低下する。液体噴射ヘッドは、ヘッド部に駆動信号を供給する駆動回路やチャンネルの側壁を構成するピエゾ素子が発熱源となり、液体の温度を変化させる。

液体噴射ヘッドの温度検出は種々の方法が提案されている。例えば特許文献１では、液滴を吐出するヘッド部に駆動信号を伝達するＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）上に、サーミスタからなる温度センサを設置している。また、特許文献２では、液滴を吐出するヘッド部に液体を供給する流路の途中に設けるエアーダンパに温度センサを設置している。

また、液体噴射ヘッドのヘッド部は種々の部品や構造物が密集している。例えば特許文献３に示されるように、ヘッド部は、ノズルプレート、流路形成基板、保護基板、コンプライアンス基板、ケースヘッド、ホルダー部材が積層される構造を備え、この積層構造の中央にＣＯＦ基板を備える。ノズルプレートは、液滴を吐出する複数のノズルを備える。流路形成基板は、各ノズルに対応し各ノズルに連通する複数の圧力室と、各圧力室が連通するマニホールドと、各圧力室の液体にそれぞれ圧力を印加する複数の圧電素子とを備える。保護基板は、各圧電素子の上部を覆って保護する複数の圧電素子保持部と、マニホールドに連通するリザーバー部を備える。コンプライアンス基板は、リザーバー部を閉塞する可撓性膜を備える。ＣＯＦ基板は、一端が流路基板の中央部に接続し、他端が、保護基板、コンプライアンス基板、ケースヘッドのそれぞれの中央を貫通してホルダー部材に接続される。このような複雑な構造のヘッド部の内部、例えば、流路形成基板に温度検出素子を接触させて設置しようとすると、流路形成基板に温度検出素子を設置するための新たな領域を確保しなければならず、全体の容積が増加する。また、各部の設計を変更しなければならず、コスト高となる。

特開２０１０−１３１８５０号公報 特開２００２−３６１８６４号公報 特開２０１２−０８１６４４号公報

特許文献１や特許文献２の温度センサは、液滴を吐出するヘッド部から離れて設置される。そのため、吐出する際の液滴の実際の温度を検出していることにならない。また、特許文献３に示されるように、ヘッド部は多くの部材が密集した複雑な構造を有する。ヘッド部に温度センサを接触させようとすると、ヘッド部を構成する各部を設計変更し、温度センサを設置するための新たな領域や新たな配線を設ける必要があり、コスト高の原因となる。そこで、ヘッド部を構成する各部に大きな変更を加えることなく、簡便にかつ確実に装着することができる温度センサを用いた液体噴射ヘッドを提供する。

本発明の液体噴射ヘッドは、長手方向の一方端の手前の位置から他方端の側に延在する電極配線を有するフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の前記一方端の手前に位置し、前記電極配線と電気的に接続する温度検出素子と、を備える温度センサと、複数のチャンネルを備える液体加圧プレートと、を備え、前記温度検出素子の近傍領域において前記フレキシブル基板を前記長手方向に折り曲げる曲げ剛性は、前記一方端の側の前記近傍領域のほうが前記他方端の側の前記近傍領域よりも小さいこととした。

また、前記フレキシブル基板は、前記他方端の側の前記近傍領域に前記曲げ剛性を増加させる補強部を備えることとした。

また、前記補強部は、前記他方端の側の前記近傍領域に位置する前記電極配線であることとした。

また、前記他方端の側の前記近傍領域に位置する前記電極配線は、前記他方端の近傍に位置する前記電極配線よりも、前記長手方向に直交する方向の電極幅が広いこととした。

また、前記補強部は、前記他方端の側の前記近傍領域に位置し、前記電極配線とは電気的に分離する付加電極であることとした。

また、前記補強部は、前記他方端の側の前記近傍領域であり、前記フレキシブル基板の前記温度検出素子が位置する面とは異なる面に位置することとした。

また、前記補強部は、導体からなり、前記電極配線に貫通電極を介して電気的に接続することとした。

また、前記補強部は、前記他方端の側の前記近傍領域に位置する前記フレキシブル基板であることとした。

また、前記フレキシブル基板は、前記一方端の側の前記近傍領域の厚さのほうが前記他方端の側の前記近傍領域の厚さよりも薄いこととした。

また、凹部を有し、前記液体加圧プレートを支持する支持枠を更に備え、前記温度センサは、前記温度検出素子の近傍において前記一方端の側が前記温度検出素子の上面側に折れ曲がり、前記凹部は、前記温度検出素子と前記一方端の側の折れ曲がる前記フレキシブル基板とを収容することとした。

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。

本発明の液体噴射ヘッドは、長手方向の一方端の手前の位置から他方端の側に延在する電極配線を有するフレキシブル基板と、フレキシブル基板の一方端の手前に位置し、電極配線と電気的に接続する温度検出素子と、を備える温度センサと、複数のチャンネルを備える液体加圧プレートと、を備え、温度検出素子の近傍領域においてフレキシブル基板を長手方向に折り曲げる曲げ剛性は、一方端の側の近傍領域のほうが他方端の側の近傍領域よりも小さい。これにより、他方端の側の近傍領域が折れ曲がって電極配線が断線するのを防ぐことができる。

本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの温度センサの説明図である。 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。 本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面模式図である。 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの温度センサ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の温度センサの説明図である。 本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッドの温度センサの変形例１の説明図である。 本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッドの温度センサの変形例２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の温度センサの断面模式図である。 本発明の第七実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。

（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１０の温度センサ１の説明図である。図１（ａ）は温度センサ１の上面模式図であり、図１（ｂ）は部分ＡＡの断面模式図である。図１（ｃ）は温度センサ１を折り曲げたときの望ましい折れ曲がり状態を表し、図１（ｄ）は温度センサ１を折り曲げたときの望ましくない折れ曲がり状態を表す。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、液体噴射ヘッド１０は、温度センサ１と図示しない液体加圧プレート１１とを備える。温度センサ１はフレキシブル基板２と温度検出素子４を備え、液体加圧プレート１１は複数のチャンネルＣを備える（図３を参照）。フレキシブル基板２は、長手方向の一方端Ｅａの手前の位置から他方端Ｅｂの側に延在する電極配線３を有する。温度検出素子４は、フレキシブル基板２の一方端Ｅａの手前に位置し、電極配線３と電気的に接続する。温度検出素子４の近傍領域Ｒのうち、一方端Ｅａの側を近傍領域Ｒａとし、他方端Ｅｂの側を近傍領域Ｒｂとして、温度検出素子４の近傍領域Ｒにおいてフレキシブル基板２を長手方向に折り曲げる曲げ剛性は、一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａのほうが他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂより小さい。つまり、フレキシブル基板２は他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂよりも一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａのほうが折り曲げやすい。

具体的に説明する。フレキシブル基板２は、長尺形状を有するベース基板２ａと、ベース基板２ａの第一面Ｓ１であり、ベース基板２ａの一方端Ｅａの手前の位置から他方端Ｅｂの側に延在する電極配線３と、第一面Ｓ１及び電極配線３に積層する第一の保護層２ｂを備える。電極配線３は一方端Ｅａの手前から他方端Ｅｂの側に２本並列に延在する。フレキシブル基板２は一方端Ｅａの手前に配線露出領域Ｒｘを備え、配線露出領域Ｒｘは第一の保護層２ｂが除去されて２本の電極配線３とベース基板２ａの第一面Ｓ１が露出する。温度検出素子４は、フレキシブル基板２の配線露出領域Ｒｘに露出する２本の電極配線３に実装される

フレキシブル基板２は、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂの曲げ剛性を増加させる補強部５を備える。補強部５は、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂに位置する電極配線３である。より詳しくは、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂに位置する電極配線３は、他方端Ｅｂの近傍に位置する電極配線３よりも電極幅Ｗが広い。このため、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂよりも一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａのほうがフレキシブル基板２を長手方向に折り曲げる曲げ剛性が小さい。

図１（ｃ）は、フレキシブル基板２の一方端Ｅａに上向きの応力を印加するときのフレキシブル基板２の折り曲り状態を表す。フレキシブル基板２は近傍領域Ｒａが折れ曲がり、近傍領域Ｒａよりも一方端Ｅａ側のフレキシブル基板２が温度検出素子４を覆う。しかし、フレキシブル基板２に補強部５を設置せず、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂの曲げ剛性を増加させていない場合は、例えば、図１（ｄ）に示すように、フレキシブル基板２の他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂも折れ曲がり、近傍領域Ｒｂで電極配線３の断線が発生する等、信頼性低下の原因となる。

ベース基板２ａ及び第一の保護層２ｂは、幅がそれぞれ約５ｍｍであり、厚さがそれぞれ１０μｍ〜５０μｍのポリイミドフィルム又はポリイミド層を使用することができる。電極配線３は厚さが２０μｍ〜５０μｍの銅箔の金属膜を使用することができる。電極配線３は、例えば他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂでは幅が１．５ｍｍ〜２ｍｍであり、それ以外の領域では幅が０．５ｍｍ〜１ｍｍである。温度検出素子４は、例えば、縦横が１ｍｍ×０．５ｍｍであり、両端部に端子４ａが露出するサーミスタを使用することができる。サーミスタの２つの端子４ａが２本の電極配線３に電気的に接続する。なお、本実施形態ではフレキシブル基板２がベース基板２ａと第一の保護層２ｂの２層構造を有するが、本発明はこれに限定されず、ベース基板２ａのみの１層構造であってもよいし、ベース基板２ａの第二面Ｓ２に第二の保護層を備える３層構造であってもよい。

（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１０の説明図である。図２（ａ）は液体噴射ヘッド１０の断面模式図であり、図２（ｂ）は液体噴射ヘッド１０の部分分解斜視図である。本第二実施形態は、第一実施形態の温度センサ１を支持枠１２に装着する液体噴射ヘッド１０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２（ａ）に示すように、液体噴射ヘッド１０は、複数のチャンネルＣａ、Ｃｂを備える液体加圧プレート１１と、液体加圧プレート１１の側面Ｔｂに設置される流路部材１４ａ、１４ｂと、凹部１３を有し、液体加圧プレート１１を支持する支持枠１２と、液体加圧プレート１１の端面Ｔａ及び端面Ｔａと面一の支持枠１２の表面に接着されるノズルプレート１９と、支持枠１２に装着する温度センサ１とを備える。凹部１３は、支持枠１２のノズルプレート１９とは反対側の第三面Ｓ３に位置し、凹部１３の開口部は一部が流路部材１４ｂにより覆われる。凹部１３は、フレキシブル基板２の一方端Ｅａから温度検出素子４の位置まで収容する。

温度検出素子４を凹部１３に収容する際は、フレキシブル基板２の一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａにおいて折り曲げて凹部１３に装着する。フレキシブル基板２の一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａは他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂよりも曲げ剛性が小さいので容易に折り曲がる。また、フレキシブル基板２を折り曲げないで一方端Ｅａから凹部１３に挿入してもよい。その場合、フレキシブル基板２は、一方端Ｅａが凹部１３の内底面ＴＳから内側面ＮＳ１を摺動し、近傍領域Ｒｂよりも曲げ剛性の小さい一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａから折れ曲がる。特に、凹部１３の内底面ＴＳがなべ底のように湾曲している場合に有効である。

フレキシブル基板２の一方端Ｅａは、折り曲げに反発する反発力により、温度検出素子４が位置するフレキシブル基板２の第二面Ｓ２を凹部１３の内側面ＮＳ２に押圧する。温度検出素子４の位置のフレキシブル基板２の第二面Ｓ２が凹部１３の内側面ＮＳ２に面接触するので、支持枠１２から温度検出素子４に熱が伝わりやすくなる。また、フレキシブル基板２の一方端Ｅａは流路部材１４ｂの第四面Ｓ４に当接するので、温度センサ１は凹部１３に係止される。また、温度検出素子４の上面がフレキシブル基板２により覆われるので、温度検出素子４の表面に端子４ａが露出しても、この端子４ａは凹部１３の内表面に接触して短絡することがない。なお、凹部１３に熱伝導性接着剤を充填して温度検出素子４を埋め込むことができる。これにより、支持枠１２から温度検出素子４への熱伝導性が向上し、更に、温度センサ１を凹部１３に固く固定することができる。

図２（ｂ）を参照して液体噴射ヘッド１０を詳しく説明する。液体加圧プレート１１は、表面に複数の溝を備え、裏面どうしが接合する２枚の圧電プレート１１ａ、１１ｂと、２枚の圧電プレート１１ａ、１１ｂの表面にそれぞれ接合する２枚のカバープレート１６ａ、１６ｂと、を備える。各圧電プレート１１ａ、１１ｂのそれぞれの溝は、溝の長手方向の一方側が圧電プレート１１ａ、１１ｂの端面Ｔａに開口し、他方側が圧電プレート１１ａ、１１ｂの端面Ｔｃの手前の表面において終端し、それぞれチャンネルＣａ、Ｃｂを構成する。各カバープレート１６ａ、１６ｂはそれぞれ液体供給室１７ａ、１７ｂを備える。各カバープレート１６ａ、１６ｂは、一方側の端面を各圧電プレート１１ａ、１１ｂの端面Ｔａと面一に、他方側の端面は各圧電プレート１１ａ、１１ｂの端面Ｔａとは反対側の端面Ｔｃより手前に位置し、端面Ｔｃ近傍の各圧電プレート１１ａ、１１ｂの表面を露出させてそれぞれ圧電プレート１１ａ、１１ｂの表面に接合される。各液体供給室１７ａ、１７ｂはそれぞれチャンネルＣａ、Ｃｂの他方側に連通する。圧電プレート１１ａ、１１ｂの端面Ｔａには各チャンネルＣａ、Ｃｂの２つの開口Ｋａ、Ｋｂが２列に配列する。各圧電プレート１１ａ、１１ｂの端面Ｔｃ近傍の露出する表面にはそれぞれ駆動用フレキシブル基板１８ａ、１８ｂが接続する。各溝の内側面は図示しない駆動用電極を備える。

各カバープレート１６ａ、１６ｂの外表面にはそれぞれ流路部材１４ａ、１４ｂが設置される。各流路部材１４ａ、１４ｂはそれぞれ流路１５ａ、１５ｂを備え、各流路１５ａ、１５ｂはそれぞれ液体供給室１７ａ、１７ｂに連通する。支持枠１２は中央に貫通孔を備え、この貫通孔に液体加圧プレート１１の端面Ｔａ側が装着される。支持枠１２のノズルプレート１９側の表面と液体加圧プレート１１の端面Ｔａは面一に設置される。ノズルプレート１９は端面Ｔａと支持枠１２の表面に接着剤により接着される。ノズルプレート１９は２列のノズル列をなす複数のノズル２０を備え、各ノズル列のノズル２０はそれぞれチャンネルＣａ、Ｃｂに連通する。

液体加圧プレート１１は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）セラミックスからなる圧電体を使用することができる。支持枠１２は、アルミニウム等の金属材料を使用することができる。流路部材１４は合成樹脂材料、絶縁材料、金属材料等を使用することができる。ノズルプレート１９はポリイミドフィルム等の合成樹脂材料又は金属材料を使用することができる。

液体噴射ヘッド１０は次のように駆動する。各流路１５ａ、１５ｂに供給される液体は、各カバープレート１６ａ、１６ｂの液体供給室１７ａ、１７ｂを経由して各チャンネルＣａ、Ｃｂに分流し、各チャンネルＣａ、Ｃｂに充填される。駆動用フレキシブル基板１８ａ、１８ｂを介して駆動信号がチャンネルＣａ、Ｃｂの内側面の駆動電極に印加されると、チャンネルＣａ、Ｃｂを構成する側壁が変位する。例えば、チャンネルＣａ、Ｃｂの容積を急激に拡大して液体供給室１７ａ、１７ｂから液体を引き込み、次にチャンネルＣａ、Ｃｂの容積が急激に縮小して、ノズル２０から液滴を吐出する。

本実施形態では、液体加圧プレート１１が金属からなる支持枠１２の貫通孔に装着される。液体加圧プレート１１は駆動により発熱するので、チャンネルＣ内の液体は加熱されて昇温する。一方、液体加圧プレート１１の熱は支持枠１２に伝達し、支持枠１２を昇温する。従って、支持枠１２の温度を検出することによりチャンネルＣ内の液体の実際の温度に近い温度を検出することができる。なお、本実施形態に示す液体噴射ヘッド１０は一例であり、図２に示す構成に限定されない。例えば、液体加圧プレート１１は圧電プレート１１ａとカバープレート１６ａの積層構造であってもよいし、圧電プレート１１ｂとカバープレート１６ｂの積層構造であってもよい。本実施形態の液体噴射ヘッド１０は、温度センサ１により支持枠１２を介して液体加圧プレート１１内の液体の温度を検出することができるので、液滴の吐出条件を安定させることができる。

（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１０の断面模式図である。第二実施形態と異なる点は、温度センサ１を支持枠１２に設置する方向が異なる点であり、その他の構成は第二実施形態と同様である。以下、第二実施形態と異なる点について説明する。同一の部分また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。

凹部１３は、支持枠１２のノズルプレート１９とは反対側の第三面Ｓ３に位置し、凹部１３の開口部は第二実施形態よりも広く、凹部１３の深さは第二実施形態よりも浅い。凹部１３の開口部は一部を除いて流路部材１４ｂの第四面Ｓ４により覆われる。温度センサ１のフレキシブル基板２は、一方端Ｅａが流路部材１４ｂの第四面Ｓ４に当接し、温度検出素子４が位置するフレキシブル基板２の第二面Ｓ２は、凹部１３の内底面ＴＳに接触する。

温度検出素子４を凹部１３に収容する際は、フレキシブル基板２の一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａにおいて折り曲げて凹部１３に装着する。フレキシブル基板２の一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａは他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂよりも曲げ剛性が小さいので容易に折り曲げることができる。また、フレキシブル基板２を折り曲げないで一方端Ｅａから凹部１３に挿入してもよい。その場合、フレキシブル基板２は、一方端Ｅａが内側面ＮＳ１から流路部材１４ｂの第四面Ｓ４を摺動し、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂよりも曲げ剛性の小さい一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａから折れ曲がる。

フレキシブル基板２の一方端Ｅａは折り曲げに反発する反発力により、温度検出素子４が位置するフレキシブル基板２の第二面Ｓ２は凹部１３の内底面ＴＳに押圧される。その結果、支持枠１２から温度検出素子４に熱が伝わりやすくなる。更に、温度検出素子４の上面はフレキシブル基板２により覆われるので、温度検出素子４の上面に端子４ａが露出しても、この端子４ａが凹部１３の内表面や第四面Ｓ４に接触して短絡することがない。なお、凹部１３に熱伝導性接着剤を充填して温度検出素子４を埋め込むことができる。また、流路部材１４ｂの第四面Ｓ４に凹部からなる係止部を設け、フレキシブル基板２の一方端Ｅａがこの係止部に係合するように構成すれば、温度センサ１を凹部１３に固く固定することができる。

（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１０の温度センサ１の上面模式図である。第一実施形態と異なる点は、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂに電極配線３とは電気的に分離する付加電極６を備える点である。同一の部分また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、温度センサ１はフレキシブル基板２と温度検出素子４を備える。フレキシブル基板２は、長尺形状を有し、長手方向の一方端Ｅａの手前の位置から他方端Ｅｂの側に延在する２本の平行な電極配線３を有する。温度検出素子４は、フレキシブル基板２の一方端Ｅａの手前に位置し、電極配線３と電気的に接続する。そして、温度検出素子４の近傍領域Ｒにおいてフレキシブル基板２を長手方向に折り曲げる曲げ剛性は、一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａのほうが他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂよりも小さい。

具体的には、フレキシブル基板２は他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂに曲げ剛性を増加させる補強部５を備え、補強部５は、電極配線３とは電気的に分離し、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂに位置する付加電極６からなる。付加電極６は、２本の電極配線３の間と、２本の電極配線３の外側に位置する。これにより、温度検出素子４の近傍領域Ｒにおいてフレキシブル基板２を長手方向、つまり温度検出素子４側に折り曲げる曲げ剛性は、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂよりも一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａの方を小さくすることができる。その結果、フレキシブル基板２の一方端Ｅａに上向きの応力を印加すると、フレキシブル基板２は一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａにおいて確実に折れ曲がる。そのため、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂが折れ曲がって電極配線３が断線するのを防ぐことができる。

なお、付加電極６と電極配線３が分離するので電極配線３の熱導電率が増加せず、電極配線３に接続する温度検出素子４の検出精度を低下させることがない。また、付加電極６は電極配線３と同じ材質で同じ厚さとすることができる。この場合は電極配線３のパターン形成と同時に付加電極６を形成することができるので製造が簡便となる。また、フレキシブル基板２は、第一実施形態と同様にベース基板２ａと第一の保護層２ｂの２層構造とし、温度検出素子４の設置領域を除いて、電極配線３、付加電極６及びベース基板２ａの第一面Ｓ１に第一の保護層２ｂを設置することができる。また、付加電極６を温度検出素子４の背面側に延設することができる。この場合に、２本の電極配線３のうちＧＮＤに接続する電極配線３に付加電極６を電気的に接続すれば、付加電極６はノイズから温度検出素子４を保護するシールド材として機能する。なお、フレキシブル基板２の材質や外形形状、電極配線３の材質は第一実施形態と同様である。また、本実施形態に係る温度センサ１を第二及び第三実施形態の液体噴射ヘッド１０に容易に適用することができる。

（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１０の温度センサ１の説明図である。図５（ａ）は温度センサ１の上面模式図であり、図５（ｂ）は温度センサ１の断面模式図であり、図５（ｃ）は変形例に係る温度センサ１の断面模式図である。第一及び第四実施形態と異なる点は、補強部５がフレキシブル基板２の温度検出素子４が位置する面とは異なる面に位置する点である。同一の部分また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５（ａ）に示すように、温度センサ１は、フレキシブル基板２と温度検出素子４を備える。フレキシブル基板２は、長尺形状を有し、長手方向の一方端Ｅａの手前の位置から他方端Ｅｂの側に延在する電極配線３を有する。温度検出素子４は、フレキシブル基板２の一方端Ｅａの手前に位置し、電極配線３と電気的に接続する。そして、温度検出素子４の近傍領域Ｒにおいてフレキシブル基板２を長手方向に折り曲げる曲げ剛性は、一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａのほうが他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂよりも小さい。即ち、フレキシブル基板２は、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂに曲げ剛性を増加させる補強部５を備える。補強部５は、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂであり、フレキシブル基板２の温度検出素子４が位置する第一面Ｓ１とは異なる第二面Ｓ２に位置する。

具体的に説明する。図５（ｂ）に示すように、フレキシブル基板２は、ベース基板２ａと、ベース基板２ａの第一面Ｓ１に積層する第一の保護層２ｂと、ベース基板２ａの第一面Ｓ１とは反対側の第二面Ｓ２に積層する第二の保護層２ｃの３層構造を有する。ベース基板２ａ、第一及び第二の保護層２ｂ、２ｃは、いずれも長尺形状の同じ外形を有する。ベース基板２ａは、第一面Ｓ１に位置し一方端Ｅａの手前から他方端Ｅｂの側に延在する２本の平行な電極配線３を備える。温度検出素子４は、ベース基板２ａの第一面Ｓ１に位置し、一方端Ｅａの手前の電極配線３に実装される。ベース基板２ａは、更に、温度検出素子４に対応する領域と温度検出素子４の他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂを含む第二面Ｓ２に位置する補強部５を備える。第一の保護層２ｂは、温度検出素子４の領域を除去して、温度検出素子４を外部に露出させる。第二の保護層２ｃは補強部５の表面を覆ってベース基板２ａの第二面Ｓ２に積層する。補強部５は、例えば電極配線３と同じ導体を使用することができる。補強部５として導体を使用すれば、支持枠１２から温度検出素子４への熱伝導性が向上する。また、補強部５として、第二の保護層２ｃと同じ材質を使用することができる。つまり、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂのフレキシブル基板２の厚さを一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａよりも厚く形成する。

これにより、フレキシブル基板２の一方端Ｅａに上向きの応力を印加すると、フレキシブル基板２は、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂよりも一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａの方が折れ曲がる。その結果、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂが折れ曲がって電極配線３が断線するのを防ぐことができる。また、温度検出素子４の上面を一方端Ｅａ側のフレキシブル基板２により覆うことが容易となる。なお、フレキシブル基板２の材質や外形形状、電極配線３の材質は第一実施形態と同様である。また、本実施形態に係る温度センサ１を第二及び第三実施形態の液体噴射ヘッド１０に容易に適用することができる。

次に、図６に示す変形例１を説明する。図６（ａ）は温度センサ１の上面模式図であり、図１（ｂ）は温度センサ１の部分ＢＢの断面模式図である。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。第五実施形態においては、第一面Ｓ１に２本の電極配線３が位置し、第二面Ｓ２に補強部５が位置する。本変形例１においては、第一面Ｓ１に２本の電極配線３ａ、３ｂが位置し、第二面Ｓ２に補強部５が位置する構成は第五実施形態と同様である。しかし、一方の電極配線３ａは温度検出素子４の背面下方から他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂまで延在し、第二面Ｓ２には温度検出素子４の背面下方から他方端Ｅｂの側に電極配線３ｃが延在し、電極配線３ａと電極配線３ｃは、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂに位置しベース基板２ａを貫通する貫通電極２２を介して電気的に接続する点が異なる。従って、第二面Ｓ２の電極配線３ｃは、貫通電極２２を介して温度検出素子４の一方の端子４ａに電気的に接続し、第一面Ｓ１の電極配線３ｂは温度検出素子４の他方の端子４ｂに電気的に接続する。そして、第二面Ｓ２の電極配線３ｃは、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂにおいてフレキシブル基板２の幅方向に広く形成し、補強部５として機能させる。その結果、フレキシブル基板２を長手方向に折り曲げる曲げ剛性は、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂのほうが一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａよりも大きくなり、加えて、ベース基板２ａの第一面Ｓ１及び第二面Ｓ２を有効利用することができ、ベース基板２ａの幅を縮小させることができる。また、第二面Ｓ２の補強部５を、図６（ｂ）に示すように温度検出素子４の背面下方に延設し、第二面Ｓ２の電極配線３ｃをＧＮＤに接続すれば、補強部５をノイズから温度検出素子４を保護するシールド材として機能させることができる。

次に、図７に示す変形例２を説明する。図７（ａ）は温度センサ１の上面模式図であり、図１（ｂ）は温度センサ１の部分ＣＣの断面模式図である。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。第五実施形態と異なる点は、補強部５が導体からなり、２本の電極配線３ａ、３ｂのうちＧＮＤに接続する電極配線３ａが、ベース基板２ａを貫通する貫通電極２２を介して補強部５に電気的に接続する点である。その他の構成は第五実施形態と同様である。貫通電極２２は他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂに位置する。補強部５は電極配線３と同じ金属膜を使用することができる。その結果、フレキシブル基板２を長手方向に折り曲げる曲げ剛性は、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂのほうが一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａよりも大きくなり、加えて、補強部５にノイズから温度検出素子４を保護する機能を付与することができる。

（第六実施形態）
図８は、本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッド１０の温度センサ１の断面模式図である。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８に示すように、温度センサ１は、フレキシブル基板２と温度検出素子４を備える。フレキシブル基板２は、長尺形状を有し、長手方向の一方端Ｅａの手前の位置から他方端Ｅｂの側に延在する電極配線３を有する。温度検出素子４は、フレキシブル基板２の一方端Ｅａの手前に位置し、電極配線３と電気的に接続する。そして、温度検出素子４の近傍領域Ｒにおいてフレキシブル基板２を長手方向に折り曲げる曲げ剛性は、一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａのほうが他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂよりも小さい。即ち、フレキシブル基板２は、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂの厚さＷｂのほうが一方端Ｅａの側の厚さＷａよりも厚い。

具体的に説明する。フレキシブル基板２は、ベース基板２ａと、ベース基板２ａの第一面Ｓ１に積層する第一の保護層２ｂとを備える。ベース基板２ａは、第一面Ｓ１に位置し一方端Ｅａの手前から他方端Ｅｂの側に延在する２本の平行な電極配線３を備える。温度検出素子４は、ベース基板２ａの第一面Ｓ１に位置し、一方端Ｅａの手前の電極配線３に実装される。第一の保護層２ｂは、温度検出素子４の位置よりも他方端Ｅｂの側の第一面Ｓ１及び電極配線３に積層し、温度検出素子４及び温度検出素子４よりも一方端Ｅａの側には積層しない。従って、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂに位置する第一の保護層２ｂはフレキシブル基板２を折り曲げる際の補強部として機能する。

これにより、フレキシブル基板２の一方端Ｅａに上向きの応力を印加すると、フレキシブル基板２は、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂよりも一方端Ｅａの側の近傍領域Ｒａが折れ曲がる。その結果、他方端Ｅｂの側の近傍領域Ｒｂが折れ曲がって電極配線３が断線するのを防ぐことができる。また、温度検出素子４の上面を一方端Ｅａ側のフレキシブル基板２により覆うことが容易となる。なお、フレキシブル基板２の材質や外形形状、電極配線３の材質は第一実施形態と同様である。また、本実施形態に係る温度センサ１を第二及び第三実施形態の液体噴射ヘッド１０に容易に適用することができる。

（第七実施形態）
図９は本発明の第七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１０、１０’を往復移動させる移動機構４０と、液体噴射ヘッド１０、１０’に液体を供給し、液体噴射ヘッド１０、１０’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。各液体噴射ヘッド１０、１０’は液体加圧プレート１１と、支持枠１２と、温度センサ１とを備える。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。また、図示しない圧力センサや流量センサを設置し、液体の流量を制御することもできる。液体噴射ヘッド１０、１０’として、第二又は第三実施形態において説明した液体噴射ヘッド１０を使用する。

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に液体を吐出する液体噴射ヘッド１０、１０’と、液体噴射ヘッド１０、１０’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１０、１０’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１０、１０’、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１０、１０’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。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１０、１０’に供給する。各液体噴射ヘッド１０、１０’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１０、１０’から液体を吐出させるタイミング、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 温度センサ
２ フレキシブル基板、２ａ ベース基板、２ｂ 第一の保護層、２ｃ 第二の保護層
３、３ａ、３ｂ、３ｃ 電極配線
４ 温度検出素子、４ａ、４ｂ 端子
５ 補強部
６ 付加電極
１０、１０’ 液体噴射ヘッド
１１ 液体加圧プレート、１１ａ、１１ｂ 圧電プレート
１２ 支持枠
１３ 凹部
１４、１４ａ、１４ｂ 流路部材
１５、１５ａ、１５ｂ 流路
１６、１６ａ、１６ｂ カバープレート
１７、１７ａ、１７ｂ 液体供給室
１８、１８ａ、１８ｂ 駆動用フレキシブル基板
１９ ノズルプレート
２０ ノズル
２２ 貫通電極
Ｃ、Ｃａ、Ｃｂ チャンネル
Ｒ、Ｒａ、Ｒｂ 近傍領域、Ｒｘ 配線露出領域
Ｅａ 一方端、Ｅｂ 他方端
Ｓ１ 第一面、Ｓ２ 第二面、Ｓ３ 第三面、Ｓ４ 第四面
Ｔａ 端面、Ｔｂ 側面、Ｋａ、Ｋｂ 開口、ＮＳ１、ＮＳ２ 内側面、ＴＳ 内底面

Claims (11)

1. 長手方向の一方端の手前の位置から他方端の側に延在する電極配線を有するフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の前記一方端の手前に位置し、前記電極配線と電気的に接続する温度検出素子と、を備える温度センサと、
   複数のチャンネルを備える液体加圧プレートと、を備え、
   前記温度検出素子の近傍領域において前記フレキシブル基板を前記長手方向に折り曲げる曲げ剛性は、前記一方端の側の前記近傍領域のほうが前記他方端の側の前記近傍領域よりも小さい液体噴射ヘッド。
2. 前記フレキシブル基板は、前記他方端の側の前記近傍領域に前記曲げ剛性を増加させる補強部を備える請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記補強部は、前記他方端の側の前記近傍領域に位置する前記電極配線である請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記他方端の側の前記近傍領域に位置する前記電極配線は、前記他方端の近傍に位置する前記電極配線よりも、前記長手方向に直交する方向の電極幅が広い請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記補強部は、前記他方端の側の前記近傍領域に位置し、前記電極配線とは電気的に分離する付加電極である請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記補強部は、前記他方端の側の前記近傍領域であり、前記フレキシブル基板の前記温度検出素子が位置する面とは異なる面に位置する請求項２又は５に記載の液体噴射ヘッド。
7. 前記補強部は、導体からなり、前記電極配線に貫通電極を介して電気的に接続する請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
8. 前記補強部は、前記他方端の側の前記近傍領域に位置する前記フレキシブル基板である請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
9. 前記フレキシブル基板は、前記一方端の側の前記近傍領域の厚さのほうが前記他方端の側の前記近傍領域の厚さよりも薄い請求項８に記載の液体噴射ヘッド。
10. 凹部を有し、前記液体加圧プレートを支持する支持枠を更に備え、
    前記温度センサは、前記温度検出素子の近傍において前記一方端の側が前記温度検出素子の上面側に折れ曲がり、
    前記凹部は、前記温度検出素子と前記一方端の側の折れ曲がる前記フレキシブル基板とを収容する請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
11. 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。

Images