JPH11227191A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 常温下で、印字ヘッドのプリント基板への取
り付けと、これらの複数の端子と接続用端子との電気的
接続とを同時にかつ簡単に行うことができるインクジェ
ット記録装置を提供する。 【解決手段】 印字ヘッド１に複数のアクチュエータに
接続された複数の端子３を、プリント基板２に前記端子
３に接触して前記アクチュエータに給電する複数の導電
性突部４を有する配線パターン１４を設ける。導電性突
部４と端子３との接触部分を導電性ペースト５で覆い、
さらにその周囲を紫外線硬化タイプの接着剤６で覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に関し、特にインクを噴射する印字ヘッドとプリ
ント基板との電気的接続部分の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットノズルからインク
を噴射して記録するインクジェット記録装置としては、
小型化できかつ高速記録が可能なオンデマンド方式、特
に圧電素子を変形させたり、熱でインクを気化させるな
どしてインクの噴射圧力を発生する方式を採用したもの
が一般に普及している。

【０００３】例えば圧電素子による圧力制御方式を採用
したインクジェット記録装置においては、インク供給源
からインクが供給される複数のインク通路と、これらの
インク通路を構成する圧電素子からなる複数の隔壁と、
これらの隔壁の側面に設けられた複数の電極とを有する
印字ヘッドとを備え、駆動回路を内蔵した駆動ＩＣから
の駆動信号をインクを噴射させるインク通路に対応する
隔壁の電極に供給することで、隣接する２つの隔壁がイ
ンク通路の容積を変化するようにそれぞれせん断歪みに
より変形して、インク通路内のインクがその先端の噴射
ノズルから噴射されるようになっている。

【０００４】具体的には、図５に示すように、二色印字
用のインクジェット記録装置においては、印字ヘッド５
１，５１は、複数のインク通路を形成した圧電材料から
なるもので、側面には、複数のインク通路に対応させて
設けたアクチュエータに給電するための複数の引き出し
電極部５２，５２が形成されている。一方、駆動回路を
内蔵した駆動ＩＣ５３，５３を取り付けたプリント基板
５４には、前記駆動ＩＣ５３，５３に接続され接続接点
を含む配線パターン５５が形成されている。そして、こ
れらの複数の引き出し電極部５２，５２と、配線パター
ン５５の複数の端子とは、可撓性を有する配線材ＦＰＣ
５６，５６により電気的に接続されている。

【０００５】ところが、そのようなインクジェット記録
装置においては、プリント基板５４に形成された配線パ
ターン５５の複数の端子と、印字ヘッド５１，５１に形
成された複数の引き出し電極部５２，５２とを接続する
ＦＰＣ５６，５６には、インク通路数に対応する多数の
信号線が設けられており、そのＦＰＣ５６，５６をこれ
ら複数の引き出し電極部５２，５２や配線パターン５５
に接続する電気的接続構造が複雑化するという問題があ
る。それに加えて、カラー印字などのために複数の印字
ヘッドを備えるものでは、各印字ヘッド間に、ＦＰＣが
干渉しないための間隔を設けなければならず、記録装置
が大型化すると共に、各印字ヘッドの噴射ノズルの相互
の位置を高精度に固定しなければならず、そのための作
業が非常に複雑となるという問題がある。

【０００６】そこで、例えば図６（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、印字ヘッド６１，６１の側面に駆動ＩＣ６２，６
２を設けるとともに、駆動ＩＣ６２，６２に接続された
複数の引き出し電極部６３，６３を設ける一方、プリン
ト基板６４に形成された配線パターン６５の端部には、
前記印字ヘッド６１，６１の引き出し電極部６３，６３
の端部である端子に対応する複数の接続用端子を設け、
印字ヘッド６１，６１の端面に接着剤を塗布した状態
で、複数の端子と接続用端子とが対応するように、印字
ヘッド６１，６１をプリント基板６４に取り付けること
で、ＦＰＣを用いることなく、印字ヘッド６１，６１の
プリント基板６４への取り付けと、これらの複数の端子
と接続用端子との電気的接続とを同時にかつ簡単に行う
ことが考えられる。なお、図６（ａ）（ｂ）において、
６５，６５はノズルが開口する端面、６６，６６はマニ
ホールドが装着される端面である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構造の
場合は、電気的接続を確実にするために、印字ヘッド６
１，６１の各端子とプリント基板６４の配線パターン６
５の接続用端子とは、ハンダ等によりろう付け接合され
る（ろう付け部６７，６７参照）。すなわち、印字ヘッ
ド６１，６１の位置を定めてから、ろう付けの必要があ
り、印字ヘッドの位置決め治具と印字ヘッド自体とを、
ろう材が溶融する温度まで加熱する必要がある。

【０００８】そのため、加熱により圧電素子の特性が劣
化するおそれがあることから、ろう材の加熱によって圧
電素子の分極を劣化させたり消去させてしまうことのな
いよう、その溶融温度がキューリ点以下のものを使用し
たり、加熱温度がキューリ点を超えても、分極を劣化さ
せたり消去させてしまうことのない短時間で、ろう付け
処理をする配慮が必要であり、作業効率が低かった。ま
た、加熱温度に耐えることができない部品は、後付けす
る必要があり、さらに、プリント基板とヘッド部の位置
決め治具の熱膨張差による位置決め精度の低下の問題が
ある。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、常温下で、印字ヘッドのプリント基板への取り付け
と、これらの複数の端子と接続用端子との電気的接続と
を同時にかつ簡単に行うことができるインクジェット記
録装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
のインク通路とそれらのインク通路内のインクを噴射さ
せる複数のアクチュエータとを含む印字ヘッドを備えた
インクジェット記録装置において、前記印字ヘッドに設
けられ前記複数のアクチュエータに接続された複数の端
子又は導電性突部と、プリント基板側に設けられ前記端
子又は導電性突部に接触して前記アクチュエータに給電
する複数の導電性突部又は端子を有する配線パターン
と、前記導電性突部と端子との接触部分を覆う導電性ペ
ーストとを備えるものである。

【００１１】請求項１の発明によれば、印字ヘッド側の
複数のアクチュエータに接続された複数の端子又は導電
性突部に、プリント基板側の配線パターンの複数の導電
性突部又は端子が接触されていることから、その接触部
分を通じて、前記アクチュエータに給電される。そし
て、前記導電性突部と端子との接触部分が導電性ペース
トにて覆われており、従来のようにろう付けを用いなく
ても、電気的な接続が確実になされる。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１のインクジェ
ット記録装置において、前記導電性ペーストが、周囲が
接着剤にて覆われているものである。

【００１３】請求項２の発明によれば、導電性ペースト
の周囲が接着剤にて覆われており、その接着剤の収縮力
により、導電性突部と端子との接触が確実になされ、電
気的な信頼性が高まると共に、ヘッド部とプリント基板
とが強固に結合されて一体化され、１つのヘッドユニッ
トとなる。

【００１４】請求項３の発明は、請求項２のインクジェ
ット記録装置において、前記接着剤が、紫外線硬化タイ
プの接着剤であるものである。

【００１５】請求項３の発明によれば、紫外線硬化接着
剤を用いているので、常温で短時間に硬化し、通常の二
液型の接着剤などを用いるよりも有利である。

【００１６】請求項４の発明は、請求項２のインクジェ
ット記録装置において、前記導電性ペーストが、導電性
接着剤であるものである。

【００１７】請求項４の発明によれば、導電性ペースト
が導電性接着剤であるので、電気的な接続を確実にする
のに加えて、ヘッド部とプリント基板との結合力も高め
られる。

【００１８】請求項５の発明は、請求項４記載のインク
ジェット記録装置において、前記導電性ペーストは、そ
の周囲を覆う前記接着剤よりも収縮率が小さいものであ
る。

【００１９】請求項５の発明によれば、導電性ペースト
が、その周囲を覆う接着剤の収縮によって圧縮力を受け
ることになるので、導電性突部と端子との電気的接続が
一層確実になされる。

【００２０】請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれ
かのインクジェット記録装置において、前記印字ヘッド
が、前記複数のインク通路と連通し先端面に開口した複
数のインクジェットノズルを有すると共に後端面に端子
又は導電性突部を有するものである。

【００２１】請求項６の発明によれば、インクジェット
ノズルを有する先端面とは反対側の後端面に印字ヘッド
側の端子又は導電性突部が設けられているので、プリン
ト基板側の導電性突部又は端子との電気的接続が確実か
つ容易になされる。

【００２２】請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれ
かのインクジェット記録装置において、前記アクチュエ
ータが、電圧を印加することによりインクに噴射のため
の圧力を発生させる圧電素子であるものである。

【００２３】請求項７の発明によれば、接着剤による接
合を行っているので、従来のようにろう付けのために加
熱する必要がなくなり、加熱により圧電素子の特性が劣
化するということがない。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に沿って説明する。

【００２５】図１は本発明に係るインクジェット記録装
置の印字ヘッドとプリント基板との関係を示す斜視図、
図２は同横断面図である。図１及び図２に示すように、
印字ヘッド１，１の後端とプリント基板２とは、印字ヘ
ッド１，１側の複数の端子３，・・とプリント基板２側
の複数の導電性突部４，・・との接触により電気的接続
がなされると共に、前記端子３と導電性突部４との接触
部分の周囲を、導電性ペースト５及び紫外線硬化タイプ
の接着剤６からなる二層の接着剤にて覆うことで接着固
定されて一体化されている。

【００２６】前記印字ヘッド１は、複数のインク通路
（図示せず）とそれらのインク通路内のインクを噴射さ
せる複数のアクチュエータとを含むものであり、アクチ
ュエータとしては、電圧を印加することによりインクに
噴射のための圧力を発生させる圧電素子（例えばピエゾ
素子）が用いられている。

【００２７】さらに詳述すると、前記印字ヘッド１は、
先端面には複数のノズルが列状に設けられたノズルプレ
ート７が設けられ、側面には前記複数のアクチュエータ
に接続された引き出し電極部１６が設けられている。ま
た、前記印字ヘッド１の側面には、駆動回路を内蔵した
駆動ＩＣ１２が取り付けられ、該駆動ＩＣ１２が引き出
し電極部１６を介してアクチュエータに接続されてい
る。さらに駆動ＩＣ１２の入力電極部１１が、印字ヘッ
ド１の側面に沿って設けられ、後端面８の側縁に沿っ
て、入力電極部１１の端部である前記複数の端子３が設
けられている。なお、ノズルプレート７に形成されたノ
ズルは、複数のインク通路と連通している。また、印字
ヘッド１の後端面８には、インク供給源、例えばインク
カートリッジからのインクをインク通路に分配するマニ
ホールド１３が取り付けられている。マニホールド１３
は、プリント基板２の開口部２ａをとおって後方に突出
している。

【００２８】一方、プリント基板２は、剛性を有する材
料で形成され、周知の印刷配線、又は表面に形成された
薄膜状の金属膜をエッチング処理して不要部を除去する
ことで形成された配線パターン１４を有する。この配線
パターン１４の一方の端部すなわち接続接点１５は、ド
ットマトリックス状の記録のためのシリアルデータから
なる噴射駆動信号や制御信号を出力する記録制御回路に
可撓性配線材ＦＰＣ（図示せず）を介して接続されてい
る。その配線パターン１４の他方の端部には、印字ヘッ
ド１をプリント基板２の所定の位置に取り付けたとき
に、印字ヘッド１の複数の端子３に接触する複数の導電
性突部４が設けられている。すなわち、導電性突部４
は、前記端子３に対応して設けられ前記端子３に電気的
に接触することで前記アクチュエータに給電するように
なっている。

【００２９】また、前記端子３と導電性突部４との接触
部分について詳述すると、その接触部分は、まず、接着
性のある導電性ペースト５にてその周囲が覆われ、その
外側が電気絶縁性のある紫外線硬化タイプの接着剤６に
て覆われている。そして、その導電性ペースト５および
接着剤６自体の、特性として有する表面張力や乾燥時の
収縮力により、端子３と導電性突部４とが互いに押し合
う方向に付勢され、それらの接触が確実になされる。そ
の結果、端子３と導電性突部４との電気的接触について
の信頼性が高まると共に、印字ヘッド１とプリント基板
２とが強固に結合されて一体化される。導電性ペースト
５は、公知のように流動性のある材料に導電性のある粒
子を混合したものである。したがって、接着剤６を導電
性ペースト５よりも収縮率の大きいものを使用すること
により、接着剤６および導電性ペースト５の乾燥後、導
電性ペースト５は、接着剤６の収縮によって圧縮力を受
け、導電性のある粒子どうしの接触面が多くなり、端子
３と導電性突部４との電気的接触が一層確実になされ
る。

【００３０】ここで、特に、接着剤として紫外線硬化接
着剤６を用いているので、常温で短時間に硬化し、通常
の二液型の接着剤などを用いるよりも有利である。ま
た、紫外線硬化タイプの接着剤６にて印字ヘッド１とプ
リント基板２との結合力は確保されるので、導電性ペー
スト５に接着力の弱いもの、あるいは接着力のないもの
を用いることもできる。また、導電性ペーストとして、
異方性導電接着剤を用いれば、端子３と導電性突部４の
接触部に押圧力を加えることにより両者間の導電性を一
層良好にすることができる。

【００３１】このように構成すれば、前記端子３と導電
性突部４との接触部分を導電性ペースト５にて覆い、そ
の外側を紫外線硬化タイプの接着剤６にて覆っているの
で、従来のようにろう付けを行うことなく、電気的な接
続を確実にして、アクチュエータへの給電を確実にする
ことができ、また、ろう付けを行う必要がないから、常
温下で、電気的接続を施すことができる。よって、ろう
付けなどのために加熱する必要がなくなるので、加熱に
よって圧電素子の分極を劣化したり消去したりしてしま
うことのないよう、その溶融温度がキューリ点以下のも
のを使用する必要はなく、また、加熱温度がキューリ点
を超えても分極を劣化させたり消去させてしまうことの
ないように短時間で作業をする必要もなく、さらに、加
熱温度に耐えることができない部品を後付けする必要も
なくなり、作業効率の向上が図れる。それに加えて、プ
リント基板とヘッド部の位置決め治具の熱膨張差による
位置決め精度の低下の問題もなくなる。

【００３２】前記実施の形態においては、駆動ＩＣ１２
を印字ヘッド１側に設けていることから、インク噴射動
作により駆動ＩＣ１２で発生した熱は印字ヘッド１に効
率よく伝達され、印字ヘッド１からあるいは噴射するイ
ンクを通じて効率よく放熱させることができ、同時に、
印字ヘッド１に伝達された熱により、インク通路のイン
クが暖められてインクの粘度が低下することから、イン
ク噴射性能が高まるという利点があるが、本発明はその
ような構成に限定されるものではなく、図３及び図４に
示すように、駆動ＩＣ１２Ａをプリント基板２側に設け
ることも可能である。このようにすれば、駆動ＩＣ１２
Ａの大きさに応じた取り付けスペースを十分に確保して
プリント基板２に取り付けることができ、また、駆動Ｉ
Ｃ１２Ａが複数の印字ヘッド１を一括して駆動するよう
に構成することができる。駆動ＩＣ１２は、制御回路か
ら入力したシリアルデータを、シフトレジスタ等により
印字ヘッドのアクチュエータに対応したパラレルデータ
に変換して出力するから、引き出し電極１６の数よりも
入力電極１１の数の方が少ない。このため、図１及び図
２のものの方が接続する端子３と導電性突部４の数を少
なくできる。

【００３３】前記実施の形態においては、印字ヘッド１
に複数の端子３が、プリント基板２側に前記端子３に接
触する複数の導電性突部４を有する配線パターン１４が
それぞれ設けられているが、逆に、印字ヘッドに複数の
導電性突部を、プリント基板側に前記導電性突部に接触
する複数の端子を有する配線パターンをそれぞれ設ける
ようにすることも可能である。

【００３４】印字ヘッド１をプリント基板２の開口部２
ａに嵌合したり、あるいは他の固定手段を用いて固定す
るようにすることも可能である。

【００３５】さらに、前記実施の形態においては、電圧
を印加すると機械的変形をする圧電素子（ピエゾ素子
等）を利用してインク溝内に溜めてあるインクを押し出
し射出する圧電素子型のインクジェット記録装置に適用
したものであるが、そのほか、インクに発熱抵抗体（硼
化ジルコニウム等）の発する熱を瞬間的に与え、膜沸騰
させ、その沸騰気泡の体積膨張を利用してインクを射出
させるいわゆるバブルジェット型のインクジェット記録
装置にも適用することができる。

【００３６】さらに、また、印字ヘッドのノズルを、水
平方向に開口するものだけでなく、下向き、傾斜などの
任意の方向にノズルを向けたものにも本発明を適用する
ことができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、以上に説明したような形態で
実施され、以下に述べるような効果を奏する。

【００３８】請求項１の発明は、印字ヘッド側の複数の
アクチュエータに接続された複数の端子又は導電性突部
に、プリント基板側の配線パターンの複数の導電性突部
又は端子を接触させ、その導電性突部と端子との接触部
分を導電性ペーストにて覆っているので、従来のように
ろう付けを行うことなく、電気的な接続を確実にして、
アクチュエータへの給電を確実にすることができる。ま
た、ろう付けを行う必要がないから、常温下で電気的接
続を施すことができる。よって、ろう付けなどの加熱に
耐えることができない部品を後付けする必要がなく、ヘ
ッドの性能検査後に組み付けることが可能となるし、プ
リント基板と印字ヘッドの位置決め治具の熱膨張差を考
慮する必要もなくなる。

【００３９】請求項２の発明は、導電性ペーストの周囲
を接着剤にて覆っているので、その接着剤の収縮力によ
り、導電性突部と端子との接触を確実にして、電気的な
信頼性を高めると共に、ヘッド部とプリント基板とを強
固に結合して一体化することができる。また、接着剤を
用いているので、接着剤を仮硬化させた後、位置ずれな
どの不具合が生ずれば、不具合を生じた印字ヘッドのみ
を交換するも簡単にできる。

【００４０】請求項３の発明は、紫外線硬化タイプの接
着剤を用いているので、常温で短時間に硬化し、通常の
二液型の接着剤などを用いるよりも有利である。

【００４１】請求項４の発明は、導電性ペーストが導電
性接着剤であるので、電気的な接続を確実にできるのに
加えて、ヘッド部とプリント基板との結合力を高めるこ
とができる。

【００４２】請求項５の発明は、導電性ペーストが、そ
の周囲を覆う接着剤よりも収縮率が小さいので、接着剤
の収縮によって導電性ペーストが圧縮され、導電性突部
と端子との接触を一層確実にすることができる。

【００４３】請求項６の発明は、インクジェットノズル
を有する先端面とは反対側の後端面に印字ヘッド側の端
子又は導電性突部を設けているので、印字ヘッド側の端
子又は導電性突部とプリント基板側の導電性突部又は端
子との電気的接続を確実かつ容易にすることができる。

【００４４】請求項７の発明は、アクチュエータが、電
圧を印加することによりインクに噴射のための圧力を発
生する圧電素子であるが、接着剤による接合を行ってい
るので、従来のようにろう付けのために加熱する必要が
なくなり、加熱により圧電素子の特性が劣化するという
ことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェット記録装置のヘッド
部とプリント基板との関係を示す斜視図である。

【図２】同横断面図である。

【図３】他の実施の形態についての図１と同様の図であ
る。

【図４】他の実施の形態についての図２と同様の図であ
る。

【図５】従来例の説明図である。

【図６】他の従来例を示し、（ａ）は斜視図，（ｂ）は
同横断面図である。

【符号の説明】

１ 印字ヘッド ２ プリント基板 ３ 端子 ４ 導電性突部 ５ 導電性ペースト ６ 紫外線硬化タイプの接着剤 １４ 配線パターン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のインク通路とそれらのインク通路
   内のインクを噴射させる複数のアクチュエータとを含む
   印字ヘッドを備えたインクジェット記録装置において、 前記印字ヘッドに設けられ前記複数のアクチュエータに
   接続された複数の端子又は導電性突部と、 プリント基板側に設けられ前記端子又は導電性突部に接
   触して前記アクチュエータに給電する複数の導電性突部
   又は端子を有する配線パターンと、 前記導電性突部と端子との接触部分を覆う導電性ペース
   トとを備えることを特徴とするインクジェット記録装
   置。
2. 【請求項２】 前記導電性ペーストは、周囲が接着剤に
   て覆われているところの請求項１記載のインクジェット
   記録装置。
3. 【請求項３】 前記接着剤は、紫外線硬化タイプの接着
   剤であるところの請求項２記載のインクジェット記録装
   置。
4. 【請求項４】 前記導電性ペーストは、導電性接着剤で
   あるところの請求項２記載のインクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記導電性ペーストは、その周囲を覆う
   前記接着剤よりも収縮率が小さいところの請求項４記載
   のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記印字ヘッドは、前記複数のインク通
   路と連通し先端面に開口した複数のインクジェットノズ
   ルを有すると共に後端面に端子又は導電性突部を有する
   ところの請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェッ
   ト記録装置。
7. 【請求項７】 前記アクチュエータは、電圧を印加する
   ことによりインクに噴射のための圧力を発生させる圧電
   素子であるところの請求項１〜６のいずれかに記載のイ
   ンクジェット記録装置。