KR100481901B1 - 잉크젯 헤드 및 인쇄 장치 - Google Patents

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후지 샤신 필름 가부시기가이샤
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Abstract

가압 챔버 내의 노즐로부터 잉크를 토출하도록 복수의 가압 챔버 내에 제공된 가압 구역을 가압하기 위한 잉크젯 헤드(100)를 구비한 인쇄 장치에 있어서, 잉크 대기 공간(130)이 헤드 본체부(3)와 잉크 공급 부품(50) 사이에 형성되고, 잉크 대기 공간(130)과 각 압력실을 각각 일단측을 헤드 본체부(3)의 외면에서 잉크 대기 공간(130)에 개구시킴과 동시에 타단측을 각 압력실에 개구시켜 형성하는 잉크 공급로(129)에 의해 연통하고, 잉크 공급 부품(50)으로부터의 잉크를 각 압력실에 직접적으로 공급할 수 있으며, 동시에 잉크젯 헤드를 소형화할 수 있는 것 외에 집적도를 향상시킬 수 있으며, 또한 각 압력실에의 잉크의 공급을 균일화하여 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

잉크젯 헤드 및 인쇄 장치{INK JET HEAD AND PRINTER}
본 발명은 잉크 공급 부품으로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐을 갖는 잉크젯 헤드에 관한 것으로, 예를 들면 잉크젯 프린터의 인자 헤드에 이용하기 적합한 잉크젯 헤드 및 그 잉크젯 헤드를 구비한 인쇄 장치에 관한 것이다.
도33 및 도34는 모두 종래의 잉크젯 헤드(특개평7-148921호 공보)의 구성을 설명하기 위한 도면으로, 도33은 그 요부 구성을 도시하는 분해사시도이고, 도34는 그 요부 구성을 도시하는 종단면도이다
종래의 잉크젯 헤드는 이들 도33 및 도34에 도시한 바와 같이, 압력 발생 유닛(320)과 유로 유닛(340)을 구비하여 구성되어 있다.
압력 발생 유닛(320)은 연통로 기판(301), 압력실 형성 기판(302), 진동판(304)을 구비하여 구성되어 있고, 압력실 형성 기판(302)의 일면측(도33, 도34 중에서는 상측)에 진동판(304)을, 또 압력실 형성 기판(302)의 타면측(도33, 도34 중에서는 하측)에 연통로 기판(301)을 각각 접합하여 형성되어 있다.
압력실 형성 기판(302)에는 압력실(303)이 되는 부분이 펀칭에 의해 복수개 형성되어 있고, 또 연통로 기판(301)에는 압력실 형성 기판(302)에 있어서의 각 압력실(303)과 후술하는 잉크 공급로 형성 기판(313)에 형성된 잉크 공급로(314)를 연통하는 복수의 연통로(309)가 천공되어 형성되어 있다. 또한, 연통로 기판(301)에는 압력실 형성 기판(302)에 있어서의 각 압력실(303)에 대응하도록 복수의 노즐 연통공(318a)이 천공되어 있다.
진동판(304)에 있어서의 압력실 형성 기판(302)에 접합된 면과는 반대측 면(도33, 도34 중에서는 상측)에는, 압력실 형성 기판(302)에서의 각 압력실(303)에 대응하도록, 복수의 압력 소자(306)가 각각 하부 전극(305)을 사이에 두고 배치되어 있다. 또, 압력 소자(306)에 있어서의 하부 전극(305)과는 반대측(도33, 도34 중에서는 상측)에는 도시하지 않은 상부 전극이 형성되어 있다.
유로 유닛(340)은 리저버실 형성 기판(312), 잉크 공급로 형성 기판(313) 및 노즐 형성 기판(311)을 구비하여 구성되어 있고, 리저버실 형성 기판(312)의 일면측(도33, 도34 중에서는 상측)에는 잉크 공급로 형성 기판(313)이 접합되어 있고, 또 그 타면측(도33, 도34 중에서는 하측)에는 노즐 형성 기판(311)이 각각 접합되어 있다.
노즐 형성 기판(311)에는 복수의 노즐(316)이 형성되어 있고, 리저버실 형성 기판(312)에는 V자형의 잉크 리저버실(315)이 펀칭 등의 수법에 의해 형성되어 있는 동시에, 노즐 형성 기판(311)에 형성된 각 노즐(316)에 대응하는 각 위치에 각각 노즐 연통로(318c)가 천공되어 있다.
잉크 공급로 형성 기판(313)에는 잉크 리저버실(315)과 연통로 기판(301)에 있어서의 각 연통로(309)를 연통 접속하는 복수의 잉크 공급로(314)가 형성되어 있는 것 외에, 리저버실 형성 기판(312)에 형성된 각 노즐 연통로(318c)에 대응하는 각 위치에 노즐 연통로(318b)가 각각 천공되어 있다. 또, 잉크 공급로 형성 기판(313)에는 도시하지 않은 잉크 탱크와 잉크 리저버실(315)을 연통 접속하는 개구부(317)가 형성되어 있다.
또한, 압력 발생 유닛(320)과 유로 유닛(340)은 접착제 등에 의해 접합되도록 되어 있고, 이에 따라, 도34에 도시한 바와 같이, 연통로 기판(301)에서의 노즐 연통로(318a)와, 잉크 공급로 형성 기판(313)에서의 노즐 연통로(318b)와, 리저버실 형성 기판(312)에서의 노즐 연통로(318c)가 노즐 형성 기판(311)에 형성되어 있는 각 노즐(316)과 연통하고, 또한 압력실(303)과 잉크 리저버실(315)은 잉크 공급로(314) 및 연통로(309)를 통해 연통하도록 되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 도시하지 않은 잉크 탱크로부터 공급되는 잉크가 개구부(317)를 통해 잉크 리저버실(315)에 공급되고, 또한 잉크 공급로(314) 및 연통로(309)를 통해 압력실(303)에 공급된다.
그리고, 도시하지 않은 구동 회로에 의해, 상부 전극(도시 생략)과 하부 전극(305)에 구동 신호를 공급함으로써 각 압전 소자(306)를 변형시키고, 이에 따라 진동판(304)을 변위시켜 각 압력실(303)의 잉크 압력을 높임으로써, 노즐 연통로(318a 내지 318c)를 통해 노즐(316)로부터 잉크 방울을 토출하여 기록 매체 상에 화상을 형성한다.
이와 같은 종래의 잉크젯 헤드에 있어서는, 도시하지 않은 잉크 탱크로부터 잉크 리저버실(315)에 개구부(317)를 통해 잉크를 공급하고 있지만, 잉크젯 헤드에서 소비하는 잉크량이 많을수록, 이 개구부(317)를 크게 할 필요가 있기 때문에, 노즐 형성 기판(311)에 형성된 노즐(316)의 수가 많을수록 큰 개구 면적을 갖는 개구부(317)가 필요하게 되고, 이에 따라 잉크젯 헤드의 집적도를 높힐 수 없어, 잉크젯 헤드를 소형화할 수 없기 때문에 제조 비용도 높아진다고 하는 문제가 있다.
또한, 잉크젯 프린터에 있어서의 인쇄 품질을 향상시키기 위해서는, 각 노즐(316)로부터의 잉크 분사 특성을 균일하게 할 필요가 있고, 잉크 공급 경로에 있어서의 상류측 노즐(316)과 하류측 노즐(316)의 잉크 분사를 균일하게 하기 위해서는 안정된 잉크 공급이 필요하고, 각 노즐마다의 잉크 공급 경로에 있어서의 잉크의 유체 저항을 낮추고, 또 균일하게 할 필요가 있다.
상술한 종래의 잉크젯 헤드에서는, 잉크젯 헤드를 형성하는 기판 내에서, 개구부(317)로부터 공급된 잉크를 각 압력실(303)로 공급하기 위한 잉크 리저버실(315)을 형성하고, 이 잉크 리저버실(315)에 잉크 공급로(314) 및 연통로(309)를 통해 각 압력실(303)을 연통 접속하고 있다.
일반적으로, 잉크젯 헤드를 소형화하기 위해, 그 두께를 얇게 형성하는 일이 행해지고 있지만, 잉크 리저버실(315)에서의 잉크의 저항을 낮추기 위해서는, 잉크의 공급 경로 길이를 짧게 함과 동시에, 그 단면적을 크게 해야만 하며, 따라서 잉크 리저버실(315)의 단면 형상을 폭 넓게 할 필요가 있기 때문에, 이에 따라서도 잉크젯 헤드의 집적도 향상/소형화가 방해되고, 제조 비용도 높아진다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 과제를 감안하여 창안된 것으로, 각 압력실에의 잉크 공급로의 형상 등에 연구를 행함으로써, 각 압력실로의 잉크 공급을 균일하게 함과 동시에, 잉크젯 헤드의 집적도를 향상시킬 수 있도록 하여 잉크젯 헤드 나아가서는 인쇄 장치를 소형화하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 전체 구성을 도시하는 분해 사시도이다.
도2는 본 잉크젯 헤드를 구비한 잉크젯 프린터의 구성을 도시하는 사시도이다.
도3은 도1의 C부를 확대하여 도시한 평면도이다.
도4는 도3의 A-A선 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도5는 도4의 B-B선 화살표 방향에서 본 단면도이다.
도6은 본 발명의 제1 실시 형태로서의 잉크젯 헤드에 잉크 탱크를 접합한 상태를 도시한 종단면도이다.
도7은 본 발명의 제1 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 배선 패턴의 요부를 확대하여 도시한 평면도이다.
도8은 도7의 A-A선을 따르는 단면도이다.
도9는 도7의 B-B선을 따르는 단면도이다.
도10은 본 발명의 제1 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도11 및 도12는 본 발명의 제1 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도13의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예로서의 잉크젯 헤드에서의 잉크 탱크의 형상을 설명하기 위해 그 잉크 탱크를 도시한 사시도이다.
도13의 (b)는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예로서의 잉크젯 헤드의 헤드 본체부의 구성을 도시한 사시도이다.
도14는 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예로서의 잉크젯 헤드에서의 배선 패턴의 요부를 확대하여 도시한 평면도이다.
도15는 도14의 A-A선을 따르는 단면도이다.
도16은 도14의 B-B선을 따르는 단면도이다.
도17은 본 발명의 제1 실시 형태의 제3 변형예로서의 잉크젯 헤드에서의 배선 패턴의 요부를 확대하여 도시한 평면도이다.
도18은 도17의 A-A선을 따르는 단면도이다.
도19는 도17의 B-B선을 따르는 단면도이다.
도20은 본 발명의 제1 실시 형태의 제4 변형예로서의 잉크젯 헤드의 헤드 본체부의 구성을 도시한 사시도이다.
도21은 도20의 화살표 A방향에서 본 도면이다.
도22는 도20의 B부를 확대하여 도시한 평면도이다.
도23은 도22의 A-A선을 따르는 단면도이다.
도24는 도21의 C부를 확대하여 도시한 평면도이다.
도25는 도22의 B-B선을 따르는 단면도이다.
도26은 본 발명의 제1 실시 형태의 제5 변형예로서의 잉크젯 헤드의 헤드 본체부의 구성을 도시한 사시도이다.
도27은 본 발명의 제1 실시 형태의 제6 변형예로서의 잉크젯 헤드의 요부 구성을 도시한 사시도이다.
도28의 (a)는 본 발명의 제2 실시 형태로서의 잉크젯 헤드에서의 배선 패턴의 요부를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도28의 (b)는 도28의 (a)의 A-A선을 따르는 단면도이다.
도29의 (a)는 본 발명의 제3 실시 형태로서의 잉크젯 헤드에서의 배선 패턴의 요부를 확대하여 도시한 평면도이다.
도29의 (b)는 도29의 (a)의 A-A선을 따르는 단면도이다.
도30의 (a)는 본 발명의 제4 실시 형태로서의 잉크젯 헤드에서의 배선 패턴의 요부를 확대하여 도시한 평면도이다.
도30의 (b)는 도30의 (a)의 A-A선을 따르는 단면도이다.
도31은 본 발명의 제5 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 전체 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도32는 본 발명의 제5 실시 형태로서의 잉크젯 헤드에 잉크 탱크를 접합한 상태를 도시한 종단면도이다.
도33은 종래의 잉크젯 헤드의 요부 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도34는 종래의 잉크젯 헤드의 요부의 구성을 도시한 종단면도이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 잉크젯 헤드는 잉크 공급 부품으로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐을 갖는 잉크젯 헤드로서, 노즐마다 구비되고 각각 잉크가 충색(充塞)되는 복수의 압력실과, 이들 압력실마다 구비되고 각각 압력실을 가압하여 압력실 내의 잉크를 노즐로부터 토출시키는 복수의 가압부를 포함하는 헤드 본체부를 구비하고, 이들 헤드 본체부와 잉크 공급 부품 사이에, 잉크 공급 부품으로부터의 잉크를 일시적으로 체류시키는 잉크 대기 공간이 형성됨과 동시에, 헤드 본체부에, 잉크 대기 공간과 복수의 압력실을 각각 연통하는 복수의 잉크 공급로가, 각각 일단측을 헤드 본체부의 외면에 있어서 잉크 대기 공간에 개구시킴과 동시에 타단측을 각 압력실에 개구시켜 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 인쇄 장치는 잉크 공급 부품으로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)을 갖는 잉크젯 헤드를 구비한 인쇄 장치로서, 잉크젯 헤드가, 노즐마다 구비되고 각각 잉크가 충색되는 복수의 압력실과, 이들 압력실마다 구비되고 각각 압력실을 가압하여 압력실 내의 잉크를 노즐로부터 토출시키는 복수의 가압부를 포함하는 헤드 본체부를 구비하여 구성되고, 헤드 본체부와 잉크 공급 부품 사이에 잉크 공급 부품으로부터의 잉크를 일시적으로 체류시키는 잉크 대기 공간이 형성됨과 동시에, 헤드 본체부에 잉크 대기 공간과 복수의 압력실을 각각 연통하는 복수의 잉크 공급로가, 각각 일단측을 헤드 본체부의 외면에 있어서 잉크 대기 공간에 개구시키는 동시에 타단측을 각 압력실에 개구시켜 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 잉크젯 헤드 및 인쇄 장치에 의하면, 잉크 대기 공간과 각 압력실을 잉크 공급로에 의해 연통함으로써, 잉크 공급 부품으로부터의 잉크를 각 압력실에 직접적으로 공급할 수 있고, 헤드 본체부에 있어서 전용 잉크 공급구가 불필요하기 때문에, 잉크젯 헤드의 집적도를 향상시켜, 잉크젯 헤드 나아가서는 인쇄 장치를 소형화할 수 있고, 제조 비용의 삭감에도 기여하는 이점이 있는 것 외에, 각 압력실에의 잉크의 공급을 균일하게 할 수 있어, 인쇄 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또, 헤드 본체부에, 프레임 부재가 헤드 본체부의 외면에서의 복수의 잉크 공급로의 개구를 둘러싸도록 돌설되고, 프레임 부재와 헤드 본체부와 잉크 공급 부품에 의해 잉크 대기 공간이 형성되어도 되며, 이에 따라 헤드 본체부의 강성을 높일 수 있는 동시에, 잉크 대기 공간을 용이하게 형성할 수 있는 이점이 있다.
또한, 헤드 본체부는 기판 상에 형성된 것으로, 기판을 헤드 본체부로부터 부분적으로 제거함으로써, 프레임 부재가 헤드 본체부 상의 기판의 잔존부로서 형성되어도 좋고, 이에 따라 기판의 형성 과정에서 프레임 부재를 용이하게 또한 확실하게 형성할 수 있기 때문에 제조 비용을 저감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 프레임 부재를, 잉크 공급 부품을 헤드 본체에 접합하기 위한 접합부로서 이용해도 좋고, 이에 따라 잉크 공급 부품을 용이하게 또한 확실하게 헤드 본체부에 접합할 수 있는 것 외에, 헤드 본체부에 잉크 공급 부품을 접착제 등을 이용하여 접착하는 경우에도, 밀려 나온 접착제 등이 헤드 본체부의 가압부 등에 부착될 우려가 없기 때문에, 헤드 본체부에 접착 마진(margin to adhere)을 형성할 필요가 없어, 잉크젯 헤드의 집적도를 높일 수 있는 이점이 있다.
또, 가압부가, 압력실의 일면을 이루고 또 압력실과 잉크 대기 공간을 구획하는 진동판과, 압력실의 외측에서 진동판 상에 적층 형성되고 진동판을 구동하여 압력실을 가압하는 압전 소자를 구비해도 좋고, 이에 따라 가압부를 확실하게 구성할 수 있고, 잉크젯 헤드의 제조 용이성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 잉크 공급로를 압전 소자의 적층 영역 이외의 영역에서 진동판을 관통하도록 형성해도 좋고, 이에 따라 잉크가 압전 소자에 접촉하는 일이 없기 때문에, 압전 소자가 잉크에 의한 영향을 받을 우려가 없다고 하는 이점이 있다.
그리고, 잉크 공급로를 압전 소자의 적층 영역에서 압전 소자 및 진동판을 관통하도록 형성해도 좋고, 이에 따라 헤드 본체부 상에 잉크 공급로의 개구를 위한 전용 스페이스를 설치할 필요가 없기 때문에, 잉크젯 헤드의 적층도를 더욱 향상시켜, 잉크젯 헤드 나아가서는 인쇄 장치가 보다 소형화되어, 제조 비용을 더욱 삭감하는 데에 기여하는 이점이 있다.
또한, 잉크 공급로를 압력실에서 진동판이 이루는 면 이외의 면에서 개구하도록 형성해도 좋고, 또 잉크 공급로를 압력실에서 진동판이 이루는 면에 대향하는 면에서 개구하도록 형성해도 좋고, 이에 따라 압력실에서 가압부가 개구에 의한 영향을 받는 일이 없기 때문에, 압력실의 강성을 유지할 수 있는 것 외에, 그 가압 동작이 안정하다는 이점이 있다.
(A) 제1 실시 형태의 설명
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 전체 구성을 도시하는 분해 사시도, 도2는 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드를 구비한 잉크젯 프린터의 구성을 도시하는 사시도이다.
잉크젯 프린터(1)는 인쇄 용지(200)에 잉크를 토출함으로써 그 표면에 화상을 형성하는 인쇄 장치로서, 하우징(10) 내에 플래튼(platen; 12), 캐리지(18), 노즐 보수 기구(36), 잉크젯 헤드 유닛(24, 26) 및 잉크 탱크(28, 30, 32, 34)를 구비하여 구성된다.
플래튼(12)은 본 잉크젯 프린터(1)에서의 인쇄 용지(200)의 반송 방향과 직교하도록 하우징(10)에 회전이 자유롭게 장착되어 있다. 또, 플래튼(12)은 구동 모터(14)에 의해 간헐적으로 회전 구동되게 되어 있고, 이에 따라 인쇄 용지(200)를 소정의 이송 피치로 도2 중의 화살표 W방향으로 간헐적으로 반송하게 되어 있다.
또한, 하우징(10) 내에서의 플래튼(12) 상측에는 플래튼(12)과 평행하게 안내 로드(16)가 배치되어 있고, 또 이 안내 로드(16)에는 캐리지(18)가 섭동 가능하게 장착되어 있다.
이 캐리지(18)는 안내 로드(16)와 평행하게 배치된 무단 구동 벨트(20)에 장착되고, 또 이 무단 구동 벨트(20)는 구동 모터(22)에 의해 구동되도록 되어 있고, 이에 따라 캐리지(18)는 플래튼(12)을 따라 왕복 이동하도록 되어 있다. 그리고, 이 캐리지(18)에는 잉크젯 헤드 유닛(24, 26)이 각각 착탈이 자유롭게 장착되게 되어 있다.
잉크젯 헤드 유닛(24, 26)은 잉크젯 헤드(100)에 잉크 탱크(28, 30, 32, 34)가 각각 접합되어 있다. 여기에서, 잉크젯 헤드 유닛(24)에는 흑색의 잉크가 수용된 잉크 탱크(28)가 장착되어 있고, 또 잉크젯 헤드 유닛(26)에는 옐로(yellow) 잉크가 수용된 잉크 탱크(30), 마젠타(magenta) 잉크가 수용된 잉크 탱크(3) 및 시안(cyan) 잉크가 수용된 잉크 탱크(34)가 부착되어 있다.
그리고, 캐리지(18)가 플래튼(12)을 따라 왕복 이동되는 동안, 잉크젯 헤드 유닛(24, 26)이 도시하지 않은 퍼스널 컴퓨터 등의 상위 장치로부터 얻어지는 화상 데이터에 기초하여 구동되고, 이에 따라 인쇄 용지(200) 상에 소정의 문자, 화상 등이 형성되어 인쇄가 행해진다.
또한, 인쇄 정지시에 있어서는, 캐리지(18)(잉크젯 헤드(24, 26))는 노즐 보수 기구(36)가 배치되어 있는 위치(홈 포지션)로 이동되도록 되어 있다.
노즐 보수 기구(36)는 가동 흡인 캡(도시 생략)과, 이 가동 흡인 캡에 접속된 흡인 펌프(도시 생략)를 구비하여 구성되어 있고, 잉크젯 헤드 유닛(24, 26)이 홈 포지션으로 이동되었을 때, 각 잉크젯 헤드 유닛(24, 26)에 노즐판(후술함)에 흡인 캡이 흡착하여, 흡인 펌프를 구동함으로써, 각 노즐판의 노즐이 흡인되어 노즐의 막힘이 미연에 방지되도록 되어 있다.
다음에, 도1, 도3 내지 도6을 이용하여 본 발명의 제1 실시 형태로서의 잉크젯 헤드(100)의 구성에 대해 설명한다.
도3은 도1의 C부를 확대하여 도시한 도면, 도4는 도3의 A-A선 화살표 방향에서 본 단면도, 도5는 도4의 B-B선 화살표 방향에서 본 단면도, 도6은 본 발명의 제1 실시 형태로서의 잉크젯 헤드에 잉크 탱크를 접합한 상태를 나타내는 종단면도이다.
본 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)는 잉크 탱크(잉크 공급부, 50)로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)(도4 참조)을 갖는 것으로, 도1에서 도시한 바와 같이, 헤드 본체부(3) 및 프레임 부재(접합부, 8)를 구비하여 구성되어 있다.
헤드 본체부(3)는 도3 내지 도5에 도시한 바와 같이, 그 내부에, 복수의 노즐(120) 각각에 압력실(112) 및 가압부(140)를 구비하여 구성되어 있다.
또, 본 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)의 헤드 본체부(3)는 도4에서 도시한 바와 같이, 드라이 필름 레지스트(103), 진동판(104), 스텐레스판(105), 폴리이미드(126), 개별 전극(109) 및 노즐판(106) 등의 복수의 층을 적층하여 구성된 것이지만, 이 적층에 의한 제조 공정에 대해서는 후술한다.
압력실(112)은 잉크를 충색하기 위한 것으로, 노즐(120)에 도통로(116)를 통하여 연통 접속되어 있다.
가압부(140)는 압력실(112)을 가압하여 이 압력실(112) 내의 잉크를 노즐(120)로부터 토출하기 위한 것으로서, 진동판(104)과 압전 소자(108)에 의해 구성되어 있다.
진동판(104)은 예를 들면 크롬이나 니켈 등의 도전성을 구비함과 동시에 어느 정도의 강성을 갖는 탄성 변형 가능한 금속 박막(수 ㎛ 정도의 두께)에 의해 형성되어 있고, 압력실(112)의 일부, 구체적으로는 압력실(112)에서의 도통로(116)가 형성되어 있는 면과 대향하는 면을 이루고 있다.
또, 진동판(104)에 있어서의 압력실(112)과는 반대측 면에는 박막상의 압전 소자(108)가 형성되어 있다. 이 압전 소자(108)는 피에조세라믹 등에 의해 구성되어 있고, 이들 진동판(104)과 압전 소자(108)에 의해 바이모르프(bimorph) 적층체가 형성되어 있다.
또한, 압전 소자(108)에서의 진동판(104)과는 반대측 면에는 개별 전극(109)이 형성되어 있고, 도시하지 않은 구동 회로로부터 진동판(104)과 개별 전극(109)에 구동 신호를 공급함으로써 각 가압부(140)에서 압전 소자(108)가 변형하여, 압력실(112)을 가압하도록 되어 있다. 즉, 각 압력실(112)마다 각 가압부(140)를 구동하기 위한 개별 전극(109)을 구비하고 있다.
그리고, 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)에서는, 각 압력실(112)에서 도통로(116)가 형성되어 있는 면에 대향하는 면, 즉 진동판(104)이 이루는 면에는 압전 소자(108)의 적층 영역 이외의 영역에서 진동판(104)(및 폴리이미드(126))을 관통하도록 하나의 잉크 공급로(129)가 형성되어 있다. 즉, 잉크 공급로(129)는 그 일단측을 각 압력실(112)에 개구함과 동시에, 그 타단측을 헤드 본체부(3)의 외면에서 잉크 대기 공간(130)(도6을 참조하면서 후술한다)에 개구하고 있는 것이다. 이하, 도면 중 잉크 대기 공간(130)에서의 그 잉크 공급로(129)의 개구를 부호 129a를 이용하여 나타낸다.
또, 각 압력실(112)에 있어서의 잉크 공급로(129)의 수는 하나로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
또한, 잉크 공급로(129)는 압력실(112)의 급격한 내부 압력 변동을 흡수하도록 잉크의 유체 저항이 조절되고 있고, 또 압력실(112)이 수축 가압되어 잉크를 토출한 후, 복귀할 때에 잉크 공급로(129)를 통해 압력실(112)로 필요량의 잉크를 공급하도록 되어 있다. 또, 이러한 잉크의 공급에 대해서도 잉크의 유체 저항의 조절에 기초하여 행해지도록 되어 있다.
잉크 탱크(50)는 적당한 부압을 유지하면서 헤드 본체부(3)의 노즐(120)에 잉크를 공급하는 잉크 공급 부품으로서, 도6에 도시한 바와 같이, 잉크실(52), 필터(53) 및 잉크 공급구(51)를 구비하여 구성되어 있다.
잉크실(52)은 잉크를 보유하기 위한 공간으로, 이 잉크실(52) 속에는 예를 들면 스폰지가 장전되고, 이에 따라 적당한 부압이 유지되게 되어 있다.
또한, 잉크 탱크(50)의 하부에는 잉크 공급구(51)가 형성되어 있고, 잉크실(52)에 보유된 잉크가 이 잉크 공급구(51)로부터 헤드 본체부(3)측으로 공급되도록 되어 있다. 또, 잉크실(52)과 잉크 공급구(51) 사이에는 필터(53)가 배치되어 있다.
그리고, 이 잉크 탱크(50)를 헤드 본체부(3)의 프레임 부재(8)(후술)에 접착제 등을 이용하여 접착함으로써, 헤드 본체부(3)와 프레임 부재(8)와 잉크 탱크(50) 사이에 잉크 탱크(50)로부터의 잉크를 일시적으로 체류시키는 잉크 대기 공간(130)이 형성되게 되어 있다.
또한, 각 압력실(112)과 잉크 대기 공간(130)은 잉크 공급로(129)를 통해 연통 접속되어 있고, 잉크 공급로(129)는 그 일단을 헤드 본체부(3)의 외면에서 잉크 대기 공간(130)으로 개구되어 있다.
또, 각 압력실(112)은 도3 및 도5의 화살표 C방향으로 정렬되게 배치되어 있다.
프레임 부재(접합부; 8)는 도1에 도시한 바와 같이, 헤드 본체부(3)에서의 노즐(120)이 형성되어 있는 측과는 반대측(헤드 본체부(3)에서의 개별 전극(109)이 형성되어 있는 측)의 면에 돌출하여 형성되어 있고, 또 헤드 본체부(3)의 외면에서의 복수의 잉크 공급로(129)의 개구(129a)가 형성된 면 상에서 이들 잉크 공급로(129)의 개구(129a) 및 개별 전극(109)을 둘러싸도록 형성되어 있다.
즉, 프레임 부재(8)는 개별 전극(109), 접점부(후술) 및 배선 패턴(후술)을 형성한 면 상에서, 개별 전극(109) 및 잉크 공급로(129)의 개구(129a)를 둘러싸도록 형성되어 있다.
이 프레임 부재(8)는 후술하는 바와 같이, 산화 마그네슘(MgO)에 의해 생성된 기판을 포토에칭 처리에 의해 헤드 본체부(3)로부터 부분적으로 제거함으로써, 헤드 본체부(3) 상의 기판의 잔존부로서 형성되어 있다. 그리고, 도6에 도시한 바와 같이, 이 프레임 부재(8)에 접착제 등을 이용하여 잉크 탱크(잉크 공급부품; 50)를 접합함으로써, 헤드 본체부(3)에 잉크 탱크(50)(잉크 탱크 고정용 부재)를 접합한다.
또, 이 프레임 부재(8)에 접합하는 것은 상술한 바와 같이 잉크 탱크(50)에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 잉크 탱크(50)를 착탈이 자유롭게 구비할 수 있는 부재(잉크 탱크 고정용 부재; 도시하지 않음)이어도 좋다.
또한, 이 프레임 부재(8)는 도4 및 도6에 도시한 바와 같이, 상측으로 갈수록 폭이 좁아지는 단면 형상을 갖고 있고, 이에 따라 잉크 탱크(50) 등의 접착면으로부터 밀려 나온 접착제가 그 경사면에 의해 보유되어, 밀려 나온 접착제가 헤드 본체부(3)에 도달하는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 이 프레임 부재(8)에 잉크 탱크(50)를 접합함으로써, 도6에 도시한 바와 같이, 잉크 탱크(50)와 헤드 본체부(3) 사이에 잉크 탱크(50)로부터의 잉크를 일시적으로 체류시키는 잉크 대기 공간(130)이 형성되게 되어 있고, 구체적으로는 잉크 탱크(50)의 잉크 공급구(51), 헤드 본체부(3) 및 프레임 부재(8)에 의해 형성되는 공간이 잉크 대기 공간(130)으로서 기능한다.
헤드 본체부(3)에 있어서의 개별 전극(109)이나 개구(129a)가 형성된 면 상에서, 헤드 본체부(3)의 외연부 부근, 구체적으로는 프레임 부재(8)보다도 외측에는 복수의 접점부(121)가 형성되어 있다.
이들 접점부(121)는 개별 전극(109)마다 형성되어 있고, 또, 이들 접점부(121)와 개별 전극(109)은 각각 박막 형성된 배선 패턴(123)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
그리고, 이들 접점부(121)는 가압부(140)를 제어하기 위한 신호를 공급하는 FPC(Flexible Printed Circuit Board: 외부 접속 배선 부재; 2)에, TAB(Tape Automated Bonding) 방식에 의해 전기적으로 접속되게 되어 있다.
또, 진동판(104) 상에서의 압전 소자(108)나 개별 전극(109) 부재의 영역에는 폴리이미드(126)를 배치하여 전기적으로 절연하고 있다.
다음에, 각 개별 전극(104)과 접점부(121)를 전기적으로 접속하는 배선 패턴(123)의 형상에 대하여, 도7 내지 도9를 이용하여 설명한다.
도7 내지 도9는 각각 배선 패턴(123)의 형상을 설명하기 위한 도면으로, 도7은 본 발명의 제1 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 배선 패턴의 요부를 확대하여 도시한 평면도, 도8은 도7의 A-A선을 따르는 단면도, 도9는 도7의 B-B선을 따르는 단면도이다.
또, 도8 및 도9 중에 있어서는, 편의상, 드라이필름 레지스트(103)나 스텐레스판(105) 등에 의한 적층 구조의 도시를 생략하고 있다.
각 접점부(121)는 도7에 도시한 바와 같이, 헤드 본체부(3)에서의 개별 전극(109) 등이 형성되어 있는 면 상에서, 프레임 부재(8)보다도 외측(주연측)에 형성되어 있고, 이들 접점부(121)와 각 개별 전극(109)은 각각 배선 패턴(123)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
배선 패턴(123)은 후술하는 바와 같이, 헤드 본체부(3) 상에 개별 전극(109) 및 접점부(121)와 함께 패터닝에 의해 형성되어 있고, 이에 따라 개별 전극(109) 및 접점부(121)와 동일 면 상에 동일 재료에 의해 일체적으로 박막 형성되어 있다.
그리고, 이들 배선 패턴(123)은 도7 내지 도9에 도시한 바와 같이, 각각 각 개별 전극(109)의 길이 방향(도7 중에서는 좌우 방향)과 거의 평행하게, 각 개별 전극(109)(압력실(112)) 끼리의 사이를 통하도록 배치되어 있고, 또한 각 배선 패턴(123)은 도8에 도시한 바와 같이 프레임 부재(8)의 하측, 즉 헤드 본체부(3)와 프레임 부재(8) 사이를 통과하도록 배치되어 있다.
또한, 헤드 본체부(3)에서는, 도7에 도시한 바와 같이, 헤드 본체부(3)에 있어서의 개별 전극(109) 등이 형성되어 있는 측의 면 상에서, 프레임 부재(8)보다도 외측이며 헤드 본체부(3)의 모서리부 부근에 진동판(104)이 노출되어 있고, 이에 따라 접점부(127)를 형성하고 있다.
그리고, 이들 접점부(121, 127)에 FPC(2)가 TAB 등의 방식에 의해 전기적으로 접속되게 되어 있고, 이에 따라 도6에 도시한 바와 같이 프레임 부재(8)에 잉크 탱크(50)(잉크 탱크 고정용 부재)를 접합한 경우에도 그 영향을 받는 일 없이, 가압부(140)를 제어하기 위한 신호를 공급하는 FPC(2)에 각 개별 전극(109) 및 진동판(104)을 전기적으로 접속할 수 있게 되어 있다.
또, 이 접점부(127)에서는, 다른 접점부(121)보다도 압전 소자(108) 및 개별 전극(109) 분만큼 낮게 되어 있지만, 예를 들면 압전 소자(108)의 두께는 2∼3㎛ 정도이고, 또 개별 전극(109)의 두께는 0.2㎛ 정도로 충분히 얇기 때문에 FPC(2) 등을 압착 접속하는 데에 영향은 없다.
다음에, 도10 내지 도12를 이용하여 본 발명의 잉크젯 헤드의 제조 방법에 대해 설명한다. 도10은 본 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도11 및 도12는 그 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
그런데, 본 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)는 드라이필름 레지스트를 이용한 패터닝 수법을 이용하여 제조하는 것으로, 2층을 개별적으로 형성한 후 이들을 큐어함으로써 제조한다(도11의 단계 A10 내지 A30). 또, 도10 중에서는, 편의상 인접하는 2개의 압력실의 부분만을 도시한다. 또, 도11에 나타낸 단계 A10 내지 A30의 각 행정에 대해서는, 각각 다른 단계에 우선하여 행하여도 좋고, 또 병행하여 행하여도 좋다.
먼저, 도10의 (a)에 도시한 바와 같이, 노즐(120)을 천공된 노즐판(106)((a)층)을 스텐레스(SUS) 등의 금속에 의해 마이크로 프레스 가공에 의해 형성한다(단계 A10). 각 노즐(120)은 핀을 사용한 펀칭(도시하지 않음) 등에 의해, 바람직하게는 노즐판(106)의 전면(106a)으로부터(스텐레스판(105)에 접합됨) 후면(106b)을 향해 넓어지는 원추형(단면적으로 테이퍼상)으로 가공한다.
다음에, 도10의 (b)에 도시한 바와 같은, 바이모르프 적층체와 드라이 필름 레지스트를 적층하여 형성되는 (b)층을 형성한다(도11의 단계 A20).
(b)층은 드라이 필름 레지스트를 1층 구비하여 구성되어 있고, 도11의 단계 A20은, 보다 상세하게는 도12에 도시한 단계 C10∼C50으로 이루어진다.
먼저, 도10의 (b) ①에 도시한 바와 같이, MgO 기판(122) 상에 개별 전극(109), 접점부(121) 및 배선 패턴(123)을 패터닝한 후(도12의 단계 10), 그 위에 압전 소자(108)와 진동판(104)으로 이루어진 바이모르프 적층체(125)를 형성한다(도12의 단계 C20).
구체적으로는, MgO 기판(122)의 격자 방향으로 단층인 압전 소자(108)를 스퍼터링에 의해 MgO 기판(122)의 일면에 걸쳐 성장시키는 수법에 의해 박막 형상으로 형성한 후, 압전 소자(108) 상에 그 일면에 걸쳐 크롬막을 예를 들면 스퍼터링 또는 도금법에 의해 성장시키는 수법으로 바이모르프 적층체(125)를 형성한다.
이 때, MgO 기판(122)의 전면(全面)에 형성한 압전 소자(108) 상에 레지스트를 도포한 후, 각 압력실(112)에 대응하는 압전 소자(108)의 가공 패턴(잉크 공급로(129) 패턴을 포함)을 패터닝하고, 또한 불필요한 압전 소자(108)를 에칭 등에 의해 제거한다.
그리고, MgO 기판(122)에서의 압전 소자(108)가 형성된 면 전체에 걸쳐 감광성 액상 폴리이미드를 도포한 후, MgO 기판(122)에서의 압전 소자(108)가 형성되어 있는 면과는 반대측 면으로부터 잉크 공급로(129) 패턴을 차광하는 글래스 마스크 등을 이용해 전면에 노광함으로써 MgO 기판(122) 바로 위의 폴리이미드만을 감광한다.
그 후, 감광성 액상 폴리이미드를 현상하여, 압전 소자(108) 상부 및 잉크 공급로(129) 부분의 미로광의 폴리이미드를 제거함으로써, 진동판(104) 상에 있어서의 압전 소자(108) 및 개별 전극(109)이 부재인 영역에만 폴리이미드(126)를 배치한다.
이어서, 잉크 공급로(129)부에 레지스트를 형성하고, 전면에 크롬막을 스퍼터 형성한 후, 레지스트 제거하여 잉크 공급로(129) 및 바이모르프 적층체(125)를 형성한다.
또, MgO 기판(122) 상에 압전 소자(108) 및 진동판(104)을 형성함으로써, 바이모르프 적층체(125)를 안정되게 형성할 수 있는 것 외에, 후술하는 드라이 필름 레지스트(103)을 안정되게 형성할 수 있다.
또한, 압전 소자(108)로서 적층 구조를 갖는 압전 소자를 사용하는 경우에는, 예를 들면 복수개의 글리신 시트의 각각을 세라믹의 분말 등의 용제에 혼련하여 페이스트 상으로 한 후, 닥터 블레이드(doctor blade)에 의해 50㎛ 정도로 박막 구성함으로써 형성한다. 여기에서, 압전 소자(108)의 재질로서, 일반적으로 압전 소자의 재료인 Ba, TiO3, PbTiO3, (NaK)NbO3 등의 강유전체를 이용해도 좋다.
이 경우, 복수매(예를 들면 12매)의 글리신 시트 중 3매의 글리신 시트의 일면에, 각각 제1 내부 전극 패턴을 인쇄·형성하는 한편, 이들 글리신 시트와는 별도의 글리신 시트의 일면에, 각각 제2 내부 전극 패턴을 인쇄·형성한다. 또, 제1 및 제2 내부 전극의 인쇄는 은과 팔라듐의 합금을 가루 형상으로 한 것에 용제를 혼합하여 페이스트상으로 한 것을 도포하여, 패턴 형성함으로써 행해진다.
그리고, 제1 내부 전극을 형성한 3개의 글리신 시트와, 제2 내부 전극을 형성한 3매의 글리신 시트를 번갈아 접합시킨 후, 6개의 내부 전극을 형성하지 않은 글리신 시트를 접합시킴으로써, 압전 소자의 적층 구조를 형성하고, 이들 글리신 시트를 적층한 상태에서 소성하는 것이다. 이 경우에, 내부 전극을 갖지 않는 글리신 시트가 기판부로서 기능한다.
다음에, 도10의 (b) ②에 도시한 바와 같이, 진동판(104) 상에 드라이 필름 레지스트(103)를 적층한 후, 압력실(112)에 상당하는 부분을 마스크 처리에 의해 노광한다(도12의 단계 C30).
다음에, 도10의 (b) ③에 도시한 바와 같이, 현상을 행하고(도12의 단계 C40), MgO 기판(122) 상에 도4에서의 압전 소자(108) 내지 드라이 필름 레지스트(103)를 적층화하여 형성된 적층체를 형성한 후, 도10의 (b) ④에 도시한 바와 같이, 미리 도통로(116)에 상당하는 부분을 에칭에 의해 제거한 스텐레스판(105)을 드라이 필름 레지스트(103) 상에 접합한다(도12의 단계 50).
그리고, (a)층과 (b)층을 접합하여 큐어한다(도11의 단계 A30).
그 후, 가압 가열함으로써 드라이 필름 레지스트(103)를 경화하여 MgO 기판(122)으로부터 노즐판(106)까지를 일체화한다.
그리고, MgO면에 레지스트를 도포하여 프레임 부재(8)의 형상에 맞춘 소정의 형상으로 패터닝 노광을 행한 후에 이 레지스트를 현상하고, 또한 MgO 기판(122) 중 불필요한 부분을 제거함으로써, 프레임 부재(8)를 헤드 본체부(3) 상의 MgO 기판(기판)(122)의 잔존부로서 형성한다.
이와 같이 하여 형성한 헤드 본체부(3)에서의 접점부(121, 127)를 FPC(2)와 Au 범프에 의해 결선함으로써 전기적으로 접속한 후, 수지 몰드 등에 의해 형성된 잉크 탱크(잉크 공급 부품; 50) 혹은 잉크 탱크 고정용 부재를 프레임 부재(8)에 접착제 등을 이용하여 접착·경화시켜 잉크젯 헤드(100)를 완성시킨다.
또, MgO 기판(122)을 제거하여 프레임 부재(8)를 형성하는 공정에 대해서는, (a)층과 (b)층을 접합하여 큐어한 후로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 (b)층을 형성한 후에 행하여도 되며, 본 발명의 취지를 이탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
본 제1 실시 형태로서의 잉크젯 헤드(100)에서의 각 부분의 치수로서는, 예를 들면 이하와 같은 것을 들 수 있다. 여기에서, L은 길이를, 또 W는 폭을, t는 두께를 각각 나타내는 것으로 한다.
·개별 전극 : L×W×t = 1700(㎛)×70(㎛)×0.2(㎛)
·배선 패턴 : W×t = 5(㎛)×0.2(㎛)
(단, 길이는 각 소자 마다 상이함)
·압전 소자(피에조) : L×W×t = 1700(㎛)×70(㎛)×3(㎛)
·진동판 : t = 2(㎛)
·압력실 : L×W×t = 1700(㎛)×100(㎛)×130(㎛)
·노즐 : φ20(㎛)×20(㎛)
·MgO 기판 : W×t = 20(㎜)×0.3(㎜)
·MgO 에칭 테이퍼각 : 45(도)
(단, 이 값은 에칭 조건에 따라 다른 것으로, 본 제1 실시 형태에서는 인산 50% 용액에 80℃×(h)를 적용하여, 같은 값을 얻었다.)
·노즐 피치 : 1/150(인치)
·노즐수 : 64(개)
본 발명의 제1 실시 형태로서의 잉크젯 헤드(100)는 상술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 인쇄를 행하는 경우에는 잉크 탱크(50)에 보유되어 있는 잉크를 잉크 공급구(51)를 통해 잉크 대기 공간(130)으로 공급하고, 또한 이 잉크 대기 공간(130)으로부터 잉크 공급로(129)를 통하여 각 압력실(112)로 잉크를 공급한다.
그리고, FPC(2)를 통해 도시하지 않은 구동 회로 등에 의해 작성한 구동 신호를 접점부(121, 127)에 송신하고, 잉크 가압부(140)에 의해 압력실(112)을 가압함으로써 노즐(120)로부터 분출하고, 이에 따라 인쇄 용지(200)에의 인쇄를 행한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100) 및 잉크젯 헤드(100)를 구비한 잉크젯 프린터(인쇄 장치; 1)에 의하면, 잉크 대기 공간(130)과 각 압력실(112)을 잉크 공급로(129)에 의해 연통함으로써, 잉크 탱크(50)로부터의 잉크를 각 압력실(112)에 직접적으로 공급할 수 있고, 헤드 본체부(3)에서 전용 잉크 공급구를 설치할 필요가 없기 때문에, 잉크젯 헤드(100)의 직접도를 향상시켜, 잉크젯 헤드(100) 나아가서는 인쇄 장치(잉크젯 프린터(1))를 소형화할 수 있고, 제조 비용을 크게 삭감할 수 있고, 또한 각 압력실(112)에의 잉크의 공급을 균일하게 할 수 있어, 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 헤드 본체부(3)에, 프레임 부재(8)가 헤드 본체부(3)의 외면에서의 복수의 잉크 공급로(129)의 개구(129a)를 둘러싸도록 돌설되고, 또 프레임 부재(8)와 헤드 본체부(3)와 잉크 탱크(50)에 의해 잉크 대기 공간(130)이 형성되어 있기 때문에, 이에 따라 헤드 본체부(3)의 강성을 높일 수 있는 동시에, 잉크 대기 공간을 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 프레임 부재(8)에 의해 헤드 본체부(3)의 강성을 높일 수 있기 때문에, 잉크젯 헤드(100)의 제조시에도, 헤드 본체부(3)가 파손되기 어려워, 그 생산성을 향상할 수 있다.
또한, 가압부(140)를 압력실(112)의 일면을 이루고 또한 압력실(112)과 잉크 대기 공간(130)을 구획하는 진동판(104)과, 압력실(112)의 외측에서 진동판(104) 상에 적층 형성되며 진동판(104)을 구동하여 압력실(112)을 가압하는 압전 소자(108)를 구비하여 구성하고 있기 때문에, 가압부(140)를 확실하게 구성할 수 있어, 잉크젯 헤드(100)의 제조 용이성을 향상시킬수 있다.
또, 잉크 공급로(129)를 압전 소자(108)의 적층 영역 이외의 영역에서 진동판(104)을 관통하도록 형성하고 있기 때문에, 잉크 대기 공간(130)으로부터 압력실(112)에 잉크를 공급할 때에, 잉크가 압전 소자(108)에 접촉하는 일이 없기 때문에, 압전 소자(108)가 잉크에 의한 영향을 받을 우려가 없다.
또한, 프레임 부재(8)를 잉크 탱크(50)를 헤드 본체부(3)에 접합하기 위한 접합부로서 이용하고 있기 때문에, 헤드 본체부(3)에 잉크 탱크(50) 혹는 잉크 탱크 고정용 부재에 용이하게 접할 수 있다.
또한, 개별 전극(109)과 접점부(121)를 박막 형성한 배선 패턴(123)에 의해 전기적으로 접속하고 있기 때문에, 이들을 와이어 본딩 등에 의한 공중 배선 등을 행할 필요가 없고, 이에 따라 노즐의 실장 밀도를 높일 수 있고, 잉크젯 헤드를 소형화할 수 있는 동시에, 와이어 본딩시에 헤드 본체부(3)를 손상시킬 우려도 없고, 또한 배선 간에 단락이 생길 우려도 없다.
게다가, 프레임 부재(8)를 헤드 본체부(3)에서의 개별 전극(109), 접점부(121, 127) 및 배선 패턴(123)이 형성된 면 상에서, 개별 전극(109)을 둘러싸도록 하는 프레임상으로 형성함과 동시에, 접점부(121, 127)를 프레임 부재(8)보다도 외측에 배치함으로써 FPC(2)와 개별 전극(109)을 용이하고 또한 확실하게 전기적으로 접속할 수 있다.
또한, 헤드 본체부(3)에 잉크 탱크(50) 혹은 잉크 탱크 고정용 부재를 접합하는 경우에, 그 접착 마진을 작게 할 수 있기 때문에, 헤드 본체부(3)를 작게 할 수 있어 잉크젯 헤드, 나아가서는 인쇄 장치(잉크젯 프린터)를 소형화할 수 있다.
또한, 각 개별 전극(109)과 접점부(121) 사이의 전기적 접속시에, 배선 패턴(123)을 프레임 부재(8)와 헤드 본체부(3) 사이를 통과하도록 배치하고 있기 때문에, 프레임 부재(8)의 영향을 받는 일 없이, 가압부(140)를 제어하기 위한 신호를 공급하는 FPC에 각 개별 전극(109)을 전기적으로 접속할 수 있다.
또한, 헤드 본체부(3)를 MgO 기판(122) 상에 형성함과 동시에, 이 MgO 기판(122)을 헤드 본체부(3)로부터 부분적으로 제거함으로써 잉크 대기 공간(130)을 형성하고, 또 프레임 부재(8)를 헤드 본체부(3) 상의 MgO 기판(122)의 잔존부로서 형성하고 있기 때문에, 프레임 부재(8)를 용이하고 또한 저렴하게 작성할 수가 있다.
(B) 제1 실시 형태의 제1 변형예의 설명
도13은 제1 실시 형태에 있어서의 잉크젯 헤드의 제1 변형예를 설명하기 위한 도면으로, 도13의 (a)는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예로서의 잉크젯 헤드에서의 잉크 탱크의 형상을 설명하기 위해 그 잉크 탱크를 도시한 사시도, 도13의 (b)는 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예로서의 잉크젯 헤드의 헤드 본체부의 구성을 도시하는 사시도이다.
또, 도면 중, 이미 설명한 부호와 동일한 부호는 동일 혹은 거의 동일한 부분을 나타내고 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
도13의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 본 제1 변형예의 잉크젯 헤드(100a)는 복수색(본 변형예에서는 옐로우, 마젠타, 시안의 3색)의 잉크를 이용하여 컬러 인쇄를 행하기 위한 것으로, 각 색의 잉크를 토출하기 위한 노즐(도시 생략)을 각각 갖는 것으로, 헤드 본체부(3a) 및 프레임 부재(8a)를 구비하여 구성되어 있다.
헤드 본체부(3a)는 복수의 노즐(도시 생략) 각각에, 압력실(도시 생략)과 가압부(140)을 구비하여 구성되어 있다.
그리고, 이 잉크젯 헤드(100a)는 프레임 부재(8a)를 사이에 두고, 옐로우, 마젠타, 시안의 3색의 잉크를 보유하는 잉크 탱크(잉크 공급 부품; 50a)에 접합되도록 되어 있다.
잉크 탱크(50a)는 도13의 (a)에 도시한 바와 같이, 사용하는 잉크의 수에 따른 수(본 제1 변형예에서는 3개)의 잉크실(52-1 내지 52-3)을 구비하여 형성되어 있다. 이들 각 잉크실(52-1 내지 52-3) 사이는 격벽에 의해 구분되어 있고, 각 잉크실(52-1 내지 52-3)에는 각각 다른 종류(색)의 잉크가 충전되어 있다. 본 제1 변형예에서는, 예를 들면 잉크실 (52-1)에 옐로우, 잉크실 (52-2)에 마젠터, 잉크실 (52-3)에는 시안의 잉크가 각각 충전되어 있다.
또, 각 잉크실(52-1 내지 52-3)은 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급구(51a)를 각각 구비하고 있다.
잉크젯 헤드(100a)의 헤드 본체부(3a)에는 도13의 (b)에 도시한 바와 같이, 헤드 본체부(3a)의 종방향(도13의 (b) 중에서는 FPC(2)가 접속되어 있는 측면과 직행하는 방향)에 걸쳐 6열의 압력실(개별 전극(109))이 형성되어 있고, 이들 압력실은 헤드 본체부(3a)에서 한쪽 방향으로 정렬되도록 배치되어 있고, 도13의 (b)에 도시한 바와 같이 각 압력실은 서로 평행하게 배치되어 있다.
그리고, 각 압력실에서는, 상술한 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)에서의 압력실(112)과 마찬가지로, 헤드 본체부(3a)의 상면(외면)에 개구(129a)를 갖는 잉크 공급로가 형성되어 있다.
또한, 헤드 본체부(3a)는 그 외면에 있어서의 복수의 잉크 공급로의 개구(129a)를 둘러싸도록 돌설된 프레임 부재(접합부; 8a)를 구비하고 있다.
이 프레임 부재(8a)는 도13의 (b)에 도시한 바와 같이, 헤드 본체부(3a)에서의 노즐이 형성되어 있는 측과는 반대측(헤드 본체부(3a)에서의 개별 전극(109)이 형성되어 있는 측)의 면에 돌출하여 형성되어 있고, 또 헤드 본체부(3a)에서의 개별 전극(109)이 형성된 면 상에서 이들 개별 전극(109)이나 개구(129a)를 둘러싸도록 형성되어 있다.
또한, 프레임 부재(8a)는 6열의 압력실의 열 중에서 인접하는 2열씩의 각 가압부(140)나 헤드 본체부(3a) 상에 형성된 개구(129a)를 프레임 부재(8a)에 의해 잉크 탱크(50a)의 잉크실(52-1 내지 52-3)에 대응하여 구획하도록 되어 있다.
그리고, 이 프레임 부재(8a)에 잉크 탱크(50a) 혹은 잉크 탱크 고정용 부재를 접합함으로써, 헤드 본체부(3a)와 잉크 탱크(5a) 사이에, 잉크 탱크(50a)로부터의 잉크를 일시적으로 체류시키는 잉크 대기 공간(130a 내지 130c)이 형성되게 되어 있고, 이들 잉크 대기 공간(130a 내지 130c)는 서로 프레임 부재(8a)의 일부에 의해 구분되어 있다.
또, 본 제1 변형예에서는, 잉크 대기 공간(130a)에 잉크실(52-1)의 잉크가, 잉크 대기 공간(130b)에 잉크실(52-2)의 잉크가, 잉크 대기 공간(130c)에 잉크실(52-3)의 잉크가 각각 잉크 공급구(51a)로부터 공급되도록 되어 있다.
또한, 프레임 부재(8a)도 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)에서의 프레임 부재(8)와 마찬가지로 상측으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 형상을 갖고 있고, 이에 따라 접착면으로부터 밀려 나온 접착제가 그 경사면에 의해 보유되어, 밀려 나온 접착제가 헤드 본체부(3a)에 도달하는 것을 막을 수 있도록 되어 있다.
또한, 이 프레임 부재(8a)는 전술한 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)에서의 프레임 부재(8) 등과 마찬가지로, 산화 마그네슘(MgO)에 의해 생성된 기판을 포토 에칭 처리에 의해 헤드 본체부(3a)로부터 부분적으로 제거함으로써, 헤드 본체부(3a) 상의 기판의 잔존부로서 형성되어 있다.
또한, 헤드 본체부(3a)에서의 개구(129a)가 형성된 면 상에 있어서, 헤드 본체부(3)의 외연부 부근, 구체적으로는 프레임 부재(8a)보다도 외측에는, 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)에서의 헤드 본체부(3)와 마찬가지로, 복수의 접점부가 형성되어 있다.
본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예로서의 잉크젯 헤드(100a)는 상술한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 먼저 프레임부재(8a)에 잉크 탱크(50a)를 접착제 등을 이용하여 접합한 후, 잉크 탱크(50a)의 각 잉크 공급구(51a)로부터 각 잉크 대기 공간(130a 내지 130c)으로 각 색의 잉크를 각각 공급하면, 이들 잉크가 잉크 공급로를 통해 각 압력실로 공급된다.
그리고, 도시하지 않은 구동 회로 등에 의해 FPC(2)를 통해 각 개별 전극(109)에 구동 신호를 공급함으로써, 가압부(140)에 의해 압력실을 가압하여 각 노즐로부터 잉크를 토출한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태의 제1 변형예에 의해서도 상술한 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 외에, 복수색의 잉크를 이용하여 인쇄를 행하는 경우에도, 각 노즐로부터 토출되는 잉크의 토출량 등을 균일하게 할 수 있기 때문에 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 프레임 부재(8a)에 의해 서로 인접하는 잉크 대기 공간(130a 내지 130c)을 구분하도록 되어 있기 때문에, 이에 따라 각색 인쇄 가능한 멀티 노즐 잉크젯 헤드(잉크젯 헤드(100a))에서 각 노즐의 위치 정밀도를 높게 형성할 수 있음과 동시에, 이들 노즐을 고밀도로 형성할 수 있어, 잉크젯 헤드 나아가서는 인쇄 장치(잉크젯 프린터)를 소형화할 수 있다.
(C) 제1 실시 형태의 제2 변형예의 설명
도14 내지 도16은 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예로서의 잉크젯 헤드에서의 배선 패턴의 구성을 설명하기 위한 도면으로, 도14는 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예로서의 잉크젯 헤드에 있어서의 배선 패턴의 요부를 확대하여 도시한 평면도, 도15는 도14의 A-A선을 따르는 단면도, 도16은 도14의 B-B선을 따르는 단면도이다.
또, 도면 중, 이미 설명한 부호와 동일한 부호는 동일 혹은 거의 동일한 부분을 나타내고 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예로서의 잉크젯 헤드(100b)는 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)에서의 배선 패턴 (123) 대신에, 배선 패턴 (123a)을 구비한 것으로, 이하, 도14 내지 도16을 이용하여 그 상세한 설명을 행한다.
도14 내지 도16에 도시한 바와 같이, 본 제2 변형예의 잉크젯 헤드(100b)도 상술한 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 도시하지 않은 잉크 탱크(잉크 공급부)로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)을 갖는 것으로, 헤드 본체부(3b) 및 프레임 부재(8)를 구비하여 구성되어 있다.
또한, 본 제2 변형예의 잉크젯 헤드(100b)도 상술한 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 드라이 필름 레지스트(103)나 스텐레스판(105) 등의 복수의 층을 적층하여 구성된 것이지만, 도15 및 도16 중에서는 편의상 그 적층 구조의 도시를 생략하고 있다.
헤드 본체부(3b) 상에는 도14 내지 도16에 도시한 바와 같이, 배선 패턴(123a)이 개별 전극(109) 및 접점부(121)와 함께 패터닝에 의해 형성되어 있고, 이에 따라 배선 패턴(123a)은 개별 전극(109) 및 접점부(121)와 동일 면상에 동일 재료에 의해 일체로 박막 형성되어 있다.
이들 배선 패턴(123a)은 도14에 도시한 바와 같이, 각각 각 개별 전극(109)의 길이 방향(도14 중에서는 좌우 방향)과 거의 평행하게, 이들 사이를 통하도록 배치되어 있고, 또한 각 배선 패턴(123a)은 도16에 도시한 바와 같이, 프레임 부재(8)의 하측, 즉 헤드 본체부(3b)와 프레임 부재(8) 사이를 통과하도록 배치되어 있다.
또한, 헤드 본체부(3b)에서는, 도7에 도시한 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 헤드 본체부(3b)에서의 개별 전극(109) 등이 형성되어 있는 측의 면에 있어서, 프레임 부재(8)보다도 외측, 즉 헤드 본체부(3b)의 모서리부 부근에 진동판(104)이 노출하고 있고, 이에 따라 접점부(127)를 형성하고 있다.
그리고, 이들 접점부(121, 127)에 FPC(외부 접속 배선 부재; 도14 내지 도16에서는 도시 생략)을 TAB 등의 방식에 의해 전기적으로 접속하고 있다.
또한, 본 제2 변형예의 잉크젯 헤드(100b)도, 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 드라이 필름 레지스트(103)를 이용한 패터닝 수법에 의해 형성되게 되어 있고, 또 배선 패턴(123a)도 헤드 본체부(3b) 상에 개별 전극(109) 및 접점부(121)와 함께 패터닝에 의해 형성되고, 개별 전극(109) 및 접점부(121)와 동일 면상에 동일 재료에 의해 일체적으로 박막 형성되어 있다.
상술한 구성에 의해, 접점부(121, 127)에 FPC를 TAB 등의 방식에 의해 전기적으로 접속한 후, 도시하지 않은 구동 회로 등에 의해 FPC를 통해 각 개별 전극(109)에 구동 신호를 공급함으로써, 가압부(140)에 의해 압력실(112)을 가압하여 각 노즐(120)로부터 잉크를 토출한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태의 제2 변형예로서의 잉크젯 헤드(100b)에 의해서도, 각 개별 전극(109)과 접점부(121) 사이의 전기적 접속시에 프레임 부재(8)의 영향을 받는 일 없이, 가압부(140)를 제어하기 위한 신호를 공급하는 FPC에 각 개별 전극(109)을 전기적으로 접속할 수 있어, 상술한 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.
(D) 제1 실시 형태의 제3 변형예의 설명
도17 내지 도19는 본 발명의 제1 실시 형태의 제3 변형예로서의 잉크젯 헤드(100c)에서의 배선 패턴의 구성을 설명하기 위한 도면으로, 도17은 본 발명의 제1 실시 형태의 제3 변형예로서의 잉크젯 헤드에서의 배선 패턴의 요부를 확대하여 도시한 평면도, 도18은 도17의 A-A선을 따르는 단면도, 도19는 도17의 B-B선을 따르는 단면도이다.
또, 도면 중, 이미 설명한 부호와 동일한 부호는 동일 혹은 거의 동일한 부분을 나타내고 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제1 실시 형태의 제3 변형예로서의 잉크젯 헤드(100c)는 도14에 도시한 잉크젯 헤드(100b) 등에서의 배선 패턴 대신에 배선 패턴(123b)을 구비한 것으로, 이 구성에 대해서 도17 내지 도19를 이용하여 설명한다.
또한, 본 제3 변형예는 구체적으로 도13의 (a), (b)에 도시한 바와 같은 잉크젯 헤드(100a)에 적용되는 것이다.
도17 내지 도19에 도시한 바와 같이, 본 제3 변형예의 잉크젯 헤드(100c)도 상술한 잉크젯 헤드(100a, 100b)와 마찬가지로, 잉크 탱크(잉크 공급부; 도17 내지 도19에서는 도시 생략)로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)을 갖는 것으로서, 헤드 본체부(3c) 및 프레임 부재(8a)를 구비하여 구성되어 있다.
또한, 본 제3 변형예의 잉크젯 헤드(100c)도 상술한 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 드라이 필름 레지스트(103)나 스텐레스판(105) 등의 복수의 층을 적층하여 구성된 것이지만, 도18 및 도19 중에서는 편의상 그 적층 구조의 도시를 생략하고 있다.
또한, 본 제3 변형예의 잉크젯 헤드(100c)도 전술한 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 드라이 필름 레지스트(103)를 이용한 패터닝 수법에 의해 형성되도록 되어 있고, 또 배선 패턴(123b)도 헤드 본체부(3c) 상에 개별 전극(109) 및 접점부(121)와 함께 패터닝에 의해 형성되고, 개별 전극(109) 및 접점부(121)와 동일 면상에 동일 재료에 의해 일체적으로 박막 형성되어 있다.
이들 배선 패턴(123b)은 도17 및 도18에 도시한 바와 같이, 프레임 부재(8a)의 하측, 즉 헤드 본체부(3c)와 프레임 부재(8a) 사이를, 프레임 부재(8a)를 따라 부설되고, 접점부(121)에 근접하는 위치에서 프레임 부재(8a)로부터 이격되어 접점부(121)와 접속하도록 되어 있다.
또한, 헤드 본체부(3c)에서는, 도17 및 도18에 도시한 바와 같이, 헤드 본체부(3c)에서의 개별 전극(109) 등이 형성되어 있는 면 상에서, 프레임 부재(8a)보다도 외측, 즉 헤드 본체부(3c)의 모서리부 부근에 진동판(104)이 노출하고 있고, 이에 따라 접점부(127)를 형성하고 있다.
그리고, 이들의 접점부(121, 127)에 FPC(외부 접속 배선 부재; 도17 내지 도19에서는 도시 생략)를 TAB 등의 방식에 의해 전기적으로 접속하는 것이다.
상술한 구성에 의해, 접점부(121, 127)에 FPC를 TAB 등의 방식에 의해 전기적으로 접속한 후, 도시하지 않은 구동 회로 등에 의해 FPC를 통해 각 개별 전극(109)에 구동 신호를 공급함으로써, 가압부(140)에 의해 압력실(112)을 가압하여 각 노즐(120)로부터 잉크를 토출한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태의 제3 변형예로서의 잉크젯 헤드(100)에 의해서도, 각 개별 전극(109)과 접점부(121) 사이의 전기적 접속시에 프레임 부재(8a)의 영향을 받는 일 없이, 가압부(140)를 제어하기 위한 신호를 공급하는 FPC에 각 개별 전극(109)을 전기적으로 접속할 수 있고, 상술한 제2 변형예와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 배선 패턴(123b)이 프레임 부재(8a)와 헤드 본체부(3c) 사이에 배치되어 있기 때문에, 배선 패턴(123b)이 외부로 노출되는 일이 없고, 이에 따라 배선 패턴(123b)을 보호할 수 있으며, 예를 들면 배선 패턴(123b)의 단선 등을 방지할 수 있다.
(E) 제1 실시 형태의 제4 변형예의 설명
도20 내지 도25는 본 발명의 제1 실시 형태의 제4 변형예로서의 잉크젯 헤드의 구성을 설명하기 위한 것으로, 도20은 본 발명의 제1 실시 형태의 제4 변형예로서의 잉크젯 헤드의 헤드 본체부의 구성을 도시한 사시도, 도21은 도20의 화살표 A방향에서 본 도면, 도22는 도20의 B부를 확대하여 도시한 평면도, 도23은 도22의 A-A선을 따르는 단면도, 도24는 도21의 C부를 확대하여 도시한 평면도, 도25는 도22의 B-B선을 따르는 단면도이다.
또, 도면 중, 이미 설명한 부호와 동일한 부호는 동일 혹은 거의 동일한 부분을 나타내고 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제1 실시 형태의 제4 변형예로서의 잉크젯 헤드(100d)는 도1에 도시한 잉크젯 헤드(100)에서의 프레임 부재(8) 대신에 프레임 부재(8b)를 구비함과 동시에, 이 프레임 부재(8b) 상에 접점부(121)를 구비한 것으로, 그 구성에 대해서 도20 내지 도25를 이용하여 설명한다.
도20에 도시한 바와 같이, 본 제1 실시 형태의 제4 변형예의 잉크젯 헤드(100d)도 상술한 제1 실시 형태의 참조부호 100과 마찬가지로, 잉크 탱크(잉크 공급부; 도20 내지 도25에서는 도시 생략)로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)을 갖는 것으로, 도20 내지 도25에 도시한 바와 같이, 헤드 본체부(3d) 및 프레임 부재(8b)를 구비하여 구성되어 있다.
또, 본 제4 변형예의 잉크젯 헤드(100d)도 상술한 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 드라이 필름 레지스트(103)나 스텐레스판(105) 등의 복수의 층을 적층하여 구성된 것이지만, 도23 및 도25 중에서는 편의상 그 적층 구조의 도시를 생략하고 있다.
헤드 본체부(3d)는 복수의 노즐(120) 각각에 압력실(112) 및 가압부(140)를 구비하여 구성되어 있다.
프레임 부재(8b)는 도20 내지 도25에 도시한 바와 같이, 헤드 본체부(3d)에서의 노즐(120)이 형성되어 있는 측과는 반대측(헤드 본체부(3d)에서의 개구(129a)가 형성되어 있는 측)의 면에 돌출하여 형성되어 있고, 또, 헤드 본체부(3d)에서의 개구(129a)를 형성한 면 상에서 이들의 개구(129a)를 둘러싸도록 형성되어 있고, 또한 이 프레임 부재(8b)는 도23, 도25에 도시한 바와 같이, 헤드 본체부(3d)의 주연보다도 외측으로 돌출하도록 형성되어 있다.
구체적으로, 본 제4 변형예에서는, 프레임 부재(8b)는 헤드 본체부(3d)의 주연을 따라 헤드 본체부(3d)의 주연과 평행하게 그것의 대략 절반 부분을 외부로 돌출하도록 형성되어 있다.
이 프레임 부재(8b)는 전술한 도1에 도시한 잉크젯 헤드(100)의 프레임 부재(8)와 마찬가지로, 산화 마그네슘(MgO)에 의해 생성된 기판을 포토에칭 처리에 의해 헤드 본체부(3)로부터 부분적으로 제거함으로써, 헤드 본체부(3d) 상의 기판의 잔존부로서 형성되어 있다. 그리고, 이 프레임 부재(8b)에 접착제 등을 이용하여 잉크 탱크(잉크 공급 부품; 도시 생략)를 접합함으로써, 헤드 본체부(3d)에 잉크 탱크를 접합하는 것이다.
또, 본 제4 변형예의 잉크젯 헤드(100d)의 프레임 부재(8b)도, 도23에 도시한 바와 같이, 상측으로 갈수록 폭이 좁아지는 단면 형상을 갖고 있으며, 이에 따라 잉크 탱크와의 접착면으로부터 밀려 나온 접착제가 그 경사면에 의해 보유되고, 밀려 나온 접착제가 헤드 본체부(3d)(가압부(140))에 도달하는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.
또한, 이 프레임 부재(8b)에서의 헤드 본체부(3d)의 주변보다도 외측으로 돌출한 부분으로서, 잉크 탱크가 접합되는 측과는 반대측(도21 중의 상측)의 면(이하, 이 면을 접점부 형성면(128)이라 칭함)에는 접점부(121a, 127a)가 형성되어 있다.
또, 본 제4 변형예에서는, 이 접점부 형성면(128)에서의 각 모서리부에 각각 접점부(127a)가 형성되어 있고, 이들 접점부(127a)는 도25에 도시한 바와 같이, 진동판(104)과 일체로 형성되어 있다.
또한, 접점부 형성면(128)에서의 각 접점부(127a) 사이에는 각각 복수의 접점부(121a)가 형성되어 있다. 또, 접점부(121a)는 개별 전극(109)마다 형성되어 있다.
또, 이들 접점부(121a, 127a)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
또한, 이들 접점부(121a)와 개별 전극(109)은 박막 형성된 배선 패턴(123)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
즉, 본 제4 변형예에서는, 접점부(121a)가 프레임 부재(8b)측에서 헤드 본체부(3d)의 주연보다도 외측으로 배치되어 있고, 또, 프레임 부재(8b)에서의 접점부 형성면(128)에 개별 전극(109)마다 형성된 접점부(121a)가 배치되고, 도21에 도시한 바와 같이, 이들 접점부(121a)에, 가압부(140)를 제어하기 위한 신호를 공급하는 FPC(2)가 TAB 방식 등의 수법에 의해 전기적으로 접속되는 것이다.
상술한 구성에 의해, 각 접점부(121a 및 127a)에, 도21에 도시한 바와 같이 FPC를 TAB 등의 방식에 의해 전기적으로 접속한 후, 도시하지 않은 구동 회로 등에 의해 FPC를 통해 각 개별 전극(109)에 구동 신호를 공급함으로써, 가압부(140)에 의해 압력실(112)을 가압하여 각 노즐(120)로부터 잉크를 토출한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태의 제4 변형예의 잉크젯 헤드(100d)에 의해서도, 각 개별 전극(109)과 접점부(121a) 사이의 전기적 접속시에 프레임 부재(8b)의 영향을 받는 일 없이, 가압부(140)를 제어하기 위한 신호를 공급하는 FPC에 각 개별 전극(109)을 전기적으로 접속할 수 있고, 상술한 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 노즐(120)을 형성하는 헤드 본체부(3d)를 프레임 부재(8b)보다도 작게 형성할 수 있기 때문에, 잉크젯 헤드(100d)를 소형화할 수 있다.
또한, FPC(2)를 접점부(121a, 127a)에 접속할 때에, 접점부 형성면(128)에서 접점부(121a)와 접점부(127a)의 높이가 같아지기 때문에, FPC(2)의 접속시에 더욱 확실하게 전기적으로 접속할 수 있다.
또한, FPC(2)를 접점부(121a, 127a)에 가압하여 접속할 때에, FPC(2)의 상면으로부터 접점부 형성면(128)을 가압하기 때문에, 프레임 부재(8b)가 접점부 형성면(128)을 지지하므로 그 강성이 높아지고, 이에 따라 제조 안정성을 향상시킬 수 있다.
(F) 제1 실시 형태의 제5 변형예의 설명
도26은 본 발명의 제1 실시 형태의 제5 변형예로서의 잉크젯 헤드의 헤드 본체부의 구성을 도시한 사시도이고, 본 발명의 제1 실시 형태의 제5 변형예로서의 잉크젯 헤드(100e)도, 도26에 도시한 바와 같이 상술한 제1 변형예의 잉크젯 헤드(100a)와 마찬가지로, 잉크 탱크(잉크 공급부; 도시 생략)로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(도시 생략)을 갖는 것으로, 헤드 본체부(3e) 및 프레임 부재(8c)를 구비하여 구성되어 있다.
또, 도면 중, 이미 설명한 부호와 동일한 부호는 동일 혹은 거의 동일한 부분을 나타내고 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
프레임 부재(8c)는 헤드 본체부(3e) 상에서의 노즐이 형성되어 있는 측과는 반대측(도26 중에서는 상측)에서, 잉크 공급로의 개구(129a)가 형성되어 있는 면에 돌출하여 형성되어 있고, 또 이 프레임 부재(8c)는 헤드 본체부(3e)에서의 개구(129a), 개별 전극(109), 접점부(121) 및 배선 패턴(123)이 형성된 면 상에서, 복수의 개구(129a)를 둘러싸도록 형성되어 있다.
이 프레임 부재(8c)는 산화 마그네슘(MgO)에 의해 생성된 기판을 포토 에칭 처리에 의해 헤드 본체부(3e)로부터 부분적으로 제거함으로써, 헤드 본체부(3e) 상의 기판의 잔존부로서 형성되어 있다. 그리고, 이 프레임 부재(8c)에 접착제 등을 이용하여 잉크 탱크(잉크 공급 부품) 혹은 잉크 탱크 고정용 부재를 접합함으로써, 헤드 본체부(3e)에 잉크 탱크(50)를 접합하는 것이다.
또한, 이 프레임 부재(8c)는 상측으로 갈수록 폭이 좁아지는 단면 형상을 갖고 있고, 이에 따라 잉크 탱크(50)와의 접착면으로부터 밀려 나온 접착제가 그 경사면에 의해 보유되고, 밀려 나온 접착제가 헤드 본체부(3e)에 도달하는 것을 방지할 수 있게 되어 있다.
또한, 프레임 부재(8c)에서는, 프레임 부재(8c)를 형성하는 부재 중 대향하는 1쌍의 부재가 서로 평행하게 동일 방향으로 돌설하고 있고, 이에 따라 위치 결정부(82)가 형성되어 있다. 또, 이하, 이 위치 결정부(82)를 형성하는, 프레임 부재(8c)로부터 돌설하는 1쌍의 부재를 돌설부로 칭하고, 부호 82a를 이용하여 나타내는 것으로 한다.
위치 결정부(82)는 1쌍의 돌설부(82a)와, 프레임 부재(8c)에서의 1쌍의 돌설부(82a)가 형성되어 있는 부분에서의 외주면(82b)으로 구성되어 있다.
이들 1쌍의 돌설부(82a)나 프레임 부재(8c)도, 전술한 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)에서의 프레임 부재(8) 등과 마찬가지로, 산화 마그네슘(MgO) 등에 의해 생성된 기판을 포토 에칭 처리에 의해 헤드 본체부(3e)로부터 부분적으로 제거함으로써, 헤드 본체부(3e) 상의 기판의 잔존부로서 형성되어 있다.
또한, 헤드 본체부(3e)에서의 개별 전극(109)이나 배선 패턴(123) 등이 형성된 면 상에 있어서, 프레임 부재(8c)보다도 외측에서 또한 1쌍의 돌설부(82a) 사이에는 복수의 접점부(121, 127)가 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, FPC(외부 접속 배선 부재; 2)의 단면을 1쌍의 돌설부(82a) 사이에서 외주면(82b)에 당접시켜 FPC(2)의 접점부(121)에 대한 위치 결정을 행한 후, FPC(2)를 접점부(121, 127)에 TAB 방식에 의해 전기적으로 접속한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태의 제5 변형예로서의 잉크젯 헤드(100e)에 의하면, FPC(2)의 단면을 1쌍의 돌설부(82a) 사이에서 외주면(82b)에 당접시킴으로써, FPC(2)의 접점부(121)에 대한 위치 결정을 행할 수 있기 때문에, 이에 따라 FPC(2)와 접점부(121, 127)를 확실하게 전기적으로 접속할 수 있는 것 외에, FPC(2)의 위치 결정을 위한 전용 부품이 불필요하게 되어 잉크젯 헤드(100e)를 구성하는 부품수를 삭감할 수 있다.
(G) 제1 실시 형태의 제6 변형예의 설명
도27은 본 발명의 제1 실시 형태의 제6 변형예로서의 잉크젯 헤드의 요부 구성을 도시하는 사시도로서, 본 제6 변형예로서의 잉크젯 헤드(100f)도, 상술한 제5 변형예의 잉크젯 헤드(100e)와 마찬가지로, 잉크 탱크(잉크 공급부; 도시 생략)로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(도시 생략)을 갖는 것으로, 도27에 도시한 바와 같이, 헤드 본체부(3f) 및 프레임 부재(8)를 구비하여 구성되어 있다.
도27에 도시한 바와 같이, 본 제6 변형예의 잉크젯 헤드(100f)는 도26에 도시한 잉크젯 헤드(100e)에서의 프레임 부재(8c) 대신에 프레임 부재(8)를 구비하는 것 외에, 위치 결정부(83)를 구비하여 구성되어 있다.
또, 도면 중, 이미 설명한 부호와 동일한 부호는 동일 혹은 거의 동일한 부분을 나타내고 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
헤드 본체부(3f)의 주연을 형성하는 변 중 적어도 1변의 모서리부이며, 프레임 부재(8)보다도 외측이며 또한 그 개별 전극(109)이나 배선 패턴(123) 등이 형성된 면 상에는 각각 거의 원주상인 1쌍의 위치 결정부(83)가 형성되어 있고, 또 이들 1쌍의 위치 결정부(83) 사이에는 복수의 접점부(121, 127)가 형성되어 있다.
이들 1쌍의 위치 결정부(83)도 전술한 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)에서의 프레임 부재(8) 등과 마찬가지로, 산화 마그네슘(MgO) 등에 의해 생성된 기판을 포토 에칭 처리에 의해 헤드 본체부(3f)로부터 부분적으로 제거함으로써, 헤드본체부(3f) 상의 기판의 잔존부로서 형성되어 있다.
또한, FPC(2a)의 단부 부근에서의, 전술한 1쌍의 위치 결정부(83)에 대응하는 위치에는 각각 위치 결정부(83)의 단면 형상과 거의 동일한 위치 맞춤 구멍(2b)이 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, FPC(외부 접속 배선 부재; 2a)에 형성된 위치 맞춤 구멍(2b)의 각각을 위치 결정부(83)에 끼워 맞춤으로써, FPC(2a)의 접점부(121, 127)에 대한 위치 결정을 행한 후, FPC(2a)를 접점부(121, 127)에 TAB 방식에 의해 전기적으로 접속한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태의 제6 변형예로서의 잉크젯 헤드(100f)에 의하면, FPC(2a)에 형성된 위치 맞춤 구멍(2b)의 각각을 위치 결정부(83)에 끼워 맞춤으로써, FPC(2a)의 접점부(121, 127)에 대한 위치 결정을 행할 수 있고, 이에 따라 FPC(2)와 접점부(121, 127)를 확실하게 전기적으로 접속할 수 있다.
(H) 제2 실시 형태의 설명
도28의 (a), (b)는 모두 본 발명의 제2 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 구성을 설명하기 위한 것으로, 도28의 (a)는 그 배선 패턴의 요부를 확대하여 도시한 평면도, 도28의 (b)는 도28의 (a)의 A-A선을 따르는 단면도이다.
또, 도면 중, 이미 설명한 부호와 동일한 부호는 동일 혹은 대략 동일한 부분을 나타내고 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제2 실시 형태로서의 잉크젯 헤드(210)에서는, 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)와는 다른 위치에 잉크 공급로(129)가 형성되어 있고, 이하 도28의 (a), (b)를 이용하여 그 상세한 설명을 행한다.
도28의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 본 제2 실시 형태의 잉크젯 헤드(210)도 상술한 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 도시하지 않은 잉크 탱크(잉크 공급부)로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)을 갖는 것으로, 헤드 본체부(3g)를 구비하여 구성되어 있다.
압력실(112)에서, 진동판(104)이 이루는 면 이외의 면이며, 또한 이 진동판(104)이 이루는 면에 대향하는 면 이외의 면으로서, 노즐(120)로부터 가장 멀리 위치하는 면에는, 잉크 공급로(129)의 일단측(이하, 개구(129b)로 칭함)이 개구하고 있고, 또 헤드 본체부(3g)의 외면에서 잉크 대기 공간(130)에 잉크 공급로(129)의 타단측(개구(129a))이 개구하고 있다.
또, 본 제2 실시 형태의 잉크젯 헤드(210)도 상술한 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 드라이 필름 레지스트(103)(103a 내지 103c)나 스텐레스판(105) 등의 복수의 층을 적층하여 구성된 것이며, 헤드 본체부(3g)에서는 3층의 드라이 필름 레지스트(103a 내지 103c)를 구비하여 구성하고 있고, 이들 드라이 필름 레지스트(103a 내지 103c)부를 제거함으로써 압력실(112)을 형성하고 있다.
그리고, 드라이 필름 레지스트(103a, 103b)나, 진동판(104), 폴리이미드(126)를 부분적으로 제거함으로써 잉크 공급로(129)가 형성되어 있다.
즉, 본 제2 실시 형태에서는, 잉크 공급로(129)가 압력실(112)에서 진동판(104)이 이루는 면 이외의 면에서 개구하도록 형성되어 있다.
헤드 본체부(3g) 상에는 도28의 (a)에 도시한 바와 같이, 배선 패턴(123)이 개별 전극(109) 및 접점부(도시 생략)와 함께 패터닝에 의해 형성되어 있고, 이에 따라 배선 패턴(123)은 개별 전극(109) 및 접점부와 동일 면 상에 동일 재료에 의해 일체적으로 박막 형성되어 있다.
상술한 구성에 의해, 도시하지 않은 프레임 부재에 잉크 탱크(도시 생략)를 직접(혹는 잉크 탱크 고정용 부재를 사이에 두고) 접합한 후, 잉크 탱크의 잉크 공급구로부터 잉크 대기 공간(130)으로 잉크를 공급하면, 이 잉크 대기 공간(130)에 일시적으로 잉크가 체류하고, 그 후 잉크 대기 공간(130)에서 각 잉크 공급로(129)로부터 각 압력실(112)로 잉크가 공급된다.
그리고, 접점부에 FPC를 TAB 등의 방식에 의해 전기적으로 접속한 후, 도시하지 않은 구동 회로 등에 의해 FPC를 통해 각 개별 전극(109)으로 구동 신호를 공급함으로써, 가압부(140)에 의해 압력실(112)를 가압하여 각 노즐(120)로부터 잉크를 토출한다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태로서의 잉크젯 헤드에 의하면, 상술한 제1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 잉크 공급로(129)가 진동판(103)이 이루는 면 이외의 면에서 개구하도록 형성되어 있기 때문에, 압전 소자(108)나 진동판(104)이 변형하여도, 잉크 공급로(129)가 이들 압전 소자 및 진동판(104)의 변형에 따르는 영향, 예를 들면 압력 손실 등을 받는 일 없이, 압력실(112)의 강성을 유지할 수 있는 것 외에, 그 가압 동작이 안정된다.
(I) 제3 실시 형태의 설명
도29의 (a), (b)는 모두 본 발명의 제3 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 구성을 설명하기 위한 것으로, 도29의 (a)는 그 배선 패턴의 요부를 확대하여 도시한 평면도, 도29의 (b)는 도29의 (a)의 A-A선을 따르는 단면도이다.
또, 도면 중 이미 설명한 부호와 동일한 부호는 동일 혹은 거의 동일한 부분을 나타내고 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제3 실시 형태로서의 잉크젯 헤드(220)에서도, 제2 실시 형태의 잉크젯 헤드(210)와는 다른 위치에 잉크 공급로(129)가 형성되어 있고, 이하, 도29의 (a), (b)를 이용하여 그 상세한 설명을 행한다.
도29의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 본 제3 실시 형태의 잉크젯 헤드(220)도, 상술한 제2 실시 형태의 잉크젯 헤드(210)와 마찬가지로, 도시하지 않은 잉크 탱크(잉크 공급부)로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)을 갖는 것으로, 헤드 본체부(3h)를 구비하여 구성되어 있다.
압력실(112)에서, 진동판(104)이 이루는 면 이외의 면이며, 또한 이 진동판(104)이 이루는 면에 대향하는 면에, 잉크 공급로(129)의 일단측(이하, 개구(129b)로 칭함)이 개구하고 있고, 또 헤드 본체부(3h)의 외면에서 잉크 대기 공간(130)에 잉크 공급로(129)의 타단측(개구(129a))이 개구하고 있다.
또, 본 제3 실시 형태의 잉크젯 헤드(220)도 상술한 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 드라이 필름 레지스트(103)나 스텐레스판(105) 등의 복수의 층을 적층하여 구성된 것이며, 헤드 본체부(3h)에서는 1층의 드라이 필름 레지스트(103)를 구비하여 구성되어 있고, 이 드라이 필름 레지스트(103)의 일부를 제거함으로써 압력실(112)을 형성하고 있다.
그리고, 드라이 필름 레지스트(103)나, 스텐레스판(105), 진동판(104), 폴리이미드(126)를 부분적으로 제거함으로써 잉크 공급로(129)가 형성되어 있다.
즉, 본 제3 실시 형태에서는, 잉크 공급로(129)가 압력실(112)에서 진동판(104)이 이루는 면에 대향하는 면에서 개구하도록 형성되어 있다.
헤드 본체부(3g) 상에는 도29의 (a)에서 도시한 바와 같이, 배선 패턴(123)이 개별 전극(109) 및 접점부(도시 생략)와 함께 패터닝에 의해 형성되어 있고, 이에 따라 배선 패턴(123)은 개별 전극(109) 및 접점부와 동일 면 상에 동일 재료에 의해 일체적으로 박막 형성되어 있다.
상술한 구성에 의해, 도시하지 않은 프레임 부재에 잉크 탱크(도시 생략)를 직접(혹은 잉크 탱크 고정용 부재를 사이에 두고) 접합한 후, 잉크 탱크의 잉크 공급구로부터 잉크 대기 공간(130)으로 잉크를 공급하면, 이 잉크 대기 공간(130)에 일시적으로 잉크가 체류하고, 그 후 잉크 대기 공간(130)으로부터 각 잉크 공급로(129)로부터 각 압력실(112)로 잉크가 공급된다.
그리고, 접점부에 FPC를 TAB 등의 방식에 의해 전기적으로 접속한 후, 도시하지 않은 구동 회로 등에 의해 FPC를 통해 각 개별 전극(109)에 구동 신호를 공급함으로써, 가압부(140)에 의해 압력실(112)를 가압하여 각 노즐(120)로부터 잉크를 토출한다.
그리고, 이 때, 잉크 공급로(129)가 진동판(104)이 이루는 면에 대향하는 면에서 개구하도록 형성되어 있기 때문에, 압전 소자(108)나 진동판(104)이 변형하여도 잉크 공급로(129)가 이들의 압전 소자 및 진동판(104)의 변형에 따르는 영향을 받는 일 없이, 압력실(112)의 강성을 유지할 수 있는 것 외에, 그 가압 동작이 안정된다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시 형태로서의 잉크젯 헤드에 의하면, 상술한 제2 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 헤드 본체부(3h)를 적어도 1층의 드라이 필름 레지스트(103)를 구비하여 구성하면 되기 때문에, 제조 공정을 간략화할 수 있다.
(J) 제4 실시 형태의 설명
도30의 (a), (b)는 모두 본 발명의 제4 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 구성을 설명하기 위한 것으로, 도30의 (a)는 그 배선 패턴의 요부를 확대하여 도시한 평면도, 도30의 (b)는 도30의 (a)의 A-A선을 따르는 단면도이다.
또, 도면 중 이미 설명한 부호와 동일한 부호는 동일 혹은 거의 동일한 부분을 나타내고 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제4 실시 형태로서의 잉크젯 헤드(230)에서도, 제2 실시 형태의 잉크젯 헤드(210)와는 다른 위치에 잉크 공급로(129)가 형성되어 있고, 이하, 도30의 (a), (b)를 이용하여 그 상세한 설명을 행한다.
도30의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, 본 제4 실시 형태의 잉크젯 헤드(230)도, 상술한 제2 실시 형태의 잉크젯 헤드(210)와 마찬가지로, 도시하지 않은 잉크 탱크(잉크 공급부)로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)을 갖는 것으로, 헤드 본체부(3i)를 구비하여 구성되어 있다.
압력실(112)에서, 진동판(104)이 이루는 면에는, 압전 소자(108)와 진동판(104)의 적층 영역에서, 이들 압전 소자(108) 및 진동판(104)을 관통하도록 잉크 공급로(129)가 형성되어 있다.
또, 본 제4 실시 형태의 잉크젯 헤드(230)도, 상술한 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 드라이 필름 레지스트(103)나 스텐레스판(105) 등의 복수의 층을 적층하여 구성된 것이며, 헤드 본체부(3i)에서는 1층의 드라이 필름 레지스트(103)를 구비하여 구성되어 있고, 이 드라이 필름 레지스트(103)의 일부를 제거함으로써 압력실(112)을 형성하고 있다.
그리고, 진동판(104)이 이루는 면에 있어서, 압전 소자(108)와 진동판(104)의 적층 영역에서, 이들 압전 소자(108) 및 진동판(104)을 부분적으로 제거함으로써 잉크 공급로(109)가 형성되어 있다.
헤드 본체부(3g) 상에는 도30의 (a)에 도시한 바와 같이, 배선 패턴(123)이 개별 전극(109) 및 접점부(도시 생략)와 함께 패터닝에 의해 형성되어 있고, 이에 따라 배선 패턴(123)은 개별 전극(109) 및 접점부와 동일 면 상에 동일 재료에 의해 일체적으로 박막 형성되어 있다.
상술한 구성에 의해, 도시하지 않은 프레임 부재에 잉크 탱크(도시 생략)를 직접(혹는 잉크 탱크 고정용 부재를 사이에 두고) 접합한 후, 잉크 탱크의 잉크 공급구로부터 잉크 대기 공간(130)으로 잉크를 공급하면, 이 잉크 대기 공간(130)에 일시적으로 잉크가 체류하고, 그 후 잉크 대기 공간(130)으로부터 각 잉크 공급로(129)로부터 각 압력실(112)로 잉크가 공급된다.
그리고, 접점부에 FPC를 TAB 등의 방식에 의해 전기적으로 접속한 후, 도시하지 않은 구동 회로 등에 의해 FPC를 통해 각 개별 전극(109)에 구동 신호를 공급함으로써, 가압부(140)에 의해 압력실(112)을 가압하여 각 노즐(120)로부터 잉크를 토출한다.
이와 같이, 본 발명의 제4 실시 형태로서의 잉크젯 헤드(230)에 의하면, 상술한 제2 실시 형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 잉크 공급로(129)가 압전 소자(108)의 적층 영역에서 압전 소자(108) 및 진동판(104)을 관통하도록 형성되어 있기 때문에, 헤드 본체부(3i) 상에 잉크 공급로(129)의 개구(129a)를 위한 전용 스페이스를 설치할 필요가 없어, 잉크젯 헤드를 소형화할 수 있는 것 외에, 집적도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
(K) 제5 실시 형태의 설명
도31, 도32는 모두 본 발명의 제5 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 구성을 설명하기 위한 것으로, 도31은 본 발명의 제5 실시 형태로서의 잉크젯 헤드의 전체 구성을 도시한 분해 사시도, 도32는 본 발명의 제5 실시 형태로서의 잉크젯 헤드에 잉크 탱크를 접합한 상태를 나타내는 종단면도이다.
또, 도면 중 이미 설명한 부호와 동일한 부호는 동일 혹은 거의 동일한 부분을 나타내고 있기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제5 실시 형태로서의 잉크젯 헤드(240)는, 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)에서의, 헤드 본체부(3) 대신에 헤드 본체부(3')를 구비함과 동시에, 잉크 탱크(50) 대신에 잉크 탱크(50')를 구비한 것으로, 이하 도면을 이용하여 그 상세한 설명을 행한다.
본 발명의 제5 실시 형태로서의 잉크젯 헤드(240)도, 상술한 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 잉크 탱크(잉크 공급부; 50')로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(도시 생략)을 갖는 것으로, 헤드 본체부(3')를 구비하여 구성되어 있다.
헤드 본체부(3')는 그 내부에, 복수의 노즐 각각에 압력실 및 가압부(140)를 구비하여 구성되어 있다.
또, 본 제5 실시 형태의 잉크젯 헤드(240)의 헤드 본체부(3')도 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)의 헤드 본체부(3)와 마찬가지로, 드라이 필름 레지스트, 진동판, 스텐레스판, 폴리이미드, 개별 전극(109) 및 노즐판 등의 복수의 층을 적층하여 구성되는 것으로, 이 적층에 의한 제조 공정에 대해서는 생략한다.
헤드 본체부(3')는 프레임 부재(8)를 구비하지 않은 것 외에는, 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)의 헤드 본체부(3)와 거의 동일한 구성을 갖고 있고, 그 내부에 복수의 노즐(120) 각각에 압력실(도시 생략) 및 가압부(140)을 구비하여 구성되어 있다.
그리고, 이 헤드 본체부(3')에서의 가압부(140)가 형성되어 있는 면, 즉 잉크 대기 공간(130')(후술)에 면하는 외면에는 잉크 공급로(129)의 일단측(이하, 개구(129a))이 개구하고 있고, 또 잉크 공급로(129)의 타단측은 각 압력실에 개구하고 있다.
잉크 탱크(50')도 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)에서의 잉크 탱크(50)와 마찬가지로, 적당한 부압을 유지하면서 헤드 본체부(3')의 노즐에 잉크를 공급하는 잉크 공급 부품으로서, 도32에 도시한 바와 같이, 잉크실(52), 필터(53) 및 잉크 공급구(51)를 구비하는 것 외에, 접합부(54)를 구비하여 구성되어 있다.
그리고, 이 잉크 탱크(50')를 그 접합부(54)에 접착제 등을 도포한 후, 헤드 본체부(3')에 접합하지만, 이 때, 접합부(54)는 헤드 본체부(3')의 외면에서의 복수의 잉크 공급로(129)의 개구(129a)를 둘러싸도록 되어 있고, 이들 잉크 탱크(50')의 하면, 접합부(54) 및 헤드 본체부(3') 상면에 의해 잉크 대기 공간(130')이 형성되도록 되어 있다.
또, 본 제5 실시 형태의 잉크젯 헤드(240)도, 상술한 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로 드라이 필름 레지스트(103)나 스텐레스판(105) 등의 복수의 층을 적층하여 구성된 것으로, 그 상세한 설명은 생략한다.
상술한 구성에 의해, 도시하지 않은 프레임 부재에 잉크 탱크(50')를 직접 접합한 후, 잉크 탱크(50')의 잉크 공급구(51)로부터 잉크 대기 공간(130')으로 일시적으로 잉크가 체류하고, 그 후 잉크 대기 공간(130')으로부터 각 잉크 공급로(129)를 통해 각 압력실(112)로 잉크가 공급된다.
그리고, 접점부에 FPC를 TAB 등의 방식에 의해 전기적으로 접속한 후, 도시하지 않은 구동 회로 등에 의해 FPC를 통해 각 개별 전극(109)에 구동 신호를 공급함으로써, 가압부(140)에 의해 압력실(112)을 가압하여 각 노즐(120)로부터 잉크를 토출한다.
이와 같이, 본 발명의 제5 실시 형태로서의 잉크젯 헤드(240)에 의해서도, 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)와 마찬가지로, 헤드 본체부(3')에서 전용의 잉크 공급구를 설치할 필요가 없기 때문에, 잉크젯 헤드(240)를 소형화할 수 있는 것 외에, 집적도를 향상시킬 수 있고, 또한 각 압력실(112)에의 잉크의 공급을 균일하게 할 수 있어, 인쇄 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 헤드 본체부(3')에 잉크 탱크(50') 혹은 잉크 탱크 고정용 부재를 접합하는 경우, 그 접착 마진을 작게 할 수 있기 때문에, 헤드 본체부(3')를 작게 할 수 있으며 잉크젯 헤드(240), 나아가서는 인쇄 장치(잉크젯 프린터)를 소형화할 수 있다.
(L) 기타
또, 본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 실시 형태의 잉크젯 헤드(100)는 (a)층 및 (b)층의 2층을 접합하여 형성하고 있지만, 이것에 한정하는 것은 아니고, 또 (b)층을 원하는 수의 층을 구비하여 구성해도 좋고, 또한 각층의 두께도 원하는 두께를 가지고 구성해도 좋다.
또한, 스텐레스판(105) 대신에 금속이나 세라믹 이외의 재료, 예를 들면 PEN 등의 수지나 FRP 등과 같은 복합 수지로 이루어진 부재를 배치해도 된다. 또, 이들의 부재를 배치하여 구성하는 경우에는, 다른 드라이 필름 레지스트(103)와 유사한 열팽창 계수를 갖기 때문에, 접합시 등의 가열 처리에 있어서의 열잔류 응력을 저감할 수 있어, 잉크젯 헤드의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 각 접점부(121, 127)와 FPC(2; 2a)를 TAB 방식으로 접합하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시 형태 및 각 변형예에서, 프레임 부재(8; 8a 내지 8c)의 형상은 이에 한정되는 것이 아니고, 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
그리고, 상술한 각 실시 형태 및 각 변형예에서, 배선 패턴(123)의 형상은 이에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 제1 실시 형태의 제2 변형예나 제3 변형예에서 도시한 바와 같은 배선 패턴(123a; 123b)의 형상을 구비해도 좋다.
또, 본 발명의 각 실시 형태가 개시되어 있으면, 당업자에 의해 제조하는 것이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명의 잉크젯 헤드 및 인쇄 장치는 잉크 공급 부품으로부터의 잉크를 각 압력실에 직접적으로 공급할 수 있기 때문에, 헤드 본체부에서 전용 잉크 공급구가 불필요하고, 잉크젯 헤드를 소형화할 수 있는 동시에 집적도를 향상시킬 수 있는 이점이 있는 것 외에, 각 압력실에의 잉크의 공급을 균일하게 할 수 있어, 인쇄 품질을 향상시킬 수 있기 때문에, 특히 잉크젯 헤드를 구비한 인쇄 장치에 적합하다.

Claims (11)

  1. 잉크 공급 부품(50)으로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)을 갖는 잉크젯 헤드이며,
    상기 노즐(120)마다 구비되고 각각 잉크가 충색되는 복수의 압력실(112)과, 상기 압력실(112)마다 구비되고 각각 상기 압력실(112)을 가압하여 상기 압력실(112) 내의 잉크를 상기 노즐(120)로부터 토출시키는 복수의 가압부(140)를 포함하는 헤드 본체부(3)를 구비하고,
    상기 헤드 본체부(3)와 상기 잉크 공급 부품(50) 사이에, 상기 잉크 공급 부품(50)으로부터의 잉크를 일시적으로 체류시키는 잉크 대기 공간(130)이 형성되고,
    상기 헤드 본체부(3)에, 상기 잉크 대기 공간(130)과 상기 복수의 압력실(112)을 각각 연통하는 복수의 잉크 공급로(129)가, 각각 일단측을 상기 헤드 본체부(3)의 외면에서 상기 잉크 대기 공간(130)으로 개구시킴과 동시에 타단측을 각 압력실(112)로 개구시켜 형성되고, 상기 헤드 본체부(3)에, 프레임 부재(8)가 상기 헤드 본체부(3)의 외면에서 상기 복수의 잉크 공급로(129)의 개구(129a)를 둘러싸도록 돌출 형성되고,
    상기 프레임 부재(8)와 상기 헤드 본체부(3)와 상기 잉크 공급 부품(50)에 의해 상기 잉크 대기 공간(130)이 형성되고,
    상기 헤드 본체부(3)는 기판(122) 상에서 형성되는데, 상기 기판(122)을 상기 헤드 본체부(3)로부터 부분적으로 제거하는 것에 의해 상기 헤드 본체부(3) 상의 상기 기판(122)의 잔존부로서 상기 프레임 부재(8)가 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  2. 잉크 공급 부품(50)으로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)을 갖는 잉크젯 헤드이며,
    상기 노즐(120)마다 구비되고 각각 잉크가 충색되는 복수의 압력실(112)과, 상기 압력실(112)마다 구비되고 각각 상기 압력실(112)을 가압하여 상기 압력실(112) 내의 잉크를 상기 노즐(120)로부터 토출시키는 복수의 가압부(140)를 포함하는 헤드 본체부(3)를 구비하고,
    상기 헤드 본체부(3)와 상기 잉크 공급 부품(50) 사이에, 상기 잉크 공급 부품(50)으로부터의 잉크를 일시적으로 체류시키는 잉크 대기 공간(130)이 형성되고,
    상기 헤드 본체부(3)에, 상기 잉크 대기 공간(130)과 상기 복수의 압력실(112)을 각각 연통하는 복수의 잉크 공급로(129)가, 각각 일단측을 상기 헤드 본체부(3)의 외면에서 상기 잉크 대기 공간(130)으로 개구시킴과 동시에 타단측을 각 압력실(112)로 개구시켜 형성되고, 상기 헤드 본체부(3)에, 프레임 부재(8)가 상기 헤드 본체부(3)의 외면에서 상기 복수의 잉크 공급로(129)의 개구(129a)를 둘러싸도록 돌출 형성되고,
    상기 프레임 부재(8)와 상기 헤드 본체부(3)와 상기 잉크 공급 부품(50)에 의해 상기 잉크 대기 공간(130)이 형성되고,
    상기 프레임 부재(8)가 상기 잉크 공급 부품(50)을 상기 헤드 본체부(3)에 접합하기 위한 접합부로서 이용되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 프레임 부재(8)가 상기 잉크 공급 부품(50)을 상기 헤드 본체부(3)에 접합하기 위한 접합부로서 이용되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  5. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압부(140)가 상기 압력실(112)의 일면을 이루고 또한 상기 압력실(112)과 상기 잉크 대기 공간(130)을 구획하는 진동판(104)과, 상기 압력실(112)의 외측에서 상기 진동판(104) 상에 적층 형성되며 상기 진동판(104)을 구동하여 상기 압력실(112)을 가압하는 압전 소자(108)를 구비하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  6. 제5항에 있어서, 상기 잉크 공급로(129)가 상기 압전 소자(108)의 적층 영역 이외의 영역에서 상기 진동판(104)을 관통하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  7. 제5항에 있어서, 상기 잉크 공급로(129)가 상기 압전 소자(108)의 적층 영역에서 상기 압전 소자(108) 및 상기 진동판(104)을 관통하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  8. 제5항에 있어서, 상기 잉크 공급로(129)가 상기 압력실(112)에서 상기 진동판(104)이 이루는 면 이외의 면에서 개구하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  9. 제8항에 있어서, 상기 잉크 공급로(129)가 상기 압력실(112)에서 상기 진동판(104)이 이루는 면에 대향하는 면에서 개구하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드.
  10. 잉크 공급 부품(50)으로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)을 갖는 잉크젯 헤드를 구비한 인쇄 장치이며,
    상기 잉크젯 헤드가,
    상기 노즐(120)마다 구비되고 각각 잉크가 충색되는 복수의 압력실(112)과, 상기 압력실(112)마다 구비되고 각각 상기 압력실(112)을 가압하여 상기 압력실(112) 내의 잉크를 상기 노즐(120)로부터 토출시키는 복수의 가압부(140)를 포함하는 헤드 본체부(3)를 구비하여 구성되고,
    상기 헤드 본체부(3)와 상기 잉크 공급 부품(50) 사이에 상기 잉크 공급 부품(50)으로부터의 잉크를 일시적으로 체류시키는 잉크 대기 공간(130)이 형성되고,
    상기 헤드 본체부(3)에, 상기 잉크 대기 공간(130)과 상기 복수의 압력실(112)을 각각 연통하는 복수의 잉크 공급로(129)가, 각각 일단측을 상기 헤드 본체부(3)의 외면에서 상기 잉크 대기 공간(130)으로 개구(129a)시킴과 동시에 타단측을 각 압력실(112)로 개구시켜 형성되고, 상기 헤드 본체부(3)에, 프레임 부재(8)가 상기 헤드 본체부(3)의 외면에서 상기 복수의 잉크 공급로(129)의 개구(129a)를 둘러싸도록 돌출 형성되고,
    상기 프레임 부재(8)와 상기 헤드 본체부(3)와 상기 잉크 공급 부품(50)에 의해 상기 잉크 대기 공간(130)이 형성되고,
    상기 헤드 본체부(3)는 기판(122) 상에서 형성되는데, 상기 기판(122)을 상기 헤드 본체부(3)로부터 부분적으로 제거하는 것에 의해 상기 헤드 본체부(3) 상의 상기 기판(122)의 잔존부로서 상기 프레임 부재(8)가 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
  11. 잉크 공급 부품(50)으로부터 공급된 잉크를 토출하는 복수의 노즐(120)을 갖는 잉크젯 헤드를 구비한 인쇄 장치이며,
    상기 잉크젯 헤드가,
    상기 노즐(120)마다 구비되고 각각 잉크가 충색되는 복수의 압력실(112)과, 상기 압력실(112)마다 구비되고 각각 상기 압력실(112)을 가압하여 상기 압력실(112) 내의 잉크를 상기 노즐(120)로부터 토출시키는 복수의 가압부(140)를 포함하는 헤드 본체부(3)를 구비하여 구성되고,
    상기 헤드 본체부(3)와 상기 잉크 공급 부품(50) 사이에 상기 잉크 공급 부품(50)으로부터의 잉크를 일시적으로 체류시키는 잉크 대기 공간(130)이 형성되고,
    상기 헤드 본체부(3)에, 상기 잉크 대기 공간(130)과 상기 복수의 압력실(112)을 각각 연통하는 복수의 잉크 공급로(129)가, 각각 일단측을 상기 헤드 본체부(3)의 외면에서 상기 잉크 대기 공간(130)으로 개구(129a)시킴과 동시에 타단측을 각 압력실(112)로 개구시켜 형성되고, 상기 헤드 본체부(3)에, 프레임 부재(8)가 상기 헤드 본체부(3)의 외면에서 상기 복수의 잉크 공급로(129)의 개구(129a)를 둘러싸도록 돌출 형성되고,
    상기 프레임 부재(8)와 상기 헤드 본체부(3)와 상기 잉크 공급 부품(50)에 의해 상기 잉크 대기 공간(130)이 형성되고,
    상기 프레임 부재(8)가 상기 잉크 공급 부품(50)을 상기 헤드 본체부(3)에 접합하기 위한 접합부로서 이용되는 것을 특징으로 하는 인쇄 장치.
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