KR20110091001A - 액체 분사 헤드 및 액체 분사 장치 - Google Patents

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KR20110091001A
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flexible printed
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head
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KR1020117012858A
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유키히로 사가
도시아키 와타나베
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에스아이아이 프린텍 가부시키가이샤
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Abstract

생산 효율을 향상시켜서 코스트 다운을 꾀하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 복수의 채널이 간격을 두고 병렬로 형성되고, 채널의 측벽에 구동 전극이 형성됨과 더불어 채널에 연통하는 노즐공이 형성된 헤드 칩(21)과, 헤드 칩(21) 또는 그 근방에 배치되어 헤드 칩(21) 내의 액체 온도를 검출하는 온도 센서(50)와, 구동 회로(25)가 실장된 구동 회로 기판(26), 신호선(28)이 형성된 플렉시블 프린트 기판(27), 및 온도 센서(50)의 검출값에 의거하여 구동 전압의 크기를 결정하는 구동 전압치 설정 수단(60)을 구비하고, 구동 전압치 설정 수단(60)으로 결정된 구동 전압을 구동 회로(25)로부터 신호선(28)을 통하여 인가하는 제어 수단(23)이 구비된 액체 분사 헤드에 있어서, 플렉시블 프린트 기판(27)에는, 온도 센서(50)와 구동 전압치 설정 수단(60)을 전기적으로 접속하는 접속 배선(29)이 형성되어 있다.

Description

액체 분사 헤드 및 액체 분사 장치{LIQUID JETTING HEAD AND LIQUID JETTING APPARATUS}
본 발명은, 노즐공에서 액체를 토출하여 피기록 매체에 화상이나 문자를 기록하는 액체 분사 헤드 및 그 액체 분사 헤드를 가지는 액체 분사 장치에 관한 것이다.
현재, 액체 분사 장치의 하나로서, 미리 정해진 방향으로 반송되는 기록지 등의 피기록 매체에 대하여 잉크(액체)을 토출하여 화상이나 문자 등의 기록을 행하는 잉크젯 방식의 기록 장치(예를 들면, 프린터나 팩스 등)가 제공되고 있다. 이 기록 장치는, 잉크 탱크로부터 잉크 공급관을 통하여 잉크젯 헤드(액체 분사 헤드)에 잉크를 공급하고, 상기 잉크젯 헤드에 구비된 헤드 칩의 노즐공으로부터 잉크를 피기록 매체에 토출함으로써 기록을 행하고 있다.
상기한 헤드 칩에는, 잉크가 충전되는 복수의 채널이 간격을 두고 병렬로 형성되어 있음과 더불어 이들 채널에 연통하는 노즐공이 형성되어 있다. 상기한 채널의 측벽은 압전 재료로 이루어지고, 이 측벽에는 구동 전극이 형성되어 있다.
이러한 구성의 헤드 칩을 가지는 잉크젯 헤드에는, 상기한 헤드 칩의 구동을 제어하는 제어 수단이 구비되어 있다. 이 제어 수단은, 헤드 칩을 구동시키기 위한 구동 회로가 형성된 구동 회로 기판과, 구동 회로와 구동 전극을 접속하는 신호선이 형성된 플렉시블 프린트 기판을 구비하고 있다. 이러한 제어 수단을 구비하는 잉크젯 헤드에서는, 구동 회로로부터 신호선을 통하여 구동 전극에 구동 전압을 인가함으로써, 측벽이 변형하여 채널 내의 압력이 높아져, 채널 내의 잉크가 노즐공으로부터 토출된다.
그런데, 상기한 잉크는 온도에 따라 점성이 변화하기 때문에, 잉크 온도에 따라 노즐공으로부터의 잉크의 토출량이 변동한다. 여기서, 종래, 잉크젯 헤드에는, 헤드 칩에 부착되어 헤드 칩 내의 잉크의 온도를 검출하는 온도 센서가 구비되어 있다. 이러한 온도 센서를 구비하는 잉크젯 헤드에서는, 온도 센서에 의해 잉크 온도를 검출하고, 그 검출값을 구동 회로에 송신하고, 구동 회로에 있어서 검출값에 의거하여 구동 전압의 크기를 결정하여 구동 전극에 구동 전압을 인가한다. 이에 따라, 잉크의 토출량을 일정하게 할 수 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1 참조).
일본국 특허공개 평 2003-182056호 공보
그러나, 상기한 종래의 기술에서는, 온도 센서와 구동 회로가 리드선으로 접속되어 있기 때문에, 잉크젯 헤드를 제조할 때, 구동 회로 기판 상에 실장된 리드선 부착 온도 센서를 수작업에 의해 헤드 칩까지 끌어가서 접착제 등으로 고정하게 되어, 생산 효율이 나빠 비용상승의 한요인이 되고 있다.
또한, 상술한 바와같이 리드선을 끌어가 온도 센서를 헤드 칩에 고정하기 위해서, 이 작업에 방해가 되지 않도록 예를 들면 댐퍼 부재 등을 배치할 필요가 있어, 잉크젯 헤드의 구조적인 제약이 있다.
또한, 휘발한 잉크가 리드선에 부착되면 리드선이 부식될 가능성이 있고, 그 경우, 온도 검출에 이상을 초래할 우려가 있다.
본 발명에 관련된 액체 분사 헤드 및 액체 분사 장치는, 상기한 종래의 문제가 고려된 것이며, 생산 효율을 향상시킴으로써 코스트 다운을 꾀할 수 있음과 더불어, 액체 분사 헤드의 구조적인 제약을 저감시킬 수 있고, 또한, 온도 검출의 이상이 잘 생기지 않도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 관련된 액체 분사 헤드는, 액체가 충전되는 복수의 채널이 간격을 두고 병렬로 형성되고, 상기 채널의 측벽에 구동 전극이 형성되어 있음과 더불어 상기 채널에 연통하는 노즐공이 형성된 헤드 칩과, 상기 헤드 칩 또는 상기 헤드 칩의 근방에 설치되어 상기 헤드 칩 내의 상기 액체의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 헤드 칩을 구동시키기 위한 구동 회로가 실장된 구동 회로 기판, 상기 구동 회로와 상기 구동 전극을 전기적으로 접속하는 신호선이 형성된 플렉시블 프린트 기판, 및, 상기 온도 센서의 검출값에 의거하여 구동 전압의 크기를 결정하는 구동 전압치 설정 수단을 구비하고, 상기 구동 전압치 설정 수단으로 결정된 크기의 구동 전압을 상기 구동 회로로부터 상기 신호선을 통하여 상기 구동 전극에 인가하는 제어 수단이 구비되고, 상기 구동 전극에 상기 구동 전압이 인가됨으로써 상기 측벽이 변형하고, 상기 측벽의 변형에 의해 상기 채널 내의 압력이 높아져 상기 채널 내의 상기 액체가 상기 노즐공으로부터 토출되는 액체 분사 헤드에 있어서, 상기 플렉시블 프린트 기판에는, 상기 온도 센서와 상기 구동 전압치 설정 수단을 전기적으로 접속하는 접속 배선이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이에 따라, 상기한 액체 분사 헤드에서는, 온도 센서와 구동 회로를 접속하는 접속 배선이 플렉시블 프린트 기판에 형성되어 있으므로, 액체 분사 헤드를 제조할 때에 접속 배선을 끌어갈 필요가 없고, 헤드 칩과 구동 회로 기판의 사이에 플렉시블 프린트 기판을 끼워 장착시킴으로써, 플렉시블 프린트 기판 상의 접속 배선을 통하여 온도 센서와 구동 회로가 접속된다. 또한, 플렉시블 프린트 기판에 형성된 접속 배선은, 리드선 등에 비하여 액체에 의한 부식이 생기기 어렵다.
또한, 상기한 액체 분사 헤드를 동작시킬 때는, 우선, 온도 센서에 의해 헤드 칩 내의 액체 온도를 검출한다. 이 검출값은, 플렉시블 프린트 기판에 형성된 접속 배선을 통하여 구동 전압치 설정 수단에 전달되고, 여기에서 상기 검출값에 의거하여 구동 전압의 크기가 결정된다. 그리고, 그 크기의 구동 전압이, 플렉시블 프린트 기판에 형성된 신호선을 통하여 구동 회로로부터 구동 전극에 인가된다. 이에 따라, 구동 전압이 인가된 구동 전극의 측벽이 변형되어 채널 내의 압력이 높아져, 그 채널 내의 액체가 노즐공으로부터 토출된다. 또한, 구동 전압치 설정 수단은, 예를 들면 상기한 구동 회로 기판에 설치되어도 되고, 혹은, 액체 분사 장치의 제어부에 설치되어도 되고, 그 외의 장소에 설치되어도 된다.
또한, 본 발명에 관련된 액체 분사 헤드는, 상기 온도 센서가, 상기 플렉시블 프린트 기판 상에 실장되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 플렉시블 프린트 기판 상에 온도 센서를 미리 실장시켜 둠으로써, 액체 분사 헤드를 제조할 때에 온도 센서를 부착하는 작업이 불필요해진다. 즉, 헤드 칩과 구동 회로 기판의 사이에 플렉시블 프린트 기판을 끼워 장착시킴으로써, 온도 센서가 헤드 칩의 근방에 배치된다.
또한, 본 발명에 관련된 액체 분사 헤드는, 상기 온도 센서와 상기 헤드 칩은 상기 신호선을 통하여 열 결합되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 헤드 칩의 온도가 온도 센서에 전달되기 쉬워져, 온도 센서에 의한 헤드 칩 내의 액체 온도의 검출 정밀도가 향상된다.
또한, 본 발명에 관련된 액체 분사 헤드는, 상기 플렉시블 프린트 기판에, 상기 온도 센서가 실장되는 랜드가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 플렉시블 프린트 기판에 형성된 랜드에 온도 센서를 마운트시킴으로써, 온도 센서가 플렉시블 프린트 기판에 실장된다.
또한, 본 발명에 관련된 액체 분사 헤드는, 상기 온도 센서가, 상기 헤드 칩과 상기 구동 회로 기판의 사이에 위치하는 상기 플렉시블 프린트 기판의 중간부에 배치되어 있고, 상기 랜드가, 상기 플렉시블 프린트 기판의 중간부로부터 상기 플렉시블 프린트 기판의 헤드 칩측의 접속 단부까지 연장되어 설치되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 헤드 칩의 온도가 랜드에 전달되고, 랜드로부터 온도 센서에 전달되므로, 온도 센서에 의한 헤드 칩 내의 액체 온도의 검출 정밀도가 향상된다.
또한, 본 발명에 관련된 액체 분사 헤드는, 상기 온도 센서에 열 전도성 수지가 도포되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 열 전도성 수지를 통해서 헤드 칩의 온도가 온도 센서에 전달되므로, 온도 센서에 의한 헤드 칩 내의 액체 온도의 검출 정밀도가 더욱 향상된다.
또한, 본 발명에 관련된 액체 분사 헤드는, 상기 온도 센서가, 상기 헤드 칩과 상기 구동 회로 기판의 사이에 위치하는 상기 플렉시블 프린트 기판의 중간부에 설치되어 있고, 상기 열 전도성 수지가, 상기 플렉시블 프린트 기판의 중간부로부터 상기 플렉시블 프린트 기판의 헤드 칩측의 접속 단부까지 연장되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 헤드 칩의 온도가 열 전도성 수지를 통하여 온도 센서에 전달되기 쉬워지므로, 온도 센서에 의한 헤드 칩 내의 액체 온도의 검출 정밀도가 더욱 향상된다.
또한, 본 발명에 관련된 액체 분사 헤드는, 상기 플렉시블 프린트 기판의 한쪽의 면에 상기 신호선이 형성되고, 다른쪽의 면에 상기 온도 센서가 실장되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 온도 센서의 실장 위치가 신호선이 없는 측단부 등에 한정되지 않고, 플렉시블 프린트 기판 상의 임의의 위치에 온도 센서를 설치하는 것이 가능해지고, 예를 들면, 플렉시블 프린트 기판의 가로폭 방향의 중앙 부분에 온도 센서를 실장시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 관련된 액체 분사 헤드는, 상기 온도 센서가 서미스터로 이루어지는 것이 바람직하다.
이에 따라, 온도 센서가 소형이고 간이한 구성으로 되어, 액체 분사 헤드의 구조적인 제한이 저감된다. 또한, 서미스터로 이루어지는 온도 센서로부터 구동 회로에는, 검출값으로서 서미스터의 전기 저항값이 전달되고, 이 서미스터의 전기 저항값에 의거하여 구동 전압의 크기가 결정된다.
또한, 본 발명에 관련된 액체 분사 장치는, 피기록 매체를 미리 정해진 반송 방향으로 반송하는 반송 수단과, 상기 반송 수단에 의해 반송된 피기록 매체의 표면에 대하여 상기 노즐공이 대향하는 방향으로 배치된 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 액체 분사 헤드와, 상기 액체 분사 헤드를 상기 반송 방향에 직교하는 방향으로 상기 피기록 매체를 따라 왕복 이동시키는 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이러한 특징에 의해, 반송 수단에 의해 피기록 매체를 반송함과 더불어, 이동 수단에 의해 액체 분사 헤드를 왕복 이동시키면서 노즐공으로부터 피기록 매체를 향해서 액체를 토출시킴으로써 피기록 매체에 화상이나 문자 등이 기록된다. 이 때, 온도 센서에 의해 액체 온도를 검출하여 그 검출값에 의거하여 헤드 칩의 구동 전극에 인가하는 구동 전압의 크기를 결정하기 때문에, 액체 온도에 의한 액체의 토출량의 변화가 억제되어, 액체의 토출량이 균일해진다.
본 발명에 관련된 액체 분사 헤드 및 액체 분사 장치에 의하면, 온도 센서와 구동 회로를 접속하는 접속 배선이 플렉시블 프린트 기판에 형성되어 있고, 액체 분사 헤드를 제조할 때에 접속 배선을 끌어갈 필요가 없기 때문에, 생산 효율을 향상시킬 수 있고, 비용 다운을 꾀할 수 있다.
또한, 액체 분사 헤드를 제조할 때에 접속 배선을 끌어갈 필요가 없기 때문에, 액체 분사 헤드의 구조적인 제약을 저감시킬 수 있다.
또한, 플렉시블 프린트 기판에 형성된 접속 배선은 부식되기 어렵기 때문에, 온도 검출에 이상이 잘 생기지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1의 실시의 형태를 설명하기 위한 액체 분사 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1의 실시의 형태를 설명하기 위한 액체 분사 헤드의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1의 실시의 형태를 설명하기 위한 헤드 칩의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1의 실시의 형태를 설명하기 위한 헤드 칩의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1의 실시의 형태를 설명하기 위한 헤드 칩, 제어 수단 및 온도 센서를 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제1의 실시의 형태를 설명하기 위한 플렉시블 프린트 기판 및 온도 센서를 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제2의 실시의 형태를 설명하기 위한 헤드 칩, 제어 수단 및 온도 센서를 나타낸 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제3의 실시의 형태를 설명하기 위한 헤드 칩, 제어 수단 및 온도 센서를 나타낸 측면도이다.
이하, 본 발명에 관련된 액체 분사 헤드 및 액체 분사 장치의 실시의 형태에 대해서, 도면에 의거하여 설명한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 액체 분사 장치의 일예로서, 비도전성을 가지는 비수성의 잉크(액체)(W)를 이용하여 기록을 행하는 잉크젯 프린터(1)를 예로 들어 설명한다.
[제1의 실시의 형태]
우선, 제1의 실시의 형태에 대해서, 도 1부터 도 6에 의거하여 설명한다.
본 실시 형태의 잉크젯 프린터(1)는, 도 1에 도시하는 바와같이, 잉크(W)를 토출하는 복수의 잉크젯 헤드(액체 분사 헤드)(2)와, 기록지(피기록 매체)(P)를 미리 정해진 화살표 L1 방향(반송 방향)으로 반송하는 반송 수단(3)과, 상기 반송 방향으로 직교하는 화살표 L2 방향(주사 방향)으로 복수의 잉크젯 헤드(2)를 왕복 이동시키는 이동 수단(4)을 구비하고 있다.
즉, 이 잉크젯 프린터(1)는, 기록지(P)를 반송 방향으로 반송하면서, 상기 반송 방향에 직교하는 주사 방향으로 잉크젯 헤드(2)를 이동시키고, 기록지(P)에 문자나 화상을 기록하는 소위 셔틀 타입의 프린터이다.
또한, 본 실시 형태에서는, 각각 다른 색(예를 들면, 블랙, 시안, 마젠타 및 옐로우)의 잉크(W)를 토출하는 4개의 잉크젯 헤드(2)를 구비하고 있는 경우를 예로 하고 있다. 또한, 이들 4개의 잉크젯 헤드(2)는, 동일 구성으로 되어 있다.
이들 4개의 잉크젯 헤드(2)는, 대략 직방체 형상의 하우징(5) 내에 구비된 캐리지(6)에 탑재되어 있다.
이 캐리지(6)는, 복수의 잉크젯 헤드(2)를 재치하는 평판상의 기대(6a)와, 상기 기대(6a)로부터 수직으로 세워진 벽부(6b)로 구성되어 있고, 상기 조작 방향을 따라 배치된 가이드 레일(7)에 의해 왕복 이동가능하게 지지되어 있다. 또한, 캐리지(6)는, 가이드 레일(7)에 지지된 상태에서 한쌍의 풀리(8)에 감겨진 반송 벨트(9)에 연결되어 있다. 한쌍의 풀리(8) 중 한쪽의 풀리(8)는, 모터(10)의 출력축에 연결되어 있고, 모터(10)로부터의 회전 구동력을 받아 회전하도록 되어 있다. 이에 따라, 캐리지(6)는, 주사 방향을 향해서 왕복 이동할 수 있도록 되어 있다.
즉, 이들 한쌍의 가이드 레일(7), 한쌍의 풀리(8), 반송 벨트(9) 및 모터(10)는, 상기 이동 수단(4)으로서 기능한다.
또한, 하우징(5)에는, 한쌍의 가이드 레일(7)과 동일한 주사 방향을 따라 한쌍의 반입 롤러(15)와, 한쌍의 반송 롤러(16)가 간격을 두고 나란히 설치되어 있다. 한쌍의 반입 롤러(15)는, 케이스(5)의 배면측에 설치되고, 한쌍의 반송 롤러(16)는 케이스(5)의 전면측에 설치되어 있다. 그리고, 이들 한쌍의 반입 롤러(15) 및 한쌍의 반송 롤러(16)는, 도시하지 않은 모터에 의해 기록지(P)를 사이에 끼운 상태로 회전하도록 되어 있다. 이에 따라, 케이스(5)의 배면측으로부터 전면측을 향하는 상기 반송 방향을 따라 기록지(P)를 반송할 수 있도록 되어 있다.
즉, 이들 한쌍의 반입 롤러(15) 및 한쌍의 반송 롤러(16)는, 상기 반송 수단(3)으로서 기능한다.
도 2에 도시하는 바와같이, 각 잉크젯 헤드(2)는, 도 1에 도시하는 캐리지(6)의 기대(6a)에 도시하지 않은 나사를 통해서 부착되는 직사각형상의 고정판(20)과, 상기 고정판(20)의 상면에 고정된 헤드 칩(21)과, 상기 헤드 칩(21)의 후술하는 잉크 도입구(31a)에 잉크(W)를 공급하는 공급 수단(22)과, 후술하는 구동 전극(37)에 구동 전압을 인가하는 제어 수단(23)과, 헤드 칩(21) 내의 잉크(W)의 온도를 검출하는 온도 센서(50)를 주로 구비하고 있다. 이들 각 잉크젯 헤드(2)는, 반송 수단(3)에 의해 반송된 기록지(P)의 표면에 대하여 후술하는 노즐공(33a)이 대향하는 방향으로 배치되어 있다.
도 3에 도시하는 바와같이, 헤드 칩(21)은, 액츄에이터 플레이트(30), 커버 플레이트(31), 지지 플레이트(32) 및 노즐 플레이트(33)로 주로 구성되어 있고, 액츄에이터 플레이트(30)에 도시하지 않은 접착재를 통하여 커버 플레이트(31)가 겹쳐져 있음과 더불어, 겹쳐진 액츄에이터 플레이트(30) 및 커버 플레이트(31)의 단면에 도시하지 않은 접착재를 통하여 노즐 플레이트(33)가 붙여진 구성으로 이루어진다.
액츄에이터 플레이트(30)는, PZT(티탄산지르콘산납) 등의 압전 재료로 형성된 플레이트이다. 이 액츄에이터 플레이트(30)의 커버 플레이트(31)측의 면(표면)에는, 도 3부터 도 6에 도시하는 바와같이, 화살표 L3 방향(연장 방향)으로 연장된 채널(35)이 화살표 L1 방향(배열 방향)으로 일정 간격을 두고 병렬로 복수 형성되어 있다. 즉, 복수의 채널(35)은, 측벽(36)에 의해 각각 구분된 상태로 되어 있다. 이들 채널(35)은, 잉크(W)가 충전되는 단면에서 봐서 오목 형상의 토출 채널이며, 후술하는 커버 플레이트(31)의 잉크 도입구(31a)에 각각 연통되어 있다. 채널(35)의 연장 방향의 일단(선단)은, 액츄에이터 플레이트(30)의 선단면(노즐 플레이트(33)측의 단면)에 있어서 개구되어 있다. 한편, 채널(35)의 연장 방향의 타단부(기단부)는, 액츄에이터 플레이트(30)의 도중까지 연장되어 있고, 기단측(노즐 플레이트(33)측의 반대측)을 향함에 따라서 점차 깊이가 얕아지고 있다. 또한, 액츄에이터 플레이트(30)에는, 채널(35)의 기단으로부터 액츄에이터 플레이트(30)의 기단면(노즐 플레이트(33)측 반대측의 단면)까지 연장된 얕은 홈부(38)가 형성되어 있다. 이 얕은 홈부(38)는 채널(35)의 연장선 상에 형성되어 있고, 그 일단은 채널(35)의 안쪽을 향해서 개구되고, 그 타단은 액츄에이터 플레이트(30)의 기단면(노즐 플레이트(33)측의 반대측의 단면)에 있어서 개구되고, 도시하지 않은 실링 수단에 의해 실링되어 있다.
상기한 복수의 채널(35)의 측벽(36)에는, 길이 방향에 걸쳐서 구동 전극(37)이 증착 등에 의해 형성되어 있다. 그리고, 채널(35)의 양 측면에 형성된 구동 전극(37)은, 접속 전극(39)을 통하여 후술하는 플렉시블 기판(27)의 신호선(28)에 전기적으로 접속되도록 되어 있다.
그리고, 구동 전극(37)은, 구동 전압이 인가되었을 때에, 측벽(36)을 압전 두께 슬라이드 효과에 의해 변형시킴으로써 채널(35) 내의 압력을 높이고, 충전된 잉크(W)를 채널(35) 내로부터 토출시키는 작용을 하고 있다.
커버 플레이트(31)는, 예를 들면 세라믹스 등으로 형성된 플레이트이며, 복수의 얕은 홈부(38)의 기단측 부분을 노출시킨 상태로, 액츄에이터 플레이트(30)의 표면에 접착재를 통하여 겹쳐져 붙여져 있다. 또한, 커버 플레이트(31)에는, 댐퍼 부재(22)로부터 잉크(W)가 공급되는 잉크 도입구(31a)(액체 도입구)가 형성되어 있다. 이 잉크 도입구(31a)는, 직사각형의 개구이며, 채널(35)의 배열 방향(화살표 L1 방향)으로 연장되어 있다.
지지 플레이트(32)는, 겹쳐진 액츄에이터 플레이트(30) 및 커버 플레이트(31)를 지지하고 있음과 더불어, 노즐 플레이트(33)를 지지하고 있다. 지지 플레이트(32)에는, 채널(35)의 배열 방향(화살표 L1 방향)으로 연장되는 끼워맞춤구멍(32a)이 형성되어 있고, 겹쳐진 액츄에이터 플레이트(30) 및 커버 플레이트(31)를 이 끼워맞춤구멍(32a) 내에 끼워넣은 상태로 양 플레이트(30, 31)를 지지하고 있다. 이 때, 지지 플레이트(32)의 선단측의 표면은, 액츄에이터 플레이트(30) 및 커버 플레이트(31)의 선단측의 단면과 면일로 되어 있다.
노즐 플레이트(33)는, 두께가 50㎛ 정도의 폴리이미드 등의 필름 재료로 이루어지는 시트상의 플레이트이며, 액츄에이터 플레이트(30) 및 커버 플레이트(31)의 선단측의 단면과, 지지 플레이트(32)의 선단측의 표면에 접착재를 통하여 붙여져 있다. 즉, 노즐 플레이트(33)의 한쪽의 면은, 액츄에이터 플레이트(30) 및 커버 플레이트(31)의 선단측의 단면과, 지지 플레이트(32)의 선단측의 표면에 접착되는 접착면으로 되어 있고, 노즐 플레이트(33)의 다른쪽의 면은, 도 1에 도시하는 기록지(P)에 대향하는 대향면으로 되어 있다. 또한, 노즐 플레이트(33)의 대향면에는, 잉크(W)의 부착 등을 방지하기 위한 발수성을 가지는 발수막이 코팅되어 있다.
또한, 이 노즐 플레이트(33)에는, 채널(35)의 배열 방향(화살표 L1 방향)으로 소정의 간격을 두고 복수의 노즐공(33a)이 형성되어 있다. 이들 복수의 노즐공(33a)은, 채널(35)에 대향하는 위치에 각각 형성되어 있고, 상기 채널(35)에 연통하도록 되어 있다. 각 노즐공(33a)은, 외형 윤곽선이 원형을 그리도록 원형상으로 형성되어 있다. 또한, 노즐공(33a)은, 접착면측으로부터 대향면측을 향함에 따라 점차 축경된 테이퍼공이며, 접착면측의 입구 직경(노즐공(33a)의 외형 윤곽선의 직경)이 대향면측의 출구 직경보다도 커져 있다. 또한, 노즐공(33a)은, 엑시머 레이저 장치 등을 이용하여 형성되어 있다.
상기한 구성의 헤드 칩(21)은, 도 2에 도시하는 바와같이, 상술한 것 같이 고정판(20)의 상면에 고정되어 있다. 이 고정판(20)의 상면에는, 알루미늄 등으로 형성된 직사각형 형상의 베이스 플레이트(24)가 수직으로 세워진 상태로 고정되어 있음과 더불어, 헤드 칩(21)의 잉크 도입구(31a)에 잉크(W)를 공급하는 유로 부재(22a)가 고정되어 있다. 이 유로 부재(22a)의 상방에는, 잉크(W)를 저류하는 저류실을 내부에 가지는 압력 완충기(댐퍼)(22b)가 베이스 플레이트(24)에 지지된 상태로 배치되어 있다. 이 압력 완충기(22b)와 유로 부재(22a)는, 잉크 연결관(22c)을 통하여 연결되어 있다. 또한, 압력 완충기(22b)의 상부에는, 잉크(W)가 공급되는 공급 튜브(40)가 부착되어 있다.
이와 같이 구성되어 있으므로, 공급 튜브(40)를 통하여 압력 완충기(22b)에 잉크(W)가 공급되면, 상기 잉크(W)는 압력 완충기(22b) 내의 저류실에 일단 저류된다. 그리고, 압력 완충기(22b)는, 저류된 잉크(W) 중, 소정량의 잉크(W)를 잉크 연결관(22c) 및 유로 부재(22a)를 통하여 헤드 칩(21)의 잉크 도입구(31a)에 공급하도록 되어 있다.
즉, 유로 부재(22a), 압력 완충기(22b) 및 잉크 연결관(22c)은, 상기 공급 수단(22)으로서 기능한다.
또한, 공급 튜브(40)는, 도 1에 도시하는 바와같이, 하우징(5) 내에 들어간 잉크 탱크(41)에 연결되어 있다. 이에 따라, 잉크 탱크(41)에 저류되어 있는 색이 다른 잉크(W)가, 4개의 잉크젯 헤드(2)에 각각 공급되도록 되어 있다.
한편, 도 5에 도시하는 바와같이, 상기한 헤드 칩(21)의 근방에는, 온도 센서(50)가 설치되어 있다. 이 온도 센서(50)는, 헤드 칩(21)의 온도를 검출함으로써 헤드 칩(21) 내의 잉크(W)의 온도를 검출하는 것이다. 상세히 설명하면, 온도 센서(50)는, 서미스터로 이루어지는 온도 센서이다. 서미스터는, 온도 변화에 대하여 전기 저항이 변화되는 저항체이며, 예를 들면 금속 산화물이나 반도체, 세라믹스 등으로 이루어지고, 사용 온도는 예를 들면 마이너스 몇십도∼플러스 백몇십도정도이다.
상기한 온도 센서(50)는, 후술하는 플렉시블 프린트 기판(27) 상에 실장되어 있다. 상세하게 설명하면, 온도 센서(50)는, 후술하는 랜드(29d) 상에 마운트되어 있고, 헤드 칩(21)과 후술하는 구동 회로 기판(26)의 사이에 위치하는 플렉시블 프린트 기판(27)의 중간부에 설치되어 있다. 또한, 온도 센서(50)는, 플렉시블 프린트 기판(27)의 중간부에 있어서 헤드 칩(21)측으로 치우쳐 배치됨과 더불어, 헤드 칩(21)의 길이 방향(화살표 L1 방향)의 중앙 부분의 위치에 배치되어 있다.
또한, 도 2 및 도 5에 도시하는 바와같이, 상기한 헤드 칩(21)의 상방에는, 헤드 칩(21)의 구동을 제어하는 제어 수단(23)이 설치되어 있다. 이 제어 수단(23)은, 상기한 온도 센서(50)의 검출값에 의거하여 결정된 크기의 구동 전압을 상기한 구동 전극(37)에 인가하는 것이다. 구체적으로 설명하면, 제어 수단(23)은, 구동 회로 기판(26)과, 그 구동 회로 기판(26)과 헤드 칩(21)의 사이에 끼워져 장착된 플렉시블 프린트 기판(27)과, 온도 센서(50)의 검출값에 의거하여 구동 전압의 크기를 결정하는 구동 전압치 설정 수단(60)을 구비하고 있다.
구동 회로 기판(26)은, 상기한 베이스 플레이트(24)의 헤드 칩(21)측의 면(압력 완충기(22b)에 대향하는 면)에 겹쳐져 나사 등으로 부착되어 있다. 이 구동 회로 기판(26)에는, 헤드 칩(21)을 구동시키기 위한 집적 회로 등의 구동 회로(25)가 실장됨과 더불어, 그 구동 회로(25)에 전기적으로 접속된 도시하지 않은 배선 패턴이 형성되어 있다.
또한, 구동 전압치 설정 수단(60)은, 구동 회로 기판(26) 상에 설치되어 있다. 이 구동 전압치 설정 수단(60)은, 온도 센서(50)에 의해 검출된 검출값과 구동 전극(37)에 인가하는 전압치(구동 전압)의 대응 관계를 나타내는 구동 전압 테이블을 가지고 있고, 온도 센서(50)에 의해 검출된 잉크(W)의 온도에 대응하는 크기의 구동 전압을 결정하는 것이다. 이 구동 전압치 설정 수단(60)은, 구동 회로 기판(26) 상에 형성된 도시하지 않은 배선 패턴을 통하여 구동 회로(25)에 전기적으로 접속되어 있고, 구동 전압치 설정 수단(60)으로부터 구동 회로(25)에 구동 전압의 정보가 전달된다. 그리고, 구동 회로(25)는 구동 전압치 설정 수단(60)으로 결정된 크기의 구동 전압을 구동 전극(37)에 인가한다.
플렉시블 프린트 기판(27)은, 유연성이 있어서 크게 변형가능한 박막 형상의 프린트 기판이며, 그 일단이 구동 회로 기판(26)에 고정되고, 그 타단이 액츄에이터 플레이트(30)의 기단부(노즐 플레이트(33)측의 반대측의 단부)에 고정되어 있다. 이 플렉시블 프린트 기판(27)의 한쪽의 면(베이스 플레이트(24)측의 면)에는, 도 6에 도시하는 바와같이, 구동 회로(25)와 복수의 구동 전극(37)을 각각 전기적으로 접속하는 복수의 신호선(28)이 형성되어 있다. 이 신호선(28)은, 도 4부터 도 6에 도시하는 바와같이, 헤드 칩(21)측으로부터 구동 회로 기판(26)측을 향해서 연장된 띠형상의 배선 패턴이며, 플렉시블 프린트 기판(27)의 한쪽의 면에 프린트 배선되어 있다. 이 신호선(28)의 일단은, 구동 회로 기판(26)에 형성된 도시하지 않은 배선 패턴에 전기적으로 접속되어 있다. 한편, 신호선(28)의 타단은, 커버 플레이트(31)의 기단측(도 5에 있어서의 상측)에 노출된 액츄에이터 플레이트(30)의 얕은 홈부(38)의 기단측 부분에 끼워맞춰져 있고, 이에 따라, 접속 전극(39)에 접촉하여 전기적으로 접속되어 있다. 이에 따라, 신호선(28)의 타단은, 접속 전극(39)을 통하여 구동 전극(37)에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와같이, 플렉시블 프린트 기판(27)에는, 상기한 온도 센서(50)와 구동 전압치 설정 수단(60)을 전기적으로 접속하는 한쌍의 접속 배선(29)이 형성되어 있다. 한쌍의 접속 배선(29) 중의 한쪽은, 온도 센서(50)의 한쪽의 인출 전극에 전기적으로 접속되어 있고, 다른쪽은, 온도 센서(50)의 다른쪽의 인출 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 상세히 설명하면, 접속 배선(29)은, 도 6에 도시하는 플렉시블 프린트 기판(27)의 한쪽의 면에 형성된 제1 접속 배선(29a)과, 도 5에 도시하는 플렉시블 프린트 기판(27)의 다른쪽의 면(유로 부재(22a)나 압력 완충기(22b)측의 면)에 형성된 제2 접속 배선(29b)과, 플렉시블 프린트 기판(27)을 관통하여 이들 제1, 제2 접속 배선(29a, 29b)을 접속하는 관통 배선(29c)으로 구성되어 있다.
제1 접속 배선(29a)은, 도 6에 도시하는 바와같이, 신호선(28)과 평행하게 연장된 띠형상의 배선 패턴이며, 복수의 신호선(28)의 측방, 즉 플렉시블 프린트 기판(27)의 측단부에 설치되어 있다. 한쌍의 접속 배선(29)의 각 제1 접속 배선(29a)은, 간격을 두고 평행하게 나란히 배치되어 있다. 또한, 각 제1 접속 배선(29a)의 구동 회로 기판(26)측의 단부(도 6에 있어서의 상측의 단부)는, 구동 회로 기판(26)의 도시하지 않은 배선 패턴에 각각 전기적으로 접속되어 있고, 이 배선 패턴을 통하여 구동 전압치 설정 수단(60)에 각각 전기적으로 접속되어 있다.
제2 접속 배선(29b)은, 도 5에 도시하는 바와같이, 플렉시블 프린트 기판(27)의 가로폭 방향(화살표 L1 방향)의 중앙 부분으로부터 플렉시블 프린트 기판(27)의 측단부를 향해서 연장된 띠형상의 배선 패턴이다. 한쌍의 접속 배선(29)의 각 제2 접속 배선(29b)은, 간격을 두고 평행하게 나란히 배치되어 있다. 또한, 각 제2 접속 배선(29b)의 기판 중앙측의 단부에는, 도 5에 도시하는 바와같이, 온도 센서(50)를 실장시키기 위한 랜드(29d)가 각각 형성되어 있다. 상세히 설명하면, 랜드(29d)는, 온도 센서(50)를 남땜하기 위한 금속박(예를 들면, 구리박)이며, 2개의 제2 접속 배선(29b)의 랜드(29d)는, 서로 간격을 두고 나란히 설치되어 있다. 이들 한쌍의 랜드(29d) 중 한쪽에는, 온도 센서(50)의 한쪽의 인출 전극이 납땜되고, 다른쪽에는 온도 센서(50)의 다른쪽의 인출 전극이 납땜되어 있고, 이에 따라, 플렉시블 프린트 기판(27)의 다른쪽의 면에 온도 센서(50)가 실장되어 있다.
관통 배선(29c)은, 복수의 신호선(28)의 측방, 즉 플렉시블 프린트 기판(27)의 측단부에 설치되어 있음과 더불어 플렉시블 프린트 기판(27)을 관통하는 배선이며, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와같이, 제1 접속 배선(29a)의 헤드 칩(21)측의 단부와 제2 접속 배선(29b)의 기판측 단측의 단부의 사이에 끼워져 장착되어 있다.
또한, 상기한 온도 센서(50)는, 플렉시블 프린트 기판(27)에 프린트된 신호선(28)을 통하여 헤드 칩(21)과 온도 센서(50)의 열전도(열 결합)를 취하고 있고, 이에 따라, 온도 센서(50)는 헤드 칩(21)의 온도를 취득하고 있다. 즉, 헤드 칩(21)의 온도는, 헤드 칩(21)의 접속 전극(39)에 접촉된 신호선(28)에 전달되고, 이 신호선(28)으로부터 플렉시블 프린트 기판(27)을 통하여 랜드(29d)에 전달되고, 이 랜드(29d)로부터 온도 센서(50)에 전달된다.
다음에, 상술한 구성의 잉크젯 헤드(2)의 작용에 대해서 설명한다.
상기한 구성의 잉크젯 헤드(2)에서는, 플렉시블 프린트 기판(27)에 신호선(28)을 형성하는 공정에서, 플렉시블 프린트 기판(27)에 접속 배선(29)을 형성한다. 상세하게 설명하면, 플렉시블 프린트 기판(27)의 한쪽의 면에 신호선(28) 및 제1 접속 배선(29a)을 각각 프린트 배선하고, 또한, 플렉시블 프린트 기판(27)의 다른쪽의 면에 제2 접속 배선(29b) 및 랜드(29d)를 프린트 배선하고, 또한, 플렉시블 프린트 기판(27)의 측단부에 형성된 관통공에 관통 배선(29c)을 형성한다.
이에 따라, 잉크젯 헤드(2)를 제조할 때에 리드선 등을 끌어갈 필요가 없고, 헤드 칩(21)과 구동 회로 기판(26)의 사이에 플렉시블 프린트 기판(27)을 끼워 장착시킴으로써, 플렉시블 프린트 기판(27) 상의 접속 배선(29)을 통하여 온도 센서(50)와 구동 전압치 설정 수단(60)이 접속된다.
또한, 플렉시블 프린트 기판(27) 상에 프린트 배선된 접속 배선(29)은, 리드선 등에 비하여, 휘발된 잉크(W)에 의한 부식이 생기기 어렵다.
또한, 플렉시블 프린트 기판(27)을 헤드 칩(21)과 구동 회로 기판(26)의 사이에 끼워 장착시키기 전에, 플렉시블 프린트 기판(27)에 미리 온도 센서(50)를 실장시켜 둔다. 상세하게 설명하면, 플렉시블 프린트 기판(27)에 형성된 랜드(29d)에 온도 센서(50)의 인출 전극을 납땜하고, 플렉시블 프린트 기판(27) 상에 온도 센서(50)를 실장시킨다. 그 후, 플렉시블 프린트 기판(27)의 일단을 구동 회로(25)에 접속함과 더불어 플렉시블 프린트 기판(27)의 타단을 헤드 칩(21)에 접속하고, 플렉시블 프린트 기판(27)을 헤드 칩(21)과 구동 회로 기판(26)의 사이에 끼워 장착시킨다.
이에 따라, 잉크젯 헤드(2)를 제조할 때에 온도 센서(50)를 부착하는 작업이 불필요해진다. 즉, 헤드 칩(21)과 구동 회로 기판(26)의 사이에 플렉시블 프린트 기판(27)을 끼워 장착시킴으로써, 온도 센서(50)가 헤드 칩(21)의 근방에 배치된다.
다음에, 상술한 바와같이 구성된 잉크젯 프린터(1)를 이용하여, 기록지(P)에 문자나 도형 등을 기록하는 경우에 대해서 이하에 설명한다.
또한, 초기 상태로서, 4개의 잉크 탱크(41)에는 각각 다른 색의 잉크(W)가 충분히 봉입되어 있는 것으로 한다. 또한, 잉크 탱크(41) 내의 잉크(W)가 공급 튜브(40)를 통하여 압력 완충기(22b)에 공급된 상태로 되어 있다. 이 때문에, 소정량의 잉크(W)가, 잉크 연결관(22c) 및 유로 부재(22a)를 통하여 헤드 칩(21)의 잉크 도입구(31a)에 공급되고, 잉크 도입구(31a)로부터 채널(35) 내로 충전된 상태로 되어 있다.
이러한 초기 상태 하, 잉크젯 프린터(1)를 작동시키면, 한쌍의 반입 롤러(15) 및 한쌍의 반송 롤러(16)가 회전하여 기록지(P)를 반송 방향(화살표 L1 방향)을 향해서 반송한다. 또한, 이와 동시에 모터(10)가 풀리(8)를 회전시켜서 반송 벨트(9)를 움직인다. 이에 따라, 캐리지(6)가 가이드 레일(7)에서 가이드되면서 주사 방향(화살표 L2 방향)으로 왕복 이동한다.
그리고 이 사이에, 각 잉크젯 헤드(2)의 헤드 칩(21)에서 4색의 잉크(W)를 기록지(P)에 적절히 토출시킴으로써, 문자나 화상 등의 기록을 행할 수 있다. 특히, 셔틀 방식이므로, 기록지(P)의 원하는 범위에 대하여 정확하게 기록을 행할 수 있다.
여기에서, 각 잉크젯 헤드(2)의 움직임에 대해서, 이하에 상세하게 설명한다.
우선, 온도 센서(50)에 의해 헤드 칩(21) 내의 잉크(W)의 온도가 검출되고, 그 검출값이 접속 배선(29)을 통하여 구동 전압치 설정 수단(60)에 전달된다. 상세하게 설명하면, 서미스터로 이루어지는 온도 센서(50)는 온도에 따라서 전기 저항이 변화되므로, 예를 들면 헤드 칩(21)의 근방에 배치된 온도 센서(50)와 구동 전압치 설정 수단(60)의 사이에 흐르는 전류값의 크기에 따라 헤드 칩(21)의 온도가 검출되고, 나아가 헤드 칩(21) 내의 잉크(W)의 온도가 검출된다.
한편, 캐리지(6)에 의해 왕복 이동이 개시되면, 구동 회로(25)는, 플렉시블 기판(27)의 신호선(28)을 통하여 구동 전극(37)에 구동 전압을 인가한다. 보다 상세하게는, 잉크(W)를 토출하는 채널(35)의 양측의 2개의 측벽(36)에 각각 설치되어 있는 구동 전극(37)에 구동 전압을 인가하고, 이 2개의 측벽(36)을, 잉크(W)를 토출시키는 채널(35)에 인접해 있는 채널(35)측으로 돌출하도록 변형시킨다. 즉, 토출하는 채널(35)이 흡사 팽창한 것처럼 변형시킨다. 또한, 이 때, 구동 전압치 설정 수단(60)에 있어서, 상기한 구동 전압 테이블에 의해 온도 센서(50)의 검출값에 따른 크기의 구동 전압을 결정하고, 그 구동 전압의 정보를 구동 회로(25)에 전달하고, 구동 회로(25)는, 그 크기의 구동 전압을 구동 전극(37)에 인가한다. 이 때문에, 상기한 2개의 측벽(36)의 변형량은, 잉크(W)의 온도(점성)에 대응한 크기로 된다.
상기한 2개의 측벽(36)의 압전 두께 슬라이드 효과에 의한 변형에 의해, 토출하는 채널(35)의 용적이 증대한다. 그리고, 채널(35)의 용적이 증대함으로써, 잉크(W)가 잉크 도입구(31a)로부터 채널(35)로 유도된다. 그리고, 채널(35)의 내부에 유도된 잉크(W)는 압력파로 되어 채널(35)의 내부를 통과하고, 이 압력파가 노즐(33a)에 도달한 타이밍에서, 구동 전극(37)에 인가한 구동 전압을 제로로 한다. 이에 따라, 측벽(36)의 변형이 원래대로 되돌아가고, 일단 증대한 채널(35)의 용적이 원래의 용적으로 되돌아간다. 이 동작에 의해, 토출하는 채널(35)의 내부의 압력이 증가하여, 잉크(W)가 가압된다. 그 결과, 잉크(W)가 채널(35) 내로부터 토출된다.
또한, 여기에서 기술한 구동 전극(37)은, 각각 인접하는 채널(35)로부터 선택적으로 잉크(W)를 토출시키기 위한 전극으로서, 따로따로 기능하도록 형성되어 있다. 또한, 잉크(W)를 안정되게 토출하기 위해서, 한층 더 잉크(W)의 가압이 필요한 경우에는, 측벽(36)을 토출하는 채널(35)측으로 돌출하도록 변형시킨다. 이 동작에 의해, 토출하는 채널(35)의 내부의 압력이 더욱 증가하므로, 잉크(W)를 보다 가압할 수 있다. 단, 이 동작은 상술한 대로, 잉크(W)를 안정되게 토출시키는 것을 목적으로 하는 것이므로, 필수 동작이 아니고 필요에 따라 적절히 사용하면 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 비수성의 잉크(W)를 사용하고 있으므로, 상술한 각 동작을 필요에 따라 조합시켜서 실행함으로써, 최적의 잉크(W)의 토출을 실현할 수 있다.
토출된 잉크(W)는, 노즐공(33a)을 통하여 외부로 토출된다. 또한 노즐공(33a)을 통과할 때에, 잉크(W)는 액적형상, 즉 잉크적으로 되어서 토출된다. 그 결과, 상술한 바와 같이, 기록지(P)에 문자나 화상 등을 기록할 수 있다.
특히, 본 실시 형태의 노즐공(33a)은, 단면 테이퍼상이므로, 잉크적을 빠른 속도로 똑바로 직진성좋게 토출할 수 있다. 따라서, 고화질로 기록을 행할 수 있다.
상술한 구성의 잉크젯 헤드(2) 및 잉크젯 프린터(1)에 의하면, 온도 센서(50)에 의해 잉크(W)의 온도를 검출하고, 그 검출값에 의거하여 결정된 크기의 구동 전압을 구동 전극(37)에 인가하기 때문에, 잉크(W)의 토출량을 일정하게 할 수 있다.
또한, 온도 센서(50)와 구동 전압치 설정 수단(60)을 접속하는 접속 배선(29)이 플렉시블 프린트 기판(27)에 형성되어 있고, 잉크젯 헤드(2)를 제조할 때에 리드선 등을 끌어갈 필요가 없으므로, 생산 효율을 향상시킬 수 있고, 그 결과, 코스트 다운을 꾀할 수 있다.
특히, 상기한 구성의 잉크젯 헤드(2)에서는, 온도 센서(50)가 플렉시블 프린트 기판(27) 상에 실장되어 있고, 잉크젯 헤드(2)를 제조할 때에 온도 센서(50)를 부착하는 작업이 불필요해지므로, 생산 효율을 보다 향상시킬 수 있고, 코스트 다운을 꾀할 수 있다.
또한, 잉크젯 헤드(2)를 제조할 때에 리드선 등을 끌어갈 필요가 없기 때문에, 잉크젯 헤드(2)의 구조적인 제약을 저감시킬 수 있다. 즉, 리드선 등을 끌어가는 구성으로 할 필요가 없어, 압력 완충기(22b) 등의 다른 부재의 설치 위치나 외형 칫수의 제한을 저감시킬 수 있다.
또한, 플렉시블 프린트 기판(27)에 형성된 접속 배선(29)은 리드선 등에 비하여 부식되기 어렵기 때문에, 온도 검출에 이상이 잘 생기지 않는다.
또한, 상기한 구성의 잉크젯 헤드(2)에서는, 플렉시블 프린트 기판(27)의 한쪽의 면에 신호선(28)이 형성되고, 다른쪽의 면에 온도 센서(50)가 구현되어 있고, 온도 센서(50)의 실장 위치가 신호선(28)이 없는 플렉시블 프린트 기판(27)의 측단부 등에 한정되지 않고, 플렉시블 프린트 기판(27) 상의 임의의 위치에 온도 센서(50)를 배치하는 것이 가능해진다. 따라서, 상기한 잉크젯 헤드(2)에서는, 플렉시블 프린트 기판(27)의 가로폭 방향(화살표 L1 방향)의 중앙 부분에 온도 센서(50)가 배치되어 있고, 이에 따라, 1개의 온도 센서(50)에 의해 헤드 칩(21) 전체의 잉크(W)의 온도를 적정하게 검출할 수 있다.
또한, 상기한 온도 센서(50)가 서미스터로 이루어지므로, 온도 센서(50)가 소형이이고 간단한 구성으로 되어, 잉크젯 헤드(2)의 구조적인 제한을 저감시킬 수 있다.
[제2의 실시의 형태]
다음에, 제2의 실시의 형태에 대해서 도 7에 의거하여 설명한다.
또한, 본 실시의 형태는, 플렉시블 프린트 기판(27)에 형성된 랜드(29e)의 구성이 제1의 실시의 형태와 다르고, 다른 구성은 제1의 실시의 형태의 구성과 같다. 따라서, 본 실시의 형태에 있어서는, 랜드(29e)에 대해서만 설명하고, 제1의 실시의 형태의 구성과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 7에 도시하는 바와같이, 랜드(29e)가, 플렉시블 프린트 기판(27)의 중간부로부터 플렉시블 프린트 기판(27)의 헤드 칩(21)측의 접속 단부까지 연장되어 있다. 즉, 랜드(29e)가 하방을 향해서 연장되어 있고, 이 랜드(29e)의 일단부는, 헤드 칩(21)과 구동 회로 기판(26)의 사이에 위치하는 플렉시블 프린트 기판(27)의 중간부에 배치되고, 랜드(29e)의 타단부는, 액츄에이터 플레이트(30)의 기단부에 겹쳐진 플렉시블 프린트 기판(27)의 하단부에 배치되어 있다.
이에 따라, 랜드(29e)를 통하여 헤드 칩(21)의 온도가 온도 센서(50)에 전달되므로, 온도 센서(50)에 의한 헤드 칩(21) 내의 잉크(W)의 온도의 검출 정밀도가 향상된다. 그 결과, 잉크(W)의 토출량을 보다 정확하게 일정하게 할 수 있다.
[제3의 실시의 형태]
다음에, 제3의 실시의 형태에 대해서 도 8에 의거하여 설명한다.
또한, 본 실시의 형태는, 온도 센서(50)에 열 전도성 수지(29f)가 도포된 구성으로 되어 있고, 다른 구성은 제1의 실시의 형태의 구성과 동일하다. 따라서, 본 실시의 형태에 있어서는, 열 전도성 수지(29f)에 대해서만 설명하고, 제1의 실시의 형태의 구성과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 8에 도시하는 바와같이, 플렉시블 프린트 기판(27)에 실장된 온도 센서(50)에는, 열 전도성 수지(29f)가 도포되어 있다. 이 열 전도성 수지(29f)로는, 예를 들면, 열 전도성의 실리콘을 주성분으로 하는 수지 등을 이용할 수 있다. 열 전도성 수지(29f)는, 온도 센서(50) 전체를 덮도록 도포되어 있다. 또한, 이 열 전도성 수지(29f)는, 플렉시블 프린트 기판(27)의 중간부로부터 플렉시블 프린트 기판(27)의 헤드 칩(21)측의 접속 단부까지 연장되어 있고, 그 일부가 헤드 칩(21)의 액츄에이터 플레이트(30)의 기단부나 커버 플레이트(31)의 기단부에 접촉되어 있다.
이에 따라, 열 전도성 수지(29f)를 통하여 헤드 칩(21)의 온도가 온도 센서(50)에 전달되므로, 온도 센서(50)에 의한 헤드 칩(21) 내의 잉크(W)의 온도의 검출 정밀도가 향상된다. 그 결과, 잉크(W)의 토출량을 보다 정확하게 일정하게 할 수 있다.
이상, 본 발명의 제1부터 제3의 실시의 형태에 대해서 설명했는데, 본 발명은 상기한 각 실시의 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경가능하다. 예를 들면, 상기한 각 실시의 형태에서는, 액체 분사 장치의 일예로서, 잉크젯 프린터(1)를 예로 들어 설명했는데, 프린터에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 팩스나 온 디맨드 인쇄기 등이어도 상관없다.
또한, 상기한 각 실시의 형태에서는, 복수의 노즐공(33a)이 배열 방향으로 직선상으로 일렬로 배열되어 있는데, 본 발명은, 복수의 노즐공(33a)이 직선상으로 배열되지 않고, 세로방향(화살표 L2 방향)으로 어긋나게 배열되어도 된다. 예를 들면, 복수의 노즐공(33a)이 비스듬히 배열되어도 되고, 혹은, 지그재그상으로 배열되어도 된다.
또한, 노즐공(33a)의 형상에 관해서도, 원형에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 삼각 등의 다각 형상이나, 타원 형상이나 별모양 형상이어도 상관없다.
또한, 상기한 실시의 형태에서는, 커버 플레이트(31)에 잉크 도입구(31a)가 형성되어 있는데, 본 발명은, 액츄에이터 플레이트에 잉크 도입구가 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 액츄에이터 플레이트의 이면(채널이 형성된 표면의 반대측의 면)에 배열 방향으로 연장된 단면 오목형상의 잉크 도입구가 형성되고, 이 잉크 도입구의 저면에, 채널에 연통하는 슬릿이 형성된 구성이어도 된다. 또한, 이 경우, IC 기판(26)이 고정된 베이스 플레이트(20)와 댐퍼 부재(22 및 122)의 위치를 바꿔넣고, 댐퍼 부재(22 및 122)를 액츄에이터 플레이트에 겹쳐지도록 배치함과 더불어, 베이스 플레이트(20)를 커버 플레이트(31)에 겹쳐지도록 배치하면 된다.
또한, 상기한 실시의 형태에서는, 비수성의 잉크(W)를 이용한 경우를 설명했는데, 예를 들면, 도전성의 수성 잉크, 솔벤트 잉크, 오일 잉크나 UV 잉크 등을 이용해도 상관없다.
또한, 수성 잉크를 이용하는 경우에는, 헤드 칩은 다음과 같이 구성하면 된다.
즉, 액츄에이터 플레이트에는, 잉크가 충전되는 토출 채널로서 기능하는 토출 채널과, 잉크가 충전되지 않는 더미 채널로서 기능하는 더미 채널이 배열 방향으로 번갈아 형성된다. 그리고, 잉크 도입구의 저면에는, 토출 채널에 대향하는 위치에 슬릿을 형성한다. 이에 따라, 잉크 도입구로부터 슬릿을 통하여 토출 채널에만 잉크가 충전된다. 그리고, 노즐 플레이트에는, 토출 채널에 대향하는 위치에 노즐공이 형성된다.
이와 같이 헤드 칩(21)을 구성함으로써, 수성의 잉크라도, 토출 채널에 설치된 구동 전극과, 더미 채널에 설치된 구동 전극을 잉크를 통하여 도통시키지 않고, 전기적으로 분리시킨 상태로 나누어 사용할 수 있다. 따라서, 수성 잉크를 이용하여 기록을 행할 수 있다.
특히, 도전성을 가지는 잉크라도 문제없이 이용할 수 있으므로, 잉크젯 프린터의 부가 가치를 높일 수 있다. 또한, 그 외는 동일한 작용 효과를 낼 수 있다.
또한, 상기한 실시의 형태에서는, 온도 센서(50)로서 서미스터가 이용되고 있는데, 본 발명은, 다른 온도 센서를 이용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 온도 센서로서 열전대 등을 이용하는 것도 가능하다.
또한, 상기한 실시의 형태에서는, 플렉시블 프린트 기판(27)의 한쪽의 면에 신호선(28)이 형성되고, 다른쪽의 면에 온도 센서(50)가 실장되어 있는데, 본 발명은, 신호선(28)과 온도 센서(50)를 플렉시블 프린트 기판(27)의 동일한 면에 배치시키는 것도 가능하다. 예를 들면, 복수의 신호선(28)의 측방, 즉 플렉시블 프린트 기판(27)의 측단부에 온도 센서(50)를 배치시키는 것도 가능하다.
또한, 상기한 실시의 형태에서는, 온도 센서(50)가 플렉시블 프린트 기판(27) 상에 실장되어 있는데, 본 발명은, 플렉시블 프린트 기판(27) 이외에 온도 센서(50)를 부착하는 것도 가능하다. 예를 들면, 온도 센서(50)를 헤드 칩(21)에 부착하는 것도 가능하고, 혹은 유로 부재(22a)에 온도 센서(50)를 부착하는 것도 가능하다.
또한, 상기한 실시의 형태에서는, 구동 전압치 설정 수단(60)이 구동 회로 기판(26) 상에 배치되어 있는데, 본 발명은, 상기 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 잉크젯 프린터(1)의 도시하지 않은 제어부에 구동 전압치 설정 수단(60)이 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 플렉시블 프린트 기판(27) 상의 접속 배선(29)과 구동 전압치 설정 수단(60), 및, 구동 회로(25)와 구동 전압치 설정 수단(60)은, 구동 회로 기판(26)과 상기한 제어부를 접속하는 배선을 통하여 각각 전기적으로 접속된다.
또한, 상기한 실시의 형태에서는, 도 5부터 도 8에 도시하는 바와같이, 제1 접속 배선(29a)이 플렉시블 프린트 기판(27)의 길이방향의 한쪽에 2개 한쌍으로 맞추어 배치되어 있는데, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 접속 배선(29a)이 플렉시블 프린트 기판(27)의 길이 방향의 한쪽측과 다른쪽측에 각각 1개씩 배치되어 있어도 된다. 또한, 제1 접속 배선(29a)이 플렉시블 프린트 기판(27)의 길이방향의 대략 중앙 부분에 배치되어 있어도 된다. 즉, 나란히 설치된 복수의 신호선(28) 중, 즉 인접하는 신호선(28)의 사이에 제1 접속 배선(29a)이 배선되어 있어도 된다. 이에 따라, 온도 센서(50)가 플렉시블 프린트 기판(27)의 길이 방향의 대략 중앙에 위치하는 경우에, 플렉시블 프린트 기판(27)의 길이 방향의 단부로부터 접속 배선(29)을 끌어가 배치하지 않고 실시할 수 있다.
또한, 본 발명은, 온도 센서(50)를 납땜하기 위한 금속박은, 구리박에 한정되지 않고, 헤드 칩(21)과 온도 센서(50) 사이의 열 결합(열 전도)을 취하고, 헤드 칩(21)의 온도를 취득할 수 있으면, 어떠한 금속이어도 된다.
그 외, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서, 상기한 실시의 형태에 있어서의 구성 요소를 주지의 구성 요소로 치환하는 것은 적절히 가능하고, 또한, 상기한 실시의 형태를 적절히 조합해도 된다.
1 : 잉크젯 프린터(액체 분사 장치)
2 : 잉크젯 헤드(액체 분사 헤드) 3 : 반송 수단
4 : 이동 수단 21 : 헤드 칩
23 : 제어 수단 25 : 구동 회로
26 : 구동 회로 기판 27 : 플렉시블 프린트 기판
28 : 신호선 29 : 접속 배선
29e : 랜드 29f : 열전도성 수지
33a : 노즐공 35 : 채널
36 : 측벽 37 : 구동 전극
50 : 온도 센서 60 : 구동 전압치 설정 수단
P : 기록지(피기록 매체) W : 잉크(액체)

Claims (10)

  1. 액체가 충전되는 복수의 채널이 간격을 두고 병렬로 형성되고, 상기 채널의 측벽에 구동 전극이 형성되어 있음과 더불어 상기 채널에 연통하는 노즐공이 형성된 헤드 칩과,
    상기 헤드 칩 또는 상기 헤드 칩의 근방에 배치되어 상기 헤드 칩 내의 상기 액체의 온도를 검출하는 온도 센서와,
    상기 헤드 칩을 구동시키기 위한 구동 회로가 실장된 구동 회로 기판, 상기 구동 회로와 상기 구동 전극을 전기적으로 접속하는 신호선이 형성된 플렉시블 프린트 기판, 및, 상기 온도 센서의 검출값에 의거하여 구동 전압의 크기를 결정하는 구동 전압치 설정 수단을 구비하고, 상기 구동 전압치 설정 수단으로 결정된 크기의 구동 전압을 상기 구동 회로로부터 상기 신호선을 통하여 상기 구동 전극에 인가하는 제어 수단이 구비되고,
    상기 구동 전극에 상기 구동 전압이 인가됨으로써 상기 측벽이 변형하고, 상기 측벽의 변형에 의해 상기 채널 내의 압력이 높아져 상기 채널 내의 상기 액체가 상기 노즐공으로부터 토출되는 액체 분사 헤드에 있어서,
    상기 플렉시블 프린트 기판에는, 상기 온도 센서와 상기 구동 전압치 설정 수단을 전기적으로 접속하는 접속 배선이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 온도 센서가, 상기 플렉시블 프린트 기판 상에 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 온도 센서와 상기 헤드 칩은 상기 신호선을 통하여 열 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 플렉시블 프린트 기판에, 상기 온도 센서를 실장시키는 랜드가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 온도 센서는, 상기 헤드 칩과 상기 구동 회로 기판의 사이에 위치하는 상기 플렉시블 프린트 기판의 중간부에 배치되어 있고,
    상기 랜드는, 상기 플렉시블 프린트 기판의 중간부로부터 상기 플렉시블 프린트 기판의 헤드 칩측의 접속 단부까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
  6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 센서에 열 전도성 수지가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 온도 센서는, 상기 헤드 칩과 상기 구동 회로 기판의 사이에 위치하는 상기 플렉시블 프린트 기판의 중간부에 배치되어 있고,
    상기 열 전도성 수지는, 상기 플렉시블 프린트 기판의 중간부로부터 상기 플렉시블 프린트 기판의 헤드 칩측의 접속 단부까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
  8. 청구항 2 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉시블 프린트 기판의 한쪽의 면에 상기 신호선이 형성되고, 다른쪽의 면에 상기 온도 센서가 실장되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 센서가 서미스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체 분사 헤드.
  10. 피기록 매체를 미리 정해진 반송 방향으로 반송하는 반송 수단과,
    상기 반송 수단에 의해 반송된 피기록 매체의 표면에 대하여 상기 노즐공이 대향하는 방향으로 배치된 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 액체 분사 헤드와,
    상기 액체 분사 헤드를 상기 반송 방향에 직교하는 방향으로 상기 피기록 매체를 따라 왕복 이동시키는 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 액체 분사 장치.
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