WO2001042024A1 - Tete a jet d'encre et imprimante - Google Patents

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WO2001042024A1
WO2001042024A1 PCT/JP1999/006959 JP9906959W WO0142024A1 WO 2001042024 A1 WO2001042024 A1 WO 2001042024A1 JP 9906959 W JP9906959 W JP 9906959W WO 0142024 A1 WO0142024 A1 WO 0142024A1
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head
jet head
ink jet
ink supply
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PCT/JP1999/006959
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Yoshiaki Sakamoto
Shuji Koike
Tomohisa Shingai
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Fujitsu Limited
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Definitions

  • the present invention relates to an ink jet head having a plurality of nozzles for ejecting an ink supplied from an ink supply component, for example, an ink jet head suitable for use in a print head of an ink jet printer, and the ink jet head thereof
  • the present invention relates to a printing device provided with a printer.
  • FIGS. 33 and 34 are diagrams for explaining the configuration of a conventional ink jet head (Japanese Patent Laid-Open No. 7-148921), and FIG. 33 is an exploded perspective view showing the configuration of a main part thereof. 34 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the main part.
  • the conventional ink jet head includes a pressure generating unit 320 and a flow unit 340.
  • the pressure generating unit 320 includes a communication path substrate 301, a pressure chamber forming substrate 302, and a vibrating plate 304.
  • One side of the pressure chamber forming substrate 302 (FIG. 33) , The upper side in Fig. 34) with the diaphragm 304, and the other side of the pressure chamber forming substrate 302 (the lower side in Figs. 33, 34) with the communication path substrate 301.
  • Each is formed by sticking.
  • the pressure chamber forming substrate 302 has a plurality of pressure chambers 303 formed by punching, and the communication path substrate 301 has each of the pressure chamber forming substrates 302 in the pressure chamber forming substrate 302.
  • a plurality of communication passages 309 are formed by piercing the communication passages 303 and the ink supply passages 314 formed on the ink supply passage forming substrate 313 described later.
  • a plurality of nozzle communication holes 318a are formed in the communication circuit board 301 so as to correspond to the pressure chambers 303 in the pressure chamber forming board 302.
  • the pressure in the pressure chamber forming substrate 302 is set.
  • Room 30 In order to correspond to 3, a plurality of pressure elements 306 are arranged via lower electrodes 305, respectively.
  • An upper electrode (not shown) is formed on the side of the pressure element 300 opposite to the lower electrode 300 (upper side in FIGS. 33 and 34).
  • the flow path unit 340 includes a reservoir chamber forming substrate 312, an ink supply path forming substrate 3113, and a nozzle forming substrate 311, and includes a reservoir chamber forming substrate 312. On one side (the upper side in FIGS. 33 and 34), the ink supply path forming substrate 3 13 is provided, and on the other side (the lower side in FIGS. 33 and 34), the nozzle forming substrate 3 is provided. 1 1 is stuck on each.
  • a plurality of nozzles 3 16 are formed on the nozzle forming substrate 3 11, and a V-shaped ink reservoir chamber 3 15 is formed on the reservoir forming substrate 3 12 by a method such as punching.
  • a nozzle communication path 318c is perforated at each position corresponding to each nozzle 316 formed on the nozzle forming substrate 311.
  • ink supply path forming substrate 313 a plurality of ink supply paths 3 14 for connecting the ink reservoir chamber 3 15 to the communication paths 3 09 in the communication path substrate 301 are formed.
  • nozzle communication passages 3 18 b are perforated at respective positions corresponding to the nozzle communication passages 3 18 c formed in the reservoir chamber forming substrate 3 12.
  • the ink supply path forming substrate 313 has an opening 317 for communicating and connecting an ink tank (not shown) and the ink reservoir chamber 315.
  • the pressure generating unit 320 and the flow unit 340 are attached by an adhesive or the like, and as a result, as shown in FIG.
  • the communication passage 3 18 a, the nozzle communication passage 3 18 b in the ink supply passage forming substrate 3 13, and the nozzle communication passage 3 18 c in the reservoir chamber forming substrate 3 1 2 are the nozzle forming substrate 3 1 1
  • the pressure chamber 303 and the ink reservoir chamber 315 communicate with the ink supply path 314 and the communication path 309, respectively. It has become.
  • ink supplied from an ink tank (not shown) is supplied to the ink reservoir chamber 315 via the opening 317, and further supplied to the ink supply path 314 and the communication path 309. And supplied to the pressure chamber 303.
  • An upper electrode (not shown) and a lower electrode 30 are driven by a drive circuit (not shown).
  • a drive circuit not shown.
  • each piezoelectric element 303 is deformed, thereby displacing the vibration plate 304 and increasing the ink pressure in each pressure chamber 303 to form the nozzle communication passage 31.
  • An ink droplet is ejected from the nozzle 316 through 8a to 318c to form an image on a recording medium.
  • a force for supplying ink from an ink tank (not shown) to the ink reservoir chamber 315 via the opening 317 is such that the larger the amount of ink consumed in the ink jet head, the larger the opening. Since it is necessary to increase the size of the part 3 17, the larger the number of nozzles 3 16 formed on the nozzle forming substrate 3 11, the greater the need for an opening 3 17 having a larger opening area. There is a problem that the manufacturing cost is high because the integration degree of the head cannot be increased and the inkjet head cannot be downsized.
  • each pressure chamber 303 is connected to the ink reservoir chamber 315 via the ink supply path 314 and the communication path 309.
  • the thickness of the ink jet head is reduced to reduce the size.However, in order to reduce the resistance of the ink in the ink reservoir chamber 315, the length of the ink supply path must be reduced. In addition, it is necessary to increase the cross-sectional area, and therefore, it is necessary to widen the cross-sectional shape of the ink reservoir chamber 315. This also improves the integration degree of the ink jet head. There is a problem that the production is hindered and the production cost increases.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and makes the ink supply to each pressure chamber uniform by devising the shape of an ink supply path to each pressure chamber.
  • an object of the present invention is to reduce the size of the ink jet head and, consequently, the size of the printing apparatus by increasing the degree of integration of the ink jet head. Disclosure of the invention
  • an inkjet head is an inkjet head having a plurality of nozzles for ejecting ink supplied from an ink supply component, wherein each of the nozzles is provided with an ink.
  • a plurality of pressure chambers, and a plurality of pressurizing sections provided for each of the pressure chambers and pressurizing the respective pressure chambers to discharge the ink in the pressure chambers from the nozzles.
  • An ink reservoir space for temporarily retaining ink from the ink supply component is formed between the ink main body and the ink supply component, and the ink reservoir space and the plurality of pressure chambers are formed in the head main body.
  • Each of the plurality of ink supply paths communicating with each other has one end side opened to the ink accumulating space on the outer surface of the head main body and the other end side. It is characterized by being formed so as to open to each pressure chamber.
  • the printing apparatus of the present invention is a printing apparatus provided with an ink jet head having a plurality of nozzles for discharging ink supplied from an ink supply component, wherein the ink jet head is provided for each nozzle. And a plurality of pressure chambers, each of which is filled with ink, and a plurality of pressurizing sections provided for each of the pressure chambers and pressurizing the respective pressure chambers to discharge the ink in the pressure chambers from the nozzles.
  • An ink pool space is formed between the head main body and the ink supply component to temporarily retain ink from the ink supply component, and an ink pool space is formed in the head main body.
  • a plurality of ink supply passages respectively communicating the pressure chambers with the plurality of pressure chambers.
  • the ink reservoir space and each pressure chamber are connected by the ink supply path.
  • the ink from the ink supply parts can be directly supplied to each pressure chamber, and a dedicated ink supply port is not required in the head main body, so that the degree of integration of the ink jet head can be improved.
  • it has the advantage of contributing to the reduction of manufacturing costs, as well as the uniform supply of ink to each pressure chamber and the improvement of print quality. There are advantages that can be.
  • a frame member is provided on the head main body so as to surround the openings of the plurality of ink supply paths on the outer surface of the head main body, and an ink reservoir space is formed by the frame member, the head main body, and the ink supply component. May be formed, whereby there is an advantage that the rigidity of the head main body can be increased and the ink reservoir space can be easily formed.
  • the frame member is formed as a remaining portion of the substrate on the head main body. This has the advantage that the frame member can be easily and reliably formed in the process of forming the substrate, so that the manufacturing cost can be reduced. Further, the frame member is joined to the ink supply component to the head body.
  • the ink supply component can be easily and reliably joined to the head main body, and the ink supply component can be attached to the head main body using an adhesive or the like.
  • the pressurizing section forms one surface of the pressure chamber and separates the pressure chamber from the ink reservoir space.
  • the vibrating plate is formed on the vibrating plate outside the pressure chamber and drives the vibrating plate to form the pressure chamber.
  • a piezoelectric element to be pressurized may be provided, whereby the pressurizing section can be surely formed, and there is an advantage that the manufacturing easiness of the ink jet head can be improved.
  • the ink supply path may be formed so as to penetrate through the vibration plate in a region other than the lamination region of the piezoelectric element, whereby the ink does not come into contact with the piezoelectric element.
  • the ink supply path may be formed so as to penetrate the piezoelectric element and the vibration plate in the laminated region of the piezoelectric element, whereby the ink supply path is formed on the head main body. Since there is no need to provide a dedicated space for the opening of the ink jet head, the integration of the ink jet head is further improved, and the ink jet head and, consequently, the printing device are further downsized, contributing to further reduction in manufacturing costs. There are advantages.
  • the ink supply path may be formed so as to open on a surface other than the surface formed by the diaphragm in the pressure chamber, and the ink supply path may be formed on a surface of the pressure chamber opposite to the surface formed by the diaphragm. They may be formed so as to be open.These are not affected by the opening in the pressure chamber in the pressure chamber, so that the rigidity of the pressure chamber can be maintained and the pressure operation is stable. There is an advantage of doing so.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing the entire configuration of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an ink jet printer having the present ink jet head.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing a portion C in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a state in which the ink tank is joined to the ink jet head according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged plan view showing a main part of a wiring pattern of an ink jet head according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method for manufacturing an ink jet head according to the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 11 and 12 are flow charts for explaining a method of manufacturing an ink jet head according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13A shows an ink jet printer according to a first modification of the first embodiment of the present invention. is there.
  • FIG. 13 (b) is a perspective view showing a configuration of a head main body of an inkjet head as a first modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is an enlarged plan view showing a main part of a wiring pattern in an ink jet head as a second modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 16 is a sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 17 is an enlarged plan view showing a main part of a wiring pattern in an ink jet head as a third modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 19 is a sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 20 is a perspective view showing a configuration of a head main body of an ink jet head as a fourth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a view on arrow A in FIG.
  • FIG. 22 is an enlarged plan view showing a portion B in FIG.
  • FIG. 23 is a sectional view taken along line AA of FIG.
  • FIG. 24 is an enlarged plan view showing a portion C in FIG. 21.
  • FIG. 25 is a sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 26 is a perspective view showing a configuration of a head main body of an ink jet head as a fifth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a perspective view showing a main configuration of an ink jet head as a sixth modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 (a) is an enlarged plan view showing a main part of a wiring pattern in an ink jet head according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 (b) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 28 (a).
  • FIG. 29 (a) is an enlarged plan view showing a main part of a wiring pattern in an ink jet head according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 (b) is a sectional view taken along the line AA of FIG. 29 (a).
  • FIG. 30 (a) shows an inkjet head according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing a main part of a wiring pattern.
  • FIG. 30 (b) is a sectional view taken along line AA of FIG. 30 (a).
  • FIG. 31 is an exploded perspective view showing the overall configuration of an ink jet head according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 32 is a longitudinal sectional view showing a state where an ink tank is joined to an ink jet head according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 33 is an exploded perspective view showing a configuration of a main part of a conventional ink jet head.
  • FIG. 34 is a longitudinal sectional view showing the structure of a main part of a conventional ink jet head.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing the overall structure of an ink jet head according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing the structure of an ink jet printer having an ink jet head according to the first embodiment. It is.
  • the ink jet printer 1 is a printing device that forms an image on the surface of the printing paper 200 by discharging the ink on the printing paper 200, and includes a platen 12, a carriage 18 in a housing 10. , Nozzle maintenance mechanism 36, inkjet head units 24, 26, and ink tanks 28, 30, 32, 34.
  • the platen 12 is rotatably attached to the housing 10 so as to be orthogonal to the direction in which the printing paper 200 is transported in the ink jet printer 1. Further, the platen 12 is intermittently driven to rotate by the drive motor 14, so that the printing paper 200 is intermittently driven at a predetermined feed pitch in the direction of arrow W in FIG. It is designed to be transported.
  • a guide rod 16 is disposed in the housing 10 above the platen 12 in parallel with the platen 12, and a carriage 18 can slide on the guide rod 16. Attached to.
  • the carriage 18 is provided with an endless drive belt 2 arranged in parallel with the guide rod 16.
  • the endless drive belt 20 is driven by a drive motor 22 so that the carriage 18 moves back and forth along the platen 12.
  • the carriages 18 are configured such that the inkjet heads 24 and 26 are removably attached thereto.
  • Inkjet units 24 and 26 have ink tanks 28, 30, 32 and 34 joined to the inkjet head 100, respectively.
  • an ink tank 28 containing a black ink is attached to the ink jet head 24, and an ink tank 30 containing yellow ink is attached to the ink jet head unit 26.
  • An ink tank 32 containing magenta ink and an ink tank 34 containing cyan ink are attached.
  • the inkjet head units 24 and 26 are driven based on image data obtained from a host device such as a personal computer (not shown), As a result, predetermined characters, images and the like are formed on the printing paper 200 and printing is performed.
  • the carriage 18 When printing is stopped, the carriage 18 (the inkjet heads 24, 26) is moved to a position (home position) where the nozzle maintenance mechanism 36 is provided.
  • the nozzle maintenance mechanism 36 includes a movable suction cap (not shown) and a suction pump (not shown) connected to the movable suction cap.
  • a movable suction cap (not shown)
  • a suction pump (not shown) connected to the movable suction cap.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a portion C in FIG. 1
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 4,
  • FIG. Ink jet as one embodiment It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which joined the ink tank to the head.
  • the inkjet head 100 of the first embodiment has a plurality of nozzles 120 (see FIG. 4) for ejecting ink supplied from an ink tank (ink supply unit) 50.
  • an ink tank (ink supply unit) 50 As shown in FIG. 1, the head body 3 and a frame member (joining portion) 8 are provided.
  • the head main body 3 includes a plurality of nozzles 120, each having a pressure chamber 112 and a pressurizing section 140.
  • the head main body 3 of the inkjet head 100 includes a dry film resist 103, a vibrating plate 104, a stainless steel plate 105, and a polyimide 126. It is configured by laminating a plurality of layers such as an individual electrode 109 and a nozzle plate 106, and a manufacturing process by the lamination will be described later.
  • the pressure chamber 112 fills the ink, and is connected to the nozzle 120 via a conductive path 116.
  • the pressurizing section 140 pressurizes the pressure chambers 112 to discharge the ink in the pressure chambers 112 from the nozzles 120, and the diaphragm 104 and the piezoelectric element 108.
  • the diaphragm 104 is made of, for example, an elastically deformable metal thin film (thickness of several meters) having conductivity and having some rigidity, such as chromium and nickel.
  • a thin film piezoelectric element 108 is formed on the surface of the diaphragm 104 opposite to the pressure chamber 112.
  • the piezoelectric element 108 is made of a piezo ceramic or the like, and a bimorph laminate is formed by the vibrating plate 104 and the piezoelectric element 108.
  • an individual electrode 109 is formed on the surface of the piezoelectric element 108 opposite to the diaphragm 104, and a driving circuit (not shown) separates the diaphragm 104 and the individual electrode 109 from each other.
  • a driving circuit (not shown) separates the diaphragm 104 and the individual electrode 109 from each other.
  • the piezoelectric element 108 is deformed in each pressurizing section 140 to pressurize the pressure chamber 112. That is, every pressure chamber 1 1 2
  • an individual electrode 109 for driving each pressure unit 140 is provided. Then, in the ink jet head 100 of the first embodiment, in each of the pressure chambers 112, the surface facing the surface on which the conduction path 116 is formed, that is, the diaphragm 104 is formed.
  • One ink supply path 129 is formed on the surface to be formed so as to penetrate the diaphragm 104 (and the polyimide 126) in a region other than the region where the piezoelectric elements 108 are laminated. That is, one end of the ink supply path 12 9 is opened to each of the pressure chambers 112, and the other end of the ink supply path 123 is an ink accumulation space 130 on the outer surface of the head body 3 (see FIG. (Described later).
  • the opening of the ink supply path 125 in the ink reservoir space 130 is indicated by reference numeral 129a.
  • the number of the ink supply passages 12 9 in each pressure chamber 112 is not limited to one, and may be variously modified without departing from the gist of the present invention.
  • the fluid resistance of the ink is adjusted so as to absorb the rapid internal pressure fluctuation of the pressure chamber 1 1 2, and after the pressure chamber 1 1 2 is contracted and pressurized to discharge ink, When returning, a required amount of ink is supplied to the pressure chambers 112 via the ink supply passages 129.
  • the supply of the ink is also performed based on the adjustment of the fluid resistance of the ink.
  • the ink tank 50 is an ink supply part for supplying ink to the nozzles 120 of the head body 3 while maintaining an appropriate negative pressure. As shown in FIG. 3 and an ink supply port 51.
  • the ink chamber 52 is a space for holding the ink, and for example, a sponge is loaded in the ink chamber 52 so that an appropriate negative pressure is maintained.
  • an ink supply port 51 is formed below the ink tank 50, and the ink held in the ink chamber 52 is supplied from the ink supply port 51 to the head body 3 side. It has become so.
  • a filter 53 is provided between the ink chamber 52 and the ink supply port 51.
  • the ink tank 50 is attached to a frame member 8 (described later) of the head main body 3 with an adhesive.
  • Adhesive space 130 is formed between the head body 3, the frame member 8 and the ink tank 50 to temporarily retain the ink from the ink tank 50. It is supposed to be.
  • Each of the pressure chambers 112 and the ink reservoir space 130 are connected to each other via an ink supply path 129, and one end of the ink supply path 129 is connected to the outer surface of the head body 3. At the ink reservoir space 130.
  • the pressure chambers 112 are arranged so as to be aligned in the direction of arrow C in FIG. 3 and FIG.
  • the frame member (joining portion) 8 is on the side opposite to the side of the head body 3 where the nozzles 120 are formed (the individual electrodes 109 on the head body 3 are formed).
  • the openings 1 29 a of the plurality of ink supply paths 1 29 are formed. It is formed so as to surround the opening 122 a of the supply path 125 and the individual electrode 109.
  • the frame member 8 includes the individual electrodes 109, the contact portions (described later), and the wiring patterns.
  • the frame member 8 is formed by partially removing the substrate generated by magnesium oxide (MgO) from the head main body 3 by a photo-etching process. It is formed as a remaining part. Then, as shown in FIG. 6, an ink tank (ink supply part) 50 is joined to the frame member 8 using an adhesive or the like, so that the ink tank 50 (for fixing the ink tank) is attached to the head main body 3. Members) are joined.
  • MgO magnesium oxide
  • the joining to the frame member 8 is not limited to the ink tank 50 as described above.
  • a member ink tank fixing member; Zu).
  • the frame member 8 has a cross-sectional shape such that the width decreases toward the upper side, thereby protruding from the adhesive surface with the ink tank 50 or the like. Adhesive is retained by the slope and the excess adhesive is The body 3 can be prevented from reaching.
  • an ink reservoir space 130 to be formed is formed. Specifically, a space formed by the ink supply port 51 of the ink tank 50, the head main body 3, and the frame member 8 is formed by ink. It functions as a pool space 130.
  • These contact portions 121 are formed for each individual electrode 109, and further, these contact portions 121 and the individual electrodes 109 are electrically connected to each other by a thin-film wiring pattern 123. Connected.
  • contact portions 1 2 1 are electrically connected to an FPC (Flexible Printed Circuit Board) 2 for supplying a signal for controlling the pressurizing portion 1 4 by a TAB (Tape Automated Bonding) method. Connection is established.
  • FPC Flexible Printed Circuit Board
  • a polyimide 126 is provided and electrically insulated.
  • a wiring pattern 1 for electrically connecting each of the individual electrodes 109 and the contact portions 121 is formed.
  • FIG. 7 to 9 are diagrams for explaining the shapes of the wiring patterns 123, respectively, and FIG. 7 is an enlarged view of a main part of the wiring pattern of the inkjet head as the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 7, and
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG.
  • FIGS. 8 and 9 for convenience, the illustration of the laminated structure of the dry film resist 103, the stainless steel plate 105, and the like is omitted.
  • each contact portion 121 is formed outside (peripheral side) of the frame member 8 on the surface of the head body portion 3 on which the individual electrodes 109 and the like are formed.
  • the contact portions 121 and the individual electrodes 109 are electrically connected by wiring patterns 123, respectively.
  • the wiring pattern 123 is formed on the head body 3 together with the individual electrodes 109 and the contact parts 121 by patterning, as will be described later.
  • a thin film is integrally formed of the same material on the same surface as the contact portion 121.
  • these wiring patterns 123 are substantially parallel to the longitudinal direction of each individual electrode 109 (the horizontal direction in FIG. 7).
  • Pressure chambers 1 1 2 are arranged so as to pass between each other.
  • each wiring pattern 1 2 3 is located on the lower side of the frame member 8, that is, the head main body 3. And the frame member 8.
  • the outer side of the frame member 8 A vibrating plate 104 is exposed near the corner of the pad body 3, thereby forming a contact point 127.
  • the FPC 2 is electrically connected to these contact portions 1 2 1 and 1 2 7 by a method such as TAB. As a result, as shown in FIG. 0 (Ink tank fixing member) is joined without being affected by it. Signals for controlling the pressurizing section 140 are supplied to the FPC 2 Individual electrodes 109 and vibrating plate 110 4 can be electrically connected.
  • the contact portion 127 is lower than the other contact portions 121 by the amount of the piezoelectric element 108 and the individual electrode 109.
  • the thickness of the piezoelectric element 108 Is about 2 to 3 / xm, and the thickness of the individual electrode 109 is about 0.2 m, which is sufficiently thin, so that there is no influence on the pressure connection of the FPC 2 or the like.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method of manufacturing the ink jet head according to the first embodiment
  • FIGS. 11 and 12 are flowcharts for explaining the manufacturing method.
  • the inkjet head 100 of the first embodiment is manufactured by using a patterning method using a dry film resist, and is manufactured by separately forming two layers and then curing these.
  • Steps A10 to A30 in FIG. 11 Only two adjacent pressure chambers are shown in FIG. 10 for convenience.
  • each of steps A10 to A30 shown in FIG. 11 is illustrated. The process may be performed prior to each of the other steps, or may be performed in parallel with each other.
  • Step A 10 ((A) layer) is formed by micro-pressing using a metal such as stainless steel (SUS) (Step A 10) .Each nozzle 120 is preferably formed by a punch using a pin (not shown) or the like. From the front 106a of the nozzle plate 106 (It is joined to the stainless steel plate 105.) It is processed into a conical shape (tapered in cross section) spreading toward the rear surface 106b.
  • SUS stainless steel
  • a layer (B) is formed by laminating the bimorph laminate and the dry film resist as shown in FIG. 10 (B) (step A20 in FIG. 11).
  • the layer (B) includes one layer of dry film resist.
  • Step A20 in FIG. 11 is composed of steps C10 to C50 shown in FIG. 12 in more detail.
  • a bimorph laminate 125 comprising a piezoelectric element 108 and a vibrating plate 104 is formed thereon (step C20 in FIG. 12).
  • the piezoelectric element 108 which is a single layer in the lattice direction of the MgO substrate 122, is formed into a thin film by a method of growing over one surface of the MgO substrate 122 by sputtering, and then the piezoelectric element is formed.
  • a bimorph laminate 125 is formed on the surface 108 by a technique of growing a chromium film over the entire surface by, for example, sputtering or plating.
  • the processing pattern (ink) of the piezoelectric element 108 corresponding to each pressure chamber 112 is applied.
  • the supply path (including the supply path 129 pattern) is patterned, and unnecessary piezoelectric elements 108 are removed by etching or the like.
  • the piezoelectric element 108 on the 1 ⁇ 8 ⁇ substrate 122 is formed.
  • exposing the entire surface using a glass mask or the like that shields the ink supply path 129 pattern from the surface opposite to the surface on which the ink is applied only the polyimide directly above the MgO substrate 122 is exposed.
  • the photosensitive liquid polyimide is developed to remove the unexposed polyimide on the piezoelectric element 108 and the ink supply path 128, thereby obtaining the piezoelectric element 108 on the diaphragm 104.
  • the polyimide 126 is arranged only in the region where the individual electrodes 109 are not present.
  • a resist is formed on the ink supply path 129, a chromium film is formed on the entire surface by sputtering, and the resist is removed to form the ink supply path 129 and the bimorph laminate 125.
  • the bimorph laminate 125 can be formed stably, and a dry film described later can be formed.
  • the resist 103 can be formed stably.
  • each of a plurality of green sheets is kneaded in a solvent such as ceramic powder to form a paste, and then, a doctor blade is used. It is formed by forming a thin film of about 50 m.
  • used as the material of the piezoelectric elements 1 0 8 generally is a material of the piezoelectric element B a, T i 0 3, P b T I_ ⁇ 3, a ferroelectric, such as (N a K) N B_ ⁇ 3 You may.
  • the first internal electrode pattern is printed and formed on one surface of three green sheets among a plurality of (eg, 12) green sheets.
  • the printing of the first and second internal electrodes is performed by applying a paste made by mixing a powder of an alloy of silver and palladium with a solvent and forming a pattern.
  • three green sheets on which the first internal electrodes are formed and three green sheets on which the second internal electrodes are formed are alternately laminated, and then six green sheets on which no internal electrodes are formed are laminated.
  • a laminated structure of the piezoelectric elements is formed, and the green sheets are fired in a laminated state.
  • the green sheet having no internal electrode functions as a substrate.
  • Step C 30 After laminating the dry film resist 103 on the diaphragm 104, the portion corresponding to the pressure chamber 112 is exposed by a mask process (see FIG. 12). Step C 30).
  • step C40 in Fig. 12 development is performed (step C40 in Fig. 12), and the piezoelectric element 108 to the dry film resist 103 in Fig. 4 are laminated on the MgO substrate 122.
  • the stainless steel plate 105 in which a portion corresponding to the conductive path 116 was previously removed by etching was replaced with a dry film resist 103. Join on top (Step C50 in Figure 12).
  • the dry film resist 103 is cured by heating under pressure, and the substrate from the substrate 80 to the nozzle plate 106 are integrated.
  • a resist is applied to the Mg surface and subjected to a patterning exposure in a predetermined shape corresponding to the shape of the frame member 8, and then the resist is developed. Further, unnecessary portions of the MgO substrate 122 are By removing this, the frame member 8 is formed as a remaining portion of the Mg 2 substrate (substrate) 122 on the head body 3.
  • the contact portions 121, 127 of the head body 3 formed in this manner are electrically connected to each other by connecting the FPC 2 to the FPC 2 by Au bumps, and then the ink tank (formed by a resin mold or the like) (Ink supply parts) 50 or an ink tank fixing member is bonded and cured to the frame member 8 using an adhesive or the like to complete the ink jet head 100.
  • the step of removing the MgO substrate 122 to form the frame member 8 is not limited to the step after joining the (A) layer and the (B) layer and curing them. (B) It may be carried out after forming the layer, and can be carried out in various modifications without departing from the spirit of the present invention.
  • each part of the ink jet head 100 includes, for example, the following.
  • L indicates length
  • W indicates width
  • t indicates thickness
  • the ink held in the ink tank 50 is supplied to the ink supply port 51 when printing is performed.
  • the ink is supplied to the ink reservoir space 130 via the ink reservoir space 130, and the ink is supplied from the ink reservoir space 130 to each of the pressure chambers 112 via the ink supply passages 127.
  • a drive signal created by a drive circuit or the like (not shown) is transmitted to the contact points 121 and 127 via the FPC 2, and the pressure chambers 112 are pressurized by the ink pressurizing section 140. Spouts from nozzles 120, thereby printing on printing paper 200.
  • the ink jet printer (printing apparatus) 1 including the ink jet head 100 and the ink jet head 100 of the first embodiment of the present invention
  • the ink reservoir space 130 and each pressure The ink from the ink tank 50 can be directly supplied to each of the pressure chambers 112 by communicating the chambers 112 with the ink supply passages 127, and the ink in the head body 3 Since there is no need to provide a supply port, the degree of integration of the inkjet head 100 can be improved, and the inkjet head 100 and, consequently, the printing apparatus (inkjet printer 1) can be miniaturized, thereby significantly reducing manufacturing costs. Further, the supply of ink to each of the pressure chambers 112 can be made uniform, and the print quality can be improved.
  • a frame member 8 is provided on the head main body 3 so as to surround the openings 125 a of the plurality of ink supply paths 129 on the outer surface of the head main body 3. Since the ink reservoir space 130 is formed by the head body 3 and the ink tank 50, the rigidity of the head body 3 can be increased and the ink reservoir space can be easily formed. Can be formed.
  • the head main body 3 since the rigidity of the head main body 3 can be increased by the frame member 8, the head main body 3 is less likely to be damaged in the manufacture of the ink jet head 100, and the productivity can be improved. .
  • the pressurizing section 140 includes a vibrating plate 104 that forms one surface of the pressure chamber 112 and separates the pressure chamber 111 from the ink reservoir space 130, and a pressure chamber 111. And a piezoelectric element 108 formed on the vibrating plate 104 outside of the piezoelectric element 104 to drive the vibrating plate 104 and pressurize the pressure chamber 112. This makes it possible to reliably configure the ink jet head 100 and improve the ease of manufacturing the ink jet head 100. In the region, the diaphragm 104 is formed so as to penetrate the diaphragm 104, so that when the ink is supplied from the ink reservoir space 130 to the pressure chamber 112, the ink may not contact the piezoelectric element 108. There is no risk that the piezoelectric element 108 is affected by the ink.
  • the frame member 8 is used as a joining portion for joining the ink tank 50 to the head main body 3, the ink tank 50 or the ink tank is attached to the head main body 3. It can be easily joined to the link fixing member.
  • the individual electrodes 109 and the contact portions 121 are electrically connected by the wiring pattern 123 formed as a thin film, there is no need to perform aerial wiring by wire bonding or the like.
  • the mounting density of the nozzles can be increased, the size of the ink jet head can be reduced, and there is no danger of damaging the head body 3 during wire bonding, and furthermore, there is a possibility that a short circuit may occur between wires. Absent.
  • the frame member 8 is connected to the individual electrodes 109 on the surface of the head main body 3 on which the individual electrodes 109, the contact portions 121, 127, and the wiring pattern 123 are formed.
  • the FPC 2 and the individual electrodes 109 can be easily and reliably connected to each other by forming the contact portions 121 and 127 outside the frame member 8 while forming the frame portion so as to surround the FPC 2. Can be electrically connected.
  • the bonding margin can be reduced, so that the head main body 3 can be reduced, and the ink jet head and, consequently, the printing device (Jet printing) can be reduced in size.
  • each individual electrode 109 can be electrically connected to an FPC that supplies a signal for controlling the pressurizing unit 140 without being affected by the frame member 8.
  • the head main body 3 is formed on the Mg substrate 122, and the MgO substrate 122 is partially removed from the head main body 3, thereby forming the ink reservoir space 130.
  • the frame member 8 is formed as the remaining portion of the MgO substrate 122 on the head main body 3, so that the frame member 8 can be easily and inexpensively formed.
  • FIG. 13 is a view for explaining a first modification of the ink jet head according to the first embodiment.
  • FIG. 13 (a) is an ink jet as a first modification of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 (b) is a perspective view showing a configuration of a head main body of an inkjet head as a first modified example of the first embodiment of the present invention.
  • 0 a is for performing color printing using inks of a plurality of colors (three colors of yellow, magenta, and cyan in this modification), and is a nozzle (not shown) for discharging ink of each color. ), Each of which has a head body 3a and a frame member 8a.
  • the head body 3a includes a plurality of nozzles (not shown) and a pressure chamber (not shown) and a pressurizing unit 140.
  • the ink jet head 100a is joined to an ink tank (ink supply part) 50a that holds three colors of ink, yellow, cyan, and cyan, via a frame member 8a. It has become.
  • the ink tanks 50a have a number of ink chambers 52 2— :! corresponding to the number of inks to be used (three in the first modified example). It is formed with ⁇ 5 2-3. Each of these ink chambers 5 2— :! The ink chambers 52-1 to 52-3 are filled with different types (colors) of ink, respectively.
  • ink is filled in the ink chambers 52-1, magenta ink in the ink chambers 52-2, and cyan ink in the ink chambers 52-3, respectively.
  • each ink chamber 5 2— :! 5-3 are provided with ink supply ports 51a for supplying ink.
  • the head body 3a of the inkjet head 100a is connected to the vertical direction of the head body 3a (the FPC 2 is connected in FIG. 13 (b)).
  • the pressure chambers (individual electrodes 109) are formed along the direction perpendicular to the side surface of the head 3 d, and these pressure chambers are arranged in the head body 3 a so as to be aligned in one direction.
  • the pressure chambers are arranged parallel to each other.
  • an ink supply having an opening 129a on the upper surface (outer surface) of the head main body 3a is provided in each of the pressure chambers.
  • a road is formed.
  • the head main body 3a has a frame member (joining portion) 8a protruding so as to surround the plurality of ink supply passage openings 125a on the outer surface thereof.
  • the frame member 8a is on the side opposite to the side of the head body 3a where the nozzle is formed (the individual electrodes 109 on the head body 3a). On the surface of the head main body 3a where the individual electrodes 109 and the openings 1 29 are formed. It is formed so as to surround a.
  • the frame member 8a is formed by opening each of the pressing portions 140 and the openings 1 29a formed on the head body portion 3a in two adjacent rows among the six rows of pressure chambers, With the frame member 8a, the ink chamber 52 of the ink tank 50a: 2! It is designed to be divided corresponding to ⁇ 5 2-3.
  • the ink from the ink tank 50a is provided between the head body 3a and the ink tank 50a.
  • ink reservoirs 130a to 130c temporarily hold the ink reservoirs 130a to 130c. Divided by department.
  • Ink 1 is supplied to the ink reservoir space 130 b by the ink chambers 52-2.
  • the ink reservoirs 130-c are supplied with the inks of the ink chambers 52-3 from the ink supply ports 51 a. It has become so.
  • the frame member 8a also has a shape such that its width becomes narrower as it goes upward, similarly to the frame member 8 in the ink jet head 100 of the first embodiment.
  • the adhesive that has protruded from the surface is held by the slope, so that the protruding adhesive can be prevented from reaching the head body 3a.
  • the frame member 8a is made of magnesium oxide (Mg ⁇ ), like the frame member 8 and the like in the inkjet head 100 of the first embodiment described above.
  • the substrate that has been removed is partially removed from the head body 3a by photoetching to form a remaining portion of the substrate on the head body 3a.
  • the first A plurality of contact portions are formed similarly to the head main body portion 3 of the ink jet head 100 of the embodiment.
  • the ink jet head 100a as a first modification of the first embodiment of the present invention is configured as described above, first, the ink tank 50a is attached to the frame member 8a with an adhesive or the like. After the inks are joined together, ink of each color is supplied from the ink supply port 51a of the ink tank 50a to the ink reservoir space 130a to 130c, respectively. The pressure is supplied to each pressure chamber via a passage.
  • the same operation and effect as those of the above-described first embodiment can be obtained, and when printing is performed using a plurality of colors of inks. Also, since the amount of ink discharged from each nozzle can be made uniform, the print quality can be improved.
  • the adjacent ink pools 130a to 130c are partitioned by the frame member 8a, so that a multi-nozzle ink jet head (ink-jet head 100a In), the nozzles can be formed with high positional accuracy, and these nozzles can be formed at a high density, so that the ink jet head and, consequently, the printing apparatus (ink jet printer) can be miniaturized.
  • a multi-nozzle ink jet head ink-jet head 100a In
  • the nozzles can be formed with high positional accuracy, and these nozzles can be formed at a high density, so that the ink jet head and, consequently, the printing apparatus (ink jet printer) can be miniaturized.
  • FIGS. 14 to 16 are diagrams for explaining the configuration of a wiring pattern in an ink jet head as a second modification of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a first embodiment of the present invention
  • FIG. 15 is an enlarged plan view showing a main part of a wiring pattern in an ink jet head as a second modified example of the embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
  • the ink jet head 100b as the second modification of the first embodiment of the present invention is different from the wiring pattern 123 in the inkjet head 100 of the first embodiment in that the wiring pattern 123 The details will be described below with reference to FIGS. 14 to 16.
  • the ink jet head 100 b of the second modified example also has an ink tank (not shown) similar to the ink jet head 100 of the first embodiment described above. And a plurality of nozzles 120 for discharging the ink supplied from the supply unit), and includes a head body 3b and a frame member 8.
  • the inkjet head 100b of the second modified example is formed by laminating a plurality of layers such as a dry film resist 103 and a stainless steel plate 105, similarly to the inkjet head 100 described above.
  • a dry film resist 103 and a stainless steel plate 105
  • FIGS. 15 and 16 the illustration of the laminated structure is omitted for convenience.
  • a wiring pattern 123 a is formed on the head body 3 b together with the individual electrodes 109 and the contact parts 121 by patterning, as shown in FIGS.
  • the wiring pattern 123a is integrally formed of the same material on the same surface as the individual electrode 109 and the contact part 121, and is formed as a thin film.
  • these wiring patterns 12 3 a are arranged so as to pass between the individual electrodes 109 in a direction substantially parallel to the longitudinal direction (the horizontal direction in FIG. 14). Further, as shown in FIG. 16, each wiring pattern 12 3 a is provided so as to pass under the frame member 8, that is, between the head body 3 b and the frame member 8. It is arranged.
  • a frame member 8 is formed on the surface of the head main body 3b on which the individual electrodes 109 and the like are formed.
  • the diaphragm 104 is exposed on the outer side, that is, in the vicinity of the corner of the head body 3b, thereby forming the contact portion 127. And these contact parts 1 2 1, 1 2 7? .
  • (External connection wiring members; not shown in FIGS. 14 to 16) are electrically connected by a method such as TAB.
  • the inkjet head 100b of the second modified example is also formed by a printing method using a dry film resist 103, similarly to the inkjet head 100 of the first embodiment.
  • the wiring pattern 123 is also formed on the head body 3b together with the individual electrode 109 and the contact part 121 by individual patterning.
  • a thin film is integrally formed of the same material on the same surface as the contact portion 122.
  • the FPC is electrically connected to the contact points 121 and 127 by TAB or the like, and then a drive signal is supplied to each individual electrode 109 via the FPC by a drive circuit (not shown) By doing so, the pressure chambers 1 12 are pressurized by the pressurizing section 140 and ink is ejected from each nozzle 120.
  • the ink jet head 100b as the second modification of the first embodiment of the present invention also provides an electrical connection between each individual electrode 109 and the contact part 121.
  • Each individual electrode 109 can be electrically connected to the FPC that supplies a signal for controlling the pressurizing unit 140 without being affected by the frame member 8. The same operation and effect as in the embodiment can be obtained.
  • FIGS. 17 to 19 are diagrams for explaining the configuration of a wiring pattern in the inkjet head 100c as a third modification of the first embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 18 is an enlarged plan view showing a main part of a wiring pattern in an ink jet head as a third modified example of the embodiment
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 17,
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line BB of FIG. 7;
  • An ink jet head 100c as a third modification of the first embodiment of the present invention includes a wiring pattern 1 2 3b instead of the wiring pattern in the ink jet head 100b shown in FIG.
  • the configuration will be described with reference to FIGS. 17 to 19.
  • the third modified example is specifically applied to an ink jet head 100a as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b).
  • the ink jet head 100c of the third modified example also has an ink tank (ink) similar to the above-described ink jet heads 100a and 100b.
  • the supply unit includes a plurality of nozzles 120 for discharging ink supplied from the supply unit, and includes a head body 3c and a frame member 8a. It is configured.
  • the inkjet head 100c of the third modified example also has a plurality of layers, such as a dry film resist 103 and a stainless steel plate 105, laminated similarly to the inkjet head 100 described above.
  • a dry film resist 103 and a stainless steel plate 105 laminated similarly to the inkjet head 100 described above.
  • FIG. 18 and FIG. 19 the illustration of the laminated structure is omitted for convenience.
  • the inkjet head 100c of the third modified example is also formed by a printing method using a dry film resist 103, similarly to the above-described ink jet head 100.
  • the wiring pattern 123 b is also formed on the head body 3 c by patterning together with the individual electrode 109 and the contact part 121, and the individual electrode 109 and the contact part are formed.
  • a thin film is integrally formed of the same material on the same surface as 121.
  • these wiring patterns 1 2 3b are formed on the lower side of the frame member 8a, that is, between the head body 3c and the frame member 8a. It is laid along 8a, and is separated from the frame member 8a and connected to the contact portion 121 at a position close to the contact portion 121.
  • the frame member 8a On the surface of the head body 3c on which the individual electrodes 109 and the like are formed, the frame member 8a The diaphragm 104 is exposed on the outside, that is, near the corner of the head body 3c, thereby forming a contact portion 127.
  • contact parts 1 2 1 and 1 2 7? ? are electrically connected by a method such as TAB.
  • the FPCs are electrically connected to the contact points 1 2 1 and 1 2 7 by TAB or the like, and then each individual electrode is connected via a FPC by a drive circuit (not shown).
  • the pressurizing section 140 pressurizes the pressure chambers 112 to eject ink from the nozzles 120.
  • the ink jet head 100c as the third modified example of the first embodiment of the present invention also provides an electrical connection between each individual electrode 109 and the contact portion 121.
  • each individual electrode 109 can be electrically connected to the FPC that supplies a signal for controlling the pressurizing unit 140 without being affected by the frame member 8a.
  • the wiring pattern 1 2 3 is disposed between the frame member 8 a and the head body 3 c, the wiring pattern 1 2 3 b
  • the wiring pattern 123b can be protected without being exposed to the outside. For example, disconnection of the wiring pattern 123b can be prevented.
  • FIGS. 20 to 25 are for explaining the configuration of an ink jet head as a fourth modification of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 20 is a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a perspective view showing a configuration of a head body portion of an ink jet head as a modified example
  • FIG. 21 is an enlarged view of an arrow A in FIG. 20
  • FIG. 22 is an enlarged view of a portion B in FIG.
  • Fig. 23 is a cross-sectional view taken along line A-A of Fig. 22.
  • Fig. 24 is a plan view showing an enlarged part C of Fig. 21.
  • Fig. 25 is a line B-B of Fig. 22.
  • FIG. 21 is a perspective view showing a configuration of a head body portion of an ink jet head as a modified example
  • FIG. 21 is an enlarged view of an arrow A in FIG. 20
  • FIG. 22 is an enlarged view of a portion B in FIG.
  • a frame member 8b is provided in place of the frame member 8 in the ink jet head 100 shown in FIG. 1, and a contact portion 121 is provided on the frame member 8b. This will be described with reference to FIGS.
  • the ink jet head 100 d of the fourth modification of the first embodiment also has an ink tank (ink supply section; (Not shown in FIGS. 20 to 25), and has a plurality of nozzles 120 for discharging the ink supplied from the head main body 3d as shown in FIGS. 20 to 25. And a frame member 8b.
  • the inkjet head 100d of the fourth modification is also the same as the inkjet head described above. Like the print head 100, it is formed by laminating a plurality of layers such as a dry film resist 103 and a stainless steel plate 105, but in FIGS. 23 and 25, for convenience, The illustration of the laminated structure is omitted.
  • the head main body 3d is configured such that each of the plurality of nozzles 120 has a pressure chamber 112 and a pressurizing unit 140.
  • the frame member 8b is located on the side opposite to the side on which the nozzle 120 of the head main body 3d is formed (the opening 1 in the head main body 3d). (The side where the 29 a is formed), and surrounds these openings 12 a on the surface of the head body 3 d where the openings 12 a are formed. Further, as shown in FIGS. 23 and 25, the frame member 8b is formed so as to protrude outward from the peripheral edge of the head body 3d. ing. Specifically, in the fourth modified example, the frame member 8b extends along the periphery of the head main body 3d in parallel with the periphery of the head main body 3d, and substantially a half of the outer periphery thereof. It is formed so as to protrude.
  • This frame member 8b is a frame member of the inkjet head 100 shown in FIG.
  • the substrate generated on the head body 3 d is removed by partially removing the substrate generated by magnesium oxide (Mg ⁇ ) from the head body 3 by photoetching. It is formed as a part. Then, an ink tank (ink supply component; not shown) is joined to the frame member 8b using an adhesive or the like, whereby the ink tank is joined to the head main body 3d.
  • Mg ⁇ magnesium oxide
  • the frame member 8b of the inkjet head 100d according to the fourth modified example also has a cross-sectional shape such that the width decreases upward.
  • the adhesive that has protruded from the adhesive surface with the ink tank is held by the slope, so that the protruding adhesive can be prevented from reaching the head body 3 d (pressurizing section 140). I'm sorry.
  • the portion of the frame member 8b that protrudes outward from the periphery of the head body 3d, and is the surface opposite to the side where the ink tank is joined (the upper side in FIG. 21). (Hereinafter, this surface is referred to as a contact portion forming surface 128), and contact portions 121a and 127a are formed.
  • contact portions 127 a are formed at each corner of the contact portion forming surface 128, and these contact portions 127 a are As shown in FIG. 25, it is formed integrally with diaphragm 104.
  • a plurality of contact portions 121 a are formed between the contact portions 127 a on the contact portion forming surface 128.
  • the contact portion 121 a is formed for each individual electrode 109.
  • the positions of the contact portions 121a and 127a are not limited to the above, and can be variously modified without departing from the spirit of the present invention. Further, these contact portions 121 a and the individual electrodes 109 are electrically connected by a wiring pattern 123 formed of a thin film.
  • the contact portion 121 a is disposed outside the periphery of the head main body 3 d on the side of the frame member 8 b, and Contact portions 122 a formed for each individual electrode 109 are arranged on the contact portion forming surface 128, and as shown in FIG. 21, additional contact portions 122 a are provided.
  • the FPC 2 that supplies a signal for controlling the pressure section 140 is electrically connected by a TAB method or the like.
  • the FPC is electrically connected to each of the contact portions 121 a and 127 a by a method such as TAB as shown in FIG. 21 and then connected via a FPC by a drive circuit (not shown) or the like.
  • the pressurizing section 140 pressurizes the pressure chambers 112 to eject ink from the nozzles 120.
  • the ink jet head 100 d of the fourth modification of the first embodiment is also affected by the frame member 8 b at the time of electrical connection between each individual electrode 109 and the contact part 121 a.
  • Each individual electrode 109 can be electrically connected to an FPC that supplies a signal for controlling the pressurizing unit 140 without using the ink jet head 100 of the first embodiment described above.
  • the head main body 3d forming the nozzle 120 is formed with a smaller height than the frame member 8b. Because it you to fence formation, it is possible to miniaturize the ink jet head 1 0 0 d Also, when connecting the FPC 2 to the contact sections 1 2 1a and 1 2 7a, the contact section 1 2 1a and the contact section 1 2 Therefore, when the FPC 2 is connected, electrical connection can be made more reliably.
  • the contact portion forming surface 128 is pressed from the upper surface of the FPC 2, so that the frame member 8b forms the contact portion. Since the surface 128 is supported, its rigidity is increased, thereby improving the production stability.
  • FIG. 26 is a perspective view showing a configuration of a head main body of an ink jet head as a fifth modified example of the first embodiment of the present invention, which is a fifth modified example of the first embodiment of the present invention.
  • the ink jet head 100e also uses the ink supplied from the ink tank (ink supply unit; not shown) as in the ink jet head 100a of the first modified example described above. It has a plurality of nozzles (not shown) for discharging, and includes a head main body 3e and a frame member 8c.
  • the same reference numerals as those described above indicate the same or almost the same portions, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • the frame member 8c is on the side opposite to the side on which the nozzles are formed on the head body 3e (the upper side in FIG. 26), and the opening 1 29a of the ink supply path is formed.
  • the frame member 8c is provided with an opening 129a in the head main body 3e, an individual electrode 109, a contact portion 121, and a wiring pattern 122. On the surface where 3 is formed, it is formed so as to surround the plurality of openings 129 / a.
  • the frame member 8c is formed by partially removing the substrate generated by magnesium oxide (Mg ⁇ ) from the head main body 3e by a photo-etching process. It is formed as a remaining part. Then, an ink tank (ink supply part) or an ink tank fixing member is joined to the frame member 8c using an adhesive or the like, so that the ink tank 50 is joined to the head body 3e. It is.
  • Mg ⁇ magnesium oxide
  • the frame member 8c has a cross-sectional shape such that the width decreases toward the top.
  • a pair of opposing members of the members forming the frame member 8c protrude in the same direction in parallel with each other, thereby forming the positioning portion 82.
  • a pair of members forming the positioning portion 82 and projecting from the frame member 8c is referred to as a projecting portion, and is indicated by reference numeral 82a.
  • the positioning portion 82 includes a pair of projecting portions 82a and an outer peripheral surface 82b at a portion of the frame member 8c where the pair of projecting portions 82a are formed.
  • the pair of projecting portions 82a and the frame member 8c are also formed of a substrate made of magnesium oxide (Mg ⁇ ) or the like. Is partially removed from the head main body 3 e by photoetching to form a remaining portion of the substrate on the head main body 3 e.
  • Mg ⁇ magnesium oxide
  • the FPC 2 After contacting the outer peripheral surface 8 2b between 8 2a and positioning the FPC 2 with respect to the contact portion 1 21, the FPC 2 is electrically connected to the contact portions 1 2 1 and 1 2 7 by TAB method. Connect to
  • the end face of the FPC 2 is provided between the pair of projecting portions 82a and the outer peripheral face 82
  • the FPC 2 and the contact portions 121, 127 are reliably electrically connected.
  • a dedicated component for positioning the FPC 2 is not required, the number of components constituting the inkjet head 100 e can be reduced.
  • FIG. 27 is a perspective view showing a main part of an ink jet head as a sixth modification of the first embodiment of the present invention.
  • the ink jet head 100f as the sixth modification is also described above.
  • the ink jet head has a plurality of nozzles (not shown) for discharging ink supplied from an ink tank (ink supply unit; not shown).
  • the head body 3 f and the frame member 8 are provided.
  • the ink jet head 100 f of the sixth modification has a frame member 8 in place of the frame member 8 c of the ink jet head 100 e shown in FIG.
  • the positioning section 83 is provided.
  • a pair of substantially cylindrical positioning portions 83 are formed on each of the surfaces, and a plurality of contact portions 121, 127 are formed between the pair of positioning portions 83. Have been.
  • the pair of positioning portions 83 are formed by subjecting a substrate generated by magnesium oxide (Mg ⁇ ) or the like to a photo-etching process. As a result, it is formed as a remaining part of the substrate on the head body 3 f by partially removing the head body 3 f from the head body 3 f.
  • a positioning hole 2b having substantially the same cross-sectional shape as the positioning portion 83 is formed at a position corresponding to the pair of positioning portions 83 described above. ing.
  • each of the alignment holes 2b formed in the FPC (external connection wiring member) 2a is fitted into the positioning portion 83, so that the contact portions 1 2 1, 1 of the FPC 2a are formed. After positioning with respect to 27, the FPC 2a is electrically connected to the contact points 1 2 1 and 1 2 7 by TAB method.
  • each of the alignment holes 2b formed in the FPC 2a is positioned.
  • the FPC 2a can be positioned with respect to the contact portions 121 and 127 by being fitted to the female portion 83, and thereby the FPC 2 and the contact portions 121 and 127 can be reliably and electrically connected. it can.
  • FIGS. 28 (a) and 28 (b) are both for explaining the configuration of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 28 (a) is a plan view showing an enlarged main part of the wiring pattern
  • FIG. 28B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 28A.
  • an ink supply path 129 is formed at a position different from that of the ink jet head 100 according to the first embodiment. ) Will be described in detail.
  • the ink jet head 210 of the second embodiment is also similar to the ink jet head 100 of the first embodiment described above in that an ink tank (not shown) ) Having a plurality of nozzles 120 for discharging ink supplied from the head, and having a head body 3 g.
  • a surface other than the surface formed by the vibration plate 104 and a surface other than the surface formed by the vibration plate 104 and the surface located farthest from the nozzle 120 includes
  • One end of the ink supply path 129 (hereinafter, referred to as opening 129b) is open, and the other end of the ink supply path 129 is formed in the ink reservoir space 130 on the outer surface of the head body 3g. Opening 1 29 a) is open.
  • the inkjet head 210 of the second embodiment is also configured by laminating a plurality of layers such as a dry film resist 103 (103a to 103c) and a stainless steel plate 105, similarly to the above-described inkjet head 100.
  • the head body 3 g has three layers of dry film resists 103 a to 103 c, and these dry film resists 103 a to 103 c — parts Is removed to form a pressure chamber 112.
  • the ink supply path 129 is formed by partially removing the dry film resists 103a and 103b, the diaphragm 104, and the polyimide 126. You.
  • the ink supply passages 129 are formed so as to open in the pressure chamber 112 on a surface other than the surface formed by the vibration plate 104.
  • a wiring pattern 123 is formed on the head body 3g together with the individual electrodes 109 and the contact portions (not shown) by patterning. Accordingly, the wiring pattern 123 is integrally formed of the same material on the same surface as the individual electrodes 109 and the contact portions.
  • the ink tank (not shown) is directly joined to the frame member (not shown) (or via the ink tank fixing member), the ink is supplied from the ink supply port of the ink tank to the ink reservoir space 130.
  • the ink temporarily stays in the ink storage space 130, and then the ink is supplied from the ink storage space 130 to each of the ink supply passages 12 9 to each of the pressure chambers 1 12.
  • a drive signal is supplied to each individual electrode 109 via the FPC by a drive circuit (not shown) or the like.
  • the pressure chamber 1 12 is pressurized by 0 and ink is ejected from each nozzle 120.
  • the ink supply path 12 9 is formed by the diaphragm 10. 4 are formed so as to open on a surface other than the surface formed by the piezoelectric element 108 and the vibration plate 104, even if the piezoelectric element 108 and the vibration plate 104 are deformed.
  • the rigidity of the pressure chamber 112 can be maintained without being affected by the deformation of the pressure chamber 104, for example, pressure loss, and the pressurizing operation is stabilized.
  • FIGS. 29 (a) and 29 (b) are for explaining the structure of an ink jet head according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 29 (a) is an enlarged view of a main part of the wiring pattern.
  • FIG. 29B is a plan view, and FIG. 29B is a sectional view taken along line AA in FIG.
  • an ink supply path 1229 is formed at a position different from that of the ink jet head 210 according to the second embodiment. 2 9 (a), (b) will be used to explain in detail. As shown in FIGS. 29 (a) and (b), the inkjet head 2 of the third embodiment
  • the inkjet head 20 has a plurality of nozzles 120 for discharging ink supplied from an ink tank (ink supply unit) not shown. It has a head body 3 h.
  • a surface other than the surface formed by the vibrating plate 104 and a surface opposing the surface formed by the vibrating plate 104 are provided at one end side of the ink supply channel 1 , Opening 1229 b), and the other end of the ink supply path 12 (opening 12 a) into the ink storage space 13 on the outer surface of the head body 3 h. Is open.
  • the inkjet head 220 of the third embodiment is also configured by laminating a plurality of layers such as a dry film resist 103 and a stainless steel plate 105.
  • the head body 3 h is provided with one layer of dry film resist 103, and by removing a part of the dry film resist 103, the pressure chamber 111 is removed.
  • the ink supply path 129 is formed by partially removing the polyimide 126.
  • the ink supply passages 129 are formed so as to open on the surface of the pressure chamber 112 opposite to the surface formed by the vibration plate 104.
  • a wiring pattern 123 is formed on the head body 3 h together with the individual electrodes 109 and the contact portions (not shown) by patterning.
  • Reference numeral 123 denotes an integral thin film made of the same material on the same surface as the individual electrode 109 and the contact portion.
  • the ink supply path 129 is formed so as to open on the surface facing the surface formed by the diaphragm 104, even if the piezoelectric element 108 or the diaphragm 104 is deformed, the ink supply path 129 is not affected by the deformation of the piezoelectric element and the vibration plate 104, the rigidity of the pressure chamber 112 can be maintained, and the pressurizing operation is stable.
  • the same operation and effect as those of the above-described second embodiment can be obtained, and at least one layer of the head main body portion 3h can be formed.
  • the manufacturing process can be simplified because it may be configured to include the film resist 103.
  • FIGS. 30 (a) and 30 (b) are for explaining the configuration of an ink jet head according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 30 (a) is an enlarged plan view showing a main part of the wiring pattern
  • FIG. 30 (b) is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 30 (a).
  • an ink supply path 129 is formed at a position different from the ink jet head 210 of the second embodiment.
  • the ink jet head 230 of the fourth embodiment is also illustrated similarly to the ink jet head 210 of the second embodiment described above. It has a plurality of nozzles 120 for discharging ink supplied from an ink tank (ink supply unit) which is not provided, and is provided with a head main body 3i.
  • the surface formed by the diaphragm 104 penetrates the piezoelectric element 108 and the diaphragm 104 in the region where the piezoelectric element 108 and the diaphragm 104 are laminated.
  • An ink supply path 129 is formed so as to pass through.
  • the inkjet head 230 of the fourth embodiment also has a plurality of layers such as a dry film resist 103 and a stainless steel plate 105 laminated like the inkjet head 100 described above.
  • the head main body 3 i is provided with one layer of dry film resist 103, and the pressure chamber is formed by removing a part of the dry film resist 103.
  • the piezoelectric element 108 and the vibrating plate 104 are formed in the lamination region of the piezoelectric element 108 and the vibrating plate 104 on the surface formed by the vibrating plate 104. By partially removing the ink, the ink supply passage 109 is formed.
  • a wiring pattern 123 is formed on the head main body 3i together with the individual electrodes 109 and contact points (not shown) by patterning.
  • Reference numeral 123 denotes an integral thin film made of the same material on the same surface as the individual electrode 109 and the contact portion.
  • the ink tank (not shown) is directly joined to the frame member (not shown) (or via the ink tank fixing member), the ink is supplied from the ink supply port of the ink tank to the ink reservoir space 130.
  • the ink temporarily stays in the ink storage space 130, and then the ink is supplied from the ink storage space 130 to each of the ink supply passages 12 9 to each of the pressure chambers 1 12.
  • a drive signal is supplied to each individual electrode 109 via the FPC by a drive circuit (not shown) or the like.
  • the pressure chamber 1 12 is pressurized by 0 and ink is ejected from each nozzle 120.
  • the same operation and effects as those of the above-described second embodiment can be obtained. Since the supply path 12 9 is formed so as to penetrate the piezoelectric element 108 and the diaphragm 104 in the laminated area of the piezoelectric element 108, the ink supply path 1 2 9 is provided on the head main body 3 i. There is no need to provide a dedicated space for the opening 1229a, which makes it possible to reduce the size of the ink jet head and to improve the degree of integration.
  • FIGS. 31 and 32 are both for explaining the configuration of an ink jet head according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 31 is a diagram illustrating an ink jet head according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 32 is a longitudinal sectional view showing a state in which an ink tank is joined to an ink jet head according to a fifth embodiment of the present invention.
  • An ink jet head 240 as a fifth embodiment of the present invention includes a head main body 3 ′ in place of the head main body 3 in the ink jet head 100 of the first embodiment.
  • an ink tank 50 ′ is provided in place of the ink tank 50, and a detailed description thereof will be given below with reference to the drawings.
  • the ink jet head 240 of the fifth embodiment also discharges the ink supplied from the ink tank (ink supply unit) 50 ′ similarly to the ink jet head 100 of the first embodiment described above.
  • the nozzle has a plurality of nozzles (not shown), and has a head main body 3 ′.
  • the head main body 3 ′ includes a plurality of nozzles and a pressure chamber and a pressurizing unit 140 therein.
  • the head body 3 ′ of the ink jet head 240 of the fifth embodiment has a dry film resist, a diaphragm, It is formed by laminating a plurality of layers such as a stainless steel plate, polyimide, individual electrodes 109 and a nozzle plate, and the manufacturing process by this lamination is omitted.
  • the head main body 3 ′ has substantially the same configuration as the head main body 3 of the inkjet head 100 of the first embodiment except that it does not include the frame member 8.
  • Each of the plurality of nozzles 120 is provided with a pressure chamber (not shown) and a pressurizing section 140.
  • the surface of the head body 3 ′ on which the pressurizing portion 140 is formed that is, the outer surface facing the ink reservoir space 130 ′ (described later) is provided with an ink supply path 12 9.
  • One end (hereinafter referred to as an opening 1229a) is open, and the other end of the ink supply path 1229 is open to each pressure chamber.
  • the ink tank 50 ′ is also an ink supply component that supplies ink to the nozzle of the head main body 3 ′ while maintaining an appropriate negative pressure.
  • the ink jet recording apparatus includes an ink chamber 52, a filter 53, and an ink supply port 51, and also has a joint 54.
  • the ink tank 50 ′ is bonded to the head main body 3 ′ after applying an adhesive or the like to the bonding portion 54, and at this time, the bonding portion 54 is connected to the head main body 3 ′. It is designed to surround the openings 1 29 a of the plurality of ink supply paths 1 29 on the outer surface, and ink is accumulated by the lower surface of the ink tank 50 ′, the joint 54, and the upper surface of the head main body 3 ′. A space 130 'is formed.
  • the inkjet head 240 of the fifth embodiment also has a plurality of layers such as a dry film resist 103 and a stainless steel plate 105 laminated like the inkjet head 100 described above. The detailed description is omitted. With the above-described configuration, after the ink tank 50 ′ is directly joined to a frame member (not shown),
  • a drive signal is supplied to each individual electrode 109 via the FPC by a drive circuit (not shown) or the like. Pressure is applied to the pressure chambers 112 by 0, and ink is discharged from each nozzle 120.
  • the ink jet head 240 as the fifth embodiment of the present invention. Also, similarly to the ink jet head 100 of the first embodiment, it is not necessary to provide a dedicated ink supply port in the head main body 3 ′, so that the ink jet head 240 can be reduced in size and the degree of integration can be improved. Further, the supply of ink to each of the pressure chambers 112 can be made uniform, and the print quality can be improved.
  • the bonding margin can be reduced, so that the head main body 3 'can be made smaller and the ink jet head 240' can be made smaller.
  • the size of the printing device (ink jet printing) can be reduced.
  • the ink jet head 100 of the first embodiment is formed by bonding two layers of the (A) layer and the (B) layer.
  • the present invention is not limited thereto. It may be composed of a number of layers, and each layer may have a desired thickness.
  • a member made of a material other than metal or ceramics for example, a resin such as PEN or a composite resin such as FRP may be provided.
  • a resin such as PEN or a composite resin such as FRP
  • these members are arranged and configured, they have a thermal expansion coefficient similar to that of the other dry film resist 103, so that it is possible to reduce the thermal residual stress in the heat treatment at the time of bonding or the like, and to perform the ink jetting. The quality of the head can be improved.
  • the present invention is not limited to this, and various modifications can be made.
  • the shape of the frame member 8 (8a to 8c) is not limited thereto, and can be implemented with various modifications.
  • the shape of the wiring pattern 123 is not limited thereto, and for example, the wiring patterns as shown in the second and third modifications of the first embodiment. 1 23a (123b) No.
  • the ink jet head and the printing apparatus of the present invention can directly supply the ink from the ink supply parts to the respective pressure chambers, so that a dedicated ink supply port is not required in the head main body.
  • a dedicated ink supply port is not required in the head main body.

Description

明 細 書 インクジェットヘッドおよび印刷装置 技術分野
本発明は、 インク供給部品から供給されたィンクを吐出する複数のノズルを有 するインクジエツトへッドに関し、 例えばインクジエツトプリン夕の印字へッド に用いて好適なインクジェットヘッド、 および、 そのインクジェットヘッドをそ なえた印刷装置に関する。 背景技術
図 3 3および図 3 4はともに従来のインクジエツ 卜ヘッド (特開平 7-148921 号公報) の構成を説明するための図であり、 図 3 3はその要部構成を示す分解斜 視図、 図 3 4はその要部構成を示す縦断面図である。
従来のインクジエツ卜ヘッドは、 これらの図 3 3および図 3 4に示すように、 圧力発生ュニッ卜 3 2 0と流路ュニット 3 4 0とをそなえて構成されている。 圧力発生ュニット 3 2 0は、 連通路基板 3 0 1, 圧力室形成基板 3 0 2, 振動 板 3 0 4をそなえて構成されており、 圧力室形成基板 3 0 2の一面側 (図 3 3, 図 3 4中では上側) に振動板 3 0 4を、 又、 圧力室形成基板 3 0 2の他面側 (図 3 3, 図 3 4中では下側) に連通路基板 3 0 1をそれぞれ貼着して形成されてい る。
圧力室形成基板 3 0 2には圧力室 3 0 3となる部分がパンチングにより複数形 成されており、 又、 連通路基板 3 0 1には、 圧力室形成基板 3 0 2における各圧 力室 3 0 3と後述するィンク供給路形成基板 3 1 3に形成されたィンク供給路 3 1 4とを連通する複数の連通路 3 0 9が穿孔されて形成されている。 更に、 連通 路基板 3 0 1には、 圧力室形成基板 3 0 2における各圧力室 3 0 3に対応するよ うに複数のノズル連通孔 3 1 8 aが穿孔されている。
振動板 3 0 4における圧力室形成基板 3 0 2に貼着される面とは反対側の面 ( 図 3 3, 図 3 4中では上側) には、 圧力室形成基板 3 0 2における各圧力室 3 0 3に対応するように、 複数の圧力素子 3 0 6がそれぞれ下部電極 3 0 5を介して 配設されている。 又、 圧力素子 3 0 6における下部電極 3 0 5とは反対側 (図 3 3,図 3 4中では上側) には図示しない上部電極が形成されている。
流路ユニット 3 4 0は、 リザ一バ室形成基板 3 1 2, インク供給路形成基板 3 1 3およびノズル形成基板 3 1 1をそなえて構成されており、 リザーバ室形成基 板 3 1 2の一面側 (図 3 3, 図 3 4中では上側) にはインク供給路形成基板 3 1 3が、 又、 その他面側 (図 3 3, 図 3 4中では下側) にはノズル形成基板 3 1 1 がそれぞれ貼着されている。
ノズル形成基板 3 1 1には複数のノズル 3 1 6が形成されており、 リザ一バ室 形成基板 3 1 2には、 V字型のインクリザーバ室 3 1 5がパンチング等の手法に より形成されているとともに、 ノズル形成基板 3 1 1に形成された各ノズル 3 1 6に対応する各位置にそれぞれノズル連通路 3 1 8 cが穿孔されている。
インク供給路形成基板 3 1 3には、 インクリザ一バ室 3 1 5と連通路基板 3 0 1における各連通路 3 0 9とを連通接続する複数のインク供給路 3 1 4が形成さ れているほか、 リザーバ室形成基板 3 1 2に形成された各ノズル連通路 3 1 8 c に対応する各位置にノズル連通路 3 1 8 bがそれぞれ穿孔されている。 又、 イン ク供給路形成基板 3 1 3には、 図示しないインクタンクとインクリザーバ室 3 1 5とを連通接続する開口部 3 1 7が形成されている。
また、 圧力発生ュニット 3 2 0と流路ュニット 3 4 0とは接着剤等により貼着 されるようになつており、 これにより、 図 3 4に示すように、 連通路基板 3 0 1 におけるノズル連通路 3 1 8 aと、 インク供給路形成基板 3 1 3におけるノズル 連通路 3 1 8 bと、 リザーバ室形成基板 3 1 2におけるノズル連通路 3 1 8 cと が、 ノズル形成基板 3 1 1に形成されている各ノズル 3 1 6と連通し、 更に、 圧 力室 3 0 3とインクリザ一バ室 3 1 5とはィンク供給路 3 1 4および連通路 3 0 9を介して連通するようになっている。
このような構成により、 図示しないインクタンクから供給されるインクが開口 部 3 1 7を介してインクリザーバ室 3 1 5に供給され、 更に、 インク供給路 3 1 4および連通路 3 0 9を介して圧力室 3 0 3に供給される。
そして、 図示しない駆動回路によって、 上部電極 (図示省略) と下部電極 3 0 5とに駆動信号を供給することにより各圧電素子 3 0 6を変形させ、 これにより 振動板 3 0 4を変位させて各圧力室 3 0 3のインク圧力を高めることによって、 ノズル連通路 3 1 8 a〜 3 1 8 cを介してノズル 3 1 6からィンク滴を吐出して 記録媒体上に画像を形成する。
このような従来のインクジェットヘッドにおいては、 図示しないインクタンク からインクリザーバ室 3 1 5に開口部 3 1 7を介してインクを供給している力 インクジェットヘッドにおいて消費するインク量が多い程、 この開口部 3 1 7を 大きくする必要があるので、 ノズル形成基板 3 1 1に形成されたノズル 3 1 6の 数が多いほど大きな開口面積を有する開口部 3 1 7が必要になり、 これにより、 インクジェットヘッドの集積度を高めることができず、 インクジェットヘッドを 小型化できないために製造コストも高くなるという課題がある。
また、 インクジェットプリン夕における印刷品質を向上させるためには、 各ノ ズル 3 1 6からのインク噴射特性を均一にする必要があり、 インク供給経路にお ける上流側のノズル 3 1 6と下流側のノズル 3 1 6とのインク噴射を均一にする ためには安定したィンク供給が必要であり、 各ノズル毎のィンク供給経路におけ るィンクの流体抵抗を下げ、 且つ均一にする必要がある。
上述した従来のインクジエツトへッドにおいては、 インクジエツトへッドを形 成する基板内において、 開口部 3 1 7から供給されたィンクを各圧力室 3 0 3に 供給するためのインクリザーバ室 3 1 5を形成し、 このインクリザ一バ室 3 1 5 にインク供給路 3 1 4および連通路 3 0 9を介して各圧力室 3 0 3を連通接続し ている。
一般に、 インクジェットヘッドを小型化するために、 その厚さを薄く形成する ことが行なわれているが、 インクリザーバ室 3 1 5におけるインクの抵抗を下げ るためには、 インクの供給経路長を短くするとともに、 その断面積を大きくしな ければならず、 従って、 インクリザーバ室 3 1 5の断面形状を幅広にする必要が あるので、 これによつてもインクジエツトへッドの集積度向上 Z小型化が妨げら れ、 製造コストも高くなるという課題がある。
本発明は、 このような課題に鑑み創案されたもので、 各圧力室へのインク供給 路の形状等に工夫をほどこすことにより、 各圧力室へのインク供給を均一にする とともに、 インクジェットヘッドの集積度を上げることができるようにして、 ィ ンクジエツトへッドひいては印刷装置を小型化することを目的とする。 発明の開示
上記の目的を達成するために、 本発明のインクジェットヘッドは、 インク供給 部品から供給されたインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットへッ ドであって、 ノズル毎にそなえられそれぞれィンクを充塞される複数の圧力室と 、 これらの圧力室毎にそなえられそれぞれ圧力室を加圧して圧力室内のィンクを ノズルから吐出させる複数の加圧部とを含むへッド本体部をそなえ, これらのへ ッド本体部とインク供給部品との間に、 インク供給部品からのインクを一時的に 滞留させるインク溜まり空間が形成されるとともに、 ヘッド本体部に、 インク溜 まり空間と複数の圧力室とをそれぞれ連通する複数のインク供給路が、 それぞれ 、 一端側をへッド本体部の外面においてィンク溜まり空間に開口させるとともに 他端側を各圧力室に開口させて形成されていることを特徴としている。
また、 本発明の印刷装置は、 インク供給部品から供給されたインクを吐出する 複数のノズルを有するインクジエツ卜へッドをそなえた印刷装置であって、 イン クジエツトへッドが、 ノズル毎にそなえられそれぞれインクを充塞される複数の 圧力室と、 これらの圧力室毎にそなえられそれぞれ圧力室を加圧して圧力室内の ィンクをノズルから吐出させる複数の加圧部とを含むへッド本体部をそなえて構 成され、 ヘッド本体部とインク供給部品との間に、 インク供給部品からのインク を一時的に滞留させるインク溜まり空間が形成されるとともに、 へッド本体部に 、 ィンク溜まり空間と複数の圧力室とをそれぞれ連通する複数のィンク供給路が 、 それぞれ、 一端側をヘッド本体部の外面においてインク溜まり空間に開口させ るとともに他端側を各圧力室に開口させて形成されていることを特徴としている 従って、 本発明のインクジェットヘッドおよび印刷装置によれば、 インク溜ま り空間と各圧力室とをインク供給路により連通することにより、 インク供給部品 からのインクを各圧力室に直接的に供給することができ、 へッド本体部において 専用のィンク供給口が不要なので、 インクジエツトへッドの集積度を向上させて 、 インクジェットヘッドひいては印刷装置を小型化することができ、 製造コスト の削減にも寄与する利点があるほか、 各圧力室へのインクの供給を均一にするこ とができ、 印刷品質を向上させることができる利点がある。
なお、 ヘッド本体部に、 枠部材が、 ヘッド本体部の外面における複数のインク 供給路の開口を環囲するように突設され、 枠部材とヘッド本体部とインク供給部 品とによりインク溜まり空間が形成されてもよく、 これにより、 ヘッド本体部の 剛性を上げることができるとともに、 インク溜まり空間を容易に形成することが できる利点がある。
また、 ヘッド本体部が基板上に形成されたものであり、 基板をヘッド本体部か ら部分的に除去することにより、 枠部材が、 ヘッド本体部上の基板の残存部とし て形成されてもよく、 これにより、 基板の形成過程において枠部材を容易に且つ 確実に形成することができるので製造コストを低減することができる利点がある さらに、 枠部材を、 インク供給部品をヘッド本体に接合するための接合部とし て用いてもよく、 これにより、 インク供給部品を容易に且つ確実にヘッド本体部 に接合することができるほか、 へッド本体部にインク供給部品を接着剤等を用い て接着する場合にも、 はみ出した接着剤等がへッド本体部の加圧部等に付着する おそれがないので、 ヘッド本体部に接着しろを形成する必要がなく、 インクジェ ットへッドの集積度を上げることができる利点がある。
なお、 加圧部が、 圧力室の一面を成し且つ圧力室とインク溜まり空間とを区画 する振動板と、 圧力室の外側で振動板上に積層形成され振動板を駆動して圧力室 を加圧する圧電素子とをそなえてもよく、 これにより、 加圧部を確実に構成する ことができ、 インクジェットへッドの製造容易性を向上させることができる利点 がある。
また、 インク供給路を、 圧電素子の積層領域以外の領域において振動板を貫通 するように形成してもよく、 これにより、 インクが圧電素子に接触することがな いので、 圧電素子がィンクによる影響を受けるおそれがないという利点がある。 さらに、 インク供給路を、 圧電素子の積層領域において圧電素子および振動板 を貫通するように形成してもよく、 これにより、 ヘッド本体部上にインク供給路 の開口のための専用のスペースを設ける必要がないので、 ィンクジエツトへッド の集積度をさらに向上させて、 インクジエツトへッドひいては印刷装置がより小 型化され、 製造コストのさらなる削減に寄与する利点がある。
またさらに、 インク供給路を、 圧力室において振動板の成す面以外の面で開口 するように形成してもよく、 又、 インク供給路を、 圧力室において振動板の成す 面に対向する面で開口するように形成してもよく、 これらにより、 圧力室におい て加圧部が開口による影響を受けることがないので、 圧力室の剛性を維持するこ とができるほか、 その加圧動作が安定するという利点がある。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の第 1実施形態としてのインクジェットへッドの全体構成を示す 分解斜視図である。
図 2は本インクジエツトへッドをそなえたインクジエツトプリン夕の構成を示 す斜視図である。
図 3は図 1の C部を拡大して示す平面図である。
図 4は図 3の A— A矢視断面図である。
図 5は図 4の B— B矢視断面図である。
図 6は本発明の第 1実施形態としてのィンクジェットヘッドにインクタンクを 接合した状態を示す縦断面図である。
図 7は本発明の第 1実施形態としてのインクジエツトへッドの配線パターンの 要部を拡大して示す平面図である。
図 8は図 7の A— A線に沿う断面図である。
図 9は図 7の B— B線に沿う断面図である。
図 1 0は本発明の第 1実施形態としてのィンクジエツトへッドの製造方法を説 明するための図である。
図 1 1および図 1 2は本発明の第 1実施形態としてのインクジエツトヘッドの 製造方法を説明するためのフローチヤ一トである。
図 1 3 ( a ) は本発明の第 1実施形態の第 1変形例としてのインクジェットへ ある。
図 1 3 ( b ) は本発明の第 1実施形態の第 1変形例としてのインクジェットへ ッドのへッド本体部の構成を示す斜視図である。
図 1 4は本発明の第 1実施形態の第 2変形例としてのインクジエツ卜へッドに おける配線パターンの要部を拡大して示す平面図である。
図 1 5は図 1 4の A— A線に沿う断面図である。
図 1 6は図 1 4の B— B線に沿う断面図である。
図 1 7は本発明の第 1実施形態の第 3変形例としてのインクジエツトへッドに おける配線パターンの要部を拡大して示す平面図である。
図 1 8は図 1 7の A— A線に沿う断面図である。
図 1 9は図 1 7の B— B線に沿う断面図である。
図 2 0は本発明の第 1実施形態の第 4変形例としてのインクジエツトヘッドの へッド本体部の構成を示す斜視図である。
図 2 1は図 2 0の A矢視図である。
図 2 2は図 2 0の B部を拡大して示す平面図である。
図 2 3は図 2 2の A— A線に沿う断面図である。
図 2 4は図 2 1の C部を拡大して示す平面図である。
図 2 5は図 2 2の B— B線に沿う断面図である。
図 2 6は本発明の第 1実施形態の第 5変形例としてのインクジエツトへッドの へッド本体部の構成を示す斜視図である。
図 2 7は本発明の第 1実施形態の第 6変形例としてのインクジエツトヘッドの 要部構成を示す斜視図である。
図 2 8 ( a ) は本発明の第 2実施形態としてのインクジェットヘッドにおける 配線パターンの要部を拡大して示す平面図である。
図 2 8 ( b ) は図 2 8 ( a ) の A— A線に沿う断面図である。
図 2 9 ( a ) は本発明の第 3実施形態としてのインクジェットヘッドにおける 配線パターンの要部を拡大して示す平面図である。
図 2 9 ( b ) は図 2 9 ( a ) の A— A線に沿う断面図である。
図 3 0 ( a ) は本発明の第 4実施形態としてのインクジェットヘッドにおける 配線パターンの要部を拡大して示す平面図である。
図 3 0 ( b ) は図 3 0 ( a ) の A— A線に沿う断面図である。
図 3 1は本発明の第 5実施形態としてのインクジエツトへッドの全体構成を示 す分解斜視図である。
図 3 2は本発明の第 5実施形態としてのィンクジエツトヘッドにインクタンク を接合した状態を示す縦断面図である。
図 3 3は従来のインクジエツトへッドの要部構成を示す分解斜視図である。 図 3 4は従来のィンクジェットへッドの要部の構成を示す縦断面図である。 発明を実施するための最良の形態
(A ) 第 1実施形態の説明
以下、 図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図 1は本発明の第 1実施形態としてのインクジエツトへッドの全体構成を示す 分解斜視図、 図 2は本第 1実施形態のィンクジェットヘッドをそなえたインクジ エツトプリン夕の構成を示す斜視図である。
ィンクジエツトプリン夕 1は、 印刷用紙 2 0 0にィンクを吐出することによつ てその表面に画像を形成する印刷装置であって、 ハウジング 1 0内に、 プラテン 1 2, キャリッジ 1 8 , ノズル保守機構 3 6, インクジェットヘッドユニット 2 4 , 2 6およびインクタンク 2 8, 3 0 , 3 2, 3 4をそなえて構成されている 。
プラテン 1 2は、 本ィンクジエツトプリン夕 1における印刷用紙 2 0 0の搬送 方向と直交するようにハウジング 1 0に回転自在に取り付けられている。 又、 プ ラテン 1 2は、 駆動モー夕 1 4により間欠的に回転駆動されるようになっており 、 これにより、 印刷用紙 2 0 0を所定の送りピッチで図 2中の矢印 W方向に間欠 的に搬送するようになっている。
また、 ハウジング 1 0内におけるプラテン 1 2の上方には、 プラテン 1 2と平 行に案内ロッド 1 6が配設されており、 更に、 この案内ロッド 1 6にはキヤリツ ジ 1 8が摺動可能に取り付けられている。
このキャリッジ 1 8は、 案内ロッド 1 6と平行に配設された無端駆動ベルト 2 0に取り付けられ、 又、 この無端駆動ベルト 2 0は駆動モータ 2 2によって駆動 されるようになつており、 これによりキヤリッジ 1 8はプラテン 1 2に沿って往 復移動するようになっている。 そして、 このキャリッジ 1 8にはインクジェット へッドュニット 2 4, 2 6がそれぞれ着脱自在に取り付けられるようになつてい る。
インクジェットへッドュニット 2 4, 2 6はインクジェットヘッド 1 0 0にィ ンクタンク 2 8 , 3 0 , 3 2, 3 4をそれぞれ接合されている。 ここで、 インク ジエツトへッドュニット 2 4には黒色のィンクが収容されたィンクタンク 2 8が 取り付けられており、 又、 インクジェットヘッドユニット 2 6には、 イエロ一の インクが収容されたインクタンク 3 0 , マゼン夕のインクが収容されたインク夕 ンク 3 2およびシアンのィンクが収容されたィンクタンク 3 4が取り付けられて いる。
そして、 キャリッジ 1 8がプラテン 1 2に沿って往復移動される間に、 インク ジェットヘッドユニット 2 4 , 2 6力 図示しないパーソナルコンピュータ等の 上位装置から得られる画像デ一夕に基づいて駆動され、 これにより印刷用紙 2 0 0上に所定の文字, 画像等が形成されて印刷が行なわれる。
また、 印刷停止時においては、 キャリッジ 1 8 (インクジェットヘッド 2 4 , 2 6 ) はノズル保守機構 3 6が配設されている位置 (ホームポジション) に移動 されるようになっている。
ノズル保守機構 3 6は、 可動吸引キャップ (図示せず) と、 この可動吸引キヤ ップに接続された吸引ポンプ (図示せず) とをそなえて構成されており、 インク ジェットヘッドユニット 2 4 , 2 6がホームポジションに移動された時に、 各ィ ンクジェットヘッドユニット 2 4 , 2 6にノズル板 (後述する) に吸引キャップ が吸着して、 吸引ポンプを駆動することにより、 各ノズル板のノズルが吸引され ノズルの目詰まりが未然に防止されるようになつている。
次に、 図 1 , 図 3〜図 6を用いて本発明の第 1実施形態としてのインクジエツ トヘッド 1 0 0の構成について説明する。
図 3は図 1の C部を拡大して示す図、 図 4は図 3の A— A矢視断面図、 図 5は 図 4の B— B矢視断面図、 図 6は本発明の第 1実施形態としてのインクジエツト へッドにィンクタンクを接合した状態を示す縦断面図である。
本第 1実施形態のインクジェットヘッド 1 0 0は、 インクタンク (インク供給 部) 5 0から供給されたインクを吐出する複数のノズル 1 2 0 (図 4参照) を有 するものであって、 図 1に示すように、 ヘッド本体部 3および枠部材 (接合部) 8をそなえて構成されている。
ヘッド本体部 3は、 図 3〜図 5に示すように、 その内部に、 複数のノズル 1 2 0のそれぞれに、 圧力室 1 1 2および加圧部 1 4 0をそなえて構成されている。 なお、 本第 1実施形態のインクジェットヘッド 1 0 0のヘッド本体部 3は、 図 4に示すように、 ドライフィルムレジスト 1 0 3, 振動板 1 0 4 , ステンレス板 1 0 5 , ポリイミド 1 2 6 , 個別電極 1 0 9およびノズル板 1 0 6等の複数の層 を積層して構成されるものであるが、 この積層による製造工程については後述す る。
圧力室 1 1 2は、 インクを充塞するものであって、 ノズル 1 2 0に導通路 1 1 6を介して連通接続されている。
加圧部 1 4 0は、 圧力室 1 1 2を加圧してこの圧力室 1 1 2内のインクをノズ ル 1 2 0から吐出するためのものであって、 振動板 1 0 4と圧電素子 1 0 8とに よって構成されている。
振動板 1 0 4は、 例えば、 クロムやニッケル等の導電性をそなえるとともにあ る程度の剛性を有する弾性変形可能な金属薄膜 (数 m 程度の厚さ) により形 成されており、 圧力室 1 1 2の一部、 具体的には、 圧力室 1 1 2における導通路 1 1 6が形成されている面と対向する面を成している。
また、 振動板 1 0 4における圧力室 1 1 2とは反対側の面には薄膜状の圧電素 子 1 0 8が形成されている。 この圧電素子 1 0 8はピエゾセラミック等により構 成されており、 これらの振動板 1 0 4と圧電素子 1 0 8とによりバイモルフ積層 体が形成されている。
また、 圧電素子 1 0 8における振動板 1 0 4とは反対側の面には個別電極 1 0 9が形成されており、 図示しない駆動回路から振動板 1 0 4と個別電極 1 0 9と に駆動信号を供給することにより各加圧部 1 4 0において圧電素子 1 0 8が変形 して、 圧力室 1 1 2を加圧するようになっている。 すなわち、 各圧力室 1 1 2毎 に各加圧部 1 4 0を駆動するための個別電極 1 0 9をそなえているのである。 そして、 第 1実施形態のインクジエツトへッド 1 0 0では、 各圧力室 1 1 2に おいて、 導通路 1 1 6が形成されている面に対向する面、 すなわち、 振動板 1 0 4の成す面には、 圧電素子 1 0 8の積層領域以外の領域において振動板 1 0 4 ( およびポリイミド 1 2 6 ) を貫通するように、 1つのインク供給路 1 2 9が形成 されている。 すなわち、 インク供給路 1 2 9はその一端側を各圧力室 1 1 2に開 口するとともに、 その他端側をへッド本体部 3の外面においてィンク溜まり空間 1 3 0 (図 6を参照しながら後述) に開口しているのである。 以下、 図中インク 溜まり空間 1 3 0におけるこのィンク供給路 1 2 9の開口を符号 1 2 9 aを用い て示す。
なお、 各圧力室 1 1 2におけるインク供給路 1 2 9の数は 1に限定されるもの ではなく、 本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる また、 インク供給路 1 2 9は、 圧力室 1 1 2の急激な内部圧力変動を吸収する ようにインクの流体抵抗が調節されており、 又、 圧力室 1 1 2が収縮加圧されて インクを吐出した後、 復帰する際にインク供給路 1 2 9を介して圧力室 1 1 2に 必要量のインクを供給するようになっている。 なお、 かかるインクの供給につい てもインクの流体抵抗の調節に基づいて行なわれるようになつている。
インクタンク 5 0は、 適当な負圧を維持しながらヘッド本体部 3のノズル 1 2 0にインクを供給するインク供給部品であって、 図 6に示すように、 インク室 5 2, フィル夕 5 3およびィンク供給口 5 1をそなえて構成されている。
ィンク室 5 2はィンクを保持するための空間であり、 このィンク室 5 2中には 例えばスポンジが装填され、 これにより適正な負圧が維持されるようになつてい る。
また、 インクタンク 5 0の下部にはインク供給口 5 1が形成されており、 イン ク室 5 2に保持されたインクがこのインク供給口 5 1からへッド本体部 3側へ供 給されるようになっている。 又、 インク室 5 2とインク供給口 5 1との間にはフ ィルタ 5 3が配設されている。
そして、 このインクタンク 5 0をヘッド本体部 3の枠部材 8 (後述) に接着剤 等を用いて接着することにより、 へッド本体部 3と枠部材 8とィンクタンク 5 0 との間に、 インクタンク 5 0からのインクを一時的に滞留させるインク溜まり空 間 1 3 0が形成されるようになっている。
また、 各圧力室 1 1 2とインク溜まり空間 1 3 0とはインク供給路 1 2 9を介 して連通接続されており、 インク供給路 1 2 9はその一端をヘッド本体部 3の外 面においてインク溜まり空間 1 3 0に開口している。
なお、 各圧力室 1 1 2は図 3および図 5の矢印 C方向に整列するように配設さ れている。
枠部材 (接合部) 8は、 図 1に示すように、 ヘッド本体部 3におけるノズル 1 2 0が形成されている側とは反対側 (へッド本体部 3における個別電極 1 0 9が 形成されている側) の面に突出して形成されており、 又、 ヘッド本体部 3の外面 における複数のインク供給路 1 2 9の開口 1 2 9 aが形成された面上においてこ れらのィンク供給路 1 2 9の開口 1 2 9 aおよび個別電極 1 0 9を環囲するよう に形成されている。
すなわち、 枠部材 8は、 個別電極 1 0 9, 接点部 (後述) および配線パターン
(後述) を形成された面上において、 個別電極 1 0 9およびインク供給路 1 2 9 の開口 1 2 9 aを環囲するように形成されているのである。
この枠部材 8は、 後述するごとく、 酸化マグネシウム (M g O) により生成さ れた基板をフォトエッチング処理によりヘッド本体部 3から部分的に除去するこ とにより、 ヘッド本体部 3上の基板の残存部として形成されている。 そして、 図 6に示すように、 この枠部材 8に接着剤等を用いてインクタンク (インク供給部 品) 5 0を接合することにより、 ヘッド本体部 3にインクタンク 5 0 (インクタ ンク固定用部材) を接合するのである。
なお、 この枠部材 8に接合するのは上述のごときインクタンク 5 0に限定する ものではなく、 例えば、 インクタンク 5 0を着脱自在にそなえることができる部 材 (インクタンク固定用部材;図示せず) であってもよい。
また、 この枠部材 8は、 図 4および図 6に示すように、 上方に行くほどの幅が 狭くなるような断面形状を有しており、 これによりインクタンク 5 0等との接着 面からはみ出した接着剤がその斜面により保持され、 はみ出した接着剤がへッド 本体部 3に到達することを防ぐことができるようになつている。
そして、 この枠部材 8にインクタンク 5 0を接合することにより、 図 6に示す ように、 インクタンク 5 0とヘッド本体部 3との間に、 インクタンク 5 0からの ィンクを一時的に滞留させるィンク溜まり空間 1 3 0が形成されるようになって おり、 具体的には、 インクタンク 5 0のインク供給口 5 1, ヘッド本体部 3およ び枠部材 8により形成される空間がインク溜まり空間 1 3 0として機能するので ある。
へッド本体部 3における個別電極 1 0 9や開口 1 2 9 aが形成された面上にお いて、 ヘッド本体部 3の外縁部付近、 具体的には枠部材 8よりも外側には、 複数 の接点部 1 2 1が形成されている。
これらの接点部 1 2 1は個別電極 1 0 9毎に形成されており、 更に、 これらの 接点部 1 2 1と個別電極 1 0 9とは、 それぞれ薄膜形成された配線パターン 1 2 3により電気的に接続されている。
そして、 これらの接点部 1 2 1は、 加圧部 1 4 0を制御するための信号を供給 する F P C (Flexible Printed Circuit Board:外部接続配線部材) 2に、 T A B (Tape Automated Bonding) 方式により電気的に接続されるようになってい る。
なお、 振動板 1 0 4上における圧電素子 1 0 8や個別電極 1 0 9不在の領域に は、 ポリイミド 1 2 6を配設して電気的に絶縁している。
次に、 各個別電極 1 0 9と接点部 1 2 1とを電気的に接続する配線パターン 1
2 3の形状について、 図 7〜図 9を用いて説明する。
図 7〜図 9はそれぞれ配線パターン 1 2 3の形状を説明するための図であり、 図 7は本発明の第 1実施形態としてのインクジェットへッドの配線パターンの要 部を拡大して示す平面図、 図 8は図 7の A— A線に沿う断面図、 図 9は図 7の B — B線に沿う断面図である。
なお、 図 8および図 9中においては、 便宜上、 ドライフィルムレジスト 1 0 3 やステンレス板 1 0 5等による積層構造の図示を省略している。
各接点部 1 2 1は、 図 7に示すように、 ヘッド本体部 3における個別電極 1 0 9等が形成されている面上において、 枠部材 8よりも外側 (周縁側) に形成され ており、 これらの接点部 1 2 1と各個別電極 1 0 9とは、 それぞれ配線パターン 1 2 3により電気的に接続されている。
配線パターン 1 2 3は、 後述する如く、 へッド本体部 3上に個別電極 1 0 9お よび接点部 1 2 1とともにパ夕一ニングにより形成されており、 これにより個別 電極 1 0 9および接点部 1 2 1と同一面上に同一材料により一体的に薄膜形成さ れている。
そして、 これらの配線パターン 1 2 3は、 図 7〜図 9に示すように、 それぞれ 各個別電極 1 0 9の長手方向 (図 7中では左右方向) とほぼ平行に、 各個別電極 1 0 9 (圧力室 1 1 2 ) どうしの間を通るように配設されており、 更に、 各配線 パターン 1 2 3は、 図 8に示すように、 枠部材 8の下側、 すなわち、 ヘッド本体 部 3と枠部材 8との間を通過するように配設されている。
また、 ヘッド本体部 3においては、 図 7に示すように、 ヘッド本体部 3におけ る個別電極 1 0 9等が形成されている側の面上において、 枠部材 8よりも外側で あってへッド本体部 3の隅部付近に振動板 1 0 4が露出しており、 これにより接 点部 1 2 7を形成している。
そして、 これらの接点部 1 2 1 , 1 2 7に F P C 2が T A B等の方式によって 電気的に接続されるようになっており、 これにより、 図 6に示すように枠部材 8 にインクタンク 5 0 (インクタンク固定用部材) を接合した場合にもその影響を 受けることなく、 加圧部 1 4 0を制御するための信号を供給する F P C 2に各個 別電極 1 0 9および振動版 1 0 4を電気的に接続することができるようになって いる。
なお、 この接点部 1 2 7においては、 他の接点部 1 2 1よりも圧電素子 1 0 8 および個別電極 1 0 9の分だけ低くなつているが、 例えば、 圧電素子 1 0 8の厚 さは 2〜 3 /x m程度であり、 又、 個別電極 1 0 9の厚さは 0 . 2 m程度と十分 に薄いので F P C 2等を圧着接続するうえで影響はない。
次に、 図 1 0〜図 1 2を用いて本発明のィンクジエツトへッドの製造方法につ いて説明する。 図 1 0は本第 1実施形態のインクジエツトへッドの製造方法を説 明するための図、 図 1 1および図 1 2はその製造方法を説明するためのフローチ ャ一卜 ある。 さて、 本第 1実施形態のインクジェットヘッド 1 00は、 ドライフィルムレジ ストを用いたパターニング手法を用いて製造するものであって、 2層を別々に形 成してからこれらをキュアすることにより製造する (図 1 1のステップ A 10〜 A 30 なお、 図 1 0中においては、 便宜上隣接する 2つの圧力室の部分のみ を図示する。 又、 図 1 1に示すステップ A 10〜A 30の各行程については、 そ れぞれ他のステップに先立って行なってもよく、 又、 並行して行なってもよい。 先ず、 図 10 (A) に示すように、 ノズル 120を穿孔されたノズル板 1 06 ((A) 層) をステンレス (SUS) 等の金属によりマイクロプレス加工により 形成する (ステップ A 1 0)。 各ノズル 1 20は、 ピンを使用したパンチ (図示 せず) 等により、 好ましくは、 ノズル板 106の前面 106 aから (ステンレス 板 105に接合される) 後面 1 06 bに向かって広がる円錐状 (断面的にテーパ —状) に加工する。
次に、 図 10 (B) に示すような、 バイモルフ積層体とドライフィルムレジス トとをラミネートして形成される (B) 層を形成する (図 1 1のステップ A20 )。
(B) 層は、 ドライフィルムレジストを 1層そなえて構成されており、 図 1 1 のステップ A20は、 より詳細には図 1 2に示すステップ C 10〜C 50からな る。
まず、 図 10 (B) ①に示すように、 1^8〇基板1 22上に個別電極 1 09, 接点部 12 1および配線パターン 123をパターニングした後 (図 12のステツ プ C 1 0)、 その上に、 圧電素子 1 08と振動板 1 04とからなるバイモルフ積 層体 1 25を形成する (図 1 2のステップ C 20)。
具体的には、 MgO基板 1 22の格子方向に単層である圧電素子 1 08を、 ス パッタリングによって MgO基板 1 22の一面に亘つて成長させる手法により薄 膜状に形成した後、 圧電素子 1 08上に、 その一面に亘つてクロム膜を、 例えば スパッタリング又はメツキ等によって成長させる手法によりバイモルフ積層体 1 25を形成する。
このとき、 1^80基板1 22の全面に形成した圧電素子 1 08上にレジストを 塗布した後、 各圧力室 1 12に対応する圧電素子 1 08の加工パターン (インク 供給路 1 2 9パターンを含む) をパターニングし、 更に、 不要な圧電素子 1 0 8 をエッチング等により除去する。
そして、 ^1 8〇基板1 2 2における圧電素子 1 0 8が形成された面全体にわた つて感光性液状ポリイミドを塗布した後、 1^ 8〇基板1 2 2における圧電素子 1 0 8が形成されている面とは反対側の面からインク供給路 1 2 9パターンを遮光 するガラスマスク等を用いて全面に露光することにより M g O基板 1 2 2直上の ポリイミドのみを感光する。
その後、 感光性液状ポリイミドを現像して、 圧電素子 1 0 8上およびインク供 給路 1 2 9部分の未露光のポリイミドを除去することにより、 振動板 1 0 4上に おける圧電素子 1 0 8および個別電極 1 0 9が不在の領域にのみポリイミド 1 2 6を配置する。
続いて、 インク供給路 1 2 9部にレジストを形成し、 全面にクロム膜をスパッ 夕形成した後、 レジスト除去してインク供給路 1 2 9およびバイモルフ積層体 1 2 5を形成する。
なお、 M g O基板 1 2 2上に圧電素子 1 0 8および振動板 1 0 4を形成するこ とにより、 バイモルフ積層体 1 2 5を安定して形成することができるほか、 後述 するドライフィルムレジスト 1 0 3を安定して形成することができる。
また、 圧電素子 1 0 8として積層構造を有する圧電素子を使用する場合には、 例えば、 複数枚のグリーンシートの各々をセラミックの粉末等の溶剤に混練して ペースト状にした後、 ドクターブレードにより 5 0 m程度に薄膜構成すること により形成する。 ここで、 圧電素子 1 0 8の材質として、 一般に圧電素子の材料 である B a, T i 0 3, P b T i〇3 , ( N a K) N b〇 3等の強誘電体を用いて もよい。
この場合、 複数枚 (例えば 1 2枚) のグリーンシートのうち 3枚のグリーンシ —卜の一面に、 それぞれ第 1の内部電極パターンを印刷 ·形成する一方で、 これ らのグリーンシ一卜とは別の 3枚のグリーンシートの一面に、 それぞれ第 2の内 部電極パターンを印刷 ·形成する。 なお、 第 1および第 2の内部電極の印刷は、 銀とパラジウムの合金を粉状にしたものに溶剤を混ぜてペースト状にしたものを 塗布して、 パターン形成することにより行なわれる。 そして、 第 1の内部電極を形成した 3枚のグリーンシートと、 第 2の内部電極 を形成した 3枚のグリーンシートとを交互に張り合わせた後、 6枚の内部電極を 形成しないグリーンシートを張り合わせることにより、 圧電素子の積層構造を形 成し、 これらのグリーンシートを積層した状態で焼成するのである。 この場合に おいて、 内部電極を有しないグリーンシートが基板部として機能する。
次に、 図 1 0 (B) ②に示すように、 振動板 1 04上にドライフィルムレジス ト 103をラミネートした後、 圧力室 1 1 2に相当する部分をマスク処理により 露光する (図 12のステップ C 30)。
次に、 図 10 (B) ③に示すように、 現像を行ない (図 1 2のステップ C 40 )、 MgO基板1 22上に、 図 4における圧電素子 1 08〜ドライフィルムレジ スト 1 03をラミネートして形成された積層体を形成した後、 図 1 0 (B) ④に 示すように、 予め導通路 1 1 6に相当する部分をエッチングにより除去したステ ンレス板 1 05をドライフィルムレジスト 1 03上に接合する (図 12のステツ プ C 50)。
そして、 (A) 層と (B) 層とを接合してキュアする (図 1 1のステップ A3
0)。
その後、 加圧加熱することによりドライフィルムレジスト 1 03を硬化して、 ?^80基板122からノズル板 106までを一体化する。
そして、 Mg〇面にレジストを塗布して枠部材 8の形状に合わせた所定の形状 でパ夕一ニング露光を行なった後このレジストを現像し、 更に、 MgO基板 1 2 2のうち不要な部分を除去することにより、 枠部材 8をへッド本体部 3上の Mg 〇基板 (基板) 122の残存部として形成する。
このようにして形成したヘッド本体部 3における接点部 1 2 1, 127を、 F PC 2と A uバンプにより結線することにより電気的に接続した後、 樹脂モール ド等により形成されたインクタンク (インク供給部品) 50もしくはインクタン ク固定用部材を枠部材 8に接着剤等を用いて接着 ·硬化させてインクジエツ卜へ ッド 100を完成させる。
なお、 MgO基板 1 22を除去して枠部材 8を形成する工程については、 (A ) 層と (B) 層とを接合してキュアした後に限定されるものではなく、 例えば、 (B) 層を形成した後に行なってもよく、 本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々 変形して実施することができる。
本第 1実施形態としてのインクジエツトへッド 1 00における各部の寸法とし ては、 例えば、 以下のようなものが挙げられる。 ここで、 Lは長さを、 又、 Wは 幅を、 tは厚さをそれぞれ示すものとする。
• 個別電極: L XWX t二 1 700 ( /m) X 7 0 (^m) X 0. 2 (; m) • 配線パターン: WX t = 5 ( m) X 0. 2 (um)
(ただし、 長さは各素子毎で異なる)
• 圧電素子 (ピエゾ) : L XWX t = 1 700 (urn) X 7 0 ( rn) X 3 m)
• 振動板: t = 2 ( rn)
• 圧力室: L XWX t = 1 700 ( rn) X 1 00 (urn) X 1 30 (^m)
• ノズル: Φ 20 (^m) X 20 (urn)
• 1^ 〇基板: \¥ 1; = 20 (mm) X 0. 3 (mm)
· M g Oエッチングテ一パ角 ·· 45 (d e g)
(ただし、 この値はエッチング条件によって異なるものであり、 本第 1実施 形態においてはリン酸 5 0 %溶液にて 8 0°CX (h) を適用し、 同値を得た
• ノズルピッチ: 1 Z 1 50 ( i n c h)
· ノズル数: 64 (個)
本発明の第 1実施形態としてのインクジエツ卜へッド 1 00は上述のごとく構 成されているので、 印刷を行なう場合には、 インクタンク 50に保持されている インクを、 インク供給口 5 1を介してインク溜まり空間 1 30に供給し、 更に、 このインク溜まり空間 1 30からインク供給路 1 2 9を介して各圧力室 1 1 2に インクを供給する。
そして、 F P C 2を介して図示しない駆動回路等により作成した駆動信号を接 点部 1 2 1, 1 2 7に送信し、 インク加圧部 1 40によって圧力室 1 1 2を加圧 することによりノズル 1 2 0から噴出し、 これにより印刷用紙 200への印刷を 行なう。 このように、 本発明の第 1実施形態のインクジエツトヘッド 1 0 0およびイン クジェットヘッド 1 0 0をそなえたインクジェットプリン夕 (印刷装置) 1によ れば、 インク溜まり空間 1 3 0と各圧力室 1 1 2とをインク供給路 1 2 9により 連通することにより、 インクタンク 5 0からのインクを各圧力室 1 1 2に直接的 に供給することができ、 ヘッド本体部 3において専用のインク供給口を設ける必 要がないので、 インクジェットヘッド 1 0 0の集積度を向上させて、 インクジェ ットヘッド 1 0 0ひいては印刷装置 (インクジェットプリン夕 1 ) を小型化でき 、 製造コストを大幅に削減することができ、 更に、 各圧力室 1 1 2へのインクの 供給を均一にすることができ、 印刷品質を向上させることができる。
また、 ヘッド本体部 3に、 枠部材 8が、 ヘッド本体部 3の外面における複数の インク供給路 1 2 9の開口 1 2 9 aを環囲するように突設され、 更に、 枠部材 8 とへッド本体部 3とインクタンク 5 0とによりインク溜まり空間 1 3 0が形成さ れているので、 これにより、 ヘッド本体部 3の剛性を上げることができるととも に、 インク溜まり空間を容易に形成することができる。
さらに、 枠部材 8によりヘッド本体部 3の剛性を上げることができるので、 ィ ンクジェットヘッド 1 0 0の製造に際しても、 ヘッド本体部 3が破損し難く、 そ の生産性を向上することができる。
またさらに、 加圧部 1 4 0を、 圧力室 1 1 2の一面を成し且つ圧力室 1 1 2と インク溜まり空間 1 3 0とを区画する振動板 1 0 4と、 圧力室 1 1 2の外側で振 動板 1 0 4上に積層形成され振動板 1 0 4を駆動して圧力室 1 1 2を加圧する圧 電素子 1 0 8とをそなえて構成しているので、 加圧部 1 4 0を確実に構成するこ とができ、 インクジエツトへッド 1 0 0の製造容易性を向上させることができる なお、 ィンク供給路 1 2 9を、 圧電素子 1 0 8の積層領域以外の領域において 振動板 1 0 4を貫通するように形成しているので、 インク溜まり空間 1 3 0から 圧力室 1 1 2へインクを供給する際に、 インクが圧電素子 1 0 8に接触すること がないので、 圧電素子 1 0 8がインクによる影響を受けるおそれがない。
また、 枠部材 8を、 インクタンク 5 0をヘッド本体部 3に接合するための接合 部として用いているので、 へッド本体部 3にインクタンク 5 0もしくはインク夕 ンク固定用部材に容易に接合することができる。
さらに、 個別電極 1 0 9と接点部 1 2 1とを薄膜形成した配線パターン 1 2 3 により電気的に接続しているので、 これらをワイヤボンディング等による空中配 線等を行なう必要がなく、 これにより、 ノズルの実装密度を上げることができ、 ィンクジエツトへッドを小型化することができるとともに、 ワイヤボンディング 時にヘッド本体部 3を損傷させるおそれもなく、 更に、 配線間に短絡が生じるお それもない。
またさらに、 枠部材 8を、 ヘッド本体部 3における個別電極 1 0 9, 接点部 1 2 1, 1 2 7、 および配線パターン 1 2 3が形成された面上において、 個別電極 1 0 9を環囲するような枠状に形成するとともに、 接点部 1 2 1 , 1 2 7を枠部 材 8よりも外側に配置することにより、 F P C 2と個別電極 1 0 9とを容易に且 つ確実に電気的に接続することができる。
また、 へッド本体部 3にィンクタンク 5 0もしくはィンクタンク固定用部材を 接合する場合に、 その接着しろを小さくすることができるので、 ヘッド本体部 3 を小さくすることができインクジェットヘッド、 ひいては印刷装置 (インクジェ ットプリン夕) を小型化することができる。
さらに、 各個別電極 1 0 9と接点部 1 2 1との間の電気的接続に際して、 配線 パターン 1 2 3を枠部材 8とへッド本体部 3との間通過するように配設している ので、 枠部材 8の影響を受けることなく、 加圧部 1 4 0を制御するための信号を 供給する F P Cに各個別電極 1 0 9を電気的に接続することができる。
また、 ヘッド本体部 3を M g〇基板 1 2 2上に形成するとともに、 この M g O 基板 1 2 2をへッド本体部 3から部分的に除去することによりインク溜まり空間 1 3 0を形成し、 更に、 枠部材 8をヘッド本体部 3上の M g O基板 1 2 2の残存 部として形成しているので、 枠部材 8を容易に且つ安価に作成することができる
( B ) 第 1実施形態の第 1変形例の説明
図 1 3は第 1実施形態におけるインクジェットへッドの第 1変形例を説明する ための図であり、 図 1 3 ( a ) は本発明の第 1実施形態の第 1変形例としてのィ ンクジエツトへッドにおけるィンクタンクの形状を説明すべくそのィンクタンク を示す斜視図、 図 1 3 ( b ) は本発明の第 1実施形態の第 1変形例としてのイン クジエツトへッドのへッド本体部の構成を示す斜視図である。
なお、 図中、 既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示して いるので、 その詳細な説明は省略する。
図 1 3 ( a ), (b ) に示すように、 本第 1変形例のインクジェットヘッド 1 0
0 aは、 複数色 (本変形例ではイェロー, マゼン夕, シアンの 3色) のインクを 用いてカラ一印刷を行なうためのものであって、 各色のインクを吐出するための ノズル (図示せず) をそれぞれ有するものであり、 ヘッド本体部 3 aおよび枠部 材 8 aをそなえて構成されている。
ヘッド本体部 3 aは、 複数のノズル (図示省略) のそれぞれに、 圧力室 (図示 省略) と加圧部 1 4 0とをそなえて構成されている。
そして、 このインクジエツトヘッド 1 0 0 aは、 枠部材 8 aを介して、 イエロ ―, マゼン夕, シアンの 3色のインクを保持するインクタンク (インク供給部品 ) 5 0 aに接合されるようになっている。
インクタンク 5 0 aは、 図 1 3 ( a ) に示すように、 使用するインクの数に応 じた数 (本第 1変形例では 3つ) のインク室 5 2—:!〜 5 2— 3をそなえて形成 されている。 これらの各インク室 5 2—:!〜 5 2— 3の間は隔壁により仕切られ ており、 各インク室 5 2— 1〜 5 2— 3には、 それぞれ異なる種類 (色) のイン クが充填されている。 本第 1変形例においては、 例えば、 インク室 5 2— 1にィ エロ一、 インク室 5 2— 2にマゼン夕、 インク室 5 2— 3にはシアンのインクが それぞれ充填されている。
また、 各インク室 5 2—:!〜 5 2— 3はインクを供給するためのインク供給口 5 1 aをそれぞれそなえている。
インクジェットヘッド 1 0 0 aのヘッド本体部 3 aには、 図 1 3 ( b ) に示す ように、 ヘッド本体部 3 aの縦方向 (図 1 3 ( b ) 中においては F P C 2が接続 されている側面と直行する方向) にわたつて 6列の圧力室 (個別電極 1 0 9 ) が 形成されており、 これらの圧力室はへッド本体部 3 aにおいて一方方向に整列す るように配設されており、 図 1 3 ( b ) に示すように、 各圧力室は互いに平行に 配設されている。 そして、 各圧力室においては、 上述した第 1実施形態のインクジェットヘッド 1 0 0における圧力室 1 1 2と同様に、 ヘッド本体部 3 aの上面 (外面) に開口 1 2 9 aを有するインク供給路が形成されている。
また、 ヘッド本体部 3 aは、 その外面における複数のインク供給路の開口 1 2 9 aを環囲するように突設された枠部材 (接合部) 8 aをそなえている。
この枠部材 8 aは、 図 1 3 ( b ) に示すように、 ヘッド本体部 3 aにおけるノ ズルが形成されている側とは反対側 (へッド本体部 3 aにおける個別電極 1 0 9 が形成されている側) の面に突出して形成されており、 又、 ヘッド本体部 3 aに おける個別電極 1 0 9を形成された面上においてこれらの個別電極 1 0 9や開口 1 2 9 aを環囲するように形成されている。
また、 枠部材 8 aは、 6列の圧力室の列のうち隣合う 2列ずつの各加圧部 1 4 0やへッド本体部 3 a上に形成された開口 1 2 9 aを、 枠部材 8 aによりインク タンク 5 0 aのインク室 5 2—:!〜 5 2— 3に対応して区画するようになってい る。
そして、 この枠部材 8 aにインクタンク 5 0 aもしくはインクタンク固定用部 材を接合することにより、 ヘッド本体部 3 aとインクタンク 5 0 aとの間に、 ィ ンクタンク 5 0 aからのインクを一時的に滞留させるインク溜まり空間 1 3 0 a 〜 1 3 0 cが形成されるようになっており、 これらのインク溜まり空間 1 3 0 a 〜 1 3 0 cは互いに枠部材 8 aの一部によって仕切られている。
なお、 本第 1変形例においては、 インク溜まり空間 1 3 0 aにインク室 5 2—
1のインクが、 インク溜まり空間 1 3 0 bにインク室 5 2— 2のインク力 イン ク溜まり空間 1 3 0 cにィンク室 5 2— 3のィンクがそれぞれインク供給口 5 1 aから供給されるようになっている。
また、 枠部材 8 aも第 1実施形態のィンクジエツ卜へッド 1 0 0における枠部 材 8と同様に上方に行くほどその幅が狭くなるような形状を有しており、 これに より接着面からはみ出した接着剤がその斜面により保持され、 はみ出した接着剤 がへッド本体部 3 aに到達することを防ぐことができるようになつている。 さらに、 この枠部材 8 aは、 前述した第 1実施形態のインクジェットヘッド 1 0 0における枠部材 8等と同様に、 酸化マグネシウム (M g〇) により生成され た基板をフォトエッチング処理によりへッド本体部 3 aから部分的に除去するこ とにより、 へッド本体部 3 a上の基板の残存部として形成されている。
また、 へッド本体部 3 aにおける開口 1 2 9 aが形成された面上において、 へ ッド本体部 3の外縁部付近、 具体的には枠部材 8 aよりも外側には、 第 1実施形 態のインクジエツトへッド 1 0 0におけるへッド本体部 3と同様に、 複数の接点 部が形成されている。
本発明の第 1実施形態の第 1変形例としてのインクジエツトへッド 1 0 0 aは 上述のごとく構成されているので、 先ず、 枠部材 8 aにインクタンク 5 0 aを接 着剤等を用いて接合した後、 インクタンク 5 0 aの各インク供給口 5 1 aから各 インク溜まり空間 1 3 0 a〜 1 3 0 cに各色のインクをそれぞれ供給すると、 こ れらのィンクがィンク供給路を介して各圧力室に供給される。
そして、 図示しない駆動回路等によって F P C 2を介して各個別電極 1 0 9に 駆動信号を供給することにより、 加圧部 1 4 0によって圧力室を加圧して各ノズ ルからィンクを吐出するのである。
このように、 本発明の第 1実施形態の第 1変形例によっても上述した第 1実施 形態と同様の作用効果を得ることができる他、 複数色のィンクを用いて印刷を行 なう場合においても、 各ノズルから吐出されるィンクの吐出量等を均一にするこ とができるので印刷品質を向上させることができる。
また、 枠部材 8 aにより隣合うインク溜まり空間 1 3 0 a〜l 3 0 cを仕切る ようになっているので、 これにより、 多色印刷可能なマルチノズルインクジエツ トヘッド (インクジェットヘッド 1 0 0 a ) において各ノズルの位置精度を高く 形成することができるとともに、 これらのノズルを高密度に形成でき、 インクジ エツトヘッドひいては印刷装置 (インクジェットプリン夕) を小型化することが できる。
( C ) 第 1実施形態の第 2変形例の説明
図 1 4〜図 1 6は本発明の第 1実施形態の第 2変形例としてのインクジエツト へッドにおける配線パターンの構成を説明するための図であり、 図 1 4は本発明 の第 1実施形態の第 2変形例としてのインクジェットヘッドにおける配線パ夕一 ンの要部を拡大して示す平面図、 図 1 5は図 1 4の A— A線に沿う断面図、 図 1 6は図 1 4の B _ B線に沿う断面図である。
なお、 図中、 既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示して いるので、 その詳細な説明は省略する。
本発明の第 1実施形態の第 2変形例としてのインクジエツトへッド 1 0 0 bは 、 第 1実施形態のインクジェットヘッド 1 0 0における配線パターン 1 2 3に代 えて、 配線パターン 1 2 3 aをそなえるものであり、 以下、 図 1 4〜図 1 6を用 いてその詳細な説明を行なう。
図 1 4〜図 1 6に示すように、 本第 2変形例のィンクジエツトへッド 1 0 0 b も、 上述した第 1実施形態のインクジェットヘッド 1 0 0と同様に、 図示しない インクタンク (インク供給部) から供給されたインクを吐出する複数のノズル 1 2 0を有するものであって、 へッド本体部 3 bおよび枠部材 8をそなえて構成さ れている。
また、 本第 2変形例のインクジェットヘッド 1 0 0 bも、 上述したインクジェ ットヘッド 1 0 0と同様に、 ドライフィルムレジスト 1 0 3やステンレス板 1 0 5等の複数の層を積層して構成されるものであるが、 図 1 5および図 1 6中にお いては、 便宜上、 その積層構造の図示を省略している。
ヘッド本体部 3 b上には、 図 1 4〜図 1 6に示すように、 配線パターン 1 2 3 aが個別電極 1 0 9および接点部 1 2 1とともにパ夕一ニングにより形成されて おり、 これにより配線パターン 1 2 3 aは個別電極 1 0 9および接点部 1 2 1と 同一面上に同一材料により一体的に薄膜形成されている。
これらの配線パターン 1 2 3 aは、 図 1 4に示すように、 それぞれ各個別電極 1 0 9の長手方向 (図 1 4中では左右方向) とほぼ平行に、 それらの間を通るよ うに配設されており、 更に、 各配線パターン 1 2 3 aは、 図 1 6に示すように、 枠部材 8の下側、 すなわち、 ヘッド本体部 3 bと枠部材 8との間を通過するよう に配設されている。
また、 ヘッド本体部 3 bにおいては、 図 7に示すインクジェットヘッド 1 0 0 と同様に、 へッド本体部 3 bにおける個別電極 1 0 9等が形成されている側の面 において、 枠部材 8よりも外側、 すなわち、 ヘッド本体部 3 bの隅部付近に振動 板 1 0 4が露出しており、 これにより接点部 1 2 7を形成している。 そして、 これらの接点部 1 2 1 , 1 2 7に ?。 (外部接続配線部材;図 1 4 〜図 1 6では図示省略) を T A B等の方式によって電気的に接続するのである。 また、 本第 2変形例のインクジェットヘッド 1 0 0 bも、 第 1実施形態のイン クジエツトヘッド 1 0 0と同様に、 ドライフィルムレジスト 1 0 3を用いたパ夕 一二ング手法により形成されるようになっており、 又、 配線パターン 1 2 3 aも へッド本体部 3 b上に個別電極 1 0 9および接点部 1 2 1とともにパ夕一ニング により形成され、 個別電極 1 0 9および接点部 1 2 1と同一面上に同一材料によ り一体的に薄膜形成されている。
上述の構成により、 接点部 1 2 1, 1 2 7に F P Cを T A B等の方式によって 電気的に接続した後、 図示しない駆動回路等によって F P Cを介して各個別電極 1 0 9に駆動信号を供給することにより、 加圧部 1 4 0によって圧力室 1 1 2を 加圧して各ノズル 1 2 0からインクを吐出する。
このように、 本発明の第 1実施形態の第 2変形例としてのィンクジェットへッ ド 1 0 0 bによっても、 各個別電極 1 0 9と接点部 1 2 1との間の電気的接続に 際して枠部材 8の影響を受けることなく、 加圧部 1 4 0を制御するための信号を 供給する F P Cに各個別電極 1 0 9を電気的に接続することができ、 上述した第 1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(D ) 第 1実施形態の第 3変形例の説明
図 1 7〜図 1 9は本発明の第 1実施形態の第 3変形例としてのインクジエツト ヘッド 1 0 0 cにおける配線パターンの構成を説明するための図であり、 図 1 7 は本発明の第 1実施形態の第 3変形例としてのインクジェットヘッドにおける配 線パターンの要部を拡大して示す平面図、 図 1 8は図 1 7の A— A線に沿う断面 図、 図 1 9は図 1 7の B— B線に沿う断面図である。
なお、 図中、 既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示して いるので、 その詳細な説明は省略する。
本発明の第 1実施形態の第 3変形例としてのィンクジェットヘッド 1 0 0 cは 、 図 1 4に示すィンクジエツトへッド 1 0 0 b等における配線パターンに代えて 配線パターン 1 2 3 bをそなえるものであり、 その構成について図 1 7〜図 1 9 を用いて説明する。 なお、 本第 3変形例は、 具体的には図 1 3 ( a ) , ( b ) に示すようなインクジ エツトヘッド 1 0 0 aに適用されるものである。
図 1 7〜図 1 9に示すように、 本第 3変形例のインクジエツトヘッド 1 0 0 c も、 上述したィンクジエツトへッド 1 0 0 a, 1 0 0 bと同様に、 インクタンク (インク供給部;図 1 7〜図 1 9では図示省略) から供給されたインクを吐出す る複数のノズル 1 2 0を有するものであって、 へッド本体部 3 cおよび枠部材 8 aをそなえて構成されている。
また、 本第 3変形例のインクジェットヘッド 1 0 0 cも、 上述したインクジェ ットへッド 1 0 0と同様に、 ドライフィルムレジスト 1 0 3やステンレス板 1 0 5等の複数の層を積層して構成されるものであるが、 図 1 8および図 1 9中にお いては、 便宜上、 その積層構造の図示を省略している。
さらに、 本第 3変形例のインクジェットヘッド 1 0 0 cも、 前述したインクジ エツトへッド 1 0 0と同様に、 ドライフィルムレジスト 1 0 3を用いたパ夕一二 ング手法により形成されるようになっており、 又、 配線パターン 1 2 3 bもへッ ド本体部 3 c上に個別電極 1 0 9および接点部 1 2 1とともにパターニングによ り形成され、 個別電極 1 0 9および接点部 1 2 1と同一面上に同一材料により一 体的に薄膜形成されている。
これらの配線パターン 1 2 3 bは、 図 1 7および図 1 8に示すように、 枠部材 8 aの下側、 すなわちへッド本体部 3 cと枠部材 8 aとの間を、 枠部材 8 aに沿 つて敷設され、 接点部 1 2 1に近接する位置において枠部材 8 aから離れて接点 部 1 2 1と接続するようになっている。
また、 ヘッド本体部 3 cにおいては、 図 1 7および図 1 8に示すように、 へッ ド本体部 3 cにおける個別電極 1 0 9等が形成されている面上において、 枠部材 8 aよりも外側、 すなわち、 へッド本体部 3 cの隅部付近に振動板 1 0 4が露出 しており、 これにより接点部 1 2 7を形成している。
そして、 これらの接点部 1 2 1, 1 2 7に??じ (外部接続配線部材;図 1 7 〜図 1 9では図示省略) を T A B等の方式によって電気的に接続するのである。 上述の構成により、 接点部 1 2 1, 1 2 7に F P Cを T A B等の方式によって 電気的に接続した後、 図示しない駆動回路等によって F P Cを介して各個別電極 1 0 9に駆動信号を供給することにより、 加圧部 1 4 0によって圧力室 1 1 2を 加圧して各ノズル 1 2 0からインクを吐出する。
このように、 本発明の第 1実施形態の第 3変形例としてのィンクジェットへッ ド 1 0 0 cによっても、 各個別電極 1 0 9と接点部 1 2 1との間の電気的接続に 際して枠部材 8 aの影響を受けることなく、 加圧部 1 4 0を制御するための信号 を供給する F P Cに各個別電極 1 0 9を電気的に接続することができ、 上述した 第 2変形例と同様の作用効果を得ることができるほか、 配線パターン 1 2 3 が 枠部材 8 aとへッド本体部 3 cとの間に配設されているので、 配線パターン 1 2 3 bが外部に露出することなく、 これにより配線パターン 1 2 3 bを保護するこ とができ、 例えば、 配線パターン 1 2 3 bの断線等を防止することができる。
( E ) 第 1実施形態の第 4変形例の説明
図 2 0〜図 2 5は本発明の第 1実施形態の第 4変形例としてのインクジエツト へッドの構成を説明するためのもので、 図 2 0は本発明の第 1実施形態の第 4変 形例としてのインクジエツトへッドのへッド本体部の構成を示す斜視図、 図 2 1 は図 2 0の A矢視図、 図 2 2は図 2 0の B部を拡大して示す平面図、 図 2 3は図 2 2の A— A線に沿う断面図、 図 2 4は図 2 1の C部を拡大して示す平面図、 図 2 5は図 2 2の B— B線に沿う断面図である。
なお、 図中、 既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示して いるので、 その詳細な説明は省略する。
本発明の第 1実施形態の第 4変形例としてのインクジエツトヘッド 1 0 0 dは
、 図 1に示すィンクジエツトヘッド 1 0 0における枠部材 8に代えて枠部材 8 b をそなえるとともに、 この枠部材 8 b上に接点部 1 2 1をそなえるものであり、 その構成について図 2 0〜図 2 5を用いて説明する。
図 2 0に示すように、 本第 1実施形態の第 4変形例のインクジエツトへッド 1 0 0 dも、 上述した第 1実施形態の 1 0 0と同様に、 インクタンク (インク供給 部;図 2 0〜図 2 5では図示省略) から供給されたインクを吐出する複数のノズ ル 1 2 0を有するものであって、 図 2 0〜図 2 5に示すように、 ヘッド本体部 3 dおよび枠部材 8 bをそなえて構成されている。
なお、 本第 4変形例のインクジェットヘッド 1 0 0 dも、 上述したインクジェ ットヘッド 1 0 0と同様 、 ドライフィルムレジスト 1 0 3やステンレス板 1 0 5等の複数の層を積層して構成されるものであるが、 図 2 3および図 2 5中にお いては、 便宜上、 その積層構造の図示を省略している。
ヘッド本体部 3 dは、 複数のノズル 1 2 0のそれぞれに、 圧力室 1 1 2および 加圧部 1 4 0をそなえて構成されている。
枠部材 8 bは、 図 2 0〜図 2 5に示すように、 ヘッド本体部 3 dにおけるノズ ル 1 2 0が形成されている側とは反対側 (へッド本体部 3 dにおける開口 1 2 9 aが形成されている側) の面に突出して形成されており、 又、 ヘッド本体部 3 d における開口 1 2 9 aを形成された面上においてこれらの開口 1 2 9 aを環囲す るように形成されていて、 更に、 この枠部材 8 bは、 図 2 3 , 図 2 5に示すよう に、 へッド本体部 3 dの周縁よりも外方へ突出するように形成されている。 具体的には、 本第 4変形例においては、 枠部材 8 bは、 ヘッド本体部 3 dの周 縁に沿って、 へッド本体部 3 dの周縁と平行にそのほぼ半分の部分を外部に突出 するように形成されている。
この枠部材 8 bは、 前述した図 1に示すインクジェットヘッド 1 0 0の枠部材
8と同様に、 酸化マグネシウム (M g〇) により生成された基板をフォトエッチ ング処理によりへッド本体部 3から部分的に除去することにより、 へッド本体部 3 d上の基板の残存部として形成されている。 そして、 この枠部材 8 bに接着剤 等を用いてインクタンク (インク供給部品;図示省略) を接合することにより、 ヘッド本体部 3 dにインクタンクを接合するのである。
なお、 本第 4変形例のインクジェットヘッド 1 0 0 dの枠部材 8 bも、 図 2 3 に示すように、 上方に行くほどの幅が狭くなるような断面形状を有しており、 こ れによりインクタンクとの接着面からはみ出した接着剤がその斜面により保持さ れ、 はみ出した接着剤がヘッド本体部 3 d (加圧部 1 4 0 ) に到達することを防 ぐことができるようになつている。
また、 この枠部材 8 bにおけるへッド本体部 3 dの周縁よりも外方へ突出した 部分であって、 インクタンクが接合される側とは反対側 (図 2 1中の上側) の面 (以下、 この面を接点部形成面 1 2 8と称する) には、 接点部 1 2 1 a, 1 2 7 aが形成されている。 なお、 本第 4変形例においては、 この接点部形成面 1 2 8における各隅部にそ れぞれ接点部 1 2 7 aが形成されており、 これらの接点部 1 2 7 aは、 図 2 5に 示すように、 振動板 1 0 4と一体に形成されている。
また、 接点部形成面 1 2 8における各接点部 1 2 7 aの間にはそれぞれ複数の 接点部 1 2 1 aが形成されている。 なお、 接点部 1 2 1 aは個別電極 1 0 9毎に 形成されている。
なお、 これらの接点部 1 2 1 a, 1 2 7 aの位置はこれに限定されるものでは なく、 本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 さらに、 これらの接点部 1 2 1 aと個別電極 1 0 9とは薄膜形成された配線パ ターン 1 2 3により電気的に接続されている。
すなわち、 本第 4変形例においては、 接点部 1 2 1 aは、 枠部材 8 b側におい てヘッド本体部 3 dの周縁よりも外方に配置されており、 又、 枠部材 8 bにおけ る接点部形成面 1 2 8に、 個別電極 1 0 9毎に形成された接点部 1 2 1 aが配設 され、 図 2 1に示すように、 これらの接点部 1 2 1 aに、 加圧部 1 4 0を制御す るための信号を供給する F P C 2が T A B方式等の手法により電気的に接続され るのである。
上述の構成により、 各接点部 1 2 1 aおよび 1 2 7 aに、 図 2 1に示すように F P Cを T A B等の方式によって電気的に接続した後、 図示しない駆動回路等に よって F P Cを介して各個別電極 1 0 9に駆動信号を供給することにより、 加圧 部 1 4 0によって圧力室 1 1 2を加圧して各ノズル 1 2 0からィンクを吐出する このように、 本発明の第 1実施形態の第 4変形例のインクジエツトへッド 1 0 0 dによっても、 各個別電極 1 0 9と接点部 1 2 1 aとの間の電気的接続に際し て枠部材 8 bの影響を受けることなく、 加圧部 1 4 0を制御するための信号を供 給する F P Cに各個別電極 1 0 9を電気的に接続することができ、 上述した第 1 実施形態のインクジエツトへッド 1 0 0と同様の作用効果を得ることができるほ か、 ノズル 1 2 0を形成するへッド本体部 3 dを枠部材 8 bよりも小さく形成す ることができるので、 インクジェットヘッド 1 0 0 dを小型化することができる また、 F P C 2を接点部 1 2 1 a, 1 2 7 aに接続する際に、 接点部形成面 1 2 8において、 接点部 1 2 1 aと接点部 1 2 7 aとの高さが等しくなるので、 F P C 2の接続に際してより確実に電気的に接続することができる。
さらに、 F P C 2を接点部 1 2 1 a, 1 2 7 aに加圧して接続するに際して、 F P C 2の上面から接点部形成面 1 2 8を加圧するので、 枠部材 8 bが接点部形 成面 1 2 8を支持するので、 その剛性が高くなり、 これにより製造安定性を向上 させることができる。
( F ) 第 1実施形態の第 5変形例の説明
図 2 6は本発明の第 1実施形態の第 5変形例としてのインクジエツトヘッドの ヘッド本体部の構成を示す斜視図であり、 本発明の第 1実施形態の第 5変形例と してのインクジェットヘッド 1 0 0 eも、 図 2 6に示すように、 上述した第 1変 形例のインクジェットヘッド 1 0 0 aと同様に、 インクタンク (インク供給部; 図示省略) から供給されたインクを吐出する複数のノズル (図示省略) を有する ものであって、 ヘッド本体部 3 eおよび枠部材 8 cをそなえて構成されている。 なお、 図中、 既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示して いるので、 その詳細な説明は省略する。
枠部材 8 cは、 へッド本体部 3 e上におけるノズルが形成されている側とは反 対側 (図 2 6中では上側) であって、 インク供給路の開口 1 2 9 aが形成されて いる面に突出して形成されており、 又、 この枠部材 8 cは、 ヘッド本体部 3 eに おける開口 1 2 9 a, 個別電極 1 0 9 , 接点部 1 2 1および配線パターン 1 2 3 を形成された面上において、 複数の開口 1 2 9 aを環囲するように形成されてい る。
この枠部材 8 cは、 酸化マグネシウム (M g〇) により生成された基板をフォ トエッチング処理によりヘッド本体部 3 eから部分的に除去することにより、 へ ッド本体部 3 e上の基板の残存部として形成されている。 そして、 この枠部材 8 cに接着剤等を用いてインクタンク (インク供給部品) もしくはインクタンク固 定用部材を接合することにより、 へッド本体部 3 eにインクタンク 5 0を接合す るのである。
また、 この枠部材 8 cは、 上方に行くほどの幅が狭くなるような断面形状を有 しており、 これによりインクタンク 5 0との接着面からはみ出した接着剤がその 斜面により保持され、 はみ出した接着剤がへッド本体部 3 eに到達することを防 ぐことができるようになつている。
さらに、 枠部材 8 cにおいては、 枠部材 8 cを形成する部材のうち対向する 1 対の部材が互いに平行に同一方向に突設しており、 これにより位置決め部 8 2が 形成されている。 なお、 以下、 この位置決め部 8 2を形成する、 枠部材 8 cから 突設する 1対の部材を突設部と称し、 符号 8 2 aを用いて示すこととする。 位置決め部 8 2は、 一対の突設部 8 2 aと、 枠部材 8 cにおける一対の突設部 8 2 aが形成されている部分における外周面 8 2 bとにより構成されている。 これら一対の突設部 8 2 aや枠部材 8 cも、 前述した第 1実施形態のインクジ エツトヘッド 1 0 0における枠部材 8等と同様に、 酸化マグネシウム (M g〇) 等により生成された基板をフォ卜エッチング処理によりへッド本体部 3 eから部 分的に除去することにより、 へッド本体部 3 e上の基板の残存部として形成され ている。
また、 へッド本体部 3 eにおける個別電極 1 0 9や配線パターン 1 2 3等が形 成された面上であって、 枠部材 8 cよりも外側で且つ一対の突設部 8 2 aの間に は、 複数の接点部 1 2 1, 1 2 7が形成されている。
このような構成により、 F P C (外部接続配線部材) 2の端面を一対の突設部
8 2 aの間において外周面 8 2 bに当接させて F P C 2の接点部 1 2 1に対する 位置決めを行なった後、 F P C 2を接点部 1 2 1 , 1 2 7に T A B方式により電 気的に接続する。
このように、 本発明の第 1実施形態の第 5変形例としてのインクジェットへッ ド 1 0 0 eによれば、 F P C 2の端面を一対の突設部 8 2 aの間において外周面 8 2 bに当接させることにより、 F P C 2の接点部 1 2 1に対する位置決めを行 なうことができるので、 これにより F P C 2と接点部 1 2 1, 1 2 7とを確実に 電気的に接続することができるほか、 F P C 2の位置決めをのための専用の部品 が不要になるのでインクジエツ卜へッド 1 0 0 eを構成する部品点数を削減する ことができる。
( G) 第 1実施形態の第 6変形例の説明 図 2 7は本発明の第 1実施形態の第 6変形例としてのインクジェットヘッド の要部構成を示す斜視図であり, 本第 6変形例としてのインクジエツトへッド 1 0 0 f も、 上述した第 5変形例のィンクジエツトへッド 1 0 0 eと同様に、 ィン クタンク (インク供給部;図示省略) から供給されたインクを吐出する複数のノ ズル (図示省略) を有するものであって、 図 2 7に示すように、 ヘッド本体部 3 fおよび枠部材 8をそなえて構成されている。
図 2 7に示すように、 本第 6変形例のインクジェットヘッド 1 0 0 f は、 図 2 6に示したィンクジヱットへッド 1 0 0 eにおける枠部材 8 cに代えて枠部材 8 をそなえるほか、 位置決め部 8 3をそなえて構成されている。
なお、 図中、 既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示して いるので、 その詳細な説明は省略する。
ヘッド本体部 3 f の周縁を形成する辺のうち少なくとも 1辺の隅部であり、 枠 部材 8よりも外側であって、 且つ、 その個別電極 1 0 9や配線パターン 1 2 3等 が形成された面上には、 それぞれほぼ円柱状の一対の位置決め部 8 3が形成され ており、 又、 これら一対の位置決め部 8 3の間には、 複数の接点部 1 2 1, 1 2 7が形成されている。
これら一対の位置決め部 8 3も、 前述した第 1実施形態のインクジエツトへッ ド 1 0 0における枠部材 8等と同様に、 酸化マグネシウム (M g〇) 等により生 成された基板をフォトエッチング処理によりへッド本体部 3 f から部分的に除去 することにより、 ヘッド本体部 3 f上の基板の残存部として形成されている。 また、 F P C 2 aの端部付近における、 前述の一対の位置決め部 8 3に対応す る位置には、 ぞれぞれ位置決め部 8 3の断面形状とほぼ同一の位置合わせ穴 2 b が形成されている。
このような構成により、 F P C (外部接続配線部材) 2 aに形成された位置合 わせ穴 2 bの各々を位置決め部 8 3に嵌合させることにより、 F P C 2 aの接点 部 1 2 1, 1 2 7に対する位置決めを行な行なった後、 F P C 2 aを接点部 1 2 1 , 1 2 7に T A B方式により電気的に接続する。
このように、 本発明の第 1実施形態の第 6変形例としてのインクジェットへッ ド 1 0 0 f によれば、 F P C 2 aに形成された位置合わせ穴 2 bの各々を位置決 め部 83に嵌合させることにより、 F P C 2 aの接点部 12 1, 127に対する 位置決めを行なうことができ、 これにより F P C 2と接点部 12 1, 127とを 確実に電気的に接続することができる。
(H) 第 2実施形態の説明
図 28 (a), (b) はともに本発明の第 2実施形態としてのインクジェットへ ッドの構成を説明するためのもので、 (a) はその配線パターンの要部を拡大し て示す平面図、 (b) は図 28 (a) の A— A線に沿う断面図である。
なお、 図中、 既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示して いるので、 その詳細な説明は省略する。
本発明の第 2実施形態としてのインクジェットヘッド 2 10においては、 第 1 実施形態のインクジエツトヘッド 100とは異なる位置にインク供給路 129が 形成されており、 以下、 図 28 (a), (b) を用いてその詳細な説明を行なう。 図 28 (a), (b) に示すように、 本第 2実施形態のインクジェットヘッド 2 1 0も、 上述した第 1実施形態のインクジェットヘッド 1 00と同様に、 図示し ないインクタンク (インク供給部) から供給されたインクを吐出する複数のノズ ル 120を有するものであって、 へッド本体部 3 gをそなえて構成されている。 圧力室 1 12において、 振動板 104の成す面以外の面であり、 且つ、 この振 動板 104の成す面に対向する面以外の面であって、 ノズル 120から最も遠く に位置する面には、 インク供給路 129の一端側 (以下、 開口 1 29 bと称する ) が開口しており、 又、 ヘッド本体部 3 gの外面においてインク溜まり空間 1 3 0にインク供給路 129の他端側 (開口 1 29 a) が開口している。
なお、 本第 2実施形態のインクジェットヘッド 2 10も、 上述したインクジェ ットヘッド 100と同様に、 ドライフィルムレジスト 103 ( 103 a〜1 03 c) やステンレス板 1 05等の複数の層を積層して構成されるものであり、 へッ ド本体部 3 gにおいては、 3層のドライフィルムレジスト 1 03 a〜 1 03 cを そなえて構成しており、 これらのドライフィルムレジスト 1 03 a〜 103 c— 部を除去することにより圧力室 1 12を形成している。
そして、 ドライフィルムレジスト 1 03 a, 1 03 bや、 振動板 1 04, ポリ イミド 1 26を部分的に除去することによりインク供給路 1 29が形成されてい る。
すなわち、 本第 2実施形態においては、 インク供給路 1 2 9が、 圧力室 1 1 2 において振動板 1 0 4の成す面以外の面で開口するように形成されているのであ る。
ヘッド本体部 3 g上には、 図 2 8 ( a ) に示すように、 配線パターン 1 2 3が 個別電極 1 0 9および接点部 (図示省略) とともにパ夕一ニングにより形成され ており、 これにより配線パターン 1 2 3は個別電極 1 0 9および接点部と同一面 上に同一材料により一体的に薄膜形成されている。
上述の構成により、 図示しない枠部材にインクタンク (図示省略) を直接 (も しくはインクタンク固定用部材を介して) 接合した後、 インクタンクのインク供 給口からインク溜まり空間 1 3 0にインクを供給すると、 このインク溜まり空間 1 3 0に一時的にインクが滞留し、 その後、 インク溜まり空間 1 3 0から各イン ク供給路 1 2 9から各圧力室 1 1 2へインクが供給される。
そして、 接点部に F P Cを T A B等の方式によって電気的に接続した後、 図示 しない駆動回路等によって F P Cを介して各個別電極 1 0 9に駆動信号を供給す ることにより、 加圧部 1 4 0によって圧力室 1 1 2を加圧して各ノズル 1 2 0か らインクを吐出する。
このように、 本発明の第 2実施形態としてのィンクジエツトへッドによれば、 上述した第 1実施形態と同様の作用効果を得ることができる他、 インク供給路 1 2 9が振動板 1 0 4の成す面以外の面で開口するように形成されているので、 圧 電素子 1 0 8や振動板 1 0 4が変形しても、 インク供給路 1 2 9がこれらの圧電 素子および振動板 1 0 4の変形による影響、 例えば、 圧力損失等を受けることが なく、 圧力室 1 1 2の剛性を維持することができるほか、 その加圧動作が安定す る。
( I ) 第 3実施形態の説明
図 2 9 ( a ) , ( b ) はともに本発明の第 3実施形態としてのインクジェットへ ッドの構成を説明するためのもので、 (a ) はその配線パターンの要部を拡大し て示す平面図、 (b ) は図 2 9 ( a ) の A— A線に沿う断面図である。
なお、 図中、 既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示して いるので、 その詳細な説明は省略する。
本発明の第 3実施形態としてのインクジエツトヘッド 2 2 0においても、 第 2 実施形態のインクジエツトへッド 2 1 0とは異なる位置にインク供給路 1 2 9が 形成されており、 以下、 図 2 9 ( a ) , ( b ) を用いてその詳細な説明を行なう。 図 2 9 ( a ) , ( b ) に示すように、 本第 3実施形態のインクジェットヘッド 2
2 0も、 上述した第 2実施形態のインクジェットヘッド 2 1 0と同様に、 図示し ないインクタンク (インク供給部) から供給されたインクを吐出する複数のノズ ル 1 2 0を有するものであって、 へッド本体部 3 hをそなえて構成されている。 圧力室 1 1 2において、 振動板 1 0 4の成す面以外の面であり、 且つ、 この振 動板 1 0 4の成す面に対向する面に、 インク供給路 1 2 9の一端側 (以下、 開口 1 2 9 bと称する) が開口しており、 又、 ヘッド本体部 3 hの外面においてイン ク溜まり空間 1 3 0にインク供給路 1 2 9の他端側 (開口 1 2 9 a ) が開口して いる。
なお、 本第 3実施形態のインクジェットヘッド 2 2 0も、 上述したインクジェ ットヘッド 1 0 0と同様に、 ドライフィルムレジスト 1 0 3やステンレス板 1 0 5等の複数の層を積層して構成されるものであり、 へッド本体部 3 hにおいては 、 1層のドライフィルムレジスト 1 0 3をそなえて構成しており、 このドライフ イルムレジスト 1 0 3の一部を除去することにより圧力室 1 1 2を形成している そして、 ドライフィルムレジスト 1 0 3や、 ステンレス板 1 0 5 , 振動板 1 0
4, ポリイミド 1 2 6を部分的に除去することによりインク供給路 1 2 9が形成 されている。
すなわち、 本第 3実施形態においては、 インク供給路 1 2 9が、 圧力室 1 1 2 において振動板 1 0 4の成す面に対向する面で開口するように形成されているの である。
ヘッド本体部 3 h上には、 図 2 9 ( a ) に示すように、 配線パターン 1 2 3が 個別電極 1 0 9および接点部 (図示省略) とともにパターニングにより形成され ており、 これにより配線パターン 1 2 3は個別電極 1 0 9および接点部と同一面 上に同一材料により一体的に薄膜形成されている。 上述の構成により、 図示しない枠部材にインクタンク (図示省略) を直接 (も しくはインクタンク固定用部材を介して) 接合した後、 インクタンクのインク供 給口からインク溜まり空間 1 30にインクを供給すると、 このインク溜まり空間 1 30に一時的にインクが滞留し、 その後、 インク溜まり空間 1 30から各イン ク供給路 129から各圧力室 1 12へインクが供給される。
そして、 接点部に F PCを TAB等の方式によって電気的に接続した後、 図示 しない駆動回路等によって F PCを介して各個別電極 1 09に駆動信号を供給す ることにより、 加圧部 140によって圧力室 1 1 2を加圧して各ノズル 120か らインクを吐出する。
そして、 この際、 インク供給路 1 29が振動板 104の成す面に対向する面で 開口するように形成されているので、 圧電素子 1 08や振動板 1 04が変形して も、 インク供給路 129がこれらの圧電素子および振動板 1 04の変形による影 響を受けることがなく、 圧力室 1 12の剛性を維持することができるほか、 その 加圧動作が安定する。
このように、 本発明の第 3実施形態としてのインクジェットヘッドによれば、 上述した第 2実施形態と同様の作用効果を得ることができる他、 へッド本体部 3 hを少なくとも 1層のドライフィルムレジスト 1 03をそなえて構成すればよい ので、 製造工程を簡略化することができる。
( J) 第 4実施形態の説明
図 30 (a), (b) はともに本発明の第 4実施形態としてのインクジェットへ ッドの構成を説明するためのもので、 (a) はその配線パターンの要部を拡大し て示す平面図、 (b) は図 30 (a) の A— A線に沿う断面図である。
なお、 図中、 既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示して いるので、 その詳細な説明は省略する。
本発明の第 4実施形態としてのインクジェットヘッド 230においても、 第 2 実施形態のインクジエツトへッド 2 1 0とは異なる位置にインク供給路 129が 形成されており、 以下、 図 30 (a), (b) を用いてその詳細な説明を行なう。 図 30 (a), (b) に示すように、 本第 4実施形態のインクジェットヘッド 2 30も、 上述した第 2実施形態のインクジェットヘッド 2 1 0と同様に、 図示し ないインクタンク (インク供給部) から供給されたインクを吐出する複数のノズ ル 1 2 0を有するものであって、 へッド本体部 3 iをそなえて構成されている。 圧力室 1 1 2において、 振動板 1 0 4の成す面には、 圧電素子 1 0 8と振動板 1 0 4との積層領域において、 これらの圧電素子 1 0 8および振動板 1 0 4を貫 通するようにインク供給路 1 2 9が形成されている。
なお、 本第 4実施形態のインクジェットヘッド 2 3 0も、 上述したインクジェ ットへッド 1 0 0と同様に、 ドライフィルムレジスト 1 0 3やステンレス板 1 0 5等の複数の層を積層して構成されるものであり、 ヘッド本体部 3 iにおいては 、 1層のドライフィルムレジスト 1 0 3をそなえて構成しており、 このドライフ イルムレジスト 1 0 3の一部を除去することにより圧力室 1 1 2を形成している そして、 振動板 1 0 4の成す面において、 圧電素子 1 0 8と振動板 1 0 4との 積層領域において、 これらの圧電素子 1 0 8および振動板 1 0 4を部分的に除去 することによりインク供給路 1 0 9が形成されている。
ヘッド本体部 3 i上には、 図 3 0 ( a ) に示すように、 配線パターン 1 2 3が 個別電極 1 0 9および接点部 (図示省略) とともにパターニングにより形成され ており、 これにより配線パターン 1 2 3は個別電極 1 0 9および接点部と同一面 上に同一材料により一体的に薄膜形成されている。
上述の構成により、 図示しない枠部材にインクタンク (図示省略) を直接 (も しくはインクタンク固定用部材を介して) 接合した後、 インクタンクのインク供 給口からインク溜まり空間 1 3 0にインクを供給すると、 このインク溜まり空間 1 3 0に一時的にインクが滞留し、 その後、 インク溜まり空間 1 3 0から各イン ク供給路 1 2 9から各圧力室 1 1 2へインクが供給される。
そして、 接点部に F P Cを T A B等の方式によって電気的に接続した後、 図示 しない駆動回路等によって F P Cを介して各個別電極 1 0 9に駆動信号を供給す ることにより、 加圧部 1 4 0によって圧力室 1 1 2を加圧して各ノズル 1 2 0か らインクを吐出する。
このように、 本発明の第 4実施形態としてのィンクジエツトへッド 2 3 0によ れば、 上述した第 2実施形態と同様の作用効果を得ることができる他、 インク供 給路 1 2 9が圧電素子 1 0 8の積層領域において圧電素子 1 0 8および振動板 1 0 4を貫通するように形成されているので、 ヘッド本体部 3 i上にインク供給路 1 2 9の開口 1 2 9 aのための専用のスペースを設ける必要がなく、 ィンクジェ ットへッドを小型化できるほか、 集積度を向上させることができる利点がある。
( K) 第 5実施形態の説明
図 3 1 , 図 3 2はともに本発明の第 5実施形態としてのインクジエツトへッド の構成を説明するためのもので、 図 3 1は本発明の第 5実施形態としてのインク ジエツトへッドの全体構成を示す分解斜視図、 図 3 2は本発明の第 5実施形態と してのインクジエツトへッドにィンクタンクを接合した状態を示す縦断面図であ る。
なお、 図中、 既述の符号と同一の符号は同一もしくはほぼ同一の部分を示して いるので、 その詳細な説明は省略する。
本発明の第 5実施形態としてのインクジエツトへッド 2 4 0は、 第 1実施形態 のィンクジエツトへッド 1 0 0における、 へッド本体部 3に代えてへッド本体部 3 ' をそなえるとともに、 インクタンク 5 0に代えてインクタンク 5 0 ' をそな えるものであり、 以下、 図を用いてその詳細な説明を行なう。
本第 5実施形態のインクジエツトへッド 2 4 0も、 上述した第 1実施形態のィ ンクジェットヘッド 1 0 0と同様に、 インクタンク (インク供給部) 5 0 ' から 供給されたインクを吐出する複数のノズル (図示省略) を有するものであって、 ヘッド本体部 3 ' をそなえて構成されている。
ヘッド本体部 3 ' は、 その内部に、 複数のノズルのそれぞれに、 圧力室および 加圧部 1 4 0をそなえて構成されている。
なお、 本第 5実施形態のインクジェットヘッド 2 4 0のヘッド本体部 3 ' も第 1実施形態のィンクジエツトへッド 1 0 0のへッド本体部 3と同様に、 ドライフ イルムレジスト, 振動板, ステンレス板, ポリイミド, 個別電極 1 0 9およびノ ズル板等の複数の層を積層して構成されるものであり、 この積層による製造工程 については省略する。
ヘッド本体部 3 ' は、 枠部材 8をそなえていないほかは、 第 1実施形態のイン クジエツトヘッド 1 0 0のへッド本体部 3とほぼ同様の構成をそなえており、 そ の内部に、 複数のノズル 1 2 0のそれぞれに、 圧力室 (図示省略) および加圧部 1 4 0をそなえて構成されている。
そして、 このヘッド本体部 3 ' における加圧部 1 4 0が形成されている面、 す なわち、 インク溜まり空間 1 3 0 ' (後述) に面する外面には、 インク供給路 1 2 9の一端側 (以下、 開口 1 2 9 a ) が開口しており、 又、 インク供給路 1 2 9 の他端側は各圧力室に開口している。
インクタンク 5 0 ' も、 第 1実施形態のインクジェットヘッド 1 0 0における インクタンク 5 0と同様に、 適当な負圧を維持しながらヘッド本体部 3 ' のノズ ルにインクを供給するインク供給部品であって、 図 3 2に示すように、 インク室 5 2 , フィル夕 5 3およびインク供給口 5 1をそなえるほか、 接合部 5 4をそな えて構成されている。
そして、 このインクタンク 5 0 ' をその接合部 5 4に接着剤等を塗布した後、 ヘッド本体部 3 ' に接合するのであるが、 この際、 接合部 5 4は、 ヘッド本体部 3 ' の外面における複数のインク供給路 1 2 9の開口 1 2 9 aを環囲するように なっており、 これらのインクタンク 5 0 ' の下面, 接合部 5 4およびヘッド本体 部 3 ' 上面によってインク溜まり空間 1 3 0 ' が形成されるようになっている。 なお、 本第 5実施形態のインクジェットヘッド 2 4 0も、 上述したインクジェ ットへッド 1 0 0と同様に、 ドライフィルムレジスト 1 0 3やステンレス板 1 0 5等の複数の層を積層して構成されるものであり、 その詳細な説明は省略する。 上述の構成により、 図示しない枠部材にインクタンク 5 0 ' を直接接合した後
、 ィンクタンク 5 0 ' のィンク供給口 5 1からィンク溜まり空間 1 3 0 ' にイン クを供給すると、 このインク溜まり空間 1 3 0 ' に一時的にインクが滞留し、 そ の後、 インク溜まり空間 1 3 0 ' から各インク供給路 1 2 9を通じて各圧力室 1 1 2へインクが供給される。
そして、 接点部に F P Cを T A B等の方式によって電気的に接続した後、 図示 しない駆動回路等によって F P Cを介して各個別電極 1 0 9に駆動信号を供給す ることにより、 加圧部 1 4 0によって圧力室 1 1 2を加圧して各ノズル 1 2 0か らィンクを吐出する。
このように、 本発明の第 5実施形態としてのィンクジエツトへッド 2 4 0によ つても、 第 1実施形態のインクジェットヘッド 100と同様に、 ヘッド本体部 3 ' において専用のインク供給口を設ける必要がないので、 インクジェットヘッド 240を小型化できるほか、 集積度を向上させることができ、 更に、 各圧力室 1 12へのインクの供給を均一にすることができ、 印刷品質を向上させることがで さる。
また、 ヘッド本体部 3 ' にインクタンク 50 ' もしくはインクタンク固定用部 材を接合する場合に、 その接着しろを小さくすることができるので、 ヘッド本体 部 3 ' を小さくすることができインクジェットヘッド 240、 ひいては印刷装置 (インクジエツトプリン夕) を小型化することができる。
(L) その他
なお、 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、 本発明の趣旨 を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、 上記第 1実施形態のインクジェットヘッド 100は (A) 層および ( B) 層の 2層を接合して形成しているが、 それに限定するものではなく、 又、 ( B) 層を所望の数の層をそなえて構成してもよく、 更に、 各層の厚さも所望の厚 さを有して構成してもよい。
また、 ステンレス板 105の代わりに、 金属やセラミックス以外の材料、 例え ば、 PEN等の樹脂や FRP等のような複合樹脂からなる部材を配設してもよい 。 なお、 これらの部材を配設して構成する場合においては、 他のドライフィルム レジスト 103と類似の熱膨張係数を有するので、 接合時等の加熱処理における 熱残留応力を低減することができ、 インクジエツトへッドの品質を向上させるこ とができる。
さらに、 各接点部 12 1, 127と FPC 2 (2 a) とを TAB方式で接続し ているが、 それに限定されるものではなく種々変形して実施することができる。 また、 上述した各実施形態および各変形例において、 枠部材 8 (8 a〜8 c) の形状はそれに限定するものではなく、 種々変形して実施することができる。 さらに、 上述した各実施形態および各変形例において、 配線パターン 1 23の 形状はそれに限定されるものではなく、 例えば、 第 1実施形態の第 2変形例や第 3変形例に示すような配線パターン 1 23 a (123 b) の形状をそなえてもよ い。
なお、 本発明の各実施形態が開示されていれば、 当業者によって製造すること が可能である。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明のインクジェットヘッドおよび印刷装置は、 インク供給 部品からのインクを各圧力室に直接的に供給することができるので、 へッド本体 部において専用のィンク供給口が不要であり、 ィンクジエツトへッドを小型化で きるとともに集積度を向上させることができる利点があるほか、 各圧力室へのィ ンクの供給を均一にすることができ、 印刷品質を向上させることができるので、 特にインクジエツトへッドをそなえた印刷装置に適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1. インク供給部品 (50) から供給されたインクを吐出する複数のノズル (1 20) を有するインクジェットヘッドであって、
該ノズル (120) 毎にそなえられそれぞれインクを充塞される複数の圧力室 (1 1 2) と、 該圧力室 (1 12) 毎にそなえられそれぞれ該圧力室 (1 12) を加圧して該圧力室 (1 12) 内のインクを該ノズル (120) から吐出させる 複数の加圧部 140とを含むヘッド本体部 (3) をそなえ、
該ヘッド本体部 (3) と該インク供給部品 (50) との間に、 該インク供給部 品 (50) からのインクを一時的に滞留させるインク溜まり空間 (130) が形 成されるとともに、
該ヘッド本体部 (3) に、 該インク溜まり空間 (1 30) と該複数の圧力室 ( 1 12) とをそれぞれ連通する複数のインク供給路 (129) 、 それぞれ、 一 端側を該ヘッド本体部 (3) の外面において該インク溜まり空間 (130) に開 口させるとともに他端側を各圧力室 (1 1 2) に開口させて形成されていること を特徴とする、 インクジェットヘッド。
2. 該ヘッド本体部 (3) に、 枠部材 (8) 力 該ヘッド本体部 (3) の外面に おける該複数のインク供給路 (1 29) の開口 (129 a) を環囲するように突 設され、
該枠部材 (8) と該ヘッド本体部 (3) と該インク供給部品 (50) とにより 該インク溜まり空間 (1 30) が形成されていることを特徴とする、 請求の範囲 第 1項記載のインクジエツトへッド。
3. 該ヘッド本体部 (3) が基板 (122) 上に形成されたものであり、 該基板 ( 122) を該ヘッド本体部 (3) から部分的に除去することにより、 該枠部材
(8) 力 該ヘッド本体部 (3) 上の該基板 (1 22) の残存部として形成され ていることを特徴とする、 請求の範囲第 2項記載のィンクジエツトへッド。
4. 該枠部材 (8) が、 該インク供給部品 (50) を該ヘッド本体部 (3) に接 合するための接合部として用いられることを特徴とする、 請求の範囲第 3項記載 のィンクジェットヘッド。
5. 該加圧部 140力 該圧力室 (1 1 2) の一面を成し且つ該圧力室 (1 12 ) と該インク溜まり空間 (130) とを区画する振動板 (104) と、 該圧力室
(1 1 2) の外側で該振動板 (104) 上に積層形成され該振動板 (1 04) を 駆動して該圧力室 (1 12) を加圧する圧電素子 (1 08) とをそなえて構成さ れていることを特徴とする、 請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか 1項に記載の インクジエツ卜ヘッド。
6. 該インク供給路 (129) 力 該圧電素子 (1 08) の積層領域以外の領域 において該振動板 (104) を貫通するように形成されていることを特徴とする 、 請求の範囲第 5項記載のインクジェットヘッド。
7. 該インク供給路 (129) が、 該圧電素子 (1 08) の積層領域において該 圧電素子 (1 08) および該振動板 (104) を貫通するように形成されている ことを特徴とする、 請求の範囲第 5項記載のインクジエツトへッド。
8. 該インク供給路 (129) 力 該圧力室 (1 1 2) において該振動板 (1 0 4) の成す面以外の面で開口するように形成されていることを特徴とする、 請求 の範囲第 5項記載のインクジエツトヘッド。
9. 該インク供給路 (129) 力 該圧力室 (1 12) において該振動板 (1 0 4) の成す面に対向する面で開口するように形成されていることを特徴とする、 請求の範囲第 8項記載のインクジェットヘッド。
1 0. インク供給部品 (50) から供給されたインクを吐出する複数のノズル ( 1 20) を有するインクジエツトへッドをそなえた印刷装置であって、
該ィンクジェットヘッドが、 該ノズル (120) 毎にそなえられそれぞれインクを充塞される複数の圧力室 (1 12) と、 該圧力室 (1 12) 毎にそなえられそれぞれ該圧力室 (1 12) を加圧して該圧力室 (1 12) 内のィンクを該ノズル (120) から吐出させる 複数の加圧部 140とを含むヘッド本体部 (3) をそなえて構成され、
該ヘッド本体部 (3) と該インク供給部品 (50) との間に、 該インク供給部 品 (50) からのインクを一時的に滞留させるインク溜まり空間 (1 30) が形 成されるとともに、
該ヘッド本体部 (3) に、 該インク溜まり空間 (1 30) と該複数の圧力室 ( 1 12) とをそれぞれ連通する複数のインク供給路 (1 29) 力 それぞれ、 一 端側を該ヘッド本体部 (3) の外面において該インク溜まり空間 (1 30) に開 口 (129 a) させるとともに他端側を各圧力室 (1 12) に開口させて形成さ れていることを特徴とする、 印刷装置。
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