(57)【要約】【課題】コンパクトな構成で基板の取付ミスを防止する。【解決手段】筐体５１と、筐体５１の外面から突出するように当該筐体５１に並設された回路基板２，２と、回路基板２，２の先端部で当該回路基板２，２それぞれと接続されたコネクタ基板３と、回路基板２，２及びコネクタ基板３を覆って筐体５１と係合するカバー部材４と、を有するヘッド１における基板取付構造であって、カバー部材４には、回路基板２，２の突出方向に延在するリブ４ｃが内面に形成され、コネクタ基板３には、カバー部材４が回路基板２，２及び当該コネクタ基板３を覆って筐体５１と係合したときに、リブ４ｃと嵌合するスリット３１ａが形成され、筐体５１には、カバー部材４を前後方向に対して反転させて当該筐体５１と係合させようとした場合に、リブ４ｃに当接してカバー部材４と当該筐体５１との係合を妨げる突起５１ｂが形成されている。【選択図】図６
2010260201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台部材と、
前記基台部材の外面から突出するように当該基台部材に並設された複数の第１基板と、
前記複数の第１基板の先端部に設けられ、当該複数の第１基板それぞれと接続された第２基板と、
前記複数の第１基板及び前記第２基板を覆って前記基台部材と係合するカバー部材と、
を有する構造体における基板取付構造であって、
前記カバー部材には、前記第１基板の突出方向に延在するリブが内面に形成され、
前記第２基板には、前記カバー部材が前記複数の第１基板及び当該第２基板を覆って前記基台部材と係合したときに、前記リブと嵌合するスリットが形成され、
前記基台部材には、前記カバー部材を前記複数の第１基板の並列方向に対して反転させて当該基台部材と係合させようとした場合に、前記リブに当接して前記カバー部材と当該基台部材との係合を妨げる突起が形成されていることを特徴とする基板取付構造。
【請求項２】
前記複数の第１基板は偶数個であることを特徴とする請求項１に記載の基板取付構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基板取付構造を備えたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記基台部材は、インクが吐出される複数のノズルが配列されたノズル列を複数有し、
前記複数の第１基板は、互いに同一の構造に形成されているとともに、複数の前記ノズル列に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記基台部材は、圧電素子からなるとともに駆動電極が形成された駆動壁と、上方及び下方へ開口したチャネルと、が交互に配列されたヘッドチップを内部に収納し、
前記ヘッドチップには、
前記ノズル列が形成されたノズルプレートが、前記ノズルと前記チャネルとを連通させて下面に配設され、
前記駆動電極と電気的に接続された接続電極が上面に形成され、
前記接続電極を介して前記駆動電極に駆動回路からの電圧を印加するための配線電極が形成された配線基板が、前記チャネルの配列方向と直交する方向へ当該ヘッドチップから張り出すように上面に接合され、
前記配線基板には、前記ヘッドチップの全ての前記チャネルを上方へ露出させる開口部が形成され、
前記駆動電極に電圧を印加することにより前記駆動壁をせん断変形させ、前記チャネル内のインクを前記ノズルプレートの前記ノズルから吐出させることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板取付構造及びインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッドは、複数のノズル列を有する筐体にノズル列を駆動するための複数の回路基板が並列に立設されており、この複数の回路基板がそれぞれの先端部で１つのコネクタ基板に集合接続された構造となっている。そして、回路基板とコネクタ基板とは、筐体に係合されるカバー部材に覆われて保護されている。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドでは、製造コストを抑制するために複数の回路基板が全て同一の形状に形成されており、コネクタ基板の全ての接続端子はいずれの回路基板の接続端子とも接続可能となっている。そのため、コネクタ基板は、複数の回路基板に対して接続方向を反転させた誤った向きでもこれら複数の回路基板と接続できてしまい、このようなコネクタ基板の取付ミスが起きると、コネクタ基板と筐体のノズル列とが正しい関係に接続されず、ノズル列を正しく駆動できないという問題があった。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１〜３に記載の取付構造を適用し、コネクタ基板と筐体とを所定の方向でのみ係合可能なように直接当接させることで、上記のようなコネクタ基板の取付ミスを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２０７７３３号公報
【特許文献２】特開平７−２５４７９１号公報
【特許文献３】特開平８−９４２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜３に記載の取付構造では、互いに離間しているコネクタ基板と筐体とを直接当接させなければならず、いずれかに当接部を設けるか、或いは別体の当接部材を設ける必要が生じるため、この当接部或いは当接部材の分だけインクジェットヘッドが大きくなってしまい、コンパクトな構成とすることができない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、コンパクトな構成で基板の取付ミスを防止することのできる基板取付構造及びこの構造を備えるインクジェットヘッドの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
基台部材（例えば、筐体）と、
前記基台部材の外面から突出するように当該基台部材に並設された複数の第１基板（例えば、回路基板）と、
前記複数の第１基板の先端部に設けられ、当該複数の第１基板それぞれと接続された第２基板（例えば、コネクタ基板）と、
前記複数の第１基板及び前記第２基板を覆って前記基台部材と係合するカバー部材と、
を有する構造体における基板取付構造であって、
前記カバー部材には、前記第１基板の突出方向に延在するリブが内面に形成され、
前記第２基板には、前記カバー部材が前記複数の第１基板及び当該第２基板を覆って前記基台部材と係合したときに、前記リブと嵌合するスリットが形成され、
前記基台部材には、前記カバー部材を前記複数の第１基板の並列方向に対して反転させて当該基台部材と係合させようとした場合に、前記リブに当接して前記カバー部材と当該基台部材との係合を妨げる突起が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板取付構造であって、
前記複数の第１基板は偶数個であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、インクジェットヘッドであって、
請求項１又は２に記載の基板取付構造を備えたことを特徴とする。  
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインクジェットヘッドであって、
前記基台部材は、インクが吐出される複数のノズルが配列されたノズル列を複数有し、
前記複数の第１基板は、互いに同一の構造に形成されているとともに、複数の前記ノズル列に接続されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のインクジェットヘッドであって、
前記基台部材は、圧電素子からなるとともに駆動電極が形成された駆動壁と、上方及び下方へ開口したチャネルと、が交互に配列されたヘッドチップを内部に収納し、
前記ヘッドチップには、
前記ノズル列が形成されたノズルプレートが、前記ノズルと前記チャネルとを連通させて下面に配設され、
前記駆動電極と電気的に接続された接続電極が上面に形成され、
前記接続電極を介して前記駆動電極に駆動回路からの電圧を印加するための配線電極が形成された配線基板が、前記チャネルの配列方向と直交する方向へ当該ヘッドチップから張り出すように上面に接合され、
前記配線基板には、前記ヘッドチップの全ての前記チャネルを上方へ露出させる開口部が形成され、
前記駆動電極に電圧を印加することにより前記駆動壁をせん断変形させ、前記チャネル内のインクを前記ノズルプレートの前記ノズルから吐出させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カバー部材には、第１基板（回路基板）の突出方向に延在するリブが内面に形成され、第２基板（コネクタ基板）には、カバー部材が複数の回路基板及び当該コネクタ基板を覆って基台部材（筐体）と係合したときに、カバー部材のリブと嵌合するスリットが形成され、筐体には、カバー部材を複数の回路基板の並列方向に対して反転させて当該筐体と係合させようとした場合に、リブに当接してカバー部材と当該筐体との係合を妨げる突起が形成されている。
これにより、コネクタ基板が、複数の回路基板、ひいては筐体に対して接続方向を反転させた誤った向きで複数の回路基板と接続された場合には、コネクタ基板のスリットは筐体の突起と同じ側に配置される。また、カバー部材は、リブがコネクタ部材のスリットに嵌合可能な向きで複数の回路基板及びコネクタ基板を覆うため、その結果、筐体の突起がカバー部材のリブと当接し、カバー部材と筐体との係合が妨げられる。
したがって、互いに離間しているコネクタ基板と筐体とであっても、カバー部材を介して互いの向きの関係を規定することができ、コネクタ基板の取付ミスを防止することができる。
また、コネクタ基板と筐体とを直接当接させる必要がなく、つまり、いずれかに当接部を設けるか、或いは別体の当接部材を設ける必要がないことに加え、カバー部材はリブを設けるだけでコネクタ基板及び筐体の両方との向きの関係を規定できるので、コンパクトな構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るインクジェットヘッドの斜視図である。
【図２】本発明に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図３】インク吐出部の分解斜視図である。
【図４】フレキシブル基板、ヘッドチップ及び配線基板の接続関係を説明するための図である。
【図５】コネクタ基板を正しい左右方向の向きで回路基板に取り付けた場合のインクジェットヘッドの断面図である。
【図６】コネクタ基板を左右反転させて回路基板に取り付けた場合のインクジェットヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係るインクジェットヘッド（以下、ヘッドという）１の斜視図であり、図２は、ヘッド１の分解斜視図である。
これらの図に示すように、ヘッド１は、２枚の回路基板２，２と、コネクタ基板３と、カバー部材４と、筐体５１を外殻とするインク吐出部５とを備えており、全体として長尺な略矩形状に形成されている。
なお、以下の説明では、ヘッド１の長尺方向を左右方向とし、Ｘ方向に直交する一方向を前後方向とし、Ｘ方向及びＹ方向の双方に直交する方向を上下方向とする。
【００１７】
２枚の回路基板２，２は、本発明に係る第１基板であり、互いに同一の構造に形成されているとともに、筐体５１の上面から上方へ突出するように互いの表面を対向させて筐体５１に前後方向へ並設されている。この２枚の回路基板２，２は、後述するインク吐出部５のノズル列５４５ｂ，５４５ｂ（図４参照）を駆動するための図示しない駆動回路を備えており、ノズル列５４５ｂ，５４５ｂに接続されて当該ノズル列５４５ｂ，５４５ｂを駆動できるように構成されている。また、回路基板２，２の各上端部には、コネクタ基板３の図示しない配線端子に接続される接続端子２ａが設けられている。
【００１８】
コネクタ基板３は、本発明に係る第２基板であり、回路基板２，２と略同一の左右方向長さに形成された略コ字状の基板部３１と、基板部３１の上面に突設されたコネクタ部３２とから構成されている。このコネクタ基板３は、基板部３１が回路基板２，２を覆うようにして当該回路基板２，２の先端部（上端部）に設けられており、前後方向の各内側壁に設けられた図示しない配線端子を回路基板２，２の接続端子２ａに接続させることにより、当該回路基板２，２それぞれと電気的に接続されるようになっている。この回路基板２，２との接続は、当該回路基板２，２が互いに同一の構造に形成されているため、コネクタ基板３を前後方向に対して左右を反転させても可能となっている。また、コネクタ基板３は、図示しない制御部とコネクタ部３２で接続され、当該制御部からのノズル列５４５ｂ，５４５ｂへの駆動指令を回路基板２，２へ伝達するように構成されている。
【００１９】
コネクタ基板３の基板部３１には、左右方向の一端部（図２の右端部）にスリット３１ａが形成されている。このスリット３１ａは、後述するように、カバー部材４が回路基板２，２及びコネクタ基板３を覆って筐体５１と係合したときに、カバー部材４のリブ４ｃと嵌合するように形成されている。具体的には、コネクタ基板３は、スリット３１ａがカバー部材４のリブ４ｃと嵌合可能な向き以外では、カバー部材４に挿入させることができず、カバー部材４に覆われることができないようになっている。
【００２０】
カバー部材４は、回路基板２，２及びコネクタ基板３を全体的に覆う保護部材であり、左右の両下端に形成された係止片４ａを筐体５１上面の係止孔５１ｃ，５１ｃに係止させることにより、筐体５１と係合されて固定されるようになっている。このカバー部材４には、コネクタ基板３のコネクタ部３２を挿通させる挿通孔４ｂが上面に形成されている。
【００２１】
また、カバー部材４には、上下方向に延在するリブ４ｃが、左右方向の一端側（図２の右側）の内側面に全長に亘って形成されている。このリブ４ｃは、カバー部材４が回路基板２，２及びコネクタ基板３を覆って筐体５１と係合したときに、コネクタ基板３のスリット３１ａと嵌合するとともに、２枚の回路基板２，２の間を挿通するように配設されている。
【００２２】
図３は、インク吐出部５の分解斜視図である。
この図に示すように、インク吐出部５は、筐体５１と、マニホールド５２と、フレキシブル基板５３，５３と、ヘッドチップ５４と、配線基板５５と、キャップ部材５６とを備えている。
【００２３】
このうち、筐体５１は、本発明に係る基台部材であり、左右方向に長尺で底面が開放された中空の略箱形状に形成されている。この筐体５１は、その内部にマニホールド５２、フレキシブル基板５３，５３、ヘッドチップ５４及び配線基板５５を収納しており、その下端部には開口部を塞ぐようにキャップ部材５６が取り付けられている。筐体５１の上面の左右２箇所には、マニホールド５２の流路接続部５２ａ，５２ａが挿通されるインクポート５７，５７が立設されている。このインクポート５７，５７は、図示しないインク供給部に接続され、当該インク供給部から供給されるインクをマニホールド５２に流通させる。
【００２４】
また、筐体５１の内部の上端側には、２枚の回路基板２，２を前後方向に仕切って並設させるための仕切壁５１ａが左右方向へ架設されている。この仕切壁５１ａ上面の左右両端は段付き状に低くなっており、この段付き部のうちの左右方向の他端側（図３の左側）のものには、上方へ立設された突起５１ｂが形成されている。この突起５１ｂは、カバー部材４を前後方向に対して左右を反転させて筐体５１と係合させようとした場合に、リブ４ｃに当接してカバー部材４と筐体５１との係合を妨げるように配設されている。
【００２５】
マニホールド５２は、底面が開放された中空の箱形状に形成されており、その上面の左右両端には、インクポート５７，５７に挿通される流路接続部５２ａ，５２ａが立設されている。また、マニホールド５２の下端部には、開口部を塞ぐように配線基板５５が取り付けられている。
【００２６】
フレキシブル基板５３，５３は、平面状の基板からなり、前後方向に所定間隔を空けて配置されている。フレキシブル基板５３，５３の上端部は、図示は省略するが、回路基板２，２の下端部と電気的に接続されている。また、フレキシブル基板５３，５３の下端部には、互いに向き合うように前後方向へ曲折された曲折部５３ａ，５３ａが設けられており、この曲折部５３ａ，５３ａの上面には、配線基板５５が設置されている（図４参照）。
【００２７】
図４は、フレキシブル基板５３，５３、ヘッドチップ５４及び配線基板５５の接続関係を説明するための図である。なお、図４は、図示の簡単のため、他の図に比べ左右方向に短尺な形状を示している。
この図に示すように、ヘッドチップ５４は、前後方向へ並設させた３枚の基板５４１，５４１のそれぞれの間に、駆動壁５４２とチャネル５４３とが左右方向へ交互に配列された構造となっており、全体として左右方向に長尺な略矩形状に形成されている。
【００２８】
駆動壁５４２は、電圧を加えることにより変形を生じる圧電素子から形成されている。圧電素子材料としては、公知の材料を用いることができるが、特に、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が好ましい。駆動壁５４２の側壁、つまりチャネル５４３の内壁には、チャネル５４３毎に独立した金属被膜である駆動電極５４４が形成されており、この駆動電極５４４は、ヘッドチップ５４の上面にチャネル５４３毎に形成された図示しない接続電極と電気的に接続されている。また、チャネル５４３は、上方及び下方へ開口している。
【００２９】
また、ヘッドチップ５４の下面には、左右方向に長尺なノズルプレート５４５が配設されている。このノズルプレート５４５には、インクが吐出される複数のノズル５４５ａを左右方向へ配列させたノズル列５４５ｂが、前後方向に２列形成されている。そして、ノズルプレート５４５は、チャネル５４３とノズル５４５ａとをそれぞれ対応させて連通させるように配設されている。
【００３０】
配線基板５５は、左右方向に長尺な略矩形板状に形成されており、ヘッドチップ５４に比べ前後方向及び左右方向の長さが大きくなっている。また、配線基板５５の略中央部には開口部５５ａが形成されており、下面には、ヘッドチップ５４の接続電極と対応する位置及び数量の配線電極５５ｂが開口部５５ａの前後方向両側に形成されている。
【００３１】
また、配線基板５５は、開口部５５ａを介してヘッドチップ５４の全てのチャネル５４３を上方へ露出させ、且つ、前後方向及び左右方向へヘッドチップ５４から張り出すようにして当該ヘッドチップ５４の上面に接合されている。このとき、配線電極５５ｂは、ヘッドチップ５４の接続電極と電気的に接続され、当該接続電極を介して駆動電極５４４と電気的に接続されている。また、配線電極５５ｂが前後方向の両縁部でフレキシブル基板５３，５３の曲折部５３ａと当接されることにより、配線基板５５とフレキシブル基板５３，５３とが電気的に接続されている。
【００３２】
キャップ部材５６は、図３に示すように、左右方向に長尺な略矩形状に形成されており、その略中央部には、ノズルプレート５４５を下方へ露出させるノズル用開口部５６ａが形成されている。
【００３３】
以上の構成を具備するヘッド１においては、図示しないインク供給部から供給されたインクが、インクポート５７，５７及び流路接続部５２ａ，５２ａを介してマニホールド５２内へ流通され、更に配線基板５５の開口部５５ａを通じて各チャネル５４３内へ充填される。そして、図示しない制御部からの駆動指令がコネクタ基板３を介して回路基板２，２へ伝達され、この駆動指令に基づいて回路基板２，２の駆動回路がフレキシブル基板５３，５３及び配線基板５５を介してヘッドチップ５４の駆動電極５４４へ電圧を印加する。すると、圧電素子から形成される駆動壁５４２がせん断変形し、チャネル５４３内のインクに圧力が付与されるため、ノズルプレート５４５に形成されたノズル５４５ａからインクが吐出される。
【００３４】
続いて、ヘッド１における基板取付構造について、図５及び図６を参照して説明する。
図５は、コネクタ基板３を正しい左右方向の向きで回路基板２，２に取り付けた場合のヘッド１の断面図であり、図６は、コネクタ基板３を左右反転させて回路基板２，２に取り付けた場合のヘッド１の断面図である。
【００３５】
まず、図５に示すように、コネクタ基板３を正しい左右方向の向きで回路基板２，２に取り付けた場合、筐体５１の突起５１ｂとコネクタ基板３のスリット３１ａとは互いに左右方向の反対側に配置される。コネクタ基板３は、スリット３１ａがカバー部材４のリブ４ｃと嵌合可能な向き以外ではカバー部材４に挿入させることができないため、カバー部材４を回路基板２，２及びコネクタ基板３に被せると、カバー部材のリブ４ｃとコネクタ基板３のスリット３１ａとは互いに左右方向の同じ側に配置され、ひいては、カバー部材のリブ４ｃと筐体５１の突起５１ｂとは互いに左右方向の反対側に配置される。したがって、リブ４ｃと突起５１ｂとが当接することはなく、カバー部材４と筐体５１とは正しく係合され、固定される。
【００３６】
一方、図６に示すように、コネクタ基板３を左右反転させて回路基板２，２に取り付けた場合、筐体５１の突起５１ｂとコネクタ基板３のスリット３１ａとは互いに左右方向の同じ側に配置される。上記と場合と同様に、カバー部材４のリブ４ｃとコネクタ基板３のスリット３１ａとは互いに左右方向の同じ側に配置されるため、カバー部材４を回路基板２，２及びコネクタ基板３に被せると、カバー部材４のリブ４ｃと筐体５１の突起５１ｂとは互いに左右方向の同じ側に配置される。すると、筐体５１の突起５１ｂがカバー部材４のリブ４ｃの下面に当接し、カバー部材４と筐体５１との係合が妨げられる。このとき、カバー部材４は、筐体５１の突起５１ｂによって左右方向の一端側が押し上げられ傾斜した状態となるので、カバー部材４と筐体５１とが正しく係合されていないことを直ちに判別することができる。
【００３７】
以上のように、本実施形態のヘッド１における基板取付構造によれば、コネクタ基板３を左右反転させて回路基板２，２に取り付けた場合には、筐体５１の突起５１ｂがカバー部材４のリブ４ｃの下面に当接し、カバー部材４と筐体５１との係合が妨げられる。したがって、互いに離間しているコネクタ基板３と筐体５１とであっても、カバー部材４を介して互いの向きの関係を規定することができ、コネクタ基板３の取付ミスを防止することができる。
また、コネクタ基板３と筐体５１とを直接当接させる必要がなく、つまり、いずれかに当接部を設けるか、或いは別体の当接部材を設ける必要がないことに加え、カバー部材４はリブ４ｃを設けるだけでコネクタ基板３及び筐体５１の両方との向きの関係を規定できるので、コンパクトな構成とすることができる。
【００３８】
なお、本発明は上記実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【００３９】
例えば、上記実施形態では、インクジェットヘッドを例に挙げてその基板取付構造を説明したが、基台部材と、基台部材の外面から突出するように当該基台部材に並設された複数の第１基板と、複数の第１基板の先端部に設けられ、当該複数の第１基板それぞれと接続された第２基板と、複数の第１基板及び第２基板を覆って基台部材と係合するカバー部材と、を有する構造体であれば、インクジェットヘッドでなくともよい。
【００４０】
また、回路基板２は２枚のものに限定されず、複数のものであればよい。但し、コネクタ基板３を左右反転させて取り付けてしまいやすいヘッド１の構成としては、回路基板２が偶数個であるのが好ましい。
【００４１】
また、ノズル列５４５ｂは２列のものに限定されず、複数のものであればよい。なお、回路基板２とノズル列５４５ｂとは、同じ数量である必要はなく、例えば、１枚の回路基板２で複数のノズル列５４５ｂを駆動するように構成してもよい。
【００４２】
また、カバー部材４のリブ４ｃは、当該カバー部材が回路基板２，２及びコネクタ基板３を覆って筐体５１と係合したときにスリット３１ａと嵌合可能であり、且つ、カバー部材４を左右反転させて筐体５１と係合させようとした場合に筐体５１の突起５１ｂと当接可能であれば、カバー部材４の内側面に全長に亘って形成されてなくともよい。但し、このようなカバー部材４は一般に樹脂材料を成形型によって成形して形成されるため、リブ４ｃは成形型から抜くことが容易な形状とするのが好ましい。
【符号の説明】
【００４３】
１        ヘッド（インクジェットヘッド）
２        回路基板（第１基板）
３        コネクタ基板（第２基板）
４        カバー部材
４ｃ      リブ
３１ａ    スリット
５１      筐体（基台部材）
５１ｂ    突起
５４      ヘッドチップ
５５      配線基板
５５ａ    開口部
５５ｂ    配線電極
５４２    駆動壁
５４３    チャネル
５４４    駆動電極
５４５    ノズルプレート
５４５ａ  ノズル
５４５ｂ  ノズル列
【図１】
2010260201.tif 000003
【図２】
2010260201.tif 000004
【図３】
2010260201.tif 000005
【図４】
2010260201.tif 000006
【図５】
2010260201.tif 000007
【図６】
2010260201.tif 000008