(57)【要約】【課題】液滴の吐出によって生じるミストの電子部品への浸入を防止し、電子部品を保護する。【解決手段】インク滴を吐出するノズルを保持するフレーム８２と、フレーム８２に固定され、電子部品が実装されるＰＣＢ８１と、インク滴を収容するタンクと、を備え、ＰＣＢ８１は、絶縁体である基材９１と、基材９１の一方の面側に設けられ、配線パターンが形成された導電層９２と、導電層９２を保護するソルダレジスト層９３と、ソルダレジスト層９３の上に、電子部品に関する情報である部品情報が印刷され、さらに部品情報が印刷された部分以外の部分にも印刷が施されることで、表面が平坦に形成されたシルク印刷層９４とを積層して備える。【選択図】図５
2013022847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを保持するフレームと、
前記フレームに固定され、電子部品が実装される回路基板と、
前記液滴を収容するタンクと、を備え、
前記回路基板は、
絶縁体である基材と、
前記基材の一方の面側に設けられ、配線パターンが形成された第１導電層と、
前記第１導電層を保護する保護層と、
前記保護層の上に、前記電子部品に関する情報である部品情報が印刷され、さらに前記部品情報が印刷された部分以外の部分にも印刷が施されることで、表面が平坦に形成された印刷層と、を積層して備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記回路基板は、前記印刷層側が前記フレームに固定されることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記電子部品に信号を入力するフレキシブル基板をさらに備え、
前記回路基板は、さらに、前記基材の他方の面側に設けられた第２導電層を備え、
前記フレキシブル基板は、前記第２導電層側に、半田接合されることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
液滴を吐出するノズルを保持するフレームと、前記フレームに固定され、電子部品が実装される回路基板と、前記液滴を収容するタンクとを有する液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置において、
前記回路基板は、
絶縁体である基材と、
前記基材の一方の面側に設けられ、配線パターンが形成された導電層と、
前記導電層を保護する保護層と、
前記保護層の上に、前記電子部品に関する情報である部品情報が印刷され、さらに前記部品情報が印刷された部分以外の部分にも印刷が施されることで、表面が平坦に形成された印刷層と、を積層して備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドおよび、該液滴吐出ヘッドを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液滴吐出ヘッド（記録ヘッド）を用いた液体吐出記録方式のインクジェット記録装置などが知られている。
【０００３】
この液体吐出記録方式の画像形成装置は、搬送される用紙に対して記録ヘッドから液滴を吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行う。液体吐出記録方式の画像形成装置には、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００４】
ここで、画像形成装置が画像形成を行う媒体は、用紙に限定するものではなく、ＯＨＰなども含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。また、液体吐出記録方式の「画像形成装置」とは、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味している。また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味している。
【０００５】
また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００６】
ところで、液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いる画像形成装置にあっては、液滴の吐出に伴うミストの発生が避けられず、このミストがヘッドを駆動するための電子部品などを実装した電気回路基板（ＰＣＢ：printed  circuit  board）に付着すると、誤動作や電子部品の破損を生じるおそれがある。
【０００７】
そこで、例えば、液滴を吐出するヘッドと、ヘッドと接続する電子部品が実装された電気回路基板と、ヘッドに供給する液体を収容するタンクとからなる液体吐出ヘッドが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この液体吐出ヘッドは、ヘッドのフレーム部材と、電気回路基板と、タンクとが積層構造をなして一体化され、ヘッドのフレーム部材と電気回路基板との間及び電気回路基板とタンクとの間のいずれかの内部の空間に電気回路基板の電子部品が収容されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、記録ヘッドの構成部品であるＰＣＢは、絶縁体である基材と、電気配線が形成された導電層と、導電層を保護するソルダレジスト層と、部品名や記号等を表示するシルク印刷層とがある。そして、導電層には、ＰＣＢの小型化、配線の高密度化に伴い、ほぼＰＣＢ全体に配線パターンが形成されている。一方、シルク印刷層は、部品名や記号等が必要な箇所のみにしか表示がなく、シルク印刷の有無によりＰＣＢの表面の高さが異なってしまう。
【０００９】
従って、上述した特許文献１の液滴吐出ヘッドでは、フレーム部材とＰＣＢ、またＰＣＢとタンク間の密着性を保つよう、ＰＣＢの表面は可能な限り平坦に仕上げる必要がある。しかし、上述のように、シルク印刷の有無によってＰＣＢの表面の高さが異なると、ＰＣＢとフレーム部材間、またはＰＣＢとタンク間の距離が異なり、密着性が悪化してしまう。このため、その隙間から液滴の吐出によって生じるインクミストが電子部品に浸入してしまい、電子部品の保護が不十分になってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電気回路基板の表面とフレーム、または電気回路基板の表面とタンク間の距離を一定に保って密着性を向上させ、液滴の吐出によって生じるミストの電子部品への浸入を防止し、電子部品を保護する液滴吐出ヘッドおよび画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、液滴を吐出するノズルを保持するフレームと、前記フレームに固定され、電子部品が実装される回路基板と、前記液滴を収容するタンクと、を備え、前記回路基板は、絶縁体である基材と、前記基材の一方の面側に設けられ、配線パターンが形成された第１導電層と、前記第１導電層を保護する保護層と、前記保護層の上に、前記電子部品に関する情報である部品情報が印刷され、さらに前記部品情報が印刷された部分以外の部分にも印刷が施されることで、表面が平坦に形成された印刷層と、を積層して備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、液滴を吐出するノズルを保持するフレームと、前記フレームに固定され、電子部品が実装される回路基板と、前記液滴を収容するタンクとを有する液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置において、前記回路基板は、絶縁体である基材と、前記基材の一方の面側に設けられ、配線パターンが形成された導電層と、前記導電層を保護する保護層と、前記保護層の上に、前記電子部品に関する情報である部品情報が印刷され、さらに前記部品情報が印刷された部分以外の部分にも印刷が施されることで、表面が平坦に形成された印刷層と、を積層して備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電気回路基板の表面とフレーム、または電気回路基板の表面とタンク間の距離を一定に保って密着性を向上させ、液滴の吐出によって生じるミストの電子部品への浸入を防止し、電子部品を保護するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の斜視図である。
【図２】図２は、本実施の形態にかかる画像形成装置の内部の説明図である。
【図３】図３は、本実施の形態にかかる記録ヘッドの外観斜視図である。
【図４】図４は、本実施の形態にかかる記録ヘッドの分解斜視図である。
【図５】図５は、ＰＣＢとフレームの接触部分の拡大図である。
【図６】図６は、ＰＣＢとＦＰＣとの接続構成図である。
【図７】図７は、ＦＰＣとＰＣＢの接触部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液滴吐出ヘッドおよび画像形成装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施の形態にかかる画像形成装置の斜視図である。図２は、本実施の形態にかかる画像形成装置の内部の説明図である。
【００１７】
図１に示すように、実施の形態にかかる画像形成装置は、装置本体１と、給紙トレイ２と、排紙トレイ３とを備えている。給紙トレイ２は、装置本体１に装着され、用紙を装填する。排紙トレイ３は、装置本体１に着脱可能に装着され、画像が記録（形成）された用紙をストックする。さらに、装置本体１の前面の一方の端部側（給紙トレイ２の側方）には、インクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部４が備えられている。カートリッジ装填部４の上面は操作ボタンや表示器などが設けられた操作／表示部５となっている。
【００１８】
カートリッジ装填部４には、色の異なる色材であるインク、例えば黒（Ｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した複数のインクカートリッジ（メインタンク）１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙ（色を区別しないときは単に「インクカートリッジ１０」という。）を、装置本体１の前面側から後方側に向って挿入して装着する。ここでは、インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙが縦置き状態で横方向に並べて装着する構成となっている。そして、カートリッジ装填部４の前面側には、インクカートリッジ１０を着脱するときに開く前カバー（カートリッジカバー）６が開閉可能に設けられている。
【００１９】
また、操作／表示部５には、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの装着位置（配置位置）に対応する配置位置で、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの残量がニアーエンド及びエンドになったことを表示するための各色の残量表示部、電源ボタン、用紙送り／印刷再開ボタン、キャンセルボタンなどが配置されている。
【００２０】
次に、画像形成装置の内部について説明する。図２は、画像形成装置の内部を上から見た図である。画像形成装置は、装置本体１のフレーム部材を構成するメイン側板２１Ａ、２１Ｂに横架されたガイドロッド２２と、図示しない従ガイド部材（ガイドロッド、ガイドステーなど）とで、キャリッジ２５を主走査方向（ガイドロッド長手方向）に摺動自在に保持している。そして、キャリッジ２５は、主走査モータ２６と、駆動プーリ２７、従動プーリ２８及びタイミングベルト２９で構成される主走査機構によって主走査方向に移動走査される。
【００２１】
キャリッジ２５には、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のインク滴（液滴）を吐出する４個の記録ヘッド３１（液滴吐出ヘッド）が搭載されている。記録ヘッド３１は、複数のノズルからなるノズル列が主走査方向と直交する副走査方向に配列され、インク滴の吐出方向が下方（図２の紙面に対して直交する方向）に向くように装着されている。
【００２２】
次に、記録ヘッド３１について説明する。図３は、本実施の形態にかかる記録ヘッドの外観斜視図である。図４は、本実施の形態にかかる記録ヘッドの分解斜視図である。
【００２３】
記録ヘッド３１は、フレーム８２と、ＰＣＢ８１と、タンク８３とを備える。フレーム８２は、液滴を吐出するノズル８２ａを保持する。ＰＣＢ８１は、フレーム８２に固定され、電子部品が実装される。タンク８３は、ノズル８２ａから吐出されるインクを収容する。フレーム８２とＰＣＢ８１とタンク８３とは積層構造をなして一体化されている。
【００２４】
フレーム８２は、ノズル板、流路板、および、圧電アクチュエータを内部に収納している。ノズル板は、液滴を吐出するノズル８２ａが形成される。流路板は、ノズル８２ａが連通する液室を形成する。圧電アクチュエータは、液室の壁面の一部を形成する振動板などを保持し、振動板を変位させる。ここでは、フレーム８２は、ＳＵＳなどの金属部材で形成されているが、これに限定されるものではなく、樹脂部材でもよい。
【００２５】
ＰＣＢ８１は、絶縁体である基材９１の両面に形成された配線パターンを介して接続される電子部品８１ｂが実装されている。また、ＰＣＢ８１は、記録ヘッド３１と画像形成装置本体のコントローラなどの制御ボードと接続するためのＦＦＣコネクタ８１ｃなどが搭載されている。ここで、ＰＣＢ８１は、両面に電子部品８１ｂが実装されているが、これに限定されることはなく、フレーム８２側、もしくはタンク８３側のいずれか一方にのみ電子部品８１ｂを実装してもよい。
【００２６】
図５は、ＰＣＢとフレームの接触部分の拡大図である。ＰＣＢ８１は、基材９１と、導電層９２と、ソルダレジスト層９３と、シルク印刷層９４とから主に構成されている。図５に示すように、ＰＣＢ８１は、シルク印刷層９４側がフレーム８２に固定されている。
【００２７】
基材９１は、絶縁体で構成されており、例えばガラスエポキシ基板などである。
【００２８】
導電層９２は、基材９１の両面に設けられた層であり、金属部材の配線パターンが形成され、配線パターンに電気的に接続されて電子部品８１ｂが実装されている。通常、ＰＣＢ８１の配線パターンは高密度に配線されており、配線パターンがない部分はほとんどないため、ＰＣＢ８１とフレーム８２との接触部分は密着性が高くなっている。従って、インク滴を吐出することによって発生するインクミストが電子部品８１ｂへ浸入することを防止することができる。
【００２９】
ソルダレジスト層９３は、導電層９２を保護する層であり、電子部品８１ｂが設けられる部分を除いた部分を、熱硬化性エポキシ樹脂皮膜などで覆っている。
【００３０】
シルク印刷層９４は、電子部品８１ｂの部品名や記号等の部品に関する情報である部品情報がシルク印刷により印刷される層である。また、本実施の形態では、表面を平坦にするために、さらに部品情報が印刷された部分以外の部分にもシルク印刷が施されている。従って、本実施の形態のシルク印刷層９４は、図５に示すように、部品情報のシルク印刷が施された部分（印刷部９４ａ）と、部品情報の印刷部分以外のシルク印刷が施された部分（印刷部９４ｂ）とによって、シルク印刷層９４の表面が平坦に形成されることになる。ＰＣＢ８１のフレーム８２側のシルク印刷層９４について説明したが、ＰＣＢ８１のタンク８３側に電子部品を実装する場合も同様である。
【００３１】
ここで、従来のシルク印刷と比較しながら、本実施の形態のシルク印刷について説明する。通常、シルク印刷は、部品名や記号等の表記が必要な部位にしか印刷されない。従って、シルク印刷層におけるシルク印刷の有無により、ＰＣＢ８１とフレーム８２間の距離が異なり、シルク印刷のない箇所はＰＣＢ８１とフレーム８２間の距離が大きくなる。そうすると、インク滴を吐出することによって発生するインクミストが電子部品８１ｂへ浸入しやすくなり、電子部品８１ｂの保護が十分でなくなってしまう。
【００３２】
これに対して、本実施の形態にかかるＰＣＢ８１は、ＰＣＢ８１とフレーム８２間の距離を一定に保つため、部品情報の表示が必要ない部分であってもＰＣＢ８１の表面を平坦にするためにシルク印刷を行っている。このようなシルク印刷を行うことにより、ＰＣＢ８１の表面とフレーム８２、またはＰＣＢ８１の表面とタンク８３間の距離を一定に保ち、各部材の接触部分の密着性を向上させ、インクミストが電子部品８１ｂへ浸入することを防止し、電子部品８１ｂを保護することができる。
【００３３】
タンク８３は、ノズルから吐出されるインクを収容するインク室が２つ形成され、各インク室には、外部からインクを供給するための供給径路と接続される連結部が設けられている。
【００３４】
次に、ＰＣＢ８１にさらにＦＰＣ（Flexible  Printed  Circuits）を接合する場合について説明する。通常、ＰＣＢにＦＰＣを接合する場合、ＦＰＣをヒータチップで加熱、加圧して半田接合する。このとき、ＰＣＢにおいて、ＦＰＣとの接合面と反対の面（裏面）の表面が、シルク印刷の有無によって凹凸に形成されてしまうと、ＦＰＣを接合するための各ピンに対する加圧力が異なり、接合不良が発生してしまう。
【００３５】
図６は、ＰＣＢとＦＰＣとの接続構成図である。図７は、ＦＰＣとＰＣＢの接触部分の拡大図である。
【００３６】
ＦＰＣ１００は、電子部品８１ｂに信号を入力するものであり、図６に示すように、ＰＣＢ８１に形成された開口部４０を通じてＰＣＢ８１の配線パターンと接続する側に引き出され、入力端子を有する端部が折り曲げられてＰＣＢ８１に接合されている。
【００３７】
ＦＰＣ１００のＰＣＢ８１への接合は、図７に示すように、ＦＰＣ１００側からヒータチップ１１０をあて、加熱、加圧することにより、ＦＰＣ１００に設けられた導体１０１が、ＰＣＢ８１の導電層９２に接触し、導電層９２に設けられた電子部品９２ｂ上の半田９２ａによって半田接合がなされる。ＰＣＢ８１のＦＰＣ１００の接合面の裏面は、接合ジグなどでフレーム８２に固定されるが、この部分にシルク印刷による凹凸が形成されていると、半田接合の際の加圧力が不均一になる。
【００３８】
そこで、図７に示すように、本実施の形態では、ＰＣＢ８１の表面が均一となるようにシルク印刷を行う。すなわち、ＰＣＢ８１には、電子部品８１ｂの部品名等の部品情報を表示するために必要なシルク印刷だけではなく、ＰＣＢ８１の表面を平坦にするためにＦＰＣ１００との接合面の裏面全域にシルク印刷を行っている。このシルク印刷によりヒータチップ１１０でのＦＰＣ１００への加圧を均一とすることができ、接合不良を防止することができる。
【００３９】
このように、本実施の形態の液滴吐出ヘッドは、ＰＣＢ８１のシルク印刷層９４に、電子部品８１ｂの部品名等の部品情報のシルク印刷を行うだけでなく、部品情報の表示が必要ない部分であっても、ＰＣＢ８１の表面を平坦にするためにシルク印刷を行っている。従って、ＰＣＢ８１の表面とフレーム８２、またはＰＣＢ８１の表面とタンク８３間の距離を一定に保ち、各部材の接触部分の密着性を向上させることにより、インクの吐出によって生じるインクミストが電子部品８１ｂへ浸入することを防止し、電子部品８１ｂを保護することができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態の液滴吐出ヘッドは、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であって、インクなどの液滴を使用して画像形成を行う装置であればいずれにも搭載することができる。
【符号の説明】
【００４１】
３１  記録ヘッド
４０  開口部
８１  ＰＣＢ
８１ｂ  電子部品
８１ｃ  コネクタ
８２  フレーム
８２ａ  ノズル
８３  タンク
９１  基材
９２  導電層
９２ａ  半田
９３  ソルダレジスト層
９４  シルク印刷層
９４ａ、９４ｂ  印刷部
１０１  導体
１１０  ヒータチップ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開２０１１−００５８３３号公報
【図１】
2013022847.tif 000003
【図２】
2013022847.tif 000004
【図３】
2013022847.tif 000005
【図４】
2013022847.tif 000006
【図５】
2013022847.tif 000007
【図６】
2013022847.tif 000008
【図７】
2013022847.tif 000009