(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出するノズルと
上記ノズルからインク滴を吐出させ固定板に固定されている吐出素子を有するヘッド本体と、
上記ヘッド本体が取り付けられるヘッドホルダと、
上記ヘッドホルダとヘッド本体の間に積層されて上記吐出素子に吐出信号を送るヘッド基板と、
導電層と基材層を含む積層体であると共に、上記ヘッド基板と吐出素子を電気的に接続する回路板と、
上記回路板は上記導電層が上記固定板側を向くように配置され、その一端部が上記吐出素子に接合されるとともに、他端側の基材層に導電露出穴が形成されており、
上記ヘッド基板の上記ヘッド本体側の面に設けられて、上記回路板の基材層に形成された導電層露出穴で露出した導電層とヘッド基板とが電気的に接合する電気的接合部と、
を備えたことを特徴とするインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクカートリッジから供給されたインクをインク滴として吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置の記録ヘッドは、図７および図８に示すように、インクをインク滴として吐出するヘッド本体５１と、インクカートリッジ（図示せず）が搭載され、インクカートリッジのインクを上記ヘッド本体５１に供給するホルダ流路５２が形成されたヘッドホルダ５３とを備えている。
【０００３】
そして、上記ヘッドホルダ５３には、インクカートリッジのインク供給口に挿入されてインクの供給を受けるインク供給針５４と、上記インク供給針５４からホルダ流路５２に流れるインクをろ過するフィルタ５５とが設けられている。一方、上記ヘッド本体５１には、ホルダ流路５２と連通してろ過後のインクをノズルプレート５６近傍のリザーバ５７に補給するヘッド流路５８が形成されている。上記ヘッド流路５８の上側開口部には、筒状に突出する供給管６２が設けられている。
【０００４】
そして、ヘッド本体５１の上面には、フレキシブル回路板６５を介してヘッド本体５１の圧電振動子６３に駆動信号を送るヘッド基板６７が設けられている。。上記ヘッド基板６７には、フレキシブル回路板６５を挿通させる回路板挿通穴６８が穿設されている。また、上記ヘッド基板６７には、ヘッド本体５１の供給管６２が挿通されて供給管６２の上部開口をヘッド基板６７の上側に露出させる貫通穴６６が穿設されている。
【０００５】
上記ヘッド基板６７とヘッドホルダ５３との間には、上記ホルダ流路５２とヘッド流路５８とを連通させるとともにその接合部のシールを行なうシールプレート５９が設けられている。上記シールプレート５９には、ホルダ流路５２の下部開口およびヘッド本体５１の供給管６２に対応する部分に、ゴム等の弾性部材から形成されたシール部材６４が設けられている。上記シール部材６４には、ホルダ流路５２とヘッド流路５８とを連通させる連通口６０が穿設されている。上記シール部材６４は、ホルダ流路５２の下部開口および供給管６２の上部開口に当接し、ホルダ流路５２とヘッド流路５８の接続部のシールを行なっている。
【０００６】
そして、上記記録ヘッドは、インクカートリッジとともにキャリッジ（図示せず）に搭載され、上記キャリッジにより記録用紙の幅方向に往復動してノズルプレート５６に設けられたノズルからインク滴を吐出して印刷を行い、印刷で消費されたインクは、インクカートリッジからインク供給針５４，ホルダ流路５２，連通口６０を通過し、ヘッド本体５１のヘッド流路５８を通ってノズルと連通するリザーバ５７に補給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記記録ヘッドでは、フレキシブル回路板６５の引き回し長さを短くするため、ヘッド本体５１の直上にヘッド基板６７が配置された構造となっている。そして、ヘッド基板６７に穿設された回路板挿通穴６８にフレキシブル回路板６５を挿通してヘッド基板６７の上面に設けられた端子にはんだ付けすることが行なわれている。
【０００８】
しかしながら、上記記録ヘッドでは、フレキシブル回路板６５とヘッド基板６７の接点をヘッド基板６７の上面に設けているため、ヘッド基板６７に回路板挿通穴６８を穿設する必要がある。このため、ヘッド基板６７の回路パターンを密にする必要が生じ、積層数の多い基板でなければ配線することができず、小型化の支障になっていた。また、ヘッド基板６７の回路パターンに制約がある関係上ノズルピッチを狭くするにも限界があった。しかも、フレキシブル回路板６５の配線作業は、フレキシブル回路板６５を回路板挿通穴６８に挿通して端子同士をはんだ付けするという極めて煩雑なものであり、作業効率を向上させるにも限界があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、ヘッドの小型化を可能にするとともにノズルピッチを詰めることができ、配線の作業性も向上させることができるインクジェット式記録装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット式記録装置は、インク滴を吐出するノズルと上記ノズルからインク滴を吐出させる吐出素子を有するヘッド本体と、上記ヘッド本体が取り付けられるヘッドホルダと、上記ヘッドホルダとヘッド本体の間に積層されて上記吐出素子に吐出信号を送るヘッド基板と、上記ヘッド基板と吐出素子を電気的に接続する回路板とを備え、上記回路板とヘッド基板の電気的接合部が、ヘッド基板のヘッド本体側面に設けられていることを要旨とする。
【００１１】
すなわち、本発明のインクジェット式記録装置は、インク滴を吐出するノズルと上記ノズルからインク滴を吐出させる吐出素子を有するヘッド本体と、上記ヘッド本体が取り付けられるヘッドホルダと、上記ヘッドホルダとヘッド本体の間に積層されて上記吐出素子に吐出信号を送るヘッド基板と、上記ヘッド基板と吐出素子を電気的に接続する回路板とを備えている。そして、上記回路板とヘッド基板の電気的接合部が、ヘッド基板のヘッド本体側面に設けられていることから、ヘッド基板に回路板挿通穴を穿設する必要がなくなるため、回路パターンが簡素化され、基板の積層数を減少させたり基板サイズを縮小することによるヘッドの小型化が可能となる。また、ヘッド基板の回路パターンへの制約が少なくなることから、ノズルピッチを狭くすることも可能となり、キャビティサイズの縮小化も可能になる。しかも、回路板の配線作業も、回路板を回路板挿通穴に挿通させる作業が不要になり、作業効率を向上させることができる。
【００１２】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記ヘッド本体が、ノズルに連通する圧力発生室と、上記圧力発生室に圧力を発生させる吐出素子としての圧電振動子と、上記圧電振動子を収容するヘッドケースと、上記ヘッドケースに圧電振動子を固定する固定板とを備え、上記固定板の端面とヘッド基板との間に回路板が挟持されている場合には、固定板とヘッド基板との間に回路板を挟持させることにより回路板とヘッド基板の電気的接合を行なうことができ、配線作業の効率を向上させることができる。
【００１３】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記回路板が導電層と基材層を含む積層体から構成され、上記基材層に形成された導電層露出穴に導電体が配設され、上記導電体を介して回路板とヘッド基板とが電気的に接合されている場合には、導電層と基材層を含む積層体から構成された回路板を使用して固定板とヘッド基板の間に回路板と導電体を挟むことにより、無理な配線を行なわずに回路板とヘッド基板とを電気的に接合できる。
【００１４】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記回路板とヘッド基板が、導電性弾性材料と導電性樹脂の少なくともいずれかを介して電気的に接合されている場合には、導電性弾性材料や導電性樹脂を回路板とともに固定板とヘッド基板の間に挟むことにより、無理な配線を行なわずに回路板とヘッド基板とを電気的に接合できる。
【００１５】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記回路板とヘッド基板が、導電性接着剤と導電性塗料の少なくともいずれかを介して電気的に接合されている場合には、導電性接着剤や導電性塗料を回路板とともに固定板とヘッド基板の間に挟むことにより、無理な配線を行なわずに回路板とヘッド基板とを電気的に接合できる。
【００１６】
本発明のインクジェット式記録装置において、ヘッド本体がヘッドホルダに取り付けられた際に上記電気的接合部に加圧力が加わっている場合には、ヘッドホルダにヘッド本体を組み付けることによって生じる加圧力によって回路板とヘッド基板とを電気的に接合できるため、はんだ付け等の作業が不要となり、配線作業の作業効率を大幅に向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１８】
図１および図２は、本発明が適用されるインクジェット式記録装置の周辺構造の一例を示す図である。この装置は、インクカートリッジ２が搭載されるとともに記録ヘッド１が取り付けられたキャリッジ３を備えている。
【００１９】
上記キャリッジ３は、タイミングベルト４を介してステッピングモータ５に接続され、ガイドバー６に案内されて記録紙７の紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。上記キャリッジ３は、図２に示すように、上部に開放する箱型を呈し、記録紙７と対向する面（この例では下面）に、記録ヘッド１のノズル面が露呈するよう取り付けられるとともに、インクカートリッジ２が収容されるようになっている。そして、上記キャリッジ３の上端部には、インクカートリッジ２が収容された状態でインクカートリッジ２の上部を押さえるとともにキャリッジ３の開放された上部を覆う蓋部材２５が取り付けられている。
【００２０】
そして、上記記録ヘッド１にインクカートリッジ２からインクが供給され、キャリッジ３を移動させながら記録紙７上面にインク滴を吐出させて記録紙７に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。図１において、８は印刷休止中に記録ヘッド１のノズル開口を封止することによりノズルの乾燥をできるだけ防ぐキャップ、９は記録ヘッド１のノズル面をワイピングするワイパー部材である。また、図２において、２６はガイドバー６が挿通されるガイド穴である。
【００２１】
図３は、上記記録ヘッド１に用いるヘッド本体１０の基本構造の一例を示す。このヘッド本体１０は、ノズル１１と圧力発生室１２が形成された流路ユニット１３と、圧電振動子（吐出素子）１４が収容されたヘッドケース１５とが接合されて構成されている。
【００２２】
上記流路ユニット１３は、ノズル１１が穿設されたノズルプレート１６と、圧力発生室１２と共通のインク室１７ならびにこれらを連通させるインク供給路１８とに対応する空間が形成された流路形成板１９と、上記圧力発生室１２の開口を塞ぐ振動板２０とが積層されて形成されている。
【００２３】
上記圧電振動子１４は、駆動信号の入力により、充電状態で長手方向に収縮し、充電状態から放電する過程で長手方向に伸長する、いわゆる縦振動モードの振動子である。上記圧電振動子１４は、その先端が圧力発生室１２の一部を形成する振動板２０の島部２０Ａに固着された状態で他端が固定板２１に固定されている。
【００２４】
また、上記ヘッドケース１５には、そのインク室１７に対応する部分に、インクカートリッジ２のインクをインク室１７に導入するヘッド流路２４が形成されている。上記ヘッド流路２４の開口縁には、供給管２３が突出形成されている。
【００２５】
上記ヘッド本体１０では、上記圧電振動子１４の収縮・伸長を受けて圧力発生室１２が膨張・収縮し、圧力発生室１２の圧力変動によりインクの吸引とインク滴の吐出とが行われるようになっている。図３において、２２は圧電振動子１４に駆動信号を入力するフレキシブル回路板である。
【００２６】
図４および図５は、上記ヘッド本体１０が用いられた記録ヘッド１を示す図である。上記記録ヘッド１は、ヘッド本体１０と、上記ヘッド本体１０が取り付けられるヘッドホルダ３２とを備えている。図において、２８はヘッド本体１０を覆うカバー部材である。
【００２７】
上記ヘッドホルダ３２は、インクカートリッジ２に差し込まれてインクの供給を受ける複数のインク供給針２７が立設されている。上記各インク供給針２７は、中空状で先端部にインク孔３４が穿設されている。上記各インク供給針２７の根元部には、インクカートリッジ２から供給されたインクをろ過するフィルタ３１が設けられてる。
【００２８】
そして、上記ヘッドホルダ３２には、各インク供給針２７にそれぞれ連通するとともに、ヘッド本体１０のヘッド流路２４にそれぞれ連通してインクカートリッジ２のインクをヘッド本体１０に導入するホルダ流路３０が形成されている。
【００２９】
上記ヘッド本体１０のノズルプレート１６と反対側面には、フレキシブル回路板２２を介してヘッド本体１０の圧電振動子１４に駆動信号を送るヘッド基板３６が設けられている。また、上記ヘッド基板３６とヘッドホルダ３２との間には、ヘッドホルダ３２のホルダ流路３０とヘッド流路２４との接合部をシールするシールプレート３５が設けられている。
【００３０】
上記ヘッド基板３６には、ヘッド本体１０の供給管２３に対応する部分に、貫通穴３７が穿設されている。上記貫通穴３７に、供給管２３が挿通されることにより、供給管２３の上端開口がヘッド基板３６の上面に露呈するようになっている。
【００３１】
上記シールプレート３５には、ホルダ流路３０の下部開口およびヘッド本体１０の供給管２３に対応する部分に、ゴム等の弾性部材から形成されたシール部材２９が設けられている。上記シール部材２９には、ホルダ流路３０とヘッド流路２４とを連通させる連通口３３が穿設されている。上記シール部材２９は、ホルダ流路３０の下部開口および供給管２３の上部開口に当接し、ホルダ流路３０とヘッド流路２４の接続部のシールを行なっている。
【００３２】
さらに、上記ヘッド本体１０では、上記フレキシブル回路板２２とヘッド基板３６の電気的接合部が、ヘッド基板３６のヘッド本体１０側面に設けられている。すなわち、固定板２１のノズルプレート１６とは反対側の端面とヘッド基板３６との間に、フレキシブル回路板２２の端部と導電ゴム４０とが挟持され、上記導電ゴム４０を介してフレキシブル回路板２２とヘッド基板３６とが電気的に接合されている。
【００３３】
上記電気的接合部について詳しく説明すると、図６に示すように、上記フレキシブル回路板２２は、導電層３８と基材層４１の積層体から構成されている。上記フレキシブル回路板２２は、導電層３８が固定板２１側を向くように配置され、その一端部が圧電振動子１４に接合されるとともに、他端側の基材層４１に導電層露出穴３９が形成されている。
【００３４】
そして、フレキシブル回路板２２の導電層露出穴３９が形成された部分が、固定板２１のノズルプレート１６とは反対側の端面に、絶縁材４３を介して当接されている。この状態で、上記導電層露出穴３９に導電ゴム４０が配設され、上記導電ゴム４０を介してフレキシブル回路板２２の導電層３８とヘッド基板３６とが電気的に接合されている。
【００３５】
そして、この状態で、ヘッド本体１０がヘッドホルダ３２に取り付けねじ４２で取り付けられる（図４に戻る）。このときの取り付けねじ４２の締め付け力により上記電気的接合部に加圧力が加わり、導電ゴム４０が圧縮されて確実な導通が行なわれる。
【００３６】
このように、上記記録装置では、フレキシブル回路板２２とヘッド基板３６の電気的接合部が、ヘッド基板３６のヘッド本体１０側面に設けられていることから、ヘッド基板３６に回路板挿通穴を穿設する必要がなくなり、回路パターンが簡素化され、基板の積層数を減少させたり基板サイズを縮小することによるヘッドの小型化が可能となる。また、ヘッド基板３６の回路パターンへの制約が少なくなることから、ノズルピッチを狭くすることも可能となり、キャビティサイズの縮小化も可能になる。しかも、フレキシブル回路板２２の配線作業も、フレキシブル回路板２２を回路板挿通穴に挿通させる作業が不要になり、作業効率を向上させることができる。
【００３７】
また、固定板２１とヘッド基板３６との間にフレキシブル回路板２２と導電ゴム４０を挟持させることによりフレキシブル回路板２２とヘッド基板３６の電気的接合を行なうとともに、取り付けねじ４２の締め付け力で導電ゴム４０等の電気的接合部に加圧力を加えて電気的接合を行なっているため、はんだ付け等の作業が不要となり、配線作業の作業効率を大幅に向上させることができる。
【００３８】
なお、上記実施の形態では、フレキシブル回路板２２とヘッド基板３６との電気的接合部に導電ゴム４０を用いた例を示したが、これに限定するものではなく、導電性樹脂や導電性接着剤，導電性塗料等を用いることもできる。この場合も同様の作用効果を奏する。
【００３９】
また、上記実施の形態では、ヘッド本体１０のヘッドホルダへの取り付けを、取り付けねじ４２で行なう例を示したが、これに限定するものではなく、かしめ金具等によって取り付けるようにしてもよい。この場合も同様の作用効果を奏する。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明のインクジェット式記録装置によれば、回路板とヘッド基板の電気的接合部が、ヘッド基板のヘッド本体側面に設けられていることから、ヘッド基板に回路板挿通穴を穿設する必要がなくなるため、回路パターンが簡素化され、基板の積層数を減少させたり基板サイズを縮小することによるヘッドの小型化が可能となる。また、ヘッド基板の回路パターンへの制約が少なくなることから、ノズルピッチを狭くすることも可能となり、キャビティサイズの縮小化も可能になる。しかも、回路板の配線作業も、回路板を回路板挿通穴に挿通させる作業が不要になり、作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット式記録装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】上記インクジェット式記録装置の要部を示す分解斜視図である。
【図３】上記インクジェット式記録装置に用いるヘッド本体を示す断面図である。
【図４】記録ヘッドを示す断面図である。
【図５】記録ヘッドを示す断面図である。
【図６】電気的接合部を示す断面図である。
【図７】従来例の記録ヘッドを示す断面図である。
【図８】従来例の記録ヘッドを示す断面図である。
【符号の説明】
１  記録ヘッド
２  インクカートリッジ
３  キャリッジ
４  タイミングベルト
５  ステッピングモータ
６  ガイドバー
７  記録紙
８  キャップ
９  ワイパー部材
１０  ヘッド本体
１１  ノズル
１２  圧力発生室
１３  流路ユニット
１４  圧電振動子
１５  ヘッドケース
１６  ノズルプレート
１７  インク室
１８  インク供給路
１９  流路形成板
２０  振動板
２０Ａ  島部
２１  固定板
２２  フレキシブル回路板
２３  供給管
２４  ヘッド流路
２５  蓋部材
２６  ガイド穴
２７  インク供給針
２８  カバー部材
２９  シール部材
３０  ホルダ流路
３１  フィルタ
３２  ヘッドホルダ
３３  連通口
３４  インク孔
３５  シールプレート
３６  ヘッド基板
３７  貫通穴
３８  導電層
３９  導電層露出穴
４０  導電ゴム
４１  基材層
４２  取り付けねじ
４３  絶縁材
５１  ヘッド本体
５２  ホルダ流路
５３  ヘッドホルダ
５４  インク供給針
５５  フィルタ
５６  ノズルプレート
５７  リザーバ
５８  ヘッド流路
５９  シールプレート
６０  連通口
６２  供給管
６３  圧電振動子
６４  シール部材
６５  フレキシブル回路板
６６  貫通穴
６７  ヘッド基板
６８  回路板挿通穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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