JP2013144396A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】平型基板の曲率半径がなるべく小さくならないようにする。
【解決手段】平型柔軟基板１３０が、アクチュエータユニット１２０の表面に沿った第１領域１３０ａと、上部ユニット１４１の側面１４１ａに固定された第２領域１３０ｂと、第１領域１３０ａ及び第２領域１３０ｂを繋ぐ第３領域１３０ｃを有している。第２領域１３０ｂは、粘着シート１４７を介して側面１４１ａに固定されている。下部ユニット１４２の側面１４２ａは、副走査方向に関して、粘着シート１４７の表面１４７ａよりもアクチュエータユニット１２０側に退避している。これにより、下部ユニット１４２が存在しない空間Ｓが形成されており、第３領域１３０ｃは、この空間Ｓを通っている。
【選択図】図７

Description

本発明は、アクチュエータユニットに駆動信号を供給する配線を有する平型基板が設けられた液体吐出ヘッドに関する。

特許文献１は、流路ユニットと、流路ユニットに液体（インク）を供給する供給ユニットとを有している。供給ユニットは、流路ユニットの上方に配置されている。流路ユニットの上面にはアクチュエータユニットが貼り付けられている。アクチュエータユニットの上面には、平型基板（フレキシブルフラットケーブル）が接続されている。この平型基板は、アクチュエータユニットから、流路ユニットと供給ユニットとに挟まれた隙間を通り、ヘッドの外側に向かって引き出されている。そして、平型基板は、供給ユニットの外壁面付近において上方へと折り曲げられ、平らな外壁面に沿って鉛直上方へと真っ直ぐに延びている。

特開２００５−５９３３９号公報

特許文献１では、平型基板が隙間から引き出されると共に、隙間の出口から鉛直上方へと供給ユニットの外壁面に沿っている。一方、供給ユニットの外壁面が、隙間の出口から鉛直上方に切り立っている。したがって、ヘッド全体のサイズを抑えるために平型基板をなるべく外側に突出しないように折り曲げるためには、隙間付近でほぼ９０度に折り曲げなければならない。つまり、小さな曲率半径で平型基板を折り曲げなければならない。ところが、平型基板の曲率半径が小さいと、平型基板に断線が発生するおそれが高まる。

本発明の目的は、平型基板の曲率半径がなるべく小さくならないような液体吐出ヘッドを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の観点によると、液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と当該吐出口に連通する液体流路とを有する流路ユニットと、前記液体流路内の液体に吐出エネルギーを付与するアクチュエータユニットと、前記液体流路に液体を供給する供給ユニットと、前記アクチュエータユニットに駆動信号を供給する配線を有する可撓性の平型基板とを備えており、前記アクチュエータユニットが、平らな表面と当該平らな表面に形成された接続部とを有し、前記流路ユニットの表面に前記平らな表面を外側にして貼り付けられ、前記供給ユニットが、前記平らな表面に直交する第１方向に関して前記流路ユニット側の部分であって前記アクチュエータユニットと対向した第１部分と、前記第１方向に関して前記第１部分を挟んで前記流路ユニットとは反対側の部分である第２部分とを有し、前記第１部分が、前記平らな表面に沿った第２方向に直交した外表面である第１表面を有し、前記第２部分が、前記第２方向に直交した外表面であって、前記第２方向に関して前記第１表面よりも前記アクチュエータユニットから離隔した位置に配置された第２表面を有し、前記平型基板が、前記平らな表面に沿って延び、前記接続部に接続された第１領域と、前記第２表面に面接触した第２領域と、前記供給ユニットと前記流路ユニットとの隙間を通って前記第１領域から前記第２領域へと湾曲しつつ延びると共に、これらの２つの領域に滑らかに連続した第３領域とを有し、前記第３領域が、前記第２方向に関して前記第１部分と対向すると共に前記第１表面から前記第２表面までの空間である対向空間を通ると共に、前記第１方向に関して最も前記流路ユニットに近接した前記第１表面の端縁と当接している。

平型基板における第２領域は、第２方向に直交する平面に沿った第２表面に面接触している。したがって、第２領域は、第２方向に直交して延びている。一方、第３領域は、第２方向に沿った第１領域から供給ユニットと流路ユニットとの隙間を通りつつ、第２領域に向かって湾曲している。ここで仮に、第１表面と第２表面とが第２方向に関して同じ位置にあるとする。この場合、第３領域を第２領域へと連続させるためには、供給ユニットの第１部分において第１表面が形成された端部を回りこむように第３領域を引き回さなければならない。このとき、第１部分を回り込ませる分、第３領域の曲率半径が小さくなるおそれがある。

これに対して、本発明では、上記のように、第２方向に関して第２表面が第１表面よりアクチュエータユニットから離隔した位置にある。つまり、第１表面が第２表面よりアクチュエータユニット側に退避している。したがって、第２方向に関して第１部分と対向すると共に第１表面から第２表面までの範囲の対向空間が、第１部分が存在しない空間となる。そして、第３領域がその空間を通るように引き回されている。したがって、第１表面と第２表面とが第２方向に関して同じ位置にある場合と比べ、第３領域に第１部分を回り込ませる必要がなく、第３領域の曲率半径が小さくなるのを抑制できる。これにより、平型基板の断線を抑制できる。また、第３領域が第１部分に第１表面の端縁で当接しているので、第３領域の形状を保持することができる。

また、本発明においては、前記供給ユニットと前記第１領域とが、前記第１方向に関して前記第１部分の厚みより小さい距離で離隔しており、前記第１表面と前記第２表面とが、前記第２方向に関して前記厚み以上に離隔していることが好ましい。これによると、後述の実施の形態において説明するとおり、第３領域における曲率半径の最小値をなるべく大きくすることができる。

また、本発明においては、前記第１方向に関する前記第１部分の厚みが、前記第１方向及び前記第２方向の両方に沿った断面に関する前記第３領域の曲率半径の最小値より大きくてもよい。

また、本発明においては、前記第２方向に関して、前記第１表面と前記アクチュエータユニットとの距離が前記第１表面と前記第２表面との距離より小さいことが好ましい。これによると、第２方向に関してヘッド全体の大きさを抑えることができる。

また、本発明においては、前記第１方向に関して、前記第１部分の厚みが、前記供給ユニットと前記第１領域との距離より大きいことが好ましい。これによると、第１方向に関してヘッド全体の大きさを抑えることができる。

また、本発明においては、前記第２部分において前記第２表面を含む端部が、前記第２方向に関する両面が粘着面である粘着部材で構成されていることが好ましい。これによると、平型基板の第２領域を第１部分に確実に貼り付けることができる。

第２方向に関して第２表面が第１表面よりアクチュエータユニットから離隔した位置にある。つまり、第１表面が第２表面よりアクチュエータユニット側に退避している。したがって、第２方向に関して第１部分と対向すると共に第１表面から第２表面までの範囲の対向空間が、第１部分が存在しない空間となる。そして、第３領域がその空間を通るように引き回されている。したがって、第１表面と第２表面とが第２方向に関して同じ位置にある場合と比べ、第３領域に第１部分を回り込ませる必要がなく、第３領域の曲率半径が小さくなるのを抑制できる。これにより、平型基板の断線を抑制できる。また、第３領域が第１部分に第１表面の端縁で当接しているので、第３領域の形状を保持することができる。

本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドが適用されるインクジェットプリンタの内部構造を示す概略側面図である。 図２（ａ）は、図１のインクジェットヘッドの縦断面であって、図３のＩＩ−ＩＩ線断面に対応する断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。 図１のインクジェットヘッドの下部構造を構成する流路ユニットの平面図である。 図２の二点鎖線ＩＶの範囲の拡大図である。 図４の流路ユニットにおけるＶ−Ｖ線断面図である。 図５（ａ）は、図４のアクチュエータユニットに接続された平型柔軟基板の断面を含む、アクチュエータユニット付近の拡大断面図である。図５（ｂ）は個別電極及びランドの平面図である。 は、平型柔軟基板の第３領域周辺に対応する図２の拡大図である。 図８（ａ）〜図８（ｃ）は、図７において、第３領域が通る経路がさまざまに異なる平型柔軟基板の形状を示す図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッド１００が適用されるインクジェット式プリンタ１の全体構成について説明する。

プリンタ１は、直方体形状の筐体１ａを有する。筐体１ａの天板上部には、排紙部３１が設けられている。以下の説明上、筐体１ａの内部空間を上から順に空間Ａ，Ｂ，Ｃと区分する。空間Ａ及びＢは、排紙部３１に連なる用紙搬送経路が形成された空間である。空間Ａでは、用紙Ｐの搬送と用紙Ｐへの画像の記録が行われる。空間Ｂでは、給紙に係る動作が行われる。空間Ｃには、インク供給源としてのインクカートリッジ４０が収容されている。

空間Ａには、４つのインクジェットヘッド１００、用紙Ｐを搬送する搬送ユニット２１、用紙Ｐをガイドするガイドユニット等が配置されている。空間Ａ内には、これらの機構を含めたプリンタ１各部の動作を制御して、プリンタ１全体の動作を司る制御部１ｐが配置されている。

制御部１ｐは、外部から供給された画像データに基づいて、用紙Ｐに画像が記録されるよう、記録に係わる準備動作、用紙Ｐの供給・搬送・排出動作、用紙Ｐの搬送に同期したインク吐出動作等を制御する。

制御部１ｐは、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）に加えて、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory：不揮発性ＲＡＭを含む）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）、Ｉ／Ｆ（Interface）、Ｉ／Ｏ（Input/Output Port）等を有する。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。ＲＡＭには、プログラム実行時に必要なデータ（例えば画像データ）が一時的に記憶される。ＡＳＩＣでは、画像データの書き換え、並び替え等（信号処理や画像処理）が行われる。Ｉ／Ｆは、上位装置とのデータ送受信を行う。Ｉ／Ｏは、各種センサの検出信号の入力／出力を行う。

各ヘッド１００は、主走査方向に長尺な略直方体形状を有するラインヘッドである。４つのヘッド１００は、副走査方向（第２方向）に所定ピッチで並び、ヘッドフレーム３を介して筐体１ａに支持されている。画像記録に際して、４つのヘッド１００の下面（吐出面１００ａ）には多数のインクの吐出口１４ａが開口している（図５参照）。吐出口１４ａからはそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクが吐出される。ヘッド１００のより具体的な構成については後に詳述する。

搬送ユニット２１は、図１に示すように、ベルトローラ６，７及び両ローラ６，７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８に加え、搬送ベルト８の外側に配置されたニップローラ４及び剥離プレート５、搬送ベルト８の内側に配置されたプラテン９、テンションローラ１０等を有する。

ベルトローラ７は、駆動ローラであって、搬送モータ１９の駆動により、図１中時計回りに回転する。ベルトローラ７の回転に伴い、搬送ベルト８が図１中の太矢印方向に走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８が走行するのに伴って、図１中時計回りに回転する。ニップローラ４は、ベルトローラ６に対向配置され、上流側ガイド部（後述）から供給された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえつける。剥離プレート５は、ベルトローラ７に対向配置され、用紙Ｐを外周面８ａから剥離して下流側ガイド部（後述）へと導く。プラテン９は、４つのヘッド１００に対向配置され、搬送ベルト８のループ上部を内側から支える。これにより、外周面８ａとヘッド１００の吐出面１００ａとの間に、画像記録に適した所定の間隙が形成される。テンションローラ１０は、搬送ベルト８のループ下部を外側に向かって付勢する。

ガイドユニットは、搬送ユニット２１を挟んで配置された、上流側ガイド部及び下流側ガイド部を含む。上流側ガイド部は、２つのガイド２７ａ，２７ｂ及び一対の送りローラ２６を有し、給紙ユニット１ｂ（後述）と搬送ユニット２１とを繋ぐ。下流側ガイド部は、２つのガイド２９ａ，２９ｂ及び二対の送りローラ２８を有し、搬送ユニット２１と排紙部３１とを繋ぐ。

空間Ｂには、給紙ユニット１ｂが配置されている。給紙ユニット１ｂは、給紙トレイ２３及び給紙ローラ２５を有し、給紙トレイ２３が筐体１ａに対して着脱可能である。給紙トレイ２３は、上方に開口する箱であり、複数種類のサイズの用紙Ｐを収納する。給紙ローラ２５は、給紙トレイ２３内で最も上方にある用紙Ｐを送り出し、上流側ガイド部に供給する。

空間Ａ及びＢには、上述のように、給紙ユニット１ｂから搬送ユニット２１を介して排紙部３１に至る用紙搬送経路が形成されている。制御部１ｐが記録指令に基づいて給紙ローラ２５、送りローラ２６、２８、搬送モータ１９等を駆動すると、まず、給紙トレイ２３から用紙Ｐが送り出される。この用紙Ｐは、送りローラ２６によって、搬送ユニット２１に供給される。用紙Ｐが各ヘッド１００の真下を副走査方向に通過する際、各吐出面１００ａからインクが吐出されて、用紙Ｐ上にカラー画像が記録される。用紙Ｐは、その後剥離プレート５により剥離され、２つの送りローラ２８によって上方に搬送される。さらに用紙Ｐは、上方の開口３０から排紙部３１に排出される。

なお、副走査方向とは、搬送ユニット２１による用紙Ｐの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向である。

空間Ｃには、インクユニット１ｃが筐体１ａに対して着脱可能に配置されている。インクユニット１ｃは、カートリッジトレイ３５、及び、トレイ３５内に並んで収納された４つのカートリッジ４０を有する。各カートリッジ４０は、インクチューブを介して、対応するヘッド１００にインクを供給する。

次に、図２〜図８を参照し、ヘッド１００の構成についてより詳細に説明する。ヘッド１００は、図２に示すように、回路基板１５０、供給ユニット１４０及びヘッド本体１０１が鉛直方向（第１方向）に積層された積層体を有している。まず、ヘッド本体１０１について説明する。なお、図４では、アクチュエータユニット１２０の下側にあって点線で示すべき圧力室１６及びアパーチャ１５を実線で示している。

ヘッド本体１０１は、図３に示すように、流路ユニット１２、及び、８つのアクチュエータユニット１２０を有している。流路ユニット１２は、略同一サイズの矩形状の９枚の金属プレート１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉ（図５参照）を互いに接着した積層体である。流路ユニット１２の上面１２ｘには、図３に示すように、開口１２ｙが形成されている。開口１２ｙには、供給ユニット１４０からのインクが流れ込む。流路ユニット１２の内部には、インク流路（液体流路）が形成されており、図３〜図５に示すように、開口１２ｙを一端とするマニホールド流路１３、マニホールド流路１３から分岐した副マニホールド流路１３ａ、及び、副マニホールド流路１３ａの出口から圧力室１６を介して吐出口１４ａに至る個別インク流路１４を含む。

個別インク流路１４は、吐出口１４ａごとに形成されており、図５に示すように、流路抵抗を調整するための絞りとして機能するアパーチャ１５、及び、上面１２ｘに開口した圧力室１６を含む。圧力室１６は、図４〜図６に示すように、ほぼ菱形形状に開口している。圧力室１６は、上面１２ｘにおいてマトリクス状に多数配置され、平面視で略台形領域を占める計８つの圧力室群を構成している。吐出口１４ａも、圧力室１６と同様、吐出面１００ａにおいて計８つの吐出口群を構成している。

アクチュエータユニット１２０は、図３に示すように、それぞれ台形の平面形状を有している。８つのアクチュエータユニット１２０は、台形の下底部を外側にして、副走査方向の略中央に関して、主走査方向に沿って２列の千鳥状に配列している。各アクチュエータユニット１２０は、図４に示すように、圧力室１６の開口を封止しており、圧力室群（吐出口群）の台形領域に合わせて配置されている。アクチュエータユニット１２０は、ドライバＩＣ１３５が実装された平型柔軟基板１３０を介して、回路基板１５０と接続されている。なお、ドライバＩＣ１３５の実装位置は、図２（ａ）に示すように、平型柔軟基板１３０上において、供給ユニット１４０と対向可能な位置（後述の領域１３０ａ上の位置）である。

平型柔軟基板１３０は、可撓性のある扁平なケーブル部材であり、アクチュエータユニット１２０毎に設けられている。平型柔軟基板１３０は、図６（ａ）に示すように、絶縁性の樹脂材料からなる基材１３１と、基材１３１の表面に形成された複数本の配線１３２と、配線１３２を被覆する絶縁性の樹脂材料からなる被覆層１３３とを有している。配線１３２は、アクチュエータユニット１２０の個別電極１２３毎に設けられ、ドライバＩＣ１３５の出力端子と個別電極１２３とを接続している。個別電極１２３との接続は、図６（ａ）に示すように、後述のバンプ１２７を介する。平型柔軟基板１３０は、アクチュエータユニット１２０から副走査方向に関してヘッド本体１０１の外側へ引き出され、上方の回路基板１５０に向かって折り曲げられている。

次に、アクチュエータユニット１２０の構成についてより詳細に説明する。アクチュエータユニット１２０は、図６（ａ）に示すように、上から順に、個別電極１２３、圧電層１２１、共通電極１２４及び圧電層１２２が流路ユニット１２の上面１２ｘに積層された積層体である。各アクチュエータユニット１２０は、１つの圧力室群に対応して配置されている。

圧電層１２１、１２２は、平面視で同じサイズの台形形状を有し、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の強誘電性セラミックスである。個別電極１２３は、図６（ｂ）に示すように、圧力室１６毎に配置され、主部１２３ａ及び延出部１２３ｂから構成される。主部１２３ａは、圧力室１６と対向し、平面視で圧力室１６よりも一回り小さい。延出部１２３ｂは、主部１２３ａの鋭角部から延びて、圧力室１６の外側に先端を持つ。この先端には、平面視円形のランド１２６が形成されている。ランド１２６上には、バンプ１２７も形成されている。共通電極１２４は、圧電層１２２の上面全体に亘って形成されている。バンプ１２７は、平型柔軟基板１３０の被覆層１３３を貫通して、配線１３２と接続している。ドライバＩＣ１２５からの駆動信号は、バンプ１２７を介して、個別電極１２３に与えられる。共通電極１２４は、不図示の場所で接地されている。

圧電層１２１、１２２は、ともに１５μｍの厚みで、圧電層１２１のみが分極されている。両電極１２３、１２４は、Ａｕ（金）からなり、ほぼ１μｍの厚みである。ランド１２６は、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム）からなり、ほぼ９μｍの厚みである。直径は、１３０μｍである。バンプ１２７も、Ａｇ−Ｐｄ（銀パラジウム）からなり、ほぼ２０μｍの厚みを持つ。

駆動信号が与えられると、アクチュエータユニット１２０は、対応する個別電極１２３部分（個別電極１２３と圧力室１６で挟まれた部分）がユニモルフ変形する。このとき、圧力室１６の容積が変化して、吐出口１４ａからインクが吐出される。

次に、供給ユニット１４０及び回路基板１５０について、図２及び図７を参照しつつ説明する。供給ユニット１４０は、主走査方向に長尺な略直方体の上部ユニット１４１と、主走査方向に長尺な平板状の下部ユニット１４２とを有している。供給ユニット１４０の内部には、インクを流路ユニット１２へと供給する供給流路１４０ａが形成されている。供給流路１４０ａは、上部ユニット１４１及び下部ユニット１４２の両方に跨って形成されている。

上部ユニット１４１は、鉛直方向に関して下部ユニット１４２を挟んで、流路ユニット１２とは反対側に配置されている。上部ユニット１４１の側面１４１ａは、副走査方向に直交する平面に沿っている。上部ユニット１４１の下面は水平に沿っている。上部ユニット１４１の上面には、インクの導入部１４３が設置されている。導入部１４３は、インクチューブを介してカートリッジ４０と接続されている。導入部１４３内は、供給流路１４０ａの一部（部分流路１４３ａ）である。カートリッジ４０からのインクは、インクチューブを介して、導入部１４３から供給流路１４０ａへと導入される。

下部ユニット１４２は、平板部１４６（第１部分）と、導出部１４４及び１４５とを有している。導出部１４４及び１４５は、平板部１４６の下面から下方に突出した部分で、流路ユニット１２と接続している。平板部１４６は、水平に延びており、副走査方向に関して両側の側面１４２ａ（第１表面）が、副走査方向に直交している。平板部１４６は、アクチュエータユニット１２０から鉛直上方に微小に離隔して配置されている。導出部１４４は、図３に示すように、各アクチュエータユニット１２０と副走査方向に対向する位置に配置されている。また、導出部１４５は、２つ設けられており、主走査方向に関して８つのアクチュエータユニット１２０を挟む位置に配置されている。導出部１４４及び１４５内には、供給流路１４０ａの一部である部分流路１４４ａ及び１４５ａが形成されている。導出部１４４及び１４５と流路ユニット１２とが接続されて、部分流路１４４ａ及び１４５ａと開口１２ｙとが水密に連結している。供給流路１４０ａ内のインクは、導出部１４４及び１４５から開口１２ｙを介して、流路ユニット１２内のインク流路へと供給される。

回路基板１５０は、供給ユニット１４０の上面（上部ユニット１４１の上面）に積層されている。回路基板１５０は、制御部１ｐからの制御信号を調整してドライバＩＣ１３５に出力する。ドライバＩＣ１３５からは、この制御信号が、駆動信号としてアクチュエータユニット１２０に出力されることになる。回路基板１５０は、制御信号を調整するための各種電子部品、信号伝送用の配線、平型柔軟基板１３０との接続端子１５１等を有している。

平型柔軟基板１３０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、アクチュエータユニット１２０から、導出部１４４及び１４５の反対側に副走査方向に沿って引き出されている。そこから、平型柔軟基板１３０は、上部ユニット１４１の側面１４１ａの下端部近傍で上方へと折れ曲がり、側面１４１ａに沿って上方へ延びる。平型柔軟基板１３０は、上部ユニット１４１の上面を超えたあたりで内側に折れ曲がり、回路基板１５０の接続端子１５１へと至る。このように、平型柔軟基板１３０は、アクチュエータユニット１２０と対向した第１領域１３０ａと、側面１４１ａに沿った第２領域１３０ｂと、第１領域１３０ａと第２領域１３０ｂとを繋ぐ第３領域１３０ｃとの３つの領域を有している（図７参照）。

第１領域１３０ａと下部ユニット１４２とは、鉛直方向に所定の離隔距離Δで離隔している（図７参照）。Δは、ヘッド１００全体の鉛直方向に関する厚みが大きくなり過ぎないように、アクチュエータユニット１２０のユニモルフ変形を妨げない程度の微小な大きさに設定されている。第２領域１３０ｂは、粘着テープ１４７（粘着部材）を介して側面１４１ａに固定されている（図７参照）。粘着テープ１４７は両面が粘着面である。粘着テープ１４７の一方の表面１４７ｂは側面１４１ａに面接触しつつ貼り付けられ、他方の表面１４７ａは第２領域１３０ｂに面接触しつつ貼り付けられている。なお、上部ユニット１４１と粘着テープ１４７との結合体は、本発明における第２部分に対応する。ここで、粘着テープ１４７は、第２方向（副走査方向）に関する第２部分の端部に対応する。粘着テープ１４７の外側の表面１４７ａは、本発明における第２表面に対応する。第３領域１３０ｃは、第１領域１３０ａから第２領域１３０ｂへと湾曲しつつ延びており、第１領域１３０ａ及び第２領域１３０ｂに滑らかに連続している。

ところで、第３領域１３０ｃでは、流路ユニット１２と下部ユニット１４２との間の狭い隙間から上方へと湾曲している。この湾曲部において、曲率半径が小さくなり過ぎると、配線１３２が破断し、断線が生じるおそれがある。

そこで、本実施形態は、第３領域１３０ｃにおける曲率半径が小さくなりすぎないように、以下のように構成されている。まず、下部ユニット１４２の側面１４２ａが、図７に示すように、粘着テープ１４７の表面１４７ａよりアクチュエータユニット１２０側に配置されている。言い換えると、粘着テープ１４７の表面１４７ａが、下部ユニット１４２の側面１４２ａよりもアクチュエータユニット１２０から離隔して配置されている。これにより、副走査方向に関して、下部ユニット１４２の側面１４２ａに対向し且つ側面１４２ａから粘着テープ１４７の表面１４７ａまでの空間Ｓ（対向空間）が形成されている。空間Ｓは、図７に示すように、上部ユニット１４１の下面と下部ユニット１４２の側面１４２ａとに規定される矩形の断面を有している。そして、第３領域１３０ｃは、この空間Ｓを通っていると共に、最も流路ユニット１２に近接した下部ユニット１４２の側面１４２ａの端縁１４２ｂと当接している。つまり、第３領域１３０ｃは、図７において空間Ｓの左下隅及び右上隅を通る。

さらに、第３領域１３０ｃの周辺が、以下の条件１〜４を満たすように構成されている。（条件１）副走査方向に関する側面１４２ａと表面１４７ａとの離隔距離Ｘが、鉛直方向に関する平板部１４６の厚みＴ以上である。（条件２）第３領域１３０ｃにおいて、図７に示す断面の最小曲率半径をＲとするとき、ＴがＲより大きい。（条件３）副走査方向に関するアクチュエータユニット１２０と側面１４２ａとの離隔距離ＡがＸより大きい。（条件４）ΔがＴより十分小さい。条件１〜４を満たす一実施例は、Ｘ＝０．５ｍｍ、Ｔ＝０．４ｍｍ、Ａ＝０．７ｍｍ、Δ＝０．１ｍｍである。

条件１〜４は、以下のように導かれる。空間Ｓが、図８（ａ）に示すように、一辺Ｔの正方形の断面を有していると仮定する。このとき、Ｘ＝Ｔである。また、第３領域１３０ｃが、空間Ｓの左上隅を中心とする半径Ｔの円弧Ｒ１の経路に沿って、空間Ｓの左下隅から右上隅まで延びていると仮定する。このとき、第３領域１３０ｃが半径Ｔの円弧Ｒ１に沿っていることから、最小曲率半径はＴとなる。なお、第３領域１３０ｃは、必ず空間Ｓの左下隅と右上隅とを通る。これは、左下隅が下部ユニット１４２との当接位置に相当することと、右上隅が第２領域１３０ｂと連続する位置であることとに基づく。また、第３領域１３０ｃは、空間Ｓの右上隅において鉛直方向に沿う。これは、第３領域１３０ｃが空間Ｓの右上隅において第２領域１３０ｂと連続することによる。さらに、第３領域１３０ｃは、空間Ｓの左下隅において、ほぼ水平に沿う。これは、第３領域において、空間Ｓの左下隅からアクチュエータユニット１２０までの領域は、鉛直方向に関して下部ユニット１４２の下面とアクチュエータユニット１２０の上面との高低差を有するに過ぎず、下部ユニット１４２の下面とアクチュエータユニット１２０の上面とは微小に離隔しているのみである。したがって、第３領域において、空間Ｓの左下隅からアクチュエータユニット１２０までの領域は、ほぼ水平に沿うためである。

しかし、実際には、第３領域１３０ｃは円弧Ｒ１に沿わせず、図８（ａ）に示すように、円弧Ｒ１の下方に垂れ下がった経路Ｒ２に沿って配置することが好ましい。垂れ下がりを無理に小さくすると、空間Ｓの右上隅において第３領域１３０ｃが第２領域１３０ｂと滑らかに連続せず、尖って折れ曲がるおそれがあるためである。第３領域１３０ｃを経路Ｒ２のように自然に垂れ下がらせることにより、空間Ｓの右上隅において第２領域１３０ｂと滑らかに連続させることができる。

一方、第３領域１３０ｃが円弧Ｒ１よりも下方に垂れ下がると、図８（ａ）の二点鎖線で囲んだ領域において円弧Ｒ１から斜め下方に突出した形状を呈する。このため、この領域において、第３領域１３０ｃの最小曲率半径が円弧Ｒ１の半径Ｔよりも小さくなってしまう。

そこで、以下のとおり、副走査方向に関する空間Ｓの幅Ｘを変えて、第３領域１３０ｃの最小曲率半径がなるべくＴに近くなるように調整することを考える。まず、ＸをＴより小さくすることを想定する。そして、このような空間Ｓの右上隅及び左上隅を通り、且つ、空間Ｓの右上隅において第２領域１３０ｂと円滑に連続するように、第３領域１３０ｃを垂れ下げて配置することを想定する。この場合、図８（ｂ）に示すように、二点鎖線で囲まれた湾曲部が経路Ｒ２よりもさらに斜め下方に突出する。したがって、最小曲率半径がますます小さくなるため、好ましくない。

次に、ＸをＴより大きくすることを想定する。そして、このような空間Ｓの右上隅及び左上隅を通り、且つ、空間Ｓの右上隅において第２領域１３０ｂと円滑に連続するように、第３領域１３０ｃを垂れ下げて配置することを想定する。この場合、第３領域１３０ｃは、図８（ｃ）に示すように、図８（ａ）の場合と比べて、より円弧Ｒ１の近傍の経路を辿ることができる。したがって、第３領域１３０ｃの最小曲率半径も、図８（ａ）の場合と比べてＴにより近くなる。また、空間Ｓを図８（ａ）のように設定したまま無理に垂れ下がりを抑制する場合と比べ、第３領域１３０ｃが第２領域１３０ｂと滑らかに連続しやすい。

以上のとおり、第３領域１３０ｃを第２領域１３０ｂと滑らかに連続させつつ第３領域１３０ｃの最小曲率半径をなるべく大きくするという観点から、ＸがＴより大きいという条件１が導かれる。また、条件２は、図８（ｃ）の二点鎖線で囲まれた領域のように、円弧Ｒ１より外側を通る領域において最小曲率半径がＴより小さくなるため、このような経路を通る限り、自ずと満たされる。条件３は、第１領域１３０ａにおける安定な電気的接続を確保する観点から説明できる。第３領域１３０ｃの第１領域１３０ａからの引き出し方向が、水平方向に近づくので、電気的接続部に対する鉛直方向に引き剥がす外力の影響を低減できる。条件４は、ヘッド１００全体の鉛直方向に関する厚みをなるべく小さく抑える観点から導かれる。

以上説明した本実施形態によると、下部ユニット１４２の側面１４２ａが粘着テープ１４７の表面１４７ａよりも副走査方向に関してアクチュエータユニット１２０側に配置されている。つまり、側面１４２ａが表面１４７ａから副走査方向に関してアクチュエータユニット１２０側に退避している。一方、仮に、側面１４２ａと表面１４７ａとが副走査方向に関してほぼ同じ位置にあるとする。つまり、下部ユニット１４２が副走査方向に関して粘着テープ１４７付近まで延びており、空間Ｓが存在しないとする。この場合、第３領域１３０ｃを第２領域１３０ｂへと連続させるためには、図７の破線αに示すように、下部ユニット１４２が粘着テープ１４７まで延びた部分の外側を回りこむように第３領域１３０ｃを引き回さなければならない。このとき、第３領域１３０ｃは、下部ユニット１４２の角近傍においてほぼ９０度に折れ曲がるため、破線αに示すように、湾曲部分の曲率半径が小さくなるおそれがある。

これに対して、本実施形態では、上記のように、副走査方向に関して下部ユニット１４２の側面１４２ａが粘着テープ１４７の表面１４７ａよりもアクチュエータユニット１２０から離隔した位置にある。つまり、側面１４２ａが表面１４７ａよりアクチュエータユニット１２０側に退避しており、下部ユニット１４２が存在しない空間Ｓが形成されている。そして、第３領域１３０ｃが空間Ｓを通るように引き回されている。したがって、図７の破線αのように第３領域１３０ｃに下部ユニット１４２を回り込ませる必要がない。このため、第３領域１３０ｃの曲率半径が小さくなるのを抑制できる。これにより、平型柔軟基板１３０に断線が発生するのを抑制できる。また、第３領域１３０ｃが下部ユニット１４２に側面１４２ａの端縁１４２ｂで当接しているので、第３領域１３０ｃの形状を保持することができる。

さらに、本実施形態は、上記の条件１を満たすように構成されている。これにより、図８（ｃ）に示すように、第３領域１３０ｃに円弧Ｒ１に近い経路を辿らせることができるため、最小曲率半径をなるべく大きくできる。また、条件３及び４を満たすことにより、副走査方向や鉛直方向に関してヘッド１００が大きくなり過ぎるのを抑制できる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

例えば、上述の実施形態では、条件１〜４の全てを満たすことを想定している。しかし、これらのうちいずれか１つ以上の条件のみを満たしていてもよい。また、いずれの条件も満たしていなくてもよい。

また、上述の実施形態では、平型柔軟基板１３０の第２領域１３０ｂが粘着テープ１４７を介して上部ユニット１４１の側面１４１ａに固定されている。しかし、粘着テープ１４７の代わりに、接着剤を介して固定されていてもよい。この場合には、上部ユニット１４１と接着剤との結合体が本発明における第２部分に対向し、接着剤の外側の表面が本発明における第２表面に対応する。

また、上述の実施形態では、平型柔軟基板１３０の第３領域１３０ｃが図８（ｃ）に示すように配置されていることが好ましいとしている。しかし、平型柔軟基板１３０と流路ユニット１２との間にポッティング等を施すことにより、図８（ａ）に示すように円弧Ｒ１の経路に沿った状態で第３領域１３０ｃの形状を固定してもよい。

本発明に係る液体吐出装置は、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等に適用可能である。また、液体吐出装置に適用されるヘッドの数は４に限定されず、１以上であればよい。ヘッドは、ライン式に限定されず、シリアル式でもよい。さらに、本発明に係る液体吐出ヘッドは、インク以外の液体を吐出してもよい。

１ インクジェット式プリンタ（プリンタ）
１２ 流路ユニット
１００ インクジェットヘッド（ヘッド）
１２０ アクチュエータユニット
１３０ 平型柔軟基板
１３０ａ 第１領域
１３０ｂ 第２領域
１３０ｃ 第３領域
１４０ 供給ユニット
１４０ａ 供給流路
１４１ 上部ユニット
１４１ａ 側面
１４２ 下部ユニット
１４２ａ 側面
１４２ｂ 端縁
１４７ 粘着テープ
１４７ａ 表面

Claims (6)

1. 液体を吐出する吐出口と当該吐出口に連通する液体流路とを有する流路ユニットと、
   前記液体流路内の液体に吐出エネルギーを付与するアクチュエータユニットと、
   前記液体流路に液体を供給する供給ユニットと、
   前記アクチュエータユニットに駆動信号を供給する配線を有する可撓性の平型基板とを備えており、
   前記アクチュエータユニットが、平らな表面と当該平らな表面に形成された接続部とを有し、前記流路ユニットの表面に前記平らな表面を外側にして貼り付けられ、
   前記供給ユニットが、前記平らな表面に直交する第１方向に関して前記流路ユニット側の部分であって前記アクチュエータユニットと対向した第１部分と、前記第１方向に関して前記第１部分を挟んで前記流路ユニットとは反対側の部分である第２部分とを有し、
   前記第１部分が、前記平らな表面に沿った第２方向に直交した外表面である第１表面を有し、
   前記第２部分が、前記第２方向に直交した外表面であって、前記第２方向に関して前記第１表面よりも前記アクチュエータユニットから離隔した位置に配置された第２表面を有し、
   前記平型基板が、前記平らな表面に沿って延び、前記接続部に接続された第１領域と、前記第２表面に面接触した第２領域と、前記供給ユニットと前記流路ユニットとの隙間を通って前記第１領域から前記第２領域へと湾曲しつつ延びると共に、これらの２つの領域に滑らかに連続した第３領域とを有し、
   前記第３領域が、前記第２方向に関して前記第１部分と対向すると共に前記第１表面から前記第２表面までの空間である対向空間を通ると共に、前記第１方向に関して最も前記流路ユニットに近接した前記第１表面の端縁と当接していることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記供給ユニットと前記第１領域とが、前記第１方向に関して前記第１部分の厚みより小さい距離で離隔しており、
   前記第１表面と前記第２表面とが、前記第２方向に関して前記厚み以上に離隔していることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１方向に関する前記第１部分の厚みが、前記第１方向及び前記第２方向の両方に沿った断面に関する前記第３領域の曲率半径の最小値より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第２方向に関して、前記第１表面と前記アクチュエータユニットとの距離が前記第１表面と前記第２表面との距離より小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記第１方向に関して、前記第１部分の厚みが、前記供給ユニットと前記第１領域との距離より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記第２部分において前記第２表面を含む端部が、前記第２方向に関する両面が粘着面である粘着部材で構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

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