液体喷头,墨盒和图像形成设备的制作方法

专利名称：液体喷头,墨盒和图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液体喷头、墨盒和图像形成设备。
背景技术：
通常的图像形成(记录)设备，诸如打印机、传真机、复印机、绘图机或者具有多个 这样的功能的多任务机器，包括由液体喷头组成的记录头，该液体喷头喷射液体墨滴从而 形成图像。在图像形成(同义地使用记录、打印和成像)期间，图像形成设备使得液体墨滴 粘附在介质上，并且传输介质(以下也被称为纸张，但是不限定材料；同样，同义地使用将 被记录的介质，记录介质、转印构件、记录纸张等)。 应该注意的是，"图像形成设备"表示将液体喷射在诸如纸张、丝线、纤维、织物、皮 革、金属、塑料、玻璃、木头和陶瓷的介质上从而进行图像形成的设备。此外，"图像形成"表 示不止是诸如字符和图案的有意义的图像形成在介质上，而且还表示诸如图形(仅仅，液 滴的喷射)的无意义的图像形成在介质上。此外，"墨"不限于定义狭窄的墨并且不特别地
限定，只要是喷射时是液体就可以。例如，墨也表示DNA样品、抗蚀剂、图形材料、树脂材料等。 在这样的图像形成设备中，当诸如个人计算机的信息处理设备的处理能力增大 时，可以提高记录速度(打印速度)和图像质量。为了提高记录速度，记录头形成为伸长 形，从而可以增加喷头的数量，或者多个记录头以直线形式互相连接。此外，为了提高图像 质量，喷头(头)被设置在多个列上从而尽可能使用多种墨颜色。与常规装置的这些相比， 具有这样的记录头的记录装置尺寸增大，从而就会增加它们的加工成本。因此，希望进一步 减小记录头和具有这样的记录头的(串联式的)支架的尺寸并且降低它们的加工成本。
同时，柔性印制电路(flexible printed circuit)(以下称为"FPC")被用于将记 录信息的电信号等从记录装置主体传输到记录头(见专利文献1)。
专利文献1 :JP-A-10-109410 作为一种使用FPC的常规头部的构造，专利文献2描述一种FPC被设置为面向垂 直于喷嘴表面的两侧面的头部构造。每个FPC具有连接到记录头的致动器的一端和连接到 与记录装置主体电连接的连接器的另一端。
专利文献2 :JP-A-2002-046256 此外，专利文献3说明一种具有变换成两种形状的作为一个使用的柔性印制电路 的记录装置。因此，一对柔性线路板被设置为对应于记录头的各个连接部，同时线路板在与 连接部的连接上互相面对。柔性线路板相对于记录头和驱动电路板之间的纵向方向几乎折 成直角，并且被折回180度。
专利文献3 :JP-A-2002-321371 但是，根据专利文献2的以上构造，同样引起连接器部和FPC —起彼此面对，从而 就不可能减小记录头的宽度(在宽度方向上)。 另外，根据专利文献2的以上构造，柔性线路板被折回从而利用相同的部件以降低部件的成本。但是，縮小包括记录头的支架的尺寸，并且随着柔性线路板的尺寸縮小引起 部件的成本降低是不够的。 而且，如图l所示，在应用于直线型图像形成设备中的直线型头部单元100的情 况下，头部单元1000本身很大，在该直线型图像形成设备中，多个短头部1001以交叉的方 式被设置并且被保持在头部支撑构件1002上。结果，包括头部单元1000的图像形成设备 变得相当大。头部单元1000的长度"L"取决于应用在图像形成设备中的记录介质的尺寸。 另一方面，头部单元1000的宽度"W"不取决于记录介质，但是会直接地影响图像形成设备 的尺寸，而与记录介质的尺寸无关。因为在本实例中头部1001具有宽度"W"，所以头部单 元1000的宽度"W"变成至少"2W"。因此，随着头部单元1001的宽度"W"的减小，头部单元
1000的宽度"w"减小。 因而，为了减小直线型图像形成设备主体的尺寸，减小头部单元的宽度是很重要 的，并且可以减小组成头部单元的头部的宽度从而减小记录头的尺寸。在串联式图像形成 设备中，如果记录头的宽度很大，扫描支架的宽度变大，从而扰乱图像装置主体的尺寸减小 和高速打印。因此，希望减小头部的宽度。

发明内容
本发明是鉴于上述问题作出的并且可以实现记录头的尺寸减小。 根据本发明的一个方面，提供一种液体喷头，该液体喷头包括至少两个驱动元件
列，在该驱动元件列中，产生用于从喷嘴喷射液滴的能量的多个驱动元件被并排设置；线路
板，该线路板被设置在与喷嘴被形成在其中的表面相对的侧上；和至少两片柔性印制电路，
该两片柔性印制电路被设置为对应于各个驱动元件列并且具有连接到多个驱动元件的输
出端部和连接到线路板的输入端部，该输入端部被拉到线路板一侧。柔性印制电路被设置
为彼此面对，而柔性印刷电路的输入端部不彼此面对，并且柔性印制电路的输入端部在柔
性印制电路彼此面对且连接到线路板的方向上弯折。 根据本发明的另一方面，提供一种液体喷头，该液体喷头包括三个或者更多个驱 动元件列，在该驱动元件列里，产生用于从喷嘴喷射液滴的能量的多个驱动元件被并排设 置；线路板，该线路板被设置在与喷嘴被形成在其中的表面相对的侧上；和至少三列或者 更多列的柔性印制电路，该柔性印制电路设置为对应于各个驱动元件列并且具有连接到多 个驱动元件的输出端部和连接到接线板的输入端部，该输入端部被拉到接线板一侧。柔性 印制电路的输入端部弯折并且被连接到线路板，柔性印制电路的输入端部位于从三列或者 更多列的柔性印制电路之间的外部，该柔性印制电路在柔性印制电路被设置且被连接到线 路板的方向上弯折。 在柔性印制电路的输入端部被设置的方向上、位于输入端部之间的空间可以被定 位在驱动元件列之间的中心部分上。此外，柔性印制电路的输入端部可以被设置为平行于 输出端部，并且输入端部的长度在驱动元件列的方向上可以是输出端部的长度的一半或者 小于输出端部的长度。此外，多个柔性印制电路可以具有相同的形状。 仍然根据本发明的另一方面，提供一种液体喷头，该液体喷头包括至少两个驱动 元件列，在该驱动元件列中，产生用于从喷嘴喷射液滴的能量的多个驱动元件被并排设置； 线路板，该线路板被设置在与喷嘴被形成在其中的表面相对的侧上；和柔性印刷电路片，该
5柔性印刷电路片设置为对应于驱动元件列并且具有连接到多个驱动元件的输出端部和连 接到线路板的输入端部。柔性印制电路具有第一和第二输入端部，并且至少与第一和第二 输入端部连续的配线区域的部分彼此面对，第一和第二输入端部在至少与第一和第二输入 端部连续的配线区域的部分彼此面对的方向上弯折并且被连接到线路板，并且第一和第二 输入端部被设置在第一和第二输入端部在至少与第一和第二输入端部连续的配线区域的 部分彼此面对的方向上不彼此面对的位置上。 线路板可以是具有安装在其上的支路电容器(bypass condenser)的印刷线路板。
仍然根据本发明的另一方面，提供有一种墨盒，在该墨盒中，墨喷头和墨槽彼此结 合在一起，其中，墨喷头是上述的液体喷头。 仍然根据本发明的另一方面，提供有一种图像形成设备，该图像形成设备具有上 述的液体喷头或者上述的墨盒。 在根据本发明的实施例的液体喷头中，多个输入端部不彼此面对。因此，可以减小 头部在其宽度方向上的尺寸并且实现头部尺寸的减小。 在根据本发明的实施例的墨盒中，整体地设置根据本发明的实施例的液体喷头。 因此，能够实现盒尺寸的减小。 在根据本发明的实施例的图像形成设备中，设置根据本发明的实施例的液体喷 头。因此，能够实现装置主体尺寸的减小。


图1是用于说明直线型头部的实例的视图； 图2是显示本发明的实施例被应用与其的液体喷头的实例的分解立体说明图； 图3是沿着与头部的喷嘴设置方向正交的方向的截面说明图； 图4是沿着头部的喷嘴设置方向的截面说明图； 图5是沿着头部的喷嘴设置方向的另一实例的截面说明图； 图6是根据本发明的第一实施例的FPC的说明图； 图7是具有安装在其上的FPC的头部的致动器单元的立体说明图； 图8是从喷嘴表面的相反侧看的、具有安装在其上的线路板的头部的立体说明
图； 图9是用于说明本发明的第二实施例的立体说明图； 图10是根据本发明的第三实施例的FPC的说明图； 图11是用于说明如何取出FPC的说明图； 图12是根据第三实施例的头部的示意性说明立体图； 图13是具有安装在其上的FPC的头部的致动器单元的立体说明图； 图14是从喷嘴表面的相反侧看的、具有安装在其上的线路板的头部的立体说明
图； 图15是根据本发明的第四实施例，从喷嘴表面的相反侧看的、具有安装在其上的 线路板的头部的立体说明图； 图16是根据本发明的第五实施例，具有安装在其上的FPC的头部的致动器单元的 立体说明 图17是根据本发明的第六实施例，具有安装在其上的FPC的头部结合盒(头部单 元)的侧面说明图； 图18是从墨槽的一侧看的头部单元的底部说明图；
图19是显示具有安装在其上的头部的FPC的平面说明图；
图20是头部的平面说明图；
图21是FPC的说明图； 图22是根据本发明的第七实施例，具有安装在其上的头部的FPC的平面说明图；
图23是根据本发明的第八实施例，具有安装在其上的头部的FPC的平面说明图；
图24是用于说明具有根据本发明的实施例的喷头的图像形成设备的机械部分的 完整构造的示意图；禾口 图25是机械部分的基本部分的平面说明图。
具体实施例方式
参考附图，说明本发明的实施例。首先，基于图2到5说明根据本发明的实施例的 液体喷头的实例。应该注意的是，图2是头部的分解立体说明图，图3是沿着与头部的喷嘴 设置方向正交的方向(液体室的纵向方向)的截面说明图，图4和5沿着头部的喷嘴设置 方向(液体室的宽度方向)的另外实例的截面说明图。 液体喷头具有由SUS基板制成的流道基板(液体室基板)1 ;振动板构件2，该振动 板构件2被结合到流道基板1的下表面上；和喷嘴板3，该喷嘴板3被结合到流道基板1的 上表面上。采用这些部件，形成有多个液体室6(同样被称为加压液体室、压力室、加压室， 流道等)，该液体室6用作分离流道，采用该分离流道，用于喷射液滴的多个喷嘴4连通通过 喷嘴连通通道5 ;液体抵抗部(fluid resisting part) 7，该液体抵抗部7同样用作将墨供 应到液体室6的供应通道；和连通部8，该连通部8通过液体抵抗部7与液体室6连通。
通过形成在振动板构件2中的供应端口 9，墨从形成在下述的支架构件17中的共 用的液体室10供应到连通部8。 流道基板1与流道板1A和连通板IB结合。在流道基板1中，通过使用酸浸蚀液 体浸蚀SUS基板或者将诸如打孔(按压)SUS基板的机械加工，形成连通通道5、加压液体室 6、液体抵抗部7等的开口。 振动板构件2包括形成液体室6的壁表面的振动区域(隔膜部分)2a并且包括形 成在振动区域2a的表面的外侧(在液体室6的相对侧)上的凸部2b。凸部2b被结合到层 状压电元件12的压电元件柱12A和12B的上端表面(结合表面)，该层状压电元件12将振 动区域2a变形进入凸部2b，并且用作产生用于喷射液滴的能量的驱动元件(致动器单元或 者压力产生单元)。此外，层状压电元件12的下端表面被结合到基部构件13。
这里，压电元件12具有由PZT等制成的压电材料层21，并且内部电极22a和22b 彼此交替压叠。内部电极22a和22b被拉到端表面，也就是，与压电元件12的振动板构件2 基本正交并且被连接到分别形成在侧表面上的端表面电极(外部电极)23a和23b的侧表 面。当电压被施加到端表面电极(外部电极)23a和23b时，会引起在层叠方向上的位移。 通过将使用半切割的打孔工序(groove work)应用到一个压电元件上，压电元件12形成所 需数量的压电柱12A和12B。
应该注意的是，压电元件12的压电元件柱12A和12B是相同的。但是，压电元件 柱12A接受驱动波形信号从而被驱动，同时压电元件柱12B不接受驱动波形信号并且只用 做支撑柱。在这种情况下，能够采用双螺旋构造和普通螺旋构造，在双螺旋构造中，如图4 所示，驱动压电元件柱12A和支撑压电元件柱12B被交替设置，在普通螺旋构造中，如图5 所示，仅驱动压电元件柱12A用作压电元件柱。 因而，设置两个驱动元件列(两列驱动压电元件柱12A)，在该驱动元件列中，多个 驱动压电元件柱12A作为驱动元件被并排设置在基部构件13上。 另外，利用在作为层状压电元件12的压电方向的方向"d33"上的位移，液体室6 中的墨的压力增大。换句话说，利用在作为其压电方向的方向"d31"上的位移，可以增大加 压液体室6中的墨的压力。 此外，用于压电元件的材料不限于本实施例，可以使用诸如通常被用作压电元件 材料的BaTi03，PbTi03，and(NaK)Nb03的铁电性材料的机电转换元件。而且，代替层状压电 元件，可以使用单板的压电元件。作为单板的压电构件，使用那些通过切割工具形成的，具 有通过屏幕印刷和烧结形成的厚膜，或者具有通过喷射方法、蒸发方法或者溶胶凝胶方法 形成的薄膜的构件。此外，一列或者多列层状压电构件12可以被设置在基部构件13上。
此外，作为配线单元的FPC(柔性印制电路)通过焊接被直接连接到压电元件12 的驱动压电元件柱12A的外部电极23a，从而传输驱动信号。FPC15将驱动IC16安装在其 上，从而选择性地将驱动波纹信号应用到压电元件12的驱动压电元件柱12A。应该注意的 是，所有驱动压电元件柱12A的外部电极23a被共同地电连接并且通过焊接被连接到FPC15 的共用配线。这里，为能够焊接结合，焊接电镀被应用到FPC15的外端部分，从而被结合到 压电元件12。换句话说，它可以被应用到压电元件12。此外，利用各向异性的导电膜的结 合方法或者丝焊法(wire bonding)可以被用作结合方法。 喷嘴板3是由镍(Ni)制成并且通过电铸方法形成。喷嘴板3具有喷嘴4，每个喷 嘴4具有10到35 ii m的直径从而对应于液体室6，并且喷嘴板3被粘合剂结合到流道板1。 喷嘴板3的液体喷射侧上的表面(在喷射方向(喷射表面)上的前表面或者与液体室6的 一侧相对的表面)配备有防水层。 此外，利用环氧基树脂或者聚亚苯基硫酸盐、由喷射模制形成的支架构件17被结 合到压电致动器单元100的外围侧，该压电致动器单元100包括例如FPC15被安装在其上 的压电元件12和基部构件13。支架构件17具有共用液体室10和用于将墨从外部供应到 共用液体室10的供应端口 19。供应端口 19被连接到诸如副槽和墨盒的墨供应源(未显 示)。 在如此构造的液滴喷头中，当施加到驱动压电元件柱12A的电压低于基准电压 时，驱动压电元件柱12A縮小。然后，振动板2被降低(弯曲)从而扩大液体室6的体积， 以致墨流到液体室6内。之后，施加到驱动压电元件柱12A的电压增大，从而在层叠方向上 扩大压电元件柱12，并且在喷嘴4的方向上使振动板2变形，从而减小液体室6的体积。结 果，液体室6中的墨的压力增大，以致墨滴被从喷嘴4喷出。 然后，当施加到驱动压电元件柱12A的电压恢复到基准电压时，振动板2恢复到其 初始位置，然后扩大液体室6从而产生负压。此时，墨被从共用液体室10供应到液体室6。 每个喷嘴4中的墨的弯月面(meniscus)的振动削弱和稳定之后，液体喷头移动到用于下个
8液滴喷射的操作。 应该注意的是，用于驱动头部的方法不限于以上实例(拉和推喷射)，但是，能够 实施拉喷射和推喷射是取决于驱动波纹信号如何被施加。 参考图6到8说明本发明的第一实施例。应该注意的是，图6是FPC15的说明图， 图7是具有安装在其上的FPC15的头部的致动器单元100的立体说明图，图8是从喷嘴表 面的相反侧看的、具有安装在其上的线路板的头部的立体说明图。 如图6所示，驱动IC16被安装在FPC15上用于选择性地将驱动波纹信号施加到作 为驱动元件12A的压电元件12的驱动压电元件柱12A。随着喷嘴的数目增加，配线的数目 也增加。如果驱动IC16被安装在用于装置主体的控制部(此后简称为"主体控制部")上 或者安装在连接到主体控制部的中继板上，就难以实现用于将驱动元件12A(驱动压电元 件柱12A)和驱动IC16彼此连接的封装。但是，如果用于将驱动元件12A和驱动IC16彼此 连接的配线通过FPC15被实施，那么就很容易实现精确的配线处理，从而能够很容易地实 现封装。另外，能够减少与主体控制部和连接到主体控制部的中间板连接的配线数目，从而 便利连接到主体控制部。而且，为了以高速传输信号，优选的是，驱动元件12A和驱动IC16 具有小配线容量。此外，优选的是，驱动IC16被安装在连接到驱动元件12A的FPC15上，以 致驱动IC和驱动元件12A在最短距离互相连接。 这里，FPC15具有连接到压电元件12的连接端部分(输出端部)22和来自主体控 制部的数据和信号被输入到其的连接端部分(输入端部)21。在这种情况下，输入端部21 形成在从中心向输出端部22的端部偏移的位置。因而，如图8所示，能够在驱动元件列(压 电元件12)之间的中心部分处提供空间S，并且将墨供应端口 19设置在靠近头部的纵向方 向上中心的位置处。采用这种构造，能够将墨供应端口 19设置在靠近头部的纵向方向上中 心的位置处并且稳定地将墨供应到普通液体室10。 如上所述，在致动器单元100中，具有多个驱动压电元件12A和12A的两列压电元 件12被设置在基板(基部构件)13上。为了对应于多列驱动压电元件柱12A和12A，FPC15 的两个相同的(片)被设置为彼此面对，且以将基部板13保持在它们之间的方式设置的。 此时，输入端部21被设置在它们不彼此面对的位置上。 如图8所示，FPC15的输入端部21经过的开口部24a被形成在安装于支架构件17 的后表面(与喷嘴表面相对的侧上的表面)侧上的印刷线路板24中。包括经过两个开口 部24a的FPC15的输入端部21的部分在FPC21彼此面对的方向上(如箭头A所示)弯折。 FPC15的输入端部21被连接到印刷线路板24的连接端部分从而被电传导。
因为FPC15的输入端部21此时不彼此面对，所以它们彼此之间不干涉。因此，可 以在有限的空间中实施封装，而不增大头部在其宽度方向上(与压电元件12的设置方向正 交的方向，即，喷嘴4的设置方向)的尺寸，从而实现头部的尺寸减小。
这里，印刷线路板24配备有用于连接到主体控制部的基板的连接器25，并且连接 器25便利连接到主体控制部。此外，如图8所示，优选的是，支路电容器26被安装在印刷 线路板24上。从而，用于稳定向驱动IC16的信号供应的支路电容器26不被安装在FPC15 上，而被安装在印刷线路板24上，从而可以减少作为高价部分的FPC15的成本。另一方面， 如果使用FFC (柔性扁平电缆)代替印刷线路板24，有必要将支路电容器安装在FPC上更靠 近驱动IC16的位置。在这种情况下，随着其尺寸的增大，就会增加FPC的成本。
如上所述，根据本实施例的构造，提供有至少两个驱动元件列和至少两个FPC，在
该驱动元件列中，产生用于从喷嘴喷射液滴的能量的多个驱动元件被并排设置，该FPC被
设置为对应于驱动元件列并且具有连接到多个驱动元件的输出端部和连接到线路板的输
入端部。FPC被设置为彼此面对，它们的输入端部不彼此面对，并且FPC的输入端部在FPC
彼此面对的方向上弯折并且被连接到线路板。因而，能够实现头部的尺寸减小。 应该注意的是，在本实施例中，压电元件被用作驱动元件，但是驱动元件不限于它
们。本实施例同样能够被应用到利用作为驱动元件的热致动器、形状记忆合金致动器、静电
致动器等(相同地应用到下述的实施例)的头部，该热致动器利用诸如热产生电阻的热电
转换元件从而利用由于液体的膜层沸腾引起的相变，该形状记忆合金致动器利用由于温度
变化引起的金属相变，该静电致动器利用静电力。 参考图9，说明本发明的第二实施例。应该注意的是，图9是用于说明本实施例的 立体说明图。 在本实施例中，静电致动器单元101被设置在基部构件102上，该静电致动器单元 101具有两个驱动元件列，其中并排设置有多列作为驱动元件的静电致动器，两片FPC15被 设置为对应于静电致动器单元101的驱动元件列。 在这种情况下，两片FPC15被设置为彼此面对，并且以被弯折并且一个设置为邻 接到基部构件102的每个侧表面的方式被设置的。S卩，在本实施例中FPC "设置为彼此面 对"表示虽然它们在连接到驱动元件的部分上不彼此面对，但是它们被弯折从而具有面向 的表面(相对的表面)。 参考图10到14说明本发明的第三实施例。应该注意的是，图10是FPC15的说明 图，图11是用于说明如何取出FPC15的说明图，图12是根据本实施例的头部的示意性说明 立体图，图13是具有安装在其上的FPC15的头部的致动器单元的立体说明图，图14是从喷 嘴表面的相反侧看的、具有安装在其上的线路板的头部的立体说明图。
这里，如图10所示，FPC15被设置为使得输入端部21的长度"L1"是输出端部的 长度"L2"的一半或者小于输出端部22的长度"L2"，输入端部21形成在从中心向输出端 部22的端部偏置的位置上，并且输入端部21的端部"E1"被定位于不在输出端部22的端 部"E2"的外部的位置。 因而，与图6所示的、根据第一实施例的FPC15相比，能防止头部在其纵向方向上 的尺寸增大。此外，如图11所示，FPC15通常以用于每个元件的配线形态和驱动IC16被重 复地形成在巻轴形状膜材料上的方式被加工的。优选的是，因为FPC很昂贵，所以FPC的材 料成本尽可能的减少。此外，从减少成本的观点看，从具有特定宽度的巻轴形状膜材料30 提取出尽可能多的部件是很重要的。在图11所示的实例中，具有巻轴宽度"W"的膜材料30 被设置以提供两个FPC15。 FPC15形成图IO所示的形状，从而能够增加从具有巻轴宽度"W" 的膜材料30提取出的部件的数量。 根据本实施例，如图12所示，头部被构造为两个致动器单元100(100a和100b) 被并排设置在与喷嘴设置方向正交的方向上并且设置有四列压电元件12(四个驱动元件 列)。应该注意的是，两个致动器单元100a和100b被容纳在支架构件37中。此外，与第二 实施例的情况相似，两个相同的FPC15被设置为彼此面对，并且是以基部构件13在致动器 单元100中、被保持在FPC15之间的方式被设置的，并且FPC15的输入端部21不彼此面对。因而，四列FPC15被设置在与驱动元件的设置方向正交的方向上。 另一方面，如图14所示，印刷线路板24被安装在支架构件37的后表面侧上。FPC15的输入端部21经过的开口部24a被形成在印刷线路板24中。包括FPC15的输入端部21、经过开口部24a的部分在FPC15彼此面对的方向上弯折。FPC15的输入端部21被连接到印刷线路板24的连接端部分从而被电连接。 因为FPC15的输入端部21此时不彼此面对，所以它们彼此之间不干涉。因此，可以在有限的空间中进行封装，而不增大头部在其宽度方向上的尺寸，从而实现头部的尺寸减小。 如上所述，根据本实施例的构造，提供有三个或者更多个驱动元件列，在该驱动元件列中，产生用于从喷嘴喷射液滴的能量的多个驱动元件被并排设置；线路板，该线路板被设置在与喷嘴形成的表面相对的侧上；和至少三列或者更多列FPC，该FPC被设置为对应于驱动元件列并且具有连接到多个驱动元件的输出端部和连接到线路板的输入端部，该输入端部被拉到线路板一侧。FPC的输入端部弯折并且被连接到线路板。在这种情况下，定位在从三列或者更多列的FPC之间的外部的FPC的输入端部在FPC被设置且连接到线路板的方向上弯折。因而，能够实现头部尺寸的减小，而不会增大头部在其宽度方向上的尺寸增大。
参考图15，说明本发明的第四实施例。应该注意的是，图15是根据本实施例，从喷嘴表面的相反侧看的、具有安装在其上的线路板的头部的立体说明图。
这里，四列FPC15的输入端部21被表示为输入端部21a，21b，21c，和21d。在它们之间，输入端部21b和21c被设置在头部的内侧上。在这种情况下，不限制输入端部21a和21c的弯折方向。但是，为了减小头部在其宽度方向上的尺寸，有必要在头部的内部方向上弯折设置在头部的外侧上的FPC15的输入端部21a和21d并且将它们连接到线路板。
即，在本实例中，输入端部21c在头部的内侧方向上弯折，同时输入端部21b在其的外侧方向上弯折。因而，和输入端部21a，21b，和21d的FPC不同，输入端部21c的FPC具有在相对表面上的端表面并且用作具有不同构造的部分。 此外，根据本实施例，两片FPC15被连接到每个致动器单元100，由此，四列FPC被设置。但是，被设置的列的数量不限于本实施例，只要是三列或者更多列。
参考图16，说明本发明的第五实施例。应该注意的是，图16是根据本实施例具有安装在其上的FPC的头部的致动器单元的立体说明图。 在致动器单元100中，相对短的压电元件12a和12b被并排设置在基部构件13上，并且压电元件12a和12b以及具有对应于压电元件12a和12b的长度的长度的压电元件12c被平行设置。 FPC15A和15B被分别连接到压电元件12a和12b的对应表面，并且FPC15C通过基部构件13C被连接到压电元件12c，从而面向FPC15A和15B。 这里，FPC15C的输入端部21C被设置为不面向FPC15A和15B的输入端部21A和21B。虽然未在图16中显示，与第一实施例的情况相似，输入端部21C、21A和21B在FPC15C和FPC15A、15B彼此面对的方向上弯折并且连接到印刷线路板24。 如上所述，设置为彼此面对的FPC的输入端部被构造为不彼此面对，而不论FPC和驱动元件列的数量。因而，连接端(输入端部)彼此之间不干涉。因此，能够防止头部在其宽度方向上的尺寸增大，即，可以在有限的空间中进行封装，从而实现头部的尺寸减小。
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参考图17到21，说明本发明的第六实施例。应该注意的是，图17是根据本实施例、具有安装在其上的FPC的头部结合盒(头部单元)的侧面说明图，图18是从墨槽的一侧看的头部单元的底部说明图，图19是显示具有安装在其上的头的FPC的平面说明图，图20是头部的平面说明图，图21是FPC的说明图。 这里，利用作为驱动元件的静电致动器的液体喷头300和作为将墨供应到头部的液体容器的墨槽500被结合在一起，从而组成作为液体盒的墨盒(头部单元)。此外，FPC400被安装在头部300上。 如图19所示，头部300具有四个喷嘴列和连接端群301和302，其中喷嘴4被并排设置在喷嘴列中。连接到头部300的静电致动器(驱动元件)的FPC400具有第一和第二输出端部401和402和两个第一和第二输入端部403和404。第一和第二输入端部403和404被设置在头部300的纵向方向上的不同位置上，并且位于当在与喷嘴设置方向正交的方向上弯折时它们不互相重叠的位置。 此外，如图20和21，头部300和FPC400彼此连接，并且以连接端组301和302通过配线结合被分别连接到输出端部401和402的方式被连接。应该注意的是，作为除了配线结合之外的连接方法，同样可以采用各向异性导电膜或者焊接。另一方面，如图17所示，印刷线路板600被设置在墨槽500的后表面侧上。当FPC400以封闭墨槽500的方式被安装时，第一和第二输入端部403和404被连接到印刷线路板600，且至少与输入端部403和404连续的配线区域410的部分通过墨槽500彼此面对。 在这种情况下，如图21所示，因为FPC400的第一和第二输入端部403和404彼此不重叠，所以它们彼此之间不互相干涉。因此，可以减小头部单元在其宽度方向上的尺寸并且在有限的空间中进行封装，从而实现头部的尺寸减小。本实施例的头部单元形成在墨盒内，在该墨盒中，墨槽和头部彼此结合。即，本实施例提供了一种在头部的宽度方向上的小墨盒。 如上所述，根据本实施例的构造，提供有至少两个驱动元件列，在该驱动元件列中，产生用于从喷嘴喷射液滴的能量的多个驱动元件被并排设置；线路板，该线路板被设置在与喷嘴形成的表面相对的侧上；和一片FPC，该FPC被设置为对应于驱动元件列并且具有连接到多个驱动元件的输出端部和连接到线路板的输入端部。FPC具有第一和第二输入端部，并且至少与FPC的第一和第二输入端部连续的配线区域的部分彼此面对。此外，第一和第二输入端部在至少与第一和第二输入端部连续的配线区域的部分彼此面对的方向上弯折并且被连接到线路板，并且第一和第二输入端部被设置在第一和第二输入端部在至少与第一和第二输入端部连续的配线区域的部分彼此面对的方向上不彼此面对的位置上。因而，可以实现头部和头部结合墨盒的尺寸减小。 应该注意的是，本实施例提供一种墨盒，墨槽和头部被结合在该墨盒中。但是，对应于墨槽的部分可以是具有墨槽或者头部支撑基板的中间单元，并且本发明不限于本实施例。 参考图22，说明本发明的第七实施例。应该注意的是，图22是根据本实施例、具有安装在其上的头部的FPC的平面说明图。这里，连接端组被设置在头部300的纵向方向上的两个端部分上，从而被连接到FPC400的输出端部401和402。从而，头部的连接部和FPC的输出端部的设置不限于上述实施例。
参考图23，说明本发明的第八实施例。应该注意的是，图23是根据本实施例，安装在FPC上的头部的平面说明图。 这里，具有作为驱动元件的静电致动器的两个头部300A和300B被安装在FPC400上，并且FPC400具有三个输入端部405、406和407。头部300A喷射例如彩墨的液滴，并且头部300B喷射例如黑墨的液滴。 FPC400的输入端部406被构造为使得当弯折时不面对(不重叠)另两个输入端部
405和407。因此，能够实现头部单元尺寸的减小。如上所述，在本实施例中输入端部的数
量可以是两个或者更多个，并且输入端部和驱动元件的数量不限于本实施例。 这里同样应该注意的是，可以使用作为驱动元件的、除利用静电力的静电致动器
之外的热致动器和上述的压电致动器等，该热致动器利用诸如热产生电阻的热电转换元件
从而应用由液体的膜层沸腾引起的相变。 参考图24到25，说明根据本发明的实施例的、具有液体喷头的图像形成设备的实例。应该注意的是，图24是用于说明装置的机械部分的完整构造的示意图，和图25是机械部分的基本部分的平面说明图。 图像形成设备是串联型的，在该图像形成设备中，盒233被可滑动地保持在主扫描方向上，引导杆231和232用作横架左右侧板221A和221B之间的引导构件，并且通过由主扫描发动机(未显示)驱动的齿轮皮带引起盒233的移动，从而用于在箭头所示的方向上扫描。 在盒233中，安装有记录头234a和234b (当不区别它们时，以下称为"记录头234")，该记录头包括根据本发明的各个实施例的、喷射各个颜色(黄色(Y)、青色(C)、洋红色(M)和黑色(K))的墨滴的液体喷头。在这种情况下，每个都具有多个喷嘴的喷嘴列被设置在与主扫描方向正交的副扫描方向上，并且墨滴的喷射方向向下。 记录头234每个都具有两个喷嘴列。记录头234a使得黑色(K)液滴从一个喷嘴
列的喷嘴喷出并且青色(C)液滴从另一喷嘴列的喷嘴喷出。记录头234b使得洋红色(M)
液滴从一个喷嘴列的喷嘴喷出并且黄色(Y)液滴从另一喷嘴列的喷嘴喷出。此外，盒233具有安装在其上的、用于供应对应于记录头234的喷嘴列的各个颜色
的墨的头部槽235a和235b (不区分它们时，以下称为"头部槽235")。可以补充各种颜色
的墨并且通过对应颜色的供应管236，墨被从各个颜色的墨盒210k、210c， 210m和210y供应
到头部槽235。 作为馈送堆叠在纸张馈送盘202的纸张装载部分241 (挤压板)上的纸张242的纸张馈送单元的部件，设置有半圆辊(纸张馈送辊)243，该半圆辊243将纸张242 —张一张从纸张装载部分241分离并且馈送纸张，并且设置有分离垫244，该分离垫244面向纸张馈送辊243并且由具有大摩擦系数的材料制成。分离垫244向纸张馈送辊243 —侧偏置。
此外，作为将从纸张馈送单元馈送的纸张242传送到记录头234的下侧的传送单元的部件，设置有引导纸张242的引导构件245、计数器辊246、传送引导构件247、具有顶端加压辊249的按压构件248，和作为传送单元的传送带251，该传送带251静电地吸引馈送纸张242并且将同样的纸张传送到面向记录头234的位置上。 传送带251是循环带，该传送带251桥接传送辊252和张力辊253之间，并且在带传送方向上(副扫描方向)旋转。另外，设置有作为充电单元的充电辊256，该充电辊256为传送带251的前表面充电。充电辊256接触传送带251的前层并且被设置为与传送带251的旋转相关而旋转。当传送辊252定时旋转并且被副扫描电动机驱动时，传送带251在带传送方向上旋转。 而且，作为排出通过记录头234记录的纸张242的纸张排出单元的部件，设置有将纸张242从传送带251分离的分离爪261，纸张排出辊262、纸张排出辊263和设置在纸张排出辊262下面的纸张收集盘262。 此外，双侧单元271被可拆卸地附接到装置主体的后表面侧。当传送带251在反向上旋转时，双侧单元271接收返回的纸张242并且反向地转动纸张，并且双侧单元271再一次将倒转的纸张242馈送到反向辊246和传送带251之间的区域。此外，双侧单元271的顶表面用作手动纸张馈送盘272。 而且，在盒233的扫描方向上的一侧上的非打印区域中，设置有保持和恢复记录头234的喷嘴的状态的保持和恢复机构281。保持和恢复机构281具有覆盖记录头234的喷嘴表面的盖构件282a和282b (当不区分它们时，以下称为"盖282")，用作擦拭喷嘴表面的擦拭器283，和惰性喷射接收器284等，当进行用于喷射不能用于记录的液滴的惰性喷射时，该惰性喷射接收器接收喷射的液滴从而喷射加厚的记录液。 此外，在盒233的扫描方向上的另一侧上的非打印区域中，提供有一种作为液体收集容器的墨收集单元288，当进行用于喷射不能用于记录的液滴的惰性喷射时，该液体收集容器接收喷射的液滴，从而在记录期间喷射加厚的记录液。墨收集单元288具有例如沿着记录头234的喷嘴列的方向的开口部289。 在如此构造的图像形成设备中，纸张242被分离并且被一张一张地从纸张馈送盘202馈送。然后，在基本垂直的方向上馈送的纸张242被引导构件245引导，并且以其被保持在传送带251和计数器辊246之间的方式被传送。之后，纸张242被顶端加压辊249压向传送带251，其的顶端由传送引导构件249引导，并且被引起传送方向改变大约90度。
此时，交流电压被施加到放电辊256，以致重复交替地进行正负输出。结果，传送带251被交流电压形式充电。换句话说，正负电压被交替地施加到传送带251上，该传送带是条形形状且在作为充电辊256的旋转方向的副扫描方向上具有预定宽度。当纸张242被馈送到正负电压交替施加到的传送带251时，纸张242被吸引到传送带251上并且与传送带251的旋转相关而在副扫描方向上传送。 当盒233移动时记录头234根据图像信号被驱动时，墨滴被喷射到纸张242上从而进行一行的记录。当纸张242被传送了预定量之后，经历下一行的记录。当接收记录端信号或者接收表示纸张242的后端到达记录区域的信号时，图像形成设备结束记录操作并且将纸张排出到纸张收集盘203。 如上所述，图像形成设备具有根据本发明实施例的液体喷头，从而可以实现装置的尺寸减小。 应该注意的是，根据上述实施例，本发明被应用到具有打印机构造的图像形成设备。但是，不限于此，它能够被应用到诸如打印机、传真机、复印机或者多任务机器的图像形成设备。此外，它同样能够被应用到液体喷头和使用记录液、抗蚀剂、DNA样品等的除了墨之外的液体的图像形成设备。而且，它同样能够被应用到诸如图l所示的头部单元或者直线型图像形成设备的直线型液体喷头。
本申请是基于2007年11月16日在日本专利局提交的日本在先申请第 2007-297739，其全部内容通过引用而结合在本文中。
权利要求
一种液体喷头，其特征在于，包括至少两个驱动元件列，在所述驱动元件列中，产生用于从喷嘴喷射液滴的能量的多个驱动元件被并排设置；线路板，该线路板被设置在与其中形成有所述喷嘴的表面相反的一侧；和至少两片柔性印制电路，该柔性印制电路被设置为与各自的驱动元件列对应并且具有连接到所述多个驱动元件的输出端部和连接到所述线路板的输入端部，该输入端部被拉到所述线路板一侧；其中，所述柔性印制电路被设置为彼此面对，而所述柔性印刷电路板的所述输入端部不彼此面对，并且所述柔性印制电路的所述输入端部在所述柔性印制电路彼此面对且连接到所述线路板的方向上弯折。
2. —种液体喷头，其特征在于，包括三个或者更多个驱动元件列，在所述驱动元件列中，产生用于从喷嘴喷射液滴的能量的多个驱动元件被并排设置；线路板，该线路板被设置在与其中形成有所述喷嘴的表面相反的一侧；禾口至少三列或者更多列的柔性印制电路，所述柔性印制电路被设置为与各自的驱动元件列对应并且具有连接到多个所述驱动元件的输出端部和连接到所述线路板的输入端部，该输入端部被拉到所述线路板一侧；其中，所述柔性印制电路的所述输入端部被弯折并且被连接到所述线路板，所述柔性印制电路的所述输入端部位于从所述三列或者更多列的柔性印制电路之间的外部，所述柔性印制电路在所述柔性印制电路被设置且连接到所述线路板的方向上弯折。
3. 根据权利要求1或者2所述液体的喷头，其特征在于，其中，在所述柔性印制电路的所述输入端部被设置的方向上，所述输入端部之间的空间被定位在所述驱动元件列之间的中心部分上。
4. 根据权利要求1到3中任意一项所述的液体喷头，其特征在于，其中，所述柔性印制电路的所述输入端部被设置为平行于所述输出端部，并且在所述驱动元件列的方向上，所述输入端部的长度是所述输出端部的长度的一半或者小于所述输出端部的长度。
5. 根据权利要求1到4中任意一项所述的液体喷头，其特征在于，其中，所述多个柔性印制电路形状相同。
6. —种液体喷头，其特征在于，包括至少两个驱动元件列，在所述驱动元件列中，产生用于从喷嘴喷射液滴的能量的多个驱动元件被并排设置；线路板，该线路板被设置在与其中形成有所述喷嘴的表面相反的一侧；禾口柔性印刷电路片，该柔性印刷电路片被设置为与所述驱动元件列对应并且具有连接到所述多个驱动元件的输出端部和连接到所述线路板的输入端部；其中所述柔性印制电路具有第一输入端部和第二输入端部，至少与所述第一输入端部和第二输入端部连续的配线区域的部分彼此面对，以及所述第一输入端部和第二输入端部在至少与所述第一输入端部和第二输入端部连续的所述配线区域的部分彼此面对的方向上弯折并且被连接到所述线路板，并且所述第一输入端部和第二输入端部被设置在所述第一输入端部和第二输入端部在至少与所述第一输入端部和第二输入端部连续的所述配线区域的部分彼此面对的方向上不彼此面对的位置 上。
7. 根据权利要求1到6中任意一项所述的液体喷头，其特征在于，其中，所述线路板是 具有在其上安装有支路电容器的印刷线路板。
8. —种墨盒，其特征在于，在该墨盒中，墨喷头和墨槽彼此结合在一起，其中，所述墨喷 头是根据权利要求1到7中任意一项所述的液体喷头。
9. 一种图像形成设备，其特征在于，该图像形成设备具有根据权利要求1到7中任意一 项所述的液体喷头或者根据权利要求8所述的墨盒。
全文摘要
揭示一种液体喷头，包括组成驱动元件列的压电元件，在该驱动元件列中，产生用于从喷嘴喷射液滴的能量的多个驱动压电元件柱被并排设置；线路板，该线路板被设置在与喷嘴被形成在其中的表面相对的侧上；和两片柔性印制电路，该柔性印制电路被设置为对应于压电元件并且具有连接到多个驱动压电元件柱的输出端部和连接到线路板的输入端部，该输入端部被拉到线路板一侧。柔性印制电路被设置为彼此面对，而它们的输入端部不彼此面对，柔性印制电路的输入端部在柔性印制电路彼此面对的方向上弯折并且被连接到线路板。
文档编号B41J2/055GK101765504SQ2008801009
公开日2010年6月30日 申请日期2008年9月26日 优先权日2007年11月16日
发明者山中邦裕, 山口清 申请人:株式会社理光