回路基板およびインクジェットヘッドの製造方法
【課題】組立て時の損傷を抑制できる回路基板を提供する。
【解決手段】一つの実施の形態に係る回路基板は、基板本体と、電極と、回路板と、コネクタと、を具備する。前記基板本体は、第1の面と、第2の面と、第1の側縁と、第2の側縁とを有する。前記第2の面は、前記第1の面の反対側に位置する。前記第1の側縁は、前記第1の面と前記第2の面との間に跨る。前記第2の側縁は、前記第1の面と前記第2の面との間に跨るとともに前記第1の側縁と交差し、嵌合部が設けられる。前記電極は、前記第1の面に設けられる。前記回路板は、柔軟性を有し、前記電極に半田付けされる。前記コネクタは、前記基板本体に取り付けられ、前記第1の側縁と交差する方向にケーブルが挿入される。
【解決手段】一つの実施の形態に係る回路基板は、基板本体と、電極と、回路板と、コネクタと、を具備する。前記基板本体は、第1の面と、第2の面と、第1の側縁と、第2の側縁とを有する。前記第2の面は、前記第1の面の反対側に位置する。前記第1の側縁は、前記第1の面と前記第2の面との間に跨る。前記第2の側縁は、前記第1の面と前記第2の面との間に跨るとともに前記第1の側縁と交差し、嵌合部が設けられる。前記電極は、前記第1の面に設けられる。前記回路板は、柔軟性を有し、前記電極に半田付けされる。前記コネクタは、前記基板本体に取り付けられ、前記第1の側縁と交差する方向にケーブルが挿入される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、回路基板およびインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェットヘッドのような電気機器は、回路基板を備えている。回路基板には、導体パターンが形成され、ICのような実装部品やコネクタが取り付けられる。一般的に、回路基板は筐体や他の部品に例えばネジによって固定されている。この場合、回路基板に実装されたコネクタにケーブルの抜き差しを行なったとしても、実装部品にかかる負荷は軽微である。
【0003】
一方、電気機器によっては、回路基板が固定されないことがある。このような回路基板のコネクタにケーブルを挿入する場合、作業者は、回路基板を手で押さえた状態で作業を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−283872号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
作業者が回路基板を手で押さえる場合、回路基板が僅かに動くことは否めない。このような回路基板の動きにより、例えば回路基板に接続された部品の半田付けされた部分が損傷するおそれがある。
【0006】
本発明の目的は、組立て時の損傷を抑制できる回路基板、およびインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一つの実施の形態に係る回路基板は、基板本体と、電極と、回路板と、コネクタと、を具備する。前記基板本体は、第1の面と、第2の面と、第1の側縁と、第2の側縁とを有する。前記第2の面は、前記第1の面の反対側に位置する。前記第1の側縁は、前記第1の面と前記第2の面との間に跨る。前記第2の側縁は、前記第1の面と前記第2の面との間に跨るとともに前記第1の側縁と交差し、嵌合部が設けられる。前記電極は、前記第1の面に設けられる。前記回路板は、柔軟性を有し、前記電極に半田付けされる。前記コネクタは、前記基板本体に取り付けられ、前記第1の側縁と交差する方向にケーブルが挿入される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図2】一つの実施形態のインクジェットヘッドを他の方向から示す斜視図。
【図3】一つの実施形態の回路基板を示す平面図。
【図4】一つの実施形態の組立て治具を示す斜視図。
【図5】一つの実施形態のインクジェットヘッドがセットされた組立て治具を示す斜視図。
【図6】一つの実施形態の把持ツールと回路基板とを示す正面図。
【図7】一つの実施形態の把持ツールと回路基板とを示す上面図。
【図8】一つの実施形態の組立て治具によって固定されたインクジェットヘッドを示す正面図。
【図9】一つの実施形態の把持ツールによって固定された回路基板を示す正面図。
【図10】一つの実施形態の把持ツールによって固定された回路基板を示す上面図。
【図11】インクジェットヘッドおよび組立て治具の変形例を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、一つの実施の形態について、図1から図10を参照して説明する。図1は、インクジェットヘッド1を示す斜視図である。図2は、インクジェットヘッド1を他の方向から示す斜視図である。
【0010】
図1に示すように、インクジェットヘッド1は、いわゆるサイドシュータ型のインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド1は、ヘッド本体11と、マニホールド12と、供給パイプ13と、排出パイプ14と、一対の回路基板15とを備えている。なお、図1において、マニホールド12は、インクジェットヘッド1をインクジェットプリンタ内に取り付けるための部品のような、種々の部品を含んで示されている。
【0011】
ヘッド本体11は、インクを吐出するための装置である。図2に示すように、ヘッド本体11は、ベースプレート21と、ノズルプレート22とを有している。ヘッド本体11の内部には、インクが供給されるインク室が形成される。
【0012】
ベースプレート21は、例えばアルミナのようなセラミックスによって矩形の板状に形成されている。ベースプレート21に、圧電素子が取り付けられている。前記圧電素子は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)によって形成されている。前記圧電素子は、前記インク室の中に配置され、複数の溝が設けられている。前記複数の溝には、電極がそれぞれ形成されている。前記複数の電極は、ベースプレート21に形成された配線パターンに接続されている。前記電極に電圧が印加されると、前記圧電素子が変形し、前記溝の中のインクを加圧する。
【0013】
ノズルプレート22は、例えばポリイミド製の矩形のフィルムによって形成されている。ノズルプレート22は、枠状の部材を介してベースプレート21に取り付けられている。前記インク室は、ベースプレート21と、ノズルプレート22と、前記枠状の部材とに囲まれて形成されている。ノズルプレート22に、前記圧電素子の複数の溝に対応する複数のノズル孔23が設けられている。前記溝で加圧されたインクは、対応するノズル孔23から吐出される。
【0014】
ヘッド本体11は、マニホールド12に取り付けられる。マニホールド12の内部に複数の流路が設けられている。前記複数の流路は、ヘッド本体11の前記インク室にそれぞれ連通している。
【0015】
供給パイプ13および排出パイプ14は、それぞれインクが貯蔵されたインクタンクに接続されている。供給パイプ13および排出パイプ14は、マニホールド12の前記流路に接続されている。前記インクタンクのインクは、供給パイプ13およびマニホールド12を通って、前記インク室に供給される。前記インク室のインクは、前記マニホールド12および排出パイプ14を通って、前記インクタンクに回収される。
【0016】
図3は、回路基板15を示す平面図である。以下、一対の回路基板15のうち、一つの回路基板15について代表して説明する。なお、他方の回路基板15は、一つの回路基板15と同様の構成を有する。
【0017】
図3に示すように、一つの回路基板15は、基板本体31と、複数の電極32と、一対のフィルムキャリアパッケージ(以下、FCPと称する)33と、コネクタ34と、複数の実装部品35とを有している。図3において、FCP33は、二点鎖線で示される。FCP33は、回路板の一例である。なお、FCP33は、テープキャリアパッケージ(TCP)とも称される。
【0018】
基板本体31は、略矩形の板状に形成され、剛性を有するプリント配線板である。図1ないし図3に示すように、基板本体31は、第1の面41と、第2の面42と、第1の側縁43と、一対の第2の側縁44と、第3の側縁45とを有している。
【0019】
図1に示すように、第2の面42は、マニホールド12、供給パイプ13、および排出パイプ14に面している。第1の面41は、第2の面42の反対側に位置し、インクジェットヘッド1の外側に向いている。なお、これに限らず、第1の面41がマニホールド12に面し、第2の面42がインクジェットヘッド1の外側に向いていても良い。
【0020】
第1の側縁43は、第1の面41と第2の面42との間に跨っている。第1の側縁43は、第2の側縁44よりもヘッド本体11に近く、第3の側縁45よりもヘッド本体11に近い。
【0021】
一対の第2の側縁44は、第1の面41と第2の面42との間にそれぞれ跨っている。図3に示すように、一方の第2の側縁44は、第1の側縁43の一方の端部と直交している。他方の第2の側縁44は、第1の側縁43の他方の端部と直交している。
【0022】
第3の側縁45は、第1の面41と第2の面42との間に跨っている。第3の側縁45は、第1の側縁43の反対側に位置し、一方の第2の側縁44から他方の第2の側縁44に亘って設けられている。
【0023】
第2の側縁44にそれぞれ嵌合部48が設けられている。嵌合部48は、略三角形状に形成され、基板本体31の内側に入り込んだ切欠である。嵌合部48は、基板本体31にそれぞれ設けられた第1の縁部51と、第2の縁部52とによって形成されている。
【0024】
第1の縁部51と、第1の側縁43に平行な線Lとの間の角度θは、例えば15°である。言い換えると、第1の縁部51は、第2の側縁44と105°の角度で交差する。なお、第1の縁部51と第1の側縁43との間の角度はこれに限らず、0°以上かつ90°より小さい他の角度でも良い。第2の縁部52は、第1の縁部51および第2の側縁44とそれぞれ交差している。第2の縁部52は、第1の縁部51よりも第1の側縁43に近い。すなわち、嵌合部48は、第1の側縁43側の第2の縁部52と、第3の側縁45側の第1の縁部51とによって形成される。
【0025】
複数の電極32は、第1の面41にそれぞれ設けられている。複数の電極32は、第1の側縁43に沿って並んで配置されている。なお、図3は、並べられた複数の電極32を帯状に示す。
【0026】
図1に示すように、FCP33は、複数の導体パターンが形成され、柔軟性を有する樹脂製のフィルム55と、前記複数の導体パターンに接続されたIC56とをそれぞれ有している。フィルム55は、テープオートメーテッドボンディング(TAB)である。IC56は、前記圧電部材の電極に電圧を印加するための部品である。IC56は、樹脂によってフィルム55に固定されている。
【0027】
FCP33は、ヘッド本体11と、基板本体31との間に亘って設けられる。すなわち、FCP33の一方の端部は、異方性導電性フィルム(ACF)によって、ベースプレート21の前記複数の配線パターンに熱圧着接続されている。これにより、FCP33の前記複数の導体パターンは、前記複数の配線パターンに電気的に接続されている。
【0028】
FCP33がベースプレート21の前記複数の配線パターンに接続されることで、IC56が、FCP33の前記導体パターンを介して前記圧電部材の電極に電気的に接続される。IC56は、フィルム55の前記導体パターンを介して前記電極に電圧を印加する。
【0029】
FCP33の他方の端部は、基板本体31に設けられた複数の電極32に半田付けされている。これにより、FCP33の前記複数の導体パターンは、複数の電極32に電気的に接続されている。また、FCP33は、半田のみによって基板本体31に接着されている。
【0030】
図3に示すように、コネクタ34は、基板本体31の第1の面41に取り付けられている。なお、コネクタ34は、第2の面42に取り付けられても良い。コネクタ34は、第3の側縁45に沿って配置されている。コネクタ34に、ケーブル58の端子58aが挿入される挿入口59が設けられている。挿入口59は、第1の側縁43と直交する方向に開口している。
【0031】
ケーブル58は、例えばフレキシブルプリント配線板(FPC)である。ケーブル58の端子58aは、図3に矢印で示すように、第1の側縁43と直交する方向からコネクタ34の挿入口59に挿入される。ケーブル58は、インクジェットヘッド1を制御する制御部に接続されている。前記制御部は、ケーブル58を通じてIC56に駆動信号を入力する。
【0032】
複数の実装部品35は、基板本体31の第1の面41にそれぞれ実装されている。複数の実装部品35は、例えばコンデンサやチップのような種々の部品である。複数の実装部品35は、第2の面42に実装されても良い。
【0033】
図4は、ケーブル58の端子58aをコネクタ34の挿入口59に挿入するための組立て治具61を示す斜視図である。図5は、インクジェットヘッド1がセットされた組立て治具61を示す斜視図である。
【0034】
図4に示すように、組み立て治具61は、ベース63と、受け部64と、一対のガイド65と、一対の把持ツール66とを備えている。
【0035】
ベース63は、矩形の板状に形成されている。受け部64は、ベース63の中央部分に取り付けられている。受け部64は、矩形状に形成され、インクジェットヘッド1のヘッド本体11がセットされる部分である。受け部64は、インクジェットヘッド1が安定するように、ヘッド本体11を支持する。
【0036】
一対のガイド65は、受け部64を挟んでベース63に取り付けられている。一対の把持ツール66は、それぞれ略L字状に形成されている。把持ツール66の一方の端部66aは、ガイド65に取り付けられている。把持ツール66は、例えばモータのような駆動手段によって、図4の矢印に示すようにガイド65に沿ってそれぞれ移動可能である。
【0037】
図6は、把持ツール66と回路基板15とを示す正面図である。図7は、把持ツール66と回路基板15とを示す上面図である。図6および図7に示すように、把持ツール66の他方の端部66bに、一対の当接面71と、テーパ部72と、一対の固定部73とがそれぞれ設けられている。
【0038】
当接面71は、ヘッド本体11が受け部64にセットされた際に、基板本体31の第2の側縁44と平行になるように形成されている。当接面71は、把持ツール66が移動することにより、第2の側縁44と当接する。
【0039】
図7に示すように、テーパ部72は、当接面71から突出している。テーパ部72は、当接面71が第2の側縁44と当接すると、一対の基板本体31の間に位置する。テーパ部72は、一対の基板本体31の間に入りやすいよう、テーパ状に形成されている。
【0040】
図6に示すように、固定部73は、当接面71から突出している。固定部73は、嵌合部48に対応した凸部である。固定部73は、台形状に形成されている。すなわち、固定部73は、先端が切り落とされた三角形状に形成され、上縁76と、下縁77とを有している。上縁76の傾斜角と、嵌合部48の第1の縁部51の傾斜角とは、それぞれ同じ角度である。下縁77の傾斜角と、嵌合部48の第2の縁部52の傾斜角とは、それぞれ同じ角度である。
【0041】
固定部73の頂点P1は、ヘッド本体11が受け部64にセットされた際に、嵌合部48の頂点P2よりも、距離Hだけ高い位置に配置される。固定部73の頂点P1は、上縁76と下縁77との交点である。すなわち、嵌合部48は、対応する固定部73から距離Hだけ、第1の側縁43の方向にずれている。言い換えると、嵌合部48の頂点P2は、固定部73の頂点P1よりも、第1の側縁43に近い。
【0042】
以下に、前記構成のインクジェットヘッド1の製造方法の一例について説明する。まず、前記ACFが貼り付けられたFCP33の一方の端部を、ベースプレート21の前記複数の配線パターンに熱圧着接続して固定する。次に、一対の基板本体31に設けられた複数の電極32に、二対のFCP33の他方の端部をそれぞれ半田付けする。これにより、FCP33が基板本体31とヘッド本体11との間に介在する。
【0043】
次に、FCP33が固定されたヘッド本体11を、組立て治具61の受け部64に載置する。この状態において、一対の基板本体31は、二対のFCP33に支持されて略鉛直方向に起立する。
【0044】
図8は、組立て治具61によって固定されたインクジェットヘッド1を示す正面図である。図9は、把持ツール66によって固定された回路基板15を示す正面図である。図10は、把持ツール66によって固定された回路基板15を示す上面図である。
【0045】
ヘッド本体11が受け部64に載置された状態で、前記駆動手段によって一対の把持ツール66を移動させる。一対の把持ツール66は、当接面71が基板本体31の第2の側縁44に当接するまで移動する。固定部73は、ケーブル58の端子58aがコネクタ34に挿入される方向と直交する方向から、対応する嵌合部48に嵌合される。
【0046】
嵌合部48は、対応する固定部73から距離Hだけ、第1の側縁43の方向にずれている。このため、固定部73が嵌合部48に挿入される際、固定部73によって基板本体31が距離Hだけ持ち上げられる。
【0047】
固定部73が嵌合部48に嵌合されることにより、基板本体31は、図9に矢印で示す第1の側縁43と直交する方向において固定される。すなわち、基板本体31は、固定部73によって、第1の側縁43と直交する方向への移動を制限される。
【0048】
図8に示すように、固定部73が嵌合部48に嵌合することで、基板本体31が一対の把持ツール66に挟持される。この状態で、コネクタ34の挿入口59に、ケーブル58の端子58aを挿入する。端子58aは、第1の側縁43と直交する方向から挿入口59に挿入される。次に、組立て治具61からインクジェットヘッド1を取り外すことで、インクジェットヘッド1の製造工程が終了する。
【0049】
前記構成のインクジェットヘッド1によれば、基板本体31の第2の側縁44に、嵌合部48が設けられている。これにより、例えば組立て治具61のような治具を用いて、基板本体31を固定できる。これにより、基板本体31とケーブル58のような部品とを組立てる際に、電極32とFCP33のような回路板との間の接続部分に負荷がかかることが抑制される。したがって、回路基板15が組立て時に損傷することを抑制できる。
【0050】
詳しく説明すると、ケーブル58の端子58aは、コネクタ34の挿入口59に、第1の側縁43と直交する方向から挿入される。一方、第2の側縁44に設けられた嵌合部48に、組立て治具61の固定部73が嵌合される。これにより、基板本体31が第1の側縁43と直交する方向において固定される。このため、コネクタ34に端子58aが挿入されることによる外力を受けても、基板本体31は押し下げられずに定位置に保持される。
【0051】
基板本体31が保持されることで、電極32に半田付けされたFCP33は定位置に留まり、負荷がかかることを免れる。したがって、電極32とFCP33との間の接続部分が、組立て時の外力によって損傷することを抑制できる。
【0052】
固定部73の頂点P1は、ヘッド本体11が受け部64にセットされた際に、嵌合部48の頂点P2よりも高い位置に配置される。固定部73が嵌合部48に挿入される際、固定部73によって基板本体31が持ち上げられる。これにより、基板本体31が押し下げられることで電極32とFCP33との間の接続部分に負荷がかかることを防止できる。
【0053】
第1の縁部51と第1の側縁43との間の角度は、0°以上かつ90°より小さい。これにより、製造時に嵌合部48の第1の縁部51の傾斜角や、固定部73の上縁76の傾斜角にばらつきが生じたとしても、固定部73を嵌合部48に嵌合させることができる。
【0054】
固定部73は、先端が切り落とされた三角形状に形成されている。これにより、製造時に嵌合部48の第1の縁部51の傾斜角や、固定部73の上縁76の傾斜角にばらつきが生じたとしても、固定部73を嵌合部48に嵌合させることができる。
【0055】
図11は、インクジェットヘッド1および組立て治具61の変形例を示す正面図である。図11に示すように、嵌合部48は、第2の側縁44からそれぞれ突出する凸部であっても良い。これに対応し、固定部73は、当接面71に設けられた切欠であっても良い。
【0056】
上記実施の形態において、一つの回路基板15に一対の嵌合部48が設けられていた。本発明はこれに限らず、一つの回路基板15に一つの嵌合部48のみが設けられていても良い。また、FCP33が回路板の一例であったが、回路板はフレキシブルプリント配線板のような他の回路板であっても良い。
【0057】
以上述べた少なくとも一つの実施形態の回路基板によれば、第1の側縁と交差する方向にケーブルが挿入されるコネクタが第1の面および第2の面のいずれか一方に取り付けられ、前記第1の側縁と交差する第2の側縁に嵌合部が設けられる。これにより、組立て時の回路基板の損傷を抑制できる。
【0058】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0059】
1…インクジェットヘッド、11…ヘッド本体、15…回路基板、31…基板本体、32…電極、33…FCP、34…コネクタ、41…第1の面、42…第2の面、43…第1の側縁、44…第2の側縁、48…嵌合部、51…第1の縁部、52…第2の縁部、58…ケーブル、61…組立て治具、64…受け部、73…固定部。
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、回路基板およびインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェットヘッドのような電気機器は、回路基板を備えている。回路基板には、導体パターンが形成され、ICのような実装部品やコネクタが取り付けられる。一般的に、回路基板は筐体や他の部品に例えばネジによって固定されている。この場合、回路基板に実装されたコネクタにケーブルの抜き差しを行なったとしても、実装部品にかかる負荷は軽微である。
【0003】
一方、電気機器によっては、回路基板が固定されないことがある。このような回路基板のコネクタにケーブルを挿入する場合、作業者は、回路基板を手で押さえた状態で作業を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−283872号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
作業者が回路基板を手で押さえる場合、回路基板が僅かに動くことは否めない。このような回路基板の動きにより、例えば回路基板に接続された部品の半田付けされた部分が損傷するおそれがある。
【0006】
本発明の目的は、組立て時の損傷を抑制できる回路基板、およびインクジェットヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一つの実施の形態に係る回路基板は、基板本体と、電極と、回路板と、コネクタと、を具備する。前記基板本体は、第1の面と、第2の面と、第1の側縁と、第2の側縁とを有する。前記第2の面は、前記第1の面の反対側に位置する。前記第1の側縁は、前記第1の面と前記第2の面との間に跨る。前記第2の側縁は、前記第1の面と前記第2の面との間に跨るとともに前記第1の側縁と交差し、嵌合部が設けられる。前記電極は、前記第1の面に設けられる。前記回路板は、柔軟性を有し、前記電極に半田付けされる。前記コネクタは、前記基板本体に取り付けられ、前記第1の側縁と交差する方向にケーブルが挿入される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図2】一つの実施形態のインクジェットヘッドを他の方向から示す斜視図。
【図3】一つの実施形態の回路基板を示す平面図。
【図4】一つの実施形態の組立て治具を示す斜視図。
【図5】一つの実施形態のインクジェットヘッドがセットされた組立て治具を示す斜視図。
【図6】一つの実施形態の把持ツールと回路基板とを示す正面図。
【図7】一つの実施形態の把持ツールと回路基板とを示す上面図。
【図8】一つの実施形態の組立て治具によって固定されたインクジェットヘッドを示す正面図。
【図9】一つの実施形態の把持ツールによって固定された回路基板を示す正面図。
【図10】一つの実施形態の把持ツールによって固定された回路基板を示す上面図。
【図11】インクジェットヘッドおよび組立て治具の変形例を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、一つの実施の形態について、図1から図10を参照して説明する。図1は、インクジェットヘッド1を示す斜視図である。図2は、インクジェットヘッド1を他の方向から示す斜視図である。
【0010】
図1に示すように、インクジェットヘッド1は、いわゆるサイドシュータ型のインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド1は、ヘッド本体11と、マニホールド12と、供給パイプ13と、排出パイプ14と、一対の回路基板15とを備えている。なお、図1において、マニホールド12は、インクジェットヘッド1をインクジェットプリンタ内に取り付けるための部品のような、種々の部品を含んで示されている。
【0011】
ヘッド本体11は、インクを吐出するための装置である。図2に示すように、ヘッド本体11は、ベースプレート21と、ノズルプレート22とを有している。ヘッド本体11の内部には、インクが供給されるインク室が形成される。
【0012】
ベースプレート21は、例えばアルミナのようなセラミックスによって矩形の板状に形成されている。ベースプレート21に、圧電素子が取り付けられている。前記圧電素子は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)によって形成されている。前記圧電素子は、前記インク室の中に配置され、複数の溝が設けられている。前記複数の溝には、電極がそれぞれ形成されている。前記複数の電極は、ベースプレート21に形成された配線パターンに接続されている。前記電極に電圧が印加されると、前記圧電素子が変形し、前記溝の中のインクを加圧する。
【0013】
ノズルプレート22は、例えばポリイミド製の矩形のフィルムによって形成されている。ノズルプレート22は、枠状の部材を介してベースプレート21に取り付けられている。前記インク室は、ベースプレート21と、ノズルプレート22と、前記枠状の部材とに囲まれて形成されている。ノズルプレート22に、前記圧電素子の複数の溝に対応する複数のノズル孔23が設けられている。前記溝で加圧されたインクは、対応するノズル孔23から吐出される。
【0014】
ヘッド本体11は、マニホールド12に取り付けられる。マニホールド12の内部に複数の流路が設けられている。前記複数の流路は、ヘッド本体11の前記インク室にそれぞれ連通している。
【0015】
供給パイプ13および排出パイプ14は、それぞれインクが貯蔵されたインクタンクに接続されている。供給パイプ13および排出パイプ14は、マニホールド12の前記流路に接続されている。前記インクタンクのインクは、供給パイプ13およびマニホールド12を通って、前記インク室に供給される。前記インク室のインクは、前記マニホールド12および排出パイプ14を通って、前記インクタンクに回収される。
【0016】
図3は、回路基板15を示す平面図である。以下、一対の回路基板15のうち、一つの回路基板15について代表して説明する。なお、他方の回路基板15は、一つの回路基板15と同様の構成を有する。
【0017】
図3に示すように、一つの回路基板15は、基板本体31と、複数の電極32と、一対のフィルムキャリアパッケージ(以下、FCPと称する)33と、コネクタ34と、複数の実装部品35とを有している。図3において、FCP33は、二点鎖線で示される。FCP33は、回路板の一例である。なお、FCP33は、テープキャリアパッケージ(TCP)とも称される。
【0018】
基板本体31は、略矩形の板状に形成され、剛性を有するプリント配線板である。図1ないし図3に示すように、基板本体31は、第1の面41と、第2の面42と、第1の側縁43と、一対の第2の側縁44と、第3の側縁45とを有している。
【0019】
図1に示すように、第2の面42は、マニホールド12、供給パイプ13、および排出パイプ14に面している。第1の面41は、第2の面42の反対側に位置し、インクジェットヘッド1の外側に向いている。なお、これに限らず、第1の面41がマニホールド12に面し、第2の面42がインクジェットヘッド1の外側に向いていても良い。
【0020】
第1の側縁43は、第1の面41と第2の面42との間に跨っている。第1の側縁43は、第2の側縁44よりもヘッド本体11に近く、第3の側縁45よりもヘッド本体11に近い。
【0021】
一対の第2の側縁44は、第1の面41と第2の面42との間にそれぞれ跨っている。図3に示すように、一方の第2の側縁44は、第1の側縁43の一方の端部と直交している。他方の第2の側縁44は、第1の側縁43の他方の端部と直交している。
【0022】
第3の側縁45は、第1の面41と第2の面42との間に跨っている。第3の側縁45は、第1の側縁43の反対側に位置し、一方の第2の側縁44から他方の第2の側縁44に亘って設けられている。
【0023】
第2の側縁44にそれぞれ嵌合部48が設けられている。嵌合部48は、略三角形状に形成され、基板本体31の内側に入り込んだ切欠である。嵌合部48は、基板本体31にそれぞれ設けられた第1の縁部51と、第2の縁部52とによって形成されている。
【0024】
第1の縁部51と、第1の側縁43に平行な線Lとの間の角度θは、例えば15°である。言い換えると、第1の縁部51は、第2の側縁44と105°の角度で交差する。なお、第1の縁部51と第1の側縁43との間の角度はこれに限らず、0°以上かつ90°より小さい他の角度でも良い。第2の縁部52は、第1の縁部51および第2の側縁44とそれぞれ交差している。第2の縁部52は、第1の縁部51よりも第1の側縁43に近い。すなわち、嵌合部48は、第1の側縁43側の第2の縁部52と、第3の側縁45側の第1の縁部51とによって形成される。
【0025】
複数の電極32は、第1の面41にそれぞれ設けられている。複数の電極32は、第1の側縁43に沿って並んで配置されている。なお、図3は、並べられた複数の電極32を帯状に示す。
【0026】
図1に示すように、FCP33は、複数の導体パターンが形成され、柔軟性を有する樹脂製のフィルム55と、前記複数の導体パターンに接続されたIC56とをそれぞれ有している。フィルム55は、テープオートメーテッドボンディング(TAB)である。IC56は、前記圧電部材の電極に電圧を印加するための部品である。IC56は、樹脂によってフィルム55に固定されている。
【0027】
FCP33は、ヘッド本体11と、基板本体31との間に亘って設けられる。すなわち、FCP33の一方の端部は、異方性導電性フィルム(ACF)によって、ベースプレート21の前記複数の配線パターンに熱圧着接続されている。これにより、FCP33の前記複数の導体パターンは、前記複数の配線パターンに電気的に接続されている。
【0028】
FCP33がベースプレート21の前記複数の配線パターンに接続されることで、IC56が、FCP33の前記導体パターンを介して前記圧電部材の電極に電気的に接続される。IC56は、フィルム55の前記導体パターンを介して前記電極に電圧を印加する。
【0029】
FCP33の他方の端部は、基板本体31に設けられた複数の電極32に半田付けされている。これにより、FCP33の前記複数の導体パターンは、複数の電極32に電気的に接続されている。また、FCP33は、半田のみによって基板本体31に接着されている。
【0030】
図3に示すように、コネクタ34は、基板本体31の第1の面41に取り付けられている。なお、コネクタ34は、第2の面42に取り付けられても良い。コネクタ34は、第3の側縁45に沿って配置されている。コネクタ34に、ケーブル58の端子58aが挿入される挿入口59が設けられている。挿入口59は、第1の側縁43と直交する方向に開口している。
【0031】
ケーブル58は、例えばフレキシブルプリント配線板(FPC)である。ケーブル58の端子58aは、図3に矢印で示すように、第1の側縁43と直交する方向からコネクタ34の挿入口59に挿入される。ケーブル58は、インクジェットヘッド1を制御する制御部に接続されている。前記制御部は、ケーブル58を通じてIC56に駆動信号を入力する。
【0032】
複数の実装部品35は、基板本体31の第1の面41にそれぞれ実装されている。複数の実装部品35は、例えばコンデンサやチップのような種々の部品である。複数の実装部品35は、第2の面42に実装されても良い。
【0033】
図4は、ケーブル58の端子58aをコネクタ34の挿入口59に挿入するための組立て治具61を示す斜視図である。図5は、インクジェットヘッド1がセットされた組立て治具61を示す斜視図である。
【0034】
図4に示すように、組み立て治具61は、ベース63と、受け部64と、一対のガイド65と、一対の把持ツール66とを備えている。
【0035】
ベース63は、矩形の板状に形成されている。受け部64は、ベース63の中央部分に取り付けられている。受け部64は、矩形状に形成され、インクジェットヘッド1のヘッド本体11がセットされる部分である。受け部64は、インクジェットヘッド1が安定するように、ヘッド本体11を支持する。
【0036】
一対のガイド65は、受け部64を挟んでベース63に取り付けられている。一対の把持ツール66は、それぞれ略L字状に形成されている。把持ツール66の一方の端部66aは、ガイド65に取り付けられている。把持ツール66は、例えばモータのような駆動手段によって、図4の矢印に示すようにガイド65に沿ってそれぞれ移動可能である。
【0037】
図6は、把持ツール66と回路基板15とを示す正面図である。図7は、把持ツール66と回路基板15とを示す上面図である。図6および図7に示すように、把持ツール66の他方の端部66bに、一対の当接面71と、テーパ部72と、一対の固定部73とがそれぞれ設けられている。
【0038】
当接面71は、ヘッド本体11が受け部64にセットされた際に、基板本体31の第2の側縁44と平行になるように形成されている。当接面71は、把持ツール66が移動することにより、第2の側縁44と当接する。
【0039】
図7に示すように、テーパ部72は、当接面71から突出している。テーパ部72は、当接面71が第2の側縁44と当接すると、一対の基板本体31の間に位置する。テーパ部72は、一対の基板本体31の間に入りやすいよう、テーパ状に形成されている。
【0040】
図6に示すように、固定部73は、当接面71から突出している。固定部73は、嵌合部48に対応した凸部である。固定部73は、台形状に形成されている。すなわち、固定部73は、先端が切り落とされた三角形状に形成され、上縁76と、下縁77とを有している。上縁76の傾斜角と、嵌合部48の第1の縁部51の傾斜角とは、それぞれ同じ角度である。下縁77の傾斜角と、嵌合部48の第2の縁部52の傾斜角とは、それぞれ同じ角度である。
【0041】
固定部73の頂点P1は、ヘッド本体11が受け部64にセットされた際に、嵌合部48の頂点P2よりも、距離Hだけ高い位置に配置される。固定部73の頂点P1は、上縁76と下縁77との交点である。すなわち、嵌合部48は、対応する固定部73から距離Hだけ、第1の側縁43の方向にずれている。言い換えると、嵌合部48の頂点P2は、固定部73の頂点P1よりも、第1の側縁43に近い。
【0042】
以下に、前記構成のインクジェットヘッド1の製造方法の一例について説明する。まず、前記ACFが貼り付けられたFCP33の一方の端部を、ベースプレート21の前記複数の配線パターンに熱圧着接続して固定する。次に、一対の基板本体31に設けられた複数の電極32に、二対のFCP33の他方の端部をそれぞれ半田付けする。これにより、FCP33が基板本体31とヘッド本体11との間に介在する。
【0043】
次に、FCP33が固定されたヘッド本体11を、組立て治具61の受け部64に載置する。この状態において、一対の基板本体31は、二対のFCP33に支持されて略鉛直方向に起立する。
【0044】
図8は、組立て治具61によって固定されたインクジェットヘッド1を示す正面図である。図9は、把持ツール66によって固定された回路基板15を示す正面図である。図10は、把持ツール66によって固定された回路基板15を示す上面図である。
【0045】
ヘッド本体11が受け部64に載置された状態で、前記駆動手段によって一対の把持ツール66を移動させる。一対の把持ツール66は、当接面71が基板本体31の第2の側縁44に当接するまで移動する。固定部73は、ケーブル58の端子58aがコネクタ34に挿入される方向と直交する方向から、対応する嵌合部48に嵌合される。
【0046】
嵌合部48は、対応する固定部73から距離Hだけ、第1の側縁43の方向にずれている。このため、固定部73が嵌合部48に挿入される際、固定部73によって基板本体31が距離Hだけ持ち上げられる。
【0047】
固定部73が嵌合部48に嵌合されることにより、基板本体31は、図9に矢印で示す第1の側縁43と直交する方向において固定される。すなわち、基板本体31は、固定部73によって、第1の側縁43と直交する方向への移動を制限される。
【0048】
図8に示すように、固定部73が嵌合部48に嵌合することで、基板本体31が一対の把持ツール66に挟持される。この状態で、コネクタ34の挿入口59に、ケーブル58の端子58aを挿入する。端子58aは、第1の側縁43と直交する方向から挿入口59に挿入される。次に、組立て治具61からインクジェットヘッド1を取り外すことで、インクジェットヘッド1の製造工程が終了する。
【0049】
前記構成のインクジェットヘッド1によれば、基板本体31の第2の側縁44に、嵌合部48が設けられている。これにより、例えば組立て治具61のような治具を用いて、基板本体31を固定できる。これにより、基板本体31とケーブル58のような部品とを組立てる際に、電極32とFCP33のような回路板との間の接続部分に負荷がかかることが抑制される。したがって、回路基板15が組立て時に損傷することを抑制できる。
【0050】
詳しく説明すると、ケーブル58の端子58aは、コネクタ34の挿入口59に、第1の側縁43と直交する方向から挿入される。一方、第2の側縁44に設けられた嵌合部48に、組立て治具61の固定部73が嵌合される。これにより、基板本体31が第1の側縁43と直交する方向において固定される。このため、コネクタ34に端子58aが挿入されることによる外力を受けても、基板本体31は押し下げられずに定位置に保持される。
【0051】
基板本体31が保持されることで、電極32に半田付けされたFCP33は定位置に留まり、負荷がかかることを免れる。したがって、電極32とFCP33との間の接続部分が、組立て時の外力によって損傷することを抑制できる。
【0052】
固定部73の頂点P1は、ヘッド本体11が受け部64にセットされた際に、嵌合部48の頂点P2よりも高い位置に配置される。固定部73が嵌合部48に挿入される際、固定部73によって基板本体31が持ち上げられる。これにより、基板本体31が押し下げられることで電極32とFCP33との間の接続部分に負荷がかかることを防止できる。
【0053】
第1の縁部51と第1の側縁43との間の角度は、0°以上かつ90°より小さい。これにより、製造時に嵌合部48の第1の縁部51の傾斜角や、固定部73の上縁76の傾斜角にばらつきが生じたとしても、固定部73を嵌合部48に嵌合させることができる。
【0054】
固定部73は、先端が切り落とされた三角形状に形成されている。これにより、製造時に嵌合部48の第1の縁部51の傾斜角や、固定部73の上縁76の傾斜角にばらつきが生じたとしても、固定部73を嵌合部48に嵌合させることができる。
【0055】
図11は、インクジェットヘッド1および組立て治具61の変形例を示す正面図である。図11に示すように、嵌合部48は、第2の側縁44からそれぞれ突出する凸部であっても良い。これに対応し、固定部73は、当接面71に設けられた切欠であっても良い。
【0056】
上記実施の形態において、一つの回路基板15に一対の嵌合部48が設けられていた。本発明はこれに限らず、一つの回路基板15に一つの嵌合部48のみが設けられていても良い。また、FCP33が回路板の一例であったが、回路板はフレキシブルプリント配線板のような他の回路板であっても良い。
【0057】
以上述べた少なくとも一つの実施形態の回路基板によれば、第1の側縁と交差する方向にケーブルが挿入されるコネクタが第1の面および第2の面のいずれか一方に取り付けられ、前記第1の側縁と交差する第2の側縁に嵌合部が設けられる。これにより、組立て時の回路基板の損傷を抑制できる。
【0058】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0059】
1…インクジェットヘッド、11…ヘッド本体、15…回路基板、31…基板本体、32…電極、33…FCP、34…コネクタ、41…第1の面、42…第2の面、43…第1の側縁、44…第2の側縁、48…嵌合部、51…第1の縁部、52…第2の縁部、58…ケーブル、61…組立て治具、64…受け部、73…固定部。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の面と、前記第1の面の反対側に位置する第2の面と、前記第1の面と前記第2の面との間に跨る第1の側縁と、前記第1の面と前記第2の面との間に跨るとともに前記第1の側縁と交差し、嵌合部が設けられた第2の側縁と、を有した基板本体と、
前記第1の面に設けられた電極と、
前記電極に半田付けされた柔軟性を有する回路板と、
前記基板本体に取り付けられ前記第1の側縁と交差する方向にケーブルが挿入されるコネクタと、
を具備したことを特徴とする回路基板。
【請求項2】
前記嵌合部が切欠であることを特徴とする請求項1に記載の回路基板。
【請求項3】
前記回路板が、インクを吐出するヘッド本体と前記基板本体との間に亘って設けられたことを特徴とする請求項2に記載の回路基板。
【請求項4】
前記嵌合部が、前記基板本体に設けられ前記第2の側縁と交差する第1の縁部と、前記第1の縁部よりも前記第1の側縁の近くに位置して前記第1の縁部と交差した第2の縁部と、によって形成され、
前記第1の縁部と前記第1の側縁との間の角度が、0°より大きく90°より小さいことを特徴とする請求項3に記載の回路基板。
【請求項5】
第1の面と、
前記第1の面の反対側に位置する第2の面と、
前記第1の面と前記第2の面との間に跨る第1の側縁と、
前記第1の面と前記第2の面との間に跨るとともに前記第1の側縁と交差し、嵌合部が設けられた第2の側縁と、
前記第1の面に設けられた電極と、
前記第1の面および前記第2の面のいずれか一方に取り付けられ前記第1の側縁と交差する方向にケーブルが挿入されるコネクタと、
を具備したことを特徴とする回路基板。
【請求項6】
前記嵌合部が切欠であることを特徴とする請求項5に記載の回路基板。
【請求項7】
第1の面と、前記第1の面の反対側に位置する第2の面と、前記第1の面と前記第2の面との間に跨る第1の側縁と、前記第1の面と前記第2の面との間に跨るとともに前記第1の側縁と交差し、嵌合部が設けられた第2の側縁と、を有した基板本体と、
前記第1の面に設けられた電極と、
前記基板本体に取り付けられたコネクタと、
を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記電極に柔軟性を有する回路板を半田付けし、
前記回路板を、インクを吐出するヘッド本体に固定し、前記基板本体と前記ヘッド本体との間に介在させ、
前記回路板が固定された前記ヘッド本体を、組立て治具に設けられた受け部に載置し、
前記組立て治具に設けられた固定部を前記嵌合部に嵌合させ、前記基板本体を前記第1の側縁と交差する方向において固定し、
前記第1の側縁と交差する方向から前記コネクタにケーブルを挿入することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項8】
前記基板本体の前記嵌合部が切欠であり、
前記組立て治具の前記固定部が凸部であることを特徴とする請求項7に記載のインクジェットヘッド。
【請求項9】
前記嵌合部の頂点は、前記固定部の頂点よりも前記第1の縁部に近いことを特徴とする請求項8に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項10】
前記嵌合部が、前記基板本体に設けられ前記第2の側縁と交差する第1の縁部と、前記第1の縁部よりも前記第1の側縁の近くに位置して前記第1の縁部と交差した第2の縁部と、によって形成され、
前記第1の縁部と前記第1の側縁との間の角度が、0°より大きく90°より小さいことを特徴とする請求項9に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項1】
第1の面と、前記第1の面の反対側に位置する第2の面と、前記第1の面と前記第2の面との間に跨る第1の側縁と、前記第1の面と前記第2の面との間に跨るとともに前記第1の側縁と交差し、嵌合部が設けられた第2の側縁と、を有した基板本体と、
前記第1の面に設けられた電極と、
前記電極に半田付けされた柔軟性を有する回路板と、
前記基板本体に取り付けられ前記第1の側縁と交差する方向にケーブルが挿入されるコネクタと、
を具備したことを特徴とする回路基板。
【請求項2】
前記嵌合部が切欠であることを特徴とする請求項1に記載の回路基板。
【請求項3】
前記回路板が、インクを吐出するヘッド本体と前記基板本体との間に亘って設けられたことを特徴とする請求項2に記載の回路基板。
【請求項4】
前記嵌合部が、前記基板本体に設けられ前記第2の側縁と交差する第1の縁部と、前記第1の縁部よりも前記第1の側縁の近くに位置して前記第1の縁部と交差した第2の縁部と、によって形成され、
前記第1の縁部と前記第1の側縁との間の角度が、0°より大きく90°より小さいことを特徴とする請求項3に記載の回路基板。
【請求項5】
第1の面と、
前記第1の面の反対側に位置する第2の面と、
前記第1の面と前記第2の面との間に跨る第1の側縁と、
前記第1の面と前記第2の面との間に跨るとともに前記第1の側縁と交差し、嵌合部が設けられた第2の側縁と、
前記第1の面に設けられた電極と、
前記第1の面および前記第2の面のいずれか一方に取り付けられ前記第1の側縁と交差する方向にケーブルが挿入されるコネクタと、
を具備したことを特徴とする回路基板。
【請求項6】
前記嵌合部が切欠であることを特徴とする請求項5に記載の回路基板。
【請求項7】
第1の面と、前記第1の面の反対側に位置する第2の面と、前記第1の面と前記第2の面との間に跨る第1の側縁と、前記第1の面と前記第2の面との間に跨るとともに前記第1の側縁と交差し、嵌合部が設けられた第2の側縁と、を有した基板本体と、
前記第1の面に設けられた電極と、
前記基板本体に取り付けられたコネクタと、
を備えたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記電極に柔軟性を有する回路板を半田付けし、
前記回路板を、インクを吐出するヘッド本体に固定し、前記基板本体と前記ヘッド本体との間に介在させ、
前記回路板が固定された前記ヘッド本体を、組立て治具に設けられた受け部に載置し、
前記組立て治具に設けられた固定部を前記嵌合部に嵌合させ、前記基板本体を前記第1の側縁と交差する方向において固定し、
前記第1の側縁と交差する方向から前記コネクタにケーブルを挿入することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項8】
前記基板本体の前記嵌合部が切欠であり、
前記組立て治具の前記固定部が凸部であることを特徴とする請求項7に記載のインクジェットヘッド。
【請求項9】
前記嵌合部の頂点は、前記固定部の頂点よりも前記第1の縁部に近いことを特徴とする請求項8に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項10】
前記嵌合部が、前記基板本体に設けられ前記第2の側縁と交差する第1の縁部と、前記第1の縁部よりも前記第1の側縁の近くに位置して前記第1の縁部と交差した第2の縁部と、によって形成され、
前記第1の縁部と前記第1の側縁との間の角度が、0°より大きく90°より小さいことを特徴とする請求項9に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−236365(P2012−236365A)
【公開日】平成24年12月6日(2012.12.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−107499(P2011−107499)
【出願日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【出願人】(000003562)東芝テック株式会社 (5,631)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年12月6日(2012.12.6)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【出願人】(000003562)東芝テック株式会社 (5,631)
【Fターム(参考)】
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