折曲げ装置
【課題】本発明は、樹脂板を、幅方向において均一且つ所定の角度に精度良く折曲げることができる折曲げ装置を提供する。
【解決手段】可撓性を有する樹脂板の折曲げ端部を突出させて固定する曲げ型３１と、樹脂板を曲げ型３１のウェッジ部３５ａに沿って所定の角度に塑性変形するように折曲げる折曲げ機構部３２と、から成る折曲げ装置３であって、折曲げ機構部３２は、ウェッジ部３５ａに対して平行に対峙する曲げローラ３７と、曲げローラ３７を自由回転自在に支持するローラホルダ３８と、ローラホルダ３８を介して、曲げローラ３７をウェッジ部３５ａに倣って移動させて折曲げ動作させる曲げ動作機構３４と、ローラホルダ３８と曲げ動作機構３４との間に介設され、折曲げ動作において、ウェッジ部３５ａに対し倣い姿勢を維持するように曲げローラ３７を支持する自在支持機構３９と、を備える。
【解決手段】可撓性を有する樹脂板の折曲げ端部を突出させて固定する曲げ型３１と、樹脂板を曲げ型３１のウェッジ部３５ａに沿って所定の角度に塑性変形するように折曲げる折曲げ機構部３２と、から成る折曲げ装置３であって、折曲げ機構部３２は、ウェッジ部３５ａに対して平行に対峙する曲げローラ３７と、曲げローラ３７を自由回転自在に支持するローラホルダ３８と、ローラホルダ３８を介して、曲げローラ３７をウェッジ部３５ａに倣って移動させて折曲げ動作させる曲げ動作機構３４と、ローラホルダ３８と曲げ動作機構３４との間に介設され、折曲げ動作において、ウェッジ部３５ａに対し倣い姿勢を維持するように曲げローラ３７を支持する自在支持機構３９と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性基板等の樹脂板を所定の角度で均一且つ高精度に折曲げる折曲げ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のシート折曲げ装置は、小さな曲げ径（大きな曲率）によって所定の曲げ角度（折曲げ後の樹脂シートの為す角）まで曲げることを目的として改良が進められ、例えば、樹脂シートを、固定型の一辺に沿って折曲げ部材を用いて折曲げる装置が知られている。このシート折曲げ装置は、上型と下型からなる固定型と、折曲げ部材とを備えており、固定型に樹脂シートの一端を挟み、固定型に対して折曲げ部材を相対的に昇降駆動させ、折曲げ部を剪断力によって固定型の一辺に沿って、曲げの前後の平面同士の為す角度が略９０°に至るまで折曲げる工程（第１段階）と、折曲げ部材を固定型に沿って回動させることにより、９０°を超える角度まで折曲げる工程（第２段階）と、を連続して行うことによって、一の装置で樹脂シートを効率よく鋭角に折曲げることができる（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−２５５９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の従来の折曲げ装置では、固定型に固定された樹脂シートに対して、固定型に設置されている棒状の折曲げ部材を平行に回動させて折曲げるため、曲げ部材が基材に接する部分と接しない部分とが生じる。これによって、折曲げ装置の製造上の精度や組付け精度、或いは基材の厚さ精度により、樹脂シートの幅方向に対し均一に曲げ力を作用させることができず、樹脂シートの幅方向において曲げの角度や曲率が不均一になる問題があった。
【０００４】
本発明は、樹脂板を、幅方向において均一且つ所定の角度に精度良く折曲げることができる折曲げ装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の折曲げ装置は、可撓性を有する樹脂板の折曲げ端部を突出させて固定する曲げ型と、樹脂板を曲げ型のウェッジ部に沿って所定の角度に塑性変形するように折曲げる折曲げ機構部と、から成る折曲げ装置であって、折曲げ機構部は、ウェッジ部に対して平行に対峙する曲げローラと、曲げローラを自由回転自在に支持するローラホルダと、ローラホルダを介して、曲げローラをウェッジ部に倣って移動させて折曲げ動作させる曲げ動作機構と、ローラホルダと曲げ動作機構との間に介設され、折曲げ動作において、ウェッジ部に対し倣い姿勢を維持するように曲げローラを支持する自在支持機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、曲げローラが樹脂板を介して曲げ型を均一に押圧することから、折曲げ動作に際して樹脂板を均一に曲げ型に倣わせ、樹脂板において曲げローラが接した部分と接しない部分とが生じることを防ぐことができる。これによって、樹脂板の幅方向に対し均一に曲げ力を作用させることができ、樹脂板の幅方向における曲げの角度や曲げの曲率を均一にすることができる。
【０００７】
この場合、自在支持機構は、曲げローラがその軸線方向に円弧運動するように、ローラホルダを回動自在に支持する回動支軸と、回動支軸を介して曲げローラを支持する支持部材と、を有していることが好ましい。
【０００８】
同様に、曲げ動作機構は、自在支持機構を支持するヘッドベースを有し、ヘッドベースは、支持部材を介して、曲げローラを曲げローラの軸線に直交する直交軸廻りに回転自在に支持していることが好ましい。
【０００９】
これらの構成によれば、曲げローラは、その軸線方向に円弧運動自在に、且つ軸線に直交する直交軸廻りに回転自在に構成され、３次元的に首振り自在となる。このため、曲げローラは、樹脂板を挟んでウェッジ部の接線方向、すなわち押圧方向に対し首振り自在に挙動し、摺接する樹脂板をその幅方向において均一に押圧する。これにより、樹脂板を曲げ型に精度良く倣わせることができる。すなわち、目標角度に折曲げられるだけでなく、折曲げ線における曲げ径が小さいシャープな折曲げを可能にする。なお、曲げローラを３次元的に首振り自在とする自在支持機構を、機構学上の自在継手で構成するようにしてもよい。
【００１０】
この場合、自在支持機構は、ローラホルダとヘッドベースとの間に介設され、ローラホルダを介して曲げローラを中立位置に復帰させる一対の復帰ばねを、更に有していることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、復帰ばねによって、首振り自在な曲げローラを中立位置に位置規制することができ、曲げローラの首振り動作をこの中立位置から開始させ且つ終了時に中立位置に戻すことができる。したがって、首振り自在な曲げローラの無用なふらつきを防止することができる。
【００１２】
この場合、曲げ動作機構は、ウェッジ部に対し曲げローラを相対的に進退させる進退動作機構と、進退動作機構を介して曲げローラを、進退方向に直交する曲げ方向に相対的に移動させる横移動機構と、を有していることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、進退動作機構によって目標角度に折曲げるために適切な位置に曲げローラを配置させることができ、折曲げ線の位置において、横移動機構によってシャープな曲げ角度で均一に折曲げることができる。
【００１４】
前記樹脂板が回路基板であることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、一部をシャープな曲げ角度で均一に折曲げた回路基板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係る折曲げ装置について説明する。この折曲げ装置は、例えばインクジェットヘッドの製造において、圧電素子を駆動するための駆動回路が実装されている２枚のＣＯＦ基板（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）を、板状部材の両側側面部に接着させるために、所定の角度（９０°）に折曲げるものである。そこで先ず、インクジェットヘッドの構成について簡単に説明する。
【００１７】
図１および図２に示すように、インクジェットヘッド１は、吐出ノズル１６が穿設されたノズルプレート１１と、複数の圧力室１１ａが形成された流路形成基板１２と、圧電素子１９を保護する保護基板１３と、流路形成基板１２および保護基板１３に連通する共通室１７を封止するシール基板１４と、インクジェットヘッド１の外装を為すヘッドケース１５と、を下側から順に積層して構成されている。また、このインクジェットヘッド１には、ヘッドケース１５および保護基板１３を貫通して流路形成基板１２上に立設するように、ヘッド基板２が組み込まれている。ヘッド基板２は、圧電素子１９を駆動させるための駆動回路２５が実装された一対のＣＯＦ基板２２（フィルム基板）を、ベースプレート２１の両側面に接着されて成り、一対のＣＯＦ基板２２の下部折曲げ部分（後述する導通部２７）が、流路形成基板１２上の電極（後述するリード電極１８）に導通している。
【００１８】
ノズルプレート１１は、ステンレス等で形成され、流路形成基板１２の一方の面に接着剤等によって接着されている。また、ノズルプレート１１のノズル面には、複数の吐出ノズル１６が等ピッチで穿設されており、複数の吐出ノズル１６は、相互に平行に列設された２列のノズル列を構成している。
【００１９】
流路形成基板１２は、隔壁によって区画された複数の圧力室１１ａが、複数の吐出ノズル１６に対応するように幅方向に相互に平行に２列並設されている。流路形成基板１２の長手方向外側の領域には、図外の機能液供給装置から供給された機能液を貯留する共通室１７が形成されており、各圧力室１１ａと共通室１７とは、それぞれ供給路１１ｂを介して連通している。なお、共通室１７は、保護基板１３と連通しており、ヘッドケース１５に設けられた機能液導入口１４ａを介して機能液供給装置からの機能液の供給を受ける。
【００２０】
保護基板１３は、流路形成基板１２側から順に、弾性膜１２ａ、絶縁体膜１２ｂを介して流路形成基板１２に連結されている。絶縁体膜１２ｂ上には、複数の圧力室１１ａに対応する数の圧電素子１９が形成されており、保護基板１３には、厚さ方向に貫通する貫通孔１２ｃが形成されると共に、各圧電素子１９を収容するための機構部１２ｄが内側に凹設されている。各圧電素子１９には、リード電極１８の一方の端部が接続されており、リード電極１８の他方の端部は、貫通孔１２ｃ内に露出するように延設している。このリード電極１８の他方の端部には、上記したヘッド基板２（正確には各ＣＯＦ基板２２の導通部２７）が接続されるようになっている。そして、圧電素子１９に電圧を印加して絶縁体膜１２ｂ（および弾性膜１２ａ）を変形させることで、圧力室１１ａの体積変化を利用して共通室１７から機能液を導入すると共に、吐出ノズル１６から機能液滴を吐出する。
【００２１】
ヘッドケース１５は、保護基板１３側から順に、封止膜１３ａ、固定板１３ｂとから成るシール基板１４を介して保護基板１３に連結されている。この封止膜１３ａによってのみ共通室１７が封止されている。ヘッドケース１５には、保護基板１３に設けられた貫通孔１２ｃと連通するヘッド基板保持孔１４ｂが設けられており、ヘッド基板２は、ヘッド基板保持孔１４ｂ内に挿通されて接着剤（異方性導電ペースト）を介してリード電極１８と接続されている。
【００２２】
ヘッド基板２は、ステンレス製の板状部材であるベースプレート２１と、ベースプレート２１の両側面に両面粘着テープ２３により貼付された一対のＣＯＦ基板２２と、から構成されている。各ＣＯＦ基板２２は、圧電素子１９を駆動させるための駆動回路２５と、駆動回路２５が実装されると共に、ベースプレート２１に接着される平板状の基板本体２６と、基板本体２６から「Ｌ」字状に屈曲する導通部２７と、を備えている。両側面に貼付された一対のＣＯＦ基板２２は、導通部２７の先端部が内向きに対峙するように、且つベースプレート２１の下端面に沿うように配置されている。ベースプレート２１は、各ＣＯＦ基板２２の先端部を下にして流路形成基板１２上に突き当てられており、この状態で一対のＣＯＦ基板２２が、接着剤（異方性導電ペースト）を介してリード電極１８に接続される。
【００２３】
次に、図３および図４を用いて本実施形態に係る折曲げ装置３について説明する。この折曲げ装置３は、上述した通り、ＣＯＦ基板２２の基板本体２６と導通部２７とをその境界部（折曲げ線）においてＬ字状に折曲げるものであり、具体的には、ＣＯＦ基板２２の先端部の約０．５ｍｍを９０°に精度良く塑性変形させるための装置である。
折曲げ装置３は、ＣＯＦ基板２２の先端部（導通部２７）を突出させて挟持固定する曲げ型３１と、曲げ型３１のウェッジ部３５ａに倣わせるように倣い動作を行う曲げローラ３７を有するヘッドユニット３３と、ヘッドユニット３３を進退運動および横移動させることによって折曲げ動作させる曲げ動作機構３４とから構成されている。請求項で言う折曲げ機構部３２は、ヘッドユニット３３と、曲げ動作機構３４とから成る。なお、図３および図４において、紙面の上下をＺ軸方向（上下方向）、図３における左右、すなわち曲げローラ３７の軸線方向をＸ軸方向、図４における左右をＹ軸方向として、以降の説明をすすめることとする。
【００２４】
曲げ型３１は、曲げ角度５７ａ（図５）に応じた角度を為すウェッジ部３５ａを有する上型３５と上型３５に平行に設置された下型３６とから成り、上型３５と下型３６とが協働してＣＯＦ基板２２を挟持固定する。上型３５のウェッジ部３５ａの為す角度は、ＣＯＦ基板２２の目標角度５７（本実施形態では９０°）によって決められる。可撓性を有するＣＯＦ基板２２を９０°に塑性変形させるためには、弾性限界を見越してウェッジ部３５ａが９０°よりも鋭角に形成されていることが必要である。一方、下型３６は、ＣＯＦ基板２２を挟持固定する際に、実装されている駆動回路２５が逃げる駆動回路配置溝３６ａを設けている（図４）。ＣＯＦ基板２２は、基板本体２６と導通部２７の境界部を折曲げ線として、ウェッジ部３５ａの先端部に沿って、すなわち導通部２７に相当する部分をウェッジ部３５ａの先端からＺ軸方向（下方）に突出させてセットされ、上型３５と下型３６とで挟持固定される。
【００２５】
ヘッドユニット３３は、曲げ型３１のウェッジ部３５ａに対して平行（Ｘ軸方向）に対峙する曲げローラ３７と、曲げローラ３７を自由回転自在に支持するローラホルダ３８と、ローラホルダ３８を介して曲げローラ３７を首振り自在に支持する自在支持機構３９とから構成されている。
【００２６】
曲げローラ３７は、曲げ型３１のウェッジ部３５ａに平行して設置された円柱状のローラ本体３７ａと、ローラ本体３７ａの両端部から突出した一対のローラ軸４２とから成り、この一対のローラ軸４２の部分でローラホルダ３８に両持ちで回転自在に支持されている。曲げローラ３７は、折曲げ動作においてＣＯＦ基板２２を均一に押圧するために、軸方向（Ｘ軸方向）の長さがＣＯＦ基板２２の幅よりも長く形成されていることが好ましい。また、半径は、折曲げ強度に影響が出ない程度の大きさの半径を有している。
【００２７】
ローラホルダ３８は、曲げローラ３７に沿って平行に延在するホルダ本体３８ａと、ホルダ本体３８ａの両端部から延在し、曲げローラ３７のローラ軸４２を両持ちで支持する一対のローラ軸受け部４３とで構成されている。そして、ローラホルダ３８は、ホルダ本体３８ａの長手方向の中間位置において、後述する自在支持機構３９の回動支軸４４に支持されている。
【００２８】
自在支持機構３９は、ホルダ本体３８ａの長手方向の中間位置に貫通するようにＹ軸方向に延設された回動支軸４４と、ローラホルダ３８と後述する曲げ動作機構３４のヘッドベース４８との間に介設された支持部材４５と、ローラホルダ３８とヘッドベース４８との間に渡した一対の復帰ばね４６とから構成されている。回動支軸４４は、ホルダ本体３８ａと支持部材４５とを貫通するようにＹ軸方向に延在し、ローラホルダ３８が回動支軸４４を中心に回動するように、すなわち、曲げローラ３７が回動支軸４４を中心に円弧運動するように支持している。
【００２９】
支持部材４５は、Ｚ軸方向に延在し、上端部に回動支軸４４を固定し下端部でヘッドベース４８に対しＺ軸廻りに回転自在に取り付けられている。これにより、曲げローラ３７は、回動支軸４４を中心にＹ軸廻りに円弧運動すると共にＺ軸廻りに正逆回転する（総じて「首振り動作」）ようになっている。
また、一対の復帰ばね４６は、引張りばね（コイルばね）で構成され、支持部材４５を介してローラホルダ３８の両端部とヘッドベース４８との間に渡すように設置されている。すなわち、一対の復帰ばね４６は、支持部材４５を中心にＸ軸方向において線対称となるように配設されている。一対の復帰ばね４６のばね力は拮抗しており、２方向に首振り動作する曲げローラ３７（およびローラホルダ３８）を、その軸線が常にＸ軸方向に向く中立位置に戻すように作用している。
【００３０】
曲げローラ３７は、上述した回動支軸４４および支持部材４５によって３次元的に首振り自在であり、ＣＯＦ基板２２を挟みこんで曲げローラ３７を曲げ型３１に精度良く倣わせて（Ｙ軸方向およびＺ軸方向）シャープに折曲げることができる。さらに、一対の復帰ばね４６により、曲げローラ３７は、中立位置から首振り動作を開始させ、且つ終了時に中立位置に戻される。したがって、首振り自在な曲げローラ３７の無用なふらつきを防止し、折曲げに適した押圧力をＣＯＦ基板２２に与えることができる。
【００３１】
曲げ動作機構３４は、支持部材４５の下端部でヘッドユニット３３を支持する逆「Ｌ字状の」ヘッドベース４８と、ヘッドベース４８をＺ軸方向にスライド自在に支持するベースフレーム４８ａと、ヘッドベース４８およびベースフレーム４８ａを介してヘッドユニット３３をＺ軸方向に移動させるモータ駆動のＺ軸テーブル（進退動作機構）４９と、Ｚ軸テーブル４９を支持すると共に、Ｚ軸テーブル４９を介してヘッドユニット３３をＹ軸方向に移動させるモータ駆動のＹ軸テーブル（横移動機構）５１と、予め作成された制御テーブルに従って、Ｚ軸テーブル４９およびＹ軸テーブル５１の駆動を制御し、曲げ型３１に対し曲げローラ３７を所定の押圧力を以って曲げ動作させる制御機構５４と、を備えている。
【００３２】
ヘッドベース４８とベースフレーム４８ａとの間には、ヘッドユニット３３をＺ軸方向の上方に付勢する緩衝ばね５６が介設されており、折曲げ動作において、ＣＯＦ基板２２に作用させる曲げローラ３７の押圧力を安定化させ、曲げ力以外の過剰な押圧力がＣＯＦ基板２２にかからないようにしている。
【００３３】
次に、図５を参照して、本実施形態の折曲げ装置３による折曲げ動作について説明する。なお、上述の通り、目標角度５７は９０°とする。
先ず、ＣＯＦ基板２２の折曲げ線を上型３５のウェッジ部３５ａの先端に合わせて、ＣＯＦ基板２２の折曲げ位置を位置決めした状態で、空気圧シリンダ等により上型３５又は下型３６が進退運動を行い、ＣＯＦ基板２２を挟持固定する（図５（ｂ））。このとき、折曲げ線の位置ズレを防ぐために、上型３５に位置決めピンを設けてもよい。
次に、Ｚ軸テーブル４９を駆動し、曲げローラ３７、曲げ型３１からＺ軸方向に突出しているＣＯＦ基板２２の先端部（導通部２７）近傍の開始位置に移動させる（図５（ｂ））。この状態から、曲げ動作の制御テーブルにしたがって、Ｚ軸テーブル４９およびＹ軸テーブル５１の駆動し、曲げローラ３７を曲げ動作させる（図５（ｃ））。
【００３４】
この曲げ動作において、曲げローラ３７は、ＣＯＦ基板２２に転接しながらウェッジ部３５ａに倣って移動する。すなわち、ＣＯＦ基板２２に対し曲げローラ３７は、Ｙ軸方向およびＺ軸方向において押圧力を作用させながら、「レ」字状の軌跡を描いて移動する。このとき、曲げローラ３７は、ＣＯＦ基板２２から受ける反力により、Ｘ軸方向の微小な円弧運動およびＺ軸廻りの微小な回転を行って、ウェッジ部３５ａに倣った姿勢をとる。これにより、曲げローラ３７は、幅方向においてＣＯＦ基板２２に均一な押圧力を付与しながら、曲げ動作する。すなわち、ＣＯＦ基板２２が折曲げ線においてウェッジ部３５ａに倣うように均一に鋭角に折曲げられる（図５（ｃ））。
【００３５】
曲げローラ３７がウェッジ部３５ａの先端部を越えた位置（終了位置）で折曲げ動作が終了し、曲げローラ３７はＣＯＦ基板２２および曲げ型３１からＺ軸方向の下方に離脱する。押圧力から開放されたＣＯＦ基板２２は残留する弾性により、曲げ角度５７ａがある程度復元し、最終的に目標角度５７である９０°を為す。なお、一連の折曲げ動作において、曲げローラ３７のＣＯＦ基板２２に対する押圧力および曲げローラ３７の移動速度は、制御機構５４によって制御されている。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の折曲げ装置３は、ウェッジ部３５ａに倣って曲げ動作する曲げローラ３７を、自在支持機構３９により首振り自在に支持するようにしているため、曲げ動作において、ＣＯＦ基板２２の幅方向に均一な押圧力、すなわち曲げ力を作用させることができる。したがって、ＣＯＦ基板２２を、精度良く且つ小さい曲げ径でシャープに折曲げることができる。なお、自在支持機構３９を球形の自在継手等で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係るインクジェットヘッドの平面図である。
【図３】本実施形態に係る折曲げ装置正面の模式図である。
【図４】本実施形態に係る折曲げ装置側面の模式図である。
【図５】本実施形態に係る折曲げ装置による折曲げ方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…インクジェットヘッド ２…ヘッド基板 ３…折曲げ装置 ２２…ＣＯＦ基板 ３１…曲げ型 ３２…折曲げ機構部 ３４…曲げ動作機構 ３５ａ…ウェッジ部 ３７…曲げローラ ３８…ローラホルダ ３９…自在支持機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性基板等の樹脂板を所定の角度で均一且つ高精度に折曲げる折曲げ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のシート折曲げ装置は、小さな曲げ径（大きな曲率）によって所定の曲げ角度（折曲げ後の樹脂シートの為す角）まで曲げることを目的として改良が進められ、例えば、樹脂シートを、固定型の一辺に沿って折曲げ部材を用いて折曲げる装置が知られている。このシート折曲げ装置は、上型と下型からなる固定型と、折曲げ部材とを備えており、固定型に樹脂シートの一端を挟み、固定型に対して折曲げ部材を相対的に昇降駆動させ、折曲げ部を剪断力によって固定型の一辺に沿って、曲げの前後の平面同士の為す角度が略９０°に至るまで折曲げる工程（第１段階）と、折曲げ部材を固定型に沿って回動させることにより、９０°を超える角度まで折曲げる工程（第２段階）と、を連続して行うことによって、一の装置で樹脂シートを効率よく鋭角に折曲げることができる（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−２５５９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の従来の折曲げ装置では、固定型に固定された樹脂シートに対して、固定型に設置されている棒状の折曲げ部材を平行に回動させて折曲げるため、曲げ部材が基材に接する部分と接しない部分とが生じる。これによって、折曲げ装置の製造上の精度や組付け精度、或いは基材の厚さ精度により、樹脂シートの幅方向に対し均一に曲げ力を作用させることができず、樹脂シートの幅方向において曲げの角度や曲率が不均一になる問題があった。
【０００４】
本発明は、樹脂板を、幅方向において均一且つ所定の角度に精度良く折曲げることができる折曲げ装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の折曲げ装置は、可撓性を有する樹脂板の折曲げ端部を突出させて固定する曲げ型と、樹脂板を曲げ型のウェッジ部に沿って所定の角度に塑性変形するように折曲げる折曲げ機構部と、から成る折曲げ装置であって、折曲げ機構部は、ウェッジ部に対して平行に対峙する曲げローラと、曲げローラを自由回転自在に支持するローラホルダと、ローラホルダを介して、曲げローラをウェッジ部に倣って移動させて折曲げ動作させる曲げ動作機構と、ローラホルダと曲げ動作機構との間に介設され、折曲げ動作において、ウェッジ部に対し倣い姿勢を維持するように曲げローラを支持する自在支持機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、曲げローラが樹脂板を介して曲げ型を均一に押圧することから、折曲げ動作に際して樹脂板を均一に曲げ型に倣わせ、樹脂板において曲げローラが接した部分と接しない部分とが生じることを防ぐことができる。これによって、樹脂板の幅方向に対し均一に曲げ力を作用させることができ、樹脂板の幅方向における曲げの角度や曲げの曲率を均一にすることができる。
【０００７】
この場合、自在支持機構は、曲げローラがその軸線方向に円弧運動するように、ローラホルダを回動自在に支持する回動支軸と、回動支軸を介して曲げローラを支持する支持部材と、を有していることが好ましい。
【０００８】
同様に、曲げ動作機構は、自在支持機構を支持するヘッドベースを有し、ヘッドベースは、支持部材を介して、曲げローラを曲げローラの軸線に直交する直交軸廻りに回転自在に支持していることが好ましい。
【０００９】
これらの構成によれば、曲げローラは、その軸線方向に円弧運動自在に、且つ軸線に直交する直交軸廻りに回転自在に構成され、３次元的に首振り自在となる。このため、曲げローラは、樹脂板を挟んでウェッジ部の接線方向、すなわち押圧方向に対し首振り自在に挙動し、摺接する樹脂板をその幅方向において均一に押圧する。これにより、樹脂板を曲げ型に精度良く倣わせることができる。すなわち、目標角度に折曲げられるだけでなく、折曲げ線における曲げ径が小さいシャープな折曲げを可能にする。なお、曲げローラを３次元的に首振り自在とする自在支持機構を、機構学上の自在継手で構成するようにしてもよい。
【００１０】
この場合、自在支持機構は、ローラホルダとヘッドベースとの間に介設され、ローラホルダを介して曲げローラを中立位置に復帰させる一対の復帰ばねを、更に有していることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、復帰ばねによって、首振り自在な曲げローラを中立位置に位置規制することができ、曲げローラの首振り動作をこの中立位置から開始させ且つ終了時に中立位置に戻すことができる。したがって、首振り自在な曲げローラの無用なふらつきを防止することができる。
【００１２】
この場合、曲げ動作機構は、ウェッジ部に対し曲げローラを相対的に進退させる進退動作機構と、進退動作機構を介して曲げローラを、進退方向に直交する曲げ方向に相対的に移動させる横移動機構と、を有していることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、進退動作機構によって目標角度に折曲げるために適切な位置に曲げローラを配置させることができ、折曲げ線の位置において、横移動機構によってシャープな曲げ角度で均一に折曲げることができる。
【００１４】
前記樹脂板が回路基板であることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、一部をシャープな曲げ角度で均一に折曲げた回路基板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係る折曲げ装置について説明する。この折曲げ装置は、例えばインクジェットヘッドの製造において、圧電素子を駆動するための駆動回路が実装されている２枚のＣＯＦ基板（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）を、板状部材の両側側面部に接着させるために、所定の角度（９０°）に折曲げるものである。そこで先ず、インクジェットヘッドの構成について簡単に説明する。
【００１７】
図１および図２に示すように、インクジェットヘッド１は、吐出ノズル１６が穿設されたノズルプレート１１と、複数の圧力室１１ａが形成された流路形成基板１２と、圧電素子１９を保護する保護基板１３と、流路形成基板１２および保護基板１３に連通する共通室１７を封止するシール基板１４と、インクジェットヘッド１の外装を為すヘッドケース１５と、を下側から順に積層して構成されている。また、このインクジェットヘッド１には、ヘッドケース１５および保護基板１３を貫通して流路形成基板１２上に立設するように、ヘッド基板２が組み込まれている。ヘッド基板２は、圧電素子１９を駆動させるための駆動回路２５が実装された一対のＣＯＦ基板２２（フィルム基板）を、ベースプレート２１の両側面に接着されて成り、一対のＣＯＦ基板２２の下部折曲げ部分（後述する導通部２７）が、流路形成基板１２上の電極（後述するリード電極１８）に導通している。
【００１８】
ノズルプレート１１は、ステンレス等で形成され、流路形成基板１２の一方の面に接着剤等によって接着されている。また、ノズルプレート１１のノズル面には、複数の吐出ノズル１６が等ピッチで穿設されており、複数の吐出ノズル１６は、相互に平行に列設された２列のノズル列を構成している。
【００１９】
流路形成基板１２は、隔壁によって区画された複数の圧力室１１ａが、複数の吐出ノズル１６に対応するように幅方向に相互に平行に２列並設されている。流路形成基板１２の長手方向外側の領域には、図外の機能液供給装置から供給された機能液を貯留する共通室１７が形成されており、各圧力室１１ａと共通室１７とは、それぞれ供給路１１ｂを介して連通している。なお、共通室１７は、保護基板１３と連通しており、ヘッドケース１５に設けられた機能液導入口１４ａを介して機能液供給装置からの機能液の供給を受ける。
【００２０】
保護基板１３は、流路形成基板１２側から順に、弾性膜１２ａ、絶縁体膜１２ｂを介して流路形成基板１２に連結されている。絶縁体膜１２ｂ上には、複数の圧力室１１ａに対応する数の圧電素子１９が形成されており、保護基板１３には、厚さ方向に貫通する貫通孔１２ｃが形成されると共に、各圧電素子１９を収容するための機構部１２ｄが内側に凹設されている。各圧電素子１９には、リード電極１８の一方の端部が接続されており、リード電極１８の他方の端部は、貫通孔１２ｃ内に露出するように延設している。このリード電極１８の他方の端部には、上記したヘッド基板２（正確には各ＣＯＦ基板２２の導通部２７）が接続されるようになっている。そして、圧電素子１９に電圧を印加して絶縁体膜１２ｂ（および弾性膜１２ａ）を変形させることで、圧力室１１ａの体積変化を利用して共通室１７から機能液を導入すると共に、吐出ノズル１６から機能液滴を吐出する。
【００２１】
ヘッドケース１５は、保護基板１３側から順に、封止膜１３ａ、固定板１３ｂとから成るシール基板１４を介して保護基板１３に連結されている。この封止膜１３ａによってのみ共通室１７が封止されている。ヘッドケース１５には、保護基板１３に設けられた貫通孔１２ｃと連通するヘッド基板保持孔１４ｂが設けられており、ヘッド基板２は、ヘッド基板保持孔１４ｂ内に挿通されて接着剤（異方性導電ペースト）を介してリード電極１８と接続されている。
【００２２】
ヘッド基板２は、ステンレス製の板状部材であるベースプレート２１と、ベースプレート２１の両側面に両面粘着テープ２３により貼付された一対のＣＯＦ基板２２と、から構成されている。各ＣＯＦ基板２２は、圧電素子１９を駆動させるための駆動回路２５と、駆動回路２５が実装されると共に、ベースプレート２１に接着される平板状の基板本体２６と、基板本体２６から「Ｌ」字状に屈曲する導通部２７と、を備えている。両側面に貼付された一対のＣＯＦ基板２２は、導通部２７の先端部が内向きに対峙するように、且つベースプレート２１の下端面に沿うように配置されている。ベースプレート２１は、各ＣＯＦ基板２２の先端部を下にして流路形成基板１２上に突き当てられており、この状態で一対のＣＯＦ基板２２が、接着剤（異方性導電ペースト）を介してリード電極１８に接続される。
【００２３】
次に、図３および図４を用いて本実施形態に係る折曲げ装置３について説明する。この折曲げ装置３は、上述した通り、ＣＯＦ基板２２の基板本体２６と導通部２７とをその境界部（折曲げ線）においてＬ字状に折曲げるものであり、具体的には、ＣＯＦ基板２２の先端部の約０．５ｍｍを９０°に精度良く塑性変形させるための装置である。
折曲げ装置３は、ＣＯＦ基板２２の先端部（導通部２７）を突出させて挟持固定する曲げ型３１と、曲げ型３１のウェッジ部３５ａに倣わせるように倣い動作を行う曲げローラ３７を有するヘッドユニット３３と、ヘッドユニット３３を進退運動および横移動させることによって折曲げ動作させる曲げ動作機構３４とから構成されている。請求項で言う折曲げ機構部３２は、ヘッドユニット３３と、曲げ動作機構３４とから成る。なお、図３および図４において、紙面の上下をＺ軸方向（上下方向）、図３における左右、すなわち曲げローラ３７の軸線方向をＸ軸方向、図４における左右をＹ軸方向として、以降の説明をすすめることとする。
【００２４】
曲げ型３１は、曲げ角度５７ａ（図５）に応じた角度を為すウェッジ部３５ａを有する上型３５と上型３５に平行に設置された下型３６とから成り、上型３５と下型３６とが協働してＣＯＦ基板２２を挟持固定する。上型３５のウェッジ部３５ａの為す角度は、ＣＯＦ基板２２の目標角度５７（本実施形態では９０°）によって決められる。可撓性を有するＣＯＦ基板２２を９０°に塑性変形させるためには、弾性限界を見越してウェッジ部３５ａが９０°よりも鋭角に形成されていることが必要である。一方、下型３６は、ＣＯＦ基板２２を挟持固定する際に、実装されている駆動回路２５が逃げる駆動回路配置溝３６ａを設けている（図４）。ＣＯＦ基板２２は、基板本体２６と導通部２７の境界部を折曲げ線として、ウェッジ部３５ａの先端部に沿って、すなわち導通部２７に相当する部分をウェッジ部３５ａの先端からＺ軸方向（下方）に突出させてセットされ、上型３５と下型３６とで挟持固定される。
【００２５】
ヘッドユニット３３は、曲げ型３１のウェッジ部３５ａに対して平行（Ｘ軸方向）に対峙する曲げローラ３７と、曲げローラ３７を自由回転自在に支持するローラホルダ３８と、ローラホルダ３８を介して曲げローラ３７を首振り自在に支持する自在支持機構３９とから構成されている。
【００２６】
曲げローラ３７は、曲げ型３１のウェッジ部３５ａに平行して設置された円柱状のローラ本体３７ａと、ローラ本体３７ａの両端部から突出した一対のローラ軸４２とから成り、この一対のローラ軸４２の部分でローラホルダ３８に両持ちで回転自在に支持されている。曲げローラ３７は、折曲げ動作においてＣＯＦ基板２２を均一に押圧するために、軸方向（Ｘ軸方向）の長さがＣＯＦ基板２２の幅よりも長く形成されていることが好ましい。また、半径は、折曲げ強度に影響が出ない程度の大きさの半径を有している。
【００２７】
ローラホルダ３８は、曲げローラ３７に沿って平行に延在するホルダ本体３８ａと、ホルダ本体３８ａの両端部から延在し、曲げローラ３７のローラ軸４２を両持ちで支持する一対のローラ軸受け部４３とで構成されている。そして、ローラホルダ３８は、ホルダ本体３８ａの長手方向の中間位置において、後述する自在支持機構３９の回動支軸４４に支持されている。
【００２８】
自在支持機構３９は、ホルダ本体３８ａの長手方向の中間位置に貫通するようにＹ軸方向に延設された回動支軸４４と、ローラホルダ３８と後述する曲げ動作機構３４のヘッドベース４８との間に介設された支持部材４５と、ローラホルダ３８とヘッドベース４８との間に渡した一対の復帰ばね４６とから構成されている。回動支軸４４は、ホルダ本体３８ａと支持部材４５とを貫通するようにＹ軸方向に延在し、ローラホルダ３８が回動支軸４４を中心に回動するように、すなわち、曲げローラ３７が回動支軸４４を中心に円弧運動するように支持している。
【００２９】
支持部材４５は、Ｚ軸方向に延在し、上端部に回動支軸４４を固定し下端部でヘッドベース４８に対しＺ軸廻りに回転自在に取り付けられている。これにより、曲げローラ３７は、回動支軸４４を中心にＹ軸廻りに円弧運動すると共にＺ軸廻りに正逆回転する（総じて「首振り動作」）ようになっている。
また、一対の復帰ばね４６は、引張りばね（コイルばね）で構成され、支持部材４５を介してローラホルダ３８の両端部とヘッドベース４８との間に渡すように設置されている。すなわち、一対の復帰ばね４６は、支持部材４５を中心にＸ軸方向において線対称となるように配設されている。一対の復帰ばね４６のばね力は拮抗しており、２方向に首振り動作する曲げローラ３７（およびローラホルダ３８）を、その軸線が常にＸ軸方向に向く中立位置に戻すように作用している。
【００３０】
曲げローラ３７は、上述した回動支軸４４および支持部材４５によって３次元的に首振り自在であり、ＣＯＦ基板２２を挟みこんで曲げローラ３７を曲げ型３１に精度良く倣わせて（Ｙ軸方向およびＺ軸方向）シャープに折曲げることができる。さらに、一対の復帰ばね４６により、曲げローラ３７は、中立位置から首振り動作を開始させ、且つ終了時に中立位置に戻される。したがって、首振り自在な曲げローラ３７の無用なふらつきを防止し、折曲げに適した押圧力をＣＯＦ基板２２に与えることができる。
【００３１】
曲げ動作機構３４は、支持部材４５の下端部でヘッドユニット３３を支持する逆「Ｌ字状の」ヘッドベース４８と、ヘッドベース４８をＺ軸方向にスライド自在に支持するベースフレーム４８ａと、ヘッドベース４８およびベースフレーム４８ａを介してヘッドユニット３３をＺ軸方向に移動させるモータ駆動のＺ軸テーブル（進退動作機構）４９と、Ｚ軸テーブル４９を支持すると共に、Ｚ軸テーブル４９を介してヘッドユニット３３をＹ軸方向に移動させるモータ駆動のＹ軸テーブル（横移動機構）５１と、予め作成された制御テーブルに従って、Ｚ軸テーブル４９およびＹ軸テーブル５１の駆動を制御し、曲げ型３１に対し曲げローラ３７を所定の押圧力を以って曲げ動作させる制御機構５４と、を備えている。
【００３２】
ヘッドベース４８とベースフレーム４８ａとの間には、ヘッドユニット３３をＺ軸方向の上方に付勢する緩衝ばね５６が介設されており、折曲げ動作において、ＣＯＦ基板２２に作用させる曲げローラ３７の押圧力を安定化させ、曲げ力以外の過剰な押圧力がＣＯＦ基板２２にかからないようにしている。
【００３３】
次に、図５を参照して、本実施形態の折曲げ装置３による折曲げ動作について説明する。なお、上述の通り、目標角度５７は９０°とする。
先ず、ＣＯＦ基板２２の折曲げ線を上型３５のウェッジ部３５ａの先端に合わせて、ＣＯＦ基板２２の折曲げ位置を位置決めした状態で、空気圧シリンダ等により上型３５又は下型３６が進退運動を行い、ＣＯＦ基板２２を挟持固定する（図５（ｂ））。このとき、折曲げ線の位置ズレを防ぐために、上型３５に位置決めピンを設けてもよい。
次に、Ｚ軸テーブル４９を駆動し、曲げローラ３７、曲げ型３１からＺ軸方向に突出しているＣＯＦ基板２２の先端部（導通部２７）近傍の開始位置に移動させる（図５（ｂ））。この状態から、曲げ動作の制御テーブルにしたがって、Ｚ軸テーブル４９およびＹ軸テーブル５１の駆動し、曲げローラ３７を曲げ動作させる（図５（ｃ））。
【００３４】
この曲げ動作において、曲げローラ３７は、ＣＯＦ基板２２に転接しながらウェッジ部３５ａに倣って移動する。すなわち、ＣＯＦ基板２２に対し曲げローラ３７は、Ｙ軸方向およびＺ軸方向において押圧力を作用させながら、「レ」字状の軌跡を描いて移動する。このとき、曲げローラ３７は、ＣＯＦ基板２２から受ける反力により、Ｘ軸方向の微小な円弧運動およびＺ軸廻りの微小な回転を行って、ウェッジ部３５ａに倣った姿勢をとる。これにより、曲げローラ３７は、幅方向においてＣＯＦ基板２２に均一な押圧力を付与しながら、曲げ動作する。すなわち、ＣＯＦ基板２２が折曲げ線においてウェッジ部３５ａに倣うように均一に鋭角に折曲げられる（図５（ｃ））。
【００３５】
曲げローラ３７がウェッジ部３５ａの先端部を越えた位置（終了位置）で折曲げ動作が終了し、曲げローラ３７はＣＯＦ基板２２および曲げ型３１からＺ軸方向の下方に離脱する。押圧力から開放されたＣＯＦ基板２２は残留する弾性により、曲げ角度５７ａがある程度復元し、最終的に目標角度５７である９０°を為す。なお、一連の折曲げ動作において、曲げローラ３７のＣＯＦ基板２２に対する押圧力および曲げローラ３７の移動速度は、制御機構５４によって制御されている。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の折曲げ装置３は、ウェッジ部３５ａに倣って曲げ動作する曲げローラ３７を、自在支持機構３９により首振り自在に支持するようにしているため、曲げ動作において、ＣＯＦ基板２２の幅方向に均一な押圧力、すなわち曲げ力を作用させることができる。したがって、ＣＯＦ基板２２を、精度良く且つ小さい曲げ径でシャープに折曲げることができる。なお、自在支持機構３９を球形の自在継手等で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係るインクジェットヘッドの平面図である。
【図３】本実施形態に係る折曲げ装置正面の模式図である。
【図４】本実施形態に係る折曲げ装置側面の模式図である。
【図５】本実施形態に係る折曲げ装置による折曲げ方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…インクジェットヘッド ２…ヘッド基板 ３…折曲げ装置 ２２…ＣＯＦ基板 ３１…曲げ型 ３２…折曲げ機構部 ３４…曲げ動作機構 ３５ａ…ウェッジ部 ３７…曲げローラ ３８…ローラホルダ ３９…自在支持機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する樹脂板の折曲げ端部を突出させて固定する曲げ型と、前記樹脂板を前記曲げ型のウェッジ部に沿って所定の角度に塑性変形するように折曲げる折曲げ機構部と、から成る折曲げ装置であって、
前記折曲げ機構部は、
前記ウェッジ部に対して平行に対峙する曲げローラと、
前記曲げローラを自由回転自在に支持するローラホルダと、
前記ローラホルダを介して、前記曲げローラを前記ウェッジ部に倣って移動させて折曲げ動作させる曲げ動作機構と、
前記ローラホルダと前記曲げ動作機構との間に介設され、前記折曲げ動作において、前記ウェッジ部に対し倣い姿勢を維持するように前記曲げローラを支持する自在支持機構と、を備えたことを特徴とする折曲げ装置。
【請求項２】
前記自在支持機構は、
前記曲げローラがその軸線方向に円弧運動するように、前記ローラホルダを回動自在に支持する回動支軸と、
前記回動支軸を介して前記曲げローラを支持する支持部材と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の折曲げ装置。
【請求項３】
前記曲げ動作機構は、前記自在支持機構を支持するヘッドベースを有し、
前記ヘッドベースは、前記支持部材を介して、前記曲げローラを前記曲げローラの軸線に直交する直交軸廻りに回転自在に支持していることを特徴とする請求項２に記載の折曲げ装置。
【請求項４】
前記自在支持機構は、前記ローラホルダと前記ヘッドベースとの間に介設され、前記ローラホルダを介して前記曲げローラを中立位置に復帰させる一対の復帰ばねを、更に有していることを特徴とする請求項２または３に記載の折曲げ装置。
【請求項５】
前記曲げ動作機構は、
前記ウェッジ部に対し前記曲げローラを相対的に進退させる進退動作機構と、
前記進退動作機構を介して前記曲げローラを、前記進退方向に直交する曲げ方向に相対的に移動させる横移動機構と、を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の折曲げ装置。
【請求項６】
前記樹脂板が回路基板であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の折曲げ装置。
【請求項１】
可撓性を有する樹脂板の折曲げ端部を突出させて固定する曲げ型と、前記樹脂板を前記曲げ型のウェッジ部に沿って所定の角度に塑性変形するように折曲げる折曲げ機構部と、から成る折曲げ装置であって、
前記折曲げ機構部は、
前記ウェッジ部に対して平行に対峙する曲げローラと、
前記曲げローラを自由回転自在に支持するローラホルダと、
前記ローラホルダを介して、前記曲げローラを前記ウェッジ部に倣って移動させて折曲げ動作させる曲げ動作機構と、
前記ローラホルダと前記曲げ動作機構との間に介設され、前記折曲げ動作において、前記ウェッジ部に対し倣い姿勢を維持するように前記曲げローラを支持する自在支持機構と、を備えたことを特徴とする折曲げ装置。
【請求項２】
前記自在支持機構は、
前記曲げローラがその軸線方向に円弧運動するように、前記ローラホルダを回動自在に支持する回動支軸と、
前記回動支軸を介して前記曲げローラを支持する支持部材と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の折曲げ装置。
【請求項３】
前記曲げ動作機構は、前記自在支持機構を支持するヘッドベースを有し、
前記ヘッドベースは、前記支持部材を介して、前記曲げローラを前記曲げローラの軸線に直交する直交軸廻りに回転自在に支持していることを特徴とする請求項２に記載の折曲げ装置。
【請求項４】
前記自在支持機構は、前記ローラホルダと前記ヘッドベースとの間に介設され、前記ローラホルダを介して前記曲げローラを中立位置に復帰させる一対の復帰ばねを、更に有していることを特徴とする請求項２または３に記載の折曲げ装置。
【請求項５】
前記曲げ動作機構は、
前記ウェッジ部に対し前記曲げローラを相対的に進退させる進退動作機構と、
前記進退動作機構を介して前記曲げローラを、前記進退方向に直交する曲げ方向に相対的に移動させる横移動機構と、を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の折曲げ装置。
【請求項６】
前記樹脂板が回路基板であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の折曲げ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１３７４９６（Ｐ２０１０−１３７４９６Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１８１７５（Ｐ２００８−３１８１７５）
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１５日（２００８．１２．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]