JP2005288705A - インクジェットプリンタのヘッドユニット、インクジェットプリンタ及びそれに用いられる信号伝送基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 ドライバＩＣの発した熱がヘッドに伝播するのを抑制する。
【解決手段】 ヘッドユニット２は、インクを吐出するヘッド本体１００と、ドライバＩＣ７５と、ドライバＩＣ７５とヘッド本体１００との間に介在したＦＰＣ２０とを有している。ＦＰＣ２０には、導体１６ａが埋め込まれたスルーホール１６が形成されている。導体１６ａは、ドライバＩＣ７５の出力端子７５とヘッド本体１００の圧電シート２１上に形成された個別電極３５とそれぞれ接合されており、ドライバＩＣ７５と個別電極３５とが電気的に接続されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録媒体にインクを吐出するインクジェットプリンタのヘッドユニット、インクジェットプリンタ及びそれに用いられる信号伝送基板に関する。

特許文献１には、複数のアクチュエータを跨ぐように配置されたドライバＩＣがヘッド本体の一表面上に固定されたインクジェットヘッドについて記載されている。このインクジェットヘッドにおいて、ドライバＩＣはヘッド本体のノズルが形成された面と反対となる面に固定されつつ、各配線を介してアクチュエータとプリンタ本体とに接続されている。これによれば、ヘッド本体に余分なスペースを設けずにドライバＩＣを設置することができるため、インクジェットヘッド全体を小型化することが可能となる。

特開２０００−３５１２０８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、ヘッド本体の一表面に直接、ドライバＩＣが固定されているので、ドライバＩＣによる発熱がヘッド本体に伝播する。ドライバＩＣの発生した熱がヘッド本体に伝播すると、ヘッド本体のインクの温度が上昇して、インクの粘度が低下しインク吐出状態を一定に維持できないという問題が生じる。

そこで、本発明は、ドライバＩＣの発生した熱がインクジェットヘッドに伝播するのを抑制するインクジェットプリンタのヘッドユニット、インクジェットプリンタ及びそれに用いられる信号伝送基板を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のインクジェットプリンタのヘッドユニットは、インクを吐出する複数のノズルと各ノズルに夫々連通する複数の圧力室と各圧力室に個別にインク吐出圧を付与する吐出圧付与手段とを有し、一表面に前記吐出圧付与手段の電極が形成されたインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドと対向するように配置されており、前記一表面と対向する所定面に出力端子が形成されたドライバＩＣと、前記ドライバＩＣの前記出力端子とこれに対応する前記吐出圧付与手段の前記電極とを電気的に接続する第１の信号線が埋め込まれたスルーホールが形成されており、前記インクジェットヘッドと前記ドライバＩＣとの間にこれらに挟み込まれるように配置された絶縁性部材とを備えている。

これによると、インクジェットヘッドとドライバＩＣとの間に絶縁性部材が介在する。そのため、ドライバＩＣで発生する熱がインクジェットヘッドに伝播しにくくなる。したがって、インク吐出状態を一定に維持することができる。また、ドライバＩＣの出力端子とこれに対応するインクジェットヘッドの吐出付与手段の電極とを電気的に接続するための構造を簡略化することができる。

本発明において、前記絶縁性部材の前記ドライバＩＣとの対向面に前記出力端子と接合される第１の端子が形成されており、前記絶縁性部材の前記インクジェットヘッドとの対向面に前記吐出圧付与手段の前記電極と接合された第２の端子が形成されており、前記第１及び第２の端子は前記第１の信号線により電気的に接続されていることが好ましい。これによると、絶縁性部材によってドライバＩＣとインクジェットヘッドとの接続構造が簡略化される。

また、このとき、前記ドライバＩＣの前記所定面には、入力端子が形成され、前記絶縁性部材の前記ドライバＩＣとの対向面には、前記入力端子と接合された第３の端子が形成され、前記第３の端子と電気的に接続された第２の信号線が前記絶縁性部材の延在面方向に沿って形成されていてもよい。これによると、絶縁性部材が、ドライバＩＣに信号を入力する第２の信号線と、ドライバＩＣからインクジェットヘッドに駆動信号を伝送する第１の信号線とに対して共通に使用できる。そのため、ヘッドユニットのコストが低下する。

また、このとき、前記絶縁性部材は、前記第１の信号線及び前記第３の端子が形成された、前記インクジェットヘッドと前記ドライバＩＣとの間に介在する拡幅部と、前記第２の信号線が形成された狭幅部とを有し、前記拡幅部が前記ドライバＩＣの外形よりも大きく形成されていてもよい。これにより、ドライバＩＣから発せられた熱の伝播を効果的に抑制することができる。

また、このとき、前記拡幅部が前記インクジェットヘッドの前記ドライバＩＣに対向する面の外形より小さく形成されていてもよい。これにより、絶縁性部材の拡幅部が小さくなるので、絶縁性部材に係るコストを低減することができる。

また、本発明において、前記スルーホールの一方の開口と他方の開口とが、前記絶縁性部材の延在面内において異なる位置に形成されていることが好ましい。これにより、ドライバＩＣ及びインクジェットヘッドとして既存のものを用いることができるため、両者の電極位置が絶縁性部材の延在面内において同じ位置となるようにどちらかの部材を新たに作製する必要がなくなる。

また、このとき、前記絶縁性部材の前記拡幅部内に、前記第１の信号線の近傍領域よりも熱伝導率が低い領域が設けられていてもよい。これにより、ドライバＩＣで発生する熱がインクジェットヘッドに伝播するのを効果的に抑制することができる。

また、このとき、前記絶縁性部材が、前記ドライバＩＣとの対向面を有する絶縁シートと前記インクジェットヘッドとの対向面を有する絶縁シートとの２枚の絶縁シートを貼り合わせた構造を有していてもよい。これにより、熱伝導率が低い領域を有する絶縁性部材が製造しやすくなる。

また、本発明において、前記絶縁性部材が樹脂からなることが好ましい。これによると、樹脂は熱伝導率が低いために、ドライバＩＣで発生する熱がインクジェットヘッドに伝播しにくくなる。

本発明のインクジェットプリンタは、インクを吐出する複数のノズルと各ノズルに夫々連通する複数の圧力室と各圧力室に個別にインク吐出圧を付与する吐出圧付与手段とを有し、一表面に前記吐出圧付与手段の電極が形成されたインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドの前記一表面と対向する所定面に入力端子と出力端子とが形成されており、前記入力端子から画像に対応するデータ信号が入力されるとともに、前記出力端子から前記吐出圧付与手段に向けて駆動信号を出力するドライバＩＣと、前記データ信号を前記ドライバＩＣに伝送するとともに前記ドライバＩＣから出力された前記駆動信号を前記インクジェットヘッドに伝送する信号伝送基板とを備えている。そして、前記信号伝送基板は、絶縁性材料からなりその一部が前記インクジェットヘッドと前記ドライバＩＣとの間に挟み込まれる基板と、前記駆動信号を前記インクジェットヘッドに伝送する第１の信号線と、前記データ信号を前記ドライバＩＣに伝送する第２の信号線とを備え、前記第１の信号線は、前記基板に形成されたスルーホールに埋め込まれているとともに、前記基板の前記ドライバＩＣと対向する面に形成され前記ドライバＩＣの前記出力端子と接合された第１の端子と前記基板の前記インクジェットヘッドと対向する面に形成され前記吐出圧付与手段の前記電極と接合された第２の端子とを電気的に接続し、前記第２の信号線は、前記基板の延在面方向に沿って形成されているとともに、前記基板の前記ドライバＩＣと対向する面に形成された第３の端子と電気的に接続されている。

これによると、ドライバＩＣで発生する熱の伝播を抑制する手段として信号伝送基板を利用することが可能になる。そのため、別に熱の伝播を抑制する手段を設ける必要がなくなる。また、第１及び第２の信号線が信号伝送基板に形成されていることで、第１及び第２の信号線に対して１つの信号伝送基板を共通に使用できる。そのため、ドライバＩＣとインクジェットヘッドとを接続するためにかかるインクジェットプリンタのコストが低減される。

本発明のインクジェットプリンタに用いられる信号伝送基板は、インクと吐出する複数のノズルと各ノズルに夫々連通する複数の圧力室と各圧力室に個別にインク吐出圧を付与する吐出圧付与手段とを有し、一表面に前記吐出圧付与手段の電極が形成されたインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドの前記一表面と対向する所定面に入力端子と出力端子とが形成されており、前記入力端子から画像に対応するデータ信号が入力されるとともに、前記出力端子から前記吐出圧付与手段に向けて駆動信号を出力するドライバＩＣとを備えたインクジェットプリンタに用いられる信号伝送基板であって、絶縁性材料からなりその一部が前記インクジェットヘッドと前記ドライバＩＣとの間に挟み込まれた基板と、前記駆動信号を前記インクジェットヘッドに伝送する第１の信号線と、前記データ信号を前記ドライバＩＣに伝送する第２の信号線とを備えている。そして、前記第１の信号線は、前記基板に形成されたスルーホールに埋め込まれているとともに、前記基板の前記ドライバＩＣと対向する面に形成され前記ドライバＩＣの前記出力端子と接合された第１の端子と前記基板の前記インクジェットヘッドと対向する面に形成され前記吐出圧付与手段の前記電極と接合された第２の端子とを電気的に接続し、前記第２の信号線は、前記基板の延在面方向に沿って形成されているとともに、前記基板の前記ドライバＩＣと対向する面に形成された第３の端子と電気的に接続されている。これにより、ドライバＩＣの放熱対策にも利用できるインクジェットプリンタ用の信号伝送基板となる。しかも、信号伝送基板のコストが安価となる。

本発明において、前記スルーホールの一方の開口と他方の開口とが、前記基板の延在面内において異なる位置に形成されていることが好ましい。これにより、ドライバＩＣ及びインクジェットヘッドとして既存のものを用いることができるため、両者の電極位置が基板の延在面内において同じ位置となるようにどちらかの部材を新たに作製する必要がなくなる。

（第１実施形態）
以下、本発明の好適な第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１実施形態によるインクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１には、記録媒体である用紙４１を搬送するプラテンローラ４０と、プラテンローラ４０上にセットされる用紙４１に対してインクを吐出するインクジェットヘッド９とインクジェットヘッド９に駆動電圧（駆動信号）を給電する信号伝送基板であるフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）２０とを有するヘッドユニット２とが含まれている。

プラテンローラ４０は、軸４２によりフレーム４３に回転可能に取り付けられており、モータ４４によって回転駆動される。用紙４１は、インクジェットプリンタ１の近傍に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、プラテンローラ４０により図中矢印の方向に一定速度で搬送される。さらに、ヘッドユニット２のインクジェットヘッド９から吐出されるインクにより所定の印刷がなされ、その後、排紙される。なお、図１では、用紙４１の給紙機構と排紙機構の詳細な図示を省略している。また、図１に描かれたインクジェットプリンタ１はモノクロプリンタであってヘッドユニット２が１つしか配置されていないが、カラー印刷を行う場合にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの少なくとも４つのヘッドユニット２が平行に配置される。

図１から分かるように、ヘッドユニット２のインクジェットヘッド９は、用紙４１の搬送方向に対して垂直に延びるラインヘッドであって、フレーム４３に対して固定設置されている。インクジェットヘッド９は、用紙４１に対してインクを吐出するためのものであり、ヘッド本体１００と、基部１１とを有している。ヘッド本体１００は、ライン状に一方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に延在している。基部１１は、ヘッド本体１００に対して垂直な方向に伸延しているものであり、ヘッド本体１００を支持するものである。

インクジェットヘッド９の底面であって、多数のノズル８（図３参照）が形成されたヘッド本体１００のインク吐出面は、プラテンローラ４０による用紙４１の搬送面と平行に対向している。そのため、インクジェットプリンタ１内に設けられた図示しない制御部からのデータ信号に基づいてヘッド本体１００のインク吐出面に形成された各ノズル８から吐出されたインクは、用紙４１に対して飛翔する。

次に、ヘッドユニット２について以下に説明する。図２は、ヘッドユニット２の拡大平面図である。図３は、ヘッドユニットの拡大断面図である。図１に示すように、ヘッドユニット２は、インクジェットヘッド９と、ヘッド本体１００の上面に貼付されたＦＰＣ２０と、ＦＰＣ２０上に配置されたドライバＩＣ７５とを含んでなる。ＦＰＣ２０は、ヘッド本体１００の上面から基部１１の側壁にかけて上方に引き出され、インクジェットプリンタ１内に設けられた図示しない制御部に接続されている。

図２に示すようにＦＰＣ２０は、ヘッド本体１００に対向する部分であってヘッド本体１００の延在方向Ｘに沿って延在した拡幅部１４と、拡幅部１４の左側端部の中央から左側方向（ヘッド本体１００の延在方向と直交する方向Ｙ）に向かって延在した狭幅部１５とを有している。拡幅部１４は、ヘッド本体１００の上面形状とほぼ相似形状の長方形平面形状を有しており、ヘッド本体１００より小さく形成されている。本実施の形態において、狭幅部１５の延在方向Ｙに直交する幅は、拡幅部１４の延在方向Ｘにおける幅の約１／３となるように狭く形成されている。

図２に示すようにドライバＩＣ７５は、ＦＰＣ２０の拡幅部１４の上面に配置されている。つまり、ＦＰＣ２０の拡幅部１４は、ドライバＩＣ７５とヘッド本体１００との間に介在している。ドライバＩＣ７５は、拡幅部１４の平面形状より小さい長方形平面形状を有している。図３に示すように、ドライバＩＣ７５の下面（ＦＰＣ２０の上面と対向する面）には、制御部からのデータ信号が入力される複数の入力端子７６と、圧電シート２１に駆動信号を出力する複数の出力端子７７とが形成されている。圧電シート２１は、複数の圧力室１０の各々に対応して設けられたものであり、圧力室１０内のインクに吐出圧を付与する吐出圧付与手段を構成するものである。これらの詳細については後述する。複数の入力端子７６は、ドライバＩＣ７５の図２中左側端部の中央部分にヘッド本体１００の延在方向Ｘに沿って配列されており、ＦＰＣ２０に形成された後述の端子部１３とそれぞれ接合されている。複数の出力端子７７は、ヘッド本体１００の延在方向Ｘに沿って互いに平行に４列に配置されている。各出力端子７７は、その中心からヘッド本体１００の延在方向Ｘに平行な仮想直線に対して射影したときの射影点の間隔がほぼ等間隔になるように配置されており、ＦＰＣ２０に形成された後述の導体１６ａを介して個別電極３５に夫々対応して接合されている。

次にＦＰＣ２０について以下に説明する。図４は、ＦＰＣ２０の平面図である。図３及び図４に示すように、ＦＰＣ２０は１枚のシート状部材を基板とし、後述する導体１６ａ，１９を有して形成されている。本実施の形態におけるシート状部材は可撓性を有しポリイミド樹脂からなるが、絶縁性を有するゴム、樹脂、セラミックス等の材料から構成されていてもよい。ＦＰＣ２０の拡幅部１４には、図４中２点鎖線で描かれたドライバＩＣ７５と重なる領域７５ａ内にＦＰＣ２０の厚み方向に貫通した複数のスルーホール１６が形成されている。図３に示すように、各スルーホール１６は、ドライバＩＣ７５の出力端子７７とそれぞれ対向する位置に形成されている。各スルーホール１６内には、導体（第１の信号線）１６ａが配置されている。導体１６ａはＦＰＣ２０の上面及び下面から突出しており、導体１６ａのＦＰＣ２０の上面から突出した部分がドライバＩＣ７５の出力端子７７とそれぞれ接合される端子部（第１の端子）１７であり、導体１６ａのＦＰＣ２０の下面から突出した部分が後述の個別電極３５と接合される端子部（第２の端子）１８となっている。

ＦＰＣ２０の上面には、拡幅部１４の図４中左側端部から狭幅部１５の延在方向Ｙに向かって互いに平行に延在する複数の導体（第２の信号線）１９が形成されている。これら導体１９の先端部は、図２に示すようにドライバＩＣ７５の入力端子７６と重なる位置に形成されており、この先端部がドライバＩＣ７５の入力端子７６と接合された端子部（第３の端子）１３となっている。一方、導体１９の基端部は、図示しない制御部に接続可能な位置に形成されている。つまり、導体１９は、ドライバＩＣ７５の入力端子７６と対向する位置から図示しない制御部まで延在しており、ドライバＩＣ７５と制御部とを電気的に接続するものである。このようなＦＰＣ２０上に、図３に示すようにドライバＩＣ７５が配置されるとともに、入力端子７６と導体１９の端子部１３とが接合され、出力端子７７と導体１６ａの端子部１７とが接合され、導体１６ａの端子部１８と個別電極３５とが接合されることで、ドライバＩＣ７５が制御部からのデータ信号に基づいて圧電シート２１に駆動電圧を印加することが可能になる。

次にヘッド本体１００について、以下に説明する。図５は、ヘッド本体の拡大平面図である。ヘッド本体１００は、流路ユニット４と流路ユニット４の上面に形成された複数の圧電シート２１とを有している。流路ユニット４はヘッド本体１００と同様に一方向に延在した矩形平面形状を有している。図５に示すように流路ユニット４内には、流路ユニット４の長手方向に沿って互いに平行に延在された４つのマニホールド５が形成されている。これらマニホールド５は流路ユニット４の長手方向の両端部（不図示）において互いに連通している。複数の圧電シート２１は、角部が丸い略長方形平面形状を有している。これら圧電シート２１は、ＦＰＣ２０の拡幅部１４と重なる領域内に形成されている。つまり、ＦＰＣ２０の拡幅部１４は複数の圧電シート２１に跨るように配置されている。複数の圧電シート２１は、流路ユニット４の延在方向に沿って互いに平行に４列に配列されている。各圧電シート２１は、圧電シート２１の中心点から流路ユニット４の延在方向に平行な仮想直線に対して互いに平行に射影した点の間隔がほぼ等間隔になるように配置されている。

図５に示すように、流路ユニット４の内部には、平面形状が圧電シート２１とほぼ相似形状の角部が丸い長方形平面形状を有する圧力室１０が複数形成されている。これら圧力室１０は、圧電シート２１とそれぞれ対向する位置に配置されており、各圧電シート２１のほぼ全域が圧力室１０の平面領域内にそれぞれ収まるように配置されている。圧力室１０の一端は、ノズル８に連通しており、他端は、マニホールド５に連通している。

図３に示すように、各ノズル８は、圧力室１０を介してマニホールド５と連通している。すなわち、マニホールド５の出口から圧力室１０を経てノズル８に至る個別インク流路７が構成されている。このようにして、ヘッド本体１００には、個別インク流路７が圧力室１０毎に複数形成されている。

ヘッド本体１００は、図３に示すように、上から圧電シート２１、アクチュエータプレート２２、キャビティプレート２３、サプライプレート２４、マニホールドプレート２５及びノズルプレート２６の合計６枚のシート材が積層された積層構造を有している。これらのうち、圧電シート２１を除いた５枚のプレートから流路ユニット４が構成されている。

圧電シート２１は、後で詳述するように、その上面に複数の個別電極３５が形成されており、各個別電極３５に駆動電圧が印加されることで、変位を生じる。これら圧電シート２１、個別電極３５及び共通電極として機能するアクチュエータプレート２２が流路ユニット４内のインクに圧力を付与してノズル８からインクを吐出させる吐出圧付与手段となる。

アクチュエータプレート２２は、キャビティプレート２３に形成された圧力室１０を構成する複数の孔を覆う金属プレートである。キャビティプレート２３は、圧力室１０を構成する孔が圧電シート２１に対向する位置に多数設けられた金属プレートである。サプライプレート２４は、キャビティプレート２３の１つの圧力室１０について、マニホールド５から圧力室１０への連絡孔及び圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート２５は、マニホールド５を構成する孔に加えて、キャビティプレート２３の１つの圧力室１０について、圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート２６は、キャビティプレート２３の１つ圧力室１０について、ノズル８がそれぞれ設けられた金属プレートである。

これら５枚のプレート２２〜２６は、図３に示すような個別インク流路７が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。この個別インク流路７は、マニホールド５からまず上方へ向かい、圧力室１０において水平に延在し、垂直下方にノズル８へと向かう。

図３に示すように圧電シート２１は、右側端部を除くほぼ全域が圧力室１０と対向している。圧電シート２１の上面には、図５に示すように圧電シート２１のほぼ全域を覆うように個別電極３５が形成されており、個別電極３５同士が互いに離隔されている。図３に示すように、個別電極３５は、圧力室１０と対向しない領域であって圧力室１０を構成する孔が形成されたキャビティプレート２３の隔壁と対向する位置において、ＦＰＣ２０の導体１６ａの端子部１８と接合されている。多数の圧電シート２１及び個別電極３５は、スクリーン印刷技術を用いることによりアクチュエータプレート２２上に高密度に配置することが可能となっている。そのため、個別電極３５に対応する位置に形成される圧力室１０をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。

圧電シート２１は、本実施の形態において、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミック材料からなる。個別電極３５は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなるものであり、ＦＰＣ２０に形成された独立した導体１６ａの端子部１８とそれぞれ電気的に接続されている。これにより、制御部はＦＰＣ２０の導体１９、ドライバＩＣ７５及び導体１６ａを介して圧力室１０ごとに電位を制御することが可能となっている。アクチュエータプレート２２は常にグランド電位に保たれており、共通電極として機能している。

次に、圧電シート２１の駆動方法について述べる。圧電シート２１はその厚み方向に分極されている。したがって、個別電極３５にグランド電位より高い電位を印加することで、圧電シート２１に対してその分極方向に電界が印加される。圧電シート２１に電界が印加されると、電界が印加された部分か活性層として働き、その厚み方向に伸長するとともに、圧電横効果により面方向に収縮しようとする。これにともなって圧電シート２１及びアクチュエータプレート２２は圧力室側へ凸になるように変形（ユニモルフ変形）する。このとき、図３に示したように、アクチュエータプレート２２の下面は圧力室１０を区画する隔壁（キャビティプレート）２３の上面に固定されているので、結果的に圧電シート２１とアクチュエータプレート２２は圧力室側に凸となるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。その後、個別電極３５を共通電極として機能するアクチュエータプレート２２と同じ電位に戻すと、圧電シート２１とアクチュエータプレート２２とが元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド５側から吸い込む。

なお、他の駆動方法として、予め個別電極３５を共通電極となるアクチュエータプレート２２と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５をアクチュエータプレート２２と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極３５をアクチュエータプレート２２と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極３５とアクチュエータプレート２２とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート２１とアクチュエータプレート２２とが元の形状に戻ることにより、圧力室１０の容積は初期状態と比較して増加し、インクがマニホールド５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後、再び個別電極３５をアクチュエータプレート２２と異なるタイミングで、圧電シート２１とアクチュエータプレート２２とが圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積低下によりインクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。こうして、ノズル８からインクが吐出され、搬送されてきた用紙４１に所望画像が印刷される。

以上のように、本実施の形態におけるインクジェットプリンタ１のヘッドユニット２によると、インクジェットヘッド９のヘッド本体１００とドライバＩＣ７５との間に導体１６ａ（第１の信号線）を保持するためのＦＰＣ２０が介在するので、ドライバＩＣ７５で発生する熱がヘッド本体１００に伝播しにくくなる。すなわち、専用の熱遮断部材を設けることなくドライバＩＣ７５の放熱を遮断することができる。また、ＦＰＣ２０は端子部１７，１８を有する導体１６ａを有しているので、ドライバＩＣ７５の出力端子７７と個別電極３５との電気的な接続構造を簡易な接続構造にすることができる。さらに、ＦＰＣ２０には導体１９が形成されドライバＩＣ７５の入力端子７６と電気的に接続されているので、１つのＦＰＣ２０で制御部からのデータ信号をドライバＩＣ７５に伝送でき、且つドライバＩＣ７５からの駆動電圧を導体１６ａを介して個別電極３５に給電することが可能になる。つまり、２種類の導体１６ａ，１９が共通な１つのＦＰＣ２０に形成されているので、２種類の導体１６ａ，１９を別のＦＰＣに形成する必要がなくなるので、ヘッドユニット２の製造コストが低下する。したがって、インクジェットプリンタの製造コストも低減される。

また、ＦＰＣ２０の拡幅部１４の平面形状がドライバＩＣ７５の平面形状より大きく形成されており、ドライバＩＣ７５がその拡幅部１４内に収まるように配置されているので、ドライバＩＣ７５から発生した熱がヘッド本体１００に伝播するのを効果的に抑制することができる。また、ＦＰＣ２０の拡幅部１４がヘッド本体１００の上面より小さく形成されているので、ＦＰＣ２０にかかるコストを低減することができる。また、ＦＰＣ２０は熱伝導率が低いポリイミド樹脂からなるので、ドライバＩＣ７５で発生する熱がヘッド本体１００に伝播しにくくなる。

このようなＦＰＣ２０（信号伝送基板）を備えたヘッドユニット２がインクジェットプリンタ１に設けられているので、インクジェットプリンタ１内にドライバＩＣ７５から発生した熱の伝播を抑制する別の手段を設ける必要がなくなる。言い換えると、ＦＰＣ２０はドライバＩＣ７５の放熱を遮断するシールドも兼ねていることになる。

（第２実施形態）
続いて、第２実施形態によるヘッドユニット２０２について、図６〜図８を参照しつつ以下に説明する。図６は、第２実施形態によるヘッドユニット２０２の拡大平面図である。図７は、第２実施形態によるヘッドユニット２０２の拡大断面図である。図８は、図６に示されたＦＰＣ２２０の平面図である。なお、前述したものと同様なものについては、同符号で示し説明を省略する。

図６に示すように、第２実施形態のヘッドユニット２０２は、第１実施形態のヘッドユニット２とほぼ同じ構成であるが、ヘッドユニット２０２に含まれるドライバＩＣ２７５及びＦＰＣ２２０が前述したドライバＩＣ７５及びＦＰＣ２０と構成が若干異なっている。ドライバＩＣ２７５は、前述したドライバＩＣ７５よりも平面形状が小さくなっており、出力端子２７７の位置が前述したドライバＩＣ７５の出力端子７７よりも密集されて配置されている。ドライバＩＣ２７５の下面（ＦＰＣ２２０に対向する面）に形成された各出力端子２７７は、ヘッド本体１００の延在方向Ｘに沿って互いに平行に４列に配置されている。各出力端子列に属する出力端子２７７は、ヘッド本体１００の延在方向Ｘに沿って互いに等間隔に離隔されている。

図７に示すように、信号伝送基板となるＦＰＣ２２０は、２枚のシート状部材２３１，２３２が接着剤で張り合わされた基板を有している。これら２枚のシート状部材２３１，２３２は同じ材質であり、前述したポリイミド樹脂からなる。シート状部材２３１には、図８中２点鎖線で描かれたドライバＩＣ２７５と重なる領域２７５ａ内にシート状部材２３１の厚み方向に貫通した複数のスルーホール２３１ａが形成されている。各スルーホール２３１ａは、ドライバＩＣ２７５の出力端子２７７とそれぞれ対向する位置に形成されており、各スルーホール２３１ａ内には導体２１６ａが配置されている。導体２１６ａは、シート状部材２３１の上面から突出しており、その突出した部分がドライバＩＣ２７５の出力端子２７７とそれぞれ接合される端子部（第１の端子）２１７となっている。

図７に示すようにシート状部材２３２には、シート状部材２３２の厚み方向に貫通した複数のスルーホール２３２ａが形成されている。各スルーホール２３２ａは、個別電極３５の圧力室１０と対向しない端部とそれぞれ対向する位置に形成されており、各スルーホール２３２ａ内には導体２１６ｂが配置されている。導体２１６ｂは、シート状部材２３２の下面から突出しており、その突出した部分が個別電極３５とそれぞれ接合される端子部（第２の端子）２１８となっている。

２枚のシート状部材２３１，２３２の間には、３種類のＬ字形状を有する銅箔からなる導体２３３ａ〜２３３ｃが対となる各スルーホール２３１ａ，２３２ａ内に存在する導体２１６ａ，２１６ｂの一部を電気的に接続するように複数配置されている。図８に示すように、導体２３３ａは、ＦＰＣ２２０の右側端部に最も近い導体２１６ｂと２番目に近い導体２１６ａとを電気的に接続しており、導体２３３ｂは、ＦＰＣ２２０の右側端部に３番目に近い導体２１６ｂと４番目に近い導体２１６ａとを電気的に接続しており、導体２３３ｃは、ＦＰＣ２２０の右側端部に５番目に近い導体２１６ｂと６番目に近い導体２１６ａとを電気的に接続している。なお、図８中ＦＰＣ２２０の左端部に最も近い導体２１６ａ，２１６ｂは互いに重なって電気的に接続している。こうして、ドライバＩＣ２７５の複数の出力端子２７７がＦＰＣ２２０を介して対応する個別電極３５の夫々に電気的に接続される。したがって、前述と同様にドライバＩＣ２７５が図示しない制御部からのデータ信号に基づいて圧電シート２１に駆動電圧を印加することが可能になり、前述と同様に圧電シート２１の駆動によってヘッド本体１００のノズル８からインクを吐出する。

以上のように、本実施の形態におけるヘッドユニット２０２によると、前述した第１実施形態と同様に、ドライバＩＣ２７５とヘッド本体１００との間にＦＰＣ２２０が介在するので、ドライバＩＣ２７５で発生する熱がヘッド本体１００に伝播しにくくなる。また、ＦＰＣ２２０には、ドライバＩＣ２７５の出力端子２７７と対向する位置に形成されたスルーホール２３１ａと、個別電極３５の圧力室１０と対向しない端部と対向する位置に形成されたスルーホール２３２ａとが形成され、それらスルーホール２３１ａ，２３２ａに存在する導体２１６ａ，２１６ｂが導体２３３ａ〜２３３ｃで電気的に接続されていることで、ドライバＩＣ２７５の形状が第１実施形態のドライバＩＣ７５より小さいものであっても使用することができる。さらに、ドライバＩＣ２７５が出力端子２７７の位置が予め決まっている既存のものであっても導体２３３ａ〜２３３ｃによってドライバＩＣ２７５の出力端子２７７と個別電極３５とを電気的に接続させることが可能になるので、ドライバＩＣ２７５又はヘッド本体１００のいずれかを、ドライバＩＣ２７５の出力端子２７７と個別電極３５の導体２１６ｂとの接続位置とが対向するように新たに製作する必要がなくなる。

（第３実施形態）
続いて、第３実施形態によるヘッドユニット３０２について、図９及び図１０を参照しつつ以下に説明する。図９は、第３実施形態によるヘッドユニット３０２の拡大断面図である。図１０は、図９に示すＦＰＣ３２０の拡大平面図である。なお、前述したものと同様なものについては、同符号で示し説明を省略する。

図９に示すように、第３実施形態のヘッドユニット３０２は、第１実施形態のヘッドユニット２とほぼ同じ構成であるが、ヘッドユニット３０２に含まれるＦＰＣ３２０が前述したＦＰＣ２０と構成が若干異なっている。本実施の形態における信号伝送基板となるＦＰＣ３２０は、２枚のシート状部材３３１，３３２が接着剤で張り合わされた基板を有している。これら２枚のシート状部材３２１，３２２は同じ材質であり、前述したポリイミド樹脂からなる。

図１０に示すように、ＦＰＣ３２０の拡幅部１４には、内部に導体１６ａが配置された各スルーホール１６の外周部３１７及び拡幅部１４の外周部３１８以外の内部に空洞３１９が形成されている。空洞３１９は、図９に示すようにシート状部材３２２にエッチングにより形成された凹部が、シート状部材３２１に塞がれることによって形成されている。こうして、ＦＰＣ３２０に外周部３１７よりも熱伝導率が低い空洞３１９が設けられる。なお、空洞３１９の内部には、ポリイミド樹脂よりも熱伝導率が低い材料が充填されていてもよい。

ＦＰＣ３２０には、前述と同様に複数のスルーホール１６が形成されており、それらスルーホール１６内には導体１６ａが配置されている。これにより、ドライバＩＣ７５と個別電極３５とがＦＰＣ３２０を介して電気的に接続されることになる。したがって、前述と同様にドライバＩＣ７５が図示しない制御部からのデータ信号に基づいて圧電シート２１に駆動電圧を印加することが可能になり、前述と同様に圧電シート２１の駆動によってヘッド本体１００のノズル８からインクを吐出する。

以上のように、本実施の形態におけるヘッドユニット３０２によると、前述した第１実施の形態と同様な効果が得られるとともに、ＦＰＣ３２０に空洞３１９が形成されていることで、第１実施形態のＦＰＣ２０よりも熱の伝播の抑制効果が大きくなり、ドライバＩＣ７５の発熱をより効果的にヘッド本体１００に伝えにくくすることができる。また、ＦＰＣ３２０は２枚のシート状部材が貼り合わせられた構造となっているので、空洞３１９を有するＦＰＣ３２０を容易に製造することが可能になる。

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の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、第１〜第３実施形態におけるヘッドユニット２，２０２，３０２は来ラインタイプのインクジェットヘッドプリンタに適用されているが、シリアルタイプのインクジェットプリンタにも適用可能である。また、ヘッドユニット２，２０２，３０２のヘッド本体１００は、圧電方式の吐出圧付与手段によって駆動され、インクがノズルから吐出されるが、ＦＰＣから送られた信号によって各圧力室内のインクを加熱し、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する方式のヘッド本体であってもよい。また、ＦＰＣ２０，２２０，３２０の基板となるシート状部材は、可撓性を有しない部材であってもよい。また、ＦＰＣ２０，２２０，３２０には、導体１９は形成されていなくてもよい。また、ＦＰＣ２０，２２０，３２０はヘッド本体１００から制御部まで同じ幅を有していてもよい。

本発明の第１実施形態によるインクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図である。 図１に示すヘッドユニットの拡大平面図である。 図１に示すヘッドユニットの拡大断面図である 図２に示すＦＰＣの平面図である。 図１に示すヘッド本体の拡大平面図である。 本発明の第２実施形態によるヘッドユニットの拡大平面図である。 図６に示すヘッドユニットの拡大断面図である。 図６に示すＦＰＣの平面図である。 本発明の第３実施形態によるヘッドユニットの拡大断面図である。 図９に示すＦＰＣの拡大平面図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
２，２０２，３０２ ヘッドユニット
４ 流路ユニット
８ ノズル
９ インクジェットヘッド
１０ 圧力室
１３ 端子部（第３の端子）
１４ 拡幅部
１５ 狭幅部
１６，２３１ａ，２３２ａ スルーホール
１６ａ 導体（第１の信号線）
１７ 端子部（第１の端子）
１８ 端子部（第２の端子）
１９ 導体（第２の信号線）
２０，２２０，３２０ ＦＰＣ（絶縁性部材、信号伝送基板）
２１ 圧電シート
３５ 個別電極
７５，２７５ ドライバＩＣ
７６ 入力端子
７７，２７７ 出力端子
３１９ 空洞

Claims (12)

1. インクを吐出する複数のノズルと各ノズルに夫々連通する複数の圧力室と各圧力室に個別にインク吐出圧を付与する吐出圧付与手段とを有し、一表面に前記吐出圧付与手段の電極が形成されたインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドと対向するように配置されており、前記一表面と対向する所定面に出力端子が形成されたドライバＩＣと、
   前記ドライバＩＣの前記出力端子とこれに対応する前記吐出圧付与手段の前記電極とを電気的に接続する第１の信号線が埋め込まれたスルーホールが形成されており、前記インクジェットヘッドと前記ドライバＩＣとの間にこれらに挟み込まれるように配置された絶縁性部材とを備えていることを特徴とするインクジェットプリンタのヘッドユニット。
2. 前記絶縁性部材の前記ドライバＩＣとの対向面に前記出力端子と接合される第１の端子が形成されており、前記絶縁性部材の前記インクジェットヘッドとの対向面に前記吐出圧付与手段の前記電極と接合された第２の端子が形成されており、前記第１及び第２の端子は前記第１の信号線により電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタのヘッドユニット。
3. 前記ドライバＩＣの前記所定面には、入力端子が形成され、
   前記絶縁性部材の前記ドライバＩＣとの対向面には、前記入力端子と接合された第３の端子が形成され、前記第３の端子と電気的に接続された第２の信号線が前記絶縁性部材の延在面方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタのヘッドユニット。
4. 前記絶縁性部材は、前記第１の信号線及び前記第３の端子が形成された、前記インクジェットヘッドと前記ドライバＩＣとの間に介在する拡幅部と、前記第２の信号線が形成された狭幅部とを有し、前記拡幅部が前記ドライバＩＣの外形よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタのヘッドユニット。
5. 前記拡幅部が前記インクジェットヘッドの前記ドライバＩＣに対向する面の外形より小さく形成されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタのヘッドユニット。
6. 前記スルーホールの一方の開口と他方の開口とが、前記絶縁性部材の延在面内において異なる位置に形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項に記載のインクジェットプリンタのヘッドユニット。
7. 前記絶縁性部材の前記拡幅部内に、前記第１の信号線の近傍領域よりも熱伝導率が低い領域が設けられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタのヘッドユニット。
8. 前記絶縁性部材が、前記ドライバＩＣとの対向面を有する絶縁シートと前記インクジェットヘッドとの対向面を有する絶縁シートとの２枚の絶縁シートを貼り合わせた構造を有していることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットプリンタのヘッドユニット。
9. 前記絶縁性部材が樹脂からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタのヘッドユニット。
10. インクを吐出する複数のノズルと各ノズルに夫々連通する複数の圧力室と各圧力室に個別にインク吐出圧を付与する吐出圧付与手段とを有し、一表面に前記吐出圧付与手段の電極が形成されたインクジェットヘッドと、
    前記インクジェットヘッドの前記一表面と対向する所定面に入力端子と出力端子とが形成されており、前記入力端子から画像に対応するデータ信号が入力されるとともに、前記出力端子から前記吐出圧付与手段に向けて駆動信号を出力するドライバＩＣと、
    前記データ信号を前記ドライバＩＣに伝送するとともに前記ドライバＩＣから出力された前記駆動信号を前記インクジェットヘッドに伝送する信号伝送基板とを備え、
    前記信号伝送基板は、絶縁性材料からなりその一部が前記インクジェットヘッドと前記ドライバＩＣとの間に挟み込まれる基板と、前記駆動信号を前記インクジェットヘッドに伝送する第１の信号線と、前記データ信号を前記ドライバＩＣに伝送する第２の信号線とを備え、
    前記第１の信号線は、前記基板に形成されたスルーホールに埋め込まれているとともに、前記基板の前記ドライバＩＣと対向する面に形成され前記ドライバＩＣの前記出力端子と接合された第１の端子と前記基板の前記インクジェットヘッドと対向する面に形成され前記吐出圧付与手段の前記電極と接合された第２の端子とを電気的に接続し、
    前記第２の信号線は、前記基板の延在面方向に沿って形成されているとともに、前記基板の前記ドライバＩＣと対向する面に形成された第３の端子と電気的に接続されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
11. インクを吐出する複数のノズルと各ノズルに夫々連通する複数の圧力室と各圧力室に個別にインク吐出圧を付与する吐出圧付与手段とを有し、一表面に前記吐出圧付与手段の電極が形成されたインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドの前記一表面と対向する所定面に入力端子と出力端子とが形成されており、前記入力端子から画像に対応するデータ信号が入力されるとともに、前記出力端子から前記吐出圧付与手段に向けて駆動信号を出力するドライバＩＣとを備えたインクジェットプリンタに用いられる信号伝送基板であって、
    絶縁性材料からなりその一部が前記インクジェットヘッドと前記ドライバＩＣとの間に挟み込まれた基板と、
    前記駆動信号を前記インクジェットヘッドに伝送する第１の信号線と、
    前記データ信号を前記ドライバＩＣに伝送する第２の信号線とを備え、
    前記第１の信号線は、前記基板に形成されたスルーホールに埋め込まれているとともに、前記基板の前記ドライバＩＣと対向する面に形成され前記ドライバＩＣの前記出力端子と接合された第１の端子と前記基板の前記インクジェットヘッドと対向する面に形成され前記吐出圧付与手段の前記電極と接合された第２の端子とを電気的に接続し、
    前記第２の信号線は、前記基板の延在面方向に沿って形成されているとともに、前記基板の前記ドライバＩＣと対向する面に形成された第３の端子と電気的に接続されていることを特徴とするインクジェットプリンタに用いられる信号伝送基板。
12. 前記スルーホールの一方の開口と他方の開口とが、前記基板の延在面内において異なる位置に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットプリンタに用いられる信号伝送基板。

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