JP2006231779A - Liquid discharging head, and image forming device - Google Patents

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Inventor
Hideo Watanabe
英生 渡邉
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Ricoh Co Ltd
株式会社リコー
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid discharging head unit for which the cable connecting constitution is simplified, and of which the miniaturization and the cost reduction can be attained, and to provide an image forming device loaded with the liquid discharging head unit. <P>SOLUTION: Piezoelectric elements 12 and 12 for each row which are arranged on a supporting board 13 are respectively connected with flexible boards 18A and 18B. On respective flexible boards 18A and 18B, driving ICs (driver ICs) 19 and 19 for selectively applying a driving waveform to respective piezoelectric elements 12 are mounted. One flexible board 20 for relaying is connected with the two flexible boards 18A and 18B, and the driving ICs 19 and a control circuit board on the device main body side are connected through the flexible board 20 for relaying. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head and an image forming apparatus.
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いて、記録紙等の被記録媒体(以下「用紙」と称するが、材質を紙に限定するものではなく、記録媒体、転写紙、転写材、被記録材などとも称される。)に記録液としてのインク滴を吐出して記録(画像形成、印写、印字、印刷なども同義語である。)を行うものである。   As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying apparatus, and a multifunction machine of these, for example, an ink jet recording apparatus is known. The ink jet recording apparatus uses a liquid discharge head as a recording head, and is a recording medium such as recording paper (hereinafter referred to as “paper”, but the material is not limited to paper, and the recording medium, transfer paper, transfer material, Recording is also performed by ejecting ink droplets as a recording liquid onto the recording material, etc. (image formation, printing, printing, printing, etc. are also synonymous).
このような画像形成装置においては、例えば圧力発生手段として電気機械変換素子である積層型圧電素子を備えた液体吐出ヘッドを用いる場合、複数の圧電素子の列(以下「圧電素子列」ともいう。)を2列千鳥状に配置した液体吐出ヘッドに、各圧電素子を駆動するための駆動用ICを実装したフレキシブル基板を各圧電素子列に接続して、各フレキシブル基板をそれぞれ装置本体側の制御部(制御回路基板)と接続するようにしている。   In such an image forming apparatus, for example, when a liquid discharge head including a laminated piezoelectric element that is an electromechanical conversion element is used as a pressure generating unit, it is also referred to as a plurality of piezoelectric element arrays (hereinafter referred to as “piezoelectric element arrays”). ) Are arranged in two rows in a staggered manner, and a flexible substrate on which a driving IC for driving each piezoelectric element is mounted is connected to each piezoelectric element row, and each flexible substrate is controlled on the apparatus body side. Connected to the control unit (control circuit board).
なお、従来のフレキシブル基板とフレキシブルフラットケーブルとを接続する接続構造として、特許文献1に記載されているように、フレキシブルフラットケーブルとフレキシブル基板の各電極の表面には、はんだメッキを1〜10μm程度施し、フレキシブルフラットケーブルのカバー樹脂は熱可塑性樹脂からなり、はんだメッキの融点よりも低い軟化点を有し、接続に際し、フレキシブルフラットケーブルとフレキシブル基板のそれぞれの電極を重ね合わせ、フレキシブル基板のベース樹脂側から熱圧着ツールで加熱・加圧し、はんだメッキを溶融させ電極同士を接合し、同時にカバー樹脂を溶融し、電極の周囲を覆うようにフレキシブル基板と溶着することで、微細ピッチで高品質の接続構造を低コストで得られるようにしたものが知られている。
特開2004−055400号公報
In addition, as described in Patent Document 1, as a connection structure for connecting a conventional flexible substrate and a flexible flat cable, the surface of each electrode of the flexible flat cable and the flexible substrate is soldered to about 1 to 10 μm. The cover resin of the flexible flat cable is made of a thermoplastic resin and has a softening point lower than the melting point of the solder plating. At the time of connection, the electrodes of the flexible flat cable and the flexible substrate are overlapped to form a base resin for the flexible substrate. Heat and press with a thermocompression tool from the side, melt the solder plating, join the electrodes together, melt the cover resin at the same time, and weld to the flexible substrate so as to cover the periphery of the electrode, so that high quality with a fine pitch It is known that the connection structure can be obtained at low cost. It has been.
JP 2004-055400 A
上述したように1つの液体吐出ヘッド内に複数の圧力発生手段の列を備えた液体吐出ヘッドに駆動ICが実装されたフレキシブル基板を接続して、装置本体の回路基板までの配線を全てのフレキシブル基板を延長して用いた場合、特に、高画質化、高速化の下で、搭載するヘッド数(又はノズル列数)が増加していることから、装置本体側の回路基板に接続するフレキシブル基板の接続数が増加して構成が複雑になり、小型化を図れないばかりか、組み付け作業性も悪くなり、使用するフレキシブル基板数が増えることとも相俟ってコストが高くなるという課題がある。   As described above, a flexible board on which a driving IC is mounted is connected to a liquid ejection head having a plurality of rows of pressure generating means in one liquid ejection head, and wiring to the circuit board of the apparatus main body is all flexible. When the board is extended and used, the number of heads (or the number of nozzle rows) to be mounted increases, especially with high image quality and high speed. As the number of connections increases, the structure becomes complicated and the size cannot be reduced. In addition, the workability of the assembly deteriorates, and the increase in the number of flexible substrates to be used increases the cost.
この場合、上記特許文献1に記載のようにフレキシブルフラットケーブルを用いることでコストの低減を図ることもできるが、上述したように1つの液体吐出ヘッド内に複数列の圧力発生手段を備えているような場合、引き出されるフレキシブルフラットケーブル数は変わらないので、構成が複雑になり、小型化を図れないという課題は解消されない。   In this case, the cost can be reduced by using a flexible flat cable as described in Patent Document 1, but as described above, a plurality of rows of pressure generating means are provided in one liquid discharge head. In such a case, the number of flexible flat cables to be pulled out does not change, so the problem that the configuration becomes complicated and the size cannot be reduced cannot be solved.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ケーブル接続構成の簡略化を図り、小型化、低コスト化を図れる液体吐出ヘッドユニット及びこの液体吐出ヘッドユニットを搭載した画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a liquid discharge head unit capable of simplifying a cable connection configuration, reducing the size and reducing the cost, and an image forming apparatus equipped with the liquid discharge head unit. The purpose is to do.
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルが連通する液室内圧力を変化させるための圧力発生手段が少なくとも2列配列され、各列の圧力発生手段に接続された少なくとも2つのフレキシブル基板を備え、各フレキシブル基板に圧力発生手段を駆動するための駆動ICが実装され、更に2つのフレキシブル基板を接続する1つの中継用フレキシブル基板を備えている構成とした。   In order to solve the above-described problems, in the liquid discharge head according to the present invention, at least two rows of pressure generating means for changing the pressure in the liquid chamber communicating with the nozzle for discharging droplets are arranged, and the pressure generating means in each row And at least two flexible boards connected to each other, each of the flexible boards being mounted with a driving IC for driving pressure generating means, and further comprising one relay flexible board for connecting the two flexible boards did.
ここで、2つのフレキシブル基板はヘッドを構成するフレーム部材に固定されていることが好ましい。あるいは、2つのフレキシブル基板と中継用フレキシブル基板との接続部はヘッドを構成するフレーム部材と接続部を押える押え部材によって挟まれて固定されていることが好ましい。   Here, it is preferable that the two flexible substrates are fixed to a frame member constituting the head. Alternatively, it is preferable that the connection portion between the two flexible substrates and the relay flexible substrate is sandwiched and fixed by a frame member constituting the head and a pressing member that presses the connection portion.
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えたものである。   An image forming apparatus according to the present invention includes the liquid ejection head according to the present invention.
本発明に係る液体吐出ヘッド及び画像形成装置によれば、各列の圧力発生手段に接続された少なくとも2つのフレキシブル基板を接続する1つの中継用フレキシブル基板を備えているので、装置本体側の制御回路基板との接続ケーブル数が少なくなって構成が簡略化され、小型化、低コスト化を図ることができる。   According to the liquid ejection head and the image forming apparatus according to the present invention, since the apparatus includes one relay flexible board that connects at least two flexible boards connected to the pressure generating means in each row, The number of connection cables to the circuit board is reduced, the configuration is simplified, and the size and cost can be reduced.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施形態について図1及び図2を参照して説明する。なお、図1は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図2は同ヘッドの底面説明図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. A first embodiment of a liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional explanatory view along the longitudinal direction of the liquid chamber of the head, and FIG. 2 is a bottom explanatory view of the head.
この液体吐出ヘッドは、例えば単結晶シリコン基板で形成した流路板1と、この流路板1の下面に接合した振動板2と、流路板1の上面に接合したノズル板3とを有し、これらによってインク滴を吐出するノズル4が連通路5を介して連通する加圧液室6、流体抵抗部7、流体抵抗部7を介して液室6と連通する連通部9を形成し、連通部9に振動板2に形成した図示しない供給口を介して後述するフレーム部材17に形成した図示しない共通液室から記録液(例えばインク)を供給する。   This liquid discharge head has, for example, a flow channel plate 1 formed of a single crystal silicon substrate, a vibration plate 2 bonded to the lower surface of the flow channel plate 1, and a nozzle plate 3 bonded to the upper surface of the flow channel plate 1. As a result, the nozzle 4 for ejecting ink droplets forms a pressurized liquid chamber 6 that communicates via the communication path 5, a fluid resistance portion 7, and a communication portion 9 that communicates with the liquid chamber 6 via the fluid resistance portion 7. The recording liquid (for example, ink) is supplied from a common liquid chamber (not shown) formed in the frame member 17 (described later) to the communication portion 9 via a supply port (not shown) formed in the diaphragm 2.
そして、液室6の壁面を形成する振動板2の面外側(液室6と反対面側)に、各加圧液室6に対応して、複数の圧力発生手段としての積層型圧電素子12の上端部をそれぞれ接合し、各積層型圧電素子12の下端部は支持基板13に接合して固定している。この圧電素子12の列は支持基板13上に2列配列した構成としている。なお、この圧電素子12は、周知のようの圧電材料層と内部電極とを交互に積層し、内部電極は交互に端面に引き出して、端面に形成した電極(端面電極)に接続したものである。   A laminated piezoelectric element 12 serving as a plurality of pressure generating means is provided on the outer surface of the diaphragm 2 forming the wall surface of the liquid chamber 6 (on the side opposite to the liquid chamber 6) corresponding to each pressurized liquid chamber 6. The lower end portions of the stacked piezoelectric elements 12 are bonded and fixed to the support substrate 13. Two rows of the piezoelectric elements 12 are arranged on the support substrate 13. The piezoelectric element 12 is formed by alternately stacking piezoelectric material layers and internal electrodes as is well known, and the internal electrodes are alternately drawn out to the end face and connected to electrodes (end face electrodes) formed on the end face. .
また、流路板1及び振動板2の周囲は例えばエポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材17に接着接合し、このフレーム部材17と支持基板13とは図示しない部分を接着剤などで相互に固定している。そして、このフレーム部材17には前述した共通液室を形成するとともに、この共通液室に外部から記録液を供給するための図示しない供給路(連通管)を形成し、この供給路は更に図示しない記録液カートリッジなどの記録液供給源に接続される。   Further, the periphery of the flow path plate 1 and the vibration plate 2 is bonded and bonded to a frame member 17 formed by injection molding with, for example, epoxy resin or polyphenylene sulfite, and the frame member 17 and the support substrate 13 are bonded to a portion (not shown). They are fixed to each other with agents. The frame member 17 is formed with the above-described common liquid chamber and a supply path (communication pipe) (not shown) for supplying recording liquid from the outside to the common liquid chamber. The supply path is further illustrated. Not connected to a recording liquid supply source such as a recording liquid cartridge.
さらに、各列の圧電素子12、12の一方側の端面電極には駆動信号を与えるために半田接合又はACF(異方導電性膜)接合若しくはワイヤボンディングでフレキシブル基板18A、18Bを接続し、各フレキシブル基板18A、18Bには各圧電素子12に選択的に駆動波形を印加するための駆動IC(ドライバIC)19、19を実装している。   Further, flexible substrates 18A and 18B are connected to the end face electrodes on one side of the piezoelectric elements 12 and 12 in each row by solder bonding, ACF (anisotropic conductive film) bonding or wire bonding in order to give a drive signal, Drive ICs (driver ICs) 19 and 19 for selectively applying drive waveforms to the piezoelectric elements 12 are mounted on the flexible substrates 18A and 18B.
そして、これら2つのフレキシブル基板18A、18Bには1つの中継用フレキシブル基板20を接続している。具体的にはフレキシブル基板18A、18Bの各電極18a、18bと1つの中継用フレキシブル基板20の一端部側に設けた電極20a、20bとを半田接合や異方性導電膜で電気的に接続している。この中継用フレキシブル基板20の他端部には装置本体の制御回路基板に接続するための入力端子21を設けている。なお、中継用とは液体吐出ヘッドのフレキシブル基板と装置本体の制御回路基板との間を中継するという意味である。   A single flexible relay board 20 is connected to the two flexible boards 18A and 18B. Specifically, the electrodes 18a and 18b of the flexible boards 18A and 18B and the electrodes 20a and 20b provided on one end side of one relay flexible board 20 are electrically connected by solder bonding or an anisotropic conductive film. ing. An input terminal 21 for connecting to the control circuit board of the apparatus main body is provided at the other end of the relay flexible board 20. Note that relaying means relaying between the flexible substrate of the liquid discharge head and the control circuit substrate of the apparatus main body.
このように構成したので、液体吐出ヘッドから引き出すフレキシブル基板は中継用フレキシブル基板20だけになり、装置本体の制御回路基板に対する配線及び接続が簡略化さされて、小型化、低コスト化を図ることができる。なお、中継用フレキシブル基板におけるフレキシブル基板には、フレキシブル基板及びフレキシブルフラットケーブルを含む意味で用いている。   With this configuration, the flexible substrate drawn out from the liquid ejection head is the relay flexible substrate 20 only, and the wiring and connection to the control circuit board of the apparatus main body are simplified, thereby reducing the size and cost. Can do. The flexible substrate in the relay flexible substrate is used to include a flexible substrate and a flexible flat cable.
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第2実施形態について図3を参照して説明する。
この実施形態では、フレキシブル基板18A、18Bをフレーム部材17に接着剤、粘着材などの接着部材22で接着固定している。すなわち、中継フレキシブル基板20が引っ張られるなどして力が掛かった場合、フレキシブル基板18A、18Bと中継フレキシブル基板20との接続部(接合部)が破断するおそれがあるので、フレキシブル基板18A、18Bをフレーム部材17に固定することにより接合部分での破断を生じにくくしている。
Next, a second embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the flexible boards 18 </ b> A and 18 </ b> B are bonded and fixed to the frame member 17 with an adhesive member 22 such as an adhesive or an adhesive. That is, when a force is applied, for example, when the relay flexible substrate 20 is pulled, the connection portion (joint portion) between the flexible substrates 18A and 18B and the relay flexible substrate 20 may be broken. By fixing to the frame member 17, it is made hard to produce the fracture | rupture in a junction part.
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第3実施形態について図4を参照して説明する。
この実施形態では、フレキシブル基板18A、18Bと中継フレキシブル基板20との接合部(接続部)を、フレーム部材17と接続部を押える押さえ部材23によって挟んで固定している。このようにしても、中継フレキシブル基板20が引っ張られるなどして力が掛かった場合に、フレキシブル基板18A、18Bと中継フレキシブル基板20との接続部(接合部)が破断するおそれを生じ難くすることができる。
Next, a third embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the joint portions (connection portions) between the flexible substrates 18A and 18B and the relay flexible substrate 20 are sandwiched and fixed by the frame member 17 and a pressing member 23 that presses the connection portions. Even if it does in this way, when the relay flexible board | substrate 20 is pulled and force is applied, it is hard to produce the possibility that the connection part (joint part) of flexible board | substrate 18A, 18B and the relay flexible board | substrate 20 may fracture | rupture. Can do.
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えた本発明に係る画像形成装置の一例について図5及び図6を参照して説明する。なお、図5は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図6は同じく概略平面説明図である。   Next, an example of the image forming apparatus according to the present invention provided with the liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 is an explanatory side view for explaining the overall configuration of the image forming apparatus, and FIG.
この画像形成装置は、フレーム101を構成する左右の側板101A、101Bに横架したガイド部材であるガイドロッド102とステー103とでキャリッジ104を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ105によって駆動プーリ106Aと従動プーリ106B間に架け渡したタイミングベルト107を介して図6で矢示方向(主走査方向)に移動走査する。   In this image forming apparatus, a carriage 104 is slidably held in a main scanning direction by a guide rod 102 and a stay 103, which are guide members horizontally mounted on left and right side plates 101A and 101B constituting a frame 101, and a main scanning motor. 105 moves and scans in the direction indicated by the arrow (main scanning direction) in FIG. 6 via the timing belt 107 spanned between the driving pulley 106A and the driven pulley 106B.
このキャリッジ4には、例えばイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する4個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド11を複数のインク吐出口(ノズル)を形成したノズル面111aのノズル列を主走査方向と直交する方向(副走査方向)に配列し、インク吐出方向を下方に向けて装着している。なお、ここでは独立した液滴吐出ヘッドを用いているが、各色の記録液の液滴を吐出する複数のノズル列を有する1又は複数のヘッドを用いる構成とすることもできる。また、色の数及び配列順序はこれに限るものではない。   The carriage 4 includes, for example, a recording head 11 composed of four droplet ejection heads that eject ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). The nozzle rows on the nozzle surface 111a on which the ejection ports (nozzles) are formed are arranged in a direction (sub-scanning direction) orthogonal to the main scanning direction, and are mounted with the ink ejection direction facing downward. Although an independent droplet discharge head is used here, a configuration in which one or a plurality of heads having a plurality of nozzle rows that discharge droplets of recording liquid of each color can be used. Further, the number of colors and the arrangement order are not limited to this.
記録ヘッド111を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。   As an inkjet head constituting the recording head 111, a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, a thermal actuator that uses a phase change due to liquid film boiling using an electrothermal transducer such as a heating resistor, and a metal phase change due to a temperature change. It is possible to use a shape memory alloy actuator to be used, an electrostatic actuator using an electrostatic force, or the like provided as pressure generating means for generating a pressure for discharging a droplet.
この記録ヘッド111には前述したように駆動IC19を搭載し、後述する装置本体側の制御部(制御回路基板)との間で中継フレキシブル基板20を介して接続している。   As described above, the drive IC 19 is mounted on the recording head 111 and connected to a control unit (control circuit board) on the apparatus main body side, which will be described later, via the relay flexible board 20.
また、キャリッジ104には、記録ヘッド111に各色のインクを供給するための各色のサブタンク115を搭載している。この各色のサブタンク115には各色のインク供給チューブ116を介して、カートリッジ装填部109に装着された各色のインクカートリッジ110から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填部109にはインクカートリッジ110内のインクを送液するための供給ポンプユニット117が設けられ、また、インク供給チューブ116は這い回しの途中でフレーム101を構成する後板101Cに係止部材118にて保持されている。   Also, the carriage 104 is equipped with a sub tank 115 for each color for supplying ink of each color to the recording head 111. Each color sub-tank 115 is replenished and supplied with each color ink from each color ink cartridge 110 mounted in the cartridge loading unit 109 via each color ink supply tube 116. The cartridge loading unit 109 is provided with a supply pump unit 117 for feeding ink in the ink cartridge 110, and the ink supply tube 116 is attached to the rear plate 101C constituting the frame 101 in the middle of turning. It is held by the locking member 118.
一方、給紙トレイ120の用紙積載部(圧板)121上に積載した用紙122を給紙するための給紙部として、用紙積載部121から用紙122を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)123及び給紙コロ123に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド124を備え、この分離パッド124は給紙コロ123側に付勢されている。   On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the paper 122 stacked on the paper stacking unit (pressure plate) 121 of the paper feeding tray 120, a half-moon roller (feeding) that separates and feeds the paper 122 one by one from the paper stacking unit 121. A separation pad 124 made of a material having a large friction coefficient is provided opposite to the sheet roller 123 and the sheet feeding roller 123, and the separation pad 124 is urged toward the sheet feeding roller 123 side.
そして、この給紙部から給紙された用紙122を記録ヘッド111の下方側に送り込むために、用紙122を案内するガイド部材125と、カウンタローラ126と、搬送ガイド部材127と、先端加圧コロ129を有する押さえ部材128とを備えるとともに、給送された用紙122を静電吸着して記録ヘッド11に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト131を備えている。   In order to feed the sheet 122 fed from the sheet feeding unit to the lower side of the recording head 111, a guide member 125 for guiding the sheet 122, a counter roller 126, a transport guide member 127, and a tip pressure roller. And a holding belt 128 which is a conveying means for electrostatically attracting the fed paper 122 and conveying it at a position facing the recording head 11.
この搬送ベルト131は、無端状ベルトであり、搬送ローラ132とテンションローラ133との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成し、周回移動しながら帯電ローラ134によって帯電(電荷付与)される。   The transport belt 131 is an endless belt, is configured to be looped between the transport roller 132 and the tension roller 133 and to circulate in the belt transport direction (sub-scanning direction), and while being circulated, the charging roller It is charged (charged) by 134.
この搬送ベルト131としては、1層構造のベルトでも良く、又は複層(2層以上の)構造のベルトでもよい。1層構造の搬送ベルト131の場合には、用紙132や帯電ロー134に接触するので、層全体を絶縁材料で形成している。また、複層構造の搬送ベルト131の場合には、用紙122や帯電ローラ134に接触する側は絶縁層で形成し、用紙122や帯電ローラ134と接触しない側は導電層で形成することが好ましい。   The transport belt 131 may be a single-layer belt or a multi-layer (two or more layers) belt. In the case of the conveyance belt 131 having a one-layer structure, the entire layer is made of an insulating material because it contacts the paper 132 and the charging row 134. In the case of the multi-layered conveyance belt 131, it is preferable that the side that contacts the paper 122 and the charging roller 134 is formed of an insulating layer, and the side that does not contact the paper 122 and the charging roller 134 is formed of a conductive layer. .
帯電ローラ134は、搬送ベルト131の表層をなす絶縁層(複層構造のベルトの場合)に接触し、搬送ベルト131の回動に従動して回転するように配置され、軸の両端に加圧力をかけている。この帯電ローラ134は、体積抵抗率が10〜10Ω/□の導電性部材で形成している。この帯電ローラ134には、後述するように、ACバイアス供給部(高圧電源)から例えば2kVの正負極のACバイアス(高電圧)が印加される。このACバイアスは、正弦波や三角波でもよいが、方形波の方がより好ましい。 The charging roller 134 is disposed so as to contact an insulating layer (in the case of a multilayered belt) forming the surface layer of the transport belt 131, and to rotate following the rotation of the transport belt 131. It is over. The charging roller 134 is formed of a conductive member having a volume resistivity of 10 6 to 10 9 Ω / □. As will be described later, for example, a 2 kV positive and negative AC bias (high voltage) is applied to the charging roller 134 from an AC bias supply unit (high voltage power supply). The AC bias may be a sine wave or a triangular wave, but a square wave is more preferable.
また、搬送ベルト131の裏側には、記録ヘッド111による印写領域に対応してガイド部材135を配置している。このガイド部材135は、上面が搬送ベルト131を支持する2つのローラ(搬送ローラ132とテンションローラ133)の接線よりも記録ヘッド111側に突出させることで搬送ベルト131の高精度な平面性を維持するようにしている。   In addition, a guide member 135 is disposed on the back side of the conveyance belt 131 so as to correspond to a printing area by the recording head 111. The guide member 135 has a top surface that protrudes toward the recording head 111 with respect to the tangent line of two rollers (the conveyance roller 132 and the tension roller 133) that support the conveyance belt 131, thereby maintaining high-precision flatness of the conveyance belt 131. Like to do.
この搬送ベルト131は、副走査モータ136によって駆動ベルト137及びタイミングローラ138を介して搬送ローラ132が回転駆動されることによって図6のベルト搬送方向に周回移動する。なお、図示しないが、搬送ローラ132の軸には、スリットを形成したエンコーダホイールを取り付け、このエンコーダホイールのスリットを検知する透過型フォトセンサを設けて、これらのエンコーダホイール及びフォトセンサによってホイールエンコーダを構成している。   The transport belt 131 rotates in the belt transport direction of FIG. 6 when the transport roller 132 is rotationally driven by the sub-scanning motor 136 via the drive belt 137 and the timing roller 138. Although not shown, an encoder wheel having a slit is attached to the shaft of the transport roller 132, and a transmission type photo sensor for detecting the slit of the encoder wheel is provided, and the wheel encoder is configured by the encoder wheel and the photo sensor. It is composed.
さらに、記録ヘッド111で記録された用紙122を排紙トレイ140に排紙するための排紙部として、搬送ベルト131から用紙122を分離するための分離爪141と、排紙ローラ142及び排紙コロ143とを備えている。   Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 122 recorded by the recording head 111 to the paper discharge tray 140, a separation claw 141 for separating the paper 122 from the conveyance belt 131, a paper discharge roller 142, and paper discharge A roller 143.
また、装置本体の背面部には、両面印刷を行なうときに用紙122を反転させる手段である両面ユニット151が着脱自在に装着されている。この両面ユニット151は搬送ベルト131の逆方向回転で戻される用紙122を取り込んで反転させて再度カウンタローラ126と搬送ベルト131との間に給紙する。   In addition, a double-sided unit 151 that is a means for inverting the paper 122 when performing double-sided printing is detachably mounted on the back surface of the apparatus main body. The duplex unit 151 takes in the paper 122 returned by the reverse rotation of the transport belt 131, reverses it, and feeds it again between the counter roller 126 and the transport belt 131.
さらに、キャリッジ104の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド111のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構161を配置している。この維持回復機構161には、記録ヘッド111の各ノズル面111aをキャピングするための各キャップ部材(以下「キャップ」という。)162a〜162d(区別しないときは「キャップ162」という。)と、ノズル面111aをワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード163と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける空吐出受け164などを備えている。ここでは、キャップ162aを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ162b〜162dは保湿用キャップとしている。   Further, a maintenance / recovery mechanism 161 for maintaining and recovering the state of the nozzles of the recording head 111 is disposed in a non-printing area on one side of the carriage 104 in the scanning direction. The maintenance / recovery mechanism 161 includes cap members (hereinafter referred to as “caps”) 162a to 162d (hereinafter referred to as “caps 162” when not distinguished from each other) for capping each nozzle surface 111a of the recording head 111, and nozzles. A wiper blade 163 that is a blade member for wiping the surface 111a, an empty discharge receiver 164 that receives liquid droplets when performing an empty discharge for discharging liquid droplets that do not contribute to recording in order to discharge the thickened recording liquid, and the like It has. Here, the cap 162a is a suction and moisture retention cap, and the other caps 162b to 162d are moisture retention caps.
また、キャリッジ104の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける空吐出受け168を配置し、この空吐出受け168には記録ヘッド111のノズル列方向に沿った開口169などを備えている。   In addition, in the non-printing area on the other side of the carriage 104 in the scanning direction, there is an empty space for receiving a liquid droplet when performing an empty discharge for discharging a liquid droplet that does not contribute to recording in order to discharge the recording liquid thickened during recording or the like. An ejection receiver 168 is disposed, and the idle ejection receiver 168 is provided with an opening 169 along the nozzle row direction of the recording head 111 and the like.
また、図5に示すように、キャリッジ104の前方側には、スリットを形成したエンコーダスケール172を主走査方向に沿って設け、キャリッジ104の前面側にはエンコーダスケール172のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ173を設け、これらによって、キャリッジ104の主走査方向位置(ホーム位置に対する位置)を検知するためのリニアエンコーダ174を構成している。   As shown in FIG. 5, an encoder scale 172 having slits is provided along the main scanning direction on the front side of the carriage 104, and a transmission type that detects the slits of the encoder scale 172 on the front side of the carriage 104. An encoder sensor 173 including a photo sensor is provided, and these constitute a linear encoder 174 for detecting the position of the carriage 104 in the main scanning direction (position relative to the home position).
さらに、キャリッジ104の印字領域側側面部に搬送ベルト131で搬送される用紙122の有無を検知する反射型フォトセンサで構成した用紙先端検知センサ175を設けている。この用紙先端検知センサ(用紙センサ)175は記録ヘッド111による記録位置(印字領域)よりも用紙搬送方向上流側で用紙122を検知できる位置に設けている。また、この用紙センサ175はキャリッジ103がホーム位置(図6で右端に移動した位置)にあるときに記録領域側(搬送ベルト131側)に位置する側に設けている。   Further, a paper leading edge detection sensor 175 configured by a reflective photosensor that detects the presence or absence of the paper 122 conveyed by the conveyance belt 131 is provided on the side surface portion of the carriage 104 on the print area side. This paper leading edge detection sensor (paper sensor) 175 is provided at a position where the paper 122 can be detected upstream of the recording position (printing area) by the recording head 111 in the paper transport direction. The sheet sensor 175 is provided on the side positioned on the recording area side (conveying belt 131 side) when the carriage 103 is at the home position (position moved to the right end in FIG. 6).
また、搬送ローラ131とカウンタローラ126とで搬送ローラニップ部を形成し、この搬送ローラニップ部よりも用紙搬送方向上流側の所定の位置に用紙122を検出する用紙センサ177を配置している。この用紙センサ177は用紙122が検知レバー177aを変位させることで用紙122を検出する(図5の破線図示の位置がオン位置である)。なお、この用紙センサ177は用紙122の給紙を検出するためのものである。   Further, a conveyance roller nip portion is formed by the conveyance roller 131 and the counter roller 126, and a sheet sensor 177 for detecting the sheet 122 is disposed at a predetermined position upstream of the conveyance roller nip portion in the sheet conveyance direction. The sheet sensor 177 detects the sheet 122 by displacing the detection lever 177a by the sheet 122 (the position indicated by the broken line in FIG. 5 is the ON position). The paper sensor 177 is for detecting the paper 122 being fed.
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図7のブロック図を参照して説明する。
この制御部200は、この装置全体の制御を司るCPU201と、CPU201が実行するプログラム、その他の固定データを格納するROM202と、画像データ等を一時格納するRAM203と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ204と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行なう画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するASIC205とを備えている。
Next, an outline of the control unit of the image forming apparatus will be described with reference to the block diagram of FIG.
The control unit 200 includes a CPU 201 that controls the entire apparatus, a ROM 202 that stores programs executed by the CPU 201 and other fixed data, a RAM 203 that temporarily stores image data and the like, and a power source for the apparatus. A rewritable non-volatile memory 204 for holding data in between, an image processing for performing various signal processing and rearrangement on image data, and an ASIC 205 for processing input / output signals for controlling the entire apparatus. ing.
また、この制御部200は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行なうためのI/F206と、記録ヘッド111を駆動するための駆動波形を生成するとともに、記録ヘッド211の圧力発生手段を選択駆動させる画像データ及びそれに伴う各種データを駆動IC19(ヘッドドライバ208)に出力するヘッド制御部207と、主走査モータ105を駆動するための主走査モータ駆動部210と、副走査モータ136を駆動するための副走査モータ駆動部211と、帯電ローラ134にACバイアスを供給するACバイアス供給部212と、給紙コロ123に副走査モータ136の回転を伝達するための給紙クラッチ216をON/OFFするためのドライバ215、リニアエンコーダ174、ホイールエンコーダ217からの検出パルス、用紙センサ75、用紙センサ77からの各検知信号、及びその他の各種センサからの検知信号を入力するためのI/O213などを備えている。また、この制御部200には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作パネル214が接続されている。   The control unit 200 generates an I / F 206 for transmitting and receiving data and signals to and from the host side, and a drive waveform for driving the recording head 111, and selects a pressure generating means for the recording head 211. A head control unit 207 that outputs image data to be driven and various data accompanying the image data to the driving IC 19 (head driver 208), a main scanning motor driving unit 210 for driving the main scanning motor 105, and a sub-scanning motor 136 are driven. ON / OFF of a sub-scanning motor driving unit 211 for controlling the rotation, an AC bias supplying unit 212 for supplying an AC bias to the charging roller 134, and a sheet feeding clutch 216 for transmitting the rotation of the sub-scanning motor 136 to the sheet feeding roller 123 Detection pulse from the driver 215, the linear encoder 174, and the wheel encoder 217 Paper sensor 75 comprises the detection signal from the sheet sensor 77, and the like I / O213 to enter other detection signals from various sensors. The control unit 200 is connected to an operation panel 214 for inputting and displaying information necessary for the apparatus.
ここで、制御部200は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホストのプリンタドライバが生成した印刷データ等をケーブル或いはネットを介してI/F206で受信する。   Here, the control unit 200 transmits print data generated by a host printer driver such as an information processing apparatus such as a personal computer, an image reading apparatus such as an image scanner, an imaging apparatus such as a digital camera, etc. via a cable or a network. Received at / F206.
そして、制御部200のCPU201は、I/F206に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ASIC205にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッド制御部207に転送し、ヘッド制御部207から所要のタイミングで駆動IC19(ヘッドドライバ108)に画像データや駆動波形を出力する。ヘッド制御部207の駆動波形生成部は、ROM202に格納されてCPU201で読み出される駆動パルスのパターンデータをD/A変換するD/A変換器及び増幅器等で構成され、1の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動波形をヘッドドライバ208に対して出力する。   Then, the CPU 201 of the control unit 200 reads and analyzes the print data in the reception buffer included in the I / F 206, performs necessary image processing, data rearrangement processing, and the like in the ASIC 205 and transfers them to the head control unit 207. Then, image data and a driving waveform are output from the head control unit 207 to the driving IC 19 (head driver 108) at a required timing. The drive waveform generation unit of the head control unit 207 includes a D / A converter and an amplifier that perform D / A conversion on drive pulse pattern data stored in the ROM 202 and read by the CPU 201, and includes one drive pulse or a plurality of drive pulses. A drive waveform composed of drive pulses is output to the head driver 208.
ヘッドドライバ208は、シリアルに入力される記録ヘッド211の1行分に相当する画像データ(ドットパターンデータ)に基づいてヘッド制御部207の駆動波形生成部から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド211の圧力発生手段に対して印加することで記録ヘッド211を駆動する。なお、このヘッドドライバ208は、例えば、クロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路(レベルシフタ)と、このレベルシフタでオン/オフが制御されるアナログスイッチアレイ(スイッチ手段)等を含み、アナログスイッチアレイのオン/オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動パルスを選択的に記録ヘッド211の圧力発生手段に印加する。   The head driver 208 generates drive pulses constituting a drive waveform provided from the drive waveform generation unit of the head control unit 207 based on image data (dot pattern data) corresponding to one line of the recording head 211 input serially. The recording head 211 is driven by selectively applying to the pressure generating means of the recording head 211. The head driver 208, for example, shifts the level of the shift register that receives a clock signal and serial data that is image data, a latch circuit that latches the register value of the shift register using a latch signal, and the output value of the latch circuit. A level conversion circuit (level shifter) and an analog switch array (switch means) whose on / off is controlled by this level shifter, etc., and the required drive pulse included in the drive waveform by controlling the on / off of the analog switch array Is selectively applied to the pressure generating means of the recording head 211.
このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙122が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙122はガイド125で案内され、搬送ベルト131とカウンタローラ126との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド127で案内されて先端加圧コロ129で搬送ベルト131に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。   In the image forming apparatus configured as described above, the sheet 122 is separated and fed one by one from the sheet feeding unit, and the sheet 122 fed substantially vertically upward is guided by the guide 125, and includes the conveyance belt 131 and the counter roller 126. The leading end is guided by the conveying guide 127 and pressed against the conveying belt 131 by the leading end pressing roller 129, and the conveying direction is changed by approximately 90 °.
このとき、ACバイアス供給部212から帯電ローラ134に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト131が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト131上に用紙132が給送されると、用紙122が搬送ベルト131に静電力で吸着され、搬送ベルト131の周回移動によって用紙122が副走査方向に搬送される。   At this time, a positive output and a negative output are alternately repeated from the AC bias supply unit 212 to the charging roller 134, that is, an alternating voltage is applied, and a charging voltage pattern in which the conveying belt 131 alternates, that is, a rotating direction. In the sub-scanning direction, plus and minus are alternately charged in a band shape with a predetermined width. When the sheet 132 is fed onto the conveyance belt 131 that is alternately charged with plus and minus, the sheet 122 is attracted to the conveyance belt 131 by electrostatic force, and the sheet 122 is conveyed in the sub-scanning direction by the circular movement of the conveyance belt 131. Is done.
そこで、キャリッジ104を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド111を駆動することにより、停止している用紙122にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙122を所定量搬送後、次の行の記録を行なう。記録終了信号又は用紙122の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙122を排紙トレイ140に排紙する。   Therefore, by driving the recording head 111 according to the image signal while moving the carriage 104, ink droplets are ejected onto the stopped sheet 122 to record one line, and after conveying the sheet 122 by a predetermined amount, Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the sheet 122 has reached the recording area, the recording operation is terminated and the sheet 122 is discharged onto the discharge tray 140.
また、両面印刷の場合には、表面(最初に印刷する面)の記録が終了したときに、搬送ベルト131を逆回転させることで、記録済みの用紙132を両面給紙ユニット151内に送り込み、用紙122を反転させて(裏面が印刷面となる状態にして)再度カウンタローラ126と搬送ベルト131との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル131で搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ140に排紙する。   In the case of double-sided printing, when recording of the front surface (surface to be printed first) is completed, the recording belt 132 is fed into the double-sided paper feeding unit 151 by rotating the transport belt 131 in the reverse direction. The paper 122 is reversed (with the back surface being the printing surface), fed again between the counter roller 126 and the conveyor belt 131, controlled in timing, and conveyed by the conveyor bell 131 as described above. After recording on the back surface, the paper is discharged onto the paper discharge tray 140.
このように、この画像形成装置においては制御部200と液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド111の圧力発生手段を駆動するための駆動IC19(ヘッドドライバ208)とをフレキシブル基板18A、18Bを接続した1つの中継用フレキシブル基板20を介して接続するので、構成が簡略化する。   As described above, in this image forming apparatus, the control unit 200 and the drive IC 19 (head driver 208) for driving the pressure generating unit of the recording head 111 including the liquid discharge head are connected to the flexible substrates 18A and 18B. Since the connection is made via the relay flexible substrate 20, the configuration is simplified.
なお、上記実施形態では本発明に係る画像形成装置としてプリンタ構成で説明したが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ/ファックス/コピア複合機などの画像形成装置に適用することができる。また、インク以外の液体である記録液や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。   In the above embodiment, the printer configuration has been described as the image forming apparatus according to the present invention. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to an image forming apparatus such as a printer / fax / copier multifunction machine. Further, the present invention can be applied to an image forming apparatus using a recording liquid or a fixing processing liquid that is a liquid other than ink.
本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施形態を示す断面説明図である。1 is a cross-sectional explanatory diagram illustrating a first embodiment of a liquid ejection head according to the present invention. 図1のヘッドを下側から見た平面説明図である。It is the plane explanatory view which looked at the head of Drawing 1 from the lower side. 本発明に係る液体吐出ヘッドの第2実施形態を示す断面説明図である。FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing a second embodiment of the liquid ejection head according to the present invention. 本発明に係る液体吐出ヘッドの第3実施形態を示す断面説明図である。FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view illustrating a third embodiment of the liquid ejection head according to the present invention. 本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus according to the present invention. 同じく要部平面説明図である。Similarly it is principal part plane explanatory drawing. 同じく制御部の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which similarly shows the outline | summary of a control part.
符号の説明Explanation of symbols
1…流路板
2…振動板
3…ノズル板
4…ノズル
6…液室
12…圧電素子
17…フレーム部材
18A,18B…フレキシブル基板
19…駆動IC
20…中継用フレキシブル基板
104…キャリッジ
111…記録ヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flow path plate 2 ... Vibration board 3 ... Nozzle plate 4 ... Nozzle 6 ... Liquid chamber 12 ... Piezoelectric element 17 ... Frame member 18A, 18B ... Flexible substrate 19 ... Drive IC
20 ... Flexible substrate for relay 104 ... Carriage 111 ... Recording head

Claims (4)

  1. 液滴を吐出するノズルが連通する液室内圧力を変化させるための圧力発生手段が少なくとも2列配列され、各列の圧力発生手段に接続された少なくとも2つのフレキシブル基板を備え、前記各フレキシブル基板に前記圧力発生手段を駆動するための駆動ICが実装されている液体吐出ヘッドにおいて、2つのフレキシブル基板を接続する1つの中継用フレキシブル基板を備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。   At least two rows of pressure generating means for changing the pressure in the liquid chamber that communicates with the nozzle that discharges droplets are arranged, and each flexible substrate includes at least two flexible substrates connected to the pressure generating means of each row. A liquid discharge head on which a driving IC for driving the pressure generating means is mounted, the liquid discharge head comprising one relay flexible substrate for connecting two flexible substrates.
  2. 請求項1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記2つのフレキシブル基板はヘッドを構成するフレーム部材に固定されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 1, wherein the two flexible substrates are fixed to a frame member constituting the head.
  3. 請求項1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記2つのフレキシブル基板と前記中継用フレキシブル基板との接続部はヘッドを構成するフレーム部材と前記接続部を押える押え部材によって挟まれて固定されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。   2. The liquid discharge head according to claim 1, wherein a connection portion between the two flexible substrates and the relay flexible substrate is sandwiched and fixed by a frame member constituting the head and a pressing member that presses the connection portion. A liquid discharge head characterized by the above.
  4. 液体吐出ヘッドを搭載して被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記請求項1ないし3のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。
    4. An image forming apparatus comprising: a liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid discharge head is mounted to form an image on a recording medium.
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