JP2008006593A - Recorder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動ICチップが実装されたフレキシブルフラットケーブルを備える記録装置に関するものである。 The present invention relates to a recording apparatus including a flexible flat cable on which a driving IC chip is mounted.
記録装置として、例えば、特許文献1には、装置筐体内に、本体側基板を配置するとともに、この本体側基板とフレキシブルフラットケーブルで接続されたヘッド側回路基板(特許文献1のヘッド基板に相当)を、記録ヘッドを搭載して走査されるキャリッジに配置して、さらに記録へッドと前記ヘッド側回路基板とを別のフレキシブルフラットケーブルで接続し、フレキシブルフラットケーブルに駆動パルス信号を出力する駆動ICチップ(特許文献1のドライバICに相当)を実装する構造が記載されている。
記録ヘッドの記録素子が高密度化すると、記録ヘッドに接続されたフレキシブルフラットケーブルに形成される配線パターンも微細化され、その配線パターンの抵抗が大きくなる。このため、駆動ICチップを記録ヘッドにできるだけ近い位置に置くようにフレキシブルフラットケーブル上に駆動ICチップが実装されている。 As the recording elements of the recording head increase in density, the wiring pattern formed on the flexible flat cable connected to the recording head also becomes finer, and the resistance of the wiring pattern increases. For this reason, the drive IC chip is mounted on the flexible flat cable so that the drive IC chip is placed as close as possible to the recording head.
また、複数の記録素子をほぼ同時駆動したとき、電圧低下が懸念されるため、キャリッジ上のヘッド側回路基板にコンデンサを配置して、電圧を補償するようにしている。しかし、多階調化などのために、記録ヘッドを駆動する駆動パルス信号の種類が多くなるなど制御が多様化すると、駆動ICチップとヘッド側回路基板とを接続する配線パターンも微細化され、配線パターンの抵抗成分やインダクタンス成分により、駆動ICチップが誤動作することがある。 In addition, when a plurality of recording elements are driven almost simultaneously, there is a concern about voltage drop. Therefore, a capacitor is arranged on the head side circuit board on the carriage to compensate for the voltage. However, when control is diversified, for example, the number of types of drive pulse signals for driving the recording head is increased to increase the number of gradations, the wiring pattern for connecting the drive IC chip and the head side circuit board is also miniaturized. The drive IC chip may malfunction due to the resistance component or inductance component of the wiring pattern.
本発明は、上記課題を解消するものであり、フレキシブルフラットケーブルに駆動ICチップを搭載したものにおいて、駆動ICチップの誤動作を防止するとともに、その防止のための回路素子に影響を与えることなくフレキシブルフラットケーブルの配置を良好に行うことのできる記録装置の実現を目的とするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and in the case where a drive IC chip is mounted on a flexible flat cable, the drive IC chip is prevented from malfunctioning and flexible without affecting the circuit elements for the prevention. An object of the present invention is to realize a recording apparatus capable of satisfactorily arranging a flat cable.
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明における記録装置は、複数の記録素子とその記録素子を選択的に駆動する複数の駆動部を有するアクチュエータとを備える記録ヘッドと、前記アクチュエータの駆動部に一端を電気的に接続された配線パターンを有するフレキシブルフラットケーブルと、前記フレキシブルフラットケーブル上に、前記配線パターンと接続されて実装され、前記アクチュエータの駆動部に選択的に駆動電圧信号を供給する駆動ICチップと、前記記録ヘッドを前記記録素子が外部に露出するように保持するヘッドホルダとを有する記録装置において、前記フレキシブルフラットケーブルは、前記ヘッドホルダ内に屈曲して配置されて、前記配線パターンの他端を信号源及び電源に接続され、前記駆動ICチップと前記電源との間の前記配線パターンに接続され前記電源とともに前記駆動ICチップおよび前記記録素子に電流を供給する回路素子が、前記フレキシブルフラットケーブル上に実装され、前記回路素子が、前記フレキシブルフラットケーブルの屈曲部を避けて配置されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a recording apparatus according to
また請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の記録装置において、前記駆動ICチップは、前記信号源から送信された信号を前記複数の記録素子に対応した信号に変換する信号変換回路と、その信号変換回路によって変換された信号にもとづいて前記アクチュエータの駆動に適した駆動電圧信号を生成する駆動電圧信号生成回路とを備え、前記電源は、前記信号変換回路及び駆動電圧信号生成回路に、その回路を動作させるための電流を供給するものであり、前記回路素子は、前記駆動電圧信号生成回路と前記電源との間の前記配線パターンに接続されて前記フレキシブルフラットケーブル上に実装されていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the recording apparatus according to the first aspect, the driving IC chip converts a signal transmitted from the signal source into a signal corresponding to the plurality of recording elements. And a drive voltage signal generation circuit that generates a drive voltage signal suitable for driving the actuator based on the signal converted by the signal conversion circuit, and the power supply includes the signal conversion circuit and the drive voltage signal generation circuit The circuit element is connected to the wiring pattern between the drive voltage signal generation circuit and the power source and mounted on the flexible flat cable. It is characterized by that.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の記録装置において、前記回路素子は、前記信号変換回路と前記電源との間及び駆動電圧信号生成回路と前記電源との間の前記配線パターンにそれぞれ接続されて前記フレキシブルフラットケーブル上にそれぞれ実装されていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the recording apparatus according to the second aspect, the circuit element includes the wiring pattern between the signal conversion circuit and the power source and between the drive voltage signal generation circuit and the power source. Are respectively mounted on the flexible flat cable.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の記録装置において、前記回路素子は、前記電源を供給するための対の配線パターン間に介挿されたコンデンサであることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the recording apparatus according to any one of the first to third aspects, the circuit element is a capacitor interposed between a pair of wiring patterns for supplying the power. It is characterized by.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の記録装置において、前記アクチュエータは圧電アクチュエータであり、前記回路素子は、その圧電アクチュエータを分極処理する際の加熱、冷却によって発生する電荷を放電するための素子を含むことを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the recording apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the actuator is a piezoelectric actuator, and the circuit element is heated and cooled when the piezoelectric actuator is polarized. It includes an element for discharging generated charges.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の記録装置において、前記ヘッドホルダには、前記駆動ICチップに熱伝導可能に接触するヒートシンクが設けられ、前記フレキシブルフラットケーブルは、前記ヒートシンクに沿うように1または複数回屈曲して引き回され、前記駆動ICチップ及び回路素子は、その屈曲部を避けた位置に実装されていることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the recording apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the head holder is provided with a heat sink that comes into contact with the drive IC chip so as to conduct heat, and the flexible flat cable is provided. Is bent one or more times along the heat sink, and the drive IC chip and the circuit element are mounted at a position avoiding the bent portion.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の記録装置において、前記ヘッドホルダは、被記録媒体と対向する前面側に前記記録ヘッドが取り付けられる底板を有し、その底板には、前記フレキシブルフラットケーブルを前面側から背面側に挿通させるスリット孔が穿設され、その底板の背面側には前記ヒートシンクが設けられ、前記フレキシブルフラットケーブルは、少なくとも前記ヒートシンクに前記駆動ICチップが接触する位置の前後において屈曲していることを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the recording apparatus according to the sixth aspect, the head holder has a bottom plate to which the recording head is attached on the front side facing the recording medium. A slit hole through which the flexible flat cable is inserted from the front side to the back side is formed, the heat sink is provided on the back side of the bottom plate, and the flexible flat cable is at least at a position where the driving IC chip contacts the heat sink It is characterized by bending before and after.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の記録装置において、前記ヒートシンクは、前記駆動ICチップの前記フレキシブルフラットケーブルに平行な面と接触する接触面と、前記フレキシブルフラットケーブルを前記ヘッドホルダの背面側に案内する案内面とを有し、前記フレキシブルフラットケーブルは、前記スリット孔を通過するように前記アクチュエータから立ち上がる第1の領域と、前記ヒートシンクの接触面に沿う第2の領域と、前記ヒートシンクの案内面に沿う第3の領域とを有するように屈曲し、前記駆動ICチップは、前記第2の領域の実質上中央に実装され、前記回路素子は、前記フレキシブルフラットケーブルの屈曲位置間の実質上中央に実装されていることを特徴とするものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the recording apparatus according to the seventh aspect, the heat sink has a contact surface in contact with a surface parallel to the flexible flat cable of the drive IC chip, and the flexible flat cable is connected to the head. A guide surface that guides to the back side of the holder, and the flexible flat cable includes a first region that rises from the actuator so as to pass through the slit hole, and a second region that follows the contact surface of the heat sink. The driving IC chip is mounted substantially at the center of the second region, and the circuit element is bent of the flexible flat cable. It is characterized by being mounted substantially in the middle between the positions.
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の記録装置において、前記ヒートシンクの接触面は、前記駆動ICチップの前記フレキシブルフラットケーブルに平行な面の全面を覆う大きさを少なくとも有し、前記回路素子は、前記フレキシブルフラットケーブルの駆動ICチップが実装された面における前記ヒートシンクと接触しない位置に実装されていることを特徴とするものである。
The invention according to
請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれかに記載の記録装置において、前記フレキシブルフラットケーブルの前記駆動ICチップを実装した面と反対側の面に、前記回路素子が実装されていることを特徴とするものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the recording apparatus according to any one of the first to ninth aspects, the circuit element is mounted on a surface of the flexible flat cable opposite to a surface on which the driving IC chip is mounted. It is characterized by that.
請求項1に記載の発明によれば、駆動ICチップと電源との間に、電源とともに駆動ICチップおよび記録素子に電流を供給する回路素子が、フレキシブルフラットケーブル上に実装されているから、配線パターンの微細化により抵抗増大があっても、駆動ICチップおよび記録素子の動作を確保することができる。また、フレキシブルフラットケーブルがヘッドホルダ内に屈曲して配置されても、回路素子が、フレキシブルフラットケーブル屈曲によるストレスでその実装が剥離することを防止できる。 According to the first aspect of the present invention, the circuit element for supplying current to the driving IC chip and the recording element together with the power source is mounted on the flexible flat cable between the driving IC chip and the power source. Even if the resistance is increased due to the miniaturization of the pattern, the operation of the driving IC chip and the recording element can be ensured. Further, even when the flexible flat cable is bent and disposed in the head holder, the circuit element can be prevented from being peeled off due to the stress caused by the bending of the flexible flat cable.
請求項2に記載の発明によれば、信号源から送信された信号を複数の記録素子に対応した信号に変換し、その変換した信号にもとづいてアクチュエータの駆動に適した駆動電圧信号を生成する。その際に、回路素子は駆動電圧信号の生成に寄与する。また、請求項3に記載の発明によれば、さらに複数の記録素子に対応した信号の変換において誤動作を防止することができる。 According to the second aspect of the invention, the signal transmitted from the signal source is converted into a signal corresponding to a plurality of recording elements, and a drive voltage signal suitable for driving the actuator is generated based on the converted signal. . At that time, the circuit element contributes to the generation of the drive voltage signal. According to the third aspect of the present invention, it is possible to further prevent malfunction in signal conversion corresponding to a plurality of recording elements.
請求項4に記載の発明によれば、上記動作をコンデンサによって実現することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the above operation can be realized by a capacitor.
請求項5に記載の発明によれば、製造工程において圧電アクチュエータを分極処理する際の加熱、冷却によって発生する電荷を、駆動ICチップに影響を与えることなく、安全に放電させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, charges generated by heating and cooling when the piezoelectric actuator is polarized in the manufacturing process can be safely discharged without affecting the driving IC chip.
請求項6に記載の発明によれば、フレキシブルフラットケーブルを屈曲して駆動ICチップをヒートシンクに接触させることができるとともに、その際に、回路素子が、フレキシブルフラットケーブル屈曲によるストレスでその実装が剥離することを防止できる。
According to the invention described in
請求項7に記載の発明によれば、ヘッドホルダの底板に記録ヘッドが取り付けられ、フレキシブルフラットケーブルが底板のスリット孔に挿通されて、ヒートシンクと接触する前後において屈曲される。さらに詳細には、請求項8に記載の発明によれば、フレキシブルフラットケーブルは、アクチュエータから立ち上がって、スリット孔に挿通され、ヒートシンクと接触し、ヒートシンクの案内面に沿ってヘッドホルダの背面側へ案内される。そのフレキシブルフラットケーブルの屈曲位置間の中央に、回路素子が配置され、フレキシブルフラットケーブルの屈曲配置に支障を生じない。
According to the seventh aspect of the invention, the recording head is attached to the bottom plate of the head holder, and the flexible flat cable is inserted through the slit hole of the bottom plate and bent before and after contacting the heat sink. More specifically, according to the invention described in
請求項9に記載の発明によれば、回路素子を、駆動ICチップとヒートシンクとの接触を妨げることなく配置でき、駆動ICチップの発熱を広い面積でヒートシンクによって効率よく放出することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the circuit element can be arranged without hindering the contact between the drive IC chip and the heat sink, and the heat generated by the drive IC chip can be efficiently discharged by the heat sink over a wide area.
請求項10に記載の発明によれば、回路素子は、可撓部における駆動ICチップを実装した面と反対側の面に実装されるから、駆動ICチップが実装される側のフレキシブルフラットケーブルの面には突出しないので、回路素子の実装高さに拘わらずヒートシンクと接触する虞が全くなく、またヒートシンクと駆動ICチップとの接触が阻害されることがないので、駆動ICチップの熱を確実にヒートシンクによって放熱させることができる。
According to the invention described in
以下に本発明の基本的な実施形態を説明する。図1は、本発明の記録装置をインクジェット記録装置100に具体化した例を示している。実施形態のインクジェット記録装置100は、例えば、単独のプリンタ装置としてだけでなく、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能等を備えた多機能装置(MFD:Multi Function Device )のプリンタ機能としても適用することができるものである。インクジェット記録装置100は、本体フレーム2の内部に備えられ、被記録媒体である用紙PAにインクを吐出させて記録する記録ヘッド1がキャリッジ3に搭載されて、主走査方向(Y方向)に沿って走行するように構成されている。
A basic embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an example in which the recording apparatus of the present invention is embodied in an ink
キャリッジ3は、本体フレーム2内に主走査方向(Y方向)に沿って平行状に設けられた後ガイド軸6と前ガイド軸7とに摺動自在に載置されており、本体フレーム2の右後側に配置されたキャリッジ駆動モータ17と、無端帯であるタイミングベルト18とにより、主走査方向(Y方向)へ往復移動するように構成されている。キャリッジ3側へは、本体フレーム2内に静置されたインク供給源(インクタンク)5a〜5dからインク供給管14(14a〜14d)を介してインクが供給される。この実施形態では、イエローインク(Y)、マゼンタインク(M)、シアンインク(C)、ブラックインク(Bk)の4色のインクが備えられている。
The
用紙PAは、図示しない公知の用紙搬送機構により、主走査方向(Y方向)と直交する副走査方向(X方向)に沿って、記録ヘッド1の下面側を水平状に搬送される(図1の矢印A方向)。この用紙PAに対して、主走査方向(Y方向)に移動する記録ヘッド1の下面に開口するノズル(図示せず)から下向きにインクが吐出されて記録が行われる。なお、説明では、記録ヘッド1のノズルの開口面側を前面もしくは下面、その反対側を背面もしくは上面として記載する。
The paper PA is transported horizontally on the lower surface side of the
キャリッジ3には、図2に示すように、略箱状のヘッドホルダ8が備えられ、ヘッドホルダ8の底板8aの下面側に下向きに開口形成された凹部8bに、記録ヘッド1がノズルを下向きに露出させて当該底板8aとほぼ平行になるように固着される(図3参照)。
As shown in FIG. 2, the
ヘッドホルダ8の背面側には、記録ヘッド1及び本体フレーム2内に配置された本体側基板(図示せず)と電気的に接続される電気回路が形成されたヘッド側回路基板22が配置されている。このヘッド側回路基板22は、ヘッドホルダ8の背面側から平面視で、記録ヘッド1と重なる位置に配置されている。
On the back side of the
記録ヘッド1とヘッド側回路基板22との間であって、ヘッドホルダ8の底板8aの上面側には、キャリッジ3側に供給されたインクを貯留するダンパー装置9が搭載されている。ダンパー装置9の内部は、複数のインク室に区画され、インク室に色毎にインクが貯留される。ダンパー装置9には、インク室中のインクに滞留する気泡を除去するための排気弁手段9bも備えられている。
A
ヘッドホルダ8の底板8aには開口部(図示せず)が貫通形成されており、この開口部の内側では、ダンパー装置9のインク流出口9aと、記録ヘッド1のインク取入口37とが、後述する補強フレーム15の接続穴15bと弾性シール部材9cとを介して接続され、ダンパー装置9から記録ヘッド1にインクが色毎に独立して供給される(図2参照)。
An opening (not shown) is formed through the
ヘッドホルダ8の底板8aには、図2及び図3に示すように、後述するフレキシブルフラットケーブル12の可撓部12bを前面側から背面側に挿通させるスリット孔55と、底板8aの前面側に記録ヘッド1を固着させるための接着剤19を流し込むための貫通孔56も穿設されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
記録ヘッド1は、複数のノズルを下面に開口させ内部にインク流路を有するキャビティ部10と、このキャビティ部10内のインクに選択的に吐出圧力を与えるアクチュエータ11と、このアクチュエータ11に駆動信号を出力するフレキシブルフラットケーブル12とが積層配置される構造のヘッドユニット20を備え、ヘッドユニット20の背面側に熱伝導板13と補強フレーム15とを備え、外周を囲むフロントフレーム16を備えている。
The
キャビティ部10は、特開2001−246744号や、特開2005−313428号公報などで公知のものと同様に、その上面のX方向の一端側に露出する各インク取入口37に個別に供給されたインクが、それぞれマニホールド室を通じて多数の圧力室(いずれも図示せず)に分配される。そして、アクチュエータ11の駆動部が駆動されて選択的に圧力室に吐出圧力が与えられることにより、圧力室に連通したノズルからインクが吐出される。
The
アクチュエータ11は、この実施の形態では特開2005−322850号公報等に開示された公知のものと同様に、扁平な方向と直交する方向に積層された複数のセラミックス層と、セラミックス層間に挟まれた内部電極(図示せず)とを有しており、内部電極に上下を挟まれたセラミックス層の領域に駆動部すなわち活性部が形成されている。
In this embodiment, the
アクチュエータ11の上面には、この内部電極のうち圧力室ごとに独立した電極と電気的なスルーホールを介して接続された外部個別電極43と、各圧力室に共通な内部電極と接続された外部共通電極44とが形成され、外部個別電極43に印加された駆動パルス信号により活性部が変位して、多数の圧力室に対して選択的に吐出圧力を与える。外部個別電極43は、フレキシブルフラットケーブル12に形成された端子電極12d(図6参照)と個別に電気的に接続され、外部共通電極44は、フレキシブルフラットケーブル12に形成された共通電位線COMと電気的に接続されている。
On the upper surface of the
補強フレーム15は、キャビティ部10を補強するための部材であり、キャビティ部10よりも剛性に優れた素材(例えば、SUSなどの金属板)からなる枠形状で、平面視において外形が、キャビティ部10よりもひと回り大きく形成されている。この補強フレ−ム15は、キャビティ部10の背面に沿って、アクチュエータ11を囲むように積層し、接着固定することで、薄い扁平形状のキャビティ部10の変形や歪みを防止している。補強フレーム15の枠部15aのうちX方向の一端側にはその表裏面を貫通して、キャビティ部10のインク取入口37と対応する接続穴15bが穿設されている。
The reinforcing
熱伝導板13は、フレキシブルフラットケーブル12の背面におけるアクチュエータ11と対応する位置に積層される。熱伝導板13は、アクチュエータ11のほぼ全面にわたる大きさを有する平面視長方形の扁平な板材で、アクチュエータ11及びフレキシブルフラットケーブル12よりも熱伝導性に優れ、且つ、フレキシブルフラットケーブル12よりも剛性が高い素材からなっており、例えば、アルミニウム、銅、SUSなどの金属板が適用されている。この熱伝導板13は、フレキシブルフラットケーブル12を介してアクチュエータ11に密着することで、アクチュエータ11の局所的な発熱を分散化して温度分布のバラツキを抑え、且つ放熱する効果を奏する。さらには、ヘッドユニット20全体の剛性を高める効果も奏する。この熱伝導板13は省略する場合もある。
The heat
フロントフレーム16は、平面視コの字状の扁平な板材で、キャビティ部10を囲むよう配置され、補強フレーム15の前面に固着される(図2及び図3参照)。フロントフレーム16によって、キャビティ部10のノズル面とヘッドホルダ8の周囲との段差を解消し、払拭部材等でノズル面をクリーニングする際の引っ掛かりを防止している。
The
フレキシブルフラットケーブル12は、帯状を呈し、その一端はアクチュエータ11の外部個別電極43および外部共通電極44に電気的に接合される平坦部12aとなり、平坦部12aに連続する他端側は可撓部12bとなる。可撓部12bにはその上面に、アクチュエータ11を駆動するための駆動ICチップ12cが実装されている。可撓部12bの先端側は、ヘッド側回路基板22と接続端子12fによって接続されている。
The flexible
フレキシブルフラットケーブル12は、1枚の連続したケーブルによって構成することもできるが、この実施形態では、第1のケーブル121と第2のケーブル122の2本を長手方向に接続端子12eを介して連結する構造としている。第1のケーブル121は、アクチュエータ11と電気的に接続される端子電極12d、共通電位線COM、および駆動ICチップに接続するための配線パターンが絶縁フィルム上に印刷形成されている。第2のケーブルは、複数の配線パターンを平行に有する汎用のケーブルである。アクチュエータ11と重ねられる平坦部12aは第1のケーブル121のみに設けられているが、可撓部12bは両方のケーブル121,122で構成されている。
Although the flexible
平坦部12aでは、フレキシブルフラットケーブル12の上下面(表裏面)のうち圧電アクチュエータ11と対向する側となる下面に、圧電アクチュエータ11と電気的に接続するための端子電極12dが複数形成されている。可撓部12bでは、フレキシブルフラットケーブル12の上面(端子電極12dが形成された下面の反対面側)に、駆動ICチップ12cと、コンデンサや抵抗などの回路素子80が実装されている。
In the
ヘッドホルダ8の底板8aの背面側の一方の側板寄りの位置には、ゴム状の弾性部材61とこれに対向するヒートシンク60とが取り付けられており、フレキシブルフラットケーブル12に搭載された駆動ICチップ12cを、底板8aと平行状にして、弾性部材61とヒートシンク60とで挟持するようになっている。すなわち、駆動ICチップ12cのフレキシブルフラットケーブル12と平行な広幅面が、ヒートシンク60に熱伝導可能に密着するようにしている。
A rubber-like
ヒートシンク60は、底板8aに略平行でフレキシブルフラットケーブル12の駆動ICチップと密着する接触面60aと、ヘッドホルダ8の側壁と略平行でフレキシブルフラットケーブル12をヘッド側回路基板22側に案内する案内面60bとが側面視L字状をなすように折り曲げ形成された金属製部材である。前記接触面60aは、その下にフレキシブルフラットケーブル12を挿通させる長さを有し、駆動ICチップ12cの広幅面全体と密着する面積を有している。ヒートシンク60の案内面60bの下端寄りの位置にて、フレキシブルフラットケーブル12を構成する2つのケーブルが接続されている。
The
フレキシブルフラットケーブル12は、前述したように、アクチュエータ11から立ち上がって、ヘッドホルダ8の底板8aのスリット孔55を通り、ヒートシンク60のL字形状に沿ってヘッドホルダ8の背面側に引き回される。すなわち、この引き回しのために、フレキシブルフラットケーブル12における第1のケーブル121は階段状に2回屈曲する。つまり、第1のケーブル121には、図5及び図6に示すように、スリット孔55を通過するために圧電アクチュエータ11から立ち上がる第1の領域71と、ヒートシンク60の接触面60aに沿う第2の領域72とが、第1の屈曲位置74を境に形成され、第2の領域72とヒートシンクの案内面60bに沿う第3の領域73とが、第2の屈曲位置75を境に形成される。なお、この実施形態では、第3の領域73は、第2の屈曲位置75から、第1のケーブル121の終端(接続端子12e)までの領域とする。
As described above, the flexible
駆動ICチップ12cは、図6に示すように、第1のケーブル121の長手方向に平行な実装長さL、及び第1のケーブル121の長手方向に直交する幅よりも短い実装幅Wを有して、第2の領域72の略中央に実装されている。
As shown in FIG. 6, the driving
図9は、本実施の形態に適用される電気的回路の一例を示す。記録装置は、本体側基板90とヘッド側回路基板22と駆動ICチップ12cとアクチュエータ11とが互いに接続されている。本体側基板90には制御回路93と制御信号用電源94と駆動パルス用電源95とが搭載され、駆動ICチップ12cは、信号変換回路96と駆動電圧信号生成回路97とから形成されている。
FIG. 9 shows an example of an electrical circuit applied to this embodiment. In the recording apparatus, the main
制御回路93は、信号変換回路96に所定の記録情報に基づきイネーブル、データ、クロック、ストローブ信号等の制御信号を出力するもので、制御信号配線98を介して信号変換回路96に接続されている。制御信号用電源94は、信号変換回路96に電圧(例えば、5ボルト)を供給するもので、駆動電圧を印加する駆動用VDD1配線と、接地用VSS1配線とを介して信号変換回路96に接続されている。駆動パルス用電源95は、駆動電圧信号生成回路97に電圧(例えば20ボルト)を供給するもので、駆動電圧を印加する駆動用VDD2配線と、接地用VSS2配線とを介して駆動電圧信号生成回路97に接続されている。
The
具体的には、本体側基板90とヘッド側回路基板22との間は、駆動用VDD1,VDD2配線、接地用VSS1,VSS2配線、および制御信号配線98を幅方向に平面状に備えるフレキシブルフラットケーブル99を介して接続されている。第1のケーブル121に実装されている駆動ICチップ12cとヘッド側回路基板22との間は、上記各配線とアクチュエータ11の外部共通電極44に接続される共通電位線COMとを平面状に備える第2のケーブル122を介して接続されている。
Specifically, a flexible flat cable having a driving VDD1, VDD2 wiring, grounding VSS1, VSS2 wiring, and
ヘッド側回路基板22上では、駆動用VDD2配線と接地用VSS2配線とに電解コンデンサ109がバイパス接続されており、駆動電圧信号生成回路97に供給する電荷を貯え、駆動電圧信号生成回路97に瞬時の大電流が流れた場合による駆動パルス用電源95の電圧降下の発生を抑制している。また、接地用VSS2配線とアクチュエータ11の外部共通電極44に接続される共通電位線COMとが互いに接続されている。第1のケーブル121上または駆動ICチップ12c内では、接地用VSS2配線と接地用VSS1配線とが、抵抗Rを介して互いに接続されており、駆動電圧信号生成回路97と信号変換回路96とが同電位に保持されている。
On the head
信号変換回路96は、制御回路93からの制御信号を各ノズルに対応した制御信号に変換するもので、シフトレジスタ106とDフリップフロップ107とゲート回路108とを備えている。これらのシフトレジスタ106等はノズルの数に対応し個数用意されている。制御回路93から制御信号配線98を介して送信される制御信号のうち、データとクロック信号とはシフトレジスタ106に供給され、ストローブ信号はDフリップフロップ107に供給され、イネーブル信号はゲート回路108に供給される。データは、制御回路93からシリアル転送されて、シフトレジスタ106によってノズルの列に対応したパラレル信号に変換され、ストローブ信号にもとづいてDフリップフロップ107から出力される。そして、そのデータに対応したイネーブル(駆動波形信号)がゲート回路108から出力される。
The
駆動電圧信号生成回路97は、ゲート回路108から出力されるイネーブル(駆動波形信号)を、駆動パルス用電源95から供給された電圧にもとづき、アクチュエータ11を駆動するための電圧に変換して駆動パルスとして生成し出力するもので、ノズルの数に対応して150個のドライバ110が用意されている。
The drive voltage
上述のように構成された記録装置によれば、制御信号用電源94から信号変換回路96へ供給される電圧は、駆動用VDD1配線を介して信号変換回路96に供給され、信号変換回路96を正常に駆動させる。一方、駆動パルス用電源95から駆動電圧信号生成回路97へ供給される電圧は、駆動用VDD2配線を介して駆動パルス生成回路97に供給されると共に、途中の電解コンデンサ109に電荷が充電される。インクの吐出時には、この電解コンデンサ109から駆動用VDD2配線を介して駆動パルス生成回路97に電流が供給され、アクチュエータ11に十分な電流が供給される。
According to the recording apparatus configured as described above, the voltage supplied from the control
そして、第1のケーブル121上には、駆動ICチップ12cの近傍に配置される回路素子80として、駆動用VDD1配線と接地用VSS1配線の間、及び駆動用VDD2配線と接地用VSS2配線の間に、各々コンデンサ80aがバイパス接続され、また、COM(接地)配線とVSS2配線との間に、抵抗80bが接続されている。
On the
駆動電圧信号生成回路97のドライバ回路110内のアクチュエータON,OFF用の各トランジスタが直列に接続されているため、アクチュエータON時に接地用VSS2配線に過渡電流が流れる。仮に、コンデンサ80aが無ければ、フレキシブルフラットケーブル12の配線抵抗やインダクタンスにより、VSS2に比較的高い電圧が発生することになるが、VSS1−VSS2間に抵抗値の低い抵抗Rが接続されているから、VSS2の電圧が上昇すると、VSS1電圧が上昇し、信号変換回路96においてデータなどの制御信号との相対的な電圧関係がくずれ、制御信号が正常に認識されず、誤動作することがあった。しかしながら、コンデンサ80aを駆動ICチップ12cの近傍に実装すると、コンデンサ80aからアクチュエータ駆動時の充電電流が供給されるため、VSS2、VSS1の電圧上昇が小さく抑えられ、制御信号の認識における誤動作を防止することができるのである。
Since each transistor for ON / OFF of the actuator in the
一方、製造工程においてアクチュエータ11の圧電材料を分極処理する際に、加熱、冷却すると電荷が発生するが、この電荷が、共通電位線COMと、駆動ICチップ12cまたは制御信号との間でショートすると、大電流により駆動ICチップ12cが破壊されることがある。従って、抵抗80bを駆動ICチップ12cの近傍に実装することで、上記の電荷が抵抗80bを通って放電され、駆動ICチップ12cの破壊を防止することができるのである。
On the other hand, when the piezoelectric material of the
このようにコンデンサ80aや抵抗80bは、駆動ICチップ12cの近傍となるフレキシブルフラットケーブル12上に実装することで、その効果が発揮される。図6は、その具体的な配置態様を示す。
Thus, the effect is exhibited by mounting the capacitor 80a and the
なお、図9におけるVDD1,VDD2配線、VSS1,VSS2配線および共通電位線COMは、実際には、第1のケーブル121の上では、アクチュエータ上から引き出される方向と平行な両側縁に沿って対称に形成されるから、図6に示すように、回路素子80もその両側縁に沿った位置に実装されることになる。また、図6では、回路素子80は、駆動ICチップ12cよりもアクチュエータ側、あるいは駆動ICチップ12cの幅W方向の延長上に配置されているが、これは、上記各線を第1のケーブル121の上で駆動ICチップ12cよりもアクチュエータ側へ引き回して配線することにより可能になる。
Note that the VDD1, VDD2 wiring, VSS1, VSS2 wiring, and common potential line COM in FIG. 9 are actually symmetrical on the
回路素子80は、駆動ICチップ12cやこれに接続する配線に応じて1または複数個実装されるが、いずれも駆動ICチップ12cと重ならない位置で、且つ第1の屈曲位置74及び第2の屈曲位置75を避けて実装されている。
One or a plurality of
図6の第1のケーブル121の展開図では、いずれの回路素子80も各領域71,72,73における長手方向(ケーブル121の長手方向)の略中央に実装することが望ましい。これにより、回路素子80を実装するためにケーブル121に形成されている実装部(ランド等の金属露出部分)が、ケーブル121の第1及び第2の屈曲位置73、74での折り曲げによって、ストレスを受けることを防止できる。
In the development view of the
さらには、図7の展開図で二点鎖線で図示しているように、前記第1から第3の領域71〜73のうち、駆動ICチップ12cの実装幅Wを長手方向(Y方向)に延長した領域と、チップ状回路12cの実装長さLを幅方向(X方向)に延長した領域とには、回路素子80を実装しないことが望ましい。これらの領域に、仮に駆動ICチップ12cよりも実装高さの高い回路素子80が実装されていると、その実装高さの高い回路素子80が、駆動ICチップ12cの平面積を全て覆う大きさの接触面60aを有するヒートシンク60に接触する虞がある。
Furthermore, as shown by the two-dot chain line in the developed view of FIG. 7, the mounting width W of the
従って、あらかじめ、駆動ICチップ12cの実装幅Wを長手方向(Y方向)に延長した領域と、駆動ICチップ12cの実装長さLを幅方向(X方向)に延長した領域とに、回路素子80を実装しないことにより、ヒートシンク60の接触面60aと駆動ICチップ12cとの密着を阻害しないようにして、駆動ICチップ12cの放熱が確実に行えるようにしている。
Accordingly, the circuit element is previously divided into a region in which the mounting width W of the driving
また、上記の他に、図8に示すように、回路素子80の全てを、フレキシブルフラットケーブル12の駆動ICチップ12cが実装されている面と反対側の面に実装するようにしてもよい。この場合には、駆動ICチップ12cとフレキシブルフラットケーブル12を挟んで重なる領域に実装してもよい。
In addition to the above, as shown in FIG. 8, all of the
もちろん、図6〜図8に示す回路素子80の配置を組み合わせたり、フレキシブルフラットケーブル12の平面形状や貫通部分等の有無に応じて、回路素子80の配置を適宜変位させてもよい。
Of course, the arrangement of the
上記実施の形態では、インクジェット式記録装置に本発明を適用した例を説明したが、複数の記録素子とそれに対応する駆動部を備えるものならば、インパクト式等各種の記録装置に適用することができる。 In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to an ink jet recording apparatus has been described. However, as long as a plurality of recording elements and a driving unit corresponding thereto are provided, the invention can be applied to various recording apparatuses such as an impact type. it can.
1 記録ヘッド
3 キャリッジ
8 ヘッドホルダ
10 キャビティ部
11 圧電アクチュエータ
12 フレキシブルフラットケーブル
12a 平坦部
12b 可撓部
12c 駆動ICチップ
22 ヘッド側回路基板
43 外部電極
60 ヒートシンク
71 第1の領域
72 第2の領域
73 第3の領域
74 第1の屈曲位置
75 第2の屈曲位置
80 回路素子
100 インクジェット記録装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記アクチュエータの駆動部に一端を電気的に接続された配線パターンを有するフレキシブルフラットケーブルと、
前記フレキシブルフラットケーブル上に、前記配線パターンと接続されて実装され、前記アクチュエータの駆動部に選択的に駆動電圧信号を供給する駆動ICチップと、
前記記録ヘッドを前記記録素子が外部に露出するように保持するヘッドホルダとを有する記録装置において、
前記フレキシブルフラットケーブルは、前記ヘッドホルダ内に屈曲して配置されて、前記配線パターンの他端を信号源及び電源に接続され、
前記駆動ICチップと前記電源との間の前記配線パターンに接続され前記電源とともに前記駆動ICチップおよび前記記録素子に電流を供給する回路素子が、前記フレキシブルフラットケーブル上に実装され、
前記回路素子が、前記フレキシブルフラットケーブルの屈曲部を避けて配置されていることを特徴とする記録装置。 A recording head comprising a plurality of recording elements and an actuator having a plurality of drive units for selectively driving the recording elements;
A flexible flat cable having a wiring pattern in which one end is electrically connected to the actuator drive unit;
On the flexible flat cable, connected to the wiring pattern and mounted, a driving IC chip that selectively supplies a driving voltage signal to the driving unit of the actuator;
In a recording apparatus having a head holder for holding the recording head so that the recording element is exposed to the outside,
The flexible flat cable is bent and arranged in the head holder, and the other end of the wiring pattern is connected to a signal source and a power source.
A circuit element connected to the wiring pattern between the drive IC chip and the power supply and supplying current to the drive IC chip and the recording element together with the power supply is mounted on the flexible flat cable,
A recording apparatus, wherein the circuit element is arranged avoiding a bent portion of the flexible flat cable.
前記回路素子は、前記駆動電圧信号生成回路と前記電源との間の前記配線パターンに接続されて前記フレキシブルフラットケーブル上に実装されていることを特徴とする請求項1に記載の記録装置。 The drive IC chip is suitable for driving the actuator based on a signal conversion circuit that converts a signal transmitted from the signal source into a signal corresponding to the plurality of recording elements, and a signal converted by the signal conversion circuit. A drive voltage signal generation circuit for generating a drive voltage signal, and the power supply supplies a current for operating the circuit to the signal conversion circuit and the drive voltage signal generation circuit.
The recording apparatus according to claim 1, wherein the circuit element is mounted on the flexible flat cable connected to the wiring pattern between the drive voltage signal generation circuit and the power source.
前記フレキシブルフラットケーブルは、少なくとも前記ヒートシンクに前記駆動ICチップが接触する位置の前後において屈曲していることを特徴とする請求項6に記載の記録装置。 The head holder has a bottom plate to which the recording head is attached on the front side facing the recording medium, and the bottom plate has a slit hole through which the flexible flat cable is inserted from the front side to the back side. The heat sink is provided on the back side of the bottom plate,
The recording apparatus according to claim 6, wherein the flexible flat cable is bent at least before and after a position where the driving IC chip contacts the heat sink.
前記フレキシブルフラットケーブルは、前記スリット孔を通過するように前記アクチュエータから立ち上がる第1の領域と、前記ヒートシンクの接触面に沿う第2の領域と、前記ヒートシンクの案内面に沿う第3の領域とを有するように屈曲し、
前記駆動ICチップは、前記第2の領域の実質上中央に実装され、
前記回路素子は、前記フレキシブルフラットケーブルの屈曲位置間の実質上中央に実装されていることを特徴とする請求項7に記載の記録装置。 The heat sink has a contact surface that contacts a surface parallel to the flexible flat cable of the drive IC chip, and a guide surface that guides the flexible flat cable to the back side of the head holder,
The flexible flat cable has a first region rising from the actuator so as to pass through the slit hole, a second region along the contact surface of the heat sink, and a third region along the guide surface of the heat sink. Bend to have
The driving IC chip is mounted substantially in the center of the second region,
The recording apparatus according to claim 7, wherein the circuit element is mounted substantially in the center between the bending positions of the flexible flat cable.
前記回路素子は、前記フレキシブルフラットケーブルの駆動ICチップが実装された面における前記ヒートシンクと接触しない位置に実装されていることを特徴とする請求項8に記載の記録装置。 The contact surface of the heat sink has at least a size that covers the entire surface of the drive IC chip parallel to the flexible flat cable,
9. The recording apparatus according to claim 8, wherein the circuit element is mounted at a position where the circuit element is not in contact with the heat sink on a surface on which the driving IC chip of the flexible flat cable is mounted.
The recording apparatus according to claim 1, wherein the circuit element is mounted on a surface of the flexible flat cable opposite to a surface on which the driving IC chip is mounted.
Priority Applications (2)
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