JP2011073261A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 共通流路の上流側と下流側での装置全体の温度ばらつきを小さくすることで、全てのノズルから吐出される液体の吐出特性のばらつきを小さくする。
【解決手段】 プリンタ１は、流路ユニット２２の上面に圧電アクチュエータ２３が配置され、その上面にドライバＩＣ２５が実装されたＣＯＦ２４が配置されている。ＣＯＦ２４は、圧電アクチュエータ２３の上流側端部及び下流側端部からそれぞれ引き出されている。そして、圧電アクチュエータ２３の上流側から引き出されたＣＯＦ２４の部分において、ドライバＩＣ２５ａとの接続位置から圧電アクチュエータ２３の上流側から離れ出す位置までの長さは、圧電アクチュエータ２３の下流側から引き出されたＣＯＦ２４の部分において、ドライバＩＣ２５ｂとの接続位置から圧電アクチュエータ２３の下流側から離れ出す位置までの長さよりも短くなっている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出装置に関する。

従来から、複数のノズルから液体を吐出させるために、一端が液体供給口に連通する共通流路を有し、この共通流路から複数のノズルにそれぞれ連通する複数の個別流路が分岐した流路構成の流路ユニットを有する液体吐出装置が知られている。

上述したような液体吐出装置としては、例えば、用紙などの記録媒体に対してインクを吐出するインクジェットヘッドが知られている。このようなインクジェットヘッドには、種々の構成のものがあるが、一例としては、一端がインク供給口と連通する共通流路と共通流路から分岐し、ノズルに連通する圧力室を含む複数の個別流路とを有する流路ユニット、流路ユニットに接続され、各圧力室内のインクに圧力を付与する圧電素子を有する圧電アクチュエータ、圧電アクチュエータに信号を供給するドライバＩＣ（信号供給手段）、及び、ドライバＩＣが実装され、圧電アクチュエータと接続される配線部材、を備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。

そして、配線部材に形成された配線の引き回しを容易にするために、圧電アクチュエータに信号を供給するドライバＩＣを実装した配線部材を、圧電アクチュエータの２位置から引き出すことがある（例えば、特許文献２参照）。このとき、ノズルの配列方向と共通流路の延在方向は平行となっており、配線部材は、ノズルの配列方向に沿って引き出すことが望ましい。

これは、仮に、ノズル間隔が狭いノズル列がノズルの配列方向と直交する方向に複数並んで配置されている場合には、両側のノズル列に挟まれたノズル列に対応する圧電素子に対して、両側のノズル列の狭いノズル間を通して配線を接続するのは困難である。そのため、配線はノズルの配列方向に沿って引き回して、配線部材はノズルの配列方向に沿ってそれぞれ引き出すのが好ましい。そして、この場合、配線部材の、圧電アクチュエータから引き出される２つの位置までの長さが同じになる位置にドライバＩＣを実装するのが一般的である。

特開２００９−２０８３０４号公報（図２） 特開２００３−５３９４０号公報（図２）

ここで、ドライバＩＣは、圧電アクチュエータに信号を供給する際に発熱する。そして、ドライバＩＣの発熱量は、ノズルの数及びそれに対応する圧電素子が増大することで、信号の供給量が増大するため、さらに増大する。そして、ドライバＩＣで発生した熱は、配線部材の２つの引き出された部分を介して圧電アクチュエータや流路ユニットに入熱する。

このとき、配線部材の、ドライバＩＣから圧電アクチュエータの引き出された２つの位置までの長さが同じであると、ドライバＩＣから配線部材の２つの引き出された部分を介して圧電アクチュエータや流路ユニットのノズル配列方向の両側に同じ熱量がそれぞれ伝わる。すると、流路ユニットの共通流路内のインクや圧電アクチュエータの圧電素子は、ノズル配列方向の両側で最も温度が高く、中央にいくにつれて温度は低くなる。ここで、流路ユニットの供給口からインクが供給されると、共通流路の上流側における圧電素子はインクにより熱量が奪われ冷却されるが、次第にインクの温度が上昇し、周囲の共通流路内のインクと同じ温度になり、共通流路の下流側における圧電素子はインクにより冷却されなくなる。すると、共通流路内のインクや圧電素子に、共通流路の上流側と下流側で温度ばらつきが生じてしまい、共通流路の上流側と下流側でインクの粘度が異なったり、圧電素子ごとで温度が異なったりして、インクに付与する吐出エネルギーがばらつき、インクの吐出特性がばらついてしまう。これは、圧電アクチュエータを有する液体吐出装置に限らず、様々な液体に圧力を付与するアクチュエータを有する液体吐出装置についても同様である。

そこで、本発明の目的は、共通流路の上流側と下流側での装置全体の温度ばらつきを小さくして、全てのノズルから吐出される液体の吐出特性のばらつきを小さくした液体吐出装置を提供することである。

本発明の液体吐出装置は、液体供給口と、一端が前記液体供給口に連通する共通流路と、前記共通流路から分岐するとともに液体を吐出するノズルを有する複数の個別流路と、を含む流路ユニットと、前記ノズルから液体を吐出させるための圧力を前記個別流路内の液体に対して付与する圧力付与手段と、前記圧力付与手段を駆動するための信号を供給する信号供給手段と、前記圧力付与手段に対して互いに異なる第１の位置及び第２の位置に接続されるとともに、これら第１の位置及び第２の位置からそれぞれ引き出されており、且つ、前記信号供給手段とも接続される配線手段と、を備えており、前記第１の位置は、前記第２の位置よりも前記共通流路の上流側に位置しており、前記配線手段の、前記信号供給手段との接続位置から前記第１の位置までの長さは、前記接続位置から前記第２の位置までの長さよりも短い。

本発明の液体吐出装置によると、配線手段の、信号供給手段との接続位置から第１の位置までの長さは、接続位置から第２の位置までの長さよりも短い。そのため、信号供給手段で発生した熱は、共通流路の下流側に比べて上流側に多く伝わり、共通流路の下流側に比べて上流側が熱くなる。ここで、液体供給口から供給された液体は、共通流路の上流側において最も冷却効果が高く、下流側に向かうにつれて冷却効果が小さくなる。そのため、共通流路の上流側と下流側での、液体の冷却効果の違いに対して入熱量を異ならせることで、装置全体の温度ばらつきは小さくなる。これにより、全てのノズルから吐出される液体の吐出特性のばらつきを小さくすることができる。

また、前記配線手段は、前記第１の位置から前記共通流路の上流側に引き出されるとともに、前記第２の位置から前記共通流路の下流側に引き出され、且つ、これらの２つの引き出し部分が連結して、１つの環を形成する単一の第１配線部材であり、前記信号供給手段は、前記第１配線部材における環の外側を向く面に２つ設けられており、２つの前記信号供給手段の前記第１配線部材と反対側の面に共通に接触する放熱部材をさらに備えており、前記２つの信号供給手段のうち、前記共通流路の下流側に位置する前記信号供給手段は、前記共通流路の上流側に片寄って配置されており、前記２つの信号供給手段に対応する位置において、前記放熱部材を前記信号供給手段に押し付けて密着させながら、前記信号供給手段及び前記放熱部材をそれぞれ保持する第１保持部材と、前記放熱部材の前記共通流路の下流側端部を保持する第２保持部材と、をさらに備えていることが好ましい。第１保持部材は信号供給手段に対応する位置に設けられているため、信号供給手段が共通流路の上流側に片寄って配置されると、第１保持部材も共通流路の上流側に片寄って配置され、放熱部材の下流側は第１保持部材で保持されない。これによると、共通流路の上流側に位置する放熱部材は第１保持部材で保持され、下流側に位置する放熱部材は第２保持部材で支持されることになり、放熱部材の配線部材に対する平行度を保つことができる。

さらに、前記環内に配置された基台をさらに備えており、前記第１保持部材及び前記第２保持部材は、前記基台から突出しており、前記放熱部材は、前記第２保持部材に保持される領域において、折り曲げられて重なっており、前記第１保持部材は、前記基台との間で、前記放熱部材を前記信号供給手段に押し付けて密着させながら、前記信号供給手段及び前記放熱部材を把持しており、前記第２保持部材は、前記基台との間で、前記放熱部材の重なった領域を把持していることが好ましい。これによると、第２保持部材は信号供給手段と放熱部材を把持することはできない。そこで、信号供給手段の代わりに放熱部材の重なりを増やして、放熱部材の放熱面積を大きくするとともに厚みを確保し、放熱部材の配線部材に対する平行度を保ちながら、第２保持部材で放熱部材を把持することができる。

また、前記配線手段は、前記第１の位置から前記共通流路の上流側に引き出されるとともに、前記第２の位置から前記共通流路の下流側に引き出され、且つ、これら２つの引き出し部分が連結して、１つの環を形成する単一の第１配線部材であり、前記信号供給手段は、前記第１配線部材における環の外側を向く面に２つ設けられており、前記２つの信号供給手段の前記第１配線部材と反対側の面に共通に接触する放熱部材をさらに備えており、前記２つの信号供給手段は、前記第１配線部材の引き出された２つの端部近傍に接続され、前記第１の位置と前記第２の位置を結ぶ方向に関する中心線に対して線対称な位置から前記共通流路の上流側に片寄って配置されており、前記第１の位置と前記第２の位置を結ぶ方向に関する中心線に対して線対称な位置において前記放熱部材をそれぞれ保持する２つの第３保持部材と、前記第１配線部材の引き出された２つの端部に接続され、環の周方向と交差する方向に引き出された第２配線部材と、をさらに備えており、前記第３保持部材は、前記交差する方向から見て、前記２つの信号供給手段に挟まれており、前記第２配線部材は、前記第３保持部材を避けた位置にあってもよい。これによると、第２配線部材が第３保持部材と干渉するのを防止することができる。

このとき、前記第２配線部材は、前記第３保持部材を避けて曲がっていることが好ましい。

また、前記第２配線部材は、前記第３保持部材と重なる位置に開口が形成されていてもよい。これによると、第２配線部材をまっすぐ引き出すことができる。

本発明の液体吐出装置は、液体供給口と、一端が前記液体供給口に連通する共通流路と、前記共通流路から分岐するとともに液体を吐出するノズルを有する複数の個別流路と、を含む流路ユニットと、前記ノズルから液体を吐出させるための圧力を前記個別流路内の液体に対して付与する圧力付与手段と、前記圧力付与手段を駆動するための信号を供給する信号供給手段と、前記圧力付与手段に対して互いに異なる第１の位置及び第２の位置に接続されるとともに、これら第１の位置及び第２の位置からそれぞれ引き出されており、且つ、前記信号供給手段とも接続される配線手段と、前記信号供給手段に接触し、前記配線部材に沿って延在する放熱部材と、を備えており、前記第１の位置は、前記第２の位置よりも前記共通流路の上流側に位置しており、前記放熱部材の、前記信号供給手段との接続位置から前記第１の位置までの前記配線手段に沿った長さは、前記接続位置から前記第２の位置までの前記配線手段に沿った長さよりも長い。

本発明の液体吐出装置によると、放熱部材は、接続位置から第２の位置までよりも接続位置から第１の位置までにおいて、配線手段に沿って長く延在している。したがって、信号供給手段で発生した熱は、共通流路の下流側に比べて上流側に多く伝わり、共通流路の下流側に比べて上流側が熱くなる。ここで、液体供給口から供給された液体は、共通流路の上流側において最も冷却効果が高く、下流側に向かうにつれて冷却効果が小さくなる。そのため、共通流路の上流側と下流側での、液体の冷却効果の違いに対して入熱量を異ならせることで、装置全体の温度ばらつきは小さくなる。これにより、全てのノズルから吐出される液体の吐出特性のばらつきを小さくすることができる。

また、前記配線手段は、前記第１の位置から前記共通流路の上流側に引き出されるとともに、前記第２の位置から前記共通流路の下流側に引き出され、且つ、これら２つの引き出し部分が連結して、１つの環を形成する単一の配線部材であり、前記信号供給手段は、前記配線部材における環の外側に向く面に２つ設けられており、前記放熱部材は、前記２つの信号供給手段に共通に接触していることが好ましい。これによると、２つの信号供給手段の温度を同等にでき、２つの信号供給手段の温度ばらつきを小さくすることができる。

さらに、前記液体供給口及び前記共通流路は、前記配線手段の延在方向と直交する方向に複数並んで配置されており、複数の前記液体供給口には、それぞれ異なる種類の液体が供給され、前記信号供給手段は、矩形状をしており、その長手方向が前記直交する方向に対して傾いて配置されていることが好ましい。これによると、液体の種類に応じて、各共通流路への信号供給手段で発生した熱の伝わる量を変えることができる。

共通流路の上流側と下流側での装置全体の温度ばらつきを小さくことで、全てのノズルから吐出される液体の吐出特性のばらつきを小さくすることができる。

第１実施形態に係るプリンタの概略平面図である。 第１実施形態に係るサブタンク及びインクジェットヘッドの斜視図である。 サブタンク及びインクジェットヘッドの正面図である。 インクジェットヘッドの説明図であり、（ａ）はインクジェットヘッドの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 ヒートシンクを取り外したときのインクジェットヘッドの平面図である。 第２実施形態に係るサブタンク及びインクジェットヘッドの斜視図である。 ドライバＩＣとフックの位置が対応していないときのＦＰＣの引き回しを説明する図であり、（ａ）はサブタンク及びインクジェットヘッドの正面図であり、（ｂ）はヒートシンクを取り外したときのインクジェットヘッドの平面図である。 変形例１におけるヒートシンクを取り外したときのインクジェットヘッドの平面図である。 変更例２におけるサブタンク及びインクジェットヘッドの正面図である。 変形例３におけるヒートシンクを取り外したときのインクジェットヘッドの平面図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してノズルからインクを吐出する、液体吐出装置の一種であるインクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。まず、インクジェットヘッドを備えたプリンタの概略構成について説明する。図１に示すように、プリンタ１は、キャリッジ２、サブタンク３、インクジェットヘッド４、４本のチューブ５、４つのインクカートリッジ６などを有している。

キャリッジ２は、走査方向（図１の左右方向）に往復移動する。サブタンク３はキャリッジ２に取り付けられており、その下面にインクジェットヘッド４が取り付けられている。つまり、キャリッジ２が走査方向に往復移動するのにともない、サブタンク３及びインクジェットヘッド４も走査方向に往復移動する。インクジェットヘッド４は、サブタンク３から供給されたインクをその下面に形成された複数のノズル１０から吐出する。

チューブ５は、合成樹脂などの可撓性を有する材料からなり、一端がサブタンク３に接続されているとともに、他端がインクカートリッジ６に接続されている。４つのインクカートリッジ６には、例えば、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクがそれぞれ充填されている。インクカートリッジ６内のインクは、チューブ５を介してサブタンク３に供給される。

そして、プリンタ１は、図示しない搬送ローラなどにより、紙送り方向（図１の下方）に搬送される記録用紙Ｐに、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド４のノズル１０からインクを吐出することにより、記録用紙Ｐに画像や文字などを記録する。

次に、サブタンク３について説明する。図２及び図３に示すように、サブタンク３は、４つのチューブ接続口１１と、４つのインク供給流路１３などを有している。４つのチューブ接続口１１は、サブタンク３の紙送り方向の一方側（図２の右側）に形成され、紙送り方向に沿って配列されている。チューブ接続口１１には、インクカートリッジ６に接続されたチューブ５（図１参照）が接続され、インクカートリッジ６内のインクは、チューブ５を介してチューブ接続口１１からサブタンク３内に導入される。

４つのインク供給流路１３は、走査方向に沿って配列されており、一端がチューブ接続口１１に接続され、紙送り方向に延在し、途中で屈曲して鉛直方向に延在している。インク供給流路１３の下端（チューブ接続口１１とは接続されていない端部）は、インクジェットヘッド４の後述するフレーム２１の開口２１ａに接続されている。

ここで、インク供給流路１３は、鉛直方向に延びている部分において、下方に向かってインクを供給するため、インク中の空気が上方に移動して上端部に溜まる。これにより、インク中の空気がインクから分離され、インクだけがインクジェットヘッド４に供給される。なお、インク供給流路１３の上端部に溜まった空気は図示しない排気流路から外部に排出される。

次に、インクジェットヘッド４について説明する。図２及び図３に示すように、インクジェットヘッド４は、フレーム２１、流路ユニット２２、圧電アクチュエータ２３（圧力付与手段）、ＣＯＦ２４（配線手段：第１配線部材）、ドライバＩＣ２５（信号供給手段）、連結部材２６、ヒートシンク２９（放熱部材）及びＦＰＣ３０（第２配線部材）を有している。

フレーム２１は、略矩形の板状をしており、サブタンク３の下方に配置されている。フレーム２１には、４つのインク供給流路１３の鉛直方向に延在した部分と対向する部分に４つの開口２１ａが走査方向に並んで形成されている。４つの開口２１ａには、４つのインク供給流路１３の下端が接続されている。また、フレーム２１には、インク供給流路１３の紙送り方向に延在する部分と対向する部分に、略矩形の貫通孔２１ｂが形成されている。

流路ユニット２２は、図２〜４に示すように、フレーム２１とほぼ同じ大きさの略矩形のプレートを複数枚積層して構成されており、その上面がフレーム２１の下面に接合されている。流路ユニット２２は、その上面に開口する４つのインク供給口２２ａと、４つのインク供給口２２ａにそれぞれ連通する４つのマニホールド２２ｂ（共通流路）と、４つのマニホールド２２ｂから分岐する複数の個別流路２２ｄと、複数の個別流路２２ｄにそれぞれ連通する複数のノズル１０と、を有している。

インク供給口２２ａは、走査方向に４つ並べて配置されており、フレーム２１の開口２１ａと接続されている。マニホールド２２ｂは、一端がインク供給口２２ａと連通しており、紙送り方向へ延在している。個別流路２２ｄは、マニホールド２２ｂから複数分岐しており、圧力室２２ｃを介してノズル１０に連通している。各マニホールド２２ｂの側方（図４（ａ）の右側）には、紙送り方向に配列された複数のノズル１０で構成されたノズル列２４が対応して配置されている。

サブタンク３から供給されたインクは、フレーム２１の開口２１ａ及びインク供給口２２ａを介してマニホールド２２ｂに流れ込み、圧力室２２ｃを含む個別流路２２ｄを通過してノズル１０に至る。なお、本実施形態においては、マニホールド２２ｂを流れるインクの方向から、マニホールド２２ｂのインク供給口２２ａと連通する一端側を紙送り方向に沿ったインク供給方向の上流側とし、他端側をインク供給方向の下流側として、以下説明する。例えば、圧電アクチュエータ２３の上流側とは、平面視でマニホールド２２ｂの上流側と重なる圧電アクチュエータ２３の位置を指す。また、上流側の個別電極２３ｃとは、圧電アクチュエータ２３の上流側に位置する個別電極２３ｃを指す。

圧電アクチュエータ２３は、図３及び図４（ｂ）に示すように、流路ユニット２２の上面における、フレーム２１の貫通孔２１ｂから露出した部分に配置されている。圧電アクチュエータ２３は、流路ユニット２２に形成された複数の圧力室２２ｃを覆うように流路ユニット２２の上面に配置された金属板からなる振動板２３ａと、この振動板２３ａの上面に、複数の圧力室２２ｃと対向するように配置された圧電層２３ｂと、圧電層２３ｂの上面に、複数の圧力室２２ｃとそれぞれ対向するように配置された複数の個別電極２３ｃと、を有している。

圧電アクチュエータ２３は、振動板２３ａをグランド電位として、ある個別電極２３ｃに対して、ドライバＩＣ２５から所定の駆動電位が付与されたときに、振動板２３ａの圧力室２２ｃを覆う部分が圧力室２２ｃ側に凸となるように変形することで、圧力室２２ｃ内のインクに圧力を付与する。そして、インクジェットヘッド４は、圧電アクチュエータ２３により圧力室２２ｃ内のインクに圧力が付与されることにより、この圧力室２２ｃに連通するノズル１０からインクを吐出する。

圧電アクチュエータ２３の上面には、１枚のＣＯＦ２４が配置されている。ＣＯＦ２４には、複数のランド及び複数のランドからそれぞれ引き回された複数の配線（ともに図示せず）が形成されている。そして、ＣＯＦ２４の複数のランドは圧電アクチュエータ２３の複数の個別電極２３ｃとそれぞれ対応する位置に形成されており、ＣＯＦ２４が圧電アクチュエータ２３の上面に配置されることで、ランドと個別電極２３ｃとは電気的に接続される。

また、ＣＯＦ２４は、圧電アクチュエータ２３の紙送り方向両端部、すなわち、上流側端部及び下流側端部からそれぞれ引き出されて、流路ユニット２２に対して同じ方向である上方にそれぞれ折り曲げられて、１つの環を形成している。そして、ＣＯＦ２４のそれぞれ折り返されて流路ユニット２２の表面と平行な２つの部分の上面（環の外側に向く面）には、圧電アクチュエータ２３を駆動するための信号を供給するドライバＩＣ２５ａ、２５ｂがそれぞれ実装されている。つまり、ドライバＩＣ２５ａ、２５ｂは、ＣＯＦ２４の引き出されたそれぞれの端部近傍に実装されている。ドライバＩＣ２５は、走査方向に長尺な矩形状をしており、ＣＯＦ２４を介して圧電アクチュエータ２３の個別電極２３ｃに駆動信号を供給する。

ここで、ＣＯＦ２４の圧電アクチュエータ２３から引き出されている方向が、圧電アクチュエータ２３の上流側及び下流側である理由について説明する。ＣＯＦ２４に形成されている配線の数は、高速印刷及び高解像度印刷の要求に応え、ノズル１０の数（個別電極２３ｃの数）が増大するのにともない増大する。さらに、高速印刷及び高解像度印刷の要求に応え、ノズル１０の数は増大するだけでなく、ノズル配列方向に沿って隣接する２つのノズル１０の間隔も狭くなる。すると、配列方向に沿って隣接する２つのノズル１０間を通して多数の配線を引き回すのは困難となってしまうことから、ノズル１０間に比べて隙間の大きな隣接する２列のノズル列２４間を通して多数の配線を引き回す。そうすると、これらの配線は紙送り方向に沿って引き回されているため、そのままドライバＩＣ２５まで引き回そうとすると、ＣＯＦ２４は圧電アクチュエータ２３の上流側及び下流側からそれぞれ引き出すのが望ましい。

また、本実施形態のように、ドライバＩＣ２５が２つあると、ドライバＩＣ２５ごとで供給電圧や電圧印加タイミングなどの特性が若干異なることがある。すると、例えば、あるノズル列２４に属する複数のノズル１０にそれぞれ対応する複数の個別電極２３ｃに、１つのドライバＩＣ２５ではなく、２つのドライバＩＣ２５のいずれかを割り振って信号を供給していると、割り振られたドライバＩＣ２５ごとでノズル１０からのインクの吐出特性が異なってしまう。そこで、ノズル列２４ごとに信号を供給するドライバＩＣ２５を統一する。つまり、４列のノズル列２４のうち、２列のノズル列２４に対応する複数の個別電極２３ｃには一方のドライバＩＣ２５ａから信号を供給し、残りの２列のノズル列２４に対応する複数の個別電極２３ｃには他方のドライバＩＣ２５ｂから信号を供給する。すると、ノズル列２４に対応する複数の配線ごとに引き回す方向が同じとなるため、これらの配線はノズル配列方向に直交する方向に向かって引き回すよりも、ノズル配列方向（紙送り方向）に沿って引き回す方が容易である。そうすると、これらの配線はそのままドライバＩＣ２５まで引き回そうとすると、ＣＯＦ２４は圧電アクチュエータ２３の上流側及び下流側からそれぞれ引き出すのが望ましい。

このようにして、ＣＯＦ２４は、圧電アクチュエータ２３の上流側から引き出されているとともに、圧電アクチュエータ２３の下流側から引き出されている。このとき、圧電アクチュエータ２３の上流側から引き出されている部分のＣＯＦ２４の長さは、圧電アクチュエータ２３の下流側から引き出されている部分のＣＯＦ２４の長さよりも短くなっている。なお、本実施形態においては、圧電アクチュエータ２３の上流側から離れ出すＣＯＦ２４の位置を第１の位置とし、圧電アクチュエータ２３の下流側から離れ出すＣＯＦ２４の位置を第２の位置とする。

つまり、圧電アクチュエータ２３の上流側から引き出されたＣＯＦ２４の部分において、ドライバＩＣ２５ａとの接続位置から第１の位置までの長さは、圧電アクチュエータ２３の下流側から引き出されたＣＯＦ２４の部分において、ドライバＩＣ２５ｂとの接続位置から第２の位置までの長さよりも短くなっている。これにより、２つのドライバＩＣ２５は、第１の位置と第２の位置を結ぶ方向の中心線（後述するヒートシンク２９の紙送り方向の中心線）に対して対称な位置からマニホールド２２ｂの上流側に片寄って配置されている。

そして、ＣＯＦ２４の圧電アクチュエータ２３と接続された部分の上面には、連結部材２６が配置されている。連結部材２６は、ヒートシンク２９をドライバＩＣ２５に押し付けて密着させながら、ドライバＩＣ２５とヒートシンク２９をそれぞれ保持しつつ、インクジェットヘッド４とヒートシンク２９とを連結するためのものである。また、連結部材２６は、ＣＯＦ２４によって形成された環内に配置された基台３１及び基台３１の縁部から上方に突出した６つのフック３２（第１保持部材及び第２保持部材）を有している。基台３１は、圧電アクチュエータ２３とほぼ同じ外形の略矩形の平面形状を有しており、ＣＯＦ２４の圧電アクチュエータ２３と接続された部分の上面に接合されている。これにより、基台３１は、インクジェットヘッド４に対して固定される。

６つのフック３２は、図３及び図５に示すように、基台３１の走査方向両側にそれぞれ３つずつ紙送り方向に関してそれぞれ重なる位置に配置されており、２つのドライバＩＣ２５とそれぞれ走査方向に沿って重なる位置に４箇所と、基台３１の下流側端部近傍に２箇所の計６箇所に配置されている。これによると、マニホールド２２aの上流側に位置するヒートシンク２９は４箇所のフック３２で保持され、下流側に位置するヒートシンク２９は２箇所のフック３２で保持されることとなり、ヒートシンク２９のＣＯＦ２４に対する平行度を保つことができる。なお、本実施形態においては、ドライバＩＣ２５に対応した４箇所のフック３２が本発明における第１保持部材に相当し、基台３１の下流側端部近傍の２箇所のフック３２が本発明における第２保持部材に相当する。また、フック３２は、立設部３２ａ及び係合ツメ３２ｂを有している。立設部３２ａは、基台３１から立設しており、ヒートシンク２９よりも上方まで延びている。係合ツメ３２ｂは、立設部３２ａの上端部近傍の部分における内側の側面から突出して形成されている。

さらに、基台３１の上面のＣＯＦ２４を介してドライバＩＣ２５と対向する部分には、スポンジ２８が配置されている。スポンジ２８は、ＣＯＦ２４を介してドライバＩＣ２５を下方から支持している。また、２つのドライバＩＣ２５の上方（インクジェットヘッド４と反対側）には、２つのドライバＩＣ２５とそれぞれ密着するようにヒートシンク２９が配置されている。ヒートシンク２９は、ドライバＩＣ２５とほぼ同じ厚みの金属など熱導電性の高い材料からなる板状部材であり、基台３１の上流側端部から下流側端部まで延在し、基台３１の下流側端部よりもさらに下流側において下方に折り曲げられて、折り返された部分は下流側のドライバＩＣ２５ｂよりも下流側の位置まで延在している。

このとき、ヒートシンク２９は、係合ツメ３２ｂにより下方に押し付けられ、これにともなって、ヒートシンク２９の下方に配置されたドライバＩＣ２５及びスポンジ２８が下方に押し付けられることになる。一方、下方に押し付けられたスポンジ２８には、基台３１に支持されることによる上向きの反発力が生じる。スポンジ２８は、この反発力によりドライバＩＣ２５を上方に（ヒートシンク２９に向かって）付勢する。

これにより、ドライバＩＣ２５とヒートシンク２９とは、係合ツメ３２ｂ及びスポンジ２８により互いに近づく方向に付勢されることとなり、フック３２により保持されることになるとともに、ドライバＩＣ２５とヒートシンク２９との密着性が高くなる。したがって、ドライバＩＣ２５において発生した熱が、効率よくヒートシンク２９に逃がされる。また、２箇所のフック３２は、ドライバＩＣ２５とヒートシンク２９を把持することができないが、ドライバＩＣ２５の代わりにヒートシンク２９の重なりを増やして、ヒートシンク２９の放熱面積を大きくするとともに厚みを確保し、ヒートシンク２９のＣＯＦ２５に対する平行度を保ちながら、２箇所のフック３２でヒートシンク２９を把持することができる。

ここで、仮に、ヒートシンク２９が折り曲げられずに紙送り方向に沿って延在しているだけであると、基台３１の最も下流側近傍に配置された２つのフック３２は、ヒートシンク２９を係合ツメ３２ｂにより下方に押し付けたとしても、下方にドライバＩＣ２５がないため、ヒートシンク２９を保持（把持）できない。そこで、ヒートシンク２９を折り曲げて、上下方向に重なった領域を形成することで、ドライバＩＣ２５の代わりに厚みを確保できる。そして、このヒートシンク２９の重なった領域を当該２つのフック３２に対応する位置に配置することで、２つのフック３２によりヒートシンク２９の上下方向に重なった領域を保持することができる。このとき、ヒートシンク２９の表面積は、折り曲げられて延在している部分、すなわち上下方向に重なっている部分の表面積だけ大きくなるため、放熱効率が向上する。

さらに、仮に、基台３１の下流側端部近傍に配置された２つのフック３２がなく、ドライバＩＣ２５を保持するための４つのフック３２だけでヒートシンク２９とドライバＩＣ２５を保持すると、下流側においてヒートシンク２９のＣＯＦ２４に対する平行度を保つことが困難となり、ヒートシンク２９の上流側と下流側で放熱量がばらついてしまう。そこで、基台３１の下流側端部近傍に２つのフック３２を設けることで、ヒートシンク２９を片寄りなく保持することができ、ヒートシンク２９のＣＯＦ２４に対する平行度を保つことができ、ヒートシンク２９の上流側と下流側でばらつくことなく均一に放熱することができる。

図３及び図５に示すように、ＣＯＦ２４の折り返された２つの端部は、走査方向に延在したＦＰＣ３０（第２配線部材）と接続されている。ＦＰＣ３０は、ドライバＩＣ２５に電力や制御信号を供給する図示しない制御基板と電気的に接続されている。

ここで、ドライバＩＣ２５が発生した熱は、ＣＯＦ２４の上流側の引き出された部分と下流側の引き出された部分を介して圧電アクチュエータ２３及び流路ユニット２２に伝わる。このとき、ＣＯＦ２４の上流側の引き出された部分におけるドライバＩＣ２５ａとの接続位置から第１の位置までの長さは、ＣＯＦ２４の下流側の引き出された部分におけるドライバＩＣ２５ｂとの接続位置から第２の位置までの長さよりも短くなっている。そのため、ドライバＩＣ２５で発生した熱は、圧電アクチュエータ２３及び流路ユニット２２の下流側に比べて上流側に多く伝わり、圧電アクチュエータ２３及び流路ユニット２２は下流側に比べて上流側が熱くなる。

ここで、インク供給口２２ａから供給されたインクは、上流側において最も冷却効果が高く、下流側に向かうにつれて冷却効果が小さくなる。そのため、インクの冷却効果の違いに対して入熱量を異ならせることで、圧電アクチュエータ２３や流路ユニット２２のマニホールド２２ｂの上流側と下流側での温度ばらつきは小さくなる。具体的には、圧電アクチュエータ２３の温度ばらつきが小さくなることで、振動板２３ａの全ての圧力室２２ｃを覆う部分の変形量のばらつきが小さくなり、全ての圧力室２２ｃに対して同等な圧力エネルギーを付与することができる。また、流路ユニット２２のマニホールド２２ｂや個別流路２２ｄ内のインクの温度や粘度のばらつきを小さくすることができる。したがって、全てのノズル１０から吐出されるインクの吐出特性のばらつきを小さくすることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態とは、ＣＯＦ２４の上流側及び下流側へそれぞれ引き出されている長さ、ヒートシンク２９の配置位置、及び、基台３１に形成されたフック３２の位置が異なっているだけで、それ以外の構成は第１実施形態と同様である。なお、第１実施形態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、圧電アクチュエータ２３の上面には、ＣＯＦ１２４が配置されている。圧電アクチュエータ２３の上流側から引き出されている部分のＣＯＦ１２４の長さは、圧電アクチュエータ２３の下流側から引き出されている部分のＣＯＦ１２４の長さよりも長くなっている。そして、圧電アクチュエータ２３の上流側から引き出されたＣＯＦ１２４の部分におけるドライバＩＣ２５ａとの接続位置から第１の位置までの長さは、圧電アクチュエータ２３の下流側から引き出されたＣＯＦ１２４の部分におけるドライバＩＣ２５ｂとの接続位置から第２の位置までの長さよりも短くなっている。

また、２つのドライバＩＣ２５の上方には、２つのドライバＩＣ２５とそれぞれ密着するようにヒートシンク１２９が配置されている。ヒートシンク１２９は、基台３１の下流側端部から上流側端部まで延在し、さらに基台３１の上流側部においてＣＯＦ１２４に沿って下方に屈曲している。つまり、ヒートシンク１２９の、ドライバＩＣ２５ａとの接続位置から第１の位置までのＣＯＦ１２４に沿った長さは、ドライバＩＣ２５ｂとの接続位置から第２の位置までのＣＯＦ１２４に沿った長さよりも長くなっている。フック３２は、ドライバＩＣ２５の位置に対応して配置されている。

ここで、仮に、ヒートシンク１２９が設けられていないとすると、ドライバＩＣ２５で発生した熱は、上流側に比べて下流側に多く伝わり、上流側に比べて下流側が熱くなる。さらに、インク供給口２２ａから供給されたインクによって、マニホールド２２ｂの上流側は下流側に比べて冷却されるため、圧電アクチュエータ２３や流路ユニット２２のマニホールド２２ｂは、上流側に比べて下流側が熱く、温度ばらつきが生じてしまう。

そこで、ヒートシンク１２９の、ドライバＩＣ２５ａとの接続位置から第１の位置までのＣＯＦ１２４に沿った長さは、ドライバＩＣ２５ｂとの接続位置から第２の位置までのＣＯＦ１２４に沿った長さよりも長くなっていることで、２つのドライバＩＣ２５ａ、２５ｂで発生してヒートシンク１２９に伝わった熱は、圧電アクチュエータ２３の下流側から引き出されたＣＯＦ１２４の部分よりも上流側から引き出されたＣＯＦ１２４の部分に多く伝わり、圧電アクチュエータ２３及び流路ユニット２２は下流側に比べて上流側が熱くなる。

ここで、インク供給口２２ａから供給されたインクは、上流側において最も冷却効果が高く、下流側に向かうにつれて冷却効果が小さくなる。そのため、圧電アクチュエータ２３や流路ユニット２２のマニホールド２２ｂの上流側と下流側での温度ばらつきは小さくなる。したがって、第１実施形態と異なり、圧電アクチュエータ２３の下流側から引き出されたＣＯＦ１２４の部分に上流側から引き出されたＣＯＦ１２４の部分よりも多くの熱が伝わるようなドライバＩＣ２５の配置であっても、ヒートシンク１２９の、ドライバＩＣ２５ａとの接続位置から第１の位置までのＣＯＦ１２４に沿った長さを、ドライバＩＣ２５ｂとの接続位置から第２の位置までのＣＯＦ１２４に沿った長さよりも長くすることで、全てのノズル１０から吐出されるインクの吐出特性のばらつきを小さくすることができる。

なお、このヒートシンク１２９の配置は、圧電アクチュエータ２３の下流側から引き出されたＣＯＦ１２４の部分に上流側から引き出されたＣＯＦ１２４の部分よりも多くの熱が伝わるようにドライバＩＣ２５が配置されている場合に限らず、第１実施形態にように、圧電アクチュエータ２３の上流側から引き出されたＣＯＦ１２４の部分に下流側から引き出されたＣＯＦ１２４の部分よりも多くの熱が伝わるようにドライバＩＣ２５が配置されている場合についても適用することができる。つまり、ドライバＩＣ２５の位置は第２実施形態の位置に限られず、任意の位置であってもよく、このヒートシンク１２９の配置を適用することで、本発明の効果を奏することができる。

次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施の形態と同様の構成を有するものについては同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。

本実施形態においては、フック３２はドライバＩＣ２５の位置に対応して配置されていたが、ドライバＩＣ２５の位置によらず任意の位置に配置されてもよい。例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、フック３２（第３保持部材）は、基台３１の走査方向両側において、紙送り方向の中心線に対して線対称な位置に配置されてもよい。そして、フック３２は、走査方向から見て、２つのドライバＩＣ２５に挟まれている。このとき、ＣＯＦ２４の折り返された２つの端部にＦＰＣ１３０を接続して、このＦＰＣ１３０を走査方向に沿って引き出そうとすると、フック３２に接触してしまう。そこで、ＦＰＣ１３０は、フック３２を避けるように折れ曲がって延在している。また、図８に示すように、ＦＰＣ２３０のフック３２と重なる位置に開口２３０ａを設けて、この開口２３０ａにフック３２を挿通して、ＦＰＣ２３０は走査方向に沿って引き出してもよい。これによると、基台３１の任意の位置にフック３２を配置しても、ＦＰＣがフックと干渉することがない。

また、本実施形態においては、ＣＯＦ２４にドライバＩＣ２５は２つ設けられていたが、ドライバＩＣ２５は１つでもよい。例えば、図９に示すように、ＣＯＦ２２４の２つの端部が圧電アクチュエータ２３の紙送り方向に関する中央近傍に配置され、ＣＯＦ２２４は、圧電アクチュエータ２３の上面において環状を形成する。そして、ドライバＩＣ２５は、ＣＯＦ２２４のドライバＩＣ２５との接続位置から圧電アクチュエータ２３の上流側からの引き出し位置（第１の位置）までの長さが、ＣＯＦ２２４のドライバＩＣ２５との接続位置から圧電アクチュエータ２３の下流側からの引き出し位置（第２の位置）までの長さよりも短くなるように、ＣＯＦ２２４に配置する。つまり、ドライバＩＣ２５は、圧電アクチュエータ２３の紙送り方向に関する中心線よりも上流側に位置する。フック３２は、基台３１の上流側端部、下流側端部、及びドライバＩＣ２５に対応する位置に配置する。基台３１の上流側端部及び下流側端部に位置するフック３２は、ヒートシンク２２９の上下方向に重なった部分を保持している。これにより、第１実施形態と同様に、圧電アクチュエータ２３や流路ユニット２２のマニホールド２２ｂの上流側と下流側での温度ばらつきは小さくなる。したがって、全てのノズル１０から吐出されるインクの吐出特性のばらつきを小さくすることができる。

また、本実施形態においては、ドライバＩＣ２５は、長手方向が４つのインク供給口２２ａの配列方向と平行に走査方向に沿うように配置されていたが、例えば、図１０に示すように、ドライバＩＣ２５の長手方向が紙送り方向に傾いて配置されてもよい。これにより、ドライバＩＣ２５から各インク供給口２２ａに対応するマニホールド２２ｂまでの長さがそれぞれ異なるため、ドライバＩＣ２５から発生した熱の伝わり方が各マニホールド２２ｂで異なることとなる。図１０の最も上方に位置する、ドライバＩＣ２５までの長さが最も長いインク供給口２２ａには、ブラックのインクが供給され、残りの３つのインク供給口２２ａには、下方にいくにつれて順にイエロー、シアン、マゼンダのインクが供給される。このとき、ブラックインクは、他の３色のインクに比べて目立ちやすい。そのため、ブラックインクを吐出する複数のノズル１０に対応するマニホールド２２ｂへ伝わる熱量を小さくして、ブラックインクを吐出する複数のノズル１０に対する吐出特性への熱の影響を小さくしたい。そこで、ドライバＩＣ２５を走査方向から紙送り方向に傾けることで、圧電アクチュエータ２３やマニホールド２２ｂの上流側と下流側での温度ばらつきを小さくした上で、ドライバＩＣ２５から各マニホールド２２ｂまでの長さを異ならせて、熱の伝わる量をインクの種類に応じてマニホールド２２ｂごとで変えることができる。

さらに、本実施形態においては、ＣＯＦは上方に折り曲げられた後、互いにその端部が近づく方向に折り返されて環状を形成していたが、環を形成する必要はなく、例えば、ＣＯＦは上方に折り曲げられた後、互いに遠ざかる方向に折り返されていてもよい。このとき、ドライバＩＣは、ＣＯＦの２つの端部近傍にそれぞれ設けられる。そして、ヒートシンクは、２つのドライバＩＣに共通に接触するように設けられてもよいし、２つのドライバＩＣに別個に接触するように２つ設けられてもよい。

また、本実施形態においては、ドライバＩＣ２５の下方にスポンジ２８が配置されていたが、スポンジ２８の代わりに他の弾性部材が配置されていてもよい。また、ドライバＩＣ２５とヒートシンク２９とが十分に密着するのであれば、ドライバＩＣ２５の下方にスポンジ２８などの弾性部材は配置されていなくてもよい。

以上、本実施形態として、圧力室内のインクに圧力を付与してノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した例を挙げて説明したが、本発明の適用対象は、このようなインクジェットヘッドに限られるものではなく、様々な分野で使用される液体吐出装置に本発明を適用することができる。

１ プリンタ
４ インクジェットヘッド
１０ ノズル
２２ 流路ユニット
２２ａ インク供給口
２２ｂ マニホールド
２２ｄ 個別流路
２３ 圧電アクチュエータ
２４ ＣＯＦ
２５ ドライバＩＣ
２９ ヒートシンク

Claims (9)

1. 液体供給口と、一端が前記液体供給口に連通する共通流路と、前記共通流路から分岐するとともに液体を吐出するノズルを有する複数の個別流路と、を含む流路ユニットと、
   前記ノズルから液体を吐出させるための圧力を前記個別流路内の液体に対して付与する圧力付与手段と、
   前記圧力付与手段を駆動するための信号を供給する信号供給手段と、
   前記圧力付与手段に対して互いに異なる第１の位置及び第２の位置に接続されるとともに、これら第１の位置及び第２の位置からそれぞれ引き出されており、且つ、前記信号供給手段とも接続される配線手段と、を備えており、
   前記第１の位置は、前記第２の位置よりも前記共通流路の上流側に位置しており、
   前記配線手段の、前記信号供給手段との接続位置から前記第１の位置までの長さは、前記接続位置から前記第２の位置までの長さよりも短いことを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記配線手段は、前記第１の位置から前記共通流路の上流側に引き出されるとともに、前記第２の位置から前記共通流路の下流側に引き出され、且つ、これらの２つの引き出し部分が連結して、１つの環を形成する単一の第１配線部材であり、
   前記信号供給手段は、前記第１配線部材における環の外側を向く面に２つ設けられており、
   ２つの前記信号供給手段の前記第１配線部材と反対側の面に共通に接触する放熱部材をさらに備えており、
   前記２つの信号供給手段のうち、前記共通流路の下流側に位置する前記信号供給手段は、前記共通流路の上流側に片寄って配置されており、
   前記２つの信号供給手段に対応する位置において、前記放熱部材を前記信号供給手段に押し付けて密着させながら、前記信号供給手段及び前記放熱部材をそれぞれ保持する第１保持部材と、
   前記放熱部材の前記共通流路の下流側端部を保持する第２保持部材と、をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記環内に配置された基台をさらに備えており、
   前記第１保持部材及び前記第２保持部材は、前記基台から突出しており、
   前記放熱部材は、前記第２保持部材に保持される領域において、折り曲げられて重なっており、
   前記第１保持部材は、前記基台との間で、前記放熱部材を前記信号供給手段に押し付けて密着させながら、前記信号供給手段及び前記放熱部材を把持しており、
   前記第２保持部材は、前記基台との間で、前記放熱部材の重なった領域を把持していることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記配線手段は、前記第１の位置から前記共通流路の上流側に引き出されるとともに、前記第２の位置から前記共通流路の下流側に引き出され、且つ、これら２つの引き出し部分が連結して、１つの環を形成する単一の第１配線部材であり、
   前記信号供給手段は、前記第１配線部材における環の外側を向く面に２つ設けられており、
   前記２つの信号供給手段の前記第１配線部材と反対側の面に共通に接触する放熱部材をさらに備えており、
   前記２つの信号供給手段は、前記第１配線部材の引き出された２つの端部近傍に接続され、前記第１の位置と前記第２の位置を結ぶ方向に関する中心線に対して線対称な位置から前記共通流路の上流側に片寄って配置されており、
   前記第１の位置と前記第２の位置を結ぶ方向に関する中心線に対して線対称な位置において前記放熱部材をそれぞれ保持する２つの第３保持部材と、
   前記第１配線部材の引き出された２つの端部に接続され、環の周方向と交差する方向に引き出された第２配線部材と、をさらに備えており、
   前記第３保持部材は、前記交差する方向から見て、前記２つの信号供給手段に挟まれており、
   前記第２配線部材は、前記第３保持部材を避けた位置にあることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
5. 前記第２配線部材は、前記第３保持部材を避けて曲がっていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記第２配線部材は、前記第３保持部材と重なる位置に開口が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
7. 液体供給口と、一端が前記液体供給口に連通する共通流路と、前記共通流路から分岐するとともに液体を吐出するノズルを有する複数の個別流路と、を含む流路ユニットと、
   前記ノズルから液体を吐出させるための圧力を前記個別流路内の液体に対して付与する圧力付与手段と、
   前記圧力付与手段を駆動するための信号を供給する信号供給手段と、
   前記圧力付与手段に対して互いに異なる第１の位置及び第２の位置に接続されるとともに、これら第１の位置及び第２の位置からそれぞれ引き出されており、且つ、前記信号供給手段とも接続される配線手段と、
   前記信号供給手段に接触し、前記配線部材に沿って延在する放熱部材と、を備えており、
   前記第１の位置は、前記第２の位置よりも前記共通流路の上流側に位置しており、
   前記放熱部材の、前記信号供給手段との接続位置から前記第１の位置までの前記配線手段に沿った長さは、前記接続位置から前記第２の位置までの前記配線手段に沿った長さよりも長いことを特徴とする液体吐出装置。
8. 前記配線手段は、前記第１の位置から前記共通流路の上流側に引き出されるとともに、前記第２の位置から前記共通流路の下流側に引き出され、且つ、これら２つの引き出し部分が連結して、１つの環を形成する単一の配線部材であり、
   前記信号供給手段は、前記配線部材における環の外側に向く面に２つ設けられており、
   前記放熱部材は、前記２つの信号供給手段に共通に接触していることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
9. 前記液体供給口及び前記共通流路は、前記配線手段の延在方向と直交する方向に複数並んで配置されており、
   複数の前記液体供給口には、それぞれ異なる種類の液体が供給され、
   前記信号供給手段は、矩形状をしており、その長手方向が前記直交する方向に対して傾いて配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
   

Images