JP2012076251A - アクチュエータの配線基板ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ヒートシンクを駆動ＩＣに接触させたときに、アクチュエータやＣＯＦのアクチュエータとの接続部分に作用する外力を小さくすること。
【解決手段】配線基板ユニット９は、圧電アクチュエータ７の一表面に接続され、駆動ＩＣ５２が実装されたＣＯＦ５０と、駆動ＩＣ５２に接触してその熱を放散するヒートシンク６１を備えている。ＣＯＦ５０の一部は圧電アクチュエータ７の前記一表面と対向するように配置され、駆動ＩＣ５２と圧電アクチュエータ７は、ＣＯＦ５０の前記圧電アクチュエータ７と対向する部分を挟むように配置されている。さらに、圧電アクチュエータ７の前記一表面に対して傾斜した方向に延びるガイドレール５８ａを備え、ヒートシンク６１は、ガイドレール５８ａにより、駆動ＩＣ５２の表面と接触しない位置から、駆動ＩＣ５２の表面に接触する装着位置まで案内される。
【選択図】図２

Description

本発明は、アクチュエータ駆動用の駆動ＩＣが実装された配線基板を含む、アクチュエータの配線基板ユニットに関する。

従来から、様々な技術分野において、駆動ＩＣが実装されたフレキシブルな配線基板（ＣＯＦ（Chip On Film））がアクチュエータに接続され、前記駆動ＩＣによってアクチュエータの駆動制御を行う構成が広く知られている。

特許文献１，２には、インクジェットヘッドの平板状のアクチュエータにＣＯＦが接続された構成が開示されている。ＣＯＦは、アクチュエータの上面に接続されるとともに、その接続部分に連なる部分がアクチュエータの上面から引き出され、さらに上方へ折り曲げられて回路基板等に接続される。また、ＣＯＦのアクチュエータから引き出された部分には駆動ＩＣが実装され、この駆動ＩＣはアクチュエータに対して側方に位置している。さらに、駆動ＩＣで発生した熱を放散するためのヒートシンクが、駆動ＩＣの表面に押しつけられた状態でアクチュエータの側方に配置されている。

特開２００８−２６２９６９号公報 特開２００９−８３３７７号公報

前記特許文献１，２では、アクチュエータの側方に駆動ＩＣが配置されているために、その熱を放散するヒートシンクもアクチュエータの側方に配置された構成となっており、装置（インクジェットヘッド）の構造が大型化する。そこで、本願出願人は、ＣＯＦに実装された駆動ＩＣをアクチュエータの上面と対向する位置に配置した上で、上方（アクチュエータと反対側）から駆動ＩＣの表面にヒートシンクを接触させる構成の採用を検討している。この場合、アクチュエータの上方に駆動ＩＣ及びヒートシンクがまとめて配置されるため、コンパクトな構造が実現される。

しかし、上記構成においては、ヒートシンク及び駆動ＩＣの真下に、アクチュエータ、及び、ＣＯＦのアクチュエータに接続される部分が位置している。そして、ヒートシンクが駆動ＩＣの表面に確実に接触するように、駆動ＩＣに押しつけられたときに、瞬間的に大きな力がアクチュエータやＣＯＦに作用し、アクチュエータの損傷、あるいは、ＣＯＦとの接続不良といった不具合が発生する虞がある。

本発明の目的は、ヒートシンクを駆動ＩＣに接触させたときに、アクチュエータやＣＯＦのアクチュエータとの接続部分に作用する外力を小さくすることである。

第１の発明のアクチュエータの配線基板ユニットは、複数の駆動接点が配されたアクチュエータの一表面に接続され、前記アクチュエータを駆動する駆動ＩＣが実装された第１配線基板と、前記駆動ＩＣに接触してその熱を放散するヒートシンクを備え、
前記第１配線基板の少なくとも一部が前記アクチュエータの一表面と対向するように配置され、前記アクチュエータの一表面と直交する方向において、前記駆動ＩＣと前記アクチュエータは、前記第１配線基板の前記アクチュエータと対向する部分を挟むように配置されており、
前記アクチュエータの一表面に対して傾斜した方向に延び、その延在方向に沿って前記ヒートシンクを前記駆動ＩＣの表面に接触する装着位置まで案内するガイドをさらに備えていることを特徴とするものである。

本発明では、アクチュエータの一表面に接続された第１配線基板の少なくとも一部分がアクチュエータと対向して配置され、この対向部分を挟むように駆動ＩＣとアクチュエータが配置されている。その上で、アクチュエータの一表面に対して傾斜した方向にガイドが延びており、このガイドに沿ってヒートシンクがスライドし、駆動ＩＣの表面に接触する装着位置まで案内される。この場合、駆動ＩＣの表面に対してその直交方向にヒートシンクを押しつける場合と比較して、アクチュエータや第１配線基板に作用する外力を小さくすることができる。さらに、前記ガイドがアクチュエータの一表面に対して傾斜していることから、装着位置に到達する直前まで、ヒートシンクが駆動ＩＣの表面と接触せず、ヒートシンク装着時に駆動ＩＣが損傷することが防止される。

第２の発明のアクチュエータの配線基板ユニットは、前記第１の発明において、前記アクチュエータは圧電材料層を有する圧電アクチュエータであることを特徴とするものである。

圧電アクチュエータの圧電材料層は脆性材料であり外力に弱いため、ヒートシンクの装着時にアクチュエータに作用する外力を小さくすることが特に望まれる。

第３の発明のアクチュエータの配線基板ユニットは、前記第１又は第２の発明において、前記第１配線基板は、前記アクチュエータの一表面を覆うように配置されて、前記アクチュエータの一表面と接続される接続部分と、前記接続部分に連なり、且つ、前記駆動ＩＣが実装された部分であって、前記アクチュエータと反対側に折り返されることによって、前記接続部分を挟んで前記アクチュエータの一表面と対向する対向部分と、を有し、
前記第１配線基板の前記対向部分を、前記接続部分から離間させた状態で前記アクチュエータ側から支持する基板支持部材を有し、前記基板支持部材に前記ガイドが設けられ、このガイドに沿って前記装着位置に案内された前記ヒートシンクが、前記基板支持部材によって支持された前記対向部分に実装されている前記駆動ＩＣの前記表面に、前記アクチュエータと反対側から接触していることを特徴とするものである。

基板支持部材により、駆動ＩＣが実装されている、第１配線基板のアクチュエータとの対向部分が、アクチュエータとの接続部分から離間した状態で保持されるため、ヒートシンクを駆動ＩＣに接触させたときに、アクチュエータや、第１配線基板のアクチュエータとの接続部分に外力が作用しにくい。また、第１配線基板の前記対向部分がアクチュエータ側から支持される一方で、アクチュエータと反対側から駆動ＩＣに対してヒートシンクが接触することになり、ヒートシンクが駆動ＩＣの表面に確実に密着する。

第４の発明のアクチュエータの配線基板ユニットは、前記第１〜第３の何れかの発明において、複数の前記ヒートシンクが前記ガイドによってそれぞれ前記駆動ＩＣまで案内されて、前記駆動ＩＣの前記表面にそれぞれ接触していることを特徴とするものである。

サイズの大きなヒートシンクを採用した場合、このようなヒートシンクを広い面積にわたって駆動ＩＣの表面に確実に密着させるには、高い寸法精度や組付精度が必要になる。例えば、ヒートシンクの寸法精度がそれほど高くなく、ヒートシンクの駆動ＩＣとの接触面が駆動ＩＣの表面に対してわずかな角度傾斜していると、局所的にしか接触しない状態となり、駆動ＩＣとの接触面積が非常に小さくなってしまう。本発明では、サイズの小さな複数のヒートシンクを用いて、これら複数のヒートシンクをそれぞれガイドによって駆動ＩＣまで案内することで、寸法精度や組付精度がそれほど高くなくても、ヒートシンクと駆動ＩＣとの接触面積を一定以上確保することができる。

第５の発明のアクチュエータの配線基板ユニットは、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記第１配線基板の前記アクチュエータと対向する部分に重ねられた状態で、この第１配線基板に接続された第２配線基板を有し、前記第２配線基板は、前記第１配線基板の前記アクチュエータと対向する部分から前記アクチュエータの一表面と平行な方向に引き出され、前記ガイドは、前記第２配線基板の引き出し方向と平行に延び、且つ、前記第２配線基板の引き出し側ほど前記アクチュエータに近づくように、前記アクチュエータの一表面に対して傾斜していることを特徴とするものである。

本発明では、第１配線基板の、アクチュエータと対向する部分に別の第２配線基板が接続されて、アクチュエータの一表面と平行に引き出される構成を前提とする。その上で、ヒートシンクを装着位置まで案内するガイドは、第２配線基板の引き出し側ほどアクチュエータに近づくように傾斜している。この構成では、ヒートシンクを、第２配線基板の引き出し側と反対側から装着することになり、ヒートシンクの装着時に第２配線基板に干渉しない。

第６の発明のアクチュエータの配線基板ユニットは、複数の駆動接点が配されたアクチュエータの一表面に接続され、前記アクチュエータを駆動する駆動ＩＣが実装された第１配線基板と、前記駆動ＩＣに接触してその熱を放散するヒートシンクを備え、
前記第１配線基板の少なくとも一部が前記アクチュエータの一表面と対向するように配置され、前記アクチュエータの一表面と直交する方向において、前記駆動ＩＣと前記アクチュエータは、前記第１配線基板の前記アクチュエータと対向する部分を挟むように配置されており、
前記アクチュエータの一表面に対して傾斜した方向に配列された複数のガイドをさらに備え、前記ヒートシンクには、前記複数のガイドに係合するとともに前記配列方向に延びる係合溝が形成され、前記ヒートシンクは、前記複数のガイドにより前記配列方向に沿って前記駆動ＩＣの表面に接触する装着位置まで案内されることを特徴とするものである。

本発明によれば、前記第１の発明とほぼ同様の作用・効果を奏する。即ち、アクチュエータの一表面に対して傾斜した方向に配列された、複数のガイドに沿って、ヒートシンクがスライドして駆動ＩＣの表面に接触するため、ヒートシンクの装着時にアクチュエータに作用する外力が小さくなる。また、複数のガイドの配列方向がアクチュエータの一表面に対して傾斜していることから、装着位置に到達する直前までヒートシンクが駆動ＩＣの表面と接触せず、ヒートシンク装着時に駆動ＩＣが損傷することが防止される。

本発明によれば、アクチュエータの一表面に沿ってガイドが延びており（あるいは、複数のガイドが配列されており）、ガイドに案内されてヒートシンクがスライド移動して駆動ＩＣの表面に接触することから、アクチュエータに作用する外力が小さくなる。さらに、ガイドの延在方向（あるいは複数のガイドの配列方向）がアクチュエータの一表面に対して傾斜していることから、装着位置に到達する直前まで、ヒートシンクが駆動ＩＣの表面と接触せず、ヒートシンク装着時に駆動ＩＣが損傷することが防止される。

本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。 インクジェットヘッドの斜視図である。 図２のIII-III線断面図である。 図２のIV-IV線断面図である。 ヘッド本体の上面図である。 （ａ）は図５のＡ部拡大図、図６（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 図２における、駆動ＩＣを含むＣＯＦとＦＰＣの接続部近傍を上方から見た図である。 変更形態に係るインクジェットヘッドの図４相当の断面図である。 別の変更形態に係るインクジェットヘッドの図４相当の断面図である。 さらに別の変更形態に係るインクジェットヘッドの図３相当の断面図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してインクの液滴を噴射するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。

まず、本実施形態のインクジェットプリンタ１の概略構成について説明する。図１は、本実施形態のインクジェットプリンタ１の概略平面図である。図１に示すように、プリンタ１は、所定の走査方向（図１の左右方向）に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐを、走査方向と直交する搬送方向に搬送する搬送機構４等を備えている。

キャリッジ２は、走査方向（図１の左右方向）に平行に延びる２本のガイド軸１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ１９によって無端ベルト１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト１８の走行に伴って走査方向に移動するようになっている。尚、プリンタ１には、走査方向に間隔を空けて配列された多数の透光部（スリット）を有するリニアエンコーダ１０が設けられている。一方、キャリッジ２には、発光素子と受光素子とを有する透過型のフォトセンサ１１が設けられている。そして、プリンタ１は、キャリッジ２の移動中にフォトセンサ１１が検出したリニアエンコーダ１０の透光部の計数値（検出回数）から、キャリッジ２の走査方向に関する現在位置を認識できるようになっている。

このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３が搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に多数のノズル３０（図５、図６参照）を備えている。このインクジェットヘッド３は、搬送機構４により図１の下方（搬送方向）に搬送される記録用紙Ｐに対して、図示しないインクカートリッジから供給されたインクを多数のノズル３０から噴射するように構成されている。

搬送機構４は、インクジェットヘッド３よりも搬送方向上流側に配置された給紙ローラ１２と、インクジェットヘッド３よりも搬送方向下流側に配置された排紙ローラ１３とを有する。給紙ローラ１２と排紙ローラ１３は、それぞれ、給紙モータ１４と排紙モータ１５により回転駆動される。そして、この搬送機構４は、給紙ローラ１２により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３へ搬送するとともに、排紙ローラ１３により、インクジェットヘッド３によって画像や文字等が記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出する。

次に、インクジェットヘッド３について説明する。図２は、インクジェットヘッド３の斜視図、図３は図２のIII-III線断面図、図４は図２のIV-IV線断面図である。また、図５は、ヘッド本体８の上面図、図６（ａ）は図５のＡ部拡大図、図６（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

図２〜図５に示すように、インクジェットヘッド３は、ノズル３０を含むインク流路が形成された流路ユニット６と、流路ユニット６の上面に配置された圧電アクチュエータ７とを有する、ヘッド本体８と、圧電アクチュエータ７の上面に接続されたＣＯＦ５０（第１配線基板）を含む配線基板ユニット９とを備えている。尚、図５においては、図２〜図４に示される、圧電アクチュエータ７の上方に位置するＣＯＦ５０を二点鎖線で示している。

まず、流路ユニット６と圧電アクチュエータ７を備えたヘッド本体８について、図５、図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。流路ユニット６は、４枚のプレートが積層された構造を有し、その内部にインク流路が形成されている。流路ユニット６の下面（図５の紙面向こう側の面）には複数のノズル３０が形成されている。図５に示すように、これら複数のノズル３０は、それぞれ搬送方向に延在し、且つ、走査方向に並ぶ、４列のノズル列を構成している。これら４列のノズル列にそれぞれ属するノズル３０からは、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色のインクがそれぞれ噴射される。また、流路ユニット６には、複数のノズル３０にそれぞれ連通する複数の圧力室２４が形成され、４列のノズル列に対応して、複数の圧力室２４も４列に配列されている。さらに、流路ユニット６には、それぞれ搬送方向に延在し、４列の圧力室列に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色のインクを供給する４本のマニホールド２７が形成されている。尚、４本のマニホールド２７は、流路ユニット６の上面に形成された４つのインク供給口２８に接続されている。

そして、図６（ｂ）に示すように、流路ユニット６内において、インク供給口２８に連なるマニホールド２７が圧力室２４に連通し、さらに、圧力室２４はノズル３０に連通している。つまり、流路ユニット６には、マニホールド２７から圧力室２４を経てノズル３０に至る個別インク流路２９が複数形成されている。

圧電アクチュエータ７は、複数の圧力室２４を覆うように流路ユニット６の上面に配置された振動板４０と、この振動板４０の上面に、複数の圧力室２４と対向するように配置された圧電材料層４１と、圧電材料層４１の上面に配置された複数の個別電極４２とを備えている。

振動板４０は金属材料で形成され、流路ユニット６の上面に複数の圧力室２４を覆うように配設された状態で、流路ユニット６に接合されている。また、導電性を有する振動板４０の上面は、圧電材料層４１の下面側に配置されることによって、上面の複数の個別電極４２との間で圧電材料層４１に厚み方向の電界を生じさせる、共通電極を兼ねている。この共通電極としての振動板４０は、ＣＯＦ５０に実装された駆動ＩＣ５２（図２〜図４参照）のグランド配線に接続されて、常にグランド電位に保持される。

圧電材料層４１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなり、平板状に形成されている。この圧電材料層４１は、振動板４０の上面において、複数の圧力室２４に跨って連続的に形成されている。

圧電材料層４１の上面の、複数の圧力室２４と対向する領域には、複数の個別電極４２がそれぞれ配置されている。各々の個別電極４２は圧力室２４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有し、圧力室２４の中央部と対向している。また、複数の個別電極４２の端部からは、ＣＯＦ５０の複数の出力端子５４と接続される、複数の接点部４５が個別電極４２の長手方向に沿ってそれぞれ引き出されている。

尚、複数の個別電極４２と共通電極としての振動板４０とに挟まれた、複数の圧電材料層部分（活性部４６）は、予め、その厚み方向に分極されている。

図２〜図４に示すように、配線基板ユニット９は、２つの駆動ＩＣ５２が実装されたＣＯＦ５０（第１配線基板）を有し、このＣＯＦ５０は、圧電アクチュエータ７の複数の個別電極４２にそれぞれ対応した複数の接点部４５に接続される。そして、ＣＯＦ５０に形成された配線を介して、駆動ＩＣ５２と複数の個別電極４２、及び、共通電極としての振動板４０が電気的に接続される。また、ＣＯＦ５０は、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）６０（第２配線基板）によってプリンタ１のメイン制御基板（図示省略）と接続される。尚、ＣＯＦ５０やＦＰＣ６０を含む配線基板ユニット９の具体的構成については後ほど詳細に説明する。そして、駆動ＩＣ５２は、メイン制御基板から入力された制御信号に基づき、複数の個別電極４２のそれぞれに対して駆動パルス信号を供給し、活性部４６に所定の駆動電圧を印加する。

次に、駆動パルス信号が供給されたときの、圧電アクチュエータ７の動作について説明する。ある個別電極４２に対して、駆動ＩＣ５２から駆動パルス信号が供給されると、個別電極４２とグランド電位に保持されている共通電極としての振動板４０との間に挟まれた、活性部４６に所定の駆動電圧が印加され、これによって活性部４６に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は活性部４６の分極方向と平行であるから、活性部４６が厚み方向と直交する面方向に収縮する。ここで、圧電材料層４１の下側の振動板４０は流路ユニット６の上面に固定されているため、この振動板４０の上面に位置する圧電材料層４１が面方向に収縮するのに伴って、振動板４０の圧力室２４を覆う部分が圧力室２４側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室２４内の容積が減少するために圧力室２４内のインク圧力が上昇し、この圧力室２４に連通するノズル３０からインクが噴射される。

次に、配線基板ユニット９について説明する。図７は、図２における、駆動ＩＣ５２を含むＣＯＦ５０とＦＰＣ６０の接続部近傍を上方から見た図である。尚、図面の簡単のため、図７においては、図３に断面で示されているヒートシンク６１を仮想線（二点鎖線）で示している。

図２、図３、図４、図７に示すように、配線基板ユニット９は、圧電アクチュエータ７を駆動する２つの駆動ＩＣ５２が実装されたＣＯＦ５０（第１配線基板）と、ＣＯＦ５０を支持する基板支持部材５７と、ＣＯＦ５０とプリンタ１のメイン制御基板（図示省略）を接続するＦＰＣ６０（第２配線基板）と、駆動ＩＣ５２に接触してその熱を放散するヒートシンク６１等を有する。

ＣＯＦ５０は、ポリイミド等の可撓性を有する合成樹脂フィルムからなる帯状の基材５１を有する。基材５１の長さ方向両端部には入力端子５３がそれぞれ設けられ、さらに、基材５１の入力端子５３の近傍部表面には、入力端子５３と入力配線５５（図７参照）によって接続された駆動ＩＣ５２が実装されている。また、基材５１の両端部の２つの入力端子５３にはＦＰＣ６０が接続される。

基材５１の長さ方向中央部には、駆動ＩＣ５２と出力配線５６（図７参照）によって接続された複数の出力端子５４が設けられている。図３、図４に示すように、複数の出力端子５４が設けられた前記基材５１の中央部は、圧電アクチュエータ７の上面を覆うように配置されて、圧電アクチュエータ７の複数の接点部４５（駆動接点）と接続される（以下、基材５１の中央部を接続部分５１ａとも称す）。尚、実際には、接続部分５１ａには多数の出力端子５４が設けられているのであるが、図３、図４では、図面の簡単のため、一部の出力端子５４と、それに接続される接点部４５のみを図示している。

また、基材５１の、前記接続部分５１ａに連なり、且つ、駆動ＩＣ５２が実装された両端部は、圧電アクチュエータ７と反対側（上方）に折り返されて、前記接続部分５１ａから離間した状態で、前記接続部分５１ａを挟んで圧電アクチュエータ７の上面と対向する（以下、基材５１の両端部を対向部分５１ｂとも称す）。これにより、図３に示すように、ＣＯＦ５０は、ほぼリング状（上方に向けて開口したＣ字状）に構成されている。

尚、入力端子５３と出力端子５４は、基材５１の同じ面に形成されており、さらに駆動ＩＣ５２が、前記端子５３，５４が形成された面と同じ面に実装されている。また、図７に示されるように、入力端子５３と駆動ＩＣ５２の入力側（ＩＮ）との間が、基材５１に形成された入力配線５５で接続されるとともに、駆動ＩＣ５２の出力側（ＯＵＴ）と複数の出力端子５４とが、同じく基材５１に形成された出力配線５６を介して接続されている。また、圧電アクチュエータ７の上面から引き出されたＣＯＦ５０が上方に折り返されることによって、２つの駆動ＩＣ５２はＣＯＦ５０の対向部分５１ｂの上側の面に位置することになる。つまり、図３、図４に示すように、駆動ＩＣ５２と圧電アクチュエータ７は、上下方向において、ＣＯＦ５０の接続部分５１ａ及び対向部分５１ｂを挟むように配置されている。

また、２つの駆動ＩＣ５２は、それぞれ直方体の外形形状を有し、対向部分５１ｂに実装された駆動ＩＣ５２の上面は、圧電アクチュエータ７の上面とほぼ平行となっている。

ほぼリング状に形成されたＣＯＦ５０の内側には基板支持部材５７が設置されている。図２〜図４に示すように、基板支持部材５７は、圧電アクチュエータ７の上面に平行な姿勢で、ＣＯＦ５０の対向部分５１ｂの下面に接触する板状の支持部５７ａと、この支持板に連結された２つの脚部５７ｂとを有する。また、基板支持部材５７は、圧電アクチュエータ７を跨ぐように配置され、２つの脚部５７ｂは流路ユニット６の上面に接合されている。そして、基板支持部材５７は、ＣＯＦ５０の対向部分５１ｂ（基材５１の両端部）を、接続部分５１ａから離間させた状態で下方から支持する。

また、基板支持部材５７の支持部５７ａの上面には、ガイド部５８が立設されている。図３、図４に示すように、ガイド部５８は支持部５７ａの上面から上方に突出するとともに、走査方向に延びている。また、ガイド部５８は断面Ｔ字状に形成されており、その先端部がヒートシンク６１を駆動ＩＣ５２の表面まで案内するガイドレール５８ａとなっている。尚、図２や図７に示すように、本実施形態では、ガイドレール５８ａの延在方向は、矩形状の駆動ＩＣ５２の長手方向と平行になっている。さらに、図４に示すように、ガイド部５８の高さはその延在方向一方側（図４の右側）に向かうほど低くなっており、それ故、ガイド部５８の先端部のガイドレール５８ａは支持部５７ａの上面に対して傾斜している。別の言い方をすれば、ガイドレール５８ａは、圧電アクチュエータ７の上面、さらに言えば、駆動ＩＣ５２の上面に対して傾斜している。このガイドレール５８ａが本願発明における「ガイド」に相当する。また、ガイド部５８は、ＣＯＦ５０の２つの対向部分５１ｂの間において、ＣＯＦ５０よりも上方に突出している。

ＦＰＣ６０（第２配線基板）はＣＯＦ５０の２つの対向部分５１ｂに共通に重ねられ、その裏面に設けられた端子（図示省略）が、各々の対向部分５１ｂに設けられた入力端子５３と接続される。また、図７に示すように、前記複数の端子にはＦＰＣ６０に形成された配線６２がそれぞれ接続されている。このＦＰＣ６０はＣＯＦ５０から水平方向（走査方向）に引き出されて図示しないメイン制御基板と接続されており、メイン制御基板からの制御信号は、ＦＰＣ６０の配線６２を介して、ＣＯＦ５０の駆動ＩＣ５２へ入力される。そして、この制御信号に基づいて駆動ＩＣ５２は駆動パルス信号を生成し、圧電アクチュエータ７に供給する。

また、上述したようにＣＯＦ５０の２つの対向部分５１ｂの間から、基板支持部材５７のガイド部５８が上方へ突出していることから、ＣＯＦ５０の２つの対向部分５１ｂを共通に覆うＦＰＣ６０には、前記ガイド部５８を逃がす開口６０ａが形成されている。即ち、ＦＰＣ６０が２つの対向部分５１ｂを覆った状態では、ガイド部５８が、開口６０ａを通ってＦＰＣ６０よりも上方に突出する。

図２〜図４に示すように、ヒートシンク６１は、直方体形状を有する金属体であり、このヒートシンク６１には、基板支持部材５７のガイドレール５８ａと係合する係合溝６１ａが形成されている。係合溝６１ａは、ヒートシンク６１の下面側に開口し、且つ、ヒートシンク６１の下面に対して傾斜した方向に延びている。また、係合溝６１ａは、ガイドよりも一回り大きいＴ字状の断面形状を有し、基板支持部材５７のガイドレール５８ａに係合した状態では、ヒートシンク６１はガイドレール５８ａに沿ってスライド可能であるが、上方には抜けないようになっている。

上記のように、基板支持部材５７のガイドレール５８ａが圧電アクチュエータ７の上面（即ち、圧電アクチュエータ７の直上に位置する駆動ＩＣ５２の上面）に対して傾斜し、且つ、ガイドレール５８ａに係合するヒートシンク６１の係合溝６１ａも同様に傾斜している。従って、図４に示すように、ヒートシンク６１は、その下面が駆動ＩＣ５２の上面と平行な状態を維持しつつ、ガイドレール５８ａで案内されてその延在方向に沿ってスライド移動し、駆動ＩＣ５２の上面から離間した位置（図４の二点鎖線で示す位置）から、駆動ＩＣ５２の上面にヒートシンク６１の下面が接触する装着位置（実線で示す位置）に到達する。また、ヒートシンク６１が駆動ＩＣ５２の下面に当接した状態から、さらに、ガイドレール５８ａの上端がヒートシンク６１の係合溝６１ａの奥端面に当たるまで、ヒートシンク６１を少し押し込む（スライドさせる）ことで、ヒートシンク６１を駆動ＩＣ５２の上面に押しつけて確実に密着させることができる。また、これによってヒートシンク６１の位置が固定されることにもなる。

尚、ヒートシンク６１がスライドしすぎて、過大な力で駆動ＩＣ５２に押しつけられてしまうことがないように、ガイドレール５８ａの端部に、ヒートシンク６１のそれ以上のスライドを規制するストッパが設けられてもよい。

本実施形態によれば、基板支持部材５７に、圧電アクチュエータ７の上面（駆動ＩＣ５２の上面）に対して傾斜した方向に延びるガイドレール５８ａが設けられ、このガイドレール５８ａに沿ってヒートシンク６１がスライドして駆動ＩＣ５２の上面に接触する装着位置まで移動する。これにより、ヒートシンク６１の装着時に、駆動ＩＣ５２の直下に位置する圧電アクチュエータ７、あるいは、ＣＯＦ５０の接続部分５１ａに作用する外力が小さくなる。特に、ＣＯＦ５０の接続対象のアクチュエータが、脆性材料からなる圧電材料層４１を有する圧電アクチュエータ７である場合には、外力作用時にクラック等の破損が発生しやすいことから、ヒートシンク６１の装着時にアクチュエータに作用する外力を極力小さくすることの意義は大きい。

また、特に、本実施形態では、圧電アクチュエータ７の上面に接続されたＣＯＦ５０が、上方へ折り返されて、駆動ＩＣ５２が実装された両端部（対向部分５１ｂ）が、基板支持部材５７により支持されて、接続部分５１ａから離間している。そのため、ヒートシンク６１を装着したときに、圧電アクチュエータ７やＣＯＦ５０の接続部分５１ａに外力が作用しにくい。尚、基板支持部材５７の２つの脚部５７ｂは流路ユニットの上面に接合されているため、ヒートシンク６１の装着時にＣＯＦ５０から基板支持部材５７が受ける力が圧電アクチュエータ７に作用することはない。また、駆動ＩＣ５２が実装された対向部分５１ｂが基板支持部材５７によって下側（圧電アクチュエータ７側）から支持される一方で、上側（圧電アクチュエータ７と反対側）から駆動ＩＣ５２に対してヒートシンク６１が接触するため、ヒートシンク６１が駆動ＩＣ５２の表面に確実に密着する。

さらに、ガイドレール５８ａが圧電アクチュエータ７の上面、即ち、駆動ＩＣ５２の上面に対して傾斜していることから、ヒートシンク６１は、装着位置（図４の実線の位置）に到達する直前まで駆動ＩＣ５２の表面に接触せず、ヒートシンク６１の装着時に駆動ＩＣ５２の表面が擦れて傷が生じたり、欠けたりすることが防止される。

また、本実施形態では、ＣＯＦ５０の対向部分５１ｂに接続されるＦＰＣ６０が、ＣＯＦ５０からアクチュエータの上面と平行に引き出されているが、図２、図４に示すように、ヒートシンク６１を装着位置まで案内するガイドレール５８ａは、ＦＰＣ６０の引き出し方向と平行に延び、且つ、ＦＰＣ６０の引き出し側ほど高さが低く（圧電アクチュエータ７に近づくように）傾斜している。この場合、ヒートシンク６１は、ガイドレール５８ａの高さが高い、ＦＰＣ６０の引き出し側と反対側から装着されることから、装着されるヒートシンク６１がＦＰＣ６０と干渉しない。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］図８に示すように、それぞれ係合溝７１ａが形成された、サイズの小さな複数（図では４つ）のヒートシンク７１（７１Ａ〜７１Ｄ）を用い、これら複数のヒートシンク７１がガイドレール５８ａによってそれぞれ駆動ＩＣ５２まで案内されて、駆動ＩＣ５２の表面にそれぞれ接触するように構成されてもよい。

前記実施形態のように、サイズの大きなヒートシンク６１を採用した場合、このようなヒートシンクを広い面積にわたって駆動ＩＣ５２に確実に密着させるには、高い寸法精度や組付精度が必要になる。例えば、ガイドレール５８ａによって案内されるヒートシンク６１の、駆動ＩＣ５２と接触する下面が駆動ＩＣ５２の上面に対してわずかな角度傾斜していると、ヒートシンク６１が駆動ＩＣ５２の表面と局所的にしか接触しない状態となり、駆動ＩＣ５２との接触面積が非常に小さくなってしまう。これに対して、図８のように、複数のヒートシンク７１に分割して、それぞれが個々にガイドレール５８ａによって駆動ＩＣ５２まで案内される構成とすることで、寸法精度や組付精度がそれほど高くなくても、ヒートシンク７１と駆動ＩＣ５２との接触面積を一定以上確保することができる。

２］前記実施形態では、ヒートシンク６１を駆動ＩＣ５２まで案内するガイドが、一方向に延びる長尺なガイドレール５８ａであったが、複数のガイドが間隔を空けて配列されていてもよい。具体的には、図９に示すように、基板支持部材５７の支持部５７ａの上面において、走査方向に間隔を空けて、複数の突出部７２が上方突出状に設けられており、各突出部７２の先端部は、図示は省略するが、前記実施形態の図３に示されるような断面Ｔ字状に形成されたガイド７２ａとなっている。また、複数の突出部７２の先端位置は、走査方向一方側（図中右側）に位置するものほど低くなっている。言い換えれば、複数のガイド７２ａは、その配列方向が、圧電アクチュエータ７の上面（駆動ＩＣ５２の上面）に対して傾斜している。一方、ヒートシンク６１には、複数のガイド７２ａの配列方向に延びる、前記実施形態と同様の断面Ｔ字状の係合溝６１ａ（断面形状は図３参照）が形成され、この係合溝６１ａが複数のガイド７２ａと係合可能である。

この構成においても、複数のガイド７２ａに沿ってヒートシンク６１がスライド移動したときに、駆動ＩＣ５２の表面に接触する装着位置に到達する直前までヒートシンク６１が駆動ＩＣ５２の表面と接触しないことから、ヒートシンク６１の装着時に駆動ＩＣ５２が損傷することが防止される。尚、図９では、複数のガイド７２ａの先端面がそれぞれ斜面になっているが、平面であってもよい。

３］前記実施形態では、圧電アクチュエータ７の上面から引き出されたＣＯＦ５０が、ＦＰＣ６０に接続されて、ＦＰＣ６０を介してメイン制御基板と接続されているが、ＦＰＣ６０が省略されてＣＯＦ５０が直接メイン制御基板に接続されてもよい。

４］図１０に示すように、圧電アクチュエータ７の上面を覆う、ＣＯＦ５０の接続部分５１ａに駆動ＩＣ５２が実装された形態においても本発明を適用することが可能である。尚、この図１０では、前記実施形態の図３、図４に示される、ＣＯＦ５０の対向部分５１ｂを支持する基板支持部材５７は存在せず、ヒートシンク６１のスライド移動を案内するガイドレール５８ａは、流路ユニット６の上面に設けられている。

５］本発明を適用可能なアクチュエータは圧電アクチュエータには限られるものではなく、外力が作用したときに損傷や接続不良といった問題が生じ得るものであれば、他の駆動方式のアクチュエータに適用することも可能である。また、用途についても、インクジェットヘッド以外の装置を駆動するアクチュエータに対しても本発明を適用できる。

７ 圧電アクチュエータ
９ 配線基板ユニット
４１ 圧電材料層
４５ 接点部
５０ ＣＯＦ（第１配線基板）
５１ 基材
５１ａ 接続部分
５１ｂ 対向部分
５７ 基板支持部材
５８ａ ガイドレール
６０ ＦＰＣ（第２配線基板）
６１ ヒートシンク
６１ａ 係合溝
７１ ヒートシンク
７１ａ 係合溝
７２ａ ガイド
５２ 駆動ＩＣ

Claims (6)

1. 複数の駆動接点が配されたアクチュエータの一表面に接続され、前記アクチュエータを駆動する駆動ＩＣが実装された第１配線基板と、
   前記駆動ＩＣに接触してその熱を放散するヒートシンクを備え、
   前記第１配線基板の少なくとも一部が前記アクチュエータの一表面と対向するように配置され、前記アクチュエータの一表面と直交する方向において、前記駆動ＩＣと前記アクチュエータは、前記第１配線基板の前記アクチュエータと対向する部分を挟むように配置されており、
   前記アクチュエータの一表面に対して傾斜した方向に延び、その延在方向に沿って前記ヒートシンクを前記駆動ＩＣの表面に接触する装着位置まで案内するガイドをさらに備えていることを特徴とするアクチュエータの配線基板ユニット。
2. 前記アクチュエータは圧電材料層を有する圧電アクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータの配線基板ユニット。
3. 前記第１配線基板は、
   前記アクチュエータの一表面を覆うように配置されて、前記アクチュエータの一表面と接続される接続部分と、
   前記接続部分に連なり、且つ、前記駆動ＩＣが実装された部分であって、前記アクチュエータと反対側に折り返されることによって、前記接続部分を挟んで前記アクチュエータの一表面と対向する対向部分と、を有し、
   前記第１配線基板の前記対向部分を、前記接続部分から離間させた状態で前記アクチュエータ側から支持する基板支持部材を有し、
   前記基板支持部材に前記ガイドが設けられ、このガイドに沿って前記装着位置に案内された前記ヒートシンクが、前記基板支持部材によって支持された前記対向部分に実装されている前記駆動ＩＣの前記表面に、前記アクチュエータと反対側から接触していることを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエータの配線基板ユニット。
4. 複数の前記ヒートシンクが前記ガイドによってそれぞれ前記駆動ＩＣまで案内されて、前記駆動ＩＣの前記表面にそれぞれ接触していることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のアクチュエータの配線基板ユニット。
5. 前記第１配線基板の前記アクチュエータと対向する部分に重ねられた状態で、この第１配線基板に接続された第２配線基板を有し、
   前記第２配線基板は、前記第１配線基板の前記アクチュエータと対向する部分から前記アクチュエータの一表面と平行な方向に引き出され、
   前記ガイドは、前記第２配線基板の引き出し方向と平行に延び、且つ、前記第２配線基板の引き出し側ほど前記アクチュエータに近づくように、前記アクチュエータの一表面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のアクチュエータの配線基板ユニット。
6. 複数の駆動接点が配されたアクチュエータの一表面に接続され、前記アクチュエータを駆動する駆動ＩＣが実装された第１配線基板と、
   前記駆動ＩＣに接触してその熱を放散するヒートシンクを備え、
   前記第１配線基板の少なくとも一部が前記アクチュエータの一表面と対向するように配置され、前記アクチュエータの一表面と直交する方向において、前記駆動ＩＣと前記アクチュエータは、前記第１配線基板の前記アクチュエータと対向する部分を挟むように配置されており、
   前記アクチュエータの一表面に対して傾斜した方向に配列された複数のガイドをさらに備え、
   前記ヒートシンクには、前記複数のガイドに係合するとともに前記配列方向に延びる係合溝が形成され、
   前記ヒートシンクは、前記複数のガイドにより前記配列方向に沿って前記駆動ＩＣの表面に接触する装着位置まで案内されることを特徴とするアクチュエータの配線基板ユニット。

Images