JP2016141017A - ヘッド接続基板及びヘッド接続基板を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単数ヘッド実装用ヘッド接続基板に比してそのコストの増大を抑えた複数ヘッド実装用のヘッド接続基板を提供する。
【解決手段】
複数のヘッドに接続するヘッドコネクタＣＮ９、ＣＮ１０と、画像形成装置の制御部からのヘッド駆動信号とヘッド制御信号をヘッドへ転送するそれぞれヘッド駆動信号用コネクタＣＮ５、ＣＮ６及びヘッド制御信号用コネクタＣＮ７を備えた画像形成装置の所定の実装エリアに配置されるヘッド接続基板であって、前記各コネクタＣＮ５〜ＣＮ１０の少なくとも１つは、当該ヘッド接続基板が所定の実装エリアに配置されたとき、１個のヘッドを実装するヘッド接続基板における対応するコネクタの位置と同じ位置になるように配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヘッド接続基板及びヘッド接続基板を備えた画像形成装置に関する。

プリンタ等の画像形成装置では、印刷方式として、記録用紙にインクを吐出して印刷を行うインクジェット方式、及び帯電した感光ドラムの表面にレーザ光の照射により電圧変化パターンを発生させてトナーを吸着させ、このトナーを記録用紙に転写して印刷を行うレーザ方式が、主に採用されている。

これらの画像形成装置のうち、インクジェット方式を用いた画像形成装置（以下、インクジェットプリンタという）は、インクを吐出するための多数のノズルを備えたインクジェットヘッドを有し、このインクジェットヘッドのノズルから記録媒体にインクを吐出することにより記録媒体上に画像を形成する。

なお、このインクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドを、所定の実装エリアであるキャリッジ内部のヘッド接続基板に柔軟性がある配線手段（ＦＰＣ；フレキシブル配線基板；Flexible Printed Circuits）で実装している。
また、ヘッド接続基板には、インクジェットプリンタの制御部とそれぞれ配線手段であるＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル；Flexible Flat Cable）や用紙検出、温度、インク容量検出等の各種センサの信号を転送するハーネスを接続するためのコネクタが配置される。

ところで、このようなインクジェットプリンタには、キャリッジ内部に２個のインクジェットヘッドを実装させ、印刷速度を向上させたものがある（特許文献１）。
この場合、ヘッド接続基板としては、ヘッド２個の構成にしておけば、ヘッド１個実装と２個実装の両方に使用することができる。しかし、１個のヘッド接続基板にヘッド２個実装に対応させると基板サイズが大きくなり、１個実装のヘッド接続基板に対してコスト面で対応できなくなる。

また、ヘッド接続基板をヘッド２個用の構成にした場合、ヘッド１個用の構成に対し、２個目のヘッド制御信号とヘッド駆動信号用のコネクタが必要になる。ところが、ヘッド駆動信号は高電圧の信号であるため、ヘッド制御信号と同じＦＦＣで転送すると制御信号にノイズが発生して誤動作の原因になる。また、ヘッド制御信号とヘッド駆動信号を転送するＦＦＣを分けると、ＦＦＣコネクタが２個増えることになり、ヘッド接続基板への実装が困難になりコストも増大するという問題がある。

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、１個のヘッドを実装するヘッド接続基板に比して、そのコストの増大を抑えた複数ヘッド実装用のヘッド接続基板を提供することである。

本発明は、複数のヘッドに接続するヘッドコネクタと、ヘッド駆動信号用コネクタ及びヘッド制御信号用コネクタを備え、画像形成装置の所定の実装エリアに配置されるヘッド接続基板であって、前記ヘッド駆動信号用コネクタと前記ヘッド制御信号用コネクタとは別のコネクタとして構成されており、前記各コネクタの少なくとも１つは、当該ヘッド接続基板が前記実装エリアに配置されたとき、１個のヘッドを実装するヘッド接続基板を前記実装エリアに配置するときの当該ヘッド接続基板における対応するコネクタの位置と同じ位置になるように位置決めされたヘッド接続基板である。

本発明によれば、１個のヘッドを実装するヘッド接続基板に比してそのコストの増大を抑えた複数ヘッド実装用のヘッド接続基板を提供することができる。

本発明の実施形態に係る、ヘッド接続基板を備えたインクジェットプリンタの概略図である。 図１に示すインクジェットプリンタのヘッド接続基板の模式図である。 ヘッド接続基板にＦＦＣを接続した状態を示す図である。 図２、３に示すヘッド接続基板において、さらにコストを削減するための手法について説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るヘッド接続基板１０を設置した画像形成装置（ここでは、一例としてインクジェットプリンタ）１００の概略図である。
インクジェットプリンタ１００は、外部機器（例えば、パーソナルコンピュータ）に接続されている。インクジェットプリンタ１００は、外部機器から印刷要求があると、給紙部２にセットされた給紙トレイ（給紙バンク）３又は手差しトレイ４に収納した記録用紙を給紙ローラ３ａ又は４ａにより１枚ずつ分離して上方に搬送する。

搬送された記録用紙は、レジストセンサの位置で一旦停止され、画像データの出力タイミングに合わせてレジストローラ５により給紙される。
記録用紙は、その後ベルト搬送部１２で搬送され、書き込み部６で印刷される。印刷後の記録用紙は、水平搬送ローラ１４ａ及び拍車１４ｂにより搬送され、排紙部７に排紙される。

書き込み部６は、複数の微小なノズルからインク等の記録液を液滴化して吐出するインクジェットヘッド９、及びそのインクジェットヘッド９を実装するキャリッジ８を備えている。インクジェットプリンタ１００は、印刷処理時に、キャリッジ８を記録用紙の搬送方向に対して垂直方向に走査し、インクを各色の印刷データに基づいてインクジェットヘッド９により記録用紙上に吐出する。

なお、図１に示す例では、インジェットヘッドとして、ブラックの記録液の液滴を吐出するインクジェットヘッドを２個実装している。しかし、本実施形態に係るインクジェットプリンタでは、１個のインクジェットヘッド（９Ａ）を実装する場合と２個のインクジェットヘッド（９Ａ及び９Ｂ）を実装する場合の双方の印刷に対応している。
また、キャリッジ８内には、インクジェットヘッド９以外に、インクジェットヘッド９を駆動及び制御する信号等の転送に用いられる各種コネクタが配置されたヘッド接続基板１０が設置される。

図２は、図１に示すインクジェットプリンタ１００のヘッド接続基板１０（１０Ａ又は１０Ｂ）の模式図である。
図２に示すヘッド接続基板１０において、ここでは、先ず、１個のインクジェットヘッド実装用ヘッド接続基板１０Ａをキャリッジの所定エリアに配置する場合（図２Ａ）について説明する。その後、２個のインクジェットヘッド実装用ヘッド接続基板１０Ｂをキャリッジの所定エリアに配置する場合（図２Ｂ）について説明する。

１個のインクジェットヘッド実装用ヘッド接続基板１０Ａには、図２Ａに示すように４個のコネクタＣＮ１〜ＣＮ４が配置されている。
ここで、ＣＮ１は、インクジェットプリンタ１００本体の制御部と接続するヘッド駆動信号用ＦＦＣを接続するコネクタ（ヘッド駆動信号用ＦＦＣコネクタ）である。ヘッド駆動信号用ＦＦＣコネクタＣＮ１にはインクジェットプリンタ１００本体の制御部からヘッド駆動信号が転送される。

ＣＮ２は、インクジェットプリンタ１００本体の制御部と接続するヘッド制御信号用ＦＦＣを接続するコネクタ（制御信号用ＦＦＣコネクタ）である。
ＣＮ３は、キャリッジ８内に実装されるセンサ用ハーネスを接続するコネクタ（センサ用コネクタ）である。センサ用ハーネスは各種のセンサに接続されている。
ヘッド制御信号用ＦＦＣコネクタＣＮ２にはインクジェットプリンタ１００本体の制御部からヘッド制御信号が転送される。
ＣＮ４は、インクジェットヘッド９Ａと接続するＦＰＣを接続するコネクタ（ヘッド接続ＦＰＣコネクタ）である。このヘッド接続ＦＰＣコネクタＣＮ４を介して、インクジェットヘッド９Ａにヘッド駆動信号、ヘッド制御信号が転送される。

既に述べたように、ヘッド制御信号の転送とヘッド駆動信号の転送に同じＦＦＣを用いると、ヘッド制御信号にノイズが発生する。そこで、本実施形態でも、インクジェットプリンタ１００本体の制御部と接続するＦＦＣに関して、ヘッド駆動用の信号を転送するＦＦＣとヘッド制御用の信号を転送するＦＦＣの２本に分けて実装している。なお、図２Ａでは、ヘッド駆動信号用ＦＦＣコネクタＣＮ１に接続しているＦＦＣのみが示されている。

他方、インクジェットプリンタ１００本体の制御部からキャリッジ８内に実装される各種センサ（例えば、エンコーダセンサ、温度センサ、インクセンサ等）に転送されるセンサの制御信号は微弱である。そのため、センサの制御信号の転送には、ヘッド制御信号用ＦＦＣのピンのうち、ヘッド制御信号の転送に用いられるピン以外の残りのピンが使用可能である。即ち、インクジェットプリンタ１００本体の制御部からのセンサの制御信号の転送には、ヘッド制御信号の転送に用いられるヘッド制御信号用ＦＦＣが用いられる。

本実施形態においては、このように、インクジェットプリンタ１００本体の制御部とインクジェットヘッド９Ａ及び各種センサが信号のやり取りを実行する上で、ヘッド制御信号の転送に用いるヘッド制御信号用ＦＦＣと各種センサの制御信号の転送に用いるセンサ制御用ＦＦＣを共通化している。そのため、１個のヘッドを実装するヘッド接続基板１０の設置コストを削減することができる。

次に、図２Ｂに示す、２個のインクジェットヘッド実装用ヘッド接続基板１０Ｂをキャリッジの所定エリアに配置する場合について説明する。
ここでは、ヘッド接続基板１０ＢにコネクタＣＮ５〜ＣＮ１０が備えられている。
コネクタＣＮ５、ＣＮ６は、インクジェットプリンタ１００本体の制御部とＦＦＣで接続するヘッド駆動信号用ＦＦＣコネクタである。ヘッド駆動信号用ＦＦＣコネクタＣＮ５、ＣＮ６には、インクジェットプリンタ１００本体の制御部からヘッド駆動信号が転送される。

ＣＮ７は、インクジェットプリンタ１００本体の制御部とＦＦＣで接続するヘッド制御信号用ＦＦＣコネクタであり、ヘッド制御信号用ＦＦＣコネクタＣＮ７には、インクジェットプリンタ１００本体の制御部からヘッド制御信号が転送される。
ＣＮ８は、キャリッジ８内に実装されるセンサ用ハーネスを接続するセンサ用コネクタである。
ＣＮ９、ＣＮ１０は、インクジェットヘッド９のＦＰＣを接続するためのコネクタである。ヘッド接続ＦＰＣコネクタＣＮ９、ＣＮ１０を介して、ヘッド駆動信号、ヘッド制御信号がインクジェットヘッド９Ａ及び９Ｂに転送される。

なお、駆動信号には大電流が流れるため２個のヘッドを駆動する場合はＣＮ１の２倍のピン数が必要となり、また増加ピンをＣＮ７に入れるとノイズの影響で制御信号が誤動作する虞があるため、ヘッド駆動信号用ＦＦＣコネクタＣＮ５、ＣＮ６の各々にＦＦＣが接続される。つまり、ヘッド駆動用の信号を２本のＦＦＣで転送する。
一方、ヘッド制御用信号はヘッド駆動信号と比較して低電圧の信号であるため、同じＦＦＣで転送してもヘッド制御用信号にノイズが発生することはない。

具体的には、ＦＦＣには、一般に６０ピン程度の信号を接続することができ、インクジェットヘッド１個の制御には２０本程度の信号があれば足りることから、１本のＦＦＣで２個のインクジェットヘッドに対応するヘッド制御信号を転送することができる。
このため、ヘッド接続基板１０Ｂに、ヘッド制御信号用ＦＦＣコネクタとして、１つのコネクタ（ヘッド制御信号用ＦＦＣコネクタＣＮ７）を実装すれば足りる。

センサの制御信号の転送には、センサの制御信号が微弱であること、またセンサ制御信号の転送に使用する信号線は、実際には１０本程度であることから、１個のインクジェットヘッドを実装する場合と同様に、ヘッド制御信号用ＦＦＣの空きピンを利用してセンサの制御信号用ＦＦＣを共用して転送することができる。

次に、以上で説明したヘッド接続基板１０Ａ、１０Ｂにおけるコネクタの配置について説明する。
以上で説明したヘッド接続基板１０Ｂの各コネクタは、それぞれキャリッジ８の実装エリアに設置された状態において、ヘッド接続基板１０Ａの各コネクタの配置に対して、ヘッドが増設されたことにより新たに増設が必要となるコネクタを除き、全てヘッド接続基板１０Ａにおける対応する各コネクタと同じ位置に配置されている。
即ち、（i）図２Ａのヘッド駆動信号用ＦＦＣコネクタＣＮ１と、これに対応する図２ＢのコネクタＣＮ５、（ii）図２Ａのヘッド制御信号用ＦＦＣコネクタＣＮ２と、これに対応する図２ＢのコネクタＣＮ７、（iii）図２Ａのセンサ用コネクタＣＮ３と、これに対応する図２ＢのコネクタＣＮ８、及び（iv）図２Ａのヘッド接続ＦＰＣコネクタＣＮ４と、これに対応する図２ＢのコネクタＣＮ９が、キャリッジ内部の実装エリアにおいて同じ位置に配置されるように位置決めされている。

これにより、ヘッド接続基板１０Ａをキャリッジ８内部に設置した場合と、ヘッド接続基板１０Ｂをキャリッジ８内部に設置した場合とで、ヘッド接続基板１０Ｂにおいて新たに増設が必要となるコネクタを除き、各コネクタ毎に同じ（長さの）ＦＦＣを使用することができる。また、この場合、センサ用コネクタＣＮ３、ＣＮ８に接続されるセンサ用ハーネスも、共通化することができる。
次に、この点について、図３を参照して説明する。

図３は、ヘッド接続基板１０（１０Ａ又は１０Ｂ）にＦＦＣ及びセンサ用ハーネス１５を接続した状態を示す図である。
図３Ａは１個のインクジェットヘッド実装用のヘッド接続基板１０Ａをキャリッジ８内部に設置した場合を示す。図３Ｂは２個のインクジェットヘッド実装用のヘッド接続基板１０Ｂをキャリッジの所定エリアに配置する場合を示している。

本実施形態によれば、図３に示すように、キャリッジ８の実装エリアにヘッド接続基板１０Ａ又は１０Ｂを設置したときに、ヘッド制御信号用ＦＦＣコネクタＣＮ２とＣＮ７の位置が同じである。そのため、ヘッド制御信号用ＦＦＣを共通化することができる。
同様に、ヘッド接続ＦＰＣコネクタＣＮ４とＣＮ９の位置が同じであるため、ヘッド接続ＦＰＣを共通化することができる。また、センサ用ハーネス及びヘッド駆動信号用ＦＦＣコネクタＣＮ１とＣＮ５に接続するヘッド駆動信号用ＦＦＣも共通化することができる。

以上で説明した実施形態によれば、同じＦＦＣで複数の信号を転送してもノイズが発生する虞がない場合は、ＦＦＣの空きピンを利用して同じＦＦＣで複数の信号を転送するようにする。これによりコネクタの数が減り、２個のヘッドを実装するヘッド接続基板のサイズを縮小することができる。また、実装するヘッドの数が相違する場合であっても、それぞれキャリッジ８の実装エリアに配置された状態において、ヘッド接続基板上に配置するＦＦＣコネクタ、ヘッド接続ＦＰＣコネクタ、センサ用ハーネス用コネクタの位置をヘッドが１個の場合を基本に、共通のコネクタは同じ位置に配置したことで、使用するＦＦＣ等をヘッドの数によらず可能な限り共通化することができる。そのため、ヘッド接続基板の設置コストを削減することができ、延いてはインクジェットプリンタを製造する場合の全体のコストを抑制することができる。

なお、以上の説明では、１個のヘッドと２個のヘッドのそれぞれの実装ヘッド接続基板において、共通のコネクタについては、それぞれキャリッジ８内部に設置された状態において、同じ配置位置にするものとして説明したが、それは最良の形態であって、本発明は、その一部のコネクタの配置位置が同じであってもよい。
また、ヘッド接続基板に接続されるヘッドは必ずしも２個に限定されない。この場合においても、ヘッド１個実装のヘッド接続基板におけるコネクタの配置位置を基準にヘッド２個以上の各コネクタの配置位置を定める。

図４は、図２、３に示すヘッド接続基板において、さらにコストを削減するための手法について説明する図である。
なお、図４では、１個のインクジェットヘッド実装用ヘッド接続基板１０（１０Ａ又は１０Ａ´）をキャリッジの所定エリアに配置する場合を例に採り説明するが、２個以上のインクジェットヘッド実装用ヘッド接続基板１０（１０Ｂ又は１０Ｂ´）をキャリッジの所定エリアに配置する場合も同様に考えることができる。

図４Ａは、図２Ａと同じヘッド接続基板１０Ａであり、図４Ｂに示すヘッド接続基板１０Ａ´との比較の対象として示すものである。
図４Ａでは、ＦＰＣのコストがヘッド接続基板１０Ａのコストよりもインクジェットプリンタ１００の製造コストに与える影響が大きいことを前提に、ヘッド接続ＦＰＣコネクタＣＮ４をインクジェットヘッド９Ａに近い位置に設計することで、ＦＰＣを短くする構成としている。

一方、図４Ｂでは、ヘッド接続基板１０Ａ´のコストがＦＰＣのコストよりもインクジェットプリンタ１００の製造コストに与える影響が大きいことを前提に、ヘッド接続基板１０Ａ´を縦方向に縮小し、ＦＰＣを長くする構成としている。
このように、ＦＰＣのコストとヘッド接続基板のコストを比較考慮した上で、ヘッド接続基板のサイズを変更することで、ヘッド接続基板の製造コストをさらに削減することができる。

以上、説明したように、本発明の実施形態に係るヘッド接続基板によれば、キャリッジ内部に２個のインクジェットヘッド実装用のヘッド接続基板を配置した状態において、ヘッドの増設に伴い増設が必要となるコネクタを除き、１個のインクジェットヘッド実装用のヘッド接続基板における各コネクタの配置位置と同じ配置位置になるような構造を採用したため、各種ケーブルを各ヘッド接続基板で共通化できる。これにより、ヘッド接続基板、延いては画像形成装置（インクジェットプリンタ）の製造コストを低減することができる。

１０…ヘッド接続基板、ＣＮ１…ヘッド駆動信号用ＦＦＣコネクタ、ＣＮ２…ヘッド制御信号用ＦＦＣコネクタ、ＣＮ３…センサ用コネクタ、ＣＮ４…ヘッド接続ＦＰＣコネクタ、ＣＮ５…ヘッド駆動信号用ＦＦＣコネクタ、ＣＮ６…ヘッド駆動信号用ＦＦＣコネクタ、ＣＮ７…ヘッド制御信号用ＦＦＣコネクタ、ＣＮ８…センサ用コネクタ、ＣＮ９…ヘッド接続ＦＰＣコネクタ、ＣＮ１０…ヘッド接続ＦＰＣコネクタ。

特許公開２０１３−５９９４４号公報

Claims (6)

1. 複数のヘッドに接続するヘッドコネクタと、ヘッド駆動信号用コネクタ及びヘッド制御信号用コネクタを備え、画像形成装置の所定の実装エリアに配置されるヘッド接続基板であって、
   前記ヘッド駆動信号用コネクタと前記ヘッド制御信号用コネクタとは別のコネクタとして構成されており、
   前記各コネクタの少なくとも１つは、当該ヘッド接続基板が前記実装エリアに配置されたとき、１個のヘッドを実装するヘッド接続基板を前記実装エリアに配置するときの当該ヘッド接続基板における対応するコネクタの位置と同じ位置になるように位置決めされたヘッド接続基板。
2. 複数のヘッドに接続するヘッドコネクタと、ヘッド駆動信号用コネクタ及びヘッド制御信号用コネクタを備え、画像形成装置の所定の実装エリアに配置されるヘッド接続基板であって、
   １個のヘッドを実装するヘッド接続基板に対して、ヘッドの増設数に伴い増設が必要となるコネクタ以外のコネクタは、ヘッド接続基板が前記実装エリアに配置されたとき、前記１個のヘッドを実装するヘッド接続基板における対応するコネクタの位置と同じ位置になるように位置決めされたヘッド接続基板。
3. 請求項２に記載されたヘッド接続基板において、
   センサ用コネクタを備え、
   前記センサ用コネクタが、前記ヘッド接続基板が前記所定の実装エリアに配置されたとき、複数のセンサに接続され１個のヘッドを実装するヘッド接続基板におけるセンサ用コネクタと同じ位置になるよう位置決めされたヘッド接続基板。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載されたヘッド接続基板を備えた画像形成装置。
5. 請求項４に記載された画像形成装置において、
   前記ヘッド接続基板のヘッド駆動信号用コネクタ及びヘッド制御信号用コネクタはＦＦＣを介して前記画像形成装置の制御部に接続されている画像形成装置。
6. 請求項５に記載された画像形成装置において、
   前記ヘッド制御信号用コネクタに接続されるＦＦＣは、複数のセンサに対するセンサの制御信号を転送する画像形成装置。

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