JP7073207B2 - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Description

本発明は液体吐出ヘッドに関し、特に電気信号を処理するための集積回路素子を備えた液体吐出ヘッドに関する。

一般的な液体吐出装置は、液体に吐出のためのエネルギーを付与するエネルギー発生素子と流路部材とを備えた液体吐出ヘッドと、記録媒体の搬送手段と、これらの制御手段と、を有している。液体吐出ヘッドを駆動するための駆動電力と電気信号は、制御部から電気配線基板を介して液体吐出ヘッドに供給される。近年、高精細印字や高速印字に対する要求が高まり、電気信号をより高速に処理してエネルギー発生素子に供給する必要性が増している。特許文献１には、電気配線基板に駆動信号（電気信号）を処理するためのドライバＩＣが搭載された液体吐出ヘッドが開示されている。ドライバＩＣは駆動信号を処理する際に発熱するため、液体吐出ヘッドは、ドライバＩＣからの発熱を流路部材に伝わりにくくするための断熱部材、あるいは発熱を外部に逃がすための放熱部を備えている。

特開２０１２－９１５１０号公報

電気信号の処理のために液体吐出ヘッドに搭載される特定用途向け集積回路素子（ＡＳＩＣ）の処理速度は非常に速いため、特許文献１に記載されているように、集積回路素子は作動中に高温になる。集積回路素子の発熱は吐出される液体の粘度などを変化させるため、吐出性能に影響を及ぼす可能性がある。しかし、特許文献１に記載された液体吐出ヘッドは、断熱部材、放熱部等の追加の部材を必要とするため、コストや液体吐出ヘッドの小型化の観点から改善の余地がある。
本発明は、簡易な構成で、集積回路素子の発熱が吐出性能に及ぼす影響を軽減することができる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

本発明の液体吐出ヘッドは、液体に吐出のためのエネルギーを付与するエネルギー発生素子を備える素子基板と、素子基板に接続され、エネルギー発生素子の駆動に要する信号を素子基板に供給するフレキシブル配線部材と、を備えた組を列状に複数配列して構成される液体吐出ヘッドであって、列状に複数配列された組を構成するフレキシブル配線部材を介して素子基板のそれぞれと電気的に接続される１枚の第１の電気配線基板と、電気接続部材を介して第１の電気配線基板と電気的に接続されるとともに、複数の素子基板のエネルギー発生素子のそれぞれを動作させる電気信号を処理する集積回路素子を１つ搭載した１枚の第２の電気配線基板と、プリンタ本体から供給される液体を複数の素子基板に対して供給する液体供給ユニットと、を備えている。素子基板と第２の電気配線基板とは、第１の電気配線基板を介して接続されており、第２の電気配線基板は、素子基板に対して第１の電気配線基板が配置されている位置よりも離れた位置に配置されて構成され、電気信号は第１の電気配線基板を介して前記第２の電気配線基板に搭載された集積回路素子に供給され、集積回路素子で処理され、第２の電気配線基板と第１の電気配線基板を介してエネルギー発生素子に供給されるように構成されている。

上記構成によれば、断熱部材、放熱部などの追加の部材を用いなくとも、集積回路素子で発生した発熱の影響を軽減することができる。従って、本発明によれば、簡易な構成で、集積回路素子の発熱が吐出性能に及ぼす影響を軽減することができる液体吐出ヘッドを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概念図である。 図１の液体吐出ヘッドの内部構成を示す概念図である。 図１の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 図１の液体吐出ヘッドの斜視図である。 図１の液体吐出ヘッドの集積回路基板ユニットの分解斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概念図である。 本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概念図である。 本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概念図である。 本発明の第６の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概念図である。 本発明の第７の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概念図である。 本発明の第８の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概念図である。 本発明の第９の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概念図である。 本発明の第１０の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概念図である。 本発明の第１１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概念図である。 比較例に係る液体吐出ヘッドの概念図である。

次に、図面を参照して本発明の液体吐出ヘッドの複数の実施形態について述べる。以下に述べる実施形態の液体吐出ヘッドは、いわゆるページワイド型の液体吐出ヘッドである。ページワイド型の液体吐出ヘッドは、プリンタ本体に対して相対移動しないようにプリンタ本体に固定され、記録媒体の幅に対応したサイズを有する液体吐出ヘッド（ラインヘッド）を有し、記録媒体だけを搬送させながら記録動作を行う。ページワイド型は、キャリッジを記録媒体の幅方向に往復移動させながら記録動作を行うシリアルスキャン型と比べ、同時に多くの記録を行うことができるため、高速記録を必要とする液体吐出装置に採用されることが多い。本発明はシリアルスキャン型の液体吐出ヘッドにも適用可能であるが、ページワイド型の液体吐出ヘッドに特に好適に適用可能である。本実施形態の液体吐出ヘッドはインクを吐出するインクジェットヘッドに関するが、本発明はインク以外の液体を吐出する液体吐出ヘッドにも適用することができる。また、本実施形態の液体吐出ヘッドのエネルギー発生素子は、熱エネルギーによってインクに吐出のためのエネルギーを付与する発熱抵抗素子であるが、圧電素子を用いたタイプであってもよい。
以下の説明及び図面においてＸ方向は液体吐出ヘッドないし素子基板の長手方向を意味し、記録媒体の幅方向に一致する。Ｙ方向は液体吐出ヘッドないし素子基板の短手方向を意味し、記録媒体の搬送方向に一致する。Ｚ方向は素子基板の吐出口が形成された面と直交する方向を意味し、記録媒体の記録面と直交する方向に一致する。Ｘ方向とＹ方向とＺ方向は互いに直交している。

（第１の実施形態）
図１に本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッド１の概略斜視図を示す。プリンタ（液体吐出装置）は記録媒体Ｐを搬送する搬送手段（図示せず）と、記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向に延びるページワイド型（ライン型）の液体吐出ヘッド１と、を備えている。プリンタは、複数枚の記録媒体Ｐを連続的または間欠的に搬送しながら、１パス、すなわち液体吐出ヘッド１を記録媒体Ｐの幅方向に移動させることなく、記録媒体Ｐの幅方向全域に同時に記録を行う。記録媒体Ｐはカット紙に限らず、連続したロール紙であってもよい。プリンタはＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の４色のインクタンクを備え、フルカラー印刷を行うことができる。

図２（ａ）は、液体吐出ヘッド１の内部構成を示す概念的斜視図であり、内部構造が理解しやすいように、第１及び第２の収容部１１，１４とヘッドカバー１２の図示を省略している。図２（ｂ）は図２（ａ）のＹＺ面における液体吐出ヘッド１の概略断面図である。図３は図１に示す液体吐出ヘッド１の分解斜視図である。

液体吐出ヘッド１は液体供給ユニット５と、支持部材２と、液体吐出ユニット３と、を有している。液体供給ユニット５はプリンタ本体と接続され、プリンタ本体のインクタンク（図示せず）に貯蔵されているインクを液体吐出ユニット３に供給する。液体吐出ユニット３はエネルギー発生素子（図示せず）を備える素子基板４を有している。図示は省略するが、素子基板４はインクが発泡する圧力室と、圧力室に連通しインクが吐出する吐出口と、圧力室にインクを供給するインク供給路と、圧力室からインクを回収するインク回収路と、を備えている。図４に示すように、素子基板４は、１本の直線に沿ってＸ方向に一列に１５個配列され、一つのラインヘッドを構成している（このような直線状に素子基板４が複数配列される配置方法をインライン配置と称することがある）。支持部材２は液体供給ユニット５と液体吐出ユニット３を支持する金属製の筐体である。液体供給ユニット５の上面には８つのインク接続部１８が設けられている。８つのインク接続部１８は各色のインクの共通インク供給路と共通インク回収路（後述）に接続されている。

液体吐出ヘッド１はエネルギー発生素子に駆動電力と電気信号を供給する第１の電気配線基板７を有している。図４に、液体吐出ヘッド１の斜視図を示す（後述する第２の電気配線基板９の図示は省略されている）。図４（ａ）は第１の電気配線基板７の第１の電力端子１５ａと第１の信号端子１６ａが取り付けられた面を示し、図４（ｂ）はその裏面を示している。第１の電気配線基板７はプリンタ本体に設けられた制御部及び電源部（図示せず）を素子基板４に接続し、エネルギー発生素子に駆動電力と電気信号（制御信号）を供給する。第１の電気配線基板７は支持板１９を介して支持部材２に支持されるとともに、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）などの電気配線部材１７を介して素子基板４と接続されている。第１の電気配線基板７はＹ方向における素子基板４との間隔ができるだけ小さくなるように配置されている。これによって、電気配線部材１７の長さを短縮することができる。

第１の電気配線基板７は、プリンタ本体からの駆動電力を後述する第２の電気配線基板９に供給する第１の電力端子１５ａと、プリンタ本体からの電気信号を集積回路素子１０に供給する第１の信号端子１６ａと、を備えている。第１の電気配線基板７はさらに、プリンタ本体からの駆動電力と信号電力を受け取る入口端子（図示せず）を備えている。入口端子は第１の電気配線基板７の内部配線（図示せず）を介して、第１の電力端子１５ａ及び第１の信号端子１６ａと電気的に接続されている。第１の電気配線基板７は第１の収容部１１に収容され、支持されている。第１の収容部１１には、入口端子が露出した第１の接続開口部２０と、第１の電力端子１５ａと第１の信号端子１６ａが露出した第２の接続開口部２１と、が形成されている。

液体吐出ヘッド１は集積回路基板ユニット８を有している。集積回路基板ユニット８の一端は第１の電気配線基板７に支持され、他端は後述するヘッドカバー１２に支持されている。図５に、集積回路基板ユニット８の分解斜視図を示す。集積回路基板ユニット８は、第２の電気配線基板９と、第２の電気配線基板９に搭載され電気信号を処理する集積回路素子１０と、第２の電気配線基板９と集積回路素子１０を収容し支持する第２の収容部１４と、を有している。集積回路素子１０は第２の電気配線基板９の上面、すなわち、第２の電気配線基板９の、素子基板４と対向する面の裏面に設けられている。このため、集積回路素子１０から発生する放射熱の素子基板４への影響を軽減することができる。第２の収容部１４はアルミニウムからなる第１及び第２の保護板金１４ａ，１４ｂから形成されている。第１の保護板金１４ａと第２の保護板金１４ｂはそれぞれ、第２の電気配線基板９の一方の面と他方の面を覆っている。第２の電気配線基板９は第１の電力端子１５ａから駆動電力を受け取るための第２の電力端子１５ｂと、第１の信号端子１６ａから電気信号を受け取るための第２の信号端子１６ｂと、を備えている。第２の電力端子１５ｂと第２の信号端子１６ｂは第２の電気配線基板９の内部配線（図示せず）を介して、集積回路素子１０に接続されている。

第２の電気配線基板９は第１の電気配線基板７と電気的及び物理的に接続されている。第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９は概ね直交するように接続されているが、第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９のなす角は限定されず、０度以外の任意の角度をとることができる。すなわち、第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９は互いに非平行な向きに配置されることができる。第１の電気配線基板７の第１の信号端子１６ａと第２の電気配線基板９の第２の信号端子１６ｂはコネクタで接続されている。具体的には、第１の信号端子１６ａはオス形状とされ、第２の信号端子１６ｂはメス形状とされている。これによって、ケーブルを用いることなく基板同士を直接電気接続することができる。第１の電力端子１５ａと第２の電力端子１５ｂは、伝送する電力が大きいため、ケーブル接続されている。以上より、駆動電力は第１の接続開口部２０に露出した入口端子、第１の電気配線基板７の内部配線、第２の接続開口部２１に露出した第１の電力端子１５ａを通って、第２の電気配線基板９の第２の電力端子１５ｂに供給される。電気信号は第１の接続開口部２０に露出した入口端子、第１の電気配線基板７の内部配線、第２の接続開口部２１に露出した第１の信号端子１６ａを通って、第２の電気配線基板９の第２の信号端子１６ｂに供給される。第２の電力端子１５ｂと第２の信号端子１６ｂから第２の電気配線基板９に供給された駆動電力と電気信号は、第２の電気配線基板９の内部配線を通って、集積回路素子１０に供給される。集積回路素子１０は駆動電力で駆動される。集積回路素子１０で処理された電気信号は第１の電気配線基板７を通って素子基板４に供給される。このように、第１の信号端子１６ａは電気信号を授受、すなわち電気信号を第２の電気配線基板９に供給するとともに、処理された電気信号を第２の信号端子１６ｂから受け取る。そして、第２の信号端子１６ｂは電気信号を授受、すなわち電気信号を第１の電気配線基板７から受け取るとともに、処理された電気信号を第１の電気配線基板７に供給する。

液体吐出ヘッド１は複数の素子基板４と流体的に接続された液体供給ユニット５を有している。液体供給ユニット５は樹脂モールドによって形成されている。液体供給ユニット５の内部には各色のインクごとに共通インク供給路と共通インク回収路が設けられている。共通インク供給路と共通インク回収路はインク接続部１８を介してプリンタ本体のインク供給系と接続されるとともに、液体吐出ユニット３の素子基板４に接続されている。素子基板４に供給されるインクは素子基板４の外部（プリンタ本体）との間で循環される。これによって、インクは吐出口から吐出しないときも圧力室に滞留することなく常時流通するため、インクの増粘を抑制することができる。本実施形態のようにエネルギー発生素子を内部に備える圧力室内の液体を循環する液体吐出ヘッドにおいては、集積回路素子１０の熱の影響が液体吐出ヘッド全体に影響し易いため、本発明の適用がより効果的である。

液体供給ユニット５上には共通インク回収路の圧力を共通インク供給路の圧力より小さくするための圧力制御機構６が設けられている。圧力制御機構６は共通インク回収路の負圧が共通インク供給路の負圧より大きくなるように共通インク供給路と共通インク回収路の圧力を調整する。負圧の違いによって生じる圧力差によって、インクは共通インク供給路から各圧力室に供給され、吐出されなかったインクは共通インク回収路に回収される。すなわち、インクはプリンタ本体に搭載されたインクタンクからインク接続部１８を介して液体供給ユニット５に供給され、圧力制御機構６で適切な圧力に調整されて、素子基板４に供給される。
液体供給ユニット５と圧力制御機構６はヘッドカバー１２で覆われ保護されている。ヘッドカバー１２は、第１の電気配線基板７の、第１の電力端子１５ａと第１の信号端子１６ａが設けられていない面を覆うように設けられている。

本実施形態の液体吐出ヘッド１では、複数の素子基板４と第２の電気配線基板９が概ねＹＸ面と平行に配置される。複数の素子基板４と第２の電気配線基板９との間に空間２２が設けられ、この空間２２に液体供給ユニット５と圧力制御機構６とが配置されている。集積回路素子１０は第２の電気配線基板９上に搭載されている。素子基板４と第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９は、集積回路素子１０から素子基板４まで連続的に繋がる固体媒体からなる熱伝導経路の一部を形成している。本実施形態における熱伝導経路は、素子基板４、液体吐出ユニット３、支持部材２、第１の電気配線基板７及び第２の電気配線基板９からなる経路である。この経路上において、第１の電気配線基板７は素子基板４と第２の電気配線基板９との間に位置している。また、第２の電気配線基板９は第１の電気配線基板７より素子基板４から離れている。ここで、素子基板４から離れているとは、素子基板４との直線距離がより大きいことを意味する。つまり複数の素子基板４と第２の電気配線基板９との最短距離は、複数の素子基板４と第１の電気配線基板７との最短距離より大きい。

次に、以上説明した液体吐出ヘッド１の効果を比較例と対比して述べる。図１６（ａ）は比較例の液体吐出ヘッド１０１の模式的斜視図を、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＹＺ面における模式的断面図である。集積回路素子１０は上述の第１の電気配線基板７に相当する電気配線基板１０７に設けられている。すなわち、比較例では第２の電気配線基板９に相当する電気配線基板が設けられていない。液体供給ユニット５上には圧力制御機構６が設けられている。集積回路素子１０は電気配線基板のＹ方向中央に設けられている。このため、集積回路素子１０は素子基板列の中央に位置する素子基板４に最も近接している。集積回路素子１０からの熱は熱伝導と熱放射（輻射）によって素子基板４に伝わる。前者は集積回路素子１０からの熱が電気配線基板などの固体媒質を介して素子基板４に伝わる現象である（符号１０８）。後者は集積回路素子１０からの熱が電磁波として空気中を伝播して素子基板４に伝わる現象である（符号１０９）。熱伝導においても熱放射においても、集積回路素子１０からの伝熱経路が短い素子基板列の中央の素子基板４が最も高温になり、集積回路素子１０から遠い素子基板４は低温になる。

所定の印字パターン（ハーフトーン印字）で印刷を行い、記録媒体Ｐの幅方向（Ｙ方向）における印字濃度のムラを観察したところ、液体吐出ヘッド１０１の中央部では印刷が濃く、端部では薄くなった。これは、集積回路素子１０の熱の影響で素子基板列にＹ方向の温度分布が生じ、中央の素子基板４では吐出されるインクの粘度が低下し、吐出量が増えたためと考えられる。このような印刷濃度のばらつきは印刷の品質に影響を及ぼす可能性がある。温度分布を緩やかにする方策の一つは、集積回路素子１０をプリンタ本体に設置することであるが、その場合、液体吐出ヘッド１０１とプリンタ本体との間の配線数が増大する。これにより、接続部の構成が複雑化するだけでなく、素子基板４の交換も煩雑となる。

本実施形態の液体吐出ヘッド１で同様の印刷を行ったところ、比較例と比べて記録媒体Ｐの幅方向の印字濃度のムラが軽減された。その理由として以下のことが考えられる。まず、本実施形態では、固体媒質からなる経路に沿った集積回路素子１０と素子基板４との距離が増加しているため、固体媒質からなる経路に沿った熱伝導によって素子基板４に入力される熱量が減少したことが考えられる。すなわち、集積回路素子１０と素子基板４との間の固体媒質からなる経路に沿った伝熱経路の距離が増加しているため、第２の電気配線基板９から第１の電気配線基板７を通って素子基板４に伝わる熱量が減少したものと考えられる。次に、第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９はコネクタなどで接続されているだけであるため、第２の電気配線基板９から第１の電気配線基板７に移動する熱量が制限されたことが考えられる。次に、集積回路素子１０と液体供給ユニット５との直線距離が増加しているため、熱放射により素子基板４に入力される熱量が減少したことが考えられる。なお、第２の電気配線基板９と液体供給ユニット５との間の熱移動としては、第２の電気配線基板９と液体供給ユニット５との間の空間２２の空気層を媒質とする熱伝導も考えられる。しかし、空気層は断熱層として作用すること、及び、第２の電気配線基板９と液体供給ユニット５との距離（空気層の層厚）が確保されていることから、このような形態の熱移動も抑制されていると考えられる。さらに、集積回路素子１０からの輻射熱が、集積回路素子１０が収容される第２の収容部１４によって拡散され、複数の素子基板４への放熱が均質化されたことも考えられる。第２の電気配線基板９と液体供給ユニット５との間にある液体供給ユニット５と圧力制御機構６も、素子基板４に対する熱遮蔽として寄与すると考えられる。

次に、本実施形態では、第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９が直角に配置されるため、液体吐出ヘッド１の高さ方向Ｚの寸法が抑えられ、液体吐出ヘッド１の大型化を抑制することができる。第１の信号端子１６ａと第２の信号端子１６ｂがコネクタ接続されるため、第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９を直角で配置することは容易である。特に、複数色のインクを吐出するページワイド型の液体吐出ヘッド１においては、第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９の直角配置は効果的である。これは、このような液体吐出ヘッド１においては、液体供給ユニット５がＹ方向に一定の寸法を必要とするためである。すなわち、液体供給ユニット５の上方に第２の電気配線基板９を配置しても、第２の電気配線基板９のＹ方向寸法が液体供給ユニット５のＹ方向寸法の範囲内に収まり、液体吐出ヘッド１のＹ方向寸法の増加を回避できるためである。

次に、他の実施形態について述べる。以下では主に第１の実施形態との相違点を説明し、特に説明しない構成、効果などは第１の実施形態と同様である。なお、実施形態によって第１の電気配線基板７が支持部材２の側面と上面のいずれかに配置されているが、可能な場合は、支持部材２の側面と上面のいずれに配置してもよい。また、実施形態によっては圧力制御機構６が設置されていないが、圧力制御機構６はプリンタ本体に設置することも可能である。従って、いずれの実施形態でも、圧力制御機構６は液体吐出ヘッドに設置することもできるし、設置しないこともできる。

（第２の実施形態）
本実施形態の液体吐出ヘッド１はインクが循環しない点を除き第１の実施形態と同様である。本実施形態では、圧力室の両側にそれぞれ共通インク供給路が接続され、それぞれの共通インク供給路にインク接続部１８が接続される。すなわち、第１の実施形態の共通インク回収路が第２の共通インク供給路として使用されることになる。あるいは、共通インク回収路を設けず、インクの供給方向における圧力室の奥側を行き止まりとすることもできる。この場合、８つのインク接続部１８のうち４つは不要となる。いずれの場合も、圧力制御機構６は設けてもよく、削除してもよい。

（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態を示す液体吐出ヘッド１の概略断面図である。第１の電気配線基板７は素子基板４の直上に配置されている。第２の電気配線基板９は第１の電気配線基板７とほぼ直角に配置され、第２の電気配線基板９のＹ方向におけるほぼ中央部で第１の電気配線基板７と接続されている。集積回路素子１０は第２の電気配線基板９のＹ方向中央部、すなわち第１の電気配線基板７との接続部の裏面に設けられている。圧力制御機構６は第１の電気配線基板７のＹ方向両側に分散して配置されている。本実施形態では、素子基板４と第１の電気配線基板７を接続する電気配線部材１７をＹ方向両側に引き出すことができるため、配線の自由度が増加する。本実施形態は液体吐出ヘッド１をＹ方向にコンパクトにつくる必要がある場合にも有効である。例えば、第１の実施形態のように第１の電気配線基板７を支持部材２の側面に配置し、第１の収容部１１を設けると、Ｙ方向寸法が大きくなる。これに対して本実施形態では第１の電気配線基板７や第１の収容部１１のＹ方向寸法が液体吐出ヘッド１のＹ方向寸法に影響しない。
第１の実施形態と同様にインクを吐出させて印刷をおこなったところ、比較例に比べて記録媒体Ｐの幅方向の印字濃度のムラが軽減された。しかし、第１の実施形態１と比較した場合、第２の電気配線基板９における熱の伝達経路が短いため、熱の影響の抑制に関しては、第１の実施形態のほうが有利である。

（第４の実施形態）
図７（ａ）は本発明の第４の実施形態を示す液体吐出ヘッド１の概略斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＹＺ面における液体吐出ヘッド１の概略断面図である。本実施形態は第１の実施形態と異なり、素子基板４が複数（ここでは２本）の直線に沿って千鳥状に配置されている。本実施形態では液体吐出ヘッド１のＹ方向の印刷範囲が増えるため、より高速な印刷が可能である。また、本実施形態は第３の実施形態と同様、第２の電気配線基板９がＹ方向中央部で第１の電気配線基板７と接続されているため、第３の実施形態で述べたのと同様の効果が得られる。

（第５の実施形態）
図８は本発明の第５の実施形態を示す液体吐出ヘッド１の概略断面図である。本実施形態では、複数（ここでは２つ）の第１の電気配線基板７が設けられ、第２の電気配線基板９は複数の第１の電気配線基板７のそれぞれと接続されている。第１の電気配線基板７は互いに平行に配置され、第２の電気配線基板９は第１の電気配線基板７に対して概ね直角となるように、第１の電気配線基板７に接続されている。２つの第１の電気配線基板７はそれぞれ支持部材２のＹ方向端部で支持部材２に接続されている。圧力制御機構６は２つの第１の電気配線基板７の間に配置されている。本実施形態では第２の電気配線基板９が２つの第１の電気配線基板７で保持されるため、第２の電気配線基板９の接続信頼性が向上する。また、圧力制御機構６を複数の第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９で取り囲んで保護しているため、ヘッドカバー１２が不要となり、液体吐出ヘッド１のコストダウンにもつながる。

（第６の実施形態）
図９は本発明の第６の実施形態を示す液体吐出ヘッド１の概略断面図である。本実施形態では複数の（ここでは２つの）第１の電気配線基板７が直列に接続され、さらに素子基板４から遠いほうの第１の電気配線基板７に第２の電気配線基板９が接続されている。第２の電気配線基板９は支持部材２に固定されていないため、第２の電気配線基板９から支持部材２への熱伝導は生じない。支持部材２が樹脂等の断熱性の高い材料で形成される場合、第２の電気配線基板９を支持部材２に固定してもよい。あるいは、支持部材２が金属の場合、第２の収容部１４を断熱性の高い材料で形成し、第２の電気配線基板９を第２の収容部１４を介して支持部材２に固定してもよい。素子基板４は第６の実施形態と同様、支持部材２のＹ方向中心より第１の電気配線基板７側にずらして配置されているため、熱放射の影響も軽減されている。図示は省略するが、素子基板４は、支持部材２のＹ方向中心より第２の電気配線基板９側にずらして配置してもよい。この場合、熱放射の影響は強くなるが、熱伝導の影響はさらに軽減される。

（第７の実施形態）
図１０（ａ）は第７の実施形態の液体吐出ヘッド１の模式的斜視図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＹＺ面における模式的断面図である。本実施形態では、第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９とが湾曲した電気配線部材２３で接続されている。すなわち、上述の各実施形態が第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９とが分離（取り外し可能）であるのに対し、本実施形態では第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９は固定的に接合されている。電気配線部材２３としてはフレキシブル基板あるいはフレキシブルテープを用いることができる。第２の電気配線基板９は、電気配線部材２３の剛性により、第１の電気配線基板７に対して概ね直角の向きに配置され、かつ素子基板４と対向する位置に配置されている。第２の電気配線基板９の電気配線部材２３との接続部と反対側の端部は自由端部となっているが、ヘッドカバー１２に保持させてもよい。電気配線部材２３として第１及び第２の電気配線基板７，９より熱伝導率の低い部材を用いることで熱伝導の影響を低減させることができる。

（第８の実施形態）
図１１は本発明の第８の実施形態を示す液体吐出ヘッド１の概略断面図である。本実施形態では、第７の実施形態と同様、第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９とが電気配線部材２４で接続されているが、電気配線部材２４は第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９が同一平面に位置するように平面状に延びている。第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９は素子基板４に対してほぼ直交する向きに伸びている。本実施形態では、集積回路素子１０と素子基板４の距離を確保することが容易であるため、特に放射熱の影響を低減することができる。第２の電気配線基板９は別部材に収容し支持してもよい。

（第９の実施形態）
図１２は本発明の第９の実施形態を示す液体吐出ヘッド１の概略断面図である。本実施形態では、複数の第２の電気配線基板９が設けられ、各第２の電気配線基板９が第１の電気配線基板７と接続されている。各第２の電気配線基板９にはそれぞれ集積回路素子１０が搭載されている。各第２の電気配線基板９にはそれぞれ複数の集積回路素子１０が搭載されてもよい。

（第１０の実施形態）
図１３は本発明の第１０の実施形態を示す液体吐出ヘッド１の概略断面図である。本実施形態では、第７の実施形態と同様、第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９とが電気配線部材２５で接続されているが、電気配線部材２５は第１の電気配線基板７と第２の電気配線基板９が対向するように湾曲している。本実施形態は２つの第２の電気配線基板９が対称の位置にあるため、２つの第２の電気配線基板９の熱伝導と熱放射による影響がほぼ等しくなる。また、熱伝導の経路長を確保することが容易なため熱伝導による影響がさらに軽減される。

（第１１の実施形態）
図１４は本発明の第１１の実施形態を示す液体吐出ヘッド１の概略断面図である。本実施形態では、集積回路素子１０は第２の電気配線基板９の素子基板４と対向する面に設けられている。第２の収容部１４を用いない場合、集積回路素子１０が静電気などの影響により破壊される恐れがある。具体的には、梱包材で梱包された液体吐出ヘッド１を、梱包を解いてプリンタ本体に取り付ける際、人の手などが触れて集積回路素子１０が静電破壊する可能性がある。本実施形態では集積回路素子１０は第２の電気配線基板９で保護されるため、人の手などが触れることが生じにくくなる。本実施形態では熱放射の影響は多少受けやすいが、集積回路素子１０が第２の電気配線基板９で保護されるため、静電破壊の可能性を低減することができる。なお、本実施形態は他の実施形態にも適用可能である。

１ 液体吐出ヘッド
４ 素子基板
７ 第１の電気配線基板
９ 第２の電気配線基板
１０ 集積回路素子

Claims (16)

1. 液体を吐出するためのエネルギーを付与するエネルギー発生素子を備えた素子基板と、前記素子基板に接続され、前記エネルギー発生素子の駆動に要する信号を前記素子基板に供給するフレキシブル配線部材と、を備えた組を列状に複数配列して構成される液体吐出ヘッドであって、
   列状に複数配列された前記組を構成する前記フレキシブル配線部材を介して前記素子基板のそれぞれと電気的に接続される１枚の第１の電気配線基板と、
   電気接続部材を介して前記第１の電気配線基板と電気的に接続されるとともに、複数の前記素子基板の前記エネルギー発生素子のそれぞれを動作させる電気信号を処理する集積回路素子を１つ搭載した１枚の第２の電気配線基板と、
   プリンタ本体から供給される液体を複数の前記素子基板に対して供給する液体供給ユニットと、
   を備え、
   前記素子基板と前記第２の電気配線基板とは、前記第１の電気配線基板を介して接続されており、前記第２の電気配線基板は、前記素子基板に対して前記第１の電気配線基板が配置されている位置よりも離れた位置に配置されて構成され、
   前記電気信号は前記第１の電気配線基板を介して前記第２の電気配線基板に搭載された前記集積回路素子に供給され、前記集積回路素子で処理され、前記第２の電気配線基板と前記第１の電気配線基板を介して前記エネルギー発生素子に供給されるように構成されている、液体吐出ヘッド。
2. 前記素子基板と前記第１の電気配線基板と前記第２の電気配線基板は、前記集積回路素子から前記素子基板まで連続的に繋がる固体媒体からなる熱伝導経路の一部を形成している、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第２の電気配線基板と前記素子基板との間には空気が介在する空間が設けられている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第１の電気配線基板と前記第２の電気配線基板は互いに非平行な向きに配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記１枚の第１の電気配線基板に対して、前記第２の電気配線基板が少なくとも２枚接続されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 列状に配列された複数の前記素子基板を列に沿った両側面から挟み込むように前記第１の電気配線基板が少なくとも２枚接続されており、前記１枚の第２の電気配線基板が複数の前記第１の電気配線基板のそれぞれと接続されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第１の電気配線基板は、前記電気接続部材として、前記電気信号を授受する第１の信号端子を有し、前記第２の電気配線基板は、前記電気接続部材として、前記電気信号を授受する第２の信号端子を有し、前記第１の信号端子と前記第２の信号端子は雌雄形状端子によって直接電気接続されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記第１の電気配線基板は、前記電気接続部材として、前記集積回路素子を駆動するための駆動電力を前記第２の電気配線基板に供給する第１の電力端子を有し、前記第２の電気配線基板は、前記電気接続部材として、前記駆動電力を前記第１の電気配線基板から受け取る第２の電力端子を有し、前記第１の電力端子と前記第２の電力端子はケーブルで接続されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記第１の電気配線基板と前記第２の電気配線基板とは、前記電気接続部材である電気配線部材によって接続されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記電気配線部材は前記第１の電気配線基板と前記第２の電気配線基板が直交ないし対向するように湾曲して前記第１の電気配線基板と前記第２の電気配線基板を連結している、請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記電気配線部材は前記第１の電気配線基板と前記第２の電気配線基板が同一平面に位置するように平面状に延びて前記第１の電気配線基板と前記第２の電気配線基板を連結している、請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記集積回路素子は前記第２の電気配線基板の前記素子基板に面した側面に設けられている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
13. 前記集積回路素子は前記第２の電気配線基板の前記素子基板に面した側面の裏面に設けられている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
14. 前記液体供給ユニットに対して液的に接続され、前記液体の供給経路内の負圧を適正な範囲に調整する圧力制御機構を有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
15. 前記液体吐出ヘッドは、複数の前記素子基板を記録媒体の幅に対応して配列したページワイド型の液体吐出ヘッドである、請求項１から１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
16. 前記素子基板は、エネルギー発生素子を内部に備える圧力室と、前記圧力室に連通しインクが吐出する吐出口と、前記圧力室に液体を供給する液体供給路と、前記圧力室から前記液体を回収する液体回収路とを具備する、請求項１から１５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

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