| 【発明の名称】 |
記録装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】久保 智幸
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| 【要約】 |
【課題】フレキシブルフラットケーブルに搭載した駆動ＩＣチップの誤動作を防止し、また、その防止のために駆動ＩＣチップの近傍にコンデンサや抵抗等の回路素子を搭載するときに、これら回路素子の実装の剥離を防止するとともに、駆動ＩＣチップとヒートシンクとを確実に密着させる。
【構成】駆動ＩＣチップ１２ｃ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８０が、フレキシブルフラットケーブル１２上に実装され、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。フレキシブルフラットケーブル１２の可撓部は、ヒートシンク６０に沿うように１または複数回屈曲して引き回され、可撓部に実装された駆動ＩＣチップ１２ｃ及び回路素子８０は、可撓部における屈曲位置７４、７５を避けた位置に実装されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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記録装置。
【請求項２】
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請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
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請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
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請求項１〜３のいずれかに記載の記録装置。
【請求項５】
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請求項１〜４のいずれかに記載の記録装置。
【請求項６】
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請求項１〜５のいずれかに記載の記録装置。
【請求項７】
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請求項６に記載の記録装置。
【請求項８】
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請求項７に記載の記録装置。
【請求項９】
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請求項８に記載の記録装置。
【請求項１０】
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請求項１〜９のいずれかに記載の記録装置。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開２００４−９８４６５号公報（図６及び図７参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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）。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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）。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施の形態のインクジェット記録装置の平面図である。
【図２】キャリッジの分解斜視図である。
【図３】キャリッジをＹ方向に沿って切断した断面図である。
【図４】記録ヘッドの分解斜視図である。
【図５】回路素子とヒートシンク近傍の拡大断面図である。
【図６】フレキシブルフラットケーブルの展開図である。
【図７】フレキシブルフラットケーブルの別例の展開図である。
【図８】フレキシブルフラットケーブルのさらに別例の展開図である。
【図９】本実施の形態のインクジェット記録装置の電気回路図である。
【符号の説明】
【００６６】
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
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２６７
【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年６月２７日（２００６．６．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９１３１
【弁理士】
【氏名又は名称】石井 暁夫
【識別番号】１０００９６７４７
【弁理士】
【氏名又は名称】東野 正
【識別番号】１０００９９９６６
【弁理士】
【氏名又は名称】西 博幸
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| 【公開番号】 |
特開２００８−６５９３（Ｐ２００８−６５９３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年１月１７日（２００８．１．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−１７６３９９（Ｐ２００６−１７６３９９） |
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