(57)【要約】      （修正有）【課題】記録ヘッドのフレキシブル基板とキャリッジ内に配置された中継基板とを接続するとき、片列側のピン配置が逆になるためにフレキシブルフラットケーブルを用いた場合にコストが高くなる。【解決手段】ヘッド１０１とヘッド１０１に記録液を供給するタンク１０２とを一体化した記録ヘッド７は、タンク１０２が樹脂部材からなり、タンク１０２の外表面にヘッド１０１の圧力発生手段を駆動するための信号を伝送するための信号線１０３を形成し、信号線１０３の他端部はキャリッジ３内に設けた中継基板１０５に電気的に接続されるコネクタ１０４に接続した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録液の液滴を吐出するヘッドとこのヘッドに前記記録液を供給するタンクを一体にしたタンク一体型液体吐出ヘッドおいて、前記タンクが樹脂部材からなり、このタンクの外表面に一端部が前記ヘッドに接続された信号線が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記タンクに形成された信号線の他端部は、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジに設けられ、装置本体との間で電気的に接続される中継基板に電気的に接続される接続手段に接続されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドを搭載して画像を形成する画像形成装置において、前記液体吐出ヘッドが請求項１又は２に記載のタンク一体型液体吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、前記タンク一体型液体吐出ヘッドは装置本体に対して着脱自在に装着されることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関し、特にタンク一体型液体吐出ヘッド及びこのタンク一体型液体吐出ヘッドを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置としては、記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いたインクジェット記録装置が知られている。このような液体吐出ヘッドとしては、例えば、加圧液室内のインクを加圧する圧力発生手段として圧電素子などの電気機械変換素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて記録液の膜沸騰を利用するいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータを圧力発生手段に用いたものなどが知られている。
【０００３】
このような液体吐出ヘッドや液体吐出ヘッドを使用するインクジェット記録装置においては、液体吐出ヘッドの圧力発生手段を記録データに応じて駆動するために、液体吐出ヘッドの圧力発生手段に対して装置本体側から所要の信号を与える配線を設ける必要がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に記載されているように、記録ヘッドを駆動するドライブＩＣ等を搭載したフレキシブル基板と記録ヘッドを搭載したキャリッジ内に配置された中継基板とをフレキシブルフラットケーブルを用いて接続するインクジェット記録装置が知られている。
【特許文献１】特開２００４−３５１７２７号公報
【０００５】
その他、特許文献２に記載されているように、吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部を有するヘッド本体と、このヘッド本体を支持する支持部材と、エネルギー発生手段に対して駆動電力を供給する電源とヘッド本体との電気的接続を行うためのフレキシブルプリント配線板とを具えた液体吐出ヘッドが知られている。
【特許文献２】特開２００２−０２６４７１号公報
【０００６】
また、特許文献３に記載されているように、主走査方向に移動可能なキャリッジを記録紙の搬送面の上方に配置し、キャリッジに印字ヘッドおよび中継基板を搭載し、印字ヘッドと中継基板を導通接続するＦＰＣを備えるインクジェット記録装置であって、印字ヘッドからＦＰＣを主走査方向に引出して約１８０°屈曲し、キャリッジ内に折畳むように配設したインクジェット記録装置が知られている。
【特許文献３】特開２００２−０５３９４０号公報
【０００７】
中継基板を用いるものとしては、上記の他、特許文献４ないし１３に記載されているものもある。
【特許文献４】特開２００３−１２７３９０号公報
【特許文献５】特開２００３−１２７３４２号公報
【特許文献６】特開２００３−１２７３４３号公報
【特許文献７】特開２００３−１２７３４４号公報
【特許文献８】特開２００３−１２７３９１号公報
【特許文献９】特開２００３−１２７３９２号公報
【特許文献１０】特開２００３−１２７３４８号公報
【特許文献１１】特開２００３−１２７４０５号公報
【特許文献１２】特開２００３−１８１３５２号公報
【特許文献１３】特開２００３−２４６０７２号公報
【０００８】
フレキシブルフラットケーブルや中継基板を用いるものとしては、上記の他、特許文献１４ないし１８に記載されているものがある。
【特許文献１４】特開２００３−３０５８４３号公報
【特許文献１５】特開２００４−０９８６３０号公報
【特許文献１６】特開２００４−２６８４５４号公報
【特許文献１７】特開２０００−０７１５５２号公報
【特許文献１８】特開昭６２−０４５８２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、一般にフレキシブル基板は高価であるため、キャリッジと装置本体との間で配線を延長して引き出す部分には、安価なフレキシブルフラットケーブルが使用されているが、フレキシブルフラットケーブルは電極ピッチが１ｍｍ以上ある場合にしか使用されないのが現状である。
【００１０】
また、複数のノズルを複数列設けたヘッドを複数色分搭載するフルカラーインクジェット記録装置においては、記録ヘッドのフレキシブル基板とキャリッジ内に配置された中継基板とを接続するとき、片列側のピン配置が逆になり中継基板のコストアップにつながるという課題がある。さらに、キャリッジ内に配置された中継基板のパターンレイアウトが複雑になり規定のパターン幅が確保できず信頼性が低下することもあるという課題も生じている。また、フレキシブルフラットケーブルを中継基板のコネクタに接続するとき、組付けに時間を要し簡単には接続できない構造となっているため、組み付け作業が面倒であるという課題も抱えている。
【００１１】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッドに対する配線を簡易化したタンク一体型液体吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、記録液の液滴を吐出するヘッドとこのヘッドに記録液を供給するタンクを一体にしたタンク一体型液体吐出ヘッドであり、タンクが樹脂部材からなり、このタンクの外表面に一端部がヘッドに接続された信号線が形成されている構成とした。
【００１３】
ここで、前記タンクに形成された信号線の他端部は、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジに設けられ、装置本体との間で電気的に接続される中継基板に電気的に接続される接続手段に接続されていることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るタンク一体型液体吐出ヘッドを備えている構成とした。
【００１５】
ここで、タンク一体型液体吐出ヘッドは装置本体に対して着脱自在に装着されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る液体吐出ヘッド及び画像形成装置によれば、ヘッドと一体のタンクが樹脂部材からなり、このタンクの外表面に一端部がヘッドに接続された信号線が形成されている構成としたので、ヘッドに対する配線が簡略化されて、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッドを備えた本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。
【００１８】
この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１とガイドレール２とでキャリッジ３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ４で駆動プーリ６Ａと従動プーリ６Ｂ間に架け渡したタイミングベルト５を介して図２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。
【００１９】
このキャリッジ３には、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の記録液の液滴（インク滴）を吐出する独立したタンク一体型液体吐出ヘッド７ｋ、７ｃ、７ｍ、７ｙ（以下、色を区別しないときには「記録ヘッド７」という。）を主走査方向に沿う方向に配置し、液滴吐出方向を下方に向けて、着脱自在に装着している。
【００２０】
一方、給紙カセット１０などの用紙積載部（圧板）１１上に積載した用紙１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１から用紙１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１３及び給紙ローラ１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４を備え、この分離パッド１４は給紙ローラ１３側に付勢されている。
【００２１】
そして、この給紙部から給紙された用紙１２を記録ヘッド７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト２１と、給紙部からガイド１５を介して送られる用紙１２を搬送ベルト２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ２２と、略鉛直上方に送られる用紙１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト２１上に倣わせるための搬送ガイド２３と、押さえ部材２４で搬送ベルト２１側に付勢された先端加圧コロ２５とを備えている。また、搬送ベルト２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２６を備えている。
【００２２】
ここで、搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２７とテンションローラ２８との間に掛け渡されて、副走査モータ３１からタイミングベルト３２及びタイミングローラ３３を介して搬送ローラ２７が回転されることで、図２のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト２１の裏面側には記録ヘッド７による画像形成領域に対応してガイド部材２９を配置している。
【００２３】
また、図２に示すように、搬送ローラ２７の軸には、スリット円板３４を取り付け、このスリット円板３４のスリットを検知するセンサ３５を設けて、これらのスリット円板３４及びセンサ３５によってエンコーダ３６を構成している。
【００２４】
帯電ローラ２６は、搬送ベルト２１の表層に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。
【００２５】
さらに、記録ヘッド７で記録された用紙１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２１から用紙１２を分離するための分離部と、排紙ローラ５２及び排紙コロ５３と、排紙される用紙１２をストックする排紙トレイ５４とを備えている。
【００２６】
また、背部には両面給紙ユニット５５が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット５５は搬送ベルト２１の逆方向回転で戻される用紙１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙する。
【００２７】
さらに、図２に示すように、キャリッジ３の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド７のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構５６を配置している。
【００２８】
この維持回復機５９６は、記録ヘッド７の各ノズル面をキャピングするための各キャップ５７と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード５８と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける空吐出受け５９などを備えている。
【００２９】
このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１２はガイド１５で案内され、搬送ベルト２１とカウンタローラ２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３で案内されて先端加圧コロ２５で搬送ベルト２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００３０】
このとき、図示しない制御回路によってＡＣバイアス供給部から帯電ローラ２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２１上に用紙１２が給送されると、用紙１２が搬送ベルト２１に静電力で吸着され、搬送ベルト２１の周回移動によって用紙１２が副走査方向に搬送される。
【００３１】
そこで、キャリッジ３を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド７を駆動することにより、停止している用紙１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１２を排紙トレイ５４に排紙する。
【００３２】
また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１２を両面給紙ユニット５５内に送り込み、用紙１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ２２と搬送ベルト２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ５４に排紙する
【００３３】
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ３は維持回復機構５５側に移動されて、キャップ５７で記録ヘッド７のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ５７で記録ヘッド７をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド７のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード５８でワイピングを行なう。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド７の安定した吐出性能を維持する。
【００３４】
次に、この画像形成装置における記録ヘッド７について図３をも参照して説明する。なお、図３は同画像形成装置のキャリッジ部の模式的説明図である。
記録ヘッド７は、記録液の液滴を吐出するヘッド１０１とこのヘッド１０１に記録液を供給するタンク１０２を一体に備えたタンク一体型液体吐出ヘッドである。
【００３５】
ここで、ヘッド１０１としては、例えば記録液（インク）の液滴を吐出するノズルを２列千鳥状に配置したものを用いている。また、ヘッド１０１は、加圧液室内のインクを加圧する圧力発生手段として、圧電素子などの電気機械変換素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型（圧電型）ヘッドを用いているが、これに限るものではなく、前述したように発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて記録液の膜沸騰を利用するいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどを用いることもできる。
【００３６】
そして、この記録ヘッド７のタンク１０２は樹脂部材で形成し、樹脂表面に配線形成する技術を適用して、その外表面にヘッド１０１の圧力発生手段を駆動するための信号を伝送する信号線（配線）１０３を形成し、この信号線１０３の一端部はヘッド１０１側に接続され、他端部には、キャリッジ３に設ける中継基板１０５に電気的に接続される接点式（バネ式）コネクタ１０４に接続している。なお、信号線１０３の幅、長さ等は実際の消費電流などを考慮して決めることになる。また、コネクタ１０４は接点式コネクタに限るものではない。
【００３７】
キャリッジ３内の中継基板１０５は、図４に示すように、各記録ヘッド７ｋ、７ｃ、７ｍ、７ｙに対応して、装置本体側のＦＦＣ１０６が接続される複数の電極部１０７ａから構成される接続部１０７ｋ、１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｙを設けている。複数の電極部１０７ａはヘッド１０１への信号数に応じた数だけ配置されている。なお、ここでは、接点式コネクタ１０４で中継基板１０５と接続する構成としているので、電極部１０７ａは耐久性、信頼性の面から表面にメッキ等の処理を行なうことが好ましい。また、中継基板１０５内の電極部１０７ａの大きさ、形状等は記録ヘッド７のタンク１０２側の接点（バネ）式コネクタ１０４の仕様に合わせたものとする。
【００３８】
このように、記録液の液滴を吐出するヘッドとこのヘッドに一体化した記録液を供給するタンクが樹脂部材からなり、このタンクの外表面に一端部がヘッドに接続された信号線が形成されていることで、ヘッドに対する配線が簡略化して、低コスト化を図ることができる。この場合、中継基板を用いることでタンク一体型液体吐出ヘッドを装置本体に対して容易に着脱可能な構成とすることができる。
【００３９】
なお、タンク一体型液体吐出ヘッド及び画像形成装置としては、上述したように、タンク及びヘッドが一体的に画像形成装置本体に交換可能に装着されるものだけでなく、サブタンクとヘッドとを一体化してキャリッジ上などに搭載され、装置本体側に記録液カートリッジを交換可能に装着し、この記録液カートリッジからチューブなどを介して液体吐出ヘッドのサブタンクに記録液を補給する構成とするものも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図である。
【図２】同装置の要部平面説明図である。
【図３】同装置のキャリッジ部の模式的説明図である。
【図４】同キャリッジの中継基板の正面説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
３…キャリッジ
７…記録ヘッド
１０１…ヘッド
１０２…タンク
１０３…信号線（配線）
１０４…コネクタ
１０５…中継基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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