JP3873416B2

JP3873416B2 - プリンタ

Info

Publication number: JP3873416B2
Application number: JP33447697A
Authority: JP
Inventors: 元人日野
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2017-12-04
Also published as: US6206507B1; JPH11165408A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタに関し、特に、記録手段におけるアクチュエータと、その駆動回路とのフレキシブル基板による接続に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、記録媒体に対して画像を記録するプリンタでは、記録手段において、記録ヘッド（アクチュエータ）の駆動回路基板は、記録時にインク噴射ノズルからの噴射の際に生じるインクミスト等の余剰インクによる汚染を回避するために、ノズルから離れた位置に配置されており、記録ヘッドとその駆動回路基板とはフレキシブル基板により電気的に接続されている。このプリンタに備えられるヘッドユニットの一例を図７に示す。図７は同ヘッドユニットの分解斜視図である。ヘッドユニット１００では、インクジェット方式で記録を行う記録ヘッド２、記録ヘッド２が取り付けられ固定されるヘッドホルダ３、及び記録ヘッド２を保護するヘッドガイド４、インクが充填されたインクカートリッジ５を保護するケースホルダ６、及び記録ヘッド２を駆動するための回路基板７を有し、記録ヘッド２には、インクカートリッジ５からインクを供給するためのマニホールド８が設けられている。マニホールド８の端部にはシールラバー１０が取り付けられる。記録ヘッド２には、記録ヘッド２のノズルに対応したピッチの電極を有するフレキシブル基板２１が接続され、このフレキシブル基板２１が、ヘッドホルダ３の記録ヘッド２とは反対側の側面に取り付けられた回路基板７のコネクタ７ｂと接続されることにより、記録ヘッド２と回路基板７が電気的に接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のフレキシブル基板２１は、その端部に、記録ヘッド２のノズルに応じた特有の電極ピッチを有するように製造されなければならないため、フレキシブル基板２１の製造コストが割高となり、プリンタの製造コストが高くなってしまうという問題があった。また、上記フレキシブル基板２１は、ノズルから離れた位置に配置された回路基板７に接続される必要上、その大きさは長大なものとなる。製造時において、フレキシブル基板自体のハンドリングやフレキシブル基板が取り付けられた後の記録ヘッド２はハンドリングが難しく、製造の自動化が困難である。このため、製造コストが割高になるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、記録ヘッドとその駆動回路との電気的な接続を、記録ヘッドのノズルに対応したピッチの電極を有するフレキシブル基板と、汎用フレキシブル基板で行うことでプリンタの製造コストを低減し、しかも、両基板の接続部分に対する汚染防止を行うとともに、製造時における記録ヘッドやフレキシブル基板のハンドリングを容易にして製造を容易に行うことができるプリンタを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載のプリンタは、記録媒体に対して画像を記録する記録手段を有するプリンタにおいて、記録手段は、複数の記録素子をもつアクチュエータと、このアクチュエータを駆動するための回路基板と、この回路基板と前記アクチュエータとが前記アクチュエータが取り付けられる面と反対側の面に前記回路基板が取り付けられるようにそれぞれ固定されるとともにキャリッジに搭載されるヘッドホルダとを有し、回路基板には、第１のフレキシブル基板の一端を接続し、アクチュエータには、該アクチュエータの記録素子と対応したピッチの電極を一端に有する第２のフレキシブル基板の一端を接続すると共に、第２のフレキシブル基板の他端における電極ピッチを第１のフレキシブル基板の電極ピッチとほぼ同等に形成し、両フレキシブル基板の他端の電極同士をハンダ付けにより接続すると共に、この接続部分の外表面を絶縁部材で覆ったものである。
【０００６】
上記構成によれば、アクチュエータを駆動するための回路基板に一端が接続される第１のフレキシブル基板と、一端にアクチュエータの記録素子と対応したピッチの電極を有してアクチュエータに接続される第２のフレキシブル基板とを介して、アクチュエータとその駆動回路基板とを電気的に接続するようにしたので、第１のフレキシブル基板として比較的安価な汎用のものを使用することが可能となり、アクチュエータとその駆動回路基板との接続を低コストにて行うことができる。また、第２のフレキシブル基板は形状が小さいので、そのフレキシブル基板自体やフレキシブル基板が取り付けられた記録ヘッドのハンドリングがしやすく、製造時に自動化が容易である。また、両フレキシブル基板の接続部分の外表面を絶縁部材で覆い、両フレキシブル基板の接続部分の電極が露出することをなくしたので、プリンタ作動時に発生する余剰インクや製造時における各種洗浄液等がこの電極部分に付着することがなく、接続不良等を防止することができる。
【０００７】
【０００８】
また、両フレキシブル基板をハンダ付けにより接続するので、両フレキシブル基板の電極同士を確実に接続することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載のプリンタは、請求項１に記載のプリンタであって、記録手段は複数の記録素子列を有し、各記録素子列毎にフレキシブル基板が接続されているものである。
【００１０】
上記構成においては、複数の記録素子列を持つ記録手段と駆動回路基板との接続を容易に行うことができる。
【００１１】
また、請求項３に記載のプリンタは、請求項１又は２に記載のプリンタであって、絶縁部材として、対向する内面側に接着剤層を設けたラミネートフィルムを用いるものである。
【００１２】
上記構成においては、ラミネートフィルムの内面側に設けられた接着剤層により、第１のフレキシブル基板と第２のフレキシブル基板との接続部分に、ラミネートフィルムを簡単、かつ、確実にコーティングすることができる。
【００１３】
また、請求項４に記載のプリンタは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプリンタであって、アクチュエータの記録素子は、インクを噴射するためのノズルであり、アクチュエータは、そのノズル列と平行な側面に各ノズルと対応した電極を有し、第２のフレキシブル基板の一端における電極ピッチはアクチュエータの側面における電極ピッチとほぼ同等であるものである。
【００１４】
上記構成においては、アクチュエータがインク噴射ノズル、及びそれに対応する電極を有し、この電極ピッチとほぼ同等の電極ピッチを有する第２のフレキシブル基板がアクチュエータに接続されるので、多数の記録素子を持つアクチュエータであってもこのアクチュエータと駆動回路基板とを容易かつ確実に電気接続することができる。また、記録手段がインクジェット方式であるので、全体構成を小型化することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るプリンタについて図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るプリンタに備えられるヘッドユニットの斜視図、図２は同ヘッドユニットの分解斜視図である。ヘッドユニット（記録手段）１は、インクジェット方式で記録を行う記録ヘッド（アクチュエータ）２、記録ヘッド２が取り付けられ固定されるヘッドホルダ３、及び記録ヘッド２を保護するヘッドガイド４、インクが充填されたインクカートリッジ５を保護するケースホルダ６、及び記録ヘッド２を駆動するための回路基板（記録手段）７からなる。尚、ヘッドホルダ３には、図示しないキャリッジへの搭載時に位置決めを行うための突出部３ｂ，３ｃが設けられ、回路基板７には、メイン基板との接続のためのコネクタ７ａが設けられている。
【００１６】
記録ヘッド２には、インクカートリッジ５からインクを供給するためのマニホールド８が設けられており、このマニホールド８はヘッドホルダ３の開口部３ａに嵌め込まれる。開口部３ａに嵌め込まれたマニホールド８の端部には、ヘッドホルダ３の内側からシールラバー１０が取り付けられる。このシールラバー１０を介して、ヘッドホルダ３に装填されたインクカートリッジ５と、記録ヘッド２とが結合され、インクカートリッジ５内のインクがマニホールド８を通って記録ヘッド２に導入される。
【００１７】
また、記録ヘッド２には、インクが噴射される複数のノズル（記録素子）が列状に配設されたノズル列２ａが２列設けられ、記録ヘッド２は、これら２つのノズル列毎にそれぞれのノズルに対応して設けられた電極（詳細は後述）と対応したピッチの電極を一端に有するフレキシブル基板（第２のフレキシブル基板）１１Ｌ，１１Ｒ（総称して１１と記す）、及び汎用フレキシブル基板（第１のフレキシブル基板）１２Ｌ，１２Ｒ（総称して１２と記す）を介して回路基板７と電気的に接続される。このフレキシブル基板１１の端部であって、汎用フレキシブル基板１２と接続する端部には、汎用フレキシブル基板１２の電極ピッチとほぼ同等のピッチで電極が設けられ、両フレキシブル基板の端部の電極同士はハンダ付けにより接続される。この接続部分の外表面はラミネートフィルム（絶縁部材）１３で覆われている。この接続部分のハンダ付け及びラミネートフィルムによるコーティングの詳細については後述する。なお、汎用フレキシブル基板１２の回路基板７側の端部には、回路基板７のコネクタ７ｂとの接続用に接続部１２ｂが設けられている。
【００１８】
さらに、記録ヘッド２について図３を参照して詳細に説明する。図３は記録ヘッド２の分解斜視図である。記録ヘッド２は、記録媒体に対向して設けられるノズルプレート２ｂにノズル列２ａが２列設けられており、これらのノズル列２ａと平行な左右両側面２ｃに、複数の電極２ｄがそれぞれ設けられている。電極２ｄは、ノズル列２ａの各ノズルと対応した各インク噴射手段に駆動信号を印加するためのものである。上記のように、フレキシブル基板１１の一端部には電極２ｄのピッチとほぼ同等のピッチを有する電極１１ａがそれぞれ設けられており、これらの電極１１ａはそれぞれの電極２ｄにハンダ付けにて接続される。マニホールド８の端部には、インクカートリッジ５から記録ヘッド２に供給されるインク中に混入している異物を除去するためのフィルタ１５が設けられる。
【００１９】
次に、フレキシブル基板１１と汎用フレキシブル基板１２との接続について図４及び図５を参照して説明する。なお、フレキシブル基板１１と汎用フレキシブル基板１２の接続は、記録ヘッド２の単体での検査が終了し、ヘッドホルダ３へ組み付ける直前に行う。図４はフレキシブル基板１１及び汎用フレキシブル基板１２が接続する前の状態における、記録ヘッド２、フレキシブル基板１１及び汎用フレキシブル基板１２を示す斜視図、図５はフレキシブル基板１１と汎用フレキシブル基板１２との接続部分にラミネートフィルムでコーティングした状態における、記録ヘッド２、フレキシブル基板１１及び汎用フレキシブル基板１２を示す斜視図である。上述したように、フレキシブル基板１１の他端部に設けられた電極１１ｂと、汎用フレキシブル基板１２の一端部に設けられた電極１２ａとはハンダ付けにより接続され、この接続部分の外表面はラミネートフィルム１３でコーティングされる。ここで、記録ヘッド２のノズルに対応した電極２ｄのピッチは、該記録ヘッド特有のピッチであることが多く、汎用フレキシブル基板１２が有する電極１２ａのピッチとは異なることが多いので、汎用フレキシブル基板１２を記録ヘッド２の電極２ｄに直接接続することができないことが多い。そのために、フレキシブル基板１１に、記録ヘッド２の電極２ｄのピッチと対応させたピッチの電極１１ａを設けて、記録ヘッド２の電極２ｄへの接続を可能にしている。このような特有のフレキシブル基板１１は製造コストが高くなるので、それを使う部分は最小限とし、記録ヘッド２と回路基板７との接続には、途中からコストの安い汎用のフレキシブル基板１２を可能な限り多く用いるようにしたのである。
【００２０】
次に、フレキシブル基板１１と汎用フレキシブル基板１２との接続及び、接続部分のラミネートフィルムによるコーティングについて図６を参照して説明する。図６（ａ）乃至（ｄ）はフレキシブル基板１１と汎用フレキシブル基板１２との接続、及びラミネートフィルムによるコーティングの様子を示す断面図である。フレキシブル基板１１と汎用フレキシブル基板１２とを接続する際には、まず、フレキシブル基板１１の電極１１ｂ部分にハンダメッキ２０を施す。そして、フレキシブル基板１１と汎用フレキシブル基板１２とを、それぞれの電極同士の位置を合わせて重ね、加熱することでハンダメッキ２０を溶融させてハンダ付けを行う。次に、互いに対向する内面側に接着剤層１３ａが塗布された２枚のラミネートフィルム１３により、重ね合わされたフレキシブル基板１１及び汎用フレキシブル基板１２をその上下方向から挟み込む。ラミネートフィルム１３は、例えば、ポリエステルフィルムの内側にポリエチレン系の接着剤をコーティングしたものを用いる。この後、ラミネートフィルム１３で覆われたフレキシブル基板１１及び汎用フレキシブル基板１２に対して加熱することで接着剤層１３ａを溶融させてラミネート加工を行う。これにより、フレキシブル基板１１と汎用フレキシブル基板１２との接続部分がラミネートフィルム１３により周囲環境から遮断されて密閉される。接着剤層１３ａを溶融させる際の加熱温度はハンダメッキ２０の溶融温度より十分低く、これによって先にハンダ付けされた部分が再溶融して電極同士の接続不良が起こることはない。
【００２１】
このように、本実施形態のプリンタによれば、記録ヘッド２と回路基板７との接続をフレキシブル基板１１及び汎用フレキシブル基板１２とによって行うので、コストの高いフレキシブル基板１１の使用量を減らすことができ、その分コストを低減することができる。また、フレキシブル基板１１は形状が小さいので、フレキシブル基板１１自体及びフレキシブル基板が接続された記録ヘッド２をハンドリングしやすく、製造時の自動化等が容易である。また、フレキシブル基板１１と汎用フレキシブル基板１２との接続部分をラミネートフィルム１３によりコーティングしたので、接続部分が周囲環境から遮断され、この接続部分をインク等による汚染から保護することができ、印字動作の不良が防止され、故障等を防止することができる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、フレキシブル基板１１と汎用フレキシブル基板１２との接続部分のコーティングをラミネートフィルム１３によって行うものとしたが、これに限定されるものではなく、他の絶縁シート部材や液状の樹脂によってコーティングするようにしてもよい。ラミネートフィルムを用いる場合、樹脂によるコーティング（ポッティング）を行う場合よりも安価に行うことができる。好ましくはラミネートフィルムや絶縁シート材としてフレキシブルな材料を用いることで、フレキシブル基板１１，１２の性質を損なうことなく、配線作業を容易に行うことができる。また、記録ヘッド２には、複数のノズル列２ａが設けられ、これらのノズル列２ａに対応した電極のそれぞれが、フレキシブル基板１１及び汎用フレキシブル基板１２を介して回路基板７と接続される構成とされているが、記録ヘッド２には１つのノズル列が設けられ、この１つのノズル列に対応した電極が回路基板７と接続される構成としてもよい。また、上記実施形態では、本発明に係るプリンタをインクジェット方式としたが、他の記録方式、例えば、熱転写方式等としてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載の発明に係るプリンタによれば、アクチュエータとその駆動回路基板との接続を、第１のフレキシブル基板と、アクチュエータの記録素子と対応したピッチの電極を有し、アクチュエータに接続する第２のフレキシブル基板との両基板によって行うので、コストの高い第２のフレキシブル基板の使用量を減らすことができ、その分コストを低減することができる。また、第２のフレキシブル基板は小さいので、そのフレキシブル基板自体及びフレキシブル基板が接続された記録ヘッドをハンドリングしやすく製造が容易であり、この面からもコストを低減することができる。また、両フレキシブル基板の接続部分の外表面を絶縁部材で覆ったので、両フレキシブル基板の接続部分の電極が露出することがなく、これにより、プリンタ作動時に発生する余剰インクや製造時における各種洗浄液等がこの電極部分に付着することがなくなり、接続不良等を防止することができる。
【００２４】
また、両フレキシブル基板をハンダ付けにより接続したので、両フレキシブル基板の電極同士を確実に接続することができる。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明に係るプリンタによれば、記録手段に設けられた複数の記録素子列に対してそれぞれにフレキシブル基板が接続されるので、複数の記録素子列を有するアクチュエータであっても容易かつ確実に駆動回路基板への電気接続を行うことができる。
【００２６】
また、請求項３に記載の発明に係るプリンタによれば、ラミネートフィルムの内面側に設けられた接着剤層により、第１のフレキシブル基板と第２のフレキシブル基板との接続部分に、ラミネートフィルムを簡単、かつ、確実に接着することができる。
【００２７】
また、請求項４に記載の発明に係るプリンタによれば、アクチュエータがインク噴射ノズル、及びそれに対応する電極を有し、この電極ピッチとほぼ同等の電極ピッチを有する第２のフレキシブル基板がアクチュエータに接続されるので、多数の記録素子を持つアクチュエータであってもこのアクチュエータと駆動回路基板とを容易かつ確実に電気接続することができる。さらに、インクジェット方式としたことで、記録手段の構成を簡単にすることができるために装置全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るプリンタに備えられるヘッドユニットの斜視図である。
【図２】上記ヘッドユニットの分解斜視図である。
【図３】記録ヘッドの分解斜視図である。
【図４】フレキシブル基板と汎用フレキシブル基板とが接続する前の状態における、記録ヘッド、フレキシブル基板及び汎用フレキシブル基板を示す斜視図である。
【図５】フレキシブル基板と汎用フレキシブル基板との接続部分にラミネートフィルムでコーティングした状態における、記録ヘッド、フレキシブル基板及び汎用フレキシブル基板を示す斜視図である。
【図６】（ａ）乃至（ｄ）はフレキシブル基板と汎用フレキシブル基板との接続、及びラミネートフィルムによるコーティングの様子を示す断面図である。
【図７】従来のプリンタに備えられるヘッドユニットの分解斜視図である。
【符号の説明】
１ヘッドユニット（記録手段）
２記録ヘッド（アクチュエータ）
２ａノズル列（記録素子）
７回路基板
１１フレキシブル基板（第２のフレキシブル基板）
１２汎用フレキシブル基板（第１のフレキシブル基板）
１３ラミネートフィルム（絶縁部材）

Claims

記録媒体に対して画像を記録する記録手段を有するプリンタにおいて、前記記録手段は、複数の記録素子をもつアクチュエータと、このアクチュエータを駆動するための回路基板と、この回路基板と前記アクチュエータとが前記アクチュエータが取り付けられる面と反対側の面に前記回路基板が取り付けられるようにそれぞれ固定されるとともにキャリッジに搭載されるヘッドホルダとを有し、前記回路基板には、第１のフレキシブル基板の一端を接続し、前記アクチュエータには、該アクチュエータの記録素子と対応したピッチの電極を一端に有する第２のフレキシブル基板の一端を接続すると共に、第２のフレキシブル基板の他端における電極ピッチを第１のフレキシブル基板の電極ピッチとほぼ同等に形成し、前記両フレキシブル基板の他端の電極同士をハンダ付けにより接続すると共に、この接続部分の外表面を絶縁部材で覆ったことを特徴とするプリンタ。
前記記録手段は複数の記録素子列を有し、各記録素子列毎に前記フレキシブル基板が接続されていることを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
前記絶縁部材として、対向する内面側に接着剤層を設けたラミネートフィルムを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリンタ。
前記アクチュエータの記録素子は、インクを噴射するためのノズルであり、前記アクチュエータは、そのノズル列と平行な側面に各ノズルと対応した電極を有し、前記第２のフレキシブル基板の一端における電極ピッチは前記アクチュエータの側面における電極ピッチとほぼ同等であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のプリンタ。