JP2017100286A - ヘッドユニット及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱部材による放熱性能を維持しつつ記録ヘッドの取り付け位置を調整することができるヘッドユニット及びインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクを吐出する記録素子と、記録素子を駆動させる駆動信号を記録素子に供給する駆動回路が有する駆動素子と、を有する記録ヘッド１２と、熱伝導性を有し、駆動素子の熱を放出する放熱部材と、記録ヘッド１２が取り付けられた取付部材１０１と、を備え、駆動素子及び放熱部材は、熱伝導性を有する第１の接続部材６１を介して可動的に繋げられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、ヘッドユニット及びインクジェット記録装置に関する。

従来、インクを吐出する複数の記録素子を各々有する複数の記録ヘッドが取付部材に取り付けられたヘッドユニットを備え、当該ヘッドユニットと記録媒体とを相対移動させながら記録ヘッドの記録素子から記録媒体にインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置がある。このようなインクジェット記録装置では、取付部材に対する記録ヘッドの取り付け位置を調整して上記相対移動の方向と直交する方向についての記録素子の配置間隔を均一にすることにより、適正な画質で画像を記録することができる。

インクジェット記録装置では、通常、記録素子に対して駆動信号を供給する駆動回路が記録ヘッドごとに設けられる。ここで、駆動回路が有する駆動素子の温度が動作熱により上昇すると、当該駆動素子の熱が記録素子内のインクに伝わってインクの粘度が低下することにより適正なインク吐出が行なえなくなったり、記録素子が設けられた素子基板が駆動素子の熱により膨張して記録素子の位置が変動したりするため記録画像の画質低下に繋がる。これに対し、駆動素子の熱を吸収して放出する放熱部材を記録ヘッドに取り付けることにより、記録ヘッドにおける記録素子やインクの温度上昇を抑制する技術がある。

更に、特許文献１に開示されているように複数の記録ヘッドに各々取り付けられた複数の放熱部材を一体的に繋げることにより、複数の記録ヘッドにおける駆動素子の温度ばらつきを抑制して、記録ヘッドごとのインク温度や素子基板の変形量に起因する画質低下を抑制する技術がある。

特開２００６−１９９０２１号公報

しかしながら、上記従来の技術では、記録ヘッドと取付部材との相対位置が放熱部材により固定されるため、記録ヘッドの取り付け位置の調整を行うことができないという課題がある。

この発明の目的は、放熱部材による放熱性能を維持しつつ記録ヘッドの取り付け位置を調整することができるヘッドユニット及びインクジェット記録装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載のヘッドユニットの発明は、
インクを吐出する記録素子と、前記記録素子を駆動させる駆動信号を前記記録素子に供給する駆動回路が有する駆動素子と、を有する記録ヘッドと、
前記駆動素子の熱を放出する放熱部材と、
前記記録ヘッドが取り付けられた取付部材と、
を備え、
前記駆動素子及び前記放熱部材は、熱伝導性を有する第１の接続部材を介して可動的に繋げられている
ことを特徴としている。

また、上記目的を達成するため、請求項２に記載のヘッドユニットの発明は、
インクを吐出する記録素子と、前記記録素子を駆動させる駆動信号を前記記録素子に供給する駆動回路が有する駆動素子と、を有する記録ヘッドと、
前記駆動素子の熱を放出する放熱部材と、
前記記録ヘッドが取り付けられた取付部材と、
を備え、
前記駆動回路は、前記記録素子と前記放熱部材との相対位置を変更可能に外力に応じて変形する変形部を介して前記駆動信号を前記記録素子に供給する
ことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のヘッドユニットにおいて、
前記記録ヘッドは、前記駆動素子を収容する筐体を有し、
前記放熱部材は、前記筐体に設けられた開口部を貫通して設けられる
ことを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のヘッドユニットにおいて、
前記記録ヘッドを複数備え、
前記複数の記録ヘッドにおける複数の前記放熱部材は、熱伝導部材を介して一体的に繋げられている
ことを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のヘッドユニットにおいて、
前記複数の放熱部材は、前記複数の記録ヘッドを収容し熱を伝える外装部材を介して一体的に繋げられていることを特徴としている。

また、上記目的を達成するため、請求項６に記載のヘッドユニットの発明は、
インクを吐出する記録素子と、前記記録素子を駆動させる駆動信号を前記記録素子に供給する駆動回路が有する駆動素子と、を各々有する複数の記録ヘッドと、
前記複数の記録ヘッド各々の前記駆動素子の熱を各々放出する複数の放熱部材と、
前記複数の記録ヘッドが取り付けられた取付部材と、
を備え、
前記複数の記録ヘッドにおける複数の前記放熱部材は、熱伝導性を有する第２の接続部材を介して可動的かつ一体的に繋げられている
ことを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のヘッドユニットにおいて、
前記複数の記録ヘッドの各々は、前記駆動素子を収容する筐体を有し、
前記放熱部材は、前記筐体に設けられた開口部を貫通して設けられる
ことを特徴としている。

請求項８に記載の発明は、請求項３又は７に記載のヘッドユニットにおいて、
前記開口部は、封止部材により封止されていることを特徴としている。

また、上記目的を達成するため、請求項９に記載のインクジェット記録装置の発明は、
請求項１〜８の何れか一項に記載のヘッドユニットを備えることを特徴としている。

本発明に従うと、放熱部材による放熱性能を維持しつつ記録ヘッドの取り付け位置を調整することができるという効果がある。

インクジェット記録装置の概略構成を示す模式図である。 ヘッドユニットの構成を示す模式図である。 インクジェット記録装置の主要な機能構成を示すブロック図である。 ヘッドユニット及び記録ヘッドの模式断面図である。 記録ヘッドの模式側面図である。 接続部材の構成の他の例を示す断面図である。 第２の実施形態に係るヘッドユニット及び記録ヘッドの模式断面図である。 第３の実施形態に係るヘッドユニット及び記録ヘッドの模式断面図である。

以下、本発明のヘッドユニット及びインクジェット記録装置に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態であるインクジェット記録装置１の概略構成を示す模式図である。
インクジェット記録装置１は、搬送部２１と、ヘッドユニット１０などを備える。

搬送部２１は、図１のＸ方向に延びる回転軸を中心に回転する２本の搬送ローラー２１１，２１２により内側が支持された輪状の搬送ベルト２１３を備える。搬送部２１は、搬送ベルト２１３の搬送面上に記録媒体Ｐが載置された状態で搬送ローラー２１１，２１２が図示略のモーターにより回転して搬送ベルト２１３が周回移動することで記録媒体Ｐを搬送ベルト２１３の移動方向（搬送方向；図１のＹ方向）に搬送する。
ここで、記録媒体Ｐは、一定の寸法に裁断された枚葉紙とすることができる。この記録媒体Ｐは、図示略の給紙装置により搬送ベルト２１３上に供給され、画像が記録された後に搬送ベルト２１３から所定の排紙部に排出される。なお、記録媒体Ｐとしては、ロール紙が用いられても良い。この場合、記録媒体Ｐは、記録媒体Ｐが巻かれたロールから引き出されて搬送ベルト２１３上に供給され、画像が記録された後に別のロールにより巻き取られる。記録媒体Ｐとしては、普通紙や塗工紙といった紙のほか、布帛又はシート状の樹脂等、表面に着弾したインクを定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。

ヘッドユニット１０は、搬送部２１により搬送される記録媒体Ｐに対して画像データに基づいて適切なタイミングでインクを吐出して画像を記録する。本実施形態のインクジェット記録装置１では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つのヘッドユニット１０が記録媒体Ｐの搬送方向上流側からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。

図２は、ヘッドユニット１０の構成を示す模式図である。ここでは、ヘッドユニット１０のうち搬送ベルト２１３の搬送面と対向する面が示されている。
各ヘッドユニット１０は、４つのヘッド開口部１０１ａが設けられた取付部材１０１と、４つのヘッド開口部１０１ａにそれぞれ取り付けられた４つの記録ヘッド１２とを備える。４つの記録ヘッド１２は、Ｘ方向についての配置範囲が互いに一部重複するように千鳥格子状に配置されている。各記録ヘッド１２には、インクを吐出するノズル４２を各々有する複数の記録素子１２１（図３）が設けられている。複数の記録素子１２１のノズル４２は、記録媒体Ｐの搬送方向と交差する方向（本実施形態では搬送方向と直交する方向、即ちＸ方向）に等間隔に配列されたノズル４２によりそれぞれ構成される２つのノズル列を形成している。これら２つのノズル列は、ノズル４２の配置位置が、各ノズル列におけるノズル４２の配置間隔の２分の１だけＸ方向について互いにずれるように設けられている。ノズル４２から吐出されたインクは、ヘッド開口部１０１ａを通過して搬送ベルト２１３の搬送面上の記録媒体Ｐに着弾する。
なお、記録ヘッド１２が有するノズル列の数は、１つ又は３つ以上であっても良い。また、ヘッドユニット１０が有する記録ヘッド１２の数は、３つ以下又は５つ以上であっても良い。

ヘッドユニット１０に含まれるノズル４２のＸ方向についての配置範囲は、搬送ベルト２１３により搬送される記録媒体Ｐのうち画像が形成可能な領域のＸ方向の幅をカバーしており、ヘッドユニット１０は、画像の記録時には搬送ベルト２１３に対して位置が固定されて用いられる。即ち、インクジェット記録装置１は、シングルパス形式のインクジェット記録装置である。

本実施形態のヘッドユニット１０では、複数の記録ヘッド１２のノズル間隔が均等になるように記録ヘッド１２の取付部材１０１への取り付け位置をＸ方向及びＹ方向に調整することができるようになっている。本実施形態の記録ヘッド１２のノズル間隔は、数十μｍ程度であるため、記録ヘッド１２の取り付け位置の調整可動範囲をＸ方向及びＹ方向についてそれぞれ１００μｍ程度設けることにより余裕をもって取り付け位置の調整を行うことができる。

また、ヘッドユニット１０は、記録ヘッド１２を駆動する記録ヘッド駆動部１１（図３）を備える。記録ヘッド駆動部１１は、記録ヘッド１２ごとに設けられ当該記録ヘッド１２の記録素子１２１に対して画像データに応じた駆動波形の電圧信号（以下、駆動信号と記す）を供給する駆動回路１１２と、駆動回路１１２に適切なタイミングで画像データを供給する駆動制御回路１１１とを有する。
記録ヘッド１２に含まれる記録素子１２１の各々は、インクを貯留する圧力室と、圧力室の壁面に設けられた圧電素子と、ノズル４２とを備える。記録ヘッド駆動部１１の駆動回路１１２からは、圧電素子を変形動作させる駆動信号が出力され、記録素子１２１は、当該電圧信号が圧電素子に印加されるように構成されている。圧電素子に駆動信号が印加されると、この駆動信号に応じて圧力室が変形して圧力室内の圧力が変化し、当該圧力の変化に応じて圧力室に連通するノズル４２からインクが吐出される。
なお、各記録ヘッド１２には、駆動回路１１２において生じた熱を放出するヒートシンク６０（図４）が取り付けられている。当該ヒートシンク６０及び記録ヘッド１２の接続の態様については後述する。

本実施形態では、記録素子１２１のノズル４２から吐出されるインクとしては、常温で液体のものが用いられる。ノズル４２から吐出されるインクの量や速度は、インクの粘度により変化し、また、インクの粘度は温度依存性を有する。よって、各ノズル４２からのインクの吐出量及び速度のばらつきを抑制するために、複数の記録ヘッド１２における記録素子１２１（特に、吐出される直前のインクが貯留される圧力室）の温度は、均一であることが好ましい。

図３は、インクジェット記録装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。
インクジェット記録装置１は、上述したヘッドユニット１０、記録ヘッド駆動部１１、記録ヘッド１２の他、制御部３０と、搬送駆動部２２と、入出力インターフェース２３と、バス２４などを備える。このうち制御部３０は、ＣＰＵ３１（Central Processing Unit）、ＲＡＭ３２（Random Access Memory）、ＲＯＭ３３（Read Only Memory）及び記憶部３４を有する。

ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３３に記憶された各種制御用のプログラムや設定データを読み出してＲＡＭ３２に記憶させ、当該プログラムを実行して各種演算処理を行う。また、ＣＰＵ３１は、インクジェット記録装置１の全体動作を統括制御する。例えば、ＣＰＵ３１は、記憶部３４に記憶された画像データに基づいて搬送部２１及びヘッドユニット１０を動作させて記録媒体Ｐ上に画像を記録させる。

ＲＡＭ３２は、ＣＰＵ３１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。ＲＡＭ３２は、不揮発性メモリーを含んでいても良い。

ＲＯＭ３３は、ＣＰＵ３１により実行される各種制御用のプログラムや設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ３３に代えてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられても良い。

記憶部３４には、入出力インターフェース２３を介して外部装置２から入力されたプリントジョブ（画像記録命令）及び当該プリントジョブに係る画像データが記憶される。記憶部３４としては、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）が用いられ、また、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などが併用されても良い。

搬送駆動部２２は、ＣＰＵ３１から供給される制御信号に基づいて搬送部２１の搬送ローラー２１１，２１２を駆動するモーターに駆動信号を供給して搬送ローラー２１１，２１２を所定の速度及びタイミングで回転させ、搬送ベルト２１３を周回移動させる。

入出力インターフェース２３は、外部装置２と制御部３０との間のデータの送受信を媒介する。入出力インターフェース２３は、例えば各種シリアルインターフェース、各種パラレルインターフェースのいずれか又はこれらの組み合わせで構成される。

バス２４は、制御部３０と他の構成との間で信号の送受信を行うための経路である。

外部装置２は、例えばパーソナルコンピューターであり、入出力インターフェース２３を介してプリントジョブ及び画像データ等を制御部３０に供給する。

次に、ヘッドユニット１０及び記録ヘッド１２の詳細な構成について説明する。
図４は、図２のＡ−Ａ線を通りＸ軸に垂直な面におけるヘッドユニット１０及び記録ヘッド１２の模式断面図である。
図５は、一の記録ヘッド１２を＋Ｙ方向から見た模式側面図である。

ヘッドユニット１０は、４つの記録ヘッド１２の他、記録ヘッド１２が取り付けられる取付部材１０１と、記録ヘッド１２を収容する外装部材１０２と、４つの記録ヘッド１２にそれぞれ接続された４つのヒートシンク６０などを有している。なお、ヘッドユニット１０が有する４つの記録ヘッド１２の構成は、互いに同一である。
取付部材１０１は、記録ヘッド１２の重さにより撓まない強度を有する金属板である。外装部材１０２は、取付部材１０１との間でヘッドユニット１０を密閉して記録ヘッド１２を保護する。
取付部材１０１と外装部材１０２とは、ボルト１０４により固定されている。また、外装部材１０２と取付部材１０１との間には、断熱部材１０３が設けられている。断熱部材１０３としては、熱伝導率が０．１［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下のウレタンやポリスチレンといった熱を伝えにくい部材が用いられる。

記録ヘッド１２は、記録素子１２１が設けられた素子基板４０（記録素子配置部）と、素子基板４０に駆動信号を供給する駆動回路１１２が設けられた回路基板５０と、素子基板４０及び回路基板５０を収容する筐体１２２と、記録ヘッド１２に供給されるインクが流入するインレット１２３と、記録ヘッド１２から排出されるインクが流出するアウトレット１２４などを備えている。記録ヘッド１２は、取付部材１０１に設けられたヘッド開口部１０１ａに−Ｚ方向から挿入され、筐体１２２の素子基板４０側の端部からＹ方向に延設された延設部１２２ａと取付部材１０１とがボルト１２９により固定されることにより取付部材１０１に取り付けられている。

素子基板４０は、複数のノズル４２の開口が設けられたノズルプレート４１と、ノズルプレート４１上に形成され各ノズル４２にそれぞれ連通する複数の圧力室４３と、圧力室４３上に形成された圧電アクチュエーター層４４と、圧電アクチュエーター層４４上に形成された配線層４５などを備える。圧電アクチュエーター層４４は、複数の圧力室４３にそれぞれ対応して設けられた上述の複数の圧電素子を備え、駆動回路１１２から配線層４５を介して供給された駆動信号により圧電素子が変形することにより圧力室４３を変形させる。ノズルプレート４１、ノズル４２、圧力室４３、圧電アクチュエーター層４４及び配線層４５のうち一のノズル４２に対応する部分により一の記録素子１２１が構成される。
素子基板４０の＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に隣接する位置には、素子基板４０を支持する支持フレーム１２８が設けられている。素子基板４０は、支持フレーム１２８を介して筐体１２２に固定されている。なお、素子基板４０を直接筐体１２２に固定可能な場合には、支持フレーム１２８を省略することができる。

回路基板５０は、素子基板４０の配線層４５に接続された配線基板５１と、配線基板５１上に取り付けられ駆動回路１１２の一部を構成する駆動素子１１２ａと、コネクタ５２などを備える。このうち駆動素子１１２ａは、セラミックによりパッケージされた半導体集積回路である。配線基板５１は、素子基板４０の各記録素子１２１に接続される配線を有し、駆動素子１１２ａから出力された駆動信号を当該配線を介して各記録素子１２１に供給する。また、コネクタ５２は、フレキシブル基板１２７を介して外部コネクタ１２６に接続されている。外部コネクタ１２６は、筐体１２２に取り付けられており、記録ヘッド１２の外部に設けられた駆動制御回路１１１との電気的な接続を行う接続端子を有する。駆動制御回路１１１から供給された画像データは、外部コネクタ１２６、フレキシブル基板１２７、コネクタ５２及び配線基板５１上の配線を介して駆動素子１１２ａに供給される。回路基板５０は、記録ヘッド１２における２つのノズル列に対応して２つ設けられている。

ヒートシンク６０は、接続部材６１を介して駆動素子１１２ａに接続された板状の部材であり、駆動素子１１２ａの熱を放出する。ヒートシンク６０には、放熱効率を向上させるための放熱フィンが設けられていても良い。ヒートシンク６０には、熱伝導性を有する部材が用いられる。ここで、熱伝導性を有するとは、熱伝導率が１［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上であることをいう。駆動素子１１２ａで発生する熱を逐次放出して駆動素子１１２ａの温度上昇を効率良く抑制するために、ヒートシンク６０には、１０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の熱伝導率を有するチタンやステンレスといった金属、無機化合物、又は樹脂などを用いることが好ましく、さらに熱伝導率が５０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の鉄やアルミニウムといった高熱伝導性の金属を用いることがさらに望ましい。ヒートシンク６０は、駆動素子１１２ａのパッケージ表面及びヒートシンク６０の表面に密着された接続部材６１（第１の接続部材）を介して２つの回路基板５０の駆動素子１１２ａにそれぞれ接続されている。

接続部材６１は、駆動素子１１２ａ及びヒートシンク６０に接触した状態で駆動素子１１２ａとヒートシンク６０との間に配置され、駆動素子１１２ａの熱をヒートシンク６０に伝える熱伝導性を有するとともに、外力に応じて弾性変形する部材である。接続部材６１としては、厚さ方向の熱伝導率が１［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上のものを用いることができる。

図４に示される接続部材６１は、シート状の部材からなる。このようなシート状の接続部材６１としては、例えばエポキシやナイロンといった各種熱伝導性樹脂、シリコンゴム、又は炭素繊維素材などからなる弾性、熱伝導性及び絶縁性を有する部材を用いることができる。また、シート状の接続部材６１は、流動性を有した状態の上記樹脂やシリコン等の材料を駆動素子１１２ａとヒートシンク６０との間に注入し、当該材料を硬化させることにより形成されたものであっても良い。接続部材６１が弾性を有することにより、記録ヘッド１２の位置調整によって駆動素子１１２ａとヒートシンク６０との距離が変化した場合には、接続部材６１が変形して、当該接続部材６１と、駆動素子１１２ａ及びヒートシンク６０とが接触する状態が維持される。

図６は、接続部材６１の構成の他の例を示す断面図である。
図６（ａ）は、接続部材６１がリング状の部材からなる例を示す図である。図６（ａ）の接続部材６１は、弾性を有する長矩形のシートの長手方向端部の対向辺同士を繋げたリング状の部材を、シートの面が駆動素子１１２ａ及びヒートシンク６０と接するように配置したものである。ここで、接続部材６１は、駆動素子１１２ａのセラミックパッケージ部分に当接するため、上記リング状の部材は金属であっても良いが、少なくとも駆動素子１１２ａとの接触部分を絶縁性部材とすることで回路基板５０におけるショートなどの不具合が発生するリスクを低減させることができる。即ち、金属などの導電性部材でリング状の接続部材６１を構成して駆動素子１１２ａとの接触部分を絶縁性部材により被覆しても良いし、当該接続部材６１全体を絶縁性部材により構成しても良い。この接続部材６１は、変形により生じる復元力により駆動素子１１２ａとヒートシンク６０とを互いに遠ざける方向に付勢する状態で設けられている。このため、記録ヘッド１２の位置調整により駆動素子１１２ａとヒートシンク６０との距離が変化した場合には、接続部材６１が変形して、当該接続部材６１と、駆動素子１１２ａ及びヒートシンク６０とが接触する状態が維持される。

図６（ｂ）は、接続部材６１が板ばね状の部材からなる例を示す図である。この接続部材６１は、金属の板状部材を折り曲げることにより形成されたものであり、平坦部６１１及び湾曲部６１２を有している。接続部材６１の平坦部６１１は、ヒートシンク６０の表面に固定されており、湾曲部６１２は、駆動素子１１２ａの表面に当接している。なお、湾曲部６１２と駆動素子１１２ａとの間には、熱伝導性及び絶縁性を有する保護部材が設けられていても良い。この接続部材６１は、板の変形により生じる復元力により駆動素子１１２ａとヒートシンク６０とを互いに遠ざける方向に付勢する状態で設けられている。このため、記録ヘッド１２の位置調整により駆動素子１１２ａとヒートシンク６０との距離が変化した場合には、接続部材６１が変形して、当該接続部材６１と、駆動素子１１２ａ及びヒートシンク６０とが接触する状態が維持される。なお、記録素子１１２ａのうち接続部材６１との接触面に平行な方向（Ｚ方向）に記録ヘッド１２の位置が調整される場合には、図６（ｂ）に示される板ばね状の接続部材６１は、必ずしも変形せず、上記接触面を摺動して駆動素子１１２ａとの接触状態を維持する。

ヒートシンク６０は、筐体１２２の上面（＋Ｚ方向側の面）に設けられた開口部１２２ｂを貫通するように配置されている。
開口部１２２ｂの縁とヒートシンク６０との間隙は、封止部材１２５により封止されている。封止部材１２５としては、弾性を有し、ノズル４２からのインク吐出により生じ空気中を浮遊する微細なインク滴（インクミスト）を透過させない部材が用いられる。また、封止部材１２５としては、ヒートシンク６０の熱が筐体１２２を介して素子基板４０に伝わるのを抑制するため断熱性を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、封止部材１２５は、各種樹脂や不織布などにより構成することができる。
なお、外装部材１０２及び取付部材１０１によりヘッドユニット１０の内部が密閉されておりヘッドユニット１０へのインクミストの侵入を防止可能な場合には、封止部材１２５を省略しても良い。

ヒートシンク６０は、ボルト１０５によりヘッドユニット１０の外装部材１０２に取り付けられている。従って、４つの記録ヘッド１２の駆動素子１１２ａにそれぞれ接続されたヒートシンク６０は、外装部材１０２を介して一体的に繋げられており、相対的な位置が固定されている。
また、外装部材１０２は、ヒートシンク６０の熱を伝える熱伝導部材により構成される。外装部材１０２の材料としては、上述したヒートシンク６０の材料と同様のものを用いることができる。４つのヒートシンク６０及び外装部材１０２からなる一繋がりの部材においては、相対的に温度が高い部分から温度が低い部分へ熱が移動し、温度分布が一様となる。これにより、４つのヒートシンク６０の間の温度ばらつき、ひいては４つのヒートシンク６０にそれぞれ接続された駆動素子１１２ａの温度ばらつきが抑制される。上述したように、外装部材１０２と取付部材１０１との間には断熱部材１０３が設けられているため、ヒートシンク６０の熱は、外装部材１０２及び取付部材１０１を介した経路では素子基板４０に伝わりにくくなっている。
なお、ボルト１０５を緩めてヒートシンク６０を外装部材１０２から外すとともに、ボルト１２９を緩めて筐体１２２の延設部１２２ａを取付部材１０１から外すことにより、ヘッドユニット１０から記録ヘッド１２及びヒートシンク６０を取り外して交換することができる。

本実施形態のヘッドユニット１０では、駆動素子１１２ａとヒートシンク６０とが弾性変形する接続部材６１により接続されているため、４つのヒートシンク６０の相対位置が固定された状態で、各記録ヘッド１２をヒートシンク６０に対して移動させて位置調整を行うことができる。即ち、接続部材６１としては、少なくとも記録ヘッド１２の可動量だけ変形可能なものが用いられ、記録ヘッド１２の移動に伴って接続部材６１が変形することによりヒートシンク６０に対して記録ヘッド１２が相対的に移動できるようになっている。上述したように、記録ヘッド１２のノズル間隔の調整のためには、記録ヘッド１２の取付部材１０１への取り付け位置がＸＹ平面に平行な各方向について１００μｍ程度の範囲で調整可能となっていれば良いため、接続部材６１としては、例えばＸＹ平面に平行な各方向について０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度変形可能なものが用いられる。

記録ヘッド１２の位置調整は、各種公知の方法により行うことができる。例えば、ボルト１２９を緩めた状態で、筐体１２２の側面に±Ｘ方向に移動可能な位置調整ねじ及び±Ｙ方向に移動可能な位置調整ねじを当接させるとともにこれらの位置調整ねじを回転させることにより記録ヘッド１２のＸ方向、Ｙ方向についての位置をそれぞれ調整し、調整後の位置においてボルト１２９により固定する方法を用いることができる。また、上記ＸＹ方向についての位置調整に加えて、又は当該位置調整に代えて、記録ヘッド１２をＺ軸に平行な所定の回転軸を中心に回転させる位置調整を行っても良い。

以上のように、本実施形態に係るヘッドユニット１０は、インクを吐出する記録素子１２１と、記録素子１２１を駆動させる駆動信号を記録素子１２１に供給する駆動回路１１２が有する駆動素子１１２ａと、を有する記録ヘッド１２と、駆動素子１１２ａの熱を放出するヒートシンク６０と、記録ヘッド１２が取り付けられた取付部材１０１と、を備え、駆動素子１１２ａ及びヒートシンク６０は、熱伝導性を有する接続部材６１を介して可動的に繋げられている。このような構成によれば、ヒートシンク６０に対して各記録ヘッド１２を相対的に移動させることができる。この結果、記録ヘッド１２の取付部材１０１への取り付け位置を調整することができる。また、駆動素子１１２ａの熱が接続部材６１を介してヒートシンク６０に伝わりヒートシンク６０から放出されるため、駆動素子１１２ａの過熱を防止することができる。この結果、駆動素子１１２ａの熱が記録素子１２１内のインクに伝わってインクの粘度が低下することにより適正なインク吐出が行なえなくなったり、素子基板４０が駆動素子１１２ａの熱により膨張して記録素子１２１の位置が変動したりすることによる記録画像の画質低下を抑制することができる。

また、複数の記録ヘッド１２の各々は、駆動素子１１２ａを収容する筐体１２２を有し、ヒートシンク６０は、筐体に設けられた開口部１２２ｂを貫通して設けられる。このような構成によれば、ヒートシンク６０が筐体１２２の内部から外部に亘って延設されるため、駆動素子１１２ａの熱を筐体１２２の外部に放出することができる。この結果、効率良く駆動素子１１２ａの温度及び筐体１２２の内部の温度の上昇を抑制することができる。

また、ヘッドユニット１０は、複数の記録ヘッド１２を備え、複数の記録ヘッド１２における複数のヒートシンク６０は、熱伝導部材としての外装部材１０２を介して一体的に繋げられている。このような構成によれば、一体的に繋げられた複数のヒートシンク６０の間で熱が伝わることにより、各ヒートシンク６０に接続された駆動素子１１２ａの温度ばらつきを抑制することができる。この結果、記録される画像によって複数の記録ヘッド１２の駆動素子１１２ａの温度がばらついて、複数の記録ヘッド１２におけるインク温度や素子基板４０の変形量の差異に起因して生じる記録画像の画質低下を抑制することができる。また、このように複数のヒートシンク６０が接続された構成においても、駆動素子１１２ａとヒートシンク６０とが接続部材６１を介して可動的に繋げられていることにより、ヒートシンク６０に対して各記録ヘッド１２を相対的に移動させることができる。よって、各記録ヘッド１２の取付部材１０１への取り付け位置を調整することができる。

また、複数のヒートシンク６０は、複数の記録ヘッド１２を収容し熱を伝える外装部材１０２を介して一体的に繋げられている。これにより、ヒートシンク６０の熱を外装部材１０２を介してヘッドユニット１０の外部に放出することができるため、より効率良く駆動素子１１２ａの温度上昇を抑制することができる。また、駆動素子１１２ａの熱が、熱容量の大きい外装部材１０２に伝わることにより、ヘッドユニット１０全体の温度上昇を抑制することができる。また、外装部材１０２の他に複数のヒートシンク６０の熱を相互に伝えるための熱伝導部材を別途設ける必要がないため、ヘッドユニット１０の小型化及び低コスト化を実現することができる。

また、筐体１２２の開口部１２２ｂは、封止部材１２５により封止されている。これにより、ノズル４２からのインク吐出に伴って発生し空気中を浮遊するインクミストが上記間隙から筐体１２２の内部に入るのを防止することができる。この結果、インクミストが回路基板５０に付着することによる配線のショートといった回路基板５０に係る不具合の発生を抑制することができる。

また、本実施形態のインクジェット記録装置１は、上記ヘッドユニット１０を備えるため、ヘッドユニット１０における記録ヘッド１２の配置位置を適切に調整することができる。この結果、適正な画質の画像を記録媒体Ｐ上に記録することができる。また、駆動素子１１２ａの熱がヒートシンク６０から放出されて駆動素子１１２ａの過熱が防止されるため、駆動素子１１２ａの熱に起因する記録画像の画質低下を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、回路基板５０の一部がフレキシブル基板により構成されることによって記録ヘッド１２の一部がヒートシンク６０に対して相対的に移動可能とされている点で第１の実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略することとし、主に第１の実施形態との差異点について説明する。

図７は、第２の実施形態に係るヘッドユニット１０及び記録ヘッド１２のＸ軸に垂直な面における模式断面図である。
本実施形態では、回路基板５０の配線基板５１は、駆動素子１１２ａが取り付けられた第１の配線基板５１ａと、素子基板４０の配線層４５に接続された第２の配線基板５１ｂと、第１の配線基板５１ａ及び第２の配線基板５１ｂを接続するフレキシブル基板５１ｃ（変形部）とを有している。フレキシブル基板５１ｃは、可撓性を有し、外力に応じて変形する。本実施形態では、駆動回路１１２は、フレキシブル基板５１ｃに設けられた配線を介して素子基板４０の記録素子１２１に駆動信号を供給する。また、第１の配線基板５１ａ上の駆動素子１１２ａとヒートシンク６０とは、熱を伝えかつ弾性を有しない接続部材６１ａを介して接合されている。本実施形態では、各記録ヘッド１２のうち素子基板４０を含み素子基板４０に直接又は間接的に固定された部分（筐体１２２、素子基板４０、支持フレーム１２８及び第２の配線基板５１ｂからなる部分）（以下では、位置調整対象部と記す）がヒートシンク６０に対して相対的に移動可能となっている。また、記録ヘッド１２の位置調整対象部の位置調整が行われる場合には、位置調整対象部の変位は、フレキシブル基板５１ｃの変形により吸収される。

なお、本実施形態は、第１の実施形態と組み合わされても良い。即ち、本実施形態の構成において、回路基板５０とヒートシンク６０とが弾性を有する接続部材６１により接合されていても良い。
また、ヒートシンク６０が直接回路基板５０に接触している構成としても良い。

以上のように、本実施形態のヘッドユニット１０は、インクを吐出する記録素子１２１と、記録素子１２１を駆動させる駆動信号を記録素子１２１に供給する駆動回路１１２が有する駆動素子１１２ａとを有する記録ヘッド１２と、駆動素子１１２ａの熱を放出するヒートシンク６０と、記録ヘッド１２が取り付けられた取付部材１０１と、を備え、駆動回路１１２は、記録素子１２１とヒートシンク６０との相対位置を変更可能に外力に応じて変形するフレキシブル基板５１ｃに設けられた配線を介して駆動信号を記録素子１２１に供給する。このような構成によれば、フレキシブル基板５１ｃが変形可能であることにより、ヒートシンク６０に対して記録ヘッド１２のうち素子基板４０を含む位置調整対象部を相対的に移動させることができる。この結果、記録ヘッド１２の取付部材１０１への取り付け位置を調整することができる。また、駆動素子１１２ａの熱がヒートシンク６０から放出されて駆動素子１１２ａの過熱が防止されるため、駆動素子１１２ａの熱に起因する記録画像の画質低下を抑制することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、複数のヒートシンク６０が弾性変形可能な部材により接合されることで複数の記録ヘッド１２が互いに独立して移動可能とされている点で第１の実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略することとし、主に第１の実施形態との差異点について説明する。

図８は、第３の実施形態に係るヘッドユニット１０及び記録ヘッド１２のＸ軸に垂直な面における模式断面図である。
本実施形態のヘッドユニット１０は、第１の実施形態における外装部材１０２に代えてヒートシンク支持部材６２が取付部材１０１に取り付けられている。ヒートシンク支持部材６２は、取付部材１０１への取り付け位置からそれぞれ＋Ｚ方向に延びる２つの支柱部６２ａと、当該支柱部の＋Ｚ方向端部の間を連結しＸＹ平面に平行に延びる梁部６２ｂとを有する。支柱部６２ａ及び梁部６２ｂの形状は、特には限られないが、柱状の部材や平板状の部材を用いることができる。また、梁部６２ｂには、ボルト１０５により４つのヒートシンク６０がそれぞれ固定されている。ヒートシンク支持部材６２のうち少なくとも梁部６２ｂは、ヒートシンク６０の熱を伝える部材、例えばアルミニウムや鉄といった熱伝導率の大きい金属により構成されている。
また、梁部６２ｂのうち４つのヒートシンク６０がそれぞれ固定された部分（以下では、ヒートシンク固定部と記す）は、外力に応じて変形する弾性部６２ｂｅ（第２の接続部材）を介して互いに連結されている。同様に、ヒートシンク固定部と支柱部６２ａとは、弾性部６２ｂｅを介して連結されている。弾性部６２ｂｅとしては、第１の実施形態の接続部材６１と同様の弾性及び熱伝導性を有する部材が用いられる。
また、本実施形態の記録ヘッド１２では、配線基板５１に設けられた駆動素子１１２ａとヒートシンク６０とは、熱を伝えかつ弾性を有しない接続部材６１ａを介して接合されている。なお、弾性を有しない接続部材６１ａに代えて、第１の実施形態と同様に弾性を有する接続部材６１が用いられてもよい。また、ヒートシンク６０が直接回路基板５０に接触している構成としても良い。

本実施形態では、記録ヘッド１２の位置調整を行う場合には、一体的に固定された記録ヘッド１２、ヒートシンク６０、及び梁部６２ｂのヒートシンク固定部の全体が変位し、当該変位は、梁部６２ｂの弾性部６２ｂｅの変形により吸収される。

なお、ヘッドユニット１０は、記録ヘッド１２、取付部材１０１及びヒートシンク支持部材６２を収容する外装部材をさらに備えていても良い。

以上のように、本実施形態に係るヘッドユニット１０は、インクを吐出する記録素子１２１と、記録素子１２１を駆動させる駆動信号を記録素子１２１に供給する駆動回路１１２が有する駆動素子１１２ａとを各々有する複数の記録ヘッド１２と、複数の記録ヘッド１２各々の駆動素子１１２ａの熱を各々放出する複数のヒートシンク６０と、複数の記録ヘッド１２が取り付けられた取付部材１０１と、を備え、複数の記録ヘッド１２における複数のヒートシンク６０は、熱伝導性を有する弾性部６２ｂｅを介して可動的かつ一体的に繋げられている。このような構成によれば、弾性部６２ｂｅが変形可能であることにより、一体的に繋がった複数のヒートシンク６０の相対位置を変更することができる。よって、ヒートシンク６０がそれぞれ接続された複数の記録ヘッド１２の各々を互いに独立して移動させることができるため、複数のヒートシンク６０が繋げられた構成において、各記録ヘッド１２の取付部材１０１への取り付け位置を調整することができる。また、駆動素子１１２ａの熱がヒートシンク６０から放出されて駆動素子１１２ａの過熱が防止されるため、駆動素子１１２ａの熱に起因する記録画像の画質低下を抑制することができる。

なお、本発明は、上記各実施形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記第１及び第２実施形態では、複数のヒートシンク６０が外装部材１０２を介して一体的に繋げられている構成を例に挙げて説明したが、複数のヒートシンク６０は、外装部材１０２以外の熱を伝える部材を介して一体的に繋げられて相対位置が固定されていても良い。

また、上記第１及び第２実施形態では、複数のヒートシンク６０を外装部材１０２により繋げる例を用いて説明したが、複数の記録ヘッド１２の駆動素子１１２ａに接合される単一の部材によりヒートシンクを構成しても良い。

また、上記各実施形態では、ヘッドユニット１０が複数の記録ヘッド１２を備える例を用いて説明したが、単一の記録ヘッド１２を備えるヘッドユニット１０に対して本発明を適用しても良い。

また、上記各実施形態では、記録ヘッド１２が筐体１２２を有する例を用いて説明したが、筐体１２２を有しない構成としても良い。これにより、駆動素子１１２ａの熱をより効率良く記録ヘッド１２の外部に放出することができる。この場合は、インクミストの回路基板５０への付着を防止するため、ヘッドユニット１０の全体を外装部材１０２及び取付部材１０１により密閉することが好ましい。

また、上記各実施形態では、回路基板５０のうち駆動素子１１２ａのみが接続部材６１（６１ａ）を介してヒートシンク６０に接続される構成を例に挙げて説明したが、駆動素子１１２ａに加え、又は駆動素子１１２ａに代えて、回路基板５０のうち駆動素子１１２ａの熱が伝わる配線基板５１といった他の部分とヒートシンク６０とが接続部材６１（６１ａ）を介して接続されていても良い。

また、上記各実施形態では、駆動素子１１２ａが、パッケージされた半導体集積回路からなる例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、例えば、駆動素子１１２ａは、配線基板５１上に直接形成されていても良い。

また、上記第２の実施形態では、回路基板５０がフレキシブル基板５１ｃを有する構成を例に挙げて説明したが、これに代えて、回路基板５０のうち配線基板５１の全体、又は配線基板５１及び駆動素子１１２ａを含む回路基板５０の全体が可撓性を有するフレキシブル基板からなり、当該フレキシブル基板が素子基板４０の配線層４５に接続される構成としても良い。

また、上記各実施形態では、記録ヘッド１２が、２つのノズル列にそれぞれ対応する２つの回路基板５０を有する構成を例に挙げて説明したが、記録ヘッド１２が有する回路基板５０の数は、１つ又は３つ以上であっても良い。

また、上記各実施形態では、２つの回路基板５０が共通のヒートシンク６０に接続される例を用いて説明したが、ヒートシンク６０は、回路基板５０ごとに設けられていても良い。

また、上記各実施形態では、常温で液体であるインクを用いる例を挙げて説明したが、これに限定する趣旨ではない。例えば、常温でゲル状であり加熱されることによりゾル状となるインクをゾル状に加熱して吐出しても良い。

また、上記各実施形態では、シングルパス形式のインクジェット記録装置１を例に挙げて説明したが、ヘッドユニットを走査させながら画像の記録を行うインクジェット記録装置に本発明を適用しても良い。

また、上記各実施形態では、搬送ベルト２１３を備える搬送部２１により記録媒体Ｐを搬送する例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、搬送部２１は、例えば回転する搬送ドラムの外周面上で記録媒体Ｐを保持して搬送するものであっても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。

１ インクジェット記録装置
２ 外部装置
１０ ヘッドユニット
１０１ 取付部材
１０１ａ ヘッド開口部
１０２ 外装部材
１０３ 断熱部材
１０４，１０５ ボルト
１１ 記録ヘッド駆動部
１１１ 駆動制御回路
１１２ 駆動回路
１１２ａ 駆動素子
１２ 記録ヘッド
１２１ 記録素子
１２２ 筐体
１２２ａ 延設部
１２２ｂ 開口部
１２３ インレット
１２４ アウトレット
１２５ 封止部材
１２６ 外部コネクタ
１２７ フレキシブル基板
１２８ 支持フレーム
１２９ ボルト
２１ 搬送部
２１１，２１２ 搬送ローラー
２１３ 搬送ベルト
２２ 搬送駆動部
２３ 入出力インターフェース
２４ バス
３０ 制御部
３１ ＣＰＵ
３２ ＲＡＭ
３３ ＲＯＭ
３４ 記憶部
４０ 素子基板
４１ ノズルプレート
４２ ノズル
４３ 圧力室
４４ 圧電アクチュエーター層
４５ 配線層
５０ 回路基板
５１ 配線基板
５１ａ 第１の配線基板
５１ｂ 第２の配線基板
５１ｃ フレキシブル基板
５２ コネクタ
６０ ヒートシンク
６１，６１ａ 接続部材
６２ ヒートシンク支持部材
６２ａ 支柱部
６２ｂ 梁部
６２ｂｅ 弾性部

Claims (9)

1. インクを吐出する記録素子と、前記記録素子を駆動させる駆動信号を前記記録素子に供給する駆動回路が有する駆動素子と、を有する記録ヘッドと、
   前記駆動素子の熱を放出する放熱部材と、
   前記記録ヘッドが取り付けられた取付部材と、
   を備え、
   前記駆動素子及び前記放熱部材は、熱伝導性を有する第１の接続部材を介して可動的に繋げられている
   ことを特徴とするヘッドユニット。
2. インクを吐出する記録素子と、前記記録素子を駆動させる駆動信号を前記記録素子に供給する駆動回路が有する駆動素子と、を有する記録ヘッドと、
   前記駆動素子の熱を放出する放熱部材と、
   前記記録ヘッドが取り付けられた取付部材と、
   を備え、
   前記駆動回路は、前記記録素子と前記放熱部材との相対位置を変更可能に外力に応じて変形する変形部を介して前記駆動信号を前記記録素子に供給する
   ことを特徴とするヘッドユニット。
3. 前記記録ヘッドは、前記駆動素子を収容する筐体を有し、
   前記放熱部材は、前記筐体に設けられた開口部を貫通して設けられる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドユニット。
4. 前記記録ヘッドを複数備え、
   前記複数の記録ヘッドにおける複数の前記放熱部材は、熱伝導部材を介して一体的に繋げられている
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のヘッドユニット。
5. 前記複数の放熱部材は、前記複数の記録ヘッドを収容し熱を伝える外装部材を介して一体的に繋げられていることを特徴とする請求項４に記載のヘッドユニット。
6. インクを吐出する記録素子と、前記記録素子を駆動させる駆動信号を前記記録素子に供給する駆動回路が有する駆動素子と、を各々有する複数の記録ヘッドと、
   前記複数の記録ヘッド各々の前記駆動素子の熱を各々放出する複数の放熱部材と、
   前記複数の記録ヘッドが取り付けられた取付部材と、
   を備え、
   前記複数の記録ヘッドにおける複数の前記放熱部材は、熱伝導性を有する第２の接続部材を介して可動的かつ一体的に繋げられている
   ことを特徴とするヘッドユニット。
7. 前記複数の記録ヘッドの各々は、前記駆動素子を収容する筐体を有し、
   前記放熱部材は、前記筐体に設けられた開口部を貫通して設けられる
   ことを特徴とする請求項６に記載のヘッドユニット。
8. 前記開口部は、封止部材により封止されていることを特徴とする請求項３又は７に記載のヘッドユニット。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載のヘッドユニットを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。

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