JP2006088629A - インクジェットヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】ノズルユニット側のアース部をコイルスプリングを介してプリント基板のグランド部に接続する場合に、前記グランド部からコイルスプリングの端部がずれるのを規制する。
【解決手段】ノズルユニット11のアース部として機能するねじ28とプリント基板22のグランド部22aとを互いに対向して配置する。グランド部22aは電位基準の電位に保持される。ねじ28とグランド部22aとの間に、導電性のコイルスプリング43を設ける。ねじ28の上側に、コイルスプリング43の一端部が挿入される絶縁性の筒状部材44を設け、プリント基板22のグランド部22aに、コイルスプリング43の他端部の移動を規制する凹部45を形成する。凹部45は、コイルスプリング43の他端部に係合する形状に導電性材料によって形成される。コイルスプリング43の一端部を筒状部材44内に挿入し、コイルスプリング43の他端部を凹部45で規制してグランド部22aに接触させることで、ねじ28をコイルスプリング43を介してグランド部22aに接続し、電位基準の電位とする。
【選択図】 図6
【解決手段】ノズルユニット11のアース部として機能するねじ28とプリント基板22のグランド部22aとを互いに対向して配置する。グランド部22aは電位基準の電位に保持される。ねじ28とグランド部22aとの間に、導電性のコイルスプリング43を設ける。ねじ28の上側に、コイルスプリング43の一端部が挿入される絶縁性の筒状部材44を設け、プリント基板22のグランド部22aに、コイルスプリング43の他端部の移動を規制する凹部45を形成する。凹部45は、コイルスプリング43の他端部に係合する形状に導電性材料によって形成される。コイルスプリング43の一端部を筒状部材44内に挿入し、コイルスプリング43の他端部を凹部45で規制してグランド部22aに接触させることで、ねじ28をコイルスプリング43を介してグランド部22aに接続し、電位基準の電位とする。
【選択図】 図6
Description
本発明は、インクジェットヘッドに関するものである。
インクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドとして、複数枚の金属薄板と圧電素子(ピエゾ素子)を含むノズルユニットの前記圧電素子に駆動信号を発信して、ノズルからインクを吐出させるものは知られている。
そのようなインクジェットヘッドは、複数枚の金属薄板からなるキャビティユニットに圧電素子が貼り付けられており、ノズルユニットや、ノズルユニットが取り付けられる支持部材が電気的に電位基準の電位(例えば、接地電位)に保持されていないと、内部のインクが帯電して、圧電素子が化学的にアタックされ、早期に劣化するおそれがある。
そのため、従来、圧電素子が貼り付けられているキャビティユニットを、銀ぺーストを用いて接地しているが、高価になっている。
ところで、コイルスプリングを、電気配線の一部として利用することが知られている(例えば特許文献1、2参照)。例えば、インクジェット記録装置を取り扱っている特開昭3−281877号公報では、インクタンクからヘッドユニットまで延びたインクの供給チューブの保護をかねて、コイルバネがヘッドユニット(金属製部品)とフレーム部材とを導通させている。このようにコイルバネにより各電気部品間を電気的に導通させることが考えられる。
特開昭63−281877号公報(第2頁及び第1図、第2図)
特開平4−260398号公報(段落0014〜0018及び図1)
ここで、ヘッドユニットとこれを駆動するためのプリント基板とが近接して配置されている場合には、それぞれ個別に電位基準の電位にするための導通を取るのではなく、両者間で直接電気的な導通を取っておく。さらに、ヘッドユニット、プリント基板等を組み合わせたもの全体を電位基準の電位にするために導通を取れば回路構成上合理的である。しかしながら、例えば、ヘッドユニットとプリント基板とを導線で接続するとき、各接続端を何らかの方法で固定しなければ電気的信頼性が確保できない。また、その固定作業自体に工数を必要とする。
本発明は、ノズルユニットとプリント基板とを電気的に接続するために、その接続部で固定作業を必要としない簡単な構成であって、電位基準の電位とされる所定の部位間(ノズルユニット側のアース部及びプリント基板側のグランド部)にコイルスプリングを介在させ、このコイルスプリングの端部がその当接部位との間でずれが生じることを規制したインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
請求項1の発明は、複数枚の金属薄板と圧電素子を含み、インクを吐出するノズルユニットと、前記ノズルユニットからインクを吐出させる駆動信号を前記圧電素子に供給するプリント基板と、前記ノズルユニットと前記プリント基板とを対向して支持する支持部材とを有するインクジェットヘッドであって、前記ノズルユニットに設けられたアース部と、電位基準の電位に保持されるとともに前記アース部に対向して配置された前記プリント基板のグランド部と、前記アース部と前記グランド部との間に介在する導電性のコイルスプリングと、前記アース部に設けられて前記コイルスプリングの一端部が挿入される絶縁性の筒状部材と、前記グランド部に設けられて前記コイルスプリングの他端部の移動を規制する移動規制手段とを備え、前記コイルスプリングの一端部を前記筒状部材内に挿入し、前記コイルスプリングの他端部を前記移動規制手段で規制して前記グランド部に接触させることで、前記アース部が前記コイルスプリングを介して前記グランド部に接続されることを特徴とする。ここで、「導電性のコイルスプリング」とは、導電性を有する金属線材で形成されるコイルスプリングをいう。「アース部に設けられる筒状部材」とは、筒状部材が、ノズルユニットのアース部に直接設けられている場合だけでなく、筒状部材が前記ノズルユニットのアース部に位置するように設けられ、前記アース部以外の部分に筒状部材が支持されている場合も含まれる。また、筒状部材はアース部に接触して設けられている必要はなく、それらの間に隙間があってもよい。
このようにすれば、互いに対向して配置されたノズルユニットのアース部とプリント基板のグランド部との間に、導電性のコイルスプリングが設けられているので、ノズルユニットのアース部が、導電性のコイルスプリングを介してプリント基板のグランド部(電位基準の電位に保持される部分)に接続されている。コイルスプリングの一端部(アース部側の部分)は筒状部材にて保持されているので、側方に移動するおそれがない。一方、コイルスプリングの他端部の側方への移動は、グランド部に設けられる移動規制手段によって規制される。よって、グランド部からコイルスプリングの上端部がずれ、非接触状態になるのが回避される。
請求項2の発明は、請求項1記載のインクジェットヘッドにおいて、前記移動規制手段が、前記プリント基板のグランド部に形成される凹部で、前記コイルスプリングの他端部に係合し前記コイルスプリングの他端部の移動を規制する形状に導電性材料によって形成された構成とする。
このようにすれば、移動規制手段が、プリント基板のグランド部に形成される凹部であるので、簡単な構成で、コイルスプリングの他端部の移動が規制される。また、その凹部は、導電性材料によって、コイルスプリングの他端部の移動を規制する形状に形成されたものであるので、導電性が損なわれることなく、コイルスプリングの他端部の移動が確実に規制される。
請求項3の発明は、請求項1または2記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルユニットのアース部が、前記ノズルユニットを前記支持部材に取り付けるための導電性の取付具である構成とする。
このようにすれば、ノズルユニットを前記支持部材に取り付けるための導電性の取付具を利用することで、特別な部材を設けることなく、ノズルユニットのアース部を構成することが可能となる。
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記凹部が、前記コイルスプリングの径に対応する環状に、導電性材料を前記グランド部に連続的に塗布することで構成されるものである。
このようにすれば、前記グランド部に、コイルスプリングの径に対応する環状に導電性材料を連続的に塗布することで、移動規制手段として機能する凹部を簡単に形成することができる。
請求項5の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記凹部が、前記コイルスプリングの径に対応する環状に、導電性材料を前記グランド部に間欠的に塗布することで構成されるものである。
このようにすれば、プリント基板のグランド部に、コイルスプリングの径に対応する環状に導電性材料を間欠的に塗布することで、連続的に塗布する場合に比べて少ない導電性材料によって移動規制手段として機能する凹部を簡単に形成することができる。
請求項6の発明は、複数枚の金属薄板と圧電素子を含み、インクを吐出するノズルユニットと、前記ノズルユニットからインクを吐出させる駆動信号を前記圧電素子に供給するプリント基板と、前記ノズルユニットと前記プリント基板と対向して支持する支持部材とを有するインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルユニットに設けられたアース部と、電位基準の電位に保持されるとともに前記アース部に対向して配置された前記プリント基板のグランド部と、前記アース部と前記グランド部との間に介在する導電性のコイルスプリングと、前記アース部付近から前記グランド部付近に亘って延在し前記コイルスプリングが挿入される絶縁性の筒状部材とを備え、前記コイルスプリングの一端部を前記筒状部材内に挿入し、前記コイルスプリングの他端部を前記グランド部に接触させることで、前記アース部が前記コイルスプリングを介して前記グランド部に接続されることを特徴とする。
このようにすれば、互いに対向して配置されたノズルユニットのアース部とプリント基板のグランド部との間に、導電性のコイルスプリングが設けられているので、ノズルユニットのアース部が、導電性のコイルスプリングを介してプリント基板の、電位基準の電位であるグランド部に接続されている。コイルスプリングは、アース部付近からグランド部付近に亘って延在する絶縁性の筒状部材に挿入されているので、この筒状部材によって、コイルスプリングの端部の側方への移動が規制される。よって、アース部やグランド部からコイルスプリングの端部がずれるのが規制される。
請求項7の発明は、請求項6記載のインクジェットヘッドにおいて、前記プリント基板のグランド部に、前記コイルスプリングの他端部内に嵌り込む凸部が導電性材料にて形成されている構成とする。
このようにすれば、プリント基板のグランド部に凸部が導電性材料にて形成され、その凸部がコイルスプリングの他端部内に嵌り込むので、コイルスプリングの他端部と前記グランド部との接続が確保され、コイルスプリングの他端部が側方に移動するのが、筒状部材との協働作用によって確実に規制される。
請求項8の発明は、請求項6記載のインクジェットヘッドにおいて、前記プリント基板のグランド部に、前記コイルスプリングの他端部が係合する凹部が導電性材料にて形成されているものである。
このようにすれば、プリント基板のグランド部に形成される凹部に、コイルスプリングの他端部が係合されるので、コイルスプリングの他端部の移動が規制される。また、その凹部は、導電性材料によって形成されたものであるので、電気的な接続も確保される。
請求項9の発明は、請求項6〜8のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルユニットのアース部は、前記ノズルユニットを前記支持部材に取り付けるための導電性の取付具である構成とする。
このようにすれば、請求項3の場合と同様に、ノズルユニットを前記支持部材に取り付けるための導電性の取付具を利用して、ノズルユニットのアース部を簡単に形成することが可能となる。
本発明は以上のように構成したから、ノズルユニットのアース部とプリント基板のグランド部とを、導電性を有するコイルスプリングにて電気的に接続するようにしているので、簡単な構成で、ノズルユニットに設けたアース部を、電位基準の電位に保持される(プリント基板の)グランド部に接続することができる。また、コイルスプリングの他端部に対し移動規制手段を設けているので、コイルスプリングの他端部の側方への移動を規制することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って詳細に説明する。
図1は本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタの主たる構成要素を示す概略構成図、図2は本発明の実施の形態に係るインクジェットヘッドの底面図、図3は同インクジェットヘッドの分解斜視図である。
図1〜図3に示すように、インクジェットプリンタ100は、インクジェットヘッド1として、ノズル孔からインクを吐出するインクジェット式でかつ薄板形状であるノズルユニット11と、このノズルユニット11が搭載され合成樹脂材料により形成されるヘッドホルダ12とを備える。そして、インクを、インクタンク(図示せず)からインク供給チューブ13を介して、ヘッドホルダ12に搭載されたバッファタンク14に供給して一旦貯留し、このバッファタンク14に貯留しているインクをノズルユニット11に供給する構成とされている。なお、前記インクタンクは、プリンタフレーム(図示せず)に着脱可能に設けられ、ノズルユニット11に供給するインクを貯留するもので、それの貯留量は、バッファタンク14に貯留されるインク量に比べて大容量である。具体的に図示していないが、フルカラー記録のために、複数のインクタンク(個別の色、即ち、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー用のインクタンク)が設けられている。
ヘッドホルダ12は、プリンタフレームの前後において平行に設けられフレーム左右方向に延びる後側ガイド部材2Aと前側ガイド部材2Bとにスライド移動可能に支持されている。後側ガイド部材2Aは、スライド移動方向と直交する断面をほぼL字形に形成され、前側ガイド部材2Bは、スライド移動方向に延びる水平な面を有している。
このヘッドホルダ12に、駆動プーリ3Aと従動プーリ3Bとの間に巻き掛けられたエンドレスのタイミングベルト4の一部が連結されている。駆動プーリ3Aを駆動モータ5で回転駆動することで、ヘッドホルダ12がタイミングベルト4を介してガイド部材2A、2Bに沿ってフレーム左右方向に往復移動する構成とされている。ヘッドホルダ12の上側部分はカバー24にて覆われている。
なお、具体的に図示しないが、周知の用紙搬送機構により、用紙P(被記録媒体)はノズルユニット11の下面側でヘッドホルダ12の移動方向(フレーム左右方向)と直交する方向(図1の矢印A方向)に、記録可能な状態で搬送される。また、インク受け部(記録動作中に定期的にノズル孔の目詰まり防止のためのインク吐出(フラッシング)を行う)や、メンテナンスユニット(ノズル面のクリーニングを行い、また、色毎にインクを選択的に吸引するための回復処理、および後述するバッファタンク14内の気泡(空気)を除去する除去処理を行う)も配設されている。
ノズルユニット11は、ヘッドホルダ12の往復移動に対応して、搬送される用紙Pにインクを吐出するもので、図3に示すように、ノズル孔16a〜16dが形成されたキャビティユニット17、各ノズル孔16a〜16dからインクを吐出させる圧電素子19(圧電アクチュエータ)及びこの圧電素子19を駆動する信号(電圧)を供給するフレキシブルフラットケーブル20から構成される。このノズルユニット11の一端側には、キャビティユニット17のインク供給口18a〜18dが、上面に列状に開口して各インク色(本実施形態では4色)毎に設けられている。これらインク供給口18a〜18dからのインクは、キャビティユニット17内部に形成されるインク色毎のインク供給チャンネルを介してノズル孔16a〜16dに向けて供給される。さらに圧電素子19の駆動によりノズル孔16a〜16dからインクを吐出させるように構成されている。なお、ブラックインク(BK)用のインク供給口18aは、シアンインク(C)用、イエローインク(Y)用およびマゼンタインク(M)用のインク供給口18b〜18dよりも開口面積が大きく形成されている。
ノズルユニット11においては、圧電素子19の(平面視での)外形状を、キャビティユニット17の外形状よりも小さくし、キャビティユニット17の背面に圧電素子19を積層した際に、キャビティユニット17の背面のうちインク供給口18a〜18dを含む圧電素子19の周囲が、露出するようにしている。
圧電素子19の上面には、その圧電素子19に電圧を印加するフレキシブルフラットケーブル20の基端部分が固定されている。フレキシブルフラットケーブル20は、ドライバIC21を備えるもので、バッファタンク14の上側に設けられたプリント基板22(図5参照)に電気的に接続される。プリント基板22は、他のフレキシブルフラットケーブルを介してプリンタ本体側のプリント基板(図示せず)に接続される。そして、プリント基板22はノズルユニット11からインクを吐出させる駆動信号を圧電素子19に供給するようになっている。このようなプリント基板22は、ノズルユニット11と対向するようにヘッドホルダ12(支持部材)にて支持されている。
なお、ドライバIC21は発熱するので、それを冷却するためにアルミニウム合金製のヒートシンク23(図4参照)がドライバIC21に押し付けられ、ドライバIC21がヒートシンク23を介して自然冷却されるようになっている。
図4〜図6に示すように、バッファタンク14は、本体ケース25の内部を仕切壁にて区画することで、インク色毎に独立した複数の気泡貯留室(つまりブラックインク(BK)用の気泡貯留室31a、シアンインク(C)用の気泡貯留室31b、イエローインク(Y)用の気泡貯留室31cおよびマゼンタインク(M)用の気泡貯留室31d)を備えている。
本体ケース25は、上面を開放した箱状の下ケース26と、その下ケース26の上面を覆って下ケース26に固定された上ケース27とから構成される。下ケース26および上ケース27は共に合成樹脂材料にて射出成形されたものであり、超音波溶着等にて液密的に結合されている。これら両ケース26、27が結合されることによって気泡貯留室31a〜31dが形成される。なお、気泡貯留室31a〜31dは、単にインク中の気泡を貯留するばかりではなく、色毎に一時的にインクを貯留するタンク室である。そして、各気泡貯留室31a〜31dは、それらの端部において各インク色毎のインク流出口32a〜32dに連通している。
ヘッドホルダ12の底側の壁である底板12a(図3参照)は、ノズルユニット11の背面とほぼ平行であり、この底板12aの下面にノズルユニット11が接着されている。つまり、ヘッドホルダ12の底板12aの上側には、インクを一時的に貯えるバッファタンク14と、このバッファタンク14の気泡貯留室31a〜31d内に溜まった空気を排気する排気弁手段15(図3及び図4参照)とが搭載されていることになる。
このように、インクタンクからインク供給チューブ13a〜13dを通してノズルユニット11に供給されるインクを、そのインクが流れる流路の途中となる気泡貯留室31a〜31d内に一旦貯留することで、インク中から気泡を分離浮上させ、気泡貯留室31a〜31dの上部空間に蓄積した気泡を、排気弁手段15を開くことで吸引ポンプ(図示せず)により排出させることが可能となる。
ノズルユニット11の下面には、図2(ノズルユニット11を下面からみた図)において左側からブラックインク(BK)用のノズル孔16aの2列と、シアンインク(C)用のノズル孔16bの列と、イエローインク(Y)用のノズル孔16cの列と、マゼンタインク(M)用のノズル孔16dの列とが、ヘッドホルダ12の移動方向(主走査方向)と直交する方向に長く形成されている。そして、用紙Pの上面に対向するように各ノズル孔16a〜16dが下向きにて露出している。
インク流出口32a〜32dは、図5に示すように、下ケース26の下面に並んで位置すると共に、底板12aよりも下方に突出した位置で下向きに開口し、キャビティユニット17(ノズルユニット11)の上面におけるインク供給口18a〜18dに対応する位置関係となっている。そして、ノズルユニット11は、その背面に枠状の補強フレーム33を介在させて、ヘッドホルダ12の下側に固定されている。さらに、ゴムパッキン等の弾性シール材34が、この補強フレーム33とヘッドホルダ12との間に配設されている。これにより、インク流出口32a〜32dは、弾性シール材34及び補強フレーム33に設けたインク通路孔33b〜33eを介して、キャビティユニット17の各インク供給口18a〜18dと連通する。
つまり、この補強フレーム33には、キャビティユニット17の各インク供給口18a〜18dに対応して4つのインク通路孔33b〜33eが列状に穿設されている。これらインク通路孔33b〜33eは、ちょうど補強フレーム33の長手方向の一端側に位置している。
補強フレーム33は、ノズルユニット11の背面に沿った偏平な板形状を有しているとともに、その中央開口部33a内の大きさは、平面視で、圧電素子19の外形状よりも僅かに大きく、かつキャビティユニット17の外形状よりも小さく形成されている。そのため、補強フレーム33は、その中央開口部33a内に圧電素子19とフレキシブルフラットケーブル20とが位置するように(嵌り込むように)、キャビティユニット17の背面に接着固定される。
この補強フレーム33は、金属製(例えばSUS430)で、キャビティユニット17よりも厚く、かつ剛性が大きく形成されている。この補強フレーム33が金属製であることから、これに接着固定されるキャビティユニット17と電気的な導通が取れた状態にある。
キャビティユニット17側において、ノズルユニット11と補強フレーム33との間の段差を解消しノズルユニット11を保護するために、ノズルユニット11の周囲に位置する平面視コ字形状の保護カバー51が、補強フレーム33に取り付けられている。この保護がカバー51は、キャビティユニット17と同程度の厚さを有している。
インク流出口32a〜32dが設けられている部位とは反対側の部位に、図3および図4に示すように、上ケース27(本体ケース25)の側面からフランジ状の延長部27aが突出している。その延長部27aには、図4に示すように各インク色毎のインク流路、すなわちブラックインク(BK)用、シアンインク(C)、イエローインク(Y)用およびマゼンタインク(M)用の各インク流入路35a、35b、35c、35dが独立して形成され、それらの下流端が気泡貯留室31a〜31dにそれぞれ連通される。また、延長部27aの下側には、その延長部27aに対応して、ヘッドホルダ12の延長部12bが形成されている。
延長部27aの先端部分上側には、各インク色毎のチューブ接続部36a〜36dを有するチューブジョイント36が設けられている。このチューブジョイント36が両延長部27a、12bに対してばね37により弾性的に取り付けられている。このチューブジョイント36内部の各インク流路の下流端が各インク流路35a〜35dの上流端に連通されている。一方、チューブ接続部36a〜36dには、一端部が前記インクタンクに連通するインク供給チューブ13a〜13dの他端部が着脱可能に接続されている。なお、チューブジョイント36には、フレキシブルフラットケーブル20を係止する係止部36eが一体に設けられている。
また、上ケース27の上面側には、図5に示すように、それぞれ気泡貯留室31a〜31dの上部空間部に一端部が連通する排気通路(気泡貯留室31b〜31dについての排気通路41b〜41dのみ図示)が各インク色毎に(4つ)独立して凹み形成されている。この排気通路の他端部は、本体ケース25(上ケース27)を横切って延び、下ケース26に貫通形成された各インク色毎の排気孔の上端に連通している。なお、各排気通路は、それらの開放上面を可撓性膜42で覆うことで画定されている。
図3および図6に示すように、補強フレーム33の隅部にはねじ穴33f、33gが設けられている。そして、このねじ穴33f、33gに対応させて、バッファタンク14の外周面に外周方向に突出する取付部14aを設け、各取付部14aにそれぞれ取付穴14bが穿設されている。そして、ねじ28(導電性の取付具)が各取付穴14bを通じてねじ穴33f,33gにそれぞれ螺合されている。これにより、補強フレーム33の上面にはバッファタンク14が固定される。補強フレーム33自体は、上述のように、ヘッドホルダ12(支持部材)の底板12aの下面に接着固定されており、この補強フレーム33によってノズルユニット11とバッファタンク14とがヘッドホルダ12に組み付けられたことになる。
図6及び図7(a)に示すように、ノズルユニット11のアース部として機能するねじ28とプリント基板22のグランド部22aが対向して配置されており、両者の間には導電性のコイルスプリング43が設けられている。このコイルスプリング43は、ちょうどヘッドホルダ12の隅部に位置し、ヘッドホルダ12の側壁に沿うようにしてねじ28の真上にあるグランド部22aに向かって保持されている。ここで、グランド部22aは、電位基準の電位(アース電位)に保持されている。
ねじ28の上側に、コイルスプリング43の下端部(一端部)が挿入される絶縁性の筒状部材44が配置され、プリント基板22のグランド部22aに、コイルスプリング43の他端部の移動を規制する凹部45(移動規制手段)が形成されている。この凹部45は、コイルスプリング43の他端部に係合する形状に導電性材料(例えば、はんだ)によって形成されている。この凹部45がコイルスプリング43の他端部に係合することで、前記他端部の移動を規制するようになっている。なお、筒状部材44の、ねじ28側の部分は、バッファタンク14に設けたリブ14cにて倒れにくいようにされている。
つまり、コイルスプリング43の一端部を筒状部材44内に挿入し、コイルスプリング43の他端部を凹部45で規制してグランド部22aに接触させることで、ねじ28(ノズルユニット11のアース部)がコイルスプリング43を介してグランド部22aに電気的に接続される。ここで、コイルスプリング43は、筒状部材44内に挿入されたときには、その端部がプリント基板22の取り付け位置より上方に突出している。この状態で上からプリント基板22をヘッドホルダ12の側壁上部に固定する。このとき、プリント基板22のグランド部22aがねじ28の真上に位置するように構成されており、コイルスプリング43は押し縮められた状態で一端をねじ28に、他端をグランド部22aに当接することになる。すなわち、コイルスプリング43を筒状部材44に挿入し、プリント基板22でヘッドホルダ12の上方を覆うように固定するだけで、ノズルユニット11とプリント基板22との間の電気的導通が容易に取れる。ノズルユニット11とプリント基板22とを電気的に接続するために、その接続部で固定作業を必要としない簡単な構成となっている。これにより、ねじ28(ノズルユニットのアース部)も、プリント基板22のグランド部22aと同じ電位、すなわち電位基準の電位とされる。その結果、少なくともノズルユニット11(キャビティユニット17)や、ノズルユニット11が取り付けられる補強フレーム33が電位基準の電位となるので、キャビティユニット17内部のインクが帯電することがなくなり、圧電素子19が化学的にアタックされて早期に劣化するのが回避される。なお、ヘッドホルダ12が導電性部材であれば、ほぼインクジェットヘッド1全体が電位基準の電位となる。これにより、外部からの電磁界による不必要な電位の変動やノズルの影響を抑制することができる。
凹部45は、具体的には図8(a)(b)に示すように、それの内径がコイルスプリング43の径(外径)に対応する環状に、グランド部22aに導電性材料を連続的に塗布することで構成される。
また、図9(a)(b)に示すように、凹部45’は、コイルスプリング43の径に対応する環状に、グランド部22aに導電性材料を間欠的に塗布することで構成するようにしてもよい。この場合、塗布が欠如される部分45aは、2つに限られることなく、1つでもよいし、3つ以上でもよい。
ノズルユニット11は、複数枚の金属薄板が積層されてなるキャビティユニット17と圧電素子19を含み、インクを吐出するものである。キビティユニット17は、前面に多数のノズル孔を列状に備えるノズルプレート61と、その上に順に積層されインク流路を形成する複数枚の中間プレートとを備え、それぞれ接着剤にて重ね接合した構造としている(図2及び図3参照)。
合成樹脂(例えば、ポリイミド樹脂)製のノズルプレート61を除く他のプレートは、ニッケル合金鋼板製で、50〜150μm程度の厚さを有する。ノズルプレート61には、微小径(この実施の形態では25μm程度)のノズル孔16a〜16dが微小間隔で多数個穿設されている。このノズル孔16a〜16dは、前述したとおり、ノズルプレート61の長辺方向に沿って、千鳥配列状で5列に配列されている。一方、中間プレートには、圧力室等の凹み形成や貫通孔などが、エッチング加工、放電加工、プラズマ加工、レーザ加工等により形成されている。そして、接着剤としてのインク非浸透性の合成樹脂材からなる接着剤シート(図示せず)を介して、キャビティユニット17の上側に対して、圧電素子19を所定の位置関係で接着固定する。また、この圧電素子19における上側の表面には、フレキシブルフラットケーブル20が重ね押圧されることにより、このフレキシブルフラットケーブル20における各種の配線パターン(図示せず)が電気的に接続される。
そして、圧力室を形成するキャビティユニット17の一端部には、4つのインク供給口18a〜18dが穿設されている。これら4つのインク供給口18a〜18dには、前述したように、バッファタンク14のインク流出口32a〜32dが接続される。そして、これらインク供給口18a〜18dからノズル孔16a〜16dに至るインク流路では、インクは、各圧力室に分配供給される。そして、圧電素子19の駆動により、インクは各圧力室内から、その圧力室に対応するノズル孔16a〜16dに至るという構成とされている。
本発明は、前記実施の形態のほか、次のように構成することも可能である。
(i) 前記移動規制手段は、凹部(はんだ)のほか、図7(a)に二点鎖線で示すように、前述した筒状部材44と同様な絶縁性の筒状部材46を設ける構成とすることも可能である。この場合、筒状部材46は、プリント基板22のグランド部22aに直接設けてもよいし、プリント基板22のグランド部22aに位置するように他の部分に支持させるようにしてもよい。
(ii) 図7(b)に示すように、コイルスプリング43が挿入される絶縁性の筒状部材44’を、ねじ28(ノズルユニットのアース部)からグランド部22a付近に亘って延在して設け、前記移動規制手段を省略することもできる。ねじ28は、ノズルユニットをヘッドホルダ(支持部材)に取り付けるための導電性の取付具であり、コイルスプリング43の一端部を筒状部材44’内に挿入し、コイルスプリング43の他端部をグランド部22aに接触させることで、ノズルユニットのアース部であるねじ28がコイルスプリング43を介してグランド部22aに電気的に接続される。この場合も、プリント基板22のグランド部22aに、コイルスプリング43の他端部内に嵌り込む凸部を導電性材料にて形成し、他端部がより一層側方に移動しにくい構成とすることも可能である。また、前述した実施の形態と同様に、プリント基板22のグランド部22aに、コイルスプリング43の他端部が係合する凹部を導電性材料にて形成することもできる。これにより、電気的な接続の信頼性がさらに向上する。
(i) 前記移動規制手段は、凹部(はんだ)のほか、図7(a)に二点鎖線で示すように、前述した筒状部材44と同様な絶縁性の筒状部材46を設ける構成とすることも可能である。この場合、筒状部材46は、プリント基板22のグランド部22aに直接設けてもよいし、プリント基板22のグランド部22aに位置するように他の部分に支持させるようにしてもよい。
(ii) 図7(b)に示すように、コイルスプリング43が挿入される絶縁性の筒状部材44’を、ねじ28(ノズルユニットのアース部)からグランド部22a付近に亘って延在して設け、前記移動規制手段を省略することもできる。ねじ28は、ノズルユニットをヘッドホルダ(支持部材)に取り付けるための導電性の取付具であり、コイルスプリング43の一端部を筒状部材44’内に挿入し、コイルスプリング43の他端部をグランド部22aに接触させることで、ノズルユニットのアース部であるねじ28がコイルスプリング43を介してグランド部22aに電気的に接続される。この場合も、プリント基板22のグランド部22aに、コイルスプリング43の他端部内に嵌り込む凸部を導電性材料にて形成し、他端部がより一層側方に移動しにくい構成とすることも可能である。また、前述した実施の形態と同様に、プリント基板22のグランド部22aに、コイルスプリング43の他端部が係合する凹部を導電性材料にて形成することもできる。これにより、電気的な接続の信頼性がさらに向上する。
1 インクジェットヘッド
11 ノズルユニット
14 バッファタンク
17 キャビティユニット
19 圧電素子
22 プリント基板
22a グランド部
28 ねじ(アース部、取付具)
44、44’ 筒状部材
45、45’ 凹部
46 筒状部材
11 ノズルユニット
14 バッファタンク
17 キャビティユニット
19 圧電素子
22 プリント基板
22a グランド部
28 ねじ(アース部、取付具)
44、44’ 筒状部材
45、45’ 凹部
46 筒状部材
Claims (9)
- 複数枚の金属薄板と圧電素子を含み、インクを吐出するノズルユニットと、前記ノズルユニットからインクを吐出させる駆動信号を前記圧電素子に供給するプリント基板と、前記ノズルユニットと前記プリント基板とを対向して支持する支持部材とを有するインクジェットヘッドであって、
前記ノズルユニットに設けられたアース部と、電位基準の電位に保持されるとともに前記アース部に対向して配置された前記プリント基板のグランド部と、前記アース部と前記グランド部との間に介在する導電性のコイルスプリングと、前記アース部に設けられて前記コイルスプリングの一端部が挿入される絶縁性の筒状部材と、前記グランド部に設けられて前記コイルスプリングの他端部の移動を規制する移動規制手段とを備え、
前記コイルスプリングの一端部を前記筒状部材内に挿入し、前記コイルスプリングの他端部を前記移動規制手段で規制して前記グランド部に接触させることで、前記アース部が前記コイルスプリングを介して前記グランド部に接続されることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記移動規制手段は、前記プリント基板のグランド部に形成される凹部で、前記コイルスプリングの他端部に係合し前記コイルスプリングの他端部の移動を規制する形状に導電性材料によって形成されたものであることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。
- 前記ノズルユニットのアース部は、前記ノズルユニットを前記支持部材に取り付けるための導電性の取付具であることを特徴とする請求項1または2記載のインクジェットヘッド。
- 前記凹部は、前記コイルスプリングの径に対応する環状に、導電性材料を前記グランド部に連続的に塗布することで構成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
- 前記凹部は、前記コイルスプリングの径に対応する環状に、導電性材料を前記グランド部に間欠的に塗布することで構成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
- 複数枚の金属薄板と圧電素子を含み、インクを吐出するノズルユニットと、前記ノズルユニットからインクを吐出させる駆動信号を前記圧電素子に供給するプリント基板と、前記ノズルユニットと前記プリント基板とを対向して支持する支持部材とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記ノズルユニットに設けられたアース部と、電位基準の電位に保持されるとともに前記アース部に対向して配置された前記プリント基板のグランド部と、前記アース部と前記グランド部との間に介在する導電性のコイルスプリングと、前記アース部付近から前記グランド部付近に亘って延在し前記コイルスプリングが挿入される絶縁性の筒状部材とを備え、
前記コイルスプリングの一端部を前記筒状部材内に挿入し、前記コイルスプリングの他端部を前記グランド部に接触させることで、前記アース部が前記コイルスプリングを介して前記グランド部に接続されることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記プリント基板のグランド部には、前記コイルスプリングの他端部内に嵌り込む凸部が導電性材料にて形成されている請求項6記載のインクジェットヘッド。
- 前記プリント基板のグランド部には、前記コイルスプリングの他端部が係合する凹部が導電性材料にて形成されていることを特徴とする請求項6記載のインクジェットヘッド。
- 前記ノズルユニットのアース部は、前記ノズルユニットを前記支持部材に取り付けるための導電性の取付具であることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
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