JP4110842B2 - インクジェットプリンタヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタにおいて、インクの微小液滴を噴射させて印字面上に画像を形成するプリンタヘッドの構成及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタなどのインクジェット記録装置のプリンタヘッドは、本体フレームにヘッドユニットを固着した構成としている。そして、このヘッドユニットは、印字面に対しインクを噴射する複数のノズルと、このノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力室と、この複数の圧力室にインクを分配する共通インク室と、個々の前記圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与可能に構成したアクチュエータと、前記共通インク室に設けられるインク供給口と、を有する。
このインク供給口を本体フレーム側に設けられるインク供給源に接続することにより、ヘッドユニットに対するインクの供給を行うようになっている。
【０００３】
そして、従来、インク供給源と、ヘッドユニットのインク供給口とは、図１３のような構造を介して接続されていた。
これを図１３を参照して説明する。ヘッドユニット６を固着する本体フレーム６８にはインク供給通路４が穿設されて、その上端は、図示しないインクカートリッジ内部のインク供給源に連通されている。インク供給通路４の下端は本体フレーム６８の底板５の下面に開口される。
一方、ヘッドユニット６は、インクの噴射口であるノズル１５が下を、インク供給口１９・１９が上をそれぞれ向くようにして、接着剤を用いて前記底板５の下面に固着される。
【０００４】
そして、本体フレーム６８のインク供給通路４と、ヘッドユニット６のインク供給口１９・１９とを繋ぐために、弾性を有する素材（例えば、ゴム）で形成されたジョイント部材４７が、本体フレーム６８とヘッドユニット６との間に介在させて取り付けられる。このジョイント部材４７は筒状に構成されており、その内部空間の一端が前記インク供給通路４に、他端が前記インク供給口１９・１９に、それぞれ接続される。
【０００５】
ここで、ヘッドユニット６を本体フレーム６８へ取り付ける際には、両者の間に介在されるジョイント部材４７を上下方向に若干の量だけ圧縮させるようにして取り付け、その状態を保ったままヘッドユニット６を本体フレーム６８に対し接着剤で固定するようにしている。こうすることで、復元力が作用するジョイント部材４７は、その上端が本体フレーム６８の底板５の下面を、その下端がヘッドユニット６の上面を、それぞれ常時押圧してシールを行い、この密着構造により、インク供給通路４・インク供給口１９間の接続経路からのインク漏れが防止されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１３の従来の構成のようにヘッドユニット６の一端に対してジョイント部材４７からの強い荷重を常時作用させることは、ヘッドユニット６を変形させて、その内部のインク流路やノズル１５の配列を変形させ、正常なインク噴射を阻害し印字品質を悪くするので望ましくない。
また、カラー印字のために複数のヘッドユニット６を並置するものでは、本体フレーム６８やジョイント部材４７の僅かな製造誤差が、ヘッドユニット６に加える押圧力を変え、ヘッドユニット６ごとにインク噴射性能がばらつき、印字品質を悪くすることがある。
さらに、前述の本体フレーム６８やジョイント部材４７の僅かな製造誤差で、ジョイント部材４７とヘッドユニット６との間のシールが不十分な不適格品が発生することも多く、製造歩留まりの低下が生じていたのである。
【０００７】
ここで製造歩留まりを向上させる手法の一つに、ヘッドユニット６を本体フレーム６８に取り付ける際にジョイント部材４７を大きく圧縮させるようにして、ジョイント部材４７がヘッドユニット６に強く密着するようにし、少々の製造誤差では影響がない程度のマージンを見込んだシール作用を行わせる方法が考えられる。
しかし、ヘッドユニット６に対してジョイント部材４７からの強い荷重を常時作用させることは、上述のように望ましくない。
【０００８】
本願発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、インク供給口１９とインク供給通路４との接続部分を確実にシールでき、かつ、ヘッドユニット６に対して大きな荷重を作用させないインクジェットプリンタヘッドの構成、あるいはその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、印字面に対しインクを噴射する複数のノズルと、このノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力室と、この複数の圧力室にインクを分配する共通インク室と、個々の前記圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与可能に構成したアクチュエータと、前記共通インク室に設けられるインク供給口と、を有するヘッドユニットを備え、本体フレームに、前記ヘッドユニットを固着した構成のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記ヘッドユニットには、前記インク供給口と接続する内部空間を有する筒状部材が前記本体フレーム側に向け突出した状態に設けられ、前記本体フレームには前記ヘッドユニットの筒状部材と対向する貫通孔が設けられ、インク供給源から前記貫通孔内部を通って前記ヘッドユニットの前記筒状部材の内部空間に至るインク流路の少なくとも一部をなしているインク供給通路を有する継手部材が、前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着されており、（ｉ）前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものであって、一端が前記継手部材に接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続された弾性部材が配置されている、又は、（ｉｉ）前記継手部材及び前記筒状部材の少なくともいずれか一方が、弾性材料によって構成されており、前記一方が他方に嵌合接続されているものである。
【００１１】
この構成により、嵌合接続部のシール作用をヘッドユニットに対し荷重を加えることなく行わせることができる。また、継手部材はヘッドユニットではなく本体フレームに固着されることから、これによってもヘッドユニットに負荷が掛かりにくい構成とすることができる。
また、継手部材をヘッドユニットの反対側から本体フレームに固着する構成であるから、ヘッドユニットが先に本体フレームに取り付けてあったとしても、継手部材を本体フレームに取り付けるときにそのヘッドユニットが邪魔にならない。従って、ヘッドユニットを先に本体フレームに配置しあるいは固着してから継手部材を本体フレームに取り付けるといった組付形態を採ることが可能で、組付けの柔軟性に優れる。
また、弾性部材と筒状部材との接続部分のシール作用を弾性部材の締まり荷重によって得ることができ、シールが確実に行える。
【００１２】
請求項２においては、前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものであって、一端が前記継手部材に接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続された弾性部材が配置されており、前記弾性部材は、一端が前記継手部材の外周に嵌合接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続されたチューブであるものである。
【００１３】
この構成により、嵌合接続部のシール作用をチューブの締まり荷重によって得ることができ、シールが確実に行える。また、チューブ状の簡単な形状であるので部品の入手も容易で、製造コストも低減できる。
【００１４】
請求項３においては、前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものであって、一端が前記継手部材に接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続された弾性部材が配置されており、前記弾性部材の一端には、前記継手部材に密着するとともに該継手部材により前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに押し当てられる第１フランジ部を形成したものである。
【００１５】
これにより、フランジ部と継手部材との間のシールを確実にすべくフランジ部を強く圧縮した場合でも、フランジ部の復元力は本体フレームで受け止められることとなって、当該復元力がヘッドユニットに作用することが回避される。従って、確実なシールを得られると同時に、ヘッドユニットの変形を防止することができる。
【００１６】
請求項４においては、前記第１フランジ部の前記継手部材側の面には、該継手部材に密着するリップ部が形成されているものである。
【００１７】
これにより、リップの密着によってシールの確実性が向上するから、第１フランジ部と継手部材との継ぎ目部分からのインクの漏れを、簡素な構成で防止することができる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
請求項５においては、前記継手部材は、前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着される第２フランジ部を有するものである。
【００２１】
この構成により、継手部材を第２フランジ部を用いて本体フレームに確実に固定することができる。
【００２２】
請求項６においては、インクジェットプリンタにおいて、前記ヘッドユニットは、複数個並べて前記本体フレームに配置され、前記継手部材は、前記複数個のヘッドユニットの各筒状部材にそれぞれ対応するように複数個あるものである。
【００２３】
この構成により、複数のヘッドユニットの位置関係を正確に定めて本体フレームに配置し、それから継手部材を本体フレームに取り付けるという組付方法が可能となって、本体フレームの形状の精度にあまり左右されずに組み立てることができる。
【００２４】
請求項７においては、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記ヘッドユニットを、前記筒状部材が前記本体フレームの貫通孔と対向する状態に、前記本体フレームに配置し、前記継手部材を、前記インク供給通路と前記ヘッドユニットの筒状部材の内部空間とを連通させるように、前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着するものである。
【００２５】
この製造方法のように、ヘッドユニットを先に本体フレームに配置した後に継手部材を本体フレームに取り付けるといった組付形態を採ることで、継手部材とヘッドユニットの筒状部材との接続を行わせる工程においても、該接続部分に軸方向の圧縮力が作用しにくく、ヘッドユニットに掛かる負荷を低減でき、ヘッドユニットの変形を防止することができる。
【００２６】
請求項８においては、請求項７に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものである弾性部材が配置されており、前記弾性部材がチューブであって、前記継手部材の外周にそのチューブの一端を嵌合接続し、前記筒状部材の外周に前記チューブの他端を嵌合接続するものである。
【００２７】
この構成により、嵌合接続部のシール作用をチューブの締まり荷重によって得ることができ、シールが確実に行える。また、チューブ状の簡単な形状であるので部品の入手も容易で、製造コストも低減できる。
【００２８】
請求項９においては、請求項７に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものである弾性部材が配置されており、前記弾性部材の他端には第１フランジが形成されており、前記筒状部材に弾性部材の他端を嵌合接続した上で、前記第１フランジ部を前記本体フレームと前記継手部材との間で挟み込むように、該継手部材を前記本体フレームに固着するものである。
【００２９】
これにより、フランジ部と継手部材との間のシールを確実にすべく第１フランジ部を強く圧縮した場合でも、フランジ部の復元力は本体フレームで受け止められることとなって、当該復元力がヘッドユニットに作用することが回避される。従って、確実なシールを得られると同時に、ヘッドユニットの変形を防止することができる。
請求項１０においては、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタの製造方法において、前記継手部材及び前記筒状部材の少なくともいずれか一方が、弾性材料によって構成されており、前記ヘッドユニットを、前記筒状部材が前記本体フレームの貫通孔と対向する状態に、前記本体フレームに配置し、前記継手部材を、前記インク供給通路と前記ヘッドユニットの筒状部材の内部空間とを連通させるように、前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着するとともに、前記継手部材及び前記筒状部材の一方を他方に嵌合接続するものである。
【００３０】
請求項１１においては、請求項７から請求項１０までのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記継手部材は、前記筒状部材と接続する側と反対側に第２フランジ部を有し、そのフランジ部を前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着するものである。
【００３１】
この構成により、継手部材を第２フランジ部を用いて本体フレームに確実に固定することができる。
【００３２】
請求項１２においては、請求項７から請求項１１までのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記ヘッドユニットを、相互の位置関係を定めて複数個並べて前記本体フレームに配置し、複数個の前記継手部材を、前記複数個のヘッドユニットの各筒状部材にそれぞれ接続して前記本体フレームに固着するものである。
【００３３】
これにより、複数のヘッドユニットの位置関係を正確に定めて本体フレームに配置し、それから継手部材を本体フレームに取り付けるという組付方法が可能となって、本体フレームに対して継手部材の位置が比較的自由ならば、本体フレームの形状の精度にあまり左右されずに組み立てることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態としてのカラーインクジェットプリンタを示す斜視図である。
図１において、このカラーインクジェットプリンタ１００のプリンタヘッド６３は、その本体フレーム６８に、四色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のインクを噴射させるために各色ごとに配設された計四個の圧電式のインクジェットヘッドユニット（以下「ヘッドユニット」）６を固着し、更に、カラーインクがそれぞれ充填される計四個のインクカートリッジ６１を本体フレーム６８に着脱可能に取り付けた構成としている。この本体フレーム６８は、駆動機構６５により直線方向に往復駆動されるキャリッジ６４に固着されている。用紙を送るためのプラテンローラ６６は、その軸線がキャリッジ６４の往復移動方向に沿うよう配置され、ヘッドユニット６と対向されている。
【００３５】
キャリッジ６４は、プラテンローラ６６の支軸と平行に配設されるガイド軸７１およびガイド板７２によって、摺動自在に支持される。ガイド軸７１の両端部の近傍にはプーリー７３・７４が支持され、これらのプーリー７３・７４の間に無端ベルト７５が掛け渡される。前記のキャリッジ６４はこの無端ベルト７５に固定される。
このような駆動機構６５の構成において、一方のプーリー７３がモータ７６の駆動により正逆回転されると、それに伴ってキャリッジ６４がガイド軸７１およびガイド板７２に沿って直線方向に往復駆動され、プリンタヘッド６３の往復移動を行わせる。
【００３６】
用紙６２は、インクジェットプリンタ１００の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、ヘッドユニット６とプラテンローラ６６との間の空間に導かれて、ヘッドユニット６から噴射されるインクにより所定の印字がなされた後に排紙される。なお、図１においては、用紙６２の給紙機構および排紙機構の図示を省略している。
【００３７】
パージ機構６７は、前記ヘッドユニット６の内部に溜まる気泡やゴミなどを含んだ不良インクを強制的に吸引して除去するためのものである。
このパージ機構６７はプラテンローラ６６の側方に設けられ、前述の駆動機構６５によってプリンタヘッド６３がリセット位置に至ったときにそのヘッドユニット６に対向するよう、該パージ機構６７の配設位置が定められている。このパージ機構６７はパージキャップ８１を備えており、ヘッドユニット６の下面に設けられる多数のノズルを覆うように、当該ヘッドユニット６の下面に対し当接する。
この構成で、プリンタヘッド６３がリセット位置にあるときに、このキャリッジ６４に設けられているヘッドユニット６のノズルをパージキャップ８１で覆って、ヘッドユニット６の内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを、カム８３の駆動によりポンプ８２によって吸引して廃インク溜め８４へ廃棄することにより、ヘッドユニット６の復旧を行うようにしている。
なお、図１に示すキャップ８５は、印字が終了してリセット位置に戻されるキャリッジ６４上のヘッドユニット６の多数のノズルを覆って、インクの乾燥を防止するためのものである。
【００３８】
次に、プリンタヘッド６３を説明する。
図２はプリンタヘッドの断面図である。図３は図２におけるIII-III線断面図である。
図４はヘッドユニットの分解斜視図である。
図５は図３で鎖線で囲まれた部分の拡大図である。
【００３９】
プリンタヘッド６３の断面図が図２に示され、該プリンタヘッド６３の本体フレーム６８は、図２に示すようにその上面側が開放された略箱状に形成されており、その開放された側から四つのインクカートリッジ６１を着脱自在に装着できるようにして、搭載部を形成している。
図２のIII-III線断面図である図３に示すように、本体フレーム６８の底板５の下面には、前述のヘッドユニット６が四つ並べて固着されている。
【００４０】
このヘッドユニット６の構成を示す斜視図が図４に示される。ヘッドユニット６は特開２００１−２４６７４４号公報に記載のものと同様に、複数枚の薄い金属板を積層させた構成のキャビティプレート１０を有し、該キャビティプレート１０に対してプレート型の圧電アクチュエータ（以下「アクチュエータ」）２０が、接着剤または接着シートを介して接着、積層されている。アクチュエータ２０の上面には、外部機器との電気的接続のためのフレキシブルフラットケーブル４０が、接着剤にて重ね接合されている。
【００４１】
キャビティプレート１０の下面にはノズル１５が並べて多数開口されており、各ノズル１５から下向きにインクが噴射するようになっている。
また、キャビティプレート１０の上面には多数の圧力室１６が並べて凹設されており、前述のノズル１５は、対応する圧力室１６に対し、キャビティプレート１０内に形成された図示しない連絡孔を介してそれぞれ接続されている。
【００４２】
アクチュエータ２０の詳細な構成は図示しないが上記公報に記載のものと同様に、キャビティプレート１０に形成される圧力室１６の一つ一つに対応して設けられる駆動電極と、すべての圧力室１６に共通の共通電極とで、圧電シートを挟んだ、公知の構成とされている。この構成で任意の駆動電極と共通電極との間に電圧を印加すると、圧電シートが変形して、対応する位置の圧力室１６の容積を縮小させ、圧力室１６内部のインクに噴射エネルギーを付与してノズル１５から噴射させる。
【００４３】
複数の圧力室１６にインクを分配するための共通インク室７・７がキャビティプレート１０内部に形成され、この共通インク室７・７に繋がるインク供給口１９・１９が、キャビティプレート１０上面に開口されている。この二つのインク供給口１９・１９に対応させて、キャビティプレート１０の上面には二つの金属製の筒状部材３５・３５が、接着剤（例えば、エポキシ系のもの）にて接着されて設けられる。筒状部材３５は本体フレーム６８側に向け突出した状態に設けられており、それぞれの筒状部材３５の内部空間は、対応するインク供給口１９に接続される。
【００４４】
図２・図３に示すように、本体フレーム６８の前記搭載部の一側部位において、各ヘッドユニット６に対応させた四つの貫通孔３０が、底板５を貫通させて上下方向に設けられ、この貫通孔３０のそれぞれに、継手部材３１が一つずつ取り付けられている。
図３の鎖線で囲った部分の拡大図である図５に示すように、継手部材３１は合成樹脂製の上下の半部４１・４２を互いに接合固着して構成され、その内部にはインク供給通路４が形成されている。インク供給通路４は継手部材３１の内部で逆「Ｙ」字状に分岐された構成としており、その一端を図示しないインク供給源（具体的には、前述のインクカートリッジ６１内のインクタンク）へ接続している。インク供給通路４の二手に分岐された他端は、いずれも前記貫通孔３０を通してヘッドユニット６側へ延出され、ヘッドユニット６側に向けて継手部材３１に二股状に突出形成した筒状部分３２・３２の内部を通過し、該筒状部分３２・３２の下端にそれぞれ開口される。
また、継手部材３１においては、上下の半部４１・４２の接合面近傍部（即ち、継手部材３１の筒状部材３５に接続される側とは反対側の部分）を水平に延出させて、該継手部材３１を本体フレーム６８に固着するためのフランジ部３６を形成している。
【００４５】
ヘッドユニット６の筒状部材３５と、継手部材３１の筒状部分３２とは、以下に説明するように、チューブ３３・３３によって接続されている。
このチューブ３３・３３は弾性変形可能な素材（例えば、ゴム）で、円筒状に形成されている。チューブ３３の一端は継手部材３１の筒状部分３２の外周に、他端は、ヘッドユニット６に固着された筒状部材３５の外周に、それぞれ嵌合されている。
【００４６】
ヘッドユニット６の筒状部材３５と、継手部材３１の筒状部分３２は、その外径をチューブ３３の内径よりも大きくして、チューブ３３の径を拡げるよう弾性変形させながら、筒状部材３５あるいは筒状部分３２に嵌合させている。このようにしてチューブ３３を組み付けることで、チューブ３３の縮径方向の復元力が筒状部材３５あるいは筒状部分３２に対する締付け力として働き、嵌合部分が密着されてシール作用を営み、インクの漏れが防止される。
更には、上述のシール作用のためのチューブ３３の復元力（締付け力）は筒状部材３５に水平に加わるものであって、ヘッドユニット６を下方に押す力としては作用しない。従って、精密部品であるヘッドユニット６に強い負荷が加わるのを防止でき、ヘッドユニット６の変形を防止することができる。
【００４７】
このような構成において、本体フレーム６８に、ヘッドユニット６、継手部材３１、およびチューブ３３を組み付ける手順を説明する。
図６はプリンタヘッドの組付過程を示す図であって、本体フレームにヘッドユニットを配置した状態を示した図である。図７は図６の状態から本体フレームに継手部材を取り付ける様子を示した図である。
【００４８】
（１）まず、四個のヘッドユニット６を、図示しない治具の上で、ノズル１５の位置を相互に正確に位置合わせする。そして、図６に示すように、それらのヘッドユニット６の上に本体フレーム６８を被せるように配置する。なお、各ヘッドユニット６の上には予め筒状部材３５が固定されており、本体フレーム６８の上記配置により筒状部材３５は、その本体フレーム６８の底板５に形成された前述の貫通孔３０内に挿入される。
（２）この状態で、ヘッドユニット６と本体フレーム６８との間に接着剤を充填し、四個のヘッドユニット６の相互の位置を固定すると同時にそれらを本体フレームに固定する。
（３）そして、図７に示すように、予めその筒状部分３２にチューブ３３を嵌合させておいた継手部材３１を、ヘッドユニット６とは反対側の本体フレーム６８上方から組み付け、チューブ３３を前記貫通孔３０を通過させながら、その下端をヘッドユニット６の筒状部材３５に嵌合させる。このとき、ヘッドユニット６が平坦な治具上にあることで、チューブ３３を筒状部材３５に嵌合させるとき、ヘッドユニット６に曲げ力が作用することはないし、また、完成後にはもちろんチューブ３３の弾性がヘッドユニット６を曲げるように作用することはない。この状態で、継手部材３１のフランジ部３６を本体フレーム６８の底板５の上面に接着する。
なお、上記（２）の接着工程は、（３）の継手部材３１の組付けの後、本体フレーム６８に対してヘッドユニット６及び継手部材３１を同時に接着するようにすることもできる。
【００４９】
上記のように継手部材３１を、前記ヘッドユニット６とは反対側から（この実施形態ではヘッドユニット６は本体フレーム６８の底板５の下面に固着されているので、底板５の上側から）本体フレーム６８に取り付ける構成としたのは、前述の（１）〜（３）の組付工程を採用できるようにするためである。
この組付工程では、継手部材３１とヘッドユニット６とをチューブ３３で接続する組付作業の際に該チューブ３３が軸方向に大きく圧縮されてしまうことが回避されるから、その軸方向の復元力がヘッドユニット６に作用してヘッドユニット６の負荷となることも防止される利点がある。
【００５０】
なお、本体フレーム６８に対する継手部材３１の配設位置は、ヘッドユニット６の配設位置よりも、ズレに対する許容範囲が相対的に大きい。このため、上記組付方法を採れば、本体フレーム６８の底板５の形状の精度にあまり左右されずに組み立てることができる。
【００５１】
なお、前述のチューブの第一変形例が図８に示され、この変形例に係るチューブ３３’は、前記実施形態の二つのチューブ３３・３３を一体化させたものであり、部品点数を削減できる点で有利である。
【００５２】
また、これらチューブ（３３または３３’）で継手部材３１と筒状部材３５とを接続する構成に限らず、例えば、継手部材３１または筒状部材３５の少なくともいずれか一方を弾性変形可能なゴム等で構成し、一方が他方に直接嵌合するようにしても、ヘッドユニット６への負荷防止という本発明の目的は達成し得る。
【００５３】
このような構成の一例（第二変形例）について、図９〜図１２を参照しながら説明する。この第二変形例の弾性部材３３”は、前述の実施例における継手部材３１の一部（下側半部４２）を置き換えるものであって、かつ、前述のチューブ３３をも一体的に設けたものということができる。
図９は第二変形例におけるプリンタヘッドの断面図、図１０は図９で鎖線で囲まれた部分の拡大図である。
図１１はプリンタヘッドの本体フレームの平面図である。図１２は継手部材を熱カシメにより本体フレームに固定する様子を示す拡大断面図である。
【００５４】
図９はプリンタヘッドの断面図であり、図９で鎖線で囲った部分の拡大図が図１０に示される。この構成例において図１０に示すように、弾性部材３３”は前述の実施例のチューブ（３３および３３’）と同様に、弾性変形可能な部材（例えば、ゴム）で構成されている。この弾性部材３３”は、フランジ部５１と、該フランジ部５１から下方に向けて二股状に突出される平行な二本の筒部５２・５２と、を有している。それぞれの筒部５２の内部には連絡通路５８が形成されている。
ヘッドユニット６は前述の実施例とまったく同様に構成され、インク供給口１９・１９の部分に筒状部材３５・３５を備えている。また、本体フレーム６８の底板５には、当該筒状部材３５・３５に対向するように、貫通孔３０が上下方向に形成される。前述の弾性部材３３”の筒部５２は図１０に示すように、該貫通孔３０の内部を通って、この筒状部材３５の外周に嵌合されている。
【００５５】
弾性部材３３”に形成される前記フランジ部５１は、平面視で長円状の形状となるように、一様な厚みで形成されている。また、このフランジ部５１の周縁部は、前記本体フレーム６８の底板５に上下方向に形成される貫通孔３０が当該底板５上面に形成する開口部の周囲に向けて、所定の幅だけ延出するように形成されている。従って、フランジ部５１は、弾性部材３３”を本体フレーム６８に取り付けたときには、本体フレーム６８の底板５の上面に対し図１０に示すように押し当てられる形になる。
前述の連絡通路５８は、互いに平行な二本の貫通状の通路とされ、それぞれの上端が前記フランジ部５１の上面に開口５８ａを形成している。
【００５６】
継手部材３１’は、前述の実施例における継手部材３１の下側半部４２を取り去ったものに相当する構成とされる。また図９に示すように、継手部材３１’は、図３の実施例における四個の継手部材３１をまとめた一体的なものに構成することで、部品点数を削減している。
該継手部材３１’には、各ヘッドユニット６に対応してインク供給通路４が計四本形成され、このインク供給通路４の一端が、該継手部材３１’の下面にテーパ状の開口４ａを形成している。
【００５７】
継手部材３１’は、前記フランジ部５１を本体フレーム６８との間で挟み込むようにして、ヘッドユニット６の反対側から本体フレーム６８の底板５に固定される。こうすることで、弾性部材３３”の前記連絡通路５８が、フランジ部５１上面に形成された二つの開口５８ａと継手部材３１’に形成されたテーパ状開口４ａとを介して、前述のインク供給通路４に連通する。この結果、インク供給源と前記筒状部材３５・３５の内部空間とを繋ぐインク流路が構成されることになる。
【００５８】
図１０に示すように、前記弾性部材３３”のフランジ部５１の上面（継手部材３１’側の面）には、前述の二つの開口５８ａを囲むように、平面視長円状のリップ部５１ａが凸状に形成されている。このリップ部５１ａは、フランジ部５１を本体フレーム６８との間に挟み込むようにして継手部材３１’が本体フレーム６８に固定されるときに、潰れて該継手部材３１’の下面（前述のテーパ状開口の周囲部分）に密着し、継手部材３１’と弾性部材３３”との継ぎ目部分からインクが漏れないようシールする役割を果たす。
【００５９】
この構成において、前記リップ部５１ａによるシールを確実とするためには、継手部材３１’を本体フレーム６８に取り付ける際に、フランジ部５１を強く挟み込んで圧縮するようにすればよい。フランジ部５１にはこの圧縮変形に対する復元力が上下方向に発生することになるが、この第二変形例は弾性部材３３”のフランジ部５１の下面が本体フレーム６８の底板５に押し当てられる構成であるから、フランジ部５１で発生する復元力を本体フレーム６８で受けることができ、当該復元力がヘッドユニット６側に作用することはない。
即ちこの第二変形例によれば、フランジ部５１を強く圧縮してリップ部５１ａによるシールの確実性を高めるようにした場合でも、圧縮に対する反発力がヘッドユニット６に作用することを阻止でき、該ヘッドユニット６が変形する不都合を回避することができる。
なお、弾性部材３３”と筒状部材３５との接続部分において発生する弾性部材３３”の復元力は縮径方向（水平方向）に作用するので、これによってヘッドユニット６が曲げ変形を受けることもない。これは、前述の実施例と同様である。
【００６０】
本実施例における組付工程については、以下のとおりである。
即ち、最初に、前述の実施例における前記（１）の工程と同様に、筒状部材３５を予め固定してある四個のヘッドユニット６を治具上で正確に位置合わせして配置し、それらのヘッドユニット６の上に本体フレーム６８を被せるように配置する。
次に、前記（２）の工程と同様に、ヘッドユニット６と本体フレーム６８との間に接着剤を充填して、ヘッドユニット６の相互の位置を固定すると同時にそれらを本体フレーム６８に固定する。
そして、（３）’の工程として、ヘッドユニット６と反対側から、弾性部材３３”の筒部５２を本体フレーム６８の貫通孔３０を挿通させて、ヘッドユニット６の筒状部材３５に嵌合させる。
更に、（４）の工程として、弾性部材３３”のフランジ部５１の上側から前記継手部材３１’を配置し、フランジ部５１を本体フレーム６８の底板５と継手部材３１’とで挟み込むようにしながら、当該継手部材３１’のフランジ部３６を本体フレーム６８の底板５の上面に固定する。
【００６１】
前記（４）の工程で継手部材３１’を底板５に固定する方法としては、接着剤による接着により固定しても良いが、この第二変形例では熱によるカシメの方法を採用している。
即ち、平面図である図１１に示すように、継手部材３１’は、前述のインク供給通路４の周囲部分にフランジ部３６を有し、このフランジ部３６に熱カシメ部５７を適当な間隔をおいて複数形成した構成となっている。この熱カシメ部５７は図１２（ａ）に示すように、継手部材３１’に上下方向に設けられた細い貫通孔９１とされ、この孔９１の位置に対応させて、本体フレーム６８の底板５には細い突起９２が上方に向けて形成されている。
この構成において図１２（ａ），（ｂ）に示すように、孔９１の内部に突起９２を挿通させるようにして前記底板５上に継手部材３１’を配置し、継手部材３１’を上から押さえつけて前述の弾性部材３３”のフランジ部５１を圧縮しながら、突起９２の頭部を熱により溶着させて潰して固定することで、図１２（ｃ）に示すように、継手部材３１’を容易に底板５上に固定することができる。
【００６２】
なお、以上に説明した実施例および変形例では、いずれも二つのインク供給口１９・１９を有するタイプのヘッドユニット６を用いているが、これに限るものではなく、一つのヘッドユニット６にインク供給口が一つしか有しない場合も、あるいは三つ以上有する場合も、本発明は同様に適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、インク供給源からのインク供給通路と、ヘッドユニットのインク供給口とを接続する経路のシールを、ヘッドユニットに負荷をかけることなく行うことができ、ヘッドユニットの変形が防止され、印字品質に優れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態としてのカラーインクジェットプリンタを示す斜視図。
【図２】 プリンタヘッドの断面図。
【図３】 図２におけるIII-III線断面図。
【図４】 ヘッドユニットの分解斜視図。
【図５】 図３で鎖線で囲まれた部分の拡大図。
【図６】 プリンタヘッドの組付過程を示す図であって、本体フレームにヘッドユニットを配置した状態を示した図。
【図７】 図６の状態から本体フレームに継手部材を取り付ける様子を示した図。
【図８】 チューブの第一変形例を示した図。
【図９】 第二変形例におけるプリンタヘッドの断面図。
【図１０】 図９で鎖線で囲まれた部分の拡大図。
【図１１】 プリンタヘッドの本体フレームの平面図。
【図１２】 継手部材を熱カシメにより本体フレームに固定する様子を示す拡大断面図。
【図１３】 インク供給通路とヘッドユニットのインク供給口との接続構成の従来例を示した断面図。
【符号の説明】
４ インク供給通路
６ ヘッドユニット
１５ ノズル
１９ インク供給口
３１ 継手部材
３２ （継手部材の）筒状部分
３３ チューブ（弾性部材）
３５ 筒状部材
６３ プリンタヘッド
６８ プリンタヘッドの本体フレーム
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタにおいて、インクの微小液滴を噴射させて印字面上に画像を形成するプリンタヘッドの構成及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタなどのインクジェット記録装置のプリンタヘッドは、本体フレームにヘッドユニットを固着した構成としている。そして、このヘッドユニットは、印字面に対しインクを噴射する複数のノズルと、このノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力室と、この複数の圧力室にインクを分配する共通インク室と、個々の前記圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与可能に構成したアクチュエータと、前記共通インク室に設けられるインク供給口と、を有する。
このインク供給口を本体フレーム側に設けられるインク供給源に接続することにより、ヘッドユニットに対するインクの供給を行うようになっている。
【０００３】
そして、従来、インク供給源と、ヘッドユニットのインク供給口とは、図１３のような構造を介して接続されていた。
これを図１３を参照して説明する。ヘッドユニット６を固着する本体フレーム６８にはインク供給通路４が穿設されて、その上端は、図示しないインクカートリッジ内部のインク供給源に連通されている。インク供給通路４の下端は本体フレーム６８の底板５の下面に開口される。
一方、ヘッドユニット６は、インクの噴射口であるノズル１５が下を、インク供給口１９・１９が上をそれぞれ向くようにして、接着剤を用いて前記底板５の下面に固着される。
【０００４】
そして、本体フレーム６８のインク供給通路４と、ヘッドユニット６のインク供給口１９・１９とを繋ぐために、弾性を有する素材（例えば、ゴム）で形成されたジョイント部材４７が、本体フレーム６８とヘッドユニット６との間に介在させて取り付けられる。このジョイント部材４７は筒状に構成されており、その内部空間の一端が前記インク供給通路４に、他端が前記インク供給口１９・１９に、それぞれ接続される。
【０００５】
ここで、ヘッドユニット６を本体フレーム６８へ取り付ける際には、両者の間に介在されるジョイント部材４７を上下方向に若干の量だけ圧縮させるようにして取り付け、その状態を保ったままヘッドユニット６を本体フレーム６８に対し接着剤で固定するようにしている。こうすることで、復元力が作用するジョイント部材４７は、その上端が本体フレーム６８の底板５の下面を、その下端がヘッドユニット６の上面を、それぞれ常時押圧してシールを行い、この密着構造により、インク供給通路４・インク供給口１９間の接続経路からのインク漏れが防止されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１３の従来の構成のようにヘッドユニット６の一端に対してジョイント部材４７からの強い荷重を常時作用させることは、ヘッドユニット６を変形させて、その内部のインク流路やノズル１５の配列を変形させ、正常なインク噴射を阻害し印字品質を悪くするので望ましくない。
また、カラー印字のために複数のヘッドユニット６を並置するものでは、本体フレーム６８やジョイント部材４７の僅かな製造誤差が、ヘッドユニット６に加える押圧力を変え、ヘッドユニット６ごとにインク噴射性能がばらつき、印字品質を悪くすることがある。
さらに、前述の本体フレーム６８やジョイント部材４７の僅かな製造誤差で、ジョイント部材４７とヘッドユニット６との間のシールが不十分な不適格品が発生することも多く、製造歩留まりの低下が生じていたのである。
【０００７】
ここで製造歩留まりを向上させる手法の一つに、ヘッドユニット６を本体フレーム６８に取り付ける際にジョイント部材４７を大きく圧縮させるようにして、ジョイント部材４７がヘッドユニット６に強く密着するようにし、少々の製造誤差では影響がない程度のマージンを見込んだシール作用を行わせる方法が考えられる。
しかし、ヘッドユニット６に対してジョイント部材４７からの強い荷重を常時作用させることは、上述のように望ましくない。
【０００８】
本願発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、インク供給口１９とインク供給通路４との接続部分を確実にシールでき、かつ、ヘッドユニット６に対して大きな荷重を作用させないインクジェットプリンタヘッドの構成、あるいはその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、印字面に対しインクを噴射する複数のノズルと、このノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力室と、この複数の圧力室にインクを分配する共通インク室と、個々の前記圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与可能に構成したアクチュエータと、前記共通インク室に設けられるインク供給口と、を有するヘッドユニットを備え、本体フレームに、前記ヘッドユニットを固着した構成のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記ヘッドユニットには、前記インク供給口と接続する内部空間を有する筒状部材が前記本体フレーム側に向け突出した状態に設けられ、前記本体フレームには前記ヘッドユニットの筒状部材と対向する貫通孔が設けられ、インク供給源から前記貫通孔内部を通って前記ヘッドユニットの前記筒状部材の内部空間に至るインク流路の少なくとも一部をなしているインク供給通路を有する継手部材が、前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着されており、（ｉ）前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものであって、一端が前記継手部材に接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続された弾性部材が配置されている、又は、（ｉｉ）前記継手部材及び前記筒状部材の少なくともいずれか一方が、弾性材料によって構成されており、前記一方が他方に嵌合接続されているものである。
【００１１】
この構成により、嵌合接続部のシール作用をヘッドユニットに対し荷重を加えることなく行わせることができる。また、継手部材はヘッドユニットではなく本体フレームに固着されることから、これによってもヘッドユニットに負荷が掛かりにくい構成とすることができる。
また、継手部材をヘッドユニットの反対側から本体フレームに固着する構成であるから、ヘッドユニットが先に本体フレームに取り付けてあったとしても、継手部材を本体フレームに取り付けるときにそのヘッドユニットが邪魔にならない。従って、ヘッドユニットを先に本体フレームに配置しあるいは固着してから継手部材を本体フレームに取り付けるといった組付形態を採ることが可能で、組付けの柔軟性に優れる。
また、弾性部材と筒状部材との接続部分のシール作用を弾性部材の締まり荷重によって得ることができ、シールが確実に行える。
【００１２】
請求項２においては、前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものであって、一端が前記継手部材に接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続された弾性部材が配置されており、前記弾性部材は、一端が前記継手部材の外周に嵌合接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続されたチューブであるものである。
【００１３】
この構成により、嵌合接続部のシール作用をチューブの締まり荷重によって得ることができ、シールが確実に行える。また、チューブ状の簡単な形状であるので部品の入手も容易で、製造コストも低減できる。
【００１４】
請求項３においては、前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものであって、一端が前記継手部材に接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続された弾性部材が配置されており、前記弾性部材の一端には、前記継手部材に密着するとともに該継手部材により前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに押し当てられる第１フランジ部を形成したものである。
【００１５】
これにより、フランジ部と継手部材との間のシールを確実にすべくフランジ部を強く圧縮した場合でも、フランジ部の復元力は本体フレームで受け止められることとなって、当該復元力がヘッドユニットに作用することが回避される。従って、確実なシールを得られると同時に、ヘッドユニットの変形を防止することができる。
【００１６】
請求項４においては、前記第１フランジ部の前記継手部材側の面には、該継手部材に密着するリップ部が形成されているものである。
【００１７】
これにより、リップの密着によってシールの確実性が向上するから、第１フランジ部と継手部材との継ぎ目部分からのインクの漏れを、簡素な構成で防止することができる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
請求項５においては、前記継手部材は、前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着される第２フランジ部を有するものである。
【００２１】
この構成により、継手部材を第２フランジ部を用いて本体フレームに確実に固定することができる。
【００２２】
請求項６においては、インクジェットプリンタにおいて、前記ヘッドユニットは、複数個並べて前記本体フレームに配置され、前記継手部材は、前記複数個のヘッドユニットの各筒状部材にそれぞれ対応するように複数個あるものである。
【００２３】
この構成により、複数のヘッドユニットの位置関係を正確に定めて本体フレームに配置し、それから継手部材を本体フレームに取り付けるという組付方法が可能となって、本体フレームの形状の精度にあまり左右されずに組み立てることができる。
【００２４】
請求項７においては、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記ヘッドユニットを、前記筒状部材が前記本体フレームの貫通孔と対向する状態に、前記本体フレームに配置し、前記継手部材を、前記インク供給通路と前記ヘッドユニットの筒状部材の内部空間とを連通させるように、前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着するものである。
【００２５】
この製造方法のように、ヘッドユニットを先に本体フレームに配置した後に継手部材を本体フレームに取り付けるといった組付形態を採ることで、継手部材とヘッドユニットの筒状部材との接続を行わせる工程においても、該接続部分に軸方向の圧縮力が作用しにくく、ヘッドユニットに掛かる負荷を低減でき、ヘッドユニットの変形を防止することができる。
【００２６】
請求項８においては、請求項７に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものである弾性部材が配置されており、前記弾性部材がチューブであって、前記継手部材の外周にそのチューブの一端を嵌合接続し、前記筒状部材の外周に前記チューブの他端を嵌合接続するものである。
【００２７】
この構成により、嵌合接続部のシール作用をチューブの締まり荷重によって得ることができ、シールが確実に行える。また、チューブ状の簡単な形状であるので部品の入手も容易で、製造コストも低減できる。
【００２８】
請求項９においては、請求項７に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものである弾性部材が配置されており、前記弾性部材の他端には第１フランジが形成されており、前記筒状部材に弾性部材の他端を嵌合接続した上で、前記第１フランジ部を前記本体フレームと前記継手部材との間で挟み込むように、該継手部材を前記本体フレームに固着するものである。
【００２９】
これにより、フランジ部と継手部材との間のシールを確実にすべく第１フランジ部を強く圧縮した場合でも、フランジ部の復元力は本体フレームで受け止められることとなって、当該復元力がヘッドユニットに作用することが回避される。従って、確実なシールを得られると同時に、ヘッドユニットの変形を防止することができる。
請求項１０においては、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタの製造方法において、前記継手部材及び前記筒状部材の少なくともいずれか一方が、弾性材料によって構成されており、前記ヘッドユニットを、前記筒状部材が前記本体フレームの貫通孔と対向する状態に、前記本体フレームに配置し、前記継手部材を、前記インク供給通路と前記ヘッドユニットの筒状部材の内部空間とを連通させるように、前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着するとともに、前記継手部材及び前記筒状部材の一方を他方に嵌合接続するものである。
【００３０】
請求項１１においては、請求項７から請求項１０までのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記継手部材は、前記筒状部材と接続する側と反対側に第２フランジ部を有し、そのフランジ部を前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着するものである。
【００３１】
この構成により、継手部材を第２フランジ部を用いて本体フレームに確実に固定することができる。
【００３２】
請求項１２においては、請求項７から請求項１１までのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記ヘッドユニットを、相互の位置関係を定めて複数個並べて前記本体フレームに配置し、複数個の前記継手部材を、前記複数個のヘッドユニットの各筒状部材にそれぞれ接続して前記本体フレームに固着するものである。
【００３３】
これにより、複数のヘッドユニットの位置関係を正確に定めて本体フレームに配置し、それから継手部材を本体フレームに取り付けるという組付方法が可能となって、本体フレームに対して継手部材の位置が比較的自由ならば、本体フレームの形状の精度にあまり左右されずに組み立てることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態としてのカラーインクジェットプリンタを示す斜視図である。
図１において、このカラーインクジェットプリンタ１００のプリンタヘッド６３は、その本体フレーム６８に、四色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のインクを噴射させるために各色ごとに配設された計四個の圧電式のインクジェットヘッドユニット（以下「ヘッドユニット」）６を固着し、更に、カラーインクがそれぞれ充填される計四個のインクカートリッジ６１を本体フレーム６８に着脱可能に取り付けた構成としている。この本体フレーム６８は、駆動機構６５により直線方向に往復駆動されるキャリッジ６４に固着されている。用紙を送るためのプラテンローラ６６は、その軸線がキャリッジ６４の往復移動方向に沿うよう配置され、ヘッドユニット６と対向されている。
【００３５】
キャリッジ６４は、プラテンローラ６６の支軸と平行に配設されるガイド軸７１およびガイド板７２によって、摺動自在に支持される。ガイド軸７１の両端部の近傍にはプーリー７３・７４が支持され、これらのプーリー７３・７４の間に無端ベルト７５が掛け渡される。前記のキャリッジ６４はこの無端ベルト７５に固定される。
このような駆動機構６５の構成において、一方のプーリー７３がモータ７６の駆動により正逆回転されると、それに伴ってキャリッジ６４がガイド軸７１およびガイド板７２に沿って直線方向に往復駆動され、プリンタヘッド６３の往復移動を行わせる。
【００３６】
用紙６２は、インクジェットプリンタ１００の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、ヘッドユニット６とプラテンローラ６６との間の空間に導かれて、ヘッドユニット６から噴射されるインクにより所定の印字がなされた後に排紙される。なお、図１においては、用紙６２の給紙機構および排紙機構の図示を省略している。
【００３７】
パージ機構６７は、前記ヘッドユニット６の内部に溜まる気泡やゴミなどを含んだ不良インクを強制的に吸引して除去するためのものである。
このパージ機構６７はプラテンローラ６６の側方に設けられ、前述の駆動機構６５によってプリンタヘッド６３がリセット位置に至ったときにそのヘッドユニット６に対向するよう、該パージ機構６７の配設位置が定められている。このパージ機構６７はパージキャップ８１を備えており、ヘッドユニット６の下面に設けられる多数のノズルを覆うように、当該ヘッドユニット６の下面に対し当接する。
この構成で、プリンタヘッド６３がリセット位置にあるときに、このキャリッジ６４に設けられているヘッドユニット６のノズルをパージキャップ８１で覆って、ヘッドユニット６の内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを、カム８３の駆動によりポンプ８２によって吸引して廃インク溜め８４へ廃棄することにより、ヘッドユニット６の復旧を行うようにしている。
なお、図１に示すキャップ８５は、印字が終了してリセット位置に戻されるキャリッジ６４上のヘッドユニット６の多数のノズルを覆って、インクの乾燥を防止するためのものである。
【００３８】
次に、プリンタヘッド６３を説明する。
図２はプリンタヘッドの断面図である。図３は図２におけるIII-III線断面図である。
図４はヘッドユニットの分解斜視図である。
図５は図３で鎖線で囲まれた部分の拡大図である。
【００３９】
プリンタヘッド６３の断面図が図２に示され、該プリンタヘッド６３の本体フレーム６８は、図２に示すようにその上面側が開放された略箱状に形成されており、その開放された側から四つのインクカートリッジ６１を着脱自在に装着できるようにして、搭載部を形成している。
図２のIII-III線断面図である図３に示すように、本体フレーム６８の底板５の下面には、前述のヘッドユニット６が四つ並べて固着されている。
【００４０】
このヘッドユニット６の構成を示す斜視図が図４に示される。ヘッドユニット６は特開２００１−２４６７４４号公報に記載のものと同様に、複数枚の薄い金属板を積層させた構成のキャビティプレート１０を有し、該キャビティプレート１０に対してプレート型の圧電アクチュエータ（以下「アクチュエータ」）２０が、接着剤または接着シートを介して接着、積層されている。アクチュエータ２０の上面には、外部機器との電気的接続のためのフレキシブルフラットケーブル４０が、接着剤にて重ね接合されている。
【００４１】
キャビティプレート１０の下面にはノズル１５が並べて多数開口されており、各ノズル１５から下向きにインクが噴射するようになっている。
また、キャビティプレート１０の上面には多数の圧力室１６が並べて凹設されており、前述のノズル１５は、対応する圧力室１６に対し、キャビティプレート１０内に形成された図示しない連絡孔を介してそれぞれ接続されている。
【００４２】
アクチュエータ２０の詳細な構成は図示しないが上記公報に記載のものと同様に、キャビティプレート１０に形成される圧力室１６の一つ一つに対応して設けられる駆動電極と、すべての圧力室１６に共通の共通電極とで、圧電シートを挟んだ、公知の構成とされている。この構成で任意の駆動電極と共通電極との間に電圧を印加すると、圧電シートが変形して、対応する位置の圧力室１６の容積を縮小させ、圧力室１６内部のインクに噴射エネルギーを付与してノズル１５から噴射させる。
【００４３】
複数の圧力室１６にインクを分配するための共通インク室７・７がキャビティプレート１０内部に形成され、この共通インク室７・７に繋がるインク供給口１９・１９が、キャビティプレート１０上面に開口されている。この二つのインク供給口１９・１９に対応させて、キャビティプレート１０の上面には二つの金属製の筒状部材３５・３５が、接着剤（例えば、エポキシ系のもの）にて接着されて設けられる。筒状部材３５は本体フレーム６８側に向け突出した状態に設けられており、それぞれの筒状部材３５の内部空間は、対応するインク供給口１９に接続される。
【００４４】
図２・図３に示すように、本体フレーム６８の前記搭載部の一側部位において、各ヘッドユニット６に対応させた四つの貫通孔３０が、底板５を貫通させて上下方向に設けられ、この貫通孔３０のそれぞれに、継手部材３１が一つずつ取り付けられている。
図３の鎖線で囲った部分の拡大図である図５に示すように、継手部材３１は合成樹脂製の上下の半部４１・４２を互いに接合固着して構成され、その内部にはインク供給通路４が形成されている。インク供給通路４は継手部材３１の内部で逆「Ｙ」字状に分岐された構成としており、その一端を図示しないインク供給源（具体的には、前述のインクカートリッジ６１内のインクタンク）へ接続している。インク供給通路４の二手に分岐された他端は、いずれも前記貫通孔３０を通してヘッドユニット６側へ延出され、ヘッドユニット６側に向けて継手部材３１に二股状に突出形成した筒状部分３２・３２の内部を通過し、該筒状部分３２・３２の下端にそれぞれ開口される。
また、継手部材３１においては、上下の半部４１・４２の接合面近傍部（即ち、継手部材３１の筒状部材３５に接続される側とは反対側の部分）を水平に延出させて、該継手部材３１を本体フレーム６８に固着するためのフランジ部３６を形成している。
【００４５】
ヘッドユニット６の筒状部材３５と、継手部材３１の筒状部分３２とは、以下に説明するように、チューブ３３・３３によって接続されている。
このチューブ３３・３３は弾性変形可能な素材（例えば、ゴム）で、円筒状に形成されている。チューブ３３の一端は継手部材３１の筒状部分３２の外周に、他端は、ヘッドユニット６に固着された筒状部材３５の外周に、それぞれ嵌合されている。
【００４６】
ヘッドユニット６の筒状部材３５と、継手部材３１の筒状部分３２は、その外径をチューブ３３の内径よりも大きくして、チューブ３３の径を拡げるよう弾性変形させながら、筒状部材３５あるいは筒状部分３２に嵌合させている。このようにしてチューブ３３を組み付けることで、チューブ３３の縮径方向の復元力が筒状部材３５あるいは筒状部分３２に対する締付け力として働き、嵌合部分が密着されてシール作用を営み、インクの漏れが防止される。
更には、上述のシール作用のためのチューブ３３の復元力（締付け力）は筒状部材３５に水平に加わるものであって、ヘッドユニット６を下方に押す力としては作用しない。従って、精密部品であるヘッドユニット６に強い負荷が加わるのを防止でき、ヘッドユニット６の変形を防止することができる。
【００４７】
このような構成において、本体フレーム６８に、ヘッドユニット６、継手部材３１、およびチューブ３３を組み付ける手順を説明する。
図６はプリンタヘッドの組付過程を示す図であって、本体フレームにヘッドユニットを配置した状態を示した図である。図７は図６の状態から本体フレームに継手部材を取り付ける様子を示した図である。
【００４８】
（１）まず、四個のヘッドユニット６を、図示しない治具の上で、ノズル１５の位置を相互に正確に位置合わせする。そして、図６に示すように、それらのヘッドユニット６の上に本体フレーム６８を被せるように配置する。なお、各ヘッドユニット６の上には予め筒状部材３５が固定されており、本体フレーム６８の上記配置により筒状部材３５は、その本体フレーム６８の底板５に形成された前述の貫通孔３０内に挿入される。
（２）この状態で、ヘッドユニット６と本体フレーム６８との間に接着剤を充填し、四個のヘッドユニット６の相互の位置を固定すると同時にそれらを本体フレームに固定する。
（３）そして、図７に示すように、予めその筒状部分３２にチューブ３３を嵌合させておいた継手部材３１を、ヘッドユニット６とは反対側の本体フレーム６８上方から組み付け、チューブ３３を前記貫通孔３０を通過させながら、その下端をヘッドユニット６の筒状部材３５に嵌合させる。このとき、ヘッドユニット６が平坦な治具上にあることで、チューブ３３を筒状部材３５に嵌合させるとき、ヘッドユニット６に曲げ力が作用することはないし、また、完成後にはもちろんチューブ３３の弾性がヘッドユニット６を曲げるように作用することはない。この状態で、継手部材３１のフランジ部３６を本体フレーム６８の底板５の上面に接着する。
なお、上記（２）の接着工程は、（３）の継手部材３１の組付けの後、本体フレーム６８に対してヘッドユニット６及び継手部材３１を同時に接着するようにすることもできる。
【００４９】
上記のように継手部材３１を、前記ヘッドユニット６とは反対側から（この実施形態ではヘッドユニット６は本体フレーム６８の底板５の下面に固着されているので、底板５の上側から）本体フレーム６８に取り付ける構成としたのは、前述の（１）〜（３）の組付工程を採用できるようにするためである。
この組付工程では、継手部材３１とヘッドユニット６とをチューブ３３で接続する組付作業の際に該チューブ３３が軸方向に大きく圧縮されてしまうことが回避されるから、その軸方向の復元力がヘッドユニット６に作用してヘッドユニット６の負荷となることも防止される利点がある。
【００５０】
なお、本体フレーム６８に対する継手部材３１の配設位置は、ヘッドユニット６の配設位置よりも、ズレに対する許容範囲が相対的に大きい。このため、上記組付方法を採れば、本体フレーム６８の底板５の形状の精度にあまり左右されずに組み立てることができる。
【００５１】
なお、前述のチューブの第一変形例が図８に示され、この変形例に係るチューブ３３’は、前記実施形態の二つのチューブ３３・３３を一体化させたものであり、部品点数を削減できる点で有利である。
【００５２】
また、これらチューブ（３３または３３’）で継手部材３１と筒状部材３５とを接続する構成に限らず、例えば、継手部材３１または筒状部材３５の少なくともいずれか一方を弾性変形可能なゴム等で構成し、一方が他方に直接嵌合するようにしても、ヘッドユニット６への負荷防止という本発明の目的は達成し得る。
【００５３】
このような構成の一例（第二変形例）について、図９〜図１２を参照しながら説明する。この第二変形例の弾性部材３３”は、前述の実施例における継手部材３１の一部（下側半部４２）を置き換えるものであって、かつ、前述のチューブ３３をも一体的に設けたものということができる。
図９は第二変形例におけるプリンタヘッドの断面図、図１０は図９で鎖線で囲まれた部分の拡大図である。
図１１はプリンタヘッドの本体フレームの平面図である。図１２は継手部材を熱カシメにより本体フレームに固定する様子を示す拡大断面図である。
【００５４】
図９はプリンタヘッドの断面図であり、図９で鎖線で囲った部分の拡大図が図１０に示される。この構成例において図１０に示すように、弾性部材３３”は前述の実施例のチューブ（３３および３３’）と同様に、弾性変形可能な部材（例えば、ゴム）で構成されている。この弾性部材３３”は、フランジ部５１と、該フランジ部５１から下方に向けて二股状に突出される平行な二本の筒部５２・５２と、を有している。それぞれの筒部５２の内部には連絡通路５８が形成されている。
ヘッドユニット６は前述の実施例とまったく同様に構成され、インク供給口１９・１９の部分に筒状部材３５・３５を備えている。また、本体フレーム６８の底板５には、当該筒状部材３５・３５に対向するように、貫通孔３０が上下方向に形成される。前述の弾性部材３３”の筒部５２は図１０に示すように、該貫通孔３０の内部を通って、この筒状部材３５の外周に嵌合されている。
【００５５】
弾性部材３３”に形成される前記フランジ部５１は、平面視で長円状の形状となるように、一様な厚みで形成されている。また、このフランジ部５１の周縁部は、前記本体フレーム６８の底板５に上下方向に形成される貫通孔３０が当該底板５上面に形成する開口部の周囲に向けて、所定の幅だけ延出するように形成されている。従って、フランジ部５１は、弾性部材３３”を本体フレーム６８に取り付けたときには、本体フレーム６８の底板５の上面に対し図１０に示すように押し当てられる形になる。
前述の連絡通路５８は、互いに平行な二本の貫通状の通路とされ、それぞれの上端が前記フランジ部５１の上面に開口５８ａを形成している。
【００５６】
継手部材３１’は、前述の実施例における継手部材３１の下側半部４２を取り去ったものに相当する構成とされる。また図９に示すように、継手部材３１’は、図３の実施例における四個の継手部材３１をまとめた一体的なものに構成することで、部品点数を削減している。
該継手部材３１’には、各ヘッドユニット６に対応してインク供給通路４が計四本形成され、このインク供給通路４の一端が、該継手部材３１’の下面にテーパ状の開口４ａを形成している。
【００５７】
継手部材３１’は、前記フランジ部５１を本体フレーム６８との間で挟み込むようにして、ヘッドユニット６の反対側から本体フレーム６８の底板５に固定される。こうすることで、弾性部材３３”の前記連絡通路５８が、フランジ部５１上面に形成された二つの開口５８ａと継手部材３１’に形成されたテーパ状開口４ａとを介して、前述のインク供給通路４に連通する。この結果、インク供給源と前記筒状部材３５・３５の内部空間とを繋ぐインク流路が構成されることになる。
【００５８】
図１０に示すように、前記弾性部材３３”のフランジ部５１の上面（継手部材３１’側の面）には、前述の二つの開口５８ａを囲むように、平面視長円状のリップ部５１ａが凸状に形成されている。このリップ部５１ａは、フランジ部５１を本体フレーム６８との間に挟み込むようにして継手部材３１’が本体フレーム６８に固定されるときに、潰れて該継手部材３１’の下面（前述のテーパ状開口の周囲部分）に密着し、継手部材３１’と弾性部材３３”との継ぎ目部分からインクが漏れないようシールする役割を果たす。
【００５９】
この構成において、前記リップ部５１ａによるシールを確実とするためには、継手部材３１’を本体フレーム６８に取り付ける際に、フランジ部５１を強く挟み込んで圧縮するようにすればよい。フランジ部５１にはこの圧縮変形に対する復元力が上下方向に発生することになるが、この第二変形例は弾性部材３３”のフランジ部５１の下面が本体フレーム６８の底板５に押し当てられる構成であるから、フランジ部５１で発生する復元力を本体フレーム６８で受けることができ、当該復元力がヘッドユニット６側に作用することはない。
即ちこの第二変形例によれば、フランジ部５１を強く圧縮してリップ部５１ａによるシールの確実性を高めるようにした場合でも、圧縮に対する反発力がヘッドユニット６に作用することを阻止でき、該ヘッドユニット６が変形する不都合を回避することができる。
なお、弾性部材３３”と筒状部材３５との接続部分において発生する弾性部材３３”の復元力は縮径方向（水平方向）に作用するので、これによってヘッドユニット６が曲げ変形を受けることもない。これは、前述の実施例と同様である。
【００６０】
本実施例における組付工程については、以下のとおりである。
即ち、最初に、前述の実施例における前記（１）の工程と同様に、筒状部材３５を予め固定してある四個のヘッドユニット６を治具上で正確に位置合わせして配置し、それらのヘッドユニット６の上に本体フレーム６８を被せるように配置する。
次に、前記（２）の工程と同様に、ヘッドユニット６と本体フレーム６８との間に接着剤を充填して、ヘッドユニット６の相互の位置を固定すると同時にそれらを本体フレーム６８に固定する。
そして、（３）’の工程として、ヘッドユニット６と反対側から、弾性部材３３”の筒部５２を本体フレーム６８の貫通孔３０を挿通させて、ヘッドユニット６の筒状部材３５に嵌合させる。
更に、（４）の工程として、弾性部材３３”のフランジ部５１の上側から前記継手部材３１’を配置し、フランジ部５１を本体フレーム６８の底板５と継手部材３１’とで挟み込むようにしながら、当該継手部材３１’のフランジ部３６を本体フレーム６８の底板５の上面に固定する。
【００６１】
前記（４）の工程で継手部材３１’を底板５に固定する方法としては、接着剤による接着により固定しても良いが、この第二変形例では熱によるカシメの方法を採用している。
即ち、平面図である図１１に示すように、継手部材３１’は、前述のインク供給通路４の周囲部分にフランジ部３６を有し、このフランジ部３６に熱カシメ部５７を適当な間隔をおいて複数形成した構成となっている。この熱カシメ部５７は図１２（ａ）に示すように、継手部材３１’に上下方向に設けられた細い貫通孔９１とされ、この孔９１の位置に対応させて、本体フレーム６８の底板５には細い突起９２が上方に向けて形成されている。
この構成において図１２（ａ），（ｂ）に示すように、孔９１の内部に突起９２を挿通させるようにして前記底板５上に継手部材３１’を配置し、継手部材３１’を上から押さえつけて前述の弾性部材３３”のフランジ部５１を圧縮しながら、突起９２の頭部を熱により溶着させて潰して固定することで、図１２（ｃ）に示すように、継手部材３１’を容易に底板５上に固定することができる。
【００６２】
なお、以上に説明した実施例および変形例では、いずれも二つのインク供給口１９・１９を有するタイプのヘッドユニット６を用いているが、これに限るものではなく、一つのヘッドユニット６にインク供給口が一つしか有しない場合も、あるいは三つ以上有する場合も、本発明は同様に適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、インク供給源からのインク供給通路と、ヘッドユニットのインク供給口とを接続する経路のシールを、ヘッドユニットに負荷をかけることなく行うことができ、ヘッドユニットの変形が防止され、印字品質に優れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態としてのカラーインクジェットプリンタを示す斜視図。
【図２】 プリンタヘッドの断面図。
【図３】 図２におけるIII-III線断面図。
【図４】 ヘッドユニットの分解斜視図。
【図５】 図３で鎖線で囲まれた部分の拡大図。
【図６】 プリンタヘッドの組付過程を示す図であって、本体フレームにヘッドユニットを配置した状態を示した図。
【図７】 図６の状態から本体フレームに継手部材を取り付ける様子を示した図。
【図８】 チューブの第一変形例を示した図。
【図９】 第二変形例におけるプリンタヘッドの断面図。
【図１０】 図９で鎖線で囲まれた部分の拡大図。
【図１１】 プリンタヘッドの本体フレームの平面図。
【図１２】 継手部材を熱カシメにより本体フレームに固定する様子を示す拡大断面図。
【図１３】 インク供給通路とヘッドユニットのインク供給口との接続構成の従来例を示した断面図。
【符号の説明】
４ インク供給通路
６ ヘッドユニット
１５ ノズル
１９ インク供給口
３１ 継手部材
３２ （継手部材の）筒状部分
３３ チューブ（弾性部材）
３５ 筒状部材
６３ プリンタヘッド
６８ プリンタヘッドの本体フレーム
Claims (12)
- 印字面に対しインクを噴射する複数のノズルと、このノズルのそれぞれに対応して設けられた圧力室と、この複数の圧力室にインクを分配する共通インク室と、個々の前記圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与可能に構成したアクチュエータと、前記共通インク室に設けられるインク供給口と、を有するヘッドユニットを備え、
本体フレームに、前記ヘッドユニットを固着した構成のインクジェットプリンタヘッドにおいて、
前記ヘッドユニットには、前記インク供給口と接続する内部空間を有する筒状部材が前記本体フレーム側に向け突出した状態に設けられ、
前記本体フレームには前記ヘッドユニットの筒状部材と対向する貫通孔が設けられ、
インク供給源から前記貫通孔内部を通って前記ヘッドユニットの前記筒状部材の内部空間に至るインク流路の少なくとも一部をなしているインク供給通路を有する継手部材が、前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着されており、
（ｉ）前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものであって、一端が前記継手部材に接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続された弾性部材が配置されている、
又は、
（ｉｉ）前記継手部材及び前記筒状部材の少なくともいずれか一方が、弾性材料によって構成されており、前記一方が他方に嵌合接続されていることを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。 - 請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、
前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものであって、一端が前記継手部材に接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続された弾性部材が配置されており、
前記弾性部材は、一端が前記継手部材の外周に嵌合接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続されたチューブであることを特徴とする、インクジェットプリンタヘッド。 - 請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドであって、
前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものであって、一端が前記継手部材に接続され、他端が前記筒状部材の外周に嵌合接続された弾性部材が配置されており、
前記弾性部材の一端には、前記継手部材に密着するとともに該継手部材により前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに押し当てられる第１フランジ部を形成したことを特徴とする、
インクジェットプリンタヘッド。 - 請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッドであって、前記第１フランジ部の前記継手部材側の面には、該継手部材に密着するリップ部が形成されていることを特徴とする、インクジェットプリンタヘッド。
- 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記継手部材は、前記ヘッドユニットと反対側から前記本体フレームに固着される第２フランジ部を有することを特徴とする、インクジェットプリンタヘッド。
- 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記ヘッドユニットは、相互の位置関係を定めて複数個並べて前記本体フレームに配置され、前記継手部材は、前記複数個のヘッドユニットの各筒状部材にそれぞれ対応するように複数個あることを特徴とする、インクジェットプリンタヘッド。
- 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、
前記ヘッドユニットを、前記筒状部材が前記本体フレームの貫通孔と対向する状態に、前記本体フレームに配置し、
前記継手部材を、前記インク供給通路と前記ヘッドユニットの筒状部材の内部空間とを連通させるように、前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着することを特徴とする、
インクジェットプリンタヘッドの製造方法。 - 請求項７に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、
前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものである弾性部材が配置されており、
前記弾性部材がチューブであって、
前記継手部材の外周にそのチューブの一端を嵌合接続し、前記筒状部材の外周に前記チューブの他端を嵌合接続することを特徴とする、インクジェットプリンタヘッドの製造方法。 - 請求項７に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、
前記継手部材と前記筒状部材との間には、前記インク供給通路と前記内部空間とを連通させるものである弾性部材が配置されており、
前記弾性部材の一端には第１フランジが形成されており、
前記筒状部材に弾性部材の他端を嵌合接続した上で、
前記第１フランジ部を前記本体フレームと前記継手部材との間で挟み込むように、該継手部材を前記本体フレームに固着することを特徴とする、
インクジェットプリンタヘッドの製造方法。 - 請求項７に記載のインクジェットプリンタの製造方法において、
前記継手部材及び前記筒状部材の少なくともいずれか一方が、弾性材料によって構成されており、
前記ヘッドユニットを、前記筒状部材が前記本体フレームの貫通孔と対向する状態に、前記本体フレームに配置し、
前記継手部材を、前記インク供給通路と前記ヘッドユニットの筒状部材の内部空間とを連通させるように、前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着するとともに、前記継手部材及び前記筒状部材の一方を他方に嵌合接続することを特徴とする、
インクジェットプリンタヘッドの製造方法。 - 請求項７から請求項１０までのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記継手部材は、前記筒状部材と接続する側と反対側に第２フランジ部を有し、その第２フランジ部を前記ヘッドユニットとは反対側から前記本体フレームに固着することを特徴とする、インクジェットプリンタヘッドの製造方法。
- 請求項７から請求項１１までのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記ヘッドユニットを、相互の位置関係を定めて複数個並べて前記本体フレームに配置し、複数個の前記継手部材を、前記複数個のヘッドユニットの各筒状部材にそれぞれ接続して前記本体フレームに固着することを特徴とする、インクジェットプリンタヘッドの製造方法。
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