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
【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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