JP2004122398A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体流路の数が増えた場合でも樹脂成形により支障なく製造できるヘッドケースを備えた液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ヘッドケース２０に形成される液体流路２２は、液体供給針２３の位置からノズル形成面２１ａに向かって延びる細長の第１の金型４０と、第１の金型４０の先端が突き当てられる突起状の第２の金型４１とを用いた樹脂成形で形成される。第１の金型４０の先端部には先細りのテーパ部４０ａが形成され、液体流路２２の下流端部に形成されたテーパ部２２ａによって所望の流速が確保される。第１の金型４０のテーパ部以外の部分４０ｂは、液体流路２２が傾斜している場合であっても第１の金型４０が撓んで第２の金型４１との突き合わせが不能とならないように十分な径を有している。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口から液滴を噴射する液体噴射装置に関する。従来の液体噴射装置の代表例としては、画像記録用のインクジェット式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置がある。その他の液体噴射装置としては、例えば液晶ディスプレー等のカラーフィルタ製造に用いられる色材噴射ヘッドを備えた装置、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材（導電ペースト）噴射ヘッドを備えた装置、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドを備えた装置、精密ピペットとしての試料噴射ヘッドを備えた装置等が挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置の代表例であるインクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置は、一般に、キャリッジに搭載されて記録紙等の記録媒体の幅方向（ヘッド走査方向）に往復移動するインクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）と、記録媒体をヘッド走査方向と直交する方向（媒体送り方向）に移動させる送り手段と、を備えている。
【０００４】
このインクジェット式記録装置においては、印刷データに対応して記録ヘッドより記録媒体に対してインク滴（液滴）を吐出させることで印刷が行われる。そして、キャリッジに搭載される記録ヘッドを、例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各色のインクの吐出が可能なものとすることにより、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【０００５】
図４は、記録ヘッドの上部にインクカートリッジを装着する状態を示した断面図である。記録ヘッド５０を構成するヘッドケース５１の下側面には、記録ヘッド５０のノズル形成面５２ａを含むヘッドプレート５２が取り付けられている。このヘッドプレート５２には複数のノズル開口５３が形成されている。記録ヘッド５０の内部には、各ノズル開口５３に対応して各圧力室（図示せず）が設けられており、各圧力室に対応して圧電振動子を含むアクチュエータ５４が設けられている。
【０００６】
そして、ヘッドケース５１の内部には、各圧力室に供給されるインクを輸送するための４本のインク流路５５が形成されている。ヘッドケース５１の上面には、各インク流路５５の上流端に連通するようにして各中空針５６が立設されている。各中空針５６とインク流路５５の上流端との間には各フィルタ部材５７が介装されている。
【０００７】
図４中の最も左側の中空針５６にはブラックインクのカートリッジ５８が装着され、他の３本の中空針５６にはカラーインクカートリッジ５９が装着される。カラーインクカートリッジ５９には、イエロー、シアン、マゼンタの各インクが個別に収納されており、３本の中空針５６が各色に対応している。
【０００８】
ヘッドケース５１は樹脂成形によって製造され、インク流路５５は、図５に示したように細長丸棒状の第１の金型６０と、この第１の金型６０の先端が突き当てられる突起状の第２の金型６１とを使用して形成される。第１の金型６０の先端には位置合わせ用の凸部６２が形成されており、第２の金型６１には凸部６２が嵌合される凹部６３が形成されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１４１７０７号公報（図２）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インクジェット式記録装置における近年の多色化傾向のために、キャリッジに搭載されるインクカートリッジのインクの種類が増加している。そして、図４から分かるように、装着されるカートリッジの数だけインク供給針が必要になり、インク供給針の数だけインク流路が必要となる。
【００１１】
このようにインク流路の数が増えると、ヘッドケースの左右端部に近い側に形成されたインク流路は、その流路長が長くなると共に、ノズル形成面に対する角度が小さくなる（即ち、より水平に近くなる）。このため、図５に示した細長丸棒状の第１の金型６０の全長が長くなり、ヘッドーケースの樹脂成形において第１の金型６０を第２の金型６１に突き当てる際に、第１の金型６０がその自重によって下方に撓んでしまい、第１の金型６０の先端の凸部６２が第２の金型６１の凹部６３に位置決めできない場合があった。このように第１の金型６０と第２の金型６１とが不整合の状態で型締めを行うとそれらが破損する危険があった。
【００１２】
前記の問題を回避するためには、例えば細長丸棒状の第１の金型６０の径を太くしてその剛性を高めれば良いが、インク流路において十分なインク流速を確保する必要があるために、インク流路の大径化、即ち第１の金型６０の大径化には限界がある。
【００１３】
また、前記の如く第１の金型と第２の金型とを突き合わせてインク流路を形成する場合、両金型の突当て部ににバリが発生しやすく、第１の金型の先端に付着したバリが離型時にインク流路を傷つけてしまうという問題もあった。
【００１４】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであって、その目的とするところは、液体流路の数が増えた場合でも樹脂成形により支障なく製造できるヘッドケースを備えた液体噴射装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による液体噴射装置は、液滴が噴射されるノズル開口が形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であって、前記液体噴射ヘッドは、前記ノズル開口から噴射される液体を前記液体噴射ヘッドの内部に供給するための複数の液体供給針と、前記複数の液体供給針が装着されたヘッドケースと、前記複数の液体供給針を介して供給された液体を前記ノズル形成面の方向に導くために前記複数の液体供給針の各々に対応させて前記ヘッドケースの内部に形成された複数の液体流路と、を備え、前記ヘッドケースは樹脂成形によって製造され、前記複数の液体流路のうちの少なくとも一つは、前記液体供給針の装着位置に隣接する位置から前記ノズル形成面に向かって延びる細長の部分を含む第１の金型と、前記第１の金型の先端が突き当てられる突起状の部分を含む第２の金型とを用いた樹脂成形で形成され、前記第１の金型の先端部には先細りのテーパ部が形成されており、前記第１の金型の前記テーパ部によって前記液体流路の下流端部に形成されたテーパ部によって前記流体流路内で前記液体の所望の流速を確保することが可能となり、前記第１の金型の前記テーパ部以外の部分は、前記液体流路が傾斜している場合であっても前記第１の金型が撓んで前記第２の金型との突き合わせが不能とならないように十分な径を有していることを特徴とする。
【００１６】
また、好ましくは、前記第１及び第２の金型によって形成される前記液体流路は、前記ノズル形成面に対する角度が３０度以下である。
【００１７】
また、好ましくは、前記第１及び第２の金型によって形成される前記液体流路は、前記第１の金型に対応する部分の流路長が２０ｍｍ以上である。
【００１８】
また、好ましくは、前記第１及び第２の金型によって形成される前記液体流路は、前記複数の液体流路のうち前記ヘッドケースの側方端部に最も近い位置にある液体流路である。
【００１９】
また、好ましくは、前記複数の液体流路が少なくとも６本形成されている。
【００２０】
また、好ましくは、前記複数の液体流路のすべてが前記第１及び第２の金型によって形成される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置について図面を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態によるインクジェット式記録装置は、複数のノズル開口のそれぞれに連通する各圧力室に対応して設けられた各圧力発生素子により、各圧力室内のインクに圧力変動を生じさせて各ノズル開口からインク滴（液滴）を吐出させるインクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）を備えている。圧力発生素子としては、例えば圧電振動子を用いることができる。
【００２３】
図１は、本実施形態によるインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図である。図１中符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介して、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往復移動されるように構成されている。プラテン５は、記録紙６（記録媒体の一種）をその裏面から支持して記録ヘッド１２に対する記録紙６の位置を規定する。
【００２４】
キャリッジ１、キャリッジモータ２、タイミングベルト３、及びガイド部材４は、インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）１２をキャリッジ１と共にヘッド走査方向に走査させるキャリッジ機構を構成している。
【００２５】
記録ヘッド１２は、キャリッジ１の記録紙６に対向する側に搭載されている。また、キャリッジ１には、記録ヘッド１２にインクを供給するインクカートリッジ７が着脱可能に装着されている。インクカートリッジ７には合計６色のインクが収容されている。
【００２６】
インクジェット式記録装置の非印刷領域であるホームポジション（図１中、右側）にはキャップ部材１３が配置されており、このキャップ部材１３はキャリッジ１に搭載された記録ヘッド１２がホームポジションに移動した時に、記録ヘッド１２のノズル形成面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形成するように構成されている。そして、キャップ部材１３の下方には、キャップ部材１３により形成された密閉空間に負圧を与えるための吸引ポンプ１０が配置されている。
【００２７】
キャップ部材１３の印刷領域側の近傍には、ゴムなどの弾性板（弾性ブレード）から成るワイピング部材１１が記録ヘッド１２の移動軌跡に対して例えば水平方向に進退できるように配置されていて、キャリッジ１がキャップ部材１３側から印刷領域側に移動するに際して、必要に応じて記録ヘッド１２のノズル形成面を払拭することができるように構成されている。
【００２８】
本実施形態によるインクジェット式記録装置は、さらに、記録ヘッド１２により印刷（記録）が行われる記録紙６をヘッド走査方向に対して直交する媒体送り方向に間欠的に搬送する媒体送り機構を備えている。
【００２９】
図２（ａ）、（ｂ）は、本実施形態によるインクジェット式記録装置の記録ヘッド（液体噴射ヘッド）１２を拡大して示した断面図である。
【００３０】
図２（ａ）に示したように記録ヘッド１２はヘッドケース２０を有し、このヘッドケース２０の下側面には、記録ヘッド１２のノズル形成面２１ａを含むヘッドプレート２１が取り付けられている。このヘッドプレート２１には多数のノズル開口が形成されている。
【００３１】
図２（ｂ）に示したようにヘッドプレート２１にはアクチュエータユニット２５が積層されており、このアクチュエータユニット２５には、各ノズル開口に対応して各圧力室が設けられており、各圧力室に対応して圧電振動子を含むアクチュエータが設けられている。また、ヘッドプレート２１の外周縁はカバー２６によって支持されている。
【００３２】
ヘッドケース２０の内部には、各圧力室に供給されるインクを輸送するための６本のインク流路２２が形成されている。ヘッドケース２０の上面には、各インク流路２２の上流端に連通するようにして各中空針２３が立設されている。各中空針２３とインク流路２２の上流端との間には各フィルタ部材２４が介装されている。
【００３３】
そして、本実施形態においては、６本のインク流路２２のうちの記録ヘッド左右端側の２本は、図２（ｂ）に示したようにその下流側の端部近傍に先細りのテーパ部２２ａが形成されている。このテーパ部２２ａによってインク流路２２内の所望の流速が確保される。
【００３４】
図２（ａ）、（ｂ）に示したヘッドケース２０は樹脂成形によって製造される。図３は６本のインク流路２２のうちの記録ヘッド左右端側の２本を樹脂成形により形成する様子を示しており、インク供給針２３の装着位置に隣接する位置からノズル形成面２１ａに向かって直線上に延びる細長丸棒状の部分を含む第１の金型４０と、この第１の金型４０の先端が突き当てられる突起状の部分を含む第２の金型４１とが使用される。第１の金型４０の先端面には位置合わせ用の凸部４２が形成されており、第２の金型４１には凸部４２が嵌合される凹部４３が形成されている。
【００３５】
そして、本実施形態においては、第１の金型４０の先端部に先細りのテーパ部４０ａが形成されている。この第１の金型４０のテーパ部４０ａによってインク流路２２のテーパ部２２ａが形成される。
【００３６】
第１の金型４０のテーパ部４０ａ以外の部分４０ｂの直径は、ノズル形成面２１ａに対するインク流路２２の角度が３０度以下で且つ第１の金型４０に対応する部分のインク流路２２の長さが２０ｍｍ以上であっても、第２の金型４１との突き合わせが不能となるような撓みが発生しないように設定されている。ここで、インク流路２２における流速はそのテーパ部２２ａによって確保することができるので、テーパ部２２ａの部分よりも上流側の部分については従来のインク流路よりも径を大きくすることができる。このため、第１の金型４０についても、そのテーパ部４０ａ以外の部分４０ｂについてはその径を従来よりも大きくすることが可能である。
【００３７】
以上述べたように本実施形態によるインクジェット式記録装置においては、第１の金型４０は前記の如く十分な剛性を備えているので、ヘッドケース２０内のインク流路数の増加によって、記録ヘッド左右端側のインク流路２２のノズル形成面２１ａに対する角度が小さくなって例えば３０度以下となり且つインク流路２２の流路長が長くなって例えば２０ｍｍ以上になった場合でも、樹脂成型時において第１の金型４０が撓んで第２の金型４１との突き合わせが不能となるようなことがない。さらに、第１の金型４０の先端部にテーパ部４０ａが形成されていることにより、第１の金型４０と第２の金型４１との突き合わせ部にバリが発生した場合でも、第１の金型４０に付着したバリによって離型時にインク流路が傷つけられるようなことがない。
【００３８】
なお、上記実施形態においては記録ヘッド左右端側の２本のインク流路２２にのみテーパ部２２ａを形成するようにしたが、これら以外のインク流路２２についても、図３に示した第１の金型４０と同様のテーパ部４０ａを備えた金型を用いて形成することが可能であり、これにより離型時のバリによる損傷を防止することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、液体供給針の装着位置に隣接する位置からノズル形成面に向かって直線上に延びる細長の部分を含む第１の金型と、第１の金型の先端が突き当てられる突起状の部分を含む第２の金型とを用いた樹脂成形で液体流路が形成され、第１の金型の先端部には先細りのテーパ部が形成されているので、液体流路における液体の流速は、第１の金型の先端部のテーパ部で形成されたテーパ状の流路部分で確保される。このため、流体流路のテーパ状の流路部分以外の部分を従来よりも太くすること、即ち第１の金型のテーパ部以外の部分を太くすることが可能であり、大径化により第１の金型の剛性を高めることができるので、液体流路の数が増えた場合でも第２の金型との突き合わせの際に第１の金型が撓んで突き合わせ不能となるようなことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液体噴射装置の一実施形態としてのインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視図。
【図２】（ａ）は図１に示したインクジェット式記録装置の記録ヘッドを拡大して示した断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して示した断面図。
【図３】図２に示した記録ヘッドのヘッドケースのインク流路を形成する様子を示した図。
【図４】従来のインクジェット式記録装置の記録ヘッドの上部にインクカートリッジを装着する状態を示した断面図。
【図５】従来のインクジェット式記録装置の記録ヘッドのヘッドケースのインク流路を形成する様子を示した図。
【符号の説明】
１２　記録ヘッド
２０　ヘッドケース
２１　ノズルプレート
２１ａ　ノズル形成面
２２　インク流路
２２ａ　インク流路のテーパ部
２３　インク供給針
４０　第１の金型
４０ａ　第１の金型のテーパ部
４０ｂ　第１の金型のテーパ部以外の部分
４１　第２の金型

Claims (6)

1. 液滴が噴射されるノズル開口が形成されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であって、
   前記液体噴射ヘッドは、前記ノズル開口から噴射される液体を前記液体噴射ヘッドの内部に供給するための複数の液体供給針と、前記複数の液体供給針が装着されたヘッドケースと、前記複数の液体供給針を介して供給された液体を前記ノズル形成面の方向に導くために前記複数の液体供給針の各々に対応させて前記ヘッドケースの内部に形成された複数の液体流路と、を備え、
   前記ヘッドケースは樹脂成形によって製造され、前記複数の液体流路のうちの少なくとも一つは、前記液体供給針の装着位置に隣接する位置から前記ノズル形成面に向かって延びる細長の部分を含む第１の金型と、前記第１の金型の先端が突き当てられる突起状の部分を含む第２の金型とを用いた樹脂成形で形成され、前記第１の金型の先端部には先細りのテーパ部が形成されており、前記第１の金型の前記テーパ部によって前記液体流路の下流端部に形成されたテーパ部によって前記流体流路内で前記液体の所望の流速を確保することが可能となり、
   前記第１の金型の前記テーパ部以外の部分は、前記液体流路が傾斜している場合であっても前記第１の金型が撓んで前記第２の金型との突き合わせが不能とならないように十分な径を有していることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記第１及び第２の金型によって形成される前記液体流路は、前記ノズル形成面に対する角度が３０度以下であることを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
3. 前記第１及び第２の金型によって形成される前記液体流路は、前記第１の金型に対応する部分の流路長が２０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。
4. 前記第１及び第２の金型によって形成される前記液体流路は、前記複数の液体流路のうち前記ヘッドケースの側方端部に最も近い位置にある液体流路であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記複数の液体流路が少なくとも６本形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
6. 前記複数の液体流路のすべてが前記第１及び第２の金型によって形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液体噴射装置。

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