JP2006218670A

JP2006218670A - 画像形成装置

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Publication number: JP2006218670A
Application number: JP2005032670A
Authority: JP
Inventors: Tomoki Kato; 知己加藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-02-09
Filing date: 2005-02-09
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2025-02-09
Also published as: JP4602786B2

Abstract

【課題】液体吐出ヘッドの連結部とフィルタの下流側の部材の連結部との間をシールするときにシール部材によるゴミが発生して供給路内に侵入してノズル目詰まりを生じる。
【解決手段】フィルタユニット１０２の連結部２２３と液体吐出ヘッド１０１のフレーム部材２１７の連結部２１９とを、径方向でシールする第１のパッキン部材２３１と、径方向とは異なる面方向でシールする第２のパッキン部材２３２を介して嵌め込むことで両者を連結接続し、第１のパッキン部材２３１と第２のパッキン部材２３２との間に密閉空間２３３を形成することで、第１のパッキン部材２３１の装着時などで発生するゴミを密閉空間内にとどめる。
【選択図】図５

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液体吐出ヘッド備えた画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、プリンタ／ファックス／複写機複合機等の各種画像形成装置としては、記録液（例えばインク）の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドをキャリッジに搭載して、このキャリッジを被記録媒体（以下「用紙」ともいうが、材質を紙に限定するものではなく、また、記録媒体、記録紙、転写材などとも称される。）の搬送方向に対して直交する方向にシリアルスキャンさせるとともに、被記録媒体を記録幅に応じて間歇的に搬送し、搬送と記録を交互に繰り返すことによって被記録媒体に画像を形成（記録、印刷、印字、印写も同義で使用する。）するシリアル型或いはライン型のものがある。

このような液体吐出ヘッドを備えた画像形成装置においては、液体吐出ヘッドは通常直径数十μm程度の大きさの小径のノズルから数ｐｌ〜数十ｐｌのインク液滴を吐出させて用紙に画像を形成する。この場合、記録液であるインクはインクカートリッジからヘッドへ供給されるが、ヘッド内にごみ、異物が混入してノズルが目詰まりすると滴吐出不良が生じるため、ヘッドにインクを供給するインク供給経路の一部にフィルタを設けてインクを濾過するようにしている。
特開２００３−２３７１０８号公報特開２００２−２１０９６０号公報特開２００２−３６１８９３号公報

ところで、上記特許文献１，２に記載のヘッドのようにフィルタを一体化した液体吐出ヘッドでは、フィルタより下流側における部品の着脱がないため外部からの異物混入のおそれはないが、ヘッドの構成、材質によってはフィルタを直接ヘッドに固定することができず、特許文献３に記載されているようにフィルタを液体吐出ヘッドと別体化して設ける場合が多い。

このように、液体吐出ヘッドとユニット化したフィルタとを別体で設ける場合、フィルタより下流において、複数の部品を、シール部材（封止部材）を介して連結する必要が生じてくる。

そこで、例えば、特許文献３には接続部を管形状にしてＯリングでシールすることが、特許文献４には同様にパッキン部材を用いて径方向でシールすることが、特許文献５には連結部分の流路形成管の端部まで覆う形態のパッキン部材を用いることが記載されている。
特開平５−２０１０１６号公報特開２００２−１９１２３号公報特開２００２−１７８５４１号公報

しかしながら、特許文献１のＯリングを用いたシール構造は簡易であるものの、Oリングを摩擦挿入するときに、Ｏリングや嵌合する部材で擦れてごみが発生したときにはインク流路内にごみが混入することになるという課題がある。

また、特許文献２のパッキン部材を用いて径方向でシールするシール構造にあっても、同様に、流路形成部材にパッキン部材を装着するときに擦れてごみが発生したときにはインク流路内にごみが混入することになるという課題がある。

さらに、特許文献３のパッキン部材を用いたシール構造にあっては、パッキン部材が流路形成管の端部まで覆う形態であるので、パッキン部材を流路形成管に挿入するときのゴミはインク流路に混入しないが、シールを面方向で行うために、インクを確実にシールするには外部からの力によってパッキン部材を均一に変形させる必要があり、パッキン部材自体の弾性変形によって径方向でシールする構造に比べて信頼性の高いシール性を得ることが難しいという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、記録液供給路へのごみの混入を抑えつつ簡易に液体吐出ヘッドと他の部材との連結部の封止を行なうことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、液体吐出ヘッド及びフィルタユニットの少なくとも一方に管状の連結部を、他方にこの管状の連結部の外周側に嵌め込む連結部を有し、一方の管状の連結部と他方の連結部との間は、管状の連結部の径方向及び径方向と異なる方向の少なくとも２箇所の封止部で封止されるとともに、これらの２箇所の封止部間に密閉空間が形成されている構成とした。

ここで、２箇所の封止部を単一の封止部材で構成していることが好ましい。また、液体吐出ヘッド及びフィルタユニットの少なくとも一方の管状の連結部の外周形状が円錐台形状であることが好ましい。さらに、径方向と異なる方向の封止部を構成する封止部材又はこの封止部材に対向する連結部側にリブが形成されていることが好ましい。

本発明に係る画像形成装置は、液体吐出ヘッド及びフィルタ手段よりも下流側の部材の少なくとも一方に管状の連結部を、他方にこの管状の連結部の外周側に嵌め込む連結部を有し、一方の管状の連結部と他方の連結部との間は、前記管状の連結部の径方向及び径方向と異なる方向の少なくとも２箇所の封止部で封止されるとともに、これらの２箇所の封止部間に密閉空間が形成されている構成とした。

本発明に係る画像形成装置によれば、液体吐出ヘッド及びフィルタユニット又はフィルタ手段よりも下流側の部材の少なくとも一方に管状の連結部を、他方にこの管状の連結部の外周側に嵌め込む連結部を有し、一方の管状の連結部と他方の連結部との間は、管状の連結部の径方向及び径方向と異なる方向の少なくとも２箇所の封止部で封止されるとともに、これらの２箇所の封止部間に密閉空間が形成されているので、記録液シールとごみシールとをともに行なうことができ、記録液供給路へのごみの混入を抑えつつ簡易に連結部分の封止を行なうことができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。先ず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同機構部の平面説明図である。

この画像形成装置は、フレーム１を構成する左右の側板１Ａ、１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド２とステー３とでキャリッジ４を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ５によって駆動プーリ６Ａと従動プーリ６Ｂ間に架け渡したタイミングベルト７を介して図２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ４には、例えばイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド１１を複数のインク吐出口（ノズル）を形成したノズル面１１ａのノズル列を主走査方向と直交する方向（副走査方向）に配列し、インク吐出方向を下方に向けて装着している。なお、ここでは独立した液滴吐出ヘッドを用いているが、各色の記録液の液滴を吐出する複数のノズル列を有する１又は複数のヘッドを用いる構成とすることもできる。また、色の数及び配列順序はこれに限るものではない。

記録ヘッド１１を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。

この記録ヘッド１１にはドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）１２を介して接続している。

また、キャリッジ４には、記録ヘッド１１に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１５を搭載している。この各色のサブタンク１５には各色のインク供給チューブ１６を介して、カートリッジ装填部９に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填部９にはインクカートリッジ１０内のインクを送液するための供給ポンプユニット１７が設けられ、また、インク供給チューブ１６は這い回しの途中でフレーム１を構成する後板１Ｃに係止部材１８にて保持されている。

一方、給紙トレイ２０の用紙積載部（圧板）２１上に積載した用紙２２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２１から用紙２２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２３及び給紙コロ２３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４を備え、この分離パッド２４は給紙コロ２３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙２２を記録ヘッド１１の下方側に送り込むために、用紙２２を案内するガイド部材２５と、カウンタローラ２６と、搬送ガイド部材２７と、先端加圧コロ２９を有する押さえ部材２８とを備えるとともに、給送された用紙２２を静電吸着して記録ヘッド１１に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト３１を備えている。

この搬送ベルト３１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ３２とテンションローラ３３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成し、周回移動しながら帯電ローラ３４によって帯電（電荷付与）される。

この搬送ベルト３１としては、１層構造のベルトでも良く、又は複層（２層以上の）構造のベルトでもよい。１層構造の搬送ベルト３１の場合には、用紙３２や帯電ロー３４に接触するので、層全体を絶縁材料で形成している。また、複層構造の搬送ベルト３１の場合には、用紙２２や帯電ローラ３４に接触する側は絶縁層で形成し、用紙２２や帯電ローラ３４と接触しない側は導電層で形成することが好ましい。

１層構造の搬送ベルト３１を形成する絶縁材料や複層構造の搬送ベルト３１の絶縁層を形成する絶縁材料としては、例えばＰＥＴ、ＰＥＩ、ＰＶＤＦ、ＰＣ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥなどの樹脂又はエラストマーで導電制御材を含まない材料であることが好ましく、体積抵抗率は１０^１２Ωｃｍ以上、好ましくは１０１^５Ωｃｍなるように形成する。また、複層構造の搬送ベルト３１の導電層を形成する材料としては、上記樹脂やエラストマーにカーボンを含有させて体積抵抗率が１０^５〜１０^７Ωｃｍとなるように形成することが好ましい。

帯電ローラ３４は、搬送ベルト３１の表層をなす絶縁層（複層構造のベルトの場合）に接触し、搬送ベルト３１の回動に従動して回転するように配置され、軸の両端に加圧力をかけている。この帯電ローラ３４は、体積抵抗率が１０^６〜１０^９Ω／□の導電性部材で形成している。この帯電ローラ３４には、後述するように、ＡＣバイアス供給部（高圧電源）から例えば２ｋＶの正負極のＡＣバイアス（高電圧）が印加される。このＡＣバイアスは、正弦波や三角波でもよいが、方形波の方がより好ましい。

また、搬送ベルト３１の裏側には、記録ヘッド１１による印写領域に対応してガイド部材３５を配置している。このガイド部材３５は、上面が搬送ベルト３１を支持する２つのローラ（搬送ローラ３２とテンションローラ３３）の接線よりも記録ヘッド１１側に突出させることで搬送ベルト３１の高精度な平面性を維持するようにしている。

この搬送ベルト３１は、副走査モータ３６によって駆動ベルト３７及びタイミングローラ３８を介して搬送ローラ３２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。なお、図示しないが、搬送ローラ３２の軸には、スリットを形成したエンコーダホイールを取り付け、このエンコーダホイールのスリットを検知する透過型フォトセンサを設けて、これらのエンコーダホイール及びフォトセンサによってホイールエンコーダを構成している。

さらに、記録ヘッド１１で記録された用紙２２を排紙トレイ４０に排紙するための排紙部として、搬送ベルト３１から用紙２２を分離するための分離爪４１と、排紙ローラ４２及び排紙コロ４３とを備えている。

また、装置本体１の背面部には両面ユニット５１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット５１は搬送ベルト３１の逆方向回転で戻される用紙２２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２６と搬送ベルト３１との間に給紙する。また、この両面ユニット５１の上面は手差しトレイ５２としている。

さらに、キャリッジ４の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド１１のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構６１を配置している。この維持回復機構６１には、記録ヘッド１１の各ノズル面１１ａをキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）６２ａ〜６２ｄ（区別しないときは「キャップ６２」という。）と、ノズル面１１ａをワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード６３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け６４などを備えている。ここでは、キャップ６２ａを吸引及び保湿用キャップとし、他のキャップ６２ｂ〜６２ｄは保湿用キャップとしている。

また、キャリッジ４の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け６８を配置し、この空吐出受け６８には記録ヘッド１１のノズル列方向に沿った開口６９などを備えている。

さらに、キャリッジ４の前方側には、スリットを形成したエンコーダスケール７２を主走査方向に沿って設け、キャリッジ４の前面側にはエンコーダスケール７２のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ７３を設け、これらによって、キャリッジ４の主走査方向位置を検知するためのリニアエンコーダ７４を構成している。

このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙２２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２２はガイド２５で案内され、搬送ベルト３１とカウンタローラ２６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２７で案内されて先端加圧コロ２９で搬送ベルト３１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、後述するＡＣバイアス供給部から帯電ローラ３４に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト３１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト３１上に用紙３２が給送されると、用紙２２が搬送ベルト３１に静電力で吸着され、搬送ベルト３１の周回移動によって用紙２２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ４を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１１を駆動することにより、停止している用紙２２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２２を排紙トレイ４０に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト３１を逆回転させることで、記録済みの用紙３２を両面給紙ユニット５１内に送り込み、用紙２２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ２６と搬送ベルト３１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル３１で搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ４０に排紙する。

次に、この画像形成装置における記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドとサブタンクとの間に設けたフィルタユニットと液体吐出ヘッドとの連結構造の第１実施形態について図３を参照して説明する。
ここでは、液滴を吐出する液体吐出ヘッド１０１とこの液体吐出ヘッド１０１に供給される記録液をろ過するフィルタを内蔵したフィルタユニット１０２とを別体構成として、これらの液体吐出ヘッド１０１とフィルタユニット１０２とを連結することでヘッドユニット１００を構成している。

先ず、液体吐出ヘッド１０１は、例えば単結晶シリコン基板で形成した流路板２０１と、この流路板２０１の下面に接合した振動板２０２と、流路板２０１の上面に接合したノズル板２０３とを有し、これらによってインク滴を吐出するノズル２０４が連通路２０５を介して連通する加圧液室２０６、流体抵抗部２０７、流体抵抗部２０７を介して液室６と連通する連通部２０９を形成し、連通部２０９に振動板２０２に形成した供給口２１０を介して後述するフレーム部材２１７に形成した共通液室２０８から記録液（例えばインク）を供給する。

そして、液室２０６の壁面を形成する振動板２０２の面外側（液室２０６と反対面側）に、各加圧液室２０６に対応して圧力発生手段としての積層型圧電素子２１２の上端部を接合し、この積層型圧電素子２１２の下端部は支持基板２１３に接合して固定している。

この圧電素子２１２は、圧電材料層と内部電極とを交互に積層したものである。この場合、圧電素子２１２の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室２０６内インクを加圧する構成とすることも、圧電素子２１２の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室２０６内インクを加圧する構成とすることもできる。

また、振動板２０２の周囲は例えばエポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形、若しくは金属等により形成したフレーム部材２１７に接着接合し、このフレーム部材２１７と支持基板２１３とは図示しない部分を接着剤などで相互に固定している。そして、このフレーム部材２１７には前述した共通液室２０８を形成するとともに、この共通液室２０８に外部から記録液を供給するための供給路（連通管）２１８を形成している。

このフレーム部材２１７の供給路２１８を形成した部分は、フィルタユニット１０２と連結するために、外周形状が管状をなす管状の連結部２１９としている。

さらに、圧電素子１２には駆動信号を与えるために半田接合又はＡＣＦ（異方導電性膜）接合若しくはワイヤボンディングでＦＰＣケーブル２２０を接続し、このＦＰＣケーブル２２０には各圧電素子２１２に選択的に駆動波形を印加するための図示しない駆動回路（ドライバＩＣ）を実装している。

ここで、流路板２０１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、連通路２０５、加圧液室２０６となる貫通穴、流体抵抗部２０７となる溝部、連通部２０９となる貫通穴をそれぞれ形成している。

振動板２０１はニッケルの金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法で製造している。この振動板２０２は加圧液室２０６に対応する部分は変形を容易にするための薄肉部としている。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば押し打ち方式で駆動する場合には、図示しない制御部から記録する画像に応じて複数の圧電素子２１２に２０〜５０Ｖの駆動パルス電圧を選択的に印加することによって、パルス電圧が印加された圧電素子２１２が変位して振動板２０２をノズル板２０３方向に変形させ、液室２０６の容積（体積）変化によって液室２０６内の液体を加圧することで、ノズル板２０３のノズル２０４から液滴が吐出される。

そして、液滴の吐出に伴って液室２０６内の圧力が低下し、このときの液流れの慣性によって液室２０６内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、圧電素子２１２への電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板２０２が元の位置に戻って液室６が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、サブタンクなどからフィルタユニット１０２を介して共通液室２０８に入った記録液が液室２０６内に充填され、次の駆動パルスの印加に応じて液滴がノズル２０４から吐出される。

次に、フィルタユニット１０２は、ケース２２１内に記録液をろ過するフィルタ２２２を内蔵し、ケース２２１には液体吐出ヘッド１０１のフレーム部材２１７の連結部２１９と連結する連結部２２３を設けるとともに、サブタンクと連結するための連結部２２４を設けている。なお、連結部２２３も管状の連結部とし、また、連結部２２３の基部側に設けた底部２２１ａにフレーム部材２１７の供給路２１８に対応する開口２２５を形成している。

なお、液体吐出ヘッド１００のフレーム部材２１７は樹脂で形成されており、熱可塑性樹脂を用いればフィルタを直接フレーム部材２１７に固定することもできるが、ここでは、フレーム部材が熱硬化性樹脂や金属、セラミクス、ガラス等でフィルタの直接固定が困難な場合、あるいは、フィルタ面積を大きくするために、フィルタユニットと液体吐出ヘッドとを別体としている。

次に、液体吐出ヘッド１０１とフィルタユニット１０２の連結構造について説明する。
フィルタユニット１０２の連結部２２３と液体吐出ヘッド１０１のフレーム２１７の連結部２１９とを、径方向でシールする封止部材（シール部材）である第１のパッキン部材２３１と、径方向とは異なる方向（ここでは面方向という。）でシールする封止部材（シール部材）である第２のパッキン部材２３２を介して嵌め込むことで両者を連結接続し、第１のパッキン部材２３１と第２のパッキン部材２３２との間に密閉空間２３３を形成している。

ここで、第１のパッキン部材２３１は、例えばＯリングであり、外周面が円筒状（管状）のフレーム２１７の連結部２１９と、内周面が円筒状（管状）のフィルタユニット１０２の連結部２２３の間に介在することで、連結部２１９及び連結部２２３の径方向で両者の間を封止（シール）する。

第２のパッキン部材２３２は、フレーム部材２１７の連結部２１９の先端面とフィルタユニット１０２のケース２２１の底部２２１ａとの間を封止する。この第２パッキン部材２３２は、第１のパッキン部材２３１をフレーム部材２１７の連結部２１９の外周面に嵌め込むときになどに発生するゴミが供給路２１８内に侵入することを防止する機能を有している。

つまり、第１のパッキン部材２３１をフレーム部材２１７の連結部２１９の外周面に嵌め込むとき、第１のパッキン部材２３１をフレーム部材２１７の連結部２１９の外周面に摩擦状態で挿入するため、擦れた部分で第１のパッキン部材２３１などから表面の一部が脱落してゴミが発生することがある。

この場合、例えば図８に示すように第２のパッキン部材２３２を有しない連結構造（シール構造）であると、フィルタユニット１４の連結部２２３を第１のパッキン部材２３１の外周側に嵌め込んだ状態では、第１のパッキン部材２３１とフィルタユニット１４の連結部２２３の基端側壁面２２１ａとの間に留まっているゴミが供給路２１８内に侵入することになる。このように、供給路２１８内にゴミが混入すると、記録液とともにノズル２０４の到達して目詰まりを生じることになる。

同様に、第１のパッキン部材２３１を最初にフィルタユニット１０２の連結部２２３に装着してからフレーム部材２１７の連結部２１９を第１のパッキン部材２３１の内周側に挿入するようにしても、挿入するときに擦れによって発生したゴミが供給路２１８内に侵入するおそれがある。

これに対して、第２のパッキン部材２３２を設け、第１のパッキン部材２３１と第２のパッキン部材２３２との間に密閉空間２３３を形成することで、フィルタユニット１０２の連結部２２３とフレーム部材２１７の連結部２１９とを連結するときに、第１のパッキン部材２３１が摩擦挿入されることにより発生するゴミが密閉空間２３３にトラップされることになるので、ゴミなどの異物が供給路２１８に侵入することを防止でき、これによりノズルの目詰まりを回避することができる。

ここで、第２のパッキン部材２３２はゴミの混入防止の機能で十分であるので、記録液をシールするほどのシール性は要求されない。したがって、第２のパッキン部材２３２は、フレーム部材２１７の連結部２１９の先端部とフィルタユニット１４の連結部２２３の基端側壁面２２１ａとの間に挟まれて、摩擦せず弱い力で単純につぶれて弾性復元力で密閉空間２３３を形成できる材質であればよい。一方、第１のパッキン部材２３１は、フレーム部材２１７の連結部２１９の外周面とフィルタユニット１４の連結部２２３の内周面との間に介在して記録液をシールする機能が要求されるので、ゴムのつぶし量、ニップ幅を大きくしなければならないが、本発明のように径方向で封止する構成とすることによって、第１のパッキン部材２３１の弾性反発力のみで十分なシール性を簡単に維持できるようになる。

このように、液体吐出ヘッド及びフィルタユニットの少なくとも一方に管状の連結部を、他方にこの管状の連結部の外周側に嵌め込む連結部を有し、一方の管状の連結部と他方の連結部との間は、管状の連結部の径方向及び径方向と異なる方向の少なくとも２箇所の封止部で封止されるとともに、これらの２箇所の封止部間に密閉空間が形成されているので、記録液シールとごみシールとをともに行なうことができ、記録液供給路へのごみの混入を抑えつつ簡易に液体吐出ヘッドとフィルタユニットとの封止を行なうことができる。

次に、液体吐出ヘッドとフィルタユニットの連結構造の他の異なる例について図４ないし図７を参照して説明する。
図４に示す第２実施形態は、単一のパッキン部材（封止部材）２４１で、上述した第１のパッキン部材２３１による封止部と第２のパッキン部材２３２による封止部を形成するようにした例である。

つまり、パッキン部材２４１は、フィルタユニット１０２の連結部２２３と液体吐出ヘッド１０１のフレーム２１７の連結部２１９とを径方向でシールする第１封止部２４１ａと、径方向とは異なる方向（面方向）でシールする第２封止部２４１ｂとを有し、装着状態では第１封止部２４１ａと第２封止部２４１ｂとの間に密閉空間２４３が形成される。この場合、第１封止部２４１ａが径方向シールによる記録液シールを行い、第２封止部２４１ｂがゴミシールを行なうことになる。

このように、径方向及び径方向と異なる方向の少なくとも２箇所の封止部を単一の封止部材に設けることによって、部品点数を削減することができ、低コスト化を図れる。

図５に示す第３実施形態は、液体吐出ヘッド１０１のフレーム２１７の連結部２１９の先端部２１９ａの外周側及びフィルタユニット１０２の連結部２２３の先端部２２３ａの内周面側をそれぞれテーパ形状として、全体として円錐台形状に形成した例である。

このように構成することにより、パッキン部材２４１を装着するとき、あるいは、フレーム２１７の連結部２１９とフィルタユニット１０２の連結部２２３を連結するときに、パッキン部材２４１がフレーム２１７の連結部２１９やフィルタユニット１０２の連結部２２３と擦れる領域を狭くできるので、ゴミ発生量を減らすことができる。

図６に示す第４実施形態は、パッキン部材２４１の第２封止部２４１に、フレーム２１７の連結部２１９の先端面に当接変形する細いリブ２４１ｃを全周にわたって形成した例である。このようなリブ２４１ｃを形成することにより、シールに必要な外力を低減することができる。なお、パッキン部材２４１にリブを形成する代わりに、フレーム２１７の連結部２１９の先端面にリブを形成しても同様の効果が得られる。

図７に示す第５実施形態は、上記第３実施形態と同様に、液体吐出ヘッド１０１のフレーム２１７の連結部２１９の先端部２１９ａの外周面側及びフィルタユニット１０２の連結部２２３の先端部２２３ａの内周面側をテーパ形状として全体として円錐台形状に形成するとともに、封止部材として、上記第４実施形態で説明したリブ２４１ｃを形成したパッキン部材２４１を用いたものであり、ゴミの発生を低減できるとともに、シールに必要な外力を低減することができる。

なお、上記説明においては、液体吐出ヘッドのフレーム部材にフィルタユニットが直接接続（連結）される構成について説明した、本発明は、異なる部材を連結して液供給路を連通させる連結部分であれば同様に適用することができ、特にフィルタより下流側の部材と液体吐出ヘッドとを連結する場合に有効である。例えば、インクカートリッジやサブタンク側にフィルタ手段を備えて、インクカートリッジやサブタンクの供給口と液体吐出ヘッドの供給路とを連結接続するような連結（接続）構造にも同様に適用することができる。

次に、具体的な実施例及び比較例について説明する。
〔液体吐出ヘッド〕
ステンレス製の支持基板１３上に嫌気性接着剤で積層型圧電素子２１２となる圧電素子ブロックを接着固定し、ダイシングソーによる溝加工により圧電素子ブロックを約８５μｍピッチで分割して複数の圧電素子２１２を形成し、この圧電素子２１２側面にＦＰＣ２２０を接合した。また、ノズル板３及び振動板２はいずれもＮｉ電鋳工法により製作し、シリコン基板のエッチングにより加圧液室２１６などを形成する流路板２１１を高精度に位置決めし、それぞれをエポキシ接着剤で積層接合した。次に、振動板２１２と圧電素子２１２及びエポキシ樹脂製のフレーム部材２１７をエポキシ接着剤で接着固定し、液体吐出ヘッド１０１を組み立てた。

〔フィルタユニット〕
ろ過精度１０μmのＳＵＳ線材の焼結体からなるフィルタ２２２をＰＯＭ製のケース（フレーム部材）２２１に熱融着で固定してフィルタユニット１０２を製作した。

〔比較例〕
図８に示すように、ゴム硬度７０度のフッ素ゴムで線径φ１のＯリング２３１をフレーム部材２１７の連結部２１９に装着し、フィルタユニット１０２の連結部２２３を接続（連結）した。Ｏリング２３１は装着状態で径方向に０．３５μｍつぶれる構成とした。

このような工程でヘッドユニット１００´を多数組み立て、フィルタユニット１０２に図示しないインクカートリッジに接続してインクを供給し、噴射評価を行ったところ、約２％の頻度で吐出不良の不具合が発生した。

ここで、吐出不良を生じたヘッドの不良解析を行ったところ、ノズル２０４に異物が詰まっていることが原因の大半であり、材料分析の結果、そのほとんどがフッ素ゴムであることが判明した。

そこで、フィルタユニット１０２を接続する直前のフレーム部材２１７の連結部２１９の表面を観察したところ、少数ではあるが、図８に符号Ｂで示す部分にフッ素ゴムの小片が付着しているものがあることが確認された。

そのため、フレーム部材２１７の連結部２１９にＯリング２３１を取り付けた後、Ｏリング２３１を摩擦挿入した部分を洗浄し、フィルタユニット１０２を接続して前述と同様の噴射評価を実施したところ、吐出不良の発生率が激減することが確認された、

〔実施例１〕
図３に示すように、フレーム部材２１７の連結部２１９にＯリング（第１のパッキン部材）２３１を接続した後、ゴム硬度４０度、厚さ１．５ｍｍのシリコーンゴム製のパッキン（第２のパッキン部材）２３２を介してフィルタユニット１０２の連結部２２３を連結した。

そして、比較例と同様の噴射評価を行なったところ、フレーム部材２１７の連結部２１９にＯリング２３１を取り付けた後にＯリング２３１を摩擦挿入した部分を洗浄しなくとも、洗浄した場合と同程度に不良率が低減することが確認された。

〔実施例２〕
図４に示した第２実施形態のパッキン部材２４１を用いてフレーム部材２１７の連結部２１９とフィルタユニット１０２の連結部２２３を連結した。ここでパッキン部材２４１の材質はゴム硬度６０度のフッ素ゴムで、第１封止部２４１ａの略円形断面形状の寸法（図４の寸法Ｄ）を１ｍｍとし、第２封止部２４１ｃの厚み（図４の寸法Ｃ）を１．５ｍｍとした。

実施例１と同様の噴射評価を実施したところ、吐出不良の発生率は実施例１の評価と同等であった。

〔実施例３〕
図７に示した第５実施形態のパッキン部材２４１を用いてフレーム部材２１７の連結部２１９とフィルタユニット１０２の連結部２２３を連結した。ここでパッキン部材２４１の材質はゴム硬度６０度のフッ素ゴムで、第１封止部２４１ａの略円形断面形状の寸法（図４の寸法Ｄ）を１．２ｍｍとし、第２封止部２４１ｃの厚み（図４の寸法Ｃ）を１ｍｍとし、連結部２１９の先端面に対応して全周に形成したリブ２４１ｃは幅０．５ｍｍ、高さ０．３ｍｍとした。また、フレーム部材２１７の連結部２１９とフィルタユニット１０２の連結部２２３の先端部２１９ａ、２２３ａにはそれぞれ５度のテーパ面を形成した。

フレーム部材２１７の連結部２１９とフィルタユニット１０２の連結部２２３の先端部２１９ａ、２２３ａにはそれぞれ５度のテーパ面を形成したことで、接続時にパッキン部材２４１が摩擦される領域が減少して装着性が向上し、摩擦によるゴミが低減することが確認された。

また、実施例１と同様の噴射評価を実施したところ、吐出不良の発生率は実施例１での評価と同等の結果が得られた。さらに、パッキン部材２４１にリブ２４１ｃがあることで、パッキン部材２４１を潰す力を低減できることが確認された。

本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図である。同機構部の平面説明図である。液体吐出ヘッド及びフィルタユニットの連結構造の第１実施形態を示す断面説明図である。同じく第２実施形態を示す要部断面説明図である。同じく第３実施形態を示す要部断面説明図である。同じく第４実施形態を示す要部断面説明図である。同じく第５実施形態を示す要部断面説明図である。比較例の液体吐出ヘッド及びフィルタユニットの連結構造を示す断面説明図である。

符号の説明

４…キャリッジ
１１…記録ヘッド
１５…サブタンク
１００…ヘッドユニット
１０１…液体吐出ヘッド
１０２…フィルタユニット
２０１…流路板
２１７…フレーム部材
２１８…供給路
２１９…連結部
２２１…ケース
２２２…フィルタ
２２３…連結部
２３１…第１のパッキン部材
２３２…第２のパッキン部材
２３３…密閉空間
２４１…パッキン部材
２４１ａ…第１封止部
２４１ｂ…第２封止部
２４１ｃ…リブ
２４３…密閉空間

Claims

記録液の液滴を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドに、この液体吐出ヘッドに供給する記録液をろ過するフィルタを内蔵したフィルタユニットを連結した画像形成装置において、前記液体吐出ヘッド及びフィルタユニットの少なくとも一方に管状の連結部を、他方にこの管状の連結部の外周側に嵌め込む連結部を有し、一方の管状の連結部と他方の連結部との間は、前記管状の連結部の径方向及び径方向と異なる方向の少なくとも２箇所の封止部で封止されるとともに、これらの２箇所の封止部間に密閉空間が形成されていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記２箇所の封止部を単一の封止部材で構成していることを特徴とする画像形成装置。
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記液体吐出ヘッド及びフィルタユニットの少なくとも一方の管状の連結部の外周形状が円錐台形状であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記径方向と異なる方向の封止部を構成する封止部材又はこの封止部材に対向する連結部側にリブが形成されていることを特徴とする画像形成装置。
記録液の液滴を吐出するノズルを有する液体吐出ヘッドに、この液体吐出ヘッドとは別部材であって、液体吐出ヘッドに供給する記録液をろ過するフィルタ手段よりも下流側の部材を連結した画像形成装置において、前記液体吐出ヘッド及びフィルタ手段よりも下流側の部材の少なくとも一方に管状の連結部を、他方にこの管状の連結部の外周側に嵌め込む連結部を有し、一方の管状の連結部と他方の連結部との間は、前記管状の連結部の径方向及び径方向と異なる方向の少なくとも２箇所の封止部で封止されるとともに、これらの２箇所の封止部間に密閉空間が形成されていることを特徴とする画像形成装置。