JP3697137B2 - 液体噴射記録装置、液体噴射ヘッドユニットおよびその搭載方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は吐出口から液滴を吐出して記録媒体に記録を行う液体噴射ヘッドを備え、キャリッジに搭載される液体噴射ヘッドユニットと、これらが搭載される液体噴射記録装置、および液体噴射ヘッドユニットの搭載方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液体噴射記録装置では、吐出口からインクを吐出して記録媒体に記録を行う液体噴射ヘッドと、その液体噴射ヘッドに供給されるインクを収容するインクタンクとが一体に、あるいはそれぞれ独立して構成されている液体噴射ヘッドユニットが用いられている。
【０００３】
液体噴射記録装置には、記録媒体の搬送方向に対してほぼ直交する方向に往復移動されるキャリッジが備えられており、液体噴射ヘッドユニットはこのキャリッジに搭載される。
【０００４】
液体噴射ヘッドとして、電気熱変換体等によって発生される熱エネルギーを利用して微小液滴を吐出させるものや、一対の電極を設けて液滴を偏向して吐出させるもの等が知られている。これらの中でも、熱エネルギーを利用してインク液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドは、記録用の液滴を吐出して飛翔用液滴を形成するための液体吐出部（吐出口）を高密度に配列することができるために、高解像度の記録が可能であるほか、全体的にコンパクト化も容易である等の利点があり、すでに実用化されている。
【０００５】
熱エネルギーを利用して記録液を吐出させるインクジェット記録ヘッドは、液体を吐出する吐出口（オリフィス）、吐出口に連通した液流路およびこの液流路に対応して配置された電気熱変換素子等の複数のエネルギー変換素子を備え、それらエネルギー変換素子から吐出エネルギー（例えば、液体に膜沸騰を生じせしめるための熱エネルギー）を付与することによって、吐出口から液体が液滴として吐出されて印字記録が行われる。このインクジェット記録ヘッドの一般的な構成を図１４を参照して以下に説明する。
【０００６】
図１４に示すように、インクジェット記録ヘッドはインクを吐出するためのエネルギー発生体である発熱素子１００１ａを備えた素子基板１００１と、この素子基板１００１上に接合された天板１００２と、これら素子基板１００１および天板１００２の前端面に接合されたオリフィスプレート１０１０とを有する。
素子基板１００１はアルミ等の支持体１００４上にダイボンディングにより固定されている。支持体１００４上には素子基板の他に記録装置本体とのコンタクトを行うためのプリント配線基板１００３が接着されており、このプリント配線基板１００３と素子基板１００１とがワイヤボンディングによって電気的に接続されている。図には示されていないが、プリント配線基板１００３には、液体噴射記録装置本体とのコンタクトを行うためのコンタクトパッドが形成されている。素子基板１００１上には発熱素子１００１ａの他に駆動用シフトレジスターおよび配線パターンが設けられている。これらシフトレジスターおよび配線パターンは、発熱素子１００１ａとともにシリコン成膜技術によってあらかじめ素子基板１００１に作りこむことができる。
【０００７】
天板１００２は、インク流路１００２ａとなる凹部およびインク液室１００２ｂとなる凹部が射出成形等によって一体に形成された樹脂、異方性エッチング等によって形成されたシリコン系の材料で構成される。この天板１００２が素子基板１００１にバネ等の押圧手段（不図示）あるいは接着剤等の接合手段（不図示）によって固定されることで、天板１００２の各凹部間が仕切りされ、各発熱素子１００１ａに対応した複数のインク流路１００２ａおよび各インク流路１００２ａに液体を供給するインク液室１００２ｂが形成される。
【０００８】
なお、インク流路が素子基板１００１上に形成される形態もある。
オリフィスプレート１０１０は、インクを吐出するための微細なインク吐出口群１０１０ａを有しており、レーザー加工、電鋳、プレス加工、射出成形等による超微細加工によって形成される。この吐出口群１０１０ａは液体噴射ヘッドの吐出性能を左右する重要な要素となる。このオリフィスプレート１０１０は天板１００２と一体的に形成される場合と、天板１００２が別部材で形成されて接合される場合とがある。
後者は素子基板１００１と天板１００２との圧接によって形成されたインク流路１００２ａに対し、オリフィスプレート１０１０上の吐出口群１０１０ａをアライメントして接合する方式であり、耐久性が必要とされるオリフィスプレート１０１０部の材質を天板１００２の材質とは別に任意に選択できる利点を有する。一方、前者は吐出口群１０１０ａとインク流路１００２ａが連通した状態の部材が形成されるため、両者のアライメントを行う必要がなく、オリフィスプレート１０１０が一体的に形成された天板１００２と素子基板１００１とを単純に機械的に圧接することによってインク流路１００２ａを形成することができ、生産性に優れている。
【０００９】
上述したようなインクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置は、主としてワードプロセッサやパーソナルコンピュータに接続されてカラープリンタとして使用されるほか、ファクシミリや複写機にも使用される。
【００１０】
図１５は、従来の液体噴射ヘッドユニット（インクジェット記録カートリッジ）を示す斜視図である。同図に示すように、インクジェット記録カートリッジ本体１１３０には、所定の位置にインクジェット記録ヘッドＨが搭載され、このインクジェット記録ヘッドＨに隣接して第１共通液室１１２０が配設されている。これら第１共通液室１１２０およびインクジェット記録ヘッドＨは支持体１１２１、１１２２によって支持されている。蓋部材１１３１に覆われたカートリッジ本体１１３０の内部には記録液（インクなど）用のタンク（不図示）が内蔵され、このタンクから第１共通液室１１２０に記録液が適宜供給される。
【００１１】
インクジェット記録装置としては、単色の液滴を吐出する単ヘッドタイプのものと、複数色の液滴を吐出する単ヘッドタイプおよび複数ヘッドタイプのものがある。
複数色のインク（例えば、黒、イエロー、マゼンタ、シアンの４色）を、１つのヘッドのインク吐出部にそれぞれ分割して割り当て、複数色の液滴を吐出する単ヘッドタイプのインクジェット記録装置では、ヘッドを低コストで生産することができる。ただし、この単ヘッドタイプのインクジェット記録装置では、１色あたりの吐出口数が比較的少ないため、印字速度を速くすることに対しては不利である。
【００１２】
これに対して、複数ヘッドタイプのインクジェット記録装置では、生産コストは高くなるが、複数のインクジェット記録ヘッドを各色毎に独立分離して設け、それぞれの記録ヘッドＨから各色の液滴を吐出させるように構成したものであり、１色あたりの吐出口数を比較的多くすることができ、印字速度を速くすることに対しては有利である。
【００１３】
さらに、各色毎に独立した複数のインク吐出部をひとつのベース上に組み込んだ組みヘッドタイプのインクジェット記録装置もある。この組みヘッドタイプのものでは、オリフィスプレートの、各色毎に設けられた各吐出口から吐出されるインク滴の付着位置の、各色のインク滴相互のずれを予め測定し、そのずれ量を補正するようにして、各記録ヘッドが精度良くベースに組み付けられる。このように、この組みヘッドタイプのインクジェット記録装置では、複数の記録ヘッドを１つのベース上に一体に構成することによって、各色の印字ずれを小さくすることができ、しかもヘッド交換が容易であるという利点がある。
【００１４】
この組みヘッドタイプの記録カートリッジの従来例として、図１６に、特開平９−２８９９７１号公報に開示されたインクジェット記録ヘッド組立体の斜視図を示す。
【００１５】
同図に示す従来のインクジェット記録ヘッド組立体１３０６は、インク吐出口が形成された複数のインク吐出部を備えるベース１３０１と、それぞれのインク吐出部のインク吐出口から吐出されるインク滴間の位置ずれ量を実際に測定したデータに基づいて各インク吐出部毎に設定される位置データや、そのインク吐出部に固有の特性データまたはその特性を補正するデータなどを記録保存するＲＯＭ１３０４が実装されたプリント基板１３０２とを有する。
【００１６】
インクジェット記録ヘッド組立体１３０６には、不図示のインクタンクなどからインク供給を受けるためのインク供給口１３０３が設けられている。プリント基板１３０２には接点電極１３０５が設けられており、インクジェット記録ヘッド組立体は、この接点１３０５を介して記録装置本体の制御部と接続される。
【００１７】
記録動作を行う際には、記録装置の制御部が上記ＲＯＭ１３０４に記憶されたデータに基づいて、インクを吐出する吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生体を駆動する駆動信号のパルス発生タイミングやそのパルス幅を補正処理する。これにより、印字ずれなどの印字不良発生を防止することができる。
【００１８】
近年では、フルカラーで高速かつ高画質に記録を行うことへのニーズが高まり、印字速度、解像度や階調性のさらなる向上が要求されている。写真画質の記録を可能とするために、前述の４色のインクのみならず、各色の濃度を違えた６色、７色のインクを用いて高階調の画像記録を実現する記録装置も提案されている。
このように、高速かつ高画質の記録が可能なインクジェット記録装置を実現するには、複数のインクジェット記録カートリッジを備えたタイプや、組みヘッドを備えたタイプ、またはこれらを組み合わせたタイプの記録装置とすることが望ましい。
【００１９】
さらに、色むら、印字ずれのない高画質なカラー画像の記録を実現するには、各記録ヘッドから吐出されたインク滴同士の記録媒体への着弾位置を正確に一致させる必要がある。特に吐出口配列方向の、各色の記録ヘッド間の相対的なずれは、最も印字品位に影響を与えるため、各色の記録ヘッドを、吐出口配列方向の相対なずれができる限り小さくなるように搭載する必要がある。吐出口配列方向の相対なずれを小さくすることが可能なインクジェット記録装置として、記録ヘッドの吐出口が所定の位置に正確に配置されるように、インクジェット記録カートリッジにキャリッジの所定個所と当接する突当部を設けた構成のインクジェット記録装置が知られている。
【００２０】
図１７は複数のインクジェット記録カートリッジがキャリッジ上に複数並べて固定されるタイプのインクジェット記録装置に搭載されるインクジェット記録カートリッジ４８１の従来例を示す図である。
【００２１】
このインクジェット記録カートリッジ４８１の筐体の役割を持つ部分である枠体４８２の内部には、インクを収容するインク貯蔵室が設けられており、枠体４８２の側方には、このインク貯蔵室へインクを供給するためのインク供給部４８５が枠体４８２に接続して設けられている。枠体４８２の底部のフェイス面４８３には吐出口（不図示）が配列されており、枠体４８２の側面には、インクジェット記録カートリッジ４８１が搭載されるキャリッジに設けられている接点と接続されるコンタクトパッド４８４が設けられている。
【００２２】
枠体４８２には、突起部４８２ａ、４８２ｂ、４８２ｃが設けられており、これら突起部４８２ａ、４８２ｂ、４８２ｃがキャリッジの所定の個所に当接されることによって、インクジェット記録カートリッジ４８１がキャリッジに位置決めされて搭載される。
【００２３】
すなわち、突起部４８２ａ，４８２ｂが当接されることによってインクジェット記録カートリッジ４８１のＸ方向の位置決めが行われ、キャリッジの、コンタクトパッド４８４の対向面に配設されている不図示の突起がインクジェット記録カートリジに当接されることによってY方向の位置決めが行われ、Z方向の位置決めは突起部４８２ｃの当接によって行われる。
【００２４】
このような位置決めを行うため、突起部４８２ａ，４８２ｂ，４８２ｃおよびキャリッジの突起と対応する箇所とを当接させるための加圧手段がキャリッジに設けられている。Ｘ方向の加圧手段として、突起部４８２ａと４８２ｂの対向面に弾性部材（不図示）が配設され、このＸ方向加圧手段によって突起部４８２ａと４８２ｂの中央部の壁が加圧され、突起部４８２ａ，４８２ｂがキャリッジに当接される。Ｙ方向の加圧については、コンタクトパッド４８４がキャリッジの接点との当接のために押圧に対して反発力を生じるように構成されており、この反発力を利用してキャリッジの突起への加圧が行われる。Ｚ方向の加圧手段としては、カートリッジ４８１を下方に押圧する手段（不図示）が備えられる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、複数色のインクに対応して複数の液体噴射ヘッドユニットを搭載した記録装置においては、各液体噴射ヘッドユニットの吐出口配列方向の相対的なずれが印字品位に大きく影響を及ぼすので、各液体噴射ヘッドユニットを吐出口配列方向の相対的なずれができる限り小さくなるようにキャリッジに搭載する必要がある。
【００２６】
すなわち、例えばフルカラー記録などのために複数の液体噴射ヘッドユニットを具える装置において、そのうちの一つの液体噴射ヘッドユニットが他に対して傾いて取り付けられた場合には、この傾いた液体噴射ヘッドユニットにより記録されるドットが他の液体噴射ヘッドユニットにより記録される隣接画素のドットと重なって形成され易くなり、記録画像の品位が著しく低下してしまう危惧がある。
【００２７】
また、複数の吐出口がより高密度に配列された液体噴射ヘッドユニットにおいては、圧力変化を利用してインクを吐出させる際、圧力波が隣接するインク流路に伝わったり、圧力変化を生じさせるための熱エネルギーが隣接するインク流路に熱拡散されたりしてインクの吐出が不安定になるクロストークと呼ばれる現象が生じる場合がある。このような現象の発生を抑止するため、吐出口群を複数の群に分割し、一度の吐出で全ての吐出口からインクを吐出させるのではなく、分割された群のいずれか１つに含まれる吐出口からだけインクを吐出させるように駆動を行う方法がとられる場合がある。このような分割駆動を行う場合、一度のインク吐出で形成できる画像の画素の密度が低くなるので、記録ヘッドを走査方向に対して傾けて配置し、形成画素の密度を高めて印字品位が悪化しないようにする方法がとられる場合がある。
【００２８】
この場合、走査方向に対する記録ヘッドの傾きに誤差が生じると、画像品位の劣化が生じてしまうという問題がある。特に、記録ヘッドを移動させて主走査を行いつつ１ラインの画像記録を行い、その後記録媒体を搬送して副走査を行い、これを繰り返して１枚の画像記録を行うシリアルタイプの記録装置において、記録ヘッドの傾きがある程度以上大きい場合には、１回の主走査によって形成される画像領域間の境界の画素が少なくなって、境界が白く浮き出てしまう。
【００２９】
そこで記録ヘッドを高い精度で適正な位置に搭載できるようにするために、従来は、液体噴射ヘッドユニットの所定の部分に設けた突き当て部をキャリッジの所定の個所に当接させて位置決めする構成がとられている。しかしながら、この構成では、液体噴射ヘッドユニットとキャリッジの接合部を高精度に形成する必要があるため、コストが高くなるとともに、歩留まりも悪くなるという問題がある。
【００３０】
また、従来の構成では、図１７に示すように、インクジェット記録カートリッジ（液体噴射ヘッドユニット）４８１の筐体（枠体）４８２の一面の両端付近、例えば側面の両端付近に突起部４８２ａ，４８２ｂを設け、この突起部４８２ａ，４８２ｂをキャリッジの所定箇所に当接させて位置決めしているため、突起部４８２ａ，４８２ｂ間の高さや当接面の傾斜の公差、およびキャリッジ側の所定箇所の形成公差により、枠体４８２が変形されるように当接される場合がある。このように不安定な当接状態となるため、インクジェット記録カートリッジ４８１の搭載位置精度を高くすることが困難であり、またインクジェット記録カートリッジ４８１の着脱を行った後に、搭載位置がずれてしまう場合があるという問題がある。さらに、インクジェット記録カートリッジ４８１の各面において、両端付近に実質的に均等に押圧力を加える構成であるため、インクジェット記録カートリッジ４８１を回転させるような力に対する位置規制作用が小さく、したがって、あらゆる方向に傾き易く、搭載された液体噴射ヘッドユニットの吐出口配列方向の相対なずれが生じやすいという問題がある。
【００３１】
また、従来の構成では、インクジェット記録カートリッジ４８１を３方向から押圧して位置決めしているために、ある方向に加えられている押圧力により生じる摩擦力が別方向の押圧力に対する負荷となってしまう。そこで、この摩擦力に抗してしっかりと当接させることができるように、各加圧手段の設定荷重をかなり大きくする必要があり、その結果、インクジェット記録カートリッジ４８１の脱着操作は大きな力を加えなければ行えなくなり、脱着の操作性が悪くなってしまう。さらに、高荷重に耐え得るように、枠体４８２の剛性を大きくする必要があり、装置全体の製造コストが高くなってしまう。また、インクジェット記録カートリッジ４８１を高荷重で押圧する構成では、装着する際に、生じる摩擦力などの影響で突起部４８２ａ、４８２ｂの一部のみがキャリッジに当接した状態になり、インクジェット記録カートリッジ４８１がそのままの状態で搭載されてしまう危惧がある。
【００３２】
また、従来の構成では、キャリッジにインクジェット記録カートリッジ４８１を脱着する際、コンタクトパッド４８４が対向するキャリッジの接点に向かって押圧された状態で上下に移動するため、コンタクトパッド４８４が擦られて損傷する恐れがある。このため、コンタクトパッドおよびキャリッジの接点に、硬質な表面コートを施したり、高価な材料を使用したりして、その耐久性を向上させることが必要となり、製造コストが高くなる要因になってしまう。
【００３３】
一方、図１６に示すような組ヘッドタイプ、すなわちインクジェット記録ヘッド組立体１３０６を搭載したインクジェット記録装置では、複数色のインク吐出部が製造工程において一体的に組立られるため、複数の液体噴射ヘッドユニットを使用する場合のように、各色のインク吐出部の相対的な位置精度に関する前述のような問題は生じないものの、以下のような問題がある。
【００３４】
すなわち、１つ目の問題は、インクジェット記録ヘッド組立体１３０６の歩留りは、組み込まれる複数色のインク吐出部の歩留まりを乗算したものになるので、単一色のインク吐出部を有する液体噴射ヘッドユニットを複数色分作成する場合に比べて生産性が悪くなってしまうということである。
【００３５】
２つ目の問題は、記録ヘッドの交換を行う必要が生じた場合に、複数の液体噴射ヘッドユニットを搭載した記録装置では、複数の内の交換が必要なものだけを交換すれば済むのに対して、組ヘッドタイプの記録装置では、インクジェット記録ヘッド組立体１３０６全体を交換する必要があり、交換に必要な費用が比較的高くなってしまうという問題である。
【００３６】
３つ目の問題は、インクジェット記録ヘッド組立体１３０６を製造する際に、高い相対位置精度で各色のインク吐出部を組み付ける必要があるため、製造コストが比較的高くなってしまうという問題である。
【００３７】
そこで、本発明の目的は、液体噴射ヘッドユニットを高い位置精度でキャリジに搭載することが可能な液体噴射記録装置、液体噴射ヘッドユニットおよび液体噴射ヘッドユニットの搭載方法を提供することにある。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明による液体噴射記録装置は、複数の吐出口から液滴を吐出して記録媒体に記録を行う液体噴射ヘッドと、液体噴射ヘッドを保持する筐体とが一体化された液体噴射ヘッドユニットと、液体噴射ヘッドユニットを着脱自在に搭載可能なキャリッジとを有する液体噴射記録装置において、
液体噴射ヘッドユニットは、
底面の後部の幅方向中央に設けられた、下方に延びる円柱形状のガイドピンと、
背面の上部の幅方向中央に設けられた、後方に向かって凸な球面を有する後方突起と、
側面の前部に設けられた円柱状突起および側方突起と、
上面の後部の両側端または両側端近傍に互いに対向して設けられた、後方側に向かって高くなるように傾斜した上面を有する、１対のガイドリブと、
ガイドリブの後方側にガイドリブに接続されて設けられ、後方に向かって一旦低くなった後高くなるように傾斜した上面を有する、幅方向中央に設けられた受けリブとを有し、
キャリッジは、
液体噴射ヘッドユニットを、円柱状突起を当接させた状態でスライドさせてヘッドユニット搭載スペース内に案内でき、その位置で液体噴射ヘッドユニットを円柱状突起を軸として回転可能に保持するガイド溝と、
液体噴射ヘッドユニットをキャリッジに搭載する際には、押圧位置が前側から後側に向かって実質的に水平に移動するようにガイドリブの上面を押圧し、液体噴射ヘッドユニットをキャリッジに搭載した状態では、受けリブを押圧するヘッドセットプレートと、
液体噴射ヘッドユニットをキャリッジに搭載した状態で、ガイドピンの側面に当接するＵ字形状またはＶ字形状の第１のリブ状部と、
後方突起の球面に当接するＵ字形状またはＶ字形状の第２のリブ状部と、
側方突起に当接する受け部と、
受け部に側方突起を当接させるように液体噴射ヘッドユニットを押圧するＣＲヘッドバネとを有することを特徴とする。
【００３９】
この構成によれば、円柱状突起をガイド溝に当接させた状態でスライドさせて液体噴射ヘッドユニットをヘッドユニット搭載スペース内の適性な位置に挿入し、
ガイドリブの上面を、押圧位置を前側から後側に向かって実質的に水平に移動させるようにヘッドセットプレートにより押圧して、液体噴射記録ヘッドユニットを円柱状突起を軸として回転させ、これにより液体噴射ヘッドユニットをこの軸周りの適正な角度位置に導き、
押圧位置をさらに後側に移動させて、最終的にヘッドセットプレートにより受けリブの上面を押圧して、ガイドピンの側面を第１のリブ状部に当接させ、後方突起を第２のリブ状部に当接させて、液体噴射ヘッドユニットの前後左右の位置を適正にし、
この状態で、液体噴射ヘッドユニットの側面をＣＲバネにより押圧して、側方突起をキャリッジの受け部に当接させ、液体噴射ヘッドユニットの前後方向の水平面内の角度位置を適正にして、液体噴射ヘッドユニットをキャリッジに搭載することができる。
【００４０】
この構成では、ガイドリブが上面の両側端または両側端近傍に１対設けられているので、液体噴射ヘッドユニットをこの上面を押圧しながら回転させる際に、液体噴射ヘッドユニットが鉛直方向左右に傾かないように安定して回転させ、適正な位置に導くことができる。
【００４１】
この際、受けリブの幅方向の中心から両側端のガイドリブまでの幅方向の距離が同一になるようにガイドリブを配置することにより、両側端のガイドリブに働く押圧力による、液体噴射ヘッドユニットが鉛直方向左右に傾く方向へのモーメントを左右で同等にし、液体噴射ヘッドユニットの鉛直方向左右に傾くようなふらつきを効果的に抑制できる。
【００４２】
ヘッドセットプレートによる押圧位置を後側に移動させていき、ガイドリブの上面から受けリブの上面に移す際に、押圧位置の移動がスムースに行われるように、ガイドリブと受けリブとは滑らかに接続されていることが好ましい。
【００４３】
ガイドリブおよび受けリブの上面を前述のように押圧する、より具体的な構成としては、ヘッドセットプレートが、下方に突出した先端部分と、後部に形成された軸と、上面に形成されたバネ受けとを有し、
ヘッドセットプレートの軸を下面の先端付近に回転可能に支持し、根元に配置されたＣＲレバーシャフトを軸として回転可能に保持され、回転させた時にヘッドセットプレートを液体噴射ヘッドユニットの上面に当接させる位置に導くＣＲレバーと、
ＣＲレバーの底面とヘッドセットプレートのバネ受けとに接合されたＣＲセットプレートバネとを有する構成とすればよい。この構成によれば、ＣＲレバーを回転させることにより、ヘッドセットプレートの先端部分が、ＣＲセットプレートバネの力により、ガイドリブの上面を、押圧位置を前側から後側に向かって実質的に水平に移動するように押圧する。
【００４４】
本発明の液体噴射記録装置において、液体噴射ヘッドユニットが、ガイドピンと第１のリブ状部とが当接し後方突起と第２のリブ状部とが当接した状態を保ったまま回転可能であるようにすれば、 ＣＲヘッドバネにより側方突起をキャリッジの受け部に当接させる際、液体噴射ヘッドユニットを、回転させて、スムースに、かつ前後左右の位置をずらすことなく移動させることができる。
【００４５】
このように回転させることができるようにするためには、例えば、後方突起の球面の中心を、ガイドピンの円柱の中心線の延長線上に配置すればよい。すなわち、このようにすれば、液体噴射ヘッドユニットを、ガイドピンと第１のリブ状部とが当接し、後方突起と第２のリブ状部とが当接した状態で、ガイドピンの円柱の中心線を軸として回転可能に保持する構成とすることができる。
【００４６】
この際、受けリブの幅方向の中心が、ガイドピンの円柱の中心線の延長線上に位置するようにリブを配置することにより、ヘッドセットプレートからの押圧力が、回転軸、すなわちガイドピンの円柱の中心線の延長線に沿って加わるようにして、液体噴射ヘッドユニットをこの回転軸周りに安定して回転可能にできる。また、受けリブとヘッドセットプレートとの当接による摩擦力が回転の妨げにならないように、受けリブとヘッドセットプレートとの当接面積は小さいことが望ましく、このため、特に、受けリブの幅が２ｍｍ以下であることが望ましい。
【００４７】
また、本発明において、液体噴射ヘッドユニットが、底面の後部に設けられた、下方に向かって凸な球面を有する下方突起を有し、キャリッジが、液体噴射ヘッドユニットをキャリッジに搭載した状態で側方突起の球面に当接する、平らな上面を有するボスを有する構成とすれば、ヘッドセットプレートの押圧力により側方突起の球面をボスの上面に当接させて、液体噴射ヘッドユニットの上下方向位置を適正にすることができる。
【００４８】
ヘッドセットプレートの押圧力により液体噴射ヘッドユニットを回転させる際に、ガイドピンが、その側面が第１のリブ状部に当接する適正な位置に導かれるように、先細になっているテーパー部を有することが望ましい。
【００４９】
また、本発明の液体噴射記録装置において、液体噴射ヘッドユニットが、背面に形成された、電気的な接続のためのコンタクトパッドを有し、キャリッジが、コンタクトパッドと接続されるＣＲコネクタを有する構成とすれば、液体噴射ヘッドユニットは、受けリブが後方に向かって高くなるように傾斜した上面を有しているため、ヘッドセットプレートの押圧力により斜め後方下側に押圧されるので、確実にコンタクトパッドとＣＲコネクタとを当接させて、接続させることができる。この際、液体噴射ヘッドユニットは、回転されるようにして後方に当接されるので、コンタクトパッドとＣＲコネクタタとが擦り合わされることはほとんどない。
【００５０】
本発明の液体噴射記録装置では、液体噴射ヘッドユニットの位置を適正な位置にするための、後方突起、ガイドピン、下方突起の当接面は球面または円柱面であり、このように曲面を有する面と平面との当接により位置決めを行う構成であるので、液体噴射ヘッドユニットおよびキャリッジの歪みや当接力の相違などによる当接方向のずれなどに当接状態が影響されにくい。このため、液体噴射ヘッドユニットを高精度に再現性よく位置決めすることができる。側方突起についても、このように構成することが好ましく、具体的には、受け部に当接される側方突起の面が球形状面または曲面形状面または多角形形状の一面であることが好ましい。
【００５１】
本発明による液体噴射ヘッドユニットは、複数の吐出口から液滴を吐出して記録媒体に記録を行う液体噴射ヘッドと、液体噴射ヘッドを保持する筐体とが一体化された、液体噴射記録装置本体のキャリッジに着脱自在に搭載可能な液体噴射ヘッドユニットであって、
底面の後部の幅方向中央に設けられた、下方に延びる円柱形状のガイドピンと、
背面の上部の幅方向中央に設けられた、後方に向かって凸な球面を有する後方突起と、
側面の前部に設けられた円柱状突起および側方突起と、
上面の後部の両側端または両側端近傍に互いに対向して設けられた、後方側に向かって高くなるように傾斜した上面を有する、１対のガイドリブと、
ガイドリブの後方側にガイドリブに接続されて設けられ、後方に向かって一旦低くなった後高くなるように傾斜した上面を有する、幅方向中央に設けられた受けリブとを有し、
円筒状突起は、液体噴射記録ヘッドユニットを該円筒状突起を軸として回転可能に支持するものであり、
ガイドリブは、上面を押圧され、押圧位置が前側から後側に向かって実質的に水平に移動されるにつれて、液体噴射記録ヘッドユニットが円筒状突起を軸として適正な角度位置に導かれるように回転するようにするものであり、
受けリブは、押圧位置がさらに後ろ側に移動されてその上面に来た時に液体噴射ヘッドユニットが、斜め後方下側に押圧され、ガイドピンの側面と前記後方突起の球面とがキャリッジに当接されるようにするものであり、
ガイドピンと後方突起とは、ガイドピンの側面と後方突起の球面とがキャリッジに当接された際に液体噴射ヘッドユニットの前後左右の位置が適正になると共に、液体噴射ヘッドユニットが当接された状態を保ったまま回転可能に保持されるようにするものであり、
側方突起は、液体噴射ヘッドユニットが、ガイドピンの側面および後方突起の球面がキャリッジに当接された状態を保ったまま回動された際に、キャリッジに当接してこの回転方向の角度位置が適正になるようにするものであることを特徴とする。
【００５２】
本発明による液体噴射ヘッドユニットの搭載方法は、以上のような液体噴射記録装置の液体噴射ヘッドユニットの搭載方法であって、
円柱状突起を前記ガイド溝に当接させた状態でスライドさせて液体噴射ヘッドユニットをヘッドユニット搭載スペース内に挿入する工程と、
ガイドリブの上面を、押圧位置を前側から後側に向かって実質的に水平に移動させるようにしてヘッドセットプレートにより押圧して、液体噴射記録ヘッドユニットを円柱状突起を軸として回転させる工程と、
最終的にヘッドセットプレートにより受けリブの上面を押圧して、ガイドピンの側面を第１のリブ状部に当接させ、後方突起の球面を第２のリブ状部に当接させる工程と、
その後で、液体噴射ヘッドユニットの側面をＣＲバネにより押圧して、ガイドピンの円柱の中心線を軸として液体噴射ヘッドユニットを回転させ、側方突起を受け部に当接させる工程とを有することを特徴とする。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００５４】
図１〜３は、本実施形態の液体噴射ヘッドユニットを示しており、図１は左後方からの斜視図、図２は右前方からの斜視図、図３は左前方からの斜視図である。図４、５は、図１〜３に示した液体噴射ヘッドユニットが搭載されるキャリッジを示しており、図４は斜視図、図５は、 ＣＲレバーおよびＣＲコネクタを外した状態の、図４とは異なる角度からの斜視図を示している。図６は、図４，５に示したキャリッジに組み付けられるヘッドセットプレートの斜視図を示しており、図７は、図４，５に示したキャリッジのＣＲコネクタ付近の拡大平面図である。図８〜１０は、液体噴射ヘッドユニットをキャリッジに搭載する様子を示す側面図である。図１１、１２は、液体噴射ヘッドユニットをキャリッジに搭載した状態の、それぞれ異なる一部分を断面して示した側断面図である。なお、本実施形態において部品名にＣＲと表示されているものはキャリッジに関連する部材であることを示している。
【００５５】
最初に、液体噴射ヘッドユニット４０１の構成について説明する。この液体噴射ヘッドユニットは、底面に不図示のインク吐出口群を有しており、ここから上方に向かって各吐出口に連通する不図示のインク流路が形成されている。これらの構成を有する下方の筐体の上方には、各インク流路に連通する不図示のインク液室が内部に形成された筐体が接続されている。上方の筐体の前面には、液体噴射記録装置本体に接続され、インクおよび気体流通のための流通路を形成するジョイント部４１６が設けられている。上方の筐体の後方には、キャリッジ２００のＣＲコネクタ２１６に接触して、インクを吐出させるためのエネルギー発生素子などを記録装置本体に電気的に接続するコンタクトパッド４２１が設けられている。上方の筐体の上面には、液体噴射ヘッドユニット４０１をキャリジ２００に搭載する際などに液体噴射ヘッドユニット４０１を把持するための把手４０６が設けられている。
【００５６】
次に、液体噴射ヘッドユニット４０１の位置決めのための構成について説明する。液体噴射記録ヘッド４０１の左側面には、上方の筐体と下方の筐体とのつなぎ目付近の前方寄りに円柱状突起４１５が設けられ、また、上方の筐体の前下端には台形形状の側方突起４１１が設けられている。液体噴射記録ヘッド４０１の背面の上端付近の幅方向中央には、外側に向かって凸な球面を有する後方突起４０９が設けられている。液体噴射ヘッドユニット４０１の上方の筐体の底面の後端付近には、途中から先細になったテーパー部を有する円柱形状のガイドピン４０８が幅方向中央に設けられており、外側に向かって凸な球面を有する下方突起４１０が幅方向両端付近に１つづつ全部で２つ設けられている。液体噴射ヘッドユニット４０１の上面後方には、後方に向かって滑らかに上方に傾斜したガイドリブ４０７が幅方向の両端に設けられ、ガイドリブ４０７の後方には、両脇のガイドリブ４０７の傾斜に滑らかに接続された斜面が設けられ、さらに後方には、後方に向かって一旦下方に傾斜した後上方に傾斜した受けリブ４１７が幅方向中央に設けられている。
【００５７】
次に、液体噴射ヘッドユニット４０１が搭載されるキャリッジ２００の構成について説明する。
【００５８】
キャリッジ２００には、液体噴射ヘッドユニット４０１を搭載するためのヘッドユニット搭載スペースが設けられている。このヘッドユニット搭載スペースの奥側の壁には四角い穴が設けられており、この穴部に、液体噴射ヘッドユニット４０１と信号のやりとりを行うためのＣＲコネクタ２１６が取り付けられている。このＣＲコネクタ２１６には多数の接点が設けられており、それぞれの接点は独立して前後に動くようになっている。この構造によれば、液体噴射ヘッドユニット４０１がキャリッジ２００に搭載される際に、液体噴射ヘッドユニット４０１の接点部分がコンタクトパッド４２１の面にくるとＣＲコネクタ２１６の接点が引っ込むとともにＣＲコネクタ２１６の接点にはその反力により液体噴射ヘッドユニット４０１の接点部分を押し返そうとする力が、図４の矢印Ｈ方向に働く。
【００５９】
キャリッジ２００の上方にはＣＲレバー２３７が、キャリッジ２００の左右側壁に支持されたＣＲレバーシャフト２３８により回動自在に支持されている。このＣＲレバー２３７には、ＣＲレバー２３７を回動させるためのレバー部２３７ａが設けられている。
【００６０】
ＣＲレバー２００には、ヘッドユニット搭載スペースの上方位置に、図６に示すようなヘッドセットプレート２３９が保持されている。ヘッドセットプレート２３９は、１個の液体噴射ヘッドユニット４０１に対して１個設けられるようになっており、ここでは、１個のキャリッジ２００に１個の液体噴射ヘッドユニット４０１が搭載される構成となっているため、１個のヘッドセットプレート２３９が設けられている。これら液体噴射ヘッドユニット４０１およびヘッドセットプレート２３９の数は設計に応じて適宜変更することが可能である。
【００６１】
ヘッドセットプレート２３９の後方左右に設けられた軸２３９ａが、ＣＲレバー２３７に設けられたＵ字型の受け２３７ｂに嵌まり込んでおり、ヘッドセットプレート２３９はこの部分を中心に回動可能である。また、ヘッドセットプレート２３９の中央部にはバネ受け２３９ｂが設けられており、この部分とＣＲレバー２３７の裏面にあるバネ受け部との間には圧縮バネよりなるＣＲセットプレートバネ２４０が設けられている。このＣＲセットプレートバネ２４０の作用により、ヘッドセットプレート２３９は、ＣＲレバー２３７を回動させて液体噴射ヘッドユニット４０１をセットした状態にした時に、後方左右に設けられた軸２３９ａを中心にヘッドセットプレート２３９の、下方に滑らかな曲面を有する先端部分２３９ｃが下方奥側に移動するように回転しようとする。これにより、液体噴射ヘッドユニット４０１をセットした状態では、液体噴射ヘッドユニット４０１はヘッドセットプレート２３９により下方奥側に押し付けられる。ただし、液体噴射ヘッドユニット４０１がセットされていない状態においてヘッドセットプレート２３９がＣＲレバー２３７から外れないように、ＣＲレバー２３７にはヘッドセットプレート２３９の先端部分左右に設けられたリブ２３９ｄを受ける部分２３７ｃが設けられている。
【００６２】
キャリッジ２００のヘッドユニット搭載スペースの底面には、図５に示すように、上面が平らな円錐台形状のボス２００ｌが１個の液体噴射ヘッドユニット４０１に対して２個設けられている。これらボス２００ｌは、各液体噴射ヘッドユニット４０１をセットした時に、液体噴射ヘッドユニット４０１底面に設けられた２個の下方突起４１０にそれぞれ突き当たる位置に配置されており、これにより液体噴射ヘッドユニット４０１の高さ方向の位置が決まる。また、この底面には、Ｕ字形または図１３に示すようにＶ字形の第１のリブ状部２００ｍが１個の液体噴射ヘッドユニット４０１に対して１個設けられており、各液体噴射ヘッドユニット４０１がセットされた状態で、各液体噴射ヘッドユニット４０１底面に設けられたガイドピン４０８の側面がこれら第１のリブ状部２００ｍにそれぞれ突き当たるようになっている。
【００６３】
キャリッジ２００のヘッドユニット搭載スペースの奥側の垂直の壁の、ＣＲコネクタ２１６の上方には、Ｕ字形またはＶ字形の第１のリブ状部２００ｍと対向するように別のＵ字形または図１３に示すようにＶ字形の第２のリブ状部２００ｎが設けられている。この部分をキャリッジ２００上方より見ると、図７または図１３に示すような構成となっている。すなわち、キャリッジ２００底面のＵ字形またはＶ字形の第１のリブ状部２００ｍと垂直の壁に設けられたＵ字形またはＶ字形の第２のリブ状部２００ｎとにより挟まれる部分に、円柱形状２００ｐが形成される。この垂直の壁の部分に設けられたＵ字形またはＶ字形の第２のリブ状部２００ｎは、液体噴射ヘッドユニット４０１をセットした時に、液体噴射ヘッドユニット４０１背面の接点部分コンタクトパッド４２１の上方に設けられた、球面を有する後方突起４０９が突き当たる位置に配置されている。
【００６４】
キャリッジ２００のヘッドユニット搭載スペースの右側の壁には、上端から下方奥側に向かって斜めに延びるガイド溝２００ｑが設けられており、また液体噴射ヘッドユニット４０１をセットした時に、液体噴射ヘッドユニット４０１の側方突起４１１が突き当たる位置に、不図示の受け部が設けられている。液体噴射ヘッドユニット４０１を挟んでこの受け部の反対側の位置には、側方突起４１１を受け部に突き当てるように作用する、不図示のＣＲヘッドバネが設けられている。ＣＲヘッドバネは、キャリッジ２００のヘッドユニット搭載スペースの外側に配置しても良いが、液体噴射ヘッドユニット４０７の側方突起４１１が設けられている部分の反対側に窪みを設け、この窪み内にＣＲヘッドバネを配置すれば、複数の液体噴射ヘッドユニット４０７を配置する場合、配置間隔を大きく取らなくて済む。また、このように複数の液体噴射ヘッドユニット４０７の配置間隔を狭くすることにより、複数の液体噴射ヘッドユニット４０７による記録画像の相対的な位置ずれを小さくし、記録画像の品位を向上させることができる。
【００６５】
以上説明した構成によれば、キャリッジ２００に装填される液体噴射ヘッドユニット４０１の高さ方向の位置決めは、図１１および図１２に示すように、ヘッドセットプレート２３９により液体噴射ヘッドユニット４０１の受けリブ４１７に加わる力の下方に向かう分力ｇ１により、キャリッジ２００底面に設けられた２個の上面が平らな円錐台形状のボス２００ｌと液体噴射ヘッドユニット４０１底面に設けられた２個の下方突起４１０とが突き当てられることによりなされる。
【００６６】
また、液体噴射ヘッドユニット４０１の前後左右の位置決めは、ＣＲコネクタ２１６によりコンタクトパッド４２１に向かって加わる反力ＨとＣＲレバー２３７に設けられたＣＲセットプレートバネ２４０によりヘッドセットプレート２３９から受けリブ４１７に加わる力の奥側への分力ｇ２とにより、キャリッジ２００の底面に設けられたＵ字形またはＶ字形の第１のリブ状部２００ｍと液体噴射ヘッドユニット４０１底面に設けられたガイドピン４０８の側面とが突き当てられ、キャリッジ２００の奥側の垂直の壁に設けられた、Ｕ字形またはＶ字形の第２のリブ状部２００ｎと液体噴射ヘッドユニット４０１背面のコンタクトパッド４２１の上方に設けられた、球面を有する後方突起４０９とが突き当てられることによりなされる。すなわち、本実施形態では、図７または図１３に示すように、キャリッジ２００の底面、奥側垂直壁にそれぞれ設けられた互いに対向するＵ字形またはＶ字形の、第１のリブ状部２００ｍと第２のリブ状部２００ｎとの間に形成される円柱状部２００ｐの位置に、液体噴射ヘッドユニット４０１の対応部分が固定されることにより、液体噴射ヘッドユニット４０１の前後左右の位置決めがなされる。
【００６７】
この際、ガイドピン４０８と第１のリブ状部２００ｍとの当接は円筒面とＵ字形またはＶ字形平面との当接であり、後方突起４０９と第２のリブ状部２００ｎとの当接は球面とＵ字形またはＶ字形平面との当接であり、ＣＲセットプレートバネ２４０およびＣＲコネクタ２１６の接点の押圧力により、液体噴射記録ヘッドユニット４０１の前後左右の位置ずれに対して、ずれを戻そうとする方向に力が働く安定な位置決めがなされるので、液体噴射記録ヘッドユニット４０１の前後左右の位置決めを高精度に、かつ再現性良く行うことができる。
【００６８】
また、ガイドピン４０８と第１のリブ状部２００ｍとの当接により液体噴射ヘッドユニット４０１の下方の左右の位置が規制され、後方突起４０９と第２のリブ状部２００ｎとの当接により上方の左右の位置が、下方の位置と一致するように規制され、上下に離れた位置で位置規制が行われる構成であるので、液体噴射ヘッドユニット４０１を、その高さ方向の左右への傾きが小さくなるようにでき、またその状態で確実に保持することができる。このように液体噴射ヘッドユニット４０１の高さ方向左右への傾きを小さくできるので、下方突起４１０が、片側のみボス２００ｌに当接された状態になることなく、確実にボス２００ｌに当接される。したがって、液体噴射ヘッドユニット４０１の高さ方向の位置決めを高精度に行うことができる。
【００６９】
液体噴射ヘッドユニット４０１は、ガイドピン４０８の円柱面と第１のリブ状部２００ｍとの当接、および後方突起４０９の球面と第２のリブ状部２００ｎとの当接により、前後左右の位置を規制されつつも、回転可能である。この際、ＣＲセットプレート２３９から加わる力の分力ｇ２、ＣＲコネクタの反力Ｈにより押圧力が加わっているので、当接面に摩擦力が生じるが、これらの当接は円柱面と平面との当接または球面と平面との当接であり、当接面積が小さいので、生じる摩擦力は比較的小さい。また、下方突起４１０とボス２００ｌとの当接面、およびＣＲセットプレート２３９と受けリブ４１７との当接面でも、 ＣＲセットプレート２３９から加わる力の分力ｇ１の押圧力により摩擦力が生じるが、下方突起４１０とボス２００ｌとの当接は球面と平面との当接であり、また、受けリブ４１７は狭い幅を有しているので、当接面積が小さく、生じる摩擦力は比較的小さい。したがって、液体噴射ヘッドユニット４０１は、前後左右の位置を規制された状態で、円柱形状２００ｐを中心として比較的小さな力で回転させることができる。回転の妨げとなる摩擦力が小さくなるように、受けリブの幅は、特に２ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００７０】
このように液体噴射ヘッドユニット４０１は円柱形状２００ｐを中心として回転可能であり、キャリッジ２００の手前側に設けられているＣＲヘッドバネにより、液体噴射ヘッドユニット４０１の前側の下部に設けてある台形形状の側方突起４１１と、キャリッジ２００の手前側に設けられた受け部とを当接させることにより、液体噴射ヘッドユニット４０１の回転方向（ヘッドの吐出口配列方向の傾き）の位置決めがなされる。ここで、ＣＲヘッドバネの押圧力は、液体噴射ヘッドユニット４０１の回転の、円柱形状２００ｐ部分、すなわち液体噴射ヘッドユニット４０１の実質的な最後端位置に形成される回転中心に対して、液体噴射ヘッドユニット４０１の実質的な最前端位置、すなわち回転の実質的な最外周位置に加えられるので、てこの原理によって、小さい荷重で強固に回転方向の位置を規制できる。また、液体噴射ヘッドユニット４０１の回転の実質的な最外周位置で回転位置を規制する、言い換えれば、液体噴射ヘッドユニット４０１の実質的な最前端位置と最後端位置との比較的長い保持点間で回転位置を規制するので、回転方向の位置を高精度に位置決めできる。
【００７１】
本実施形態において、液体噴射ヘッドユニット４０１の位置を適正な位置にするための後方突起４０９、ガイドピン４０８、下方突起４１０の当接面は球面または円柱面であり、このように曲面を有する面と平面との当接により位置決めを行う構成であるので、液体噴射ヘッドユニット４０１およびキャリッジ２００の歪みや当接力の相違などによる当接方向のずれなどに当接状態が影響されにくい。このため、液体噴射ヘッドユニット４０１を高精度に再現性よく位置決めすることができる。側方突起４１５についても、このように構成することが好ましく、具体的には、本実施形態のように台形形状とする他、受け部に当接される側方突起４１５の面が球形状面または曲面形状面または多角形形状の一面である構成とすることが好ましい。
【００７２】
次に、液体噴射ヘッドユニット４０１の取り付け手順について図８〜図１２を参照して説明する。
【００７３】
まず、キャリッジ２００の左右の側壁に支持されたＣＲレバーシャフト２３８を中心にＣＲレバー２３７を回転させて、図８に示すように、液体噴射ヘッドユニット４０１をキャリッジ２００に挿入可能なように、 ＣＲレバー２３７が上方に位置するようにしておく。この状態から、液体噴射ヘッドユニット４０１を、液体噴射ヘッドユニット４０１の上部に設けられている把手４０６を手で持ち、その吐出口を斜め下に向けて、キャリッジ２００の手前から矢印Ｊで示す方向に挿入する。
【００７４】
さらに液体噴射ヘッドユニット４０１を挿入していくと、図９に示すように、液体噴射ヘッドユニット４０１の左側面に設けられた円柱状突起４１５が、キャリッジ２００のヘッドユニット挿入スペースの右側の壁に設けられた、ヘッドユニット挿入案内用のガイド溝２００ｑに進入する。そしてさらに液体噴射ヘッドユニット４０１を奥に挿入していくと、液体噴射ヘッドユニット４０１は、ガイド溝２００ｑに案内されながら、キャリッジ２００のヘッドユニット挿入スペース内に納まる。そして、液体噴射ヘッドユニット４０１の側面の手前側下方に設けられている台形状の側方突起部４１１が受け部とＣＲヘッドバネとの間に挿入される。この時、液体噴射ヘッドユニット４０１はまだ前傾状態である。
【００７５】
液体噴射ヘッドユニット４０１がキャリッジ２００のヘッドユニット挿入位置に挿入されたら、図１０に示すように、ＣＲレバーシャフト２３８を中心にＣＲレバー２３７を矢印Ｆ方向に回転させる。すると、ＣＲレバー２３７に保持されているヘッドセットプレート２３９の先端部分２３９ｃ（図６参照）が、液体噴射ヘッドユニット４０１のガイドリブ４０７の上面の滑らかなスロープ面を押圧しつつ摺動し、液体噴射ヘッドユニット４０１は円柱状突起４１５を中心として回転し起立しながら背面に向かって押し込まれる。この際、ヘッドセットプレート２３９の先端部分２３９ｃにより液体噴射ヘッドの上面の幅方向両端に設けられたガイドリブ４０７の上面が押圧されるので、液体噴射ヘッドユニット４０１の鉛直方向左右に傾くようなふらつきが規制され、かつ、円柱状突起４１５がガイド溝２００ｑに当接した状態で回動されることにより、液体噴射ヘッドユニット４０１の回動軌跡が規制されるので、ガイドピン４０８を第１のリブ状部２００ｍに向かって斜めに進入させ、第１のリブ状部２００ｍにガイドピン４０８の側面が当接される適性な位置に確実に導くことができる。また、同様に、液体噴射ヘッドユニット４０１の下方突起４１０をボス２００ｌに当接する位置に、後方突起４０９を第２のリブ状部２００ｎに当接する位置に確実に導くことができる。
【００７６】
この際、受けリブ４１７の幅方向の中心から両側端のガイドリブ４０７までの幅方向の距離が同一になるようにガイドリブ４０７を配置することにより、両側端のガイドリブに加わる押圧力による、液体噴射ヘッドユニット４０１が鉛直方向左右に傾く方向へのモーメントを左右で同等にし、液体噴射ヘッドユニット４０１の鉛直方向左右に傾くようなふらつきを効果的に抑制できる。
【００７７】
このように、ＣＲレバー２３７を回動させて液体噴射ヘッドユニット４０１を起立させていくと、ヘッドセットプレート２３９の先端部分２３９ｃが、ガイドリブ４０７の後方の斜面に達し、さらに回動させることによりこの斜面を乗り越え、受けリブ４１７に当接して固定される。これにより、液体噴射ヘッドユニット４０１は前後左右および上下に動かないように強固に保持される。この際、ガイドリブ４０７と受けリブ４１７とは滑らかに接続されており、先端部分２３９ｃは滑らかな曲面を有しているので、液体噴射ヘッドユニット４０１をスムーズに回動させることができる。
【００７８】
このようにＣＲレバー２３８が受けリブ４１７に当接されると、液体噴射ヘッドユニット４０１のコンタクトパッド４２１はＣＲコネクタ２１６に当接され、ガイドピン４０８は、ＣＲコネクタ２１６の接点の反力Ｈにより第１のリブ状部２００ｍに確実に当接され、後方突起４０９はヘッドセットプレート２３７からの力の分力ｇ２により第２のリブ状部２００ｎに確実に当接され、液体噴射ヘッドユニット４０１は適正な前後左右位置に導かれる。この際、コンタクトパッド４２１は、ＣＲコネクタ２１６に向かって斜めに動かされて当接されるので、コンタクトパッド４２１とＣＲコネクタ２１６とはほとんど擦り合わされることはない。また、液体噴射ヘッドユニット４０１の下方突起４１０は、ヘッドセットプレート２３７からの力の分力ｇ１により、ボス２００ｌに確実に当接され、液体噴射ヘッドユニット４０１は適正な上下位置に導かれる。また、液体噴射ヘッドユニット４０１の側方突起４１１は、ＣＲヘッドバネの押圧力により、受け部に確実に当接され、液体噴射ヘッドユニット４０１は適正な角度位置に導かれる。
【００７９】
このようにして、図１１および図１２に示すように、液体噴射ヘッドユニット４０１がキャリッジ２００のヘッドユニット搭載スペースに納まり、適正な位置に導かれた状態で保持され、液体噴射ヘッドユニット４０１のキャリッジ２００への取り付けが完了する。
【００８０】
以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置によれば、幅の狭い液体噴射ヘッドユニット４０１をキャリジ２００に高精度に位置決めして搭載することができる。この際、位置決めするための押圧力は前述のように小さくて済む。このため液体噴射ヘッドユニット４０１、およびキャリッジ２００の剛性をさほど大きくしなくても済むので、液体噴射ヘッドユニット４０１、およびキャリッジ２００を軽量化でき、キャリジの走査動作を高速にできる。また、コンタクトパッド４２１とＣＲコネクタ２１６とはほとんど擦り合わされることはないので、ほとんど摩損が発生することはない。
【００８１】
また、本実施形態では液体噴射ヘッドユニット４０１をキャリッジ２００に１つ配置する構成をしめしたが、複数の液体噴射ヘッドユニット４０１を配置する構成とすることもでき、この場合には、各液体噴射ヘッドユニット４０１を高精度に位置決めできるので、複数の液体噴射ヘッドユニット４０１の相対的な位置精度をも高くすることがでる。このようにすることで、複数色の画像を高い精度で重ねて記録して画像品位の高いカラー画像を形成するようにできる。この際、複数の液体噴射ヘッドユニット４０１を個別に保持できるので、一部の液体噴射ヘッドユニット４０１を交換する必要が生じた場合には、それだけを取り外して交換でき、従来例で示した組ヘッドタイプのものに比べ、メンテナンス費用を安価に抑えることができる。また、組ヘッドヘッドタイプのものに比べ、生産時の歩留りも高くすることができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、幅の狭い液体噴射ヘッドユニットをキャリジに高精度に位置決めして搭載することができる。
【００８３】
特に、液体噴射ヘッドユニットを回転させて搭載する際に押圧されるガイドリブが、液体噴射ヘッドユニットの上面の両側端または両側端近傍に設けられているので、回転させる際に液体噴射ヘッドユニットが鉛直方向左右に傾くようにふらつくことを効果的に抑止できる。
【００８４】
また、液体噴射ヘッドユニットのコンタクトパッドが回転されるようにしてキャリッジのＣＲコネクタに当接されるので、コンタクトパッドとＣＲコネクタとは、ほとんど擦り合わされることがなく、摩損しにくい。
【００８５】
また、位置決めのための当接が、球形状面または曲面形状面または多角形形状の一面と平面との当接であり、安定して当接が行われるので、高精度に再現性よく位置決めを行うことができる。
【００８６】
また、液体噴射ヘッドユニットの後部において、底面のガイドピンと背面の後方突起との、上下に離れた位置での当接により、位置決め、保持を行う構成であるので、液体噴射ヘッドユニットの鉛直方向左右への傾きを小さくすると共に、この状態で確実に保持することができる。また、これにより、下方突起が、確実にボスに当接されるようにでき、したがって、液体噴射ヘッドユニットの高さ方向の位置決めを高精度に行うことができる。
【００８７】
また、液体噴射ヘッドユニットをガイドピンの中心軸周りに回転させる際、 回転させるＣＲヘッドバネの押圧力を回転中心から離れた外周位置に作用させる構成であるので、てこの原理によって、小さい荷重で強固に回転方向の位置を規制できる。この際、液体噴射ヘッドユニットの回転を、前後に離れた２つの位置で規制する構成であるので、回転方向の位置を高精度に位置決めし、この状態で確実に保持できる。
【００８８】
このように、本発明によれば、液体噴射ヘッドユニットを、その傾きを高い精度で調整して配置できる。
【００８９】
本発明において、ＣＲヘッドバネは、液体噴射ヘッドユニットの対応位置を薄くすることにより、液体噴射ヘッドユニットの幅からほとんどはみ出すことなく配置でき、したがって、液体噴射ヘッドユニットの幅方向にはみ出て配置される部材が無いので、複数の液体噴射ヘッドユニットを幅方向に短いピッチで配置することができる。これにより、液体噴射ヘッドユニットの配置スペースを小さくすることができる。これはさらに、記録画像の品位を向上させることにもつながる。
【００９０】
押圧を行うＣＲヘッドばねと、ＣＲセットプレートバネとは、その押圧力が互いに妨げあうことがほとんどないので、必要な押圧力が小さくて済む。
【００９１】
これらの利点により、キャリッジを軽量にでき、さらにこれにより、高速で移動させるようにできる。
【００９２】
本発明によれば、液体噴射ヘッドユニットを高精度に位置決めして搭載することができるので、複数の液体噴射ヘッドユニットを１つのキャリッジに搭載する構成の液体噴射記録装置に本発明を適用することにより、各液体噴射ヘッドユニットを高い相対位置精度で搭載することができる。この構成では、各液体噴射ヘッドユニットを個別に交換できるので、組みヘッドタイプの液体噴射ヘッドユニットを用いる場合に比べて、メンテナンス費用を低く抑えることができ、また、歩留りを高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の液体噴射ヘッドユニットの左後方からの斜視図である。
【図２】図１の液体噴射ヘッドユニットの右前方からの斜視図である。
【図３】図１の液体噴射ヘッドユニットの左前方からの斜視図である。
【図４】図１の液体噴射ヘッドユニットが搭載されるキャリッジの斜視図である。
【図５】図４のキャリッジの、他の方向からの斜視図である。
【図６】図３のキャリッジのヘッドセットプレートの斜視図である。
【図７】図３のキャリッジのＣＲコネクタ付近の拡大平面図である。
【図８】図１の液体噴射ヘッドユニットを図３のキャリッジに搭載する様子を示す側面図である。
【図９】図１の液体噴射ヘッドユニットを図３のキャリッジに搭載する様子を示す側面図である。
【図１０】図１の液体噴射ヘッドユニットを図３のキャリッジに搭載する様子を示す側面図である。
【図１１】図１の液体噴射ヘッドユニットを図３のキャリッジに搭載した状態を一部分を断面して示す側面図である。
【図１２】図１の液体噴射ヘッドユニットを図３のキャリッジに搭載した状態を図１１とは異なる一部分を断面して示す側面図である。
【図１３】図７とは異なる形状のリブ状部を示す、キャリッジのＣＲコネクタ付近の拡大平面図である。
【図１４】従来例のインクジェット記録ヘッドの斜視図である。
【図１５】従来例の液体噴射ヘッドユニットの斜視図である。
【図１６】従来例の組みヘッドタイプの記録カートリッジを示す斜視図である。
【図１７】従来例のインクジェット記録カートリッジの斜視図である。
【符号の説明】
２００ キャリッジ
２００ｌ ボス
２００ｍ 第１のリブ状部
２００ｎ 第２のリブ状部
２００ｐ 円柱形状
２００ｑ ガイド溝
２１６ ＣＲコネクタ
２３７ ＣＲレバー
２３７ｂ 受け
２３８ ＣＲレバーシャフト
２３９ ヘッドセットプレート
２３９ａ 軸
２３９ｂ バネ受け
２３９ｃ 先端部分
２３９ｄ リブ
２４０ ＣＲセットプレートバネ
４０１ 液体噴射ヘッドユニット
４０６ 把手
４０７ ガイドリブ
４０８ ガイドピン
４０９ 後方突起
４１０ 下方突起
４１１ 側方突起
４１５ 円柱状突起
４１６ ジョイント部
４１７ 受けリブ
４２１ コンタクトパッド
４８１ インクジェット記録カートリッジ
４８２ 枠体
４８２ａ，４８２ｂ，４８２ｃ 突起部
４８３ フェイス面
４８４ コンタクトパッド
４８５ インク供給部
１００１ 素子基板
１００１ａ 発熱素子
１００２ 天板
１００２ａ インク流路
１００２ｂ インク液室
１００３ プリント配線基板
１００４ 支持体
１０１０ オリフィスプレート
１０１０ａ インク吐出口群
１１２０ 第１共通液室
１１２１ 支持体
１１２２ 支持体
１１３０ カートリッジ本体
１１３１ 蓋部材
１３０１ ベース
１３０２ プリント基板
１３０３ インク供給口
１３０４ ＲＯＭ
１３０５ 接点電極
１３０６ インクジェット記録ヘッド組立体
Ｈ インクジェット記録ヘッド

Claims (25)

1. 複数の吐出口から液滴を吐出して記録媒体に記録を行う液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドを保持する筐体とが一体化された液体噴射ヘッドユニットと、該液体噴射ヘッドユニットを着脱自在に搭載可能なキャリッジとを有する液体噴射記録装置において、
   前記液体噴射ヘッドユニットは、
   底面の後部の幅方向中央に設けられた、下方に延びる円柱形状のガイドピンと、
   背面の上部の幅方向中央に設けられた、後方に向かって凸な球面を有する後方突起と、
   側面の前部に設けられた円柱状突起および側方突起と、
   上面の後部の両側端または両側端近傍に互いに対向して設けられた、後方側に向かって高くなるように傾斜した上面を有する、１対のガイドリブと、
   該ガイドリブの後方側に該ガイドリブに接続されて設けられ、後方に向かって一旦低くなった後高くなるように傾斜した上面を有する、幅方向中央に設けられた受けリブとを有し、
   前記キャリッジは、
   前記液体噴射ヘッドユニットを、前記円柱状突起を当接させた状態でスライドさせてヘッドユニット搭載スペース内に案内でき、その位置で前記円柱状突起を軸として回転可能に保持するガイド溝と、
   前記液体噴射ヘッドユニットを前記キャリッジに搭載する際には押圧位置が前側から後側に向かって実質的に水平に移動するように前記ガイドリブの上面を押圧し、前記液体噴射ヘッドユニットを前記キャリッジに搭載した状態では前記受けリブを押圧するヘッドセットプレートと、
   前記液体噴射ヘッドユニットを前記キャリッジに搭載した状態で、前記ガイドピンの側面に当接するＵ字形状またはＶ字形状の第１のリブ状部と、
   前記後方突起の前記球面に当接するＵ字形状またはＶ字形状の第２のリブ状部と、
   前記側方突起に当接する受け部と、
   前記受け部に前記側方突起を当接させるように前記液体噴射ヘッドユニットを押圧するＣＲヘッドバネとを有することを特徴とする液体噴射記録装置。
2. 前記ガイドリブが、前記受けリブの幅方向の中心から両側端の前記ガイドリブまでの幅方向の距離が同一になるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録装置。
3. 前記ガイドリブと前記受けリブとが滑らかに接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射記録装置。
4. 前記ヘッドセットプレートが、下方に突出した先端部分と、後部に形成された軸と、上面に形成されたバネ受けとを有し、
   前記ヘッドセットプレートの軸を下面の先端付近に回転可能に支持し、根元に配置されたＣＲレバーシャフトを軸として回転可能に保持され、回転させた時に前記ヘッドセットプレートを前記液体噴射ヘッドユニットの上面に当接させる位置に導くＣＲレバーと、
   該ＣＲレバーの底面と前記ヘッドセットプレートの前記バネ受けとに接合されたＣＲセットプレートバネとを有する請求項１から３のいずれか１項に記載の液体噴射記録装置。
5. 前記液体噴射ヘッドユニットが、前記ガイドピンと前記第１のリブ状部とが当接し前記後方突起と前記第２のリブ状部とが当接した状態を保ったまま回転可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体噴射記録装置。
6. 前記後方突起の前記球面の中心が、前記ガイドピンの円柱の中心線の延長線上に位置することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液体噴射記録装置。
7. 前記液体噴射ヘッドユニットが、前記ガイドピンの前記円柱の中心線を軸として回転可能であることを特徴とする請求項６に記載の液体噴射記録装置。
8. 前記受けリブの幅方向の中心が、前記ガイドピンの前記円柱の中心線の延長線上に位置することを特徴とする請求項６または７に記載の液体噴射記録装置。
9. 前記受けリブの幅が２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の液体噴射記録装置。
10. 前記液体噴射ヘッドユニットが、底面の後部に設けられた、下方に向かって凸な球面を有する下方突起を有し、前記キャリッジが、前記液体噴射ヘッドユニットを前記キャリッジに搭載した状態で前記側方突起の前記球面に当接する平らな上面を有するボスを有することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の液体噴射記録装置。
11. 前記ガイドピンが先細になっているテーパー部を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の液体噴射記録装置。
12. 前記液体噴射ヘッドユニットが、背面に形成された、電気的な接続のためのコンタクトパッドを有し、前記キャリッジが、前記コンタクトパッドと接続されるＣＲコネクタを有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体噴射記録装置。
13. 前記受け部に当接される前記側方突起の面が球形状面または曲面形状面または多角形形状の一面であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体噴射記録装置。
14. 複数の吐出口から液滴を吐出して記録媒体に記録を行う液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドを保持する筐体とが一体化された、液体噴射記録装置本体のキャリッジに着脱自在に搭載可能な液体噴射ヘッドユニットであって、
    底面の後部の幅方向中央に設けられた、下方に延びる円柱形状のガイドピンと、
    背面の上部の幅方向中央に設けられた、後方に向かって凸な球面を有する後方突起と、
    側面の前部に設けられた円柱状突起および側方突起と、
    上面の後部の両側端または両側端近傍に互いに対向して設けられた、後方側に向かって高くなるように傾斜した上面を有する、１対のガイドリブと、
    該ガイドリブの後方側に該ガイドリブに接続されて設けられ、後方に向かって一旦低くなった後高くなるように傾斜した上面を有する、幅方向中央に設けられた受けリブとを有し、
    前記円筒状突起は、液体噴射記録ヘッドユニットを該円筒状突起を軸として回転可能に支持するものであり、
    前記ガイドリブは、上面を押圧され、押圧位置が前側から後側に向かって実質的に水平に移動されるにつれて、液体噴射記録ヘッドユニットが前記円筒状突起を軸として適正な角度位置に導かれるように回転するようにするものであり、
    前記受けリブは、前記押圧位置がさらに後ろ側に移動されてその上面に来た時に液体噴射ヘッドユニットが、斜め後方下側に押圧され、前記ガイドピンの側面と前記後方突起の球面とがキャリッジに当接されるようにるようにするものであり、
    前記ガイドピンと前記後方突起とは、前記ガイドピンの側面と前記後方突起の球面とがキャリッジに当接された際に液体噴射ヘッドユニットの前後左右の位置が適正になると共に、液体噴射ヘッドユニットが当接された状態を保ったまま回転可能に保持されるようにするものであり、
    前記側方突起は、液体噴射ヘッドユニットが、前記ガイドピンの側面および前記後方突起の球面が前記キャリッジに当接された状態を保ったまま回動された際に、前記キャリッジに当接してこの回転方向の角度位置が適正になるようにするものであることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
15. 前記ガイドリブが、前記受けリブの幅方向の中心から両側端の前記ガイドリブまでの幅方向の距離が同一になるように配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の液体噴射ヘッドユニット。
16. 前記ガイドリブと前記受けリブとが滑らかに接続されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の液体噴射ヘッドユニット。
17. 前記後方突起の前記球面の中心が、前記ガイドピンの円柱の中心線の延長線上に位置することを特徴とする請求項１５から１６のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
18. 前記ガイドピンの前記円柱の中心線を軸として回転可能であることを特徴とする請求項１７に記載の液体噴射ヘッドユニット。
19. 前記受けリブの幅方向の中心が、前記ガイドピンの前記円柱の中心線の延長線上に位置することを特徴とする請求項１７または１８に記載の液体噴射ヘッドユニット。
20. 前記受けリブの幅が２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１７から１９のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
21. 前記キャリッジに当接して液体噴射ヘッドユニットの上下方向の位置を適正にするための、底面の後部に設けられた、下方に向かって凸な球面を有する下方突起を有する請求項１４から２０のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
22. 前記ガイドピンが先細になっているテーパー部を有することを特徴とする請求項１４から２１のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
23. 背面に形成された、電気的な接続を行うためのコンタクトパッドを有する請求項１４から２２のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
24. 前記側方突起の前記キャリッジに当接される面が球形状面または曲面形状面または多角形形状の一面であることを特徴とする請求項１４から２３のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
25. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の液体噴射記録装置の前記液体噴射ヘッドユニットの搭載方法であって、
    前記円柱状突起を前記ガイド溝に当接させた状態でスライドさせて前記液体噴射ヘッドユニットを前記ヘッドユニット搭載スペース内に挿入する工程と、
    前記ガイドリブの上面を、押圧位置を前側から後側に向かって実質的に水平に移動させるようにして前記ヘッドセットプレートにより押圧して、前記液体噴射記録ヘッドユニットを前記円柱状突起を軸として回転させる工程と、
    前記押圧位置をさらに移動させ、最終的に前記ヘッドセットプレートにより前記受けリブの上面を押圧して、前記ガイドピンの側面を前記第１のリブ状部に当接させ、前記後方突起の前記球面を前記第２のリブ状部に当接させる工程と、
    その後で、前記液体噴射ヘッドユニットの側面を前記ＣＲバネにより押圧して、前記ガイドピンの円柱の中心線を軸として前記液体噴射ヘッドユニットを回転させ、前記側方突起を前記受け部に当接させる工程とを有する液体噴射ヘッドユニットの搭載方法。

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