JP3823588B2

JP3823588B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP3823588B2
Application number: JP7863199A
Authority: JP
Inventors: 宙健中村
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1998-08-05
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2019-03-23
Also published as: JP2000108374A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを噴射して記録をおこなうインクジェット記録装置に関わり、特に記録ヘッドとインクカートリッジとの接続部分の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
この種のインクジェット記録装置における記録ヘッドとインクカートリッジとの接続部分に関して、出願人が先に提案している構成について図８を参照して説明する（特願平９−６４８６４号）。記録ヘッド７は、複数のインク通路６を有し、各インク通路に設けたアクチュエータ（例えばインク通路の側壁を圧電部材により変形させる方式、インクを発熱手段により局部的に沸騰させる方式等）によりインクをノズル孔１０から噴射する。記録ヘッド７に固定されたマニホールド８は、インクカートリッジ５からのインクを導く導入路２１と、この導入路２１から記録ヘッド７の複数のインク通路６にインクを分配するように広がった分配路１６を有する。マニホールド８は、ヘッドホルダ３０に固定され、さらにマニホールド８の筒状部をヘッドホルダ３０の開口に挿通させ、筒状部先端すなわち導入路２１の入口端部には、シール部材２２が取り付けられる。かつ、インクカートリッジ５は、インク供給口２５を有するシール当て部材２２’を備え、このシール当て部材２２’をシール部材２２に当接させて、マニホールド８の導入路２１にインクを供給する。
【０００３】
上記シール部材２２は、導入路２１を内部に有するマニホールド８の筒状部に対し接着剤を介装して嵌合させているだけであるから、インクカートリッジ５の着脱を繰り返すうちに、マニホールド８から外れることがある。シール部材２２が外れると、インクカートリッジ５から滴下したインクがマニホールド８の外をつたって、記録ヘッド７側に流れ、電気系統等に影響を与えることがある。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、シール部材がマニホールドから外れることを防止するとともに、インクが記録ヘッド側へ流入することを阻止して電気系統等への影響をなくし、また記録ヘッドを複数個備える場合、容易に組み立てことができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するために、請求項１記載のインクジェット記録装置は、インクを噴射する複数のアクチュエータを有する記録ヘッドと、その記録ヘッドを支持するヘッドホルダと、インクを収容するインクカートリッジと、そのインクカートリッジからのインクを前記各アクチュエータに分配するマニホールドと、前記インクカートリッジとマニホールドとの間に介在するシール部材とを備え、前記マニホールドの前記インクカートリッジとの接続端を、前記ヘッドホルダの開口をとおして前記インクカートリッジ側に露出させ、前記インクカートリッジを前記マニホールドの接続端に着脱可能に接続するインクジェット記録装置において、前記シール部材を、前記マニホールドの接続端に嵌合し前記インクカートリッジと当接する環状シール部と、その環状シール部の外周に延在するフランジ部から構成し、前記フランジ部を、前記ヘッドホルダの記録ヘッドがわ面に当接させたものである。
【０００６】
この構成により、インクカートリッジを、環状シール部を介してマニホールドに接続することで、インクカートリッジ内のインクをマニホールドから記録ヘッドの各アクチュエータに供給することができる。しかも、インクカートリッジの着脱を繰り返しても、環状シール部の外周に延在するフランジ部がヘッドホルダの記録ヘッドがわ面に当接していることで、環状シール部がマニホールドの接続端から外れることを防止することができる。また、インクカートリッジの着脱時にインクが滴下する等のことがあっても、記録ヘッド側へのインクの流入を阻止し電気系統等への影響をなくすことができ、長期にわたって安心して使用することができる。
【０００７】
上記構成において好ましくは、請求項２に記載のように、前記マニホールドは前記記録ヘッドがわを前記接続端がわよりも大きく形成し、かつ前記接続端を筒状に突出した形状とし、前記記録ヘッドを前記マニホールドを介してヘッドホルダに支持することで、記録ヘッド、マニホールド、シール部材をほぼ順次配列した状態にでき、組み立てやすくなる。
【０００８】
請求項１の構成において好ましくは、請求項３に記載のように、前記記録ヘッドは複数個あり、前記マニホールドは各記録ヘッドに対応して複数個あり、その複数個の記録ヘッドとマニホールドとを保持部材に一体に保持し、その保持部材を前記ヘッドホルダに支持し、前記保持部材とヘッドホルダの間に前記シール部材のフランジ部を挟持することで、複数個の記録ヘッドおよびマニホールドをシール部材とともに一体にヘッドホルダに組み付けることができ、組み立てやすくなる。
【０００９】
請求項３の構成において好ましくは、請求項４に記載のように、前記複数のマニホールドの各接続端に嵌合する複数の環状シール部に対して前記フランジ部が、相互に一体に連続して延在していることで、複数の環状シール部をフランジ部を介して一体に作ることができ、部品点数を少なくできると共にシール部材の取り付けを容易に行うことができる。
【００１０】
請求項１の構成において好ましくは、請求項５に記載のように前記記録ヘッドとマニホールドとを保持部材に保持し、その保持部材を前記ヘッドホルダに支持し、前記保持部材とヘッドホルダの間に前記シール部材のフランジ部を挟持することで、記録ヘッドおよびマニホールドをシール部材とともに一体にヘッドホルダに組み付けることができ、組み立てやすくなる。
上記請求項３乃至請求項５のいずれかの構成において、請求項６に記載のように、前記フランジ部と、前記保持部材との少なくとも一方に、前記フランジ部を弾性変形させるための突起を設けることで、環状シール部が外れるのを一層防止することができるとともに、インクが記録ヘッド側へ流入することも一層阻止することができる。
【００１１】
請求項１乃至請求項６のいずれかの構成において好ましくは、請求項７に記載のように、前記シール部材の環状シール部の外周面と前記ヘッドホルダの開口との隙間に充填剤を注入することで、インクカートリッジからインクが漏出したとしても、そのインクが環状シール部の外周面とヘッドホルダの開口との隙間を通って記録ヘッド側に流れ込むことがなくなる。
【００１２】
請求項７の構成において好ましくは、請求項８に記載のように、前記充填剤は、前記シール部材およびヘッドホルダの各材質の色と目視により識別可能に異なる色のものにすることで、充填剤の注入が確実に行われたか否かを目視で確認でき、確実に不良品を排除できる。
【００１３】
請求項８の構成において好ましくは、請求項９に記載のように、前記充填剤は白色系でなり、前記シール部材およびヘッドホルダは黒色系でなることにより、上記作用効果が顕著に得られる。
【００１４】
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置について図１乃至図３を参照して説明する。図１はヘッドホルダにインクカートリッジを装着した状態の断面図、図２はインクカートリッジを外した状態の断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。記録ヘッド７は、複数のインク通路を有し、各インク通路に設けたアクチュエータによりインクをノズル孔から噴射する。マニホールド８は、インクカートリッジ５からのインクを導く導入路２１と、この導入路２１から複数のインク通路にインクを分配するように広がった分配路１６を有する。マニホールド８は、この導入路２１と分配路１６からなる流路の形状に合わせて、導入路２１を形成する筒状部２３を上部に突出し、記録ヘッド７がわ下部が筒状部２３よりも大きな断面を有している。マニホールド８の下端に記録ヘッド７を接着等により固着している。筒状部２３の上端すなわちインクカートリッジ５との接続端には、フィルタ２４および後述するシール部材２２が固定される。
【００１６】
記録ヘッド７およびマニホールド８は、カラー記録のために複数色に対応して複数個あり、これらは１枚の板状の保持部材２７（フレーム部材）に整列して保持される。保持部材２７は、筒状部２３を挿入する開口２７ａを有し、マニホールド８の下部拡大部の上面を保持部材２７の下面に当接させて接着剤２９により固着し、そのマニホールド８を介して記録ヘッド７を保持している。さらに詳細に説明すると、保持部材２７は、鋼板等の金属材料からなり、図６に示すように、マニホールド８を接着する表面に、サンドブラスト処理を施すことで、微細な凹凸を有する粗面４４を形成している。これにより、接着剤２９による接着強度を高め、マニホールド８が保持部材２７から剥離しにくいものとなる。なお、サンドブラスト処理の後に、メッキ処理（無電解ニッケルメッキ３μｍ）を行ってもよい。また、粗面４４を形成するには、化学処理を施すことでも可能である。図４，５は、保持部材２７にマニホールド８、記録ヘッド７を接着した状態を示す側面図、およびその下面図である。複数個の記録ヘッド７は保持部材２７上に、ノズル孔が相互に正確に配列されるように、装着される。
【００１７】
ヘッドホルダ３０は、複数の記録ヘッド７、マニホールド８、フィルタ２４およびシール部材２２を一体に保持した保持部材２７を、図３に示すように突起４１と開口４２との嵌合、および接着剤２９ａにより固定支持する。ヘッドホルダ３０は、マニホールド８の筒状部２３の上端およびシール部材２２を挿入する開口３０ａを有する。つまり、マニホールド８の筒状部２３の上端およびシール部材２２を、インクカートリッジ５に向け開口３０ａを通して露出させている。
【００１８】
インクカートリッジ５は、インクを含浸させた多孔質材１２からインク室１３へインクを供給し、そのインク室１３から供給口２５を通してマニホールド８の導入路２１にインクを供給する。供給口２５は、フィルタ２６を備えている。供給口２５の外周縁およびそれに対向するシール部材２２の内周縁は、相互に嵌合するテーパ面２５ａ、２２ｃとなっており、両テーパ面の当接により、インクカートリッジ５とマニホールド８は、密閉状態で連通する。なお、ヘッドホルダ３０に設けた図示しないバネ等の押圧手段によって、インクカートリッジ５を両テーパ面が当接する方向に押している。インクカートリッジ５も、記録ヘッド７およびマニホールド８に対応して複数個あり、図１，図２に示すようにそれぞれヘッドホルダ２８に着脱可能である。記録ヘッド７はヘッドカバー９によって先端のノズル部を除いて包囲されている。
【００１９】
ヘッドホルダ３０は、上記複数の記録ヘッド７およびインクカートリッジ５等を支持してユニット体とされ、公知の駆動機構（キャリッジ等）に取り付けられ、記録媒体に沿って走行可能とされる。保持部材２７は、図３，７に示すように、ヘッドホルダ３０およびヘッドカバー９よりも左右両端を突出させており、キャリッジに取り付けたとき、この両端をキャリッジに当接させ、記録ヘッド７をキャリッジに対して精度よく位置決めする。なお、記録ヘッド７のアクチュエータは、記録ヘッドの側面からの導出したフレキシブルな信号線４３により、ヘッドホルダ３０側面に設けた駆動回路基板４３ａに接続されている。
【００２０】
シ−ル部材２２は、ゴム等の弾性部材により構成され、各マニホールド８の筒状部２３に嵌合する複数の環状シール部２２ａと、その環状シール部２２ａの外周に延在しかつ相互に連続した１個の板状のフランジ部２２ｂとを一体に備える。環状シール部２２ａは、ヘッドホルダ３０の開口３０ａを通って筒状部２３の上端よりもインクカートリッジがわに突出しており、その突出端に上記のテーパ面２２ｃを有する。
【００２１】
フランジ部２２ｂはその下面に各環状シール部２２ａを囲むように環状に突出したリブ状の突起２２ｄを有する。保持部材２７をヘッドホルダ３０に上記のように装着した際、保持部材２７とヘッドホルダ３０との間にフランジ部２２ｂを弾性変形させて挟持する。フランジ部２２ｂの突起２２ｄを保持部材２７に押し付けて大きく変形させることで、強固に挟持することができる。
【００２２】
また、各環状シール部２２ａを囲むようにフランジ部２２ｂを保持部材２７とヘッドホルダ３０との間で挟持しているので、インクカートリッジ５の着脱時にインクが滴下するようなことがあっても、環状シール部２２ａをつたって記録ヘッド７側へインクが流入するのを阻止することができ、記録ヘッド７の電気系統（信号線４３や駆動回路基板４３ａなど）等への影響を回避することができる。上記のようにリブ状の突起２２ｄを設けることで一層その効果が大きい。リブ状の突起２２ｄは、フランジ部２２ｂの下面のものを省略して、保持部材２７の上面に設けるようにしてもよい。
【００２３】
また、ヘッドホルダ３０とシ−ル部材２２の各環状シール部２２ａおよびフランジ部２２ｂとの隙間、およびフランジ部２２ｂと保持部材２７との隙間には、それぞれ充填剤３２，３３（接着剤であり、ポッティング剤とも言う）を介装し、上記のインクの流れ込みを一層防いでいる。
【００２４】
シ−ル部材２２の回りの組み付け手順は次の通りである。保持部材２７の開口２７ａにマニホールド８の筒状部２３を挿入し、筒状部２３の回りに充填剤３３を充填した状態で、筒状部２３にシール部材２２を嵌合させる。さらに、シール部材２２の環状シール部２２ａの回りに充填剤３２を充填した状態で、環状シール部２２ａをヘッドホルダ３０の開口３０ａに嵌合させる。これにより、環状シール部２２ａの外周面およびフランジ部２２ｂとヘッドホルダ３０の開口３０ａとの隙間に充填剤３２が介装される。
【００２５】
ここに、通常、樹脂材で成るヘッドホルダ３０とゴム材で成るシール部材２２とは共にインクによる汚れが目立たないように黒色系であるので、環状シール部２２ａの外周面とヘッドホルダ３０の開口３０ａとの隙間に充填される充填剤３２が同じ黒色系であると、漏れなく充填剤３２を充填できたか否かを目視し難い。そこで、充填剤３２の色を、ヘッドホルダ３０およびシール部材２２とは異なる目視し易い色、例えば白色にした。こうすることで、目視により充填剤３２が開口３０ａと環状シール部２２ａとの間に存在することを確認することができ、シール不良品を識別することが容易になる。なお、充填剤３２の色とヘッドホルダ３０およびシール部材２２の色とは、互いに目視にて識別しやすい異なる色であれば適宜の組み合わせを用いることができる。
【００２６】
次に、ヘッドホルダ３０に設けた突起４１と保持部材２７の開口４２との結合構成について詳細に説明する。ここに、開口４２は、ヘッドホルダ３０と対向するがわよりもそれと反対がわを大きくするようにテーパ４２ａ（面取）を設ける。これにより、隙間に充填される接着剤２９ａは楔として機能することになり、保持部材２７とヘッドホルダ３０との結合を強固にする。したがってインクカートリッジ５を装着する際、環状シール部２２ａを介して保持部材２７に作用するヘッドホルダ３０から離そうとする力は、楔状の接着剤２９ａで強固に受けとめられる。接着剤２９ａとしてはエポキシ樹脂等を用いることができる。また、突起４１は接着剤２９ａとの接触面が多くなるように、星形、十字形を含む断面凹凸状の多角柱状とする（図７参照）。また、開口４２の内壁面を凹凸状（タツプ穴）にしてもよく、これにより、接着剤２９ａによる接合強度が高まる。また、突起と開口とは上記とは逆の関係、すなわち、突起が保持部材２７に、開口がヘッドホルダ３０に設けられていてもよい。なお接着剤２９を充填する作業は、ヘッドホルダ３０の上に保持部材２７が位置する状態（図３の状態とは上下逆）にして行う。
【００２７】
以上のように本実施の形態のインクジェット記録装置は、保持部材２７に複数個の記録ヘッド７およびマニホールド８を整列して装着し、シール部材２２の環状シール部２２ａをマニホールド８の筒状部２３に嵌合してそのシール部材２２を保持部材２７上に載せた後、保持部材２７をヘッドホルダ３０に装着する、つまり各部品を順次配列するように重ねることで、容易に組み立てることができ、しかも、インクカートリッジ５の着脱を繰り返しても、環状シール部２２ａがマニホールド８から外れることがなく、かつインクカートリッジ５の着脱時にインクが滴下する等のことがあっても、記録ヘッド７側へ流入するのを阻止することができ、記録ヘッド７の電気系統への影響を回避することができる。
【００２８】
また、シール部材２２のヘッドホルダ３０との隙間に充填剤が確実に充填されているかを目視により確認できるようにすることで、インクが記録ヘッド７側に流入するのを未然に防止できる。また、保持部材２７とヘッドホルダ３０とを結合する突起４１と開口４２との隙間に充填される接着剤２９ａが楔の機能を持つようにすることで、インクカートリッジ５を装着する際の力が保持部材２７に作用しても保持部材２７が外れるのを阻止することができる。さらにまた、金属の保持部材２７のマニホールド８が接着される表面を粗くすることで、接着強度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の主要部断面図である。
【図２】図１においてインクカートリッジを取り外した状態を示す断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】保持部材に記録ヘッド、マンホールドを装着した状態の側面図である。
【図５】図４の下面図である。
【図６】保持部材の下面図である。
【図７】同インクジェット記録装置のヘッドカバーを取除いた下面図である。
【図８】従来のインクジェット記録装置の主要部断面図である。
【符号の説明】
５インクカートリッジ
７記録ヘッド
８マニホールド
２２シール部材
２２ａ環状シール部
２２ｂフランジ部
２７保持部材（フレーム部材）
２７ａ開口
２９接着剤
３０ヘッドホルダ
３０ａ開口
３２，３３充填剤
４１突起
４２開口

Claims

インクを噴射する複数のアクチュエータを有する記録ヘッドと、
その記録ヘッドを支持するヘッドホルダと、
インクを収容するインクカートリッジと、
そのインクカートリッジからのインクを前記各アクチュエータに分配するマニホールドと、
前記インクカートリッジとマニホールドとの間に介在するシール部材とを備え、前記マニホールドの前記インクカートリッジとの接続端を、前記ヘッドホルダの開口を通して前記インクカートリッジがわに露出させ、前記インクカートリッジを前記マニホールドの接続端に着脱可能に接続するインクジェット記録装置において、
前記シール部材を、前記マニホールドの接続端に嵌合し前記インクカートリッジと当接する環状シール部と、その環状シール部の外周に延在するフランジ部から構成し、前記フランジ部を、前記ヘッドホルダの記録ヘッドがわ面に当接させたことを特徴とするインクジェット記録装置。
前記マニホールドは前記記録ヘッドがわを前記接続端がわよりも大きく形成し、かつ前記接続端を筒状に突出した形状とし、前記記録ヘッドは、前記マニホールドを介して前記ヘッドホルダに支持したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記記録ヘッドは複数個あり、前記マニホールドは各記録ヘッドに対応して複数個あり、その複数個の記録ヘッドとマニホールドとを保持部材に一体に保持し、その保持部材を前記ヘッドホルダに支持し、前記保持部材とヘッドホルダの間に前記シール部材のフランジ部を挟持したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記複数のマニホールドの各接続端に嵌合する複数の環状シール部に対して前記フランジ部は、相互に一体に連続して延在していることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
前記記録ヘッドとマニホールドとを保持部材に保持し、その保持部材を前記ヘッドホルダに支持し、前記保持部材とヘッドホルダの間に前記シール部材のフランジ部を挟持したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記フランジ部と、前記保持部材との少なくとも一方に、前記フランジ部を弾性変形させるための突起を設けたことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
前記シール部材の環状シール部の外周面と前記ヘッドホルダの開口との隙間に充填剤を注入したことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
前記充填剤は、前記シール部材およびヘッドホルダの各材質の色と目視により識別可能に異なる色のものにしたことを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
前記充填剤は白色系でなり、前記シール部材およびヘッドホルダは黒色系でなることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。