JP3900783B2 - インクカートリッジホルダ、及びそれを備えるインクジェットプリンタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタのインクカートリッジホルダに関し、特に、装着されたインクカートリッジから印刷ヘッドへのインク供給機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット印刷ヘッド、例えば圧電素子を用いてインク吐出の圧力を発生するタイプの印刷ヘッドは、用紙に面する前面に、多数のノズル孔が穿たれたプレート（「ノズルプレート」という）を有し、このノズルプレートの背面に、ノズル孔へインクを分配するためのインク流路を持った部品（「流路モジュール」という）が接合されており、更に、この流路モジュールの背面に、インク吐出圧を流路モジュールに印加するための圧電素子が結合されている。ノズルプレートは、プラスティック製の略立方体のケース（「ヘッドケース」という）の表面に貼付されており、流路モジュール及び圧電素子は、そのヘッドケースに内蔵されている。
【０００３】
さて、インクカートリッジはプラスティック製のインクカートリッジホルダに装着されるようになっている。このインクカートリッジホルダに、上記ヘッドケースが、熱カシメ又はボルト等によって固定されている。そして、インクカートリッジホルダのヘッドケース取付箇所には、インクカートリッジ内のインクを濾してヘッドケース内部に供給する部材（「フィルタユニット」という）が備えられており、このフィルタユニットが持つヘッドケースへのインク供給口と、ヘッドケースが持つフィルタユニットからのインク取込口とが、当接状態で結合されている。さらに、フィルタユニットとヘッドケースとの間には、ヘッドケースに内蔵されている圧電素子を駆動するための回路基板が挟み込まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
インクジェットプリンタのインクには、一般に、浸透性の良いものが採用されている。そのため、印刷の際にノズルプレートの表面に付着したインクが、ヘッドケースの外周を伝わって、ヘッドケースをフィルタユニットに固定した熱カシメ等の結合部分にまで流れ出る虞がある。そうすると、そのインクが結合部分に存在する隙間に入り込み、その隙間からその近傍のヘッド駆動回路基板に流れ出てしまう虞がある。また、インクがフィルタユニットからヘッドケース内に供給される際に、インク供給口とインク取込口の境目の隙間から、インクがにじみ出てその近傍のヘッド駆動回路基板に漏れ出てしまう虞もある。その結果、ヘッド駆動回路基板が正常に機能しなくなって印刷に支障が出てしまう可能性考えられる。
【０００５】
従って、本発明の目的は、インクカートリッジホルダとヘッドケースとの間にヘッド駆動回路基板が配置された構造のインクカートリッジホルダにおいて、ヘッド駆動回路基板にインクが侵入する虞をなくすことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に従う、インクジェットプリンタに備えられるインクカートリッジホルダは、装着されたインクカートリッジ内のインクを供給するためのインク供給口を持つカートリッジホルダ本体と、そのカートリッジホルダ本体に固定されインク供給口に接続されるインク取込口を持った印刷ヘッドと、カートリッジ本体と印刷ヘッドとの間に挟み込まれた、印刷ヘッドを駆動するための駆動回路基板と、カートリッジホルダ本体に印刷ヘッドを固定するための固定箇所における、カートリッジホルダ本体と印刷ヘッドとの間の隙間をシールするシール部材とを備える。
【０００７】
本発明によれば、印刷ヘッドとカートリッジホルダ本体のインク供給口との間の境目をシール部材でシールするので、インクがその境目（隙間）近傍の印刷ヘッドの駆動回路基板に漏れ出てしまう虞をなくすことができる。
【０００８】
好適な実施形態では、上記シール部材が、カートリッジホルダ本体又は印刷ヘッドと一体成形されている。
【０００９】
好適な実施形態では、インクカートリッジホルダが、カートリッジホルダ本体に対する印刷ヘッドの傾きを防止するための傾き防止部材をさらに有する。
【００１０】
好適な実施形態では、インクカートリッジホルダが、印刷ヘッドの前面のノズルプレートの周縁部をカバーするカバーヘッドを有し、カバーヘッドが、印刷ヘッドをカートリッジホルダ本体に固定する機構によって、印刷ヘッドと一緒にカートリッジホルダ本体に固定される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。なお、以下の説明では、インクジェットプリンタに備えられる、印刷ヘッドを移動させるキャリッジ機構、用紙を搬送させる用紙搬送機構、これらの機構を駆動する駆動回路、ホスト装置から印刷データを受けて印刷イメージを作成し圧電素子の駆動回路を制御する制御回路などの構成要素については、特に説明せずとも当業者は理解できるから、本明細書では説明を省略することとする。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタに備えられるインクカートリッジホルダの前面側（つまり、印刷ヘッドを有して用紙に面する側であり、この逆側、つまり背面側にはインクカートリッジが装着される）を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００１３】
図１、２に示すように、プラスティック製の箱型のインクカートリッジホルダ本体１の前面側には、その背面側（図中下側）から装着されるインクカートリッジ（図示しない）内のインクを濾して印刷ヘッド側に送る機能を持つ平板状のフィルタユニット１７が形成されている。そのフィルタユニット１７の前面には、カバープレート４０でカバーされていて、その前面側に、後述する圧電素子を駆動するための回路基板７を挟んで、略立方体形の印刷ヘッドのヘッドケース３が固定されている。
【００１４】
ヘッドケース３もプラスティック製であり、熱カシメによりカートリッジホルダ本体１に固定されている。すなわち、図２に示すように、フィルタユニット１７には、ヘッドケース３の外側に位置する箇所に柱状突起１８ａ、１８ｂが設けられている。各柱状突起１８ａ、１８ｂは、略立方体形ヘッドケース３の背側部分のフランジ３ａ、３ｂに形成された各筒型孔５０ａ、５０ｂを貫通してそのフランジ３ａ、３ｂの前面側に突出し、その突出した部分１３ａ、１３ｂが熱でつぶされている（熱カシメが施されている）。これにより、フィルタユニット１７とヘッドケース３とが固定されている。なお、この固定は、熱カシメに代えてボルトで締結することにより行なっても良い。
【００１５】
また、フィルタユニット１７には、ヘッドケース３の幅方向ほぼ中央に位置する箇所に、インクカートリッジからのインクをヘッドケース３内へ送るためのインク流路２２が設けられている。インク流路２２途中には、インクカートリッジからのインクを濾すためのフィルタ２１が設けられており、インク流路２２の出口は、フィルタ２１によって濾されたインクがヘッドケース３内部へ供給されるためのインク供給口２３となっている。このインク供給口２３は、後述するヘッドケース３のインク取込口２５に接続されている。
【００１６】
ヘッドケース３には、その前面に、印刷用紙にインクを吐出するための多数のノズル孔１１、１１、…が穿たれたノズルプレート５が接着されており、その内部には、図示省略してあるが、ノズル孔１１、１１、…へインクを分配するためのインク流路を持った流路モジュールと、インク吐出圧を流路モジュールに印加するための圧電素子が収容されている。このヘッドケース３内には、また、インクを上記流路モジュールへ送るためのインク流路２６が形成されており、このインク流路２６の入口は、前述したフィルタユニット１７のインク供給口２３に接続されたインク取込口２５となっている。また、前述したように、ヘッドケース３のフランジ３ａ、３ｂには、２つの筒型孔５０ａ、５０ｂが設けられていて、各筒型孔５０ａ、５０ｂに、フィルタユニット１７の柱状突起１８ａ、１８ｂが挿通されて熱カシメで両者が固定されている。
【００１７】
ヘッドケース３とフィルタユニット１７との間には、圧電素子を駆動するためのヘッド駆動回路基板７が挟み込まれている。このヘッド駆動回路基板７の一端は、ヘッドケース３より外方へ飛び出しており、この飛び出した部分上に、インクジェットプリンタに備えられているメイン制御回路（図示せず）と電気的に接続するためのコネクタ９が備えられている。このヘッド駆動回路基板７は、上記メイン制御回路からの信号に応答して圧電素子を駆動させ、ノズルプレート５のノズル孔１１、１１、…からインクを吐出させる。
【００１８】
さて、インクカートリッジ内のインクは、一般に浸透性の良いものが使用されており、そのため、わずかでも隙間があればそこから容易に侵入できてしまう。このインクの侵入からヘッド駆動回路基板７を守るために、実施形態では、以下のようなインク封止策が採られている。すなわち、図２に示すように、ヘッドケース３のインク取込口２５とフィルタユニット１７のインク供給口２３との間の隙間、及びヘッドケース３の筒型孔５０ａ、５０ｂとフィルタユニット１７の柱状突起１８ａ、１８ｂとの間の隙間を、ブチルゴム、エラスチマ等の弾性材料製のシール部材２７、１５ａ、１５ｂで封止するというものである。
【００１９】
インク供給口２３とインク取込口２５との境目に設けられたシール部材２７は、図３に示すように、内側に凹みを有した円筒容器形をしている。凹んだ部分の底壁の中央には、インクが通過するための穴３０が設けられている。図２に示すように、このシール部材２７の内側の凹み部分にヘッドケース３のインク取込口２７が嵌め込まれ、このシール部材２７の底面にフィルタユニット１７のインク供給口２３が当接され、そして、上記熱カシメの時の強い押付け力で、このシール部材２７をインク取込口２７とインク供給口２３が両側から押しつぶすことで、両者の境目がシールされる。なお、シール部材２７は、図３に示した円筒容器形のものに代えて、Ｏリング等にしても良い。
【００２０】
ヘッドケース３の筒型孔５０ａ、５０ｂとフィルタユニット１７の柱状突起１８ａ、１８ｂとの間に設けられたシール部材１５ａ、１５ｂは、Ｏリングであって、上記熱カシメの時の強い押圧力で潰されることで、筒型孔５０ａ、５０ｂと柱状突起１８ａ、１８ｂとの間の境目１４ａ、１４ｂを、インクが侵入しないようシールする。
【００２１】
上述した実施形態によれば、上記シール部材２７により、インクがフィルタユニット１７からヘッドケース３内に供給される際に、インク供給口２３とインク取込口２７の境目から、インクがその境目近傍のヘッド駆動回路基板７に漏れ出してしまう虞を（実質的に完全に）防ぐことができる。また、上記シール部材１５ａ、１５ｂにより、印刷の際にノズルプレートの表面に付着したインクが、ヘッドケース３の外周を伝わって熱カシメがされた各固定箇所１３ａ、１３ｂに存在する隙間に侵入し、それが境目１４ａ、１４ｂから出てそれらの近傍のヘッド駆動回路基板７に流れ出てしまう虞を（実施的に完全に）防ぐことができる。
【００２２】
ところで、上述したシール部材２７、１５ａ、１５ｂは、プラスティック製のヘッドケース３やフィルタユニット１７等とは別部品として用意することもできるが、別法として、２色成形法によりヘッドケース３又はフィルタユニット１７と一体部品として製造することもできる。すなわち、各シール部材２７、１５ａ、１５ｂは、ヘッドケース３（又はフィルタユニット１７）を作成するための金型に、シール部材２７、１５ａ、１５ｂの材料、ヘッドケース３（又はフィルタユニット１７）の材料という各々異なる材料が順次に注ぎ込まれて金型の中で形成され、ヘッドケース３（又はフィルタユニット１７）と一体となって生成される。
【００２３】
この製造方法によれば、シール部材２７、１５ａ、１５ｂは、ヘッドケース３（又はフィルタユニット１７）と一体となって生成されるので、別個に製造されたものよりもシール性能の高いものとなる。また、シール部材２７、１５ａ、１５ｂの生成のための装置（例えば専用金型）が必要無くなるので、インクカートリッジホルダの製造にコストダウンを図ることができる。更に、シール部材２７、１５ａ、１５ｂが別個に生成されるときよりもインクカートリッジホルダの部品数が少なくなるので、インクカートリッジホルダの組立てをより簡単に行なうことができる。
【００２４】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るインクジェットプリンタに備えられるインクカートリッジホルダの底面の裏側を示す斜視図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００２５】
印刷ヘッドのクリーニングにおけるワイピング時に、印刷ヘッドのノズルプレート５の前面はワイパーによって拭かれるが、そのときに、ノズルプレート５とヘッドケース３との接着面の縁の部分がワイパーに直接さらされると剥がれる虞がある。そのことを防止するために、一般に、ノズルプレート５とヘッドケース３との接着面の外縁を覆うように、ノズルプレート５の周囲に環状のカバーヘッド２９が被せられる。従来は、カバーヘッド２９は接着剤によってヘッドケース３に固定される。
【００２６】
これに対し、この実施形態では、図４、５に示すように、カバーヘッド２９に、カバーヘッド２９をヘッドケース３に被せた位置から、前述した熱カシメを施した固定箇所１３ａにまで届くようなアーム３１を設けて、そのアーム３１の先端に穿った穴にフィルタユニット１７の柱状突起１８ａを貫通させ、柱状突起１８ａに熱カシメを施すことで、カバーヘッド２９をヘッドケース３と一緒にカートリッジホルダ本体１に固定する。
【００２７】
この実施形態によれば、ヘッドケース３とフィルタユニット１７とを固定する熱カシメ工程において、カバーヘッド２９も同時にヘッドケース３に固定できてしまうので、カバーヘッド２９を接着剤で固定していた従来方法よりも製造工程を簡略化できる。また、カバーヘッド２９をヘッドケース３に固定するとき、接着剤の必要がなくなるので、ヘッドの製造に係るコストが従来よりも安くなる。
【００２８】
図６は、本発明の第３の実施形態に係るインクジェットプリンタに備えられるインクカートリッジホルダの前面側を示す斜視図であり、図７は、図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図である（図６ではヘッドケース３、ヘッド駆動回路基板７の図示を省略する）。
【００２９】
この実施形態では、図６に示すように、フィルタユニット１７上に、ヘッドケース３をフィルタユニット１７の前面に対して一定の距離で平行に支えるための３本のリブ３５ａ、３５ｂ、３５ｃが立設されている。図７に示すように、これら３本のリブ３５ａ、３５ｂ、３５ｃに当接した状態でヘッドケース３が固定されることにより、弾性材製のシール部材２７、１５ａ、１５ｂがヘッドケース３とフィルタユニット１７との間に介在しても、ヘッドケース３は傾くことなく固定される。つまり、印刷ヘッドの高い位置決め精度が確保される。なお、これら３本のリブ３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、ヘッドケース３の方に設けるようにしても差支えない。
【００３０】
また、ヘッドケース３のインク取込口２５とインク供給口２３の間隔は、リブ３５ａ、３５ｂ、３５ｃがヘッドケース３に当接することにより決まり、熱カシメ時の押付力やネジのときの締付けトルクによって変動しないため、シール不良となるおそれが無い。
【００３１】
図８は、本発明の第４の実施形態に係る、ヘッドケース３とフィルタユニット１７との熱カシメによる一方の固定箇所１３ａの断面図を示す。なお、もう一方の固定箇所１３ｂの断面構造もこの図と同様である。
【００３２】
この実施形態では、ヘッドケース３の筒型孔５０ａ、５０ｂの背側の端面に、環状の突起３７ａ、３７ｂが設けられ、その内側にシール部材１５ａ、１５ｂが嵌め込まれている。環状突起３７ａ、３７ｂは、フィルタユニット１７の前面に直接接触している。従って、各環状突起３７ａ、３７ｂが、図６、７に示したリブ３５ａ、３５ｂ、３５ｃと同様に、フィルタユニット１７上でヘッドケース３を一定位置に水平に支えて、ヘッドケース３の位置決め精度を確保している。
【００３３】
以上、本発明の好適な幾つかの実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施例にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタに備えられるインクカートリッジホルダの前面側を示す斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３】シール部材２７の外観図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るインクジェットプリンタに備えられるインクカートリッジホルダの前面側を示す斜視図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るインクジェットプリンタに備えられるインクカートリッジホルダの前面側を示す斜視図。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿った断面図。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る、ヘッドケース３とフィルタユニット１７との熱カシメによる一方の固定箇所１３ａの断面図。
【符号の説明】
１ インクカートリッジホルダ本体
３ ヘッドケース
５ ノズルプレート
７ ヘッド駆動回路基板
１１ ノズル孔
１３ａ、１３ｂ 固定箇所
１５ａ、１５ｂ、２７ シール部材
１７ フィルタユニット
１８ａ、１８ｂ 柱状突起
２１ フィルタ
２２ インク流路
２３ インク供給口
２５ インク取込口

Claims (5)

1. インクジェットプリンタに備えられるインクカートリッジホルダにおいて、
   装着されたインクカートリッジ内のインクを供給するためのインク供給口を持つカートリッジホルダ本体と、前記インク供給口に接続されるインク取込口を持った印刷ヘッドとの間に、前記印刷ヘッドを駆動するための駆動回路基板が挟まれて、前記駆動回路基板を貫通して前記カートリッジホルダ本体に前記印刷ヘッドが固定されるようになっており、前記カートリッジホルダ本体に前記印刷ヘッドが固定された箇所の隙間に、該隙間をシールするためのシール部材が備えられ、前記カートリッジホルダ本体に前記印刷ヘッドが固定されるときに、前記カートリッジホルダ本体と前記印刷ヘッドの両側から前記シール部材に押圧力がかかり、前記シール部材が潰されて、前記隙間をシールするようになっている、
   インクカートリッジホルダ。
2. 前記印刷ヘッドのケースの、インクカートリッジが装着される側に、フランジが設けられており、前記フランジに、前記駆動回路基板を挟んで前記カートリッジホルダ本体を固定する、
   請求項１記載のインクカートリッジホルダ。
3. 前記インク供給口と前記インク取込口との間に生じた別の隙間に、該別の隙間をシールするための別のシール部材が備えられ、前記カートリッジホルダ本体に前記印刷ヘッドが固定されるときに、前記カートリッジホルダ本体と前記印刷ヘッドの両側から前記別のシール部材に押圧力がかかり、前記別のシール部材が潰されて、前記固定された箇所における隙間に加えて、前記別の隙間をシールするようになっている、
   請求項１記載のインクカートリッジホルダ。
4. 前記印刷ヘッドの前面のノズルプレートの周縁部をカバーするカバーヘッドを有し、
   前記カバーヘッドが、前記印刷ヘッドを前記カートリッジホルダ本体に固定する機構によって、前記印刷ヘッドと一緒に前記カートリッジホルダ本体に固定される
   請求項１記載のインクカートリッジホルダ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のインクカートリッジホルダを有するインクジェットプリンタ。

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