JP4517641B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

Description

本発明はインクジェットヘッドに関し、詳しくは、アクチュエータのノズル面の周囲に該ノズル面と平行な平面を形成し、キャップ部材との密着性を維持できるようにすることにより、ノズルからのインク吸引動作の確実性を図るようにした天板を有するインクジェットヘッドに関する。

従来、アクチュエータのノズル面の周囲に天板を有し、キャップ部材との密着性を維持してノズルからのインク吸引動作の確実性を図るようにしたインクジェットヘッドとして、特許文献１に記載のものがある。このものは、１枚の天板（キャップ受け部材）に複数のヘッドのそれぞれのノズル面を臨ませる開口部を形成し、各ヘッドのノズル面をそれぞれ開口部に挿入するようにして、複数のヘッドを１枚の天板に固着するようにしているため、インク色毎の交換作業が不可能である問題がある。

このため、近年、インク色毎に対応するアクチュエータを収容した筐体にそれぞれ天板を設け、天板付きのカートリッジ状に構成することにより、インク色毎の交換を容易にしたインクジェットヘッドが提案されている。

この後者のインクジェットヘッドを図６に示す。

図６（ａ）において、１００はアクチュエータであり、その前端面はインク滴を図中に示す方向に射出するための多数のノズルが形成されたノズル面１０１とされている。２００はアクチュエータ１００を支持して収容する筐体、３００はノズル面１０１の周囲に該ノズル面１０１と平行な平面を形成する天板である。

天板３００は、アクチュエータ１００におけるマニホールド１０２の前端面に接着されており、該天板３００の表面とノズル面１０１との位置を規定位置（ここでは天板３００の表面に形成された開口部３０１とほぼ面一状となる位置とされているが、特に限定されない。）に配置させている。そして、天板３００を有するアクチュエータ１００は、筐体２００の前端側から挿入することによって、その天板３００によって該筐体２００の前端面に固着される。筐体２００の前端面には段部２０１が形成されており、天板３００をこの段部２０１に嵌め合わせることで、天板３００の筐体２００に対する位置決めを図るようにしている。

ところで、アクチュエータは、インク室のインク射出方向に沿う長さ（以下、これをＬ長という。）がその特性に応じて異なる場合がある。例えば、図６（ａ）において、天板３００の表面が筐体２００の前端面２０２とほぼ面一状となるように設けられているような場合に、これと同一の筐体２００にＬ長が長いアクチュエータを収容すると、図６（ｂ）に示すように、アクチュエータ１００におけるノズル面１０１の筐体２００の前端面２０２からの突出位置が異なってくる。この場合、天板３００は、その表面とノズル面１０１との位置を規定位置とするべく、ノズル面１０１の突出量に合わせて厚みを厚く形成することとなるため、天板３００の周囲に筐体２００の前端面２０２との間で段差Ａが生じてしまう。

この段差Ａには、インク吸引後等にブレードによってノズル面１０１に付着したインクをふき取り清掃した際の拭き残しのインクやゴミ、埃等が溜まり易く、見栄えを悪くするのみならず、これら残留したインクやゴミ、埃等が不意に記録媒体上に落下して記録面を汚染する問題もある。

このため筐体２００と天板３００との間には段差が生じるようなことのないようにすることが望まれるが、図６（ｃ）のように筐体２００の前端面２０２が厚みの厚くなった天板３００の表面と面一状となるように、段部２０１の凹設深さを深く形成するようにすると、筐体２００を天板３００の厚みに合うようにＬ長の異なるアクチュエータ毎に用意する必要があり、天板３００のみならず筐体２００も変更要素となって、部品管理の煩雑さが増し、低コスト化を阻害する要因となる。
特開２００１−１５０６９９号公報

そこで、本発明の課題は、アクチュエータのＬ長の長短に関わらず、アクチュエータを収容する筐体を共通とすることができると共に、天板の周囲にインクやゴミ、埃等が残留するような段差が形成されることのないインクジェットヘッドを提供することにある。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

請求項１記載の発明は、インク室内のインクに圧力変化を発生させ、ノズル面に形成されたノズルからインク滴を射出するアクチュエータと、前記アクチュエータに設けられ、前記インク室にインクを供給するためのマニホールドと、前端が開口すると共に前記ノズル面側を該開口から臨ませるように配置して前記マニホールドが設けられた前記アクチュエータを支持及び収容する筐体と、前記アクチュエータのノズル面を臨ませる開口部を有し、前記ノズル面の周囲に該ノズル面と平行な平面を形成する天板とを有してなるインクジェットヘッドであって、前記筐体は、前記マニホールドが設けられた前記アクチュエータを支持すると共に前端に前記開口を有するフレームと、該フレームに対して着脱可能に取り付けられる保護カバーとからなり、前記天板は、前記開口部が設けられると共に前記フレームの前端面を覆う大きさに形成される平板部と、該平板部の裏面から突出する取り付け部とを有し、該取り付け部によって前記フレームへ取り付けられることを特徴とするインクジェットヘッドである。

請求項２記載の発明は、前記天板は、前記フレームに設けられた係止部と係合することにより該フレームに対して取り付けられることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドである。

請求項３記載の発明は、前記天板は、前記平板部の裏面から突出する立設部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドである。

請求項４記載の発明は、前記立設部の突出端は、前記フレームの前端面と対面していることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドである。

請求項５記載の発明は、前記立設部は、前記フレームの前端部の外側を覆うように設けられることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッドである。

本発明によれば、アクチュエータのＬ長の長短に関わらず、アクチュエータを収容する筐体を共通とすることができると共に、天板の周囲にインクやゴミ、埃等が残留するような段差が形成されることのないインクジェットヘッドを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は本発明に係るインクジェットヘッドの斜視図、図２は図１に示すインクジェットヘッドの分解斜視図、図３（ａ）（ｂ）は、それぞれ天板の厚みを異ならせた本発明に係るインクジェットヘッドの天板付近の断面図である。

図中、１はインク滴を射出するアクチュエータ、２はアクチュエータ１を支持及び収容する筐体、３はアクチュエータ１のノズル面１１の周囲に該ノズル面１１と平行な平面を形成する天板である。

アクチュエータ１は、その前端面にインク滴を射出する多数のノズルが配列されたノズル面１１を有しており、その後端側に該アクチュエータ１に対して駆動信号を与えるための駆動回路１２が実装された回路基板１３が、ＦＰＣ１４を介して電気的に接続されている。アクチュエータ１は、駆動回路１２から回路基板１３及びＦＰＣ１４を介して画像データに基づいた駆動信号が与えられることにより、この駆動信号に従って内部の図示しないインク室のインクに圧力変化を発生させ、ノズル面１１に形成された各ノズルから微小インク滴を射出する。なお、図３では説明の便宜上、駆動回路１２、回路基板１３及びＦＰＣ１４は図示省略している。

このアクチュエータ１からインク滴を吐出するためにインク室のインクに圧力変化を発生させるメカニズムとしては、ピエゾ素子に適当な電気信号を与えることで生じる歪を応用し、その際の変位（＝力の変動）を利用するもの（ピエゾ方式）や、インク室内に熱を与えることで生じる膨張圧力を利用するもの（サーマル方式、あるいはバブルジェット（登録商標）方式）等が存在するが、本発明ではいずれの方式を採用することもでき、特に問わない。本実施形態では、隣接するインク室間の隔壁を圧電材料によって形成し、この隔壁に電界を印加することによりくの字形にせん断変形させ、インク室内のインクに圧力変化を発生させるようにしたアクチュエータを使用した場合を示している。なお、図２における符号１５は、アクチュエータ１の各インク室にインクを供給するためのマニホールド、１５ａ、１５ｂはそのマニホールド１２内にインクを供給するための供給口である。

筐体２は、アクチュエータ１をマニホールド１５の部位を挟み付けるようにして支持するフレーム２１と、このフレーム２１に着脱可能に取り付けられ、内部にアクチュエータ１の大部分を収容する保護カバー２２とからなる。

フレーム２１は、アクチュエータ１のマニホールド１５の外周面に亘ってはめ込み可能な開口２１１を有している。アクチュエータ１は、この開口２１１に図２中の矢印で示すように、そのノズル面１１側から挿入されることで、フレーム２１に支持されて取り付けられるようになっている。

アクチュエータ１のノズル面１１は、フレーム２１の開口２１１から更に前方に突出するように配置されており、そのフレーム２１の前端に天板３が取り付けられる。

天板３は、筐体２の前端面であるフレーム２１の前端面２１２を覆う大きさに形成される平板部３１と、該平板部３１の裏面から突出して上記フレーム２１へ取り付けるための取り付け部３２とを有している。平板部３１のほぼ中央には、上記アクチュエータ１のノズル面１１を臨ませるための開口部３３が形成されている。

本実施形態に示す取り付け部３２は、平面視で矩形状をなす平板部３１の裏面の四隅近傍からそれぞれ筐体２側に向けて突出形成された板状の脚部からなり、その各々に、フレーム２１の外表面にそれぞれ形成された爪状の係止部２１３と係合する係止孔３２ａが開設されている。従って、天板３は、これら係止部２１３と係止孔３２ａとの係合関係により、筐体２（フレーム２１）に対して位置決めされて取り付けられ、これにより天板３は筐体２に対して仮組みされるようになっている。このとき、開口部３３から、フレーム２１に支持された状態のアクチュエータ１のノズル面１１を臨ませることで、ノズル面１１と平板部３１の表面との位置が規定位置（本実施形態では、ノズル面１１と平板部３１の表面とがほぼ面一状となる位置とされているが、特に限定されない。）となるように配置される。

天板３は、その表面とノズル面１１とが規定位置となるように、アクチュエータ１のＬ長の長短に応じて、平板部３１のインク射出方向に沿う厚みが適宜調整される。例えば、図３（ａ）に示すように相対的にＬ長の短いアクチュエータ１Ａの場合、筐体２のフレーム２１には、平板部３１の厚みが相対的に薄く形成された天板３Ａを取り付け、図３（ｂ）に示すように相対的にＬ長の長いアクチュエータ１Ｂの場合、筐体２のフレーム２１には、平板部３１の厚みが相対的に厚く形成された天板３Ｂを取り付けることで、それぞれ平板部３１の表面とノズル面１１とが規定位置となるように配置される。

このとき、天板３の平板部３１は、筐体２（フレーム２１及び保護カバー２２）の前端面２１２を覆う大きさに形成されているため、アクチュエータ１のＬ長が長短で異なるいずれにも共通の筐体２（フレーム２１及び保護カバー２２）を使用する場合でも、天板３の周囲に筐体２の前端面２１２との間でインクやゴミ、埃等が残留するような段差が形成されることはない。また、アクチュエータ１のＬ長の変化による変更要素は天板３のみで済み、部品管理の煩雑化を招くことはなく、インクジェットヘッドの低コスト化も図り得るものとなる。

更に、天板３は筐体２のフレーム２１に対して互いの係合関係によって取り付けられるため、アクチュエータ１を支持した後の筐体２のフレーム２１に対して、その取り付け部３２を係合させるだけで、筐体２の前端に天板３を容易に位置決めして仮組みすることができるため、例えば、この仮組みの時点で、アクチュエータ１の位置精度がおかしかったり、部品の不良等の不具合が見つかったりした場合に、天板３を取り外して部品交換する等の対処を行うことができ、インクジェットヘッドの組み立て性が向上する。アクチュエータ１のノズル面１１の周囲と開口部３３との隙間には、その後、接着剤等を注入して埋めることで接着を行えばよい。

なお、天板３は、アクチュエータ１のＬ長の変化に対応させて、その平板部３１全体の厚みを変化させる他に、図４に示すように、平板部３１の周囲から裏面側に突出してする立設部３１ａを一体に設け、この立設部３１ａの突出端３１ａ’を筐体２の前端面２１２と対面させるようにして筐体２に取り付けるようにしてもよい。この場合は、平板部３１の裏面からの立設部３１ａの突出高さｈをアクチュエータ１のＬ長の変化に対応させて適宜変化させるようにすればよい。これによって平板部３１をアクチュエータ１のＬ長の変化に関わらず薄板状とすることができるため、天板３の成形材料の削減を図ることができる。この場合、平板部３１の平面性を確保するため、平板部３１の裏面側に、適宜、補強リブ３１ｂを形成しておくことが好ましい。

また、上記のように立設部３１ａを設けた天板３は、図５に示すように、その立設部３１ａで筐体２（フレーム２１）の前端部２１ａの外側を覆うように設けるようにしてもよい。これにより、天板３は、取り付け部３２のみならず、立設部３１ａによっても筐体２に対して支持されるため、取り付けがより確実に行えるようになる。しかも、立設部３１ａは平板部３１を補強する補強リブとしての機能も発揮することにより、アクチュエータ１のＬ長が極めて短い、すなわち平板部３１が極めて薄い場合にも、天板３は十分な剛性を確保できるようになる。

この図５に示す態様において、Ｌ長が長いアクチュエータ１に対応させる場合は、図３（ｂ）のように平板部３１の厚みを厚くするようにしてもよいし、図４に示したように、平板部３１を薄板状のままとしてその裏面から補強リブ３１ｂを立設し、この補強リブ３１ｂを筐体２（フレーム２）の前端面２１２に当接させることで、平板部３１の表面とノズル面１１とが規定位置となるようにしてもよい。

保護カバー２２の先端には、フレーム２１に突設された爪状の係止部２１４に対応する係止孔２２１が開設されており、両者の係合によって、フレーム２１に取り付け支持されたアクチュエータ１を覆うようにしてフレーム２１に着脱可能に取り付けられ、該アクチュエータ１を収容し、保護するようになっている。本実施形態では、このように、筐体２を、アクチュエータ１を支持するフレーム２１と、このフレームに対して着脱可能に取り付けられる保護カバー２２とによって構成しているので、天板３を取り付けた後でも、保護カバー２２を取り外してアクチュエータ１の点検、補修等を容易に行うことができる。

なお、これら筐体２（フレーム２１、保護カバー２２）及び天板３は、合成樹脂等の適宜の材質により形成することができる。

本発明に係るインクジェットヘッドの斜視図 図１に示すインクジェットヘッドの分解斜視図 （ａ）（ｂ）は、それぞれ天板の厚みを異ならせたインクジェットヘッドの天板付近の断面図 立設部を有する天板を取り付けたインクジェットヘッドの天板付近の断面図 立設部を有する天板を取り付けた別の態様に係るインクジェットヘッドの天板付近の断面図 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ天板の厚みを異ならせた従来のインクジェットヘッドの天板付近の断面図

符号の説明

１：アクチュエータ
１１：ノズル面
２：筐体
２１：フレーム
２２：保護カバー
３：天板
３１：平板部
３１ａ：立設部
３２：取り付け部
３３：開口部

Claims (5)

1. インク室内のインクに圧力変化を発生させ、ノズル面に形成されたノズルからインク滴を射出するアクチュエータと、
   前記アクチュエータに設けられ、前記インク室にインクを供給するためのマニホールドと、
   前端が開口すると共に前記ノズル面側を該開口から臨ませるように配置して前記マニホールドが設けられた前記アクチュエータを支持及び収容する筐体と、
   前記アクチュエータのノズル面を臨ませる開口部を有し、前記ノズル面の周囲に該ノズル面と平行な平面を形成する天板とを有してなるインクジェットヘッドであって、
   前記筐体は、前記マニホールドが設けられた前記アクチュエータを支持すると共に前端に前記開口を有するフレームと、該フレームに対して着脱可能に取り付けられる保護カバーとからなり、
   前記天板は、前記開口部が設けられると共に前記フレームの前端面を覆う大きさに形成される平板部と、該平板部の裏面から突出する取り付け部とを有し、該取り付け部によって前記フレームへ取り付けられることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記天板は、前記フレームに設けられた係止部と係合することにより該フレームに対して取り付けられることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. 前記天板は、前記平板部の裏面から突出する立設部を有することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
4. 前記立設部の突出端は、前記フレームの前端面と対面していることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
5. 前記立設部は、前記フレームの前端部の外側を覆うように設けられることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。

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