JP4609752B2

JP4609752B2 - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP4609752B2
Application number: JP2004082644A
Authority: JP
Inventors: 陽一郎清水; 雅之高田; 真也岡崎
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2024-03-22
Also published as: JP2005262815A

Description

この発明は、インクをノズルから被記録媒体へ吐出して記録を行うインクジェットプリンタに関する。

従来、この種のインクジェットプリンタとして、特許文献１に示すように、キャリッジ上にインクジェットヘッドと、ダンパー部材とを搭載し、静止位置に設けられたインクタンク内のインクを可撓性のチューブを介してダンパー部材に供給し、そのダンパー部材からインクジェットヘッドに供給するものが知られている。
特許文献１の構成において、ダンパー部材はインクジェットヘッドの直後に配置され、一方の側面に可撓性のフィルム材を有しており、キャリッジの走査にともなうインクの圧力変動を吸収するものである。また、インクジェットヘッドは両側面に、インクの吐出動作をするためのピエゾ素子を配置し、その両側面のピエゾ素子にそれぞれＦＰＣを接続し、ＦＰＣをインクジェットヘッドの後方へ引き回している。

特開昭５９−７３９５３号公報

しかし、特許文献１に記載された構成では、インクジェットヘッドの後方へ引き回わされたＦＰＣが、ダンパー部材の可撓性フィルム材ときわめて近接して位置することになる。キャリッジの走査にともない、そのＦＰＣやフィルム材が撓んで接触すると、両者が損傷したり、また、フィルム材の動きがＦＰＣによって規制され、インクの圧力変動を吸収できなくなるおそれがある。
また、インクジェットヘッドの近傍には、ＦＰＣに接続された各種の電子部品を配置することが要請されるが、特許文献１にはその電子部品の配置については開示されていない。
そこで、この発明は、インクジェットヘッドの近傍にインク貯留部や電子部品をコンパクトに配置するとともに、インク貯留部の開口面に設けられた可撓性の膜状部材に、インクジェットヘッドに接続されたケーブルが接触するおそれをなくしたインクジェットプリンタを実現することを目的とする。

請求項１に記載の発明では、アクチュエータの駆動により被記録媒体へインクを吐出する複数のノズルが配列されたインクジェットヘッドと、このインクジェットヘッドを搭載して該インクジェットヘッドを前記被記録媒体に対向させて走査するヘッドホルダと、前記インクジェットヘッドへインクを供給するインクタンクと、このインクタンクと前記インクジェットヘッドとの間に接続されており、前記インクタンクに収容されているインクを前記インクジェットヘッドへ供給するためのチューブとを備えており、前記ヘッドホルダは、前記インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留するインク貯留部と、このインク貯留部の開口面に設けられた可撓性の膜状部材と、この膜状部材と間隔をあけて設けられた回路基板と、この回路基板と前記膜状部材との間を通っており、前記アクチュエータと前記回路基板とを接続するケーブルとを備えたインクジェットプリンタであって、前記回路基板と前記膜状部材との間を通るケーブルが前記膜状部材の表面に接触しないように、かつ、前記ケーブルと前記膜状部材との間に隙間を有するように前記ケーブルを支持することで、前記ケーブルの通過経路を規制し、前記膜状部材の表面よりも上方へ突出した突出部を前記インク貯留部に設けて構成される規制手段を備えたという技術的手段を用いる。

また、規制手段は、膜状部材の表面よりも上方へ突出した突出部をインク貯留部に設けて構成されるものでもよいし、ケーブルを回路基板の裏面に取付けることにより、ケーブルが膜状部材と接触しないようにした構成でもよい。たとえば、ケーブルを挿通する挿通口を有する挿通部材を回路基板の裏面から膜状部材に向けて突出形成し、その挿通部材の挿通口にケーブルを挿通する。また、ケーブルの長手両側縁を係止する２つの係止部材を回路基板の裏面に設け、各係止部材にケーブルの長手両側縁をそれぞれ係止する構成でもよい。
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記アクチュエータは、前記インク貯留部を挟んで前記回路基板とは反対側に設けられており、前記突出部は、前記インク貯留部の一の側壁の上端に設けられており、前記ケーブルは、前記アクチュエータから前記一の側壁の側方を通って上方へ引き出され、かつ、前記突出部の先端と前記回路基板との間を通り、前記一の側壁と対向する側壁の上方まで延在しているという技術的手段を用いる。
また、請求項３に記載の発明では、アクチュエータの駆動により被記録媒体へインクを吐出する複数のノズルが配列されたインクジェットヘッドと、このインクジェットヘッドを搭載して該インクジェットヘッドを前記被記録媒体に対向させて走査するヘッドホルダと、前記インクジェットヘッドへインクを供給するインクタンクと、このインクタンクと前記インクジェットヘッドとの間に接続されており、前記インクタンクに収容されているインクを前記インクジェットヘッドへ供給するためのチューブとを備えており、前記ヘッドホルダは、前記インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留するインク貯留部と、このインク貯留部の開口面に設けられた可撓性の膜状部材と、この膜状部材と間隔をあけて設けられた回路基板と、この回路基板と前記膜状部材との間を通っており、前記アクチュエータと前記回路基板とを接続するケーブルとを備えたインクジェットプリンタであって、前記回路基板と前記膜状部材との間を通るケーブルが前記膜状部材の表面に接触しないように、かつ、前記ケーブルと前記膜状部材との間に隙間を有するように前記ケーブルを支持することで、前記ケーブルの通過経路を規制し、前記回路基板の前記膜状部材と対向する面に、前記ケーブルを保持する係止部材を設けて構成される規制手段を備えたという技術的手段を用いる。

（請求項１に記載の発明の効果）
回路基板と膜状部材との間を通るケーブルが膜状部材の表面に接触しないように、かつ、ケーブルと膜状部材との間に隙間を有するようにケーブルを支持することで、ケーブルの通過経路を規制する規制手段を備えるため、上記ケーブルが膜状部材の表面に接触するおそれがない。
したがって、膜状部材の動きが規制されてしまい、インク貯留部内のインクの動圧変動を緩和吸収できなくなるおそれがない。また、膜状部材やケーブルが損傷することもない。

特に、規制手段は、膜状部材の表面よりも上方へ突出した突出部をインク貯留部に設けて構成されるため、ケーブルは上記突出部によって膜状部材の表面よりも上方へ持ち上げられるので、ケーブルが膜状部材の表面に接触するおそれがない。

次に、この発明を実施するための最良の形態について図を参照して説明する。
（インクジェットプリンタの主要構成）
最初に、インクジェットプリンタの主要構成について図１を参照して説明する。図１はインクジェットプリンタの主要構成を示す平面説明図である。
インクジェットプリンタ１の内部には、２本のガイド軸６，７が設けられており、そのガイド軸６，７には、キャリッジを兼用するヘッドホルダ９が取付けられている。ヘッドホルダ９には、記録用紙Ｐへインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッド３０が保持されている。ヘッドホルダ９は、モータ１０により回転する無端ベルト１１に取付けられており、モータ１０の駆動により、ガイド軸６，７に沿って移動する。なお、ガイド軸７に沿って帯状に延びる公知のタイミング指標部材（図示せず）が設けられており、そのタイミング指標部材には、ヘッドホルダ９の位置を検出するためのマークが記されている。
また、インクジェットプリンタ１の本体内の静止位置には、イエローインクが収容されたインクタンク５ａと、マゼンタインクが収容されたインクタンク５ｂと、シアンインクが収容されたインクタンク５ｃと、ブラックインクが収容されたインクタンク５ｄとが備えられている。各インクタンク５ａ〜５ｄは、それぞれ可撓性のチューブ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄによってチューブジョイント２０と接続されている。

（ヘッドホルダの主要構造）
次に、ヘッドホルダの主要構造について図２ないし図８（Ａ）を参照して説明する。
図２はヘッドホルダからバッファタンクおよびヒートシンクを取り外した状態を示す斜視説明図である。図３はヘッドホルダから回路基板を取り外した状態を示す斜視説明図である。図４はヘッドホルダの平面図である。図５は図４をノズル面側から見た説明図である。図６は図４のＡ−Ａ矢視部分断面図である。図７は図４のＢ−Ｂ矢視部分断面図である。図８（Ａ）は図７においてリブが形成された箇所を拡大して示す説明図である。
なお、以下の説明では、インクを吐出する側を下面および下方向とし、その反対側を上面および上方向とする。また、図１においてインクジェットプリンタを図面下辺側すなわち正面から見た場合の左端側を左方向、右端側を右方向、図面下辺側を前方、図面上辺側を後方とする。

図２に示すように、キャリッジを兼ねるヘッドホルダ９は、上面を開口した箱状に形成され、図６及び７に示すように、その底壁９ｅの下面に、インクジェットヘッド３０が保持されている。
インクジェットヘッド３０は、多数のインク流路を有するキャビティ部３１とそのインク流路内のインクに選択的に吐出圧力を付与する圧電アクチュエータ３２とを積層して構成され、キャビティ部３１の下面３１ａにインク色毎に列をなしたノズル列３５〜３８を有し、上面に、インク色毎に独立したインク流入口３１ｂを有する。
インクジェットヘッド３０に上面には、枠状の補強フレーム３３が接着固定されている。補強フレーム３３には、各インク流入口３１ｂに対応したインク通路口３３ａが形成されている。図７に示すように、インクジェットヘッド３０と補強フレーム３３とからなるユニットは、底壁９ｅの下面に沿って配置され、底壁９ｅに貫通形成された開口９０に注入された接着剤９１により接着固定されている。

ヘッドホルダ９の底壁９ｅ上の空間内には、インクジェットヘッド３０の上方（インクジェットヘッドを挟んで被記録媒体とは反対側）にバッファタンク４０が収容されている。バッファタンク４０には、インク色毎に独立したインク貯留部４０ａ〜４０ｄが隔壁により区画して形成されている。各インク貯留部４０ａ〜４０ｄは、バッファタンク４０の下面に各インク貯留部４０ａ〜４０ｄに対応して形成されたインク供給口４０ｅ、インク通路口３３ａを介して、各インク流入口３１ｂにそれぞれ連通している。各インク貯留部４０ａ〜４０ｄの上面開口部は、可撓性の膜状部材４１に覆われている。具体的には、膜状部材４１は、樹脂製のフィルムで構成され、各インク貯留部４０ａ〜４０ｄを画定する隔壁及びバッファタンク４０の外周壁の上端に接着または超音波溶着などにより固定されている。各インク貯留部４０ａ〜４０ｄの上部には、公知のように所定量の空気が溜められ、その空気と可撓性の膜状部材４１との協働で、インクジェットヘッド３０の走査にともなうインクの圧力変動が吸収される。上記の所定量を超える空気は、バッファタンク４０の側面に設けられた排気装置４５によって外部へ排気される。
排気装置４５は、図３及び７に示すように、各インク貯留部４０ａ〜４０ｄの上部空間にそれぞれ排気通路４５ａを介して連通した筒状のケース部４５ｂを各インク貯留部４０ａ〜４０ｄ毎に有し、各筒状のケース部４５ｂ内に、その内部流路を開閉する弁４５ｃを備えている。筒状のケース部４５ｂの下端は、インクジェットヘッド３０の下面３１ａとほぼ同一平面に開口しており、ヘッドホルダ９が一方の走査端に移動したとき、図示しない操作部材により弁４５ｃを開放し、下端の開口に吸引装置を接続することにより、各インク貯留部４０ａ〜４０ｄから空気を排出することができる。

ヘッドホルダ９の前端には、前方に水平に延出した取付腕部９ａが一体に形成され、バッファタンク４０の前端にも、その取付腕部９ａ上に重ねて平行に延出した部分が形成され、そのバッファタンク４０の延出部分は、チューブジョイント２０として構成されている。
チューブジョイント２０には、各インクタンク５ａ〜５ｄから延びる可撓性の各チューブ１４ａ〜１４ｄがそれぞれ接続され、各チューブ１４ａ〜１４ｂは、バッファタンク４０の延出部分に形成した各流路４０ｆを介して各インク貯留部４０ａ〜４０ｄにそれぞれインクを供給する。
なお、チューブジョイント２０の前端にはさらに保持部材２９が突出形成され、後述する回路基板８４を、本体側の静止位置に設けられた図示しない制御装置と電気的に接続するフレキシブルフラットケーブル７０ａが保持部材２９のスリット２９ａに挿通支持されている。

ヘッドホルダ９の上面開口部（バッファタンク４０を挟んでインクジェットヘッド３０とは反対側）には、剛体製の回路基板８４が設けられている。具体的には、回路基板８４はヘッドホルダ９を構成する壁の上端に支持され、図示しない公知の締結装置により着脱可能に固定されている。回路基板８４とバッファタンク４０との間には空間９ｇが設けられている。さらに、その回路基板８４の上方を覆って、カバー９ｄが固定されている。
回路基板８４の左側（バッファタンク４０を挟んで排気装置４５とは反対側）の下面には、電子部品が突出状態に取り付けられている。具体的には、図３に示すように、ＩＣチップの駆動に必要な電荷を蓄積するバイパスコンデンサ８１、記録用紙Ｐの有無を検出する媒体センサ８２、本体側の帯状のタイミング指標部材のマークを読みとるエンコーダ８３が、バッファタンク４０の左側に間隔を置いて回路基板８４から垂下状態に配置されている。ヘッドホルダ９の内部左側には、回路基板８４をヘッドホルダ９に取り付けた際に、バイパスコンデンサ８１、媒体センサ８２をそれぞれ収容する収容空間９ｂ、９ｃが形成されている。

回路基板８４とインクジェットヘッドの圧電アクチュエータ３２とは、フレキシブルフラットケーブル７０によって電気的に接続されている。フレキシブルフラットケーブル７０上には、ＩＣチップ８０が実装されている。ＩＣチップ８０は、本体側の制御装置からシリアル転送された記録データを、ノズル列３５〜３８に対応したパラレルデータに変換し、かつ圧電アクチュエータ３２の駆動に適した電圧信号に変換するものである。
フレキシブルフラットケーブル７０は、ヘッドホルダ９の底壁９ｅに貫通形成されたスリット９ｈを通って、ヘッドホルダ９内に延び、さらに後述するヒートシンク６０とヘッドホルダ９の側壁９ｉとの間の縦空間９ｆ、及び回路基板８４とバッファタンク４０との間の横空間９ｇを通り、回路基板の右端８４ｂで折り返され、回路基板８４上面に設けたコネクタ８５に着脱可能に接続されている。つまり、フレキシブルフラットケーブル７０は、排気装置４５または回路基板８４下面の電子部品と干渉しないように上記のとおり配置されている。
ヒートシンク６０は、底壁９ｅ上のスリット９ｈに隣接する位置に固定されている。ヒートシンク６０は、底壁９ｅと平行な底辺６０ａとそれから立ち上がった側辺６０ｂとからなり、ＩＣチップ８０が底辺６０ａに、ゴム状弾性部材８６により押圧されて熱伝導可能に接触し、ＩＣチップ８０の発する熱を放熱することができる。
回路基板８４は、コネクタ８５および電子部品８１，８２，８３と接続された配線パターンを有し、フレキシブルフラットケーブル７０ａを介して、本体側の制御装置と接続されている。

図２、図３、図４および図６に示すように、バッファタンク４０の左側壁４２の上端には、リブ５０，５１が上方へ突出して設けられている。図７および図８（Ａ）に示すように、リブ５０，５１は、バッファタンク４０の左側壁４２の上端４２ａから側方に少し間隔をおいて回路基板８４と膜状部材４１との間の横空間９ｇ内へ突出形成されており、左側壁４２と一体形成されている。
図８（Ａ）において、リブ５０，５１がバッファタンク４０の左側壁４２の上端４２ａから上方へ突出した高さＨ１は、フレキシブルフラットケーブル７０が下方に撓んでも、その下面が膜状部材４１と接触するおそれのない高さに決定する。この実施形態では高さＨ１は１ｍｍである。また、リブ５０，５１が設けられている間隔は、フレキシブルフラットケーブル７０の下面を幅方向に亘って支持するために、フレキシブルフラットケーブル７０の幅を超えない長さに設定されている。
つまり、フレキシブルフラットケーブル７０の下面は、空間９ｇを通るときにリブ５０，５１によって、膜状部材４１の上面よりも上方へ持ち上げられるため、フレキシブルフラットケーブル７０が下方に撓んでも、その下面が膜状部材４１の上面に接触するおそれがない。

［最良の形態による効果］
以上のように、上記最良の形態に係るインクジェットプリンタ１を使用すれば、電子部品８１，８２，８３が、バッファタンク４０の側方に位置するように回路基板８４に突出状態に固定され、さらにフレキシブルフラットケーブル７０が、圧電アクチュエータ３２からバッファタンク４０と電子部品８１，８２，８３との間を通り、バッファタンク４０と回路基板８４との間を通って、回路基板８４に接続されているため、インクジェットヘッド３０、バッファタンク４０、回路基板８４及び電子部品８１，８２，８３などがコンパクトに配置され、それら全体を小型にすることができ、また、このコンパクトな配置の中に、フレキシブルフラットケーブル７０を干渉しないで配線することができる。
また、バッファタンク４０の左側壁４２の上端４２ａから横空間９ｇ内へ突出形成されたリブ５０，５１を備えるため、横空間９ｇ内を通るフレキシブルフラットケーブル７０がリブ５０，５１によって上方へ持ち上げられるので、フレキシブルフラットケーブル７０が下方に撓んでも、その下面が膜状部材４１の表面に接触するおそれがない。
したがって、膜状部材４１の動きが規制されてしまい、バッファタンク４０内のインクの動圧変動を緩和吸収できなくなるおそれがない。また、膜状部材４１やフレキシブルフラットケーブル７０が損傷することもない。

［他の実施形態］
（１）バッファタンク４０の左側壁４２の上端４２ａであって、フレキシブルフラットケーブル７０の幅方向の中央に対応する箇所にリブを１つだけ設ける構成でもよい。この構成によっても、フレキシブルフラットケーブル７０が下方に撓んでも、その下面が膜状部材４１の表面に接触するおそれがない。
（２）図８（Ｂ）、（Ｃ）は、この発明の他の実施形態を示す説明図である。図８（Ｂ）に示すように、フレキシブルフラットケーブル７０を挿通する挿通口５２ａが左右方向に貫通形成された挿通部材５２を回路基板８４の裏面８４ａに取付けてもよい。
この構成によれば、挿通部材５２に挿通されたフレキシブルフラットケーブル７０が膜状部材４１に接触するおそれがない。なお、フレキシブルフラットケーブル７０が横空間９ｇ内を通る方向に挿通部材５２を２箇所以上設けることにより、フレキシブルフラットケーブル７０が下方に撓まないように規制する範囲を広げ、膜状部材４１がに確実に接触しないようにすることもできる。

（３）また、図８（Ｃ）に示すように、フレキシブルフラットケーブル７０の長手両側縁を係止する係止部材５３，５４を相対向させて回路基板８４の裏面に取付けてもよい。この構成によれば、係止部材５３，５４に係止されたフレキシブルフラットケーブル７０が膜状部材４１に接触するおそれがない。なお、フレキシブルフラットケーブル７０が横空間９ｇ内を通る方向に係止部材５３，５４をそれぞれ２箇所以上設けることにより、フレキシブルフラットケーブル７０が下方に撓まないように規制する範囲を広げ、膜状部材４１に確実に接触しないようにすることもできる。また、係止部材５３，５４を相対向させないでずらして設けることにより、フレキシブルフラットケーブル７０が下方に撓まないように規制する範囲を広げることもできる。
なお、リブ５０，５１、挿通部材５２および係止部材５３，５４を２種類以上組み合わせてもよい。

［各請求項と実施形態との対応関係］
バッファタンク４０が請求項１のインク貯留部に、フレキシブルフラットケーブル７０がケーブルにそれぞれ対応する。リブ５０，５１が請求項１の規制手段および突出部に対応する。

この発明を実施するための最良の形態に係るインクジェットプリンタの主要構成を示す平面説明図である。ヘッドホルダからバッファタンクおよびヒートシンクを取り外した状態を示す斜視説明図である。ヘッドホルダから回路基板を取り外した状態を示す斜視説明図である。ヘッドホルダをバッファタンク側から見た説明図である。図４をノズル面側から見た説明図である。図４のＡ−Ａ矢視部分断面図である。図４のＢ−Ｂ矢視部分断面図である。図８（Ａ）は図７においてリブが形成された箇所を拡大して示す説明図であり、図８（Ｂ）、（Ｃ）は、この発明の他の実施形態を示す説明図である。

符号の説明

１インクジェットプリンタ
５ａ〜５ｂインクタンク
９ヘッドホルダ
１４ａ〜１４ｄチューブ
３１キャビティ部
３２圧電アクチュエータ（アクチュエータ）
４０バッファタンク（インク貯留部）
４１膜状部材
５０，５１リブ（規制手段）
７０フレキシブルフラットケーブル（ケーブル）
８４回路基板

Claims

アクチュエータの駆動により被記録媒体へインクを吐出する複数のノズルが配列されたインクジェットヘッドと、
このインクジェットヘッドを搭載して該インクジェットヘッドを前記被記録媒体に対向させて走査するヘッドホルダと、
前記インクジェットヘッドへインクを供給するインクタンクと、
このインクタンクと前記インクジェットヘッドとの間に接続されており、前記インクタンクに収容されているインクを前記インクジェットヘッドへ供給するためのチューブとを備えており、
前記ヘッドホルダは、
前記インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留するインク貯留部と、
このインク貯留部の開口面に設けられた可撓性の膜状部材と、
この膜状部材と間隔をあけて設けられた回路基板と、
この回路基板と前記膜状部材との間を通っており、前記アクチュエータと前記回路基板とを接続するケーブルとを備えたインクジェットプリンタであって、
前記回路基板と前記膜状部材との間を通るケーブルが前記膜状部材の表面に接触しないように、かつ、前記ケーブルと前記膜状部材との間に隙間を有するように前記ケーブルを支持することで、前記ケーブルの通過経路を規制し、前記膜状部材の表面よりも上方へ突出した突出部を前記インク貯留部に設けて構成される規制手段を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記アクチュエータは、前記インク貯留部を挟んで前記回路基板とは反対側に設けられており、
前記突出部は、前記インク貯留部の一の側壁の上端に設けられており、
前記ケーブルは、前記アクチュエータから前記一の側壁の側方を通って上方へ引き出され、かつ、前記突出部の先端と前記回路基板との間を通り、前記一の側壁と対向する側壁の上方まで延在していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
アクチュエータの駆動により被記録媒体へインクを吐出する複数のノズルが配列されたインクジェットヘッドと、
このインクジェットヘッドを搭載して該インクジェットヘッドを前記被記録媒体に対向させて走査するヘッドホルダと、
前記インクジェットヘッドへインクを供給するインクタンクと、
このインクタンクと前記インクジェットヘッドとの間に接続されており、前記インクタンクに収容されているインクを前記インクジェットヘッドへ供給するためのチューブとを備えており、
前記ヘッドホルダは、
前記インクジェットヘッドへ供給するインクを貯留するインク貯留部と、
このインク貯留部の開口面に設けられた可撓性の膜状部材と、
この膜状部材と間隔をあけて設けられた回路基板と、
この回路基板と前記膜状部材との間を通っており、前記アクチュエータと前記回路基板とを接続するケーブルとを備えたインクジェットプリンタであって、
前記回路基板と前記膜状部材との間を通るケーブルが前記膜状部材の表面に接触しないように、かつ、前記ケーブルと前記膜状部材との間に隙間を有するように前記ケーブルを支持することで、前記ケーブルの通過経路を規制し、前記回路基板の前記膜状部材と対向する面に、前記ケーブルを保持する係止部材を設けて構成される規制手段を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。