JP7471941B2 - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。

サブタンクを搭載する液体吐出ヘッドの本体部は、特許文献１に示すように、箱型形状をしており、箱型形状における上面および正面は開口しており、背面、底面および両側面が壁面となっている形状をとりやすい。上面が開口となっていることで本体部にサブタンクを組み込む際の組込性がよく、正面が開口となっていることでサブタンクと供給チューブとの接続部を水平方向に配置しやすくなる。

特許文献１には、液体吐出ヘッドの本体に組み込んだサブタンクをビスによって固定することが記載されている。

特開２０１６－５８９３号公報

しかし、特許文献１のような構成で、サブタンクの材料が本体部の材料より高剛性である場合、サブタンクと本体部との間に配されたシール部材の反力による影響が本体部に集中し、本体部の底面が変形する虞がある。また、本体部の底面は、剛性が一様ではなく、剛性の高い部分と、剛性の低い部分とがあり、剛性の低い部分で変形が生じやすい。本体部の底面が変形した場合、所望の位置へインクを吐出できなくなり吐出精度が低下する。

これを回避するために、サブタンクを固定しているビスの数を増やして、本体部を確実にサブタンクにならわせる方法が考えられる。特許文献１では、多くのビスを用いてサブタンクを固定していることがわかる。しかし、この方法では大量のビスが必要となり、コストが高くなるうえに、工数も多くなってしまい生産性の低下につながる。

よって本発明は、吐出精度の低下を抑制し、かつ生産性の低下を抑制することができる液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供することを目的とする。

そのため本発明の液体吐出ヘッドは、液体を貯留可能なタンクと、前記タンクが取り付けられる本体と、前記タンクと前記本体との間に設けられ、前記タンクと前記本体との間をシールする弾性部材と、を備え、底面は、前記底面の端部から立ち上がる壁が設けられた領域に隣接した第１領域と、前記壁が設けられていない領域に隣接した第２領域とを有した液体吐出ヘッドであって、前記タンクは、前記第１領域および前記第２領域に取り付けられるビスにより前記本体の底面に取り付けられており、前記第２領域に取り付けられるビスの本数は、前記第１領域に取り付けられるビスの本数よりも多いことを特徴とする。

本発明によれば吐出精度の低下を抑制し、かつコストの高騰や生産性の低下を抑制することができる液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供することができる。

液体吐出装置を示した概略図である。 液体吐出ヘッドを示した斜視図である。 液体吐出ヘッドを示した分解斜視図である。 本体部を示した図である。 液体吐出ヘッドを示した図である。 液体吐出ヘッドの上面図である。 サブタンクを組付けた本体部を示した図である。 液体吐出ヘッドの上面図である。 液体吐出ヘッドを示した図である。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、本発明を適用可能な液体吐出装置１を示した概略図である。液体吐出装置１は、液体（以下、インクともいう）を吐出する液体吐出ヘッド５と、ガイドレール２に沿って移動可能であり液体吐出ヘッド５を搭載可能なキャリッジ３と、液体吐出ヘッド５に供給チューブ４を介して液体を供給する供給源６とを備えている。液体吐出ヘッド５は、搬送される媒体８に液体を吐出することで媒体８に印刷を行う。液体吐出ヘッド５には、多数の吐出口が設けられており、ヒータ等のアクチュエータを駆動させることで、吐出口からインクを吐出する。

供給源６は、インクの色毎に独立したインク貯蔵室７を備えている。本実施形態では、供給源６は、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色に対応したインク貯蔵室７を備えている。各インク貯蔵室７は、外部と接続する接続口を有し、外部からインクを直接追加できる構成となっている。ここで供給源６は、交換可能なインクタンクであってもよい。

図２は、液体吐出ヘッド５を示した斜視図であり、図３は、液体吐出ヘッド５を示した分解斜視図である。液体吐出ヘッド５は、箱型の本体部１０と、本体部１０に取り付けられ、液体を貯留可能なサブタンク（タンク）２０とを備えている。本体部１０とサブタンク２０との間には、弾性部材３０が設けられており、弾性部材３０によって本体部１０とサブタンク２０との間をシールしている。サブタンク２０は本体部１０に対して複数のビス２５によって固定されている。本体部１０は、ノンフィラーの樹脂材料であり低剛性である。また、サブタンク２０は、フィラーを含有する樹脂材料からなり高剛性である。

図４（ａ）は、本体部１０の正面側がわかるように示した斜視図であり、図４（ｂ）は、本体部１０の背面側がわかるように示した斜視図である。図４（ｃ）は、本体部１０の上面図である。本体部１０は、箱型形状となっており、上面と正面とは開口しており、背面と底面および両側面は壁となっている。ここで、本体部１０の底面とは、サブタンク２０が装着（固定）される面のことをいう。底面部の外側には吐出ユニット１１が接続されており、底面部の内側には、ゴミ等の侵入を防ぐフィルター１２が設置されている。底面部の外側とは、本体部１０の底面の反対側の面のことをいう。底面部の内側とは、本体部１０の底面のサブタンク２０が取り付けられる側の面のことをいう。フィルター１２は、ブラック（Ｂｋ）のインクに対応する箇所は六角形の形状を備えており、その他の色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクに対応する箇所は五角形の形状を備えている。本体部１０の底面部内部には、フィルター部から吐出ユニット１１へとインクを供給可能な後述する内部流路が形成されている。本体部１０の背面部外側には、液体吐出装置１の本体と電気接続を成す電気配線基板１４を備えている。

図５（ａ）は、液体吐出ヘッド５の斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ－Ｖｂにおける断面図である。インクは、供給源６から供給チューブ４を介し、ジョイント部２１を通じてサブタンク２０内のインク室２４に供給される。本体部１０のフィルター部１２とサブタンク２０のインク室２４とは、弾性部材３０によってシールされており、インク室２４に供給されたインクは、本体部１０のフィルター１２を通過し、内部流路１３を介して、吐出ユニット１１へと供給される。供給チューブ４の先端には、樹脂からなるジョイントニードル２３が設けられており、サブタンク２０のジョイント部２１には、ジョイントシール部材２２が装着されている。ジョイントニードル２３がジョイントシール部材２２に挿入、シールされることで、供給チューブ４とサブタンク２０のインク室２４とが接続される。

図６は、液体吐出ヘッド５の上面図である。サブタンク２０の本体部１０への取り付けは、前述のとおり複数のビス２５によって行われている。

ここで、本体部１０は、図４でも説明したように、箱型形状となっており、上面と正面は開口しており、背面と底面および両側面は壁となっている。サブタンク２０は本体部１０の底面に取り付けられているが、本体部１０の底面の剛性は、本体部１０の形状に起因して部分的に異なる。つまり、本体部１０の正面は開口しており、底面から立ち上がる壁を備えていないことから、底面における正面側中央部（第２領域）の剛性は低くなっている。逆に、本体部１０の背面および側面は底面の端部から立ち上がる壁を備えていることから、壁と隣接する、底面における背面側および側面側（第１領域）の剛性は高くなっている。第２領域とは、本体部１０の底面の形状を矩形とみなしたときに、壁が形成されていない辺に沿う領域のことをいう。ここで、壁が形成されていない辺に沿う領域とは、壁が形成されていない辺から、その辺に直交する方向における矩形の全長の１／５の長さまでの領域のことである。第１領域とは、本体部１０の底面のうち、上述した第２領域以外の領域のことをいう。

そこで、本実施形態では、本体部１０の底面にサブタンク２０を取り付けるにあたって、底面における剛性の低い正面側の領域では、ビス２５の数を多くし、底面における剛性の高い背面側の領域では、ビス２５の数を少なくして取り付ける。具体的には、正面側を４つのビス２５で固定し、背面側を２つのビス２５で固定する。

このように、正面側ではビス２５の数を多くすることで、底面のうち剛性の低い部分では、剛性の高いサブタンク２０にならってサブタンク２０が固定される。また、背面側ではビス２５の数を少なくしても、剛性の高い部分における底面に対してサブタンク２０を固定することができる。

本発明のように、底面の剛性の分布に基づいて、サブタンク２０を取り付けるビス２５の配置（本数）を決定することで、本体部１０の底面の変形を抑制しつつ、少ない数のビス２５でサブタンク２０を取り付けることができる。これにより、コストの高騰や生産性の低下を抑制することができる。

図７（ａ）、（ｂ）は、サブタンク２０組付け時の本体部１０を比較する図である。図７（ａ）は、本実施形態の比較例であって、正面側を２つのビス２５で固定し、背面側を２つのビス２５で固定した本体部１０の上面図を示す図である。図７（ｂ）は、図６に示す本実施形態の本体部１０を示す上面図および断面図を示す図である。

図７（ａ）のように、正面側の中央部はビスによる固定を行わず、正面側の両端部を２つのビス２５で固定すると、正面側の底面中央部はサブタンク２０に固定されていない状態となる。そのため、図７（ａ）のＢ－Ｂ´断面に示すように、剛性の低い底面中央部は、弾性部材３０の反力の影響を受けて変形する。この変形に伴い、本体部１０の底面外側に具備された吐出ユニット１１が変形し、吐出精度が低下する虞がある。

これに対し、図７（ｂ）に示す本実施形態のように、正面側を４つのビス２５で固定し、背面側よりも正面側のビス２５を増やしてサブタンク２０を本体部１０に取り付けた場合、底面中央部もビス２５によってサブタンク２０に対して固定される。そのため、底面中央部はサブタンクにならうことから、底面の変形を抑制することができる。

正面側の４つのビス２５は、中央から図中左方向に４ｍｍと４４ｍｍの位置と、中央から図中右方向に８ｍｍと４４ｍｍの位置とに配置される。背面側に配置される２つのビス２５は、左右それぞれ、正面の２つのビスの中央付近に配置され、サブタンク２０の左右でそれぞれ三角形状の配置を成す。具体的にビス２５は、中央から図中左側に２４ｍｍの位置と、中央から図中右側に２６ｍｍの位置とに配置される。

このように、本体部１０の底面において、剛性の低い正面側では、剛性の高い背面側よりもビス２５の数を多くしてサブタンク２０を取り付ける。これによって、吐出精度の低下を抑制し、かつコストの高騰や生産性の低下を抑制することができる液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供することができる。

（第２の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図８は、本実施形態の液体吐出ヘッド５の上面図である。サブタンク２０を本体部１０取り付けるためのビス２５は、正面側に３つ、背面側に２つの配置でもよい。正面側の３つは、左右両端と、中央部とに配置されている。背面側に配置されるビスは、第１の実施形態と同様の位置である。このようなビス２５の配置でも本体部１０の変形を抑える事ができる。

（その他の実施形態）
以下、図面を参照して本発明のその他の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成についてのみ説明する。

図９（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の液体吐出ヘッド５の上面図と正面図とを示した図であり、図９（ａ）が上面図、図９（ｂ）が正面図である。なお、図９（ｂ）では、本体部１０が分かり易いように取り付け用のビス２５は残したままサブタンク２０を省略して示している。本実施形態の本体部１０は、背面側の壁を備えておらず、両側面に壁を備えている。つまり、本体部１０の底面の剛性は、壁を備えた両端部に隣接する領域で高剛性であり、壁が設けられていない中心部と隣接した領域で低剛性となっている。そこで、本実施形態では、本体部１０における高剛性の両端部でそれぞれ１つのビス２５によってサブタンクを固定し、低剛性の中心部で４つのビス２５によってサブタンク２０を固定する。このように、底面の剛性に応じてビス２５の配置を決定することで、本体部１０の変形を抑える事ができる。

１ 液体吐出装置
５ 液体吐出ヘッド
１０ 本体部
１１ 吐出ユニット
２０ サブタンク
２５ ビス
３０ 弾性部材

Claims (9)

1. 液体を貯留可能なタンクと、前記タンクが取り付けられる本体と、前記タンクと前記本体との間に設けられ、前記タンクと前記本体との間をシールする弾性部材と、を備え、
   底面は、前記底面の端部から立ち上がる壁が設けられた領域に隣接した第１領域と、前記壁が設けられていない領域に隣接した第２領域とを有した液体吐出ヘッドであって、
   前記タンクは、前記第１領域および前記第２領域に取り付けられるビスにより前記本体の底面に取り付けられており、
   前記第２領域に取り付けられるビスの本数は、前記第１領域に取り付けられるビスの本数よりも多いことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記タンクは、樹脂から形成され、前記本体は、前記タンクを形成する樹脂よりも低剛性な樹脂から形成される請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記本体は、箱型形状であり、
   該箱型形状の両側面と背面とに前記壁を備えており、該箱型形状の正面と上面には前記壁を備えていない請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記タンクは、前記箱型形状の正面側で４つの前記ビス、前記箱型形状の背面側で２つの前記ビスで前記底面に取り付けられている請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記タンクは、前記箱型形状の正面側で３つの前記ビス、前記箱型形状の背面側で２つの前記ビスで前記底面に取り付けられている請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記底面の外側には液体を吐出する吐出ユニットが設けられている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記底面には、前記吐出ユニットに液体を供給可能な流路が設けられている請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記底面において、前記タンクと前記本体との間には、前記本体へのゴミの侵入を防ぐフィルターが設けられている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 液体を貯留可能なタンクと、前記タンクが取り付けられる本体と、前記タンクと前記本体との間に設けられ前記タンクと前記本体との間をシールする弾性部材とを有した液体吐出ヘッドを備え、
   底面は、前記底面の端部から立ち上がる壁が設けられた領域に隣接した第１領域と、前記壁が設けられていない領域に隣接した第２領域とを有した液体吐出装置であって、
   前記タンクは、前記第１領域および前記第２領域に取り付けられるビスにより前記本体の底面に取り付けられており、
   前記第２領域に取り付けられるビスの本数は、前記第１領域に取り付けられるビスの本数よりも多いことを特徴とする液体吐出装置。

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