(57)【要約】【課題】汎用性の高い液体噴射ヘッドユニット及びこれを用いた液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体噴射ヘッドユニット１は、複数の開口部３１が設けられたベースプレート３を備えると共に、ベースプレート上に、液体を噴射するノズル開口が複数形成された液体噴射面が各開口部から露出するように配置された液体噴射ヘッド２と、液体噴射ヘッドに駆動信号を供給する一の信号供給ユニット６と、液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、信号供給ユニットが載置される立設されたフレーム５とを備え、これらのベースプレート上に備えられた各部材が、ベースプレートを底面とした柱状の空間内に収まるように構成され配置されている。液体噴射装置はこの液体噴射ヘッドを備える。【選択図】図２
2010179500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口部が設けられたベースプレートを備えると共に、
該ベースプレート上に、
液体を噴射するノズル開口が複数形成された液体噴射面が前記各開口部から露出するように配置された液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに駆動信号を供給する一の信号供給ユニットと、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記信号供給ユニットが載置される立設されたフレームとを備え、
これらのベースプレート上に備えられた各部材が、前記ベースプレートを底面とした柱状の空間内に収まるように構成され配置されていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項２】
前記信号供給ユニットが、一対の回路基板と、各回路基板に設けられた放熱器とを備え、前記各放熱器が、該回路基板間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドユニット。
【請求項３】
前記放熱器が、ベースプレートに対して垂直方向に伸びたフィンを複数備え、かつ、該放熱器の上部には放散した熱を逃がすための筒状部材を備えると共に、前記フレームの前記フィンに対向する部分には、開口が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッドユニット。
【請求項４】
前記各液体噴射ヘッドは、ベースプレートに略千鳥状に配置され、かつ、前記各液体噴射ヘッドの長さが、前記各ノズル開口が列設されてなるノズル列の長さの２倍以下となるように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
【請求項５】
前記回路基板と前記液体噴射ヘッドとを繋ぐ配線部材をさらに備え、
前記フレームは、前記ベースプレートに固定された複数の脚部と前記脚部に支持された台部とを備え、前記脚部が前記液体噴射ヘッドに隣接して設けられており、該脚部には、前記配線部材を挿通するための開口が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット式プリンター等のインクジェット式記録装置に代表される液体噴射装置は、カートリッジやタンク等に貯蔵されたインクなどの液体を液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドが複数設けられた液体噴射ヘッドユニットを具備する。このような液体噴射ヘッドユニットとしては、例えば、複数の液体噴射ヘッドを共通の保持部材であるベースプレートに一方向に少しずつずらした状態でアライメントして固定しているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２５２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の液体噴射ヘッドユニットでは、液体噴射ヘッドユニット単体でしか使用できないので、様々なサイズの記録対象に応じて様々なサイズの液体噴射ヘッドユニットを製造する必要がある。即ち、上記液体噴射ヘッドユニットは、汎用性に乏しいためコスト高であるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、汎用性の高い液体噴射ヘッドユニット及びこれを用いた液体噴射装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体噴射ヘッドユニットは、複数の開口部が設けられたベースプレートを備えると共に、該ベースプレート上に、液体を噴射するノズル開口が複数形成された液体噴射面が前記各開口部から露出するように配置された液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドに駆動信号を供給する一の信号供給ユニットと、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記信号供給ユニットが載置される立設されたフレームとを備え、これらのベースプレート上に備えられた各部材が、前記ベースプレートを底面とした柱状の空間内に収まるように構成され配置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、前記ベースプレートを底面とした柱状の空間内に収まるように構成され配置されていることで、液体噴射ヘッドユニットを複数組み合わせる場合に各部材が接触しない。従って、複数の液体噴射ヘッドユニットを組み合わせることができ、汎用性が高い。
【０００８】
前記信号供給ユニットが、一対の回路基板と、各回路基板に設けられた放熱器とを備え、前記各放熱器が、該回路基板間に設けられていることが好ましい。このように構成することで、放熱効率を高めることが可能であり、その結果、複数の液体噴射ヘッドユニットを組み合わせる場合にも熱がこもりにくい。従って、より汎用性を高めることができる。
【０００９】
前記放熱器が、ベースプレートに対して垂直方向に伸びたフィンを複数備え、かつ、該放熱器の上部には放散した熱を逃がすための筒状部材を備えると共に、前記フレームの前記フィンに対向する部分には、開口が設けられていることが好ましい。このように構成することで、熱をベースプレートに対して垂直方向に放出することができる。そのため、複数の液体噴射ヘッドユニットを横方向に組み合わせる場合にも熱がこもりにくい。従って、より汎用性を高めることができる。
【００１０】
前記各液体噴射ヘッドは、ベースプレートに略千鳥状に配置され、かつ、前記各液体噴射ヘッドの長さが、前記各ノズル開口が列設されてなるノズル列の長さの２倍以下となるように構成されていることが好ましい。このように各液体噴射ヘッドが構成されていることで、ノズル列が液体噴射ヘッドユニットの長手方向に対してとぎれることなく、かつ、液体噴射ヘッドのベースプレートにおける設置面積が少なくなり、液体噴射ヘッドユニットをより小型化することが可能である。従って、複数の液体噴射ヘッドユニットを組み合わせやすく、より汎用性を高めることができる。
【００１１】
前記回路基板と前記液体噴射ヘッドとを繋ぐ配線部材をさらに備え、前記フレームは、前記ベースプレートに固定された複数の脚部と前記脚部に支持された台部とを備え、前記脚部が前記液体噴射ヘッドに隣接して設けられており、該脚部には、前記配線部材を挿通するための開口が形成されていることが好ましい。このように構成されていることで、配線部材も前記ベースプレートを底面とした柱状の空間内に収まり、かつ、フレームの強度を保持しながら配線部材を曲げずに液体噴射ヘッドに接続することが可能である。
【００１２】
本発明の液体噴射装置は、上記いずれかの液体噴射ヘッドユニットを備えたことを特徴とする。本発明の液体噴射装置は、上記の汎用性の高い液体噴射ヘッドユニットを備えることで、記録対象により液体噴射ユニットの組み合わせを変更することができる等、液体噴射装置自体の汎用性も高い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態にかかるヘッドの（ａ）斜視図、（ｂ）要部下面図。
【図２】実施形態にかかるヘッドユニットの斜視図。
【図３】フレーム、信号供給ユニットを除去した状態のヘッドユニットの上面図。
【図４】実施形態にかかるヘッドユニットの上面図。
【図５】放熱部材を除去した場合のヘッドユニットの上面図。
【図６】実施形態にかかる信号供給ユニットの一部分解斜視図。
【図７】実施形態にかかる信号供給ユニットの要部斜視図。
【図８】実施形態にかかるヘッドユニットの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
はじめに、本発明の液体噴射ヘッドユニットであるインクジェット式記録ヘッドユニット１（以下、単にヘッドユニットという）に用いられるインクジェット式記録ヘッド２（以下、単にヘッドという）について、図１を用いて説明する。図１は、ヘッドの構成を説明するための図であり、（ａ）は、ヘッドの斜視図、（ｂ）はヘッドの要部下面図である。
【００１５】
ヘッド２は、入力された駆動信号に応じてインクをノズル開口から噴射するヘッド本体２１を備える。ヘッド本体２１の一端面（上端面）には、インクをヘッド本体２１内に導入するためのインク導入口２２、及び駆動信号を入力するための後述するＦＦＣが挿入されるコネクター２３が設けられている。なお、本実施形態ではインク導入口２２は二つ設けたが、一つでもよい。また、ヘッド本体２１の他端面（下端面、液体噴射面）２４には、インクを噴射するノズル開口２５が形成されている。ノズル開口２５は、ヘッド本体２１の長手方向に列状に並設されており、ノズル列２６を形成している。インク導入口２２とノズル開口２５とは、ヘッド本体２１内部に形成された図示しないインク流路を介して接続されている。このインク流路には図示しない圧力発生手段が設けられており、各ヘッド２は、コネクター２３を介してヘッド２に入力された駆動信号に応じて、圧力発生手段によりインクをノズル開口２５から噴射する。また、ヘッド本体２１の外周には、ヘッド本体２１を後述するベースプレートに固定するための固定部材２７が設けられている。
【００１６】
このようなヘッド２を複数備えた本実施形態のヘッドユニット１について、図２を用いて説明する。図２は、ヘッドユニットの斜視図である。ヘッドユニット１は、複数の（図中では例として８個の）ヘッド２を備えている。各ヘッド２は、固定部材２７を介してそれぞれベースプレート３に固定されている。なお、以下、固定された状態におけるこのヘッド本体２１の短手方向に沿った方向を第一方向とし、このヘッド本体２１の長手方向に沿った方向を第二方向とする。
【００１７】
本実施形態においては、詳細は後述するが、ベースプレートを底面とした柱状の空間内に収まるように、全てのヘッドユニット１の構成部材、即ち、ベースプレート３に固定されたヘッド２（２ａ〜２ｄ）、ヘッド２にインクを供給するインク供給管４（液体供給管）、ベースプレート３に立設けられたフレーム５、フレーム５上に載置された信号供給ユニット６が構成され配置されている。このようにヘッドユニット１の構成部材がベースプレート３を底面とした柱状の空間内に収められていることで、本実施形態のヘッドユニット１は、ヘッドユニット１同士を構成部材が接触せずに組み合わせることができ、汎用性が高いものとなっている。
【００１８】
各ヘッド２は、各ヘッド２を第一方向に沿って二つ並べたものを一組とし、この一組を略千鳥状となるように、かつ、各ヘッド２のノズル列２６（図１参照）がその端部で第一方向に並設された別の一組のヘッド２のノズル列２６の端部と重なるようにベースプレート３に配置されている。このように略千鳥状となるように、かつノズル列の端部をオーバーラップさせてヘッド２を配置していることで、第二方向ではノズル列２６がとぎれることがないため、より広範囲の印刷を高速で行わせることができる。また、ヘッド本体２１の短手方向に二つ並べたものを一組として配置することで、一組のヘッド２のノズル列のピッチを半ピッチずらした状態とすることにより解像度を高くすることができる。
【００１９】
ベースプレート３は、ヘッド本体２１に応じて形成されており、略千鳥状となるように配置されたヘッド２に合わせて、第二方向に沿ってずれた形状となっている。また、ベースプレート３には、各ヘッド２のノズル開口２５が形成された下端面２４が露出するように、複数の開口部３１が設けられている。
【００２０】
また、各ヘッド本体２１の長手方向の長さは、各ヘッド本体２１のノズル開口が並設されてなるノズル開口列の長さの２倍以下となるように構成されている。これにより、ベースプレート３におけるヘッド２の設置面積を小さくすることができる。
【００２１】
各ヘッド２のインク導入口２２（図１参照）には、図示しないインク貯留部に接続されたインク供給管４が接続され、各ヘッド２にインクが供給される。このインク供給管４についてさらに図３も用いて説明する。図３は、フレーム及び信号供給ユニットを除去した状態でのヘッドユニットの上面図である。本実施形態では、インク供給管４は、２本設けられている。
【００２２】
各インク供給管４は、幹流路管４１、枝流路管４２ａ〜４２ｄ、ヘッド側枝流路管４３ａ〜４３ｄからなる。幹流路管４１は、端部で図示しないインク貯留部に接続されている。幹流路管４１から分岐した枝流路管４２ａ〜４２ｄは、各端部で継手４４を介してヘッド側枝流路管４３ａ〜４３ｄに接続されている。ヘッド側枝流路管４３ａ〜４３ｄは、２つに分岐して一つのヘッド２の各インク導入口２２に接続されている。この場合に、各インク供給管４は、図３に示すようにベースプレート３を底面とした柱状の空間内に収まるように構成され配置されている。
【００２３】
具体的には、幹流路管４１は、第一分岐部４５で二つの枝流路管４２ａ、４２ｂに分岐する。枝流路管４２ａは、分岐後下方へ延設された枝流路であり、この枝流路管４２ａはヘッド２ａに接続されたヘッド側枝流路管４３ａに接続する。ヘッド側枝流路管４３ａは、ヘッド２ａに設けられた二つのインク導入口２２に接続する。枝流路管４２ｂは、分岐後水平方向へ延設されており、ヘッド２ａの第二方向に沿って配置されたヘッド２ｂのヘッド側枝流路管４３ｂに接続される。また、枝流路管４２ｂからは分岐点４６においてさらに枝流路管４２ｃが分岐しており、この枝流路管４２ｃは、分岐後第一方向に沿うように延設されており、ヘッド２ａの第一方向に並設されたヘッド２ｃのヘッド側枝流路管４３ｃに接続される。また、枝流路管４２ｃからは分岐点４７においてさらに枝流路管４２ｄが分岐しており、枝流路管４２ｄは、ヘッド２ｃの第二方向に並設されたヘッド２ｄのヘッド側枝流路管４３ｄに接続される。他方のインク供給管４も、同様に構成されて、４つのヘッド２にインクを供給するように構成されている。
【００２４】
ベースプレート３上にはフレーム５が設けられ、このフレーム５には、各ヘッドを駆動するための信号を供給する信号供給ユニット６が載置されている。フレーム５は、４つの脚部５１と、脚部５１によって支持された台部５２とからなる。この脚部５１がヘッド２に隣接した位置、即ちベースプレート３の第二方向に沿ってそれぞれ配置されていることで、ベースプレート３の第二方向の長さを短くすることが可能である。
【００２５】
台部５２には、信号供給ユニット６が載置されている。この信号供給ユニット６について、図４〜図７も用いて詳細に説明する。図４は、ヘッドユニットの上面図であり、図５は放熱部材を除去した場合のヘッドユニットの上面図であり、図６は、信号供給ユニットの一部分解斜視図であり、図７は、信号供給ユニットの要部斜視図である。
【００２６】
図４に示すように、このフレーム５及び信号供給ユニット６も、ベースプレート３を底面とした柱状の空間内に全て収納されている。信号供給ユニット６は、一対の回路基板６１を備えている。各回路基板６１は、第二方向に並設された二組のヘッド２のヘッド本体２１に駆動信号を供給するものである。この回路基板６１のコンデンサーＣ等（図６、図７以外では省略した）が設置された回路形成部６２が形成された回路形成面６３が互いに外側を向くように、かつ、回路形成部６２が重なるように回路基板６１は並設されている。この回路形成部６２間には、回路基板６１で発生する熱を放熱させるためのヒートシンク（放熱器）６４が設けられている。ヒートシンク６４は、ヒートシンク６４で放熱効率を向上させるようにフィン６５がベースプレート３に対して垂直方向に設けられている。この放出した熱をさらに排出しやすいように、フレーム５のフィン６５に対向する部分には、図６に示すように開口５４が形成されている。また、ヒートシンク６４の上部には、筒状部材６６が設けられている。本実施形態の信号供給ユニット６では、このようにベースプレート３に対して垂直方向にフィン６５を備え、かつ、フィン６５に対向するように開口５４及び筒状部材６６を備えていることから、ベースプレート３に対して垂直方向に熱を逃がしやすい構成となっている。
【００２７】
また、回路基板６１には、各ヘッド２に駆動信号を供給するための配線部材（ＦＦＣ）６７が設けられている。ＦＦＣ６７は、回路基板６１の回路形成部６２にその一端で接続されて、かつ、他端はヘッド本体２１のコネクター２３に接続されて、各駆動信号はＦＦＣ６７を介して各ヘッド本体２１に供給されている。なお、コネクター２３とＦＦＣ６７とをコネクター付の中継基板を介して接続するように構成してもよい。フレーム５の脚部５１には開口５３が設けられ、この開口５３にＦＦＣ６７が挿入される。この脚部５１は、前述のようにヘッド２に隣接した位置に設けられているので、この開口５３にＦＦＣ６７を挿通させることで、ＦＦＣ６７を曲げずにヘッド２に接続することが可能である。
【００２８】
このようなヘッドユニット１は、図２に示すように、ベースプレート３を底面とした柱状の空間内に収まるように、各部材が配置され、構成されている。言い換えると、ヘッドユニット１は、ベースプレート３を下方から見上げた場合に、全ての構成部材、即ち複数のヘッド２、インク供給管４、フレーム５及び信号供給ユニット６が見えないように構成されている。
【００２９】
このようにベースプレート３を底面とした柱状の空間内に全ての構成部材が収まるように構成されていることで、本実施形態のヘッドユニット１は、２以上のヘッドユニット１を構成部材同士が接触することなく接続することができるので、汎用性が高い。例えば、図８に示すようにヘッド本体２１の長手方向に複数のヘッドユニット１を並べて一のヘッドユニットＩを構成することができる。この場合にも、ヘッド２が千鳥状に配置されていることによりベースプレート３が第二方向にずれた形状となっていることで、一のヘッドユニットのベースプレート３の凸部３２を別のヘッドユニットのベースプレート３の凹部３３に嵌合することができる。この場合にも、各ヘッド２のノズル列２６（図１参照）は端部でオーバーラップしているので、ヘッドユニット１を複数接続した一のヘッドユニットＩでも、ノズル列が第二方向に対してとぎれることがない。従って、より広範囲の印刷を高速で行わせることができる。また、各ヘッド２、各インク供給管４、フレーム５及び信号供給ユニット６は、ベースプレート３の中心を対称軸とした場合に、回転対称となるように配置されている。このように構成されていることで、ヘッドユニット１を接続する場合に接続方向を考慮する必要がなく、汎用性が高い。
【００３０】
また、本実施形態のヘッドユニット１は、第一方向がインクジェット式記録装置に代表される液体噴射装置の記録用紙や基板等の被記録媒体を搬送する方向と一致するように装置本体に固定されることで、被記録媒体を第一方向に搬送するだけで記録可能ないわゆるライン式記録装置に適用することができる。
【００３１】
なお、液体噴射装置は、特にこれに限定されず、例えば、ヘッドユニット１を被記録媒体の搬送方向とは直交する方向に移動可能に設けられたキャリッジ等の移動手段に搭載することで、ヘッドユニット１によって形成された第二方向に連続するノズル列の長さよりも幅広の被記録媒体に印刷することができる。すなわち、ヘッドユニット１を、第一方向が被記録媒体の搬送方向と一致するように配置し、ヘッドユニット１を第二方向に移動させると共に、被記録媒体を第一方向に移動させながら記録を行うことができる。
【００３２】
上述した実施形態では、一つのベースプレート３に８つのヘッド２を固定してヘッドユニット１を構成するようにしたが、特にこれに限定されず、２つ以上のヘッド２で構成してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  インクジェット式記録ヘッドユニット（ヘッドユニット）、  ２  インクジェット式記録ヘッド（ヘッド）、  ３  ベースプレート、  ４  インク供給管、  ５  フレーム、  ６  信号供給ユニット、  ２１  ヘッド本体、  ２２  インク導入口、  ２３  コネクター、  ２４  下端面、  ２５  ノズル開口、  ２６  ノズル列、  ２７  固定部材、  ３１  開口部、  ４１  幹流路管、  ４２ａ〜４２ｄ  枝流路管、  ４３ａ〜４３ｄ  ヘッド側枝流路管、  ４４  継手、  ４５  第一分岐部、  ５１  脚部、  ５２  台部、  ５３  開口、  ６１  回路基板、  ６２  回路形成部、  ６３  回路形成面、  ６４  ヒートシンク、  ６５  フィン、  ６６  筒状部材、  ６７  ＦＦＣ、  Ｉ  ヘッドユニット、  Ｃ  コンデンサー
【図１】
2010179500.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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