(57)【要約】【課題】インクジェットヘッド内にインク飛沫が侵入するのを防止する。【解決手段】圧力室からノズルに至る多数の個別流路が形成された流路ユニット１４０の上面に、アクチュエータユニット１２０が取り付けられていると共に２つのヒートシンク１５０が立設されている。ヘッドカバー１１０が流路ユニット１４０との間でヒートシンク１５０を挟持している。ヒートシンク１５０が、ヘッドカバー１１０の側壁１１２の内壁面と対向しており、当該内壁面に形成された切り欠き１１０ｂとの間でヒートシンク１５０と側壁１１２との境界線に沿った空隙を形成している。境界線に沿って塗布されたポッティング剤１５６が毛細管現象により空隙に充填されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有する流路ユニットと、
前記流路ユニットにおける前記吐出面とは反対側の取り付け面に取り付けられた、前記吐出口からインクを吐出させるための吐出エネルギーを発生するアクチュエータと、
前記流路ユニットの長手方向に沿って延在し、且つ、前記アクチュエータが取り付けられた前記取り付け面に当接している複数の壁板と、
前記流路ユニットとの間で前記壁板を挟みつつ、前記流路ユニットの前記取り付け面の上方を覆うカバー部材とを備えており、
前記カバー部材が、前記壁板と対向しつつ前記壁板との間で空隙を形成している側壁を有しており、
前記空隙に封止剤が充填されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記空隙が、前記壁板を面方向に関する外側から見たときの当該壁板と前記側壁との境界線全てに沿うように形成されており、その全ての前記空隙に前記封止剤が充填され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ヘッド。
【請求項３】
前記空隙となる切り欠きが前記側壁に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記空隙となる切り欠きが前記壁板に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記封止剤の粘度が、５〜２０パスカル秒の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴を吐出して印刷を行うインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
被記録媒体にインク滴を吐出するインクジェットヘッドとして、共通インク室から圧力室を経てノズルに至る複数の個別インク流路を有する流路ユニットと、ノズルからインク滴を吐出するための吐出エネルギーを圧力室に付与するアクチュエータとを有するものがある。アクチュエータとしては、例えば、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる圧電層を、各圧力室に対応する個別電極とグランド電位が付与された共通電極とで挟持したものが用いられる。このようなアクチュエータにおいては、インク飛沫が付着することにより、表面に配置された個別電極同士が短絡することがある。そこで、アクチュエータにインク飛沫が付着しないように、流路ユニット上にカバーを装着するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６９８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェットヘッド内にインク飛沫が侵入するのを抑制するという観点からは、カバーの端面と流路ユニットとが完全に密着することが好ましい。しかしながら、カバーの製造誤差の影響などによりカバーの端面と流路ユニットとの間に隙間が生じることがある。そこで、製作精度の高い側板を、その端面が流路ユニットに密着するように取り付け、側板の上からカバー部材を取り付けることが考えられる。このとき、インク飛沫の侵入を防止するため外部に露出している側板とカバー部材との境界部分を封止剤により封止する必要がある。しかしながら、封止剤を均一且つ十分に塗布することが難しいことに加え、経時変化により境界部分において側板とカバー部材との位置関係が変化することがあるため、境界部分に塗布された封止剤の一部が剥離してインクジェットヘッド内にインク飛沫が侵入し易くなることがある。
【０００５】
そこで、本発明は、インクジェットヘッド内にインク飛沫が侵入するのを確実に防止することができるインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数の吐出口が形成された吐出面を有する流路ユニットと、前記流路ユニットにおける前記吐出面とは反対側の取り付け面に取り付けられた、前記吐出口からインクを吐出させるための吐出エネルギーを発生するアクチュエータと、前記流路ユニットの長手方向に沿って延在し、且つ、前記アクチュエータが取り付けられた前記取り付け面に当接している複数の壁板と、前記流路ユニットとの間で前記壁板を挟みつつ、前記流路ユニットの前記取り付け面の上方を覆うカバー部材とを備えている。そして、前記カバー部材が、前記壁板と対向しつつ前記壁板との間で空隙を形成している側壁を有しており、前記空隙に封止剤が充填されている。
【０００７】
本発明によると、空隙に封止剤が充填されるため、カバー部材の側壁と側板との密着性が高くなると共に安定する。これにより、インクジェットヘッド内にインク飛沫が侵入するのを確実に防止することができる。さらに、封止剤のはみ出し量が少なくなるため、インクジェットヘッドの側面が汚れ難くなる。
【０００８】
本発明においては、前記空隙が、前記壁板を面方向に関する外側から見たときの当該壁板と前記側壁との境界線全てに沿うように形成されており、その全ての前記空隙に前記封止剤が充填されていることが好ましい。これにより、カバー部材の側壁と側板との密着性がさらに高くなる。
【０００９】
また、本発明においては、前記空隙となる切り欠きが前記側壁に形成されていてもよい。または、前記空隙となる切り欠きが前記壁板に形成されていてもよい。これによると、空隙を容易に形成することができ、インクジェットヘッドの低コスト化を図ることができる。
【００１０】
さらに、本発明においては、前記封止剤の粘度が、５〜２０パスカル秒の範囲内にあることがより好ましい。これにより、封止剤を毛細管現象により空隙の奥まで容易に充填することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態であるインクジェットヘッド１の概略斜視図である。図２は、ヘッドカバー１１０及びヒートシンク１５０が取り外された状態におけるインクジェットヘッド１の斜視図である。図３は、図１に示すIII−III線に沿った断面図である。インクジェットヘッド１は、インクジェットプリンタ等のインクジェット方式を用いるあらゆる文字・画像記録装置に適用されるものである。インクジェットヘッド１は平面視において一方向に長尺な形状を有している。
【００１３】
インクジェットヘッド１は、記録装置内では、搬送機構で搬送される用紙（被記録媒体）に対向するように配置される。インクジェットヘッド１は、長尺な直方体形状を有するラインヘッドで、その長手方向が主走査方向に固定されている。搬送機構は、用紙を搬送する搬送ベルトを備え、給紙機構から送り出された用紙をインクジェットヘッド１の対向領域へと搬送する。インクジェットヘッド１は、この搬送ベルトの幅方向のほぼ全長に亘る印刷領域を有し、用紙の搬送方向に沿って４つ併設されている。各インクジェットヘッド１は異なる色のインク滴を吐出し、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックからなるカラー印刷ができる。外部からの画像データに基づいて、搬送機構が用紙をインクジェットヘッド１の対向領域に送り、各インクジェットヘッド１がこのタイミングに合わせてインク滴をそれぞれ吐出する。このように画像が形成された用紙は、さらに搬送されて後段の排紙部に収容される。
【００１４】
なお、本実施形態において主走査方向とはインクジェットヘッド１の平面視において長尺な方向であり、副走査方向とは平面視において主走査方向に垂直な方向である。そして、下方向とはインクジェットヘッド１から吐出されるインク滴の吐出方向であり、上方向とは下方向と逆の方向である。
【００１５】
図１〜図３に示すように、インクジェットヘッド１は、下面（吐出面）にノズルの開口が形成された流路ユニット１４０と、流路ユニット１４０にインクを供給するインクリザーバ１３０と、ヘッドカバー（カバー部材）１１０と、２つのヒートシンク（側板）１５０と、制御基板１７０とを有している。そして、制御基板１７０、インクリザーバ１３０及び流路ユニット１４０が、上方から下方へと順に積層されている。
【００１６】
流路ユニット１４０の内部には、共通インク室及び共通インク室から圧力室を経てノズルに至る多数の個別インク流路を含む流路が形成されている。流路ユニット１４０の上面（取り付け面）にはノズルからインク滴を吐出させるために、多数の圧力室のインクに対して選択的に吐出エネルギーを付与することができる４つのアクチュエータユニット１２０が取り付けられている。アクチュエータユニット１２０は、圧力室と対向するように配置された多数の個別電極と共通電極とで挟持された圧電層を含むユニモルフ式のアクチュエータである。この圧電層は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる。また、個別電極及び共通電極はＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。個別電極は、アクチュエータユニット１２０の上面においてガラスフリットを含む金からなるランドを介してＦＰＣ１６２の対応する配線１６２ａと電気的に接続されている。ドライバＩＣ１６０からＦＰＣ１６２の配線１６２ａを介して個別電極に所定の電圧パルスが供給されることにより、アクチュエータユニット１２０の当該個別電極に対応する領域が変形し、当該領域に対向する圧力室の容積が変化する。これにより、圧力室内のインクに圧力波（吐出エネルギー）が発生し、対応するノズルからインク滴が吐出される。
【００１７】
制御基板１７０は、アクチュエータユニット１２０を制御するものであり、図２及び図３に示すように、インクリザーバ１３０の上方に固定されている。制御基板１７０の上面には、４つのコネクタ１７０ａが固定されている。コネクタ１７０ａは、制御基板１７０上に構築された各種のプロセッサや記憶装置と電気的に接続されている。
【００１８】
各コネクタ１７０ａの側面には、ＦＰＣ１６２の一端が電気的に接続されている。ＦＰＣ１６２は可撓性のシート状の部材であり、複数の配線１６２ａが形成されていると共にドライバＩＣ１６０が実装されている。一方、インクリザーバ１３０の凹部１３３ｂ内において、ＦＰＣ１６２の他端（配線１６２ａの端子）が、アクチュエータユニット１２０の個別電極に電気的に接続されている。
【００１９】
ドライバＩＣ１６０は、アクチュエータユニット１２０を駆動するＩＣチップである。また、ドライバＩＣ１６０は、図３に示すように、ヒートシンク１５０と対向する位置において、インクリザーバ１３０の側面に設けられたスポンジ１６１によってＦＰＣ１６２とともにヒートシンク１５０に対して付勢されている。ヒートシンク１５０は、アルミやステンレスのような金属性の板状部材であり、その内面には、ドライバＩＣ１６０と対向する位置に放熱シート１５７が貼り付けられている。そして、ドライバＩＣ１６０が、放熱シート１５６を介してヒートシンク１５０に密着しており、ドライバＩＣ１６０とヒートシンク１５０とが熱的に結合される。これにより、ドライバＩＣ１６０で発生した熱がヒートシンク１５０を介して放熱される。
【００２０】
インクリザーバ１３０は、流路ユニット１４０に向かって順に、上リザーバ１３１、リザーバベース１３２及び下リザーバ１３３を有している。上リザーバ１３１の内部には、インク流路１３５が形成されている。インク流路１３５は、インク供給弁１１１と連通していると共にリザーバベース１３２内に形成された図示しないインク流路を介して流路ユニット１４０と連通している。インク流路１３５の下面の一部は、可撓性のフィルム１３１ｄから成る。なお、フィルム１３１ｄの下面は、リザーバベース１３２と所定の間隙を介して対向しており、この間隙に対応して変位可能に配置されている。このため、このフィルム１３１ｄが振動することによって、インク流路１３５内に充填されたインクに発生する圧力波による衝撃が吸収される。また、インク流路１３５内には、複数の微細孔を有するフィルタ１３１ｃが配置されている。
【００２１】
下リザーバ１３３は、図３に示すように、流路ユニット１４０と接合されているが、両者の境界面には凹部１３３ｂが部分的に形成されている。凹部１３３ｂは、アクチュエータユニット１２０にそれぞれ対応して配置され、この凹部１３３ｂが作る隙間内で、アクチュエータユニット１２０が流路ユニット１４０の表面に取り付けられている。このようにインクリザーバ１３０に形成されたインク流路１３５を通じて、インク供給弁１１１から供給されたインクが流路ユニット１４０に流入する。流路ユニット１４０に到達するまでにインク流路１３５に設けられたフィルタ１３１ｃをインクが通過する。その際にインク内の不純物がフィルタ１３１ｃによって濾過される。
【００２２】
ヘッドカバー１１０について、図４をさらに参照しつつ説明する。図４は、ヘッドカバー１１０を流路ユニット１４０側から見た斜視図である。図１及び図４に示すように、ヘッドカバー１１０は、下方向に開口した略箱形形状を有しており、流路ユニット１４０との間で２つのヒートシンク１５０を挟みつつ、流路ユニット１４０上の空間（アクチュエータユニット１２０が取り付けられた取り付け面の上方）を覆うように設置されている。ヘッドカバー１１０の上面にはインク供給弁１１１が設けられており、インク供給弁１１１を通じてインクリザーバ１３０にインクが供給される。
【００２３】
また、ヘッドカバー１１０は、流路ユニット１４０の短手方向に関する両側縁部に向かって上下方向に延びた側壁１１２を含んでいる。この側壁１１２には主走査方向に延在した矩形状の開口１１０ａが形成されている。開口１１０ａは、側壁１１２の下端から上下方向に関する中央近傍に亘って形成された切り欠きであり、後述するヒートシンク１５０に形成された平坦突出部１５０ａをヘッドカバー１１０から露出させるためのものである。さらに、側壁１１２の内壁面には、開口１１０ａの縁部の全てに沿って延在する切り欠き１１０ｂが形成されている。なお、各側壁１１２の内側には、その肉厚が階段状となるように凹部１１２ａが形成されており、ヒートシンク１５０の上端部が、側壁１１２内側の段部に当接している。これによって、ヒートシンク１５０が、側壁１１２と流路ユニット１４０との間で挟持されている。
【００２４】
ヒートシンク１５０について図５をさらに参照しつつ説明する。図５は、ヒートシンク１５０の側面図である。ヒートシンク１５０は、アルミニウム金属からなる板部材であり、流路ユニット１４０の長手方向に延在した略長方形形状を有している。ヒートシンク１５０の中央には、流路ユニット１４０の長手方向に延在した矩形状の平坦突出部１５０ａが形成されている。この平坦突出部１５０ａは、副走査方向（短手方向）について、流路ユニット１４０の外側に突出している。この平坦突出部１５０ａは、例えば、金属製の平板にプレス加工が施されることによって形成される。このように、ヒートシンク１５０に平坦突出部１５０ａが形成されることで、ヒートシンク１５０の剛性が高められている。
【００２５】
ヒートシンク１５０の下端部には、下方に突出している５つの突起部１５０ｂが長手方向に沿って配列するように形成されている。流路ユニット１４０の上面には凹部１４１が形成されており、突起部１５０ｂが凹部１４１に嵌合することによって、ヒートシンク１５０が流路ユニット１４０の上面における短手方向に関する各端部近傍に立設されている。このとき、ヒートシンク１５０の突起部１５０ｂを除く下端面が流路ユニット１４０の上面と密着しており、ヒートシンク１５０と流路ユニット１４０との間からインク滴やインク飛沫が侵入するのを防止している。なお、本実施形態においては、アルミニウム金属からなるヒートシンク１５０を採用したが、その材質は、例えば、チタン金属、マグネシウム金属のいずれか、又はそれぞれの合金からなるものであってもよいし、アルミニウム合金であってもよい。
【００２６】
また、ヒートシンク１５０における平坦突出部１５０ａの外周面が、ヘッドカバー１１０の側壁１１２の内壁面と対向しており、当該内壁面に形成された切り欠き１１０ｂとの間で空隙を形成している。この空隙は、ヒートシンク１５０を面方向（厚み方向）に関するインクジェットヘッド１の外側から見たときのヒートシンク１５０と側壁１１２との境界線、即ち、開口１１０ａの端面全てに沿うように形成されている。そして、この境界線全てに沿ってポッティング剤１５６が塗布されている。塗布されたポッティング剤１５６は、毛細管現象によりヒートシンク１５０と切り欠き１１０ｂとの間に形成された全ての空隙に充填されている。なお、毛細管現象でポッティング剤１５６を空隙に充填するためには、ポッティング剤１５６の粘度が５〜２０パスカル秒であることが好ましい。また、ヒートシンク１５０及び流路ユニット１４０間の隙間がポッティング剤１５５によって封止されている。これにより、ヘッドカバー１１０、ヒートシンク１５０及び流路ユニット１４０で囲まれた空間が密閉空間となっている。
【００２７】
以上説明した本実施形態によると、ヒートシンク１５０と切り欠き１１０ｂとの間に形成された全ての空隙にポッティング剤１５６が充填されているため、ヘッドカバー１１０の側壁１１２とヒートシンク１５０との密着性が高くなると共に安定する。これにより、インクジェットヘッド１内にインク飛沫が侵入してアクチュエータに付着するのを抑制することができる。さらに、ポッティング剤１５６のはみ出し量が少なくなるため、インクジェットヘッド１の側面が汚れ難くなる。
【００２８】
さらに、ヘッドカバー１１０に切り欠き１１０ｂを設けるという簡単な方法で空隙を形成することができるため、インクジェットヘッド１の低コスト化を図ることができる。
【００２９】
加えて、ポッティング剤１５６の粘度が５〜２０パスカル秒の範囲内にあるため、ポッティング剤１５６を毛細管現象により空隙の奥まで容易に充填させることができる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態においては、２つのヒートシンク１５０が、流路ユニット１４０の短手方向に関する各端部近傍に配置されている構成であるが、ヒートシンクのような側板が１つ又は３つ以上配置されていてもよい。
【００３１】
また、上述の実施形態においては、ヘッドカバー１１０の側壁１１２に形成された切り欠き１１０ｂがヒートシンク１５０との間で空隙を形成する構成であるが、ヒートシンクの内壁面に切り欠きや凹部を形成することによってヒートシンクとヘッドカバー１１０の側板との間で空隙を形成する構成であってもよい。
【００３２】
さらに、上述の実施形態においては、ヒートシンク１５０にドライバＩＣ１６０の熱を放熱させる構成であるが、ヒートシンク１５０は、このような放熱機能を有さない側板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの概略斜視図である。
【図２】図１に示されたインクジェットヘッドの内部の構成を示す斜視図である。
【図３】図１に示すIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図１に示されたヘッドカバーの斜視図である。
【図５】図１に示されたヒートシンクの側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    インクジェットヘッド
１１０    ヘッドカバー
１１０ａ    開口
１１０ｂ    切り欠き
１１２    側壁
１２０    アクチュエータユニット
１３０    インクリザーバ
１３５    インク流路
１４０    流路ユニット
１４１    凹部
１５０    ヒートシンク
１５０ａ    平坦突出部
１５０ｂ    突起部
１５５、１５６    ポッティング剤
１５６    放熱シート
【図１】
2008087231.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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