(57)【要約】【課題】インク供給源とインク供給口を容易に装着して、インク流路内に気泡が入り込むのを防止する。【解決手段】ヘッド本体１８と、スペーサ部材３９と、リザーバ部材４０とを有しているインクジェットヘッド１において、リザーバ部材４０に筒状部材５０を突出状に固定する。筒状部材５０は、一端をリザーバ部材４０に圧入して、その開口５２をリザーバ４４に密着させ、針形状に形成された他端をインク供給源２から引き出された連結部材２ａに装着して、その開口（インク供給口）５１を介して、インク供給源２からインクを供給する。ここで、インク供給口５１の外径が開口５２の外径と比較して小さくなるように構成する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部のインク供給源からインクが供給されるインク供給口と、当該インク供給口から供給されたインクを貯えるリザーバと、を備えるリザーバ部材と、
インクを吐出する複数の吐出ノズルと、当該吐出ノズルと前記リザーバとに接続される複数の圧力室と、を備える流路ユニットと、
前記流路ユニットに固定されて前記圧力室内のインクに噴射エネルギーを付与するアクチュエータユニットと、を有するインクジェットヘッドにおいて、
前記リザーバ部材には筒状部材を突出状に固定し、この筒状部材の先端に前記インク供給口を構成するとともに、
前記筒状部材の当該先端の外径は、前記筒状部材の根元の外径よりも小さいことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記筒状部材の材質は、前記リザーバ部材の材質と同一であ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】
前記筒状部材および前記リザーバ部材の材質は、ステンレスであることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドに関し、特に、インクジェットヘッドのインク供給口の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェットヘッドは、流路ユニットの吐出ノズルに接続された圧力室に対し、アクチュエータユニットが噴射エネルギーを付与することにより、吐出ノズルからインクを吐出するようになっている。また、インクは、外部のインク供給源からインク供給口を介して、リザーバ部材のリザーバに貯えられ、各圧力室に充填される。ここで、インク供給源は、必要に応じて交換されるものである。
【０００３】
また、インクジェットヘッドを構成する部材（流路ユニット、アクチュエータユニット、リザーバ部材）間の接合の多くは、接着剤によるものになっている。使用する接着剤の多くは、接合する部材の種類や接合強度の都合上、エポキシ系等の熱硬化型接着剤であり、必然的にインクジェットヘッド製作工程の中で加熱処理が行われる。この加熱処理において、インクジェットヘッドを構成する部材の線膨張係数の違いから、歪みや変形が生じることにより、インクジェットヘッドのインク流路内に空気（気泡）が入ってしまう不良品となってしまい、歩留まりが低下してしまっていた。
そこで、下記特許文献１に記載のように、インクジェットヘッドを構成する部材の線膨張係数の違いから起こる歪みや変形を抑制する手段として、基板部材と流路部材の線膨張係数が同等のものを使用するか、あるいは同一の素材を使用することにより、熱膨張の影響を介する技術が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３２８６８５号公報
【０００５】
【発明の解決しようとする課題】
しかしながら、インク供給源の交換時に、インク供給口とインク供給源（または、インク供給源から引き出された可撓性チューブ等の連結部材）との装着が容易でなければ、インクジェットヘッドのインク流路内に気泡が入り込む等の問題が生じる。
【０００６】
また、リザーバ部材と、先端にインク供給口を構成する筒状部材とは圧入密着して接合されているが、インクジェットヘッドにおいて温度変化が生じた場合に、両部材の線膨張係数に違いがあると、筒状部材とリザーバ部材との間に歪みや変形が生じて、インクジェットヘッドのインク流路内に気泡が入り込むという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、インク供給源とインク供給口を容易に装着することにより、インク流路内に気泡が入り込むのを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ものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１のインクジェットヘッドは、外部のインク供給源からインクが供給されるインク供給口と、当該インク供給口から供給されたインクを貯えるリザーバと、を備えるリザーバ部材と、インクを吐出する複数の吐出ノズルと、当該吐出ノズルと前記リザーバとに接続される複数の圧力室と、を備える流路ユニットと、前記流路ユニットに固定されて前記圧力室内のインクに噴射エネルギーを付与するアクチュエータユニットと、を有するインクジェットヘッドにおいて、前記リザーバ部材には筒状部材を突出状に固定し、この筒状部材の先端に前記インク供給口を構成するとともに、前記筒状部材の当該先端の外径は、前記筒状部材の根元の外径よりも小さいことを特徴とする。
【０００９】
請求項１によると、インク供給源（または、インク供給源から引き出された可撓性チューブ等の連結部材）をインク供給口に装着する際に、前記筒状部材が先細状となっているので、容易に装着することができる。
【００１０】
請求項２のインクジェットヘッドは、請求項１に記載のインクジェットヘッドであって、前記筒状部材の材質は、前記リザーバ部材の材質と同一であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２によると、筒状部材とリザーバ部材の材質が同じであるから、線膨張係数も同一となる。従って、リザーバ部材に形成した穴に筒状部材を圧入することで固定した場合に、温度・湿度が変化しても両部材は同じように膨張／収縮することとなるから、筒状部材とリザーバ部材との密着状態を良好に維持することができる。従って、筒状部材とリザーバ部材との境界部分を介して外部から気泡がインク流路に進入することを防止できる。
【００１２】
請求項３のインクジェットヘッドは、請求項２に記載のインクジェットヘッドであって、前記筒状部材および前記リザーバ部材の材質は、ステンレスであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３によると、リザーバ部材の材質と筒状部材の材質が、耐インク性の優れたステンレスにより構成される。従って、インクの種類を選ばず、様々なインクを使用することができる。更には、空気の遮断性に優れるステンレスを採用したことで、空気がリザーバ部材・筒状部材を通過してインク流路に進入し、気泡となることも防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１５】
まず、本実施の形態に係るインクジェットヘッドについて図１〜図６に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドの正面図である。図２は、インクジェットヘッドの側面拡大図である。図３は、リザーバ部材及び筒状部材の拡大断面図である。図４は、リザーバプレートの分解斜視図である。図５は、流路ユニット内のインク流路を示す、インクジェットヘッド本体の断面図である。図６は、インクジェットヘッドが並べて設けられた状態を示す底面図である。
【００１６】
まず、インクジェットヘッド構造について説明する。図１に示すように、本実施の形態によるインクジェットヘッド１は、ヘッド本体１８と、スペーサ部材３９と、リザーバ部材４０とを有している。尚、これらの部材（ヘッド本体１８、スペーサ部材３９、リザーバ部材４０）は、互いに接着固定されている。また、リザーバ部材４０の両端部は、図示されないプリンタ側に設けられている適宜の部材１２に対し、ネジ１３により取り付けられる。
【００１７】
リザーバ部材４０の端部には筒状部材５０が突出状に固定され、この筒状部材５０の先端に、インクカートリッジ（インクタンク）等のインク供給源２から引き出された連結部材（例えば、可撓性チューブ等）２ａが外嵌され装着されている。この筒状部材５０は、図３に示すように、根元側の端部（基端）をリザーバ部材４０に圧入して、当該基端側の開口５２を、後述するインク流路（リザーバ）４４に密着させている。
また、筒状部材５０の突出端側は外径の小さい縮径部５３としており、更には突出端側の端面を斜め（尖り状）に構成して、当該端面に開口（インク供給口）５１が形成されている。
そして前述のとおり、この縮径部５３の外周面に、インク供給源２から引き出された可撓性チューブ等の連結部材２ａが図１のように嵌合され装着されることで、インク供給源２とインク供給口５１とが相互に接続される。この構成により、インク供給源２のインクは、前記連結部材２ａおよび前記筒状部材５０の内部を通って、前記リザーバ部材４０内部に供給される。ここで、上記縮径部５３が設けられている結果、インク供給口５１の外径は、図３に示すように、開口５２の外径と比較して小さくなるように構成されている。
【００１８】
また、リザーバ部材４０は、図４に示すように、上から順に、金属平板（リザーバプレート）４１〜４３の合計３枚の金属平板が積層された積層構造を有している。そして、その内部には、インク供給源２から後述するヘッド本体１８のマニホールド流路３０へインクを導くための、インク流路（リザーバ）４４が形成されている。
【００１９】
ここで、リザーバ部材４０と筒状部材５０とは、同一の材質で形成される。その材質は、ステンレス（ＳＵＳ）であることが望ましい。
【００２０】
そして、インクジェットヘッド１は、図２に示すように、図示されないプリンタ側に設けられている適宜の部材１４に対し、ホルダ１５を介して取り付けられる。このホルダ１５は、側面視で垂直部１５ａと水平部１５ｂとを有する逆「Ｔ」字状に形成されており、垂直部１５ａにネジ１６によりプリンタ本体側に取り付けられる一方で、水平部１５ｂの下面には、スペーサ部材３９を介して、リザーバ部材４０及びヘッド本体１８を固定する構成となっている。
【００２１】
尚、このインクジェットヘッド１は、四色のインク（マゼンダ、イエロー、ブルー、ブラック）に対応して、用紙搬送方向に沿って四つ並べて設けられている。インクジェットヘッド１は、その下面側から見た図である図６に示すように、用紙搬送方向に垂直な長手方向に有する細長い長方形状とされるとともに、その下面に取り付けられるヘッド本体１８には、インクを下方に向けて噴射するための微小系の吐出ノズル１３を多数並べて形成している。
【００２２】
次に、インクジェットヘッド１のヘッド本体１８の構成を説明する。ヘッド本体１８は、図５に示すように、多数の圧力室３４や吐出ノズル１３が形成された流路ユニット２０と、その上面に並べて接着される複数の台形平板状のアクチュエータユニット１９と、から構成されている。
【００２３】
流路ユニット２０は、上から順に、金属平板２１〜２９（キャビティプレート２１、ベースプレート２２、アパーチャプレート２３、サプライプレート２４、マニホールドプレート２５、２６、２７、カバープレート２８、ノズルプレート２９）の合計９枚の薄い金属平板が積層された積層構造を有している。上から数えて第５〜第７層の平板（マニホールドプレート）２５〜２７に跨るようにしてマニホールド流路３０が形成される。このマニホールド流路３０には、リザーバ部材４０の前記リザーバ４４内のインクが、図示しないインレット口を介して供給される。第５〜第７層の平板（マニホールドプレート）２５〜２７の直ぐ上の第４層の平板（サプライプレート）２４には連絡孔３１が形成され、この連絡孔３１が、第３層の平板（アパーチャプレート）２３に形成された絞り部３２に接続している。
【００２４】
絞り部３２は、第２層の平板（ベースプレート）２２に形成された連通孔３３を介して、第１層の平板（キャビティプレート）２１に形成される圧力室３４の一端に連通する。この圧力室３４は、上記のアクチュエータユニット１９の駆動を受けてインクに圧力を与えるためのものであり、多数の吐出ノズル１３のそれぞれに対応して一つずつ設けられている。圧力室３４の他端は、第２〜第８層の平板に貫通して形成されたノズル連絡孔３５を介して、第９層の平板（ノズルプレート）２９に形成された吐出ノズル１３に接続されている。
【００２５】
以上の構成により、インクは、前記インク供給源２からリザーバ４４を経由し、流路ユニット２０内のマニホールド流路３０に至る。そして、連絡孔３１から絞り部３２・連通孔３３を経由して、圧力室３４に供給されたインクは、後述のアクチュエータユニット１９の駆動によって圧力を付与され、ノズル連絡孔３５を経由して吐出ノズル１３に至り、噴射される。
【００２６】
なお、前述のマニホールド流路３０、圧力室３４、絞り部３２、連絡孔３１、連通孔３３、ノズル連絡孔３５等は、各平板２１〜２８にエッチング又はレーザーで形成されている。また、ノズルプレート２９の吐出ノズル１３は、プレス加工又はレーザー加工により形成されている。
【００２７】
アクチュエータユニット１９は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミック材料からなる薄い圧電シートを数枚重ねるとともに、薄いＡｇ−Ｐｄ系の金属材料からなる電極膜を圧電シート間に介在させることで、前記圧力室３４のそれぞれに対応して活性部が一つずつ形成される構成となっている。
【００２８】
この構成において、対となる電極間に電位差が与えられることで、当該活性部が前記圧力室３４側に凸となるように変形する。この結果、圧力室３４の容積が縮小されて、圧力室３４内部のインク噴射のための圧力が得られる。
【００２９】
また、図５に示すように、アクチュエータユニット１９の上面には、フレクシブルフラットケーブル１７の一端が接着されており、このフレクシブルフラットケーブル１７は、図１及び図２に示すように、ヘッド本体１８から引き出されて、屈曲されながら上側に延出されている。このフレクシブルフラットケーブル１７内の導線を介して、前記アクチュエータユニット１９の前述の電極が、印字制御のための図示しないドライバＩＣと電気的に接合される。
【００３０】
以上の説明のように、本実施形態のインクジェットヘッド１によれば、インク供給口５１の外径は、開口５２の外径と比較して小さくなるように構成されている。
その結果、インク供給源から引き出された可撓性チューブ等の連結部材２をインク供給口５１に装着する際に、筒状部材５０が先細状となっているので、容易に装着することができる。
【００３１】
また、筒状部材５０とリザーバ部材４０の材質が同じであるから、線膨張係数も同一となる。
その結果、リザーバ部材４０に形成した穴に筒状部材５０を圧入することで固定した場合に、温度・湿度が変化しても両部材は同じように膨張／収縮することとなるから、筒状部材５０とリザーバ部材４０との密着状態を良好に維持することができる。従って、筒状部材５０とリザーバ部材４０との境界部分を介して外部から気泡がインク流路（リザーバ）４４に進入することを防止できる。
【００３２】
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、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな変更が可能なものである。
【００３３】
例えば、上記実施の形態においては、インク供給口５１をインクカートリッジ（インクタンク）等のインク供給源２から引き出された可撓性チューブ等の連結部材２ａに装着しているが、それに限らない。例えば、インク供給源に直接装着しても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１によると、インク供給源（または、インク供給源から引き出された可撓性チューブ等の連結部材）をインク供給口に装着する際に、前記筒状部材が先細状となっているので、容易に装着することができる。
【００３５】
請求項２によると、筒状部材とリザーバ部材の材質が同じであるから、線膨張係数も同一となる。従って、リザーバ部材に形成した穴に筒状部材を圧入することで固定した場合に、温度・湿度が変化しても両部材は同じように膨張／収縮することとなるから、筒状部材とリザーバ部材との密着状態を良好に維持することができる。従って、筒状部材とリザーバ部材との境界部分を介して外部から気泡がインク流路に進入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドの正面図である。
【図２】インクジェットヘッドの側面拡大図である。
【図３】リザーバ部材及び筒状部材の拡大断面図である。
【図４】リザーバプレートの分解斜視図である。
【図５】流路ユニット内のインク流路を示す、インクジェットヘッド本体の断面図である。
【図６】インクジェットヘッドが並べて設けられた状態を示す底面図である。
【符号の説明】
１　インクジェットヘッド
２　インク供給源
１３　吐出ノズル
１９　アクチュエータユニット
２０　流路ユニット
３４　圧力室
４０　リザーバ部材
４４　リザーバ（インク流路）
５０　筒状部材
５１　インク供給口
【図１】
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【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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