(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体形状の記録ヘッドと、
該記録ヘッドの天面に収まるよう載置されて該記録ヘッドと一体的に連結され、インクカートリッジからインクの供給を受ける直方体形状のバッファタンクと、を備え、
一端が前記バッファタンクの側面に設けられた第一連結部に嵌着され、
他端が前記記録ヘッドの天面であって前記第一連結部の下部に設けられた第二連結部に嵌着される弾性体からなるチューブにより、前記バッファタンクから前記記録ヘッドへのインクの供給がなされることを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
【請求項２】
直方体形状の記録ヘッドと、
２本の脚部により本体部が支持される形状であって、前記記録ヘッドの天面の長手方向における両端部側に前記２本の脚部が載置され、かつ前記本体部が前記記録ヘッドの天面に収まるよう載置されて、前記記録ヘッドと一体的に連結され、インクカートリッジからインクの供給を受けるバッファタンクと、を備え、
一端が前記バッファタンクの前記２本の脚部に挟まれる前記本体部の底面に設けられた第一連結部に嵌着され、
他端が前記記録ヘッドの天面であって前記第一連結部に対向する位置に設けられた第二連結部に嵌着される弾性体からなるチューブにより、前記バッファタンクから前記記録ヘッドへのインクの供給がなされることを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
【請求項３】
前記第一連結部と前記第二連結部の、前記チューブの嵌着される先端面がテーパ状に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドユニット。
【請求項４】
前記請求項１乃至３に記載のインクジェットヘッドユニットを具備し、供給された用紙等に所望の印刷を行なうことを特徴とするインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置の函体内に配置され、搬送される用紙にインクによる印刷を行なうためのインクジェットヘッドユニット及びこれを具備したインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置として単色のものもあるが、カラーインクジェット式記録装置はマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色のインクを使用する。また、最近のカラーインクジェット記録装置は高速化の要請に伴いインクを供給するインクカートリッジが大容量のものが使用される。以上のように、多色で大容量のインクを用いるものでは少なくとも多色（４色）分のインクカートリッジが必要であり、これをキャリッジに搭載する型式のインクジェット記録装置の場合にはキャリッジの総重量が大きくなり、キャリッジを駆動する駆動モータの出力も大となり、更にキャリッジのリターンの際のキャリッジの反動が大きくなり、振動等が発生する等の問題点がある。このため、従来技術においても例えば、特開平１１−７０６６７号公報に示すように、キャリッジに多色のバッファタンクを搭載し、このバッファタンクに記録ヘッドを一体的に連結したインクジェットヘッドユニットが採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図８は前記公知技術におけるインクジェットヘッドユニット１ｃを示す。このものは、図略のキャリッジ側に固定されるヘッドホルダ１７と、ヘッドホルダ１７に支持されるバッファタンク３ｃと、バッファタンク３ｃに一体的にジョイント結合される記録ヘッド４ｃ等とから構成される。なお、図においてバッファタンク３ｃに連結されるチューブ１３ｃは、図略のインクカートリッジに連結され多色のインクの供給を受ける。
【０００４】
図８に示すように、バッファタンク３ｃと記録ヘッド４ｃとは一体的に連結されるがその間にはインクシールをする必要があるため、図示のようなパッキン１８が介設される。なお、パッキン１８の替りに液状のシール剤を塗布して両者間を固着する手段等が採用される。然し乍ら、パッキン１８を用いるとパッキン１８には常時高い押圧力が作用しその寿命の低下が生ずる。また、シール剤を使用する場合には、供給されるインクに対して化学的に安定な性状を有するシール剤を用いる必要があり、その選定が難しい問題点がある。また、このシール剤がインクの流路内にはみ出ないような塗布や工夫が必要である。また、シール剤を硬化させるための特別な処置作業が必要となり製造コストが大となる。
【０００５】
本発明は、以上の問題点を解決するために発明されたものであり、簡便で安価の構造からなり、耐久性の向上や作業性の向上が図れるインクジェットヘッドユニット及びこれを具備したインクジェット式記録装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１に記載のインクジェットヘッドユニットは、直方体形状の記録ヘッドと、該記録ヘッドの天面に収まるよう載置されて該記録ヘッドと一体的に連結され、インクカートリッジからインクの供給を受ける直方体形状のバッファタンクと、を備え、一端が前記バッファタンクの側面に設けられた第一連結部に嵌着され、他端が前記記録ヘッドの天面であって前記第一連結部の下部に設けられた第二連結部に嵌着される弾性体からなるチューブにより、前記バッファタンクから前記記録ヘッドへのインクの供給がなされることを特徴とする。バッファタンクと記録ヘッドとはチューブにより連結されるため簡便安価に実施でき、かつ連結作業も容易であり作業性の向上が図れる。
【０００７】
また、略直線状のチューブでバッファタンクと記録ヘッドとは連結されるためキャリッジ等の往復時に振動等が生じてもチューブが脱落することはなくバッファタンクと記録ヘッドとの連結性の確実化や安定化が図れる。
【０００８】
また、チューブが弾性体からなるため、バッファタンクや記録ヘッドの連結部が凸状のものでも凹状のものでも圧入して嵌着することができ、インク漏れを防ぐことができる。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載のインクジェットヘッドユニットは、直方体形状の記録ヘッドと、２本の脚部により本体部が支持される形状であって、前記記録ヘッドの天面の長手方向における両端部側に前記２本の脚部が載置され、かつ前記本体部が前記記録ヘッドの天面に収まるよう載置されて、前記記録ヘッドと一体的に連結され、インクカートリッジからインクの供給を受けるバッファタンクと、を備え、一端が前記バッファタンクの前記２本の脚部に挟まれる前記本体部の底面に設けられた第一連結部に嵌着され、他端が前記記録ヘッドの天面であって前記第一連結部に対向する位置に設けられた第二連結部に嵌着される弾性体からなるチューブにより、前記バッファタンクから前記記録ヘッドへのインクの供給がなされることを特徴とする。バッファタンクと記録ヘッドの連結部の位置ずれが多少あっても、チューブが隙間（２本の脚部の間）の部分で変形することにより位置ずれを吸収し無理な力の発生を防止することができる。これにより、作業性の向上と寿命の向上等が図れる。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載のインクジェットヘッドユニットは、前記第一連結部と前記第二連結部の、前記チューブの嵌着される先端面がテーパ状に形成されることを特徴とする。バッファタンクと記録ヘッドの連結部の先端面をテーパ状にすることにより連結部へのチューブの嵌入が容易にでき、組立作業性の向上が図れる。
【００１２】
また、本発明の請求項４に記載のインクジェット式記録装置は、前記請求項１乃至３に記載のインクジェットヘッドユニットを具備し、供給された用紙等に所望の印刷を行なうことを特徴とする。多色のインクの供給が円滑に行われ、総重量も軽くなりキャリジの駆動出力の低減が図られ、簡便，安価に形成され、かつ良品質の印刷を行なうことができ、寿命の向上も図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインクジェットヘッドユニット及びこれを具備したインクジェット式記録装置の実施の形態を図面を参照して詳述する。まず、図１，図２により本発明のインクジェットヘッドユニットに関する実施の形態を説明する。なお、図１はインクジェットヘッドユニット１の外観の斜視図であり、図２はそのＡ−Ａ線拡大断面図である。インクジェットヘッドユニット１は、図１に示すようにバッファタンク３と記録ヘッド４とからなり、これ等は例えば、接着剤等により一体的に連結される。また、チューブ１３により図略のインクカートリッジからバッファタンク３内に供給されたインクはバッファタンク３と記録ヘッド４との間に連結されているチューブ２により記録ヘッド４側に供給され、印刷側に供給される。
【００１４】
図２に示すように、チューブ２はバッファタンク３側の連結部５と記録ヘッド４側の連結部６の双方にその両端側を嵌着した状態で連結される。記録ヘッド４としては圧電素子などの電気機械変換素子で液室壁面を形成する振動板を介してインクを加圧するピエゾ型、或いは発熱抵抗体により気泡を生じさせてインクを加圧するバブル型、もしくはインク流路壁面を形成する振動板とこれに対向する電極との間の静電力で振動板を変位させてインクを加圧する静電型などを使用することができるが、本実の施形態ではピエゾ型を用いている。ピエゾ型の記録ヘッド４としては連結部６を突出形成する本体７と、本体７内のインク通路８と、インク通路８内のインクに加圧力を与える圧電素子などの電気機械変換素子９や振動板１０やノズル開口部１２を形成するノズルプレート１１等を形成するものからなる。また、バッファタンク３としてはインクカートリッジ２１（図７）からのインクが流入する流入口や記録ヘッド４にインクを供給する供給口を有し、その内部にはインクが充填された多孔質体を有するものからなる。この多孔質体の毛細管力により記録ヘッド４に供給されるインクはわずかな負圧を維持される。以上により、図略のインクカートリッジからチューブ２によりバッファタンク３内に供給されたインクはチューブ２を介して記録ヘッド４内に供給され、インク通路８を通りノズル開口部１２から印刷側に供給される。
【００１５】
図示のようにチューブ２は略直線状のものからなり、かつ弾性体から形成されるため、その通路作業は極めて容易であり、無理な力が連結作業中においても連結後においてもチューブ２に作用せず寿命の向上が図れる。また、図２に示すように、チューブ２はその端部側のみをバッファタンク３や記録ヘッド４に連結し、その中間部はフリー状態にあるため、振動等が発生してもチューブ２自体で吸収され、無理な力が作用しない。
【００１６】
図３，図４は本発明のインクジェットヘッドユニットの別の実施の形態を示す。図３はこのインクジェットヘッドユニット１ａの外観の斜視図であり、図４は図３のＢ−Ｂ線拡大断面図である。チューブ２ａは略直線状で弾性体からなり、図４に示すようにバッファタンク３ａの連結部５ａと記録ヘッド４ａの連結部６ａと相対向して配設される連結部６ａ間に架設される。なお、図示のように本実施の形態では連結部５ａ，６ａのボス状に突出した凸状のものからなる。
【００１７】
図４に示すように、凸状の連結部５ａ，６ａの先端部は本実施の形態ではテーパ部１４ａ，１５ａが形成されると共に連結部５ａ，６ａの先端面間には寸法ａの隙間１６ａが形成される。即ち、この隙間１６ａの分だけチューブ２ａはフリー状態にある。以上のように、テーパ部１４ａ，１５ａが連結部５ａ，６ａに形成されるためチューブ２ａの連結部５ａ，６ａへの嵌着はその容易に、かつ確実に行われる。また、チューブ２ａの脱着作業も容易にできる。また、隙間１６ａの形成によりチューブ２ａが柔軟的に作用し、連結部５ａと連結部６ａ間に位置ずれがあっても双方の連結が容易にできる。また、外部からの振動にも十分耐えることができ寿命の向上が図れる。
【００１８】
図５は本発明のインクジェットヘッドユニットの更に別の実施の形態を示す。このインクジェットヘッドユニット１ｂは前記のものと同様にバッファタンク３ｂとこれに連結される記録ヘッド４ｂとからなり、両者は略直線状で弾性体のチューブ２ｂにより連結される。なお、本実施の形態ではチューブ２ｂの連結される連結部５ｂ，６ｂは凸状のものではなく、凹状のものから形成され、かつテーパ部１４ｂ，１５ａも凹状の連結部５ｂ，６ｂに係合する座面状のものからなる。また、前記の実施の形態と同様にチューブ２ｂの中間部には寸法ａ、隙間１６ｂに相当するフリー形態の部分が形成される。以上により、前記の実施の形態のインクジェットヘッドユニット１ａと略同様の効果を上げることができる。
【００１９】
以上の実施の形態におけるチューブ２，２ａ，２ｂは例えばポリエチレン製のものやフッ素樹脂系のものからなる。これにより、インクに対しての化学的安定性が確保され、耐久性の向上が図れる。また、透気や透湿に対するバリヤ性も高い。なお、チューブ２，２ａ，２ｂの材質は前記の内容のものに限定されるものではない。
【００２０】
以上、図１乃至図５により、本発明のインクジェットヘッドユニットの実施の形態の数例を説明したが、本発明のインクジェットヘッドユニットは以上のものに限定するものではなく、同一類似の技術的範囲のものについて適用されることは勿論である。
【００２１】
次に、図６，図７により本発明のインクジェットヘッドユニット１，１ａ，１ｂ等を設けたインクジェット記録装置１００を説明する。図６はその構成要部の斜視図であり、図７はその拡大断面図である。なお、以下の説明では、インクジェットヘッドユニット１を用いた場合について説明するが他のものでも同様である。インクジェット記録装置１００の記録装置本体１９内には、キャリッジ２０とこれに支持される前記のインクジェットヘッドユニット１等とからなる印字機構部２００と、インクカートリッジ２１、インクカートリッジ２１とインクジェットヘッドユニット１とを連結するチューブ１３と、搬送ローラ２２，給紙ローラ２３や印刷される用紙の給排手段等が収納されている。また、記録装置本体１９の下方には給紙カセット２４が着脱可能に連結されると共に排紙トレイ２５等が装着されている。
【００２２】
キャリッジ２０は主ガイドロッド２６と従ガイドロッド２７により主走査方向（紙面垂直方向）に摺動自在に記録装置本体１９側に支持される。図７に示すように、キャリッジ２０はタイミングヘッド２８に固定され、タイミングヘッド２８は駆動プーリ２９と従動プーリ３０間に架設され主走査モータ３１により駆動される。キャリッジ２０に固定される印字機構部２００のバッファタンク３及び記録ヘッド４にはマゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）及びブラック（Ｂｋ）の各色のインクが供給される。
【００２３】
印字機構部２００の記録ヘッド４の近傍には副走査モータ３９（図７）により駆動される搬送ローラ２２が配置される。搬送ローラ２２には給紙カセット２４からの用紙が給紙ローラ２３、フリクションパッド３２、ガイド部材３３等を介して送られる。また、搬送ローラ２２には搬送コロ３４が押圧されると共に用紙の送り出し角度を規定する先端コロ３５等が設けられている。また、記録ヘッド４等によって印刷された用紙は搬送コロ３６やガイド部材３７や排紙ローラ３８等を介して排紙トレイ２５側に送られる。以上のように、本発明のインクジェット式記録装置はコンパクトにまとめられたものからなり、インクジェットヘッドユニット１等により多色に印刷された用紙を円滑に排紙することができる。
【００２４】
また、記録時には、キャリッジ２０を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド４を駆動することにより、停止している用紙にインクを吐出して１行分を記録し、用紙を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号又は、用紙の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙を排紙する。また、キャリッジ２０の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド４の吐出不良を回復するための回復装置を配置している。回復装置はキャリッジ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ２０は印字待機中にはこの回復装置側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド４の吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクと共に気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（図略）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００２５】
【発明の効果】
１）本発明の請求項１のインクジェットヘッドユニットによれば、バッファタンクと記録ヘッドとがチューブにより連結されるため簡便、安価に実施できると共に組立作業性の向上が図れる。また、チューブが略直線状のものからなるため、チューブでバッファタンク及び記録ヘッドを軸方向に挟み込んで取付ければよく、連結が円滑に、かつ容易に行われる。また、チューブが弾性体からなるため嵌着時に径方向に柔軟に変位し嵌着が容易にでき、かつチューブがバッファタンクや記録ヘッドに圧着するためインク漏れが防止される。
２）また、本発明の請求項２のインクジェットヘッドユニットによれば、バッファタンクと記録ヘッドとの間に隙間があり、チューブが柔軟に変形し得るため、バッファタンクと記録ヘッド側との間に多少の位置ずれがあっても吸収でき、円滑な連結ができる。
３）また、本発明の請求項３のインクジェットヘッドユニットによれば、バッファタンクと記録ヘッドの連結部の先端面がテーパ状に形成されるため、チューブの嵌着が容易に、かつ確実にできる。
４）また、本発明の請求項４のインクジェット式記録装置によれば、前記した数多くの特徴を有するインクジェットヘッドユニットを用いた記録装置のため、軽量で比較的安価に実施できると共に、用紙への印刷が高品質に行われ、かつ装置寿命の向上と作業性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェットヘッドユニットの一実施の形態を示す外観斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図３】本発明のインクジェットヘッドユニットの他の実施の形態を示す外観斜視図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線拡大断面図。
【図５】本発明のインクジェットヘッドユニットの更に別の実施の形態を示す部分断面図。
【図６】本発明のインクジェットヘッドユニットを設けたインクジェット記録装置の主要構成要素の外観斜視図。
【図７】図６の内部構造を示す断面図。
【図８】従来のインクジェットヘッドユニットの外観斜視図。
【符号の説明】
１      インクジェットヘッドユニット
１ａ    インクジェットヘッドユニット
１ｂ    インクジェットヘッドユニット
２      チューブ
２ａ    チューブ
２ｂ    チューブ
３      バッファタンク
３ａ    バッファタンク
３ｂ    バッファタンク
４      記録ヘッド
４ａ    記録ヘッド
４ｂ    記録ヘッド
５      連結部
５ａ    連結部
５ｂ    連結部
６      連結部
６ａ    連結部
６ｂ    連結部
７      本体
７ａ    本体
７ｂ    本体
８      インク通路
８ａ    インク通路
８ｂ    インク通路
９      電気機械変換素子
９ａ    電気機械変換素子
１０    振動板
１０ａ  振動板
１１    ノズルプレート
１１ａ  ノズルプレート
１２    ノズル開口部
１２ａ  ノズル開口部
１３    チューブ
１３ａ  チューブ
１４    テーパ部
１４ｂ  テーパ部
１５    テーパ部
１５ｂ  テーパ部
１６    隙間
１６ａ  隙間
１９    記録装置本体
２０    キャリッジ
２１    インクカートリッジ
２２    搬送ローラ
２３    給紙ローラ
２４    給紙カセット
２５    排紙トレイ
２６    主ガイドロッド
２７    従ガイドロッド
２８    タイミングベルト
２９    駆動プーリ
３０    従プーリ
３１    主走査モータ
３２    フリクションパッド
３３    ガイド部材
３４    搬送コロ
３５    先端コロ
３６    搬送コロ
３７    ガイド部材
３８    排紙ローラ
３９    副走査モータ
１００  インクジェット記録装置
２００  印字機構部
【図１】
0004678568.tif 000002
【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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