(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して記録を行う記録ヘッドおよび回路基板を塔載するヘッドホルダと、
そのヘッドホルダ上の回路基板に設けられた温度検出手段と、
前記記録ヘッドを駆動するための駆動回路を有するインクジェットプリンタヘッドにおいて、
前記温度検出手段は、
温度を検知する感温部と、その感温部から突出し弾性変形可能な長さを有するリード線とを有し、前記リード線の先端部が前記回路基板に取り付けられていて、
前記リード線は、前記感温部から被温度検出部が有する一表面と垂直方向へ伸びる第１の部分と、前記第１の部分から前記垂直方向とは異なる方向へ伸びる第２の部分とを有しており、
前記温度検出手段の感温部が、前記弾性変形により生じる前記リード線のばね力により、被温度検出部の前記一表面に押し付けられていることを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
【請求項２】
前記温度検出手段は、サーミスタ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プリンタヘッド。
【請求項３】
前記被温度検出部は、前記駆動回路と熱伝導可能に接触している放熱板であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項４】
前記放熱板と前記回路基板は、それぞれの延長面方向が互いに交差する関係に配置されて前記ヘッドホルダに塔載されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項５】
前記被温度検出部は、前記温度検出手段の感温部が押し付けられる面と平行な方向にその感温部を移動不能に係止する係止部を有することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項６】
前記係止部は、前記被温度検出部上に形成された穴であることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項７】
前記係止部は、前記被温度検出部上から前記感温部の周囲を囲んで突出する突起部を有することを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェットプリンタヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業界では、例えば、電化製品などの熱エネルギーを利用した各種製品において、対象物が受けている熱エネルギーの影響を温度管理するために、温度センサーが取り付けられている。例えば、特許文献１においては、プリント基板の実装面に設けられた発熱体の温度を検出するため、温度センサーの感温部を発熱体近傍に配置し、温度センサーの弾性変形可能なリード線を、プリント基板上に貫通する切欠部に通過させ、リード線の途中が切欠部の周縁近傍の非実装面を押圧し、感温部はその反作用で発熱体に接近させる方向に押圧していることで取り付けられている。また、特許文献２においては、冷蔵庫の冷却ユニットに固定された取付板の一側方に２つの貫通孔が形成されていて、冷蔵庫庫内の温度を測定するためのサーミスタの本体部が、取付板の裏側から１つの貫通孔へ挿通され、もう一方の貫通孔でサーミスタのリード線を固定されている。サーミスタの本体部は、弾性変形させてその先端部分を取付板に形成された切欠部の内方へ突出する係止突部をくぐらせ、取付板裏面に当接させることで、弾性力により安定した装着状態となっている。
【０００３】
プリンタや複写機、ファクシミリ等の記録装置においては、特許文献３のような記録ヘッドからインクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置が知られている。特許文献３では、記録ヘッドは、インクを吐出する複数のノズルと、その各々のノズルに連通した圧力室を有するキャビティユニットにプレート型のアクチュエータを積層し、フレキシブル配線基板を重ねた構造をしている。キャビティユニットは、その上面にインク供給口を有し、インクは、インク供給口から延びるマニホールド室を介し、複数の圧力室に分配されノズルに至る。アクチュエータの選択的な駆動により、前記圧力室の容積を変化させてインクをノズルから吐出する。記録ヘッドは、略箱形のヘッドホルダにインクをキャビティユニットのインク供給口にインク色別に供給するためにインクを貯留するインクタンク（特許文献３ではダンパー装置）とともに取り付けられる。また、記録ヘッドのフレキシブル配線材には、インクを吐出するための駆動回路を有するドライバＩＣを設けられ、電気的に接続されていて、そのドライバＩＣが発する熱を放熱するための放熱部材に接触して配置され、さらにフレキシブル配線材の先端はヘッドホルダ上の回路基板と接続されている。
【０００４】
また、特許文献４には、キャリッジにサーミスタを設置して、インクジェットヘッドをキャリッジに装着したとき、インクジェットヘッドのベースプレートをサーミスタに接触させ、サーミスタによって検出した温度にもとづいてベースプレートの温度を推定するものが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１３３９０８号公報
【特許文献２】特開平１１−８３３０７号公報
【特許文献３】特開２００５−２４６７７９号公報（図３）
【特許文献４】特開平８−１４２３１８号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インクジェット記録装置では、インク吐出による高い印刷品質を得るために、インクの吐出状態や吐出量を安定化させることが必要である。インクの吐出安定化のためには、特にインク温度による影響が大きく、例えば、吐出するインクの温度が低いと、インクの粘度が増加し、吐出できなくなったり、逆に温度が高すぎると、粘度が減少して、吐出量が増大し、吐出方向が曲がったりする。ヘッドホルダ内では、アクチュエータを駆動するための駆動回路が発する熱が、記録ヘッドやインクタンクに伝達される。そのため、駆動回路が高速処理化することで、発する熱が大きくなると、上述のようにインクの温度が上昇し印刷品質に影響を与えるだけでなく、駆動回路自体の故障や、ヘッドホルダ内の部品の破損を招くことがあった。
【０００７】
このため、インク温度や記録ヘッドの温度を管理するために、特許文献４のようにサーミスタなどの温度検出手段を実装し、検出された温度から、温度演算式に基づいて、記録ヘッドやインクなどの対象物の温度を演算推定し、その結果により対象物の温度が適した範囲になるように制御することが行われてきた。
【０００８】
適した温度範囲での記録ヘッドの制御を効果的に行うためには、記録ヘッドやインクなどの対象物の温度が出来るだけ実測に近い方が良く、ヘッドホルダ内の記録ヘッドやインクタンク等、より対象物の近傍の温度を測定することが求められてきた。さらに、サーミスタなどの温度検出手段は、対象物の温度を正しく検出するためには、できるだけ対象物から離れないように安定した装着状態を保持することが求められてきた。
【０００９】
特許文献４のようにインクジェットヘッドをキャリッジに対し着脱するものでは、インクジェットヘッドをキャリッジに正確に位置づけしなければ、印字品質に影響する。一方、サーミスタはインクジェットヘッドのベースプレートに対し一定の関係で接触しなければ、温度検出がばらつくことになる。このため、キャリッジ上のインクジェットヘッド装着部の精度だけでなく、それに対するサーミスタも高い位置精度が要求される。特許文献１，２のサーミスタ取り付け構造では、それを解消することはできない。
【００１０】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、インクジェットプリンタヘッドのヘッドホルダ内の被温度検出部に、温度検出手段が安定した装着状態に簡単に固定され、ヘッドホルダ内の被温度検出部の温度をより正確に把握することができるインクジェットプリンタヘッドを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、記録媒体に対して記録を行う記録ヘッドおよび回路基板を塔載するヘッドホルダと、そのヘッドホルダ上の回路基板に設けられた温度検出手段と、前記記録ヘッドを駆動するための駆動回路を有するインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記温度検出手段は、温度を検知する感温部と、その感温部から突出し弾性変形可能な長さを有するリード線とを有し、前記リード線の先端部が前記回路基板に取り付けられていて、前記リード線は、前記感温部から被温度検出部が有する一表面と垂直方向へ伸びる第１の部分と、前記第１の部分から前記垂直方向とは異なる方向へ伸びる第２の部分とを有しており、前記温度検出手段の感温部が、前記弾性変形により生じる前記リード線のばね力により、被温度検出部の前記一表面に押し付けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記温度検出手段は、サーミスタであることを特徴とする。
【００１３】
請求項３によると、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記被温度検出部は、前記駆動回路と熱伝導可能に接触している放熱板であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記放熱板と前記回路基板は、それぞれの延長面方向が互いに交差する関係に配置されて前記ヘッドホルダに塔載されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記被温度検出部は、前記温度検出手段の感温部が押し付けられる面と平行な方向にその感温部を移動不能に係止する係止部を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記係止部は、前記被温度検出部上に形成された穴であることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記係止部は、前記被温度検出部上から前記感温部の周囲を囲んで突出する突起部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によると、温度検出手段のリード線が、その先端部が回路基板に取り付けられ、弾性変形可能な長さを有していて、その弾性変形により、被温度検出部に感温部が押し付けられているため、リード線の弾性によって、ヘッドホルダを組み立てる際に回路基板を固定する時の誤差が吸収されるため、感温部を被温度検出部に対し、ばらつきのない安定した状態で接触させ、正確な温度を測定することができる。
【００１９】
また、温度検出手段が、感温部と、その感温部から突出したリード線から成り、そのリード線の先端部が回路基板に取り付けられ、感温部がリード線によって回路基板から離れて位置するため、記録ヘッドやインクなどの温度を検出したい対象物の近傍に感温部を設置させることができる。そのため、従来と比べ、より実測に近い正確な対象物の温度を測定することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によると、温度検出手段は、サーミスタであるため、請求項１に記載の発明を容易に構成させることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によると、被温度検出部は、駆動回路からの発熱が伝導可能に接触している放熱板であるため、駆動回路の発熱温度をより実測に近い値で温度測定ができ、温度による駆動回路の制御を、より正確に行わせることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によると、放熱板と回路基板は、それぞれ延長面方向が互いに交差する関係に配置されてヘッドホルダに塔載されているので、回路基板からリード線によって突出した感温部を、被温度検出部に対しリード線の弾性を有効に利用して接触させることができ、感温部と被温度検出部との接触状態をばらつくこと安定して維持し、温度検出を正確に行うことができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によると、被温度検出部は、温度検出手段の感温部が押し付けられる面と平行な方向にその感温部を移動不能に係止する係止部を有するので、ヘッドホルダを組み立てる際、感温部を被温度検出部の所定位置に安定して装着することができ、より正確な温度を測定することができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によると、係止部が、被温度検出部上に形成された穴であるため、請求項５に記載の発明を容易に構成させることができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によると、係止部は、被温度検出部上から感温部の周囲を囲んで突出する突起部を有するため、請求項５に記載の発明を容易に構成させることができる。また、例えば、ヘッドホルダ内のインクタンクなどに係止部を設ける場合など、非温度検出部に請求項６のような穴を加工させることが難しい場合、穴加工をしなくても、安定した装着状態を達成させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。インクジェット記録装置は、図示しないが、複数色のインクカートリッジから各インク供給チューブを介して、インクジェットプリンタヘッド１内の各インクを貯留するインクタンク５に供給され、そのインクが、記録ヘッド１００に供給される。記録ヘッド１００が記録媒体に対して平行に走査移動しながら、アクチュエータ７ｂの選択的な駆動により記録ヘッド１００のノズルからインク吐出が行われることで記録がなされるように構成されている。
【００２７】
インクジェットプリンタヘッド１は、大略、図１に示すように、記録ヘッド１００と、平面視略矩形の平板状に形成され露出口４０ａが開口された補強フレーム４０と、樹脂材料製で略箱型のヘッドホルダ２０と、後述するフレキシブル配線基板６０上の駆動回路６１の熱を放熱する放熱板３０と、インクを貯留するインクタンク５と、回路基板５０とを備えて構成されている。ヘッドホルダ２０は、キャリッジとしての機能も備えている。
【００２８】
ヘッドホルダ２０は、図１に示すように、互いに対向する一対の側壁２０ａ及び側壁２０ｂと、それら各側壁に囲まれて形成された内部空間を上下に区画する底壁２０ｃとを備えている。ヘッドホルダ２０の下方の空間には、記録ヘッド１００が補強フレーム４０を介して支持されると共に、上方の空間には、インクタンク５及び伝熱板３０が収納され、さらにヘッドホルダ２０の上面側には、回路基板５０が支持される。
【００２９】
記録ヘッド１００は、特開２００５−２４６７７９号公報に記載された公知のものと同様に、複数のプレートが積層されたキャビティユニット７ａと、プレート型のアクチュエータユニット７ｂとを備え、更にその上面に、可撓性を有するフレキシブル配線基板６０を積層して構成されている。キャビティユニット７ａは、その下面に、複数色のインクの複数のノズルが列状に形成され、上面には、各インク色ごとにインク供給口１７を有し、その各インク供給口１７から延びるマニホールド流路（図示せず）を介して複数の圧力室にインクが分配され、各圧力室から対応する各ノズルに至る構成である。なお、これら各ノズル列の方向と略直交する方向が記録媒体に対するインクジェットプリンタヘッド１の移動方向とされる。
【００３０】
アクチュエータユニット７ｂは、上記の各圧力室に対応する複数のアクチュエータ、即ち、圧電変形部を有し、この圧電変形部が選択的に電圧を印加されることにより変形し、圧力室内のインクに圧力を与え、ノズルからインクを選択的に吐出して記録媒体に記録を行う。また、フレキシブル配線基板６０は、駆動回路６１を内装する駆動ＩＣチップがノズル列の配列方向に直角する方向に実装されていて、その一端をアクチュエータユニット７ｂの上面に積層されることで各アクチュエータに電気的に接続される。他端は、ヘッドホルダ２０の底壁２０ｃに形成された貫通孔２０ｃ１に下方から挿入され、後述する放熱板３０の側壁３０ｂ１とヘッドホルダ２０の側壁２０ａの間を上方へ延び、後述する回路基板５０のコネクタ５１に接続される。駆動回路６１は、回路基板５０を介してインクジェット記録装置本体側から伝送された印字情報や電圧を、アクチュエータユニット７ｂの各アクチュエータ毎の駆動電圧信号に変換してアクチュエータに供給するものである。フレキシブル配線基板６０は、公知のフレキシブル印刷ケーブルと同様に、そのための配線パターンを有する。
【００３１】
補強フレーム４０は、ヘッドホルダ２０の底壁２０ｃの下面側に接着剤により固着されており、記録ヘッド１００は、補強フレーム４０の下面側に固着される。また、アクチュエータユニット７ｂは、補強フレーム４０に開口された露出口４０ａから底壁２０ｃ側に露出して配設されている。補強フレーム４０を貫通して設けられている各インク毎のインク供給経路４０ｂは、後述するインクタンク５のインク供給管５ａと記録ヘッド１００のインク供給口１７ｂに接続することで記録ヘッド１００にインクを供給させる。
【００３２】
インクタンク５は、その内部を、各インク色ごとに複数のインクタンク（図示せず）に区画して構成されており、これら各インクタンクは、各インクごとにインク供給管５ａに供給されるように設けられていて、記録ヘッド１００へ向けて延設されている。これら各インク供給管５ａは、補強フレーム４０のインク供給経路４０ｂ、記録ヘッド１００のインク供給口１７ｂに接続されている。
【００３３】
放熱板３０は、フレキシブル配線基板６０に実装された駆動回路６１の発する熱を外部へ放熱するためのものであり、導電性の良い素材（例えばアルミニウムなどの金属材料）で形成されている。第１の実施例では、形状は、平坦面を有して形成される座面部３０ａと、図３に示すように側面視略Ｌ字状をなすように座面部３０ａから直角に立ち上がって上下方向に延びる側壁３０ｂ１と、平面視略Ｌ字状をなすように側壁３０ｂ１から直角に曲がった第２の側壁３０ｂ２を備えている。放熱板３０は、その座面部３０ａに形成された２つの取り付け穴３０ａ１を、ヘッドホルダ２０の底壁２０ｃから突設された取り付けボス２０ｃ２に固着して、ヘッドホルダ２０内に取り付けられ、側壁３０ｂ１及び３０ｂ２がインクタンク５の２辺に沿って位置している。駆動回路６１は、ヘッドホルダ２０の底壁２０ｃに固着されたゴム状弾性部材１９によって、放熱板３０の座面部３０ａの下面に熱伝導可能に接触する状態に押圧されている。
【００３４】
回路基板５０は、ヘッドホルダ２０の上端開口部に、側壁２０ｂ、２０ｂに跨って固定され、回路基板５０と放熱板３０の側壁３０ｂ１のそれぞれの延長面方向は、互いに略直角に交差する関係に配置される。回路基板５０は、インクジェット記録装置本体からの電圧や印字情報を記録ヘッドに伝送するため、フレキシブル配線材５２を介して、記録装置本体側に静置されたメイン制御回路（図示せず）と接続されている。回路基板５０上のコネクタ５１は、記録ヘッド１００から延びるフレキシブル配線基板６０と接続される。回路基板５０上には、貫通孔８３が上下方向に貫通していて、後述するサーミスタ８０のリード線８１が回路基板５０の下方向から貫通孔８３に挿入され、導電性ろう材（はんだ）を溶融させて接続されている。貫通孔８３は、サーミスタ８０のリード線８１がインクタンク５と、放熱板３０の側壁３０ｂ１との間の空間に配置し、感温部８２が放熱板３０の後述する係止部７０に押し付けられるように、回路基板５０上に形成される。サーミスタ８０で検出した温度は、電圧信号としてフレキシブル配線材５２を介して、記録装置本体側のメイン制御回路に伝送され、駆動回路６１を介して記録ヘッド１００を制御するための信号が生成される。
【００３５】
ここで、サーミスタ８０について説明する。図１〜３のようにサーミスタ８０は、２本のリード線８１と温度検出素子がガラスコートされた感温部８２から構成され、リード線８１の一端は、感温部８２に接続され、他端は回路基板５０の貫通孔８３に下方向から挿入され、導電性蝋材（はんだ）で固定されている。２本のリード線８１は、回路基板５０から下方へ放熱板３０の側壁３０ｂ１とほぼ平行に延び、その下端において側壁３１ｂ１に対して垂直方向に折り曲げられている。リード線８１が自然状態にあるとき（回路基板５０がヘッドホルダ２０に固定される前の状態）、平面視において貫通孔８３から感温部８２の先端部までの距離は、回路基板５０がヘッドホルダ２０に固定された状態での貫通孔８３から被温度検出部（側壁３１ｂ１）までの平面視の距離よりも大きい。したがって、回路基板５０がヘッドホルダ２０に固定されたとき、感温部８２は側壁３１ｂ１にリード線８１の弾性で略垂直に押しつけられ、放熱板３０と熱伝導可能に接触する。好ましくは、感温部８２は側壁３１ｂ１に形成された後述する係止部７０に嵌合している。２本のリード線８１は、互いに接触したり、ヘッドホルダ内の部品と接触してショートを起こさないように、非導電性の樹脂やコーティング材で被覆されている。また、感温部８２と２本のリード線８１の接続部分では、防水と固定のため、コーティング材が塗布されている。
【００３６】
サーミスタ８０の設置位置は、駆動回路の６１の動作にともなう発熱をできるだけ正確に検出できる位置が好ましく、駆動回路の６１に近い放熱板の座面部３０ａに感温部８２を接触させるようにしてもよいが、放熱板３０は熱伝導性がよいので側壁３０ｂ１でも十分に検出することができる。なお、感温部８２を、インクタンク５の側面に接触させて、インクの温度を検出するようにしてもよい。また、サーミスタ８０は一つでなくても良く、複数のサーミスタ８０を設置しても良い。その場合、複数のサーミスタ８０で検知された温度を平均化するなど適宜計算して用いる必要がある。また、温度検出手段として本実施例ではサーミスタ８０を用いたが、白金測温抵抗体や熱伝対を用いることも可能である。
【００３７】
係止部７０は、側壁３０ｂ１において図３では窪んだあるいは貫通した凹部であり、側壁３０ｂ１の面方向に沿った所定位置に感温部８２を位置決めする。また、係止部７０は、感温部８２の周囲を囲んで突出する突起部であってもよい。
【００３８】
また、本発明の第２の実施例を図４に示すが、放熱板３０の座面部３０ａが、平面視（インクタンク５の底壁５ｂと平行な平面）視略四角形で、その一端をフレキシブル配線基板６０上の駆動回路６１に接触すると共に、インクタンク５の底壁５ｂに対して、ノズル列の配列方向に平行方向に延びて固定されている。座面部３０ａは、インクタンク５の底壁５ｂに接触していても良く、回路基板５０と、放熱板３０の座面部３０ａは、互いに水平関係に配置されている。
【００３９】
第１の実施例と同様に、サーミスタ８０の２本のリード線８１の一端は、回路基板５０上の貫通孔８３に貫通、接続されていて、他端は感温部８２に接続されていて、２本のリード線８１は、図４のように連続的に折り返し曲げされたジグザグ状に折り曲げられている。そして、サーミスタ８０は、インクタンク５とヘッドホルダの側壁２０ａの間の空間に、感温部８２が座面部３０ａ上の係止部７０にほぼ垂直に押し付けられるように、貫通孔８３から下方へ配置され、放熱板３０と熱伝導可能に接触している。また、放熱板３０は、第２の実施例の底壁部３０ａから直角に立ち上がって上下方向の延びる側壁３０ｂ１（第１実施例参照）や、平面視略Ｌ字状をなすように側壁３０ｂ１から直角に曲がった第２の側壁３０ｂ２を備えていても良い。
【００４０】
このように構成することで、被温度検出部（放熱板またはインクタンク）と回路基板とに組み立て誤差等があったとしても、サーミスタの感温部が被温度検出部（放熱板またはインクタンク）に対してリード線の弾性で安定した状態で接触し、製品毎のばらつきが少ない温度検出を行うことができる。また、感温部が係止部に係止されることで、インクジェット記録装置の印字にともなうヘッドホルダ２０の走査で感温部被温度検出部に対する感温部の位置がずれる等のことがなく、より正確な温度検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を実施したインクジェット記録装置のヘッドホルダの分解斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例のヘッドホルダ２０のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例のヘッドホルダ２０のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例のヘッドホルダ２０のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
５        インクタンク
２０      ヘッドホルダ
３０      放熱板
３０ｂ１  側壁
５０      回路基板
６０      フレキシブル配線基板
６１      駆動回路
７０      係止部
８０      サーミスタ
８１      リード線
８２      感温部
８３      貫通孔
１００    記録ヘッド
【図１】
0004710554.tif 000002
【図２】
0004710554.tif 000003
【図３】
0004710554.tif 000004
【図４】
0004710554.tif 000005