(57)【要約】【課題】インク温度を所定の温度に保つことにより良好なインク吐出を行うことができるインクジェットヘッドとする。【解決手段】先端面４１ａにインク吐出口４２を有するインクジェットヘッドチップ４１と、インクジェットヘッドチップの側部に接着固定されインクジェットヘッドチップにインクを導くマニホールド４８と、マニホールドを収納する筐体フレーム５３と、を備えるインクジェットヘッド４である。マニホールドと筐体フレームの間において、マニホールドを介してマニホールド内部のインクを加熱するインクヒータ４９を備えると共に、当該マニホールドと筐体フレームの間に、少なくともインクヒータを包含するように接着剤が充填されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端面にインク吐出口を有するインクジェットヘッドチップと、
前記インクジェットヘッドチップの側部に接着固定され前記インクジェットヘッドチップにインクを導くマニホールドと、
前記マニホールドを収納する筐体フレームと、
を備えるインクジェットヘッドであって、
前記マニホールドと前記筐体フレームの間において、前記マニホールドを介してマニホールド内部のインクを加熱するインクヒータを備えると共に、当該マニホールドと筐体フレームの間に、少なくともインクヒータを包含するように接着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】
請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記インクヒータはシート状に構成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３】
請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
温度を検知するためのセンサが、前記インクヒータよりも前記インクジェットヘッドチップに近接して配置されていることを特徴とする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、インクジェットヘッドに係り、特には加熱されたインクを吐出するインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用紙やプラスチック薄板等の記録媒体にインクを吐出して所定の画像を記録するインクジェットプリンタが提案され、実用化されている。インクジェットプリンタは、インク吐出口を有するインクジェットヘッドを備えており、かかるインクジェットヘッドを所定の方向に移動させながらインク吐出口から記録媒体に向けてインクを吐出することにより、記録媒体に所定の画像を記録している。
【０００３】
前記インクジェットプリンタにおいては、圧電素子（ピエゾ素子）等を用いたインクジェットヘッドによってインク吐出を行うようになっている。そして、このインクジェットヘッドは、インクを吐出するインク吐出口が先端面に設けられたインクジェットヘッドチップと、前記インクジェットヘッドチップの側部に接着固定され前記インクジェットヘッドチップにインクを導くマニホールドと、前記マニホールドを収納する筐体フレームと、を備えている。
【０００４】
ところで、前記インクジェットプリンタに使用するインクは、低温時に粘度が高くなるため、良好なインク吐出を行う目的で、インクを加熱して粘度を低下させて所定の粘度に保持する必要がある。
そのため、従来、インクタンクにインクヒータを設けたり、特許文献１に記載されているように、インクジェットヘッド（ノズルヘッド）のフィルターケースを加熱するインクヒータ（インク加温装置）を設けたりしていた。
【特許文献１】特開平１０−７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記したようなインクタンクに設けたインクヒータでは、インク吐出口から吐出されるまでにインクの温度が変化してしまう場合があり、良好なインク吐出を行えない可能性がある。また、インクジェットヘッドのフィルターケースを加熱するインクヒータの場合は、インクの温度に対して加熱量を変化させるのが難しく、これにより、インクを所定の温度に保持し難く、良好なインク吐出を行うことができない原因となっていた。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、インク温度を所定の温度に保つことにより良好なインク吐出を行う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】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、
先端面にインク吐出口を有するインクジェットヘッドチップと、
前記インクジェットヘッドチップの側部に接着固定され前記インクジェットヘッドチップにインクを導くマニホールドと、
前記マニホールドを収納する筐体フレームと、
を備えるインクジェットヘッドであって、
前記マニホールドと前記筐体フレームの間において、前記マニホールドを介してマニホールド内部のインクを加熱するインクヒータを備えると共に、当該マニホールドと筐体フレームの間に、少なくともインクヒータを包含するように接着剤が充填されていることを特徴としている。
【０００８】
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ヘッドにおいて、
前記インクヒータはシート状に構成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
温度を検知するためのセンサが、前記インクヒータよりも前記インクジェットヘッドチップに近接して配置されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、先端面にインク吐出口を有するインクジェットヘッドチップと、インクジェットヘッドチップの側部に接着固定されインクジェットヘッドチップにインクを導くマニホールドと、マニホールドを収納する筐体フレームと、を備えるインクジェットヘッドで、マニホールドと筐体フレームの間において、マニホールドを介してマニホールド内部のインクを加熱するインクヒータを備えると共に、当該マニホールドと筐体フレームの間に、少なくともインクヒータを包含するように接着剤が充填されているため、素早くかつ適度なインク加熱を行うことができ、インク温度を所定の温度に保つことができる。その結果、良好なインク吐出を行うことができ、良好な画像形成を行うことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、インクヒータがシート状に構成されているため、インクジェットヘッドをコンパクトに形成することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、温度を検知するためのセンサが、インクヒータよりもインクジェットヘッドチップに近接して配置されているため、射出に係るインク温度を正確に測定することができる。また、温度センサがインクヒータ及びマニホールドに近接して配置されていることによって、正確な温度制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。ただし、以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１４】
まず図１を参照して、本発明の一実施形態のインクジェットプリンタの全体構成について説明する。図１は本発明の一実施形態のインクジェットプリンタの全体構成図である。
【００１５】
インクジェットプリンタ１は、記録媒体Ｐに対してインクを吐出し、記録媒体Ｐ上に画像を記録するものである。インクジェットプリンタ１には、図示しない搬送手段が備わっており、この搬送手段が記録媒体Ｐを、図１における記録領域Ｃを通過させながら主走査方向Ａと直交した副走査方向に搬送するようになっている。
【００１６】
記録領域Ｃの上方には、主走査方向Ａに沿って延在するキャリッジレール２が配置されていて、このキャリッジレール２には、キャリッジレール２によって案内されるキャリッジ３が移動自在に設けられている。
【００１７】
キャリッジ３は、記録媒体Ｐに対してインクを吐出するインクジェットヘッド４を搭載し、キャリッジレール２に沿ってホームポジション領域Ｂからメンテナンス領域Ｄにかけて矢印Ａ方向に移動するようになっている。
【００１８】
本実施形態に係るインクジェットプリンタ１では、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色のインクを吐出できるよう、合計で４個のインクジェットヘッド４がキャリッジ３に設置されている。本実施形態においては、２個のインクジェットヘッド４，４が前後方向に１列に配置されていて、この前後に並んだインクジェットヘッド４，４の中央の両側方にその他の２個のインクジェットヘッド４，４が配置されている。
【００１９】
これら各インクジェットヘッド４には、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクを貯蔵するインクタンク５が、それぞれインク供給管６を介して連結されている。つまり、インクタンク５内のインクは、インク供給管６によって各インクジェットヘッド４に供給されるようになっている。
【００２０】
メンテナンス領域Ｄには、インクジェットヘッド４に対してメンテナンスを行うメンテナンスユニット７が設けられている。このメンテナンスユニット７には、インクジェットヘッド４の吐出面４１ａを覆って、ノズル内のインクを吸引するための複数の吸引キャップ８と、吐出面４１ａに付着したインクを拭き取る清掃ブレード９と、インクジェットヘッド４から空吐出されたインクを受けるインク受器１０と、吸引ポンプ１１と、廃インクタンク１２とが設けられている。
【００２１】
吸引キャップ８は吸引ポンプ１１を介して廃インクタンク１２と連通しており、メンテナンス動作時には上昇してインクジェットヘッド４の吐出面４１ａを覆うようになっている。吸引キャップ８，８，…は、上述のように上昇した時に全てのインクジェットヘッド４の吐出面４１ａを覆うことができるよう、各インクジェットヘッド４に対応するように４個配列されている。
吸引ポンプ１１はシリンダーポンプやチューブポンプを有して構成されていて、吸引キャップ８が吐出面４１ａを覆った状態で作動することにより、インク吐出口からインクジェットヘッド４内部のインクを異物とともに吸引するための吸引力を発生するようになっている。
【００２２】
ホームポジション領域Ｂには、インクジェットヘッド４を保湿する保湿ユニット１３が設けられている。保湿ユニット１３には、インクジェットヘッド４が待機状態にあるとき、吐出面４１ａを覆うことでインクジェットヘッド４のインクを保湿する４個の保湿キャップ１４が設けられている。これら４個の保湿キャップ１４，１４，…は、４個のインクジェットヘッド４の吐出面４１ａを同時に覆うことができるよう、インクジェットヘッド４の配列に対応して配列される。
【００２３】
制御部は、ＣＰＵ（中央演算装置）と、メモリとを有して構成され、インクジェットプリンタ１の各構成要素を制御するようになっている。メモリには、記録媒体Ｐに形成する画像のデータや、インクジェットプリンタ１の各構成要素を制御するためのプログラムが記憶されており、このメモリ内の画像データやプログラムに基づいて各構成要素に制御信号を送信するようになっている。
【００２４】
次に、図２〜図４を参照して本発明に係るインクジェットヘッド４について説明する。
図２は本実施形態のインクジェットヘッド４の分解斜視図であり、図３は本実施形態のインクジェットヘッド４の側面図である。また、図４は本実施形態のインクジェットヘッド４のインクジェットヘッドチップ４１及びマニホールド４８付近の拡大斜視図である。
【００２５】
本実施形態のインクジェットヘッド４には、インクを吐出するインクジェットヘッドチップ（以下「ヘッドチップ」と称す。）４１が設けられている。ヘッドチップ４１は長尺な外形をしていて、その吐出面（先端面）４１ａには多数のインク吐出口４２が配列されている。図３に示すように、ヘッドチップ４１の両側面にはインク供給口４３が設けられていて、ヘッドチップ４１の内部に形成されたインク流路４４を介して、インク供給口４３とインク吐出口４２とが連続するようになっている。インク流路４４の一部は圧力室を形成しており、図示しない圧電素子の作用により圧力を変動させて、インク滴をインク吐出口４２から吐出させる構造になっている。
【００２６】
ヘッドチップ４１の両側部には、インク供給口４３に連結されて、外部からのインクをヘッドチップ４１に導く２組のマニホールド４８が接着固定されている。マニホールド４８の一端部には、内部にインクを流入させる流入口４８１が設けられている。
【００２７】
また、前記マニホールド４８と前記筐体フレーム５３の間における、前記マニホールド４８の側部には、図３及び図４に示すように、インクヒータ４９がマニホールド４８に接触するように設けられている。このインクヒータ４９は、マニホールド４８の内部に導入されたインクを所定の温度に加熱するために設けられるものである。
さらに、前記マニホールド４８と前記筐体フレーム５３の間に、少なくともインクヒータ４９を包含するように接着剤が充填されており、これにより筐体フレーム５３とインクヒータ４９及びマニホールド４９が接着固定されている。
ここで、マニホールド４９は樹脂で構成されていることが多く、筐体フレーム５３は金属等で構成されていることが多い。そのため、通常、インクヒータ４９から発せられた熱は筐体フレーム５３に多く伝えられることになるが、本発明では、インクヒータ４９と筐体フレーム５３の間に接着剤を充填することにより、インクヒータ４９から筐体フレーム５３への熱伝導を抑制し、インクヒータ４９から発せられた熱をマニホールド４８を介してマニホールド４８の内部のインクに適度に伝えるように構成している。
また、本実施の形態では、前記インクヒータ４９は、適宜のシート上に、波状に形成された電熱線４９ａが配置されたシート状に構成されている。
なお、図３及び図４に示した例では、インクヒータ４９はマニホールド４８に接触して設けられているが、当該インクヒータ４９がマニホールド４８から離れた状態で配置されていても良い。
また、前記インクヒータ４９は、マニホールド４８の２つの側部それぞれに設置するようにしても良いし、どちらか一方のみに設置するようにしても良い。
【００２８】
そして、ヘッドチップ４１には、各圧電素子に対して制御部からの制御信号を送信する２組のヘッド駆動基板４６のそれぞれが、フレキシブル配線板４７を介して接続されている。このヘッド駆動基板４６には、インクヒータ４９に対して電力供給を行うヒータ用回路が形成されていて、このヒータ用回路には、インクヒータ４９の電熱線４９ａが電線５０を介して電気的に接続されている。また、温度を検知するための温度センサ４５も同様に、図示しない電線によりヒータ用回路に電気的に接続されている。この温度センサ４５は、インクヒータ４９よりもヘッドチップ４１に近接して配置されている。
２組のヘッド駆動基板４６には、それぞれコネクタ４６１が設けられており、これらのコネクタ４６１には、１つの入力端子６１と２つの出力端子６２とを有するフレキシブル配線板６０の出力端子６２がそれぞれ接続されている。そして、フレキシブル配線板６０の入力端子６１には、図示しない電源及び制御部が電気的に接続されていて、このフレキシブル配線板６０を介して、制御信号及び電力がヘッド駆動基板４６に供給されるようになっている。
【００２９】
また、ヘッドチップ４１の下部には、吐出面４１ａが露出するように、マニホールド４８及びヘッドチップ４１を保持する保持板５１が取り付けられている。この保持板５１の一端部には、マニホールド４８の流入口４８１を保持して、流入口４８１にインクを流すインク受け部５２が形成されている。
【００３０】
そして、図２に示すようにインクジェットヘッド４には、上記したヘッドチップ４１、マニホールド４８、ヘッド駆動基板４６、保持板５１などのインクジェットヘッド４の構成要素が取り付けられ、収納、固定される筐体フレーム５３と、筐体フレーム５３を覆うカバー５４が設けられている。この筐体フレーム５３には、保持板５１のインク受け部５２に連結してインクを供給するフレームインク流路５５が設けられていて、このフレームインク流路５５には、インク供給管６が連結されるようになっている。また、筐体フレーム５３の内部には、２組のヘッド駆動基板４６を支持する支持梁５６が設けられている。
カバー５４の上部には開口５７が設けられていて、インクジェットヘッド４の組立後においては、この開口５７からフレキシブル配線板６０の入力端子６１が外部に露出するようになっている。
【００３１】
次に、本実施形態の作用について説明する。
インクジェットプリンタ１の電源がＯＮとなると、インクジェットプリンタ１の各部に対して給電が行われる。これに伴いインクヒータ４９に給電が行われれば、インクヒータ４９の電熱線４９ａが発熱し、マニホールド４８を介してマニホールド４８内のインクが加熱されて低粘化する。
その後、画像記録の開始指示が入力されると、制御部は、画像データを基とした制御信号をヘッド駆動基板４６及びその他の駆動部に送信し、画像記録を開始する。搬送手段に搬送される記録媒体Ｐ上には、インクジェットヘッド４からインクが吐出されるが、この吐出する際には、インクが予め熱せられて低粘化しているので安定した吐出で、高画質な画像が形成される。
【００３２】
以上のように、本実施の形態におけるインクジェットヘッドによれば、先端面にインク吐出口を有するインクジェットヘッドチップと、インクジェットヘッドチップの側部に接着固定されインクジェットヘッドチップにインクを導くマニホールドと、マニホールドを収納する筐体フレームと、を備えるインクジェットヘッドで、マニホールドと筐体フレームの間において、マニホールドを介してマニホールド内部のインクを加熱するインクヒータを備えると共に、当該マニホールドと筐体フレームの間に、少なくともインクヒータを包含するように接着剤が充填されているため、素早くかつ適度なインク加熱を行うことができ、インク温度を所定の温度に保つことができる。その結果、良好なインク吐出を行うことができ、良好な画像形成を行うことができる。
【００３３】
また、本実施の形態では、インクヒータがシート状に構成されているため、インクジェットヘッドをコンパクトに形成することができる。
【００３４】
さらに、本実施の形態では、温度を検知するためのセンサが、インクヒータよりもインクジェットヘッドチップに近接して配置されているため、射出に係るインク温度を正確に測定することができる。また、温度センサがインクヒータ及びマニホールドに近接して配置されていることによって、正確な温度制御が可能となる。
【００３５】
なお、本発明に係るインクジェットヘッド及びインクジェットプリンタとしては、前記した実施形態に限るものではなく、他の構成のものにも適用可能である。例えば、インクジェットヘッドは、ヘッドチップに圧電素子を備える構成とは限らず、例えばヒータを備える構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの側面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドのヘッドチップ及びマニホールド付近の拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１      インクジェットプリンタ
４      インクジェットヘッド
４１    ヘッドチップ（インクジェットヘッドチップ）
４１ａ  吐出面（先端面）
４２    インク吐出口
４５    温度センサ
４８    マニホールド
４９    インクヒータ
４９ａ  電熱線
５３    筐体フレーム
Ｐ      記録媒体
【図１】
2005074777.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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