(57)【要約】【課題】  従来と比較して小型なインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】  インクジェットヘッド４は、インク吐出口４２，…を一端面に有するヘッドチップ４１と、ヘッドチップ４１の両側部に取り付けられ、外部からのインクをヘッドチップ４１に導くマニホールド４８と、マニホールド４８を介してマニホールド４８内部のインクを加熱するインクヒータ４９とを備えている。インクヒータ４９は、マニホールド４８の両側部にそれぞれ配設された加熱部４９ａ，４９ａと、マニホールド４８の表面に沿って加熱部４９ａ，４９ａを接続する接続部４９ｄとを備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出口を一端面に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両側部に取り付けられ、外部からのインクを前記インクジェットヘッドチップに導くマニホールドと、
前記マニホールドを介して前記マニホールド内部のインクを加熱するインクヒータとを備えるインクジェットヘッドであって、
前記インクヒータは、
前記マニホールドの両側部にそれぞれ配設された加熱部と、
前記マニホールドの表面に沿って前記加熱部を接続する接続部とを備え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記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記インク吐出口は、前記一端面に複数形成され、前記加熱部に沿って２列に配列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または２記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記マニホールドが固定される筐体を備え、
前記筐体には、外部からのインクを前記マニホールドに導くインク流路が形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４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記加熱部は、同一パターンに配線された電熱線を有していることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記加熱部は、非同一パターンに配線された電熱線を有していることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接続部は、電熱線を有し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、紙など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、インク吐出口が設けられたインクジェットヘッドを備えており、インクジェットヘッドと記録媒体とを相対的に移動させつつ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】
インクジェットヘッドは、インク供給口から供給されたインクをインク吐出口から吐出するインクジェットヘッドチップ（以下、ヘッドチップとする）を備えている。ヘッドチップの両側面には、インク供給口にインクを供給するマニホールドが取り付けられている。
【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、温度低下に伴って高粘度化し、吐出安定性を低下させてしまう。そのため、インクジェットヘッドの両側面には、吐出前のインクを加熱するインクヒータがそれぞれ独立して配設されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１０３０８１号公報
【特許文献２】特開２００３−１６５２１８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、インクジェットヘッドの両側面にそれぞれインクヒータを独立して配設する場合には、インクヒータに電力を供給するための配線が複雑になる結果、インクジェットヘッドが大型化してしまう問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、従来と比較して小型なインクジェットヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、
インクの吐出口を一端面に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両側部に取り付けられ、外部からのインクを前記インクジェットヘッドチップに導くマニホールドと、
前記マニホールドを介して前記マニホールド内部のインクを加熱するインクヒータとを備えるインクジェットヘッドであって、
前記インクヒータは、
前記マニホールドの両側部にそれぞれ配設された加熱部と、
前記マニホールドの表面に沿って前記加熱部を接続する接続部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、マニホールドの両側部の加熱部が接続部によってマニホールドの表面に沿って接続されているので、各加熱部に独立して電力を供給する必要がない。従って、インクヒータに電力を供給するための配線を簡略化することができるため、従来と比較してインクジェットヘッドを小型化することができる。また、インクジェットヘッドの製造を容易化することができるとともに、インクジェットヘッドの製造コストを低くすることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記インク吐出口は、前記一端面に複数形成され、前記加熱部に沿って２列に配列されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、インク吐出口は加熱部に沿って２列に配列されているので、各列のインク吐出口に供給されるインクをそれぞれ加熱部によって加熱することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記マニホールドが固定される筐体を備え、
前記筐体には、外部からのインクを前記マニホールドに導くインク流路が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、筐体に形成されたインク流路によって外部からのインクをマニホールドに導くインクジェットヘッドにおいて請求項１または２記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記加熱部は、同一パターンに配線された電熱線を有していることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、マニホールドの両側部に配設された加熱部の電熱線は同一パターンに配線されているので、インクジェットヘッドチップの各側部に供給されるインクを同じ温度に加熱することができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記加熱部は、非同一パターンに配線された電熱線を有していることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、マニホールドの両側部に配設された加熱部の電熱線は非同一パターンに配線されているので、インクジェットヘッドチップの各側部に供給されるインクを別々の温度に加熱することができる。従って、インクジェットヘッドチップの各側部に別々の種類のインクが供給される場合であっても、各インクを適切な温度に加熱することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接続部は、電熱線を有していることを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、接続部は電熱線を有しているので、接続部によってマニホールド内部のインクを加熱することができる。従って、加熱部と接続部とによってインクを加熱することにより、マニホールド内部のインクを均一な温度とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、インクヒータに電力を供給するための配線を簡略化することができるため、従来と比較してインクジェットヘッドを小型化することができる。また、インクジェットヘッドの製造を容易化することができるとともに、インクジェットヘッドの製造コストを低くすることができる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、各列のインク吐出口に供給されるインクをそれぞれ加熱部によって加熱することができる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、筐体に形成されたインク流路によって外部からのインクをマニホールドに導くインクジェットヘッドにおいて請求項１または２記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、インクジェットヘッドチップの各側部に供給されるインクを同じ温度に加熱することができる。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、インクジェットヘッドチップの各側部に別々の種類のインクが供給される場合であっても、各インクを適切な温度に加熱することができる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、加熱部と接続部とによってインクを加熱することにより、マニホールド内部のインクを均一な温度とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本実施形態について図面を参照して説明する。なお、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。
【００２６】
まず図１を参照して、本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はインクジェットプリンタの全体構成図である。
【００２７】
インクジェットプリンタ１は、記録領域Ｃの範囲内でインクを吐出することによって記録媒体Ｐ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、搬送手段（図示せず）が備わっており、主走査方向Ａと直交した副走査方向に沿って記録媒体Ｐを搬送するようになっている。
【００２８】
記録媒体Ｐ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が配置されている。キャリッジレール２には、キャリッジ３が移動自在に設けられている。
【００２９】
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にかけて主走査方向Ａに移動するようになっている。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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の吐出面を覆って、インク吐出口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。
【００３３】
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の吐出面を覆うようになっている。吸引キャップ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が吐出面を覆った状態で作動することにより、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。
【００３４】
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，…は、４個のインクジェットヘッド４，…の吐出面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。
【００３５】
また、インクジェットプリンタ１には、図示しない制御部が備えられている。この制御部は、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。
【００３６】
次に、図２、図３を参照しつつ、インクジェットヘッド４について説明する。ここで、図２はインクジェットヘッド４の概略構成を示す側断面図であり、図３はインクジェットヘッド４の分解斜視図である。
【００３７】
図２に示すように、インクジェットヘッド４には、矢印方向Ｘ（図２の表裏方向）に２列に配列された複数のインク吐出口４２から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」とする）４１が設けられている。なお、矢印方向Ｘは、前記主走査方向Ａと直交している。
【００３８】
ヘッドチップ４１は、薄板状の中心部材４１ａの両側部に、一対の薄板状の側部材４１ｂ，４１ｃが接着剤によって貼り合わされて構成されている。
ヘッドチップ４１の両側面にはインク供給口４３，４３が設けられている。インク供給口４３は、ヘッドチップ４１の内部のインク流路４４，４４を介してインク吐出口４２と連続している。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。
【００３９】
ヘッドチップ４１の両側部には、外部からのインクをヘッドチップ４１に導くマニホールド４８が接着固定されている。
【００４０】
マニホールド４８は、インク供給口４３に連通するインク流路４８ｅ，４８ｆを内部に有している。
マニホールド４８の一端部には、図３に示すように、インク流路４８ｅ，４８ｆにインクを導入するためのインク導入口４８１，…が形成されている。このインク導入口４８１は、製作工程における内部洗浄の際に洗浄液を注入するための注入口ともなるものである。なお、本実施の形態においては、マニホールド４８の一端部に２つずつのインク導入口４８１，４８１が形成されているが、１つのみ形成されていても良いし、３つ以上形成されていても良い。
【００４１】
インク導入口４８１には、インク受け部４８８が連続して設けられている。このインク受け部４８８は、インクを溜めつつインク導入口４８１，…に案内するものである。
【００４２】
マニホールド４８の両側部には、マニホールド４８を介してマニホールド４８の内部のインクを所定の温度に加熱するインクヒータ４９が配設されている。なお、上述した図２では、便宜上、インクヒータ４９の図示を省略している。
【００４３】
インクヒータ４９は、接続部４９ｄによって互いに電気的に接続された加熱部４９ａ，４９ａを備えている。これら加熱部４９ａ及び接続部４９ｄは、可撓性のフィルム部（図示せず）に電熱線（図示せず）が波形状に配線されたものである。
【００４４】
より詳細には、加熱部４９ａ，４９ａは、マニホールド４８の側面に当接するマニホールド加熱部４９ｂと、後述の筐体フレーム（筐体）５３の側面に当接するフレーム加熱部４９ｃとによって略Ｌ字状に形成されている。
【００４５】
マニホールド加熱部４９ｂ，４９ｂのヒータ面は、インク吐出口４２，…の列と平行になっており、各列のインク吐出口４２に供給されるインクをそれぞれ加熱するようになっている。
【００４６】
フレーム加熱部４９ｃは、筐体フレーム５３を介して筐体フレーム５３の内部のインクを加熱するものであり、マニホールド４８に供給されるインクを予め加熱するようになっている。なお、フレーム加熱部４９ｃは、筐体フレーム５３の内面に当接することとしても良い。
【００４７】
ここで、加熱部４９ａ，４９ａの前記電熱線は、同一のパターンに配線されていても良いし、非同一のパターンに配線されていても良い。各電熱線が同一のパターンに配線されている場合には、ヘッドチップ４１の各側部に供給されるインクを同じ温度に加熱することができる。一方、各電熱線が非同一のパターンに配線されている場合には、ヘッドチップ４１の各側部に供給されるインクを別々の温度に加熱することができるため、ヘッドチップ４１の各側部に別々の種類のインクが供給される場合であっても、各インクを適切な温度に加熱することができる。
【００４８】
加熱部４９ａ，４９ａにおける接続部４９ｄとの連結部分には、切欠部４９ｅが設けられている。この切欠部４９ｅは、接続部４９ｄに対する加熱部４９ａの可動域を広くするためのものである。また、切欠部４９ｅは、インクヒータ４９の形状が変化した場合にも、加熱部４９ａと接続部４９ｄとの連結部分に加わる応力を分散させる結果、連結部分に切れ目が生じるのを防止するようになっている。これにより、マニホールド４８に対するインクヒータ４９の取り付け作業が容易になっている。
【００４９】
なお、インクヒータ４９とマニホールド４８との熱的な結合をヒータ面内で均等とするために、インクヒータ４９とマニホールド４８と間に所定の部材を設けたり、接着剤を充填したりしても良い。また、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ても良いし、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。
【００５０】
インクヒータ４９とヘッドチップ４１との間には、温度を検知する温度センサ（図示せず）が配設されている。
【００５１】
ヘッドチップ４１の下部には、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。
保持板５１には開口５１ａが設けられており、吐出面が露出するようになっている。
【００５２】
また、ヘッドチップ４１の上部には、制御部からの制御信号を中心部材４１ａに送信するヘッド駆動基板４６，４６が、フレキシブル配線板（図示せず）を介して接続されている。
【００５３】
各ヘッド駆動基板４６にはコネクタ４６１が設けられており、これらコネクタ４６１には電源（図示せず）及び制御部（図示せず）が電気的に接続されていて、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。
【００５４】
また、一方のヘッド駆動基板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の前記電熱線が電気的に接続されている。また、前記温度センサもヒータ用回路に電気的に接続されている。
【００５５】
これらヘッドチップ４１、マニホールド４８、ヘッド駆動基板４６及び保持板５１等は、筐体フレーム５３に固定されている。より詳細には、筐体フレーム５３とマニホールド４８との間には、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いる。この接着剤は、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ている。
【００５６】
筐体フレーム５３には、インク受け部４８８にインクを供給するフレームインク流路（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。筐体フレーム５３の内部には、ヘッド駆動基板４６，４６を支持する支持梁５６が設けられている。
【００５７】
筐体フレーム５３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を介して前記電源及び制御部とヘッド駆動基板４６とが接続されている。
【００５８】
続いて、インクジェットヘッド４の製造方法について説明する。
まず、ヘッドチップ４１の両側部にマニホールド４８を接着する。
次に、ヘッドチップ４１の上部に前記フレキシブル配線基板を介してヘッド駆動基板４６，４６を接続する。また、インクヒータ４９をマニホールド４８の表面に沿わせて取り付ける。このとき、加熱部４９ａ，４９ａが接続部４９ｄによってマニホールドの表面に沿って接続されているので、各加熱部４９ａに独立して電力を供給する必要がない。
【００５９】
次に、ヘッドチップ４１及びマニホールド４８の下端部に保持板５１を取り付ける。
次に、一体化されたヘッドチップ４１、マニホールド４８、インクヒータ４９、保持板５１、前記フレキシブル配線基板及びヘッド駆動基板４６，４６を筐体フレーム５３に取り付け、インクジェットヘッド４の製造を完了する。
【００６０】
そして、ヘッド駆動基板４６，４６に設けられたコネクタ４６１，４６１に、前記電源及び制御部を電気的に接続する。
【００６１】
以上のようなインクジェットヘッド４によれば、各加熱部４９ａ，４９ａに電力を供給するための配線を簡略化することができるため、従来と比較してインクジェットヘッドを小型化することができる。また、インクジェットヘッド４の製造を容易化することができるとともに、インクジェットヘッド４の製造コストを低くすることができる。
【００６２】
また、加熱部４９ａと接続部４９ｄとによってインクを加熱することができるので、マニホールド内部のインクを均一な温度とすることができる。
【００６３】
なお、上記実施の形態においては、加熱部４９ａは２つ設けられていることとして説明したが、接続部４９ｄによって接続されていれば、３つ以上設けられることとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】インクジェットプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】インクジェットヘッドの概略構成を示す側断面図である。
【図３】インクジェットヘッドの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
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）
４２    インク吐出口
４８    マニホールド
４９    インクヒータ
４９ａ  加熱部
４９ｄ  接続部
５３    筐体フレーム（筐体）
５５    フレームインク流路（インク流路）
【図１】
2005212268.tif 000003
【図２】
2005212268.tif 000004
【図３】
2005212268.tif 000005