(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドユニットの製造効率を向上させ、その結果、インクジェットプリンタの製造コストを抑えることができるインクジェットヘッドユニット及びインクジェットヘッドユニットの製造方法とする。【解決手段】記録媒体１３にインクを吐出する複数のインクジェットヘッド２０で構成されるインクジェットヘッドユニット２及びインクジェットヘッドユニットの製造方法である。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３２と、インクジェットヘッドチップにインクを導くインク供給路３０と、インク供給路に設けられるインクフィルタ３１ｃとを備えるインクジェットヘッドを形成し、その後、複数のインクジェットヘッドを組み付けてインクジェットヘッドユニットを形成する。【選択図】図５
2005119029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にインクを吐出する複数のインクジェットヘッドで構成されるインクジェットヘッドユニットであって、
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にインクを導くインク供給路と、
前記インク供給路に設けられるインクフィルタと、
を備えるインクジェットヘッドを複数組み付けてユニット化されてい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】
記録媒体にインクを吐出する複数のインクジェットヘッドで構成されるインクジェットヘッドユニットの製造方法であって、
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にインクを導くインク供給路と、
前記インク供給路に設けられるインクフィルタと、
を備えるインクジェットヘッドを形成し、
その後、複数の前記インクジェットヘッドを組み付けてインクジェットヘッドユニットを形成することを特徴とするインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【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ユニット及びインクジェットヘッドユニットの製造方法に係り、特には複数のインクジェットヘッドで構成されるインクジェットヘッドユニット及びインクジェットヘッドユニットの製造方法に関する。
【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。前記インクジェットプリンタは、複数の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、さらに複数の前記インクジェットヘッドで構成されたインクジェットヘッドユニットを備えている場合が多い。そして、例えばシリアル方式のインクジェットプリンタでは、前記インクジェットヘッドユニットを所定の方向に移動させながらインクジェットヘッドのそれぞれの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するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、従来のインクジェットヘッドユニットにおいては、インクから異物を除去するインクフィルタがインクジェットヘッドの外部にある場合が多くインクジェットヘッド単体で動作させることでインクジェットヘッド内に異物が入るなどの問題が生じる可能性がある等の理由から、複数のインクジェットヘッドを組み付けてユニット化し、インクフィルタ等も配置した後に、インクが適性に出射可能かどうかを検査するインク出射試験を行い、この試験に合格したインクジェットヘッドユニットを製品としてインクジェットプリンタに搭載していた。
【特許文献１】特開２００１−３１０４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記したように、インクジェットヘッドをユニット化した後で出射試験を行うと、インクジェットヘッドユニットを構成するインクジェットヘッドのうちの１つでも出射不良を起こしていると、そのインクジェットヘッドユニット全体が不良品ということになってしまう。そのため、インクジェットヘッドユニットの製造効率が悪くなり、結果としてインクジェットプリンタの製造コストが嵩むという問題が生じていた。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、インクジェットヘッドユニットの製造効率を向上させ、その結果、インクジェットプリンタの製造コストを抑えることができるインクジェットヘッドユニット及びインクジェットヘッドユニットの製造方法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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、
記録媒体にインクを吐出する複数のインクジェットヘッドで構成されるインクジェットヘッドユニットであって、
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にインクを導くインク供給路と、
前記インク供給路に設けられるインクフィルタと、
を備えるインクジェットヘッドを複数組み付けてユニット化されていることを特徴としている。
【０００７】
このように請求項１に記載の発明によれば、インクジェットヘッドユニットが、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にインクを導くインク供給路と、インク供給路に設けられるインクフィルタと、を備えるインクジェットヘッドを複数組み付けてユニット化されたものであり、それぞれのインクジェットヘッドが単体でインクを導入可能な状態となっているため、インクジェットヘッドをユニット化する前に、それぞれのインクジェットヘッド毎にインク出射試験を行うことができる。これにより、インク出射不良等の不具合のあるインクジェットヘッドをユニット化する前に検出することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、
記録媒体にインクを吐出する複数のインクジェットヘッドで構成されるインクジェットヘッドユニットの製造方法であって、
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にインクを導くインク供給路と、
前記インク供給路に設けられるインクフィルタと、
を備えるインクジェットヘッドを形成し、
その後、複数の前記インクジェットヘッドを組み付けてインクジェットヘッドユニットを形成することを特徴としている。
【０００９】
このように請求項２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にインクを導くインク供給路と、インク供給路に設けられるインクフィルタと、を備えるインクジェットヘッドを形成し、その後、複数のインクジェットヘッドを組み付けてインクジェットヘッドユニットを形成するようになっているため、インクジェットヘッドユニットにユニット化する前の単体のインクジェットヘッドに対してインクを導入可能であり、インクジェットヘッドをユニット化する前に、それぞれのインクジェットヘッド毎にインク出射試験を行うことができる。これにより、インク出射不良等の不具合のあるインクジェットヘッドをユニット化する前に検出することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１又は２に記載の発明によれば、インクジェットヘッドをユニット化する前に、それぞれのインクジェットヘッド毎にインク出射試験を行うことができ、インク出射不良等の不具合のあるインクジェットヘッドをユニット化する前に検出することができるため、インク出射試験に合格した信頼のおけるインクジェットヘッドだけでインクジェットヘッドユニットを形成することができる。そのため、組み付けられたインクジェットヘッドユニットの信頼性を向上させることができると共に、インクジェットヘッドユニットの製造効率を向上させることができ、結果として、インクジェットプリンタの製造コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
まず図１を参照して、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドユニットを備えるインクジェットプリンタの全体構成について説明する。
【００１３】
図１に示すように本実施形態のインクジェットプリンタ１は、シリアル方式のインクジェットプリンタであり、インクジェットヘッドユニット２と、キャリッジ３と、キャリッジレール４と、保湿ユニット５と、メンテナンスユニット７と、インクタンク２５と、インク供給管２６と、制御装置（図示省略）とを備えて構成される。
【００１４】
インクジェットプリンタ１により画像が形成される記録媒体１３は、図示しない搬送装置により、図１における記録領域Ｃを通過するようにして、図１における主走査方向Ａと直交した副走査方向に搬送されるようになっている。
【００１５】
キャリッジ３は、インクジェットヘッド２０を複数組み付けてユニット化されたインクジェットヘッドユニット２を搭載し、キャリッジレール４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。記録領域Ｃにおいては、キャリッジ３の動作により、記録媒体１３上の主走査が行われるようになっている。
【００１６】
この主走査中にインクジェットヘッド２０が、記録媒体１３に向けてインクを吐出することで記録媒体１３に画像を形成するようになっている。ここで、ノズル吐出方向が垂直下向きとなるようにインクジェットヘッド２０を垂直置きする場合や、ノズル吐出方向が水平方向となるようにインクジェットヘッド２０を水平置きする場合があるが、その他の方向でも実施可能である。いずれの場合でも、インクジェットヘッド２０は、インクを吐出するためのノズルの吐出口が配列されたノズル面２０ａが記録媒体１３と対向するように設置されている。
【００１７】
インクタンク２５はインクジェットヘッド２０に供給するためのインクを貯留するもので、使用するインク種類に応じて一又は二以上設けられる。インク供給管２６はインクジェットヘッド２０とインクタンク２５とを連通する形態で設置され、インクタンク２５からインクジェットヘッド２０にインクを導くようになっている。
【００１８】
メンテナンスユニット７はメンテナンス領域Ｄに配置され、吸引キャップ８と、清掃ブレード１１と、インク受器１２と、吸引ポンプ９と、廃インクタンク１０等を有して構成される。メンテナンスユニット７は一連のメンテナンス動作により、インクジェットヘッド２０内の異物を除去してインクジェットヘッド２０のインク吐出状態を良好な状態に回復させるようになっている。
【００１９】
吸引キャップ８は吸引ポンプ９を介して廃インクタンク１０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２０のノズル面２０ａを覆うものである。
吸引ポンプ９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る。吸引ポンプ９は吸引キャップ８がノズル面２０ａ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２０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。
【００２０】
清掃ブレード１１はインクジェットヘッド２０のインク吸引後、ノズル面２０ａに付着しているインクを除去するものである。インク受器１２は、前記清掃ブレード１１でノズル面２０ａに付着したインクを除去した後、インクジェットヘッド２０が予備吐出したインクを受けるものである。廃インクタンク１０は吸引ポンプ９の動作によりインクジェットヘッド２０から吸引されたインクや、インクジェットヘッド２０から予備吐出されたインクを貯留するものである。
【００２１】
保湿ユニット５はホームポジション領域Ｂに配置され、インクジェットヘッド２０と同数の保湿キャップ６を有して構成されるものである。保湿キャップ６は、インクジェットヘッド２０が待機状態にある時、ノズル面２０ａを覆うことでインクジェットヘッド２のインクを保湿するようになっている。
【００２２】
制御装置は、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ものである。メモリは、記録媒体１３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るものである。ＣＰＵは、メモリに格納された画像のデータやプログラムに基づいて演算を行い、この演算結果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。
【００２３】
次に、図２を参照してインクジェットヘッド２０を構成するインクジェットヘッドチップ（以下「ヘッドチップ」という。）３２及びインク供給路としてのマニホールド３０について説明する。図２は本実施形態のマニホールド３０及びヘッドチップ３２の分解斜視図である。
図２に示すように、マニホールド３０は、長尺平板状の本体部３１と、インク導入口３０ａを有した流路接続部３０ｂとを有する。
【００２４】
流路接続部３０ｂは長円若しくは角に丸みの付いた長方形形状の断面を有する管状に形成されおり、本体部３１の長手方向の一端面に突設されている。
本体部３１のヘッドチップ３２に対向する内面には、濾過溝部３１ａ及び導入溝部３１ｂが本体部３１の長手方向に互いに平行に沿うように延設されている。図２にその一部をメッシュ状に示したように、濾過溝部３１ａにはインクを濾過するインクフィルタ３１ｃが設置される。濾過溝部３１ａはインクフィルタ３１ｃにより上流側３１ｄと下流側３１ｅとに分かれ、上流側３１ｄがより深く形成されている。流路接続部３０ｂ内のインク流路と濾過溝部３１ａの上流側３１ｄとが本体部３１に穿設されたインク流路によって連通している。濾過溝部３１ａの下流側３１ｅはインクフィルタ３１ｃより拡幅して形成されている。導入溝部３１ｂは濾過溝部３１ａの下流側３１ｅに連続して形成されている。
マニホールド３０がヘッドチップ３２に取り付けられると、導入溝部３１ｂがヘッドチップ３２のインク導入口３２ａを覆うようにあてがわれる。
【００２５】
ヘッドチップ３２はその内部に形成された加圧室３２ｂに充填されたインクをノズル３２ｃから吐出する装置である。ヘッドチップ３２には、そのインク導入口３２ａに続いて加圧室３２ｂを含むインク流路３２ｄが多数形成されており、そのインク流路３２ｄの各出口にノズル３２ｃが配置されるように、多数のノズル孔が列を成して加工されたノズルプレート３２ｅが貼付されている。各加圧室３２ｂ，３２ｂ，・・・はノズル３２ｃからインクを吐出するための圧力（吐出力）を発生する圧電素子が付設されてなる。ヘッドチップ３２内に圧電素子に電圧を印加する電極が形成されており、ノズルプレート３２ｅと反対側のヘッドチップ３２の端部にその電極にフレキシブル配線基板を接続させるため電極端子３２ｆが露出形成されている。インク導入口３２ａはヘッドチップ３２の一側面に設けられており、その反対の側面には設けられていない。両側面にインク導入口が設けられたヘッドチップに対しても本発明は有用である。
なお、ヒータ素子等他の手段によって吐出力を発生させても良い。
また、これらのノズル３２ｃの出口であるインク吐出口は図１に示したノズル面２０ａに配置される。インクジェットヘッド２０はノズル列方向と図１に示された主走査方向Ａとが直交するようにキャリッジ３に搭載される。
【００２６】
次に、図３及び図４を参照し、インクジェットヘッドユニット２の一実施形態について説明する。
図３は、複数のインクジェットヘッド２０で構成されるインクジェットヘッドユニット２の正面図（ａ）及び底面図（ｂ）である。図４は、インクジェットヘッドユニット２の側面透視図である。
【００２７】
図３の（ａ）に示すようにインクジェットヘッドユニット２は、１つのヘッドチップ３２に１つのマニホールド３０が取り付けられたインクジェットヘッド２０を有し、これを一単位として同一方向に同じものを８つ積み重ねるように配置しユニット化したものである。その結果、８つのインクジェットヘッド２０が互いの側面を対向させて配置されている。
【００２８】
また、図３の（ｂ）に示すように、ノズルプレート３２ｅが付設されたヘッドチップ３２の端部がマニホールド３０より突出しており、これにキャップ受け板３３の開口部３３ａを嵌めるようにしてキャップ受け板３３が取り付けられる。キャップ受け板３３は吸引キャップ８や保湿キャップ６を受けて、これらと密着するものである。
ノズルプレート３２ｅと反端側のヘッドチップ３２の端部にはそれぞれフレキシブル配線基板３４の一端が接続される。図４に示すように、フレキシブル配線基板３４の他端には駆動回路基板３５が接続される。さらに駆動回路基板３５は図示しない配線手段や電気コネクタによってプリンタ本体と電気的に接続し、画像信号に基づいて図３に示した８つのヘッドチップ３２，３２，・・・が駆動されるように構成される。
さらに、各マニホールド３０の流路接続部３０ｂに、図４に示すようにマニホールド３０へのインク導入部材３６を１つずつ接続している。このインク導入部材３６が、図１に示したインク供給管２６を介してインクタンク２５と繋がっている。
【００２９】
次に、図５のフローチャートを参照して、前記インクジェットヘッドユニット２の製造方法について説明する。
インクジェットヘッドユニット２の製造の際には、まず、前記ヘッドチップ３２を従来と同様の方法にて組み立てる（ステップＳ１）。
次に、前記マニホールド３０の濾過溝部３１ａにインクフィルタ３１ｃを設置する（ステップＳ２）。
【００３０】
そして、インクフィルタ３１ｃを設置したマニホールド３０を、当該マニホールド３０の導入溝部３１ｂがヘッドチップ３２のインク導入口３２ａを覆うような位置となるように、ヘッドチップ３２に組み付け（ステップＳ３）、マニホールド３０とヘッドチップ３２を封止して、インクジェットヘッド２０を形成する（ステップＳ４）。なお、このインクジェットヘッド２０はそれぞれ、単体でインクを導入可能な状態となっている。
また、必要な場合は、ここでインクジェットヘッド２０の洗浄を行う（ステップＳ５）。
【００３１】
それから、インクジェットヘッド２０のインク出射試験をインクジェットヘッド毎に行い、実出射評価をみる（ステップＳ６）。ここで、インク出射不良等の不具合のあるインクジェットヘッドは不良品として検出し、その後の工程には用いないようにする。
【００３２】
その後、インク出射試験に合格したインクジェットヘッド２０を複数用いて、インクジェットヘッドユニット２を形成する（ステップＳ７）。なお、本実施の形態では、同一のインクジェットヘッド２０を８つ使用してユニット化し、インクジェットヘッドユニット２を形成するようになっている。
このようにして、前記インクジェットヘッドユニット２を製造する。
【００３３】
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ユニットは、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、インクジェットヘッドチップにインクを導くインク供給路と、インク供給路に設けられるインクフィルタと、を備えるインクジェットヘッドを複数組み付けてユニット化されたものであり、それぞれのインクジェットヘッドが単体でインクを導入可能な状態となっているため、インクジェットヘッドをユニット化する前に、それぞれのインクジェットヘッド毎にインク出射試験を行うことができる。これにより、インク出射不良等の不具合のあるインクジェットヘッドをユニット化する前に検出することができる。
【００３４】
また、本実施の形態におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法によれば、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にインクを導くインク供給路と、インク供給路に設けられるインクフィルタと、を備えるインクジェットヘッドを形成し、その後、複数のインクジェットヘッドを組み付けてインクジェットヘッドユニットを形成するようになっているため、インクジェットヘッドユニットにユニット化する前の単体のインクジェットヘッドに対してインクを導入可能であり、インクジェットヘッドをユニット化する前に、それぞれのインクジェットヘッド毎にインク出射試験を行うことができる。これにより、インク出射不良等の不具合のあるインクジェットヘッドをユニット化する前に検出することができる。
【００３５】
これらの結果、インク出射試験に合格した信頼のおけるインクジェットヘッドだけでインクジェットヘッドユニットを形成することができる。そのため、組み付けられたインクジェットヘッドユニットの信頼性を向上させることができると共に、インクジェットヘッドユニットの製造効率を向上させることができ、結果として、インクジェットプリンタの製造コストを抑えることができる。
【００３６】
なお、本発明に係るインクジェットヘッドユニット及びインクジェットヘッドユニットの製造方法としては、前記した実施形態に限るものではなく、他の場合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。
【００３７】
また、本実施の形態では、８つのインクジェットヘッドによりインクジェットヘッドユニットを構成するようになっていたが、これに限らず、適宜の数のインクジェットヘッドによってインクジェットヘッドユニットを構成するようになっていれば良い。
さらに、本実施の形態では、同じ構成のインクジェットヘッドを同一方向に並べてインクジェットヘッドユニットを形成したが、これに限るものではなく、適宜のインクジェットヘッドで構成されるインクジェットヘッドユニットとすれば良い。例えば、インクの種類毎で異なる複数種類のインクジェットヘッドを並べて構成されるインクジェットヘッドユニットであっても良い。
【００３８】
また、本実施形態において、本発明に係るインクジェットヘッドユニットを適用したインクジェットプリンタは、キャリッジに搭載されたインクジェットヘッドユニットを主走査方向に往復移動させるとともに、記録媒体を副走査方向に搬送させながら、インクジェットヘッドからインクを吐出させて、画像を形成するシリアルヘッド方式のインクジェットプリンタとしたが、プリンタ本体に固定されたインクジェットヘッドユニットのインクジェットヘッドからインクを吐出させるとともに、記録媒体を搬送させて、画像を形成するラインヘッド方式のインクジェットプリンタに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドユニットを備えるインクジェットプリンタの全体構成図である。
【図２】本発明の一実施形態のマニホールド及びヘッドチップの分解斜視図である。
【図３】（ａ）は本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドユニットの正面図である。  （ｂ）は本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドユニットの底面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドユニットの側面透視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドユニットの製造方法の工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１      インクジェットプリンタ
２      インクジェットヘッドユニット
３      キャリッジ
４      キャリッジレール
５      保湿ユニット
６      保湿キャップ
７      メンテナンスユニット
８      吸引キャップ
９      吸引ポンプ
１０    廃インクタンク
１１    清掃ブレード
１２    インク受器
１３    記録媒体
２０    インクジェットヘッド
２０ａ  ノズル面
２５    インクタンク
２６    インク供給管
３０    マニホールド（インク供給路）
３０ａ  インク導入口
３０ｂ  流路接続部
３１    本体部
３１ａ  濾過溝部
３１ｂ  導入溝部
３１ｃ  インクフィルタ
３２    ヘッドチップ（インクジェットヘッドチップ）
３２ａ  インク導入口
３６    インク導入部材
Ａ      主走査方向
【図１】
2005119029.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005119029.tif 000006
【図５】
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