(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ノズルチップ及び第１マニホールド又は第２ノズルチップ及び第２マニホールドのいずれか一方のノズルチップ及びマニホールドと、
前記第１ノズルチップ及び前記第１マニホールド又は前記第２ノズルチップ及び前記第２マニホールドのいずれか一方のノズルチップ及びマニホールドを択一に収納可能な筐体フレームと、を備え、
前記第１ノズルチップは、圧電素子の収縮に応じてチャネルに圧力を付与し、前記チャネルに連通するノズルからインクを吐出させる駆動部及び前記圧電素子を収縮させるための電極部を有し、インク導入口をノズル面とほぼ直交する面に有し、
前記第１マニホールドは、前記第１ノズルチップを保持し、
前記第２ノズルチップは、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に併設され、インク導入口をノズル面とほぼ平行な面に有し、
前記第２マニホールドは、当該第２マニホールド内で前記第２ノズルチップの位置決めを行う第１位置決め部と、前記第２ノズルチップを格納した前記第２マニホールドが前記筐体フレームに収納された際に、前記第２マニホールドの上部から前記筐体フレームのフレーム用位置決め部に係合して、前記第２ノズルチップの位置決めを行う第２位置決め部とを有し、前記第２ノズルチップの上部を覆うように当該第２ノズルチップを保持して当該第２ノズルチップにインクを導く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、
前記第２ノズルチップの上面には、インクが導入される導入口が形成されていて、
前記第２マニホールドは、
インクが供給されると共に、前記第２ノズルチップを保持する本体部と、
前記本体部を通過したインクを前記ノズルチップの導入口まで案内するガイド部材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３】
請求項１又は２記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第１マニホールドと、前記第２マニホールドの本体部とは、同一形状であ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関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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、ノズル（インクノズル）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ノズルから記録媒体に向けてインクを吐出することにより、所定の画像を記録している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、従来のインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。図１０に示すようにインクジェットヘッド１００には、筐体フレーム１０１と、ノズルチップ１０２と、一対のマニホールド１０３と、キャップ受け板１０４と、フレキシブル配線基板１０５と、駆動回路基板１０６と、コネクタ１０７と、カバー１０８が備えられている。
【０００４】
筐体フレーム１０１は、アルミニウムを材料としてダイキャスト法により一体成形されてなる部材である。筐体フレーム１０１は、ノズルチップ１０２、マニホールド１０３及びキャップ受け板１０４を収納する基端フレーム部１０１ａ、基端フレーム部１０１ａの長手方向の両端からそれぞれ立設された側壁部１０１ｂ、１０１ｃ、両側壁部１０１ｂ，１０１ｃに架け渡すように形成された放熱板１０１ｄ及びコネクタ支持部１０１ｅ、両側壁部１０１ｂ，１０１ｃの内側にそれぞれ形成されたノズルチップ保持部１０１ｆ，１０１ｇ等を備えている。
【０００５】
ノズルチップ保持部１０１ｆ，１０１ｇは、ノズルチップ１０２の上端部の両端に各々係合することで、ノズルチップ１０２の位置決めを行うようになっている。
【０００６】
ノズルチップ１０２は、そのノズル面に複数のノズルを備えた薄板状の部材である。ノズルチップ１０２の両側面（ノズル面にほぼ直交する面）には、インクが導入される導入口１０２ａが形成されていて、この導入口１０２ａにはフィルタ１０９が取り付けられている。また、ノズルチップ１０２の上端部には、フレキシブル配線基板１０５が接続される電極部１０２ｂが長手方向に沿って設けられている。
【０００７】
一対のマニホールド１０３は、ノズルチップ１０２の各導入口１０２ａを覆うように、当該ノズルチップ１０２を挟持している。マニホールド１０３には、インク流路が連通される連通管１０３ａと、連通管１０３ａに流入したインクをノズルチップ１０２の導入口１０２ａに導く導出口１０３ｂとが設けられている。図１１はマニホールド１０３とノズルチップ１０２との断面図である。図１１に示すように、マニホールド１０３内を通って導出口１０３ｂから流れ出たインクは、導入口１０２ａからノズルチップ１０２内に流入し、ノズルまで案内されるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−９０４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年においては、ノズルチップの材料費削減のためにノズルチップの小型化が進められているが、この小型化によって、インクジェットヘッドを構成する他の部品や、インクジェットヘッドを取り付けるプリンタ側の部品も設計変更の必要性が生じてしまい、長期の開発期間を要したり、ノズルチップのコストダウンの効果が薄れてしまうといったような問題があった。このため、ノズルチップを小型化した際においても、小型化前の部品を極力共通化して使用することが望まれている。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、ノズルチップの小型後においても小型化前の部品を再利用可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、
第１ノズルチップ及び第１マニホールド又は第２ノズルチップ及び第２マニホールドのいずれか一方のノズルチップ及びマニホールドと、
前記第１ノズルチップ及び前記第１マニホールド又は前記第２ノズルチップ及び前記第２マニホールドのいずれか一方のノズルチップ及びマニホールドを択一に収納可能な筐体フレームと、を備え、
前記第１ノズルチップは、圧電素子の収縮に応じてチャネルに圧力を付与し、前記チャネルに連通するノズルからインクを吐出させる駆動部及び前記圧電素子を収縮させるための電極部を有し、インク導入口をノズル面とほぼ直交する面に有し、
前記第１マニホールドは、前記第１ノズルチップを保持し、
前記第２ノズルチップは、圧電素子からなる駆動壁とチャネルとが交互に併設され、インク導入口をノズル面とほぼ平行な面に有し、
前記第２マニホールドは、当該第２マニホールド内で前記第２ノズルチップの位置決めを行う第１位置決め部と、前記第２ノズルチップを格納した前記第２マニホールドが前記筐体フレームに収納された際に、前記第２マニホールドの上部から前記筐体フレームのフレーム用位置決め部に係合して、前記第２ノズルチップの位置決めを行う第２位置決め部とを有し、前記第２ノズルチップの上部を覆うように当該第２ノズルチップを保持して当該第２ノズルチップにインクを導くことを特徴としている。
【００１１】
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、
前記第２ノズルチップの上面には、インクが導入される導入口が形成されていて、
前記第２マニホールドは、
インクが供給されると共に、前記第２ノズルチップを保持する本体部と、
前記本体部を通過したインクを前記ノズルチップの導入口まで案内するガイド部材とを備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第１マニホールドと、前記第２マニホールドの本体部とは、同一形状であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第２ノズルチップ、つまり第１ノズルチップよりも小さいノズルチップが筐体フレームに収納された際に、第２マニホールドの上部からフレーム用位置決め部に係合して、当該第２ノズルチップの位置決めを行う第２位置決め部が設けられているので、第１ノズルチップを収納する筐体フレームに対しても、第２ノズルチップを位置決めしつつ収納することが可能となる。これにより小型化後においても筐体フレームを再利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本実施形態のインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。この図１に示すように、インクジェットヘッド１には、ノズルチップ２と、マニホールド３と、キャップ受け板４と、フレキシブル配線基板５と、駆動回路基板６と、コネクタ７と、筐体フレーム８とが備えられている。
【００１５】
ノズルチップ２は、上述した従来のノズルチップ１０２よりも小型化されている。つまり、従来のノズルチップ１０２が本発明に係る第１ノズルチップ、従来のマニホールド１０３が本発明に係る第１マニホールド、本実施形態のノズルチップ２が本発明に係る第２ノズルチップである。
【００１６】
図２は、第２ノズルチップであるノズルチップ２の概略構成を示す斜視図である。図２に示すように、ノズルチップ２は、四角柱状に形成されていて、その上面には、インクが導入される導入口２１が長手方向に沿って形成されている。また、ノズルチップ２の一側面には、フレキシブル配線基板５が接続される電極部２２が長手方向に沿って形成されており、反対の側面には（図１参照）位置決め用の溝２３が長手方向に沿って形成されている。
図３は、ノズルチップ２の概略構成を示す断面図である。この図３に示すように第２ノズルチップであるノズルチップ２は、圧電素子からなる駆動壁２４とチャネル２５とが交互に並設されている。ここで、ノズルチップ２からインクが吐出される側の面を「前面」といい、その反対側の面を「後面」という。チャネル２５の形状は、両側壁が前面及び後面に対してほぼ垂直に立ち上がっており、そして互いに平行である。ノズルチップ２の前面及び後面にそれぞれ各チャネル２５の出口２６と入口２７とが配置されると共に、各チャネル２５は入口７から出口２６に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプである。そして、チャネル２５の出口２６には、ノズル２８が形成されている。また、チャネル２５の内面には、駆動壁２４を駆動させるための駆動電極２９が積層されている。そして、この駆動電極２９は、ノズルチップ２の後面側に取り付けられた配線基板３０の電極部２２と接続されている。そして、ノズルチップ２は、フレキシブル配線基板５から入力された制御信号に基づいて駆動壁２４が膨張・収縮を繰り返すことにより、ノズル２８からインクを吐出するようになっている。
【００１７】
マニホールド３は、ノズルチップ２を保持し、当該ノズルチップ２に対してインクを導くものである。図４は、マニホールド３の概略構成を示す断面図である。この図４及び図１に示すように、マニホールド３には、図示しないインク供給系に連結される連結部３１と、ノズルチップ２を収納し、連結部３１からインクが注入される本体部３２と、本体部３２に収納されたノズルチップ２の導入口２１まで、本体部３２内に配置されて、ノズルチップ２の導入口２１までインクを案内するガイド部材３３とが設けられている。
【００１８】
本体部３２には、ノズルチップ２を溝２３側から覆って当該ノズルチップの一側面に係合する第１本体部３４と、当該ノズルチップ２を電極部２２側から覆って当該ノズルチップの他側面に係合する第２本体部３５とが備えられている。つまり、ノズルチップ２は、第１本体部３２及び第２本体部３５により挟持されることになる。
【００１９】
図５は第１本体部３４の内部構成を示す正面図である。この図５に示すように、第１本体部３４の内部には、連結部３１に連通し、ノズルチップ２側が開放されたインク流路３４ａが形成されている。このインク流路３４ａにおけるノズルチップ２側の開口３４ｂはガイド部材３３により覆われることになる。そして、第１本体部３４の上部内側面には、内側に向かって立設する一対のリブ３４ｃが形成されている。また、第１本体部３４の下部内側面には、ノズルチップ２の溝２３に係合する突部３４ｄが形成されている。この突部３４ｄによりノズルチップ２の位置決めが行われることになる。つまり、突部３４ｄは本発明に係る第１位置決め部である。
そして、第１本体部３４の上部両端には、上方に向けて凸となる一対の突起３４ｅが形成されている。この一対の突起３４ｅの高さ位置は同一とされている。また、第１本体部３４の上部中央には、開口３４ｆが形成されている。
【００２０】
第２本体部３５は、図４に示すように、第１本体部３４に係合して、ノズルチップ２を電極部２２側から覆った際に、ノズルチップ２に接続されたフレキシブル配線基板５を上方へと導く貫通孔３５ａを第１本体部３４とともに形成している。
【００２１】
ガイド部材３３は、第１本体部３４のインク流路３４ａからノズルチップ２の導入口２１までインクを導くものである。具体的には、ガイド部材３３は、インク流路３４ａにおける開口３４ｂを覆いつつも、このガイド部材３３の下端部が、ノズルチップ２の上面における導入口２１よりも第２本体部３５側に密着している。これにより、第１本体部３４のインク流路３４ａから流れ出たインクは、ガイド部材３３に導かれてノズルチップ２の導入口２１に流入することになる。
【００２２】
図６は、第１本体部３４とガイド部材３３とを示す正面図である。この図６に示すように、ガイド部材３３には、その上部両端に上方に向かって延出し、第１本体部３４の一対のリブ３４ｃにそれぞれ係合する位置決め片３３ａと、上部略中央から上方に向かって延出する補助片３３ｂとが設けられている。補助片３３ｂが第１本体部３４の開口３４ｆに挿通された状態で、位置決め片３３ａが第１本体部３４の一対のリブ３４ｃに係合することで、ガイド部材３３の下端部に密着したノズルチップ２が位置決めされることになる。
【００２３】
キャップ受け板４は、図１及び図４に示すように、マニホールド３の下部に取り付けられて、ノズルのメンテナンス時に吸引キャップ等が密着するものであり、ノズルチップ２のノズルを露出する露出口４ａが形成されている。
【００２４】
フレキシブル配線基板５は、図１に示すようにその下端部がノズルチップ２の電極部２２に接続されるとともに、上端部が駆動回路基板６に接続されている。そして、駆動回路基板６の上端部にはコネクタ７が搭載されている。
【００２５】
筐体フレーム８は、アルミニウムを材料としてダイキャスト法により一体成形されてなる部材であり、小型化前のノズルチップ（例えば従来のノズルチップ１０２）及び小型化後のノズルチップ２を収納するようになっている。筐体フレーム８には、ノズルチップ２、マニホールド３及びキャップ受け板４を収納する基端フレーム部８１、基端フレーム部８１の長手方向の両端からそれぞれ立設された側壁部８２，８３、両側壁部８２，８３に架け渡すように形成された放熱板８４及びコネクタ支持部８５、両側壁部８２，８３の内側にそれぞれ形成されたフレーム用位置決め部８６等を備えている。
【００２６】
フレーム用位置決め部８６は、両側壁部８２，８３から内側に向けて延出していて、その先端部８６ａが下方に向けて突出している。この先端部８６ａの下面には、切欠８６ｂが形成されている。例えば、小型化前のノズルチップ１０２が筐体フレーム８に収納される場合には、マニホールド１０３から露出したノズルチップ１０２の上端部の両端が、切欠８６ｂに各々係合されることで、小型化前のノズルチップ１０２の位置決めが行われることになる。一方、小型化後のノズルチップ２が筐体フレーム８に収納される場合には、当該ノズルチップ２を保持するマニホールド３の上端部の両端、つまり一対の突起３４ｅが切欠８６ｂに各々係合されることで、小型化後のノズルチップ２の位置決めが行われることになる。つまり、一対の突起３４ｅは本発明に係る第２位置決め部である。
【００２７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
ノズルチップ２をインクジェットヘッド１に組み込む際には、作業者は、当該ノズルチップ２の電極部２２にフレキシブル配線基板５を接続しておく。そして、作業者は、ガイド部材３３をマニホールド３の第１本体部３４に取り付ける。この際、位置決め片３３ａの上端面が第１リブ３４ｃの下端面に係合するように、ガイド部材３３を取り付ける。その後、作業者は、ノズルチップ２の溝２３が第１本体部３４の突部３４ｄに係合するように、第１本体部３４にノズルチップ２Ａを取り付けてから、第１本体部３４に第２本体部３５を組み合わせる。これにより、ノズルチップ２Ａが第１本体部３４と第２本体部３５とにより挟持されて、マニホールド３にノズルチップ２Ａが組み込まれることになる。
【００２８】
マニホールド３にノズルチップ２が組み込まれると、作業者は、マニホールド３を筐体フレーム８に取り付ける。この際、マニホールド３の上端部の両端、つまり一対の突起３４ｅを筐体フレーム８の切欠８６ｂに各々係合させることで、ノズルチップ２の位置決めを行う。そして、マニホールド３にキャップ受け部４を取り付けるとともに、フレキシブル配線基板５及び駆動回路基板６を筐体フレーム８の放熱板８４に沿わせてから、コネクタ支持部８５によりコネクタ７を支持させる。そして、図示しないカバーを筐体フレーム８に取り付けることでインクジェットヘッド１の組み立てが完了する。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、小型化されたノズルチップ２が筐体フレーム８に収納された際に、マニホールド３の上部からフレーム用位置決め部８６に係合して、当該ノズルチップ２の位置決めを行う一対の突起３４ｅが設けられているので、小型化前のノズルチップ１０２を収納する筐体フレーム８に対しても、小型化後のノズルチップ２を位置決めしつつ収納することが可能となる。これにより小型化後においても筐体フレーム８を再利用することができる。
【００３０】
また、ノズルチップ２の側面に導入口を設ける場合、当該側面には導入口を形成する領域に加えて、マニホールドにより挟持される領域も必要となるが、本実施形態のようにノズルチップ２の上面に導入口２１が形成されていれば、ノズルチップ２はマニホールド３により挟持される領域のみを側面に設けるだけでよい。このため、ノズルチップ２の側面に導入口を設ける場合と比較しても小型化することが可能となる。そして、このように上面に導入口２１が設けられたノズルチップ２は、第１本体部３４及び第２本体部３５によって挟持された状態で、当該ノズルチップ２の導入口２１に、第１本体部３４を通過したインクがガイド部材３３により案内されているので、より小型なノズルチップ２に対してもインクを案内することが可能となっている。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
本実施形態では、本発明に係る第２マニホールドとしてのマニホールド３の本体部３２と従来のマニホールド１０３（第１マニホールド）とが異なる形状のものであったが、これらを同一形状としてもよい。つまり、これによってマニホールド３の本体部３２と、第１マニホールドとを共通部品として使用することが可能となる。ここで、マニホールド３の本体部３２を第１マニホールドとして共通使用する場合、当該マニホールドに対応するように第１ノズルチップを形成する必要がある。具体的には、図７〜図９に示すように、第１ノズルチップとしてのノズルチップ２０２は、片面のみ導入口２０２ａが形成されている。また、同一面には、マニホールド３の第１本体部３４の突部３４ｄに係合する溝２０２ｂが形成されている。そして、ノズルチップ２０２は、当該ノズルチップ２０２が第１本体部３４に係合した際に、第１本体部３４のインク流路３４ａを閉塞する形状に形成されている。これにより、同一のマニホールド３を使用したとしても、インク流路３４ａからのインクを外部に漏らすことなく、導入口２０２ａに導くことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係る第２ノズルチップの概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２の第２ノズルチップの概略構成を示す断面図である。
【図４】本実施形態に係るマニホールドの概略構成を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る第１本体部の内部構成を示す正面図である。
【図６】本実施形態に係る第１本体部とガイド部材とを示す正面図である。
【図７】第１ノズルチップと第１マニホールドの変形例を示す斜視図である。
【図８】図７の第１ノズルチップと第１マニホールドとを示す正面図である。
【図９】図７の第１ノズルチップと第１マニホールドとを示す断面図である。
【図１０】従来のインクジェットヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図１１】従来のマニホールドの概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      インクジェットヘッド
２      ノズルチップ（第２ノズルチップ）
３      マニホールド（第２マニホールド）
４      キャップ受け板
４ａ    露出口
５      フレキシブル配線基板
６      駆動回路基板
７      コネクタ
８      筐体フレーム
２１      導入口
２２      電極部
２３      溝
３１      連結部
３２      本体部
３３      ガイド部材
３３ａ    位置決め片
３３ｂ    補助片
３４      第１本体部
３４ａ    インク流路
３４ｂ    開口
３４ｃ    リブ
３４ｄ    突部（第１位置決め部）
３４ｅ    突起（第２位置決め部）
３４ｆ    開口
３５      第２本体部
３５ａ    貫通孔
８１      基端フレーム部
８２，８３  側壁部
８４      放熱板
８５      コネクタ支持部
８６      フレーム用位置決め部
８６ａ    先端部
８６ｂ    切欠
１０２      ノズルチップ（第１ノズルチップ）
１０３      マニホールド（第１マニホールド）
【図１】
0005169199.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】
0005169199.tif 000009
【図９】
0005169199.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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