(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタに対するノズルの位置が正確に規定され、温調液の漏れが生じにくく、しかも寿命が長いインクジェットプリントヘッドを提供すること。【解決手段】インクジェットプリントヘッドは、互いに密着する第１のプレート１１と第２のプレート１２で構成され、前記第１のプレート１１と第２のプレート１２との境界に、前記第１のプレート１１と第２のプレート１２によって閉塞されるチューブ逃げ溝１３１と接着剤逃げ溝１３２が形成されるベース１０と、前記ベース１０に配設され、インク滴を吐出させる複数のノズル２３１、３３１が形成されたヘッド本体２０、３０と、前記チューブ逃げ溝１３１内に配置され、前記ヘッド本体２０、３０を温度調整するための流体が流れる伸縮チューブ１４と、前記接着剤逃げ溝１３２内に充填され、前記第１のプレート１１と第２のプレート１２を接合させる接着剤１５とを具備している。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに密着する第１のプレートと第２のプレートで構成され、前記第１のプレートと第２のプレートとの境界に、前記第１のプレートと第２のプレートによって閉塞される第１の溝部と第２の溝部が形成されるベースと、
前記ベースに配設され、液滴を吐出させる複数のノズルが形成されたヘッド本体と、
前記第１の溝部内に配置され、前記ヘッド本体を温度調整するための流体が流れる管状部材と、
前記第２の溝部内に充填され、前記第１のプレートと第２のプレートを接合させる接着剤とを具備していることを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記第１の溝部と第２の溝部は、互いに連通されていることを特徴とする請求項１に記載されたインクジェットプリントヘッド。
【請求項３】
前記第１の溝部と第２の溝部は、互いに隔離されていることを特徴とする請求項１に記載されたインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】
前記第１の溝部は、前記第１のプレートと第２のプレートの両方に跨っていることを特徴とする請求項１に記載されたインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
前記第２の溝部は、前記第１のプレートと第２のプレートの両方に跨っていることを特徴とする請求項１に記載されたインクジェットプリントヘッド。
【請求項６】
前記管状部材は、樹脂製のチューブであることを特徴とする請求項１に記載されたインクジェットプリントヘッド。
【請求項７】
前記ヘッド本体は、前記第１のプレートと第２のプレートにそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項１に記載されたインクジェットプリントヘッド。
【請求項８】
前記管状部材は、前記流体に対する耐性を有していることを特徴とする請求項１に記載されたインクジェットプリントヘッド。
【請求項９】
前記流体は、温水であることを特徴とする請求項１に記載されたインクジェットプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタなどの印字装置に搭載される、温度調節機能を備えたインクジェットプリントヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタなどの印字装置に搭載されるインクジェットプリントヘッドは、インク室内に満たされたインクをノズルから吐出させ、用紙などの記録媒体にインク滴として付着させる。
【０００３】
通常、使用されるインクは、温度変化に伴って粘性が変化する。そのため、ノズルから吐出するインク滴の滴径は、インク室内のインクの温度に影響されることになる。例えば、インク室内のインクの温度が高くなると、インクの粘性が低下するため、インク滴の滴径は拡大する。逆に、インク室内のインクの温度が低下すると、インクの粘性が上昇するから、インク滴の滴径は縮小する。したがって、記録媒体に印字している最中に、インク室内のインクの温度が変動すると、形成される画像品質にムラが発生することがある。
【０００４】
近年、このような問題を解決するために、インク室内のインクの温度を適温に維持する温度調節機能を備えたインクジェットプリントヘッドが開発された（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
温度調節機能を備えたインクジェットプリントヘッドは、多数のノズルが形成されるヘッド本体と、ヘッド本体を支持するベースとで構成されている。多数のノズルは、記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に均一なピッチ間隔で配設されていて、搬送される記録媒体にインク滴を均一に付着させる。ベースは、２枚のプレートを貼り合せた構造をしていて、記録媒体の搬送方向と交差するように配置されている。これらのプレートは、接着剤によって接合されていて、その境界部分には温調液を流すための溝部が形成されている。以上のようなインクジェットプリントヘッドにおいて、溝部に温調液が流されると、インク室内のインクと溝部内の温調液とがヘッド本体を通して熱交換して、インク室内のインクの温度が調整される。
【特許文献１】特開２００４−３３８１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載されたインクジェットプリントヘッドにおいて、ベースを構成する２枚のプレートは、プレートとプレートの隙間に塗布された接着剤によって接合されている。即ち、プレートとプレートとの隙間には接着剤が存在している。
【０００７】
そのため、接着剤の厚さにムラがあると、ベースの厚さにも偏りが生じ、ヘッド本体に形成されたノズルの列が記録媒体に対して傾斜する。このようなノズル列の傾斜は、解像度を高めることを目的として、ベースの前後、即ち２枚のプレートにそれぞれヘッド本体が配置される場合に深刻な問題となる。つまり、２つのヘッド本体は、インク滴の付着密度を高めるために、記録媒体の搬送方向に対してノズルのピッチ間隔の１／２分だけずらして配置されるが、それぞれのヘッド本体に形成されたノズルの列が互いに傾斜していると、記録媒体の搬送方向に対するノズルのピッチ間隔に偏りが生まれ、結果として、搬送される記録媒体にインク滴を均一に付着させることができなくなる。しかも、ヘッド本体に形成されるノズルは、解像度を高めるためにそもそも狭いピッチ間隔で配設されているから、それぞれのヘッド本体に形成されたノズルの列が僅かに傾斜しているだけで、形成される画像品質に大きな影響がでる。
【０００８】
さらに、複数のインクジェットプリントヘッドが装着されれば、当然、インクジェットプリントヘッドごとに、温度調節機能を配置する必要が生まれ、インクジェットプリンタが大型化する原因となる。
【０００９】
また、２枚のプレートの接合に使用される接着剤は、インクや温調液に接触することがあるため、インクや温調液に対する耐性を備えている必要がある。特に、通常の接着剤は水分に弱いため、温調液として温水が使用されていると、著しく劣化が進み、結果として、インクジェットプリンタの寿命短縮の原因となる。
【００１０】
さらに、２枚のプレートの接合に使用される接着剤は、溝部の周辺をシールするシール材としても機能している。そのため、溝部の周辺が接着剤によって完全に密閉されていないと、溝部から温調液が漏れて、インクジェットプリントヘッドの周辺を濡らすことになる。
【００１１】
本発明は、インクジェットプリンタに対するノズルの位置が正確に規定され、温調液の漏れが生じにくく、しかも寿命が長いインクジェットプリントヘッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明におけるインクジェットプリントヘッドは、次のように構成されている。
【００１３】
（１）互いに密着する第１のプレートと第２のプレートで構成され、前記第１のプレートと第２のプレートとの境界に、前記第１のプレートと第２のプレートによって閉塞される第１の溝部と第２の溝部が形成されるベースと、前記ベースに配設され、液滴を吐出させる複数のノズルが形成されたヘッド本体と、前記第１の溝部内に配置され、前記ヘッド本体を温度調整するための流体が流れる管状部材と、前記第２の溝部内に充填され、前記第１のプレートと第２のプレートを接合させる接着剤とを具備している。
【００１４】
（２）（１）に記載されたインクジェットプリントヘッドにおいて、前記第１の溝部と第２の溝部は、互いに連通されている。
【００１５】
（３）（１）に記載されたインクジェットプリントヘッドにおいて、前記第１の溝部と第２の溝部は、互いに隔離されている。
【００１６】
（４）（１）に記載されたインクジェットプリントヘッドにおいて、前記第１の溝部は、前記第１のプレートと第２のプレートの両方に跨っていることを特徴とする請求項１に記載されたインクジェットプリントヘッド。
【００１７】
（５）（１）に記載されたインクジェットプリントヘッドにおいて、前記第２の溝部は、前記第１のプレートと第２のプレートの両方に跨っていることを特徴とする請求項１に記載されたインクジェットプリントヘッド。
【００１８】
（６）（１）に記載されたインクジェットプリントヘッドにおいて、前記管状部材は、樹脂製のチューブである。
【００１９】
（７）（１）に記載されたインクジェットプリントヘッドにおいて、前記ヘッド本体は、前記第１のプレートと第２のプレートにそれぞれ配設されている。
【００２０】
（８）（１）に記載されたインクジェットプリントヘッドにおいて、前記管状部材は、前記流体に対する耐性を有している。
【００２１】
（９）（１）に記載されたインクジェットプリントヘッドにおいて、前記流体は、温水である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、インクジェットプリンタに対するノズルの位置が正確に規定され、ヘッド本体の温度を調整する流体の漏れが抑制され、さらにインクジェットプリントヘッドの寿命が長くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、第１の実施形態と第２の実施形態について説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）  
図１は本発明の第１の実施形態におけるインクジェットプリントヘッドの斜視図、図２は同実施形態におけるインクジェットプリントヘッドの分解斜視図、図３は同実施形態におけるベース１０の断面図である。なお、図３に示される断面は、図１における平面Ａ−Ａに沿って切断されたものである。
【００２５】
図１−図２に示すように、インクジェットプリントヘッドは、例えばインクジェットプリンタなどの印字装置に固定されるベース１０と、搬送される記録用紙にインクジェット方式で印字を実施する第１のヘッド本体２０と第２のヘッド本体３０を具備している。
【００２６】
ベース１０は、第１のプレート１１と第２のプレート１２とを具備している。第１、第２のプレート１１、１２の素材としては、セラミックスが使用される。第１、第２のプレート１１、１２は互いに密着していて、それぞれの内面（境界部分）にはコ字状の凹部１１１、１２１が形成されている。なお、図２には、凹部１２１だけが図示されている。
【００２７】
第２のプレート１２に形成される凹部１２１は、半円形の断面形状を持つ第１の凹部１２１ａと、第１の凹部１２１ａの両側に連結され、第１の凹部１２１ａよりも浅い第２の凹部１２１ｂとで構成される。
【００２８】
第１のプレート１１に形成される凹部１１１は、第２のプレート１２に形成される凹部１２１と完全に同じ形状をしていて、しかも第２のプレート１２に形成される凹部１２１と対応する位置に配置されている。
【００２９】
即ち、第１のプレート１１に形成される凹部１１１は、半円形の断面形状を持ち、かつ前述の第１の凹部１２１ａに対応する第１の凹部１１１ａと、第１の凹部１１１ａの両側に連結され、第１の凹部１１１ａよりも浅く、かつ前述の第２の凹部１２１ｂに対応する第２の凹部１１１ｂとで構成されている。
【００３０】
これにより、第１、第２のプレート１１、１２で構成されるベース１０の内部には、図３に示すような、第１のプレート１１の凹部１１１と、第２のプレート１２の凹部１２１とで構成される逃げ溝１３が形成される。
【００３１】
第１のプレート１１は、第２のプレート１２の反対となる部位に、即ち第１のヘッド本体２０が配設される面部に、流入ポート１１２と流出ポート１１３とを具備している。流入ポート１１２と流出ポート１１３は、第１のプレート１１における、記録用紙の搬送方向と交差する方向の両側に配置されていて、後述する伸縮チューブ１４の両端に接続されている。
【００３２】
図４は同実施形態における逃げ溝１３の概略図である。図４に示すように、ベース１０の内部に形成される逃げ溝１３は、チューブ逃げ溝１３１と接着剤逃げ溝１３２とで構成される。
【００３３】
チューブ逃げ溝１３１は、第１のプレート１１に形成される第１の凹部１１１ａと第２のプレート１２に形成される第１の凹部１２１ａとで構成されていて、ほとんど円形の断面形状を持ち、その内部には伸縮チューブ（管状部材）１４が配置される。この伸縮チューブ１４は、温調液を流すためのものであって、その両端には流入ポート１１２と流出ポート１１３が接続されている。伸縮チューブ１４の素材としては、温調液に対する耐性を有するものが使用される。
【００３４】
接着剤逃げ溝１３２は、第１のプレート１１に形成される第２の凹部１１１ｂと第２のプレート１２に形成される第２の凹部１２１ｂとで構成されていて、チューブ逃げ溝１３１の両側に連結され、その内部には接着剤１５が充填される。この接着剤１５は、第１のプレート１１と第２のプレート１２を接合するとともに、チューブ逃げ溝１３１に配置された伸縮チューブ１４を保持している。
【００３５】
流入ポート１１２から流入する温調液は、伸縮チューブ１４の内部を流れて、流出ポート１１３から流出する。このとき、伸縮チューブ１４の内部を流れる温調液は、ヘッド本体２０、３０を通してインク室内のインクと熱交換する。これにより、インク室内のインクは、使用されるインクの性質に最適な温度に維持される。なお、温調液としては、温水が使用されることが多いが、インクジェットヘッド及び記録装置の稼動時あるいは装置内部での異常時に達し得る最高温度以上の発火点を有する油や溶剤、または不凍液であっても良い。
【００３６】
第１のヘッド本体２０は、ボックス２１、供給ポート２２、図示しない圧電素子、ノズルプレート２３を具備している。ボックス２１は矩形箱型をしていて、その内部にはインクが満たされる図示しないインク室が形成されている。インク室は、記録用紙と対向される部位が開放しているが、後述のようにノズルプレート２３によって閉塞される。供給ポート２２は、ボックス２１に配設されていて、ボックス２１に形成されるインク室にインクを供給する。圧電素子は、インク室内に配設されていて、印加される駆動電圧に基づき、インク室の容積を変化させる。ノズルプレート２３は、ボックス２１の記録用紙と対向する部位に、インク室を閉塞するように配設されていて、その所定位置には多数のノズル２３１が形成されている。これらのノズル２３１は、記録用紙の搬送方向に対してほとんど直交する方向に配列されていて、圧電素子によるインク室の容積変化に基づき、インク室に満たされたインクをインク滴として吐出する。
【００３７】
第２のヘッド本体３０は、ボックス３１、図示しない供給ポート、図示しない圧電素子、ノズルプレート３３を具備している。なお、第２のヘッド本体３０は、第１のヘッド本体２０と完全に同じ構成である。例えば、ノズルプレート３３に形成されるノズル３３１は、記録用紙の搬送方向に対してほとんど直交する方向に配列されていて、圧電素子によるインク室の容積変化に基づき、インク室に満たされたインクをインク滴として吐出する。
【００３８】
第１、第２のヘッド本体２０、３０は、記録用紙の搬送方向と直交する方向に対して、ノズル２３１、３３１のピッチ間隔の１／２分だけずらして配設されている。これにより、記録用紙に付着するインク滴のピッチ間隔は、ノズルプレート２３、３３に形成されるノズル２３１、３３１のピッチ間隔の半分になる。
【００３９】
（本実施形態による作用）  
本実施形態において、ベース１０は、第１、第２のプレート１１、１２との境界部分に、第１、第２のプレート１１、１２によって閉塞される接着剤逃げ溝１３２を具備している。そして、第１、第２のプレート１１、１２は、接着剤逃げ溝１３２に充填される接着剤１５によって接合されている。即ち、本実施形態において、第１のプレート１１と第２のプレート１２とは密着していて、その互いに対向する主面と主面との隙間には接着剤１５が存在していない。さらに言えば、第１のプレート１１と第２のプレート１２とは、別途設けられた図示しない固定手段によって固定保持されている。
【００４０】
したがって、第１、第２のプレート１１、１２の厚さが所定の寸法精度を持っていれば、記録用紙の搬送方向に対するベース１０の厚さが均一になるから、ベース１０の両側に取り付けられるヘッド本体２０、３０のノズル２２１、３３１は、非常に高い精度で平行に配列される。
【００４１】
その結果、ヘッド本体２０、３０のノズル２２１、３３１から吐出するインク滴は、記録用紙に対して均一なピッチ間隔、即ちノズル２２１、２３１のピッチ間隔の１／２のピッチ間隔で正確に付着するから、形成される画像品質が飛躍的に向上する。
【００４２】
本実施形態において、ヘッド本体２０、３０を温度調整する温調液は、ベース１０のチューブ逃げ溝１３１に配置された伸縮チューブ１４を流れる。そのため、温調液の漏れが完全に防止されるから、接着剤１５の劣化が生じにくくなり、結果として、ヘッド本体２０、３０の寿命が長くなる。さらには、接着剤１５の素材として、温調液に対する耐性を備えていないものも使用できるようになるから、素材選定の幅が広がり、ヘッド本体２０、３０のコストを低下させることができる。なお、伸縮チューブ１４の素材は、温調液に対する耐性を有しているから、温調液との接触によって伸縮チューブ１４が劣化することがない。
【００４３】
本実施形態において、伸縮チューブ１４は、ベース１０のチューブ逃げ溝１３１に配置されていて、２つのヘッド本体２０、３０の両方を温度調整している。そのため、ヘッドを温度調整する温度調整手段の個数は、インクジェットプリンタに装着されるヘッド本体の個数の１／２となるから、装置構成が小型化する。
【００４４】
なお、チューブ逃げ溝１３１は、円形の断面形状を持っているが、本発明は、これに限定されるものではなく、伸縮チューブ１４を収容できる寸法であれば、どんな形状であっても構わない。また、接着材逃げ溝１３２の形状も特に限定されるものではない。
【００４５】
さらに、本実施形態において、逃げ溝１３は、第１、第２のプレート１１、１２に跨っている。即ち、逃げ溝１３は、第１のプレート１１に形成される凹部１１１と第２のプレート１２に形成される凹部１２１とによって構成されている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。即ち、第１、第２のプレート１１、１２の片方にだけ凹部が形成されていても、第１、第２のプレート１１、１２が密着したときに第１、第２のプレート１１、１２の境界部分に逃げ溝が形成されるのであれば、前述の効果と同等の効果が得られる。
【００４６】
（第２の実施形態）  
図５は本発明の第２の実施形態におけるベース１０の断面図である。図５に示すように、本実施形態において、逃げ溝１３を構成するチューブ逃げ溝１３１と接着剤逃げ溝１３２は互いに離間している。即ち、チューブ逃げ溝１３１と接着剤逃げ溝１３２は、第１、第２のプレート１１、１２の一部によって隔離されている。このように、チューブ逃げ溝１３１と接着剤逃げ溝１３２が隔離されていても、第１の実施形態と同等の効果が得られる。
【００４７】
本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、前記実施形態において、第１、第２のヘッド本体２０、３０は、圧電素子によるインク室の容積変化を利用してインク滴を吐出させているが、他の吐出方式であっても構わない。
【００４８】
また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるインクジェットプリントヘッドの斜視図。
【図２】同実施形態におけるインクジェットプリントヘッドの分解斜視図。
【図３】同実施形態におけるベースの断面図。
【図４】同実施形態における逃げ溝の概略図。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるベースの断面図。
【符号の説明】
【００５０】
１０…ベース、１１…第１のプレート、１２…第２のプレート、１４…伸縮チューブ（管状部材）、１５…接着剤、２０…ヘッド本体、３０…ヘッド本体、１３１…チューブ逃げ溝（第１の溝部）、１３２…接着剤逃げ溝（第２の溝部）、２３１…ノズル、３３１…ノズル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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