(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出する複数のノズル開口を有するヘッド本体と、該ヘッド本体が固定され当該ヘッド本体に連通するインク流路を有するヘッドケースと、該ヘッドケースの前記ヘッド本体とは反対側の面に固定され前記インク流路を介して前記ヘッド本体に供給されるインクが収容されたインク供給手段を保持する保持部材とを具備するインクジェット式記録ヘッドがキャリッジに搭載されたインクジェット式記録装置において、
前記インクジェット式記録ヘッドは、前記ヘッドケースを介して前記キャリッジに搭載され、前記保持部材が前記ヘッドケースの外側に対応する領域に当該ヘッドケースを囲むように突設された壁部を有すると共に、該壁部の前記キャリッジ側の端面に複数の凸部を有し、且つこの凸部と前記キャリッジの底面との間に空間が確保されていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２】
請求項１において、前記凸部が、前記壁部の前記インク供給手段の装着側とは反対側の端面に設けられていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記保持部材の外形が略矩形形状であり、前記凸部が前記保持部材の各角部に対応する領域に設けられていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記ヘッドケースは前記保持部材に前記インク供給手段を装着する際の押圧力によって変形しない程度の機械的強度を有する一方、前記保持部材が前記インク供給手段を装着する際の押圧力によって少なくとも前記凸部が前記キャリッジに当接する程度まで変形可能であることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項５】
請求項４において、前記保持部材が熱可塑性樹脂で形成されると共に、前記ヘッドケースが熱硬化性樹脂で形成されていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記インク供給手段は、上方から押し込まれることによって当該保持部材に保持されることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク供給手段から供給されたインク滴を吐出して印刷するインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェット式記録装置は、図７に示すように、ノズル開口を有するヘッド本体を具備するインクジェット式記録ヘッド１０１を搭載したキャリッジ１０２が、装置本体１０７に取り付けられたキャリッジ軸１０３に軸方向移動自在に装着されている。そして、駆動モータ１０４の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト１０５を介してキャリッジ１０２に伝達されることで、インクジェット式記録ヘッド１０１を搭載したキャリッジ１０２はキャリッジ軸１０３に沿って移動自在となっている。一方、装置本体１０７にはキャリッジ軸１０３に沿ってプラテン１０６が設けられている。このプラテン１０６は図示しない紙送りモータの駆動力により回転できるようになっており、給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン１０６上を搬送されるようになっている。
【０００３】
また、インクジェット式記録ヘッド１０１は、例えば、図８に示すように、インクカートリッジを収容するインクカートリッジ収容室１１１を画成する保持部材１１０と、インクカートリッジからヘッド本体１１５にインクを供給するための供給針１１２と、ヘッド本体１１５への流路１１４を有するヘッドケース１１３とを有し、インクカートリッジ収容室１１１の上部には、インクカートリッジの固定等をするための固定レバー１１６が設けられている。
【０００４】
また、インクカートリッジ収容室１１１の後面側には、駆動回路を実装した回路基板１１７が設けられ、この回路基板１１７とインクカートリッジ収容室１１１の後面との間には、インクカートリッジを検出するための検出片１１８が設けられている。この検出片１１８は、収容室１１１の後面に形成された検出窓１１９を介して、インクカートリッジの検出を行っている。
【０００５】
このカートリッジ収容室１１１に収容されたインクカートリッジから、インク供給針１１２、及び流路１１４を介してヘッド本体１１５にインクを供給し、ヘッド本体１１５のノズル開口からインク滴を吐出させて、記録媒体にドットを形成しながら印刷を行う。
【０００６】
このようなインクジェット式記録ヘッドにインクカートリッジを装着する場合、カートリッジ収容室１１１にインクカートリッジをある程度挿入し、固定レバー１１６を所定位置まで押し下げることで固定できるようになっている。このような構造とすることにより、容易且つ確実にインクカートリッジを装着することができるものの、構造が複雑になるためコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００７】
このような問題を解決するために、インクカートリッジ自体にカートリッジ収容室の内面と係合する係合部を設けて固定レバーを無くし、構造を簡略化したインクジェット式記録ヘッドが提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造のインクジェット式記録ヘッドでは、ユーザがインクカートリッジを上方から任意の力で押圧することによってカートリッジ収容室内に装着する。このため、インクカートリッジが必要以上の押圧力で押し込まれ、保持部材又はヘッドケースが変形して割れ等の破壊が生じる虞がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、インクジェット式記録ヘッドを構成する保持部材及びヘッドケースの破壊を防止できるインクジェット式記録装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、インク滴を吐出する複数のノズル開口を有するヘッド本体と、該ヘッド本体が固定され当該ヘッド本体に連通するインク流路を有するヘッドケースと、該ヘッドケースの前記ヘッド本体とは反対側の面に固定され前記インク流路を介して前記ヘッド本体に供給されるインクが収容されたインク供給手段を保持する保持部材とを具備するインクジェット式記録ヘッドがキャリッジに搭載されたインクジェット式記録装置において、前記インクジェット式記録ヘッドは、前記ヘッドケースを介して前記キャリッジに搭載され、前記保持部材が前記ヘッドケースの外側に対応する領域に当該ヘッドケースを囲むように突設された壁部を有すると共に、該壁部の前記キャリッジ側の端面に複数の凸部を有し、且つこの凸部と前記キャリッジの底面との間に空間が確保されていることを特徴とするインクジェット式記録装置にある。
【００１１】
かかる第１の態様では、凸部によって保持部材のキャリッジ側への変形が抑えられ、保持部材の破壊が防止されると共に保持部材の変形に伴うヘッドケースの破壊が防止される。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記凸部が、前記壁部の前記インク供給手段の装着側とは反対側の端面に設けられていることを特徴とするインクジェット式記録装置にある。
【００１３】
かかる第２の態様では、インク供給手段を装着する際の押圧力による保持部材の変形が抑えられる。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記保持部材の外形が略矩形形状であり、前記凸部が前記保持部材の各角部に対応する領域に設けられていることを特徴とするインクジェット式記録装置にある。
【００１５】
かかる第３の態様では、保持部材の角部に凸部を設けることにより、保持部材の変形を確実に抑えることができる。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記ヘッドケースは前記保持部材に前記インク供給手段を装着する際の押圧力によって変形しない程度の機械的強度を有する一方、前記保持部材が前記インク供給手段を装着する際の押圧力によって少なくとも前記凸部が前記キャリッジに当接する程度まで変形可能であることを特徴とするインクジェット式記録装置にある。
【００１７】
かかる第４の態様では、インクジェット式記録ヘッドをキャリッジに高精度に位置決めできると共に、インク供給手段を装着する際の押圧力による応力集中によって保持手段が破壊されることがない。
【００１８】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記保持部材が熱可塑性樹脂で形成されると共に、前記ヘッドケースが熱硬化性樹脂で形成されていることを特徴とするインクジェット式記録装置にある。
【００１９】
かかる第５の態様では、インクジェット式記録ヘッドをキャリッジに高精度に位置決めして固定することができる。
【００２０】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記インク供給手段は、上方から押し込まれることによって当該保持部材に保持されることを特徴とするインクジェット式記録装置にある。
【００２１】
かかる第６の態様では、インク供給手段を装着する際の押圧力による保持部材及びヘッドケースの破壊を防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態について詳細に説明するが、勿論本発明の構成は、これに限定されるものではない。
【００２３】
図１は実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの一例を示す分解斜視図であり、図２はその断面図であり、図３は、カートリッジケースの斜視図であり、図４は実施形態１に係るインクジェット式記録装置の要部を示す断面図であり、図５は、その要部を示す拡大図である。
【００２４】
本実施形態のインクジェット式記録装置は、基本的には上述の従来の装置と同様の構造を有するが、以下に述べるようなインクジェット式記録ヘッドが搭載されている。
【００２５】
図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０を構成する保持部材であるカートリッジケース１１は、インク供給手段であるインクカートリッジ（図示なし）がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部１２を有する。例えば、本実施形態では、インクカートリッジは、ブラック及び３色のカラーインクがそれぞれ充填された別体で構成され、カートリッジケース１１には、各色のインクカートリッジがそれぞれ装着される４つのカートリッジ装着部１２を有する。また、カートリッジケース１１の底面には、一端が各カートリッジ装着部１２に開口し、他端が後述するヘッドケース側に開口する複数のインク連通路１４（１４Ａ〜１４Ｄ）がそれぞれ形成された管状の流路形成部１５（１５Ａ〜１５Ｄ）が突設されている。
【００２６】
また、カートリッジケース１１の上面側、すなわち、各カートリッジ装着部１２のインク連通路１４の開口部分には、インクカートリッジのインク供給口に挿入されるインク供給針１６が、インク内の気泡や異物を除去するためのフィルタ１７を介して固定されている。
【００２７】
また、カートリッジケース１１の底面の周縁部には、後述するヘッドケース側に突出する壁部１８を有し、この壁部１８の端面には、複数の凸部１９が設けられている。これら凸部１９の数は、特に限定されないが、本実施形態では、カートリッジケース１１の各角部に対応する部分にそれぞれ設けるようにした。なお、詳しくは後述するが、これら複数の凸部１９によってカートリッジケース１１及びヘッドケースの破壊を防止している。
【００２８】
また、このようなカートリッジケース１１の底面側には、複数の圧電素子２０を有する圧電素子ユニット２１を保持すると共に、カートリッジケース１１とは反対側の端面に圧電素子２０の駆動によってノズル開口からインク滴を吐出するヘッド本体２２が固定されるヘッドケース２３を有し、これらカートリッジケース１１とヘッドケース２３との間には、シール部材２４及び回路基板２５が挟持されている。
【００２９】
ここで、シール部材２４は、例えば、エラストマ等からなり、流路形成部１５とヘッドケース２３に設けられる複数のインク供給路２６（２６Ａ〜２６Ｄ）が開口する突出部２７との間に挟持されることにより、インク連通路１４とインク供給路２６との接続部分を密封してこの接続部分からのインクの漏れを防止している。
【００３０】
回路基板２５は、圧電素子２０を駆動するための信号を供給するためのものであり、回路基板２５の一端部には、外部配線（図示なし）を接続するためのコネクタ２８が固定されている。また、回路基板２５には、圧電素子２０に接続されたＴＣＰ等の接続配線２９が挿通される挿通孔３０が設けられており、この挿通孔３０を介して回路基板２５と接続配線２９とが接続される。さらに、この挿通孔３０の両側には各インク供給路２６に対応して、各インク供給路２６が開口する突出部２７が係合する貫通孔３１が設けられている。
【００３１】
なお、カートリッジケース１１の一方の壁部１８には、回路基板２５のコネクタ２８が露出される露出口３２が設けられており、この露出口３２を介して外部配線（図示なし）がコネクタ２８に接続されるようになっている。
【００３２】
また、このような回路基板２５及びシール部材２４を介してカートリッジケース１１の底面側に固定されるヘッドケース２３には、圧電素子ユニット２１（２１Ａ，２１Ｂ）を収容して圧電素子２０を位置決め固定するための収容室３３が並設されている。本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０は、ブラックインクを吐出するための圧電素子ユニット２１Ａと、カラーインクを吐出するための圧電素子ユニット２１Ｂとを有するため、ヘッドケース２３には、これらの圧電素子ユニット２１Ａ，２１Ｂを収容する２つの収容室３３が並設されている。また、各収容室３３の外側には、インク連通路１４Ａと連通してブラックインクをヘッド本体２２に供給するインク供給路２６Ａと、インク連通路１４Ｂ〜１４Ｄとそれぞれ連通して各カラーインクをそれぞれヘッド本体２２に供給するための複数のインク供給路２６Ｂ〜２６Ｄとが設けられ、各インク供給路２６Ａ〜２６Ｄは、カートリッジケース１１側に設けられた突出部２７でそれぞれ開口している。
【００３３】
ここで、各インク供給路２６Ａ〜２６Ｄは、ヘッドケース２３の中央部のヘッド本体２２に対向する領域にそれぞれ近接して設けられている。また、カラーインクをヘッド本体２２に供給する各インク供給路２６Ｂ〜２６Ｄは、インク連通路１４Ａ〜１４Ｄのインクカートリッジ側の開口の並び方向に対して略直交する方向に一列に配置されている。すなわち、インク供給路２６Ａ〜２６Ｄの開口と、各インク連通路１４のインクカートリッジ側の開口との位置が面方向で異なるものがある。例えば、本実施形態では、カラーインクを供給する３つのインク連通路１４Ｂ〜１４Ｄのうち中央のインク連通路１４Ｃの開口のみが、インク供給路２６Ｃの開口と略同一位置となるように設けられている。このため、本実施形態では、他のインク連通路１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｄを３次元的に傾斜させることによって、各インク供給路２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｄとを連通させている。
【００３４】
具体的には、図３に示すように、カートリッジケース１１の下面側には、インク連通路１４Ａ〜１４Ｄがそれぞれ形成された管状の流路形成部１５Ａ〜１５Ｄが突設されている。そして、カラーインクに対応する流路形成部１５Ｂ〜１５Ｄのうち、中央の流路形成部１５Ｃのみがカートリッジケース１１の下面に対して略直交する方向に立設され、他の流路形成部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｄが３次元的に傾斜して設けられ、各インク連通路１４Ａ〜１４Ｄとインク供給路２６Ａ〜２６Ｄとがそれぞれ連通されている。
【００３５】
なお、上述したシール部材２４、回路基板２５、ヘッドケース２３及びヘッド本体２２は、カートリッジケース１１の底面側に順次積層され、その外側にヘッド本体２２のノズル開口を露出する窓部３４を有する枠体３５を填め込み、ネジ３６によってカートリッジケース１１に固定されてインクジェット式記録ヘッドが形成され（図１参照）、その後、図４（ａ）に示すように、インクジェット式記録装置のキャリッジ４０に搭載される。
【００３６】
また、インクジェット式記録ヘッド１０は、図４に示すように、ヘッドケース２３をキャリッジ４０の底面に当接させることによって位置決め固定され、図５の拡大図に示すように、キャリッジ４０の底面とカートリッジケース１１の壁部１８の端面との間には、所定の空間１００が確保されている。
【００３７】
このように、ヘッドケース２３のみをキャリッジ４０に当接させて、インクジェット式記録ヘッド１０を位置決め固定することにより、位置決め精度を向上することができる。すなわち、各部材の寸法誤差等に伴う位置ずれを最小限に抑えてインクジェット式記録ヘッド１０を高精度に位置決めできるため、ノズル開口と記録媒体との間隔が高精度に設定され、印刷品質を良好に保持することができる。
【００３８】
また、このようなインクジェット式記録ヘッド１０が搭載されるキャリッジ４０は、図４（ａ）に示すように、インクカートリッジが収容される収容室４１を画成し、一方の側面の外側にキャリッジ軸と係合する係合孔４２を有する。さらに、収容室４１の底面には、上述したようにインクジェット式記録ヘッド１０が位置決め固定され、さらにインクジェット式記録ヘッド１０が固定される領域から離れた領域には、インクカートリッジを収容室４１への挿入方向とは反対側に付勢するための板バネ等からなる付勢部材４３が設けられている。
【００３９】
そして、図４（ｂ）に示すように、インクカートリッジ５０を収容室４１内に挿入して付勢部材４３に抗して押さえ込むとインク供給針１６がインクカートリッジ５０のインク供給口５１に挿入され、インクカートリッジ５０に設けられた一対の係止部材５２，５３の突起５２ａ，５３ａが、各突起に対応して設けられたキャリッジ４０の凹部４４，４５に係合することによってインクカートリッジ５０がキャリッジ４０の収容室４１に保持される。また、このようにインクカートリッジ５０が収容室４１内に保持された状態でも、キャリッジ４０の底面とカートリッジケース１１の端面との間には、所定の空間１００が保持される（図５参照）。
【００４０】
図６は、インクカートリッジ５０を収容室４１内に装着する際に、ユーザが必要以上の押圧力でインクカートリッジ５０を押し込んだ状態を示す図である。図６（ａ）に示すように、インクカートリッジ５０を装着する際に、カートリッジケース１１に必要以上の押圧力が加わると、カートリッジケース１１が変形するが、本実施形態では、カートリッジケース１１の壁部１８の端面に複数の凸部１９が設けられているため、図６（ｂ）に示すように、これら複数の凸部１９がキャリッジ４０の底面に当接することによってカートリッジケース１１の変形が止まる。すなわち、これらの凸部１９を設けることにより、カートリッジケース１１の変形量が抑えられ、ヘッドケース２３にかかる負荷も小さく抑えることができる。勿論、カートリッジケース１１は、凸部１９がキャリッジ４０の底面に当接する程度の変形は、十分に許容する。
【００４１】
このように、カートリッジケース１１の壁部１８に凸部１９を設けることにより、ヘッドケース２３及びカートリッジケース１１の破壊を防止することができ、信頼性を向上したインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。
【００４２】
なお、カートリッジケース１１は、熱可塑性樹脂等の比較的低硬度の材料で形成されているのに対し、ヘッドケース２３は、圧電素子ユニット２１を高精度に保持して圧電素子２０の良好な振動特性を得るため、熱硬化性樹脂等の比較的機械的強度の高い材料で形成されている。このため、仮にカートリッジケースが変形しないように固定されていたり、変形量を抑制するための凸部が設けられていないと、カートリッジケースにかかる押圧力がヘッドケースに直接影響するため、ヘッドケースに割れ等の破壊が生じる虞がある。
【００４３】
すなわち、カートリッジケース１１の端面とキャリッジ４０の底面との間に所定の空間１００を保持しておくことにより、カートリッジケース１１にかかる応力は、カートリッジケース１１が変形することで分散され、またカートリッジケース１１の端面に変形量を抑制するための凸部１９を設けることにより、この凸部１９がキャリッジ４０に当接することで力が凸部１９からキャリッジ４０に伝わりヘッドケース１１への影響が小さくなるため、ヘッドケース１１に割れ等の破壊が生じるのを防止することができる。
【００４４】
また、カートリッジケース１１に凸部１９を設けることにより、インクカートリッジ５０の引き抜き等によりインクが大量に漏れだした場合でも、インクはこの凸部１９を介して所定領域に導かれるため、他の領域への広がりを防止することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明では保持部材に複数の凸部を設けるようにしたので、インクカートリッジの装着時等に、保持部材の変形を抑えることができると共に、保持部材を介してヘッドケースにかかる負荷を小さく抑えることができる。したがって、保持部材及びヘッドケースの破壊を防止することができ、信頼性を向上したインクジェット式記録装置を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るカートリッジケースの斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録装置の要部を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録装置の拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図及びその要部を示す拡大断面図である。
【図７】従来技術に係るインクジェット式記録装置を示す概略図である。
【図８】従来技術に係るインクジェット式記録ヘッドを示す断面図である。
【符号の説明】
１１  カートリッジケース
１２  カートリッジ装着部
１４Ａ〜１４Ｄ  インク連通路
１５  流路形成部
１６  インク供給針
１７  フィルタ
１８  壁部
１９  凸部
２０  圧電素子
２１  圧電素子ユニット
２２  ヘッド本体
２３  ヘッドケース
２４  シール部材
２５  回路基板
２６  インク供給路
【図１】
0003988022.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】
0003988022.tif 000009