(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを噴射する複数のアクチュエータを有する記録ヘッドと、
その記録ヘッドを支持するヘッドホルダと、
インクを収容するインクカートリッジと、
そのインクカートリッジからのインクを前記各アクチュエータに分配するマニホールドと、
前記マニホールドの前記インクカートリッジとの接続端を、前記ヘッドホルダの開口を通して前記インクカートリッジがわに露出させ、前記インクカートリッジを前記マニホールドの接続端に着脱可能に接続するインクジェット記録装置において、
前記記録ヘッドおよびマニホールドは、保持部材に支持され、その保持部材は、前記ヘッドホルダに支持され、
前記記録ヘッドを含むヘッドホルダのユニット体は、キャリッジに取り付けられ、前記保持部材は、前記ユニット体が前記キャリッジに取り付けられたとき、前記キャリッジに当接することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記保持部材の左右両端は、前記ヘッドホルダから突出しており、この両端が前記キャリッジに当接することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記記録ヘッドを、インクを噴射するノズル部を除いて包囲するヘッドカバーをさらに備え、前記保持部材の左右両端は、前記ヘッドカバーから突出していることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記記録ヘッドは複数個あり、前記マニホールドは各記録ヘッドに対応して複数個あり、その複数個の記録ヘッドとマニホールドとを前記保持部材に一体に保持させたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記マニホールドは、前記記録ヘッドと反対がわの面を前記保持部材に当接させて接着剤により接着され、該保持部材の接着表面を凹凸を有する面としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記マニホールドは、前記インクカートリッジと接続する前記接続端を先端に有する筒状部を突出して備えるとともに、前記記録ヘッドがわ端部を前記筒状部よりも大きな断面に拡大して備えており、
前記保持部材は、前記筒状部を挿入する開口を有し、前記マニホールドは、前記拡大部分の前記記録ヘッドと反対がわの面を前記保持部材に当接させて接着剤により接着され、該保持部材の接着表面を凹凸を有する面としたことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記保持部材は金属であり、前記マニホールドは樹脂材質であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを噴射して記録をおこなうインクジェット記録装置に関わり、特に、記録ヘッドと同ヘッドを支持するための保持部材との固定構成および記録ヘッドの位置決め構成に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
この種のインクジェット記録装置における記録ヘッドとインクカートリッジとの接続部分に関して、出願人が先に提案している構成について図１５を参照して説明する（特願平９−６４８６４号）。記録ヘッド７は、複数のインク通路６を有し、各インク通路に設けたアクチュエータ（例えばインク通路の側壁を圧電部材により変形させる方式、インクを発熱手段により局部的に沸騰させる方式等）によりインクをノズル孔１０から噴射する。記録ヘッド７に固定されたマニホールド８は、インクカートリッジ５からのインクを導く導入路２１と、この導入路２１から記録ヘッド７の複数のインク通路６にインクを分配するように広がった分配路１６を有する。マニホールド８は、ヘッドホルダ３０に固定され、さらにマニホールド８の筒状部をヘッドホルダ３０の開口に挿通させ、筒状部先端すなわち導入路２１の入口端部には、シール部材２２が取り付けられる。かつ、インクカートリッジ５は、インク供給口２５を有するシール当て部材２２’を備え、このシール当て部材２２’をシール部材２２に当接させて、マニホールド８の導入路２１にインクを供給する。
【０００３】
しかしながら、上記のように記録ヘッド７がマニホールド８に固着され、このマニホールド８がヘッドホルダ３０に接着等により固定される構成では、上記マニホールド８およびヘッドホルダ３０が一般に樹脂材で成ることから、ヘッドホルダ３０に対する、さらにはヘッドホルダ３０が装着されるキャリッジ等に対する記録ヘッド７の位置決め精度を正確に出すことが容易ではない。特に、複数の記録ヘッド７を有する場合は、記録ヘッド相互間での位置決め精度も必要であり、組み付け作業が煩雑なものとなっていた。
【０００４】
そこで、上記の記録ヘッド７が固着されたマニホールド８の複数組を１枚の金属等で成る基準となるベースフレーム（保持部材）に接着し、これをヘッドホルダ３０に固定することで、記録ヘッド７のヘッドホルダ３０やキャリッジ等に対する位置決め精度を高めると共に、組み付け作業を容易にすることが提案されている。ところが、記録ヘッド７が固着された樹脂材のマニホールド８を金属ベースフレームに接着剤で接着すると、金属面での接着強度が弱く、剥離し易いという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、記録ヘッドがキャリッジに対して精度よく位置決めされ、記録ヘッドおよびマニホールドと保持部材との接着強度を高めて剥離防止が図られ、また記録ヘッドを複数個備える場合、容易に組み立てことができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するために、請求項１記載のインクジェット記録装置は、インクを噴射する複数のアクチュエータを有する記録ヘッドと、その記録ヘッドを支持するヘッドホルダと、インクを収容するインクカートリッジと、そのインクカートリッジからのインクを前記各アクチュエータに分配するマニホールドと、 前記マニホールドの前記インクカートリッジとの接続端を、前記ヘッドホルダの開口を通して前記インクカートリッジがわに露出させ、前記インクカートリッジを前記マニホールドの接続端に着脱可能に接続するインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドおよびマニホールドは、保持部材に支持され、その保持部材は、前記ヘッドホルダに支持され、前記記録ヘッドを含むヘッドホルダのユニット体は、キャリッジに取り付けられ、前記保持部材は、前記ユニット体が前記キャリッジに取り付けられたとき、前記キャリッジに当接するものである。
【０００７】
この構成においては、記録ヘッドおよびマニホールドは保持部材に支持され、これらを支持した保持体がヘッドホルダに支持され、さらに記録ヘッドを含むヘッドホルダのユニット体は、キャリッジに取り付けられ、保持部材は、このとき、キャリッジに当接するので、記録ヘッドがキャリッジに対して精度よく位置決めされる。
【０００８】
上記構成において好ましくは、請求項２に記載のように、前記保持部材の左右両端は、前記ヘッドホルダから突出しており、この両端が前記キャリッジに当接する。
【０００９】
また、請求項２の構成において好ましくは、請求項３に記載のように、前記記録ヘッドを、インクを噴射するノズル部を除いて包囲するヘッドカバーをさらに備え、前記保持部材の左右両端は、前記ヘッドカバーから突出している。
【００１０】
【００１１】
上記各請求項のいずれかの構成において、請求項４に記載のように、前記記録ヘッドは複数個あり、前記マニホールドは各記録ヘッドに対応して複数個あり、その複数個の記録ヘッドとマニホールドとを前記保持部材に一体に保持させることで、複数の記録ヘッドの相互位置決め精度が高まり、組み立て作業も容易となる。
【００１２】
上記各請求項のいずれかの構成において好ましくは、請求項５に記載のように、前記マニホールドは、前記記録ヘッドと反対がわの面を前記保持部材に当接させて接着剤により接着され、該保持部材の接着表面を凹凸を有する面とした。この構成においては、記録ヘッドはマニホールドを介して保持部材に接着剤により接着され、これらから成るユニット体がヘッドホルダに支持される。保持部材の接着表面を粗くしたので、マニホールドと保持部材との接着固定の強度を高めることができる。
請求項５の構成において好ましくは、請求項６に記載のように、前記マニホールドは、前記インクカートリッジと接続する前記接続端を先端に有する筒状部を突出して備えるとともに、前記記録ヘッドがわ端部を前記筒状部よりも大きな断面に拡大して備えており、前記保持部材は、前記筒状部を挿入する開口を有し、前記マニホールドは、前記拡大部分の前記記録ヘッドと反対がわの面を前記保持部材に当接させて接着剤により接着され、該保持部材の接着表面を凹凸を有する面とした。
上記各請求項のいずれかの構成において好ましくは、請求項７に記載のように、前記保持部材は金属であり、前記マニホールドは樹脂材質であることで、上記接着固定の強度を高める効果が顕著に得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置について図１乃至図３を参照して説明する。図１はヘッドホルダにインクカートリッジを装着した状態の断面図、図２はインクカートリッジを外した状態の断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。記録ヘッド７は、複数のインク通路を有し、各インク通路に設けたアクチュエータによりインクをノズル孔から噴射する。マニホールド８は、インクカートリッジ５からのインクを導く導入路２１と、この導入路２１から複数のインク通路にインクを分配するように広がった分配路１６を有する。マニホールド８は、この導入路２１と分配路１６からなる流路の形状に合わせて、導入路２１を形成する筒状部２３を上部に突出し、記録ヘッド７がわ下部が筒状部２３よりも大きな断面を有している。マニホールド８の下端に記録ヘッド７を接着等により固着している。筒状部２３の上端すなわちインクカートリッジ５との接続端には、フィルタ２４および後述するシール部材２２が固定される。
【００１４】
記録ヘッド７およびマニホールド８は、カラー記録のために複数色に対応して複数個あり、これらは１枚の板状の保持部材２７（フレーム部材）に整列して保持される。保持部材２７は、筒状部２３を挿入する開口２７ａを有し、マニホールド８の下部拡大部の上面を保持部材２７の下面に当接させて接着剤２９により固着し、そのマニホールド８を介して記録ヘッド７を保持している。さらに詳細に説明すると、保持部材２７は、鋼板等の金属材料からなり、図６に示すように、マニホールド８を接着する表面に、サンドブラスト処理を施すことで、微細な凹凸を有する粗面４４を形成している。これにより、接着剤２９による接着強度を高め、マニホールド８が保持部材２７から剥離しにくいものとなる。なお、サンドブラスト処理の後に、メッキ処理（無電解ニッケルメッキ３μｍ）を行ってもよい。また、粗面４４を形成するには、化学処理を施すことでも可能である。図４，５は、保持部材２７にマニホールド８、記録ヘッド７を接着した状態を示す側面図、およびその下面図である。複数個の記録ヘッド７は保持部材２７上に、ノズル孔が相互に正確に配列されるように、装着される。
【００１５】
ヘッドホルダ３０は、複数の記録ヘッド７、マニホールド８、フィルタ２４およびシール部材２２を一体に保持した保持部材２７を、図３に示すように突起４１と開口４２との嵌合、および接着剤２９ａにより固定支持する。ヘッドホルダ３０は、マニホールド８の筒状部２３の上端およびシール部材２２を挿入する開口３０ａを有する。つまり、マニホールド８の筒状部２３の上端およびシール部材２２を、インクカートリッジ５に向け開口３０ａを通して露出させている。
【００１６】
インクカートリッジ５は、インクを含浸させた多孔質材１２からインク室１３へインクを供給し、そのインク室１３から供給口２５を通してマニホールド８の導入路２１にインクを供給する。供給口２５は、フィルタ２６を備えている。供給口２５の外周縁およびそれに対向するシール部材２２の内周縁は、相互に嵌合するテーパ面２５ａ、２２ｃとなっており、両テーパ面の当接により、インクカートリッジ５とマニホールド８は、密閉状態で連通する。なお、ヘッドホルダ３０に設けた図示しないバネ等の押圧手段によって、インクカートリッジ５を両テーパ面が当接する方向に押している。インクカートリッジ５も、記録ヘッド７およびマニホールド８に対応して複数個あり、図１，図２に示すようにそれぞれヘッドホルダ２８に着脱可能である。記録ヘッド７はヘッドカバー９によって先端のノズル部を除いて包囲されている。
【００１７】
ヘッドホルダ３０は、上記複数の記録ヘッド７およびインクカートリッジ５等を支持してユニット体とされ、公知の駆動機構（キャリッジ等）に取り付けられ、記録媒体に沿って走行可能とされる。保持部材２７は、図３，７に示すように、ヘッドホルダ３０およびヘッドカバー９よりも左右両端を突出させており、キャリッジに取り付けたとき、この両端をキャリッジに当接させ、記録ヘッド７をキャリッジに対して精度よく位置決めする。なお、記録ヘッド７のアクチュエータは、記録ヘッドの側面からの導出したフレキシブルな信号線４３により、ヘッドホルダ３０側面に設けた駆動回路基板４３ａに接続されている。
【００１８】
シ−ル部材２２は、ゴム等の弾性部材により構成され、各マニホールド８の筒状部２３に嵌合する複数の環状シール部２２ａと、その環状シール部２２ａの外周に延在しかつ相互に連続した１個の板状のフランジ部２２ｂとを一体に備える。環状シール部２２ａは、ヘッドホルダ３０の開口３０ａを通って筒状部２３の上端よりもインクカートリッジがわに突出しており、その突出端に上記のテーパ面２２ｃを有する。
【００１９】
フランジ部２２ｂはその下面に各環状シール部２２ａを囲むように環状に突出したリブ状の突起２２ｄを有する。保持部材２７をヘッドホルダ３０に上記のように装着した際、保持部材２７とヘッドホルダ３０との間にフランジ部２２ｂを弾性変形させて挟持する。フランジ部２２ｂの突起２２ｄを保持部材２７に押し付けて大きく変形させることで、強固に挟持することができる。
【００２０】
また、各環状シール部２２ａを囲むようにフランジ部２２ｂを保持部材２７とヘッドホルダ３０との間で挟持しているので、インクカートリッジ５の着脱時にインクが滴下するようなことがあっても、環状シール部２２ａをつたって記録ヘッド７側へインクが流入するのを阻止することができ、記録ヘッド７の電気系統（信号線４３や駆動回路基板４３ａなど）等への影響を回避することができる。上記のようにリブ状の突起２２ｄを設けることで一層その効果が大きい。リブ状の突起２２ｄは、フランジ部２２ｂの下面のものを省略して、保持部材２７の上面に設けるようにしてもよい。
【００２１】
また、ヘッドホルダ３０とシ−ル部材２２の各環状シール部２２ａおよびフランジ部２２ｂとの隙間、およびフランジ部２２ｂと保持部材２７との隙間には、それぞれ充填剤３２，３３（接着剤であり、ポッティング剤とも言う）を介装し、上記のインクの流れ込みを一層防いでいる。
【００２２】
シ−ル部材２２の回りの組み付け手順は次の通りである。保持部材２７の開口２７ａにマニホールド８の筒状部２３を挿入し、筒状部２３の回りに充填剤３３を充填した状態で、筒状部２３にシール部材２２を嵌合させる。さらに、シール部材２２の環状シール部２２ａの回りに充填剤３２を充填した状態で、環状シール部２２ａをヘッドホルダ３０の開口３０ａに嵌合させる。これにより、環状シール部２２ａの外周面およびフランジ部２２ｂとヘッドホルダ３０の開口３０ａとの隙間に充填剤３２が介装される。
【００２３】
ここに、通常、樹脂材で成るヘッドホルダ３０とゴム材で成るシール部材２２とは共にインクによる汚れが目立たないように黒色系であるので、環状シール部２２ａの外周面とヘッドホルダ３０の開口３０ａとの隙間に充填される充填剤３２が同じ黒色系であると、漏れなく充填剤３２を充填できたか否かを目視し難い。そこで、充填剤３２の色を、ヘッドホルダ３０およびシール部材２２とは異なる目視し易い色、例えば白色にした。こうすることで、目視により充填剤３２が開口３０ａと環状シール部２２ａとの間に存在することを確認することができ、シール不良品を識別することが容易になる。なお、充填剤３２の色とヘッドホルダ３０およびシール部材２２の色とは、互いに目視にて識別しやすい異なる色であれば適宜の組み合わせを用いることができる。
【００２４】
次に、ヘッドホルダ３０に設けた突起４１と保持部材２７の開口４２との結合構成について詳細に説明する。ここに、開口４２は、ヘッドホルダ３０と対向するがわよりもそれと反対がわを大きくするようにテーパ４２ａ（面取）を設ける。これにより、隙間に充填される接着剤２９ａは楔として機能することになり、保持部材２７とヘッドホルダ３０との結合を強固にする。したがってインクカートリッジ５を装着する際、環状シール部２２ａを介して保持部材２７に作用するヘッドホルダ３０から離そうとする力は、楔状の接着剤２９ａで強固に受けとめられる。接着剤２９ａとしてはエポキシ樹脂等を用いることができる。また、突起４１は接着剤２９ａとの接触面が多くなるように、星形、十字形を含む断面凹凸状の多角柱状とする（図７参照）。また、開口４２の内壁面を凹凸状（タツプ穴）にしてもよく、これにより、接着剤２９ａによる接合強度が高まる。また、突起と開口とは上記とは逆の関係、すなわち、突起が保持部材２７に、開口がヘッドホルダ３０に設けられていてもよい。なお接着剤２９を充填する作業は、ヘッドホルダ３０の上に保持部材２７が位置する状態（図３の状態とは上下逆）にして行う。
【００２５】
以上のように本実施の形態のインクジェット記録装置は、保持部材２７に複数個の記録ヘッド７およびマニホールド８を整列して装着し、シール部材２２の環状シール部２２ａをマニホールド８の筒状部２３に嵌合してそのシール部材２２を保持部材２７上に載せた後、保持部材２７をヘッドホルダ３０に装着する、つまり各部品を順次配列するように重ねることで、容易に組み立てることができ、しかも、インクカートリッジ５の着脱を繰り返しても、環状シール部２２ａがマニホールド８から外れることがなく、かつインクカートリッジ５の着脱時にインクが滴下する等のことがあっても、記録ヘッド７側へ流入するのを阻止することができ、記録ヘッド７の電気系統への影響を回避することができる。
【００２６】
また、シール部材２２のヘッドホルダ３０との隙間に充填剤が確実に充填されているかを目視により確認できるようにすることで、インクが記録ヘッド７側に流入するのを未然に防止できる。また、保持部材２７とヘッドホルダ３０とを結合する突起４１と開口４２との隙間に充填される接着剤２９ａが楔の機能を持つようにすることで、インクカートリッジ５を装着する際の力が保持部材２７に作用しても保持部材２７が外れるのを阻止することができる。さらにまた、金属の保持部材２７のマニホールド８が接着される表面を粗くすることで、接着強度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の主要部断面図である。
【図２】  図１においてインクカートリッジを取り外した状態を示す断面図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】  保持部材に記録ヘッド、マンホールドを装着した状態の側面図である。
【図５】  図４の下面図である。
【図６】保持部材の下面図である。
【図７】同インクジェット記録装置のヘッドカバーを取除いた下面図である。
【図８】従来のインクジェット記録装置の主要部断面図である。
【符号の説明】
５      インクカートリッジ
７      記録ヘッド
８      マニホールド
２７    保持部材
２９    接着剤
３０    ヘッドホルダ
３０ａ  開口
４１    突起
４２    開口
４４    粗面
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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