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技術 液滴吐出装置

出願人 ブラザー工業株式会社
発明者 伊藤敦
出願日 2008年3月31日 (12年9ヶ月経過) 出願番号 2008-091181
公開日 2009年10月22日 (11年2ヶ月経過) 公開番号 2009-241427
状態 未査定
技術分野 インクジェット(インク供給、その他)
主要キーワード 使用雰囲気温度 接着精度 導電液 不使用時間 貫通孔周辺 スペーサプレート フレキシブル配線材 剛性板
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年10月22日)のものです。
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図面 (12)

課題

フィルタ面積を小さくして装置の小型化を図ることを目的としている。

解決手段

ノズル38aからインク吐出するインクジェットヘッド流路ユニット17には、インクを流路ユニット17内に供給するインク流入口39の表面を覆うようにフィルタ25が設けられている。さらに、流路ユニット17の表面には、フィルタ25を介してインク流入口39に連通する貫通孔13bが設けられたフレーム13が積層接着され、フレーム13の流路ユニット17との接着面に、少なくとも貫通孔13bを包囲するようにヒータ65が設けられている。

概要

背景

インクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッドとして、複数のノズルが配置されて内部にインク流路を有する流路ユニットと、この流路ユニット内のインクに選択的に吐出圧力を与える圧電アクチュエータと、この圧電アクチュエータに駆動信号を出力するフレキシブル配線材とが積層されたものが知られている。流路ユニットには、インクカートリッジなどインク供給源からのインクを内部に取り入れるためのインク流入口が設けられ、このインク流入口にフィルタが取り付けられており、このフィルタによりインク供給源から内部へ供給されるインク中の異物を除去し、流路ユニット内部のインク流路やノズルが目詰まりしたりしないようにしている。また、流路ユニットには、インク流入口と連通する貫通孔を有する補強フレーム接着積層されており、フィルタは流路ユニットと補強フレームとに挟まれ、フィルタを介して貫通孔からインク流入口へインクが流動している。
特開2007−283688号公報

概要

フィルタの面積を小さくして装置の小型化をることを目的としている。ノズル38aからインクを吐出するインクジェットヘッドの流路ユニット17には、インクを流路ユニット17内に供給するインク流入口39の表面を覆うようにフィルタ25が設けられている。さらに、流路ユニット17の表面には、フィルタ25を介してインク流入口39に連通する貫通孔13bが設けられたフレーム13が積層接着され、フレーム13の流路ユニット17との接着面に、少なくとも貫通孔13bを包囲するようにヒータ65が設けられている。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

液体供給源からの液体が流入する液体流入口と、前記液体流入口に連通し、液滴を吐出する複数のノズルまでそれぞれ連通する複数の液体流路と、前記液体流入口を覆うようにその表面に設けられたフィルタとを有する流路ユニットと、前記液体流路内の液体に前記ノズルに向かう吐出圧力を付与するアクチュエータと、を備えた液滴吐出装置において、前記流路ユニットの表面には、フレーム積層接着されており、前記フレームには、前記フィルタを介して前記液体流入口に連通する貫通孔が設けられているとともに、少なくとも前記貫通孔を包囲するようにヒータが設けられていることを特徴とする液滴吐出装置。

請求項2

前記ヒータは、前記フレームの前記流路ユニットに対する接着箇所に対応して配置されている請求項1に記載の液滴吐出装置。

請求項3

前記ノズルに対向する領域に記録用紙を通過させ、前記流路ユニットに対して紙送り方向の上流及び下流に配置された紙送り機構をさらに備え、前記液体流入口は、前記流路ユニットにおける紙送り方向の端部に配置されている請求項1又は2に記載の液滴吐出装置。

請求項4

前記アクチュエータに接続されたフレキシブル配線材をさらに備え、前記フレームは、前記紙送り方向に前記貫通孔と隣接する開口部を有し、前記アクチュエータは、前記流路ユニットに積層された状態で前記開口部から表出している請求項3に記載の液滴吐出装置。

請求項5

前記ヒータは、前記開口部と前記貫通孔とを包囲して設けられ、前記貫通孔を包囲する部位の発熱密度を大きくしている請求項4に記載の液滴吐出装置。

請求項6

前記ヒータは、面状ヒータであり、前記フレームの前記流路ユニットの前記接着箇所に対向する面、または、前記フレーム内に内包して設けられている請求項1乃至5のいずれかに記載の液滴吐出装置。

請求項7

前記フレームは、樹脂からなり、前記ヒータは、前記フレームと一体成形されている請求項1乃至5のいずれかに記載の液滴吐出装置。

技術分野

0001

本発明は、インクジェットプリンタ等のような液滴吐出装置に関するものである。

背景技術

0002

インクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッドとして、複数のノズルが配置されて内部にインク流路を有する流路ユニットと、この流路ユニット内のインクに選択的に吐出圧力を与える圧電アクチュエータと、この圧電アクチュエータに駆動信号を出力するフレキシブル配線材とが積層されたものが知られている。流路ユニットには、インクカートリッジなどインク供給源からのインクを内部に取り入れるためのインク流入口が設けられ、このインク流入口にフィルタが取り付けられており、このフィルタによりインク供給源から内部へ供給されるインク中の異物を除去し、流路ユニット内部のインク流路やノズルが目詰まりしたりしないようにしている。また、流路ユニットには、インク流入口と連通する貫通孔を有する補強フレーム接着積層されており、フィルタは流路ユニットと補強フレームとに挟まれ、フィルタを介して貫通孔からインク流入口へインクが流動している。
特開2007−283688号公報

発明が解決しようとする課題

0003

ところで、ノズルからインクが吐出されると、流路ユニット内のインクが減ることにより流路ユニット内部が減圧され、インク流入口を通じてインク供給源からインクが自動的にリフィル補給)される。しかし、使用環境が変化したり、長時間インクが吐出されなかったりしてインクの粘度が上がると、インクがフィルタを通過する際の圧力損失は大きくなってしまうため、インク粘度が上がってもリフィルがスムーズに行われるように、フィルタの面積を大きく設定しているのが現状である。

0004

本発明は、そのフィルタの面積を小さくして装置の小型化を図ることを目的としている。

課題を解決するための手段

0005

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る液滴吐出装置は、液体供給源からの液体が流入する液体流入口と、前記液体流入口に連通し、液滴を吐出する複数のノズルまでそれぞれ連通する複数の液体流路と、前記液体流入口を覆うようにその表面に設けられたフィルタとを有する流路ユニットと、前記液体流路内の液体に前記ノズルに向かう吐出圧力を付与するアクチュエータと、を備えた液滴吐出装置において、前記流路ユニットの表面には、フレーム積層接着されており、前記フレームには、前記フィルタを介して前記液体流入口に連通する貫通孔が設けられているとともに、少なくとも前記貫通孔を包囲するようにヒータが設けられていることを特徴とする。

0006

前記構成によれば、フィルタより上流側にあるフレームの貫通孔がヒータにより加熱可能であるため、フィルタを通過する液体の粘度を低下させることができる。しかも、ヒータは、フィルタを介して液体流入口に連通する貫通孔を包囲するように配置されているので、フィルタを通過する液体の粘度を効果的に低下させることができる。したがって、液体がフィルタを通過する際の圧力損失が低減されるので、フィルタの面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることが可能となる。

0007

前記ヒータは、前記フレームの前記流路ユニットに対する接着箇所に対応して配置されていてもよい。

0008

前記構成によれば、フレームと流路ユニットとを接着する製造時において、ヒータによりフレームを加熱することにより、フレームと流路ユニットとの接着箇所が均等に加熱され、安定した接着精度を得ることができる。詳しくは、一般的に使用されるバーヒーターによりフレーム及び流路ユニットを挟み込んで加熱接着する方法では、バーヒーターがフレーム及び流路ユニットに片当たりすることによる温度バラツキを考慮して、加熱温度を高く設定していた。そうすると、他の部品へ悪影響を及ぼすことも考えられる。しかし、前記構成とすることで、加熱温度を余分に高くしなくても、フレームと流路ユニットとを均一に接着することができるので、他部品への悪影響も防止することが可能となる。また、フレームの流路ユニットに対する接着箇所であって、液体流入口に連通する貫通孔の周囲にヒータが設けられていることで、貫通孔周辺のフレームと液体流入口周辺の流路ユニットの接着を確実にすることができる。そのため、貫通孔と液体流路口との微小の隙間からの漏出インクを防止することができる。

0009

前記ノズルに対向する領域に記録用紙を通過させ、前記流路ユニットに対して紙送り方向の上流及び下流に配置された紙送り機構をさらに備え、前記液体流入口は、前記流路ユニットにおける紙送り方向の端部に配置されていてもよい。

0010

前記構成によれば、液体流入口に設けられたフィルタの面積が小さくなることで、流路ユニットの紙送り方向の長さを小さくすることができる。よって、流路ユニットに対して紙送り方向の上流及び下流に配置される紙送り機構の距離を縮めることができ、ノズルに対向する領域において記録用紙を所望の姿勢で安定して通過させることが可能となる。

0011

前記アクチュエータに接続されたフレキシブル配線材をさらに備え、前記フレームは、前記紙送り方向に前記貫通孔と隣接する開口部を有し、前記アクチュエータは、前記流路ユニットに積層された状態で前記開口部から表出していてもよい。

0012

前記構成によれば、ヒータが設けられたフレームにアクチュエータ及びフレキシブル配線材が近接配置されることとなるが、前述したようにヒータによる加熱温度を抑えることができるので、アクチュエータ及びフレキシブル配線材への熱による悪影響を抑制することができる。

0013

前記ヒータは、前記開口部と前記貫通孔とを包囲して設けられ、前記貫通孔を包囲する部位の発熱密度を大きくしていてもよい。

0014

前記構成によれば、貫通孔を通過する液体を重点的に加熱することができ、フィルタを通過する液体の粘度をより効果的に低下させることができる。よって、液体がフィルタを通過する際の圧力損失が十分に低減され、フィルタの面積をより小さくして装置の小型化を図ることが可能となる。また、貫通孔周辺のフレームと液体流入口周辺の流路ユニットとの接着を確実にすることができるため、インクの漏出を防止できる。

0015

前記ヒータは、面状ヒータであり、前記フレームの前記流路ユニットの前記接着箇所に対向する面、または、前記フレーム内に内包して設けられていてもよい。

0016

前記構成によれば、ヒータが面状であるため、フレームをより均一に加熱することができる。

0017

前記フレームは、樹脂からなり、前記ヒータは、前記フレームと一体成形されていてもよい。

0018

前記構成によれば、フレームが熱伝導性の高くない樹脂であっても、フレーム自体発熱させることができるため、前述したバーヒーターのように外部から熱を加えるよりも、効率良くフレームの温度を上げることができる。また、樹脂製であるため、液滴吐出装置周辺の他の部材と一体形成することなどもでき、設計自由度が高い。

発明の効果

0019

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、液体がフィルタを通過する際の圧力損失が低減されるので、フィルタの面積を小さくすることができ、装置の小型化を図ることが可能となる。

発明を実施するための最良の形態

0020

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明ではインクジェットヘッドからインクを吐出する方向を下方とし、その反対側を上方とする。

0021

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るインクジェットプリンタ1の要部斜視図である。図1に示すように、インクジェットプリンタ1(液滴吐出装置)は、一対のガイドレール2,3が略平行に配設されており、そのガイドレール2,3にヘッドユニット4が走査方向にスライド可能に支持されている。ヘッドユニット4には、本体側に静置された4つのインクタンク10(図3参照)からの4色のインク(例えば、ブラックシアンマゼンダイエロー)を夫々供給する4本のインク供給チューブ5が接続されている。ヘッドユニット4には、インクジェットヘッド14(図2参照)が搭載されており、その下方で走査方向と直角する方向に搬送される記録用紙に向けてインクジェットヘッド14からインクが吐出される構成となっている。

0022

ヘッドユニット4は、一対のプーリー6,7に巻き掛けられたタイミングベルト8に接合されており、タイミングベルト8はガイドレール3の延在方向と略平行に配設されている。一方のプーリー7には正逆回転駆動するモータ9が設けられており、そのプーリー7が正逆回転駆動されることでタイミングベルト8が往復移動し、ヘッドユニット4がガイドレール2,3に沿って一方向に走査される。

0023

図2は、図1に示すインクジェットプリンタ1のヘッドユニット4の分解斜視図である。図2に示すように、ヘッドユニット4は、上から順に、バッファタンク11、シール部材16、キャリッジ12、フレーム13、インクジェットヘッド14(吐出ヘッド)及びノズル保護カバー15を備えている。キャリッジ12は、上方が開放された略箱形で、バッファタンク11がキャリッジ12内に収容され、キャリッジ12の下面にフレーム13及びノズル保護カバー15が接着されたインクジェットヘッド14が固定されている。バッファタンク11は、板状のアーム部20を有している。そのアーム部20の上面には、インク供給チューブ5をバッファタンク11内のインク貯留室11aに連通させるためのジョイント部材21が接続されている。

0024

インクジェットヘッド14は、インクを4つのインク流入口(液体流入口)39(図5参照)から多数のノズル38a(図6参照)まで導く複数のインク流路(液体流路)を有する流路ユニット17と、その流路ユニット17の上面に積層されて流路ユニット17内のインクにノズル38a(図6参照)に向かう吐出圧力を選択的に付与する圧電駆動式のアクチュエータ18とを有している。流路ユニット17の上面周縁部は、板状のフレーム13の下面に接着固定されており、アクチュエータ18がフレーム13の中央の開口部13aに配置されて表出している。また、フレーム13には、流路ユニット17のインク流入口39に連通する4つの貫通孔13bが設けられている。キャリッジ12の底面には、貫通穴12aが形成されていて、キャリッジ12にバッファタンク11やフレーム13などが取り付けられた際に、フレーム13の貫通孔13bは、4つの貫通孔16aを有するシール部材16を介してバッファタンク11のインク流出口11b(図9参照)と液密的に連通していて、バッファタンク11からのインクを流路ユニット17内に供給できるようになっている。なお、シール部材16には、各貫通孔16aの周囲に上下に突出するシールリップ16bが設けられている。

0025

図3図1に示すインクジェットプリンタ1を模式的に説明する一部断面図である。図3に示すように、インクジェットプリンタ1の底側(図3の下側)には給紙トレイ22が配置されている。給紙トレイ22の上側には、給紙トレイ22に積載された記録用紙24のうち最上層のものを搬送路29へ供給する給紙駆動ローラ26が設けられている。搬送路29は、給紙トレイ22の後側から上方へ向かった後に正面側へ向けてUターンし、後述するノズル38aに対向する領域である印刷領域28を通過して排紙トレイ(図示せず)へと導かれている。

0026

キャリッジ12の下部には、補強用の板状のフレーム13を介してインクジェットヘッド14が取り付けられている。インクジェットヘッド14の下方にはプラテン27が配置されている。ヘッドユニット4の上流側(図3の右側)には、搬送路29を流れる記録用紙24を狭持してプラテン27上へ搬送する搬送ローラ71及びピンチローラ72が設けられている。ヘッドユニット4の下流側(図3の左側)には、印刷済みの記録用紙24を狭持して排紙トレイ(図示せず)へ搬送する排紙ローラ73及びピンチローラ74が設けられている。搬送ローラ71、ピンチローラ72、排紙ローラ73及びピンチローラ74により紙送り機構75が構成されている。

0027

図4は、図2に示すヘッドユニット4のインクジェットヘッド14を示す分解斜視図である。図4に示すように、インクジェットヘッド14は、複数枚プレートが積層された流路ユニット17と、流路ユニット17に対して上方から重ねられて接着される圧電駆動式のアクチュエータ18とを備えており、アクチュエータ18には外部機器との電気的接続を行うための平坦なフレキシブル配線材19が上方から重ねられて接着されている。フレキシブル配線材19には、インクを吐出するための駆動回路を有するICチップ60が実装されている。アクチュエータ18の上面には複数の表面電極23が形成されており、この表面電極23にフレキシブル配線材19の下面に露出した端子(図示せず)が導電材等により接続されることにより、両者が電気的に導通される。

0028

図5は、図4に示すインクジェットヘッド14の流路ユニット17の構成を示す分解斜視図である。図6は、図4に示す流路ユニット17、アクチュエータ18及びフレキシブル配線材19が積層接着されたものをV−V線に沿って切断したときの一部の形状を示す断面図である。図5及び図6に示すように、流路ユニット17は、圧力室プレート31、スペーサプレート32、絞りプレート33、第1マニホールドプレート34、第2マニホールドプレート35、ダンパープレート36、カバープレート37、及びノズルプレート38が、この順に上方から積層して接着された構成となっている。ノズルプレート38はポリイミド等の樹脂シートで、それ以外のプレート31〜37はステンレス等の金属板であり、各々50〜150μm程度の肉厚を有している。各プレート31〜38には、エッチングレーザ加工、又はプラズマジェット加工等により開孔又は溝が形成されており、各プレート31〜38が積層されることにより、夫々の開孔及び溝が連通し、インクの流路40が形成されるようになっている。

0029

圧力室プレート31には、多数の圧力室孔31aとインク流入孔31bとが設けられている。圧力室孔31aは、圧力室プレート31の短辺方向(走査方向)に延びる長孔形状を成し、圧力室プレート31の長辺(紙送り方向の辺)に沿うように並列にし、短辺方向に5列設けられている。これら圧力室孔31aの各列は、ブラックインク用に2列、そしてシアンインク用、マゼンダインク用、及びイエローインク用に各1列が設けられている。圧力室孔31aは、圧力室プレート31に上方からアクチュエータ18が接着され、下方からスペーサプレート32が接着されることにより、内部空間を有する圧力室41を形成する(図6参照)。また、インク流入孔31bは、各色のインク用に夫々1つずつの合計4つ設けられている(図5参照)。なお、4つのインク流入孔31bのうち、図5中手前側の1つのインク流入孔31bは他の3つのインク流入孔31bよりも大きくなっていて、これは使用頻度の高いブラックインクが供給されるようになっている。また、圧力室孔31aの列も図5中手前側に2列がブラックインク用となっている。

0030

スペーサプレート32には、圧力室プレート31の圧力室孔31aの一端部に連通する連通孔32aと、圧力室孔31aの他端部に連通する貫通孔32bと、インク流入孔31bと同形状でこれと連通するインク流入孔32cとが設けられている。

0031

絞りプレート33には、その上面側に絞り溝33aが形成されている。この絞り溝33aは、絞りプレート33の短辺方向へ延びる長寸溝状を成し、その一端部は、スペーサプレート32の連通孔32aが連通されるようになっており、他端部には下面側へ貫通する孔33bが設けられている。また、絞りプレート33には、スペーサプレート32の貫通孔32b及びインク流入孔32cに夫々連通し、且つ夫々と同形状を成す貫通孔33c及びインク流入孔33dが形成されている。また、インク流入孔31b、32cと同形状でこれと連通するインク流入孔33dとが設けられている。絞り溝33aは、絞りプレート33がスペーサプレート32と第1マニホールドプレート33とで挟まれて接着されることにより、絞り通路42が形成される(図6参照)。

0032

第1マニホールドプレート34は、圧力室孔31aに対応してその下方に位置すると共に圧力室孔31aの列方向(紙送り方向)に沿って延設されたマニホールド孔34aを有している。このマニホールド孔34aはブラックインク用に2列(図5中の手前側の2列)、そしてシアンインク用、マゼンダインク用、及びイエローインク用に各1列の合計5列が設けられている。4つのインク流入孔31c、32c、33dは、インク色ごとに各マニホールド孔34aの一端部(図5の左端)に連通するようになっていて、ブラックインク用のインク流入孔31c、32c、33dは、2列のブラックインク用のマニホールド孔34aに連通するようになっている。そして、各マニホールド孔34aは絞り通路42を介して圧力室41に連通すると共に、マニホールド孔34aはその一端部において絞りプレート32のインク流入孔32dとも連通している。また第1マニホールドプレート34には、各マニホールド孔34aの長手方向に沿うように、絞りプレート33の貫通孔33cに連通してこれと同形状を成す多数の貫通孔34cが形成されている。

0033

第2マニホールドプレート35は、第1マニホールドプレート34と同様の形状を成しており、5つのマニホールド孔35aと貫通孔35cとを有している。そして、絞りプレート33、第1マニホールドプレート34、第2マニホールドプレート35、及び後述するダンパープレート36が積層接着されることで、マニホールド孔34a,35aにより5つの共通液室43が形成される(図6参照)。

0034

ダンパープレート36は、各共通液室43に対応する箇所を下方からハーフエッチング等で窪ませて薄肉に形成した5つのダンパー壁36aを有している。またダンパープレート36には、各ダンパー壁36aの長手方向に沿うように、第2マニホールドプレート35の貫通孔35cと連通してこれと同形状を成す貫通孔36bが形成されている。ダンパープレート36がカバープレート37と積層接着されることで、5つのダンパー室が形成される。

0035

カバープレート37には、ダンパープレート36の貫通孔36bに連通してこれと同形状を成す貫通孔37aが形成され、ノズルプレート38には、カバープレート37の貫通孔37aに連通する孔であるノズル38aが形成されている。ノズル38aは、長辺方向に沿うように並列にし、短辺方向に5列設けられていて、ブラックインク用に2列(図5中手前側の2列)、そしてシアンインク用、マゼンダインク用、及びイエローインク用に各1列が設けられている。

0036

このような各プレート31〜38を積層接着することにより流路ユニット17が形成される。そして、流路ユニット17内では、各プレート31〜38に形成されたインク流入孔31b,32c,33dが互いに連通してインク流入口39が構成されている。これらインク流入口39は、流路ユニット17における紙送り方向の端部に配置され、走査方向に向けて一列に並んでいる。各プレート32〜37に形成された貫通孔32b,33c,34c,35c,36b,37aが互いに連通して流出路44が構成され、その流出路44がノズルプレート38のノズル38aに連通している。よって、バッファタンク11からインク流入口39へ流入したインクは、共通液室43、絞り通路42、圧力室43及び流出路44の順に流れ、ノズル38aから吐出される。つまり、インク流入口39、共通液室43、絞り通路42、圧力室41、及び流出路44により、流路ユニット17内の流路40が構成されている(図4参照)。

0037

また、圧力室プレート31の上面には、バッファタンク11から供給されたインクに混入している異物を除去するためのフィルタ25がインク流入口39を覆うように取り付けられている(図4及び4参照)。

0038

図6に示すように、アクチュエータ18は、多数枚の圧電シート50〜55と絶縁性を有するトップシート56とが積層されて構成され、その最下層の圧電シート50が流路ユニット17の複数の圧力室孔31aを覆っている。平面視においてアクチュエータ18の外形形状は、流路ユニット17の外形形状よりも小さく形成され、両者が固定された状態においてアクチュエータ18の周囲の流路ユニット17の上面には、後述するフレーム13を接着固定するための平坦面が形成されている。圧電シート50〜55は、夫々の厚みが略30μm程度のチタン酸ジルコン酸鉛PZT)のセラミックス材料から構成されている。各圧電シート50〜55のうち、最下層の圧電シート50から上方へ数えて奇数番目の圧電シート50,52,54の上面には、流路ユニット17の圧力室41の全てに対応するよう配置された共通電極57が印刷形成されている。最下層の圧電シート50から上方へ数えて偶数番目の圧電シート51,53の上面には、各圧力室41に対し個別に対応するよう配置された多数の個別電極58が印刷形成されている。また、共通電極57及び個別電極58は、各圧電シート50〜55及びトップシート56の側端面またはスルーホール(図示せず)に設けた中継配線(図示せず)を介し、トップシート56の上面に設けられた表面電極23(図4参照)に導通している。

0039

このようなアクチュエータ18の複数の個別電極58に、フレキシブル配線材(図4参照)から選択的に電圧印加されると、印加された個別電極28と共通電極27との間に電位差が生じ、圧電シート51〜54の個別電極28と共通電極27とに挟まれた箇所である活性部に電界が作用して積層方向歪み変形が発生する。そうすると、最下層の圧電シート50が圧力室41内へ突出するため、圧力室41内のインクが流出路44を通じてノズル38aから外部へ吐出される。

0040

図7は、図4に示すインクジェットヘッド14にフレーム13が接着された状態を示す斜視図である。図7に示すように、流路ユニット17の上面にフレーム13が熱硬化性接着剤により積層接着されている。フレーム13は、金属製(例えばSUS430)で流路ユニット17より厚く剛性を有している。フレーム13の外形形状は、平面矩形状で、流路ユニット17の外形形状よりも大きく、平面長方形状の開口部13aが中央に形成された枠形状で、さらに開口部13aに対して紙送り方向に隣接して4つの貫通孔13bが形成されている。開口部13aは、アクチュエータ18が配置されるように外形形状が少し大きく、開口部13a内にアクチュエータ18が配置され、さらに、貫通孔13bと流路ユニット17のインク流入口39とを連通させるようにして、流路ユニット17の上面とフレーム13とが積層接合される。アクチュエータ18の上面には、帯状に長くその途中にICチップ60が搭載されたCOFからなるフレキシブル配線材19の一端側が接合され、他端側が開口部13aから上方に引き出されている。フレキシブル配線材19のアクチュエータ18と対応する箇所の上面には、剛性板61が積層接着されている。アクチュエータ18が配置された開口部13aは、そのアクチュエータ18との間隙部分に図示しないポッティング材注入して、漏出したインクが浸入することを防いでいる。貫通孔13bは、走査方向に向けて一列に並んでおり、流路ユニット17のインク流入口39(図5参照)にフィルタ25を介して連通している。つまり、貫通孔13bは、フィルタ25のインク流入口39に対応する領域を露出させている。

0041

また、ノズル保護カバー15は、例えばPBTABS樹脂製などの樹脂製で、ノズル38aが形成されたノズル面を保護するための部材である。ノズル保護カバー15は、流路ユニット17の外形形状よりも大きい矩形状で、中央に流路ユニット17のノズル面の外形よりもやや大きい開口部15aを有する枠板状となっている。このノズル保護カバー15は、開口部15aからノズル面が表出された状態で、接着剤45を介してフレーム13の下側面に取り付けられている。

0042

図8は、図7に示すフレーム13の下面図である。図8に示すように、フレーム13の下面には、面状のヒータ65が形成されている。ヒータ65は、通電により発熱する薄膜帯状の発熱体65aと、発熱体65aの対角線上の両端部の上面に形成された電極65b,65cとを有している。発熱体65aは、グラファイトカーボンPG/PBN(高純度カーボンパイロリティックボロンナイトライド)、窒化アルミニウム又はタングステン等からなる発熱材エアロゾルデポジション法スパッタ法蒸着法又はゾルゲル法などの成膜法でフレーム13に直接付着して形成されている。なお、図8には発熱体65aは、ベタ状に塗布されているが、特にその形状に限定はなく波形状などであってもよい。

0043

ヒータ65は、流路ユニット17の平坦面において、フレーム13の流路ユニット17との接着箇所に対向する箇所に形成されている。即ち、ヒータ65は、開口部13aを包囲するとともに、4つの貫通孔13bをまとめて包囲するように連続して形成されている。これにより、フレーム13の貫通孔13bを包囲する部位Aは、近接したヒータ65により四方から加熱されるため、当該部位Aに与えられる発熱量が他の部位よりも大きくなっている。この理由については後述する。なお、当該部位Aには、その発熱量を重点的に与えたいため、発熱体65aは、当該部位Aの近傍の発熱密度を密にするなどして、その形状を他の部位とは異なえるようにしてあってもよい。電極65b,65cには、電源67が接続されており、スイッチ68により通電のオンオフ切り替えることが可能となっている。スイッチ68には制御装置69が接続されており、その制御装置69には温度センサ70が接続されている。

0044

図9は、図2に示すヘッドユニット4の組立後の状態における要部を拡大した断面図である。図9に示すように、バッファタンク11は、インク色ごとに4つのインク貯留室11aと、それらインク貯留室11aの夫々の下端に形成されたインク流出口11bとを有している。バッファタンク11の下面には、シール部材16を介してフレーム13が接続されている。バッファタンク11のインク流出口11bと、シール部材16の貫通孔16aと、フレーム13の貫通孔13bとは互いに連通しており、シール部材16の上下のシールリップ16bが、インク流出口11b及び貫通孔13bの周囲の平坦面に密着している。フレーム13は、ヒータ65を介して流路ユニット17の上面に熱硬化性接着剤で接着されている。これにより、フレーム13の貫通孔13bがフィルタ25を介して流路ユニット17のインク流入口39に連通している。

0045

次に、ヒータ65の加熱制御について説明する。図8及び図9に示すように、制御装置69は、例えば、インクが増粘されやすくなるような使用雰囲気温度が低いときの場合、即ち、温度センサ70により検出された雰囲気温度所定値以下(例えば、15℃)である場合には、スイッチ68をオンする制御を実施する。一方、温度センサ70により検出された雰囲気温度が所定値より大きい温度である場合には、スイッチ68をオフにする制御を実施する。このようにヒータ65が発熱することで、貫通孔13bを通過する重点的に加熱することができる。そのため、フィルタ25を通過するインクの粘度をより効果的に低下させることができる。また、制御装置69は、インクジェットプリンタ1の主電源(図示せず)がユーザによりオンされたときに、スイッチ68を所定時間だけオンにするウォームアップ制御を行ってもよい。その際、制御装置69は、インクジェットプリンタ1の前回使用時から今回使用時までの不使用時間が所定値以上である場合に限りウォームアップ制御を実施するようにしてもよい。

0046

また、ヒータ65は、ヘッドユニット4の組立製造時において、フレーム13を流路ユニット17に接着する際にも利用される。具体的には、フレーム13を流路ユニット17の上面に熱硬化性接着剤を介在させた状態で設置し、ヒータ65をオンすることにより接着剤が均一に硬化し、フレーム13が流路ユニット17に対して安定して接着される。また、貫通孔13bを包囲する部位Aに与えられる発熱量が他の部位よりも大きくなっているため、貫通孔13b周辺のフレーム13と流路ユニット17の上面との接着を確実にすることができる。貫通孔13bは、図9にあるようにフィルタ25を介してインク流入口39と連通しているため、貫通孔13b周辺において、流路ユニット17との接着が不十分であると、そのわずかな隙間からインクが漏出してくる場合がある。そのため、貫通孔13bを包囲する部位Aの接着が確実になることで、貫通孔13bやインク流入口39からのインク漏れを防ぎ易くなる。

0047

以上に説明した構成によれば、フィルタ25の直ぐ上流にあるフレーム13がヒータ65により加熱可能であるため、フィルタ25を通過するインクの粘度を低下させることができる。しかも、ヒータ65は、フィルタ25を介してインク流入口39に連通する貫通孔13bを包囲するように配置されているので、フィルタ25を通過するインクの粘度を効果的に低下させることができる。したがって、インクがフィルタ25を通過する際の圧力損失が低減されて、フィルタ25の面積を小さくすることができ、ヘッドユニット4の小型化を図ることが可能となる。

0048

また、フィルタ25の面積が小さくなることで、流路ユニット17の紙送り方向の長さを小さくすることができる。よって、流路ユニット17に対して紙送り方向の上流に配置される搬送ローラ71及びピンチローラ72(図3参照)と、下流に配置される排紙ローラ73及びピンチローラ74(図3参照)との距離を縮めることができ、印刷領域28における記録用紙24の姿勢を安定させることが可能となる。なお、フィルタ25の面積が小さくなることで、流路ユニット17の走査方向の長さを小さくすることもできるが、フィルタのすぐ上流にあるフレーム13は、その貫通孔13bの周囲の平坦面に、シール部材16のシールリップ16bが撓むことで密着して当接する。そのため、シールリップ16bが撓むことができる領域が必要であり、その領域を阻害しない程度に小さくすることが可能である。

0049

また、ヒータ65は、貫通孔13bを包囲する部位Aの発熱密度が大きくなるように配置されているので、貫通孔13bを通過するインクを重点的に加熱することができ、フィルタ25を通過するインクの粘度をより効果的に低下させることができる。

0050

さらに、ヘッドユニット4の組立製造時において、ヒータ65によりフレーム13を加熱することにより、フレーム13と流路ユニット17との接着精度が向上する。一般的にバーヒーターなどの加熱加圧させる設備でヘッドユニット4の組立製造を行う場合、バーヒーターの平行度が悪くて片当たりすることによって、熱の伝わり方にバラツキが生じることがある。このため、バラツキを吸収するために、接着に必要な温度設定値よりも高めに設定することが考えられてきたが、本発明のような構成であれば、加熱温度を余分に高くしなくてもよくなり、加熱温度が高めになることによるアクチュエータ18やフレキシブル配線材19(特にICチップ60)への熱影響を抑制することができる。また、貫通孔13bを包囲する部位Aの発熱密度が大きくなるように配置されているので、フレーム13と流路ユニット17との、貫通孔13b周辺の接着を確実にすることができ、貫通孔13bやインク流入口39からのインクの漏出を防止することができる。

0051

(第2実施形態)
図10は、本発明の第2実施形態のフレーム113の部分断面図である。図10に示すように、本実施形態のフレーム113は、フレーム113内にヒータ82が内包して設けられている。具体的には、フレーム113は、一対の金属板81,83の間にヒータ82が挟まれた構成となっている。これにより、ヒータ82が外部に露出するのを防止することができる。なお、他の構成は前述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。

0052

(第3実施形態)
図11は、本発明の第3実施形態のフレーム213の下面図である。第1実施形態と同様の構成については、説明を省略する。図11に示すように、本実施形態のフレーム213は、樹脂からなり、その内部にヒータ265が一体成形されている。フレーム213には、平面形状が長方形状の開口部213aが中央に形成されており、開口部213aに対して紙送り方向に隣接して4つの貫通孔213bが形成されている。これらの貫通孔213bは、走査方向に向けて一列に並んでいる。

0053

ヒータ265は、通電により発熱する発熱体265aと、発熱体265aの貫通孔213bと反対側の端部に形成された一対の電極265b,265cとを有している。ヒータ265は、貫通孔213bと反対側の辺を除いて開口部213aの外周に沿って配置され、かつ、4つの貫通孔213bをまとめて包囲するように連続して形成されている。電極265b,265cには、電源67が接続されており、スイッチ68により通電のオン/オフを切り替えることが可能となっている。スイッチ68には制御装置69が接続されており、その制御装置69には温度センサ70が接続されている。

0054

以上の構成によれば、フレーム213が金属製のような熱伝導性の高くない樹脂であっても、フレーム213自体を発熱させることができるため、例えば、一般的なバーヒーター等で外部から熱を与えるよりも、効率良くフレーム213の温度を上げることができる。また、ヒータ265の電極265b,265cが一方側に集められているので、給電線配線を容易にすることができる。また、フレーム213が樹脂で形成される場合、部品形状に自由度が増すため、図2図3で示したノズル保護カバー15とフレーム213とを一体部品として形成することも容易にでき、生産工程を減らすことができる。

0055

なお、前述した各実施形態は本発明をインクジェットプリンタに適用したものであるが、インク以外の液体、例えば着色液を吐出して液晶表示装置カラーフィルタを製造する装置、導電液を吐出して電気配線を形成する装置などに使用する液滴吐出装置に適用してもよい。

0056

以上のように、本発明に係る液滴吐出装置は、フィルタの面積を小さくして装置の小型化を図ることができる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できるインクジェットプリンタ等に広く適用すると有益である。

図面の簡単な説明

0057

本発明の第1実施形態に係るインクジェットプリンタの要部斜視図である。
図1に示すインクジェットプリンタのヘッドユニットの分解斜視図である。
図1に示すインクジェットプリンタを模式的に説明する一部断面図である。
図2に示すヘッドユニットのインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。
図4に示すインクジェットヘッドの流路ユニットの構成を示す分解斜視図である。
図4に示す流路ユニット、アクチュエータ及びフレキシブルフラット配線材が積層接着されたものをV−V線に沿って切断したときの一部の形状を示す断面図である。
図4に示すインクジェットヘッドにフレームが接着された状態を示す斜視図である。
図7に示すフレームの下面図である。
図2に示すヘッドユニットの組立後の状態における要部を拡大した断面図である。
本発明の第2実施形態のフレームの断面図である。
本発明の第3実施形態のフレームの下面図である。

符号の説明

0058

1インクジェットプリンタ(液滴吐出装置)
13,113,213フレーム
13a,213a 開口部
13b,213b貫通孔
17流路ユニット
18アクチュエータ
19フレキシブル配線材
24記録用紙
25フィルタ
28印刷領域
38aノズル
39インク流入口(液体流入口)
40流路
65,82,265ヒータ
75 紙送り機構

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