JP4556517B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタに関し、特に、ヘッドホルダを介してインクカートリッジとヘッドユニットとを保持すると共に、走査して印字を行うキャリッジを備えるインクジェットプリンタに関する。

従来、インクジェットプリンタとして、印字の際に走査するキャリッジにインクカートリッジを装着したものが知られている。

このインクジェットプリンタは、通常、インクを吐出して被記録媒体に印字記録するヘッドユニットと、該ヘッドユニットを支持すると共に左右方向に移動するキャリッジに取り付けられるヘッドホルダと、該ヘッドホルダに着脱自在に装着され、インクを貯留するインクカートリッジとを備えている。

前記ヘッドユニットは、インク供給源からインク供給通路を介してヘッドユニットのインク供給口へインクを供給し、該ヘッドユニットに装着されるプレート型の圧電アクチュエータにより、多数のノズル孔と連通する圧力室に所定の圧力を選択的に付与して、前記ノズル孔からそれぞれのインクを吐出する構成とされている。そのために、前記ヘッドユニットは、印字を行うための多数のノズル孔を備えるノズルプレートと、該ノズルプレートが備える圧力室に所定の圧力を付与するプレート型の圧電アクチュエータと、該アクチュエータに印加する電圧を制御するドライバＩＣとを備えている。

また、インク供給口を有する前記インクカートリッジの底部側に、インクを供給する流路部材と前記ヘッドホルダに前記インクカートリッジを載置する際の支持台となるジョイント部材とを有する貫通部材を配設して、該貫通部材を介して前記インクカートリッジと前記ヘッドユニットとを連結している。

つまり、前記ヘッドホルダの上側にインクカートリッジを装着し、下側にヘッドユニットを装着し、前記ヘッドホルダを貫通するように配設される前記流路部材により連結する構成であり、前記ヘッドホルダの上に載置するジョイント部材を介して前記インクカートリッジを保持する構成である。

この時に、前記インクカートリッジを前記ジョイント部材方向に押圧して取り付けると共に、前記ヘッドユニットが有するドライバＩＣを冷却するためのヒートシンクを、前記ジョイント部材と同じ側の前記ヘッドホルダ上に備える構成としたインクジェットプリンタも知られている。

印字の際には、前記キャリッジに搭載される複数のインクカートリッジから、それぞれのノズルプレートへ、前記ヘッドユニットに設けられるそれぞれのインク供給通路を介してインクが供給され、前記圧電アクチュエータを介して所定の圧力を選択的に付与して、前記ノズル孔からそれぞれのインクを吐出する構成としている。

前記圧電アクチュエータは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミックス材料からなる圧電セラミックス材料からなり、圧電効果を有する複数の圧電セラミックス層と、その層間に複数の内部電極とを備えている。内部電極は、それぞれ圧力室の中央部に対応する部分に設けられており、内部電極に挟まれた圧電セラミックス層の部分は、内部電極に電圧が印加されることによりそれぞれ積層方向に伸長する活性部となっている。

任意の圧力室に対応する内部電極に電圧を印加すると、活性部に分極方向と平行な電界が生じ、活性部が積層方向に伸長して、圧力室内のインクに圧力が付与され、インクが吐出される。

画像の印刷時に、上記の圧電アクチュエータを駆動するドライバＩＣの温度が上昇する。特に、印刷画像の各画素に対して所定数のインク滴を吐出できるようにし、画像データに応じた数のインク滴により各画素を構成して階調表現を行う所謂マルチドロップ型のインクジェットプリンタでは、画像印刷時におけるヘッドユニットに対する駆動電圧の印加回数が著しく増加し、ヘッドユニットの温度上昇も激しい。

そのために、前記ヘッドユニットのドライバＩＣの発熱を冷却するためのヒートシンクを装着したインクジェットプリンタヘッドが既に公開されている（例えば、特許文献１参照）。

また、インクカートリッジをキャリッジに着脱可能としたインクジェットプリンタにおいて、記録紙に吐出するインク滴による記録精度向上のため、ノズルヘッド部の位置決めを高精度に行う必要がある。特に、複数のインクカートリッジを搭載したキャリッジにより記録を行うカラ−記録の場合には、各ノズルヘッドの位置精度が悪いと色ずれが生じてしまう不都合が発生する。

さらに、ヘッドホルダに、前記インクカートリッジと前記ノズルプレートを備えるヘッドユニットとを同時に保持する構成としたキャリッジでは、インクカートリッジを前記ヘッドホルダに載置する際に、前記インクカートリッジを前記ヘッドホルダに押圧するようにして装着している。
特開平９−７６４８５号公報（第１−５頁、第３図）

インクカートリッジを着脱自在とするキャリッジでは、該キャリッジに装着されるヘッドホルダに前記インクカートリッジを付勢部材や押圧部材等により押圧して装着する。

そのために、前記ヘッドホルダが樹脂製や薄い板金製のように剛性の弱い場合には、前記押圧部材による押圧力により僅かに撓みが生じることがある。

前記ヘッドホルダに撓みが生じると、該ヘッドホルダに装着されているヘッドユニットを介してノズルプレートの位置が僅かに（ミクロン単位で）変位する。そのために、特に複数のインクカートリッジを備えるヘッドホルダにおいてはその変位のばらつきにより、印字の際に微妙なズレが生じる場合がある。

本発明の目的は、上記課題を解決するために、キャリッジにインクカートリッジとヘッドユニットとを保持するヘッドホルダを備えるタイプのインクジェットプリンタにおいて、前記インクカートリッジを押圧部材により押圧して前記ヘッドホルダに装着する際に、該ヘッドホルダの変形を抑制して前記ヘッドユニットを正確な位置に保持することができるインクジェットプリンタを提供することである。

上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、搬送される被記録媒体にインクを吐出して記録するヘッドユニットと、前記インクを一時的に貯留するインクカートリッジと、前記ヘッドユニットを駆動するドライバＩＣに接し該ドライバＩＣを冷却するヒートシンクとを保持するヘッドホルダを備えたインクジェットプリンタにおいて、前記ヘッドホルダは、前記被記録媒体に対して所定の間隙を介して配置される底面部を有し、前記底面部の一方の面に、前記被記録媒体に対向するようにして前記ヘッドユニットを装着し、前記底面部の他方の面に、前記ヒートシンクを挟むようにして着脱自在の前記インクカートリッジを装着し、前記インクカートリッジを前記ヒートシンクに押圧する押圧部材と、前記底面部及び前記ヒートシンクを貫通する貫通部材とを備えると共に、前記貫通部材が、前記ヒートシンクの前記インクカートリッジ側の面上に載置され、前記インクカートリッジが前記押圧部材により押さえ付けられることで前記インクカートリッジと連結され、前記インクカートリッジと前記ヒートシンクとにより挟持されるジョイント部材と、前記底面部及び前記ヒートシンクを貫通し、前記ジョイント部材を介して前記インクカートリッジと前記ヘッドユニットとを連通する流路部材とからなり、前記押圧部材によって前記インクカートリッジに加えられる押圧力を、前記ジョイント部材を介して前記ヒートシンクが受ける構成としたことを特徴としている。

上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、ヘッドホルダとは別の部材であって、ドライバＩＣを冷却するために装着するヒートシンクを、インクカートリッジからの荷重を直接受ける部材として利用し、前記ヘッドホルダが前記インクカートリッジからの荷重を間接的に受ける構成とすることができ、ヘッドホルダの変形を抑制することができる。

また、ヘッドホルダの一方の面に装着するインクカートリッジのインクを、前記ヘッドホルダの底面部及び前記ヒートシンクを貫通して装着される貫通部材（ジョイント部材、流路部材）を介して、該ヘッドホルダの他方の面に装着するヘッドユニットへ供給することができる。さらに、インクカートリッジに加えられる押圧力を、ジョイント部材を介してヒートシンクが受けるので、ヘッドホルダの変形を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、前記押圧部材は、前記インクカートリッジを前記ジョイント部材の略真上から前記ヒートシンクの方向に押圧し、前記貫通部材は、前記ドライバＩＣから隔離して配置され、前記ヒートシンクは、少なくとも前記ドライバＩＣと接する位置から前記貫通部材が前記底面部を貫通する位置まで延在する延在部を有し、前記延在部が、前記ジョイント部材を支持すると共に、前記押圧部材によって前記インクカートリッジに加えられる押圧力を、前記ジョイント部材を介して前記延在部が受ける構成としたことを特徴としている。

上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、ヒートシンクを、貫通部材が位置するところまで延在してジョイント部材を支持することで、インクカートリッジに加えられる押圧力を、ドライバＩＣを冷却するために装着するヒートシンクが受けることができる。

請求項３に係る発明は、前記ヒートシンクの前記延在部において、前記ジョイント部材を支持する部位に、前記ジョイント部材に装着されている前記流路部材が挿通可能な切欠部を設けていることを特徴としている。

上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、ジョイント部材を支持する位置までヒートシンクを延在しても、該ヒートシンクの切欠部と前記ヘッドホルダを貫通して配設される流路部材を介して、インクカートリッジのインクをヘッドユニットへ供給することができる。

請求項４に係る発明は、前記底面部が、前記延在部をその高さに規定して支持する複数の突出部を備えていることを特徴としている。

上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、基準高さとなるヘッドホルダの底面部に対して所定の高さを維持することで、押圧されるインクカートリッジの高さを正しく維持すると共に、押圧力の加わった延在部を複数の突出部に分散して支えることになるので、ヘッドホルダの変形を抑制し、その基準高さが変動しない。

請求項５に係る発明は、前記複数の突出部は、少なくとも前記貫通部材の前記流路部材を包囲するように配設されていることを特徴としている。

上記の構成を有する請求項５に係る発明によれば、貫通部材のジョイント部材に付加される押圧力を、前記貫通部材を包囲するように設けられる複数の突出部が受けることで、ヘッドホルダがヒートシンクを安定して支持することができる。

請求項６に係る発明は、前記ヘッドホルダは、上面を開放とする略方形の箱形形状を有すると共に、前記上面から複数の前記インクカートリッジを着脱可能に装着し、これらの前記インクカートリッジにそれぞれ対応する複数の前記貫通部材の流路部材が、前記ヘッドホルダの対向する一対の壁面のうち、いずれか一方の壁面に沿って隣接して配列されており、前記複数の突出部が、前記貫通部材が隣接する前記一方の壁面と前記流路部材との間に当該一方の壁面に沿って配列される第一群の突出部と、他方の壁面に隣接して配列される第二群の突出部とを有し、少なくともこれらの第一群および第二群の突出部が前記押圧力を受ける構成としたことを特徴としている。

上記の構成を有する請求項６に係る発明によれば、ヘッドホルダの一方の側に配設される貫通部材に付加される押圧力であっても、ヒートシンクを受ける突出部を一方の壁面に沿う第一群の突出部と、他方の壁面に沿う第二群の突出部とで構成することで、前記ヒートシンクの広い面を介して前記押圧力を安定して受けることができる。

請求項７に係る発明は、前記被記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動するキャリッジを備え、前記キャリッジは、前記ヘッドホルダを着脱可能に搭載すると共に、前記ヘッドホルダが保持する前記インクカートリッジに押圧力を加える前記押圧部材を備えることを特徴としている。

上記の構成を有する請求項７に係る発明によれば、走査する方向に移動するキャリッジにヘッドホルダを搭載し、キャリッジの備える押圧部材からインクカートリッジに押圧力が加えられるので、ヘッドホルダが変形せず、良好な印字状態を維持することができることに加えて、ヘッドホルダ全体の構成を簡略化することができる。

請求項８に係る発明は、前記キャリッジが、前記キャリッジの上部に、前記インクカートリッジを前記ジョイント部材の略真上から前記延在部の方向に付勢する押圧部材としてのレバー部材を備え、前記キャリッジの下部に、前記ヘッドホルダの基準高さを規定する複数の突部を備えていると共に、前記ヘッドホルダの前記突出部が前記突部の位置付近の少なくとも三箇所に設けられ、該三箇所の突出部が前記付勢力を受ける受圧部となる構成としていることを特徴としている。

上記の構成を有する請求項８に係る発明によれば、インクカートリッジを付勢する押圧力をヒートシンクを介してヘッドホルダが受け、さらに、キャリッジが受けると共に、該キャリッジがヘッドホルダを支持する位置付近で、該ヘッドホルダがヒートシンクを受ける突出部を備える構成となり、ヘッドホルダの基準高さを正確に維持することができる。

請求項９に係る発明は、前記ヒートシンクが、板厚２ｍｍのアルミ板金製からなることを特徴としている。

上記の構成を有する請求項９に係る発明によれば、ドライバＩＣを冷却する放熱性を備えると共に、インクカートリッジを付勢する押圧力を受ける耐力を備えるヒートシンクとすることができる。

本発明によれば、インクカートリッジを押圧部材により押圧してヘッドユニットを備えるヘッドホルダに装着しても、前記ヘッドホルダの変形を抑制し、前記ヘッドユニットを正確な位置に保持するインクジェットプリンタとすることできる。

以下、本発明の実施の形態を図１から図６に基づいて詳細に説明する。

図１はインクカートリッジがヘッドホルダに装着されている状態を示しており、（ａ）は全体断面図であり、（ｂ）はＡ矢視図である。図２は本発明に係るヒートシンクと従来のヒートシンクを示す断面図であり、（ａ）は本発明に係るヒートシンクとインクカートリッジを備えるヘッドホルダの全体断面図であり、（ｂ）は従来のヒートシンクとインクカートリッジを備えるヘッドホルダの全体断面図である。図３は図２を単純化した模式図を示しており、（ａ）は本発明に係るヒートシンクを備えるヘッドホルダの断面概略図であり、（ｂ）は従来のヒートシンクを備えるヘッドホルダの断面概略図である。図４はヘッドユニットの平面図であり、（ａ）はインクカートリッジを取り外した平面図であり、（ｂ）はさらにジョイント部材を取り外した平面図である。図５はインクジェットプリンタヘッドの構成を示す斜視図であり、図６はインクカートリッジを備えるインクジェットプリンタヘッドの全体斜視図である。

まず、図５および図６により、本発明に係るヒートシンク及びインクジェットプリンタについて説明する。

本発明に係るインクジェットプリンタは、搬送される被記録媒体にインクを吐出して記録するヘッドユニット４と、前記インクを一時的に貯留するインクカートリッジ２と、前記ヘッドユニット４を駆動するドライバＩＣに接し該ドライバＩＣを冷却するヒートシンク１とを保持するヘッドホルダ５を備えていると共に、前記インクカートリッジ２を前記ヒートシンク１上に載置して、該ヒートシンク１が前記インクカートリッジ２からの荷重を受ける構成としたものである。

上記したように、ヒートシンク１はヘッドユニット４を保持するヘッドホルダ５に配設されており、該ヘッドホルダ５はさらにインクカートリッジ２をヒートシンク１上に保持して、インクジェットプリンタヘッドＨを一体的に構成している。

これにより、インクカートリッジ２からの荷重は、直接的にヘッドホルダ５に加えられるのではなく、ヒートシンク１を一旦介して間接的に加えられるので、ヘッドホルダ１の印字特性に影響を与えるような変形を抑制している。

インクカートリッジ２の下部には貫通部材３が装着されている。前記貫通部材３は、ジョイント部材３１と、各インクカートリッジ２に対応する流路部材３２とを備えている。このうち、流路部材３２は、図５に示すように、ジョイント部材３１と一体的に形成されている上部流路部材３２Ａと、これに連通すると共にヘッドホルダ５を貫通するように形成されている下部流路部材３２Ｂとからなる。また、上部流路部材３２Ａの上流側がインクカートリッジ２に連通し、下部流路部材３２Ｂの下流側がヘッドユニット４に連通する。これにより、前記インクカートリッジ２に貯留されているインクを、それぞれの流路部材３２からヘッドユニット４（４Ａ、４Ｂ）が有するインク供給部材４０を介して前記ヘッドユニット４へ供給している。

本実施の形態では、一つのヘッドユニット４Ａは、インク供給部材４０を四つ備えており、一つのインクカートリッジに対してそれぞれ二つのインク供給部材４０が配設されている。これに対応して、図５ではジョイント部材３１に陰になって見えないが、インクカートリッジ２とヘッドユニット４とを連通する流路部材３２は、上部流路部材３２Ａから下部流路部材３２Ｂに接続する部分で、一本の流路が二本の流路に分岐するように構成されている。そのために、例えば、ブラックインクおよびイエロー、シアン、マゼンタの四色のカラーインクをそれぞれ貯留するインクカートリッジ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを備えるインクジェットプリンタにおいては、二つのヘッドユニット４Ａ、４Ｂがヘッドホルダ５に装着されている。

前記ヘッドユニット４は、ノズルプレートやプレート型の圧電アクチュエータ等の複数の基板を積層した構成であり、インクジェットプリンタのヘッドユニットとして周知のものであり、インクカートリッジ２から供給されるインクを、前記圧電アクチュエータを介して所定の圧力を選択的に付与して、前記ノズルプレートが備える各ノズル孔からそれぞれのインクを吐出する構成としている。

図４にはヘッドユニットの平面図を示している。四つのインクカートリッジ２に対して図４（ａ）に示すように、四つの流路部材３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）が配設されていて、その下には、図示されない下部流路部材３２Ｂを介して、図４（ｂ）に示すように、それぞれの流路部材３２に対して二つずつの合計八つのインク供給部材４０が設けられている。

また、ヘッドホルダ５は上面を開放とする略方形の箱形形状を有すると共に、前記上面から複数のインクカートリッジ２を着脱可能に装着している。これらの前記インクカートリッジ２にそれぞれ対応する複数の流路部材３２が、ジョイント部材３１と共に、前記ヘッドホルダ５の対向する一対の壁面５ａ、５ｂのうち、一方の壁面５ａに沿って隣接して配列されている。

さらに、前記ヒートシンク１は前記ヘッドホルダ５の底面部５ｃに載置される。本実施の形態においては、後述するように、図中の位置１ａ、１ｂ、１ｃの三箇所にて、ヘッドホルダ５が後述する突出部を介してヒートシンク１を支持する構成としている。

次に、図１により本発明に係るヒートシンク１について説明する。

図１（ａ）に示すように、ヘッドユニット４は、インクカートリッジ２から貫通部材３の流路部材３２（３２Ａ、３２Ｂ）を介してヘッドユニット４のインク供給口へインクを供給し、該ヘッドユニット４に装着されるプレート型の圧電アクチュエータにより、多数のノズル孔と連通する圧力室内のインクに所定の圧力を選択的に付与して、前記ノズル孔からそれぞれのインクを吐出する構成とされている。そのために、前記ヘッドユニット４は、印字を行うための多数のノズル孔を備えるノズルプレートと、該ノズルプレートが備える圧力室に所定の圧力を付与するプレート型の圧電アクチュエータと、該アクチュエータに印加する電圧を制御するドライバＩＣ６とを備えている。

ヘッドユニット４が備える圧電アクチュエータを駆動するとき、その制御を行うための制御素子を備えるドライバＩＣ６の温度が上昇する。特に、印刷画像の各画素に対して所定数のインク滴を吐出できるようにし、画像データに応じた数のインク滴により各画素を構成して階調表現を行う所謂マルチドロップ型のインクジェットプリンタでは、画像印刷時における圧電アクチュエータに対する駆動電圧の印加回数が著しく増加し、インクジェットプリンタヘッドの温度上昇も激しい。

そのために、本実施の形態では、ノズルプレートを備えるヘッドユニット４を装着しているヘッドホルダ５の上側に位置するドライバＩＣ６の発熱を放熱して冷却するためのヒートシンク１が配設されている。

このように、前記ヘッドホルダ５にはヒートシンク１が配設され、貫通部材３のジョイント部材３１を介してインクカートリッジ２がヒートシンク１に載置されるように装着されている。すなわち、前記ヘッドホルダ５がインクカートリッジ２とヒートシンク１とヘッドユニット４とを保持する構成である。

さらに、前記ヘッドホルダ５を保持して、被記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動するキャリッジ７を設けている。図１（ａ）では、ヘッドホルダ５と区別するために一点鎖線で示している。前記キャリッジ７の上部には、前記インクカートリッジ２を前記ヒートシンク１方向（図中水平に延在する部分）に押圧するレバー部材８を配設し、前記インクカートリッジ２と前記ヘッドユニット４と前記キャリッジ７とが一体的に走査して印字記録を行う構成としている。

前記貫通部材３はジョイント部材３１と流路部材３２（３２Ａ、３２Ｂ）を備えており、図１に示すように、前記ジョイント部材３１は、前記インクカートリッジ２と前記ヒートシンク１の水平に延在する部分とにより挟持されていると共に、前記流路部材３２は前記ヘッドホルダ５の底面部５ｃを貫通して前記インクカートリッジ２と前記ヘッドユニット４とを連通している。

そのために、押圧部材である前記レバー部材８によって前記インクカートリッジ２に加えられる押圧力を、前記ジョイント部材３１を介して前記ヒートシンク１が受ける構成としている。

これにより、レバー部材８からの押圧力が、ヘッドユニット４に対して直接的に加わることが少なくなり、ヘッドユニット４の撓みや変形による印字品質の低下が抑制される。もちろん、押圧力の大部分は、ジョイント部材３１を介して直接的にヒートシンク１に加えられるとともに、ヘッドホルダ５には間接的に加えられることになる。そのため、ヘッドホルダ５の構造的に変形し易い部位に押圧力が加わってしまって変形する虞もない。また、インクカートリッジ２に貯留されているインクは、貫通部材３の流路部材３２を経由してノズルプレートを備えるヘッドユニット４に供給される。

この時に、前記レバー部材８は、前記インクカートリッジ２を前記ジョイント部材３１の略真上から前記ヒートシンク１の方向に押圧し、前記貫通部材３は、前記ドライバＩＣ６から隔離して配置され、前記ヒートシンク１は、少なくとも前記ドライバＩＣ６と接する位置から前記貫通部材３が在る位置まで延在する構成としている。

つまり、前記延在部が、前記ジョイント部材３１を支持すると共に、前記レバー部材８によって前記インクカートリッジ２に加えられる押圧力を、前記ジョイント部材３１を介して前記延在部が受ける構成である。

なお、レバー部材８からの押圧力が、ジョイント部材３１の略真上から加えられる構成となっているので、ヘッドユニット４に撓みや変形を起こさせないまでも、押圧力の一部が貫通部材３、とりわけ流路部材３２にも加えられることになり、確実にインクカートリッジ２とヘッドユニット４との連通路が形成される。

図１（ｂ）に示すように、本実施の形態では、キャリッジ７にインクカートリッジ２が四つ装着されており、二個のインクカートリッジ２Ａ、２Ｂに対してはヘッドユニット４Ａが、インクカートリッジ２Ｃ、２Ｄに対してはヘッドユニット４Ｂが接続されている。つまり、四つのインクカートリッジ２に対応して二つのヘッドユニット４が装着されている。

そのために、一つのヘッドユニット４が、二つの異なる色のインクを吐出するように構成されている。さらに、ヘッドユニット４は、一つの色のインクに対して二つのインク供給口を備えており、一つの色のインクに対応して形成される流路が二本の流路に分岐している。

つまり、インクカートリッジ２に貯留されているインクをヘッドユニット４のノズルプレートに供給するために、インクカートリッジ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの四つのインク供給口に対して、それぞれに対応する四つの流路部材３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）と、二つのヘッドユニット４が順に接続することで、インクカートリッジ２からノズルプレートのノズル孔に連通する一連のインク流路が形成されている。なお、ヘッドユニット４の内部にも、そのインク供給口から複数のノズル孔に連なる複数の個別流路が形成されているが、ここでは詳述しない。

また、それぞれのヘッドユニット４に備えられる圧電アクチュエータに所定の電圧を印加するドライバＩＣ６と、該ドライバＩＣ６に給電し、通信するためのフレキシブルフラットケーブルＫを備えている。

前述した通り、圧電型のヘッドユニットを構成する圧電材料に駆動電圧を印加することでドライバＩＣ６の温度が上昇する。そのために、図１（ｂ）に示すように、該ドライバＩＣ６の上部に接するようにヒートシンク１が装着されており、該ドライバＩＣ６の発熱を前記ヒートシンク１が放熱して冷却する構成としている。

さらに、本実施の形態においては、図２（ａ）に示すように、ヒートシンク１は、その底面を少なくともドライバＩＣ６と接する位置から貫通部材３が在る位置まで延在する構成とし、少なくとも三箇所（１ａ、１ｂ、１ｃ）でヘッドホルダ５に載置される構成としている。なお、従来のヒートシンク１Ａは、図２（ｂ）に示すように、ドライバＩＣ６と接する位置にあり、貫通部材３とは干渉しない構成とされている。この貫通部材３は、図に示されているように、ヘッドホルダ５の底面部の縁部近傍（図中右方）で支持されているので、加えられる押圧力によっては、ヘッドホルダ５自体が変形してしまう虞があった。

ここで、上記の構成を単純化した模式図である図３によりさらに詳細に説明する。

図３（ａ）は本発明に係るヒートシンクを備えるヘッドホルダの断面概略図であり、図３（ｂ）は従来のヒートシンクを備えるヘッドホルダの断面概略図である。

本発明に係るヒートシンク１は、前記ドライバＩＣ６に接する底面部と、該底面部に略直交して立設される放熱促進部とを備える断面Ｌ型の板金製品である。また、このヒートシンク１は、その底面長さＬ１を長くし、ドライバＩＣ６と接する位置から貫通部材３Ａまで延在し、延在部１０を備えた形状としている。また、前記ヒートシンク１の底面は、ヘッドホルダ５の底面部５ｃに設けられる突出部５０に載置される構成である。前記突出部５０としては、貫通部材３Ａが隣接する一方の壁面５ａと流路部材１３２との間に当該一方の壁面５ａに沿って配列される第一群の突出部５１と、他方の壁面５ｂに隣接して配列される第二群の突出部５２とを有し、これらの第一群および第二群の突出部５０が押圧部材８Ａの押圧力Ｆを受ける構成としている。

特に、前記延在部１０を前記第一群の突出部５１が受けることで、底面長さＬ１を長くしたヒートシンク１を安定して支持することができる。

前記貫通部材３Ａはジョイント部材３１Ａと流路部材１３２とを備えており、前記延在部１０が前記ジョイント部材３１Ａを支持すると共に、前記押圧部材８Ａによってインクカートリッジ２に加えられる押圧力Ｆを、前記ジョイント部材３１Ａを介して前記延在部１０が受ける構成としている。つまり、前記ジョイント部材３１Ａは、インクカートリッジ２と前記ヒートシンク１とにより挟持されており、インクカートリッジ２からの荷重をヒートシンク１に伝える構成である。

これにより、図３（ａ）に示すように、例えば、押圧力Ｆが、インクカートリッジ２の上下に仮想した中心線よりも右側に偏って加えられるようなときでも、ジョイント部材３１Ａを介してヒートシンク１の延在部１０に伝えられ、さらに、ヘッドホルダ５に形成された突出部５１および突出部５２とに振り分けられることになる。本実施の形態では、これら二つの突出部５１、５２は、ヘッドホルダ５の底面部５ｃにおいて両端近傍に位置し、それぞれ対向する壁面５ａ、５ｂに隣接して形成されている。ちょうど、ヘッドホルダ５の上下に仮想した中心線に関して、互いに略等しい距離だけ離れて配設されている。そのため、インクカートリッジ２に対しては、図中右側に偏って加えられた押圧力Ｆも、ヒートシンク１を底面部５ｃの略両端部で下から支える突出部５１、５２に伝えられることになる。

すなわち、本実施の形態において、押圧力Ｆは、ヒートシンク１を介することで、左右のバランス良くヘッドホルダ５に伝えられることになり、ヘッドホルダ５がその偏った位置に押圧力Ｆの印加を受けても、変形し難い構成になっている。

また、前記流路部材１３２は、ヘッドホルダ５の底面部を貫通して、前記インクカートリッジ２とヘッドユニット４とを連通しており、前記インクカートリッジ２に貯留されているインクを前記ヘッドユニット４へ供給する構成である。そのために、前記ヒートシンク１の延在部１０に前記流路部材３２Ａが挿通可能な切欠部１１（図５参照）を設けている。

この切欠部１１があるので、インクジェットヘッド自体の組立性に自由度が増す。すなわち、流路部材１３２は、ヘッドホルダ５の底面部５ｃを貫通するように装着するが、このとき、ヒートシンク１は流路部材１３２の装着前後のいずれのタイミングにおいても、ヘッドホルダ５に対して容易に装着することが可能である。

さらに、印字の際に左右方向に移動するキャリッジ７に、ヘッドホルダ５とインクカートリッジ２を保持するタイプのインクジェットプリンタにおいては、前記キャリッジ７に対するヘッドホルダ５の基準位置が定められており、該基準位置を守って前記ヘッドホルダ５および前記インクカートリッジ２を保持する必要がある。すなわち、前記ヘッドユニット４は被記録媒体に対向するように、前記ヘッドホルダ５の底面部５ｃの図中の下面側に装着されており、前記被記録媒体との間隔を所定寸法に維持しておくために、前記ヘッドホルダ５の基準高さＧが規定されている。

そのために、ヘッドホルダ５の底面部５ｃを支持するキャリッジ７に複数の突部７ａを設けて、該突部７ａに前記ヘッドホルダ５を載置することで、前記基準高さＧを規定している。

また、ヘッドホルダ５に設けている前記突出部５０を、キャリッジ７に設けている前記突部７ａ付近の少なくとも三箇所に設ける構成としている。これにより、ヘッドホルダ５の変形をさらに確実に抑制している。

この構成の一例としては図４（ｂ）に示すように、ヒートシンク１の底面部の三箇所１ａ、１ｂ、１ｃに設ける構成とすることができる。この構成では、貫通部材３の下部に位置しヘッドユニット４が備えるインク供給部材４０が隣接する一方の壁面５ａに隣接する位置１ｃと、他方の壁面５ｂに隣接する位置１ａ、１ｂにヒートシンク１を支える前記突出部５０を設けている。

このように、前記突出部５０を少なくとも流路部材３２Ａを包囲するように配設して、ヒートシンク１の底面部の少なくとも三箇所（例えば、１ａ、１ｂ、１ｃ）を受ける構成としているので、インクカートリッジ２をヘッドホルダ５に装着する際に、一方の壁面５ａに隣接する位置に押圧力Ｆが付勢されても、その押圧力Ｆを、ヒートシンク１の前記三箇所が受圧部となって広い底面部全体で受けることになり、ヘッドホルダ５の剛性が低くても、該ヘッドホルダ５の変形を抑制することができる。

本実施の形態では、突出部５０の一つを、図４（ｂ）に示すように、ヒートシンク１に切欠がある側の部位１ｃに設けている。しかし、ヒートシンク１の有する剛性や材質によっては、この切欠部１１があるために、ジョイント部３１Ａを介して伝えられる押圧力Ｆにヒートシンク１自体が耐えられず、変形してしまう心配がある。

これに対しては、切欠部１１において、部位１ｃ以外の部位１ｄや部位１ｅにも突出部５０を形成しても良い。これにより、ちょうど部位１ｃにある突出部５０に加えて、ヘッドホルダ５の四隅に位置する各部位１ａ、１ｂ、１ｄ、１ｅにある四つの突出部５０がヒートシンク１を支持することになる。

すなわち、第一群および第二群の突出部をそれぞれ複数の突出部５０で構成することにより、ヒートシンク１に構造的あるいは材質的な理由で剛性が低い状態が生じても、押圧力Ｆをバランス良く分散してヘッドホルダ５で受けることができる。

また、ヒートシンク１の構造的あるいは材質的な剛性の低さを補うという観点からは、さらに別の部位にもヒートシンク１を支持する突出部５０を配設しても良い。例えば、底面部５ｃの中央部にも、この突出部５０を形成することができる。また、さらに、押圧力Ｆをよりバランス良くヘッドホルダ５に対して分散するという観点からは、貫通部材３Ａのジョイント部材３１Ａを内側に包囲するように、突出部５０を配設することが好適である。

図３（ｂ）に示す従来のヒートシンク１Ａは、その底面長さＬ２は短く貫通部材３Ｂに達していない。そのために、前記ヒートシンク１Ａは、ドライバＩＣ６に接して該ドライバＩＣを冷却するだけであり、貫通部材３Ｂのジョイント部材３１Ｂとは当接しておらず、押圧部材８Ａの押圧力Ｆを受ける構成とはなっていない。

前記ジョイント部材３１Ｂは、インクカートリッジ２とヘッドホルダ５とにより挟持されており、インクカートリッジ２からの荷重をヘッドホルダ５が受ける構成である。また、流路部材２３２は上記の流路部材１３２と同様に、ヘッドホルダ５の底面部を貫通して前記インクカートリッジ２とヘッドユニット４とを連通しており、前記インクカートリッジ２に貯留されているインクを前記ヘッドユニット４へ供給する構成である。

そのために、インクカートリッジ２をヘッドホルダ５に装着する際に、一方の壁面５ａに隣接する位置に押圧力Ｆが付勢されると、その押圧力Ｆがジョイント部材３１Ｂを介して直接ヘッドホルダ５に付加される。

前記したようにヘッドホルダ５を剛性の低い樹脂製や薄い板金製とすると、前記押圧力Ｆが付勢された際に僅かではあるが変形する。該ヘッドホルダ５が変形すると、ヘッドユニット４の位置が微妙に変化し、被記録媒体（記録紙）に吐出するインク滴の飛翔距離が微妙に変化して色ずれが生じる場合がある。特に、複数のインクカートリッジを搭載したキャリッジにより記録を行うカラ−記録の場合に、それぞれのインクカートリッジを付勢する押圧力によってヘッドホルダ５に変形が生じて、各ヘッドユニットの位置精度が変化して色ずれが生じてしまう不都合が発生することがある。

従来、前記ヒートシンク１は放熱性を備えると共に剛性を備えるために金属製品とされているので、ドライバＩＣ６に接する底面部を延在して、ジョイント部材３１を支持する構成とすることもできる。そのために本実施の形態では、前記ヒートシンク１を板厚２ｍｍのアルミ板金製とした。

そのために、画像の印刷時に圧電材料や駆動電圧の制御を行う制御素子を備えるドライバＩＣ６の温度が上昇しても、該ドライバＩＣ６を効果的に冷却することができる。さらに、インクカートリッジ２を押圧部材を介して付勢しヘッドホルダ５に装着する構成であっても、その押圧力を、剛性の高い板厚２ｍｍのアルミ板が受ける構成であるので、該ヒートシンク１を支持しているヘッドホルダ５の変形を抑制することができる。

上記のように、ヘッドホルダ５に支持されると共に、ドライバＩＣ６に接して該ドライバＩＣを冷却するヒートシンク１を延在して、前記ヘッドホルダ５に押圧されて装着されるインクカートリッジ２のインクをヘッドユニット４に供給する流路部材３２を備える貫通部材３のジョイント部材３１を支持する構成とすることで、前記付勢する押圧力を金属製のヒートシンク１が受けることになり、ヘッドホルダ５の剛性が低くても該ヘッドホルダ５の変形を抑制することができる。

さらに、複数のインクカートリッジを搭載するキャリッジにより記録を行うカラ−記録の場合に、それぞれのインクカートリッジを付勢する押圧力が相違しても、各ヘッドユニットの位置精度が変化しないので、色ずれが生じず、精度のよいカラー記録を行うインクジェットプリンタとすることができる。

インクカートリッジがヘッドホルダに装着されている状態を示しており、（ａ）は全体断面図であり、（ｂ）はＡ矢視図である。 本発明に係るヒートシンクと従来のヒートシンクを示す断面図であり、（ａ）は本発明に係るヒートシンクとインクカートリッジを備えるヘッドホルダの全体断面図であり、（ｂ）は従来のヒートシンクとインクカートリッジを備えるヘッドホルダの全体断面図である。 図２を単純化した模式図を示しており、（ａ）は本発明に係るヒートシンクを備えるヘッドホルダの断面概略図であり、（ｂ）は従来のヒートシンクを備えるヘッドホルダの断面概略図である。 ヘッドユニットの平面図であり、（ａ）はインクカートリッジを取り外した平面図であり、（ｂ）はさらにジョイント部材を取り外した平面図である。 インクジェットプリンタヘッドの構成を示す斜視図である。 インクカートリッジを備えるインクジェットプリンタヘッドの全体斜視図である。

符号の説明

１ ヒートシンク
１Ａ ヒートシンク（従来の）
２ インクカートリッジ
３ 貫通部材
４ ヘッドユニット
５ ヘッドホルダ
５ａ 一方の壁面
５ｂ 他方の壁面
６ ドライバＩＣ
７ キャリッジ
７ａ 突部
８ レバー部材（押圧部材）
１０ 延在部
１１ 切欠部
３１ ジョイント部材
３２ 流路部材
５０ 突出部
５１ （第一群の）突出部
５２ （第二群の）突出部
Ｇ 基準高さ
Ｆ 押圧力
Ｈ インクジェットプリンタヘッド

Claims (9)

1. 搬送される被記録媒体にインクを吐出して記録するヘッドユニットと、前記インクを一時的に貯留するインクカートリッジと、前記ヘッドユニットを駆動するドライバＩＣに接し該ドライバＩＣを冷却するヒートシンクとを保持するヘッドホルダを備えたインクジェットプリンタにおいて、
   前記ヘッドホルダは、前記被記録媒体に対して所定の間隙を介して配置される底面部を有し、
   前記底面部の一方の面に、前記被記録媒体に対向するようにして前記ヘッドユニットを装着し、前記底面部の他方の面に、前記ヒートシンクを挟むようにして着脱自在の前記インクカートリッジを装着し、
   前記インクカートリッジを前記ヒートシンクに押圧する押圧部材と、前記底面部及び前記ヒートシンクを貫通する貫通部材とを備えると共に、
   前記貫通部材が、
   前記ヒートシンクの前記インクカートリッジ側の面上に載置され、前記インクカートリッジが前記押圧部材により押さえ付けられることで前記インクカートリッジと連結され、前記インクカートリッジと前記ヒートシンクとにより挟持されるジョイント部材と、前記底面部及び前記ヒートシンクを貫通し、前記ジョイント部材を介して前記インクカートリッジと前記ヘッドユニットとを連通する流路部材とからなり、
   前記押圧部材によって前記インクカートリッジに加えられる押圧力を、前記ジョイント部材を介して前記ヒートシンクが受ける構成としたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記押圧部材は、前記インクカートリッジを前記ジョイント部材の略真上から前記ヒートシンクの方向に押圧し、
   前記貫通部材は、前記ドライバＩＣから隔離して配置され、前記ヒートシンクは、少なくとも前記ドライバＩＣと接する位置から前記貫通部材が前記底面部を貫通する位置まで延在する延在部を有し、
   前記延在部が、前記ジョイント部材を支持すると共に、前記押圧部材によって前記インクカートリッジに加えられる押圧力を、前記ジョイント部材を介して前記延在部が受ける構成としたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記ヒートシンクの前記延在部において、前記ジョイント部材を支持する部位に、前記ジョイント部材に装着されている前記流路部材が挿通可能な切欠部を設け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プリンタ。
4. 前記底面部が、前記延在部をその高さに規定して支持する複数の突出部を備えていることを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記複数の突出部は、少なくとも前記貫通部材の前記流路部材を包囲するように配設されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記ヘッドホルダは、上面を開放とする略方形の箱形形状を有すると共に、前記上面から複数の前記インクカートリッジを着脱可能に装着し、
   これらの前記インクカートリッジにそれぞれ対応する複数の前記貫通部材の流路部材が、前記ヘッドホルダの対向する一対の壁面のうち、いずれか一方の壁面に沿って隣接して配列されており、
   前記複数の突出部が、前記貫通部材が隣接する前記一方の壁面と前記流路部材との間に当該一方の壁面に沿って配列される第一群の突出部と、他方の壁面に隣接して配列される第二群の突出部とを有し、少なくともこれらの第一群および第二群の突出部が前記押圧力を受ける構成としたことを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェットプリンタ。
7. 前記被記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動するキャリッジを備え、
   前記キャリッジは、前記ヘッドホルダを着脱可能に搭載すると共に、前記ヘッドホルダが保持する前記インクカートリッジに押圧力を加える前記押圧部材を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。
8. 前記キャリッジが、
   前記キャリッジの上部に、前記インクカートリッジを前記ジョイント部材の略真上から前記延在部の方向に付勢する押圧部材としてのレバー部材を備え、
   前記キャリッジの下部に、前記ヘッドホルダの基準高さを規定する複数の突部を備えていると共に、前記ヘッドホルダの前記突出部が前記突部の位置付近の少なくとも三箇所に設けられ、該三箇所の突出部が前記付勢力を受ける受圧部となる構成としていることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットプリンタ。
9. 前記ヒートシンクが、板厚２ｍｍのアルミ板金製からなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のインクジェットプリンタ。

Images