JP5655887B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド及びこれを支持するホルダを含む液滴吐出装置に関する。

液滴吐出装置の一例であるインクジェットヘッドユニットは、インクジェット式プリンタ等の記録装置に適用される。ヘッドユニットにおいては、特にライン式の長尺なヘッドを含む場合、ヘッドが長手方向に撓み易く、ヘッドの長手方向の撓み（以下、単に「撓み」と称す。）を抑制するための様々な技術が提案されている。ヘッドの撓みは、環境温度の変化、ヘッド自重、ヘッドのプリンタ本体への取り付け時における荷重負荷等、様々な要因（大別すれば、熱的要因及び荷重要因の２つの要因）により生じ得る。ヘッドに撓みが生じると、ヘッドの吐出面における各ノズルの位置が所望の位置からずれたり、ノズルからのインク滴の吐出方向が変化したり、吐出面と記録媒体との間隔が一定でなくなったりすることにより、記録品質が悪化してしまう。

例えば特許文献１には、熱的要因としての環境温度の変化によるヘッドの撓みを抑制するため、ヘッドの長手方向両端の上面及び下面をプリンタ本体に固定された支持フレームに固定することが提案されている。

特開２００７‐１１２０６７号公報

しかしながら、特許文献１では、荷重要因については考慮されておらず、荷重要因による（ヘッド自重やヘッドへの荷重負荷等による）ヘッドの撓みを抑制することができない。ここで、荷重要因によるヘッドの撓みを抑制するため、金属等からなる補強部材をヘッドに取り付け、ヘッドの曲げ剛性を補強することが考えられるが、金属等の高い熱伝導性により補強部材の熱がヘッドに伝達し、ヘッドが熱により撓んでしまうという問題が生じ得る。したがって、熱的要因及び荷重要因の両面からヘッドの撓みを抑制することが望まれている。

本発明の目的は、熱的要因及び荷重要因の両面からヘッドの撓みを抑制することができる液滴吐出装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の第１観点によると、液滴を吐出する複数のノズル及び前記ノズルにそれぞれ対応する複数のアクチュエータを有する液滴吐出ヘッドと、前記アクチュエータに対して駆動信号を出力する駆動回路と、前記液滴吐出ヘッドの長手方向に沿って前記液滴吐出ヘッドを支持する支持部を有するホルダと、前記長手方向に沿って離隔配置された複数の点接触部を介して前記支持部と接続されていると共に、前記支持部から離隔した部分に前記駆動回路が取り付けられた、前記長手方向の曲げ剛性が前記ホルダよりも大きい補強部材とを備え、前記液滴吐出ヘッドが、前記支持部に対して前記補強部材と反対側において、前記支持部と空隙を介して離隔しつつ、複数の固定部材により前記支持部に固定されており、前記長手方向に関して前記空隙が前記複数の固定部材に挟まれていることを特徴とする液滴吐出装置が提供される。
本発明の第２観点によると、インク滴を吐出する複数のノズル及び前記ノズルにそれぞれ対応する複数の圧電型アクチュエータを有するライン型のインクジェットヘッドと、前記アクチュエータに対して駆動信号を出力するドライバＩＣと、前記インクジェットヘッドの長手方向に沿って前記インクジェットヘッドを支持するホルダであって、前記長手方向に延在する平板状の支持板を有するホルダと、前記ドライバＩＣに対するヒートシンクであって、前記長手方向の曲げ剛性が前記ホルダよりも大きいヒートシンクとを備え、前記インクジェットヘッドが、前記支持板の一方の面側において、前記支持板と空隙を介して離隔しつつ、固定部材により前記支持板に固定されており、前記空隙が、前記一方の面と平行な方向に関して、複数の前記固定部材に挟まれており、前記ヒートシンクが、前記支持板の他方の面側において、前記長手方向に沿って離隔配置された複数の点接触部を介して、前記支持板と接続されており、前記点接触部が、前記他方の面から前記ヒートシンクに近づく方向に突出した複数の突起により形成されていることを特徴とする液滴吐出装置が提供される。
なお、上記第２観点において、前記ヒートシンクが、前記支持板と対向する底部、及び、前記底部の端部から前記底部と交差する方向に突出した突出部を含み、前記ドライバＩＣが、前記突出部の外側表面に取り付けられており、前記ヒートシンクは、前記ドライバＩＣが取り付けられた位置よりも前記支持板に近接した位置に、前記長手方向に延在した開口を有してよい。

上記第１，第２観点によれば、補強部材によって、ヘッド及びホルダの長手方向の曲げ剛性が補強されることで、荷重要因によるヘッドの長手方向の撓みを抑制することができる。しかも、補強部材がホルダと点接触部を介して接続されていることから、補強部材からホルダ、さらにヘッドへの熱伝達が抑制され、熱的要因によるヘッドの長手方向の撓みを抑制することができる。したがって上記第１，第２観点によれば、荷重要因及び熱的要因の両面からヘッドの撓みを抑制することができる。

上記第１観点において、前記補強部材は、前記駆動回路が取り付けられており、前記駆動回路に対するヒートシンクとして機能する。この場合、液滴吐出装置において一般に備えられているヒートシンクを補強部材として用いることで、部品点数の追加なく、簡素な構成により、上記効果を得ることができる。

上記第１観点において、前記支持部が前記液滴吐出ヘッドと前記補強部材とに挟まれていてよい。この場合、ホルダの補強向上、ひいてはヘッドの補強向上が実現される。

上記第１観点において、前記点接触部が、前記ホルダの前記支持部における前記補強部材と離隔しつつ対向した面から前記補強部材に近づく方向に突出した複数の突起により形成されていてよい。この場合、簡易な構成により点接触部を形成することが可能である。

上記第１観点において、前記ホルダの突起が、前記支持部の前記面において、前記長手方向に沿った列を複数形成していてよい。この場合、ホルダと補強部材とを長手方向に亘って一様に接続することができる。
上記第１観点において、前記ホルダが、前記支持部の前記面から前記補強部材に近づく方向に突出し、且つ、前記補強部材に貫挿された軸本体、及び、前記軸本体における前記補強部材に近づく方向の端部に設けられ、且つ、前記補強部材における前記支持部と対向する面とは反対側の面を支持するカシメ部を有し、前記ホルダの突起が、前記補強部材における前記支持部と対向する面を支持し、前記補強部材及び前記支持部が、前記ホルダの突起により形成された前記点接触部と、前記カシメ部とによって、互いに接続されていてよい。
前記軸本体は、当該軸本体の外周面から前記補強部材における当該軸本体が貫挿される貫通孔を画定する壁に近づく方向に突出した複数の突起を有し、当該軸本体の突起が前記補強部材の前記壁と点接触してよい。
上記第１観点において、前記ホルダの突起が、前記支持部の前記面において前記軸本体を中心にして対称の位置関係で配置されていてよい。
上記第１観点において、複数の前記カシメ部が、前記長手方向に沿って並んで１つの列を形成し、前記ホルダの突起が、前記長手方向と直交する方向に関して、前記軸本体の両側に１つずつ配置されていてよい。

上記第１観点において、前記補強部材及び前記支持部が、前記点接触部に加えて、前記補強部材及び前記ホルダよりも熱伝導率の低い部材が前記補強部材及び前記支持部の間に挟持された接続部によって、互いに接続されていてよい。この場合、補強部材及び支持部が、点接触部のみではなく上記接続部によっても接続されることで、これら部材間の連結が強固になる。しかも、接続部において熱伝導率の低い部材が部材間に挟持されているため、補強部材からホルダ、さらにヘッドへの熱伝達を抑制しつつ、部材間の連結を強固にすることが可能である。

上記第１観点において、前記補強部材が、前記支持部と対向する底部、及び、前記底部の端部から前記底部と交差する方向に突出した突出部を含んでよい。この場合、補強部材による補強効果を向上させることができる。

上記第１観点において、前記駆動回路が、前記突出部の外側表面に取り付けられていてよい。この場合、駆動回路が補強部材の底部に取り付けられた場合に比べ、駆動回路において生じた熱が補強部材からホルダ及びヘッドへと伝達しにくくなる。また、駆動回路が突出部の内側表面に取り付けられた場合に比べ、駆動回路において生じた熱が外側へと発散され易く、ホルダ及びヘッドへの熱伝達を抑制することができる。

上記第１観点において、前記駆動回路が、前記突出部の前記支持部から離隔した端部に取り付けられていてよい。この場合、駆動回路とホルダとの距離が比較的長くなることから、駆動回路において生じた熱が補強部材からホルダ及びヘッドへと伝達しにくくなる。
上記第１観点において、前記補強部材は、２つの前記突出部を含み、前記長手方向と交差する断面がＵ字形状であってよい。

上記第１観点において、前記補強部材は、前記駆動回路が取り付けられた位置よりも前記支持部に近接した位置に、前記長手方向に延在した開口を有してよい。この場合、開口によって補強部材の熱抵抗が向上し、駆動回路において生じた熱が補強部材からホルダ及びヘッドへと伝達しにくくなる。

本発明によると、補強部材によって、ヘッド及びホルダの長手方向の曲げ剛性が補強されることで、荷重要因によるヘッドの長手方向の撓みを抑制することができる。しかも、補強部材がホルダと点接触部を介して接続されていることから、補強部材からホルダ、さらにヘッドへの熱伝達が抑制され、熱的要因によるヘッドの長手方向の撓みを抑制することができる。したがって本発明によれば、荷重要因及び熱的要因の両面からヘッドの撓みを抑制することができる。

本発明に係る液滴吐出装置の第１実施形態としてのインクジェットヘッドユニットを含むインクジェット式プリンタの内部構造を示す概略側面図である。 図１のインクジェットヘッドユニットを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。 図２のヘッドユニットからカバーを除いた状態を示す斜視図である。 （ａ）は、図３のヘッドユニットから基部をさらに除いた状態を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の平面図である。 図４のヘッドユニットからフレキシブルプリント基板をさらに除いた状態を示す斜視図である。 図２（ｂ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図２（ｂ）のＶ−Ｖ線に沿った部分断面斜視図である。 図２のインクジェットヘッドユニットに含まれるインクジェットヘッドの流路ユニットを示す平面図である。 図８の一点鎖線で囲まれた領域ＶＩＩＩを示す拡大図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿った部分断面図である。 本発明に係る液滴吐出装置の第２実施形態としてのインクジェットヘッドユニットを示す、図６に対応する断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１を参照し、本発明に係る液滴吐出装置の第１実施形態としてのインクジェットヘッドユニット１が適用されるインクジェット式プリンタの全体構成について説明する。ヘッドユニット１は、図１に示すように、一方向（図１の紙面に直交する方向）に沿って長尺なライン式であり、その長手方向（後述するヘッド１０の吐出面１０ｘの長手方向と同じ方向。以下、「ヘッド長手方向」と称す。）を主走査方向として、インクジェット式プリンタ５００に適用される。

プリンタ５００は、直方体形状の筐体５０１ａを有する。筐体５０１ａの天板上部には、排紙部５３１が設けられている。筐体５０１ａの内部空間は、上から順に空間Ａ，Ｂ，Ｃに区分されている。本発明の第１実施形態に係るヘッドユニット１は、空間Ａ内に４つ並列配置されており、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクを吐出する。空間Ａにはさらに、順次各ヘッドユニット１の吐出面１０ｘに用紙Ｐを対向させつつ搬送する搬送ユニット５２１、及び、プリンタ５００各部の動作を制御するコントローラ５０１が配置されている。空間Ｂ，Ｃはそれぞれ、共に筐体５０１ａに対して主走査方向に沿って着脱可能な給紙ユニット５０１ｂ及びインクユニット５０１ｃが配置される空間である。プリンタ５００の内部には、給紙ユニット５０１ｂから排紙部５３１に向けて、図１に示す太矢印に沿って、用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。

ここで、副走査方向とは、搬送ユニット５２１による用紙Ｐの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは、副走査方向に直交する方向であって水平面に沿った方向である。

給紙ユニット５０１ｂは、複数枚の用紙Ｐを収納することが可能な給紙トレイ５２３、及び、給紙トレイ５２３に取り付けられた給紙ローラ５２５を有する。給紙ローラ５２５は、コントローラ５０１による制御の下、給紙モータ（図示せず）の駆動により回転し、給紙トレイ５２３の最も上方にある用紙Ｐを送り出す。給紙ローラ５２５によって送り出された用紙Ｐは、ガイド５２７ａ，５２７ｂによりガイドされ且つ送りローラ対５２６によって挟持されつつ搬送ユニット５２１へと送られる。

搬送ユニット５２１は、２つのベルトローラ５０６，５０７、及び、両ローラ５０６，５０７間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト５０８を有する。ベルトローラ５０７は、駆動ローラであって、コントローラ５０１による制御の下、その軸に接続された搬送モータ（図示せず）の駆動により回転し、図１中時計回りに回転する。ベルトローラ５０６は、従動ローラであって、ベルトローラ５０７の回転により搬送ベルト５０８が走行するのに伴って、図１中時計回りに回転する。

搬送ベルト５０８のループ内には、４つのヘッドユニット１と対向するように、ほぼ直方体形状のプラテン５１９が配置されている。搬送ベルト５０８の上側ループは、搬送ベルト５０８の外周面５０８ａが４つのヘッドユニット１の吐出面１０ｘと所定距離離隔しつつ当該吐出面１０ｘと平行に延在するよう、内周面側からプラテン５１９により支持されている。

搬送ベルト５０８の外周面５０８ａには、弱粘着性のシリコン層が形成されている。給紙ユニット５０１ｂから搬送ユニット５２１へと送られてきた用紙Ｐは、押さえローラ５０４によって搬送ベルト５０８の外周面５０８ａに押え付けられた後、粘着力によって当該面５０８ａに保持されつつ、太矢印に沿って副走査方向に搬送されていく。

用紙Ｐが４つのヘッドユニット１の直ぐ下方を通過する際に、コントローラ５０１による制御の下、各ヘッドユニット１の吐出面１０ｘから用紙Ｐの上面に向けて各色のインク滴が順に吐出されることで、用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。そして用紙Ｐは、剥離プレート５０５によって搬送ベルト５０８の外周面５０８ａから剥離され、ガイド５２９ａ，５２９ｂによりガイドされ且つ二組の送りローラ対５２８によって挟持されつつ上方に搬送され、筐体５０１ａ上部に形成された開口５３０から排紙部５３１へと排出される。各送りローラ対５２８の一方のローラは、コントローラ５０１による制御の下、送りモータ（図示せず）の駆動により回転する。

４つのヘッドユニット１は、副走査方向に沿って所定間隔をなして並設されると共に、ヘッドフレーム５０３を介して筐体５０１ａに支持されている。即ち、プリンタ５００は、ライン式のカラーインクジェットプリンタである。

インクユニット５０１ｃは、カートリッジトレイ５３５、及び、４つのヘッドユニット１のそれぞれに対応する４つのインクカートリッジ５４０を有する。インクユニット５０１ｃは、トレイ５３５上に４つのカートリッジ５４０を副走査方向に並設させた状態で、筐体５０１ａの空間Ｃに対して着脱可能となっている。

次に、ヘッドユニット１の構成について説明する。

ヘッドユニット１は、下面に吐出面１０ｘを有するインクジェットヘッド１０、ヘッド１０を支持する樹脂製のホルダ２０、ホルダ２０と連結された金属製の補強部材３０（図５参照）、補強部材３０を挟んでホルダ２０の上方に取り付けられた基部５０（図３参照）、カバー２等を含む。ヘッド１０の内部にはインク流路が形成されており、吐出面１０ｘにはインク流路に連通する多数のノズル１８（図１０参照）が開口している。ホルダ２０は、ヘッド１０をヘッド長手方向に沿って支持している。補強部材３０は、Ｕ字形断面を有し、ヘッド長手方向に沿ってホルダ２０と複数個所にて連結されている。カバー２はホルダ２０の側板２２上端に固定されており、ホルダ２０及びカバー２によって形成される空間内に、補強部材３０及び基部５０が収容されている。なお、ヘッド１０、ホルダ２０、補強部材３０、基部５０、及びカバー２におけるヘッド長手方向の長さは略同じである。

カバー２は、図２に示すように、ヘッド長手方向に沿って長尺であり、下方が開放された箱型の部材である。ヘッド幅方向に関して、カバー２はホルダ２０と略同じ長さである。図２（ａ）に示すように、カバー２の上壁には、そのヘッド長手方向両端にそれぞれ貫通孔２ｘが形成されている。各貫通孔２ｘ内には、基部５０（図３参照）のジョイント５１が貫挿されている。さらにカバー２の上壁には、カバー２内の空間と外部空間とを連通する３つの細長な通気孔２ｙが形成されている。

基部５０は、図３に示すように、ヘッド長手方向に長尺な略直方体形状を有する、樹脂製の一体成形部材である。基部５０は、そのヘッド長手方向両端において、ホルダ２０に固定されている。基部５０は、ヘッド長手方向に延在する本体部、及び、円筒状の２つのジョイント５１を有する。本体部には、制御基板５２（図６及び図７参照）等が組み付けられている。制御基板５２には、コネクタ５２ａやコンデンサ等の回路部品が配設されている。制御基板５２は、プリンタ５００のコントローラ５０１（図１参照）と電気的に接続されている。ジョイント５１は、本体部のヘッド長手方向両端においてそれぞれ、上下方向に沿って延在し、下端がヘッド１０の上面に固定されることにより、ヘッド１０のインク流路と連通している。ジョイント５１の上端にはそれぞれ、インク供給用及び排出用のチューブが取り付けられる。対応するカートリッジ５４０（図１参照）内のインクが、供給用チューブ及び一方のジョイント５１を介して、ヘッド１０のインク流路へと流入する。また、ヘッド１０のインク流路内に設けられたフィルタの目詰まり解消のためのパージ等を行う場合は、対応するカートリッジ５４０（図１参照）内のインクが、一方のジョイント５１を介してヘッド１０のインク流路へと流入し、フィルタ上を通り、他方のジョイント５１を介して廃インクタンクへと排出される。

ヘッド１０は、図６及び図７に示すように、リザーバユニット１１、及び、リザーバユニット１１の下側に固定された流路ユニット１２を含む。

リザーバユニット１１は、略同一サイズの矩形状の４枚の金属プレート１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを互いに積層し接着することにより形成された積層体である。上から３番目のプレート１１ｃには、リザーバ１１ｘを構成する貫通孔が形成されている。リザーバ１１ｘは、一方のジョイント５１（図２（ａ）参照）を介して供給されたインクを貯留する。リザーバユニット１１の内部には、リザーバ１１ｘを含むインク流路が形成されている。当該インク流路の一端は一方のジョイント５１に連通し、当該インク流路の他端は下面の開口１１ｙに相当する。各プレート１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄには当該インク流路を構成する貫通孔や凹部が形成されている。

流路ユニット１２は、略同一サイズの矩形状の９枚の金属プレート１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２i（図１０参照）を互いに積層し接着することにより形成された積層体である。図６、図７、及び図８に示すように、流路ユニット１２の上面には、リザーバユニット１１の開口１１ｙに対応する開口１２ｙが形成されている。流路ユニット１２の内部には、上面の開口１２ｙから下面のノズル１８に繋がるインク流路が形成されている。各プレート１２ａ〜１２iには当該インク流路を構成する貫通孔や凹部が形成されている。当該インク流路は、図８、図９、及び図１０に示すように、開口１２ｙを一端に有するマニホールド流路１３、マニホールド流路１３から分岐した副マニホールド流路１３ａ、及び、副マニホールド流路１３ａの出口から圧力室１６を介してノズル１８に至る個別インク流路１４を含む。個別インク流路１４は、図１０に示すように、ノズル１８毎に形成されており、流路抵抗を調整する絞りとして機能するアパーチャ１５を含む。

なお、図９では、アクチュエータユニット１７の下側にあって点線で示すべき圧力室１６及びアパーチャ１５を実線で示している。

流路ユニット１２の上面には、図８に示すように、台形形状の８つのアクチュエータユニット１７が２列の千鳥状に配置されている。また、図９に示すように、流路ユニット１２の各アクチュエータユニット１７が対向する台形領域において、上面には略菱形形状の圧力室１６が多数開口し、下面（吐出面１０ｘ）には圧力室１６と同数のノズル１８が開口している。圧力室１６及びノズル１８はそれぞれ、各アクチュエータユニット１７が対向する台形領域内で、マトリクス状に配置され、圧力室群及びノズル群を構成している。圧力室群及びノズル群は共にアクチュエータユニット１７と相似の領域を占めている。圧力室群を構成する各圧力室１６は、図１０に示すように、対応するアクチュエータユニット１７によって覆われている。各アクチュエータユニット１７は、図示は省略するが、台形形状の複数の圧電シート、各圧力室１６に対向する個別電極、及び全圧力室１６に共通の共通電極を有し、即ちノズル１８にそれぞれ対応する多数の圧電型アクチュエータを含むものである。

リザーバユニット１１は、流路ユニット１２の上面におけるアクチュエータユニット１７が配置されていない部分（図８に示す開口１２ｙを含む二点鎖線で囲まれた領域）に接着されている。即ち、リザーバユニット１１の下面は凹凸を有し、凸部の先端面が流路ユニット１２の上面に接着されている。当該凸部の先端面には、リザーバ１１ｘに連通する開口１１ｙが形成されている。一方、凹部は、流路ユニット１２の上面、当該上面に接着されたアクチュエータユニット１７の表面、及び各アクチュエータユニット１７の表面に接着されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）４０の表面と、若干の隙間を介して対向している。

８つのＦＰＣ４０はそれぞれ、アクチュエータユニット１７の各電極に対応する配線が形成され、その途中部にドライバＩＣ４５が実装されている。各ＦＰＣ４０は、図８に示す台形形状のアクチュエータユニット１７下底側から、流路ユニット１２の上面とリザーバユニット１１の下面（凹部）との隙間を通ってヘッド１０の側部に引き出され、図４（ａ）、図６、及び図７に示すように、ヘッド１０上方へと向かう。ＦＰＣ４０はさらに、補強部材３０及び基部５０の各側壁とカバー２の内壁との隙間を通り、制御基板５２近傍まで延びている。ＦＰＣ４０の端部は、制御基板５２のコネクタ５２ａに固定されている。このとき、図６及び図７に示すように、ドライバＩＣ４５は、ちょうど補強部材３０の側壁（突出部３２）と対向するよう配置され、カバー２の内壁に設置されたスポンジ状弾性部材４２によって付勢されることにより、突出部３２に当接している。ＦＰＣ４０は、制御基板５２から出力された信号をコネクタ５２ａを介してドライバＩＣ４５へと伝達し、ドライバＩＣ４５において生成された駆動信号をアクチュエータユニット１７へと伝達する。

ホルダ２０は、図２、図６、及び図７に示すように、ヘッド長手方向に延在する支持板２１、及び、一対の側板２２を含む。支持板２１は、吐出面１０ｘと平行に配置された平板部材である。側板２２は、支持板２１の幅方向（ヘッド１０の幅方向と同じ方向。以下、「ヘッド幅方向」と称することがある。）両端において、吐出面１０ｘと直交するよう配置された平板部材であり、支持板２１に対して上下に突出している。ホルダ２０は、射出成形等により、支持板２１及び側板２２を一体に形成されている。支持板２１と側板２２の支持板２１よりも下方に突出した部分とにより形成される空間内には、リザーバユニット１１及び流路ユニット１２の一部が収容されている。

支持板２１の下面は、図６及び図７に示すように、リザーバユニット１１の上面と離隔しつつ対向し、固定部材２９によってリザーバユニット１１の上面に接着固定されている。支持板２１の上面は、補強部材３０の底部３１と離隔しつつ対向している。支持板２１は、その上面から底部３１に近づく方向（即ち、上方）にそれぞれ突出した軸２３及び突起２１ｐを有する。

軸２３は、支持板２１の幅方向中央に配置されており、補強部材３０の底部３１の貫通孔３１ｘ内に貫挿された軸本体２３ａ、及び、軸本体２３ａの上端に設けられたカシメ部２３ｂを含む。軸本体２３ａは、貫通孔３１ｘより一回り小さな径を有する。軸本体２３ａの外周面は、底部３１における貫通孔３１ｘを画定する壁と離隔しつつ対向している。軸本体２３ａの外周面には、当該外周面から上記壁に近づく方向、即ち外側に向けて突出する突起２３ｐが、外周方向に沿って離隔しつつ複数形成されている。突起２３ｐは、半球状であって、その先端において底部３１における貫通孔３１ｘを画定する壁と点接触している。カシメ部２３ｂは、例えば軸２３の上端をホルダ２０の構成材料である熱硬化性樹脂の硬化温度以上に加熱し溶融させることにより、貫通孔３１ｘより径が大きな略半球形に形成されたものであり、底部３１の上面を支持している。軸２３は、図４（ｂ）に示すように、ヘッド長手方向に沿って５つ、一列に設けられている。

突起２１ｐは、図６及び図７に示すように、軸２３に対してヘッド幅方向両側に１つずつ配置され、即ち１の軸２３に対して２つずつ設けられている。支持板２１の上面において、１の軸２３に対応する２つの突起２１ｐは軸２３を中心としてヘッド幅方向に対称の位置関係にあり、当該位置関係は全軸２３に対応する突起２１ｐにおいて共通している。したがって、突起２１ｐは、支持板２１の上面において、ヘッド長手方向に沿って、５つの軸２３からなる列を挟んで、２つの列を形成している。各列に含まれる突起２１ｐの数は５つであり、合計１０の突起２１ｐが設けられている。各突起２１ｐは、上方に向けて先細りとなる形状を有し、その先端において底部３１の下面と点接触している。

一対の側板２２はそれぞれ、図６に示すように、下端の内側面に切欠２２ａを有し、且つ、リザーバユニット１１の側部とヘッド幅方向に関して離隔しつつ対向するよう配置されている。切欠２２ａの下面は流路ユニット１２の上面端部と離隔しつつ対向し、切欠２２ａの側面は流路ユニット１２の上端側面と離隔しつつ対向している。図示は省略するが、流路ユニット１２と切欠２２ａとの間にポッティング剤（例えばシリコーン）が充填されており、これによりヘッド１内部へのインクミストの侵入が防止されている。側板２２の上端はカバー２の下端に固定されている。

ホルダ２０におけるヘッド長手方向一端２０ｃ（図２（ｂ）参照）は、プリンタ５００の所定位置に設置されたヘッドフレーム５０３（図１参照）に固定され、当該フレーム５０３により支持される。ヘッドユニット１をフレーム５０３に取り付ける際、ヘッド１０（ノズル１８）をフレーム５０３に対して位置決めするため、例えば図２（ｂ）に示す矢印の方向に、ホルダ２０及びヘッド１０に荷重が負荷される。

補強部材３０は、銅、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属からなる板を成形したものであり、図６及び図７に示すように、ヘッド長手方向に延在した底部３１、及び、２つの突出部３２を含む。底部３１は、吐出面１０ｘと平行に、ホルダ２０の支持板２１と対向するよう配置されている。２つの突出部３２は、底部３１のヘッド幅方向両端近傍を折り曲げることで形成され、底部３１の幅方向両端から上方に突出している。補強部材３０は、ヘッド長手方向と直交する断面がＵ字形状であり、ヘッド長手方向の曲げ剛性がホルダ２０よりも大きい。このような補強部材３０によって、ヘッド１０及びホルダ２０のヘッド長手方向の曲げ剛性が補強されている。補強部材３０とホルダ２０とは、上述したホルダ２０の突起２１ｐ，２３ｐにおける点接触部を介して、接続されている。

底部３１には、上述のようにホルダ２０の軸２３が貫挿される５つの貫通孔３１ｘが、ヘッド長手方向に沿って列をなすよう、形成されている（図４（ｂ）参照）。底部３１の上面における貫通孔３１ｘの周縁は、軸２３のカシメ部２３ｂに支持されている。

突出部３２における上端の外側表面には、図６及び図７に示すように、ドライバＩＣ４５が当接している。ドライバＩＣ４５は、ヘッド１０の８つのアクチュエータユニット１７毎に設けられている。各突出部３２には、４つのドライバＩＣ４５がヘッド長手方向に関して等間隔で当接しており、各ドライバＩＣ４５の当接位置下方に、ヘッド長手方向に延在した開口３０ｘ（図５、図６、及び図７参照）が設けられている。開口３０ｘのヘッド長手方向の長さは、ドライバＩＣ４５と略同じかこれよりも若干大きい。補強部材３０は、ドライバＩＣ４５において生じた熱を放散させるヒートシンクとして機能する。

以上に述べたように、本実施形態に係るヘッドユニット１によると、補強部材３０によって、ヘッド１０及びホルダ２０のヘッド長手方向の曲げ剛性が補強されることで、荷重要因による（ヘッド１０の自重や、プリンタ５００の筐体５０１ａ内へのヘッドユニット１の組み付け時におけるヘッド１０への荷重負荷等による）ヘッド１０の長手方向の撓みを抑制することができる。しかも、補強部材３０がホルダ２０と突起２１ｐ，２３ｐにおける点接触部を介して接続されている。この場合、ホルダ２０における軸本体２３ａの外周面と補強部材３０における貫通孔３１ｘを画定する側壁とが直接隙間なく接触（面接触）したり、ホルダ２０の支持板２１の上面と補強部材３０の底部３１の下面とが直接隙間なく接触（面接触）したりする場合と比較して、補強部材３０からホルダ２０、さらにヘッド１０への熱伝達が抑制され、熱的要因によるヘッド１０の長手方向の撓みを抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、荷重要因及び熱的要因の両面からヘッド１０の撓みを抑制することができる。

補強部材３０は、ドライバＩＣ４５に対するヒートシンクとして機能するものである。即ち、本実施形態によれば、ヘッドユニットにおいて一般に備えられているヒートシンクを補強部材３０として用いることで、部品点数の追加なく、簡素な構成により、上記効果を得ることができる。

ホルダ２０の支持板２１は、ヘッド１０と補強部材３０とにより挟まれていている。これにより、ホルダ２０の補強向上、ひいてはヘッド１０の補強向上が実現される。

突起２１ｐ，２３ｐという簡易な構成によって、ホルダ２０と補強部材３０との点接触が実現され、互いに連結されるホルダ２０と補強部材３０との間の熱抵抗を向上させることができる。

突起２１ｐは、ホルダ２０の支持板２１上面において、ヘッド長手方向に沿った２つの列を形成している。これにより、ホルダ２０と補強部材３０とをヘッド長手方向に亘って一様に接続することができる。

補強部材３０におけるヘッド長手方向と直交する断面がＵ字形状であることから、補強部材３０の構造的強度が増大し、補強部材３０による補強効果を向上させることができる。

ドライバＩＣ４５が、補強部材３０における突出部３２の外側表面に取り付けられていている。この場合、ドライバＩＣ４５が補強部材３０の底部３１に取り付けられた場合に比べ、ドライバＩＣ４５において生じた熱が補強部材３０からホルダ２０及びヘッド１０へと伝達しにくくなる。また、ドライバＩＣ４５が突出部３１の内側表面に取り付けられた場合に比べ、ドライバＩＣ４５において生じた熱が外側へと発散され易く、ホルダ２０及びヘッド１０への熱伝達を抑制することができる。

ドライバＩＣ４５が、補強部材３０における突出部３１の上端に取り付けられていている。これにより、ドライバＩＣ４５とホルダ２０との距離が比較的長くなることから、ドライバＩＣ４５において生じた熱が補強部材３０からホルダ２０及びヘッド１０へと伝達しにくくなる。

補強部材３０には、ドライバＩＣ４５が取り付けられた位置よりもホルダ２０に近接した位置に、開口３０ｘが設けられていている。開口３０ｘによって補強部材３０の熱抵抗が向上し、ドライバＩＣ４５において生じた熱が補強部材３０からホルダ２０及びヘッド１０へと伝達しにくくなる。

次いで、図１１を参照し、本発明に係る液滴吐出装置の第２実施形態としてのインクジェットヘッドユニット１０１について説明する。

本実施形態のヘッドユニット１０１は、第１実施形態に係るヘッドユニット１におけるホルダ２０の５つの軸２３（図４（ｂ）参照）のうちの１〜４を図１１に示す軸１２３に置換したものであり、これ以外の構成については第１実施形態のヘッドユニット１と同じである。軸１２３は、第１実施形態に係る軸２３から突起２３ｐを除いたものである。軸１２３のヘッド幅方向両側には、突起２１ｐが設けられていない。軸１２３の軸本体２３ａには、円筒状の断熱カラー１２４が装着されている。断熱カラー１２４は、セラミック等、補強部材３０及びホルダ２０よりも熱伝導率が低い材料からなる。断熱カラー１２４は、軸本体２３ａと貫通孔３１ｘとの隙間を埋めるように配置されており、ホルダ２０の軸本体２３ａと補強部材３０の底部３１における貫通孔３１ｘを画定する側壁との間に挟持されている。断熱カラー１２４は下端において外周方向に広がり、ホルダ２０の支持板２１上面と当接している。

以上に述べたように、本実施形態に係るヘッドユニット１０１によると、補強部材３０及びホルダ２０が、図６に示す軸２３の突起２３及び突起２１ｐによる点接触部に加えて、図１１に示すような断熱カラー１２４が補強部材３０及びホルダ２０の間に挟持された接続部によっても互いに接続されている。そのため、補強部材３０及びホルダ２０間の連結が強固になる。しかも、当該接続部において、熱伝導率の低い断熱カラー１２４が補強部材３０及びホルダ２０間に挟持されているため、補強部材３０からホルダ２０、さらにヘッド１０への熱伝達を抑制しつつ、補強部材３０及びホルダ２０間の連結を強固にすることが可能である。

上述の実施形態に係るインクジェットヘッドユニットは、発熱部材と当該発熱部材に隣接する隣接部材との間に熱の高抵抗体を介在させることにより、発熱部材から隣接部材を熱的に隔離したものである。具体的には、液滴を吐出するヘッド、ヘッドを支持する樹脂製のホルダ（隣接部材）、駆動して発熱するドライバＩＣと熱的に結合した金属製の補強部材（発熱部材）、補強部材の上方に配置された制御基板を支持する基部を、下から順に積層した積層体において、補強部材（発熱部材）が、突起２１ｐ、突起２３ｐ、断熱カラー１２４等（熱の高抵抗体）を介して、ホルダ（隣接部材）と連結されている。特に、隣接部材が熱膨張率の高い部材又は熱膨張率が異なるもの同士の複合体である場合、熱的影響による隣接部材の寸法変化に弊害が生じ易いが、上述の実施形態によれば、熱の高抵抗体の介在によって、当該弊害を抑制することができる。また、熱の高抵抗体を介在させることなく隣接部材への熱的影響を抑制する場合には、隣接部材と発熱部材との距離を大きくする必要があるが、上述の実施形態によれば、当該距離を大きくする必要がなく、ヘッドユニットの小型化も実現可能である。

また、上述の実施形態に係るインクジェットヘッドユニットにおいて、ヘッド、ホルダ等からなる積層体の一部がカバーによって覆われている。具体的には、ヘッドユニットは一面が開口された箱型のカバーを有しており、当該カバーがホルダ上に固定され、カバー及びホルダにより形成される空間内に、ドライバＩＣ、補強部材、及び基部が収容されている。これにより、外部からの液体ミストの侵入が防止され、ショート等の電気的な不具合を回避することができる。また、ヘッドユニットをプリンタに組み込んだ場合、ヘッドユニットの鉛直方向上端にカバーが位置することになり、カバーの上壁にもうけられたスリット状の通気孔から、ドライバＩＣや補強部材の熱が空気を介して、外部へと、ヘッドとは反対方向（上方向）に排出される。このように、上述の実施形態に係るヘッドユニットによれば、ミスト対策のためにドライバＩＣ等の電気部品や補強部材を覆うカバーを設けていても、ホルダ（隣接部材）への熱の伝導が極力抑制されるように構成されている。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

例えば、ドライバＩＣ５４は、補強部材３０の突出部３２の内側表面に取り付けられてもよいし、突出部３２の下端近傍に取り付けられてもよい。また、補強部材３０の開口３０ｘを省略してよい。

補強部材は、Ｕ字形状の断面を有することに限定されず、上述の実施形態の突出部３２がない平板形状等、様々な形状であってよい。

補強部材、ホルダ、及びヘッドについて、上述の実施形態では補強部材が金属、ホルダが樹脂、ヘッドが金属プレート等からなると説明したが、構成材料は特に限定されない。補強部材は、ヘッド及びホルダを補強可能な程度の構造的強度を有し、且つ、熱伝導性が比較的高ければよい。補強部材とホルダとの関係は、両者間の熱抵抗が高ければよい。

ホルダ２０の突起２１ｐは、上述の実施形態ではヘッド長手方向に沿った列を２つ形成しているが、３以上の列を形成してよい。

突起２１ｐ，２３ｐの位置や形状は、補強部材とホルダとの点接触を実現する限り、特に限定されない。

補強部材とホルダとは、複数の点接触部に加えて、線接触等により連結されてよい。例えば、第１実施形態において、ホルダ２０の５つの軸２３（図４（ｂ）参照）のうちの１〜４を、下記のような形態としてもよい。即ち、軸２３の軸本体２３ａの外周面上に、軸方向に延在し且つ外側に（放射状に）突出した複数の凸部が設けられており、これら複数の凸部を介して補強部材とホルダとが連結されてよい。ここで、凸部を、軸２３と直交する面内において外側に向けて先細りとなる形状とすることで、貫通孔３１の内壁と線接触させた場合、点接触ほどではないが、補強部材に対する熱抵抗を高くすることができる。これにより、補強部材からホルダ、さらにヘッドへの熱伝達が抑制され、また、部材間の熱膨張率の違いに起因した問題を軽減することができる。

第２実施形態において、軸１２３のヘッド幅方向両側に、第１実施形態の突起２１ｐを１つずつ設けてよい。これにより、ホルダ２０による補強部材３０の支持をより安定化することができる。

ホルダはヘッドと補強部材とに挟まれていなくてよい。

ヘッドは、上述の実施形態のようなリザーバユニット１１及び流路ユニット１０を含むものに限定されず、その他様々な構成であってよい。

上述の実施形態では、ホルダ２０におけるヘッド長手方向一端２０ｃ（図２（ｂ）参照）が、位置決め部材（記録装置本体に固定されたヘッドフレーム５０３）に固定されるとしているが、例えば補強部材３０に一端２０ｃより突出した突出部を形成し、当該補強部材の突出部を位置決め部材に固定してもよい。この場合において、補強部材の突出部をカバー２外側に露出させると、補強部材による放熱作用が促進され、上述した効果（ホルダ及びヘッドへの熱伝達抑制効果）も向上する。また、補強部材の突出部を位置決め部材に固定する場合において、補強部材とホルダとを、ヘッド長手方向に沿って互いに離隔した複数のピンにより位置決めすることとし、位置決め部材に近いピン孔を円形、位置決め部材から離隔したピン孔をヘッド長手方向に細長い小判形状としてよい。この場合、補強部材の温度上昇に伴うヘッドのノズル位置の変化を緩和させることができる。

位置決め部材として、記録装置本体に固定されたヘッドフレームを例示したが、ヘッドが記録装置内においてキャリッジに保持されつつ記録媒体の幅方向に往復動されるシリアル式の場合、キャリッジが位置決め部材に該当する。

カシメ部２３ｂと底部３１の上面との間に、断熱ワッシャ等を介在させてよい。

本発明に係る液滴吐出装置は、ライン式・シリアル式のいずれにも適用可能であり、また、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等の記録装置にも適用可能である。さらに、インク滴以外の液滴を吐出するものであってもよい。

１；１０１ インクジェットヘッドユニット（液滴吐出装置）
１０ インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）
１０ｘ 吐出面
１７ アクチュエータユニット
１８ ノズル
２０ ホルダ
２０ｃ ホルダの長手方向一端
２１ｐ，２３ｐ 突起
３０ 補強部材
３１ 底部
３２ 突出部
４０ フレキシブルプリント基板
４５ ドライバＩＣ（駆動回路）
１２４ 断熱カラー（熱伝導率の低い部材）
５００ インクジェット式プリンタ
５０３ ヘッドフレーム（位置決め部材）

Claims (14)

1. 液滴を吐出する複数のノズル及び前記ノズルにそれぞれ対応する複数のアクチュエータを有する液滴吐出ヘッドと、
   前記アクチュエータに対して駆動信号を出力する駆動回路と、
   前記液滴吐出ヘッドの長手方向に沿って前記液滴吐出ヘッドを支持する支持部を有するホルダと、
   前記長手方向に沿って離隔配置された複数の点接触部を介して前記支持部と接続されていると共に、前記支持部から離隔した部分に前記駆動回路が取り付けられた、前記長手方向の曲げ剛性が前記ホルダよりも大きい補強部材と
   を備え、
   前記液滴吐出ヘッドが、前記支持部に対して前記補強部材と反対側において、前記支持部と空隙を介して離隔しつつ、複数の固定部材により前記支持部に固定されており、前記長手方向に関して前記空隙が前記複数の固定部材に挟まれていることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記支持部が、前記液滴吐出ヘッドと前記補強部材とに挟まれており、
   前記点接触部が、前記ホルダの前記支持部における前記補強部材と離隔しつつ対向した面から前記補強部材に近づく方向に突出した複数の突起により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記ホルダの突起が、前記支持部の前記面において、前記長手方向に沿った列を複数形成していることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記ホルダが、前記支持部の前記面から前記補強部材に近づく方向に突出し、且つ、前記補強部材に貫挿された軸本体、及び、前記軸本体における前記補強部材に近づく方向の端部に設けられ、且つ、前記補強部材における前記支持部と対向する面とは反対側の面を支持するカシメ部を有し、
   前記ホルダの突起が、前記補強部材における前記支持部と対向する面を支持し、
   前記補強部材及び前記支持部が、前記ホルダの突起により形成された前記点接触部と、前記カシメ部とによって、互いに接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記軸本体は、当該軸本体の外周面から前記補強部材における当該軸本体が貫挿される貫通孔を画定する壁に近づく方向に突出した複数の突起を有し、当該軸本体の突起が前記補強部材の前記壁と点接触していることを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出装置。
6. 前記ホルダの突起が、前記支持部の前記面において前記軸本体を中心にして対称の位置関係で配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の液滴吐出装置。
7. 複数の前記カシメ部が、前記長手方向に沿って並んで１つの列を形成し、
   前記ホルダの突起が、前記長手方向と直交する方向に関して、前記軸本体の両側に１つずつ配置されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
8. 前記補強部材及び前記支持部が、前記点接触部に加えて、前記補強部材及び前記ホルダよりも熱伝導率の低い部材が前記補強部材及び前記支持部の間に挟持された接続部によって、互いに接続されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
9. 前記補強部材が、前記支持部と対向する底部、及び、前記底部の端部から前記底部と交差する方向に突出した突出部を含み、
   前記駆動回路が、前記突出部の外側表面に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
10. 前記駆動回路が、前記突出部の前記支持部から離隔した端部に取り付けられていることを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出装置。
11. 前記補強部材は、２つの前記突出部を含み、前記長手方向と交差する断面がＵ字形状であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の液滴吐出装置。
12. 前記補強部材は、前記駆動回路が取り付けられた位置よりも前記支持部に近接した位置に、前記長手方向に延在した開口を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
13. インク滴を吐出する複数のノズル及び前記ノズルにそれぞれ対応する複数の圧電型アクチュエータを有するライン型のインクジェットヘッドと、
    前記アクチュエータに対して駆動信号を出力するドライバＩＣと、
    前記インクジェットヘッドの長手方向に沿って前記インクジェットヘッドを支持するホルダであって、前記長手方向に延在する平板状の支持板を有するホルダと、
    前記ドライバＩＣに対するヒートシンクであって、前記長手方向の曲げ剛性が前記ホルダよりも大きいヒートシンクと
    を備え、
    前記インクジェットヘッドが、前記支持板の一方の面側において、前記支持板と空隙を介して離隔しつつ、固定部材により前記支持板に固定されており、
    前記空隙が、前記一方の面と平行な方向に関して、複数の前記固定部材に挟まれており、
    前記ヒートシンクが、前記支持板の他方の面側において、前記長手方向に沿って離隔配置された複数の点接触部を介して、前記支持板と接続されており、
    前記点接触部が、前記他方の面から前記ヒートシンクに近づく方向に突出した複数の突起により形成されていることを特徴とする液滴吐出装置。
14. 前記ヒートシンクが、前記支持板と対向する底部、及び、前記底部の端部から前記底部と交差する方向に突出した突出部を含み、
    前記ドライバＩＣが、前記突出部の外側表面に取り付けられており、
    前記ヒートシンクは、前記ドライバＩＣが取り付けられた位置よりも前記支持板に近接した位置に、前記長手方向に延在した開口を有することを特徴とする請求項１３項に記載の液滴吐出装置。

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