液体吐出ヘッド
【課題】弾性体の位置ずれに起因した管と取付口との間の液漏れを抑制する。
【解決手段】取付口２ｘに、キャップ８０及び弾性体９０を含むジョイント７０が装着されている。弾性体９０は、キャップ８０に支持された被支持部分９１と、被支持部分９１から管６１の取付け方向に延出した筒状の延出部分９２とを含む。管６１を取付口２ｘに取り付ける際、延出部分９２が径方向外側に撓む。キャップ８０は、被支持部分９１の外側面を径方向外側から支持する外壁としての大径部８１と、被支持部分９１の内側面を径方向内側から支持する内壁８４と、を有する。
【解決手段】取付口２ｘに、キャップ８０及び弾性体９０を含むジョイント７０が装着されている。弾性体９０は、キャップ８０に支持された被支持部分９１と、被支持部分９１から管６１の取付け方向に延出した筒状の延出部分９２とを含む。管６１を取付口２ｘに取り付ける際、延出部分９２が径方向外側に撓む。キャップ８０は、被支持部分９１の外側面を径方向外側から支持する外壁としての大径部８１と、被支持部分９１の内側面を径方向内側から支持する内壁８４と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドにおいて、サブタンクに繋がる管（導入ニードル２２４)が取り付けられる取付口(インク導入部１１０)、ポンプを介してサブタンクに繋がる管(排出ニードル２２５)が取り付けられる取付口(インク排出部１３０)、インクが吐出される吐出口、及び、各取付口と吐出口とを接続する流路が形成された本体(インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｄ）を備え、取付口にジョイント(樹脂製のニードル受け部材１１１、及び、ニードル受け部材内に配置された可撓性の嵌め込み部材１１３)が装着されたものが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１において、例えば、本体とサブタンクとの間でインクを循環させる場合、ポンプを駆動することで、インクがサブタンク、ポンプ、及び排出ニードル２２５を介して本体に流れ込み、さらに本体から導入ニードル２２４を介してサブタンクに戻る。
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２８４２１号公報（図１、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような構成において、管を取付口に取り付ける際、弾性体の延出部分（嵌め込み部材１１３の下部）は、管（ニードル２２４）の外周面に押され、径方向外側に撓む。このとき、弾性体の被支持部分（嵌め込み部材１１３において、部材１１１に支持されている上部）に、径方向内側に移動する方向の力が作用する。これにより、弾性体が、キャップ（部材１１１）や本体（導入部本体１１２）から脱落する等して、所定位置からずれてしまう場合がある。この場合、弾性体による液密作用が得られなくなり、管と取付口との間で液漏れが生じ得る。
【０００５】
本発明の目的は、弾性体の位置ずれに起因した管と取付口との間の液漏れを抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の観点によると、内部に流路が形成された管が取り付けられる取付口、記録媒体に対して液体が吐出される吐出口、及び、前記取付口と前記吐出口とを接続する流路が形成された、本体と、前記取付口に装着されたジョイントであって、前記本体における前記取付口を画定する壁に取り付けられたキャップ、及び、前記キャップ内に配置され、前記取付口に取り付けられた前記管と前記取付口とを液密に接続する弾性体を含む、ジョイントと、を備え、前記弾性体は、前記キャップに支持された被支持部分と、前記被支持部分から前記管の前記取付口への取付け方向に延出した筒状の延出部分であって、前記取付口に取り付けられた前記管の外周面に密着する密着部を含み、前記管の前記取付口への取付け時及び前記取付口からの取外し時に径方向に撓む延出部分と、を有し、前記キャップは、前記被支持部分の外側面を前記径方向外側から支持する外壁と、前記被支持部分の内側面を前記径方向内側から支持する内壁と、を有することを特徴とする、液体吐出ヘッドが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、被支持部分の外側面及び内側面がそれぞれキャップの外壁及び内壁に支持されている。即ち、被支持部分は、径方向に関して、キャップによって拘束されている。そのため、管を取付口に取り付ける際、弾性体の延出部分が径方向外側に撓み、被支持部分に径方向内側に移動する方向の力が作用しても、被支持部分の移動が防止される。したがって、弾性体の位置ずれに起因した管と取付口との間の液漏れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドを含むプリンタの内部構造を示す概略側面図である。
【図２】インクジェットヘッドとメインタンク及びサブタンクとの接続態様を示す側面図である。
【図３】インクジェットヘッドの流路ユニット及びアクチュエータユニットを示す平面図である。
【図４】図３の一点鎖線で囲まれた領域ＩＶを示す拡大図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った部分断面図である。
【図６】（ａ）は、取付口近傍を示す部分断面図である。（ｂ）は、図６（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域ＶＩＢを示す拡大図である。（ｃ）は、ジョイントの分解断面図である。（ｄ）は、取付口に装着されたジョイントを示す部分側面図である。（ｅ）は、取付口に装着されたジョイントのキャップを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
先ず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッド１０を含むインクジェット式プリンタ１の全体構成について説明する。
【００１１】
プリンタ１は、直方体形状の筐体１ａを有する。筐体１ａの天板上部には、排紙部３１が設けられている。筐体１ａの内部空間は、上から順に空間Ａ，Ｂ，Ｃに区分できる。空間Ｂには、給紙ユニット１ｂが配置されている。空間Ａ及びＢには、給紙ユニット１ｂから排紙部３１に至る用紙搬送経路が形成されている。
【００１２】
空間Ａには、４つのヘッド１０、搬送ユニット２１、ガイドユニット、コントローラ１ｐ等が配置されている。
【００１３】
搬送ユニット２１は、ベルトローラ６，７、両ローラ６，７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８、搬送ベルト８の外側に配置されたニップローラ４及び剥離プレート５、搬送ベルト８の内側に配置されたプラテン９等を有する。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、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７の回転に伴い、搬送ベルト８が図１中の太矢印方向に走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８が走行するのに伴って、図１中時計回りに回転する。ニップローラ４は、ベルトローラ６に対向配置され、上流側ガイド部（後述）から供給された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付ける。剥離プレート５は、ベルトローラ７に対向配置され、用紙Ｐを外周面８ａから剥離して下流側ガイド部（後述）へと導く。プラテン９は、４つのヘッド１０に対向配置され、搬送ベルト８の上側ループを内側から支える。これにより、外周面８ａとヘッド１０の下面（吐出面１０ａ）との間に、記録に適した所定の間隙が形成される。
【００１４】
各ヘッド１０は、主走査方向に長尺な略直方体形状を有するライン式のヘッドである。各ヘッド１０の下面は、多数の吐出口１４ａ（図４及び図５参照）が開口した吐出面１０ａである。記録（画像形成）に際して、４つのヘッド１０の吐出面１０ａからそれぞれブラック、マゼンタ、シアン、イエローのインクが吐出される。４つのヘッド１０は、副走査方向に所定ピッチで並び、フレーム３を介して筐体１ａに支持されている。
【００１５】
ガイドユニットは、搬送ユニット２１を挟んで配置された、上流側ガイド部及び下流側ガイド部を含む。上流側ガイド部は、２つのガイド２７ａ，２７ｂ及び一対の送りローラ２６を有する。上流側ガイド部は、給紙ユニット１ｂと搬送ユニット２１とを繋ぐ。下流側ガイド部は、２つのガイド２９ａ，２９ｂ及び二対の送りローラ２８を有する。下流側ガイド部は、搬送ユニット２１と排紙部３１とを繋ぐ。
【００１６】
給紙ユニット１ｂは、給紙トレイ２３及び給紙ローラ２５を有する。このうち、給紙トレイ２３が、筐体１ａに対して着脱可能となっている。給紙トレイ２３は、上方に開口する箱であり、複数種類のサイズの用紙Ｐを収納可能である。給紙ローラ２５は、給紙トレイ２３内で最も上方にある用紙Ｐを送り出し、上流側ガイド部に供給する。
【００１７】
コントローラ１ｐは、プリンタ１各部の動作を制御してプリンタ１全体の動作を司る。
コントローラ１ｐは、外部装置（プリンタ１と接続されたＰＣ等）から供給された画像データに基づいて、用紙Ｐ上に画像が形成されるよう、記録に係る準備動作、用紙Ｐの供給・搬送・排出動作、用紙Ｐの搬送に同期したインクの吐出動作等を制御する。
【００１８】
コントローラ１ｐは、外部装置から受信した記録指令に基づいて、給紙ローラ２５用の給紙モータ（図示せず）、各ガイド部の送りローラ用の送りモータ（図示せず）、搬送モータ、ヘッド１０等を駆動する。
給紙トレイ２３から送り出された用紙Ｐは、送りローラ２６によって、搬送ユニット２１に供給される。用紙Ｐが各ヘッド１０の真下を副走査方向に通過する際、ヘッド１０から各色のインクが吐出されることにより、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。インクの吐出動作は、用紙Ｐの先端を検知する用紙センサ３２からの検出信号に基づいて行われる。用紙Ｐは、その後剥離プレート５により剥離され、２つの送りローラ２８によって上方に搬送される。さらに用紙Ｐは、上方の開口３０から排紙部３１に排出される。
【００１９】
ここで、副走査方向とは、搬送ユニット２１による用紙Ｐの搬送方向に平行な方向であり、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向である。
【００２０】
空間Ｃには、インクユニット１ｃが筐体１ａに対して着脱可能に配置されている。インクユニット１ｃは、トレイ３５、及び、トレイ３５内に並んで収納された４つのメインタンク３９を有する。
【００２１】
次に、図２を参照し、ヘッド１０の構成、ヘッド１０とメインタンク３９及びサブタンク５０との接続態様等について説明する。
【００２２】
ヘッド１０は、図２に示すように、上から順に、フィルタユニット２、リザーバユニット１１、及び流路ユニット１２を含む。ユニット２，１１，１２は、内部にそれぞれインク流路が形成されており、各インク流路が連通するよう互いに固定されている。本実施形態では、ユニット２，１１，１２の積層体が「本体」に該当する。
フィルタユニット２は、例えば樹脂からなる一体成型品であり、フィルタを内在している。リザーバユニット１１のインク流路は、フィルタユニット２から供給されたインクを一時的に貯留するリザーバを含む。流路ユニット１２のインク流路は、吐出口１４ａを先端に有する。
【００２３】
フィルタユニット２の長手方向一端には、アタッチメント６０が取り付けられている。フィルタユニット２は、アタッチメント６０及び弾性管４１，４２を介して、サブタンク５０と接続されている。
なお、フィルタユニット２におけるアタッチメント６０が取り付けられた部分の構成については、後に詳述する。
【００２４】
メインタンク３９及びサブタンク５０は、共にインクを貯留し、弾性管４３を介して接続されている。メインタンク３９内のインクは適宜サブタンク５０に補給される。サブタンク５０は、筐体１ａ内の適宜の位置に配置されている。
【００２５】
サブタンク５０の上面には、４つの突出部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが設けられている。各突出部５０ａ〜５０ｄは、円筒形状であり、サブタンク５０の内部空間と外部空間とを連通している。突出部５０ａ〜５０ｄのうち、３つの突出部５０ｂ〜５０ｄにはそれぞれ管４１，４２，４３が装着されているが、突出部５０ａには管が装着されない。突出部５０ａを介してサブタンク５０の内部空間と外部空間（大気）とが連通し、サブタンク５０内にあるインク中の気泡が除去される。
【００２６】
サブタンク５０の下面には、ポンプ５０Ｐが一体的に固定されている。
コントローラ１ｐ（図１参照）は、パージ時に、ポンプ５０Ｐ及び各管４１，４２，４３に設けられた弁を制御し、ポンプ５０Ｐの駆動によりサブタンク５０内のインクをフィルタユニット２に供給する。このとき、ポンプ５０Ｐは、サブタンク５０内のインクを吸い込み、突出部５０ｂに排出する。
本実施形態において、パージは、ノズルパージ（ヘッド１０のインク流路内のインクに圧力を付与することにより全吐出口１４ａからインクを排出させる動作）、及び、循環パージ（フィルタユニット２にインクを導入し、フィルタユニット２内においてフィルタよりもインクの流れ方向上流側に蓄積した気泡等の異物を、インクと共にサブタンク５０に排出する動作）を含む。ノズルパージによって、吐出口１４ａ内の増粘したインクが排出され、ヘッド１０の吐出性能が回復する。循環パージによって、フィルタの目詰まり解消又は防止が実現される。ノズルパージ時には、上記のとおり、サブタンク５０内のインクがフィルタユニット２から流路ユニット２に圧送される。循環パージ時には、上記のとおり、サブタンク５０内のインクが管４１を介してフィルタユニット２に圧送され、さらに、フィルタユニット２から管４２を介してサブタンク５０に異物混じりのインクが排出される。
【００２７】
次に、図３〜図５を参照し、ヘッド１０の構成についてより詳細に説明する。なお、図４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。
【００２８】
図３に示すように、流路ユニット１２の上面１２ｘには、８つのアクチュエータユニット１７が固定されている。各アクチュエータユニット１７にはＦＰＣ（平型柔軟基板）１９が接合されている（図５参照）。
【００２９】
リザーバユニット１１（図２参照）は、その下面に凹凸（図示せず）が形成されている。凸部は、上面１２ｘにおいてアクチュエータユニット１７を避けて接着されている。図３に示す開口１２ｙを含む二点鎖線で囲まれた領域は、凸部の接着領域である。凹部は、上面１２ｘ、アクチュエータユニット１７の表面、及びＦＰＣ１９の表面と、若干の隙間を介して対向している。凸部の先端面には、リザーバに接続した流路が開口している。当該開口は、対向する各開口１２ｙと接続している。
【００３０】
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５参照）を互いに積層した積層体である。流路ユニット１２のインク流路は、図３〜図５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、吐出口１４ａ毎の個別流路１４を含む。個別流路１４は、図５に示すように、副マニホールド流路１３ａの出口から、流路抵抗調整用の絞りであるアパーチャ１５、及び、圧力室１６を介して、吐出口１４ａに至る。圧力室１６は、上面１２ｘにおける各アクチュエータユニット１７の接着領域に露出されている。吐出面１０ａにおける各アクチュエータユニット１７の接着領域に対向する領域には、圧力室１６と同様の配置パターンで、吐出口１４ａが配置されている。
【００３１】
アクチュエータユニット１７は、図３に示すように、それぞれ台形の平面形状を有し、上面１２ｘにおいて千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット１７は、図４に示すように、当該アクチュエータユニット１７の接着領域内に形成された多数の圧力室１６の開口を覆っている。
各アクチュエータユニット１７は、図示を省略するが、振動板、共通電極、圧電層、及び個別電極が順に積層した積層体である。上記各部材のうち、圧電層、振動板、及び共通電極は、アクチュエータユニット１７の外形を画定するサイズの台形形状を有する。個別電極は、各圧力室１６に対向配置されており、上面１２ｘにおける圧力室１６の開口と略相似形状で且つこれよりも一回り小さいサイズを有する。振動板は、上面１２ｘにおける圧力室１６の開口を覆っている。個別電極は、圧電層の上面に、当該アクチュエータユニット１７に覆われる圧力室１６の数と同じ数だけ形成されている。アクチュエータユニット１７の個別電極に対向する部分は、それぞれが独立した圧電式アクチュエータとして機能する。
【００３２】
ＦＰＣ１９は、アクチュエータユニット１７毎に設けられており、アクチュエータユニット１７の各電極に対応する配線を有する。当該配線はそれぞれドライバＩＣの出力端子と接続されている。ＦＰＣ１９は、途中部にドライバＩＣが実装されていると共に、一端がアクチュエータユニット１７、他端がヘッド１０の制御基板（リザーバユニット１１上方に配置。図示略）にそれぞれ固定されている。ＦＰＣ１９は、コントローラ１ｐ（図１参照）による制御の下、制御基板が出力した各種駆動信号をドライバＩＣに伝達し、ドライバＩＣが生成した信号をアクチュエータユニット１７に伝達する。
【００３３】
次に、図６を参照し、フィルタユニット２におけるアタッチメント６０（図２参照）が取り付けられた部分の構成について説明する。
なお、アタッチメント６０は、２つの管４１，４２にそれぞれ対応する２つの管６１を有している。同様に、フィルタユニット２は２つの取付口２ｘを有し、各取付口２ｘに管６１が取り付けられている。図６では、２つの取付口２ｘの一方及びこれに取り付けられた管６１のみを示す。
また、図６（ａ）〜（ｄ）において、紙面下向きの方向が管６１の取付口２ｘへの取付け方向、紙面上向きの方向が取付口２ｘからの管６１の取外し方向、紙面左右方向が後述の延出部分９２の径方向である。
【００３４】
フィルタユニット２の上面には、２つの突起２ａが設けられている。
突起２ａは、円筒状であり、フィルタユニット２の上面から上方（取外し方向。以下同じ。）に突出している。突起２ａ内に、取付口２ｘが形成されている。フィルタユニット２のインク流路は、取付口２ｘを介して、外部空間と連通している。
【００３５】
アタッチメント６０の内部には、２つの管６１が設けられている。
管６１は、樹脂等の剛性材料からなる。管６１は、水平方向に延在する水平部と水平部から鉛直方向下方に延在する鉛直部とからなるＬ字状であり、水平部の一端及び鉛直部の下端にそれぞれ開口を有する（図６（ａ）には、１の管６１の鉛直部の下端が示されている）。
２つの管６１の一方は、水平部の一端が管４１と連結し、鉛直部の下端が一方の取付口２ｘに取り付けられている。他方は、水平部の一端が管４２と連結し、鉛直部の下端が他方の取付口２ｘに取り付けられている。
【００３６】
各取付口２ｘには、ジョイント７０が装着されている。ジョイント７０は、樹脂等の剛性材料からなるキャップ８０、及び、ゴム等の弾性材料からなる弾性体９０を含む。
ジョイント７０は、ヘッド１０の一構成部品として、キャップ８０及び弾性体９０が図６（ａ）に示すように互いに組み付けられた状態で、取付口２ｘに装着され、フィルタユニット２に固定されている。
【００３７】
キャップ８０は、共に円筒状の大径部８１及び小径部８２と、大径部８１及び小径部８２を接続する接続部８３と、小径部８２から下方（取付け方向。以下同じ）に延出した円筒状の内壁８４と、を有する。
【００３８】
小径部８２は、内径及び外径が共に大径部８１よりも小さく、大径部８１に対して上方に配置されている。小径部８２の内径は、管６１の外径よりも一回り大きい。大径部８１は、突起２ａの外径と略同じ内径を有し、突起２ａの外周面を覆っている。接続部８３は、水平方向に延在した平面視で環状の部分であり、大径部８１の上端と小径部８２の下端とを接続している。大径部８１の厚みは、内壁８４の厚みと略同じであり、小径部８２の厚みよりも小さい。
【００３９】
大径部８１の壁には、図６（ｄ），（ｅ）に示すように、一対の貫通孔８１ｐ、及び、一対の長孔８１ｓが形成されている。長孔８１ｓは、大径部８１の壁を貫通し、大径部８１の下端まで延在している。これら貫通孔８１ｐ及び長孔８１ｓは、平面視で、キャップ８０の中心軸Ｏから放射状に延び且つ互いに９０度の角度をなす線上に、交互に配置されている。一対の貫通孔８１ｐ及び一対の長孔８１ｓはそれぞれ径方向に対向している。
突起２ａの外周面には、一対の突出部２ｐ、及び、一対の位置決め片２ｑが形成されている。位置決め片２ｑは、突起２ａの基端から突出部２ｐよりも上方に延在している。位置決め片２ｑ及び突出部２ｐは、共に突起２ａの外周面から外側に突出し、それぞれ孔８１ｐ，８１ｓに対応する位置に配置されている。
位置決め片２ｑが長孔８１ｓ、突出部２ｐが貫通孔８１ｐにそれぞれ挿入されることで、キャップ８０が突起２ａに対して移動不能に固定されている。
【００４０】
内壁８４は、大径部８１よりも径方向内側に配置されている。内壁８４の内周面は、小径部８２の内周面と連続している。
図６（ａ）に示すように、内壁８４、大径部８１、及び接続部８３で画定される環状の空間に、弾性体９０の被支持部分９１が配置されている。
【００４１】
弾性体９０は、キャップ８０内に配置されており、キャップ８０に支持された環状の被支持部分９１と、被支持部分９１から下方に延出した略円筒状の延出部分９２と、を有する。
【００４２】
被支持部分９１は、外側面が大径部８１によって径方向外側から支持され、内側面が内壁８４によって径方向内側から支持されている。これら外側面及び内側面は、全周に亘って、大径部８１及び内壁８４のそれぞれに支持されている。
被支持部分９１はさらに、接続部８３及び突起２ａの先端２ａ１によって、上方及び下方からそれぞれ支持されている。
【００４３】
先端２ａ１は、図６（ａ）に示すように、上方に向けて先細の形状を有する。
先端２ａ１の頂部２ａ１ｔは、内壁８４よりも径方向外側（内壁８４よりも大径部８１の近く）に位置している。また、図６（ｂ）に示すように、頂部２ａ１ｔは径方向内側に偏心している（即ち、突起２ａを、頂部２ａ１ｔを挟んで径方向外側の外側部分と径方向内側の内側部分とに分けた場合、外側部分の厚みｔ１が内側部分の厚みｔ２よりも大きい）。さらに、先端２ａ１の外側傾斜面（頂部２ａ１ｔを挟んで径方向外側に配置され且つ取付け方向に対して傾斜した面）２ａ１ｘは、内側傾斜面（頂部２ａ１ｔを挟んで径方向内側に配置され且つ取付け方向に対して傾斜した面）２ａ１ｙよりも、取付け方向に対する傾斜角度が大きい（即ち、外側傾斜面２ａ１ｘの傾斜角度θ１が内側傾斜面２ａ１ｙの傾斜角度θ２よりも大きい）。
【００４４】
延出部分９２は、円筒状の密着部９２ａ、及び、円錐台筒状の非密着部９２ｂを有する。
密着部９２ａは、鉛直方向（取付け方向と平行）に延在し、取付口２ｘに取り付けられた管６１の外周面に密着している。
非密着部９２ｂは、被支持部分９１から密着部９２ａに向けて先細状に傾斜して延在し、取付口２ｘに取り付けられた管６１の外周面から離隔している。非密着部９２ｂは、密着部９２ａに対して上方に配置されており、密着部９２ａと被支持部分９１とを接続している。
【００４５】
図６（ｃ）に示すように、管６１が取付口２ｘに取り付けられておらず、管６１が密着部９２ａと接触していない状態において、密着部９２ａの内径（Ｄ−２α）は、管６１の下端近傍の外径（Ｄ）よりも小さい。
管６１は、取付口２ｘへの取付け時、その外周面を密着部９２ａの内周面に摺接させながら、弾性体９０を貫挿する。このとき、被支持部分９１は固定されたままであるが、延出部分９２は、径方向外側に撓み、拡径する。これにより、密着部９２ａの内径は、管６１の取付け前に比べ、中心軸Ｏを挟んで径方向両側にαずつ、計２α分だけ大きくなる（（Ｄ−２α）からＤになる。図６（ａ），（ｃ）参照）。管６１は、図６（ａ）に示すように、その下端が密着部９２ａの下端よりも下方に到達するまで、挿入される。
管６１は、取付口２ｘからの取外し時、その外周面を密着部９２ａの内周面に摺接させながら、弾性体９０から引き抜かれる。このとき、被支持部分９１は固定されたままであるが、延出部分９２は径方向内側に撓み、元の状態に戻る。これにより、密着部９２ａの内径は、管６１の取付け時に比べ、中心軸Ｏを挟んで径方向両側にαずつ、計２α分だけ小さくなる（Ｄから（Ｄ−２α）に戻る）。
【００４６】
延出部分９２と延出部分９２よりも径方向外側にある部材（突起２ａ）との間に、空間が確保されている。これにより、上記のような延出部分９２の径方向の撓みが可能となっている。
【００４７】
このように、弾性体９０は、取付口２ｘに取り付けられた管６１の外周面に密着する密着部９２ａを含み、管６１と取付口２ｘとを液密に接続する。
なお、管６１は、取付口２ｘへの取付け時及び取付口２ｘからの取外し時共に、密着部９２ａとのみ接触し、他の部分（キャップ８０、弾性体９０の密着部９２ａ以外の部分、突起２ａ等）とは接触しない。
弾性体９０は、非密着部９２ｂが他の部位に比べて外力に対して容易に変形・変位する形態となっている。外力としては、管６１の取付け又は取外し時における管６１と密着部９２ａとの間の摩擦力があるが、非密着部９２ｂの変形・変位によって外力を吸収する（弱める）ことができる。一方、密着部９２ｂの管６１に対する液密性は、密着部９２ａが拡径したときの反力としての管６１を締め付ける力で決まり、拡径量２αで十分な液密性が得られるように弾性体９０の材料や拡径量が設定されている。本実施形態では、非密着部９２ｂの液密性への寄与はほとんど無い。
【００４８】
管６１の取付口２ｘへの取付作業は、アタッチメント６０（図２参照）ごと行われる。即ち、ジョイント７０が装着されたフィルタユニット２の上方に、管６１を具備するアタッチメント６０を配置し、当該アタッチメント６０を下方に移動してフィルタユニット２の上面に押し当てる。これにより、２つの管６１が、対応する取付口２ｘに同時に取り付けられる。
なお、当該取付作業の際、管６１は管４１，４２と連結されていてもよいし、管４１，４２と連結されていなくてもよい。後者の場合、取付作業の後、管４１，４２を管６１に連結すればよい。
【００４９】
以上に述べたように、本実施形態に係るヘッド１０によると、被支持部分９１の外側面及び内側面がそれぞれキャップ８０の大径部８１及び内壁８４に支持されている。即ち、被支持部分９１は、径方向に関して、キャップ８０によって拘束されている。そのため、管６１を取付口２ｘに取り付ける際、弾性体９０の延出部分９２が径方向外側に撓み、被支持部分９１に径方向内側に移動する方向の力が作用しても、被支持部分９１の移動が防止される。したがって、弾性体９０の位置ずれに起因した管６１と取付口２ｘとの間のインク漏れを抑制することができる。
【００５０】
非密着部９２ｂの取付け方向の長さＬが、密着部９２ａの径方向に関する管６１の取付け時の変位量（中心軸Ｏに対して径方向の一方向に関する変位量：α）よりも大きい（図６（ａ）参照）。
非密着部９２ｂの取付け方向の長さＬが短いほど、延出部分９２の管６１に対する締付け力が大きくなり、管６１を取り外す際に大きな力が必要となる。そこで、上記のように、非密着部９２ｂの取付け方向の長さＬを、密着部９２ａの径方向に関する管６１の取付け時の変位量よりも大きくする。これにより、延出部分９２の管６１に対する締付け力を低減し、管６１を比較的小さな力で容易に取り外すことができる。
【００５１】
頂部２ａ１ｔが径方向内側に偏心している（図６（ｂ）参照）。
これにより、先端２ａ１における径方向に沿った断面が、頂部２ａ１ｔを通る鉛直線に関して非対称となり、先端２ａ１は取外し方向から径方向内側に傾斜した方向に被支持部分９１を支持することとなる。そして先端２ａ１の径方向内側には内壁８４があることから、弾性体９０は先端２ａ１と内壁８４とによって確実に支持される。
また、上記構成の場合、頂部２ａ１ｔが偏心しておらず、先端２ａ１における径方向に沿った断面が頂部２ａ１ｔを通る鉛直線に関して対称である場合に比べ、延出部分９２と先端２ａ１近傍との間の空間をより大きくすることができる。即ち、延出部分９２の撓み空間を効果的に確保することができる。また、この場合、撓み空間を確保するために流路（管６１における取付口２ｘ近傍の径）を狭める必要がなく、管６１における取付口２ｘ近傍の流路抵抗を維持したまま、ジョイントを小型化することができる。しかもこの場合、ヘッド１０内のインク流路に正圧が付加された際に、上記空間に圧力が加わり、密着部９２ａが径方向内側に押圧されることで、密着部９２ａが管６１により密着する。これにより、液密性が向上し、インク漏れがより確実に防止される。
【００５２】
先端２ａ１において、外側傾斜面２ａ１ｘの傾斜角度θ１が内側傾斜面２ａ１ｙの傾斜角度θ２よりも大きい（図６（ｂ）参照）。
上記構成により、先端２ａ１が、取外し方向から径方向内側により傾斜した方向に、被支持部分９１を支持することとなる。これにより、弾性体９０が先端２ａ１と内壁８４とによってより一層確実に支持され、弾性体９０の位置ずれ防止効果をより確実に得ることができる。
【００５３】
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。
【００５４】
突起については、例えば下記のように変更可能である。
・突起の先端における外側傾斜面及び内側傾斜面の傾斜角度は、互いに同じであってもよいし、内側傾斜面の傾斜角度の方が外側傾斜面の傾斜角度より大きくてもよい。
・突起の先端の頂部は、径方向内側に偏心することに限定されず、径方向外側に偏心してもよいし、径方向に偏心せずに突起の壁の径方向中央に位置してもよい。また、先端における径方向に沿った断面が、頂部を通り且つ取付け方向に沿った直線に関して対称であってよい。
・突出部２ｐ、位置決め片２ｑ等を省略してよい。
・突起の先端は先細り形状でなくてもよい。
・突起は弾性体の被支持部分を支持しなくてもよい。
・突起が形成されなくてもよい。（例えば、フィルタユニット２の上壁が取付口となる開口を有し、当該開口の周縁から突起が突出していなくてもよい。この場合、フィルタユニット２の上壁が、「本体における取付口を画定する壁」に該当する。）
【００５５】
キャップについては、例えば下記のように変更可能である。
・内壁は、環状であることに限定されず、例えば被支持部の径方向内側面の一部を支持してもよい。
・外壁は、環状であることに限定されず、例えば被支持部の径方向外側面の一部を支持してもよい。
・キャップの材料について、上述の実施形態では樹脂等の剛性材料を例示したが、これに限定されない（例えばキャップは、弾性体と同様の弾性材料からなってもよい）。
【００５６】
弾性体については、例えば下記のように変更可能である。
・非密着部の取付け方向の長さは、密着部の径方向に関する管の取付け時の変位量と同じ又はこれより小さくてもよい。
【００５７】
管については、例えば下記のように変更可能である。
・管の他端（取付口に取り付けられる一端とは反対側の端部）が接続される対象として、上述の実施形態ではサブタンク５０を例示したが、これに限定されない。
・管の材料や形状は、特に限定されない。
・上述の実施形態の管６１は、アタッチメント６０の内部（ケース等の内部）に配置されているが、アタッチメント（ケース等）を省略してもよい。
【００５８】
本発明の液体吐出ヘッドは、本体及びジョイントのみならず、管又は管を具備するアタッチメントを含む形態で、製品として提供可能である。
【００５９】
本体に設けられた取付口の数は、１以上の任意の数であってよい。ジョイントは、取付口に対応する数だけ設けられる。
【００６０】
本発明の液体吐出ヘッドは、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にも適用可能である。さらに、インク以外の液体を吐出するものであってもよい。
【００６１】
記録媒体は、用紙Ｐに限定されず、記録可能な様々な媒体であってよい。
【符号の説明】
【００６２】
１ インクジェット式プリンタ
２ａ 突起
２ａ１ 先端
２ａ１ｔ 頂部
２ａ１ｘ 外側傾斜面
２ａ１ｙ 内側傾斜面
２ｘ 取付口
１０ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
１４ａ 吐出口
６１ 管
７０ ジョイント
８０ キャップ
８１ 大径部（外壁）
８４ 内壁
９０ 弾性体
９１ 被支持部分
９２ 延出部分
９２ａ 密着部
９２ｂ 非密着部
Ｐ 用紙（記録媒体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドにおいて、サブタンクに繋がる管（導入ニードル２２４)が取り付けられる取付口(インク導入部１１０)、ポンプを介してサブタンクに繋がる管(排出ニードル２２５)が取り付けられる取付口(インク排出部１３０)、インクが吐出される吐出口、及び、各取付口と吐出口とを接続する流路が形成された本体(インクジェットヘッド１００ａ〜１００ｄ）を備え、取付口にジョイント(樹脂製のニードル受け部材１１１、及び、ニードル受け部材内に配置された可撓性の嵌め込み部材１１３)が装着されたものが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１において、例えば、本体とサブタンクとの間でインクを循環させる場合、ポンプを駆動することで、インクがサブタンク、ポンプ、及び排出ニードル２２５を介して本体に流れ込み、さらに本体から導入ニードル２２４を介してサブタンクに戻る。
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２８４２１号公報（図１、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような構成において、管を取付口に取り付ける際、弾性体の延出部分（嵌め込み部材１１３の下部）は、管（ニードル２２４）の外周面に押され、径方向外側に撓む。このとき、弾性体の被支持部分（嵌め込み部材１１３において、部材１１１に支持されている上部）に、径方向内側に移動する方向の力が作用する。これにより、弾性体が、キャップ（部材１１１）や本体（導入部本体１１２）から脱落する等して、所定位置からずれてしまう場合がある。この場合、弾性体による液密作用が得られなくなり、管と取付口との間で液漏れが生じ得る。
【０００５】
本発明の目的は、弾性体の位置ずれに起因した管と取付口との間の液漏れを抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の観点によると、内部に流路が形成された管が取り付けられる取付口、記録媒体に対して液体が吐出される吐出口、及び、前記取付口と前記吐出口とを接続する流路が形成された、本体と、前記取付口に装着されたジョイントであって、前記本体における前記取付口を画定する壁に取り付けられたキャップ、及び、前記キャップ内に配置され、前記取付口に取り付けられた前記管と前記取付口とを液密に接続する弾性体を含む、ジョイントと、を備え、前記弾性体は、前記キャップに支持された被支持部分と、前記被支持部分から前記管の前記取付口への取付け方向に延出した筒状の延出部分であって、前記取付口に取り付けられた前記管の外周面に密着する密着部を含み、前記管の前記取付口への取付け時及び前記取付口からの取外し時に径方向に撓む延出部分と、を有し、前記キャップは、前記被支持部分の外側面を前記径方向外側から支持する外壁と、前記被支持部分の内側面を前記径方向内側から支持する内壁と、を有することを特徴とする、液体吐出ヘッドが提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、被支持部分の外側面及び内側面がそれぞれキャップの外壁及び内壁に支持されている。即ち、被支持部分は、径方向に関して、キャップによって拘束されている。そのため、管を取付口に取り付ける際、弾性体の延出部分が径方向外側に撓み、被支持部分に径方向内側に移動する方向の力が作用しても、被支持部分の移動が防止される。したがって、弾性体の位置ずれに起因した管と取付口との間の液漏れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドを含むプリンタの内部構造を示す概略側面図である。
【図２】インクジェットヘッドとメインタンク及びサブタンクとの接続態様を示す側面図である。
【図３】インクジェットヘッドの流路ユニット及びアクチュエータユニットを示す平面図である。
【図４】図３の一点鎖線で囲まれた領域ＩＶを示す拡大図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った部分断面図である。
【図６】（ａ）は、取付口近傍を示す部分断面図である。（ｂ）は、図６（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域ＶＩＢを示す拡大図である。（ｃ）は、ジョイントの分解断面図である。（ｄ）は、取付口に装着されたジョイントを示す部分側面図である。（ｅ）は、取付口に装着されたジョイントのキャップを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
先ず、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッド１０を含むインクジェット式プリンタ１の全体構成について説明する。
【００１１】
プリンタ１は、直方体形状の筐体１ａを有する。筐体１ａの天板上部には、排紙部３１が設けられている。筐体１ａの内部空間は、上から順に空間Ａ，Ｂ，Ｃに区分できる。空間Ｂには、給紙ユニット１ｂが配置されている。空間Ａ及びＢには、給紙ユニット１ｂから排紙部３１に至る用紙搬送経路が形成されている。
【００１２】
空間Ａには、４つのヘッド１０、搬送ユニット２１、ガイドユニット、コントローラ１ｐ等が配置されている。
【００１３】
搬送ユニット２１は、ベルトローラ６，７、両ローラ６，７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８、搬送ベルト８の外側に配置されたニップローラ４及び剥離プレート５、搬送ベルト８の内側に配置されたプラテン９等を有する。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、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７の回転に伴い、搬送ベルト８が図１中の太矢印方向に走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８が走行するのに伴って、図１中時計回りに回転する。ニップローラ４は、ベルトローラ６に対向配置され、上流側ガイド部（後述）から供給された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付ける。剥離プレート５は、ベルトローラ７に対向配置され、用紙Ｐを外周面８ａから剥離して下流側ガイド部（後述）へと導く。プラテン９は、４つのヘッド１０に対向配置され、搬送ベルト８の上側ループを内側から支える。これにより、外周面８ａとヘッド１０の下面（吐出面１０ａ）との間に、記録に適した所定の間隙が形成される。
【００１４】
各ヘッド１０は、主走査方向に長尺な略直方体形状を有するライン式のヘッドである。各ヘッド１０の下面は、多数の吐出口１４ａ（図４及び図５参照）が開口した吐出面１０ａである。記録（画像形成）に際して、４つのヘッド１０の吐出面１０ａからそれぞれブラック、マゼンタ、シアン、イエローのインクが吐出される。４つのヘッド１０は、副走査方向に所定ピッチで並び、フレーム３を介して筐体１ａに支持されている。
【００１５】
ガイドユニットは、搬送ユニット２１を挟んで配置された、上流側ガイド部及び下流側ガイド部を含む。上流側ガイド部は、２つのガイド２７ａ，２７ｂ及び一対の送りローラ２６を有する。上流側ガイド部は、給紙ユニット１ｂと搬送ユニット２１とを繋ぐ。下流側ガイド部は、２つのガイド２９ａ，２９ｂ及び二対の送りローラ２８を有する。下流側ガイド部は、搬送ユニット２１と排紙部３１とを繋ぐ。
【００１６】
給紙ユニット１ｂは、給紙トレイ２３及び給紙ローラ２５を有する。このうち、給紙トレイ２３が、筐体１ａに対して着脱可能となっている。給紙トレイ２３は、上方に開口する箱であり、複数種類のサイズの用紙Ｐを収納可能である。給紙ローラ２５は、給紙トレイ２３内で最も上方にある用紙Ｐを送り出し、上流側ガイド部に供給する。
【００１７】
コントローラ１ｐは、プリンタ１各部の動作を制御してプリンタ１全体の動作を司る。
コントローラ１ｐは、外部装置（プリンタ１と接続されたＰＣ等）から供給された画像データに基づいて、用紙Ｐ上に画像が形成されるよう、記録に係る準備動作、用紙Ｐの供給・搬送・排出動作、用紙Ｐの搬送に同期したインクの吐出動作等を制御する。
【００１８】
コントローラ１ｐは、外部装置から受信した記録指令に基づいて、給紙ローラ２５用の給紙モータ（図示せず）、各ガイド部の送りローラ用の送りモータ（図示せず）、搬送モータ、ヘッド１０等を駆動する。
給紙トレイ２３から送り出された用紙Ｐは、送りローラ２６によって、搬送ユニット２１に供給される。用紙Ｐが各ヘッド１０の真下を副走査方向に通過する際、ヘッド１０から各色のインクが吐出されることにより、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。インクの吐出動作は、用紙Ｐの先端を検知する用紙センサ３２からの検出信号に基づいて行われる。用紙Ｐは、その後剥離プレート５により剥離され、２つの送りローラ２８によって上方に搬送される。さらに用紙Ｐは、上方の開口３０から排紙部３１に排出される。
【００１９】
ここで、副走査方向とは、搬送ユニット２１による用紙Ｐの搬送方向に平行な方向であり、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向である。
【００２０】
空間Ｃには、インクユニット１ｃが筐体１ａに対して着脱可能に配置されている。インクユニット１ｃは、トレイ３５、及び、トレイ３５内に並んで収納された４つのメインタンク３９を有する。
【００２１】
次に、図２を参照し、ヘッド１０の構成、ヘッド１０とメインタンク３９及びサブタンク５０との接続態様等について説明する。
【００２２】
ヘッド１０は、図２に示すように、上から順に、フィルタユニット２、リザーバユニット１１、及び流路ユニット１２を含む。ユニット２，１１，１２は、内部にそれぞれインク流路が形成されており、各インク流路が連通するよう互いに固定されている。本実施形態では、ユニット２，１１，１２の積層体が「本体」に該当する。
フィルタユニット２は、例えば樹脂からなる一体成型品であり、フィルタを内在している。リザーバユニット１１のインク流路は、フィルタユニット２から供給されたインクを一時的に貯留するリザーバを含む。流路ユニット１２のインク流路は、吐出口１４ａを先端に有する。
【００２３】
フィルタユニット２の長手方向一端には、アタッチメント６０が取り付けられている。フィルタユニット２は、アタッチメント６０及び弾性管４１，４２を介して、サブタンク５０と接続されている。
なお、フィルタユニット２におけるアタッチメント６０が取り付けられた部分の構成については、後に詳述する。
【００２４】
メインタンク３９及びサブタンク５０は、共にインクを貯留し、弾性管４３を介して接続されている。メインタンク３９内のインクは適宜サブタンク５０に補給される。サブタンク５０は、筐体１ａ内の適宜の位置に配置されている。
【００２５】
サブタンク５０の上面には、４つの突出部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが設けられている。各突出部５０ａ〜５０ｄは、円筒形状であり、サブタンク５０の内部空間と外部空間とを連通している。突出部５０ａ〜５０ｄのうち、３つの突出部５０ｂ〜５０ｄにはそれぞれ管４１，４２，４３が装着されているが、突出部５０ａには管が装着されない。突出部５０ａを介してサブタンク５０の内部空間と外部空間（大気）とが連通し、サブタンク５０内にあるインク中の気泡が除去される。
【００２６】
サブタンク５０の下面には、ポンプ５０Ｐが一体的に固定されている。
コントローラ１ｐ（図１参照）は、パージ時に、ポンプ５０Ｐ及び各管４１，４２，４３に設けられた弁を制御し、ポンプ５０Ｐの駆動によりサブタンク５０内のインクをフィルタユニット２に供給する。このとき、ポンプ５０Ｐは、サブタンク５０内のインクを吸い込み、突出部５０ｂに排出する。
本実施形態において、パージは、ノズルパージ（ヘッド１０のインク流路内のインクに圧力を付与することにより全吐出口１４ａからインクを排出させる動作）、及び、循環パージ（フィルタユニット２にインクを導入し、フィルタユニット２内においてフィルタよりもインクの流れ方向上流側に蓄積した気泡等の異物を、インクと共にサブタンク５０に排出する動作）を含む。ノズルパージによって、吐出口１４ａ内の増粘したインクが排出され、ヘッド１０の吐出性能が回復する。循環パージによって、フィルタの目詰まり解消又は防止が実現される。ノズルパージ時には、上記のとおり、サブタンク５０内のインクがフィルタユニット２から流路ユニット２に圧送される。循環パージ時には、上記のとおり、サブタンク５０内のインクが管４１を介してフィルタユニット２に圧送され、さらに、フィルタユニット２から管４２を介してサブタンク５０に異物混じりのインクが排出される。
【００２７】
次に、図３〜図５を参照し、ヘッド１０の構成についてより詳細に説明する。なお、図４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。
【００２８】
図３に示すように、流路ユニット１２の上面１２ｘには、８つのアクチュエータユニット１７が固定されている。各アクチュエータユニット１７にはＦＰＣ（平型柔軟基板）１９が接合されている（図５参照）。
【００２９】
リザーバユニット１１（図２参照）は、その下面に凹凸（図示せず）が形成されている。凸部は、上面１２ｘにおいてアクチュエータユニット１７を避けて接着されている。図３に示す開口１２ｙを含む二点鎖線で囲まれた領域は、凸部の接着領域である。凹部は、上面１２ｘ、アクチュエータユニット１７の表面、及びＦＰＣ１９の表面と、若干の隙間を介して対向している。凸部の先端面には、リザーバに接続した流路が開口している。当該開口は、対向する各開口１２ｙと接続している。
【００３０】
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５参照）を互いに積層した積層体である。流路ユニット１２のインク流路は、図３〜図５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、吐出口１４ａ毎の個別流路１４を含む。個別流路１４は、図５に示すように、副マニホールド流路１３ａの出口から、流路抵抗調整用の絞りであるアパーチャ１５、及び、圧力室１６を介して、吐出口１４ａに至る。圧力室１６は、上面１２ｘにおける各アクチュエータユニット１７の接着領域に露出されている。吐出面１０ａにおける各アクチュエータユニット１７の接着領域に対向する領域には、圧力室１６と同様の配置パターンで、吐出口１４ａが配置されている。
【００３１】
アクチュエータユニット１７は、図３に示すように、それぞれ台形の平面形状を有し、上面１２ｘにおいて千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット１７は、図４に示すように、当該アクチュエータユニット１７の接着領域内に形成された多数の圧力室１６の開口を覆っている。
各アクチュエータユニット１７は、図示を省略するが、振動板、共通電極、圧電層、及び個別電極が順に積層した積層体である。上記各部材のうち、圧電層、振動板、及び共通電極は、アクチュエータユニット１７の外形を画定するサイズの台形形状を有する。個別電極は、各圧力室１６に対向配置されており、上面１２ｘにおける圧力室１６の開口と略相似形状で且つこれよりも一回り小さいサイズを有する。振動板は、上面１２ｘにおける圧力室１６の開口を覆っている。個別電極は、圧電層の上面に、当該アクチュエータユニット１７に覆われる圧力室１６の数と同じ数だけ形成されている。アクチュエータユニット１７の個別電極に対向する部分は、それぞれが独立した圧電式アクチュエータとして機能する。
【００３２】
ＦＰＣ１９は、アクチュエータユニット１７毎に設けられており、アクチュエータユニット１７の各電極に対応する配線を有する。当該配線はそれぞれドライバＩＣの出力端子と接続されている。ＦＰＣ１９は、途中部にドライバＩＣが実装されていると共に、一端がアクチュエータユニット１７、他端がヘッド１０の制御基板（リザーバユニット１１上方に配置。図示略）にそれぞれ固定されている。ＦＰＣ１９は、コントローラ１ｐ（図１参照）による制御の下、制御基板が出力した各種駆動信号をドライバＩＣに伝達し、ドライバＩＣが生成した信号をアクチュエータユニット１７に伝達する。
【００３３】
次に、図６を参照し、フィルタユニット２におけるアタッチメント６０（図２参照）が取り付けられた部分の構成について説明する。
なお、アタッチメント６０は、２つの管４１，４２にそれぞれ対応する２つの管６１を有している。同様に、フィルタユニット２は２つの取付口２ｘを有し、各取付口２ｘに管６１が取り付けられている。図６では、２つの取付口２ｘの一方及びこれに取り付けられた管６１のみを示す。
また、図６（ａ）〜（ｄ）において、紙面下向きの方向が管６１の取付口２ｘへの取付け方向、紙面上向きの方向が取付口２ｘからの管６１の取外し方向、紙面左右方向が後述の延出部分９２の径方向である。
【００３４】
フィルタユニット２の上面には、２つの突起２ａが設けられている。
突起２ａは、円筒状であり、フィルタユニット２の上面から上方（取外し方向。以下同じ。）に突出している。突起２ａ内に、取付口２ｘが形成されている。フィルタユニット２のインク流路は、取付口２ｘを介して、外部空間と連通している。
【００３５】
アタッチメント６０の内部には、２つの管６１が設けられている。
管６１は、樹脂等の剛性材料からなる。管６１は、水平方向に延在する水平部と水平部から鉛直方向下方に延在する鉛直部とからなるＬ字状であり、水平部の一端及び鉛直部の下端にそれぞれ開口を有する（図６（ａ）には、１の管６１の鉛直部の下端が示されている）。
２つの管６１の一方は、水平部の一端が管４１と連結し、鉛直部の下端が一方の取付口２ｘに取り付けられている。他方は、水平部の一端が管４２と連結し、鉛直部の下端が他方の取付口２ｘに取り付けられている。
【００３６】
各取付口２ｘには、ジョイント７０が装着されている。ジョイント７０は、樹脂等の剛性材料からなるキャップ８０、及び、ゴム等の弾性材料からなる弾性体９０を含む。
ジョイント７０は、ヘッド１０の一構成部品として、キャップ８０及び弾性体９０が図６（ａ）に示すように互いに組み付けられた状態で、取付口２ｘに装着され、フィルタユニット２に固定されている。
【００３７】
キャップ８０は、共に円筒状の大径部８１及び小径部８２と、大径部８１及び小径部８２を接続する接続部８３と、小径部８２から下方（取付け方向。以下同じ）に延出した円筒状の内壁８４と、を有する。
【００３８】
小径部８２は、内径及び外径が共に大径部８１よりも小さく、大径部８１に対して上方に配置されている。小径部８２の内径は、管６１の外径よりも一回り大きい。大径部８１は、突起２ａの外径と略同じ内径を有し、突起２ａの外周面を覆っている。接続部８３は、水平方向に延在した平面視で環状の部分であり、大径部８１の上端と小径部８２の下端とを接続している。大径部８１の厚みは、内壁８４の厚みと略同じであり、小径部８２の厚みよりも小さい。
【００３９】
大径部８１の壁には、図６（ｄ），（ｅ）に示すように、一対の貫通孔８１ｐ、及び、一対の長孔８１ｓが形成されている。長孔８１ｓは、大径部８１の壁を貫通し、大径部８１の下端まで延在している。これら貫通孔８１ｐ及び長孔８１ｓは、平面視で、キャップ８０の中心軸Ｏから放射状に延び且つ互いに９０度の角度をなす線上に、交互に配置されている。一対の貫通孔８１ｐ及び一対の長孔８１ｓはそれぞれ径方向に対向している。
突起２ａの外周面には、一対の突出部２ｐ、及び、一対の位置決め片２ｑが形成されている。位置決め片２ｑは、突起２ａの基端から突出部２ｐよりも上方に延在している。位置決め片２ｑ及び突出部２ｐは、共に突起２ａの外周面から外側に突出し、それぞれ孔８１ｐ，８１ｓに対応する位置に配置されている。
位置決め片２ｑが長孔８１ｓ、突出部２ｐが貫通孔８１ｐにそれぞれ挿入されることで、キャップ８０が突起２ａに対して移動不能に固定されている。
【００４０】
内壁８４は、大径部８１よりも径方向内側に配置されている。内壁８４の内周面は、小径部８２の内周面と連続している。
図６（ａ）に示すように、内壁８４、大径部８１、及び接続部８３で画定される環状の空間に、弾性体９０の被支持部分９１が配置されている。
【００４１】
弾性体９０は、キャップ８０内に配置されており、キャップ８０に支持された環状の被支持部分９１と、被支持部分９１から下方に延出した略円筒状の延出部分９２と、を有する。
【００４２】
被支持部分９１は、外側面が大径部８１によって径方向外側から支持され、内側面が内壁８４によって径方向内側から支持されている。これら外側面及び内側面は、全周に亘って、大径部８１及び内壁８４のそれぞれに支持されている。
被支持部分９１はさらに、接続部８３及び突起２ａの先端２ａ１によって、上方及び下方からそれぞれ支持されている。
【００４３】
先端２ａ１は、図６（ａ）に示すように、上方に向けて先細の形状を有する。
先端２ａ１の頂部２ａ１ｔは、内壁８４よりも径方向外側（内壁８４よりも大径部８１の近く）に位置している。また、図６（ｂ）に示すように、頂部２ａ１ｔは径方向内側に偏心している（即ち、突起２ａを、頂部２ａ１ｔを挟んで径方向外側の外側部分と径方向内側の内側部分とに分けた場合、外側部分の厚みｔ１が内側部分の厚みｔ２よりも大きい）。さらに、先端２ａ１の外側傾斜面（頂部２ａ１ｔを挟んで径方向外側に配置され且つ取付け方向に対して傾斜した面）２ａ１ｘは、内側傾斜面（頂部２ａ１ｔを挟んで径方向内側に配置され且つ取付け方向に対して傾斜した面）２ａ１ｙよりも、取付け方向に対する傾斜角度が大きい（即ち、外側傾斜面２ａ１ｘの傾斜角度θ１が内側傾斜面２ａ１ｙの傾斜角度θ２よりも大きい）。
【００４４】
延出部分９２は、円筒状の密着部９２ａ、及び、円錐台筒状の非密着部９２ｂを有する。
密着部９２ａは、鉛直方向（取付け方向と平行）に延在し、取付口２ｘに取り付けられた管６１の外周面に密着している。
非密着部９２ｂは、被支持部分９１から密着部９２ａに向けて先細状に傾斜して延在し、取付口２ｘに取り付けられた管６１の外周面から離隔している。非密着部９２ｂは、密着部９２ａに対して上方に配置されており、密着部９２ａと被支持部分９１とを接続している。
【００４５】
図６（ｃ）に示すように、管６１が取付口２ｘに取り付けられておらず、管６１が密着部９２ａと接触していない状態において、密着部９２ａの内径（Ｄ−２α）は、管６１の下端近傍の外径（Ｄ）よりも小さい。
管６１は、取付口２ｘへの取付け時、その外周面を密着部９２ａの内周面に摺接させながら、弾性体９０を貫挿する。このとき、被支持部分９１は固定されたままであるが、延出部分９２は、径方向外側に撓み、拡径する。これにより、密着部９２ａの内径は、管６１の取付け前に比べ、中心軸Ｏを挟んで径方向両側にαずつ、計２α分だけ大きくなる（（Ｄ−２α）からＤになる。図６（ａ），（ｃ）参照）。管６１は、図６（ａ）に示すように、その下端が密着部９２ａの下端よりも下方に到達するまで、挿入される。
管６１は、取付口２ｘからの取外し時、その外周面を密着部９２ａの内周面に摺接させながら、弾性体９０から引き抜かれる。このとき、被支持部分９１は固定されたままであるが、延出部分９２は径方向内側に撓み、元の状態に戻る。これにより、密着部９２ａの内径は、管６１の取付け時に比べ、中心軸Ｏを挟んで径方向両側にαずつ、計２α分だけ小さくなる（Ｄから（Ｄ−２α）に戻る）。
【００４６】
延出部分９２と延出部分９２よりも径方向外側にある部材（突起２ａ）との間に、空間が確保されている。これにより、上記のような延出部分９２の径方向の撓みが可能となっている。
【００４７】
このように、弾性体９０は、取付口２ｘに取り付けられた管６１の外周面に密着する密着部９２ａを含み、管６１と取付口２ｘとを液密に接続する。
なお、管６１は、取付口２ｘへの取付け時及び取付口２ｘからの取外し時共に、密着部９２ａとのみ接触し、他の部分（キャップ８０、弾性体９０の密着部９２ａ以外の部分、突起２ａ等）とは接触しない。
弾性体９０は、非密着部９２ｂが他の部位に比べて外力に対して容易に変形・変位する形態となっている。外力としては、管６１の取付け又は取外し時における管６１と密着部９２ａとの間の摩擦力があるが、非密着部９２ｂの変形・変位によって外力を吸収する（弱める）ことができる。一方、密着部９２ｂの管６１に対する液密性は、密着部９２ａが拡径したときの反力としての管６１を締め付ける力で決まり、拡径量２αで十分な液密性が得られるように弾性体９０の材料や拡径量が設定されている。本実施形態では、非密着部９２ｂの液密性への寄与はほとんど無い。
【００４８】
管６１の取付口２ｘへの取付作業は、アタッチメント６０（図２参照）ごと行われる。即ち、ジョイント７０が装着されたフィルタユニット２の上方に、管６１を具備するアタッチメント６０を配置し、当該アタッチメント６０を下方に移動してフィルタユニット２の上面に押し当てる。これにより、２つの管６１が、対応する取付口２ｘに同時に取り付けられる。
なお、当該取付作業の際、管６１は管４１，４２と連結されていてもよいし、管４１，４２と連結されていなくてもよい。後者の場合、取付作業の後、管４１，４２を管６１に連結すればよい。
【００４９】
以上に述べたように、本実施形態に係るヘッド１０によると、被支持部分９１の外側面及び内側面がそれぞれキャップ８０の大径部８１及び内壁８４に支持されている。即ち、被支持部分９１は、径方向に関して、キャップ８０によって拘束されている。そのため、管６１を取付口２ｘに取り付ける際、弾性体９０の延出部分９２が径方向外側に撓み、被支持部分９１に径方向内側に移動する方向の力が作用しても、被支持部分９１の移動が防止される。したがって、弾性体９０の位置ずれに起因した管６１と取付口２ｘとの間のインク漏れを抑制することができる。
【００５０】
非密着部９２ｂの取付け方向の長さＬが、密着部９２ａの径方向に関する管６１の取付け時の変位量（中心軸Ｏに対して径方向の一方向に関する変位量：α）よりも大きい（図６（ａ）参照）。
非密着部９２ｂの取付け方向の長さＬが短いほど、延出部分９２の管６１に対する締付け力が大きくなり、管６１を取り外す際に大きな力が必要となる。そこで、上記のように、非密着部９２ｂの取付け方向の長さＬを、密着部９２ａの径方向に関する管６１の取付け時の変位量よりも大きくする。これにより、延出部分９２の管６１に対する締付け力を低減し、管６１を比較的小さな力で容易に取り外すことができる。
【００５１】
頂部２ａ１ｔが径方向内側に偏心している（図６（ｂ）参照）。
これにより、先端２ａ１における径方向に沿った断面が、頂部２ａ１ｔを通る鉛直線に関して非対称となり、先端２ａ１は取外し方向から径方向内側に傾斜した方向に被支持部分９１を支持することとなる。そして先端２ａ１の径方向内側には内壁８４があることから、弾性体９０は先端２ａ１と内壁８４とによって確実に支持される。
また、上記構成の場合、頂部２ａ１ｔが偏心しておらず、先端２ａ１における径方向に沿った断面が頂部２ａ１ｔを通る鉛直線に関して対称である場合に比べ、延出部分９２と先端２ａ１近傍との間の空間をより大きくすることができる。即ち、延出部分９２の撓み空間を効果的に確保することができる。また、この場合、撓み空間を確保するために流路（管６１における取付口２ｘ近傍の径）を狭める必要がなく、管６１における取付口２ｘ近傍の流路抵抗を維持したまま、ジョイントを小型化することができる。しかもこの場合、ヘッド１０内のインク流路に正圧が付加された際に、上記空間に圧力が加わり、密着部９２ａが径方向内側に押圧されることで、密着部９２ａが管６１により密着する。これにより、液密性が向上し、インク漏れがより確実に防止される。
【００５２】
先端２ａ１において、外側傾斜面２ａ１ｘの傾斜角度θ１が内側傾斜面２ａ１ｙの傾斜角度θ２よりも大きい（図６（ｂ）参照）。
上記構成により、先端２ａ１が、取外し方向から径方向内側により傾斜した方向に、被支持部分９１を支持することとなる。これにより、弾性体９０が先端２ａ１と内壁８４とによってより一層確実に支持され、弾性体９０の位置ずれ防止効果をより確実に得ることができる。
【００５３】
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。
【００５４】
突起については、例えば下記のように変更可能である。
・突起の先端における外側傾斜面及び内側傾斜面の傾斜角度は、互いに同じであってもよいし、内側傾斜面の傾斜角度の方が外側傾斜面の傾斜角度より大きくてもよい。
・突起の先端の頂部は、径方向内側に偏心することに限定されず、径方向外側に偏心してもよいし、径方向に偏心せずに突起の壁の径方向中央に位置してもよい。また、先端における径方向に沿った断面が、頂部を通り且つ取付け方向に沿った直線に関して対称であってよい。
・突出部２ｐ、位置決め片２ｑ等を省略してよい。
・突起の先端は先細り形状でなくてもよい。
・突起は弾性体の被支持部分を支持しなくてもよい。
・突起が形成されなくてもよい。（例えば、フィルタユニット２の上壁が取付口となる開口を有し、当該開口の周縁から突起が突出していなくてもよい。この場合、フィルタユニット２の上壁が、「本体における取付口を画定する壁」に該当する。）
【００５５】
キャップについては、例えば下記のように変更可能である。
・内壁は、環状であることに限定されず、例えば被支持部の径方向内側面の一部を支持してもよい。
・外壁は、環状であることに限定されず、例えば被支持部の径方向外側面の一部を支持してもよい。
・キャップの材料について、上述の実施形態では樹脂等の剛性材料を例示したが、これに限定されない（例えばキャップは、弾性体と同様の弾性材料からなってもよい）。
【００５６】
弾性体については、例えば下記のように変更可能である。
・非密着部の取付け方向の長さは、密着部の径方向に関する管の取付け時の変位量と同じ又はこれより小さくてもよい。
【００５７】
管については、例えば下記のように変更可能である。
・管の他端（取付口に取り付けられる一端とは反対側の端部）が接続される対象として、上述の実施形態ではサブタンク５０を例示したが、これに限定されない。
・管の材料や形状は、特に限定されない。
・上述の実施形態の管６１は、アタッチメント６０の内部（ケース等の内部）に配置されているが、アタッチメント（ケース等）を省略してもよい。
【００５８】
本発明の液体吐出ヘッドは、本体及びジョイントのみならず、管又は管を具備するアタッチメントを含む形態で、製品として提供可能である。
【００５９】
本体に設けられた取付口の数は、１以上の任意の数であってよい。ジョイントは、取付口に対応する数だけ設けられる。
【００６０】
本発明の液体吐出ヘッドは、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にも適用可能である。さらに、インク以外の液体を吐出するものであってもよい。
【００６１】
記録媒体は、用紙Ｐに限定されず、記録可能な様々な媒体であってよい。
【符号の説明】
【００６２】
１ インクジェット式プリンタ
２ａ 突起
２ａ１ 先端
２ａ１ｔ 頂部
２ａ１ｘ 外側傾斜面
２ａ１ｙ 内側傾斜面
２ｘ 取付口
１０ インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
１４ａ 吐出口
６１ 管
７０ ジョイント
８０ キャップ
８１ 大径部（外壁）
８４ 内壁
９０ 弾性体
９１ 被支持部分
９２ 延出部分
９２ａ 密着部
９２ｂ 非密着部
Ｐ 用紙（記録媒体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流路が形成された管が取り付けられる取付口、記録媒体に対して液体が吐出される吐出口、及び、前記取付口と前記吐出口とを接続する流路が形成された、本体と、
前記取付口に装着されたジョイントであって、前記本体における前記取付口を画定する壁に取り付けられたキャップ、及び、前記キャップ内に配置され、前記取付口に取り付けられた前記管と前記取付口とを液密に接続する弾性体を含む、ジョイントと、を備え、
前記弾性体は、前記キャップに支持された被支持部分と、前記被支持部分から前記管の前記取付口への取付け方向に延出した筒状の延出部分であって、前記取付口に取り付けられた前記管の外周面に密着する密着部を含み、前記管の前記取付口への取付け時及び前記取付口からの取外し時に径方向に撓む延出部分と、を有し、
前記キャップは、前記被支持部分の外側面を前記径方向外側から支持する外壁と、前記被支持部分の内側面を前記径方向内側から支持する内壁と、を有することを特徴とする、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記延出部分は、前記取付け方向と平行に延在した前記密着部と、前記取付口に取り付けられた前記管の外周面から離隔し、前記被支持部分から前記密着部に向けて先細状に傾斜して延在した非密着部と、を有し、
前記非密着部の前記取付け方向の長さが、前記密着部の前記径方向に関する前記管の取付け時の変位量よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記本体における前記取付口を画定する壁が、前記管の前記取付口からの取外し方向に突出し且つ先端において前記キャップと共に前記被支持部分を支持する突起を有し、
前記先端は、前記内壁よりも前記径方向外側に位置し、前記径方向内側に偏心した頂部を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記先端は、前記頂部と、前記頂部を挟んで前記径方向外側及び内側にそれぞれ配置され且つ前記取付け方向に対して傾斜した外側傾斜面及び内側傾斜面と、を含み、
前記外側傾斜面の方が、前記内側傾斜面よりも、前記取付け方向に対する傾斜角度が大きいことを特徴とする、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１】
内部に流路が形成された管が取り付けられる取付口、記録媒体に対して液体が吐出される吐出口、及び、前記取付口と前記吐出口とを接続する流路が形成された、本体と、
前記取付口に装着されたジョイントであって、前記本体における前記取付口を画定する壁に取り付けられたキャップ、及び、前記キャップ内に配置され、前記取付口に取り付けられた前記管と前記取付口とを液密に接続する弾性体を含む、ジョイントと、を備え、
前記弾性体は、前記キャップに支持された被支持部分と、前記被支持部分から前記管の前記取付口への取付け方向に延出した筒状の延出部分であって、前記取付口に取り付けられた前記管の外周面に密着する密着部を含み、前記管の前記取付口への取付け時及び前記取付口からの取外し時に径方向に撓む延出部分と、を有し、
前記キャップは、前記被支持部分の外側面を前記径方向外側から支持する外壁と、前記被支持部分の内側面を前記径方向内側から支持する内壁と、を有することを特徴とする、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記延出部分は、前記取付け方向と平行に延在した前記密着部と、前記取付口に取り付けられた前記管の外周面から離隔し、前記被支持部分から前記密着部に向けて先細状に傾斜して延在した非密着部と、を有し、
前記非密着部の前記取付け方向の長さが、前記密着部の前記径方向に関する前記管の取付け時の変位量よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記本体における前記取付口を画定する壁が、前記管の前記取付口からの取外し方向に突出し且つ先端において前記キャップと共に前記被支持部分を支持する突起を有し、
前記先端は、前記内壁よりも前記径方向外側に位置し、前記径方向内側に偏心した頂部を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記先端は、前記頂部と、前記頂部を挟んで前記径方向外側及び内側にそれぞれ配置され且つ前記取付け方向に対して傾斜した外側傾斜面及び内側傾斜面と、を含み、
前記外側傾斜面の方が、前記内側傾斜面よりも、前記取付け方向に対する傾斜角度が大きいことを特徴とする、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１３１１８１（Ｐ２０１２−１３１１８１Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８６８１６（Ｐ２０１０−２８６８１６）
【出願日】平成２２年１２月２３日（２０１０．１２．２３）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２３日（２０１０．１２．２３）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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