JP4068351B2 - インクジェット記録装置、インクジェット記録装置のオリフィス取付機構およびインクジェット記録装置のオリフィス装着方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンティニュアス方式のインクジェット記録装置およびそのオリフィス取付機構、ならびにインクジェット記録装置のオリフィス装着方法に関し、具体的にはインクジェット記録装置のオリフィス部の交換を容易にしたインクジェット記録装置、インクジェット記録装置のオリフィス取付機構およびインクジェット記録装置のオリフィス装着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の工業製品に対し、文字や図形など種々の印写パターンを形成するために、インクジェット式の記録装置が産業用、民生用に使用されている。インクジェット式記録装置は、印字対象物に対し離れた距離からインク粒子を放射して印字する非接触印字方式なので、曲面上などにでも印字でき、例えば賞味期限、シリアルナンバー、型番などの表示を製造物上に非接触で印字する。中でも、必要時にのみインクを放出するオン・デマンド式のインクジェット記録装置に対して、常時インクを放出し続けるコンティニュアス式のインクジェット記録装置は、製造ラインなどで次々に搬送される製造物に対し高速に印字でき、効率的に連続使用できるメリットがあり、各分野で利用されている。
【０００３】
コンティニュアス方式のインクジェット記録装置は、インク粒子を噴射ノズル２０から常時連続的に噴射し、噴射されるインク粒子を必要分だけ偏向させて印字対象物に印写し、所望の印写パターンを印字対象物上に形成する。このインクジェット記録装置は、印字可能な状態では常に噴射ノズル２０からインクを噴出する一方、印字に用いられないインクはガター２１によって回収され、再利用される。この様子を図１に基づいて説明する。図１はインクジェット記録装置のヘッド部２の構成を示す模式図である。図１に示すヘッド部２は、矩形箱形をなすハウジング２４の内部に噴射ノズル２０と、ガター２１と、帯電電極２２と、偏向電極２３を備える。
【０００４】
噴射ノズル２０には給液管３が接続され、給液管３にはインク供給管３０と溶剤供給管３１とが、三方弁１４により切換え可能に接続されている。三方弁１４は三つの流路を分岐する弁であり、図１の例ではインク供給管３０と溶剤供給管３１のいずれかを給液管３に切り替えて接続する。三方弁１４を切り替えてインク供給管３０を給液管３に接続すると、噴射ノズル２０の内部に所定の圧力に加圧されたインクが導入される。このインクは、噴射ノズル２０の一の周壁に貫通形成されたノズル部分１、および噴射ノズル２０のインク送出面でノズル部分１と対応する位置に設けられたインク噴射孔６を経て所定の速度にて噴射される。また噴射の方向にはガター２１が噴射ノズル２０に対向するように配置され、ガター２１には第１回収管３２が接続されている。また噴射ノズル２０には、立ち下げ動作時などヘッド部２の圧力を抜くためのリターン経路３３が接続されている。
【０００５】
噴射ノズル２０の内部には、ピエゾ振動子等、高周波電圧の印加により振動する圧電振動子４が、その振動片の先端をインク噴射孔６に臨ませて配置してあり、この圧電振動子４を上述のインク噴射中に振動させると、ヘッド部２から噴射されるインクは、その噴射経路の中途にて相互に分離せしめられ、所定の間隔にて並ぶインク粒子となって進行する。帯電電極２２および偏向電極２３は、このようなインク粒子の進行経路に沿って並設してあり、前者は前記インク粒子への分離が生じる位置に配され、後者は分離が生じる位置の直後に配されている。
【０００６】
帯電電極２２には、夫々のインク粒子への分離に同期して制御された電圧が印加されており、帯電電極２２の配設位置を通過する各インク粒子は、個々に異なる電荷を有して帯電せしめられる。また偏向電極２３には、高圧の直流電圧が印加され、所定の強度の電界が形成されており、帯電電極２２の作用により帯電せしめられたインク粒子は、偏向電極２３の配設位置を通過するとき、電界の作用により夫々の電荷に応じて偏向され、ハウジング２４の端壁に形成された送出口５を経て送出され、送出口５に対向する印字対象物Ａに印写せしめられる。
【０００７】
また噴射ノズル２０から噴射されるインク粒子の一部は、帯電電極２２の通過時に帯電されず、電界の作用により偏向されることなく直進して、ガター２１に捕捉されて第１回収管３２に回収される。このようにして印字対象物Ａの表面には、送出口５から送出されるインク粒子により形成されるドットと、ガター２１に捕捉されるインク粒子の対応位置に形成される空白との組み合わせにより、文字、図形等の所望のパターンを形成することができる。
【０００８】
インクジェット記録装置において、インク粒子はオリフィス部７に設けられたインク噴射孔６から放出される。このインク噴射孔６は数１０〜数１００μｍといった極めて微小な口径である。一方、インクは乾燥すると固着する性質があるため、インクジェット記録装置を使用するにしたがってインクの供給経路や噴射口でインクが固化して使用できなくなる。特にインク噴射孔６においてインクが固着するとインク粒子の噴出が制限され、あるいは噴射できなくなる。このため、インクジェット記録装置を使用する過程ではオリフィス部７を交換する必要が生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、オリフィス部７やオリフィス部７の固定された噴射ノズル２０は、通常複数のネジで固定されているため、オリフィス部７を交換するためにはこれらを一旦分解しなければならない。分解にはドライバなどの工具が必要となり、また多数のネジをドライバで緩めて、オリフィス部７の交換後に再び締め付ける作業は時間のかかる面倒な作業となる。
【００１０】
さらに、インクジェット記録装置ではインク噴射孔６の口径が極めて微細であり、また正確な印字を行うためインクの噴出方向や帯電電極２２との配置関係、ガター２１の位置など、各部材間の相対的な位置決めが厳格に要求される、従来、オリフィス部７を交換するためには、噴射ノズル２０を固定している基台１５から一旦取り外す必要があった。基台１５から噴射ノズル２０を取り外すと、当然ながら調整のとれた位置関係が失われてしまうため、オリフィス部７を装着後再度位置決め作業を行わねばならない。このような位置決めのための調整作業は相互の部材に関係しているため極めて困難で、熟練を要する作業となる。
【００１１】
一方で図２に示すように、オリフィス部を容易に交換可能としたインクジェット記録装置が特開平９−１９３４０２号公報に開示される。この公報に記載されるインクジェット記録装置のオリフィス部７は、帯電電極２２を回転可能とし、帯電電極２２でオリフィス部７を挟み込んだ上で弾性体８が帯電電極２２を介してオリフィス部７を噴射ノズル２０に押し当てて保持する構成としている。この機構は、ワンタッチでオリフィス部７の脱着が可能である反面、弾性体８からの押圧力によってオリフィス部７のインク噴射孔６からのインクの噴出方向に狂いが生じ軸がずれるおそれがあった。特に図２に示すような円筒状の弾性体８からでは押圧力が一定に伝達されにくく、押圧の圧力が均一とならずにひずみが生じるおそれもある。特にこのような弾性体８は、長期に渡って常時一定の押圧力を付与し続けることが困難であり、微妙な押圧力の変化によって帯電電極２２の位置関係が狂ってしまうことも考えられ、経年により状態が変化して位置の調整が不完全となるなど、信頼性が低下するおそれもある。また同一の基台１５上で押圧しているためこの力が他の部材にも伝わり、位置関係の基準となる基台１５自体に狂いが生じて調整が混乱することもある。
【００１２】
一方で弾性体８からの押圧力が常に帯電電極２２およびオリフィス部７に印加され続ける状態であるため、経年によりインクの噴出方向がずれたり、また帯電電極２２との配置関係に狂いが生じたりして精度の高い印字が徐々に困難となり、遂には再度位置調整が必要となる。さらに帯電電極２２自体を回転可能としているため、この部分でがたつきが生じたり位置ずれが発生するおそれもあった。さらにまたオリフィス部７と帯電電極２２が接触しているため、物理的な衝撃に弱い上、一方がずれるとずれが他方に直接伝わるという問題もあった。
【００１３】
本発明はこのような状況に鑑みて開発されたものである。本発明の主な目的は、インクジェット記録装置のオリフィス部の交換を容易に行えると共に、インク噴射孔その他の位置決め作業が不要なインクジェット記録装置、インクジェット記録装置のオリフィス取付機構およびインクジェット記録装置のオリフィス装着方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のインクジェット記録装置は、基台１５に載置され、インク送出面からインクを噴射する機構を備える噴射ノズル２０と、前記噴射ノズル２０のインク送出面を脱着可能に被覆し、インクを噴出するインク噴射孔６を備えるオリフィス部７と、前記オリフィス部７を前記噴射ノズル２０のインク送出面に押圧して連結する連結具１０と、噴出されたインク粒子に所定の電圧で帯電させる帯電電極２２と、帯電されたインク粒子を所定の方向に偏向する偏向電極２３と、前記噴射ノズル２０に対向して配置され、印字に使用されないインク粒子を回収するガター２１とを備えるコンティニュアス式のインクジェット記録装置に関するものである。このインクジェット記録装置はさらに、前記オリフィス部７の前記インク送出面との対向面に設けられ、前記インク噴射孔６を除く位置に設けられた少なくとも２つの位置決め部９と、前記インク送出面の前記オリフィス部７との対向面に設けられ、前記位置決め部９と対応する位置に設けられた位置決め対応部とを有し、前記位置決め部９および位置決め対応部によって、前記噴射ノズル２０とオリフィス部７との位置決めがなされ前記インク噴射孔６の噴射方向が調整され、前記連結具１０は、前記オリフィス部７を前記噴射ノズル２０のインク送出面に押圧する押圧部と、前記押圧部が前記オリフィス部７を押圧した状態に保持する係止部と、を備え、前記押圧部は、前記基台１５に取り付けられた状態で、取り付け位置を支点として、前記押圧部を前記オリフィス部７から前記帯電電極２２の方向に傾斜することにより、前記オリフィス部７を前記噴射ノズル２０に対して装着可能となり、一方前記オリフィス部７を前記噴射ノズル２０に装着した状態で、前記押圧部を傾斜姿勢から直立姿勢となるよう移動させて、前記オリフィス部７を前記インク送出面に対しほぼ垂直方向から押圧するよう前記押圧部で当接して連結できるよう構成してなることを特徴とする。
【００１５】
オリフィス部７に設けられた位置決め部９は、インク噴射孔６に対して互いに相対する側に設けることができる。
【００１６】
また、前記連結具１０が前記オリフィス部７を前記噴射ノズル２０のインク送出面に押圧する押圧部と、前記オリフィス部７が前記噴射ノズル２０のインク送出面から外れないように前記噴射ノズル２０の上面で前記押圧部に絡めて保持する係止部とを有することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の他のインクジェット記録装置は、前記オリフィス部７は垂直方向に延長された少なくとも１つの段差部７ａを設けており、前記段差部７ａに前記押圧部が案内されて押圧部がオリフィス部７を保持することを特徴とする。
【００１８】
さらにまた、本発明の他のインクジェット記録装置は、前記位置決め部９および段差部７ａは前記オリフィス部７と一体成形されていることを特徴とする。
【００１９】
さらにまた、本発明の他のインクジェット記録装置は、前記オリフィス部７は、焼結品であることを特徴とする。焼結品としては、セラミックス製や金属粉末による焼結などがある。
【００２０】
さらにまた、本発明の他のインクジェット記録装置は、前記押圧部が前記オリフィス部７を前記噴射ノズル２０のインク送出面に対しほぼ垂直方向に弾性的に押圧する垂直バネ１１であり、前記係止部は前記垂直バネ１１をオリフィス部７のインク送出面に押圧した状態でこれを係止する水平バネ１２であることを特徴とする。
【００２１】
さらにまた、本発明の他のインクジェット記録装置は、前記垂直バネ１１および水平バネ１２が、金属線を折曲したワイヤーで構成されることを特徴とする。
【００２２】
さらにまた、本発明の他のインクジェット記録装置は、前記噴射ノズル２０、オリフィス部７、連結具１０は、同一の基台１５上に設けられたことを特徴とする。
【００２３】
さらにまた、本発明の他のインクジェット記録装置は、前記噴射ノズル２０は、ヘッド部２において前記帯電電極２２、偏向電極２３およびガター２１と異なる基台１５上に固定されてなることを特徴とする。
【００２４】
さらにまた、本発明の他のインクジェット記録装置は、前記位置決め部９および位置決め対応部が、ピンと前記ピンを挿通するピン孔で構成されることを特徴とする。
さらにまた、本発明の他のインクジェット記録装置は、前記オリフィス部７に設けられた前記位置決め部９が、前記インク噴射孔６を挟んで左右の位置に設けられていることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明のインクジェット記録装置のオリフィス取付機構は、基台１５に載置され、インク送出面からインクを噴射する機構を備える噴射ノズル２０と、前記噴射ノズル２０のインク送出面を脱着可能に被覆し、インクを噴出するインク噴射孔６と、前記インク噴射孔６を除く位置に設けられた少なくとも２つの位置決め部９と、垂直方向に延長された少なくとも一の段差部７ａとを備えるオリフィス部７と、噴出されたインク粒子に所定の電圧で帯電させる帯電電極２２と、を備えるインクジェット記録装置のオリフィス取付機構において、前記段差部７ａに案内されて前記オリフィス部７を前記噴射ノズル２０のインク送出面に対しほぼ垂直方向に弾性的に押圧する垂直バネ１１と、前記垂直バネ１１を前記オリフィス部７に押圧した状態で前記噴射ノズル２０の上面で前記垂直バネ１１に絡めてこれを係止する水平バネ１２と、を有し、前記垂直バネ１１は、前記基台１５に取り付けられた状態で、取り付け位置を支点として、前記垂直バネ１１を前記オリフィス部７から前記帯電電極２２の方向に傾斜することにより、前記オリフィス部７を前記噴射ノズル２０に対して装着可能となり、一方前記オリフィス部７を前記噴射ノズル２０に装着した状態で、前記垂直バネ１１を傾斜姿勢から直立姿勢となるよう移動させて、前記オリフィス部７を前記インク送出面に対しほぼ垂直方向から押圧するよう前記垂直バネ１１で当接して連結できるよう構成してなることを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明のインクジェット記録装置のオリフィス装着方法は、垂直バネ１１を、基台１５に取り付けた状態で、取り付け位置を支点として、オリフィス部７から帯電電極２２の方向に傾斜した姿勢で、噴射ノズル２０のインクを噴射するインク送出面にオリフィス部７を、オリフィス部７に設けられた位置決め部９によって位置決めして配置する工程と、前記垂直バネ１１を傾斜姿勢から直立姿勢となるよう移動させて、前記オリフィス部７に設けられた段差部７ａに垂直バネ１１を案内し、前記垂直バネ１１で前記オリフィス部７を前記噴射ノズル２０のインク送出面に対しほぼ垂直方向から押圧する工程と、前記垂直バネ１１で前記オリフィス部７を前記噴射ノズル２０のインク送出面に押圧した状態で、前記噴射ノズル２０の上面において水平バネ１２を前記垂直バネ１１に絡めて、前記水平バネ１２で前記噴射ノズル２０の上面を押圧しながら前記噴射ノズル２０の側面に設けられた切り欠き部に水平バネ１２を係止する工程と、を有することを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのインクジェット記録装置、インクジェット記録装置のオリフィス取付機構およびインクジェット記録装置のオリフィス装着方法を例示するものであって、本発明はインクジェット記録装置、インクジェット記録装置のオリフィス取付機構およびインクジェット記録装置のオリフィス装着方法を以下のものに特定しない。
【００２８】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施の形態に示される部材に対応する番号を、「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、説明を明確にするため誇張していることがある。
【００２９】
本発明の一実施例に係るインクジェット記録装置のヘッド部分の内部構成を図３〜６に示す。図３は噴射ノズル２０にオリフィス部７を連結具１０により装着した状態を示す斜視図であり、図４および図５はそれぞれ別の方向から見た分解斜視図であり、図６は基台１５上に噴射ノズル２０、オリフィス部７を連結具１０で連結する様子を示す分解斜視図である。インクジェット記録装置は主としてラベルの印字など産業用途に使用されるもので、ヘッド部２と、これに接続されてインク供給管や各種経路、タンク、ポンプなどを含むインクジェット記録装置本体で構成される。ヘッド部２は、インクジェット記録装置の本体と連結チューブで連結して、インクジェット記録装置本体と別の位置に配置することができるよう構成されている。
【００３０】
［ヘッド部２］
ヘッド部２は図３に示すように、インクを一方向に噴射する噴射ノズル２０と、噴射ノズル２０による噴射の経路にほぼ対向するよう配置されたインク回収用のガター２１と、噴射ノズル２０からガター２１に至る噴射経路に沿って並設された帯電電極２２および偏向電極２３を備える。オリフィス部７は、噴射ノズル２０の前面であるインク送出面に脱着可能に取り付けられる。
【００３１】
印字を行う際には、噴射ノズル２０内部の噴出流路に所定の圧力に加圧したインクを供給する。噴射ノズル２０の内部では電圧により圧電振動子４を振動されてインクを加振し、粒子化する。粒子化されたインクはオリフィス部７のインク噴射孔６からインクを噴出させる。粒子化されたインクは、帯電電極２２に電圧を加えることにより帯電し、さらに偏向電極２３によって偏向されて外部に出射され、印字対象物まで飛翔して付着し印字が行われる。
【００３２】
本発明の一実施例に係るインクジェット記録装置のヘッド部２の構成は、図１に示す従来のヘッド部２とほぼ同様の構造である。このヘッド部２は、インクまたは溶剤を一方向に噴射する噴射ノズル２０と、噴射ノズル２０による噴射の経路にほぼ対向するよう配置された回収用のガター２１と、噴射ノズル２０からガター２１に至る噴射経路に沿って並設された帯電電極２２および偏向電極２３とを、箱形のハウジング２４の内部に備えている。
【００３３】
このヘッド部２は、噴射ノズル２０、ガター２１、並びに偏向手段としての帯電電極２２および偏向電極２３を、矩形箱形をなすハウジング２４の内部に備え、インク供給管３０を経て噴射ノズル２０に供給される加圧インクを、噴射ノズル２０の一側のインク噴射孔６から圧電振動子４により加振しつつ噴射させ、この加振に応じて相互に分離したインク粒子の一部を、帯電電極２２および偏向電極２３の作用により偏向し、ハウジング２４に形成された送出口５から送り出し、残りのインク粒子をガター２１に捕捉して、回収チューブ２０内に回収する構成となっている。
【００３４】
上述の通り、帯電電極２２および偏向電極２３の作用により偏向されて送出口５から送出されるインク粒子（印写粒子）は、この送出口５に対向配置された被印写物Ａに印写され、被印写物Ａの表面にドットが形成される。また帯電電極２２および偏向電極２３の作用により偏向されないインク粒子（空白粒子）は、送出口５から送出されずにガター２１に回収され、このとき被印写物Ａの対象位置に空白が形成される。
【００３５】
被印写物Ａには、印写粒子により形成されるドットと、空白粒子の対応位置に形成される空白との組み合わせにより、偏向の方向に一列に並ぶドットパターンが形成される。このようなドットパターンを、被印写物Ａを偏向の方向と略直交する方向に移動させながら、ドットと空白との組み合わせを種々に変えて形成することにより、被印写物Ａの表面には、各移動位置にて得られたドットパターンの集合体として所望の印写パターンが形成される。
【００３６】
したがって、噴射ノズル２０から噴射されるインク粒子のいくつかを１ユニットとし、各ユニット内に含まれるインク粒子を、形成すべきドットパターンに応じて、印写粒子および空白粒子のいずれかに、その順序を含めて設定することにより所望の印写パターンを形成することができる。
【００３７】
噴射ノズル２０から噴射されたインク粒子は、以上のように帯電電極２２の通過時にその印加電圧に応じた電荷を有して帯電せしめられ、偏向電極２３の通過時に、夫々の電荷に対応する偏向量を与えられて偏向される。従って、上述のように印写粒子および空白粒子の設定がなされた後、これら各粒がインク粒子に分離するタイミングに合わせて帯電電極２２に印加される電圧を制御することにより、設定通りのドットパターンを形成することができる。
【００３８】
インク噴出中にインクの供給流路内や噴出流路にごみ等の異物が侵入したり、インク噴出の停止中にインクが固着してオリフィス部７のインク噴射孔６が詰まると、正常にインクを噴出できなくなることがある。このようになると、インクの噴出方向が曲がったり、インクを粒子化する条件が狂ったりする。そして、オリフィス部７のインク噴射孔６が完全に詰まると、インクが噴出されなくなり、正常な印字ができなくなる。
【００３９】
このようなときは、オリフィス部７を噴射ノズル２０から取り外し、噴射ノズル２０のインク供給流路や噴出流路を洗浄する。インク噴射孔６を洗浄してオリフィス部７が再使用できないときは、オリフィス部７を交換する。
【００４０】
［オリフィス部７］
オリフィス部７は、噴出ノズルからインクを噴射するインク噴射孔６を設ける部材である。オリフィス部７は噴射ノズル２０の前面で、ノズル部分を被覆するように配置される。オリフィス部７は交換可能で、垂直バネ１１と水平バネ１２によって噴射ノズル２０に脱着可能に保持される。図４に示すオリフィス部７は、噴射ノズル２０の前面とほぼ等しい面積で側面をゆるやかに湾曲させた形状をしている。オリフィス部７の中心部には、噴射ノズル２０のノズル部分と対向する位置にインク噴射孔６が設けられる。インク噴射孔６は機械加工やレーザ加工で形成され、その口径は数１０〜数１００μｍである。またオリフィス部７の材料は、セラミックス製や金属粉末による焼結などが利用できる。あるいは射出成形の可能な樹脂としてもよい。
【００４１】
［位置決め部９］
またオリフィス部７は噴射ノズル２０と接触する面に位置決め部９を設けている。位置決め部９の例を図８〜１１に示す。図８および図９には、位置決め部９Ａ、９Ｂを実現する２種類のオリフィス部７Ａ、７Ｂを例示すると共に、オリフィス部７Ａに対応する実施例を図１０、オリフィス部７Ｂに対応する実施例を図１１にそれぞれ示している。
図１０に示すオリフィス部７Ａに設けられた位置決め部９Ａは、インク噴射孔６Ａに対してほぼ対角線上に位置する２カ所に設けられた位置決め穴２５である。同じく噴射ノズル２０にも、位置決め穴２５に対応する位置に位置決め部９Ａとして位置決めピン２６を挿通する挿通孔２７を形成する。位置決めピン２６をオリフィス部７の位置決め穴２５に挿通して、噴射ノズル２０に設けられた挿通孔２７に固定することでインク噴射孔６Ａが所定の位置となるように位置決めされる。位置決めピン２６は挿通孔２７にネジ止めされ、オリフィス部７Ａを狭着する。位置決めピン２６の形状は円柱状、四角、六角柱状などの角柱状、あるいは中空のパイプ状などのものが使用できる。また図示しないが、位置決めピン２６を別部材とせず、噴射ノズル２０の前面に一体成形で設けても良い。
また図１１に示すように、位置決め部９Ｂとして位置決め突起２８をオリフィス部７Ｂに設け、位置決め突起２８に対応して噴射ノズル２０の前面に挿通孔２９を設けてもよい。位置決め突起２８はオリフィス部７Ｂに一体成形してもよく、あるいは別部材で設けてもよい。噴射ノズル２０の挿通孔２９にオリフィス部７Ｂの位置決め突起２８を挿通させることによって、インク噴射孔６Ｂが所定の位置となるように位置決めされる。位置決め部９を最低２つ設けることによって、オリフィス部７と噴射ノズル２０の位置関係は一義的に決まるため、簡単かつ確実に位置決めを行うことができる。なお位置決め部９としてピンや穴を３つ以上設けても良い。さらにまた位置決め部９は、図１０の例のようにオリフィス部７と噴射ノズル２０の固定機構を兼用してもよいし、固定機構を別途設けてもよい。
【００４２】
［段差部７ａ］
さらにオリフィス部７は、後述する垂直バネ１１を保持するための段差部７ａを設けている。段差部７ａは、図４に示すように垂直方向に２カ所設けられ、それぞれに垂直バネ１１が当接して安定に保持される。なお段差部７ａは、後述する垂直バネ１１などの連結具１０を案内する凹部でもよい（図示せず）。凹部に垂直バネ１１が案内されて垂直バネ１１とオリフィス部とが連結される。
【００４３】
［連結具１０］
噴射ノズル２０の前面に位置決めして配置されたオリフィス部７をこの状態で保持するために、連結具１０が使用される。図３〜６に示す連結具１０は、垂直バネ１１と水平バネ１２で構成される。垂直バネ１１はオリフィス部７を噴射ノズル２０の前面に押圧して保持し、水平バネ１２は、垂直バネ１１が外れないように噴射ノズル２０の上面でこれを保持する。これらの垂直バネ１１、水平バネ１２は金属製のワイヤを折曲して形成したもので、弾性変形することによりオリフィス部７を噴射ノズル２０の前面で固定する。なお図においては、ワイヤの折曲部分に区切りの線が描画されているが、これはワイヤが別部材で構成されているものに限定する意図でなく、複数のワイヤを溶接したものでも、一本のワイヤを折曲したもののいずれでも本実施例を構成することが可能である。
【００４４】
［垂直バネ１１］
垂直バネ１１は、図６に示すように略コ字状をしており、水平部１１ｂと、その両端からほぼ直角に折曲された２つの垂直部１１ａと、垂直部１１ａの先端でそれぞれ一方に折曲されたカギ状部１１ｃの構成となっている。カギ状部１１ｃは基台１５に設けられた垂直バネ穴１３に挿通される。このとき、カギ状部１１ｃの突出する方向が噴射ノズル２０の前方すなわちインクが噴射される方向となるように挿通される。これによって、垂直バネ１１は垂直バネ穴１３を支点として前方に傾斜できるとともに、傾斜した際に垂直バネ穴１３から垂直バネ１１が抜けてしまわないように係止される。さらに垂直バネ１１部のカギ状部１１ｃを垂直バネ穴１３に挿入して直立させた状態で、オリフィス部７に設けた段差部７ａが垂直バネ１１の垂直部１１ａに合致するように構成される。このため、垂直バネ１１の垂直部１１ａ同士の間隔はオリフィス部７の２つの段差部７ａ同士の幅とほぼ同じか、若干大きく形成する。あるいは段差部７ａの幅よりも若干狭く形成して、垂直バネ１１を弾性変形させて嵌入しても良い。また垂直バネ１１を直立させた状態で、垂直バネ１１の水平部１１ｂはオリフィス部７の上縁との間に後述する水平バネ１２を挿通する水平バネ挿通部１１ｄを構成する。水平バネ挿通部１１ｄの高さが水平バネ１２をほぼ挿通できる大きさとなるように、垂直部１１ａの長さは設定される。この垂直バネ１１は、カギ状部１１ｃを垂直バネ穴１３に挿通して使用し、図５に示すように垂直バネ穴１３を支点として前方に傾斜させた状態でオリフィス部７を装着する。また、装着され位置決めがなされたオリフィス部７に対し、垂直バネ１１を直立させて垂直部１１ａが段差部７ａに当接し、オリフィス部７が噴射ノズル２０から外れないように保持する。さらに、水平バネ１２によって垂直バネ１１は直立したまま保持され、これによってオリフィス部７を保持した状態で安定に固定される。
【００４５】
［水平バネ１２］
水平バネ１２は、図５に示すように全体をＬ字状に折曲したワイヤとしている。Ｌ字状の一方については操作棒１２ａとして、安全のため先端をループ状に折り返す。またＬ字状の他方については、２つの突出折曲部１２ｂを設けると共に、先端を前方に折り返して第１の係止部１２ｃとしている。第１の係止部１２ｃは、後述する基台１５に設けられた第１の基台係止部１５ａに係止されて、この部分を支点として操作棒１２ａを旋回させ、他方を基台１５の第２の基台係止部１５ｂに係止して固定する。その際、２つの突出折曲部１２ｂで垂直バネ１１の垂直部１１ａをそれぞれ保持し、垂直バネ１１が前方に倒れないように保持する。一方で２つの突出折曲部１２ｂの間に形成される押圧片１２ｄを、垂直バネ１１の水平部１１ｂとオリフィス部７の上端との間に形成される隙間である水平バネ挿通部１１ｄに挿入し、押圧片１２ｄでもって噴射ノズル２０の上面を弾性的に押圧して水平バネ１２を噴射ノズル２０に固定している。そして突出折曲部１２ｂを挟んで第１の係止部１２ｃと対になる位置を第２の係止部とし、第２の係止部を基台１５の第２の基台係止部１５ｂに引っ掛けて抜けないように固定する。
また水平バネ１２の形状は、図３〜５、７に示すように操作棒１２ａをインクの出射方向に対して後方に折曲させる形状とする他、これとは逆に図６に示すように前方に突出するように折曲した形状とすることもできる。
【００４６】
［基台１５］
噴射ノズル２０は直接ヘッド部２のベース基板上に直接装着されるのでなく、図４および図５に示すように基台１５および第２の基台１６を介して装着される。基台１５は、上面に噴射ノズル２０を載置してネジ止めにより固定し、さらに連結具１０である垂直バネ１１と水平バネ１２を連結してオリフィス部７を噴射ノズル２０の前面に保持して固定する。また、基台１５の両端を折曲して直立させ基台側面部とし、この部分に水平バネ１２を係止するための第１、第２の基台係止部１５ａ、１５ｂを各々設けている。第１、第２の基台係止部１５ａ、１５ｂは、基台側面部の上縁に切り込みを入れて形成した切り欠き部であり、様々な形状が利用できる。例えば各々の基台係止部に案内される水平バネ１２が抜け難くなるように、Ｃ字状に開口して開口部分を狭くし両方の壁面を湾曲させて突出させる。また一方の壁面を傾斜面として水平バネ１２を案内し易くすると共に、他方を折り返すように湾曲させてカギ状に突出させ、水平バネ１２が抜け難くすることもできる。この構造の開口部では、水平バネ１２は噴射ノズル２０の後方から前方すなわちインクの噴射方向に向かって導入され、前方から上方にかけて湾曲したカギ状部分により引っ掛けられて抜けないように保持される。このように基台係止部の切り欠き部の形状は様々な構成が利用でき、図５、図７の例では第１の基台係止部１５ａと第２の基台係止部１５ｂの形状を同様にして、斜面状とカギ状の組み合わせにより挿入、係止が容易になるよう構成している。一方図６に例では、第１の基台係止部１５ａを斜面状とカギ状の組み合わせとし、第２の基台係止部１５ｂを２つのカギ状突出部を段差をつけて対向させたＣ字状として、ここに案内される水平バネ１２を確実に保持し抜け落ち難くしている。
【００４７】
また図６に示す基台１５は、基台側面部の形状を左右で変えてあり、一方は一枚の基台側面部に基台係止部を設けており、他方は２枚の基台側面部の、前方にのみ基台係止部を設けている。これらの基台係止部を区別するために、一枚の基台側面部（図３において噴射ノズル２０の右側）に設けられた基台係止部を第１の基台係止部１５ａ、二枚の基台側面部の内前方のもの（図３において噴射ノズル２０の左側であってその右側）を第２の基台係止部１５ｂと呼ぶ。ただ、これらの位置関係を入れ替えても、あるいは第１、第２の基台係止部のみでそれぞれ基台側面部の形状を構成することも可能であることはいうまでもない。
【００４８】
基台１５には噴射ノズル２０をネジ止めするためのネジ穴が底面、側面などに複数穿孔され、また基台１５の前方には上述のように垂直バネ１１のカギ状部１１ｃを挿通するための垂直バネ穴１３を２つ設けている。噴射ノズル２０を載置する基台１５は、第２の基台１６上に姿勢を調整可能な状態で連結される。第２の基台１６はベース基板１７上に固定されており、位置決め機構１８を介して基台１５を連結する。位置決め機構１８は、噴射ノズル２０に固定されたオリフィス部７のインク噴射孔６から噴射されるインク粒子の方向と帯電電極２２、偏向電極２３、ガター２１などとの位置関係を調整可能なように、インク噴射孔６の射出方向を上下左右に調整可能としている。角度の調整には調整ネジ１９が使用される。なお、調整ネジ１９などを挿通するため基台１５に形成されたネジ穴は、図３〜５に示す例では半円状に形成しているが、図６に示すように円形状のネジ穴とすることもできる。
【００４９】
このように噴射ノズル２０を直接ベース基板１７上に固定せず、基台１５上に固定されている第２の基台１６と調整機構を介して、いいかえると基台１５がベース基板１７と分離された状態で連結されていることにより、各部材の位置ずれによって相互の位置関係が狂う自体を回避できる。各部材の位置関係は複雑に絡み合っているため、オリフィス部７を交換するために噴射ノズル２０をベース基板１７から外してしまうと、部材間の位置関係が完全に失われて、再度位置調整を行う必要があった。この作業は極めて面倒で技量を要し、時間のかかる作業であった。そこで、オリフィス部７の固定を２つのバネで行うことで脱着を容易にすると共に、噴射ノズル２０をベース基板１７上から分離しないで交換可能とした。また、オリフィス部７を噴射ノズル２０に押圧して脱着可能に固定する機構を噴射ノズル２０と同じ部材に載置することによって、この部分の応力が他の部材に伝達することを回避し、同時に他の部分からの応力も伝達しないようにしている。これによって各部材が独立して、ゆがみやずれなどが他の部分に及ばないようにでき、万一位置ずれが生じてインクの噴出方向や軸がずれても、問題の生じた部材のみを位置調整すれば足り、調整すべき箇所を最小限として作業の複雑かを防止できるというメリットを享受できる。
【００５０】
［オリフィス部７の装着過程］
この構成の連結具１０は、以下のようにして図７に示すようにオリフィス部７を噴射ノズル２０に装着する。
（ａ）まず垂直バネ１１の先端であるカギ状部１１ｃを、図６に示すように基台１５に設けた垂直バネ穴１３に挿入した状態で、図５のように前方に傾斜させる。この状態でオリフィス部７を噴射ノズル２０のインク送出面に装着する。オリフィス部７に形成された位置決め部９によって、インク噴射孔６とインク送出孔が位置決めされる。オリフィス部７を噴射ノズル２０に装着した後、垂直バネ１１を起こして直立させる。このとき、垂直バネ１１の垂直部１１ａが弾性変形して段差部７ａに当接する。
【００５１】
（ｂ）図７（ａ）に示すように垂直バネ１１でオリフィス部７を保持した状態で、水平バネ１２の先端である第１の係止部１２ｃを基台１５の側面に設けられた第１の基台係止部１５ａに係止する。第１の基台係止部１５ａはカギ状であるため、噴射ノズル２０の後方から前方に向かって挿入することで簡単に引っ掛けることができる。
【００５２】
（ｃ）図７（ｂ）に示すように、水平バネ１２を第１の基台係止部１５ａを軸に回転させるようにして、操作棒１２ａを第２の基台係止部１５ｂに向かって押し出し、水平バネ１２の押圧片１２ｄを垂直バネ１１の水平部１１ｂとオリフィス部７の上端との間に形成された隙間である水平バネ挿通部１１ｄに挿入する。その際、図７（ｂ）においてコ字状をした突出折曲部１２ｂが垂直バネ１１の右側の垂直部１１ａに直交してこれを保持する。さらに、左側の垂直部１１ａももう一方の突出折曲部１２ｂで挟み込みようにして保持する。
【００５３】
（ｄ）最後に、図７（ｃ）に示すように水平バネ１２の第２の係止部を基台１５の第２の基台係止部１５ｂに係止して固定する。この状態で垂直バネ１１は左右２つの垂直部１１ａがそれぞれ垂直バネ穴１３、水平バネ１２の突出折曲部１２ｂによって噴射ノズル２０に向かって押圧されるので、垂直バネ１１が前方に倒れることなくオリフィス部７は外れないよう固定される。一方水平バネ１２は、第１、第２の基台係止部１５ｂと垂直バネ１１によって相互に逆方向の応力を受けるので、外れないように固定される。以上のようにしてオリフィス部７を噴射ノズル２０の前面に装着して固定し、図３のような状態となる。このように、ネジやドライバなどを使用することなくワンタッチでオリフィス部７の交換が容易に行え、しかも既に調整がとれた位置関係を崩すことなく作業を行えるので面倒な位置決めや再調整作業が不要となり、作業を容易にかつ迅速に完了させることができるというメリットが実現される。
【００５４】
特に帯電電極２２やガター２１など他の部材と別の基台１５上に噴射ノズル２０およびオリフィス部７、さらにこれらの連結具１０を設けているため、バネの弾性力や押圧力が完全に分断され、これらに余計な外力が他の部材に伝搬して位置関係を乱すことがない。また従来例と異なり帯電電極２２を回転させず固定しているため、この部分での位置ずれなどのトラブルを回避でき、さらに経年による位置決め調整も不要とできるなどのメリットもある。このように、可動部材と固定部材を接触させることを避けて、これらを完全に分離することにより位置決めのとれた状態が安定して保たれるというメリットを享受できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインクジェット記録装置、インクジェット記録装置のオリフィス取付機構およびインクジェット記録装置のオリフィス装着方法は、オリフィス部の取付作業を容易にすると共に位置決め作業を不要とし、極めて使い勝手の良いインクジェット記録装置を実現している。特に、本発明のインクジェット記録装置、インクジェット記録装置のオリフィス取付機構およびインクジェット記録装置のオリフィス装着方法が、オリフィス部自体に位置決め部を備えており、この位置決め部によって位置決めがなされるため、インクの噴出方向の調整などの位置調整作業が不要で簡単かつ短時間に交換が可能である。また連結具にバネを使用することで、連結具に必要な部品点数を減らし、かつ工具を使わないことによる作業能率の向上も図られる。さらに、分離、装着するオリフィス部以外の部材を分解する必要をなくすことにより、噴射ノズルへのオリフィス部の固定のみが単独で行われるため位置関係の基準がずれることがない。さらにまた、噴射ノズルおよびオリフィスの連結具を同一の基台上に設ければ、位置ずれの伝搬を防止して調整作業の複雑化を回避することも実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンティニュアス式インクジェット記録装置のヘッド部の構成を示す模式図である。
【図２】従来のインクジェット記録装置のオリフィス部の取付機構を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施例に係るインクジェット記録装置のヘッド部の内部構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示すヘッド部の内部構成を示す分解斜視図である。
【図５】図３に示すヘッド部の内部構成を図４と別の角度から見た分解斜視図である。
【図６】噴射ノズルを基台上に固定する構成の一例を示す分解斜視図である。
【図７】噴射ノズルにオリフィス部を装着して固定する構成の一例を示す斜視図である。
【図８】位置決め部の構成例を示す分解斜視図である。
【図９】図８の位置決め部を別の角度から見た分解斜視図である。
【図１０】位置決め部の構成する一例を示す分解斜視図である。
【図１１】位置決め部の構成する他の例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１・・・ノズル部分
２・・・ヘッド部
３・・・給液管
４・・・圧電振動子
５・・・送出口
６・・・インク噴射孔
７、７Ａ、７Ｂ・・・オリフィス部
７ａ・・・段差部
８・・・弾性体
９、９Ａ、９Ｂ・・・位置決め部
１０・・・連結具
１１・・・垂直バネ
１１ａ・・・垂直部
１１ｂ・・・水平部
１１ｃ・・・カギ状部
１１ｄ・・・水平バネ挿通部
１２・・・水平バネ
１２ａ・・・操作棒
１２ｂ・・・突出折曲部
１２ｃ・・・第１の係止部
１２ｄ・・・押圧片
１３・・・垂直バネ穴
１４・・・三方弁
１５・・・基台
１５ａ・・・第１の基台係止部
１５ｂ・・・第２の基台係止部
１６・・・第２の基台
１７・・・ベース基板
１８・・・位置決め機構
１９・・・調整ネジ
２０・・・噴射ノズル
２１・・・ガター
２２・・・帯電電極
２３・・・偏向電極
２４・・・ハウジング
２５・・・位置決め穴
２６・・・位置決めピン
２７・・・挿通孔
２８・・・位置決め突起
２９・・・挿通孔
３０・・・インク供給管
３１・・・溶剤供給管
３２・・・第１回収管
３３・・・リターン経路

Claims (12)

1. 基台に載置され、インク送出面からインクを噴射する機構を備える噴射ノズルと、
   前記噴射ノズルのインク送出面を脱着可能に被覆し、インクを噴出するインク噴射孔を備えるオリフィス部と、
   前記オリフィス部を前記噴射ノズルのインク送出面に押圧して連結する連結具と、
   噴出されたインク粒子に所定の電圧で帯電させる帯電電極と、
   帯電されたインク粒子を所定の方向に偏向する偏向電極と、
   前記噴射ノズルに対向して配置され、印字に使用されないインク粒子を回収するガターと、
   を備えるコンティニュアス式のインクジェット記録装置であって、前記インクジェット記録装置はさらに、
   前記オリフィス部の前記インク送出面との対向面に設けられ、前記インク噴射孔を除く位置に設けられた少なくとも２つの位置決め部と、
   前記インク送出面の前記オリフィス部との対向面に設けられ、前記位置決め部と対応する位置に設けられた位置決め対応部とを有し、
   前記位置決め部および位置決め対応部によって、前記噴射ノズルとオリフィス部との位置決めがなされ前記インク噴射孔の噴射方向が調整され、
   前記連結具は、
   前記オリフィス部を前記噴射ノズルのインク送出面に押圧する押圧部と、
   前記押圧部が前記オリフィス部を押圧した状態に保持する係止部と、
   を備え、
   前記押圧部は、前記基台に取り付けられた状態で、取り付け位置を支点として、
   前記押圧部を前記オリフィス部から前記帯電電極の方向に傾斜することにより、前記オリフィス部を前記噴射ノズルに対して装着可能となり、
   一方前記オリフィス部を前記噴射ノズルに装着した状態で、前記押圧部を傾斜姿勢から直立姿勢となるよう移動させて、前記オリフィス部を前記インク送出面に対しほぼ垂直方向から押圧するよう前記押圧部で当接して連結できるよう構成してなることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記オリフィス部は垂直方向に延長された少なくとも１つの段差部を設けており、前記段差部に前記押圧部が案内されて押圧部がオリフィス部を保持することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記位置決め部および段差部は前記オリフィス部と一体成形されていることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
4. 前記オリフィス部は、焼結品であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一に記載のインクジェト記録装置。
5. 前記押圧部は、前記オリフィス部を前記噴射ノズルのインク送出面に対しほぼ垂直方向に弾性的に押圧する垂直バネであり、
   前記係止部は、前記垂直バネをオリフィス部のインク送出面に押圧した状態でこれを係止する水平バネであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記垂直バネおよび水平バネが、金属線を折曲したワイヤーで構成されることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
7. 前記噴射ノズル、オリフィス部、連結具は、同一の基台上に設けられたことを特徴とする請求項１から６のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記噴射ノズルは、ヘッド部において前記帯電電極、偏向電極およびガターと異なる基台上に固定されてなることを特徴とする請求項１から７のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記位置決め部および位置決め対応部は、ピンと前記ピンを挿通するピン孔で構成されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記オリフィス部に設けられた前記位置決め部が、前記インク噴射孔を挟んで左右の位置に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のインクジェット記録装置。
11. 基台に載置され、インク送出面からインクを噴射する機構を備える噴射ノズルと、
    前記噴射ノズルのインク送出面を脱着可能に被覆し、インクを噴出するインク噴射孔と、前記インク噴射孔を除く位置に設けられた少なくとも２つの位置決め部と、垂直方向に延長された少なくとも一の段差部とを備えるオリフィス部と、
    噴出されたインク粒子に所定の電圧で帯電させる帯電電極と、
    を備えるインクジェット記録装置のオリフィス取付機構において、
    前記段差部に案内されて前記オリフィス部を前記噴射ノズルのインク送出面に対しほぼ垂直方向に弾性的に押圧する垂直バネと、
    前記垂直バネを前記オリフィス部に押圧した状態で前記噴射ノズルの上面で前記垂直バネに絡めてこれを係止する水平バネと、
    を有し、
    前記垂直バネは、前記基台に取り付けられた状態で、取り付け位置を支点として、
    前記垂直バネを前記オリフィス部から前記帯電電極の方向に傾斜することにより、前記オリフィス部を前記噴射ノズルに対して装着可能となり、
    一方前記オリフィス部を前記噴射ノズルに装着した状態で、前記垂直バネを傾斜姿勢から直立姿勢となるよう移動させて、前記オリフィス部を前記インク送出面に対しほぼ垂直方向から押圧するよう前記垂直バネで当接して連結できるよう構成してなることを特徴とするインクジェット記録装置のオリフィス取付機構。
12. インクジェット記録装置のオリフィス装着方法であって、
    垂直バネを、基台に取り付けた状態で、取り付け位置を支点として、オリフィス部から帯電電極の方向に傾斜した姿勢で、噴射ノズルのインクを噴射するインク送出面にオリフィス部を、オリフィス部に設けられた位置決め部によって位置決めして配置する工程と、
    前記垂直バネを傾斜姿勢から直立姿勢となるよう移動させて、前記オリフィス部に設けられた段差部に垂直バネを案内し、前記垂直バネで前記オリフィス部を前記噴射ノズルのインク送出面に対しほぼ垂直方向から押圧する工程と、
    前記垂直バネで前記オリフィス部を前記噴射ノズルのインク送出面に押圧した状態で、前記噴射ノズルの上面において水平バネを前記垂直バネに絡めて、前記水平バネで前記噴射ノズルの上面を押圧しながら前記噴射ノズルの側面に設けられた切り欠き部に水平バネを係止する工程と、
    を有することを特徴とするインクジェット記録装置のオリフィス装着方法。

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