JP2000198203A - インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録カ―トリッジおよび記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録媒体のコックリングや高速移動の影響を
あまり受けず、高品質記録を可能にする。 【解決手段】 ベースプレート２に積層された素子基板
に設けられた複数のエネルギー発生素子４２と対向する
インク流路８が溝付き天板４の溝により構成されてい
る。溝付き天板４に一体的に形成されたオリフィスプレ
ート１０に、インク流路８と連通する吐出口１１が設け
られている。吐出口１１はインク流路８に対して１０度
程度傾斜している。オリフィスプレート１０は、ベース
プレート２、素子基板３、インク流路８に対し８０度程
度傾斜しており、吐出口１１に対し実質的に垂直に位置
している。そして、オリフィスプレート１０は記録紙４
３に平行であり、吐出口１１は記録紙４３に対し垂直に
インクを吐出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッド、インクジェット記録ヘッドを備えたインクジ
ェット記録カートリッジおよび記録装置に関する。

【０００２】本発明は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金
属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の被
記録媒体に対し記録を行う、プリンタ、複写機、通信シ
ステムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワー
ドプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合的
に組み合わせた産業用記録装置に適用できる発明であ
る。ここで、本発明における「記録」とは、文字や図形
等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与すること
だけでなく、パターン等の意味を持たない画像を付与す
ることをも意味するものである。

【０００３】

【従来の技術】計算器、ワードプロセッサ、ファクシミ
リ装置、複写装置等の各種電子機器において、記録媒体
に記録を行う手段として、ドットインパクトプリンタ等
に見られるような騒音を発生することなく、高速な記録
が可能となるインクジェット記録ヘッドが広く利用され
ている。

【０００４】図２３は従来のインクジェット記録ヘッド
の要部を概略的に示す概略斜視図であり、図２４はその
拡大断面図である。

【０００５】図２３，２４に示すように、インクを吐出
するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子１
０２（図２４参照）を有する素子基板１１２と、インク
流路１０５を構成する溝およびインク流路壁となる壁部
１０６およびインク流路１０５へインクを供給する共通
液室１０７となる空洞１０７’を有する溝付き天板１１
３とが互いに接合されている。この溝付き天板１１３に
は、インク流路１０５と連通する複数の吐出口１０１を
有するオリフィスプレート１０４が一体的に形成されて
いる。素子基板１１２はベースプレート１１１に固定さ
れており、さらに、素子基板１１２と溝付き天板１１３
とは、押圧部材１１４のばね力により機械的に圧着接合
させれている。

【０００６】近年、このようなインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、記録の高品質化および高密度化が要求され
ており、それに伴って、吐出口１０１が微細かつ正確な
形状であることが求められる。そのため、通常は、微細
加工に適したレーザー加工により吐出口１０１の形成が
行なわれている。なお、吐出特性上、吐出口１０１はイ
ンク流路１０５側から外方に向けて先細になる形状であ
ることが望ましいため、インク流路１０５側からオリフ
ィスプレート１０４に向けてレーザー照射を行なうこと
により加工が施されている。

【０００７】図２４に示す通り、オリフィスプレート１
０４に対し垂直にレーザー照射を行なうと（２点鎖線１
１６で図示）、どうしても溝付き天板１１３の壁部１１
３ａにレーザーが当たり、ここを削ってしまう。そうす
ると、インク流路１０５内にインクが漏れる穴があくこ
とになってしまい、インク吐出不能となる。そこで、壁
部１１３ａを避けるように、斜方からレーザー照射を行
い（２点鎖線１１５で図示）、オリフィスプレートに対
して斜めに吐出口１０１を穿孔している（傾斜角度は７
０度〜８３度程度）。しかし、記録媒体１０３に対して
斜め方向からインクを吐出して記録を行なうと、吐出方
向が不安定になったり記録媒体上に形成されるドット形
状が不安定かつ大型化するなど、記録品質が劣化する。
特にカラー印字の場合、記録媒体がコックリングする際
にマルチパス印字する場合や、往復印字する場合に、着
弾点が各色ごとに変化し、色ムラやサテライトが画像に
大きく悪影響する場合があった。

【０００８】そこで、特開平４−２１１９５４号公報に
は、インクジェット記録ヘッドを傾斜させた姿勢で記録
装置に取り付けることにより、記録媒体に対し垂直にイ
ンクを吐出させて、記録品質を高める構成が提案されて
いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】特開平４−２１１９５
４号公報に記載の発明は、実用上有効なものであった
が、インクの吸収により記録媒体、特に記録紙に大きな
コックリング（しわやうねり）が生じている場合や、オ
リフィスプレートにミストが付着蓄積される場合に、新
たな問題が見出された。

【００１０】インクジェット記録ヘッド全体を傾斜させ
ると、必然的にオリフィスプレートは記録媒体と平行で
はなく僅かに（７度〜２０度程度）傾斜した状態とな
る。そこで、記録媒体のコックリングが大きいと、記録
媒体とオリフィスプレートとが部分的に近接し過ぎてさ
わってしまい、記録品質が部分的に劣化するおそれがあ
る。

【００１１】また、オリフィスプレートに付着蓄積され
るミストは、通常はオリフィスプレートに付着して保持
され、記録に影響を及ぼすことはないが、前記の通りオ
リフィスプレートが傾斜しているとインクジェット記録
ヘッドの往復動時の慣性の影響を受けてミストが一方向
に移動しやすく、オリフィスプレートから離れて記録媒
体や記録装置の他部品等に付着してしまうおそれがあ
る。特に、ミストの付着蓄積量が多くなった場合や、イ
ンクジェット記録ヘッドが高速で往復動する高速記録の
場合に顕著である。

【００１２】本発明の目的は、記録媒体のコックリング
や高速移動の影響をあまり受けず、高品質記録が可能な
インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録カ
ートリッジを提供すること、さらにこのようなインクジ
ェット記録ヘッドおよびインクジェット記録カートリッ
ジおよび記録装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、インク
ジェット記録ヘッドにおいて、インクを吐出するために
利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生
素子を有する素子基板と、前記複数のエネルギー発生素
子にそれぞれ対応する複数の溝を有し、前記素子基板に
対して接合され、前記複数の溝により前記素子基板との
接合面側に複数のインク流路が形成される溝付き天板
と、前記複数のインク流路とそれぞれ連通する複数の吐
出口を有し、前記溝付き天板に一体的に設けられている
オリフィスプレートと、前記複数のインク流路にインク
を供給するための供給路を有し、前記オリフィスプレー
トを囲む囲い部をもつチップタンクと、を含み、前記オ
リフィスプレートの前記複数の吐出口側の面と前記チッ
プタンクの前記囲い部とが、互いに実質的に平行であ
り、前記素子基板に対して傾斜しているところにある。

【００１４】本発明の他の特徴は、インクジェット記録
ヘッドにおいて、インクを吐出するために利用されるエ
ネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子を有する
素子基板と、前記複数のエネルギー発生素子にそれぞれ
対応する複数の溝を有し、前記素子基板に対して接合さ
れ、前記複数の溝により前記素子基板との接合面側に複
数のインク流路が形成される溝付き天板と、前記複数の
インク流路とそれぞれ連通する複数の吐出口を有し、該
複数の吐出口が配された領域が凹面を形成し、前記溝付
き天板に一体的に設けられているオリフィスプレート
と、を含み、前記オリフィスプレートの前記複数の吐出
口側の面のうちで前記複数の吐出口の直近領域と前記オ
リフィスプレートの前記凹面の周辺領域とが、互いに実
質的に平行であり、前記素子基板に対して傾斜している
ところにある。

【００１５】本発明の更に他の特徴は、インクジェット
記録カートリッジにおいて、インクを吐出するためのエ
ネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子を有する
素子基板と、該素子基板を固定するベースプレートと、
前記エネルギー発生素子にそれぞれ対応する複数の溝を
有し、前記素子基板に対して接合され、前記複数の溝に
よりと前記素子基板との接合面側に複数のインク流路が
形成される溝付き天板とを含むインクジェット記録ヘッ
ドユニットと、前記ベースプレートが挿入されて前記イ
ンクジェット記録ヘッドユニットを保持可能な係合溝部
と、前記ベースプレートを摺動させることにより前記イ
ンクジェット記録ヘッドユニットを前記係合溝部へ導く
ガイド部とを含むヘッドユニット保持部材とを有すると
ころにある。

【００１６】本発明の更に他の特徴は、インクジェット
記録カートリッジにおいて、インクを吐出するインクジ
ェット記録ヘッドユニットと、該インクジェット記録ヘ
ッドユニットを保持するへッドユニット保持部材と、イ
ンクを収容するインクタンクを保持するためのインクタ
ンク保持部材とを有し、前記インクジェット記録ヘッド
ユニットにはインクが供給される流入口が設けられ、前
記インクタンク保持部材には前記インクタンクと接続さ
れインクを流出する流出管が設けられ、インクの流通が
可能なように前記流入口と前記流出管とが接続されてお
り、前記ヘッドユニット保持部材と前記インクタンク保
持部材とが結合されているところにある。

【００１７】本発明の更に他の特徴は、記録装置におい
て、前記した構成のインクジェット記録ヘッドまたはイ
ンクジェット記録カートリッジと、このインクジェット
記録ヘッドまたはインクジェット記録カートリッジから
吐出されるインクの吐出方向に対して実質的に垂直に配
置された記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段とを有す
るところにある。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１９】まず、本実施形態のインクジェット記録ヘ
ッドについて説明する。なお、後述するが、このインク
ジェット記録ヘッドは、複数の部品が組み立てられて一
体化されたユニット状となっているので、「インクジェ
ット記録ヘッドユニット」または単に「ヘッドユニッ
ト」と表す。また、本明細書で言う「傾斜」とは、規準
に対して垂直でも平行でもないことを意味するものとす
る。

【００２０】図１に示すヘッドユニット１の全体構成に
ついて、まず概略的に説明する。ベースプレート２上に
素子基板３（図２〜４参照）が積層され、さらにその上
に溝付き天板４が接合され、押圧部材５により圧着され
ている。そして、さらにその上方にインク供給用のチッ
プタンク６が配設され、ベースプレート２に固定されて
いる。ベースプレート６の後部には、フレキシブルケー
ブル４１（図１７参照）が接続される配線基板７が固着
されている。

【００２１】図２は図１からチップタンク６を外した状
態を示しており、図３はこのヘッドユニット１を含む記
録装置の概略断面図、図４は図３の部分拡大図である。
図５はオリフィスプレート１０を有する溝付き天板４の
断面図、図６は図１の平面図、図７は溝付き天板４の背
面斜視図、図８はベースプレート２の斜視図である。こ
の図２〜６を参照してヘッドユニット１の構成をさらに
詳細に説明する。素子基板３は、一方の面（図２，３中
で下方の面）がベースプレート２に積層され、他方の面
（図２，３中で上方の面）には複数のエネルギー発生素
子４２（図４参照）が配設されている。本実施形態のエ
ネルギー発生素子４２は電気熱変換体である。溝付き天
板４には、複数のエネルギー発生素子４２とそれぞれ対
向可能な位置関係でインク流路８をなす溝８’（図５参
照）と、この溝に連通する共通液室９を形成する空洞
９’（図５参照）が設けられている。素子基板３の素子
配設面と、溝付き天板４の溝形成面とが互いに接合され
ることにより、この接合面に複数のインク流路８が形成
されている。さらに、溝付き天板４にはオリフィスプレ
ート１０が一体的に形成されている。オリフィスプレー
ト１０には、インク流路８と連通する微細な複数の吐出
口（オリフィス）１１が設けられている。なお、従来と
同様にこの吐出口はインク流路８の流れ方向に対して１
０度程度傾斜している。ベースプレート２、素子基板
３、インク流路８はすべて実質的に平行に設けられてい
る。オリフィスプレート１０は、ベースプレート２、素
子基板３、インク流路８に対し８０度程度傾斜してお
り、吐出口１１に対し実質的に垂直に位置している。

【００２２】図４に示すように、ベースプレート２の、
オリフィスプレート１０と対向する面に、オリフィスプ
レート１０と実質的に同じ傾斜角をなす傾斜部１２が形
成されている。そして、素子基板３およびベースプレー
ト２とオリフィスプレート１０との間隙には、オリフィ
スプレート１０を保護するためのシリコーン層１３が設
けられている。このシリコーン層１３は、溝付き天板４
の両側部に設けられたシリコーン剤注入口１４（図６参
照）から、オリフィスプレート１０裏面へ向けてシリコ
ーン剤を注入した後、これを固化させたものである。シ
リコーン注入時には、このヘッドユニット１を傾けてお
くことが好ましく、また、素子基板３およびベースプレ
ート２とオリフィスプレート１０との間隙に存在する空
気は、ベースプレート２に設けられたスリット１５（図
８参照）から逃がされるため、気泡が混在することな
く、シリコーン層１３が形成できる。なお、オリフィス
プレート１０とベースプレート２の隙間が約０．１ｍｍ
程度になるような位置関係で、ベースプレート２と素子
基板３は導電性接着剤によって固定される。

【００２３】図７に示すように、溝付き天板４には加工
基準面４０が形成されている。この加工基準面４０は、
図示しないが溝付き天板４の吐出口１１を形成するため
のレーザー照射のための治具を固定する面である。この
構成では、溝付き天板４を精度よく形成することによ
り、加工時のレーザー光線の照射角度が正確になり、吐
出口１１の角度、すなわちインク吐出角度を精度よくす
ることができる。双方向記録を行う場合、記録時にサテ
ライトによる往復濃度差が発生するが、吐出角度を例え
ば約±２度程度（より好ましくは約±１度程度）調整す
ることにより、この往復濃度差を軽減させることができ
る。本実施形態では、溝付き天板４に加工基準面４０を
設けることにより、前記したような往復濃度差軽減のた
めの吐出角度制御の精度を向上させることができる。

【００２４】チップタンク６には、共通液室９と連通す
る供給路１６が設けられた流入管１７が設けられてい
る。本実施形態では、３色のインクを用いたカラー印字
を想定して３つの共通液室９が形成されているため、供
給路１６および流入管１７も３つ形成されている。な
お、３つの流入管１７の外部側端部（溝付き天板４と接
する端部と反対側の端部）は、チップタンク６の外壁を
なす平面部１８により連結状態になっている。すなわ
ち、この平面部１８に流入口１７ａが位置している。

【００２５】チップタンク６において、チップタンク６
の流入口１７ａを円形にし、かつこの流入口１７ａが位
置する面を記録媒体である記録紙４３（図３参照）の紙
面に対し平行にするように、流入管１７は、流入口１７
ａ付近では記録紙４３の紙面に対し垂直に形成されてい
る。流入口１７ａを円形にすることによりインク流入を
安定させるとともに、流入口１７ａが位置する面を紙面
に平行にすることにより他部品との接合を紙面と垂直な
方向の力で安全かつ簡単に行うことができる。この結
果、チップタンクの流入管１７はL字型になっている。
また、流入管１７と溝付き天板４との接続は、図示しな
いが流入口１７ａを溝付き天板に圧接した状態でシリコ
ーン剤を周囲に充填させ固化させることによって行なっ
ている。なお、溝付き天板４に流入口１７ａを圧接させ
るために、流入管１７は弾性を有する。記録紙（記録媒
体）４３は、オリフィスプレート１０と実質的に平行か
つ吐出口１１と実質的に垂直に配置され、記録紙搬送手
段（記録媒体搬送手段）４４により搬送される。記録紙
搬送手段４４については詳述しないが、図示しない搬送
ローラ等を含むものである。

【００２６】チップタンク６には、オリフィスプレート
１０の周囲を囲むように囲い部１９が設けられており、
この囲い部１９が、図示しない記録装置のワイパーによ
る摩擦力や側面からの外力などからオリフィスプレート
１０を保護する。囲い部１９は、オリフィスプレート１
０と実質的に平行に、すなわち素子基板３に対して８０
度程度傾斜している。これにより、囲い部１９が記録紙
４３と平行になり、両者の間隔がより小さくできる。

【００２７】チップタンク６の一面（図１の上面）は、
オリフィスプレート１０および記録紙面に対し実質的に
垂直に、すなわちベースプレート２、素子基板３、イン
ク流路８に対して１０度程度傾斜して形成されている。
これにより、チップタンク６内の流入管１７の収容スペ
ースが確保されている。チップタンク６の上面には、ワ
イパーに付着した増粘インクなどをかき取るためのエッ
ジ部２０が設けられている。

【００２８】図５等に示された実施形態においては、吐
出口として開口するノズルの長さを適切なものとすべ
く、複数の吐出口１１が配された凹面１０ａがオリフィ
スプレート１０に形成されている。この凹面１０ａは、
前記複数の吐出口の直近領域１０ｂをもつ。本実施形態
では、この直近領域１０ｂとオリフィスプレート１０の
凹面１０ａの周辺の領域１０ｃとが、互いに実質的に平
行であり、素子基板に対して傾斜している。

【００２９】以上のような構成のヘッドユニット（イン
クジェット記録ヘッド）１が、ヘッドユニット保持部材
２１に保持される。図９に示すように、ヘッドユニット
保持部材２１には、ベースプレート２が挿入されること
によりヘッドユニット１を保持可能な係合溝部２２が設
けられている。係合溝部２２は、ヘッドユニット保持部
材２１の内面に突出するレール状のヘッドユニット位置
決め基準面２３とその対向面２４との間に設けられてお
り、ヘッドユニット位置決め基準面２３から連続してガ
イド部２３ａが設けられている。従って、ベースプレー
ト２をガイド部２３ａに沿って摺動させながら、係合溝
部２２まで移動させることにより、ヘッドユニット１が
ヘッドユニット保持部材２１に保持される。ガイド部２
３ａがヘッドユニット位置決め基準面２３から連続して
設けられているので、ガイド部２３ａがヘッドユニット
１の位置決めの補助として作用する。図１０，１１に示
すように、ヘッドユニット位置決め基準面２３に対して
ベースプレート２を圧接するため対向面２４に弾性爪部
２５が設けられている。さらに、この係合溝部２２の周
囲に接着剤を塗布し硬化させると固定強度が向上する。

【００３０】このようにヘッドユニット１を保持した状
態のヘッドユニット保持部材２１の内面が、図１２に示
されている。この内面には、３本の接合ピン２６が設け
られている。この接合ピン２６は、ヘッドユニット１の
流入口１７ａの高さと実質的に同じ高さとなるように形
成されている。また、３つの流入口１７ａと３本の接合
ピン２６とは互いに対向するとともに平行な２列をなす
ように配置されている。

【００３１】また、ヘッドユニット保持部材２１の内面
には、固定用のねじ２７（図１６，１７，１８，２２参
照）が挿通可能な円筒部２８ａ，２８ｂが設けられてい
る。ただし、一方の円筒部２８ａは、ヘッドユニット１
の装着動作を妨げないように、他方の円筒部２８ｂより
も低く形成されている。さらに、嵌合ピン２９が設けら
れている。

【００３２】次に、図１３に示すインクタンク３０およ
びインクタンク保持部材３１について説明する。本実施
形態では、３色のインクを使用したカラー記録を想定し
ているため、同一形状の３個のインクタンク３０を用い
ている。そして、インクタンク保持部材３１により、こ
の３個のインクタンク３０を並べて保持した状態で、前
記したヘッドユニット１を保持するヘッドユニット保持
部材２１に取り付けるものである。なお、各インクタン
ク３０はレバー３２の操作によりそれぞれ独立して脱着
可能である。

【００３３】インクタンク保持部材３１は、ヘッドユニ
ット保持部材２１の内部に装填可能な外形を有してい
る。図１４，１５に示すように、インクタンク保持部材
３１の底面には、３個のインクタンク３０とそれぞれ連
通してインクを流出可能な３本の流出管３３と、この流
出管３３と対向するとともに平行な２列をなす３本の接
合ピン３７と、ねじ２７（図１６，１７，１８，２２参
照）がねじ込まれるねじ穴３４を有する２本の円筒部３
５ａ，３５ｂと、２つの嵌合凹部３６とが設けられてい
る。３本の流出管３３はヘッドユニット１の３本の流入
管１７と、３本の接合ピン３７はヘッドユニット保持部
材２１の３本の接合ピン２６と、２本の円筒部３５ａ，
３５ｂはヘッドユニット保持部材２１の２本の円筒部２
８ａ，２８ｂと、２つの嵌合凹部３６はヘッドユニット
保持部材２１の２本の嵌合ピン２９と、それぞれ対向し
ている。３本の流出管３３と３本の接合ピンはすべて同
一高さである。

【００３４】次に、図１６〜１９を参照してインクタン
ク３０を保持したインクタンク保持部材３１と、ヘッド
ユニット１を保持したヘッドユニット保持部材２１との
接合構造について説明する。図１８，１９に示すよう
に、３本の流出管３３を弾性部材３８を介して３つの流
入口１７ａと連通させるとともに、３本の接合ピン３７
を弾性部材３８を介して３本の接合ピン２６と対向さ
せ、２つの嵌合凹部３６に２本の嵌合ピン２９を嵌合さ
せる。そして、２本の円筒部２８ａ，２８ｂを挿通させ
たねじ２７を２本の円筒部３５ａ，３５ｂのねじ穴３４
にねじ込むことにより、ヘッドユニット保持部材２１と
インクタンク保持部材３１とが結合されている。なお、
ヘッドユニット保持部材２１の一方の円筒部２８ａは他
方の円筒部２８bよりも高さが低いので、これに応じて
インクタンク保持部材３１の一方の円筒部３５ａは他方
の円筒部３５ｂよりも高さが高くなっており、円筒部２
８ａと円筒部３５ａの高さの合計は、円筒部２８ｂと円
筒部３５ｂの高さの合計と実質的に等しい。

【００３５】図２０に弾性部材の拡大図を示している。
流出管３３と流入口１７ａとに挟まれる部分には連通孔
（孔部）３９が設けられている。ただし接合ピン３７と
接合ピン２６とに挟まれる部分には連通孔を設ける必要
はない。なお、インクタンク保持部材３１の形成時に流
出管３３と同様なパイプ状の接合ピン３７を形成するよ
うにしてもよい。すなわち、接合ピン３７は、いわばダ
ミーの流出管ということになる。この場合、弾性部材３
８の、このダミーの流出管である接合ピン３７と対接す
る部分には孔部をあけないようにする。

【００３６】このように組み立てたインクジェット記録
カートリッジ（図２１，２２参照）においては、インク
タンク３０から、流出管３３、弾性部材３８の連通孔３
９、流入管１７、インク流路８を順次経由して、吐出口
１１へインクが供給される。エネルギー発生素子４２で
ある電気熱変換体が駆動されると、熱エネルギーが印加
されてインクに膜沸騰が発生し、その作用として吐出口
１１から外部の記録紙４３へ向けてインクが吐出する。

【００３７】なお、前記した構成の本実施形態のインク
ジェット記録カートリッジでは、オリフィスプレート１
０が記録紙４３の紙面に平行になり、かつ図２２に示す
ように吐出口１１の列が、記録紙搬送手段４４による記
録紙４３の紙送り方向に対し約３．５８度傾くように配
設されている。吐出口１１の列が紙送り方向と平行であ
ると、図２２において縦に並んだ多数の吐出口１１の全
てからインク吐出を行なう場合、全吐出口１１を同時に
駆動しなければならず、共通液室９およびインク流路８
内のインクの流動状態の不安定やインク不足を招いた
り、電力消費の問題などから好ましくない。そこで、本
実施形態のように吐出口１１の列を紙送り方向に対して
傾斜させることによって、全吐出口１１からインク吐出
する場合でも、エネルギー発生素子の駆動タイミングを
ずらすことができ、前記した問題を回避できる。

【００３８】ヘッドユニット１はヘッドユニット保持部
材２１に固定されているが、高画質印字を得るためには
位置精度が重要であり、ヘッドユニット１の位置を狂わ
せるおそれのある外力は極力小さい方がよい。例えば、
インクタンクが脱着可能な構成においてヘッドユニット
にインクタンクを直接装着すると、装着時の衝撃が大き
く作用し、位置精度を劣化させるおそれがある。ヘッド
ユニット保持部材をこのような衝撃に絶え得るほどの大
きさにしたり、衝撃緩和のための特別の機構を設けるこ
とは、小型化や構成の簡素化の点で望ましくない。そこ
で本実施形態では、インクタンク保持部材３１を介して
インクタンク３０をヘッドユニット保持部材２１に装着
することにより、装着時の衝撃を緩和し、ヘッドユニッ
ト１の位置精度の劣化を抑えている。

【００３９】インクタンク保持部材３１の流出管３３
と、ヘッドユニット保持部材２１の流入口１７ａとは、
弾性部材３８を介して圧接されている。弾性部材３８に
よって、繋ぎ目のインク漏れを防止するとともに、イン
クタンク３０脱着時のヘッドユニット１への衝撃を緩和
している。

【００４０】また、ねじ２７をしめるときにインクタン
ク保持部材２１からヘッドユニット１へ多少なりとも作
用する荷重のバランスを考慮し、荷重方向がねじ止め方
向と平行になるように、接合ピン２６，３７を、２つの
ねじ穴３４を結ぶ線を中心として、流出管３３および流
入口１７ａに対し対称となる位置に配置している。な
お、ねじ穴３４の位置は、ヘッドユニット１が約３．５
８度傾いて取り付けられていることに対応して、約３．
５８度傾けて配置されている。

【００４１】ヘッドユニット保持部材２１とインクタン
ク保持部材３１との固定手段として、ねじ２７でなく溶
着やロック機構を用いたり、ねじ２７を接着剤やシリコ
ーン剤で固定することも可能ではあるが、本実施形態の
ようにねじ２７のみを用いて固定することにより、着脱
が簡単で部品の再利用や別ユニット展開としての流用が
容易になるだけでなく構造上も単純になりコストが低減
できるという利点がある。

【００４２】ただし、ねじ止め作業は、ねじ２７の頭の
溝とドライバーとの位置関係や向きがバラツキ易く安定
性に欠ける。そこで、ねじの取り付け部を、ねじ穴にね
じを落とし込んだ時にねじ頭が僅かに最外面より出るよ
うな深さとすることにより、落とし込み後のねじ位置は
安定し、工程が安定する。従って、前記インクタンク保
持部材３１の円筒部３５ａ，３５ｂは、ユニット保持部
材２１の円筒部２８ａ，２８ｂとの結合を考慮して高さ
の差が設けられている。また、嵌合凹部３６および嵌合
ピン２９は、弾性部材３８の周囲に配置されている。

【００４３】

【発明の効果】本発明では、オリフィスプレートを素子
基板に対し傾けることにより、記録媒体面に対して平行
に配置することができ、しかも記録媒体に対して垂直に
インクを吐出することができる。従って、記録媒体のコ
ックリングや高速移動の影響をあまり受けずに、高品質
の記録を行うことができる。

【００４４】また、ヘッドユニット保持部材の係合溝部
のヘッドユニット位置決め基準面から連続してガイド部
を設けた構成とすると、ヘッドユニットをヘッドユニッ
ト保持部材に取り付ける際に、ヘッドユニット位置決め
基準面から連続して設けられたガイド部に沿ってベース
プレートを摺動させながら、係合溝部まで移動させるこ
とにより、簡単かつ位置精度の高い取り付けを行うこと
ができる。

【００４５】更に、インクタンク保持部材を介してイン
クタンクをヘッドユニット保持部材に取り付ける構成と
すると、インクタンクを着脱する際に生じる衝撃や振動
をインクタンク保持部材およびヘッドユニット固定部材
によって緩衝できるので、それらがヘッドユニットへ伝
達することを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のヘッドユニットの要部斜
視図である。

【図２】図１に示すヘッドユニットのチップタンクを省
略した斜視図である。

【図３】図１に示すヘッドユニットを含む記録装置の要
部断面図である。

【図４】図３の部分拡大図である。

【図５】図１に示すヘッドユニットの溝付き天板の断面
図である。

【図６】図１に示すヘッドユニットの平面図である。

【図７】図１に示すヘッドユニットの溝付き天板の背面
斜視図である。

【図８】図１に示すヘッドユニットのベースプレートの
斜視図である。

【図９】本発明の一実施形態のヘッドユニットとヘッド
ユニット保持部材の結合方法を示す説明図である。

【図１０】一方のヘッドユニット固定部の拡大図であ
る。

【図１１】他方のヘッドユニット固定部の拡大図であ
る。

【図１２】ヘッドユニットを保持したヘッドユニット保
持部材の内面図である。

【図１３】本発明の一実施形態のインクタンクとインク
タンク保持部材の結合方法を示す説明図である。

【図１４】インクタンク保持部材の底面図である。

【図１５】インクタンク保持部材の斜視図である。

【図１６】本発明の一実施形態のヘッドユニット保持部
材とインクタンク保持部材の結合方法を示す説明正面図
である。

【図１７】本発明の一実施形態のヘッドユニット保持部
材とインクタンク保持部材の結合方法を示す説明斜視図
である。

【図１８】本発明の一実施形態のインクジェット記録カ
ートリッジの一部断面図である。

【図１９】ヘッドユニット保持部材とインクタンク保持
部材の結合部の拡大図である。

【図２０】弾性部材の平面図および断面図である。

【図２１】本発明の一実施形態のインクジェット記録カ
ートリッジの背面図である。

【図２２】図２１に示すインクジェット記録カートリッ
ジの底面図である。

【図２３】従来のヘッドユニットの要部斜視図である。

【図２４】図２３に示すヘッドユニットの断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ヘッドユニット ２ ベースプレート ３ 素子基板 ４ 溝付き天板 ５ 押圧部材 ６ チップタンク ７ 配線基板 ８ インク流路 ８’ 溝 ９ 共通液室 ９’ 空洞 １０ オリフィスプレート １１ 吐出口 １２ 傾斜部 １３ シリコーン層 １４ シリコーン剤注入口 １５ スリット １６ 供給路 １７ 流入管 １７ａ 流入口 １８ 平面部 １９ 囲い部 ２０ エッジ部 ２１ ヘッドユニット保持部材 ２２ 係合溝部 ２３ ヘッドユニット位置決め基準面 ２３ａ ガイド部 ２４ 対向面 ２５ 弾性爪部 ２６ 接合ピン ２７ ねじ ２８ａ，２８ｂ 円筒部 ２９ 嵌合ピン ３０ インクタンク ３１ インクタンク保持部材 ３２ レバー ３３ 流出管 ３４ ねじ穴 ３５ａ，３５ｂ 円筒部 ３６ 嵌合凹部 ３７ 接合ピン ３８ 弾性部材 ３９ 連通孔 ４０ 加工基準面 ４１ フレキシブルケーブル ４２ エネルギー発生素子 ４３ 記録紙 ４４ 記録紙搬送手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保坂 健 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 福井 茂樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 竹之内 雅典 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するために利用されるエネ
   ルギーを発生する複数のエネルギー発生素子を有する素
   子基板と、 前記複数のエネルギー発生素子にそれぞれ対応する複数
   の溝を有し、前記素子基板に対して接合され、前記複数
   の溝により前記素子基板との接合面側に複数のインク流
   路が形成される溝付き天板と、 前記複数のインク流路とそれぞれ連通する複数の吐出口
   を有し、前記溝付き天板に一体的に設けられているオリ
   フィスプレートと、 前記複数のインク流路にインクを供給するための供給路
   を有し、前記オリフィスプレートを囲む囲い部をもつチ
   ップタンクと、 を含み、前記オリフィスプレートの前記複数の吐出口側
   の面と前記チップタンクの前記囲い部とが、互いに実質
   的に平行であり、前記素子基板に対して傾斜しているイ
   ンクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記素子基板を固定するためのベースプ
   レートの前記オリフィスプレートに近接する面に、前記
   オリフィスプレートの傾斜に対応した傾斜部が設けられ
   ている請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記チップタンクの、前記溝付き天板へ
   の取付面と反対側の面が、前記インク流路方向に対して
   傾斜している請求項１に記載のインクジェット記録ヘッ
   ド。
4. 【請求項４】 前記チップタンクの前記供給路がL字型
   に形成されている請求項１に記載のインクジェット記録
   ヘッド。
5. 【請求項５】 前記溝付き天板には、前記吐出口形成時
   の基準となる加工基準面が設けられている請求項１に記
   載のインクジェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】 前記吐出口はレーザー加工により形成さ
   れており、前記加工基準面は、前記レーザー加工時にレ
   ーザー照射のための治具を固定するための面である請求
   項５に記載のインクジェット記録ヘッド。
7. 【請求項７】 前記エネルギー発生素子が、熱エネルギ
   ーを発生する電気熱変換体である請求項１に記載のイン
   クジェット記録ヘッド。
8. 【請求項８】 前記電気熱変換体によって印加される熱
   エネルギーにより、インクに生じる膜沸騰を利用して前
   記吐出口からインクを吐出する請求項７に記載のインク
   ジェット記録ヘッド。
9. 【請求項９】 インクを吐出するために利用されるエネ
   ルギーを発生する複数のエネルギー発生素子を有する素
   子基板と、 前記複数のエネルギー発生素子にそれぞれ対応する複数
   の溝を有し、前記素子基板に対して接合され、前記複数
   の溝により前記素子基板との接合面側に複数のインク流
   路が形成される溝付き天板と、 前記複数のインク流路とそれぞれ連通する複数の吐出口
   を有し、該複数の吐出口が配された領域が凹面を形成
   し、前記溝付き天板に一体的に設けられているオリフィ
   スプレートと、を含み、前記オリフィスプレートの前記
   複数の吐出口側の面のうちで前記複数の吐出口の直近領
   域と前記オリフィスプレートの前記凹面の周辺領域と
   が、互いに実質的に平行であり、前記素子基板に対して
   傾斜しているインクジェット記録ヘッド。
10. 【請求項１０】 前記エネルギー発生素子が、熱エネル
    ギーを発生する電気熱変換体である請求項９に記載のイ
    ンクジェット記録ヘッド。
11. 【請求項１１】 前記電気熱変換体によって印加される
    熱エネルギーにより、インクに生じる膜沸騰を利用して
    前記吐出口からインクを吐出する請求項１０に記載のイ
    ンクジェット記録ヘッド。
12. 【請求項１２】 請求項１または９に記載のインクジェ
    ット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドから吐
    出されるインクの吐出方向に対して実質的に垂直に配置
    された記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段とを有する
    記録装置。
13. 【請求項１３】 インクを吐出するためのエネルギーを
    発生する複数のエネルギー発生素子を有する素子基板
    と、該素子基板を固定するベースプレートと、前記エネ
    ルギー発生素子にそれぞれ対応する複数の溝を有し、前
    記素子基板に対して接合され、前記複数の溝によりと前
    記素子基板との接合面側に複数のインク流路が形成され
    る溝付き天板と、を含むインクジェット記録ヘッドユニ
    ットと、 前記ベースプレートが挿入されて前記インクジェット記
    録ヘッドユニットを保持可能な係合溝部と、前記ベース
    プレートを摺動させることにより前記インクジェット記
    録ヘッドユニットを前記係合溝部へ導くガイド部と、を
    含むヘッドユニット保持部材と、を有するインクジェッ
    ト記録カートリッジ。
14. 【請求項１４】 前記係合溝部が、ヘッドユニット位置
    決め基準面と、該ヘッドユニット位置決め基準面と対向
    する対向面との間に設けられており、前記ガイド部が、
    前記ヘッドユニット位置決め基準面から連続して設けら
    れている請求項１３に記載のインクジェット記録カート
    リッジ。
15. 【請求項１５】 前記ヘッドユニット保持部材が、前記
    ヘッドユニット位置決め基準面と前記対向面の少なくと
    も一方に設けられており前記係合溝部に挿入された前記
    ベースプレートを挟み付ける弾性爪部を有する請求項１
    ４に記載のインクジェット記録カートリッジ。
16. 【請求項１６】 インクを吐出するインクジェット記録
    ヘッドユニットと、該インクジェット記録ヘッドユニッ
    トを保持するへッドユニット保持部材と、インクを収容
    するインクタンクを保持するためのインクタンク保持部
    材と、を有し、 前記インクジェット記録ヘッドユニットにはインクが供
    給される流入口が設けられ、前記インクタンク保持部材
    には前記インクタンクと接続されインクを流出する流出
    管が設けられ、インクの流通が可能なように前記流入口
    と前記流出管とが接続されており、 前記ヘッドユニット保持部材と前記インクタンク保持部
    材とが結合されているインクジェット記録カートリッ
    ジ。
17. 【請求項１７】 前記ヘッドユニット保持部材と前記イ
    ンクタンク保持部材とには互いに対向する接合ピンがそ
    れぞれ設けられており、前記流入口および前記流出管
    と、前記接合ピンとが複数の列をなして並べられている
    請求項１６に記載のインクジェット記録カートリッジ。
18. 【請求項１８】 前記インクジェット記録ヘッドユニッ
    トが前記ヘッドユニット保持部材に保持された状態で前
    記ヘッドユニット保持部材の前記接合ピンと前記インク
    ジェット記録ヘッドユニットの前記流入口とは実質的に
    同じ高さであり、前記インクタンク保持部材の前記接合
    ピンと前記流出管とは実質的に同じ高さである請求項１
    ７に記載のインクジェット記録カートリッジ。
19. 【請求項１９】 前記流入口と前記流出管との間に配設
    され、前記流入口と前記流出管とを連通する孔部を有す
    る弾性部材を含む請求項１７に記載のインクジェット記
    録カートリッジ。
20. 【請求項２０】 前記ヘッドユニット保持部材と前記イ
    ンクタンク保持部材とが、ねじ止めによって結合されて
    いる請求項１６に記載のインクジェット記録カートリッ
    ジ。
21. 【請求項２１】 前記流入口および前記流出管と、前記
    接合ピンとが形成する前記複数の列が互いに平行である
    請求項１６に記載のインクジェット記録カートリッジ。
22. 【請求項２２】 前記インクジェット記録ヘッドユニッ
    トが、電気熱変換体によって印加される熱エネルギーに
    より、インクに生じる膜沸騰を利用して前記吐出口から
    インクを吐出する請求項１３または１６に記載のインク
    ジェット記録カートリッジ。
23. 【請求項２３】 請求項１３または１６に記載のインク
    ジェット記録カートリッジと、前記インクジェット記録
    ヘッドユニットから吐出されるインクの吐出方向に対し
    て実質的に垂直に配置された記録媒体を搬送する記録媒
    体搬送手段と、を有する記録装置。