JP2002337362A

JP2002337362A - インクジェット式記録装置

Info

Publication number: JP2002337362A
Application number: JP2001321694A
Authority: JP
Inventors: Hironari Owaki; 寛成大脇; Fujio Akaha; 富士男赤羽
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-10-20
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性、及び生産性の向上を図ることができ
る流路接続構造を備えたインクジェット式記録装置を提
供すること。【解決手段】インク滴を吐出するヘッド本体１０と、
インクカートリッジのインクをヘッド本体１０に導く流
路３０が形成された流路構成板４３とを備え、流路構成
板４３が、少なくとも一方にインクの流路３０となる凹
部が形成された下側流路板２９と上側流路板２８とを、
流路３０を囲む弾性シール部材３２を介在させて積層し
て構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクカートリッ
ジから供給されたインクをインク滴として吐出する記録
ヘッドを備えたインクジェット式記録装置、より詳細に
はインクカートリッジから記録ヘッド本体にインクを供
給するインク流路の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式記録装置は、インクを
インク滴として吐出するインクジェット記録ヘッドと、
この記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクカー
トリッジとを備えている。記録ヘッドとインクカートリ
ッジとを接続してインク流路を形成するインク供給針が
ヘッドホルダに設けられ、またインクカートリッジには
インク供給口が設けられている。

【０００３】すなわち、インクカートリッジ５２がイン
ク供給針５３に装着される直前の状態を示す図９に示す
ように、ヘッドホルダ５０の下面に、印字信号に対応し
てインク滴を吐出する記録ヘッド５１が取り付けられて
おり、またヘッドホルダ５０の上面には、インクカート
リッジ５２を収容するカートリッジケース６２が設けら
れている。一方、インクカートリッジ５２は、その下面
に位置決め突部６３を備え、位置決め突部６３の下面に
インク供給口５４が形成されている。なお、インク供給
口５４の開口部は、装着時にインク供給針により破断可
能なフィルム６４で封止されている。

【０００４】一方、ヘッドホルダ５０の上面には、位置
決め突部６３を収容する凹部６１が形成され、この凹部
６１にインク供給針５３が立設されている。なお、この
例は、４色のインクを用いて印刷する記録装置を示すも
ので、インク供給針５３は、各色ごとに合計４本設けら
れている。

【０００５】インク供給針５３の先端部は、図１０に示
すようにインク供給口５４のフィルム６４を容易に突き
破れるように円錐状に形成されている。そして、先端の
円錐状面５８に上下方向に貫通するインク誘導孔５６が
穿設されている。そして、インク供給針５３の内部に
は、インク誘導孔５６に連通する第１インク流路５５が
形成され、ヘッドホルダ５０には、インク供給針５３の
第１インク流路５５内に誘導されたインクを記録ヘッド
５１に導く第２インク流路６７が形成されている。

【０００６】第２インク流路６７の入り口部分には、イ
ンクカートリッジ５２から供給されたインクをろ過する
フィルタ５９が設けられている。第２インク流路６７
は、インクカートリッジ５２よりも幅寸法が小さい記録
ヘッド５１にインクを導くため、中央のヘッド本体５１
に向かって水平方向、及び上下方向に斜めに延びるよう
に設けられている。

【０００７】インクカートリッジ５２を装着すると、イ
ンク供給針５３の先端が、インクカートリッジ５２のイ
ンク供給口５４のフィルム６４を突き破り、インク供給
口５４内にインク供給針５３が挿通され、インク供給針
５３のインク誘導孔５６、及び第１、及び第２インク流
路５５、６７を通ってインクカートリッジ５２内のイン
クが記録ヘッド５１に流れ込む。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記記録ヘ
ッドでは、インクカートリッジ５２よりも寸法が小さい
ヘッド本体５１にインクを導くため、流路６７がヘッド
本体５１に向かって斜めに延びるように形成されてい
る。このように、記録ヘッドに複雑な加工を必要とする
斜め穴を形成させなければならず、コストアップが避け
られない。また、流路６７を斜めに形成させているた
め、記録装置の薄型化を阻害するという問題がある。

【０００９】このような問題を解消するため、例えば図
１１に示すようにヘッドホルダ５０の下面に流路形成盤
６９が形成され、この流路形成盤６９に、第１インク流
路５５と連通する第２インク流路５７が形成されるとと
もに、第２インク流路５７に連通する溝６８が設けられ
ている。そして、溝６８の開放部側にプレート６６を接
着剤や超音波溶着により接合して流路６７を形成するこ
とが考えられる。なお、図中符号７０は、図示しない記
録ヘッドにインクを供給するインク供給孔を示す。これ
によれば、少なくとも流路を水平方向に延設するだけ
で、幅の広いインクカートリッジから幅の狭い記録ヘッ
ドにインクを導く流路を形成でき、高さ方向の寸法を抑
えることが可能となる。

【００１０】しかしながら、流路形成盤６９とプレート
６６との接合に接着剤を用いると、流路６７内にはみ出
した接着剤に気泡が付着しやすく、付着した気泡が印刷
中の振動等で遊離して流路６７から記録ヘッドに流れ込
み、印刷不良を招くという問題がある。また、超音波溶
着による接合では、流路形成盤６９とプレート６６とを
相対的に高速度で往復動させる必要上、溶融樹脂の残屑
が残りやすく、記録ヘッド流路６７内に侵入してやはり
印刷不良を招くという問題がある。さらに、接着剤や超
音波溶着による接合では、一旦接合された接合部を外す
ことができないため、流路６７内やフィルタ５９等を洗
浄して再生する等の作業が不可能に近い。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、生産効率や歩留まり
がよく、印字トラブルの発生を可及的に防止でき、かつ
メンテナンスが容易な流路接続構造を備えたインクジェ
ット式記録装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために本発明のインクジェット式記録装置は、インク
滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドにインクを
供給するインクカートリッジと、前記インクカートリッ
ジから前記記録ヘッドにインクを導くインク流路を形成
する流路構成板とを備えたインクジェット式記録装置に
おいて、流路構成板が、前記インクカートリッジと接続
する接続部材を備えた第１流路板と、前記記録ヘッドと
接続する接続口とフィルタを収容する凹部とを備えた第
２流路板とを積層して接離可能に構成され、前記インク
流路を形成する溝が少なくとも一方の前記流路板の表面
に形成され、また前記溝を囲む弾性シール部材が一方の
前記流路板に設けられ、前記弾性シール部材を弾圧状態
で収容するシール溝が他方の前記流路板に形成されてい
る。

【００１３】

【作用】接着作業や溶着作業が不要となるため、はみ出
した接着剤や溶着滓による目詰まり等の不都合を完全に
払拭でき、またフィルタがインク流路の記録ヘッドの側
に位置するから、組立作業等によりインク流路に侵入し
た塵埃がフィルタで確実に除去される。流路板の表面に
流路を形成する溝と、これを取囲むように弾性シール部
材を形成して接離可能に積層されているため、インクカ
ートリッジから前記記録ヘッドにインクを導くインク流
路を平面構造として構成でき、小型化が容易になる。ま
た分解によりメンテナンスが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の態様】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１、及び図２は、本
発明の流路接続構造が適用されるインクジェット式記録
装置の周辺構造の一例を示す図である。この装置は、イ
ンクカートリッジ２が搭載されるとともに記録ヘッド１
が取り付けられたキャリッジ３を備えている。

【００１５】キャリッジ３は、タイミングベルト４を介
してステッピングモータ５に接続され、ガイド穴２６
（図２）をガイドバー６に案内されて記録紙７の紙幅方
向（主走査方向）に往復移動し、記録紙７と対向する
面、この実施例では下面に、記録ヘッド１が取り付けら
れ、また上面には図２に示すようにインクカートリッジ
２の収容領域が形成され、開口部にインクカートリッジ
２の上部を押さえる蓋部材２５が取り付けられている。
また、非印字領域には、印刷休止中に記録ヘッド１のノ
ズル開口を封止することによりノズル開口の乾燥を防止
するキャップ８、及び記録ヘッド１のノズル面をワイピ
ングするワイパー部材９が配置されている。

【００１６】図３は、記録ヘッド本体１０の一実施例を
示すものであって、ノズル開口１１と圧力発生室１２が
形成された流路ユニット１３と、圧電振動子１４が収容
されたヘッドケース１５とを接合して構成されている。
流路ユニット１３は、ノズル開口１１が穿設されたノズ
ルプレート１６と、圧力発生室１２と共通のインク室１
７、及びこれらを連通させるインク供給路１８とに対応
する空間が形成された流路形成板１９と、圧力発生室１
２の開口面を封止する振動板２０とが積層されて形成さ
れている。

【００１７】圧電振動子１４は、駆動信号の入力によ
り、充電状態で長手方向に収縮し、充電状態から放電す
る過程で長手方向に伸長する、いわゆる縦振動モードの
振動子で、その先端が圧力発生室１２の一部を形成する
振動板２０の島部２０Ａに固着された状態でその他端が
基台２１に固定されている。

【００１８】また、ヘッドケース１５には、共通のイン
ク室１７に対応する領域に、大気連通路４２を介して大
気に開放されたダンパ室２３が形成され、振動板２０の
弾性変形によりインク室１７内の圧力変動を緩和するよ
うに構成されている。

【００１９】このように構成された記録ヘッド本体１０
は、圧電振動子１４の収縮・伸長を受けて圧力発生室１
２が膨張・収縮し、これによる圧力発生室１２の圧力変
動によりインクカートリッジから圧力発生室１２へのイ
ンクの吸引と、圧力発生室１２のインクをインク滴とし
てノズル開口１１から吐出する。なお、符号３４は回路
基板を、また符号２２は回路基板３４からヘッド本体１
０に駆動信号等を入力するフレキシブルケーブルをそれ
ぞれ示す。

【００２０】図４、図５は、インク供給針２７から記録
ヘッド本体１０にインクを供給するインク流路を形成す
る流路構成板の一実施例を示すものであって、複数、こ
の実施例ではインクカートリッジ２と接続する接続部材
として機能する６本のインク供給針２７が植設された上
側流路板（第１流路板）２８と、各インク供給針２７に
連通して流路板の面に平行に延びる流路３０が形成され
た下側流路板（第２流路板）２９とを重ね合わせ、穴４
０にネジ３８を挿通して一体に固定して構成されてい
る。

【００２１】下側流路板２９の上面には、図６（ａ）
（ｂ）に示したようにインク供給針２７からインク補給
穴３９に延びる流路溝３７が刻設され、流路溝３７の外
周を囲むように細い溝４４が形成され、図７（ａ）、
（ｂ）に示すようにこの溝４４に無端状の弾性シール部
材３２が装填、固着されている。流路溝３７の記録ヘッ
ド１０の側には、円錐状の凹部４５が形成されていてこ
こに流路３０を流下したインクをろ過するフィルタ３１
が装着されている。一方、上側流路板２８の下面には、
弾性シール部材３２を弾圧しつつ収容するシール溝３３
が、弾性シール部材３２に対応するように形成され、凹
部４５に対応する位置には凹部４５の内周面に係合する
外周面を備えた突出部４６が形成されている。

【００２２】これにより、下側流路板２９の凹部４５に
上側流路板２８の突出部４６を係合させると、下側流路
板２９と上側流路板２８とが所定の位置に位置決めされ
た状態で積層されるから、ネジ３８により固定すると、
各流路溝３７が弾性シール部材３２を介装した状態で上
側流路板２８により気密に封止され、流路板２９、２８
の面に平行、この実施例では水平方向に延びる流路３０
を備えた流路構成板４３となる。

【００２３】このように流路３０が下側流路板２９に形
成された流路溝３７と弾性シール部材３２とから形成さ
れているため、接着工程が不要となり、２枚の板材をネ
ジ等により固定するという簡単な作業で流路構成板４３
を製造することができる。

【００２４】このように構成された流路構成板４３は、
下面のインク補給穴３９を囲むように形成した図示しな
い溝にパッキン部材３５を嵌装し、記録ヘッド１０のヘ
ッドケース１５に形成されたインク補給管２４の凸部２
４ａを弾接させることにより、インク供給針２７から記
録ヘッド本体１０にインクを供給するための流路が完成
する。

【００２５】なお、弾性シール部材３２、及びパッキン
部材３５は、下側流路板２９とは別体で形成したものを
組み付けてもよいが、下側流路基板２９と弾性シール部
材３２及びパッキン部材３５とを二色成形や、アウトサ
ート成形により一体的に形成すると、弾性シール部材３
２やパッキン部材３５の取り付け作業や位置決め作業等
が不要になり作業性や生産効率が向上する。そればかり
でなく、弾性シール部材３２、及びパッキン部材３５が
下流路板２９に予め固着されているため、シールの信頼
性の向上を図ることができる。さらには、弾性シール部
材３２、及びパッキン部材３５をともに下流路板２９の
側にのみ形成することにより、二色成形やアウトサート
成形を一方の基板２９にだけ施すだけでよく、製造工程
の簡素化を図ることができる。

【００２６】このように構成された記録装置において、
インク供給針２７から記録ヘッド本体１０に至る流路に
異物等が混入して印刷不良が生じたような場合には、記
録ヘッド本体１０を取り外した状態で、流路構成板４３
のネジ３８を取り外すと、上側流路板２８と下側流路板
２９とが分離する。これにより、異物が捕捉されている
フィルタ３１の上面が露出するから、異物をフィルタ３
１から容易に除去でき、さらには分解された流路を容易
に洗浄することができ、記録ヘッド１の印刷不良を簡
単、確実に解消できる。

【００２７】また、記録装置では、上側流路板２８にイ
ンクカートリッジ２と流路３０を連通させるインク流路
４１が形成され、下側流路板２９に記録ヘッド本体１０
と流路３０を連通させるインク補給穴３９が形成されて
いるため、記録ヘッド本体１０から離れた位置にあるイ
ンク供給針２７から流路３０を平面的に引き回してイン
クを記録ヘッド本体１０に導くことができ、複数色のイ
ンクを用いて印刷する装置であっても、三次元的に配置
されたインク流路を必要とすることなく大型のインクカ
ートリッジから記録ヘッドにインクを供給することがで
きる。

【００２８】これにより、流路３０が流路形成板４３に
平行に形成されているため、記録ヘッド１の高さ方向の
寸法が小さくなり、装置の小型化を図ることができる。
また、フィルタ３１を記録ヘッド側、つまりインク補給
穴３９の近傍に配置できるため、たとえ組立工程で流路
３０に塵埃等が浸入しても、フィルタ３１により除去し
て記録ヘッド本体１０に塵埃等の異物が浸入するのを確
実に防止することができる。

【００２９】図８は、本発明の他の実施例を示すもので
あって、この実施例においては、記録ヘッド本体１０の
ヘッドケース１５にインクを補給するインク補給管２４
の先端領域に、環状のパッキン部材３５’がアウトサー
ト成形や二色成形により一体に作り付けられている。ま
た下側流路板２９のインク補給穴３９は、下側流路板２
９から突出してパッキン部材３５’に弾接できる程度の
環状の凸部３９ａとして形成されている。

【００３０】この実施例によれば、記録ヘッド本体１０
をキャリッジに直接、また取り付け部材を介して固定
し、ついで流路構成板４３のインク補給穴３９の凸部３
９ａをパッキン部材３５’に位置合せしてキャリッジに
直接、または取り付け部材を介して固定することによ
り、インク流路を接続することができる。

【００３１】この実施例によれば、パッキン部材３５’
はヘッドケース１５に予め一体に作り付けられているた
め、流路構成板４３の凸部３９ａを位置合せして、パッ
キン部材３５’に弾接するだけで、確実に接続すること
ができる。

【００３２】これらの実施例によれば、流路構成板４３
がフィルタ３１の取り付け部材を兼ねるため、図９に示
したようなインク供給針５３とヘッドケース５０との間
にフィルタ５９を介装してインク供給針５３をヘッドケ
ース５０に固定する場合に比較して、上側流路板２８と
インク供給針２７とを射出成形により一体物として構成
することができ、インク供給針の接続工程を無くして組
立工数の削減を図ることができる。

【００３３】なお、前記実施の形態において、弾性シー
ル部材３２、及びパッキン部材３５、３５’を構成する
弾性材料としては、特に限定するものではなく、天然ゴ
ムや各種合成ゴム等各種の材料を用いることができる
が、インクに対する耐性が良好なブチルゴム、シリコー
ンゴム、ポリプロピレン等が好適であり、また二色成形
やアウトサート成形の場合にはエラストマーが好適であ
る。

【００３４】なお、上述の実施例においては、下側流路
板２９に流路溝３７を刻設してインク流路を形成してい
るが、上側流路板２８に流路溝３７を刻設して流路を形
成することもできる。また、上述の実施例においては、
下側流路板２９の表面に弾性シール部材３２を設けてい
るが、上側流路板２８に弾性シール部材３２を設け、ま
た下側流路板２９に弾性シール部材を収容するシール溝
３３を形成しても同様の作用を奏する。

【００３５】また、前記実施の形態では、本発明を、流
路３０が水平に延び、フィルタ３１が流路３０の下流端
に位置した記録装置に適用した例を示したが、これに限
定されるものではなく、流路３０が斜めに延びた記録装
置や、フィルタ３１が流路３０の下流端以外に存在する
記録装置に適用することもできる。これらの場合にも同
様の作用効果を奏する。

【００３６】なお、本発明は、インクカートリッジと記
録ヘッドとの接続流路の構造に関わるものであるから、
記録ヘッドの形態にかかわりなく、つまりたわみ振動モ
ードの圧電振動子を用いた記録ヘッドや、インクを加熱
気化させる発熱素子を用いた記録ヘッドにも適用できる
ことは明らかである。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のインクジェ
ット式記録装置によれば、２枚の板材をネジなどにより
接離可能に積層固定するだけでインク流路を形成できる
ため、製造工程を簡素化を図りつつしかもインク流路内
に接着剤がはみ出たたり、溶着滓が混入するのを防止で
き、また接合を解除することにより容易に分解できるた
め、流路のメンテナンスが可能となる。さらに、フィル
タがインク流路の記録ヘッドの側に位置するから、組立
作業等によりインク流路に侵入した塵埃をフィルタで確
実に除去できるばかりでなく、インクカートリッジと接
続する接続部材を一方の流路板と一体に成形等により構
成でき、製造工程の簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット式記録装置の一実施の
形態を示す斜視図である。

【図２】同上インクジェット式記録装置の要部を示す分
解斜視図である。

【図３】同上インクジェット式記録装置に用いる記録ヘ
ッド本体を示す断面図である。

【図４】同上インクジェット式記録装置に用いる記録ヘ
ッドを示す分解斜視図である。

【図５】同前記録ヘッドの要部を拡大して示す断面図で
ある。

【図６】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ下側流路板の表
裏の構造を示す平面図である。

【図７】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図６におけるＡ
−Ａ線での断面図と、弾性シール部材を装着した状態で
の下側流路板を示す斜視図である。

【図８】本発明の他の実施例を記録ヘッドの要部を拡大
して示す断面図である。

【図９】従来例のインクジェット式記録ヘッドを示す断
面図である。

【図１０】図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ前記従来例の
インクジェット式記録ヘッドの要部を示す図である。

【図１１】他の従来例のインクジェット式記録ヘッドを
示す断面図である。

【符号の説明】

１０記録ヘッド本体２４インク補給管２７インク供給針２８上側流路板２９下側流路板３０流路３１フィルタ３２シール溝３３弾性シール部材収容部３５、３５’パッキン部材４３流路構成板４４弾性シール部材を収容する溝４５フィルタ室を形成する凹部４６突出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク滴を吐出する記録ヘッドと、前記
記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジと、
前記インクカートリッジから前記記録ヘッドにインクを
導くインク流路を形成する流路構成板とを備えたインク
ジェット式記録装置において、流路構成板が、前記インクカートリッジと接続する接続
部材を備えた第１流路板と、前記記録ヘッドと接続する
接続口とフィルタを収容する凹部とを備えた第２流路板
とを積層して接離可能に構成され、前記インク流路を形成する溝が少なくとも一方の前記流
路板の表面に形成され、また前記溝を囲む弾性シール部
材が一方の前記流路板に設けられ、前記弾性シール部材
を弾圧状態で収容するシール溝が他方の前記流路板に形
成されているインクジェット式記録装置。
【請求項２】第１流路板に前記フィルタを収容する凹
部の内周面と係合する突出部が形成されている請求項１
に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】前記弾性シール部材が、第１流路板もし
くは第２流路板に二色成形、またはアウトサート成形に
より固着されている請求項１に記載のインクジェット式
記録装置。
【請求項４】弾性シール部材が、第１流路板または第
２流路板に成形により一体的に作り付けられている請求
項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項５】第１流路板と第２流路板とを分解した状
態では、前記フィルタの上流側の面が露出するように前
記フィルタが固定されている請求項１に記載のインクジ
ェット式記録装置。
【請求項６】第１流路板に前記インクカートリッジと
連通する第１連通路が形成され、また第２流路板に前記
記録ヘッドと連通する第２連通路が形成されている請求
項１乃至請求項５のいずれかに記載のインクジェット式
記録装置。
【請求項７】前記記録ヘッドと流路構成板とが、前記
記録ヘッドまたは前記流路構成板のいずれかに予め固着
されたパッキン部材を介して接続されている請求項１に
記載のインクジェット式記録装置。
【請求項８】前記パッキン部材が、二色成形、または
アウトサート成形により流路構成板、または記録ヘッド
に一体に作り付けられている請求項７に記載のインクジ
ェット式記録装置。