JP2003011384A - インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク供給針を高精度且つ容易に固定するこ
とができ、信頼性を向上したインクジェット式記録ヘッ
ド及びインクジェット式記録装置を提供する。 【解決の手段】 インク滴を吐出する複数のノズル開口
を有するヘッド本体２４を具備し、インク供給手段を保
持すると共に該インク供給手段のインク供給口とヘッド
本体２４とを連通するインク流路を有する保持部を備え
たインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記インク供
給手段に連通する側のインク流路を構成する貫通孔１８
を有し前記インク供給手段に挿入される複数のインク供
給針１６が、超音波融着によって前記保持部に固着され
ており、且つ前記複数のインク供給針１６のうち超音波
融着に必要なエネルギが略同一であるインク供給針１６
を一体的に連結することにより、インク供給針を高精度
に位置決め固定できる。

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
ジからインクを供給してインク滴を吐出するインクジェ
ット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インクジェット式記録ヘッドで
は、インクが充填されたインクカートリッジから、この
インクカートリッジに挿入されるインク供給針及び流路
を介してインクが供給され、供給されたインクは圧電素
子等を駆動させることによりノズルから吐出される。

【０００３】例えば、図５に示すように、従来のインク
ジェット式記録ヘッド１００を構成するヘッドケース１
０１は、プリンタのキャリッジに搭載されると共に図示
しないインクカートリッジを収容するインクカートリッ
ジ収容室１０２を画成する。

【０００４】また、ヘッドケース１０１のインクカート
リッジ収容室１０２側の底面部分には、インクカートリ
ッジに挿入されるインク供給針１０３が設けられてい
る。また、ヘッドケース１０１の下面側には、圧力発生
手段の駆動によってインクを吐出するヘッド本体１０４
が、カバーヘッド１０５によって固定されている。そし
て、インクカートリッジからインク供給針１０３及びヘ
ッドケース１０１の図示しないインク流路を介してヘッ
ド本体１０４にインクが供給される。

【０００５】また、ヘッドケース１０１のインクカート
リッジ収容室１０２とは反対側の側面には駆動回路を実
装した回路基板１０６が固定されており、この駆動回路
によって記録ヘッド本体１０４が駆動されてインクが吐
出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のインクジェット式記録ヘッド１００では、イ
ンク供給針１０３は、インクカートリッジの各色毎に別
々の部品で構成され、個々にヘッドケース１０１に固着
されている。

【０００７】そのため、インク供給針１０３間の寸法精
度を出すのが困難であり、インク供給針１０３のインク
カートリッジへの挿入性が低下するという問題がある。
また、インク供給針１０３のインクカートリッジへの挿
入位置がずれることにより、これらのシール性が低下す
るという問題がある。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑み、インク
供給針を高精度且つ容易に固定することができ、信頼性
を向上したインクジェット式記録ヘッド及びインクジェ
ット式記録装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第１の態様は、インク滴を吐出する複数のノズル開
口を有するヘッド本体を具備し、インク供給手段を保持
すると共に該インク供給手段のインク供給口とヘッド本
体とを連通するインク流路を有する保持部を備えたイン
クジェット式記録ヘッドにおいて、前記インク供給手段
に連通する側のインク流路を構成する貫通孔を有し前記
インク供給手段に挿入される複数のインク供給針が、超
音波融着によって前記保持部に固着されており、且つ前
記複数のインク供給針のうち超音波融着に必要なエネル
ギが略同一であるインク供給針が、一体的に連結されて
いることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにあ
る。

【００１０】かかる第１の態様では、複数のインク供給
針を超音波融着によって一度に固着することができるた
め、製造工程を簡略化してコストの削減を図ることがで
きる。また、各インク供給針の針間距離の精度が向上す
る。

【００１１】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、一体的に連結されたインク供給針の外形形状が略同
一であるが、前記貫通孔の内径が異なることを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッドにある。

【００１２】かかる第２の態様では、貫通孔の内径の異
なるインク供給針を超音波融着によって一度に固着する
ことができ、製造コストを大幅に削減することができ
る。

【００１３】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、ブラックインクに対応して設けられるインク
供給針とカラーインクに対応して設けられるインク供給
針とが一体的に連結され、且つ前記ブラックインクに対
応して設けられるインク供給針の貫通孔が、前記カラー
インクに対応して設けられるインク供給針の貫通孔より
も大きい内径を有することを特徴とするインクジェット
式記録ヘッドにある。

【００１４】かかる第３の態様では、ブラック及びカラ
ーインクに対応するインク供給針の針間距離の精度が向
上することができる。

【００１５】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、一体的に連結されたインク供給針が、
超音波融着時に溶融する略同一形状の融着突起を有する
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。

【００１６】かかる第４の態様では、各インク供給針の
超音波融着に必要なエネルギが確実に略同一となるた
め、一体的に連結された各インク供給針を一度に確実に
固着できる。

【００１７】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様のインクジェット式記録ヘッドを具備することを
特徴とするインクジェット式記録装置にある。

【００１８】かかる第５の態様では、ヘッドの信頼性を
向上したインクジェット式記録装置を実現することがで
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態につ
いて詳細に説明するが、勿論、本発明の構成はこれに限
定されるものではない。

【００２０】図１は、本発明の一実施形態に係るインク
ジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２はその
断面図であり、図３はインク供給針の上面図及び断面図
であり、図４は、カートリッジケースの斜視図である。

【００２１】図示するように、本発明の一実施形態に係
るインクジェット式記録ヘッド１０を構成するカートリ
ッジケース１１は、インク供給手段であるインクカート
リッジ（図示なし）がそれぞれ装着されるカートリッジ
装着部１２を有する。例えば、本実施形態では、インク
カートリッジは、ブラック及び３色のカラーインクがそ
れぞれ充填された別体で構成され、カートリッジケース
１１には、各色のインクカートリッジがそれぞれ装着さ
れる４つのカートリッジ装着部１２を有する。また、カ
ートリッジケース１１の底面には、一端が各カートリッ
ジ装着部１２に開口し、他端が後述するヘッドケース側
に開口する複数のインク連通路１４（１４Ａ〜１４Ｄ）
がそれぞれ形成された管状の流路形成部１５（１５Ａ〜
１５Ｄ）が突設されている。

【００２２】また、カートリッジケース１１の上面側、
すなわち、各カートリッジ装着部１２のインク連通路１
４の開口部分には、インクカートリッジに挿入される複
数のインク供給針１６（１６Ａ〜１６Ｄ）が、インク内
の気泡や異物を除去するためのフィルタ１７を介して固
定されている。

【００２３】これらの各インク供給針１６は、図３に示
すように、各インク連通路１４に連通する貫通孔１８
（１８Ａ〜１８Ｄ）をそれぞれ有すると共にカートリッ
ジケース１１側の端部近傍にフランジ部１９を有する。
また、このフランジ部１９のカートリッジケース１１と
の接合面側には融着突起２０が設けられている。

【００２４】また、本実施形態のカートリッジケース１
１は、イエロー、マゼンダ及びシアン並びにブラックの
各色のインクがそれぞれ収容された複数のインクカート
リッジを保持可能な構造を有し、インク供給針１６は、
ブラックインクに対応する１つのインク供給針１６Ａ
と、イエロー、マゼンダ及びシアンの各カラーインクに
対応する３つインク供給針１６Ｂ〜１６Ｄで構成されて
いる。

【００２５】そして、各インク供給針１６の貫通孔１８
の内径は、インクの供給量によって異なり、例えば、本
実施形態では、カラーインクに対応する各インク供給針
１６Ｂ〜１６Ｄの貫通孔１８Ｂ〜１８Ｄは、それぞれ略
同一の内径を有するが、ブラックインクに対応するイン
ク供給針１６Ａの貫通孔１８Ａは、カラーインクに対応
するインク供給針１６Ｂ〜１６Ｄの貫通孔１８Ｂ〜１８
Ｄよりも大きい内径を有する。

【００２６】また、本実施形態の各インク供給針１６
は、それぞれ略同一の外形形状を有し、且つ連結部２１
を介してそれぞれ一体的に連結されている。そして、各
インク供給針１６は、フランジ部１９に設けられた融着
突起２０を溶融させることにより、すなわち超音波融着
によってカートリッジケース１１に一体的に固着されて
いる。

【００２７】ここで、本実施形態では、上述したよう
に、ブラックインクに対応するインク供給針１６Ａとカ
ラーインクに対応するインク供給針１６Ｂ〜１６Ｄと
は、貫通孔１８の内径が異なるが、外形形状は略同一と
なっている。すなわち、各インク供給針１６は、超音波
融着に必要なエネルギが略同一となっているため、連結
部２１を介して一体的に連結されていても超音波融着に
よって各インク供給針１６を確実に固着することができ
る。

【００２８】また、各インク供給針１６の超音波融着に
必要なエネルギを略同一とするには、各インク供給針１
６の融着突起２０の融着量が略同一であることが有効で
ある。このため、本実施形態では、各融着突起２０の形
状、すなわち、各融着突起２０の径、断面形状等を略同
一として、融着量が略同一となるようにした。

【００２９】このように、本実施形態では各インク供給
針１６を一体的に連結して超音波融着によってカートリ
ッジケース１１に固着するようにしたので、各インク供
給針１６Ａ〜１６Ｄのそれぞれの針間距離精度を著しく
向上することができる。また、複数のインク供給針を一
度に固着できるため、製造工程を簡略化することがで
き、製造コストを削減することができる。

【００３０】なお、本実施形態では、ブラックインクに
対応するインク供給針及びカラーインクに対応するイン
ク供給針を全て一体的に連結するようにしたが、勿論、
これに限定されず、超音波融着に必要なエネルギが略同
一であるインク供給針が一体的に連結されていればよ
い。

【００３１】また、本実施形態では、一体的に連結した
各インク供給針の外形形状が、略同一形状となっている
が、勿論、超音波融着に必要なエネルギが略同一であれ
ば、それぞれ異なる形状であってもよい。

【００３２】なお、カートリッジケース１１の下面側に
は、複数の圧電素子２２を有する圧電素子ユニット２３
を保持すると共に、カートリッジケース１１とは反対側
の端面に圧電素子２２の駆動によってノズル開口からイ
ンク滴を吐出するヘッド本体２４が固定されるヘッドケ
ース２５を有し、これらカートリッジケース１１とヘッ
ドケース２５との間には、シール部材２６及び回路基板
２７が挟持されている。

【００３３】ここで、シール部材２６は、例えば、エラ
ストマ等からなり、流路形成部１５とヘッドケース２５
に設けられる複数のインク供給路２８（２８Ａ〜２８
Ｄ）が開口する突出部２９との間に挟持されることによ
り、インク連通路１４とインク供給路２８との接続部分
を密封してこの接続部分からのインクの漏れを防止して
いる。

【００３４】回路基板２７は、圧電素子２２を駆動する
ための信号を供給するためのものであり、回路基板２７
の一端部には、外部配線（図示なし）を接続するための
コネクタ３０が固定されている。また、回路基板２７に
は、圧電素子２２に接続されたＦＰＣ等の接続配線３１
が挿通される挿通孔３２が設けられており、この挿通孔
３２を介して回路基板２７と接続配線３１とが接続され
る。さらに、この挿通孔３２の両側には各インク供給路
２８に対応して、各インク供給路２８が開口する突出部
２９が係合する貫通孔３３が設けられている。

【００３５】また、カートリッジケース１１の一方の側
面、すなわち、回路基板２７のコネクタ３０が配置され
る側の側面には、回路基板２７のコネクタ３０が露出さ
れる露出口３４を有し、この露出口３４を介して外部配
線（図示なし）がコネクタ３０に接続されるようになっ
ている。

【００３６】また、回路基板２７及びシール部材２６を
介してカートリッジケース１１の下面側に固定されるヘ
ッドケース２５には、複数の圧電素子２２を有する圧電
素子ユニット２３（２３Ａ，２３Ｂ）を収容して圧電素
子２２を位置決め固定するための収容室３５が並設され
ている。本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０
は、ブラックインクを吐出するための圧電素子ユニット
２３Ａと、カラーインクを吐出するための圧電素子ユニ
ット２３Ｂとを有するため、ヘッドケース２５には、こ
れらの圧電素子ユニット２３Ａ，２３Ｂを収容する２つ
の収容室３５が並設されている。また、各収容室３５の
外側には、インク連通路１４Ａと連通してブラックイン
クをヘッド本体２４に供給するインク供給路２８Ａと、
インク連通路１４Ｂ〜１４Ｄとそれぞれ連通して各カラ
ーインクをそれぞれヘッド本体２４に供給するための複
数のインク供給路２８Ｂ〜２８Ｄとが設けられ、各イン
ク供給路２８Ａ〜２８Ｄは、カートリッジケース１１側
に設けられた突出部２９でそれぞれ開口している。

【００３７】ここで、各インク供給路２８Ａ〜２８Ｄ
は、ヘッドケース２５の中央部のヘッド本体２４に対向
する領域にそれぞれ近接して設けられている。また、カ
ラーインクをヘッド本体２４に供給する各インク供給路
２８Ｂ〜２８Ｄは、インク連通路１４Ａ〜１４Ｄのイン
クカートリッジ側の開口の並び方向に対して略直交する
方向に一列に配置されている。すなわち、インク供給路
２８Ａ〜２８Ｄの開口と、各インク連通路１４のインク
カートリッジ側の開口との位置が面方向で異なるものが
ある。例えば、本実施形態では、カラーインクを供給す
る３つのインク連通路１４Ｂ〜１４Ｄのうち中央のイン
ク連通路１４Ｃのインクカートリッジ側の開口のみが、
インク供給路２４Ｃの開口と略同一位置となるように設
けられている。このため、本実施形態では、他のインク
連通路１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｄを３次元的に傾斜させる
ことによって、カートリッジケース１１とヘッドケース
２５との当接面での全てのインク連通路１４とインク供
給路２８との開口位置がそれぞれ略同一となるようにし
て、各インク連通路１４とインク供給路２８とを連通さ
せている。

【００３８】具体的には、図４に示すように、カートリ
ッジケース１１の下面側には、インク連通路１４Ａ〜１
４Ｄがそれぞれ形成された管状の流路形成部１５Ａ〜１
５Ｄが突設されている。そして、カラーインクに対応す
る流路形成部１５Ｂ〜１５Ｄのうち、中央の流路形成部
１５Ｃのみがカートリッジケース１１の下面に対して略
直交する方向に立設され、他の流路形成部１５Ａ，１５
Ｂ，１５Ｄが３次元的に傾斜して設けられ、各インク連
通路１４Ａ〜１４Ｄとインク供給路２８Ａ〜２８Ｄとが
それぞれ連通されている。

【００３９】なお、上述したインクジェット式記録ヘッ
ドを構成する各部材は、カートリッジケース１１の下面
側に、シール部材２６、回路基板２７、ヘッドケース２
５及びヘッド本体２４の順で積層され、その外側にヘッ
ド本体２４のノズル開口を露出する窓部３６を有する枠
体３７を填め込み、ネジ３８によってカートリッジケー
ス１１に固定されて（図１参照）、インクジェット式記
録装置に搭載される。

【００４０】また、本実施形態では、カートリッジケー
スとヘッドケースとが別体で構成されているものを例示
して説明したが、勿論、これらが一体的に形成されてい
てもよいことは言うまでもない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、超音波
融着に必要なエネルギが略同一であるインク供給針を一
体的に形成するようにしたため、製造工程を簡略化して
コストを削減することができる。また、各インク供給針
間の寸法精度が向上するため、インク供給針のインクカ
ートリッジの挿入性及びインク供給針とインクカートリ
ッジとのシール性を向上することができ、信頼性を向上
したインクジェット式記録ヘッドを実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記
録ヘッドの分解斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係るインク供給針を示す
上面図及び断面図である。

【図４】本発明の一実施形態に係るカートリッジケース
の斜視図である。

【図５】従来技術に係るインクジェット式記録ヘッドの
斜視図である。

【符号の説明】

１１ カートリッジケース １２ カートリッジ装着部 １４Ａ〜１４Ｄ インク連通路 １５ 流路形成部 １６ インク供給針 １７ フィルタ １８ 貫通孔 １９ フランジ部 ２０ 融着突起 ２１ 連結部 ２２ 圧電素子 ２３ 圧電素子ユニット ２４ ヘッド本体 ２５ ヘッドケース

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク滴を吐出する複数のノズル開口を
   有するヘッド本体を具備し、インク供給手段を保持する
   と共に該インク供給手段のインク供給口とヘッド本体と
   を連通するインク流路を有する保持部を備えたインクジ
   ェット式記録ヘッドにおいて、 前記インク供給手段に連通する側のインク流路を構成す
   る貫通孔を有し前記インク供給手段に挿入される複数の
   インク供給針が、超音波融着によって前記保持部に固着
   されており、且つ前記複数のインク供給針のうち超音波
   融着に必要なエネルギが略同一であるインク供給針が、
   一体的に連結されていることを特徴とするインクジェッ
   ト式記録ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１において、一体的に連結された
   インク供給針の外形形状が略同一であるが、前記貫通孔
   の内径が異なることを特徴とするインクジェット式記録
   ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、ブラックイン
   クに対応して設けられるインク供給針とカラーインクに
   対応して設けられるインク供給針とが一体的に連結さ
   れ、且つ前記ブラックインクに対応して設けられるイン
   ク供給針の貫通孔が、前記カラーインクに対応して設け
   られるインク供給針の貫通孔よりも大きい内径を有する
   ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、一体的
   に連結されたインク供給針が、超音波融着時に溶融する
   略同一形状の融着突起を有することを特徴とするインク
   ジェット式記録ヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかのインクジェット
   式記録ヘッドを具備することを特徴とするインクジェッ
   ト式記録装置。