JP2003094684A

JP2003094684A - インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number: JP2003094684A
Application number: JP2001287400A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Okubo; 勝弘大久保
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: JP4120191B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化やコスト等に有利なインクジェット式記
録ヘッドを提供する。【解決手段】インク滴を吐出するノズル列と上記ノズル
列を構成するノズル１１に連通する複数のヘッド流路２
４を有するヘッド本体１０と、インクカートリッジ２の
インクをヘッド流路２４に導く複数のホルダ流路３０が
形成されたヘッドホルダ２５とを備え、上記ヘッド本体
１０におけるヘッド流路２４のインク供給口２３を、ノ
ズル１１の列設方向に複数近接して並ぶように設けたこ
とにより、インク供給口２３に連通するヘッド流路２４
も近接することとなり、ヘッド本体１０を成形する際に
ヘッド流路２４の間にも材料がまわりやすく、成形品の
歪みや充填不良等を生じにくくなるうえ、記録ヘッド１
自体の寸法を小型化でき、コストダウンを達成すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル開口からイ
ンク滴を吐出させて画像や文字を記録用紙に記録するイ
ンクジェット式記録ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式記録ヘッド（以下「記
録ヘッド」という）は、一般に、図１２に示すように、
ヘッドケース６０と、このヘッドケース６０のユニット
固着面６３に接着剤等で固着される流路ユニット５９と
から構成されている。上記流路ユニット５９は、ノズル
プレート５６と、流路基板５４と、振動板５８とが積層
され接着されて構成されている。

【０００３】上記ノズルプレート５６は、多数のノズル
開口５５が複数列（この例では５列）をなすよう穿設さ
れている。上記流路基板５４は、それぞれ上記ノズル開
口５５に連通する圧力発生室５１と、圧力発生室５１と
インク供給路を介して連通し、ノズル開口５５から吐出
させるインクを一時貯留するインク貯留室５２とに対応
する空間が形成されている。

【０００４】上記圧力発生室５１は、それぞれ各ノズル
開口５５と対応する位置に列設され、インク貯留室５２
は、各圧力発生室５１の列ごとに設けられている。上記
振動板５８には、インク貯留室５２にインクを導入する
ためのインク口６５が穿設されている。

【０００５】上記ヘッドケース６０は、熱硬化性樹脂や
熱可塑性樹脂が射出成形されてなり、ユニット固着面５
３の上記インク供給口６５に対応する部分に、インク貯
留室５２にインクを導入するインク供給管６２が開口さ
れている。さらに、圧力発生室５１の各列に対応する部
分に圧電振動子５７を露呈させる窓６１が形成されてい
る。図において、６３はインク貯留室５２に対応する部
分に形成された凹部、６４は上記凹部６３の底面に形成
された空気抜き穴である。

【０００６】上記記録ヘッドでは、図１３に示すよう
に、上記インク供給管６２のインク供給側の開口（図１
２における下面開口）は、ノズル列の列設方向と直交す
る方向に１列に並ぶように設けられている。また、他の
例の記録ヘッドにおいては、図１４に示すように、上記
インク供給管６２のインク供給側の開口は、前後に大き
く離れた形で２列に配置されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
供給管６２が一列に並ぶよう配置された記録ヘッドで
は、記録ヘッド自体の寸法が大型化し、コストアップの
要因ともなる。また、インク供給管６２が前後に大きく
離れて２列に配置された記録ヘッドでは、ヘッドケース
６０を成形する際に、インク供給管６２の間に材料がま
わりにくく、成形品の歪みや充填不良等を生じやすいと
いう問題があった。さらに、インクカートリッジのイン
クをインク供給管６２のインク供給側の開口まで導くホ
ルダ流路を有するヘッドホルダが大型化しやすく、上記
ヘッドホルダを一部品として構成するのも困難で構造が
複雑化するという問題もある。特に、近年では、使用す
るインクを多色化する傾向にあることから、上記のよう
な従来の記録ヘッドにおける問題点が顕著となり、小型
化やコストダウン等に有利な記録ヘッドの開発が望まれ
ていた。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、小型化やコストダウン等に有利なインクジェッ
ト式記録ヘッドの提供をその目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のインクジェット式記録ヘッドは、インク滴
を吐出するノズル列と上記ノズル列を構成するノズルに
連通する複数のヘッド流路を有するヘッド本体と、イン
クタンクのインクをヘッド流路に導く複数のホルダ流路
が形成されたヘッドホルダとを備え、上記ヘッド本体に
おけるヘッド流路のインク供給口が、ノズルの列設方向
に複数近接して並ぶように設けられていることを要旨と
する。

【００１０】すなわち、本発明のインクジェット式記録
ヘッドは、ヘッド本体におけるヘッド流路のインク供給
口が、ノズルの列設方向に複数近接して並ぶように設け
られている。このため、インク供給口に連通するヘッド
流路も近接することとなり、ヘッド本体を成形する際に
ヘッド流路の間にも材料がまわりやすく、成形品の歪み
や充填不良等を生じにくい。また、インク供給口を複数
並べることにより、記録ヘッド自体の寸法を小型化で
き、コストダウンを達成することができる。

【００１１】本発明のインクジェット式記録ヘッドにお
いて、上記複数近接して並ぶよう設けられたインク供給
口が、ノズルの列設方向と直交する方向に並ぶよう配置
されている場合や、上記インク供給口が、ヘッドホルダ
に設けられたインクタンクからインクの供給を受けるイ
ンク供給部の下に設けられている場合には、ヘッドホル
ダを成形する際にホルダ流路を形成するスライド金型の
スライド長さが短くなるとともに、スライド方向も２方
向にまとめることができて金型寸法を小さくできる。そ
して、ヘッドホルダを小型化できるとともに、上記ヘッ
ドホルダを一部品として構成するのも容易で構造が簡素
化する。

【００１２】本発明のインクジェット式記録ヘッドにお
いて、上記ノズルの列設方向に近接して並べられたイン
ク供給口が、２つのノズル列に挟まれる位置に配設され
ている場合や、上記ノズルの列設方向に近接して並べら
れたインク供給口に対応する複数のヘッド流路が、それ
ぞれ、そのヘッド流路の両側に配設されたノズル列のう
ち一方のノズル列を構成するノズルと連通している場合
には、流路の引き回しが行ないやすいうえ、ヘッドホル
ダを成形する際にホルダ流路を形成するスライド金型の
スライド長さが短くなるとともに、スライド方向も２方
向にまとめることができて金型寸法を小さくできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。

【００１４】図１は、本発明のインクジェット式記録ヘ
ッドを用いた記録装置の周辺構造の一例を示す図であ
る。この装置は、上部にインクカートリッジ２が搭載さ
れ、下面に記録ヘッド１が取り付けられたキャリッジ３
を備えている。

【００１５】上記キャリッジ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、ガイドバー
６に案内されて主走査方向（記録紙７の紙幅方向）に往
復移動するようになっている。また、上記キャリッジ３
には、記録紙７と対向する面（この例では下面）に、記
録ヘッド１が取り付けられている。そして、この記録ヘ
ッド１に各インクカートリッジ２からインクが供給さ
れ、キャリッジ３を移動させながら記録紙７上面にイン
ク滴を吐出させて記録紙７に画像や文字をドットマトリ
ックスにより印刷するようになっている。

【００１６】図において、８はキャリッジ３の移動範囲
内の非印刷領域に設けられ、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
できるだけ防ぐキャップである。また、９はノズル面に
当接してノズル面のインクをふき取るワイパー部材であ
る。

【００１７】図２は、上記記録ヘッド１に用いられるヘ
ッド本体１０の基本構造の一例を示す。このヘッド本体
１０は、ノズル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とが接合されて構成されている。

【００１８】上記流路ユニット１３は、ノズル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１７ならびに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、上記圧力発生室１２の開口を塞ぐ振動板２０とが積
層されて形成されている。

【００１９】上記圧電振動子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
の振動子である。上記圧電振動子１４は、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他端が基台２１に固定されている。

【００２０】また、上記ヘッドケース１５には、そのイ
ンク室１７に対応する部分に、インク室１７にインクカ
ートリッジ２のインクを導入するヘッド流路２４が形成
されている。上記ヘッド流路２４の開口縁には、インク
供給口２３が突出形成されている。

【００２１】上記ヘッド本体１０では、上記圧電振動子
１４の収縮・伸長を受けて圧力発生室１２が膨張・収縮
し、圧力発生室１２の圧力変動によりインクの吸引とイ
ンク滴の吐出とが行われるようになっている。図２にお
いて、２２は圧電振動子１４に駆動信号を入力するフレ
キシブル回路板である。

【００２２】上記ヘッド本体１０では、図２において紙
面に垂直な方向に圧電振動子１４，圧力発生室１２，ノ
ズル１１が列設されており、ノズルプレート１６には２
列のノズル列が形成されている。なお、図２では２列の
ノズル列が形成されたものを例示して説明したが、以下
における本発明の説明では、ノズル列を７列有するもの
等を例示して説明する。

【００２３】図３〜図６は、上記ヘッド本体１０が用い
られた記録ヘッド１を示す図である。上記記録ヘッド１
は、上述したような基本構造をもつヘッド本体１０と、
上記ヘッド本体１０がノズル面を下にして取り付けられ
るヘッドホルダ２５とを備えている。図において、２６
はヘッド本体１０を覆うカバー部材、２７はヘッド本体
１０をヘッドホルダ２５に取り付けるねじである。

【００２４】上記ヘッドホルダ２５は、インクカートリ
ッジ２に差し込まれてインクの供給を受ける複数（この
例では７つ）のインク供給針２８が立設されている。上
記各インク供給針２８は、中空状で先端部にインク孔が
穿設されている。上記各インク供給針２８の根元部に
は、インクカートリッジ２から供給されたインクをろ過
するフィルタ３１が設けられてる。

【００２５】そして、上記ヘッドホルダ２５には、各イ
ンク供給針２８にそれぞれ連通するとともに、ヘッド本
体１０のヘッド流路２４にそれぞれ連通してインクカー
トリッジ２のインクをヘッド本体１０に導入するホルダ
流路３０が形成されている。

【００２６】また、上記ヘッドホルダ２５とヘッド本体
１０との間には、フレキシブル回路板２２を介してヘッ
ド本体１０の圧電振動子１４に駆動信号を送るヘッド基
板３６が挟まれるよう設けられている。上記ヘッド基板
３６には、フレキシブル回路板２２を挿通させる回路板
挿通穴３５が形成されている。

【００２７】そして、上記ヘッド基板３６には、ホルダ
流路３０の下部開口およびヘッド流路２４の上部開口に
対応する部分に、上下に貫通する貫通穴３７が穿設さ
れ、上記貫通穴３７にヘッドケース１５のインク供給口
２３が挿通されてヘッド基板３６の上面にインク供給口
２３の開口が露呈するようになっている。上記ヘッド基
板３６とヘッドホルダ２５との間には、ホルダ流路３０
とヘッド流路２４を連通させるとともにシールするシー
ル部材２９が挟持されている。

【００２８】ここで、上記ヘッド本体１０は、ヘッドホ
ルダ２５のホルダ流路３０と連通してヘッド流路２４に
インクを供給するインク供給口２３が、図７および図８
に示すように、ノズル１１の列設方向に複数（この例で
は２つ）近接して並ぶように設けられるとともに、ノズ
ル１１の列設方向と直交する方向（主走査方向）に列を
なすよう並べて配置されている。

【００２９】すなわち、７つのインク供給口２３のうち
６つは、２つずつ近接させて設けられた３組が主走査方
向に列をなすよう配置され、残りの１つは、２つ近接し
たインク供給口２３のうち一方と列をなすよう配置され
ている。図７において、３２はねじ２７が挿通されるね
じ穴である。

【００３０】上記各インク供給口２３は、ヘッド本体１
０がヘッドホルダ２５に取り付けられた状態で、ヘッド
ホルダ２５に設けられたインク供給針２８の下に位置す
るよう設けられている（図３参照）。そして、上記ホル
ダ流路３０は、各インク供給針２８の根元部からヘッド
本体１０のインク供給口２３に向かってそれぞれ斜めに
設けられている。

【００３１】ここで、上記ホルダ流路３０を有するヘッ
ドホルダ２５を成形する際には、図９に示すように、ホ
ルダ流路３０となる部分にスライドピン３４を配置した
状態で樹脂材料を充填し、上記スライドピン３４を抜く
ことによりホルダ流路３０を形成することが行なわれ
る。

【００３２】このとき、上記７つのインク供給口２３の
うち正面側の左側に位置する２つのインク供給口２３に
対応するホルダ流路３０は、２本１組のスライドピン３
４（Ａ）によって形成される。また、７つのインク供給
口２３のうち正面側の右側に位置する２つのインク供給
口２３に対応するホルダ流路３０は、２本１組のスライ
ドピン３４（Ｂ）によって形成される。さらに、７つの
インク供給口２３のうち背面側の右側に位置する１つの
インク供給口２３に対応するホルダ流路３０は、１本の
スライドピン３４（Ｃ）によって形成される。また、７
つのインク供給口２３のうち背面側の左側に位置する２
つのインク供給口２３に対応するホルダ流路３０は、２
本１組のスライドピン３４（Ｄ）によって形成される。

【００３３】上記のように各スライドピン３４を配置す
ることにより、ヘッドホルダ２５を成形する際に各スラ
イドピン３４を抜く方向を左右の２方向とすることがで
きる。

【００３４】つぎに、上記インク供給口２３と、インク
室１７，圧力発生室１２，ノズル１１の位置関係につい
て説明すると、図１０に示すように、ノズル１１の列設
方向に近接して並べられた２つのインク供給口２３は、
２つのノズル列と各ノズル列に連通するインク室１７に
挟まれる位置に配設されている。

【００３５】そして、上記ノズル１１の列設方向に近接
して並べられた２つのインク供給口２３に対応するヘッ
ド流路２４が、それぞれ、そのヘッド流路２４の両側に
配設されたノズル列のうち一方のノズル列を構成するノ
ズル１１と連通するインク室１７とインク供給路３３を
介して連通してインクを供給するようになっている。こ
のようにすることにより、流路の引き回しが行ないやす
くなる。

【００３６】上記構成の記録ヘッド１では、ヘッド本体
１０におけるインク供給口２３が、ノズル１１の列設方
向に複数近接して並ぶように設けられているため、イン
ク供給口２３に連通するヘッド流路２４も近接すること
となり、ヘッド本体１０のヘッドケース１５を成形する
際にヘッド流路２４の間にも材料がまわりやすく、成形
品の歪みや充填不良等を生じにくい。また、インク供給
口２３を複数並べることにより、記録ヘッド１自体の寸
法を小型化でき、コストダウンを達成することができ
る。

【００３７】また、上記記録ヘッド１では、複数近接し
て並ぶよう設けられたインク供給口２３が、ノズル１１
の列設方向と直交する方向に並ぶよう配置されていると
ともに、上記インク供給口２３が、インク供給針２８の
下に設けられているため、ヘッドホルダ２５を成形する
際に、ホルダ流路３０を形成するスライドピンのスライ
ド長さが短くなるとともに、スライド方向も２方向にま
とめることができて金型寸法を小さくできる。そして、
ヘッドホルダ２５を小型化できるとともに、上記ヘッド
ホルダ２５を一部品として構成するのも容易で構造が簡
素化する。

【００３８】図１１は、本発明の記録ヘッドの第２の実
施の形態を示す。この例では、３つのインク供給口２３
がノズル列の列設方向に近接して並ぶように配置されて
いる。上記近接して設けられた３つのインク供給口２３
は、２つのノズル列と各ノズル列に連通するインク室１
７に挟まれる位置に配設されている。そして、３つのイ
ンク供給口２３の両側に位置するインク室１７のうち一
方は、ノズル列の列設方向に２分され、２分されたイン
ク室１７がそれぞれ３つのインク供給口２３のうち両側
に位置するインク供給口２３に対応するヘッド流路２４
と連通している。３つのインク供給口２３のうち中央の
１つは、他方のインク室１７と連通している。それ以外
は、上記実施の形態と同様であり、同様の作用効果を奏
する。

【００３９】なお、上記実施の形態では、インク滴を吐
出する圧力発生素子として縦振動モードの圧電振動子１
４を用いた例を示したが、これに限定するものではな
く、たわみ振動モードの圧電振動子を用いることもでき
るし、圧力発生素子としてインクを加熱して気化させる
加熱素子が用いられたヘッド本体を適用することもでき
る。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明のインクジェット
式記録ヘッドによれば、ヘッド本体におけるヘッド流路
のインク供給口が、ノズルの列設方向に複数近接して並
ぶように設けられているため、インク供給口に連通する
ヘッド流路も近接することとなり、ヘッド本体を成形す
る際にヘッド流路の間にも材料がまわりやすく、成形品
の歪みや充填不良等を生じにくい。また、インク供給口
を複数並べることにより、記録ヘッド自体の寸法を小型
化でき、コストダウンを達成することができる。

【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周辺構造
を示す斜視図である。

【図２】ヘッド本体の基本構造を示す断面図である。

【図３】上記記録ヘッドを示す断面図である。

【図４】上記記録ヘッドを示す断面図である。

【図５】上記記録ヘッドを示す底面図である。

【図６】記録ヘッドを示す斜視図である。

【図７】ヘッド本体を示す平面図である。

【図８】ヘッド本体を示す正面図である。

【図９】ヘッドホルダを成形する際のスライドピンの状
態を示す説明図であり、（ａ）は上から見た状態、
（ｂ）は正面から見た状態である。

【図１０】インク供給口とインク室等の位置関係を示す
説明図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態の記録ヘッドにお
けるインク供給口とインク室等の位置関係を示す説明図
である。

【図１２】従来例の記録ヘッドを示す分解斜視図であ
る。

【図１３】上記記録ヘッドの平面図である。

【図１４】他の従来例の記録ヘッドの平面図である。

【符号の説明】

１記録ヘッド２インクカートリッジ３キャリッジ４タイミングベルト５ステッピングモータ６ガイドバー７記録紙８キャップ９ワイパー部材１０ヘッド本体１１ノズル１２圧力発生室１３流路ユニット１４圧電振動子１５ヘッドケース１６ノズルプレート１７インク室１８インク供給路１９流路形成板２０振動板２０Ａ島部２１基台２２フレキシブル回路板２３インク供給口２４ヘッド流路２５ヘッドホルダ２６カバー部材２７ねじ２８インク供給針２９シール部材３０ホルダ流路３１フィルタ３２ねじ穴３３インク供給路３４スライドピン３５回路板挿通穴３６ヘッド基板３７貫通穴５１圧力発生室５２インク貯留室５３ユニット固着面５４流路基板５５ノズル開口５６ノズルプレート５７圧電振動子５８振動板５９流路ユニット６０ヘッドケース６１窓６２インク供給管６３凹部６４空気抜き穴６５インク供給口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク滴を吐出するノズル列と上記ノズ
ル列を構成するノズルに連通する複数のヘッド流路を有
するヘッド本体と、インクタンクのインクをヘッド流路
に導く複数のホルダ流路が形成されたヘッドホルダとを
備え、上記ヘッド本体におけるヘッド流路のインク供給
口が、ノズルの列設方向に複数近接して並ぶように設け
ら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。
【請求項２】上記複数近接して並ぶよう設けられたイ
ンク供給口が、ノズルの列設方向と直交する方向に並ぶ
よう配置されている請求項１記載のインクジェット式記
録ヘッド。
【請求項３】上記インク供給口が、ヘッドホルダに設
けられたインクタンクからインクの供給を受けるインク
供給部の下に設けられている請求項１または２記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。
【請求項４】上記ノズルの列設方向に近接して並べら
れたインク供給口が、２つのノズル列に挟まれる位置に
配設されている請求項１〜３のいずれか一項に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。
【請求項５】上記ノズルの列設方向に近接して並べら
れたインク供給口に対応する複数のヘッド流路が、それ
ぞれ、そのヘッド流路の両側に配設されたノズル列のう
ち一方のノズル列を構成するノズルと連通している請求
項４記載のインクジェット式記録ヘッド。