JP2003305845A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズル保護部材先端のノズル形成部材からの
浮きを防止し、印字不良やヘッドの破壊が生じにくいイ
ンクジェットヘッドを提案すること。 【解決手段】 ヘッドカバー（ノズル保護部材）２０ま
たはヘッドチップ（ノズル形成部材）１２をヘッドカバ
ー先端２０ａ付近で突起させ、ヘッドカバー２０とヘッ
ドチップ１２をヘッドカバー先端２０ａでのみ接触させ
ることにより、接着剤８０が収縮しヘッドカバー２０が
引かれた際にヘッドカバー先端２０ａがヘッドチップ１
２側に押し付けられるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクを噴射するノ
ズルからインクを吐出し、文字、記号、画像等を印刷す
るインクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタは、高速印字、
低騒音等の特徴を有し情報処理装置の出力装置として近
年広く用いられている。

【０００３】従来インクジェットヘッドは、ノズル形成
部材及び駆動回路の保護の為に、特開平１０−１６２４
０号公報に開示されるようにノズル形成部材の上面にノ
ズル保護部材を接着し固定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ノズル形成部材の上面
にノズル保護部材を接着固定する際、ノズル形成部材の
ノズル開口部は撥水処理が施され接着性が悪いため、ノ
ズル保護部材のノズル開口部先端から離れた位置に接着
剤を塗布しノズル保護部材を接着固定することが多い。
図１０を用いて従来のインクジェットヘッドの問題点を
説明する。ヘッドチップ（ノズル形成部材）２０に、ヘ
ッドカバー（ノズル保護部材）２０が接着されている
が、図中クロスハッチングで示す位置に塗布された接着
剤８０は硬化する際に収縮するため、接着剤塗布部のヘ
ッドカバー２０が接着剤８０側に変形し、接着剤塗布部
直近のヘッドチップ１２とヘッドカバー２０の接触部が
支点８１は移動しないため、ヘッドカバー先端２０ａが
ヘッドチップ１２のヘッドカバー接着面１２ｂから浮い
てしまう。

【０００５】また、接着に限らずヘッドカバーをバネ性
を利用して取り付ける場合も、ヘッドカバーの被覆部が
ノズル形成部材の上面と略平行に構成されている場合、
ヘッドカバー先端２０ａが浮いてしまうことがあった。

【０００６】ヘッドチップ１２及びヘッドカバー２０
は、記録媒体（図示せず）と対向しているが、記録媒体
の折れ曲がりなどにより記録媒体とヘッドカバー先端２
０ａが接触する事が有るが、ヘッドカバー先端２０ａが
ヘッドチップ１２から浮くと記録媒体の端面がヘッドカ
バー先端２０ａに引っかかり易く、紙ジャム等印字不良
が発生したり、あるいはヘッドカバー２０の変形、ヘッ
ドチップ１２とヘッドカバー２０の間に記録媒体が侵入
しヘッドチップ１２の破損などインクジェットヘッドの
破壊に至ることもあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
本発明は、インク噴射するノズルが形成されたノズル形
成部材と、前記ノズルの周縁を除いた前記ノズル形成部
材の上面を略平行に被覆する被覆部を備えた薄板状のノ
ズル保護部材とを有するインクジェットヘッドにおい
て、前記ノズル保護部材は、縁部が前記ノズル形成部材
を押圧して装着されていることを特徴とする。

【０００８】上記構成により、縁部が前記ノズル形成部
材を押圧しているのでノズル保護部材とノズル形成部材
との接触部分は浮くことはない。そのため、記録媒体
（印字紙）がノズル保護部材とノズル形成部材の間に入
りこむことは無く、インクジェットヘッドが破壊される
ことは無い。

【０００９】上記構成おいて、前記ノズル形成部材を押
圧している前記縁部は、前記ノズル形成部材側に突出し
て形成されていることが望ましく、また、前記ノズル形
成部材の前記ノズル保護部材と接触する部分が突出して
形成されているも望ましい。

【００１０】また、前記ノズル形成部材に接触している
前記縁部は、前記ノズル形成部材に直交する高さが４０
μｍ以下に形成されていることは記録媒体が縁部に引っ
かかることが極めて少なくなる。

【００１１】更には、前記ノズル保護部材は、前記ノズ
ル形成部材の上面と前記被覆部との間に塗布された接着
剤により固定されることも効果的である。

【００１２】上記の場合、接着剤が固定する際に収縮し
押圧力が増加することからノズル保護部材とノズル形成
部材との接触部分は浮くことはない。

【００１３】また、前記ノズル保護部材の表面が潤滑性
の表面処理がされていることも望ましく、記録媒体を簡
単に滑らせるためさらに記録媒体が引っかかりにくくな
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用したインクジェットプリンタのヘッドユニットの
実施例を説明する。

【００１５】図１は、本例のインクジェットヘッドを搭
載可能なインクジェットプリンタの主要部分を示す概略
構成図である。インクジェットプリンタ１は、シリアル
型のものであり、ガイド軸２に沿って往復移動可能なキ
ャリッジ３にインクジェットヘッド４が搭載されてい
る。このインクジェットヘッド４に対しては、定位置に
配置したインクタンク５から可撓性のインクチューブ６
を介してインクが供給される。本例では、カラーインク
およびブラックインクが、インクタンク５−１および５
−２から、２本のインクチューブ６−１および６−２を
介して、インクジェットヘッド４に供給される。

【００１６】図２は本例のインクジェットヘッド４を前
側から見た場合の斜視図であり、図３はインクジェット
ヘッド４のヘッドカバー２０の取り付け前の状態を示す
斜視図である。図４は後側から見た場合の斜視図であ
り、図５は図２のＩＶ−ＩＶ線で切断した部分を示す横
断面図であり、図６は図５のＶ−Ｖ線で切断した部分を
示す縦断面図である。また、図７はその分解斜視図であ
る。

【００１７】これらの図を参照して説明すると、本例の
インクジェットヘッド４は、後側が開口しているユニッ
トカバー１１を備えており、このユニットカバー１１の
中にインクジェットヘッド４の各構成部品が収納されて
いる。すなわち、ユニットカバー１１の中には、その前
面側から、ヘッドチップ１２、ユニット基板１３、左右
一対のダンパ１４、１５、および中継基板１６がこの順
序で積層されている。左右のダンパ１４、１５の間には
抜け防止板１７が配置されている。また、各ダンパ１
４、１５とヘッドチップ１２の間にはヘッドチップ１２
に供給されるインクから異物を除去するためのフィルタ
１８、１９が配置されている。

【００１８】さらに、ユニットカバー１１の前面にはヘ
ッドカバー２０が積層されている。ヘッドカバー２０
は、ヘッドチップ１２の前面に有るダイアフラム１２ｃ
を印字紙（図示せず）の侵入による破壊から保護するた
めに先端部２０ａがヘッドチップ１２に密着している必
要がある。また、ヘッドチップ駆動信号を伝達するフレ
シキブル配線基板３１−１、３１−２とヘッドチップ１
２の給電用接続部１２ｇへのインクの侵入による短絡を
防止するため、給電用接続部１２ｇの上には接着剤を充
填する必要もある。

【００１９】ダンパ室１４、１５は左右対称の形状をし
ており、それぞれ、ユニット基板１２に取り付けたダン
パケース２１、２２と、これらのダンパケース２１、２
２に形成したダンパ室用の凹部２３、２４をシールして
いる可撓性のダンパ膜２５、２６とを備えており、凹部
２３およびダンパ膜２５、凹部２４およびダンパ膜２６
によって、それぞれダンパ室２７、２８が区画形成され
ている。ユニットカバー１１、ユニット基板１３、ダン
パケース２１、２２および抜け防止板１７は例えば樹脂
成形品から形成できる。また、本例のヘッドカバー２０
は金属の薄板であり、ダンパ膜２５、２６はゴム膜であ
る。

【００２０】各ダンパ室２７、２８には、各インクチュ
ーブ６−１、６−２が接続されており、インクタンク５
−１、５−２から各インクが供給される。各ダンパ室２
７、２８に供給されたインクは、フィルタ１８、１９を
介してヘッドチップ１２に供給される。

【００２１】次に、各部分の構造を説明する。まず、ヘ
ッドチップ１２は扁平な直方体形状をしており、その前
面１２ａがインクノズル面であり、インクを吐出するイ
ンクノズル１２ｆが多数形成されている。インクノズル
１２ｆ直下のヘッドチップ１２内には各インクノズル１
２ｆに対応してインクに圧力を発生させるインク室１２
ｅがインクノズル１２ｆと同数有り、インク室１２ｅと
ヘッドチップ後面に開いたインク取り込み口３３、３４
との間に共通インク室１２ｄがある。この共通インク室
１２ｄは、各インク室１２ｅで発生するインクの圧力が
隣接するインク室へ影響しないよう外部との境界面がダ
イアフラム１２ｃとなっており、圧力変動を吸収するよ
うになっている。

【００２２】また、ダイアフラムの隣接部には給電用接
続部１２ｇが設けられ、フレキシブル配線基板３１−
１、３１−２が接続されてヘッドチップ１２の両側面を
通して引き出され、ユニットカバー１１の各側面の内側
に沿って後ろ側に引き出されて中継基板１６の前面に接
続されている。各フレキシブル配線基板３１−１、３１
−２におけるユニット基板１３各側面に対峙している部
分にはヘッドチップ駆動用ＩＣ３２−１、３２−２が取
り付けられている。

【００２３】ヘッドチップ１２が取り付けられているユ
ニット基板１３は、ヘッドチップ１２が前面４１ａに接
着固定された前板部分４１（チップ取り付け部）と、こ
の前板部分４１の上下から後方に向けて直角に延びる上
板部分４２および下板部分４３を備えている。これら前
板部分４１の後面４１ｂと、上板部分４２および下板部
分４３の間に、ダンパ１４、１５が組みつけられてい
る。

【００２４】ここで、前板部分４１の前面４１ａには、
ここにヘッドチップ１２を接着固定するための接着剤を
充填するための接着剤溝４４が形成されている。前板部
分４１の後面４１ｂには、その中央に、上下方向に延び
る差込溝４５が形成されており、ここに抜け防止板１７
を差込可能である。また、上板部分４２の左右の側面か
ら内側に向けて水平に延びる一定幅のスライド溝４６、
４７が形成されている。これらのスライド溝４６、４７
に沿って、左右両側からダンパ１４、１５をユニット基
板１３に組み付けることが可能である。

【００２５】また、前板部分４１の内部にはヘッドチッ
プ１２に形成されている各２個ずつのインク取り込み口
３３、３４に各インクを供給するためのインク供給路４
８、４９が形成されており、これらインク供給路４８、
４９のダンパ側連通口４８ａ、４９ａが前板部分後面４
１ｂに露出している。このダンバ側連通口４８ａ、４９
には各フィルタ１８および１９がそれぞれ、熱融着ある
いは接着剤によって取り付けられている。

【００２６】ダンパ１４は、前述したように、ダンパケ
ース２１と、ここに形成したダンパ室形成用の凹部２３
と、この凹部２３をシールしているダンパ膜２５を備え
ており、凹部２３およびダンパ膜２５によってダンパ室
２７が区画形成されている。

【００２７】凹部２３におけるインクジェットヘッド４
後側の側面における底面側の部位には、インク供給路５
５が連通している。このインク供給路５５はダンパケー
ス２１の後端面から後方に水平に突出しているインク供
給管５６に連通している。このインク供給管５６には、
インクチューブ６−１、６−２のうちの一方の側が接続
され、ここを介してダンパ室内にインクが供給される。

【００２８】また、本例のダンパ１４においては、凹部
２３におけるインクジェットヘッド４前側の底面部分に
は矩形の連通口５７が開いており、この前側には凹部２
３よりも小さな容積のインク室５８が形成されている。
このインク室５８の前端開口５９がダンパケース２１の
前端面から露出しており、この前端開口５９がユニット
基板１３の前板部分４１に形成されているダンパ側連通
口４８ａに連通している。

【００２９】すなわち、本例のダンパ室２７は、インク
ジェットヘッド４前後方向に延びる扁平な室であり、そ
の内周面を規定している６つの内側平面のうち、最も広
い左右一対の内側平面がダンパ膜２５と凹部底面６３に
よって規定され、後側の内側平面６４にはインク供給路
５５が形成され、前側の内側平面６５および底面６３の
前側部分にはヘッドチップ側にインクを供給するインク
室５８が連通しており、このインク室５８を介してヘッ
ドチップ１２の側にインクが供給される。

【００３０】一方、ダンパケース２１の上面部分には、
ユニット基板１３の上板部分４２に形成されているスラ
イド溝４６に対して横方から水平に差込可能なスライド
突起６０が形成されている。

【００３１】次に、抜け防止板１７は、左右一対のダン
バ１４、１５の間に配置されており、ほぼダンパ膜２５
に形成した矩形枠状の圧入突起５４に対応する大きさの
矩形枠部分７１と、この矩形枠部分７１の上端面および
下端面に形成された上下に突出した位置決め用突起７
２、７３と、矩形枠部分７１の前端から前方に延びる差
込部７４を供えている。この差込部７４は、ユニット基
板１３の前板部分４１における後面４１ｂに形成されて
いる差込溝４５に対して後側から垂直に差込可能であ
る。また、上下の位置決め用突起７２、７３も、同じく
ユニット基板１３の上板部分および下板部分に形成され
た位置決め溝７５、７６（図においては位置決め溝７５
のみを示す。）に後側から差込可能である。

【００３２】図８には、本例のインクジェットヘッド４
の組立て手順を示してある。この図を参照して組立て手
順を説明すると、まず、ユニット基板１３およびフィル
タ１８、１９の洗浄を行う（ステップＳＴ１）。次に、
ユニット基板１３の前板部分４１の後面４１ｂに露出し
ているダンパ側連通口４８ａ、４９ａにフィルタ１８、
１９を融着する（ステップＳＴ２）。しかる後に、フィ
ルタが取り付けられたユニット基板１３を洗浄し、ここ
に、ヘッドチップ１２を組み込む（ステップＳＴ３、Ｓ
Ｔ４）。ここまでの工程はクリーンルーム内において行
われる。

【００３３】次に、ダンパ膜２５、２６にインク水を付
けて、ケースダンパ２１、２２に組み付ける。例えば、
ピンセットあるいは別の適切な治具を用いて、ケースダ
ンバ２１、２２の圧入溝５３に、ダンパ膜２５、２６の
圧入突起５４を圧入して、ダンパ１４、１５を製作する
（ステップＳＴ５）。この後は、抜け防止板１７および
ダンパ１４、１５をユニット基板１３に組み込む。すな
わち、ユニット基板１３の後側から抜け防止板１７を差
込溝４５に差し込むと共に、左右からダンパ１４、１５
をスライド溝４６、４７に沿って内側にスライドさせ
て、これらの部品をユニット基板１３に組み付ける（ス
テップＳＴ６）。

【００３４】この結果、ダンパ１４、１５における圧入
固定されているダンパ膜２５、２６は、抜け防止板１７
を挟み左右からダンパケース２１、２２によって押し付
けらた状態になる。よって、ダンパ膜２５、２６がダン
パケース２１、２２から抜け出ることがない。

【００３５】次に、ユニット基板１３の後側から中継基
板１６を取り付け（ステップＳＴ７）、しかる後に、ユ
ニット基板１３の前側からユニットカバー１１を取り付
ける（ステップＳＴ８）。

【００３６】この後は、これらの組み付け部品の間に接
着剤を塗布し（ステップＳＴ９）、ヘッドカバー２０を
ユニットカバー１１の前面に取り付けて接着剤を塗布し
（ステップＳＴ１０）、押え冶具（図示せず）によって
ヘッドカバー２０をヘッドチップ１２に押えつけた状態
で保持し接着剤を乾燥させる（ステップＳＴ１１）。最
後に、組立て状態の検査、印字検査、および洗浄などを
行う（ステップＳＴ１２）。

【００３７】図９は、図５のVI部を示す部分断面図であ
り、ヘッドチップ１２上へのヘッドカバー２０の接着部
の詳細図である。組み立て手順ステップＳＴ９において
ヘッドチップ１２の給電用接続部１２ｇ上に接着剤８０
が塗布され（図中クロスハッチ部）、ヘッドカバー２０
が接着されるが、撥水処理されているインクノズル面１
２ａ及び共通インク室１２ｄの圧力調整をおこなうため
のダイアフラム１２ｃ上には接着剤が塗布できないた
め、ヘッドカバー先端部２０ａはヘッドチップ１２に接
着する事は出来ない。

【００３８】ヘッドカバー２０は、先端部２０ａがヘッ
ドチップ１２側に曲げられ、先端部２０ａのみがヘッド
チップ１２に接触し、他の部分はヘッドチップ１２から
は５０μｍ浮いている。組み立て手順ステップＳＴ１１
において、給電用接続部１２ｇ上の接着剤８０が乾燥し
収縮するとヘッドカバー２０は接着剤８０を塗布したヘ
ッドチップ２０側に引き込まれるが、引き込まれる量が
５０μｍ未満なため、先端部２０ａ以外がヘッドチップ
１２と接触する事はなく、接着剤の収縮によりヘッドカ
バー先端部２０ａもより強くヘッドチップ１２に押し付
けられることになる。そのため、インクジェットプリン
タの動作中に印字紙（図示せず）がヘッドカバー先端部
２０ａに接触しても、印字紙がヘッドカバー２０とヘッ
ドチップ１２の間に入りこむことはなく、ダイアフラム
１２ｃが破壊されることは無い。

【００３９】ヘッドカバー２０は、先端部２０ａの板厚
を印字紙の半分以下となるよう板厚を薄く加工してある
ため、印字紙と接触した際に、印字紙のヘッドチップ１
２側に接触するために印字紙をすくい上げ易くなってい
る。本実施例のインクジェットプリンタは、紙厚８０μ
ｍ以上の印字紙を使用するため、ヘッドカバー先端部２
０ａのヘッドチップ１２と直交する高さは４０μｍ以下
としている。また、ヘッドカバー２０の前面はフッ素化
合物を含んだ塗装がなされているため滑りが良く、さら
に印字紙をすくい上げ易くなっている。

【００４０】本実施例においては、ヘッドカバー２０の
先端部２０ａをヘッドチップ１２側に曲げ加工する事に
より突起させたが、曲げ加工以外にもたとえば先端部２
０ａ以外のヘッドチップのヘッドカバー接着面１２ｂと
接触する個所を凹とする事によって同様の効果を得た
り、あるいはヘッドチップ１２のヘッドカバー先端部２
０ａとの接触部付近をヘッドカバー２０側に突起させて
も同様の効果を得ることが出来る。また、ヘッドカバー
２０の前面は塗装以外の表面処理（たとえばフッ素化合
物を共析させた潤滑性めっき）でも塗装と同様に印字紙
をすくい上げ易い効果を得られる。

【００４１】さらには、上述の実施の形態は接着によっ
て装着する場合について述べているが、ヘッドカバー２
０のバネ性を利用して装着する場合であっても構わな
い。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェットプリンタのインクジェットヘッドは、ノズル保護
部材またはノズル形成部材がノズル保護部材の先端付近
で突起しているため、ノズル保護部材とノズル形成部材
がノズル保護部材の先端付近でのみ接触し、接着剤が収
縮しノズル保護部材がノズル形成部材側に引かれた際に
ノズル保護部材の先端はノズル形成部材側に押し付けら
れ、ノズル形成部材から浮くことはない。そのため、記
録媒体（印字紙）がノズル保護部材とノズル形成部材の
間に入りこむことは無く、インクジェットヘッドが破壊
されることは無い。

【００４３】また、本発明では、ノズル保護部材のノズ
ル形成部材と接触する先端は、記録媒体の略１／２以下
の厚さであるため、記録媒体が接触した際に、接触した
記録媒体のノズル形成部材に近い側に力がかかり、記録
媒体がインクジェットヘッドから簡単に離れ、記録媒体
が引っかかりにくくなる。

【００４４】さらにノズル保護部材の表面に塗装または
めっきなどの潤滑性の表面処理を施した場合、記録媒体
を簡単に滑らせることができ、記録媒体が引っかかりに
くくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したシリアル型のインクジェット
プリンタの主要部分を示す概略構成図。

【図２】図１のインクジェットヘッドを前側から見た場
合の斜視図。

【図３】図２のインクジェットヘッドからヘッドカバー
を取り外した斜視図。

【図４】図１のインクジェットヘッドを後側から見た場
合の斜視図。

【図５】図２のＩＶ−ＩＶ線で切断した部分を示す横断
面図。

【図６】図５のＶ−Ｖ線で切断した部分を示す縦断面
図。

【図７】図１のインクジェットヘッドの分解斜視図。

【図８】図１のインクジェットヘッドの組立て手順を示
す説明図。

【図９】図５のＩＶ部を示す部分断面図。

【図１０】従来のインクジェットヘッドを示す部分断面
図。

【符号の説明】

１ インクジェットプリンタ ３ キャリッジ ４ インクジェットヘッド ５ インクタンク ６ インクチューブ １１ ユニットカバー １２ ヘッドチップ １２ａ インクノズル面 １２ｂ ヘッドカバー接着面 １２ｃ ダイアフラム １２ｄ 共通インク室 １２ｅ インク室 １２ｆ インクノズル １２ｇ 給電用接続部 １３ ユニット基板 １４、１５ ダンパ １６ 中継基板 １７ 抜け防止板 １８、１９ フィルタ ２０ ヘッドカバー ４１ 前板部分（チップ取り付け部） ４１ａ 前面 ４１ｂ 後面 ４５ 差込溝 ４６、４７ スライド溝 ５１ 凹部の開口部 ５２ 開口縁端面 ５３ 圧入溝 ５４ 圧入突起 ５５ インク供給路 ５８ インク室 ５９ 連通口 ７１ 矩形枠 ７２、７３ 位置決め用突起 ７４ 差込部 ７５ 位置決め溝 ８０ 接着剤 ８１ 支点

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク噴射するノズルが形成されたノズ
   ル形成部材と、前記ノズルの周縁を除いた前記ノズル形
   成部材の上面を略平行に被覆する被覆部を備えた薄板状
   のノズル保護部材とを有するインクジェットヘッドにお
   いて、 前記ノズル保護部材は、縁部が前記ノズル形成部材を押
   圧して装着されていることを特徴とするインクジェット
   ヘッド。
2. 【請求項２】 前記ノズル形成部材を押圧している前記
   縁部は、前記ノズル形成部材側に突出して形成されてい
   ることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッ
   ド。
3. 【請求項３】 前記ノズル形成部材の前記ノズル保護部
   材と接触する部分が突出して形成されていることを特徴
   とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
4. 【請求項４】 前記ノズル形成部材に接触している前記
   縁部は、前記ノズル形成部材に直交する高さが４０μｍ
   以下に形成されていることを特徴とする請求項１又は２
   記載のインクジェットヘッド。
5. 【請求項５】 前記ノズル保護部材は、前記ノズル形成
   部材の上面と前記被覆部との間に塗布された接着剤によ
   り固定されることを特徴とする請求項１ないし４のいず
   れかに記載のインクジェットヘッド。
6. 【請求項６】 前記ノズル保護部材の表面が潤滑性の表
   面処理がされていることを特徴とする請求項１ないし５
   のいずれかに記載のインクジェットヘッド。