JP2004216601A

JP2004216601A - Liquid ejecting head and liquid ejector

Info

Publication number: JP2004216601A
Application number: JP2003003754A
Authority: JP
Inventors: Akihito Miyazaki; 明仁宮崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2004-08-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid ejecting head in which bonding strength is enhanced between a channel plate and a head frame. <P>SOLUTION: The liquid ejecting head 1 provided in a liquid ejector 2 for ejecting liquid 7 comprises a channel plate 51 forming a passage 50 for supplying the liquid 7, a nozzle forming member 53 continuous to the supply passage 50 and provided with a liquid ejecting nozzle 52 formed to face a liquid compression chamber 61 being filled with the liquid 7, a heater chip 55 provided between the nozzle forming member 53 and the channel plate 51 and having a heating resistor 54 formed at a position corresponding to the liquid ejecting nozzle 52 in the liquid compression chamber 61, a head frame 58 formed contiguously to the channel plate 51 and bonded thereto through adhesive 65 filling the gap between the head frame 58 and the channel plate 51, and a substrate 56 covering the upper surface of the channel plate 51 and the head frame 58 and being connected with the heating resistor 54 wherein at least one bonding surface of the channel plate 51 and the head frame 58 is beveled. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発熱抵抗体によって気泡を発生させることにより液体を吐出する液体吐出ヘッド及びこれを用いた液体吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液体を吐出する装置として、例えば記録紙にプリンタヘッドよりインクを吐出させて、画像や文字を記録するプリンタ装置がある。この種のプリンタ装置には、インクジェット方式を用いて、記録紙に対してプリンタヘッドよりインクを吐出させて、画像や文字を記録するものがある。このインクジェットプリンタ装置は、シリアル型と呼ばれ、インクタンクがプリンタヘッドとともに記録紙の幅方向に移動するものや、また、最近では、記録紙の幅に相当する長さにわたりインク吐出孔を直線状に配設したプリンタヘッドを備えるライン型のプリンタ装置がある。
【０００３】
インクジェット方式を用いたプリンタ装置のライン型のプリンタヘッド１００は、図１２に示すように、図示しないインクカートリッジと接続され、インクカートリッジから供給されるインクをノズル１０１へ導くインク流路１０２が形成された流路板１０３と、流路板１０３と接着され、発熱することによって気泡を生成してインクを吐出させる発熱素子１０５が形成されたヒートチップ１０６と、ノズル１０１が形成されたノズルシート１０７と、ラインヘッド１００の上面部を構成し、流路板１０３を閉塞する上面基板１０８と、この上面基板１０８とノズルシート１０７との間に配設され、隣接するインク流路１０２を隔てるとともに、構造上の補強部材となるヘッドフレーム１０９とを有する。
【０００４】
また、ラインヘッド１００は、ヒートチップ１０６とノズルシート１０７との間に嵌挿基板１１１が配設され、ノズルシート１０７、ヒートチップ１０６及び嵌挿基板１１１とによって、インクを発熱素子１０５が生成した気泡によって加圧してノズル１０１より吐出させるインク加圧室１１２が形成されている。インク加圧室１１２には、上記ヒートチップ１０６に形成された発熱素子１０５がノズル１０１に対応して臨まされている。また、ラインヘッド１００は、ヒートチップ１０６と接続され、発熱素子１０５に駆動パルスを伝送するボンディング素子１１０が上面基板１０８に実装されている。ボンディング素子１１０は、ヒートチップ１０６と導線１１３によって接続されている。
【０００５】
そして、ラインヘッド１００は、ヘッドフレーム１０９と流路板１０３との間に接着剤１１５が充填されることにより、ヘッドフレーム１０９と流路板１０３とが接合されるとともに、上面基板１０８が積層されることによって流路板１０３及びヘッドフレーム１０９の上面側が封止されている。
【０００６】
以上のようなラインヘッド１００は、流路板１０３に接続されたインクカートリッジよりインクが供給され、インク加圧室１１２に充填されると、上面基板１０８よりボンディング素子１１０を介してヒートチップ１０６の発熱素子１０５に駆動電流が供給され、発熱素子１０５が発熱される。発熱素子１０５が発熱するに伴い、インク加圧室１１２に気泡が生成され、この気泡に押圧されることによりインクがノズル１０１より吐出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このラインヘッド１００は、記録紙の幅に相当する長さにわたりノズル１０１が直線状に配設され、従来のシリアルヘッドに比べて数十倍長いインク流路が形成されている。そして、インク流路１０２を形成すると、発熱素子１０６から生じる熱でインク流路１０２の上面部を覆う上面基板１０８が熱膨張し、流路板１０３やヘッドフレーム１０９との接合面が剥離してしまうことがあった。このため、上面基板１０８と流路板１０３又はヘッドフレーム１０９との剥離が起こることにより、インク流路１０２を流れるインクが上面基板１０８の剥離部分より漏れ出す場合があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述したような問題点を解決するために提案されたものであり、流路板及びヘッドフレームの接合強度を高めた液体吐出ヘッド及びこれを用いた液体吐出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出する液体吐出装置に設けられた液体吐出ヘッドにおいて、上記液体が供給される供給路を形成する流路板と、上記供給路と連続され上記液体が充填される液体加圧室に臨まされた液体吐出ノズルが形成されたノズル形成部材と、上記ノズル形成部材と上記流路板との間に設けられ、上記液体加圧室内の上記液体吐出ノズルに対応した位置に発熱抵抗体が形成されたヒータチップと、上記流路板に隣接して形成され、上記流路板との間隙に充填される接着剤によって上記流路板と接合されたヘッドフレームと、上記流路板及びヘッドフレームの上面を覆うとともに上記発熱抵抗体と接続される基板とを有し、上記流路板と上記ヘッドフレームとの少なくとも一方の接合面に面取り加工が施されている。
【００１０】
また、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出装置において、上記液体が充填された容器が装着され、上記液体を吐出する液体吐出ヘッドと、上記液体吐出ヘッドが設けられた装置本体とを備え、上記液体吐出ヘッドは、上記液体が供給される供給路を形成する流路板と、上記供給路と連続され上記液体が充填される液体加圧室に臨まされた液体吐出ノズルが形成されたノズル形成部材と、上記ノズル形成部材と上記流路板との間に設けられ、上記液体加圧室内の上記液体吐出ノズルに対応した位置に発熱抵抗体が形成されたヒータチップと、上記流路板に隣接して形成され、上記流路板との間隙に充填される接着剤によって上記流路板と接合されたヘッドフレームと、上記流路板及びヘッドフレームの上面を覆うとともに上記発熱抵抗体と接続される基板とを有し、上記流路板と上記ヘッドフレームとの少なくとも一方の接合面に面取り加工が施されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をプリンタヘッド及びこれを用いたプリンタ装置に適用した場合について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明が適用されたプリンタヘッド１は、図１に示すように、インクジェットプリンタ２に用いられ、吐出対象となる記録紙に対してインクを吐出して画像や文字を印刷するものである。
【００１２】
このインクジェットプリンタ２は、記録紙の印刷幅に合わせてインク吐出孔を設けた、いわゆるライン型のプリンタ装置である。
【００１３】
このインクジェットプリンタ２は、インクを吐出するインクジェットプリントヘッドカートリッジ（以下では、ヘッドカートリッジと記述する。）３と、このヘッドカートリッジ３を装着するプリンタ本体４とを備える。インクジェットプリンタ２は、ヘッドカートリッジ３がプリンタ本体４に対して着脱可能に形成され、更に、ヘッドカードリッジ３に対してインク供給源となるインクタンク５が着脱可能となっている。即ち、このインクジェットプリンタ２は、ヘッドカートリッジ３とインクタンク５が消耗品として取り扱われ交換可能となっている。
【００１４】
このプリンタ本体３に対して着脱可能なヘッドカートリッジ３は、インクを、例えば電気熱変換式又は電気機械変換式などで微細に粒子化して吐出し、記録紙の記録媒体上にインク液滴を吹付ける。具体的に、ヘッドカートリッジ３は、図２に示すように、インク７が充填された容器であるインクタンク５が装着されるとともにプリンタヘッド１が形成されたカートリッジ本体８を有する。
【００１５】
インクタンク５は、例えば樹脂材料等を射出成形することにより成形されるものであり、長手方向を使用する記録紙の幅方向の寸法と略同じ寸法となす略矩形状に形成され、カートリッジ本体８に対して着脱可能とされている。
【００１６】
具体的に、インクタンク５は、インク７を収容するタンク本体５ａからカートリッジ本体８にインク７を供給するインク供給部１３と、インクタンク５をカートリッジ本体８に固定するための係止突部１８及び係合段部１９と、インクタンク５を識別する識別突部２１とを有している。
【００１７】
タンク本体５ａは、気密性の高い材料により略矩形に形成され、長手方向の寸法が記録紙の幅方向、すなわち記録紙の送り方向に対して直交する方向の寸法と略同じ寸法となるように形成されている。
【００１８】
インク供給部１３は、タンク本体５ａの下側略中央部に設けられている。このインク供給部１３は、タンク本体５ａ内に設けられたインク収容部と連通した略凸形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するカートリッジ本体８に形成された接続供給部３７に嵌合されることによって、インクタンク５をカートリッジ本体８に接続される。なお、タンク本体５ａの底面は、中央部が最も深くなるように形成され、収容しているインクがインク供給部１３に集中するようになっている。
【００１９】
なお、インク供給部１３の先端部に設けられているインク供給口は、インクタンク５をカートリッジ本体８の装着部３２に装着する際、装着部３２に設けられた接続供給部３７が円滑に嵌合するように、先端部に向かって直線状又は湾曲しながら拡径するように形成されている。
【００２０】
係止突部１８は、インクタンク５の長手方向の一方の側面に設けられた突部であり、カートリッジ本体８の後述するラッチレバー３４に形成された係合孔３４ａと係合する。この係止突部１８は、上面がインク収容部１２の側面に対して略直交するような平面で形成されるとともに、下面は側面から上面に向かって傾斜するように形成されている。
【００２１】
係合段部１９は、インクタンク５の係止突部１８が設けられた側面の反対側の面の上部に設けられ、インクタンク５の上面と一端を接する傾斜面１９ａと、この傾斜面１９ａの他端と接し、上面と平行な平面１９ｂとからなる。インクタンク５は、係合段部１９が設けられていることで、平面１９ｂが設けられた側面の高さが、係止突部１８が設けられた側面の高さに対して低くなるように形成され、この段部でカートリッジ本体８の後述する係合片３３と係合する。係合段部１９は、ヘッドカートリッジ３の装着部３２に挿入されるとき、挿入端側の側面に設けられた装着部３２側の係合片３３に係合することで、インクタンク５を装着部３２に装着する際の回動支点部となる。
【００２２】
識別突部２１は、インクタンク５の種類を識別するための突部であり、カートリッジ本体８の後述する識別凹部４３に挿入されることで、装着位置を規制する。すなわち、具体的なインクタンク５の種類としては、図２に示すように、例えばイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの４色に対応するインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋがある。これらインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを全てカートリッジ本体８に装着することで、ヘッドカートリッジ３は、カラー印刷に対応するようになっている。従って、カートリッジ本体８には、インクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを全て装着することとなるため、カートリッジ本体８に各インクタンク５を装着する際に、装着位置を間違えるおそれがある。そこで、識別突部２１は、各インクタンク５を所定の位置に間違いなく装着するために、カートリッジ本体８の後述する識別凹部４３にあわせてインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋのそれぞれにおいて突部の位置が異なるようにしている。
【００２３】
このように構成されたインクタンク５は、上述したように各色に対応したインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋがあり、それぞれヘッドカートリッジ３を構成するカートリッジ本体８に装着されてインク７をカートリッジ本体８側に供給する。
【００２４】
このようなインクタンク５が装着されるカートリッジ本体８は、図２に示すように、略矩形筐体の底面側にインク７を吐出するプリンタヘッド１が形成され、インクタンク５が装着される装着部３２と、インクタンク５を固定する係合片３３及びラッチレバー３４と、インクタンク５を付勢する付勢部材３５と、インク供給部１３と接続されてインク７が供給される接続供給部３７と、プリンタヘッド１を保護するヘッドキャップ４２とを有している。
【００２５】
インクタンク５が装着される装着部３２は、インクタンク５が装着されるように、カートリッジ本体の上面側に略矩形凹部が形成され、図２に示すように、ここでは４本のインクタンク５が並列に収納される。装着部３２は、インクタンク５が収納されることから、インクタンク５と同様に印刷幅の方向に長く設けられている。この装着部３２は、イエロー用のインクタンク５ｙが装着される装着部３２ｙ、マゼンタ用のインクタンク５ｍが装着される装着部３２ｍ、シアン用のインクタンク５ｃが装着される装着部３２ｃ、ブラック用のインクタンク５ｋが装着される装着部３２ｋからなり、装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋが隔壁３２ａによりそれぞれ隣接するように区画されている。
【００２６】
なお、ブラックのインクタンク５ｋは、インク７の内容量が大きいため、長手方向に対して垂直方向の幅が他のインクタンク５ｙ，５ｍ，５ｃよりも広く設けられており、これに合わせて装着部３２ｋの幅も他の装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃよりも広く設けられている。
【００２７】
装着部３２の開口端に設けられる係合片３３は、装着部３２の長手方向の一端縁に設けられており、インクタンク５の係合段部１９と係合する。インクタンク５は、インクタンク５の係合段部１９側を挿入端として斜めに装着部３２内に挿入し、係合段部１９と係合片３３との係合位置を回動支点として、インクタンク５の係合段部１９が設けられていない側を装着部３２側に回動させるようにして装着部３２に装着することができる。これによって、インクタンク５は、装着部３２に容易に装着することができる。
【００２８】
ラッチレバー３４は、図３に示すように、装着部３２の係合片３３に対して反対側の側面、すなわち長手方向の他端の側面に設けられており、略長方形状の係合孔３４ａを有している。ラッチレバー３４は、基端部が装着部３２を構成する長手方向の他端の側面の底面側に一体的に設けられ、先端側がこの側面に対して近接離間する方向に弾性変位するように形成され、先端側に係合孔３４ａが形成されている。ラッチレバー３４は、インクタンク５が装着部３２に装着されると同時に、弾性変位し、係合孔３４ａがインクタンク５の係止突部１８と係合し、装着部３２に装着されたインクタンク５が装着部３２より脱落しないようにする。
【００２９】
付勢部材３５は、インクタンク５の係合段部１９に対応する側面側の底面上にインクタンク５を取り外す方向に付勢する付勢部材である。付勢部材３５は、インクタンク５を取り外す方向に弾性変位可能とされた、例えば板バネが用いられている。付勢部材３５は、その板バネを折曲し、折曲することにより形成された頂部でインクタンク５の底面を押圧し、装着部３２に装着されているインクタンク５を装着部３２より取り外す方向に付勢するようにしている。
【００３０】
接続供給部３７は、記録紙の印刷幅方向の略中央に形成され、インクタンク５のタンク本体５ａに形成されたインク供給部１３が接続されて、プリンタヘッド１にインク７を供給する供給路を形成する。接続供給部３７は、カートリッジ本体８の装着部３２内に形成されたプリンタヘッド１の流路板に形成されているインク流路と連続して形成され、インクタンク５のインク７を後述するインク加圧室へ導いている。
【００３１】
ヘッドキャップ４２は、プリンタヘッド１を保護するために設けられたカバーであり、インク７を吐出する際には、プリンタ本体３の詳細を省略するヘッドキャップ開閉機構により開閉される。ヘッドキャップ４２は、図２に示すように、開閉方向に設けられた溝部４５と、長手方向に設けられプリンタヘッド１の吐出面１ａに付着した余分なインクを吸い取る清掃ローラ４６とを有している。
【００３２】
ヘッドキャップ４２は、開閉動作時にこの溝部４５に沿って開閉するようにされており、このとき清掃ローラ４６がプリンタヘッド１の吐出面１ａに当接しながら回転することで、余分なインク７を吸い取り、プリンタヘッド１の吐出面１ａを清掃する。この清掃ローラ４６は、例えば吸水性の高い部材が用いられる。また、ヘッドキャップ４２は、プリンタヘッド１の吐出面１ａ側を閉塞することによりプリンタヘッド１内のインク７が乾燥しないようにする。
【００３３】
次いで、本発明が適用されたプリンタヘッド１について説明する。プリンタヘッド１は、各色のインク７に対応して、図４及び図５に示すように、インクタンク５より供給されたインク７が流れるインク流路５０が形成された流路板５１と、流路板５１を流れるインクが記録紙に向かって吐出されるノズル５２が形成されたノズルシート５３と、ノズルシート５３と流路板との間に設けられ、流路板５１と接着されると共にノズル５２に対応した位置に発熱素子５４が形成されたヒータチップ５５と、流路板５１の上面を覆うと共にインク７の吐出を制御する制御回路が形成された回路基板５６と、回路基板５６とノズルシート５３との間に配設され、隣接する流路板５１を隔てると共に構造上の補強部材となるヘッドフレーム５８とを有する。
【００３４】
このプリンタヘッド１は、図６に示すように、ノズルシート５３上に嵌挿基板６０が積層され、嵌挿基板６０上にヒータチップ５５及びヒータチップ５５と同一高さを有するスペーサチップ５９が積層され、さらにヒータチップ５５及びスペーサチップ５９上に接着剤により流路板５１が積層されることにより形成されている。これにより、プリンタヘッド１は、ノズルシート５３、ヒータチップ５５、スペーサチップ５９及び嵌挿基板６０とによって、流路板５１に形成されたインク流路５０と連続されると共に、図７に示すように、ヒータチップ５５に形成された発熱素子５４が外面に臨まされたインク加圧室６１が形成されている。インク加圧室６１は、インク流路５０から流れたインク７が充填され、発熱素子６１によって生成された気泡によりインク７を加圧してノズル５２より吐出させる。
【００３５】
流路板５１は、アルミ等の金属製の部材により形成され、インク７が流れるインク流路５０が形成されている。インク流路５０は、一端側がカートリッジ本体８の装着部３２に形成されたイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各インクタンク５に対応して設けられている接続供給部３７と連続して形成されている。また、インク流路５０は、図３に示すように、他端側が記録紙の幅方向に亘って設けられ、記録紙の幅方向に複数形成されているインク加圧室６１に臨まされている。そして、流路板５１は、上述したインクタンク５のインク供給部１３と接続供給部３７とが接続されることにより、インクタンク５から供給されるインク７がインク流路５０に流れ込み、各インク加圧室内６１にインクを供給する。
【００３６】
また、流路板５１は、回路基板５６によって覆われる上面部に面取り加工が施され、略テーパ状の面取り部６２が形成されているている。この面取り部６２は、後述するヘッドフレーム５８と接着剤６５によって接合される接合面となる。そして、面取り部６２は、略テーパ状に面取り加工が施されることにより、ヘッドフレーム５８との間に接着剤６５の注入スペースを広く確保し、接着剤６５の塗布量を多く注入することができる。従って、流路板５１は、ヘッドフレーム５８と確実に接合することができる。
【００３７】
ノズルシート５３は、シート状に形成され、インク加圧室６１内に充填されたインク７を吐出させるためのノズル５２が設けられている。ノズル５２は、ノズルシート５３に略円形状に開口され、図３に示すように、各色のインク７が供給されるインク流路５０に対応して、それぞれ印刷幅方向にノズル５２が略直線状に並設されている。ノズル５２は、記録紙の幅方向に亘って長尺に形成されたノズルシート５３に形成され、所定の数のノズル５２を組として、このノズル５２の組が印刷方向に前後する略千鳥状に形成されている。ノズル５２は、ノズルシート５３に略千鳥状に形成されることにより、記録紙の幅方向に亘って長尺に形成されたノズルシート５３の両端部まで形成することができる。
【００３８】
ノズルシート５３と嵌挿基板６０を介して積層されるヒータチップ５５は、シリコン等の半導体基板からなるものであり、ノズルシート５３上に嵌挿基板６０を介して積層されることによりインク加圧室６１の一部を構成する。また、ヒータチップ５５は、インク加圧室６１側に臨まされる一主面部に発熱素子５４が形成されている。また、ヒータチップ５５は、回路基板５６からの電気信号を発熱素子５４に伝達するボンディング端子６３と導線６４を介して接続されている。なお、導線６４との結線部分は、ノズルシート５３に結線用の開口部が形成され、ノズルシート５３の外部より封止剤６６により封止されている。
【００３９】
発熱素子５４は、ボンディング端子６３を介して回路基板５６から供給される電力により発熱する。この発熱素子５４は、インク加圧室６１内に臨まされる一主面に形成されると共に、ノズルシート５３に形成されているノズル５２と対向して形成されている。そして、発熱素子５４は、回路基板５６から供給される電力により発熱することにより、インク加圧室６１内に気泡を生成させ、気泡と同等の体積分だけインク加圧室６１内に充填されたインク７をノズル５２より吐出させる。なお、生成された気泡は、インク加圧室６１内が冷却されることにより消失する。
【００４０】
発熱素子５４に電力を供給するボンディング端子６３は、流路板５１の上面を覆う回路基板５６に実装され、回路基板５６及びノズルシート５３間に配設されている。また、ボンディング端子６３は、ノズルシート５３側の端部６３ａよりヒータチップ５５と接続される導線６４が設けられている。
【００４１】
また、インク加圧室６１の一部を構成する嵌挿基板６０は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなるものであり、ヒータチップ５５の発熱素子５４が形成される一主面部の略全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要部分が除去されて所定形状に形成される。これにより、嵌挿基板６０は、ヒータチップ５５に複数形成される各発熱素子５４の周囲を略凹状に囲むように形成され、該凹状部によってインク加圧室６１の側壁部分を形成している。
【００４２】
回路基板５６は、ガラスエポキシ等のプリント配線基板に、フォトリソプロセス等によって発熱素子５４の制御回路が形成されてなり、発熱素子５４に流路板５１上に積層されている。この制御回路は、ロジックＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）やドライバートランジスタ等を有し、また、上記ボンディング端子６３が実装されることによりヒータチップ５５に形成された発熱素子５４と接続されている。そして、制御回路は、発熱素子５４に電力を供給することにより、ノズル５２よりインク７を吐出させる。
【００４３】
また、回路基板５６は、流路板５１のインク流路５０と、上記カートリッジ本体８の装着部３２に形成された接続供給部３７とを連続させ、インク７をインクタンク５よりインク流路５０に導く開口部５６ａが形成されている。
【００４４】
ヘッドフレーム５８は、流路板５１及びボンディング端子６３が配設される所定の間隙を有する長孔５８ａが形成されたフレームシートがノズルシート５３上に積層されることにより形成されている。ヘッドフレーム５８は、長孔５８ａ内に流路板５１及びボンディング端子６３が配設されることにより、複数並列して形成された流路板５１を隔てる隔壁となる。また、ヘッドフレーム５８は、ノズルシート５３と回路基板５６間に形成されることにより、プリンタヘッド１の構造上の補強部材となる。
【００４５】
また、ヘッドフレーム５８は、流路板５１と接着剤６５によって接合される。ヘッドフレーム５８は、上述したように、流路板５１の上面部に略テーパ状の面取り部６２が形成されることにより、接着剤６５の注入スペースが広く確保され、接着剤６５の塗布量を多くすることができる。従って、ヘッドフレーム５８は、流路板５１と確実に接合することができる。
【００４６】
このようなプリンタヘッド１が装着されるインクジェットプリンタ２のプリンタ本体４は、図１及び図８に示すように、ヘッドカートリッジ３が装着されるヘッドカートリッジ装着部７１と、記録紙７０を給排紙する給排紙機構７４と、給排紙機構７４に記録紙７０を供給する給紙口７５と、給排紙機構７４から記録紙７０が出力される排紙口７６とを有する。
【００４７】
ヘッドカートリッジ装着部７１は、ヘッドカートリッジ３が装着される凹部であり、ヘッドカートリッジ３が着脱できるようになっている。
【００４８】
給排紙機構７４は、記録紙７０を搬送する駆動部を有しており、給紙口７５に装着されているトレー７５ａから供給される記録紙７０を取り出す給紙ローラ７７と、記録紙７０の搬送方向を反転しヘッドカートリッジ３のプリンタヘッド１まで搬送する反転ローラ７８と、ベルト機構によって記録紙７０をヘッドカートリッジ３から排紙口７６まで搬送する搬送ベルト７９とを有する。
【００４９】
給紙口７５は、給排紙機構７４に記録紙を供給する開口部であり、トレー７５ａ等に複数枚の記録紙７０を積層してストックすることができる。また、排紙口７６は、インク７が吐出された記録紙７０が給排紙機構７４により搬送されて排出される。
【００５０】
次いで、このようなプリンタヘッド１の印刷動作について説明する。
【００５１】
まず、インクタンク５がヘッドカートリッジ３のカートリッジ本体８に形成された装着部３２に装着されると、インク７が接続供給部３７を介して流路板５１に形成されたインク流路５０に流れ、インク加圧室６１内に充填される。また、図示しないヘッドキャップ開閉機構により、ヘッドキャップ４２が、図９に示すよ位置に退避され、プリンタヘッド１が記録紙７０に対して露出される。
【００５２】
そして、給排紙機構７４は、トレー７５ａから給紙ローラ７７ａによって記録紙７０を引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ７７ｂ，７７ｃによって引き出された記録紙の１枚を反転ローラ７８に搬送する。反転ローラ７８は、記録紙７０の搬送方向を反転させた後、搬送ベルト７９に記録紙を搬送する。搬送ベルト７９に搬送された記録紙７０は、押さえ手段８０により位置決めがされる。
【００５３】
次いで、回路基板５６に形成された制御回路からの指令によって選択された発熱素子５４に短時間、例えば１〜３マイクロ秒程度、電流パルスが流されることにより、発熱素子５４が急速に加熱される。この結果、発熱素子５４に接する部分にインク気泡が発生し、そのインク気泡の膨張によってインク気泡の膨張分の体積と等しい体積のインク７が押しのけられる。これによって、ノズル５２に接する部分の押しのけられたインク７と同等の体積のインク液滴ｉがノズル５２から吐出され、記録紙７０に着弾される。
【００５４】
インク液滴ｉが吐出されると、インク加圧室６１内に吐出された量と同量のインク７がインク流路５０から直ちに補充される。このインク７は、接続供給部３７を通じてインクタンク５から供給される。
【００５５】
このとき、プリンタヘッド１は、流路板５１に略テーパ状の面取り部６２が形成され、この面取り部６２に接着剤６５が塗布されてヘッドフレーム５８と接合されることにより、流路板５１とヘッドフレーム５８との間に注入される接着剤６５の注入スペースが大きく確保され、接着剤６５を多く注入することができる。従って、プリンタヘッド１の強度を高めることができ、発熱素子５４の熱によっても、流路板５１の反りや歪みをヘッドフレーム５８で押さえ込むことができる。また、これにより接着剤６５が流路板５１とヘッドフレーム５８との接合面より剥離することを防止でき、インク流路５０からのインク液漏れを防止することができる。
【００５６】
その後、給排紙機構７４は、インク７が吐出された記録紙７０を排紙口７６に搬送して装置外部へ出力する。全ての印刷が終了すると、ヘッドキャップ開閉機構は、ヘッドキャップ４２を移動させ、プリンタヘッド１の吐出面１ａを閉塞する。
【００５７】
なお、カートリッジ本体８にインクタンク５を装着する動作について説明すると、カートリッジ本体８にインクタンク５を装着する際には、インクタンク５の係合段部１９を係合片３３に係合させ、この係合片３３が支点となるようにインクタンク５を回動させて係止突部１８とラッチレバー３４の係合孔３４ａとを係合させる。このときに、付勢部材３５がインクタンク５を取り外し方向に付勢することで、インクタンク５がカートリッジ本体８に固定される。
【００５８】
また、このようなヘッドカートリッジ３では、プリンタヘッド１を小型化するために、各色に対応するノズル５２のライン及びノズル５２上のインク流路５０の間隔を狭め、これにともない各色に対応する接続供給部３７同士の間隔も狭めている。従って、インクタンク５の形状は、上述したように記録紙の幅方向に延在した形状とすることがインク７の容量の上で最も好ましい。インクタンク５をこのような形状とすることで、インクタンク５の高さ及び厚みを抑えてインク７の容量を確保することができる。
【００５９】
以上、本発明が適用されたプリンタヘッド１及びこれを用いたインクジェットプリンタ２について説明したが、本発明は、これらの構成に限られず、例えば、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、流路板５１に形成された面取り部６２を弓形に湾曲して形成し、また、断面略Ｌ字状に形成してもよい。面取り部６２を弓形若しくは断面略Ｌ字状に形成することによっても、接着剤６５が塗布される面取り部６２を大きくでき、流路板５１とヘッドフレーム５８との接合面を大きく確保してプリンタヘッド１の強度を高めることができ、発熱素子５４の熱によっても、流路板５１の反りや歪みをヘッドフレーム５８で押さえ込むことができる。また、これにより接着剤６５が流路板５１とヘッドフレーム５８との接合面より剥離することを防止でき、インク流路５０からのインク液漏れを防止することができる。
【００６０】
また、本発明は、流路板５１の上面部に面取り部６２を構成するのみならず、図１１に示すように、流路板５１と接着剤６５によって接合されるヘッドフレーム５８側の上面部又は流路板５１及びヘッドフレー５８ムの両方に面取り部を形成することによって、接着剤の塗布面積を大きく確保し、接合強度を高めるようにしてもよい。このとき、面取り部は略テーパ状、略アーチ状又は断面略Ｌ字状の何れか、或いはこれらの組み合わせによって接合面を構成するようにしてもよい。
【００６１】
なお、本発明は、上述した実施の形態では、ラインヘッドを用いるものとして説明したが、本発明は、１回の印刷にあたり記録紙上の同一箇所を１回のみ走査、すなわち、いわゆる１パス記録を行うプリンタヘッドであれば、シリアルヘッドにも適用できるものである。
【００６２】
また、上述の実施の形態においては、本発明をプリンタヘッド及びインクジェットプリンタに適用してインク液滴を飛び出させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インク液滴に代えて各種染料の液滴、保護層形成用の液滴等に用いる液体吐出ヘッド、また、液滴が試薬等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、各種試験装置、液滴がエッチングより部材を保護する薬剤である各種のパターン描画装置、さらには、金属微粒子を含む液体を吐出し基板に微細な配線パターンを形成したり、基板に様々な材料を噴射することで機能を持つ素子を作り込むプリント配線基板や回路基板の作成装置等に広く適用することができる。
【００６３】
このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００６４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出装置によれば、流路板に面取り部が形成され、この面取り部に接着剤が塗布されてヘッドフレームと接合されることにより、流路板とヘッドフレームとの間に接着剤の注入スペースを広く確保でき、接着剤を多く注入することができる。従って、液体吐出ヘッドの強度を高めることができ、発熱素子の熱によっても、流路板の反りや歪みをヘッドフレームで押さえ込むことができる。また、これにより接着剤が流路板とヘッドフレームとの接合面より剥離することを防止でき、流路板に形成された液体供給路からの液漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたインクジェットプリンタを示す斜視図である。
【図２】本発明が適用されたヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図３】ヘッドカートリッジの概略断面図である。
【図４】プリンタヘッドを示す断面図である。
【図５】プリンタヘッドの構成を示す断面図である。
【図６】プリンタヘッドの分解斜視図である。
【図７】インク加圧室を示す斜視図である。
【図８】インクジェットプリンタの印刷工程を示す図である。
【図９】インクジェットプリンタの印刷工程を示す図である。
【図１０】流路板の他の構成を示す断面図である。
【図１１】プリンタヘッドの他の構成を示す断面図である。
【図１２】従来のプリンタ装置におけるプリンタヘッドを示す図である。
【符号の説明】
１プリンタヘッド、２インクジェットプリンタ、３ヘッドカートリッジ、４プリンタ本体、５インクタンク、７インク、８カートリッジ本体、３７接続供給部、４２ヘッドキャップ、５０インク流路、５１流路板、５２ノズル、５３ノズルシート、５４発熱素子、５５ヒータチップ、５６回路基板、５８ヘッドフレーム、５９スペーサチップ、６０嵌挿基板、６１インク加圧室、６２面取り部、６３ボンディング端子、６４導線、６５接着剤、６６封止剤[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid discharge head that discharges a liquid by generating bubbles by a heating resistor, and a liquid discharge device using the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a device for discharging a liquid, for example, there is a printer device that discharges ink from a printer head onto recording paper to record images and characters. 2. Description of the Related Art Some printer apparatuses of this type use an ink jet system to discharge ink from a printer head onto recording paper to record images and characters. This ink jet printer device is called a serial type, in which an ink tank moves in the width direction of a recording paper together with a printer head, and recently, ink ejection holes are linearly formed over a length corresponding to the width of the recording paper. There is a line type printer device provided with a printer head disposed in the printer.
[0003]
As shown in FIG. 12, a line type printer head 100 of a printer device using an ink jet system is connected to an ink cartridge (not shown), and an ink flow path 102 for guiding ink supplied from the ink cartridge to a nozzle 101 is formed. The flow path plate 103, a heat chip 106 formed with a heating element 105 that is bonded to the flow path plate 103 and generates air bubbles by generating heat to discharge ink, and a nozzle sheet 107 formed with a nozzle 101. An upper substrate 108, which constitutes the upper surface of the line head 100 and closes the flow path plate 103, is disposed between the upper substrate 108 and the nozzle sheet 107, and separates the adjacent ink flow paths 102 from each other. And a head frame 109 serving as an upper reinforcing member.
[0004]
In the line head 100, the insertion board 111 is provided between the heat chip 106 and the nozzle sheet 107, and the heating element 105 generates ink by the nozzle sheet 107, the heat chip 106, and the insertion board 111. An ink pressurizing chamber 112 which is pressurized by bubbles and ejected from the nozzle 101 is formed. The heating element 105 formed on the heat chip 106 faces the nozzle 101 in the ink pressurizing chamber 112. The line head 100 has a bonding element 110 connected to the heat chip 106 and transmitting a driving pulse to the heating element 105 mounted on the upper substrate 108. The bonding element 110 is connected to the heat chip 106 by a conductor 113.
[0005]
In the line head 100, the adhesive 115 is filled between the head frame 109 and the flow path plate 103, so that the head frame 109 and the flow path plate 103 are joined and the upper substrate 108 is laminated. Thus, the upper surfaces of the flow path plate 103 and the head frame 109 are sealed.
[0006]
In the line head 100 as described above, when ink is supplied from an ink cartridge connected to the flow path plate 103 and filled in the ink pressurizing chamber 112, the heat chip 106 is A driving current is supplied to the heating element 105, and the heating element 105 generates heat. As the heat generating element 105 generates heat, bubbles are generated in the ink pressurizing chamber 112, and the ink is ejected from the nozzles 101 by being pressed by the bubbles.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the line head 100, the nozzles 101 are arranged linearly over a length corresponding to the width of the recording paper, and an ink flow path which is several tens times longer than a conventional serial head is formed. When the ink flow path 102 is formed, the heat generated from the heating element 106 causes the upper substrate 108 covering the upper surface of the ink flow path 102 to thermally expand, and the bonding surface with the flow path plate 103 and the head frame 109 is peeled off. There was sometimes. For this reason, when the upper substrate 108 is separated from the flow path plate 103 or the head frame 109, the ink flowing through the ink flow path 102 may leak from the separated portion of the upper substrate 108 in some cases.
[0008]
Therefore, the present invention has been proposed to solve the above-described problems, and provides a liquid discharge head in which the bonding strength between a flow path plate and a head frame is increased, and a liquid discharge device using the same. The purpose is to:
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a liquid discharge head according to the present invention includes a liquid discharge head provided in a liquid discharge device that discharges liquid, a flow path plate that forms a supply path through which the liquid is supplied, A nozzle forming member provided with a liquid discharge nozzle facing the liquid pressurizing chamber which is continuous with the supply path and is filled with the liquid; and a nozzle forming member provided between the nozzle forming member and the flow path plate; A heater chip having a heating resistor formed at a position corresponding to the liquid discharge nozzle in the pressurized chamber, and an adhesive formed adjacent to the flow path plate and filled in a gap between the flow path plate and the heater chip. A head frame joined to the flow path plate, and a substrate that covers the flow path plate and the upper surface of the head frame and is connected to the heating resistor; and at least one of the flow path plate and the head frame Contact It is chamfered on the face.
[0010]
Further, a liquid discharge apparatus according to the present invention is a liquid discharge apparatus which discharges a liquid, in which a container filled with the liquid is mounted, and the liquid discharge head discharges the liquid, and the liquid discharge head is provided. A liquid passage head that forms a supply path through which the liquid is supplied, and a liquid discharge nozzle that is continuous with the supply path and faces a liquid pressurizing chamber filled with the liquid. And a heater chip provided between the nozzle forming member and the flow path plate and having a heating resistor formed at a position corresponding to the liquid discharge nozzle in the liquid pressurizing chamber. A head frame formed adjacent to the flow path plate and joined to the flow path plate by an adhesive filling a gap between the flow path plate and the upper surface of the flow path plate and the head frame; Up And a substrate connected with the heating resistor, is chamfered on at least one joint surface between the channel plate and the head frame.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a case where the present invention is applied to a printer head and a printer device using the same will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a printer head 1 to which the present invention is applied is used in an ink jet printer 2, and prints images and characters by discharging ink onto recording paper to be discharged.
[0012]
The ink jet printer 2 is a so-called line type printer device provided with ink ejection holes in accordance with the printing width of recording paper.
[0013]
The ink jet printer 2 includes an ink jet print head cartridge (hereinafter, referred to as a head cartridge) 3 for discharging ink, and a printer main body 4 to which the head cartridge 3 is mounted. In the inkjet printer 2, a head cartridge 3 is formed so as to be detachable from a printer main body 4, and an ink tank 5 serving as an ink supply source is detachable from the head cartridge 3. That is, in the ink jet printer 2, the head cartridge 3 and the ink tank 5 are handled as consumables and can be replaced.
[0014]
The head cartridge 3, which is detachable from the printer main body 3, ejects the ink in finely divided particles by, for example, an electrothermal conversion method or an electromechanical conversion method, and ejects ink droplets onto a recording medium of recording paper. wear. Specifically, as shown in FIG. 2, the head cartridge 3 has a cartridge body 8 in which an ink tank 5 which is a container filled with ink 7 is mounted, and in which the printer head 1 is formed.
[0015]
The ink tank 5 is formed by, for example, injection molding a resin material or the like, and is formed in a substantially rectangular shape having substantially the same dimension as the width of the recording paper in the longitudinal direction. It is detachable with respect to.
[0016]
Specifically, the ink tank 5 includes an ink supply unit 13 that supplies the ink 7 from the tank main body 5 a containing the ink 7 to the cartridge main body 8, and a locking projection 18 for fixing the ink tank 5 to the cartridge main body 8. And an engagement step 19 and an identification projection 21 for identifying the ink tank 5.
[0017]
The tank main body 5a is formed in a substantially rectangular shape from a highly airtight material, and has a longitudinal dimension substantially equal to a dimension in a width direction of the recording paper, that is, a dimension perpendicular to a feeding direction of the recording paper. Is formed.
[0018]
The ink supply unit 13 is provided at a substantially central portion on the lower side of the tank body 5a. The ink supply section 13 is a substantially convex nozzle communicating with an ink storage section provided in the tank main body 5a, and the tip of the nozzle is fitted to a connection supply section 37 formed in the cartridge main body 8 described later. As a result, the ink tank 5 is connected to the cartridge body 8. The bottom surface of the tank body 5a is formed so that the center portion is the deepest, so that the contained ink concentrates on the ink supply unit 13.
[0019]
When the ink tank 5 is mounted on the mounting portion 32 of the cartridge body 8, the connection supply portion 37 provided on the mounting portion 32 smoothly fits into the ink supply port provided at the tip end portion of the ink supply portion 13. It is formed so that the diameter may be increased while being linear or curved toward the distal end so as to match.
[0020]
The locking projection 18 is a projection provided on one side surface of the ink tank 5 in the longitudinal direction, and is engaged with an engagement hole 34 a formed in a later-described latch lever 34 of the cartridge body 8. The locking projection 18 is formed as a plane whose upper surface is substantially perpendicular to the side surface of the ink container 12, and whose lower surface is formed to be inclined from the side surface toward the upper surface.
[0021]
The engagement step 19 is provided on the upper surface of the ink tank 5 on the side opposite to the side on which the locking projection 18 is provided, and has an inclined surface 19a that contacts one end with the upper surface of the ink tank 5; And a flat surface 19b parallel to the upper surface. The ink tank 5 is provided with the engagement step 19 so that the height of the side surface provided with the flat surface 19 b is lower than the height of the side surface provided with the locking projection 18. This step is engaged with an engagement piece 33 of the cartridge body 8 described later at this step. When the engagement step portion 19 is inserted into the attachment portion 32 of the head cartridge 3, the engagement step portion 19 engages with the engagement piece 33 of the attachment portion 32 provided on the side surface on the insertion end side to attach the ink tank 5. It serves as a rotation fulcrum when mounted on the part 32.
[0022]
The identification projection 21 is a projection for identifying the type of the ink tank 5, and regulates the mounting position by being inserted into an identification recess 43 described later of the cartridge body 8. That is, specific types of the ink tanks 5 include, for example, ink tanks 5y, 5m, 5c, and 5k corresponding to four colors of yellow, cyan, magenta, and black, as shown in FIG. By mounting all of these ink tanks 5y, 5m, 5c, and 5k in the cartridge body 8, the head cartridge 3 is adapted to color printing. Accordingly, since all the ink tanks 5y, 5m, 5c, and 5k are mounted on the cartridge main body 8, there is a possibility that the mounting positions may be erroneously set when mounting the ink tanks 5 on the cartridge main body 8. In order to ensure that each of the ink tanks 5 is mounted at a predetermined position, the identification protrusion 21 is provided in each of the ink tanks 5y, 5m, 5c, and 5k in accordance with an identification recess 43 described later of the cartridge body 8. Position is different.
[0023]
The ink tank 5 configured as described above includes the ink tanks 5y, 5m, 5c, and 5k corresponding to the respective colors as described above. Each of the ink tanks 5 is mounted on the cartridge body 8 constituting the head cartridge 3, and the ink 7 is stored in the cartridge body. Supply to the 8 side.
[0024]
As shown in FIG. 2, the cartridge main body 8 to which the ink tank 5 is mounted has the printer head 1 for discharging the ink 7 formed on the bottom surface side of the substantially rectangular housing, and the mounting where the ink tank 5 is mounted. Unit 32, an engagement piece 33 and a latch lever 34 for fixing the ink tank 5, an urging member 35 for urging the ink tank 5, and a connection supply unit connected to the ink supply unit 13 and supplied with the ink 7. 37 and a head cap 42 for protecting the printer head 1.
[0025]
The mounting portion 32 in which the ink tank 5 is mounted has a substantially rectangular recess formed on the upper surface side of the cartridge body so that the ink tank 5 is mounted. As shown in FIG. Are stored in parallel. Since the ink tank 5 is accommodated in the mounting portion 32, the mounting portion 32 is provided to be long in the print width direction, similarly to the ink tank 5. The mounting section 32 includes a mounting section 32y for mounting the yellow ink tank 5y, a mounting section 32m for mounting the magenta ink tank 5m, a mounting section 32c for mounting the cyan ink tank 5c, and a black section. The mounting portion 32k to which the ink tank 5k is mounted is partitioned such that the mounting portions 32y, 32m, 32c, and 32k are adjacent to each other by a partition wall 32a.
[0026]
The black ink tank 5k has a larger width in the direction perpendicular to the longitudinal direction than the other ink tanks 5y, 5m, and 5c because the inner capacity of the ink 7 is large. The width of the portion 32k is also wider than the other mounting portions 32y, 32m, and 32c.
[0027]
The engagement piece 33 provided at the opening end of the mounting portion 32 is provided at one longitudinal edge of the mounting portion 32 and engages with the engaging step 19 of the ink tank 5. The ink tank 5 is inserted obliquely into the mounting portion 32 with the engagement step 19 side of the ink tank 5 as an insertion end, and the engagement position between the engagement step 19 and the engagement piece 33 is used as a rotation fulcrum. The ink tank 5 can be mounted on the mounting portion 32 such that the side on which the engaging step portion 19 is not provided is rotated toward the mounting portion 32. Thus, the ink tank 5 can be easily mounted on the mounting section 32.
[0028]
As shown in FIG. 3, the latch lever 34 is provided on a side surface opposite to the engagement piece 33 of the mounting portion 32, that is, on a side surface at the other end in the longitudinal direction, and has a substantially rectangular engagement hole 34a. have. The latch lever 34 is formed such that its base end is integrally provided on the bottom side of the side surface of the other end in the longitudinal direction that constitutes the mounting portion 32, and its distal end side is elastically displaced in a direction approaching or separating from this side surface. An engagement hole 34a is formed on the distal end side. The latch lever 34 is elastically displaced at the same time when the ink tank 5 is mounted on the mounting portion 32, the engagement hole 34 a is engaged with the locking projection 18 of the ink tank 5, and the ink mounted on the mounting portion 32 is The tank 5 is prevented from falling off from the mounting part 32.
[0029]
The biasing member 35 is a biasing member that biases the ink tank 5 on the bottom surface on the side surface corresponding to the engagement step 19 of the ink tank 5 in a direction in which the ink tank 5 is removed. The urging member 35 is, for example, a leaf spring that is elastically displaceable in a direction in which the ink tank 5 is removed. The biasing member 35 bends the leaf spring, presses the bottom surface of the ink tank 5 with the top formed by bending, and removes the ink tank 5 mounted on the mounting portion 32 from the mounting portion 32. It is urged in the direction.
[0030]
The connection supply section 37 is formed substantially at the center in the printing width direction of the recording paper, and is connected to the ink supply section 13 formed on the tank body 5 a of the ink tank 5 to supply the ink 7 to the printer head 1. To form The connection supply section 37 is formed continuously with an ink flow path formed in a flow path plate of the printer head 1 formed in the mounting section 32 of the cartridge body 8, and converts the ink 7 in the ink tank 5 into an ink It leads to the pressurizing chamber.
[0031]
The head cap 42 is a cover provided to protect the printer head 1, and is opened and closed by a head cap opening / closing mechanism that omits details of the printer main body 3 when discharging the ink 7. As shown in FIG. 2, the head cap 42 has a groove 45 provided in the opening and closing direction, and a cleaning roller 46 provided in the longitudinal direction and absorbing excess ink attached to the ejection surface 1 a of the printer head 1. I have.
[0032]
The head cap 42 is configured to open and close along the groove 45 during the opening and closing operation. At this time, the cleaning roller 46 rotates while abutting on the ejection surface 1 a of the printer head 1, thereby absorbing excess ink 7. Then, the ejection surface 1a of the printer head 1 is cleaned. As the cleaning roller 46, for example, a member having high water absorption is used. The head cap 42 closes the ejection surface 1a side of the printer head 1 to prevent the ink 7 in the printer head 1 from drying.
[0033]
Next, the printer head 1 to which the present invention is applied will be described. As shown in FIGS. 4 and 5, the printer head 1 includes a flow path plate 51 in which an ink flow path 50 through which the ink 7 supplied from the ink tank 5 flows is formed, as shown in FIGS. A nozzle sheet 53 formed with a nozzle 52 through which ink flowing through the path plate 51 is ejected toward recording paper; and a nozzle sheet 53 provided between the nozzle sheet 53 and the flow path plate. A heater chip 55 in which a heating element 54 is formed at a position corresponding to 52; a circuit board 56 which covers the upper surface of the flow path plate 51 and in which a control circuit for controlling the ejection of the ink 7 is formed; And a head frame 58 disposed between the sheet 53 and the adjacent flow passage plate 51 and serving as a structural reinforcing member.
[0034]
In the printer head 1, as shown in FIG. 6, a fitting board 60 is laminated on a nozzle sheet 53, and a heater chip 55 and a spacer chip 59 having the same height as the heater chip 55 are laminated on the fitting board 60. The flow path plate 51 is formed by laminating the heater chip 55 and the spacer chip 59 with an adhesive. Thus, the printer head 1 is connected to the ink flow path 50 formed in the flow path plate 51 by the nozzle sheet 53, the heater chip 55, the spacer chip 59, and the insertion board 60, and as shown in FIG. In addition, an ink pressurizing chamber 61 is formed in which the heating element 54 formed on the heater chip 55 faces the outer surface. The ink pressurizing chamber 61 is filled with the ink 7 flowing from the ink flow path 50, and pressurizes the ink 7 with bubbles generated by the heating element 61 to discharge the ink 7 from the nozzle 52.
[0035]
The flow path plate 51 is formed of a metal member such as aluminum, and has an ink flow path 50 through which the ink 7 flows. One end of the ink flow path 50 is formed continuously with the connection supply section 37 provided corresponding to each of the yellow, magenta, cyan, and black ink tanks 5 formed in the mounting section 32 of the cartridge body 8. I have. As shown in FIG. 3, the other end of the ink flow path 50 is provided in the width direction of the recording paper, and faces the ink pressurizing chamber 61 formed in the width direction of the recording paper. . When the ink supply unit 13 of the ink tank 5 and the connection supply unit 37 are connected to each other, the ink 7 supplied from the ink tank 5 flows into the ink flow path 50, and the flow path plate 51 The ink is supplied to the pressurizing chamber 61.
[0036]
In addition, the flow path plate 51 is chamfered on an upper surface portion covered by the circuit board 56 to form a substantially tapered chamfered portion 62. The chamfered portion 62 serves as a joint surface to be joined with a head frame 58 described later by the adhesive 65. The chamfered portion 62 is subjected to chamfering in a substantially tapered shape, so that a large space for injecting the adhesive 65 is secured between the chamfered portion 62 and the head frame 58 and a large amount of the adhesive 65 is applied. it can. Therefore, the flow path plate 51 can be securely joined to the head frame 58.
[0037]
The nozzle sheet 53 is formed in a sheet shape, and is provided with a nozzle 52 for discharging the ink 7 filled in the ink pressurizing chamber 61. The nozzles 52 are opened in a substantially circular shape in the nozzle sheet 53, and as shown in FIG. 3, the nozzles 52 have a substantially linear shape in the printing width direction corresponding to the ink flow paths 50 to which the inks 7 of each color are supplied. Are installed side by side. The nozzles 52 are formed on a nozzle sheet 53 that is formed to be long in the width direction of the recording paper. A predetermined number of the nozzles 52 form a set, and the set of the nozzles 52 is arranged in a substantially staggered manner in the printing direction. Is formed. The nozzles 52 are formed in a substantially zigzag shape on the nozzle sheet 53, so that the nozzles 52 can be formed up to both ends of the nozzle sheet 53 formed long in the width direction of the recording paper.
[0038]
The heater chip 55 laminated on the nozzle sheet 53 via the insertion board 60 is made of a semiconductor substrate such as silicon. The heater chip 55 is laminated on the nozzle sheet 53 via the insertion board 60 to pressurize the ink. A part of the chamber 61 is formed. Further, the heater chip 55 has a heating element 54 formed on one main surface portion facing the ink pressurizing chamber 61 side. Further, the heater chip 55 is connected via a conductive wire 64 to a bonding terminal 63 for transmitting an electric signal from the circuit board 56 to the heating element 54. The connection portion with the conducting wire 64 has a connection opening formed in the nozzle sheet 53 and is sealed with a sealant 66 from outside the nozzle sheet 53.
[0039]
The heating element 54 generates heat by electric power supplied from the circuit board 56 via the bonding terminals 63. The heating element 54 is formed on one main surface facing the inside of the ink pressurizing chamber 61, and is formed to face the nozzle 52 formed on the nozzle sheet 53. Then, the heating element 54 generates air bubbles in the ink pressurizing chamber 61 by generating heat by the electric power supplied from the circuit board 56, and is filled in the ink pressurizing chamber 61 by the same volume as the air bubbles. The ink 7 is ejected from the nozzle 52. Note that the generated bubbles disappear when the inside of the ink pressurizing chamber 61 is cooled.
[0040]
The bonding terminals 63 that supply power to the heating elements 54 are mounted on a circuit board 56 that covers the upper surface of the flow path plate 51, and are disposed between the circuit board 56 and the nozzle sheet 53. The bonding terminal 63 is provided with a conductive wire 64 connected to the heater chip 55 from an end 63 a on the nozzle sheet 53 side.
[0041]
Further, the insertion board 60 constituting a part of the ink pressurizing chamber 61 is made of, for example, an exposure-curable dry film resist, and substantially the whole of one main surface of the heater chip 55 where the heating element 54 is formed. After that, unnecessary portions are removed by a photolithography process to form a predetermined shape. As a result, the insertion board 60 is formed so as to surround the heating elements 54 formed on the heater chip 55 in a substantially concave shape, and the concave portion forms the side wall portion of the ink pressurizing chamber 61. .
[0042]
The circuit board 56 is formed by forming a control circuit of the heating element 54 on a printed wiring board made of glass epoxy or the like by a photolithography process or the like, and is laminated on the heating element 54 on the flow path plate 51. The control circuit has a logic IC (Integrated Circuit), a driver transistor, and the like, and is connected to the heating element 54 formed on the heater chip 55 by mounting the bonding terminal 63. Then, the control circuit causes the nozzles 52 to eject the ink 7 by supplying power to the heating elements 54.
[0043]
Further, the circuit board 56 makes the ink flow path 50 of the flow path plate 51 and the connection supply section 37 formed in the mounting section 32 of the cartridge main body 8 continuous, and the ink 7 flows from the ink tank 5 through the ink flow path 50. 56a is formed.
[0044]
The head frame 58 is formed by laminating a frame sheet on which a long hole 58 a having a predetermined gap in which the flow path plate 51 and the bonding terminal 63 are provided is formed on the nozzle sheet 53. The head frame 58 serves as a partition for separating the plurality of the flow path plates 51 formed in parallel by disposing the flow path plate 51 and the bonding terminals 63 in the long holes 58a. Further, the head frame 58 is formed between the nozzle sheet 53 and the circuit board 56, and thus serves as a structural reinforcing member of the printer head 1.
[0045]
The head frame 58 is joined to the flow path plate 51 by an adhesive 65. As described above, the head frame 58 has the substantially tapered chamfered portion 62 formed on the upper surface portion of the flow path plate 51, so that a wide space for injecting the adhesive 65 is secured, and the amount of the adhesive 65 applied is reduced. You can do much. Therefore, the head frame 58 can be securely joined to the flow path plate 51.
[0046]
As shown in FIGS. 1 and 8, the printer main body 4 of the ink jet printer 2 on which the printer head 1 is mounted has a head cartridge mounting portion 71 on which the head cartridge 3 is mounted, and a recording paper 70 for feeding and discharging. The paper supply / discharge mechanism 74 includes a paper supply port 75 for supplying the recording paper 70 to the paper supply / discharge mechanism 74, and a paper discharge port 76 for outputting the recording paper 70 from the paper supply / discharge mechanism 74.
[0047]
The head cartridge mounting portion 71 is a concave portion in which the head cartridge 3 is mounted, and the head cartridge 3 can be attached and detached.
[0048]
The paper supply / discharge mechanism 74 has a drive unit for transporting the recording paper 70, and includes a paper feed roller 77 for taking out the recording paper 70 supplied from a tray 75 a mounted on the paper supply port 75, and a recording paper 70. And a transport belt 79 that transports the recording paper 70 from the head cartridge 3 to the paper discharge port 76 by a belt mechanism by reversing the transport direction of the head cartridge 3 and transporting it to the printer head 1 of the head cartridge 3.
[0049]
The paper supply port 75 is an opening for supplying recording paper to the paper supply / discharge mechanism 74, and can stack a plurality of recording papers 70 on a tray 75a or the like and stock them. The recording paper 70 from which the ink 7 has been discharged is conveyed by the paper supply / discharge mechanism 74 and discharged from the paper discharge port 76.
[0050]
Next, the printing operation of the printer head 1 will be described.
[0051]
First, when the ink tank 5 is mounted on the mounting portion 32 formed on the cartridge body 8 of the head cartridge 3, the ink 7 flows into the ink flow path 50 formed on the flow path plate 51 via the connection supply section 37. Is filled in the ink pressurizing chamber 61. The head cap 42 is retracted to a position as shown in FIG. 9 by a head cap opening / closing mechanism (not shown), and the printer head 1 is exposed to the recording paper 70.
[0052]
Then, the paper supply / discharge mechanism 74 pulls out the recording paper 70 from the tray 75a by the paper feed roller 77a, and sends one of the recording papers pulled out by the pair of separation rollers 77b and 77c rotating in opposite directions to the reversing roller 78. Transport. The reversing roller 78 conveys the recording paper to the conveyance belt 79 after reversing the conveyance direction of the recording paper 70. The recording paper 70 conveyed to the conveyance belt 79 is positioned by the pressing means 80.
[0053]
Next, a current pulse is applied to the heating element 54 selected by a command from a control circuit formed on the circuit board 56 for a short time, for example, about 1 to 3 microseconds, so that the heating element 54 is rapidly heated. . As a result, an ink bubble is generated in a portion in contact with the heating element 54, and the expansion of the ink bubble causes the volume of the ink 7 equal to the volume of the expanded ink bubble to be displaced. As a result, an ink droplet i having a volume equivalent to that of the displaced ink 7 at the portion in contact with the nozzle 52 is ejected from the nozzle 52 and landed on the recording paper 70.
[0054]
When the ink droplet i is discharged, the same amount of ink 7 as the amount discharged into the ink pressurizing chamber 61 is immediately replenished from the ink flow path 50. The ink 7 is supplied from the ink tank 5 through the connection supply unit 37.
[0055]
At this time, the printer head 1 has a substantially tapered chamfered portion 62 formed on the flow path plate 51, and an adhesive 65 is applied to the chamfered portion 62 and joined to the head frame 58, thereby forming the flow path plate 51. A large space for injecting the adhesive 65 injected between the head frame 58 and the head frame 58 is secured, and a large amount of the adhesive 65 can be injected. Therefore, the strength of the printer head 1 can be increased, and the warpage and distortion of the flow path plate 51 can be suppressed by the head frame 58 even by the heat of the heating element 54. In addition, it is possible to prevent the adhesive 65 from peeling off from the joint surface between the flow path plate 51 and the head frame 58, and to prevent the ink liquid from leaking from the ink flow path 50.
[0056]
Thereafter, the paper supply / discharge mechanism 74 conveys the recording paper 70 from which the ink 7 has been discharged to the paper discharge port 76 and outputs the recording paper 70 to the outside of the apparatus. When all printing is completed, the head cap opening / closing mechanism moves the head cap 42 and closes the ejection surface 1a of the printer head 1.
[0057]
The operation of mounting the ink tank 5 on the cartridge body 8 will be described. When the ink tank 5 is mounted on the cartridge body 8, the engaging step 19 of the ink tank 5 is engaged with the engaging piece 33, By rotating the ink tank 5 so that the engagement piece 33 becomes a fulcrum, the engagement projection 18 and the engagement hole 34a of the latch lever 34 are engaged. At this time, the ink tank 5 is fixed to the cartridge body 8 by the urging member 35 urging the ink tank 5 in the removing direction.
[0058]
Further, in such a head cartridge 3, in order to reduce the size of the printer head 1, the line of the nozzle 52 corresponding to each color and the interval between the ink flow paths 50 on the nozzle 52 are narrowed, and the connection corresponding to each color is accordingly reduced. The interval between the supply units 37 is also reduced. Therefore, the shape of the ink tank 5 is most preferably extended in the width direction of the recording paper, as described above, from the viewpoint of the capacity of the ink 7. By forming the ink tank 5 in such a shape, the height and thickness of the ink tank 5 can be suppressed and the capacity of the ink 7 can be secured.
[0059]
The printer head 1 to which the present invention is applied and the inkjet printer 2 using the same have been described. However, the present invention is not limited to these configurations. For example, as shown in FIG. 10A and FIG. The chamfered portion 62 formed at 51 may be formed to be curved in an arc shape, or may be formed to have a substantially L-shaped cross section. By forming the chamfered portion 62 to have an arc shape or a substantially L-shaped cross section, the size of the chamfered portion 62 to which the adhesive 65 is applied can be increased, and a large joint surface between the flow path plate 51 and the head frame 58 can be secured. The strength of the head 1 can be increased, and the warpage and distortion of the flow path plate 51 can be suppressed by the head frame 58 even by the heat of the heating element 54. In addition, it is possible to prevent the adhesive 65 from peeling off from the joint surface between the flow path plate 51 and the head frame 58, and to prevent the ink liquid from leaking from the ink flow path 50.
[0060]
In addition, the present invention not only forms the chamfered portion 62 on the upper surface portion of the flow path plate 51, but also forms the upper surface portion on the head frame 58 side joined to the flow path plate 51 and the adhesive 65 as shown in FIG. Alternatively, by forming chamfered portions on both the flow path plate 51 and the head frame 58, a large application area of the adhesive may be secured and the bonding strength may be increased. At this time, the chamfered portion may be configured to have a substantially tapered shape, a substantially arch shape, a substantially L-shaped cross section, or a combination thereof to form the joining surface.
[0061]
Although the present invention has been described as using a line head in the above-described embodiment, the present invention scans the same spot on the recording paper only once in one printing, that is, performs so-called one-pass printing. The present invention can be applied to a serial head as long as the printer head performs the operation.
[0062]
In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a printer head and an ink jet printer to eject ink droplets has been described. However, the present invention is not limited to this, and various dyes may be used instead of ink droplets. Liquid ejection head used for liquid droplets for forming a protective layer, a microdispenser in which liquid droplets are reagents, various measuring devices, various test devices, and liquid droplets are agents for protecting members from etching. Various pattern drawing devices, as well as printed wiring boards and circuits that discharge liquid containing metal microparticles to form fine wiring patterns on the substrate, or create elements with functions by spraying various materials onto the substrate The present invention can be widely applied to a substrate forming apparatus and the like.
[0063]
As described above, it goes without saying that the present invention can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
[0064]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the liquid discharge head and the liquid discharge device according to the present invention, a chamfered portion is formed in the flow path plate, and an adhesive is applied to the chamfered portion and joined to the head frame. Thereby, a large space for injecting the adhesive can be secured between the flow path plate and the head frame, and a large amount of the adhesive can be injected. Therefore, the strength of the liquid discharge head can be increased, and the warpage and distortion of the flow path plate can be suppressed by the head frame even by the heat of the heating element. Further, this can prevent the adhesive from peeling off from the joint surface between the flow path plate and the head frame, and can prevent liquid leakage from the liquid supply path formed in the flow path plate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an ink jet printer to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view showing a head cartridge to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a schematic sectional view of a head cartridge.
FIG. 4 is a sectional view showing a printer head.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a printer head.
FIG. 6 is an exploded perspective view of the printer head.
FIG. 7 is a perspective view showing an ink pressurizing chamber.
FIG. 8 is a diagram illustrating a printing process of the inkjet printer.
FIG. 9 is a diagram illustrating a printing process of the inkjet printer.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another configuration of the flow path plate.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating another configuration of the printer head.
FIG. 12 is a diagram showing a printer head in a conventional printer device.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 printer head, 2 ink jet printer, 3 head cartridge, 4 printer main body, 5 ink tank, 7 ink, 8 cartridge main body, 37 connection supply section, 42 head cap, 50 ink flow path, 51 flow path plate, 52 nozzle, 53 Nozzle sheet, 54 heating element, 55 heater chip, 56 circuit board, 58 head frame, 59 spacer chip, 60 insertion board, 61 ink pressurizing chamber, 62 chamfer, 63 bonding terminal, 64 conductive wire, 65 adhesive, 66 Sealant

Claims

In a liquid ejection head provided in a liquid ejection device that ejects liquid,
A flow path plate forming a supply path to which the liquid is supplied,
A nozzle forming member formed with a liquid discharge nozzle which is continuous with the supply path and faces a liquid pressurizing chamber filled with the liquid,
A heater chip provided between the nozzle forming member and the flow path plate, wherein a heating resistor is formed at a position corresponding to the liquid discharge nozzle in the liquid pressurizing chamber;
A head frame formed adjacent to the flow path plate and joined to the flow path plate by an adhesive filled in a gap between the flow path plate,
A substrate that covers the upper surface of the flow path plate and the head frame and is connected to the heating resistor;
A liquid ejection head in which at least one joint surface between the flow path plate and the head frame is chamfered.

2. The liquid discharge head according to claim 1, wherein at least one of the joining surfaces of the channel plate or the head frame is chamfered in a tapered shape, a substantially arch shape, or a substantially L-shaped cross section. .

2. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the liquid is ink.

2. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid discharge head is detachably formed from the liquid discharge device.

In a liquid ejection device that ejects a liquid,
A container filled with the liquid is mounted, and a liquid discharge head that discharges the liquid,
An apparatus main body provided with the liquid ejection head,
The liquid discharge head includes a flow path plate that forms a supply path through which the liquid is supplied, and a nozzle that has a liquid discharge nozzle that is continuous with the supply path and faces a liquid pressurizing chamber that is filled with the liquid. A forming member, a heater chip provided between the nozzle forming member and the flow path plate, and having a heating resistor formed at a position corresponding to the liquid discharge nozzle in the liquid pressurizing chamber; A head frame formed adjacent to the flow path plate and bonded to the flow path plate by an adhesive filled in a gap between the flow path plate and the heating element while covering the upper surfaces of the flow path plate and the head frame; A liquid ejecting apparatus comprising: a substrate to be connected; and a chamfering process performed on at least one joint surface between the flow path plate and the head frame.

The liquid ejection apparatus according to claim 5, wherein at least one of the joining surfaces of the flow path plate or the head frame is chamfered in a tapered shape, a substantially arch shape, or a substantially L-shaped cross section. .

The liquid ejecting apparatus according to claim 5, wherein the liquid is ink.

6. The liquid discharge apparatus according to claim 5, wherein the liquid discharge head is formed detachably from the apparatus main body.