JP2007326233A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材の組み付け生産性を向上させることができるインクジェット記録ヘッドを提供する。
【解決手段】本発明のインクジェット記録ヘッドは、記録素子ユニットのインク流路（不図示）とインク供給ユニットのインク供給路（不図示）とをそれぞれ密閉状態で接続する複数の接続部３，４が互いに別個に形成されているシール部材１を有している。シール部材１は、少なくとも一方の面の外周部を実質的に連続して囲むリブ２を有している。リブ厚み５は、シール部材１の最小厚み７よりも厚く、かつシール部材１の最大厚み６よりも薄い。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録媒体に対してインク等の記録液を吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドに関する。本発明は、一般的な記録装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、記録部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。

インクジェット記録ヘッドは、一般的に４色（ブラック，イエロー，マゼンタ，シアン）のインクタンクまたは、６色（ブラック，イエロー，マゼンタ，シアン，ライトマゼンタ，ライトシアン）のインクタンクが装着される。

図４（ａ）は、従来の４色用のインクジェット記録ヘッドの構成の一例を示す分解斜視図である。インクジェット記録ヘッド１２３は、記録素子ユニット１１５、インク供給ユニット１１６、ビス１１７、シール部材１０１を有している。

記録素子ユニット１１５は、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させる記録素子基板１１９と、記録素子基板１１９に装置本体からの駆動信号を印加するフレキシブル基板１１８とを有している。記録素子ユニット１１５はさらに、記録素子基板１１９の支持部材であり、記録素子基板１９へインクを供給するためのインク流路（不図示）が形成された第１のプレート２１と、フレキシブル基板１１８の支持部材である第２のプレート１２０とを有している。

インク供給ユニット１１６は、インクタンク（不図示）から記録素子ユニット１１５のインク流路（不図示）へインクを導くインク供給路（不図示）が形成されている。そのインク供給路のインクタンク側の端部には、外部からのゴミの進入を防ぐためのフィルタ（不図示）が設けられている。

シール部材１０１は耐インク性を有するゴム等の弾性部材からなる。シール部材１０１は、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、インク供給ユニット１１６の各色用のインク供給路と、記録素子ユニット１１５の各色用のインク流路とをそれぞれ接続する接続部１０３，１０４を有している。ブラック接続部１０３はブラックインクの流路接続を行い、３つのカラー接続部１０４はイエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクの流路接続を行う。ブラック接続部１０３および各カラー接続部１０４は、後述する組立時のビス１１７による圧着固定の際、その応力による変形によって隣接する他の接続部の密閉性を損わないように、それぞれ独立している。これらの接続部１０３，１０４は、接続部１０３，１０４の肉厚よりも薄い薄肉部１２４によって繋がっており、変形時の応力を緩和するようになっている。そのため、薄肉部１２４は接続部１０３，１０４の密閉性を損わないようになっている。

図５（ａ），（ｂ）は、記録素子ユニットとインク供給ユニットとをシール部材を介してビスにより圧着固定する工程を示す断面図である。まず、シール部材１０１は、インク供給ユニット１１６に組み付けられる。そして、シール部材１０１が組み付けられたインク供給ユニット１１６に、記録素子ユニット１１５がビス１１７により圧着固定される。このとき、記録素子ユニット１１５のインク流路１１０とインク供給ユニット１１６のインク供給路１１１とが接続される。これにより、インク記録素子ユニット１１５が、インク供給ユニット１１６に対して精度良く、かつ密閉性を確実にした状態で保持される。

なお、上述したようなシール部材を備えたインクジェット記録ヘッドは、特許文献１，２に開示されている。
特開平１０−１１９３１４号公報（第７図、第９図、第１１図） 特開２００４−１２２４６３号公報（第１−２図、第５図）

一般的に、上述した記録素子ユニット１１５とインク供給ユニット１１６とをシール部材１０１を介して圧着固定する工程は、ほぼ全自動化されている。しかし、記録ヘッドのインク流路の構成上、ブラック接続部１０３とカラー接続部１０４とは互いに離れて配置されており、シール部材１０１は薄肉部１２４の部分で変形が生じ易くなっている。そのため、薄肉部１２４によってシール部材１０１の剛性が低下している。したがって、シール部材１０１の形状（接続部１０３，１０４の配置関係）や剛性によっては、インク供給ユニット１１６への組付けを完全に自動化できない場合がある。

インク供給ユニット１１６へのシール部材１０１の組付けは、例えば、パーツフィーダやドラムフィーダ等で自動に整列されたシール部材１０１を吸着ロボット等で掴み、これをインク供給ユニット１１６へ組み付けることで行われる。しかしながら、薄肉部１２４を有するシール部材１０１は、図６（ａ）に示すように、パーツフィーダで１個ずつ整列される時に、整列通路１２５の中で後から来るシール部材１０１に押し込まれると薄肉部１２４が変形し、整列通路１２５内に詰ってしまう。

吸着ロボット１２７によるシール部材１０１のピックアップを行うとき、シール部材１０１の位置は、図６（ｂ）に示すように整列されて所定の位置に搬送されたシール部材１０１をカメラ２６で撮像し、その画像処理を行うことで認識される。吸着ロボット１２７は、その吸着フィンガー１２８の先端をシール部材１０１の薄肉部１２４に押し当てた状態で空気を吸引することで、シール部材１０１のピックアップを行う。しかしながら、吸着フィンガー１２８の先端をシール部材１０１の薄肉部１２４に押し当てると、図６（ｂ）に示すように薄肉部１２４が変形してしまい、シール部材１０１を安定して吸着することができない。

このように、従来のインクジェット記録ヘッドでは、シール部材の自動整列からインク供給ユニットへの組み込みまでの工程を安定して行うことができず、完全自動化ラインによる生産ができない場合があるため、生産性が低下して組立てコストが高くなる。

そこで本発明は、シール部材の組み付け生産性を向上させることができるインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する複数の吐出口と、該複数の吐出口のそれぞれに対応して設けられ、該複数の吐出口から前記インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数の記録素子と、前記複数の吐出口に連通する複数のインク流路と、を有する記録素子ユニットと、前記複数のインク流路にインクを供給するための複数のインク供給路が設けられたインク供給ユニットと、前記各インク流路と前記各インク供給路とをそれぞれ密閉状態で接続する複数の接続部が互いに別個に形成されているシール部材と、を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記シール部材は少なくとも一方の面の外周部を実質的に連続して囲むリブを有しており、前記リブの厚みが前記シール部材の最小厚みよりも厚く、かつ前記シール部材の最大厚みよりも薄いことを特徴とする。

上記本発明によれば、シール部材の組み付け生産性を向上させることができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドに含まれるシール部材を示す図であり、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２は、記録素子ユニットとインク供給ユニットとをシール部材を介して圧着固定する工程を示す図である。

本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、ノズル内のインクに対して電気信号に応じて膜沸騰を生じさせる熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いてインクを吐出させるバブルジェット方式（登録商標）のインクジェット記録ヘッドである。特に、本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、電気熱変換体が配列された基板の主平面に対して垂直な方向にインクを吐出させる、いわゆるサイドシューター型と呼ばれるインクジェット記録ヘッドである。

なお、本実施形態のインクジェット記録ヘッドは図４（ａ）に示したインクジェット記録ヘッドと同様であるので、ここではインクジェット記録ヘッドの各部構成に関する詳しい説明は省略する。

本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、記録素子ユニット１５と、インク供給ユニット１６と、シール部材１とを有している。記録素子ユニット１５は、インクを吐出する複数の吐出口（不図示）と、複数の吐出口のそれぞれに対応して設けられ、複数の吐出口からインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数の記録素子（不図示）とを有している。さらに、記録素子ユニット１５には、複数の吐出口に連通する複数のインク流路１０が設けられている。インク供給ユニット１６は、記録素子ユニット１５の複数のインク流路１０にインクを供給するための複数のインク供給路１１が設けられている。シール部材１は、各インク流路１０と各インク供給路１１とをそれぞれ密閉状態で接続する複数の接続部３，４が互いに別個に形成されている。

本実施形態におけるシール部材１は、その外周部を取り囲むように連続して形成されたリブ２を有している。本実施形態におけるリブ２は、シール部材１の両方の面上に形成されている。そして、リブ厚さ５は、シール部材１の薄肉部１２の厚さである最小厚さ７よりも厚く、接続部３，４の厚さである最大厚さ６よりも薄くなっている。

このようにシール部材１の外周部にリブ２を設けることにより、シール部材１全体の剛性が増し、最小厚さ７の部分である薄肉部１２が変形しにくくなる。その結果、シール部材１がパーツフィーダ（不図示）で整列される時に後から来るシール部材１に押し込まれて薄肉部１２が変形し、パーツフィーダの整列通路内に詰ってしまうことを防ぐことが可能になる。また、吸着ロボットでシール部材１をピックアップする際に、吸着フィンガーの先端をシール部材１の薄肉部１２に押し当てても薄肉部１２はあまり変形しないので、シール部材１を安定して吸着することができる。このように、本実施形態によれば、シール部材１の自動整列からインク供給ユニット１６への組み込みまでの工程を安定して行うことが可能になる。

記録素子ユニット１５とインク供給ユニット１６とをシール部材１を介して圧着固定したとき、各接続部３，４の連通口の開口部を囲む突起９が潰れる。これにより、記録素子ユニット１５のインク流路１０とインク供給ユニット１６のインク供給路１１とが接続部３，４によって密閉状態で連結される。ただし、上述したようにリブ厚さ５は接続部３，４の厚さである最大厚さ６よりも薄くなっており、リブ２は圧着固定時に記録素子ユニット１５やインク供給ユニット１６に干渉しないようになっている。そのため、圧着固定時にリブ２が接続部３，４の密閉性を妨げることはない。

また、本実施形態のシール部材１は、各接続部３，４とリブ２との間に溝８が形成されている。これにより、圧着固定の際に生じる応力によって接続部３，４が変形したときに、接続部３，４がリブ２に接触してその変形が妨げられることがないようになっている。そのため、圧着固定時に各ユニット１５，１６に対する接続部３，４の密閉性は損なわれない。

なお、本実施形態ではシール部材１の材料にゴム硬度４０度の塩素化ブチルゴムを使用しているが、シール部材１にはシリコーンゴムやＥＰＤＭ等の様々な材料を用いることができる。

また、リブ２の構成は上記に限られるものではなく、シール部材１の一方の面上に形成されているものでもよい。さらに、リブ２は、シール部材１の剛性をある程度保てる範囲であれば、必ずしもシール部材１の外周の全周にわたって連続して形成されていなくてもよい。パーツフィーダ整列や吸着ロボットピックアップ時に最小厚さ部１２が変形し難い構成であれば良く、整列やピックアップ時にロボット等が接触する部分に対応した場所にリブがある構成でも構わない。

さらに、記録素子ユニット１５やインク供給ユニット１６に、シール部材の外周位置に対応した突起等がある場合には、接続部の密閉性を妨げない範囲で、突起と干渉する部分のリブの厚みが最小厚さになる場合もある。

したがって、リブ２はシール部材１の少なくとも一方の面の外周部に形成されていればよい。

＜変形例＞
図３は、図１に示した本実施形態のシール部材の各種変形例を示す図である。図３（ａ）は円形のシール部材、図３（ｂ）は正方形のシール部材、図３（ｃ）は長方形のシール部材をそれぞれ示している。

円形のシール部材２１や正方形のシール部材３１は、外形形状が点対称であることを利用して、例えばドラム内にエアーを吹きかけ、エアーの力でシール部材２１，３１よりやや大きい開口にシール部材２１，３１をシュートさせて整列させる方法に適している。

また、長方形のシール部材４１は、同様に外形形状が点対称であり、かつ互いに長さが異なる２組の辺が対向している形状であることを利用して、例えばパーツフィーダー等で整列する時に向きを決めるのに適している。さらに、長方形のシール部材４１によれば、整列後にインク供給ユニットへの組み込みを行う際に、カメラを用いた画像処理等を行うことなく容易に位置決めが可能になる。よって、シール部材の自動組付け装置を安価に構成することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドに含まれるシール部材を示す図である。 記録素子ユニットとインク供給ユニットとをシール部材を介して圧着固定する工程を示す図である。 図１に示した本実施形態のシール部材の各種変形例を示す図である。 図（ａ）は従来の４色用のインクジェット記録ヘッドの構成の一例を示す分解斜視図、図（ｂ）および図（ｃ）はそのインクジェット記録ヘッドに含まれるシール部材を示す図である。 記録素子ユニットとインク供給ユニットとをシール部材を介してビスにより圧着固定する工程を示す断面図である。 シール部材のインク供給ユニットへの組付け工程を示す図である。

符号の説明

１，２１，３１，４１ シール部材
２ リブ
３ ブラック接続部
４ カラー接続部
５ リブ厚さ
６ 最大厚さ
７ 最小厚さ
８ 溝
１０ インク流路
１１ インク供給路
１５ 記録素子ユニット
１５ インク供給ユニット

Claims (3)

1. インクを吐出する複数の吐出口と、該複数の吐出口のそれぞれに対応して設けられ、該複数の吐出口から前記インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数の記録素子と、前記複数の吐出口に連通する複数のインク流路と、を有する記録素子ユニットと、
   前記複数のインク流路にインクを供給するための複数のインク供給路が設けられたインク供給ユニットと、
   前記各インク流路と前記各インク供給路とをそれぞれ密閉状態で接続する複数の接続部が互いに別個に形成されているシール部材と、
   を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記シール部材は少なくとも一方の面の外周部を実質的に連続して囲むリブを有しており、前記リブの厚みが前記シール部材の最小厚みよりも厚く、かつ前記シール部材の最大厚みよりも薄いことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記シール部材の最大厚みは前記接続部の厚みである、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記シール部材は前記各接続部と前記リブとの間に溝が形成されている、請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。

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