JP2010064429A - Inkjet recording head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インク滴を吐出口から吐出させて記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録ヘッドに関する。 The present invention relates to an ink jet recording head that performs recording by ejecting ink droplets from ejection ports and attaching them to a recording medium.
インクジェット記録ヘッドおよび記録装置の代表的な方法としては、エネルギー発生素子を用いた方法があり、微小な吐出口から液滴を吐出させ、記録媒体に対して記録を行う。記録ヘッドのインク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発生素子は、ピエゾ素子などの電気機械変換体をもちいたもの、発熱抵抗体を有する電気熱変換体素子によって液体を加熱させるものなどがある。 As a typical method of an ink jet recording head and a recording apparatus, there is a method using an energy generating element, and droplets are ejected from minute ejection ports to perform recording on a recording medium. The energy generating element used to eject ink from the ink ejection port of the recording head uses an electromechanical transducer such as a piezo element, or heats a liquid by an electrothermal transducer element having a heating resistor. and so on.
インクジェット記録ヘッドは、記録装置本体からの電気信号に基づき、インクを吐出させ、記録媒体に記録を行うものであり、ヘッドと装置は電気的に接続されている。その接続については、ヘッドと本体が配線等により直接接続されているものや、ヘッドが本体に対し取り外し可能であり、ヘッドが本体に取り付けられる際、ほぼ同時に電気接続が行われるものなどがある。 The ink jet recording head performs recording on a recording medium by ejecting ink based on an electric signal from the recording apparatus main body, and the head and the apparatus are electrically connected. As for the connection, there are a head and a main body that are directly connected by wiring or the like, and a head that can be detached from the main body, and an electrical connection is made almost simultaneously when the head is attached to the main body.
ヘッドが本体に対し取り外し可能なものは、ヘッドが経年劣化したり、故障した場合にも交換が容易という長所がある。 The head that can be detached from the main body has an advantage that it can be easily replaced even when the head deteriorates over time or breaks down.
この様なヘッドの構成としては、インク流路を含む支持部材(いわゆるチップタンク)に対し、電気的な信号をやりとりするコンタクトパッドが形成された電気基板、電気基板に接続されインク吐出口が形成された記録素子基板等からなる。またチップタンクは本体に対し固定される係合部を有する。 The structure of such a head is as follows. An electric substrate on which contact pads for exchanging electrical signals are formed with respect to a support member (so-called chip tank) including an ink flow path, and an ink discharge port is formed connected to the electric substrate. The recording element substrate and the like. The chip tank has an engaging portion fixed to the main body.
本体とコンタクトパッドは、本体側に設けられたコンタクトピンを介して接続され、コンタクトピンが押し込まれることにより、その接続が確保される。また同時にこの時、コンタクトパッドを介してヘッドは反力をうける。この反力の作用方向に、チップタンクと本体の係合基準が設けられており、基準につきあてられる様にチップタンクと本体が係合される。
インクジェット記録本体への要望は、高画質化および小型化などがあり、これに伴いインクジェットヘッドもインクの多色化および小型化がすすめられてきた。インクの多色化を維持しつつ小型化を図るための手段として、インクジェットヘッドにおいては、水平方向の幅を維持しつつ、鉛直方向の高さを低くする、いわゆるロープロファイル化をする必要がある。 The demand for the ink jet recording main body includes high image quality and miniaturization, and along with this, the ink-jet head has been promoted to make the ink multi-color and miniaturize. As a means for downsizing while maintaining multi-colored ink, it is necessary to reduce the height in the vertical direction while maintaining the horizontal width in the inkjet head so-called low profile. .
ところが、幅方向に対して高さが低くなり、横長のアスペクトをもつインクジェットヘッドを位置決めすると、左右の加重バランスが不均衡になりやすく、傾いて取り付けられやすくなるため、キャリッジとの係合基準に対し、突き当てが不十分になったりし、精度よく取り付けることが困難になる。 However, if an inkjet head with a horizontal aspect that is low in the width direction is positioned, the left and right weight balance tends to be unbalanced and it is easy to mount it at an angle. On the other hand, the abutting becomes insufficient, and it becomes difficult to mount with high accuracy.
ヘッドがキャリッジに対し傾いて取り付けられた状態で印字されると、所望の位置にインクが着弾せず、罫線ずれが発生したり、印字ムラを引き起こしたりし、画像に重篤な影響を与える。 When printing is performed with the head attached to the carriage in an inclined state, ink does not land at a desired position, ruled line deviation occurs, print unevenness occurs, and the image is seriously affected.
本発明はこの様な状況を鑑み、ロープロファイル化されたヘッドを、確実に精度よく本体に取り付けることができ、小型化と高精度印字を同時に達成するものである。 In view of such a situation, the present invention can reliably attach a low profile head to a main body with high accuracy, and achieve miniaturization and high-precision printing at the same time.
そのため、インクジェット記録装置の走査キャリッジに対し、着脱可能なインクジェット記録ヘッドにおいて、インクジェット記録ヘッドは、インク流路を含む支持部材と電気基板を有し、該電気基板上に形成されたコンタクトパッドにおいて、接触式のコンタクトピンを介してインクジェット記録装置ヘッドと電気的に複数接続されており、該コンタクトピンによる接触圧の反力により、該走査キャリッジの位置決め部に突き当てられており、該電気接続部のもっとも外側のコンタクト接点間の距離において、鉛直方向距離に対する水平方向距離の比が、インクジェット記録ヘッドの鉛直方向高さに対する水平方向幅の比の2倍以上であることを特徴とする。 Therefore, in an ink jet recording head that can be attached to and detached from the scanning carriage of the ink jet recording apparatus, the ink jet recording head has a support member including an ink flow path and an electric substrate, and a contact pad formed on the electric substrate, A plurality of electrical connections are made with the inkjet recording apparatus head via contact-type contact pins, and abutting against the positioning portion of the scanning carriage by the reaction force of the contact pressure by the contact pins, the electrical connection portion In the distance between the outermost contact points, the ratio of the horizontal distance to the vertical distance is at least twice the ratio of the horizontal width to the vertical height of the ink jet recording head.
これにより、ヘッドのアスペクト比に対して、コンタクト荷重の加わる面積のアスペクト比が横長形状となるため、ヘッドに対し幅広く加重されることになる。キャリッジとの基準位置を含む係合部に対し、より近い位置を付勢することになり、コンタクトピンからの反力が確実に係合部および基準位置に伝えることができるため、位置決めをより確実に行うことができる Accordingly, the aspect ratio of the area to which the contact load is applied becomes a horizontally long shape with respect to the aspect ratio of the head, so that the head is widely loaded. A closer position is urged with respect to the engaging portion including the reference position with respect to the carriage, and the reaction force from the contact pin can be reliably transmitted to the engaging portion and the reference position. Can be done
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。 Next, details of the present invention will be described in accordance with the description of the embodiments.
これより、本発明による具体的な実施例について説明する。 Now, specific examples according to the present invention will be described.
図1はインクジェット記録ヘッドをコンタクト配線基板側から見た図、図2は記録ヘッドの斜視図、図3は記録ヘッドが取り外し可能なインクジェット記録方式を用いたプリンタの概略構成を示す。 FIG. 1 is a view of an ink jet recording head as viewed from the contact wiring substrate side, FIG. 2 is a perspective view of the recording head, and FIG. 3 shows a schematic configuration of a printer using an ink jet recording method in which the recording head is removable.
記録ヘッド100は、記録素子基板1、支持基板2、流路形成部材3、フィルタ(不図示)、チップタンク4などから構成されている。記録素子基板1には、シリコン基板にインクを吐出するための複数の記録素子と各記録素子に電力を供給する電気配線とが成膜技術により形成され、この記録素子に対応した複数のインク流路と複数の吐出口とがフォトリソ技術により形成され吐出ノズル列を構成するとともに、複数の吐出ノズル列にインクを供給するためのインク供給口が裏面に複数列開口するように形成されている。また記録素子基板1は支持基板2に接着固定されており、このインク供給口と支持基板2内に配設された空間によりインクを保持する液室(不図示)が構成されている。さらに複数の吐出ノズル列1aを有する記録素子基板1を複数個配設しており、複数種のインクを吐出できるような構成をとっている。
The
さらに支持基板2はフレキシブル配線基板5と記録素子基板1とが電気的に接続されるようフレキシブル配線基板5を保持している。このフレキシブル配線基板5は、コンタクト配線基板6と接続しており、電気配線部13を構成している。このコンタクト配線基板6は、本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子(以下コンタクトパッド)6aを有しており、コンタクト配線基板6はチップタンク4の背面側に位置決め固定されている。またインクを吐出するための電気信号は、記録装置本体から、電気配線部を通じて記録素子基板1に入力される。
Further, the
コンタクト配線基板6には、千鳥配列で4列に58ヶのコンタクトパッド6aが配置されている。コンタクトパッド6aのサイズは、鉛直最下方の列に配置されたコンタクトパッドが、幅1.6mm、長さ2.6mmであり、それ以外の列のコンタクトパッドは幅1.6mm、長さ2.2mmである。コンタクトパッド間の距離は、横方向0.8mm、縦方向0.4mmである。水平方向の最外に位置するコンタクトパッドの中心間距離は34.8mmであり、鉛直方向の最上段と最下段のコンタクトパッドの中心間距離は7.8mmである。コンタクトパッド中心における鉛直方向の距離Hcに対する水平方向の距離Wcの比は約4.5倍である。
The
記録素子基板1上には、インクを吐出するノズル列が形成され、それぞれに電気熱変換素子(以下ヒータ)が多数配設されている。 On the recording element substrate 1, nozzle rows for ejecting ink are formed, and a large number of electrothermal conversion elements (hereinafter referred to as heaters) are provided.
チップタンク4には流路形成部材3が溶着され、インクタンクから支持基板2にいたるインク流路(不図示)を形成している。
A flow
さらにチップタンク4、流路形成部材3、フィルタ(不図示)などから構成されるチップタンクユニット101と、記録素子基板、支持基板、電気配線部構成される記録素子ユニット102が、ビスで結合することにより、記録ヘッド100を構成している。チップタンク4の水平方向の幅Whは93.7mmであり、鉛直方向の高さHhは44mmである。チップタンクの鉛直方向高さHhに対する水平方向の幅Whの比は約2.1倍である。
Further, a
キャリッジ103は、記録ヘッド100と係合し記録ヘッド100をキャリッジ103の装着位置に案内するためのキャリッジカバーと記録ヘッドのチップタンクと係合し記録ヘッドを所定の装着位置にセットさせるよう押圧するヘッドセットレバー104とが設けられている。すなわちヘッドセットレバーはキャリッジの上部の軸に対して回動可能に設けられると共に記録ヘッド100との係合部には不図示のヘッドセットプレートがばねを介して備えられこのばね力によって記録ヘッド100を押圧しながらキャリッジ103に装着する構成となっている。
The
図4は本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドが記録装置本体のキャリッジに搭載される過程を説明するための概略図である。記録装置本体のコンタクトピン10は、コネクタベース11に設けられており、押し込み方向に変位可能である。本実施形態のコンタクトピン10はコネクタベース11より1.5mm突起しており、押し込み量0.1mmから1.1mmまでがコンタクト保証領域である。また、キャリッジ103には、ガイド軸13を誘導するためにガイドレール12を有する。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a process in which the ink jet recording head according to the embodiment of the present invention is mounted on the carriage of the recording apparatus main body. The
図4(a)〜図4(c)に示すように、インクジェット記録ヘッド100は、ガイド軸13がガイドレール12に誘導され、回転軌跡を描きながら、キャリッジ103に搭載される。図4(b)に示すように、ガイド軸13に近い側のコンタクトパッド6aからコンタクトピン10に接触し、コンタクトパッド6aをコンタクトピン10が引きずるようにして、コンタクトパッド5とコンタクトピン10の電気接続を行う。図4(c)に示すように電気接続が完了した状態では、コンタクトピン10は0.5mm程度押し込まれており、このときのコンタクトピンの反力は、1ピン当り40g程度となり、全体として2400gfの反力を生じさせる。
As shown in FIGS. 4A to 4C, the ink
コンタクトピン10からの反力によりチップタンク4に加重が加えられることになり、チップタンク4の変形を引き起こす。よってチップタンクの変形が、ヘッド取り付けられている期間、コンタクトピン10のコンタクト保証領域内に収まる様に、コネクタベース11からの反力、加重位置が設定されている。
The reaction force from the
キャリッジとヘッドの係合部は、基準位置として鉛直下方に2箇所、ヘッドセットレバー104との係合部としてヘッド鉛直上方の水平方向最外部に2箇所ある。キャリッジ103への搭載時、鉛直方向高さが小さいためヘッドセットレバー104と接触開始してから、固定されるまでの回動角度が大きくなる。この時、基準位置への押しあてる方向に、コンタクトピン10からの反力が徐々に強まっていく。反力による加重位置に関しては、チップタンクの縦横アスペクト比に対し、コンタクトパッド6aへの加重箇所の縦横アスペクト比が2倍程度であるため、水平方向(左右)に広がって発生する。これにより、基準位置への突き当てが左右ともほぼ均一に行われる。またさらに反力が水平方向(左右)に広がっていることから、万一傾けて取り付けが行われることになった場合でも、取り付けの早い段階からコネクタに接触が開始される。よってより押し込みが大きい方がコネクタからの反力が大きくなり、押し込みが小さい方の反力が小さくなることとなり、最終的にキャリッジに固定される際には傾きが補正され、正規の状態に固定される。
There are two engagement portions between the carriage and the head as the reference position vertically below, and two engagement portions with the head set
これまで述べてきたように本発明によれば、インクジェット記録ヘッド特にロープロファイル化されたヘッドをキャリッジに確実かつ高精度に、部品点数など増加させることなく取り付けを行うことができる。これにより印字品位等に影響を与えることなく、小型化高精度化を達成することができる。 As described above, according to the present invention, an ink jet recording head, particularly a low profile head, can be attached to a carriage reliably and with high accuracy without increasing the number of components. As a result, it is possible to achieve downsizing and high accuracy without affecting the print quality and the like.
2a/2b 基準となる係合部
4 チップタンク
4a/4b 係合部
2a / 2b Reference engagement part 4
Claims (5)
インクジェット記録ヘッドは、インク流路を含む支持部材と電気基板を有し、該電気基板上に形成されたコンタクトパッドにおいて、接触式のコンタクトピンを介してインクジェット記録装置ヘッドと電気的に複数接続されており、該コンタクトピンによる接触圧の反力により、該走査キャリッジの位置決め部に突き当てられており、
該電気接続部のもっとも外側のコンタクト接点間の距離において、鉛直方向距離に対する水平方向距離の比が、インクジェット記録ヘッドの鉛直方向高さに対する水平方向幅の比の2倍以上であることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 In a detachable inkjet recording head with respect to the scanning carriage of the inkjet recording apparatus,
The ink jet recording head has a support member including an ink flow path and an electric substrate. A contact pad formed on the electric substrate is electrically connected to the ink jet recording apparatus head via a contact type contact pin. And is abutted against the positioning part of the scanning carriage by the reaction force of the contact pressure by the contact pin,
In the distance between the outermost contact points of the electrical connection portion, the ratio of the horizontal distance to the vertical distance is more than twice the ratio of the horizontal width to the vertical height of the ink jet recording head. Inkjet recording head.
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JP2014184591A (en) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Seiko Epson Corp | Printer |
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