JP3495897B2 - インクジェット記録ヘッド及びインクジェットカートリッジ - Google Patents

インクジェット記録ヘッド及びインクジェットカートリッジ

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に用いられるインクジェット記録ヘッド及びイン
クジェットカートリッジに関する。
【0002】
【従来の技術】インクの小滴を発生させそれを紙等の被
記録材に付着させて記録を行うインクジェット記録方式
は、記録時の騒音発生が極めて小さく、かつ高速記録が
可能であり、しかも普通紙に記録を行うことのできる特
徴を有する記録方式である。その中でも、インクを吐出
させるためのエネルギー発生体に発熱素子を用いた、い
わゆる“バブルジェット”記録方式が、最近特に注目さ
れている。
【0003】このバブルジェット記録方式のインクジェ
ットヘッドを製造する方法としては、ベースプレート上
にインク吐出のために利用されるエネルギーを発生する
吐出エネルギー発生体である複数の発熱素子が配列され
た基板を固定し、各素子に対応するインク流路を形成す
る溝及び各インク流路に対応する吐出口及び各インク流
路に連通する共通液室を形成する凹部が形成された溝付
き天板を、ベースプレートに係合する押圧部材により基
板と接合、固定し、さらに溝付き天板にインクを供給す
るためのインク供給部材を組付けると共に、液密の目的
で溝付き天板と基板との間にシリコーン樹脂等の封止剤
を充填する方法が知られている。
【0004】このような構成のインクジェットヘッドと
して、特開平3−101955号公報には、インク吐出
口近傍のインク流路形成領域に相当する溝付き天板上領
域を略均一な圧力で押さえる線圧を発生する押圧部材の
構成が開示されている。上述の構成のインクジェットヘ
ッドにおいては、溝付き天板の流路部分の基板当接部は
基板と確実に密着していることが望ましい。
【0005】すなわち、溝付き天板の流路部分の基板当
接部が基板と十分に密着していない場合には、記録が行
われる際に発熱素子によりもたらされる吐出圧が隣のイ
ンク流路に分散して、インクの吐出速度が不安定になっ
たり、インク滴がよれたり、インクが吐出されるべき吐
出口以外の隣接するインク流路の正常なメニスカス位置
を乱し、印字乱れを生ずるといった記録品位の低下を招
くおそれがあるためである。
【0006】そこで、更に特開平3−101957号公
報には溝付き天板の共通液室部における基板当接部を流
路部分における基板当接部よりも低くなるような段差を
設け流路部分の基板当接部が確実に基板に対して密着す
るようにした構成が開示されている。
【0007】しかしながら、上記特開平3−10195
7号公報に記載のインクジェットヘッドでは、実際に溝
付き天板の共通液室部における基板に当接する部分は、
共通液室の後方に設けられた突起のみとなっているた
め、基板と溝付き天板との間を封止するための封止剤
が、溝付き天板に液室部分基板とは密着していない部分
から液室内に侵入することがあり、この封止剤がインク
流路部分に達すると、目詰まりを起こす原因となる。
【0008】そこで、この封止剤の侵入を防止するため
の構成として、特開平5−138896号公報には、前
記特開平3−101957号公報に記載のインクジェッ
トヘッドの構成に加えて、溝付き天板の基板当接部のう
ち、液室の周りにリブ状の突状部材を設けた構成が記載
されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
開平5−138896号公報の記載によれば、確かに封
止剤の侵入をある程度防止できるものの、液室の周りに
設けられたリブ状の突状部材を変形させるまで溝付き天
板を押圧するためには、可成り高い押圧力を必要とし、
溝付き天板のインク流路配列密度が低い場合には、それ
ほど問題がないものの、例えば600dpi以上の高密
度となったときには、流路壁が薄くなってくるため流路
壁部分まで変形してしまうおそれがある。そして、この
流路壁が変形しないように押圧部材の押圧力を低めに設
定した場合には、前述の突状部材は流路部分の基板当接
部より高めに形成されているため、却って従来より流路
部分の密着状態が悪くなってしまう。
【0010】また、前述の押圧部材の押圧力によるイン
ク流路壁の変形については、インク流路配列密度が高密
度化された場合には、溝付き天板に上述の突状部材を設
けない構成にも生ずることがあり、この場合には、図5
に従来のこの種のインクジェット記録ヘッドの一例の要
部の部分断面図を示すように、溝付き天板1の被加圧部
5に、押圧部材(加圧部6)による高い加圧力が加わる
ことで、インク流路4壁の共通液室11側は吐出口N側
に比べて剛性を高くできないため、B部を支点として変
形し、インク流路の吐出口N側が基板2より浮いてしま
うという現象を生じる。このように溝付き天板1のイン
ク流路4の吐出口N側が基板2より浮いてしまう場合
は、印字品位に与える影響がより顕著となる。なお、図
中、3はベースプレート、10は吐出口プレート、Sは
供給口を示す。
【0011】本発明は、以上のような従来技術における
課題に鑑みなされたもので、インク流路4が高密度に配
列された場合であっても、溝付き天板1と基板2との密
着状態を良好に維持できると共に、溝付き天板1を成形
で形成する場合に成形時の溝付き天板1のそりや成形に
用いられる型の微小なずれが生じた場合であっても、溝
付き天板1と基板2との良好な密着状態を達成し、高品
位記録もしくは高速記録が可能なインクジェット記録ヘ
ッド及びインクジェットカートリッジの提供を目的とし
ている。
【0012】
【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、以下の各項(1)〜(6)のいずれかに示すイン
クジェット記録ヘッドまたはインクジェットカートリッ
ジの提供により、上記目的を達成しようとするものであ
る。
【0013】(1)インクを吐出する吐出口と、インク
滴吐出用の吐出エネルギー発生体を備える基板と、前記
吐出口に連通する複数のインク流路の一部を形成する溝
とこの複数のインク流路に連通する共通液室の一部を形
成する凹部とを有する溝付き天板と、前記基板と天板と
を押圧固定するための弾性体とを有し、前記吐出エネル
ギー発生体と前記インク流路とが対応するように前記基
板と天板とを接合して前記インク流路を形成するインク
ジェット記録ヘッドにおいて、前記溝付き天板の基板接
合部は、前記インク流路部分の基板接合面と前記共通液
室部分との基板接合面とから成り、前記共通液室部分の
基板接合面はインク流路部分の基板接合面に対して基板
接合側に傾斜していることを特徴とするインクジェット
記録ヘッド。
【0014】(2)前記インク流路部分の基板接合面
は、前記共通液室部分の基板接合面に対して0°を超え
2°以下の傾斜を有することを特徴とする前記(1)項
に記載のインクジェット記録ヘッド。
【0015】(3)前記溝付き天板には、前記吐出口が
形成された吐出口プレートが一体的に形成されているこ
とを特徴とする前記(1)項に記載のインクジェット記
録ヘッド。
【0016】(4)前記インク流路部分の基板接合面の
前記吐出口プレート近傍には、接合時に組付けられる弾
性体の発生する加圧力により変形するけがきが形成され
ていることを特徴とする前記(3)項に記載のインクジ
ェット記録ヘッド。
【0017】(5)前記弾性体は前記溝付き天板のイン
ク流路部分上方を線圧で押圧することを特徴とする前記
(1)項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【0018】(6)前記(1)項のインクジェット記録
ヘッドと、このインクジェット記録ヘッドに供給するた
めのインクを保持するインクタンクとを備えたことを特
徴とするインクジェットカートリッジ。
【0019】
【作用】以上のような本発明構成により、弾性体の発生
する押圧力によって前記溝付き天板が変形し、変形後に
インク流路が基板に密着するようにできるため、前記吐
出エネルギー発生体が配設された基板上で発生した吐出
圧が隣接するインク流路に分散することが抑制される。
その結果、記録が行われる際、インクの吐出速度が不安
定になったり、インク滴がよれたり、記録信号が印加さ
れインクが吐出されるべき吐出口以外の隣接する吐出口
からインクが吐出され、印字乱れを生じてしまう等の記
録品位低下発生を防止することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
一実施例に基づいて詳細に説明する。
【0021】
【実施例】図1に、本発明に係る一実施例のインクジェ
ット記録ヘッドの部分断面説明図を示す。図1(a)は
要部断面図(実質的に従来例の前出図5と同一部分)、
(b)はその溝付き天板部の要部部分図、また図2に、
図1(b)のA部拡大図をそれぞれ示す。
【0022】また、図3,4にそれぞれ本実施例のイン
クジェット記録ヘッドの全体外観斜視図及び、この記録
ヘッドをインクタンクと組合わせたインクジェット記録
カートリッジの全体外観斜視図を示す。
【0023】図1,2において、1は溝付き天板であ
り、この溝付き天板1には、インク流路4の一部を形成
するための溝と、インク流路4に連通する共通液室11
の一部を形成するための凹部と、吐出口Nが形成されて
いる吐出口プレート10とを一体的に備えている。ま
た、2は、ベースプレート3上に固定されたインク吐出
のために利用される複数の吐出エネルギー発生体(本実
施例では電気熱変換体)が配列された基板であり、溝付
き天板1の溝及び前記凹部が形成されている側と基板2
の吐出エネルギー発生体が形成されている面とが、吐出
エネルギー発生体とインク流路4とが対応するように位
置合わせされた状態で接合され、押圧部材である弾性体
6によって押圧固定される。
【0024】なお、弾性体6は、ベースプレート3に係
合して固定されていると共に弾性体6の加圧部6´が溝
付き天板1のインク流路4上方に設けられた被加圧部5
を、インク流路配列方向に沿った線圧にて押圧し、その
加圧力がインク流路部分に重点的にかかるようにしてい
る。
【0025】そして、溝付き天板1の供給口S部には、
不図示のインクタンクに挿入されるインク供給管15を
備えるインク供給ユニット14が取付けられると共に、
前記基板2は、装置に対して電気的に接続するための電
極パッドを備えた配線基板12に電気的に接続される。
更に溝付き天板1と基板2との接合部の周り及び基板2
と配線基板12との電気接続部には封止剤が設けられる
(不図示)。
【0026】このようにして形成されたヘッドユニット
をインクタンクを備えるインクジェットヘッドカートリ
ッジ本体13に取付けることにより、インクジェットカ
ートリッジが形成される。なお、本実施例におけるイン
クジェットカートリッジはイエロー,マゼンダ,シアン
の3色のインクを保持する構成となっており、各色のイ
ンクタンク毎に大気連通口16が設けられている。
【0027】ここで、本実施例の溝付き天板1の基板2
接合部は、インク流路4部分の基板2に対する接合面7
(図2)と共通液室11部分の基板2に対する接合面9
とから成っており、共通液室11部分の基板接合面9
は、インク流路4部分の基板接合面7に対して基板接合
側に傾斜している(図2参照)。
【0028】このように、共通液室11部分の基板接合
面9は、インク流路4部分の基板接合面7に対して基板
接合側に傾斜していることにより、溝付き天板1を基板
2に当接する際には、溝付き天板1のインク流路4と共
通液室11の境界付近が、基板2から浮いた状態となる
が、前述のように弾性体6によって溝付き天板1のイン
ク流路4部分が集中的に押圧されることにより、溝付き
天板1の基板2から浮いた部分は溝付き天板1自身の弾
性変形によって基板2とほぼ密着する。
【0029】このようにして、溝付き天板1のインク流
路4部分及び共通液室11部分の基板2当接部が基板2
に対して密着することで、液室内に封止剤が入り込むよ
うな隙間を生ずることなく良好な記録を行うことのでき
るインクジェット記録ヘッドを得ることができる。
【0030】なお、本実施例においては、溝付き天板1
のインク流路4部分の基板2に対する接合面7は、共通
液室11部分の基板2に対する接合面9と1°の角度を
なしているが、インク流路4部分の基板接合面7と共通
液室11部分の基板接合面9との傾斜角度はこれに限定
されることはなく、0°を超えて2°迄の値であれば溝
付き天板1が基板2に対して十分な密着状態を確保でき
ることが分かっている。
【0031】更に、インク流路4内の吐出エネルギー発
生体付近の密着状態を向上させるため、特開平4−24
7946号公報に記載されるように、インク流路4部分
の基板接合面7の吐出口プレート10近傍のあご部分に
けがき8を設ける構成としても良い(図2参照)。本発
明においては、溝付き天板1の共通液室11部分の基板
接合面9が、インク流路4部分の基板接合面7に対して
基板接合側に傾斜していることにより、溝付き天板1を
基板2に当接する際に、このけがき8部分に押圧力が、
前記特開平4−247946号公報に記載される構成よ
りも更に集中するため、従来のの単にあご部にけがきを
設けた構成よりも更に安定した密着状態を確保すること
ができる。
【0032】以上のようにして製作されたインクジェッ
ト記録ヘッドで、実際に印字(記録)を行ってみたとこ
ろ、インク滴のよれや、印字乱れについては、見分けら
れるものではなく高品位な印字が得られた。
【0033】なお、本実施例の図1,2の各図面は、理
解を容易にするために、寸法及び角度を誇張して描いて
おり、実際の各部品の寸法関係及び角度関係とは異なっ
ている。
【0034】以下に、本発明実施例のインクジェット記
録ヘッドをインクジェットカートリッジの形態で搭載可
能なインクジェット記録装置の一般的な構成を示す。
【0035】図6は、本発明実施例のインクジェットカ
ートリッジを搭載可能なインクジェット装置の一例の外
観図で、インクジェットカートリッジ2200は、駆動
モータ2101の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア2
102,2103を介して回転するリードスクリュー2
104の螺旋溝2121に対して係合するキャリッジ2
120上に搭載されており、前記駆動モータ2101の
動力によって、キャリッジ2120と共にガイド211
9に沿って矢印a,b方向に往復移動される。不図示の
記録媒体給送装置によってプラテン2106上に搬送さ
れる記録用紙P用の紙押え板2105は、キャリッジ2
120移動方向にわたって記録用紙Pをプラテン210
6に対して押圧する。
【0036】2107,2108は各フォトカプラで、
キャリッジ2120のレバー2109のこの域での存在
を確認して、駆動モータ2101の回転方向切り替え等
を行うためのホームポジション検知手段である。211
0は、インクジェットカートリッジ2200の全面をキ
ャップするキャップ部材2111を支持する部材で、2
112は、前記キャップ部材2111内を吸引する吸引
手段で、キャップ内開口2113を介してインクジェッ
トカートリッジ2200の吸引回復を行う。
【0037】2114はクリーニングブレードで、21
15は、このブレードを前後方向に移動可能にする移動
部材であり、本体支持板2116にこれらは支持されて
いる。クリーニングブレード2114は、この形態でな
く周知のクリーニングブレードが本体に適用できること
は言うまでもない。
【0038】また、2117は、吸引回復の吸引を開始
するためのレバーで、キャリッジ2120と係合するカ
ム2118の移動に伴って移動し、駆動モータ2101
からの駆動力が、クラッチ切り替え等の公知の伝達手段
で移動制御される。前記記録ヘッド2200に設けられ
た発熱部に信号を付与したり、上述した各機構の駆動制
御を司ったりする記録制御部は、記録装置本体側に設け
られている(不図示)。
【0039】上述したような構成のインクジェット記録
装置2100は、前記記録媒体給送装置によってプラテ
ン2106上に搬送される記録用紙Pに対し、インクジ
ェットカートリッジ2200が前記記録用紙Pの全幅に
わたって往復運動しながら記録を行うものであり、イン
クジェットカートリッジ2200は、上述したような方
法で製造したものを用いているため、高精度で高速な記
録が可能である。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溝付き天板の基板接合面全体が基板と良好な密着状態を
達成できるため、基板上で発生した吐出圧が隣接するイ
ンク流路に分散することが抑制され、記録が行われる際
に、インクの吐出速度が不安定になったり、インク滴が
よれたり、記録信号が印加されインクが吐出されるべき
吐出口以外の隣接する吐出口からインクが吐出されて、
印字乱れを生じてしまうといった記録品位の低下を招く
ことなく、高品位かつ高速記録が可能なインクジェット
記録ヘッドを提供することができる。また、インクタン
クと組合わせることにより、高品位かつ高速記録が可能
なインクジェットカートリッジを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例のインクジェット記録ヘッド要部の部
分断面図(a)、及びその部分図(b)
【図2】 図1(b)のA部拡大図
【図3】 実施例のインクジェット記録ヘッドの全体外
観斜視図
【図4】 実施例のインクジェット記録カートリッジの
全体外観斜視図
【図5】 従来のインクジェット記録ヘッド要部の部分
断面図例
【図6】 本発明のインクジェットカートリッジを搭載
可能なインクジェット装置の一例の外観図
【符号の説明】 1 溝付き天板 2 基板 3 ベースプレート 4 インク流路 5 被加圧部 6 弾性体 6′ 加圧部 7 インク流路の基板接合部 8 けがき 9 共通液室の基板接合面 10 吐出口プレート 11 共通液室 12 配線基板 13 インクジェットヘッドカートリッジ本体 14 インク供給ユニット 15 インク供給管 2100 インクジェット記録装置 2101 駆動モータ 2106 プラテン 2120 キャリッジ 2200 インクジェットカートリッジ N 吐出口 P 記録用紙 S 供給口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉成 泰二 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 宮内 真一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクを吐出する吐出口と、インク滴吐
    出用の吐出エネルギー発生体を備える基板と、前記吐出
    口に連通する複数のインク流路の一部を形成する溝とこ
    の複数のインク流路に連通する共通液室の一部を形成す
    る凹部とを有する溝付き天板と、前記基板と天板とを押
    圧固定するための弾性体とを有し、前記吐出エネルギー
    発生体と前記インク流路とが対応するように前記基板と
    天板とを接合して前記インク流路を形成するインクジェ
    ット記録ヘッドにおいて、 前記溝付き天板の基板接合部は、前記インク流路部分の
    基板接合面と前記共通液室部分との基板接合面とから成
    り、前記共通液室部分の基板接合面はインク流路部分の
    基板接合面に対して基板接合側に傾斜していることを特
    徴とするインクジェット記録ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記インク流路部分の基板接合面は、前
    記共通液室部分の基板接合面に対して0°を超え2°以
    下の傾斜を有することを特徴とする請求項1に記載のイ
    ンクジェット記録ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記溝付き天板には、前記吐出口が形成
    された吐出口プレートが一体的に形成されていることを
    特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッ
    ド。
  4. 【請求項4】 前記インク流路部分の基板接合面の前記
    吐出口プレート近傍には、接合時に組付けられる弾性体
    の発生する加圧力により変形するけがきが形成されてい
    ることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記
    録ヘッド。
  5. 【請求項5】 前記弾性体は前記溝付き天板のインク流
    路部分上方を線圧で押圧することを特徴とする請求項1
    に記載のインクジェット記録ヘッド。
  6. 【請求項6】 請求項1のインクジェット記録ヘッド
    と、このインクジェット記録ヘッドに供給するためのイ
    ンクを保持するインクタンクとを備えたことを特徴とす
    るインクジェットカートリッジ。
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