JP3536806B2 - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタのインク供給機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式記録ヘッド、たとえば
圧電素子を用いてインク吐出の圧力を発生するタイプの
ヘッドは、用紙に面する前面に、多数のノズル孔が穿た
れたプレート（「ノズルプレート」という）を有し、こ
のノズルプレートの背面に、ノズル孔へインクを分配す
るためのインク流路を持った部品（「流路モジュール」
という）が接合されており、更に、この流路モジュール
の背面に、インク吐出圧を流路モジュールに印加するた
めの圧電素子が結合されている。ノズルプレートは、プ
ラスティック製の略立方体のケース（「ヘッドケース」
という）の表面に貼付されており、流路モジュール及び
圧電素子は、そのヘッドケースに内蔵されている。

【０００３】さて、インクカートリッジはプラスティッ
ク製の流路ユニットに装着されるようになっている。こ
の流路ユニットに、上記ヘッドケースが固定されてい
る。そして、流路ユニットには、インクカートリッジ内
のインクを濾してヘッドケース内部に供給するフィルタ
が備えられており、この流路ユニットが持つヘッドケー
スへのインク供給口と、ヘッドケースが持つインク取入
口が、シール部材を介して結合されている。シール部材
は弾性材料で作られており、ヘッドケースと流路ユニッ
トが結合する際にシール部を圧縮することでシールをと
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年インクジェットプ
リンタには精細な画質が求められており、吐出滴の微小
化が進んでいる。そのためノズルプレートに穿たれたノ
ズル孔は非常に微小であり、直径は２０μｍ前後となっ
ている。インク内に微小異物が混入した場合、ノズル孔
に異物が引っ掛かり、吐出不良が発生する。この防止策
として流路ユニットにはインク内に混入した異物を濾す
ためのフィルタが備えられている。しかしヘッド本体と
流路ユニットをシールするシール部はフィルタよりヘッ
ド本体側に近いため、製造時にシール部に異物が付着し
た場合、直接ノズル孔に到達してしまう可能性が考えら
れる。

【０００５】シール部はシールのため弾性材料で作られ
ており、変形しやすいため機械での装着がむずかしい。
そのため人手でシール部材を取り付けることになるが、
この際にシール部に異物が付着する可能性が高い。特に
弾性材料は若干の粘着性を有することがあり、手袋をし
ていても異物の転写が発生する。また、流路ユニットと
ヘッドの結合は最終工程であり、ここでの不良は前工程
までのコストを含んでおり、大きなコストアップの要因
となってしまう。

【０００６】従って、本発明の目的は、インクタンクか
ら供給されたインクを供給するためのインク供給口を持
つ流路ユニットと、前記流路ユニット本体に固定され、
前記インク供給口に接続されるインク取込口を持ったヘ
ッド本体と、 前記印刷ヘッドのインク取込口と前記流
路ユニットのインク供給口との間の境目をシールするシ
ールプレートとを備えるインクジェット式記録ヘッドに
おいて、ヘッドの製造時に異物が混入してしまうことを
防止し、ヘッドの製造コストを低減することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第１の態様は、インクに圧力を付与してノズル開口
からインク滴を吐出させることで記録を行うインクジェ
ット式記録ヘッドであって、ヘッドケースと、インクタ
ンクから供給されたインクをヘッドケースへ供給するた
めのインク供給口を備えた流路ユニットと、を具備し、
ヘッドケースはインク供給口に接続されるインク取込口
を有し、インク取込口とインク供給口との接続部におい
て該接続部をシールするシールプレートをさらに備え、
シールプレートは、シール部と、ヘッドケースに設けら
れたボスと嵌合することでシールプレートとヘッドケー
スとを位置決めする嵌合部と、シール部と嵌合部とを保
持するフレームと、から構成されており、シール部はイ
ンク取込口とインク供給口の接続部をシールするため、
また嵌合部はボスに対ししまりばめを可能とするため、
フレームより剛性の低い弾性材料で形成されていること
を特徴とする。かかる第１の態様では、シールプレート
をヘッドまたは流路ユニットに取り付ける際、フレーム
部のみを持って作業できるため、シール部に触れること
がなく、シール部に異物が付着する可能性が少なくシー
ルの信頼性を高くすることができる。また、嵌合部が弾
性材料であるためしまりばめにすることができ、流路ユ
ニットまたはヘッドに取り付けた後さかさまにしても脱
落する心配がない。そのため落下による異物の付着もな
く、作業効率が改善される。本発明の第２の態様では、
シールプレートは、シール部と嵌合部とフレームとが２
色成形によって一体成形されていることを特徴とする。
かかる第２の態様では、シール部と嵌合部とフレームと
を一体成形が可能なため、コストアップが最小限で押さ
えることができる。加えて、寸法精度も高いため、位置
ズレも発生しにくい。

【０００８】かかる第１の態様では、シール部とフレー
ムで異なった材料で構成されているため、フレームのみ
剛性のあるプラスティック性等にできるため、シールプ
レートをヘッドまたは流路ユニットに取り付ける際、フ
レーム部のみを持って作業できるため、シール部に触れ
ることがなく、シール部に異物が付着する可能性が非常
に小さい。

【０００９】本発明の第２の態様では、前記フレーム
に、前記シール部と前記インク供給口を位置決めする嵌
合部が形成されていることを特徴とする請求項１のイン
クジェット式記録ヘッドにある。

【００１０】かかる第２の態様では、剛性のあるフレー
ム部で形成された位置決め構造で供給口に対して位置決
めされるため位置ズレが起きにくく、リーク不良が発生
しにくい。

【００１１】本発明の第３の態様では、前記フレーム
に、前記シール部と前記インク取込口を位置決めする嵌
合部が形成されていることを特徴とする請求項１のイン
クジェット式記録ヘッドにある。

【００１２】かかる第３の態様では、剛性のあるフレー
ム部で形成された位置決め構造でインク取込口に対して
位置決めされるため位置ズレが起きにくく、リーク不良
が発生しにくい。

【００１３】本発明の第４の態様では、前記嵌合部が弾
性材料で形成されていることを特徴とする請求項２、３
のインクジェット式記録ヘッドにある。

【００１４】かかる第４の態様では、嵌合部が弾性材料
であるためしまりばめにすることができ、流路ユニット
またはヘッドに取り付けた後さかさまにしても脱落する
心配がない。そのため落下による異物の付着もなく、作
業効率が改善される。

【００１５】本発明の第５の態様では、前記シールプレ
ートが２色成形によって一体成形されることを特徴とす
る請求項１、２、３、４のインクジェット式記録ヘッド
にある。

【００１６】かかる第５の態様では、異なった材料で構
成されるシールプレートであるが、一体成形が可能なた
め、コストアップが最小限で押さえることができる。加
えて、寸法精度も高いため、位置ズレも発生しにくい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。なお、以下の説明では、イン
クジェットプリンタに備えられる、印刷ヘッドを移動さ
せるキャリッジ機構、用紙を搬送させる用紙搬送機構、
これらの機構を駆動する駆動回路、ホスト装置から印刷
データを受けて印刷イメージを作成し圧電素子の駆動回
路を制御する制御回路などの構成要素については、特に
説明せずとも当事者は理解できるから、本明細書では説
明を省略することとする。

【００１８】図1は、本発明の一実施形態に係るインク
ジェットプリンタに備えられる流路ユニット１の前面側
（つまり、印刷ヘッドを有して用紙に面する側であり、
この逆側、つまり背面側にはインクカートリッジが装着
される）を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に
沿った断面図である。

【００１９】図１、２に示すように、プラスティック製
の箱型の流路ユニット１の前面側には、その背面側（図
中下側）から装着されるインクカートリッジ（図示しな
い）内のインクを濾して印刷ヘッド側に送る機能をもつ
フィルタ２１が配置されている。そのフィルタ２１の前
面には、カバープレート４０でカバーされていて、その
前面側に、後述する、圧電素子を駆動するための回路基
板７を挟んで、略立方体形の印刷ヘッドのヘッドケース
３が固定されている。

【００２０】また、流路ユニット１には、ヘッドケース
３の幅方向ほぼ中央に位置する箇所に、インクカートリ
ッジからのインクをヘッドケース３内へ送るためのイン
ク流路２２が設けられている。インク流路２２途中に
は、インクカートリッジからのインクを濾するためのフ
ィルタ２１が設けられており、インク流路２２の出口
は、フィルタ２１によって濾されたインクがヘッドケー
ス３内部へ供給されるためのインク供給口２３となって
いる。このインク供給口２３は、後述するヘッドケース
３のインク取込口２５に接続されている。

【００２１】ヘッドケース３には、その前面に、印刷用
紙にインクを吐出するための多数のノズル孔１１，１
１，・・・・が穿たれたノズルプレート５が接着されて
おり、その内部には、図示省略してあるが、ノズル孔１
１，１１，・・・へインクを分配するためのインク流路
をもった流路モジュールと、インク吐出圧を流路モジュ
ールに印加するための圧電素子が収容されている。この
ヘッドケース３内には、また、インクを上記流路モジュ
ールへ送るためのインク流路２６が形成されており、こ
のインク流路２６の入口は、前述したように、流路ユニ
ット１のインク供給口に接続されたインク取込口２５に
なっている。

【００２２】ヘッドケース３と流路ユニット１との間に
は、圧電素子を駆動するためのヘッド駆動回路基板７が
挟み込まれている。このヘッド駆動回路基板７の一端
は、ヘッドケース３より外方へ飛び出しており、この飛
び出した部分上に、インクジェットプリンタに備えられ
ているメイン制御回路（図示せず）と電気的に接続する
ためのコネクタ９が備えられている。このヘッド駆動回
路基板７は、上記メイン制御回路からの信号に応答して
圧電素子を駆動させ、ノズルプレート５のノズル孔１
１，１１，・・・・からインクを吐出させる。

【００２３】インク供給口２３とインク取込口２５との
境目に設けられたシールプレート２７は、シールをする
シール部２８とそのシール部２８を保持するフレーム２
９から構成されており、シール部２８は、図３に示すよ
うに、インクが通過するための穴３４が設けられてい
る。図２に示すように、このシールプレート２７のフレ
ーム２９に円筒形の穴３０が設けられており、ヘッドケ
ース３にはボス３１が設けられている。この穴３０をヘ
ッドケース３のボス３１に嵌め込む事によりシール部２
８とヘッドケース３のインク取込口２５が位置決めされ
る。この状態で流路ユニット１にヘッドケース３を取り
付けることでシール部２８の底面に流路ユニット１のイ
ンク取込口２５が当接され、そしてセルフタップネジで
締め付け時の強い押し付け力で、このシール部２８をイ
ンク取込口２５とインク供給口２３が両側から押しつぶ
すことで、両者の境目がシールされる。前述の通りシー
ルプレート２７のシール部２８はブチルまたはエラスト
マ等の弾性材料で作られているが、フレーム２９はプラ
スティック製で作られている。

【００２４】上述した実施形態によれば、上記フレーム
２９がプラスティック製のため、比較的強度があり、組
立て時の取り扱いでも弾性材料と違って変形しないため
ヘッドケース３へのセット性が向上する。人手による組
立てだけではなく機械による組み込みも可能となる。し
かもフレーム２９をシール部２８より大きくすることで
組み込み時にフレーム２９だけ持って作業できるため、
シール部２８に触れないですむ。そのためシール部２８
に異物が付着する恐れがなくなる。

【００２５】現在インクジェットプリンタの高画質化の
流れの中で、多色インクを使用する場合が増えており、
上述の実施形態ではインク供給口２３およびインク取込
口２５が複数であっても一回の作業で行えるため、作業
の効率化が可能である。またプラスティック製のフレー
ムｃｃでヘッドケース３に位置決めされるため、シール
部ｘｘとインク取込口との位置決めを個別に行う必要が
なく、また一体で作られているため位置精度も良い。そ
のためズレによるインクリークが発生しなくなり、イン
クリークによる駆動回路基板７のショート、発煙等の重
大問題の防止にもなる。

【００２６】ところで、上述したシールプレート２７は
シール部２８とフレーム２９とで異種材質となっている
が、その製造方法としては、別部品として成形し組立て
ることも、インサート成形として一体成形することも、
２色成形として各々異なる材料が順次に注ぎ込まれて金
型内で形成される方法いずれでも可能である。２色成形
による製造方法では、シール部２８とフレーム２９が一
体で成形されるため、製造コストを低く押さえることが
でき、部品の製造時にシール部２８に触れることがない
ため、異物の付着についても低減される。

【００２７】上記実施例ではシールプレート２７の組み
付けはヘッドケース３にしているが、位置決め用のボス
３１を流路ユニット１に設けて、流路ユニット１にシー
ルプレート２７を組み付けても同様の効果が得られる。
またシールプレート２７に凸上のボスを設け、流路ユニ
ット１またはヘッドケース３に穴を設けても同様であ
る。

【００２８】図４は、本発明の第４の実施形態に係るイ
ンクジェットプリンタに備えられるヘッドの前面側を示
す斜視図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面
図である。

【００２９】この実施形態では、図５に示すように、シ
ールプレート２７とヘッドケース３の嵌合部に環状の弾
性材料製のリング部３２が配置されており、ヘッドケー
ス３のボス３１にしまりばめでシールプレート２７が組
み込まれるようになっている。

【００３０】上述した実施形態によれば、上記リング部
３２がしまりばめでヘッドケース３に組み付けられるた
め、作業時の移動や反転時にシールプレート２７が脱落
する恐れがなくなるため組み付け不具合によるリークの
発生を防止し、作業性の向上になる。このリング部３２
はシールプレート２７の製作時に一体的に製造できるた
めコストアップにならない。またリング部３２の弾性材
料部の厚さを薄くすることでしまりばめされた際の変形
を抑えることができ位置精度の悪化を防ぐ。

【００３１】以上、本発明の好適な幾つかの実施形態を
説明したが、これらは本発明の説明のための例示であっ
て、本発明の範囲をこれらの実施例のみ限定する趣旨で
はない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１、２、３、５実施形態に係るイ
ンクジェットプリンタに備えられるヘッドの前面側を示
す斜視図。

【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。

【図３】 シールプレート２７の外観図。

【図４】 本発明の第４の実施形態に係るインクジェッ
トプリンタに備えられるヘッドの前面側を示す斜視図。

【図５】 図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

【符号の説明】

１ 流路ユニット ３ ヘッドケース ７ ヘッド駆動回路基板 ９ 接続コネクタ １１ノズル孔 ２１フィルタ ２２インク流路 ２３インク供給口 ２４穴 ２５インク取込口 ２７シールプレート ２８シール部 ２９フレーム ３０嵌合部穴 ３１嵌合部ボス ３２リング部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクに圧力を付与してノズル開口から
   インク滴を吐出させることで記録を行うインクジェット
   式記録ヘッドであって、 ヘッドケース と、インクタンクから供給されたインクを
   前記ヘッドケースへ供給するためのインク供給口を備え
   た流路ユニットと、を具備し、 前記ヘッドケースは前記インク供給口に接続されるイン
   ク取込口を有し、 前記インク取込口とインク供給口との接続部において該
   接続部をシールするシールプレートをさらに備え、 前記シールプレートは、シール部と、前記ヘッドケース
   に設けられたボスと嵌合することで前記シールプレート
   と前記ヘッドケースとを位置決めする嵌合部と、前記シ
   ール部と嵌合部とを保持するフレームと、から構成され
   ており、 前記シール部は前記インク取込口と前記インク供給口の
   接続部をシールするため、また前記嵌合部は前記ボスに
   対ししまりばめを可能とするため、前記フレームより剛
   性の低い弾性材料で形成されていることを特徴とするイ
   ンクジェット式記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記シールプレートは、前記シール部と
   前記嵌合部と前記フレームとが２色成形によって一体成
   形されていることを特徴とする請求項１に記載のインク
   ジェット式記録ヘッド。