JP3700549B2

JP3700549B2 - Inkjet recording device

Info

Publication number: JP3700549B2
Application number: JP2000207570A
Authority: JP
Inventors: 雅之高田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: JP2002019126A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクをノズルから噴射して、用紙などに所定の記録を行なうインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、比較的構成が簡単で、高速印字、高品質印字が容易な記録装置として、インクジェット記録装置がよく知られている。
【０００３】
この種のインクジェット記録装置は、たとえば、図１１に示すように、インクが充填されるインクカートリッジ１が装着されるヘッドホルダ２と、このヘッドホルダ２に取り付けられるインクジェットヘッド３とを備えるヘッドユニットを有している。
【０００４】
インクカートリッジ１は、樹脂からなり、インクが含浸されている多孔質材を収容する多孔質材収容室４と、その多孔質材収容室４と画成されるインク室５とを備えており、インク室５には、インク供給口６が形成されている。ヘッドホルダ２は、樹脂からなり、インクカートリッジ１を収容し、その収容した状態において、インク室５のインク供給口６と対向する位置に、連通孔７が形成されている。
【０００５】
インクジェットヘッド３は、インクをノズルから液滴として噴射させるための複数の噴射チャンネルを備えるアクチュエータ８と、このアクチュエータ８に接合され、アクチュエータ８の各噴射チャンネルにインクを供給するためのマニホールド９とを備えている。
【０００６】
マニホールド９は、樹脂からなり、インクカートリッジ１のインク供給口６に接続されるインク導入路１０を有するインク導入部１１と、インク導入路１０に連続して形成され、アクチュエータ８の各噴射チャンネルにインクを分配供給するインク供給路１２を有するインク供給部１３とを備えている。
【０００７】
ヘッドホルダ２の連通孔７の内周面には、リング状の弾性材料からなるシール部材１４が接着固定されており、インク導入部１１が、このシール部材１４内に挿入されることにより、そのシール部材１２を介して、インク導入路１０がインク供給口６に接続されている。
【０００８】
また、シール部材１４とインク供給部１３との間には、金属材料からなるベースプレート１５が介在されている。このベースプレート１５は、インクジェットヘッド３の基準位置を位置決めするものであって、インク供給部１３が、このベースプレート１５に接着固定されることによって、インクジェットヘッド３が、このベースプレート１５に支持されている。なお、このベースプレート１５は、シール部材１４を介してヘッドホルダ２にも接着固定されている。
【０００９】
そして、インクカートリッジ１内のインクは、そのインク供給口６から、マニホールド９内のインク導入路１０を介してインク供給路１２に供給され、さらに、そのインク供給路１２から、アクチュエータ８の各噴射チャンネル内に分配供給される。アクチュエータ８は、圧電セラミック材料などからなり、アクチュエータ８の各噴射チャンネル内に供給されたインクは、アクチュエータ８の変形により、その容積減少時に、ノズルから液滴として噴射され、一方、容積増大時には、インク供給路１２から再び噴射チャンネル内にインクが導入される。このような動作が繰り返されることにより、用紙などに所定の印字が形成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記したインクジェットヘッド３において、マニホールド９とアクチュエータ８との接合は、所定の箇所で当て決めによって位置決めした後に、ＵＶ接着剤によって接着するとともに、インク流路の周りをシリコーン系ポッティング剤によってシールするようにしている。
【００１１】
この接着に用いられるＵＶ接着剤は、ＵＶ光の照射により硬化するタイプのものであって、硬化後も比較的軟らかい性状を有し、また、シリコーン系ポッティング剤も、硬化後にはゴム弾性を発現する比較的軟らかい性状を有する。
【００１２】
そのため、マニホールド９とアクチュエータ８とは、それほど強固に接着されておらず、たとえば、このインクジェットヘッド３を組み付けた後の工程において、熱履歴や外力が加わることにより、位置ずれを生じるおそれがある。そのような位置ずれが生じると、このインクジェット記録装置の使用時において、マニホールド９とアクチュエータ８との間の隙間に、気泡がトラップされやすくなり、トラップされた気泡は、シリコーン系ポッティング剤との接触面積が大きいため、成長して、いわゆる放置後不吐出の原因となる。
【００１３】
本発明は、上記した不具合を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成により、マニホールドとアクチュエータとを確実に固定して、これらの間の位置ずれを防止し、気泡の成長によるいわゆる放置後不吐出を有効に防止することのできる、インクジェット記録装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、インクをノズルから液滴として噴射させるための複数の噴射チャンネルを備えるアクチュエータ、および、前記アクチュエータの各噴射チャンネルにインクを供給するための流路形成部材を備えるインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを支持するベースプレートとを備えるインクジェット記録装置において、前記アクチュエータは、前記複数の噴射チャンネルを形成する複数の溝を一面に有するチャンネル部材と、その複数の溝を覆って前記チャンネル部材の一面に固着されたカバー部材とから構成され、前記カバー部材が前記複数の噴射チャンネルのインク入口端よりも、前記チャンネル部材に対して凸状に延長され、その延長端が、前記ベースプレートに対向配置されるとともに、前記流路形成部材は、前記複数の噴射チャンネルのインク入口端に対し、インクを分配するマニホールドを含み、前記マニホールドは、前記ベースプレートと前記チャンネル部材との間の前記カバー部材の側方において、前記噴射チャンネルにインク供給可能に前記チャンネル部材に接合されるとともに、前記ベースプレートと対向配置されており、前記カバー部材および前記マニホールドは、前記カバー部材の延長端と前記ベースプレートとの間の対向距離に対して、前記マニホールドと前記ベースプレートとの間の対向距離が短くなるように形成され、前記カバー部材の延長端と前記ベースプレートとの間、および、前記マニホールドと前記ベースプレートとの間が、それぞれ接着剤を介して接合されていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成によると、カバー部材の延長端とベースプレートとの間の対向距離に対して、マニホールドとベースプレートとの間の対向距離が短く、かつ、これらカバー部材の延長端とベースプレートとの間、および、マニホールドとベースプレートとの間が、それぞれ接着剤を介して接合されているので、対向距離のより長いカバー部材の延長端とベースプレートとの間の接着剤が、硬化収縮によって、対向距離のより短いマニホールドとベースプレートとの間の接着剤よりも、大きく収縮するので、カバー部材は、マニホールドよりも、ベースプレートに引きつけられるように接合される。そうすると、マニホールドは、ベースプレートとチャンネル部材との間に配置されているため、チャンネル部材を、常に弾性的に付勢するようになる。そのため、これによってマニホールドとアクチュエータとが確実に固定されるので、たとえば、このインクジェットヘッドを組み付けた後の工程において、熱履歴や外力が加わっても、これらの間に位置ずれが生じることを防止することができる。その結果、このインクジェット記録装置の使用時においても、マニホールドとアクチュエータとの間の位置ずれに起因する気泡の発生を防止することができ、いわゆる放置後不吐出を有効に防止することができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記チャンネル部材および前記マニホールドは、前記カバー部材に対して、その両側にそれぞれ配置されていることを特徴としている。
【００１７】
このような構成によると、チャンネル部材およびマニホールドは、カバー部材に対して、その両側にそれぞれ配置されているので、各マニホールドからの押圧力は、カバー部材を中心として、各チャンネル部材にバランスよくかかり、より一層、マニホールドとアクチュエータとを確実に固定して、これらの間の位置ずれを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のインクジェット記録装置としてのカラーインクジェットプリンタの一実施形態を示す斜視図である。図１において、このカラーインクジェットプリンタ２１は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがそれぞれ充填されるインクカートリッジ２２と、用紙２３に印字するためのインクジェットヘッド２４を備えるヘッドユニット２５と、これらインクカートリッジ２２およびヘッドユニット２５が搭載されるキャリッジ２６と、このキャリッジ２６を直線方向に往復移動させる駆動ユニット２７と、キャリッジ２６の往復移動方向に延び、インクジェットヘッド２４と対向配置されるプラテンローラ２８と、パージ装置２９とを備えている。
【００１９】
駆動ユニット２７は、キャリッジ２６の下端部に配置されプラテンローラ２８と平行に延びるキャリッジ軸３０と、キャリッジ２６の上端部に配置されキャリッジ軸３０と平行に延びるガイド板３１と、そのキャリッジ軸３０とガイド板３１との間であって、キャリッジ軸３０の両端部に配置される２つのプーリ３２および３３と、これらプーリ３２および３３の間に掛け渡されるエンドレスベルト３４とを備えている。
【００２０】
キャリッジ２６の下端部には、キャリッジ軸３０を挿通可能なキャリッジ軸支持部３５が設けられるとともに、キャリッジ２６の上端部には、ガイド板３１に当接可能なガイド板当接部３６が設けられている。また、キャリッジ２６の後側面には、エンドレスベルト３４が接合されている。
【００２１】
そして、一方のプーリ３２が、モータ３２Ａの駆動により正逆回転されると、そのプーリ３２の正逆回転に伴って、エンドレスベルト３４に接合されているキャリッジ２６が、キャリッジ軸３０およびガイド板３１に沿って、直線方向に往復移動される。
【００２２】
用紙２３は、インクジェットプリンタ２１の側方に設けられた図示しない給紙カセットから給紙され、インクジェットヘッド２４と、プラテンローラ２８との間に導入されて、インクジェットヘッド２４から噴射されるインクにより所定の印字がなされ、その後、排紙される。なお、図１においては、これらの用紙２３の給紙機構および排紙機構の図示を省略している。
【００２３】
また、パージ装置２９は、プラテンローラ２８の側方に設けられ、ヘッドユニット２５がリセット位置にある時に、インクジェットヘッド２４と対向するように配置されている。このパージ装置２９は、インクジェットヘッド２４のインクの初期導入時におけるインクの滞留や気泡の成長などに起因する噴射不良などを防止するために用いられる。すなわち、このパージ装置２９は、インクジェットヘッド２４を覆い得る保護キャップ３７と、ポンプ３８およびカム３９と、インク貯留部４０とを備えており、ヘッドユニット２５がリセット位置にある時に、インクジェットヘッド２４を保護キャップ３７で覆い、インクジェットヘッド２４の内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを、カム３９の駆動によりポンプ３８によって吸引することにより、インクジェットヘッド２４の回復を図るようにしている。なお、吸引された不良インクは、インク貯留部４０に貯められる。
【００２４】
図２は、キャリッジの要部断面斜視図、図３は、図２においてヘッドユニットおよびインクカートリッジが取り付けられた側面図、図４は、図３における正面図、図５は、ヘッドユニットを下から見た分解斜視図、図６は、ヘッドユニットを上から見た分解斜視図、図７は、図３における要部側断面図、図８は、図７におけるＡ−Ａ線断面図、図９は、図７における要部拡大断面図、図１０は、図８における要部断面図である。次にこれら図２ないし図１０を参照して、ヘッドユニット２５について詳述する。
【００２５】
図２において、キャリッジ２６は、ボックス状をなし、ヘッドユニット２５を取り付けるための略矩形状の２つの開口部４１が下壁４２に開口形成されている。各開口部４１の前側端部には、係止溝４４を有する係止部材４３ａ、４３ｂが設けられるとともに、それと対向する位置において、板ばね４５ａ、４５ｂが、このキャリッジ２６の後壁および側壁に取り付けられるようにして設けられている。
【００２６】
そして、図３に示すように、このキャリッジ２６の各開口部４１に、ヘッドユニット２５がそれぞれ取り付けられている。すなわち、このヘッドユニット２５は、インクジェットヘッド２４と、このインクジェットヘッド２４が取り付けられるベースプレート４６とを備えており、たとえば、図３に示すように、ベースプレート４６の前側端部において突出形成される係止突起４８（図５および図６参照）を、キャリッジ２６の係止溝４４に挿入するとともに、ベースプレート４６の後端部および側部を板ばね４５ａ、４５ｂに当接させて、この板ばね４５ａ、４５ｂによってベースプレート４６を下壁４２と係止部材４３ａ、４３ｂとに押し当てることにより、ヘッドユニット２５を、インクジェットヘッド２４の基準位置をベースプレート４６によって位置決めするようにして取り付けている。
【００２７】
インクジェットヘッド２４は、図７および図８にも示すように、インクを噴出させるノズル７５を有するアクチュエータ７０と、このアクチュエータ７０にインクカートリッジ２２からのインクを供給するための流路形成部材としてのジョイントユニット４７およびマニホールド７１とを備えており、図５および図６にも示すように、アクチュエータ７０およびマニホールド７１が、ベースプレート４６の一方の面に支持されるとともに、ジョイントユニット４７が、他方の面に取り付けられている。そして、このインクジェットヘッド２４は、図３に示すように、ベースプレート４６によってキャリッジ２６に取り付けられた状態において、アクチュエータ７０およびマニホールド７１が、キャリッジ２６から下方に臨み、ジョイントユニット４７が、キャリッジ２６内においてインクカートリッジ２２を着脱自在に装着している。
【００２８】
また、図２に示すように、このキャリッジ２６の２つの開口部４１は、隣接して開口形成されており、図４に示すように、２つのヘッドユニット２５が、各開口部４１にそれぞれ取り付けられている。また、各ヘッドユニット２５には、２つのインクカートリッジ２２が並行して装着されている。これによって、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４つのインクカートリッジ２２が、２つずつに分かれて、各ヘッドユニット２５にそれぞれ装着されている。そして、各ヘッドユニット２５には、後述するように、１つのジョイントユニット４７と、２つのマニホールド７１と、１つのアクチュエータ７０とが備えられており、各インクカートリッジ２２から供給されるインクは、ジョイントユニット４７においては、それぞれ独立したインク流路を流れた後、各マニホールド７１にそれぞれ供給され、各マニホールド７１から、１つのアクチュエータ７０に２列で形成される噴射チャンネル７４のそれぞれに供給され、各噴射チャンネル部材７４から、各色ごとに独立に噴射される。
【００２９】
なお、キャリッジ２６の両側壁には、図２および図４に示すように、プリンタ２１の本体側回路基板と接続されたフレキシブル配線板５０が設けられている。
アクチュエータ７０とフレキシブル配線板４９を介して接続されたＣＯＢ（チップ・オン・ボード）基板５１が、そのフレキシブル配線板５０の先端に設けられた接点と着脱可能に接続される。
【００３０】
ジョイントユニット４７は、図５および図６に示すように、樹脂からなるアッパジョイント５２とロアジョイント５３とを備えている。アッパジョイント５２には、図７にも示すように、インクカートリッジ２２の装着を案内するためのガイド部５４が、その前側端部および後側端部において、上向きにそれぞれ突出形成されるとともに、各インクカートリッジ２２からのインクが導入される２つのインク導入口部５５が、その後側部において、上向きに形成されている。また、このアッパジョイント５２には、ベースプレート４６に取り付けるための爪部５６が、その前側端部および後側端部において、下向きにそれぞれ突出形成されている。各インク導入口部５５には、インクカートリッジ２２の供給部６６（図３および図４参照）に接続するためのシール部材５７がそれぞれ設けられている。
また、このアッパジョイント５２の下端部には、ヘッドユニット２５に取り付けられた状態においてマニホールド７１と対向する四隅に、突部８６が、ベースプレート４６に向けてそれぞれ突出形成されるとともに、アッパジョイント５２の下面には、その長さ方向に沿って、２つの上側流路溝６１が形成されている。
【００３１】
ロアジョイント５３には、インクジェットヘッド２４にインクを供給するための２つのインク供給筒部５８が、その前側部において、下向きに突出形成されており、また、その上面には、その長さ方向に沿って、２つの下側流路溝６２が形成されている。
【００３２】
そして、図７および図８に示すように、アッパジョイント５２には、ロアジョイント５３と接合するための接合突起５９が形成されるとともに、ロアジョイント５３には、アッパジョイント５２と接合するための接合溝６０が形成されており、この接合突起５９が接合溝６０の底部に超音波溶着されることにより、これらアッパジョイント５２とロアジョイント５３とが気密に接合され、これによって、アッパジョイント５２の下面に形成される２つの上側流路溝６１と、ロアジョイント５３の上面に形成される２つの下側流路溝６２との間で、２つの互いに独立したインク通過路６３が形成される。各インク通過路６３は、その一端が、アッパジョイント５２の各インク導入口部５５内のインク導入路６４に連通し、その他端が、ロアジョイント５３の各インク供給筒部５８内のインク供給路６５に連通しており、これらインク導入路６４、インク通過路６３およびインク供給路６５によって、ジョイントユニット４７には、２つの独立したインク流路が形成されている。
【００３３】
また、各インク通過路６３内には、フィルタ８２が、インク供給路６５の上流側に設けられている。このフィルタ８２は、そのフィルタ径が後述するノズル７５のノズル径よりも小さく形成されており、インクカートリッジ２２の装着時などにおいて生ずるインクの噴射不良の原因となるごみや気泡などを取り除くために設けられている。なお、アッパジョイント５２の各インク導入口部５５における入口側端部にも、同様にフィルタ９４が設けられている。
【００３４】
そして、インクカートリッジ２２を、アッパジョイント５２のガイド部５４に沿って案内しながら装着して、インクカートリッジ２２の供給部６６（図３および図４参照）とインク導入口部５５とをシール部材５７を介して接続した後に、インクカートリッジ２２から供給されるインクは、ジョイントユニット４７において、フィルタ９４を通過した後、インク導入口部５５内のインク導入路６４から導入され、インク通過路６３を通過後、フィルタ８２を介して、インク供給筒部５８のインク供給路６５からマニホールド７１に向けて供給される。
【００３５】
ベースプレート４６は、金属材料、すなわち、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ、線膨張率９．５×１０^−６／℃〜１０．９×１０^−６／℃）からなる矩形板状をなし、図６に示すように、後述する２つのインク供給管８３を挿通するための挿通開口部６７が、ロアジョイント５３の２つのインク供給筒部５８と対向する位置において、矩形状に開口形成されるとともに、アッパジョイント５２の爪部５６が係止される係止孔６８が、各爪部５６と対向する位置にそれぞれ開口形成されている。また、このベースプレート４６の前側端部には、前述したように係止突起４８が形成されるとともに、その両側端部には、フレキシブル配線板４９を引き回すための凹部６９が、それぞれ形成されている。
【００３６】
そして、ジョイントユニット４７は、アッパジョイント５２の爪部５６が、ベースプレート４６の係止孔６８に係止されることにより、樹脂の弾性によりベースプレート４６に対して弾性的に取り付けられている。なお、この取り付けにおいては、アッパジョイント５２の各突部８６が、図９に示すように、ベースプレート４６に当接されるので、ベースプレート４６は、ジョイントユニット４７からの押圧力を、これら突部８６を介して、分散して受けるようになる。
【００３７】
アクチュエータ７０は、図７および図８に示すように、複数の噴射チャンネル７４を形成する溝を一面に有する２つのチャンネル部材７２と、２つのチャンネル部材７２の間に介在され、これら複数の溝を覆うようにして各チャンネル部材７２の一面に固着されるカバー部材としてのセンタープレート７３とを備えている。
【００３８】
各チャンネル部材７２は、矩形状をなし、圧電セラミックなどの変形可能な材料から構成されており、噴射チャンネル７４を形成するための複数の溝が、インク噴出方向に並行して形成されている。この溝は、チャンネル部材７２とセンタープレート７３とが固着されることにより、センタープレート７３の側面との間で噴射チャンネル７４を形成するものであり、これによって形成される噴射チャンネル７４は、センタープレート７３を挟んで対向状に２列として形成される。
各噴射チャンネル７４は、その一端に、インクが流入されるインク入口端７６と、その他端に、インクを噴射するノズル７５とを有しており、各噴射チャンネル７４内には、インクをノズル７５から液滴として噴射させるための電極が設けられている。
【００３９】
センタープレート７３は、各チャンネル部材７２よりも長い矩形板状をなし、セラミック材料、すなわち、フォルステライト（線膨張係数１０．５×１０^−６／℃）から構成されている。そして、センタープレート７３には、各チャンネル部材７２が、その噴射チャンネル７４のインク入口端７６よりもセンタープレート７３がベースプレート４６に向かって凸状に延長されるような状態で、その両側面にそれぞれ固着されている。なお、各チャンネル部材７２から突出するセンタープレート７３の延長端としての上端面９０は、図１０にも示すように、次に述べるマニホールド７１の供給部７８のベースプレート接合面８９よりも低い位置まで突出されている。
【００４０】
なお、各噴射チャンネル７４には、図８に示すように、それら各噴射チャンネル７４を駆動するためのフレキシブル配線板４９が接続されている。すなわち、このフレキシブル配線板４９は、各噴射チャンネル７４内に設けられる電極にそれぞれ接続されている各端子に、フレキシブル配線板４９の端子がそれぞれ接続されるようにして、かつ、２列として形成されている噴射チャンネル７４の各列ごとに、それぞれ接続されている。
【００４１】
マニホールド７１は、図７および図８に示すように、各チャンネル部材７２の上方であって、突出形成されるセンタープレート７３の両側において、それぞれ配置されており、ジョイントユニット４７から供給されるインクを導入する導入部７７と、各噴射チャンネル７４のインク入口端７６に対し、導入部７７から導入されたインクを各噴射チャンネル７４に分配供給するための供給部７８とを備えている。
【００４２】
供給部７８は、図１０にも示すように、その下端面が、チャンネル部材７２の上端面に接合されるチャンネル部材接合面８７とされ、その側端面が、センタープレート７３の側面に接合されるセンタープレート接合面８８とされ、また、その上端面が、ベースプレート４６と接合されるベースプレート接合面８９とされており、チャンネル部材接合面８７とセンタープレート接合面８８との間には、長さ方向に延びる溝が形成されており、この溝とセンタープレート７３の側面との間で、インクを各噴射チャンネル７４に分配供給するための供給路８０が形成されている。そして、この供給部７８は、そのベースプレート接合面８９が、センタープレート７３の上端面９０よりも高くなるように形成されている。
【００４３】
また、このマニホールド７１には、アクチュエータ７０を保持するための保持部８１が、その長さ方向両端部において、チャンネル部材７２の側面に沿うように突出形成されている。
【００４４】
そして、マニホールド７１とアクチュエータ７０とは、治具を用いて、マニホールド７１の保持部８１によってアクチュエータ７０を保持させて、所定の箇所で当て決めによって位置決めした後に、この保持部８１とアクチュエータ７０とを、ＵＶ接着剤によって接着し、その後、治具から取り外して、図１０に示すように、チャンネル部材７２の上端面とチャンネル部材接合面８７との接合部分、および、センタープレート７３の側面とセンタープレート接合面８８との接合部分、さらに、図７において供給路８０の左右両端外側を、ディスペンサーを用いてシリコーン系ポッティング剤９１によってシールすることにより、接合されている。
【００４５】
そして、このようにして接合されたアクチュエータ７０およびマニホールド７１は、ベースプレート４６に、次のようにして支持されている。すなわち、図１０に示すように、まず、センタープレート７３の上端面９０における長さ方向中央部分、および、供給部７８のベースプレート接合面８９における長さ方向中央部分に、ディスペンサーを用いてエポキシ系接着剤９２を塗布し、次いで、治具を用いて、ベースプレート４６におけるジョイントユニット４７が取り付けられる面と反対側の面に、センタープレート７３の上端面９０および供給部７８のベースプレート接合面８９を対向配置する。この状態においては、センタープレート７３の上端面９０とベースプレート４６との間の対向距離ｔ２に対して、供給部７８のベースプレート接合面８９とベースプレート４６との間の対向距離ｔ１が短くなるように配置される。その後、ＵＶ接着剤によって仮接着した後、治具から取り外して、エポキシ系接着剤９２を加熱硬化させる。これによって、センタープレート７３の上端面９０とベースプレート４６との間、および、供給部７８のベースプレート接合面８９とベースプレート４６との間が、それぞれエポキシ系接着剤９２によって接着され、これによって、アクチュエータ７０がベースプレート４６に直接接着されるとともに、マニホールド７１もベースプレート４６に直接接着される。
【００４６】
また、ベースプレート４６の一方の面に接着されるマニホールド７１と、他方の面に取り付けられるジョイントユニット４７との間には、ジョイントユニット４７からマニホールド７１にインクを供給するための２つのインク供給管８３が、ベースプレート４６を介して設けられている。すなわち、各インク供給管８３は、ゴムやエラストマーなどの弾性材料からなる筒状をなし、図７に示すように、略Ｌ字状に屈曲した状態で、その一端が、ロアジョイント５３の各インク供給筒部５８に接続されるとともに、その他端が、ベースプレート４６の挿通開口部６７を介して、各マニホールド７１の導入部７７に接続されている。
【００４７】
そして、ジョイントユニット４７の各インク供給筒部５８内のインク供給路６５から供給されるインクは、このインク供給管８３をそれぞれ介して、各マニホールド７１の導入部７７内の導入路７９に供給される。導入部７７内の導入路７９に供給されたインクは、その導入路７９に連通する供給部７８の供給路８０から、各噴射チャンネル７４のインク入口端７６に分配されながら供給される。
【００４８】
そして、各噴射チャンネル７４のインク入口端７６にインクが供給されると、各噴射チャンネル７４は、フレキシブル配線板４９からの噴射パルス信号によって、その容積を変化させて、供給されたインクを、その容積減少時にノズル７５から液滴として噴射し、一方、容積増大時には、再びマニホールド７１の供給路８０から導入して、このような動作を繰り返すことによって、用紙２３に所定の印字を形成するようにしている。
【００４９】
また、ベースプレート４６には、図５、図７および図８に示すように、アクチュエータ７０およびマニホールド７１を覆うヘッドカバー８４が取り付けられている。このヘッドカバー８４には、アクチュエータ７０におけるノズル７５を露出させるためのカバー開口部８５が形成されており、アクチュエータ７０およびマニホールド７１は、ノズル７５が下方に向かって露出された状態で、このヘッドカバー８４によって被覆されている。
【００５０】
また、図８に示すように、各噴射チャンネル７４の各列に接続されているフレキシブル配線板４９のうち、ＣＯＢ基板５１により近い方のフレキシブル配線板４９は、ベースプレート４６の一方の凹部６９から、そのままＣＯＢ基板５１に向かって引き回されており、また、ＣＯＢ基板５１により遠い方のフレキシブル配線板４９は、ベースプレート４６の他方の凹部６９から、一旦、ベースプレート４６の上面に掛け回されて、図６に示すように、そのベースプレート４６の上面とロアジョイント５３の下面との間で挟み込んだ後、ＣＯＢ基板５１に向かって引き回されている。そして、これらフレキシブル配線板４９は、図４に示すように、キャリッジ２６の両側壁に設けられるＣＯＢ基板５１にそれぞれ接続されている。
【００５１】
そして、このようなカラーインクジェットプリンタ２１では、アクチュエータ７０を構成するセンタープレート７３が、エポキシ系接着剤９２によって、ベースプレート４６に直接強固に接着されているので、アクチュエータ７０のノズル７５の位置は、アクチュエータ７０とマニホールド７１との接合に関係なく、常にベースプレート４６によって、直接位置決めされ、かつ保持されている。そのため、たとえば、ベースプレート４６に接合されるマニホールド７１に、アクチュエータ７０が接合されている場合のように、他の部材からの押圧力や、パージ時あるいは不使用時における保護キャップ３７からの押圧力などが、マニホールド７１に加わることによって、アクチュエータ７０のノズル７５の位置ずれを生じることが少なく、良好な印字形成を達成することができる。
【００５２】
また、センタープレート７３をフォルステライト（線膨張係数１０．５×１０^−６／℃）によって構成するとともに、ベースプレート４６を冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ、線膨張率９．５×１０^−６／℃〜１０．９×１０^−６／℃）によって構成しているので、これらアクチュエータ７０側の接合部分であるセンタープレート７３の上端面９０と、ベースプレート４６側の接合部分であるベースプレート４６の下面との線膨張係数が実質的に等しく、そのため、たとえば、温度変化によって、これらの間に剥離やひび割れを生じることが少なく、そのような剥離やひび割れに起因するノズル７５の位置ずれが、有効に防止されている。
【００５３】
また、これらの線膨張率を実質的に等しくすることで、上記したように、これらの間を、１液性の加熱硬化タイプのエポキシ系接着剤９２を用いて接着することができる。そのため、２液性の常温硬化タイプのエポキシ系接着剤９２を用いた場合に比べて、長いポットライフで、かつ、短い硬化時間において、作業性よく接着することができる。
【００５４】
しかも、アクチュエータ７０およびマニホールド７１は、センタープレート７３の上端面９０における長さ方向中央部分のみにおいて、ベースプレート４６と接着されているので、わずかではあるが、線膨張係数の相違に基づいて、温度変化によって、互いにそりなどが生じるようなことがあっても、そのそりを、長さ方向中央部以外の部分で許容することができる。そのため、そのようなそりに起因するクラックの発生が有効に防止されている。
【００５５】
また、このヘッドユニット２５では、センタープレート７３の上端面９０を、ベースプレート４６に接着させるとともに、マニホールド７１を、ベースプレート４６とチャンネル部材７２との間のセンタープレート７３の側方に配置させているので、簡易な構成によって、アクチュエータ７０をベースプレート４６に確実に接着させながら、マニホールド７１からアクチュエータ７０への確実なインクの供給を達成している。
【００５６】
また、このヘッドユニット２５では、ベースプレート４６の一方の面に、マニホールド７１およびアクチュエータ７０が接合されるとともに、他方の面に、ジョイントユニット４７が取り付けられているので、インクカートリッジ２２が装着されるジョイントユニット４７と、マニホールド７１およびアクチュエータ７０とが、ベースプレート４６を挟んで配置される。そのため、アクチュエータ７０は、インクカートリッジ２２およびジョイントユニット４７からの押圧力などの影響を受けることがより一層少なく、ベースプレート４６のみによって確実に位置決め固定される。したがって、アクチュエータ７０のノズル７５の位置は、ベースプレート４６のみによって位置決めされ、位置ずれを生じることがより一層少なく、良好な印字形成を達成している。
【００５７】
さらに、ジョイントユニット４７からマニホールド７１にインクを供給するためのインク供給管８３が、ゴムによって形成されているので、インクカートリッジ２２およびジョイントユニット４７からの押圧力などの影響を、このインク供給管８３によって吸収することができるので、マニホールド７１およびアクチュエータ７０は、より一層、これらインクカートリッジ２２およびジョイントユニット４７からの影響を受けにくく、ノズル７５の位置ずれが、より一層、有効に防止されている。
【００５８】
しかも、ジョイントユニット４７は、アッパジョイント５２の爪部５６が、ベースプレート４６の係止孔６８に係止されることにより、ベースプレート４６に対して弾性的に取り付けられているので、インクカートリッジ２２およびジョイントユニット４７からの押圧力などの影響を、この爪部５６と係止孔６８との間の係止部分において吸収することができ、マニホールド７１およびアクチュエータ７０は、より一層、これらインクカートリッジ２２およびジョイントユニット４７からの影響を受けにくく、ノズル７５の位置ずれが、より一層、有効に防止されている。
【００５９】
さらに、このようなジョイントユニット４７のベースプレート４６に対する取り付けにおいては、ロアジョイント５３に形成される突部８６が、ベースプレート４６に当接するように取り付けられているので、インクカートリッジ２２およびジョイントユニット４７からの押圧力は、ジョイントユニット４７から、これら突部８６を介して、ベースプレート４６に加えられるようになる。そのため、ベースプレート４６は、インクカートリッジ２２およびジョイントユニット４７からの押圧力を分散して受けることができるので、マニホールド７１およびアクチュエータ７０は、より一層、これらインクカートリッジ２２およびジョイントユニット４７からの影響を受けにくく、ノズル７５の位置ずれが、より一層、有効に防止されている。
【００６０】
また、このインクジェットヘッド２４では、ベースプレート４６に、アクチュエータ７０およびマニホールド７１を接着する時には、センタープレート７３の上端面９０とベースプレート４６との間の対向距離ｔ２に対して、マニホールド７１のベースプレート接合面８９とベースプレート４６との間の対向距離ｔ１が短くなるように対向配置され、かつ、それらの間がそれぞれエポキシ系接着剤９２を介して接着されているので、対向距離のより長いセンタープレート７３の上端面９０とベースプレート４６との間のエポキシ系接着剤９２が、硬化収縮によって、対向距離のより短いマニホールド７１のベースプレート接合面８９とベースプレート４６との間のエポキシ系接着剤９２よりも、大きく収縮するので、センタープレート７３は、マニホールド７１よりも、ベースプレート４６に引きつけられるように接着される。そうすると、マニホールド７１は、ベースプレート４６とチャンネル部材７２との間に配置されているため、チャンネル部材７２を、常に弾性的に付勢するようになる。（図１０において、付勢方向を矢印９３で示している。）そのため、これによってマニホールド７１とアクチュエータ７０とが確実に固定されるので、たとえば、このインクジェットヘッド２４を組み付けた後の工程において、熱履歴や外力が加わっても、これらの間に位置ずれが生じることを防止することができる。その結果、このカラーインクジェットプリンタ２１の使用時においても、マニホールド７１とアクチュエータ７０との間の位置ずれに起因する気泡の発生を防止することができ、いわゆる放置後不吐出を有効に防止することができる。とりわけ、このようなチャンネル部材７２およびマニホールド７１は、センタープレート７３に対して、その両側にそれぞれ配置されているので、各マニホールド７１からの押圧力は、センタープレート７３を中心として、各チャンネル部材７２にバランスよくかかるので、マニホールド７１とアクチュエータ７０とは、より一層確実に固定され、これらの間の位置ずれがより一層有効に防止されている。
【００６１】
なお、このような接着に用いられる接着剤としては、エポキシ系接着剤９２に限定されることはないが、その硬化収縮率が、１〜１０％、さらには、３％程度のものが好ましく用いられる。また、センタープレート７３の上端面９０とベースプレート４６との間の対向距離ｔ２は、たとえば、０．７５ｍｍであり、また、マニホールド７１のベースプレート接合面８９とベースプレート４６との間の対向距離ｔ１は、たとえば、０．２２〜０．３３ｍｍであり、これらの対向距離の好適な比率（ｔ２／ｔ１）は、用いられる接着剤の硬化収縮率にもよるが、たとえば、その硬化収縮率が３％程度である場合には、２〜１０倍であることが好ましい。この比率があまりに大きいと、接着剤に残留するひずみが大きくなり、接着剤自体の強度に影響を与える場合がある。
【００６２】
また、上記の説明においては、ジョイントユニット４７側に爪部５６を、ベースプレート４６側に係止孔６８を形成したが、これとは反対に、たとえば、ジョイントユニット４７側に係止孔６８を、ベースプレート４６側に爪部５６を形成するようにしてもよい。また、以上の説明においては、ジョイントユニット４７側に突部８６を形成したが、ベースプレート４６に突部８６を形成するようにしてもよい。
【００６３】
また、アクチュエータ７０側の接着部分であるセンタープレート７３の上端面９０と、ベースプレート４６側の接着部分であるベースプレート４６の下面との線膨張係数は、上記のように実質的に等しいことが好ましく、実質的に等しい範囲としては、その絶対値に関係なく、温度変化によってこれらの間に剥離やひび割れが生じないような線膨張係数を互いに有している範囲であって、たとえば、一方が他方の３倍程度の範囲とされる。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、簡易な構成によって、マニホールドとアクチュエータとを確実に固定して、これらの間の位置ずれを防止することができる。そのため、マニホールドとアクチュエータとの間の位置ずれに起因する気泡の発生を防止することができ、いわゆる放置後不吐出を有効に防止することができる。
【００６５】
請求項２に記載の発明によれば、各マニホールドからの押圧力が、カバー部材を中心として、各チャンネル部材にバランスよくかかるので、より一層、マニホールドとアクチュエータとを確実に固定して、これらの間の位置ずれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置としてのカラーインクジェットプリンタの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のカラーインクジェットプリンタのキャリッジの要部断面斜視図である。
【図３】図２においてヘッドユニットおよびインクカートリッジが取り付けられた側面図である。
【図４】図３における正面図である。
【図５】ヘッドユニットを下から見た分解斜視図である。
【図６】ヘッドユニットを上から見た分解斜視図である。
【図７】図３における要部側断面図である。
【図８】図７におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図９】図７における要部拡大断面図である。
【図１０】図８における要部断面図である。
【図１１】従来のインクジェット記録装置の要部断面図である。
【符号の説明】
２１カラーインクジェットプリンタ
２４インクジェットヘッド
４６ベースプレート
７０アクチュエータ
７１マニホールド
７２チャンネル部材
７３センタープレート
７４噴射チャンネル
７５ノズル
７６インク入口端
７８供給部
８７チャンネル部材接合面
８８センタープレート接合面
８９ベースプレート接合面
９０上端面
９１シリコーン系ポッティング剤
９２エポキシ系接着剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus that performs predetermined recording on paper or the like by ejecting ink from nozzles.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet recording apparatus is well known as a recording apparatus having a relatively simple configuration and easy high speed printing and high quality printing.
[0003]
As shown in FIG. 11, for example, this type of ink jet recording apparatus includes a head unit including a head holder 2 to which an ink cartridge 1 filled with ink is mounted and an ink jet head 3 attached to the head holder 2. Have.
[0004]
The ink cartridge 1 includes a porous material accommodation chamber 4 that contains a porous material made of resin and impregnated with ink, and an ink chamber 5 that is defined by the porous material accommodation chamber 4. An ink supply port 6 is formed in the ink chamber 5. The head holder 2 is made of resin and accommodates the ink cartridge 1, and in the accommodated state, a communication hole 7 is formed at a position facing the ink supply port 6 of the ink chamber 5.
[0005]
The inkjet head 3 includes an actuator 8 including a plurality of ejection channels for ejecting ink as droplets from nozzles, and a manifold 9 that is joined to the actuator 8 and supplies ink to each ejection channel of the actuator 8. I have.
[0006]
The manifold 9 is made of resin and is formed continuously with the ink introduction path 11 having the ink introduction path 10 connected to the ink supply port 6 of the ink cartridge 1 and the ink introduction path 10. And an ink supply unit 13 having an ink supply path 12 for distributing and supplying ink.
[0007]
A seal member 14 made of a ring-shaped elastic material is bonded and fixed to the inner peripheral surface of the communication hole 7 of the head holder 2. By inserting the ink introducing portion 11 into the seal member 14, The ink introduction path 10 is connected to the ink supply port 6 through the seal member 12.
[0008]
A base plate 15 made of a metal material is interposed between the seal member 14 and the ink supply unit 13. The base plate 15 positions the reference position of the ink jet head 3, and the ink supply unit 13 is bonded and fixed to the base plate 15, whereby the ink jet head 3 is supported by the base plate 15. The base plate 15 is also bonded and fixed to the head holder 2 via the seal member 14.
[0009]
Then, the ink in the ink cartridge 1 is supplied from the ink supply port 6 to the ink supply path 12 through the ink introduction path 10 in the manifold 9, and from each ink supply path 12 to each ejection of the actuator 8. Distributed in the channel. The actuator 8 is made of a piezoelectric ceramic material or the like, and the ink supplied into each ejection channel of the actuator 8 is ejected as a droplet from the nozzle when the volume decreases due to the deformation of the actuator 8, while when the volume increases, Ink is again introduced into the ejection channel from the ink supply path 12. By repeating such an operation, a predetermined print is formed on a sheet or the like.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the ink jet head 3 described above, the manifold 9 and the actuator 8 are bonded by positioning at a predetermined location, and then bonded with a UV adhesive, and the ink flow path is sealed with a silicone potting agent. Like to do.
[0011]
The UV adhesive used for this bonding is of the type that cures when irradiated with UV light and has a relatively soft property after curing, and the silicone potting agent also exhibits rubber elasticity after curing. It has a relatively soft property.
[0012]
For this reason, the manifold 9 and the actuator 8 are not bonded so firmly. For example, in the process after the ink jet head 3 is assembled, there is a possibility that displacement occurs due to application of a thermal history or an external force. When such misalignment occurs, air bubbles are easily trapped in the gap between the manifold 9 and the actuator 8 when the ink jet recording apparatus is used, and the trapped air bubbles come into contact with the silicone potting agent. Since the area is large, it grows and causes non-ejection after being left unattended.
[0013]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The object of the present invention is to reliably fix the manifold and the actuator with a simple configuration and prevent positional deviation therebetween. Another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of effectively preventing so-called non-ejection after leaving due to bubble growth.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an actuator including a plurality of ejection channels for ejecting ink as droplets from a nozzle, and for supplying ink to each ejection channel of the actuator. In the ink jet recording apparatus including an ink jet head including the flow path forming member and a base plate that supports the ink jet head, the actuator includes a channel member having a plurality of grooves that form the plurality of ejection channels on one surface, and A cover member that covers a plurality of grooves and is fixed to one surface of the channel member, wherein the cover member extends in a convex shape with respect to the channel member rather than the ink inlet ends of the plurality of ejection channels, Its extended end is placed opposite the base plate. The flow path forming member includes a manifold that distributes ink to the ink inlet ends of the plurality of ejection channels, and the manifold is disposed on a side of the cover member between the base plate and the channel member. The ink jet channel is joined to the channel member so as to be able to supply ink, and is disposed to face the base plate, and the cover member and the manifold face each other between the extended end of the cover member and the base plate. The opposing distance between the manifold and the base plate is reduced with respect to the distance, the extended end of the cover member and the base plate, and between the manifold and the base plate, respectively. Characterized by being bonded via an adhesive To have.
[0015]
According to such a configuration, the facing distance between the manifold and the base plate is shorter than the facing distance between the extended end of the cover member and the base plate, and between the extended end of the cover member and the base plate, Since the manifold and the base plate are bonded to each other via an adhesive, the adhesive between the extended end of the cover member having a longer opposing distance and the base plate is more resistant to the opposing distance by curing shrinkage. Since it shrinks more than the adhesive between the short manifold and the base plate, the cover member is joined to be attracted to the base plate rather than the manifold. Then, since the manifold is disposed between the base plate and the channel member, the channel member is always elastically biased. Therefore, since the manifold and the actuator are securely fixed by this, for example, in the process after assembling the ink jet head, even if a thermal history or an external force is applied, it is possible to prevent a positional deviation between them. be able to. As a result, even when the ink jet recording apparatus is used, it is possible to prevent the generation of bubbles due to the positional deviation between the manifold and the actuator, and to effectively prevent so-called non-ejection after being left.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the channel member and the manifold are respectively disposed on both sides of the cover member.
[0017]
According to such a configuration, since the channel member and the manifold are respectively arranged on both sides of the cover member, the pressing force from each manifold is applied to each channel member in a balanced manner with the cover member as the center. Further, it is possible to securely fix the manifold and the actuator and prevent positional deviation therebetween.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a color ink jet printer as an ink jet recording apparatus of the present invention. In FIG. 1, a color ink jet printer 21 includes an ink cartridge 22 filled with four color inks of cyan, magenta, yellow, and black, and a head unit 25 including an ink jet head 24 for printing on paper 23. A carriage 26 on which the ink cartridge 22 and the head unit 25 are mounted, a drive unit 27 that reciprocates the carriage 26 in a linear direction, and a platen that extends in the reciprocating direction of the carriage 26 and is disposed to face the inkjet head 24. A roller 28 and a purge device 29 are provided.
[0019]
The drive unit 27 is disposed at the lower end portion of the carriage 26 and extends parallel to the platen roller 28, the guide plate 31 is disposed at the upper end portion of the carriage 26 and extends parallel to the carriage shaft 30, and the carriage shaft 30. Two pulleys 32 and 33 disposed between both ends of the carriage shaft 30 between the guide plate 31 and an endless belt 34 spanned between the pulleys 32 and 33 are provided.
[0020]
A carriage shaft support portion 35 through which the carriage shaft 30 can be inserted is provided at the lower end portion of the carriage 26, and a guide plate contact portion 36 that can contact the guide plate 31 is provided at the upper end portion of the carriage 26. ing. An endless belt 34 is joined to the rear side surface of the carriage 26.
[0021]
When one pulley 32 is rotated forward and backward by driving the motor 32 </ b> A, the carriage 26 joined to the endless belt 34 is moved along with the forward and reverse rotation of the pulley 32 to the carriage shaft 30 and the guide plate 31. And is reciprocated in a linear direction.
[0022]
The paper 23 is fed from a paper feed cassette (not shown) provided on the side of the ink jet printer 21, introduced between the ink jet head 24 and the platen roller 28, and predetermined by ink ejected from the ink jet head 24. Is printed, and then discharged. In FIG. 1, the paper feed mechanism and paper discharge mechanism for the paper 23 are not shown.
[0023]
The purge device 29 is provided on the side of the platen roller 28 and is disposed so as to face the inkjet head 24 when the head unit 25 is at the reset position. The purge device 29 is used to prevent ejection failure caused by ink retention or bubble growth when the ink is initially introduced into the inkjet head 24. That is, the purge device 29 includes a protective cap 37 that can cover the inkjet head 24, a pump 38 and a cam 39, and an ink reservoir 40. When the head unit 25 is at the reset position, the inkjet head 24 is The ink jet head 24 is recovered by sucking the defective ink containing the bubbles and the like covered with the protective cap 37 and containing the bubbles inside the ink jet head 24 by the pump 38 by driving the cam 39. The sucked defective ink is stored in the ink storage unit 40.
[0024]
2 is a cross-sectional perspective view of the main part of the carriage, FIG. 3 is a side view in which the head unit and the ink cartridge are attached in FIG. 2, FIG. 4 is a front view in FIG. 3, and FIG. FIG. 6 is an exploded perspective view of the head unit as viewed from above, FIG. 7 is a sectional side view of the main part in FIG. 3, and FIG. 8 is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of main parts in FIG. 7, and FIG. 10 is a cross-sectional view of main parts in FIG. Next, the head unit 25 will be described in detail with reference to FIGS.
[0025]
In FIG. 2, the carriage 26 has a box shape, and two substantially rectangular openings 41 for mounting the head unit 25 are formed in the lower wall 42. Locking members 43a and 43b having locking grooves 44 are provided at the front end of each opening 41, and leaf springs 45a and 45b are provided on the rear wall and side wall of the carriage 26 at positions opposed to the locking members 43a and 43b. It is provided so that it can be attached.
[0026]
As shown in FIG. 3, the head unit 25 is attached to each opening 41 of the carriage 26. That is, the head unit 25 includes an inkjet head 24 and a base plate 46 to which the inkjet head 24 is attached. For example, as shown in FIG. The protrusion 48 (see FIGS. 5 and 6) is inserted into the locking groove 44 of the carriage 26, and the rear end portion and the side portion of the base plate 46 are brought into contact with the leaf springs 45a and 45b. By pressing the base plate 46 against the lower wall 42 and the locking members 43a and 43b by 45b, the head unit 25 is attached so that the reference position of the inkjet head 24 is positioned by the base plate 46.
[0027]
As shown in FIGS. 7 and 8, the inkjet head 24 includes an actuator 70 having a nozzle 75 for ejecting ink, and a joint as a flow path forming member for supplying ink from the ink cartridge 22 to the actuator 70. 5 and 6, the actuator 70 and the manifold 71 are supported on one surface of the base plate 46, and the joint unit 47 is mounted on the other surface. It is attached. As shown in FIG. 3, the ink jet head 24 is attached to the carriage 26 by the base plate 46, the actuator 70 and the manifold 71 face downward from the carriage 26, and the joint unit 47 is located inside the carriage 26. The ink cartridge 22 is detachably attached.
[0028]
As shown in FIG. 2, the two openings 41 of the carriage 26 are formed adjacent to each other. As shown in FIG. 4, two head units 25 are attached to the openings 41, respectively. It has been. Each head unit 25 has two ink cartridges 22 mounted in parallel. As a result, four ink cartridges 22 of cyan, magenta, yellow, and black are divided into two and mounted on each head unit 25. Each head unit 25 is provided with one joint unit 47, two manifolds 71, and one actuator 70, as will be described later, and the ink supplied from each ink cartridge 22 is a joint. In the unit 47, after flowing through the respective independent ink flow paths, each is supplied to each manifold 71, and is supplied from each manifold 71 to each of the ejection channels 74 formed in one row in one actuator 70. Each color is jetted independently from the jet channel member 74.
[0029]
As shown in FIGS. 2 and 4, flexible wiring boards 50 connected to the main body side circuit board of the printer 21 are provided on both side walls of the carriage 26.
A COB (chip-on-board) substrate 51 connected to the actuator 70 via the flexible wiring board 49 is detachably connected to a contact provided at the tip of the flexible wiring board 50.
[0030]
As shown in FIGS. 5 and 6, the joint unit 47 includes an upper joint 52 and a lower joint 53 made of resin. As shown in FIG. 7, the upper joint 52 is formed with guide portions 54 for guiding the mounting of the ink cartridge 22 so as to protrude upward at the front end portion and the rear end portion, respectively. Two ink introduction ports 55 into which ink from the ink cartridge 22 is introduced are formed upward on the rear side. Further, the upper joint 52 is formed with claw portions 56 to be attached to the base plate 46 so as to protrude downward at the front end portion and the rear end portion thereof. Each ink introduction port 55 is provided with a seal member 57 for connection to a supply portion 66 (see FIGS. 3 and 4) of the ink cartridge 22.
Further, at the lower end portion of the upper joint 52, protrusions 86 are formed at the four corners facing the manifold 71 in a state of being attached to the head unit 25, and projecting toward the base plate 46, respectively. Two upper flow path grooves 61 are formed on the lower surface along the length direction thereof.
[0031]
The lower joint 53 is formed with two ink supply cylinders 58 for supplying ink to the inkjet head 24 so as to protrude downward on the front side thereof, and on the upper surface thereof in the length direction. Two lower flow channel grooves 62 are formed along the line.
[0032]
As shown in FIGS. 7 and 8, the upper joint 52 is formed with a joint protrusion 59 for joining to the lower joint 53, and the lower joint 53 is joined to join the upper joint 52. A groove 60 is formed, and the joining protrusion 59 is ultrasonically welded to the bottom of the joining groove 60, whereby the upper joint 52 and the lower joint 53 are joined in an airtight manner, whereby the lower surface of the upper joint 52 is formed. Two independent ink passages 63 are formed between the two upper channel grooves 61 formed on the upper surface of the lower joint 53 and the two lower channel grooves 62 formed on the upper surface of the lower joint 53. One end of each ink passage 63 communicates with the ink introduction path 64 in each ink introduction port 55 of the upper joint 52, and the other end of each ink passage 63 has an ink supply path in each ink supply cylinder 58 of the lower joint 53. Two independent ink flow paths are formed in the joint unit 47 by the ink introduction path 64, the ink passage path 63, and the ink supply path 65.
[0033]
Further, a filter 82 is provided in each ink passage path 63 on the upstream side of the ink supply path 65. The filter 82 is formed to have a filter diameter smaller than a nozzle diameter of a nozzle 75 described later, and is provided to remove dust, bubbles, and the like that cause ink ejection failure when the ink cartridge 22 is mounted. It has been. A filter 94 is similarly provided at the inlet side end of each ink inlet 55 of the upper joint 52.
[0034]
Then, the ink cartridge 22 is mounted while being guided along the guide portion 54 of the upper joint 52, and the supply portion 66 (see FIGS. 3 and 4) of the ink cartridge 22 and the ink introduction port portion 55 are connected to the seal member 57. After connecting through the ink cartridge 22, the ink supplied from the ink cartridge 22 passes through the filter 94 in the joint unit 47, is then introduced from the ink introduction path 64 in the ink introduction port 55, and passes through the ink passage path 63. Thereafter, the ink is supplied from the ink supply path 65 of the ink supply cylinder portion 58 toward the manifold 71 via the filter 82.
[0035]
The base plate 46 is made of a metal material, that is, a cold-rolled steel plate (SPCC, linear expansion coefficient 9.5 × 10 ^-6 / ° C to 10.9 × 10 ^-6 As shown in FIG. 6, an insertion opening 67 for inserting two ink supply pipes 83, which will be described later, faces the two ink supply cylinders 58 of the lower joint 53, as shown in FIG. In this position, the opening is formed in a rectangular shape, and a locking hole 68 for locking the claw 56 of the upper joint 52 is formed in a position facing each claw 56. Further, as described above, the locking projections 48 are formed at the front end portion of the base plate 46, and the concave portions 69 for routing the flexible wiring board 49 are formed at both end portions thereof. .
[0036]
The joint unit 47 is elastically attached to the base plate 46 by the elasticity of the resin when the claw portions 56 of the upper joint 52 are locked in the locking holes 68 of the base plate 46. In this attachment, each protrusion 86 of the upper joint 52 is brought into contact with the base plate 46 as shown in FIG. 9, so that the base plate 46 applies the pressing force from the joint unit 47 to these protrusions 86. To receive in a distributed manner.
[0037]
As shown in FIGS. 7 and 8, the actuator 70 is interposed between two channel members 72 each having a groove forming a plurality of ejection channels 74 and the two channel members 72. A center plate 73 serving as a cover member that is fixed to one surface of each channel member 72 is provided.
[0038]
Each channel member 72 has a rectangular shape and is made of a deformable material such as piezoelectric ceramic. A plurality of grooves for forming the ejection channel 74 are formed in parallel with the ink ejection direction. The groove forms an injection channel 74 between the side surface of the center plate 73 by fixing the channel member 72 and the center plate 73, and the injection channel 74 formed thereby forms the center plate. 73 are formed in two rows so as to face each other.
Each ejection channel 74 has an ink inlet end 76 into which ink is introduced at one end, and a nozzle 75 that ejects ink at the other end. An electrode for ejecting the liquid as a droplet is provided.
[0039]
The center plate 73 has a rectangular plate shape longer than each channel member 72 and is made of a ceramic material, that is, forsterite (linear expansion coefficient 10.5 × 10 ^-6 / ° C). Each channel member 72 is provided on each side surface of the center plate 73 in such a manner that the center plate 73 extends in a convex shape toward the base plate 46 rather than the ink inlet end 76 of the ejection channel 74. It is fixed. Note that the upper end surface 90 as an extended end of the center plate 73 protruding from each channel member 72 protrudes to a position lower than the base plate joining surface 89 of the supply portion 78 of the manifold 71 described below as shown in FIG. Has been.
[0040]
In addition, as shown in FIG. 8, the flexible wiring board 49 for driving these each injection channel 74 is connected to each injection channel 74. As shown in FIG. That is, the flexible wiring board 49 is formed in two rows so that the terminals of the flexible wiring board 49 are connected to the terminals respectively connected to the electrodes provided in the ejection channels 74. Each row of injection channels 74 is connected.
[0041]
As shown in FIGS. 7 and 8, the manifold 71 is disposed above each channel member 72 and on both sides of the projecting center plate 73. The manifold 71 receives ink supplied from the joint unit 47. An introduction part 77 to be introduced and a supply part 78 for distributing and supplying the ink introduced from the introduction part 77 to the ejection channels 74 with respect to the ink inlet end 76 of each ejection channel 74 are provided.
[0042]
As shown in FIG. 10, the lower end surface of the supply unit 78 is a channel member joint surface 87 joined to the upper end surface of the channel member 72, and the side end surface is joined to the side surface of the center plate 73. A center plate joining surface 88 is formed, and an upper end surface of the center plate joining surface 88 is a base plate joining surface 89 joined to the base plate 46. A length direction is provided between the channel member joining surface 87 and the center plate joining surface 88. A supply path 80 for distributing and supplying ink to the ejection channels 74 is formed between the groove and the side surface of the center plate 73. The supply portion 78 is formed such that the base plate joining surface 89 is higher than the upper end surface 90 of the center plate 73.
[0043]
The manifold 71 is formed with holding portions 81 for holding the actuator 70 so as to protrude along the side surfaces of the channel member 72 at both ends in the length direction.
[0044]
And the manifold 71 and the actuator 70 hold | maintain the actuator 70 by the holding | maintenance part 81 of the manifold 71 using a jig | tool, and after positioning by a guess at a predetermined location, this holding | maintenance part 81 and the actuator 70 are made into a position. , And then removed from the jig, and as shown in FIG. 10, the joining portion between the upper end surface of the channel member 72 and the channel member joining surface 87, and the side surface of the center plate 73 and the center plate The joint portion with the joint surface 88 and the outer left and right ends of the supply path 80 in FIG. 7 are joined together by sealing with a silicone potting agent 91 using a dispenser.
[0045]
The actuator 70 and the manifold 71 joined in this way are supported on the base plate 46 as follows. That is, as shown in FIG. 10, first, epoxy-based bonding is performed on the center portion in the length direction on the upper end surface 90 of the center plate 73 and the center portion in the length direction on the base plate joining surface 89 of the supply portion 78 using a dispenser. Next, the upper end surface 90 of the center plate 73 and the base plate joining surface 89 of the supply unit 78 are arranged to face each other on the surface of the base plate 46 opposite to the surface on which the joint unit 47 is attached using a jig. To do. In this state, the facing distance t1 between the base plate joining surface 89 of the supply section 78 and the base plate 46 is shorter than the facing distance t2 between the upper end surface 90 of the center plate 73 and the base plate 46. Is done. Then, after temporarily bonding with a UV adhesive, it is removed from the jig, and the epoxy adhesive 92 is heated and cured. As a result, the upper end surface 90 of the center plate 73 and the base plate 46 and the base plate joining surface 89 of the supply portion 78 and the base plate 46 are bonded by the epoxy adhesive 92, respectively. Is directly bonded to the base plate 46, and the manifold 71 is also directly bonded to the base plate 46.
[0046]
In addition, two ink supply pipes 83 for supplying ink from the joint unit 47 to the manifold 71 are provided between the manifold 71 bonded to one surface of the base plate 46 and the joint unit 47 attached to the other surface. Is provided via a base plate 46. That is, each ink supply tube 83 has a cylindrical shape made of an elastic material such as rubber or elastomer, and is bent in a substantially L shape as shown in FIG. The other end is connected to the introduction part 77 of each manifold 71 through the insertion opening 67 of the base plate 46 while being connected to the supply cylinder part 58.
[0047]
Then, the ink supplied from the ink supply path 65 in each ink supply cylinder part 58 of the joint unit 47 is supplied to the introduction path 79 in the introduction part 77 of each manifold 71 through the ink supply pipe 83. The The ink supplied to the introduction path 79 in the introduction section 77 is supplied while being distributed from the supply path 80 of the supply section 78 communicating with the introduction path 79 to the ink inlet end 76 of each ejection channel 74.
[0048]
Then, when ink is supplied to the ink inlet end 76 of each ejection channel 74, each ejection channel 74 changes its volume in accordance with the ejection pulse signal from the flexible wiring board 49, and the supplied ink is When the volume is decreased, the liquid is ejected as droplets from the nozzle 75. On the other hand, when the volume is increased, the ink is again introduced from the supply path 80 of the manifold 71, and by repeating such an operation, a predetermined print is formed on the paper 23. ing.
[0049]
Further, as shown in FIGS. 5, 7, and 8, a head cover 84 that covers the actuator 70 and the manifold 71 is attached to the base plate 46. A cover opening 85 for exposing the nozzle 75 in the actuator 70 is formed in the head cover 84. The actuator 70 and the manifold 71 are formed by the head cover 84 with the nozzle 75 exposed downward. It is covered.
[0050]
As shown in FIG. 8, the flexible wiring board 49 closer to the COB substrate 51 among the flexible wiring boards 49 connected to each row of the injection channels 74 is formed from one recess 69 of the base plate 46. The flexible wiring board 49 that is further away from the COB substrate 51 is once drawn around the upper surface of the base plate 46 from the other concave portion 69 of the base plate 46. As shown in FIG. 6, after being sandwiched between the upper surface of the base plate 46 and the lower surface of the lower joint 53, the base plate 46 is drawn toward the COB substrate 51. These flexible wiring boards 49 are respectively connected to COB substrates 51 provided on both side walls of the carriage 26 as shown in FIG.
[0051]
In such a color ink jet printer 21, the center plate 73 constituting the actuator 70 is directly and firmly bonded to the base plate 46 by the epoxy adhesive 92. Regardless of the connection between the manifold 70 and the manifold 70, the base plate 46 always positions and holds it directly. Therefore, for example, as in the case where the actuator 70 is joined to the manifold 71 joined to the base plate 46, the pressing force from other members, the pressing force from the protective cap 37 when purging or not in use, etc. However, by adding to the manifold 71, the position of the nozzle 75 of the actuator 70 is less likely to be displaced, and good print formation can be achieved.
[0052]
The center plate 73 is made of forsterite (linear expansion coefficient 10.5 × 10 ^-6 The base plate 46 is made of a cold rolled steel plate (SPCC, linear expansion coefficient 9.5 × 10). ^-6 / ° C to 10.9 × 10 ^-6 / ° C.), the linear expansion coefficients of the upper end surface 90 of the center plate 73 that is the joint portion on the actuator 70 side and the lower surface of the base plate 46 that is the joint portion on the base plate 46 side are substantially equal. For this reason, for example, due to temperature changes, peeling or cracks are less likely to occur between them, and displacement of the nozzle 75 due to such peeling or cracks is effectively prevented.
[0053]
Moreover, by making these linear expansion coefficients substantially equal, as described above, the one-part heat-curing type epoxy adhesive 92 can be adhered between them. Therefore, compared with the case where the two-component room temperature curing type epoxy adhesive 92 is used, it is possible to bond with a long pot life and a short curing time with good workability.
[0054]
In addition, since the actuator 70 and the manifold 71 are bonded to the base plate 46 only at the central portion in the longitudinal direction of the upper end surface 90 of the center plate 73, the temperature changes based on the difference in the linear expansion coefficient, although slightly. Therefore, even if warpage or the like may occur, the warpage can be allowed in a portion other than the central portion in the length direction. Therefore, the generation of cracks due to such warpage is effectively prevented.
[0055]
In the head unit 25, the upper end surface 90 of the center plate 73 is adhered to the base plate 46, and the manifold 71 is disposed on the side of the center plate 73 between the base plate 46 and the channel member 72. With a simple configuration, the ink is reliably supplied from the manifold 71 to the actuator 70 while the actuator 70 is securely bonded to the base plate 46.
[0056]
In the head unit 25, the manifold 71 and the actuator 70 are joined to one surface of the base plate 46, and the joint unit 47 is attached to the other surface. The unit 47, the manifold 71, and the actuator 70 are disposed with the base plate 46 interposed therebetween. Therefore, the actuator 70 is much less affected by the pressing force from the ink cartridge 22 and the joint unit 47 and is reliably positioned and fixed only by the base plate 46. Therefore, the position of the nozzle 75 of the actuator 70 is positioned only by the base plate 46, and the positional deviation is much less likely to be achieved, thereby achieving good print formation.
[0057]
Furthermore, since the ink supply pipe 83 for supplying ink from the joint unit 47 to the manifold 71 is formed of rubber, the ink supply pipe 83 is affected by the pressing force from the ink cartridge 22 and the joint unit 47. Therefore, the manifold 71 and the actuator 70 are further less influenced by the ink cartridge 22 and the joint unit 47, and the displacement of the nozzle 75 is further effectively prevented.
[0058]
In addition, the joint unit 47 is elastically attached to the base plate 46 by the claw portion 56 of the upper joint 52 being locked in the locking hole 68 of the base plate 46, so that the ink cartridge 22 and the joint The influence of the pressing force and the like from the unit 47 can be absorbed in the locking portion between the claw portion 56 and the locking hole 68, and the manifold 71 and the actuator 70 are further connected to the ink cartridge 22 and the joint. It is less susceptible to the influence from the unit 47, and the displacement of the nozzle 75 is further effectively prevented.
[0059]
Further, in attaching the joint unit 47 to the base plate 46, the protrusion 86 formed on the lower joint 53 is attached so as to contact the base plate 46. The pressing force is applied to the base plate 46 from the joint unit 47 via these protrusions 86. Therefore, since the base plate 46 can receive the pressing force from the ink cartridge 22 and the joint unit 47 in a distributed manner, the manifold 71 and the actuator 70 are further influenced by the ink cartridge 22 and the joint unit 47. It is difficult, and displacement of the nozzle 75 is further effectively prevented.
[0060]
Further, in the inkjet head 24, when the actuator 70 and the manifold 71 are bonded to the base plate 46, the base plate joining surface 89 of the manifold 71 with respect to the facing distance t 2 between the upper end surface 90 of the center plate 73 and the base plate 46. And the base plate 46 are opposed to each other so that the facing distance t1 is shortened, and they are bonded via the epoxy adhesive 92, respectively. The epoxy adhesive 92 between the end face 90 and the base plate 46 shrinks more than the epoxy adhesive 92 between the base plate joining surface 89 of the manifold 71 with a shorter opposing distance and the base plate 46 due to curing shrinkage. Therefore, the center plate 73 is Than manifold 71 is bonded to be attracted to the base plate 46. Then, since the manifold 71 is disposed between the base plate 46 and the channel member 72, the channel member 72 is always elastically biased. (In FIG. 10, the urging direction is indicated by an arrow 93.) Therefore, the manifold 71 and the actuator 70 are securely fixed by this, so that, for example, in the process after the ink jet head 24 is assembled, Even if a history or an external force is applied, it is possible to prevent a positional shift between them. As a result, even when the color ink jet printer 21 is used, it is possible to prevent the generation of bubbles due to the displacement between the manifold 71 and the actuator 70, and to effectively prevent so-called non-ejection after being left. it can. In particular, since the channel member 72 and the manifold 71 are arranged on both sides of the center plate 73, the pressing force from each manifold 71 is centered on the center plate 73. Therefore, the manifold 71 and the actuator 70 are more securely fixed, and the displacement between them is more effectively prevented.
[0061]
The adhesive used for such bonding is not limited to the epoxy-based adhesive 92, but preferably has a cure shrinkage of about 1 to 10%, more preferably about 3%. It is done. The facing distance t2 between the upper end surface 90 of the center plate 73 and the base plate 46 is, for example, 0.75 mm, and the facing distance t1 between the base plate joining surface 89 of the manifold 71 and the base plate 46 is For example, it is 0.22 to 0.33 mm, and a suitable ratio (t2 / t1) of these facing distances depends on the cure shrinkage rate of the adhesive used, but for example, the cure shrinkage rate is about 3%. Is preferably 2 to 10 times. If this ratio is too large, the strain remaining in the adhesive increases, which may affect the strength of the adhesive itself.
[0062]
In the above description, the claw portion 56 is formed on the joint unit 47 side, and the locking hole 68 is formed on the base plate 46 side. On the contrary, for example, the locking hole 68 is formed on the joint unit 47 side. The claw portion 56 may be formed on the base plate 46 side. In the above description, the protrusion 86 is formed on the joint unit 47 side. However, the protrusion 86 may be formed on the base plate 46.
[0063]
Further, it is preferable that the linear expansion coefficients of the upper end surface 90 of the center plate 73 that is an adhesive portion on the actuator 70 side and the lower surface of the base plate 46 that is an adhesive portion on the base plate 46 side are substantially equal as described above. The substantially equal range is a range having linear expansion coefficients that do not cause peeling or cracking between them regardless of their absolute values, and for example, one is the other. The range is about 3 times.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the manifold and the actuator can be securely fixed with a simple configuration, and positional deviation between them can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the generation of bubbles due to the displacement between the manifold and the actuator, and to effectively prevent so-called non-ejection after being left.
[0065]
According to the second aspect of the present invention, since the pressing force from each manifold is applied to each channel member in a balanced manner with the cover member as the center, the manifold and the actuator are further securely fixed, It is possible to prevent misalignment between them.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a color ink jet printer as an ink jet recording apparatus of the present invention.
2 is a cross-sectional perspective view of a main part of a carriage of the color inkjet printer of FIG. 1. FIG.
3 is a side view of the head unit and the ink cartridge attached in FIG.
4 is a front view of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is an exploded perspective view of the head unit as viewed from below.
FIG. 6 is an exploded perspective view of the head unit as viewed from above.
7 is a sectional side view of the main part in FIG. 3. FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
9 is an enlarged cross-sectional view of a main part in FIG.
10 is a cross-sectional view of the main part in FIG. 8. FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part of a conventional ink jet recording apparatus.
[Explanation of symbols]
21 Color inkjet printer
24 Inkjet head
46 Base plate
70 Actuator
71 Manifold
72 Channel member
73 Center plate
74 Injection channel
75 nozzles
76 Ink inlet end
78 Supply section
87 Channel member joint surface
88 Center plate joint surface
89 Base plate joint surface
90 Top surface
91 Silicone potting agent
92 Epoxy adhesive

Claims

An actuator including a plurality of ejection channels for ejecting ink as droplets from nozzles, and an inkjet head including a flow path forming member for supplying ink to each ejection channel of the actuator;
In an inkjet recording apparatus comprising a base plate that supports the inkjet head,
The actuator includes a channel member having a plurality of grooves forming one of the plurality of ejection channels on one surface, and a cover member that covers the plurality of grooves and is fixed to one surface of the channel member. The ink inlet ends of the plurality of ejection channels extend in a convex shape with respect to the channel member, and the extended ends are disposed to face the base plate,
The flow path forming member includes a manifold that distributes ink to ink inlet ends of the plurality of ejection channels, and the manifold is located on a side of the cover member between the base plate and the channel member. It is joined to the channel member so that ink can be supplied to the ejection channel, and is disposed opposite to the base plate,
The cover member and the manifold are formed such that a facing distance between the manifold and the base plate is shorter than a facing distance between the extended end of the cover member and the base plate,
An ink jet recording apparatus, wherein an extension end of the cover member and the base plate, and a manifold and the base plate are respectively joined via an adhesive.

2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the channel member and the manifold are respectively disposed on both sides of the cover member.