JP3915457B2 - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口からインク滴を吐出させて画像や文字を記録用紙に記録するインクジェット式記録ヘッドに関するものである。
【従来の技術】
インクジェット式記録ヘッド(以下「記録ヘッド」という)は、一般に、図9に示すように、インク滴を吐出するヘッド本体51と、上記ヘッド本体51が取り付けられるヘッドホルダ60とを備えている。上記ヘッドホルダ60には、インクカートリッジ52が装着され、インクカートリッジ52からインクの供給を受けるインク供給針53が立設されている。
【0002】
上記ヘッドホルダ60の上部には、インクカートリッジ52が収容されるカートリッジケース62が設けられている。上記インクカートリッジ52は、その下面に、位置決め突部63が形成されるとともに、この位置決め突部63の下面に、インク供給口54が形成されている。上記インク供給口54の開口は、インクカートリッジ52が装着されるまでは、フィルム64で封止されている。
【0003】
一方、上記ヘッドホルダ60の上面には、上記位置決め突部63が嵌合する凹部61が形成され、この凹部61に、インク供給針53が立設されている。この例は、4色のインクを用いて印刷する装置であり、インク供給針53は、各色ごとに4本設けられている。図において、55はインク供給針53の中空部であり、57は上記インク供給針53に供給されたインクをヘッド本体51に導入するホルダ流路である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記記録ヘッドでは、インク供給針53は各色において独立部品として設けられている。このような記録ヘッドでは、記録ヘッドの組み立ての際、複数のインク供給針53をそれぞれ取り付けなければならないことから、組み立て工数がかかり、それが製品コストに反映されていた。
【0006】
そこで、インク供給針53の組み立て工数を合理化するため、図10に示すように、2〜3本のインク供給針53を連結して一体的に成形した針ユニット56も考案されている。しかしながら、このような連結タイプの針ユニット56では、図10(B)のように全体形状が左右非対称であると、組みつけの際に方向を判別し難く、結果的に組み付け工数がかかったり、組み付け不良を生じやすいという問題を有している。また、上記連結タイプの針ユニット56では、各インク供給針53に樹脂材料を充填するため、インク供給針53同士の連結部65にゲート位置を設けることが行なわれる。このように、比較的薄肉の連結部65にゲートを設けると、充分な成形圧力で成形することが困難で、成形品にそりが生じやすく、溶着歩留まりを悪化させやすいという問題がある。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、組み付け時の誤挿入を防止して組み付け工数を合理化でき、成形精度を向上させて溶着歩留まりを向上することができるインクジェット式記録ヘッドの提供をその目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジのインクをインク滴として吐出することにより記録を行なうインクジェット式記録ヘッドであって、インク滴を吐出するヘッド本体と、上記ヘッド本体が取り付けられるとともにインクカートリッジからインクの供給を受ける複数のインク供給針が立設されてインクカートリッジが搭載されるヘッドホルダとを備え、複数のインク供給針の根元部が連結されて一体的に形成され、上記連結されたインク供給針の根元部近傍に嵌合突部として、樹脂成形の際に樹脂材料を金型の成形空間部に注入するゲート口が設けられるとともに、上記ヘッドホルダの嵌合突部に対応する箇所に、上記嵌合突部が嵌合する被嵌合部が形成されていることを要旨とする。
【0009】
すなわち、本発明のインクジェット式記録ヘッドは、複数のインク供給針の根元部が連結されて一体的に形成され、上記連結されたインク供給針の根元部近傍に嵌合突部が設けられるとともに、上記ヘッドホルダの嵌合突部に対応する箇所に、上記嵌合突部が嵌合する被嵌合部が形成されている。このため、例えば、連結されたインク供給針の全体形状が非対称形状であったとしても、嵌合突部の存在により、組みつけの際の方向を判別しやすいうえ、誤挿入が確実に防止されて組み付け工数が合理化でき、組み付け不良も生じなくなる。
【0010】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記連結されたインク供給針の嵌合突部にゲート口が設けられている場合には、充分な成形圧力で成形することが可能となり、成形品にそりが生じにくく、溶着歩留まりを向上することができる。
【0011】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記嵌合突部がインク供給針の連結部に設けられている場合には、嵌合突部が必要以上に出っ張らないため、部品全体の大型化が防止され、ヘッドホルダに被嵌合部のための余分なスペースを確保する必要もない。
【0012】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、複数連結されたインク供給針が非対称形状である場合には、インク供給針の誤挿入があると、製品自体が不良品となるため、誤挿入を確実に防止できる本発明の効果が顕著である。
【0013】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、2つまたは3つのインク供給針が連結されている場合には、連結されたインク供給針の成形歪等を必要以上に大きくしないため、溶着歩留まりをほとんど低下させることがない。
【0014】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【0015】
図1は、本発明のインクジェット式記録ヘッドを用いた記録装置の周辺構造の一例を示す図である。この装置は、上部にインクカートリッジ2が搭載され、下面に記録ヘッド1が取り付けられたキャリッジ3を備えている。
【0016】
上記キャリッジ3は、タイミングベルト4を介してステッピングモータ5に接続され、ガイドバー6に案内されて主走査方向(記録紙7の紙幅方向)に往復移動するようになっている。また、上記キャリッジ3には、記録紙7と対向する面(この例では下面)に、記録ヘッド1が取り付けられている。そして、この記録ヘッド1に各インクカートリッジ2からインクが供給され、キャリッジ3を移動させながら記録紙7上面にインク滴を吐出させて記録紙7に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。
【0017】
図において、8はキャリッジ3の移動範囲内の非印刷領域に設けられ、印刷休止中に記録ヘッド1のノズル開口を封止することによりノズル開口の乾燥をできるだけ防ぐキャップである。また、9はノズル面に当接してノズル面のインクをふき取るワイパー部材である。
【0018】
図2および図3は、本発明の記録ヘッド1を示す図である。この記録ヘッド1は、インク滴を吐出するノズルが形成されたノズル面14を有するヘッド本体11と、このヘッド本体11が取り付けられるヘッドホルダ12とを備えている。
【0019】
図において、10はノズル面14およびヘッド本体11の側面のノズル面14側の部分を保護する保護カバーであり、17は保護カバー10およびヘッド本体11をヘッドホルダ12に取り付けるねじである。
【0020】
上記ヘッドホルダ12は、その上面にそれぞれインクカートリッジ2が装着される複数(この例では7つ)のインク供給針13が立設されている。上記インク供給針13は、左右(記録ヘッド1の主走査方向)に並ぶよう設けられている。
【0021】
上記インク供給針13は、それぞれインクカートリッジ2に差し込まれてインクの供給を受けるようになっている。上記各インク供給針13は、中空状で先端部にインク孔30(図4および図5参照)が穿設されている。上記各インク供給針13の根元近傍の内部には、インクカートリッジ2から供給されたインクをろ過するフィルタ18が設けられてる。
【0022】
そして、上記ヘッドホルダ12には、各インク供給針13にそれぞれ連通するとともに、ヘッド本体11のヘッド流路15にそれぞれ連通してインクカートリッジ2のインクをヘッド本体11に導入するホルダ流路16が形成されている。
【0023】
上記ヘッド本体11とヘッドホルダ12との間には、ヘッド本体11にインクの吐出信号を入力するヘッド基板20が設けられている。上記ヘッド基板20は、一方(この例では右側)の端部がヘッドホルダ12の端部近傍まで延設され、上記ヘッド基板20の右端部に、上記ヘッド基板20と記録装置とを電気的に接続するフレキシブルケーブル(図示せず)用のコネクタ26が設けられている。
【0024】
そして、上記7つのインク供給針13は、図4に示すように、3つのインク供給針13が根元部31において連結部19を介して連結されて一体的に形成された3連タイプの針ユニット21と、2つのインク供給針13が根元部31において連結部19を介して連結されて一体的に形成された2連タイプの針ユニット22とから構成されている。
【0025】
このように、針ユニット21,22を2つまたは3つのインク供給針13が連結された2連または3連タイプとすることにより、連結された針ユニット21,22の成形歪等を必要以上に大きくせず、溶着歩留まりをほとんど低下させることがない。
【0026】
上記3連タイプの針ユニット21は、図5に示すように、3つのインク供給針13の略円状を呈する根元部31が2つの薄肉の連結部19を介して連結され、上記2つの連結部19にそれぞれ略半円状の嵌合突部27が形成されている。上記嵌合突部27は、針ユニット21の同じ側に設けられている。これにより、針ユニット21の組み付け方向が一目で確認できるようになっている。
【0027】
また、上記3連タイプの針ユニット21において、中央のインク供給針13は円形の根元部31の中央に配置され、両側のインク供給針13は円形の根元部31の端部寄りに配置されている。これにより、インク供給針13同士の間隔を広げてインクカートリッジ2の容積を確保しうるようになっている。
【0028】
上記2連タイプの針ユニット22は、図6に示すように、2つのインク供給針13の略円状を呈する根元部31が薄肉の連結部19を介して連結され、上記連結部19に略半円状の嵌合突部27が形成されている。
【0029】
また、上記2連タイプの針ユニット22において、中央寄りに位置するインク供給針13は円形の根元部31のやや外側寄りに配置され、端部に位置するインク供給針13は長円形の根元部31の端部寄りに配置されている。これにより、インク供給針13同士の間隔を広げてインクカートリッジ2の容積を確保しうるようになっている。
【0030】
このように、上記2連の針ユニット22は、長手方向(インク供給針13の列設方向)において非対象形状を呈しているが、上記嵌合突部27の存在により、針ユニット22の組み付け方向が一目で確認できるようになっている。
【0031】
上記3連および2連の針ユニット21,22において、上記嵌合突部27には、樹脂成形の際に樹脂材料を金型の成形空間内に注入するゲート口29が設けられている。このようにすることにより、各針ユニット21,22を充分な成形圧力で成形することが可能となり、成形品にそりが生じにくく、溶着歩留まりを向上することができる。
【0032】
一方、上記ヘッドホルダ12の上面には、図7に示すように、7つのホルダ流路16(図では隠れて見えない)の開口部に、フィルタ18を装着するフィルタ装着部23が形成されている。そして、7つのフィルタ装着部23のうち真ん中の3つのフィルタ装着部23の周囲に連続した縁部24が形成され、この縁部24内に上記3連タイプの針ユニット21の根元部31と連結部19が嵌合するようになっている。また、7つのフィルタ装着部23のうち左右両端よりのそれぞれ2つのフィルタ装着部23の周囲にも連続した縁部25が形成され、この縁部25内に上記2連タイプの針ユニット22の根元部31と連結部19が嵌合するようになっている。
【0033】
上記縁部24,25には、それぞれ、針ユニット21,22の嵌合突部27が嵌合される被嵌合部28が形成され、嵌合突部27と被嵌合部28とが嵌合した状態で、各インク供給針13の位置決めが行われるようになっている。このようにすることにより、組み付け時にインク供給針13の位置決めをする作業が不要になり、組み付け工数を合理化できるとともに不良率を大幅に低下させることができる。
【0034】
そして、上記各針ユニット21,22は、図8に示すように、3連タイプの針ユニット22が中央に配置され、上記3連タイプの針ユニット21の両側にそれぞれ2連タイプの針ユニット22が配置されて、ヘッドホルダ12の縁部24,25内に嵌め込まれて取り付けられる。このとき、両側に位置する2連タイプの針ユニット22は、嵌合突部27が逆に位置した状態でインク供給針13の位置決めが行なわれるようになっている。このようにすることにより、この例では、7本のインク供給針13が全体として左右対称の位置に位置決めされるようになっている。
【0035】
このように、上記記録ヘッドでは、インク供給針13が連結された針ユニット21,22の全体形状が非対称形状であっても、嵌合突部27の存在により組みつけの際の方向を判別しやすいうえ、誤挿入が確実に防止されて組み付け工数が合理化でき、組み付け不良も生じなくなる。また、上記嵌合突部27が針ユニット21,22の連結部19に設けられているため、嵌合突部27が必要以上に出っ張らず、部品全体の大型化が防止され、ヘッドホルダ12に被嵌合部28のための余分なスペースを確保する必要もない。また、成形の際に各インク供給針13に対して十分に材料が充填できる。
【0036】
なお、上記実施の形態において、ヘッド本体11としては、インク滴を吐出する圧力発生素子として縦振動モードの圧電振動子やたわみ振動モードの圧電振動子を用いたヘッド本体を適用することもできるし、圧力発生素子としてインクを加熱して気化させる加熱素子が用いられたヘッド本体を適用することもできる。
【0037】
以上のように、本発明のインクジェット式記録ヘッドによれば、複数のインク供給針の根元部が錬列されて一体的に形成され、上記連結されたインク供給針の根元部に嵌合部として、樹脂成形の際に樹脂材料を金型の成形空間部に注入するゲート口が設けられるとともに、上記ヘッドホルダの嵌合突部に対応する箇所に、上記嵌合突部が嵌合する被嵌合部が形成されているため、例えば、連結されたインク供給針の全体形状が非対称形状であったとしても、嵌合突部の存在により、組み付けの際の方向を判別しやすいうえ、誤挿入が確実に防止されて組み付け工数が合理化でき、組み付け不良も生じなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット式記録ヘッドを用いた記録装置の周辺構造を示す斜視図である。
【図2】記録ヘッドを示す断面図である。
【図3】上記記録ヘッドを示す断面図である。
【図4】インク供給針の配置を示す説明図である。
【図5】針ユニットを示す斜視図である。
【図6】針ユニットを示す斜視図である。
【図7】ヘッドホルダを示す平面図である。
【図8】上記記録ヘッドを示す斜視図である。
【図9】従来の記録ヘッドを示す断面図である。
【図10】従来のインク供給針を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 記録ヘッド
2 インクカートリッジ
3 キャリッジ
4 タイミングベルト
5 ステッピングモータ
6 ガイドバー
7 記録紙
8 キャップ
9 ワイパー部材
10 保護カバー
11 ヘッド本体
12 ヘッドホルダ
13 インク供給針
14 ノズル面
15 ヘッド流路
16 ホルダ流路
17 ねじ
18 フィルタ
19 連結部
20 ヘッド基板
21 針ユニット
22 針ユニット
23 フィルタ装着部
24 縁部
25 縁部
26 コネクタ
27 嵌合突部
28 被嵌合部
29 ゲート口
30 インク穴
31 根元部
51 ヘッド本体
52 インクカートリッジ
53 インク供給針
54 インク供給口
55 中空部
56 針ユニット
57 ホルダ流路
59 フィルタ
60 ヘッドホルダ
61 凹部
62 カートリッジケース
63 位置決め突部
64 フィルム
65 連結部

Claims (4)

  1. インクカートリッジのインクをインク滴として吐出することにより記録を行なうインクジェット式記録ヘッドであって、インク滴を吐出するヘッド本体と、上記ヘッド本体が取り付けられるとともにインクカートリッジからインクの供給を受ける複数のインク供給針が立設されてインクカートリッジが搭載されるヘッドホルダとを備え、複数のインク供給針の根元部が連結されて一体的に形成され、上記連結されたインク供給針の根元部近傍に嵌合突部として、樹脂成形の際に樹脂材料を金型の成形空間部に注入するゲート口が設けられるとともに、上記ヘッドホルダの嵌合突部に対応する箇所に、上記嵌合突部が嵌合する被嵌合部が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. 上記嵌合突部がインク供給針の連結部に設けられている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  3. 複数連結されたインク供給針が、長手方向において非対称形状である請求項1〜2のいずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
  4. 2つまたは3つのインク供給針が連結されている請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
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