JPH02187349A - 液体噴射記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、液体噴射記録ヘットに関し、詳しくは液体を
吐出して記録を行なう記録ヘッド部と該記録ヘッド部に
供給する記録液を収容する液体収容部とが一体に構成さ
れた液体噴射記録ヘッドに関する。

〔従来技術〕

従来、内部に記録？ｅＬ（インク）を保持する液体収容
部（インクタンク）とインクを吐出する機能を持つ記録
ヘッドは、第１６図に示す様な構成となっていた。

第１６図において、１０１は液滴１０７を記録媒体１０
６に吐出させて文字あるいは図形などを形成する記録ヘ
ッドである。１０２は内部にインクを保持するためのイ
ンクタンクである。記録ヘッド１０１はインク供給管１
０１Ａによってインクタンク１０２と結合されており、
インクタンク１０２内部のインクは、インク供給管１０
１Ａを通って記録ヘッド１０１に供給される。インクタ
ンク１０２の内部には、インクを保持するためのインク
担体１０３が備えられている。また、インクタンク１０
２の後部には、大気連通孔１０５が設けられており、イ
ンクが消費されるにしたがっ°ζ内部に空気を供給し、
内部圧力を一定に保持するように機能している。インク
担体１０３の後部は力水処理されたインク担体１０４が
備えられており、内部のインクが大気連通孔１０５を通
して外部に漏れ出してくるのを防止している。

印字ヘッド１０１は、インクタンク１０２に対して、所
定の位置に位置決めされ固定されている。

該印字ヘッド１０１とインクタンク１０２との固定には
、印字ヘッド１０１とインクタンク１０２の結合部から
のインク漏れを防止するために接着剤が用いられている
。

〔発明が解決しようとしている技術的課題〕しかるに、
前述のような構成の液体噴射記録ヘッドにおいては、記
録ヘッド１０１と液体収容部１０２の固定に接着剤が使
われているため、接着剤とインクとが接するおそれがあ
り、両者が接触した場合接着剤がインクを吸収して膨潤
してしまう。このように接着剤が膨潤した場合には、イ
ンクタンク１０２に対して記録ヘッド１０１の位置がず
れてしまい、印字品位が低下する恐れがある。

また、膨潤がひどい場合には、結合部よりインクが漏れ
出したり、記録ヘッド１０１がインクタンク１０２から
脱落してしまうおそれもある。

また、接着剤を使用しているため、液体噴射記録ヘッド
製造工程が繁雑となる。又、接着剤を乾爆させる時間も
必要となり、製造に要する時間が長くなり、コストアッ
プになってしまうという問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記従来の技術的課題に鑑みなされたもので
あり、液体を吐出して記録を行なうための記録ヘッド部
と、該記録ヘッド部に供給する液体を収容する液体収容
部と、前記液体収容部に隣接して一体的に設けられ、前
記記録ヘッド部を収容するための記録ヘッド部収容部と
、前記記録ヘッド部収容部に前記記録ヘッド部を保持固
定するための固定部材とを具えていることを特徴とする
液体噴射記録ヘッドである。

〔作　用〕

本発明は上述のような構成とすることにより、接着剤を
使うことなく記録ヘッドを確実に固定位置決めし、記録
ヘッドの位置ズレやインク漏れを簡単な構成で良好に防
止でき、製造が簡単でコス］・の安い液体噴射記録ヘッ
ドを提供するものである。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて、本発明の実施例を具体的かつ詳
細に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わる液体噴射記録ヘッド
の斜視図であり、第２図は該液体噴射記録ヘッドを下面
より見た斜視図であり、第３図は該インクジェット記録
ヘッドの内部構成を示す斜視図であり、第４図は該液体
噴射記録ヘッドの内部構造を示す斜視図である。

これらの図において、１は本発明による液体噴射記録ヘ
ッドを構成するインクカートリッジ本体であり、内部に
記録液（インク）を保持する液体収容部（インクタンク
）を備えると共に記録ヘッド部としての記録ヘッド３を
保持固定する記録ヘッド部収容部を備えている。２は、
インクカートリッジ本体と共同してインクを保持するイ
ンクタンクを形成し、かつ記録ヘッド３を保持固定する
インクカートリッジ蓋であり、第１図において二点鎖線
で示した部分３２に沿って超音波溶着等の水密性の高い
接着方法によってインクカートリッジ本体１に接着され
、インクタンク内部に保持されたインクが外部に漏れ出
さない構造になっている。第５図はこのインクカートリ
７ジＭ２の斜視図である。

記録ヘッド３の内部には加熱ヒーターあるいはピエゾ素
子などのインクを吐出させるための素子が設けられてお
り、インクタンク１．２から供給されたインクを前述の
素子によって吐出口４から吐出させ、記録媒体に文字や
図形等を形成する。

第１図中の５は、インクタンク内部のインクが消費され
るにしたがって、インクタンク内部の圧力が減少するの
を防止するため、該インクタンク内へ空気を供給する機
能を有する大気連通孔である。６は記録ヘッド部３にイ
ンクを封入するためのインク注入口である。７．７はイ
ンクジェット記録ヘッド１を記録装置のキャリアに固定
するための固定ピンである。８はインクジェット記録ヘ
ッド１を記録装置のキャリアに位置決めするために記録
ヘッド部３に設けられた位置決め用リブである。１０は
、インクジェット記録ヘッドと記録装置との電気的接続
を取るための接続端子であり、記録ヘッド部３に設けら
れている。

該接続端子１０は、インクジェット記録ヘッド１の下面
に設けられた凹部９内に位置しており、インクジェット
記録ヘッド１を取り扱う場合に容易に接続端子ｌＯに手
がふれない様にし、接続端子ＩＯを保護する構造となっ
ている。

インクカートリッジ（インクジェット記録へノド）本体
１の内部は第３図および第４図に示した構成となってい
る。インクカートリ・ソジ本体１の内部は、記録ヘッド
部３を保持固定するヘッド室１５とインクを保持するイ
ンクタンクを形成するためのインク室１６と空気室１７
の３部屋に分割されている。

ヘッド室１５には記録ヘッド部３が装着され、固定爪１
４および１４によりインクジェット記録ヘッド１に保持
固定されている。

記録ヘッド部３を前記ヘッド室１５内へ位置決め固定す
る固定部材は、図示のように記録ヘッド部収容部４１　
（第１図）に−構成された爪部材１４．１４で構成する
他、該記録ヘッド部収容部４１　（またはヘッド室１５
・）を覆う前記蓋部材２、あるいは、前記爪部材１４．
１４および該蓋部材２の両方を使用して構成することも
できる。

インク室１６には、インクジェット記録ヘッド１が振動
や衝撃等を受けた場合に、内部のインクが移動して外部
に漏れ出さないようにインクを保持すると共に、記録ヘ
ッド部３に適正なインク量を確実に供給するため、イン
ク担体が設けられている。該インク担体は、インク担体
（Ａ）１１とインク担体（Ｂ）１２に分かれており、そ
れぞれ異なる機能を果たしている。

インク担体（Ａ）１１はインク収容量が大きくインク室
１６内のインクの大部分を保持する機能をもつ。

インク担体（Ｂ）１２はインク保持力が強く、またイン
ク担体Ａｌｌと比較するとインクの吸収力が大きい。し
たがって、インク担体（Ａ）１１に保持されているイン
クを吸引し、記録ヘッド部３へのインク供給を容易にす
るための機能を有する。

インク室１６の内壁には、先端が鋭利であるリブ２３が
設けられている。またインクカートリッジＭ２の内面に
も第５図に示したようにインクカートリッジ本体１のイ
ンク室１６内壁のリブ２３と対応する位置にリブ２３と
同一形状のリブ２３Ａが設けられている。

第６図はリブ２３．２３Ａとインクｍ体（Ａ）１１の関
係を示す断面図であり、リブ２３および２３Ａの先端は
第６図に示したようにインク担体（Ａ）１１およびイン
ク担体（Ｂ）１２に（い込むような構成となっている。

前記リブ２３．２３Ａはインク中に混入している空気な
どの気泡３６がインク室１６の内壁とインク担体との間
を伝わって記録ヘッド部３に浸入することを阻止する機
能を果たしている。空気などの気泡３６が記録ヘッド部
３に浸入すると印字不良やインク不吐出などが発生する
。インク中に混入した気泡は、壁とインク担体１１．１
２の間を伝わって記録ヘッド部３に浸入する可能性が大
きいため、インク中の気泡３６の大部分はリブ２３．２
３Ａによって＋ｌ］１止することができる。

空気室１７　（第４図）は、インク室１６と隔壁１８に
よって分けられており、インク室１６とは独立した空気
室を形成している。

第７図は空気室１７の斜視図であり、第８図は空気室１
７の断面図である。

第７図および第８図において、隔壁１８にはＵ字孔１９
が設げられており、インクカートリッジ蓋２に設けられ
ている隔壁２０のＵ字孔２１と共に空気孔２２を形成し
、インク室１６と空気室１７とは該空気孔２２によって
空気の出入りが可能となっている。また、空気室１７の
上部にはインクカートリッジ蓋２に大気連通孔５が設け
られており、インクジェット記録ヘッド１内のインクが
消費されるにしたがって内部圧力がｊＳ、少し、記録ヘ
ッド部３のインクの吐出特性が変化するのを防止するた
めに、空気をインクジェット記録ヘッドＩ内に供給する
機能を果たしている。空気室１７内部には、インク室１
６内のインク担体（Ａ）１１およびインク担体（Ｂ）１
２で保持しきれず空気孔２２を通して空気室１７に浸入
し、大気連通孔５を通して外部に流れ出ようとするイン
クを防ぐために、力水処理された吸収体１３　（以ｉ＆
　ｆＦＩ水吸収体と称する）が設けられている。

大気連通孔５の空気室１７の内面側の周囲には円すい状
の突起３３が設けられており、その先端３４が内水吸収
体１３に突き当たり、くい込む様に配置されている。し
たがって、万一インク室１６より空気孔２２を通って空
気室１７に浸入してきたインクがあった場合でも、力水
吸収体１３は、ｔａ水処理されているために該力水吸収
体１３の内部には浸入せず、空気室１７の壁と力水吸収
体１３との間に存在することとなる。しかるに、突起３
３の先端３４が撥水吸収体１３にくい込んでいるために
、万−壁を伝わってインクが浸入したとしても大気連通
孔５を通って外部に漏れることがない構造となっている
。

次に、インク室１６から記録ヘッド部３へのインク流路
について説明する。

第９図はインク流路を示す斜視図であり、第１０図はイ
ンク流路を示す断面斜視図であり、第１１図はインク流
路の概略断面図である。

第９図〜第１１図において、インク室１６の底部にはイ
ンク供給口（Ａ）２４が設けられている。

該インク供給口（Ａ）２４の周囲にはリブ状の突起２５
が設けられており、インク担体（Ｂ）１２に突き当たり
、該爪体１２にくい込む構成になっている。

また、ヘソ］・室１５の底部にはインク供給口（Ｂ）２
Ｇが設）ノられている。該インク供給口（Ｂ）２６の周
囲にはリブ状の突起２７が設けられている。

該突起２７は、記録ヘッド部３の下面に設けられている
インク供給口（Ｃ）２８と嵌合し、記録ヘッド部３を液
体噴射記録ヘッドｌに対して所定の位置に正確に位置決
めする機能を有している。

これにより印字品位の低下を招くことがなくなる。

該インク供給口（Ｃ）２８の周囲には凹部２９が設けら
れており、インク室１６より記録ヘッド部：３へ供給さ
れるインクが外部に漏れないようにシール部材３０が設
けられている。こうして、記録ヘッド部３を固定爪１４
．１４によりインクジェット記録ヘッド１内に保持固定
することにより、Ｂ方向（第１１図）に圧接力が与えら
れ、シール部材３０を圧縮変形させることにより、シー
ル効果を高め外部にインクが漏れることを確実に防いで
いる。

インク供給口（Ａ）２４とインク供給口（Ｌ３）２６は
、流路３１によって接続され、インク流路を形成してお
り、インクはインク室１６から、インク流路３１を通っ
°ζ矢印の方向に流れ、記録ヘッド部３に供給される。

さらにインク流路３１は、インクカートリッジ本体ｌの
外壁に設けられたインク注入口６とも接続されている。

インク注入口６には、外部にインクが漏れ出さないよう
に球３５が圧入されている。

次に、液体噴射（インクジェット）記録ヘッドｌの組立
時におけるインクの注入方法について説明する。

第１２図はインク注入方法の説明図である。

インクジェット記録ヘッドへのインク注入は、組立が終
了した後に行なわれる。すなわち、インクカートリッジ
本体１に記録ヘッド部３とインク吸収体（Ａ）１１、（
Ｂ）１２および撥水吸収体を組み込み、インクカートリ
ッジ蓋２を超音波溶着等によりインクカートリッジ本体
ｌに接着後インクを注入する。

インク注入は、インク注入口６にインク注入パイプ３７
が挿入され、該インク注入パイプ３７を通してインクが
記録ヘッド３およびインク室１６に注入されることによ
り行なわれる。この時、記録ヘッド部３内部の空気はイ
ンク吐出口４　（第３図）を通して外部に排出され、記
録・＼ツド部３の内部はインクにより満される。また同
様に、インク室１６内部の空気は空気室１７を経由して
大気連通孔５より外部に排出され、インク室１６はイン
クで満され、注入されたインクはインク担体（Ａ）１１
およびインク担体（Ｂ）１２により保持される。

記録ヘッド部３およびインク室１６がインクで満された
後、インク注入パイプ３７は取りはずされ、注入された
インクが外部に漏れ出さないようにボール３５が圧入さ
れ、インク注入が完了する。

以上述べたように構成されたインクジェット記録ヘッド
においては、記録ヘッド部３は、インクカートリッジ本
体１の記録ヘッド部収容部（ヘッド室）１５にインクカ
ートリッジ本体１の材質の弾性を利用して挿入され、該
記録ヘッド部収容部１５と一体成形された固定爪１４お
よび１４によって接着剤等を使わずに保持固定される。

また、第１１図に示すように、記録ヘッド部３の下面に
はインク供給口（Ｃ）２８が設けられており、ヘッド室
１５の底部に設けられているインク供給口（Ｂ）２Ｇの
周囲に設けられたリブ状の突起２７と嵌合して、インク
カートリッジ本体ｌに位置決めされる。前記インク供給
口（Ｃ）２Ｂの周囲には凹部２９が設けられており、液
体収容部（インク室）１６より記録ヘッド部３に供給さ
れるインクが外部に漏れないようにシール部材３０が設
けられており、記録ヘッド部３を固定爪１４．１４によ
り記録ヘッド部収容部（インクカートリッジ本体）１に
保持固定することにより、第１１図中のＢ方向に圧接力
が与えられ、シール部材３０を圧縮変形させることによ
りシール効果を高め、外部にインクが漏れることを確実
に防いでいる。

記録ヘッド部３が液体収容室（インク室）１６に隣接し
てこれと一体に形成された記録ヘット部収容部（ヘッド
室）１５に固定爪１４．１４によって保持固定された後
、密閉インク室１６を形成するためにインクカートリッ
ジ蓋２がインクカートリッジ本体１に超音波溶着される
（第１図の二点鎖線部分３２）。ここで第１図中の３２
ａの部分が超音波溶着されるため、記録ヘッド部３を挿
入されるとき弾性を必要とした壁５０の剛性が増加し、
該インクジェット記録ヘッドを取り扱う場合に変形する
危険が少なくなる。

また、該インクジェット記録ヘッドが記録装置に装着さ
れた場合、電気的接続端子のコンタクトの圧接力により
、第１１図のＢ方向とは逆方向に力を受けるが、この力
はインクカートリッジ蓋２で受けている。

本実施例では、記録ヘッド部３の保持固定は固定爪１４
．１４とカートリッジ蓋２の両方で行なっているが、い
ずれか一方だけで記録ヘッド部３を保持固定することも
できる。

次にいずれか一方で保持固定する場合について述べる。

第１４図は記録ヘッド部３を固定１４．１４だけで保持
固定する場合の斜視図である。この場合には、インクカ
ートリッジ本体ｌにインクカートリッジ蓋２を超音波溶
着した後に記録ヘッド部３を装着することができる。

第１５図の（ａ）〜（Ｃ）は、記録ヘッド部３を装着す
る手順を示す。

この方法では、インクタンクのインク容量と比較して記
録ヘッド部３の寿命が長い場合には、インクタンクのみ
を交換して記録ヘッド部３を複数回使用することも可能
となる。

第１６図は記録ヘッド部３をインクカートリッジ蓋２だ
けで保持固定する場合の概略断面図である。

この場合は、インクカートリッジ本体Ｉの材質の弾性を
利用して保持固定する方法ではないため、インクカート
リッジ本体１の剛性を高くすることができ、また、記録
ヘッド部３を挿入する作業は弾性を利用する場合よりも
簡単である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、液滴
を吐出して記録を行なうための記録ヘッド部と、該記録
ヘッド部に供給する液体を収容する液体収容部と、前記
液体収容部に隣接して一体的に設けられ前記記録ヘッド
部を収容する記録ヘッド部収容部とを有する液体噴射記
録ヘッドにおいて、前記記録ヘッド部収容部に前記記録
ヘッド部を保持固定するための固定部材を設ける構成に
したので、接着剤を使用せずに記録ヘット部を記録ヘッ
ド部収容部に確実に固定位置決めし、記録ヘッド部の位
置ズレやインク漏れの可能性を簡単な構成でなくすこと
ができ、しかも製造工程の簡単化およびコスト節減も図
りうる液体噴射記録ヘッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液体噴射記録ヘッドの一実施例の
斜視図、第２図は第１図の下面からの斜視図、第３図は
第１図の内部構成を模式的に示す斜視図、第４図は第１
図の内部構造を示す斜視図、第５図は第１図中のインク
カートリッジ蓋の内側を示す斜視図、第６図は液体収容
部の内面のリブとインク担体との関係を示す部分断面図
、第７図は第４図中の空気室の斜視図、第８図は第７図
の空気室の断面図、第９図は第１図の内部のインク流路
を示す部分斜視図、第１０図は第９図のインク流路の断
面斜視図、第１１図は第９図のインク流路の断面図、第
１２図は第１図の記録ヘッド−体型のインクカートリッ
ジにインクを注入する時の説明図、第１３図は本発明の
別の実施例による液体噴射記録ヘッドの斜視図、第１４
図の（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は第１３図中の記録ヘッド
邪の固定方法を組付は手順に従って示す断面図、第１５
図は本発明のさらに別の実施例による液体噴射記録ヘッ
ドの記録ヘッド部固定構造を示す断面図、第１６図は従
来の液体噴射記録ヘッドの模式的断面図である。 ■　−−−−液体噴射記録ヘッド（インクカートリッジ
本体またはこれと一体の組立集合体）、２液体収容部の
Ｍ（固定部材）、３ 記録ヘッド部、４−−−−一・−インク吐出口、１１．
１２　−−−インク担体、１３−’−−−撥水吸収体、
１４−−−−一　固定部材（固定爪）、１５記録ヘッド
部収容部（ヘッド室）、１６液体収容部（インク室）。 代理人　弁理士　　大　音　康　毅 １ゝ Ｃす ＼ト ト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体を吐出して記録を行なうための記録ヘッド部
   と、該記録ヘッド部に供給する液体を収容する液体収容
   部と、前記液体収容部に隣接して一体的に設けられ、前
   記記録ヘッド部を収容するための記録ヘッド部収容部と
   、前記記録ヘッド部収容部に前記記録ヘッド部を保持固
   定するための固定部材と、を具えていることを特徴とす
   る液体噴射記録ヘッド。
2. （２）前記固定部材は前記記録ヘッド部収容部に一体成
   形された爪部材であることを特徴とする請求項１に記載
   の液体噴射記録ヘッド。
3. （３）前記固定部材は前記記録ヘッド部収容部を覆う蓋
   部材であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射
   記録ヘッド。
4. （４）前記固定部材は前記記録ヘッド部収容部に一体成
   形された爪部材および前記記録ヘッド部収容部を覆う蓋
   部材であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射
   記録ヘッド。
5. （５）前記記録ヘッド部は記録液の液滴を形成するため
   の熱エネルギーを発生する発熱素子を具えていることを
   特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録ヘッド。
6. （６）前記発熱素子は電気熱変換体である請求項５に記
   載の液体噴射記録ヘッド。