JPH04316853A - インクジェット式記録装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させて
記録体に画像を形成するインクジェット記録ヘッドの内
部インク経路のシール構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、供給パイプとヘッドケースのイ
ンク経路における隙間は、シリコン系もしくはエポキシ
系等の接着剤により封止し、シールしていた。

【０００３】又、従来技術ではないが、我々が、検討し
ていた構造に於ては、図８、図９、図１０に示すように
、複数のインク噴射ノズル３に連通する流路空間２を形
成する流路基板１に対し垂直方向に固着されたインク供
給パイプ１０と、プリンタキャリッジ装着用の部材２０
を有するヘッドケース１１は、流路基板１の外周領域１
６で接着、溶着等により機械的に接続されており、イン
ク供給パイプ１０の外周面と、ヘッドケース１１のイン
ク供給パイプ被包部１２の内周面との隙間に、円断面の
Ｏリング１４を押圧、介在させ内部インク経路のシール
を確保するものである。

【０００４】この我々が検討した構造は、Ｏリング１４
の断面形状を除いては、実施例に於て説明する本発明と
同一である。

【０００５】流路空間２は流路基板１に彫り込まれた流
路形状の溝を、流路基板１に溶着した振動板９により流
路基板１の厚み方向に密閉することにより形成されてい
る。又、流路空間２に相対する位置で、振動板９の面上
に圧電素子８が固着されており、この圧電素子８の電気
ー機械エネルギー変換により、流路空間２に圧力変化を
生じさせインク滴を飛翔させる。又、電気配線ケーブル
１８として、ＦＰＣ、ＦＦＣ等が圧電素子８に対し、電
気的且つ、機械的に接続されている。ヘッドケース１１
は、プリンタキャリッジ装着用部材２０に、ヘッド固定
のための穴（もしくは突起）１５が設けられている。 又、インク供給パイプ被包部１２の内部空間に連通し、
ヘッド外部からのインク経路１９（例えば、チューブ等
）を接続する部材１３が設けられている。インク供給パ
イプ１０の先端には流路空間２へのゴミ、異物の進入を
防止するためのフィルター１７が固着されている。この
構造に於て、ヘッド内部のインク経路は、ヘッドケース
１１のインク経路接続部材１３内部、インク供給パイプ
被包部１２上部空間、インク供給パイプ内空間４、そし
て、複数の流路空間２に至る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
供給パイプとヘッドケースのインク経路における隙間を
、シリコン系もしくはエポキシ系等の接着剤により封止
し、シールする上述の従来の方法では、前記接着剤の硬
化に長時間必要であり、製造時間の長期化を招き、製造
コストを高騰させていた。並びに、接着剤の塗布量の管
理が難しく、多すぎてインク経路を塞いでしまったり、
少なすぎてシール不良を招くといった危険性を有してい
た。

【０００７】又、図８乃至図１０のＯリング１４を用い
る構造では、接着剤の硬化時間は不必要というメリット
を有するが、次の問題を呈する。

【０００８】高印字品質を達成するために、インク噴射
ノズル２と、ヘッドケース１１のプリンタキャリッジ装
着用部材２０との位置関係は、非常に高精度が要求され
る。そのため、流路基板１に設けられた、インク噴射ノ
ズル２の位置基準となる流路基板位置決め穴６と、ヘッ
ドケース１１に設けられた、プリンタキャリッジ装着用
部材２０の位置基準となるヘッドケース位置決め穴（も
しくは突起）７とを位置合わせし、組み立て、インク噴
射ノズル２と、ヘッドケース１１のプリンタキャリッジ
装着用部材２０との位置精度を確保する。

【０００９】しかし、位置決め穴７基準で流路基板１と
ヘッドケース１１を接合するが故に、流路基板１に固着
されたインク供給パイプ１０に対するヘッドケース１１
のインク供給パイプ被包部１２の位置精度が確保されず
、インク供給パイプ１０の外周面と、ヘッドケース１１
のインク供給パイプ被包部１２の内周面との偏心（中心
位置ずれ）が生ずる。これにより、Ｏリング１４による
シール力が全周に渡って均一にならず、部分的なシール
不良を招いてしまう。もしくは、インク供給パイプ１０
に対する押圧力が均一でないために、モーメントが掛か
り、流路基板１との接続部で破壊を生じてしまう。

【００１０】即ち、インク噴射ノズル２と、ヘッドケー
ス１１のプリンタキャリッジ装着用部材２０との位置精
度の確保と、ヘッド内インク経路のシール確保は、両立
できないという課題がある。

【００１１】本発明は、この様な課題を解決するもので
あって、その目的は、ヘッド製造時間の短縮、並びに、
インク噴射ノズルの位置精度と、ヘッド内インク経路の
シール性を両立させ、インク経路におけるインク漏れの
無い高信頼性、且つ、高印字品質の低コストインクジェ
ット記録ヘッドを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドの内部インク経路のシール構造は、インク供
給パイプの外周面への押圧ベクトルと、ヘッドケースの
インク供給パイプ被包部の内周面への押圧ベクトルが、
インク供給パイプの中心軸方向にずれる断面形状となる
パッキンを用いることを特徴とする。

【００１３】

【実施例】本発明の実施例を図面に基ずき説明する。図
１は本発明に係わるインクジェットヘッドの流路基板１
の正面図である。

【００１４】複数のインク噴射ノズル３に連通する流路
空間２を形成する溝が、板厚方向に彫り込まれている。 各流路空間２は、インク供給室５を介して、インク供給
パイプ内空間４（図２）に接続されるインク供給準備室
４ａに連通しており、インク供給室５、インク供給準備
室４ａも、同様に、流路基板１の板厚方向の溝として形
成されている。これらの流路空間２、インク供給室５、
インク供給準備室４ａの溝すべて包括する領域（図中の
２点鎖線）に対して、振動板９（図２）を溶着、接着等
により接合し、空間を形成する。又、前記領域外に、イ
ンク噴射ノズル２の位置基準となる流路基板位置決め穴
６が２箇所設けられている。

【００１５】図２は、図１で説明した流路基板１を用い
、インクジェット記録ヘッド完成時の、インク供給パイ
プ１０と、ヘッドケース１１の、インク経路における、
シール部の断面図である。インクジェット記録ヘッドの
全体の構成は、Ｏリング１４の断面形状を除いて、図８
乃至図１０の我々が検討していた構造と同等である。こ
の実施例における、Ｏリングであるパッキン１４ａの断
面形状は、全周トラック形状で、裾広がりの形状となっ
ている。そして、パッキン１４ａをインク供給パイプ１
０の外周面と、ヘッドケース１１のインク供給パイプ被
包部１２の内周面との空間に挿入すると、広がり角度Ａ
が、挿入前より狭められる寸法関係となっている。又、
パッキン１４ａの内周径はインク供給パイプ１０に対し
、縛りばめの寸法となっている。

【００１６】ここでは、パッキン１４ａは、φ４．５（
Ｃ側）＊φ１０（Ｂ側）の形状のものを、φ５のインク
供給パイプ１０とφ９のヘッドケース１１の間に挿入し
た。この構造に於て、インク供給パイプ１０の外周面と
パッキン１４ａの内径面は縛りばめであるため押圧され
た状態となる。又、ヘッドケース１１のインク供給パイ
プ被包部１２の内周面と、パッキン１４ａの外周面は、
パッキン１４ａのインク供給パイプ１０の半径方向の広
がろうとする弾性復帰力のモーメントにより、押圧され
ている。この両者の押圧力により、この領域のシール性
は確保される。

【００１７】図中の矢印で示すように、パッキン１４ａ
の、インク供給パイプ１０の外周面の押圧ベクトルＢと
、ヘッドケース１１のインク供給パイプ被包部１２の内
周面の押圧ベクトルＣとが、インク供給パイプ１０の中
心軸方向にずれている。このことにより、パッキン１４
ａの内周面の押圧力と、外周面の押圧力が、供給パイプ
１０の半径方向に干渉することがなく、外周面、内周面
それぞれ独立したシール性を確保できる。

【００１８】従って、インク供給パイプ１０の外周面と
、ヘッドケース１１のインク供給パイプ被包部１２の内
周面との偏心（中心位置ずれ）が生じても、部分的なシ
ール不良を招いたり、押圧力が均一でないことによる、
流路基板１とインク供給パイプ１０の接続部で破壊等が
なく、シールは十分に確保される。

【００１９】即ち、インク噴射ノズル２と、ヘッドケー
ス１１のプリンタキャリッジ装着用部材２０との位置関
係を、非常に高精度に確保することを優先に、流路基板
１とヘッドケース１１を接合する事が可能となり、高印
字品質を達成することが出来る。

【００２０】図３以後は、図２の実施例と同様の効果を
得るその他のパッキン形状を示したものであり、図２と
同様に、インク供給パイプ１０と、ヘッドケース１１の
、インク経路における、シール部の断面図である。

【００２１】図３の実施例のパッキン１４ｂの形状は、
インク供給パイプ１０内周面を底部とするＵ字状の断面
形状で全周を形成し、ヘッドケース１１のインク供給パ
イプ被包部１２の内周面との２箇所の接触部は、アール
形状となっている。又、シールを確保するため、パッキ
ン１４ｂの内周面は、インク供給パイプ１０に対して縛
りばめの寸法となっている。それと同様に、パッキン１
４ｂの外周面（Ｕ字先端アール２箇所）は、ヘッドケー
ス１１のインク供給パイプ被包部１２の内周面から、内
心方向に収縮力を受ける寸法となっている。この形状に
於ても、図中の矢印で示すように、外周への押圧ベクト
ルＢと内周への押圧ベクトルＣは、インク供給パイプ１
０の中心軸方向にずれ、外周面と、内周面の偏心に拘ら
ず、十分シール出来る。

【００２２】図４の実施例のパッキン１４ｃ形状は、イ
ンク供給パイプ１０の外周面を押圧する円筒部の一端に
、図１で示した、ヘッドケース１１のインク供給パイプ
被包部１２の内周面を押圧する裾広がりの形状が、一体
化したものである。この形状に於ては、インク供給パイ
プ１０の内周面に対するシール面が広く取れるため、こ
の面のシール性はより向上する。

【００２３】図５の実施例のパッキン１４ｄの形状は、
インク供給パイプ１０の外周面を押圧する円断面の２つ
のＯリングと、その間にヘッドケース１１のインク供給
パイプ被包部１２の内周面を押圧するＯリングを配置し
、一体化したものである。

【００２４】尚、図５からわかるように、パッキン１４
ｄの最外周部を形成するＯリング部分は、インク供給パ
イプ１０の外周面に接しない構造となっており、この領
域には隙間が空いている。この隙間が、インク供給パイ
プ１０の外周面への押圧力を分離し、図中の矢印で示す
通り、外周面への押圧ベクトルＢと、内周面への押圧ベ
クトルＣとを、インク供給パイプ１０の中心軸方向にず
らすことが出来る。

【００２５】図６の実施例のパッキン１４ｅの形状は、
図５で示したパッキン１４ｄと同様の概念であり、イン
ク供給パイプ１０の外周面を押圧する円断面の３つのＯ
リングと、その各々の間にヘッドケース１１のインク供
給パイプ被包部１２の内周面を押圧する２つのＯリング
を配置し、一体化したものである。

【００２６】図６に於て提示しないが、前記と同様の概
念で、Ｏリング形状部分を増やすことも、インク供給パ
イプ１０の円筒長さによっては有効である。

【００２７】次に、図７の実施例のパッキン１４ｆの形
状は、インク供給パイプ１０の外周面を押圧する円筒部
から、インク供給パイプ１０の半径方向に延長され、そ
の最外周が、ヘッドケース１１のインク供給パイプ被包
部１２の内周径より大きくなる円盤上の部分が、一体化
したものである。

【００２８】このパッキン１４ｆを実際に装着すると、
円盤部分の先端は屈曲し、弾性復帰力により、ヘッドケ
ース１１のインク供給パイプ被包部１２の内周面のシー
ル性を確保出来る。又、パッキン１４ｆのインク供給パ
イプ１０の外周面を押圧する円筒部と、円盤上の部分は
、図中の矢印で示すように、円盤部分の先端屈曲時の、
外周面への押圧ベクトルＢを内周面への押圧ベクトルＣ
と、直線上からずらす位置関係となっている。

【００２９】以上説明した実施例は、すべて、インク供
給パイプ１０の外周面の押圧ベクトルＢと、ヘッドケー
ス１１のインク供給パイプ被包部１２の内周面の押圧ベ
クトルＣとが、インク供給パイプ１０の中心軸方向にず
れている。このことにより、パッキン１４ａの内周面の
押圧力と、外周面の押圧力が、供給パイプ１０の半径方
向に干渉することがなく、外周面、内周面それぞれ独立
したシール性を確保できる。

【００３０】又、形状的には、図３から図７までの実施
例に於て、パッキン１４ｂ〜１４ｆの、インク供給パイ
プ１０の外周面と、ヘッドケース１１のインク供給パイ
プ被包部１２の内周面を押圧する部材の関係が、逆にな
っても、同様の効果が望める。

【００３１】例えば、図７の実施例に於ては、パッキン
１４は、ヘッドケース１１のインク供給パイプ被包部１
２の内周面を、インク供給パイプ１０の半径方向に押圧
する円筒部から、インク供給パイプ１０の内心方向に延
長され、その最内周が、インク供給パイプ１０の外径よ
り小さくなる円盤上の部分が、一体化された形状のもの
でも同様である。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたように本発明では、インク供
給パイプと、ヘッドケースのインク経路における隙間の
シールに、インク供給パイプの外周面への押圧ベクトル
と、ヘッドケースのインク供給パイプ被包部の内周面へ
の押圧ベクトルが、インク供給パイプの中心軸方向にず
れる断面形状となるパッキンを用いることにより、イン
ク供給パイプと、ヘッドケースのインク供給パイプ被包
部の内周面との偏心が生じても、シールは十分に確保さ
れる。

【００３３】即ち、インク噴射ノズルと、ヘッドケース
のプリンタキャリッジ装着用部材との位置関係を、非常
に高精度に確保することを優先に、流路基板とヘッドケ
ースを接合する事が可能となり、高印字品質を達成する
ことが出来る。このことにより、ヘッド製造時間の短縮
、並びに、インク噴射ノズルの位置精度と、ヘッド内イ
ンク経路のシール性を両立させ、インク経路におけるイ
ンク漏れの無い高信頼性、且つ、高印字品質の低コスト
インクジェット記録ヘッドを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの流路
基板の正面図である。

【図２】本発明のインク経路に於ける、シール部の断面
図である。

【図３】本発明のインク経路に於ける、シール部の断面
図である。

【図４】本発明のインク経路に於ける、シール部の断面
図である。

【図５】本発明のインク経路に於ける、シール部の断面
図である。

【図６】本発明のインク経路に於ける、シール部の断面
図である。

【図７】本発明のインク経路に於ける、シール部の断面
図である。

【図８】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの分解
断面図である。

【図９】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの断面
図である。

【図１０】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの断
面図である。

【符号の説明】

１　　流路基板 ２　　流路空間 ３　　インク噴射ノズル ４　　インク供給パイプ内空間 ４ａ　　インク供給準備室 ５　　インク供給室 ６　　流路基板位置決め穴 ７　　ヘッドケース位置決め穴 ８　　圧電素子 ９　　振動板 １０　　インク供給パイプ １１　　ヘッドケース １２　　インク供給パイプ被包部 １３　　インク経路接続部材 １４　　Ｏリング １４ａ　　パッキン １４ｂ　　パッキン １４ｃ　　パッキン １４ｄ　　パッキン １４ｅ　　パッキン １４ｆ　　パッキン １５　　ヘッド固定のための穴 １６　　流路基板外周領域 １７　　フィルター １８　　電気配線ケーブル １９　　ヘッド外部インク経路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数のインク噴射ノズルに連通する流
   路空間に対し、インクを供給するためのインク経路を、
   前記流路空間を形成する流路基板に固着されたインク供
   給パイプと、プリンタキャリッジ装着用の部材を有する
   ヘッドケースにより形成し、インク経路におけるインク
   供給パイプとヘッドケースの接続部を、インク供給パイ
   プの半径方向に円周状の弾性部材から成るパッキンを押
   圧させシールを行うインクジェット記録ヘッドの内部イ
   ンク経路のシール構造であって、前記インク供給パイプ
   の外周面への押圧ベクトルと、前記ヘッドケースのイン
   ク供給パイプ被包部の内周面への押圧ベクトルが、イン
   ク供給パイプの中心軸方向にずれる断面形状となるパッ
   キンを用いることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
   ドの内部インク経路のシール構造。