JPH10119285A - Ink jet recording head and ink jet recording device having the head mounted thereon - Google Patents
Ink jet recording head and ink jet recording device having the head mounted thereonInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッド及びこれを備えた記録装置に関するものであ
る。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an ink jet recording head and a recording apparatus having the same.
【0002】[0002]
(1)この種のインクジェット記録装置は、主としてワ
ードプロセッサまたはパーソナルコンピュータ等に接続
され、カラープリンタとして用いられ、あるいはファク
シミリ、複写機等として使用されることがほとんどであ
る。(1) This type of ink jet recording apparatus is mainly connected to a word processor or a personal computer, and is used as a color printer or as a facsimile, a copying machine or the like in most cases.
【0003】それに用いられるカラープリンタ用インク
ジェット記録ヘッドとしては、従来、各色(黒,イエロ
ー,マゼンタ,シアン)を、1ヘッド内のインク吐出部
を分割して割り当て、1色当りのノズル数は少ないが、
低コストを特徴とする1ヘッドタイプと、 コストは高
くなるが、1色当りのノズル数を増やすことができる各
色独立分離のヘッド形態で、印字するときは複数ヘッド
並べるタイプと、各色独立のインク吐出部を1つのベー
スに組み込んで1つの組ヘッドユニットとする3タイプ
に大別される。Conventionally, as an ink jet recording head for a color printer, each color (black, yellow, magenta, cyan) is allocated by dividing an ink ejection portion in one head, and the number of nozzles per color is small. But,
One-head type, characterized by low cost; Independent head for each color, which can increase the number of nozzles per color, but increases the number of nozzles per color. The discharge unit is roughly classified into three types in which a discharge unit is incorporated into one base to form one set head unit.
【0004】1ヘッド内分割タイプは、1つのオリフィ
スプレートに各色の吐出口を明けるため、加工精度のみ
で、組み立ての精度を除外できるため、各色の吐出口の
位置精度が良く、そのため、各色の印字のずれが少な
く、また部品点数も少なく小形化に有利である。In the one-head split type, since the ejection openings of each color are formed in one orifice plate, the accuracy of assembly can be excluded only by the processing accuracy. Therefore, the positional accuracy of the ejection openings of each color is good. It is advantageous for miniaturization because there is little misalignment in printing and the number of parts is small.
【0005】また、複数ヘッドを並べるタイプは、各ヘ
ッドの部品を共通化でき、またヘッド自体が簡単な構造
となるため作り易い。しかし、複数ヘッドを並べるた
め、ヘッド部の全体の大きさが大きくかつ重くなってし
まう。[0005] In the type in which a plurality of heads are arranged, the components of each head can be shared, and the head itself has a simple structure, so that it is easy to manufacture. However, since a plurality of heads are arranged, the overall size of the head section is large and heavy.
【0006】また、組ヘッドユニットタイプは、各色の
オリフィスプレートが吐出口から吐出されたインク滴の
位置ずれを測定して、そのずれを補正して精度良くベー
スに組み付けられているため、各色の印字のずれが少な
く、ヘッドの交換時も組ヘッドとして一体になっている
ために容易で、各色の吐出口の数も多くできるため高速
で記録できる。In the head unit type assembly, the orifice plate of each color measures the displacement of the ink droplet ejected from the ejection port, corrects the displacement, and is accurately assembled to the base. It is easy to print because the head is integrated as a combined head even when the head is replaced, and the number of ejection ports for each color can be increased, so that printing can be performed at high speed.
【0007】また、上記ヘッドの接続パッドを有する配
線基板はインク容器あるいは天板以外の部品に固定され
ていた。天板と抵抗性加熱素子が形成された基板の固定
方法も接着またはばねを使用しており、ばね方式はベー
ス板上に固定されている抵抗性加熱素子が形成された基
板の上に天板を乗せ、その上からばねをつけている。Further, the wiring board having the connection pads of the head is fixed to components other than the ink container or the top plate. The method of fixing the top plate and the substrate on which the resistive heating element is formed also uses bonding or a spring, and in the spring method, the top plate is placed on the substrate on which the resistive heating element fixed on the base plate is formed. And put a spring over it.
【0008】今後はカラープリンタ用インクジェット記
録ヘッドとして要望される一層の小形化や、記録の高速
化のため、前述の1ヘッド内分割及び組ヘッドユニット
タイプの2形式のヘッド形態が期待されている。In the future, in order to further reduce the size and increase the speed of recording, which are demanded as ink jet recording heads for color printers, two types of heads, the above-described one-head division and combined head unit type, are expected.
【0009】(2)一方、現在のこの種のインクジェッ
ト記録方式は他方式に比して小形、軽量かつ廉価な装置
を実現し易くまた、記録時の騒音も少なく、普通紙への
記録も可能であることから、近年、低コストプリンタの
主流となってきている。その中でもバブルジェット方式
は、インクジェット記録ヘッドのインク吐出口を高密度
にかつ多数配列することが容易であり、また電気駆動に
おいて低エネルギー消費の方式であることから、この方
式を用いた多くの製品が市場に提供されつつある。(2) On the other hand, this type of ink jet recording system at present is easy to realize a compact, lightweight and inexpensive apparatus as compared with other systems, and has low noise during recording and can record on plain paper. Therefore, in recent years, low cost printers have become mainstream. Among them, the bubble jet method is easy to arrange a large number of ink ejection ports of an ink jet recording head at a high density, and is a method of low energy consumption in electric driving, so many products using this method are used. Is being offered to the market.
【0010】現在知られているこの種のインクジェット
プリント装置におけるインク供給の形態は大別して以下
の2つの場合がある。すなわち、その第1は、キャリッ
ジにインクジェット記録ヘッドを搭載する一方、装置本
体の所定の位置に大容量のインクタンクを配設し、この
インクタンクからインクジェット記録ヘッドに対してイ
ンクチューブを介してインクを供給する方式のものであ
る。[0010] At present, there are roughly the following two types of ink supply modes in this type of ink jet printing apparatus. That is, first, while mounting an ink jet recording head on a carriage, a large-capacity ink tank is disposed at a predetermined position of the apparatus main body, and ink is supplied from the ink tank to the ink jet recording head via an ink tube. It is a method of supplying.
【0011】この方式を採る場合、稼働コストは非常に
廉価であるが、インクジェット記録ヘッド自体の寿命
が、これが用いるプリント装置とほぼ同じかあるいはそ
れ以上であることが要求されるため、インクジェット記
録ヘッドの構成と共にその材料等に工夫を要し、その結
果、インクジェット記録ヘッドそのもののコストが高い
ものとなる傾向がある。When this method is adopted, the operating cost is very low, but the life of the ink jet recording head itself is required to be substantially the same as or longer than the printing apparatus used by the ink jet recording head. In addition to the configuration described above, the material and the like need to be devised, and as a result, the cost of the inkjet recording head itself tends to be high.
【0012】一方、第2の方式として、インクタンクと
インクジェット記録ヘッドとを一体化したインクジェッ
トユニットとしてキャリッジに対して着脱することが可
能なものがある。この方式を採る場合、チューブの引き
回しがほとんどなく、また、インクの交換処理が容易で
あり、装置の小形化が可能となる。しかし、インクタン
ク内のインクが無くなった時点でインクタンクとインク
ジェット記録ヘッドが共に交換されてしまうため、稼働
コストが高いものとなる。特に、かかる場合少なくとも
インクを使い切るまでの寿命を有しているインクジェッ
ト記録ヘッドを無駄に捨ててしまうことになり、エコロ
ジー等の観点からも好ましくない。On the other hand, as a second method, there is an ink jet unit in which an ink tank and an ink jet recording head are integrated, which can be attached to and detached from a carriage. When this method is employed, the tubes are hardly routed, the ink exchange process is easy, and the apparatus can be downsized. However, when the ink in the ink tank runs out, the ink tank and the ink jet recording head are both replaced, so that the operating cost is high. In particular, in such a case, the ink jet recording head having at least the life until the ink is used up is wastefully discarded, which is not preferable from the viewpoint of ecology and the like.
【0013】上述した第2の方式の問題点を解消する一
構成として、インクジェット記録ヘッドとインクタンク
とを分離可能とし、かつそれぞれがキャリッジに対して
着脱できるものが、例えば、特開昭63−4953号公
報等によって開示されている。このような構成は、イン
クジェット記録ヘッドとインクタンクとを相互に独立に
交換可能であるため、上述した稼働コストが高くなる等
の問題を解消するものとして有効である。As one configuration for solving the problem of the above-mentioned second system, an ink jet recording head and an ink tank which can be separated and which can be attached to and detached from a carriage are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. No. 4953, and the like. Such a configuration is effective for solving the above-mentioned problems such as an increase in operating cost since the ink jet recording head and the ink tank can be exchanged independently of each other.
【0014】[0014]
(イ)しかしながら、前項(1)の1ヘッド内分割形式
においても、つぎのような問題点がある。すなわち、抵
抗性加熱素子が形成された1つの基板のその複数の抵抗
性加熱素子を各色で分割するため、1色当りに割り当て
られる抵抗性加熱素子の数は少なくなり、高速で印字が
できない。(A) However, the following problem also occurs in the one-head in-part division format described in (1) above. That is, since the plurality of resistive heating elements on one substrate on which the resistive heating elements are formed are divided for each color, the number of resistive heating elements allocated per color is reduced, and high-speed printing cannot be performed.
【0015】また、前項(1)の組ヘッドユニット形式
においても、つぎのような問題点がある。すなわち、高
精細カラー画像出力を行う場合、各色のインク滴の着弾
点ずれを小さくする必要があり、そのため各色のオリフ
ィスプレートの組み立ても更なる高精度が要求され、ま
たオリフィスプレートのベースへの接合方法も極力位置
ずれしない方法が求められる。必然的にその組み立てに
要する時間は長くなり、組み立て装置も高価なものを使
用しなければならなくなってくる。また基本的にヘッド
をいくつか並べるため、組ヘッドユニットとしてサイズ
も大きくなり、部品点数も多くなってしまう。The head unit type of the above item (1) also has the following problems. In other words, when performing high-definition color image output, it is necessary to reduce the deviation of the landing points of the ink droplets of each color, so that the assembling of the orifice plate for each color requires higher precision, and the orifice plate is joined to the base. A method that does not shift the position as much as possible is required. Inevitably, the time required for the assembling becomes long, and an expensive assembling apparatus must be used. In addition, since several heads are basically arranged, the size of the head unit becomes large, and the number of parts increases.
【0016】また、接続パッドを有する配線基板がイン
ク容器あるいは天板以外の部品に固定されているため
に、ヘッドとインク容器の分離ができず使い捨て式ヘッ
ドとなったり、あるいはその固定部品をつけるため部品
点数が増えていた。天板と抵抗性加熱素子が形成された
基板の固定法もばね方式は、組み立てが容易であるが、
ベース板上で組み上げていくため、部品点数が多くな
り、組み立て時間も多くかかっていた。さらに複数の抵
抗性加熱素子が形成された基板をベース板上で組み上げ
ていくためには、サイズが大きくなったり、組み立ても
難しかった。Further, since the wiring board having the connection pads is fixed to a component other than the ink container or the top plate, the head and the ink container cannot be separated and the disposable head is used, or the fixed component is attached. Therefore, the number of parts was increasing. The spring method is also easy to assemble the top plate and the substrate on which the resistive heating element is formed.
Since the parts were assembled on the base plate, the number of parts increased, and the assembly time was long. Furthermore, in order to assemble a substrate on which a plurality of resistive heating elements are formed on a base plate, the size increases and it is difficult to assemble.
【0017】(ロ)また、前記(2)項における上述の
キャリッジに対してインクジェット記録ヘッドユニット
が着脱され、さらにインクジェット記録ヘッドとインク
タンクが分離可能な構成にあっては、下記のような点に
注意してインクジェット記録ヘッド及びインクジェット
ユニットを設計することが必要であった。(B) Further, in a configuration in which the ink jet recording head unit is attached to and detached from the carriage described in the above item (2) and the ink jet recording head and the ink tank can be separated, the following points are set forth. It was necessary to design the ink jet recording head and the ink jet unit while paying attention to the above.
【0018】すなわち、インクや紙粉等の付着による電
気的信頼性の低下を防止すること、インクジェット記録
ヘッド等をキャリッジへ取り付ける際の精度向上、イン
クタンク等の交換容易性を高めること、カラー記録を行
うための各インクジェット記録ヘッドの相互の位置合わ
せ精度を高めること、インクジェット記録ヘッド等の製
造が容易であること、等である。That is, it is possible to prevent a decrease in electrical reliability due to the adhesion of ink or paper powder, to improve the accuracy of attaching an ink jet recording head or the like to a carriage, to increase the ease of replacing an ink tank or the like, and to perform color recording. To increase the mutual alignment accuracy of the respective ink jet recording heads, and to facilitate manufacture of the ink jet recording heads and the like.
【0019】このため、本発明の目的は、上述の
(イ),(ロ)項の諸問題点に鑑みてなされたもので、
(イ)項に対しては、インク滴着弾点精度等に起因する
各色の印字ずれを防止して高精細カラー画像の画質の向
上を図り、かつ高速記録可能でヘッドサイズも小さく、
部品点数も少なく信頼性の高いインクジェット記録ヘッ
ドを提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention has been made in view of the above problems (a) and (b).
For item (a), it is possible to improve the image quality of a high-definition color image by preventing printing misregistration of each color due to ink droplet landing point accuracy and the like, and to enable high-speed recording and a small head size.
An object of the present invention is to provide a highly reliable ink jet recording head having a small number of components.
【0020】また、(ロ)項に対しては、廉価でかつ小
形化が可能であり、操作性、信頼性が高い、インクジェ
ット記録ヘッド及びインクジェットユニットならびにイ
ンクジェット記録装置を提供することにあり、さらにま
た、インクジェット記録装置に搭載した状態のままでイ
ンクタンク等を着脱しても、カラー記録に影響を及ぼす
ような各ヘッドの位置ずれを起こさず高品位の画像を記
録できるインクジェット記録ヘッド及びインクジェット
ユニット及びインクジェット記録装置を提供することに
ある。The present invention provides an ink jet recording head, an ink jet unit, and an ink jet recording apparatus which are inexpensive, can be miniaturized, and have high operability and reliability. Further, even when an ink tank or the like is attached or detached while being mounted on an ink jet recording apparatus, an ink jet recording head and an ink jet unit capable of recording a high-quality image without causing a positional shift of each head affecting color recording. And an ink jet recording apparatus.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、以上の問
題点を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、本発明に至
ったものである。すなわち、インク流路を形成するため
の2つのインク流路溝群、2つのインク液室枠及びイン
ク導入路が形成され、かつ複数個のインク吐出口が2列
配設された天板と、前記2つのインク吐出口列に対応し
て、それぞれ個々にインクを吐出するための複数の抵抗
性加熱素子が形成された2つの基板と、該基板毎に前記
基板と前記天板とを圧接固定する2つの弾性部材と、を
有し、前記基板と天板とが接合されることによって前記
インク流路及びインク液室が形成されるインクジェット
記録ヘッドであって、該天板のインク吐出口列間にはイ
ンク吐出口列を隔てる溝が形成されており、該溝の深さ
がインク吐出口及びインク流路よりも深いことを特徴と
するものである。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above problems, and as a result, have reached the present invention. That is, a top plate on which two ink flow channel groups for forming ink flow channels, two ink liquid chamber frames and ink introduction paths are formed, and a plurality of ink ejection ports are arranged in two rows, Two substrates on each of which a plurality of resistive heating elements for individually discharging ink are formed corresponding to the two ink discharge port arrays, and the substrate and the top plate are pressed and fixed for each substrate. An ink jet recording head having the ink flow path and the ink liquid chamber formed by joining the substrate and the top plate, wherein the ink ejection port array of the top plate is provided. A groove separating the ink ejection port array is formed therebetween, and the depth of the groove is deeper than the ink ejection port and the ink flow path.
【0022】また、インクジェット記録ヘッドにおい
て、このヘッドのインク吐出方向と垂直方向±5°以内
に電気的接続面が配置され、かつ、インク吐出面は前記
電気的接続面に対して被記録材側へ少なくとも5mm以
上突出して配置される構成であってもよい。In the ink jet recording head, an electrical connection surface is disposed within ± 5 ° in a direction perpendicular to the ink discharge direction of the head, and the ink discharge surface is closer to the recording material than the electrical connection surface. It may be configured to protrude at least 5 mm or more.
【0023】[0023]
【作用】以上のような本発明構成により、それぞれつぎ
のような作用効果が得られる。 (イ)インクジェット記録ヘッドにおいて、インク流路
溝やインク液室枠等が形成された天板に抵抗性加熱素子
のある複数の基板を弾性部材により押し付け固定したも
ので、天板を精度良く一体で形成し、さらに天板に作り
込まれた基準面を基準にして精度良くレーザビームによ
り吐出口等を加工することにより、各色の印字ずれを防
止して印字品位・画像品位を向上させることができ、ま
た部品点数も少なく組み立て作業も短くてすみ、製品の
信頼性や歩留も向上し、サイズも小さくでき小形プリン
タも可能となる。さらに、抵抗性加熱素子のある基板を
複数使用できるため高速印字も可能となる。そして、イ
ンク吐出口列間にインク流路より深い溝(凹部)を設け
ることにより、各基板を天板に対して良好に密着するこ
とができるものである。According to the structure of the present invention as described above, the following effects can be obtained. (A) In an ink jet recording head, a plurality of substrates having resistive heating elements are pressed and fixed by an elastic member to a top plate on which ink channel grooves, ink liquid chamber frames and the like are formed, and the top plate is accurately integrated. In addition, by precisely processing the discharge ports and the like with a laser beam with reference to the reference surface built in the top plate, it is possible to prevent printing misregistration of each color and improve printing quality and image quality. In addition, the number of parts is small, the assembling work can be shortened, the reliability and yield of the product can be improved, the size can be reduced, and a small printer can be realized. Furthermore, high-speed printing is possible because a plurality of substrates having resistive heating elements can be used. By providing a groove (recess) deeper than the ink flow path between the ink discharge port arrays, each substrate can be brought into close contact with the top plate.
【0024】(ロ)また、インク吐出面をインク供給面
や電気的接続面と同一面に形成しないことで信頼性が向
上し、また、2列のインク吐出列の中心点を回転中心と
して180°回転した位置に配置することで部品の共通
化によるコストダウンが可能となり、さらにインク供給
部分がインク吐出方向に連結されることでインクタンク
着脱時にヘッドにかかる荷重をインク列の外側に均等に
受けることで、カラー記録に影響を及ぼすようなヘッド
の位置ずれを防ぐことも可能となる。(B) The reliability is improved by not forming the ink ejection surface on the same surface as the ink supply surface and the electrical connection surface. ° Rotational position enables cost reduction by sharing parts, and the ink supply part is connected in the ink ejection direction, so that the load applied to the head when attaching and detaching the ink tank is evenly applied to the outside of the ink row. Receiving the information also makes it possible to prevent a head displacement that affects color printing.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0026】(第1実施例)図1は、本発明の第1の実
施例のインクジェットヘッド10(本例ではインク吐出
口が2列に配列されたものを示す)の構成を模式的に示
す斜視図である。同図において、1はあらかじめインク
流路溝,インク液室枠及びインク吐出口が開いている天
板、2は抵抗性加熱素子を装着した基板とキャリッジ側
とを電気的に接続する配線基板、3は上記抵抗性加熱素
子のある基板を天板1に押し付けて固定する弾性部材、
5は天板1に穴開けされたインク吐出口、6は天板1の
中央に設けられた凹部、9は凹部6に設けられたリブで
ある。(First Embodiment) FIG. 1 schematically shows the structure of an ink jet head 10 (in this embodiment, ink ejection ports are arranged in two rows) according to a first embodiment of the present invention. It is a perspective view. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a top plate in which the ink flow channel, the ink liquid chamber frame, and the ink discharge port are opened in advance, 2 denotes a wiring board that electrically connects the substrate on which the resistive heating element is mounted and the carriage side, 3 is an elastic member for pressing and fixing the substrate having the resistive heating element against the top plate 1,
Reference numeral 5 denotes an ink ejection opening formed in the top plate 1, reference numeral 6 denotes a concave portion provided in the center of the top plate 1, and reference numeral 9 denotes a rib provided in the concave portion 6.
【0027】本例の2列配列の構成は、1列側と対象に
2列側を作製することができ、またインク導入路をまと
めて1カ所に集められるため、3列以上のものに比べて
天板が作りやすく、組み立ても容易である。In the configuration of the two-row array of this embodiment, the two-row side can be prepared for the one-row side and the object, and the ink introduction paths can be collectively collected at one place. The top plate is easy to make and easy to assemble.
【0028】図2は、図1に示すインクジェットヘッド
10の詳細構成を示す分解斜視図であり、部品構成及び
組み立ての概略がわかるように描かれた模式図である。
同図中、4は上述の抵抗性加熱素子のある基板であり、
配線基板2とはTAB実装によって電気的に接続されて
いる。FIG. 2 is an exploded perspective view showing the detailed configuration of the ink jet head 10 shown in FIG. 1, and is a schematic diagram drawn so that the outline of the component configuration and assembly can be understood.
In the figure, reference numeral 4 denotes a substrate having the above-described resistive heating element,
The wiring board 2 is electrically connected by TAB mounting.
【0029】また、図3、は図1に示すインクジェット
ヘッド10の内部構成及びインク経路の概略がわかるよ
うに描かれた断面図である。同図中、7はインク容器か
らのインクをインク液室に導くインク導入路であり、イ
ンクはインク容器11からこのインク導入路7を通り、
天板1と抵抗性加熱素子のある基板4とで形成された液
室8に入り、更に液室8から抵抗性加熱素子のあるイン
ク流路に入る。そして、抵抗性加熱素子の熱エネルギー
により膜沸騰をインクに対して生じさせ、吐出口5から
インクを吐出させる。FIG. 3 is a cross-sectional view of the ink jet head 10 shown in FIG. In the drawing, reference numeral 7 denotes an ink introduction path for guiding ink from an ink container to an ink liquid chamber. Ink passes from the ink container 11 through the ink introduction path 7,
The liquid enters the liquid chamber 8 formed by the top plate 1 and the substrate 4 having the resistive heating element, and further enters the ink flow path having the resistive heating element from the liquid chamber 8. Then, film boiling is caused to the ink by the thermal energy of the resistive heating element, and the ink is ejected from the ejection port 5.
【0030】上記液室8は天板1と抵抗性加熱素子のあ
る基板4とで形成されるが、その間を完全に密閉しイン
ク漏れを防ぐため、封止剤にて封止されている。また、
封止剤は抵抗性加熱素子のある基板4と配線基板2との
TAB接続部にも使用され、インク付着を防止し保護し
ている。The liquid chamber 8 is formed by the top plate 1 and the substrate 4 having the resistive heating element, and is sealed with a sealant in order to completely seal the space therebetween and to prevent ink leakage. Also,
The sealant is also used at the TAB connection between the substrate 4 having the resistive heating element and the wiring board 2 to prevent and protect the ink from adhering.
【0031】天板1は、樹脂等を一体成形したもので、
インク吐出口5,インク流路溝,インク液室枠及びイン
ク導入路7は成形あるいはレーザー加工によって加工さ
れる。このインク吐出口5及びインク流路溝は、高精度
で加工されることが必要であるため、レーザ加工にて形
成されることが好ましい。The top plate 1 is formed by integrally molding a resin or the like.
The ink discharge port 5, the ink flow path groove, the ink liquid chamber frame, and the ink introduction path 7 are processed by molding or laser processing. Since the ink discharge ports 5 and the ink flow path grooves need to be processed with high precision, they are preferably formed by laser processing.
【0032】また、インク吐出口5は、各インク列とも
インク吐出方向の角度バラツキを小さくした方が該イン
ク吐出口5と記録媒体との距離が変わっても各インク列
からの相対的なインクの着弾位置が変わらないため、電
気的補正が原則的に不要となり、電気的にシンプルな構
成となる。よって、加工精度を上げインク吐出口5のま
わりの表面処理などを均一にしている。これらの一体成
形品は成形性やインクに侵されにくい材料が選ばれる必
要があり、具体的な材料としてはポリサルフォンが望ま
しいが、他の成形材料であっても良い。In addition, it is preferable that the ink ejection port 5 has a smaller angle variation in the ink ejection direction for each ink row, even if the distance between the ink ejection port 5 and the recording medium changes. Since the landing position does not change, electrical correction is basically unnecessary, resulting in an electrically simple configuration. Therefore, the processing accuracy is improved, and the surface treatment around the ink discharge port 5 is made uniform. For these integrally molded products, it is necessary to select a material that is hardly affected by moldability and ink. As a specific material, polysulfone is desirable, but other molding materials may be used.
【0033】抵抗性加熱素子のある基板4は、熱エネル
ギーにより膜沸騰をインクに対して生じさせ記録を行う
もので、Si基板上に複数の列状に配された抵抗性加熱
素子と、これに電力を供給するAl等の電気配線とが成
膜技術により形成され、またTAB用のパッド数を少な
くするため、シフトレジスタと駆動用トランジスタが内
蔵されている基板である。この基板4と天板1とは高精
度で組み立てられる必要がある。The substrate 4 having the resistive heating elements is used for recording by causing film boiling due to thermal energy to the ink. The resistive heating elements are arranged in a plurality of rows on a Si substrate. The wiring is a substrate on which a shift register and a driving transistor are built in, in order to reduce the number of TAB pads, in which an electrical wiring of Al or the like for supplying electric power is formed by a film forming technique. The substrate 4 and the top plate 1 need to be assembled with high precision.
【0034】上記基板4と本体プリンタ(インクジェッ
ト記録装置)からの電気信号を接続するものが配線基板
2であり、片側は基板4とTABでつながっており、も
う一方は本体プリンタからの電気信号を受けるためのコ
ネクションパッドを有している。コネクションパッド部
は精度良く天板1に接着により固定されている。このた
め、ヘッドを1つのユニットとして扱うことかでき、組
み立てが容易で且つリサイクルの対応にも容易である。
また、抵抗性加熱素子のある基板4は、天板1に弾性部
材3による機械的付勢により固定されている。The wiring board 2 connects the substrate 4 to an electric signal from the main body printer (inkjet recording apparatus). One side is connected to the substrate 4 by TAB, and the other side receives the electric signal from the main body printer. It has a connection pad for receiving. The connection pad portion is accurately fixed to the top plate 1 by bonding. For this reason, the head can be handled as one unit, and assembling is easy and recycling is easy.
In addition, the substrate 4 having the resistive heating element is fixed to the top plate 1 by mechanical bias by the elastic member 3.
【0035】そして、上記のように基板4は弾性部材3
により天板1と密着する構成となっているため、完全に
密着させるためには天板1が微妙に変形する必要があ
る。これは、基板4及び天板1の接触面を単品状態で完
全にフラットな状態にすることは不可能であり、数μm
程度の透き間が生じてしまうためである。Then, as described above, the substrate 4 is
Therefore, the top plate 1 needs to be slightly deformed in order to completely contact the top plate 1. This is because it is impossible to make the contact surface between the substrate 4 and the top plate 1 completely flat in a single product state, and several μm
This is because a slight gap occurs.
【0036】そこで、天板の2つの吐出口列の間にイン
ク吐出部より(インク吐出口及びインク流路)より深い
溝(凹部)6を設けることによって、各基板毎に天板の
各基板に対応するインク吐出部が変形しやすくなってお
り、基板と天板との接触状態を良好なものとすることが
出来る。Therefore, by providing a groove (recess) 6 deeper than the ink discharge portion (ink discharge port and ink flow path) between the two discharge port rows of the top plate, each substrate of the top plate is provided for each substrate. Are easily deformed, and the contact state between the substrate and the top plate can be improved.
【0037】更に、本実施例においては天板1の凹部6
の両端にリブ9を設け、リブのない部分の天板を多少変
形しやすい構造として密着性を向上させている。Further, in the present embodiment, the recess 6 of the top plate 1 is used.
Ribs 9 are provided at both ends of the top plate, and the top plate in the portion without ribs is slightly deformed to improve the adhesion.
【0038】すなわち本実施例は、天板1と基板4を外
力なしに接続させた時、両端部に透き間ができる場合に
適している。That is, the present embodiment is suitable for a case where the top plate 1 and the substrate 4 are connected without any external force, and there is a gap at both ends.
【0039】また、このように凹部の両端にリブを設け
た際には基板の中央部に透き間が生じることがある。そ
こで基板と天板とを弾性部材で押圧固定した後に、凹部
の基板中央部に対応する付近に凹部(溝)の幅より楔と
なる部材を挿入し、この楔によって凹部内側から基板中
央部に対応する部分を押圧することにより更に基板と天
板との密着性を増すことが出来る。ここで、楔となる部
材は天板を構成する材料と同等もしくはそれ以上の硬度
を有する材料であればどのような材料でも構わないが、
天板と同一の材料を用いることにより、温度変化によっ
て密着性のバランスが変化する虞を低減できるものであ
る。When the ribs are provided at both ends of the concave portion, a gap may be formed at the center of the substrate. Therefore, after the substrate and the top plate are pressed and fixed by an elastic member, a member that is a wedge larger than the width of the concave portion (groove) is inserted in the vicinity of the concave portion corresponding to the central portion of the substrate. By pressing the corresponding portion, the adhesion between the substrate and the top plate can be further increased. Here, the member serving as the wedge may be any material as long as it has a hardness equal to or higher than the material forming the top plate,
By using the same material as the top plate, it is possible to reduce the possibility that the balance of adhesion changes due to a temperature change.
【0040】ところで、本実施例において2列のインク
吐出口列それぞれに異なる色のインクを用いる場合に
は、前述のインク吐出口列間に設けられた凹部(溝)は
インク吐出口面清掃時の混色防止にも効果がある。以
下、このことについて説明する。In the present embodiment, when ink of different colors is used for each of the two rows of ink discharge ports, the recesses (grooves) provided between the above-described ink discharge port rows are used for cleaning the ink discharge port surfaces. Is also effective in preventing color mixing. Hereinafter, this will be described.
【0041】まず、このようなインクジェットヘッドが
搭載されるインクジェット記録装置について図13を用
いて説明する。First, an ink jet recording apparatus equipped with such an ink jet head will be described with reference to FIG.
【0042】図13の構成において、キャリッジ200
はリードスクリュウ204,ガイド軸205上をキャリ
ッジモータ203と連動したリードスクリュウ204に
よって平行移動させられる。In the configuration shown in FIG.
Are moved in parallel on the lead screw 204 and the guide shaft 205 by the lead screw 204 interlocked with the carriage motor 203.
【0043】また、キャリッジ200上には、ヘッドと
インクタンクが一体になった印字ヘッド202が固定さ
れており、ここから吐出されるインクは、印字ヘッド2
02に対向する記録媒体、つまり記録用紙206上に着
弾し、画像を形成する。 記録用紙206は、不図示の
排紙モータと、これに連動する給紙ローラ,排紙ロー
ラ、及び紙押え板209によって印字と連動して排紙さ
れて行く。そして、非印字時や回復動作時には、不図示
のキャップによりキャッピングされる。A print head 202 in which a head and an ink tank are integrated is fixed on the carriage 200, and ink ejected from the print head 202 is
In this case, an image is formed on a recording medium facing 02, that is, on a recording sheet 206 to form an image. The recording paper 206 is discharged in synchronization with printing by a discharge motor (not shown), a feed roller, a discharge roller, and a paper holding plate 209 that are linked thereto. The cap is capped by a cap (not shown) at the time of non-printing or at the time of the recovery operation.
【0044】また、ワイパー110は印字ヘッド202
のフェイス面(インク吐出面)を清掃するためのもので
あり、回復動作後や印字中などにフェイス面に付着した
インクや異物を除去する。通常このワイパー110は、
ヘッドに接触しない位置に後退しており、ワイピング時
のみ前進して、キャリッジ200と共に移動してきたヘ
ッド202のフェイス面と接触する。The wiper 110 is connected to the print head 202.
This is for cleaning the face surface (ink ejection surface), and removes ink and foreign matter adhering to the face surface after the recovery operation or during printing. Usually, this wiper 110 is
It has receded to a position where it does not come into contact with the head, moves forward only during wiping, and comes into contact with the face surface of the head 202 that has moved with the carriage 200.
【0045】次に、上記インクジェットヘッドユニット
が記録装置に取り付けられた場合のワイピング動作につ
いて以下に説明する。Next, the wiping operation when the ink jet head unit is attached to a recording apparatus will be described below.
【0046】ワイピングを行う場合、キャリッジと共に
移動してくるヘッドに同期して、図5に示すように清掃
部材であるワイパー110がワイピング位置に前進し、
天板1の凹部6に侵入する。そして、そのままキャリッ
ジが移動することにより、天板1の片側のフェイス面が
ワイピングされる。また、キャリッジが反対方向に移動
する時に、上記と同様にしてワイピング動作を行うこと
により、反対側のフェイス面もワイピングされる。When wiping is performed, the wiper 110, which is a cleaning member, advances to the wiping position in synchronization with the head moving with the carriage, as shown in FIG.
It enters the concave portion 6 of the top plate 1. Then, as the carriage moves, the face surface on one side of the top plate 1 is wiped. When the carriage moves in the opposite direction, the wiping operation is performed in the same manner as described above, whereby the opposite face surface is also wiped.
【0047】すなわち、図5の矢印に示すように、2列
のノズル列のワイピング方向が異なるため、混色やそれ
に伴う予備吐出によるインクの浪費を防止することかで
きる。また、各ノズル列ごとに必要な時のみワイピング
が行われるので、必要以上にフェイス面の耐久性を向上
させなくとも良い。特に、一方に記録用インク、他方に
該インクと反応し印字品位や耐水性等を向上させる処理
液を備えるヘッドにおいては、インクと処理液が接触す
ると反応を起こしてしまうため、それぞれ別のワイパー
部材で且つ上記のようにワイピング方向を変更すること
が望ましい。That is, as shown by arrows in FIG. 5, since the wiping directions of the two nozzle rows are different, it is possible to prevent waste of ink due to color mixing and the accompanying preliminary ejection. Further, since wiping is performed only when necessary for each nozzle row, it is not necessary to improve the durability of the face surface more than necessary. In particular, in the case of a head having a recording ink on one side and a processing liquid which reacts with the ink to improve the print quality and water resistance, etc., a reaction occurs when the ink comes into contact with the processing liquid. It is desirable to change the wiping direction on the member and as described above.
【0048】さらに、ワイピング時には凹部6の稜線と
ワイパー110とが当接してからフェイス面を拭く構造
であるから、ワイパー110に付着した不要なインクが
除去され凹部6にて保持される。このため、ワイパー1
10は常にきれいな状態でフェイス面を拭くことが可能
となる。Furthermore, during wiping, the face surface is wiped after the ridge line of the concave portion 6 comes into contact with the wiper 110, so that unnecessary ink attached to the wiper 110 is removed and held in the concave portion 6. For this reason, wiper 1
10 can always wipe the face surface in a clean state.
【0049】また、凹部6の稜線には、図6に示すよう
に面取りが施された構造がより好ましい。この面取り部
は、ワイパー110の侵入ガイドとなるとともに、エッ
ジでワイパー110を傷つけるのを防止している。図6
では面取りとしたが、R付けでも良い。Further, it is more preferable that the ridge line of the concave portion 6 is chamfered as shown in FIG. The chamfer serves as an intrusion guide for the wiper 110 and also prevents the edge of the wiper 110 from being damaged. FIG.
In the above, the chamfer was used, but it may be rounded.
【0050】図6において、l1はブレードが固定され
ず変形可能な領域(自由長)、l2はフェイス面に対す
る侵入量、tはブレードの厚さである。フェイス面の拭
き性は上記パラメータにより決定される要素が大きい。
すなわち、自由長が長く侵入量が小さくかつ厚みが薄い
ほど、フェイス面に対するブレードの圧接力は弱くな
り、逆にすれば圧接力は増加する。この時圧接力が弱過
ぎると当然インクの拭き残しが生じてしまうし、強過ぎ
てもブレードが変形し過ぎて拭き残しやフェイス面耐久
性の劣化が生じる。In FIG. 6, reference numeral 11 denotes an area where the blade is not fixed and can be deformed (free length), reference numeral 12 denotes an amount of penetration into the face surface, and t denotes a thickness of the blade. The wiping ability of the face is largely determined by the above parameters.
That is, as the free length is longer, the penetration amount is smaller, and the thickness is thinner, the pressing force of the blade against the face surface becomes weaker, and conversely, the pressing force increases. At this time, if the pressing force is too weak, the ink will naturally be left unwiped, and if it is too strong, the blade will be deformed too much, resulting in unwiped and deteriorated face surface durability.
【0051】本発明者等の実験によれば、例えばブレー
ドの材質:ウレタン、自由長:4mm、厚み:0.3m
mにおいて、最適な侵入量の範囲は0.4〜1.5mm
の範囲であった。また侵入量は、ヘッドとブレードの位
置関係によって決まる量であるから、バラツキを考慮す
ると0.4mm以上の最適範囲を持つことが望ましい。
そして、上記パラメーターを変更した実験結果によれ
ば、ブレード厚みは0.15mm以上、侵入量は0.2
mm以上であることが望ましい。According to experiments by the present inventors, for example, the material of the blade: urethane, free length: 4 mm, thickness: 0.3 m
m, the optimal penetration range is 0.4-1.5 mm
Was in the range. Further, since the amount of penetration is determined by the positional relationship between the head and the blade, it is desirable to have an optimum range of 0.4 mm or more in consideration of variations.
According to the experimental results in which the above parameters were changed, the blade thickness was 0.15 mm or more and the penetration amount was 0.2
mm or more is desirable.
【0052】また、上記天板1の凹部6は、ワイパー1
10が侵入するのを妨げないために、図5に示すように
深さ(A)は0.3mm以上、幅(B)は0.5mm以
上あることが好ましい。The recess 6 of the top plate 1 is
In order not to prevent the penetration of 10, it is preferable that the depth (A) is 0.3 mm or more and the width (B) is 0.5 mm or more as shown in FIG.
【0053】一般的に、フェイス面にインクの漏れによ
る吐出角度の曲がりを防止するための撥水領域及びフェ
イス面に付着したインク滴のトラップを行うための親水
領域を持つヘッドが知られているが、このような天板1
のフェイス面に親水部13を持つヘッドの好ましい実施
例を図7に示す。In general, a head having a water-repellent region for preventing the ejection angle from being bent due to ink leakage on the face surface and a hydrophilic region for trapping ink droplets attached to the face surface is known. However, such a top plate 1
FIG. 7 shows a preferred embodiment of a head having a hydrophilic portion 13 on the face surface of the head.
【0054】本実施例のワイパー110の動作は、図5
に示す実施例と同様に、天板1の中心からそれぞれのノ
ズル列の外側に向かって行われる。この場合図7に示す
ように、親水部13はそれぞれのノズル列の外側(天板
端部)に設けられている。すなわち、固着インク等の異
物のたまりやすい親水部13は、ワイパー方向に対して
ノズルよりも下流に位置するため、ワイパー110によ
ってノズル内に異物を押し込む心配がない。本実施例で
は、2つのノズル列に対して両方ともに親水部13を設
けたが、片方のみに親水部13を設ける構成でも良い。The operation of the wiper 110 according to the present embodiment is shown in FIG.
In the same manner as in the embodiment shown in FIG. 1, the process is performed from the center of the top plate 1 toward the outside of each nozzle row. In this case, as shown in FIG. 7, the hydrophilic portion 13 is provided outside each nozzle row (top plate end). That is, since the hydrophilic portion 13 in which foreign matter such as fixed ink easily accumulates is located downstream of the nozzle in the wiper direction, there is no fear that the wiper 110 pushes foreign matter into the nozzle. In the present embodiment, the hydrophilic portion 13 is provided for both of the two nozzle rows, but a configuration in which the hydrophilic portion 13 is provided for only one of the nozzle rows may be employed.
【0055】(第2実施例)図8〜10に、本発明の第
2実施例のインクジェット記録ヘッド10のそれぞれ前
記第1実施例の図1〜3相当図及び該ヘッドを装着した
インクジェットカートリッジを示す。各図において、主
要構成は、前記第1実施例におけると略々同様であり、
前記図1〜3におけると同一(相当)構成要素は同一符
号で示す。(Second Embodiment) FIGS. 8 to 10 show an ink jet recording head 10 according to a second embodiment of the present invention, corresponding to FIGS. 1 to 3 of the first embodiment, and an ink jet cartridge equipped with the head. Show. In each figure, the main configuration is substantially the same as in the first embodiment,
The same (corresponding) components as those in FIGS.
【0056】以下、本第2実施例を、第1実施例との重
複部分を含めて説明する。1は、予めインク流路溝,イ
ンク液室枠,インク吐出口が開いている天板、2は、抵
抗性加熱素子を有する基板とキャリッジ側を電気的に接
続する配線基板、3は、抵抗性加熱素子を有する基板を
天板1に押し付け固定する弾性部材、5は、天板1に開
いているインク吐出口である。本例の2列配列は、1列
側と対称的に2列側を作ることができ、また、インク導
入路をまとめて中央部の1カ所に集められるため3列以
上のものに比べて天板1が作り易く、組み立ても容易で
ある。さらに、各列の部品は基本的に同じものであり、
コスト的にも有利である。Hereinafter, the second embodiment will be described, including the overlap with the first embodiment. 1 is a top plate in which an ink flow path groove, an ink liquid chamber frame, and an ink discharge port are opened in advance, 2 is a wiring board that electrically connects a substrate having a resistive heating element to the carriage side, and 3 is a resistance board. The elastic member 5 for pressing and fixing the substrate having the heating element to the top plate 1 is an ink ejection port opened in the top plate 1. In the two-row array of this example, two rows can be formed symmetrically to the one-row side, and the ink introduction paths are collectively collected at one location in the center, so that the top row is compared to the three or more rows. The board 1 is easy to make and easy to assemble. Furthermore, the components in each row are basically the same,
It is also advantageous in terms of cost.
【0057】また、図9は、図8に示したインクジェッ
ト記録ヘッド10の部品構成及び組み立ての概略が分か
るように描かれた模式図である。4は抵抗性加熱素子を
有する基板であり、金属プレート15に接着されてい
る。配線基板2とはTAB実装によって電気的に接続さ
れている。さらに、配線基板2は、金属プレート15に
接着にて固定され、配線基板2を折り曲げるときに曲げ
の力が抵抗性加熱素子を有する基板4にかからないよう
にしてある。FIG. 9 is a schematic diagram drawn so that the outline of the component configuration and assembly of the ink jet recording head 10 shown in FIG. 8 can be understood. Reference numeral 4 denotes a substrate having a resistive heating element, which is bonded to the metal plate 15. The wiring board 2 is electrically connected by TAB mounting. Further, the wiring board 2 is fixed to the metal plate 15 by bonding so that a bending force is not applied to the substrate 4 having the resistive heating element when the wiring board 2 is bent.
【0058】さらに、図10は、図8に示したインクジ
ェット記録ヘッド10の内部構成及びインク経路の概略
が分かるように描かれた断面図である。7は、インク容
器からのインクをインク液室に導くインク導入路であ
る。FIG. 10 is a sectional view of the ink jet recording head 10 shown in FIG. Reference numeral 7 denotes an ink introduction path for guiding ink from the ink container to the ink liquid chamber.
【0059】インクは、インク容器から、インク導入路
7を通り天板1と、抵抗性加熱素子を有する基板4とで
形成されたインク液室8に入る。液室8から抵抗性加熱
素子のあるインク流路溝14に入り、抵抗性加熱素子の
熱エネルギーにより膜沸騰をインクに対して生じさせ吐
出口5からインクを吐出する。From the ink container, the ink passes through the ink introduction path 7 and enters the ink liquid chamber 8 formed by the top plate 1 and the substrate 4 having the resistive heating element. The ink enters the ink flow path groove 14 having the resistive heating element from the liquid chamber 8, causes the ink to cause film boiling by thermal energy of the resistive heating element, and discharges the ink from the discharge port 5.
【0060】インク液室8は、天板1と抵抗性加熱素子
を有する基板4とで形成されるが、その間を完全に密閉
しインク漏れを防ぐため封止剤にて封止する。また封止
剤は抵抗性加熱素子を有する基板4と配線基板2とのT
AB接続部にも使用され、インク付着を防止し保護して
いる。The ink liquid chamber 8 is formed by the top plate 1 and the substrate 4 having a resistive heating element. The space between them is completely sealed and sealed with a sealant to prevent ink leakage. Further, the sealing agent is used for the T between the substrate 4 having the resistive heating element and the wiring substrate 2.
It is also used at the AB connection to prevent and protect ink adhesion.
【0061】天板1は一体成形されたもので、インク吐
出口5,インク流路溝14,インク液室枠及びインク導
入路7は、成形あるいはレーザビーム加工によって加工
される。インク吐出口5,インク流路溝14は、高精度
で加工されることが必要である。インク吐出口5は、各
インク列ともインク吐出方向の角度のばらつきを小さく
した方がインク吐出口5と記録媒体との距離が変化して
も、各インク列からの相対的なインクの着弾位置が変わ
らないため、電気的補正が原則的に不要となり、電気的
に簡単な構成となる。よって加工精度を上げ、インク吐
出口5の回りの表面処理などを均一にしている。これら
の一体成形品は、成形性やインクに侵され難い材料が選
ばれる必要があり、具体的な材料としてはポリサルフォ
ンが望ましいが、他の成形材料であっても良い。The top plate 1 is integrally formed, and the ink discharge ports 5, the ink flow grooves 14, the ink liquid chamber frame and the ink introduction path 7 are processed by molding or laser beam processing. The ink discharge ports 5 and the ink flow grooves 14 need to be processed with high precision. Ink ejection ports 5 are designed such that the smaller the variation in the angle of the ink ejection direction in each ink row, the smaller the variation in the angle between the ink ejection ports 5 and the recording medium. Does not change, electrical correction is basically unnecessary, and the configuration is electrically simple. Therefore, the processing accuracy is increased, and the surface treatment around the ink discharge port 5 is made uniform. For these integrally molded articles, it is necessary to select a material that is hardly affected by moldability and ink. As a specific material, polysulfone is desirable, but other molding materials may be used.
【0062】抵抗性加熱素子を有する基板4は、熱エネ
ルギーにより膜沸騰をインクに対して生じさせ記録を行
うもので、Si基板上に複数の列状に配された抵抗性加
熱素子と、これに電力を供給するAl等の電気配線とが
成膜技術により形成されTAB用のパッド数を少なくす
るため、シフトレジスタと駆動用トランジスタとが内蔵
されている基板である。この基板4は、インク吐出口5
と位置が合っていなければ正常な吐出ができなくなるた
め、天板1とは、高精度で組み立てられる必要がある。The substrate 4 having a resistive heating element is used for recording by causing a film boiling due to thermal energy to the ink. The resistive heating element is arranged in a plurality of rows on a Si substrate. The wiring is a substrate in which a shift register and a driving transistor are incorporated in order to reduce the number of TAB pads by forming an electrical wiring of Al or the like for supplying electric power by a film forming technique. The substrate 4 has an ink ejection port 5
If the position is not correct, normal ejection cannot be performed, and it is necessary to assemble with the top plate 1 with high accuracy.
【0063】上記基板4と本体プリンタからの電気信号
を接続するものが配線基板2であり、片側は基板4とT
ABで接続されており、もう一方は、本体プリンタから
の電気信号を受けるための接続パッドを有している。接
続パッド部は精度良く天板1に接着により固定されてい
る。そのため、ヘッドを1つのユニットとして扱えるた
め、組み立てが容易でリサイクルの対応にも好都合であ
る。また、抵抗性加熱素子を有する基板4は、天板1に
着弾部材3による機械的付勢により固定される。The wiring board 2 connects the board 4 to an electric signal from the main body printer.
AB, and the other has connection pads for receiving electric signals from the main body printer. The connection pad portion is accurately fixed to the top plate 1 by adhesion. Therefore, since the head can be handled as one unit, it is easy to assemble, and it is convenient for recycling. Further, the substrate 4 having the resistive heating element is fixed to the top plate 1 by mechanical biasing of the landing member 3.
【0064】図9は、図8に示す本発明実施例のインク
ジェット記録ヘッド10を有するインクジェット記録ヘ
ッドユニットを模式的に示した斜視図である。インクジ
ェット記録ヘッド10は、インク容器(タンク)11の
インクジェット記録装置への装着方向前方に直接固定さ
れ、インクジェット記録装置に装着ができるよう構成さ
れている。FIG. 9 is a perspective view schematically showing an ink jet recording head unit having the ink jet recording head 10 of the embodiment of the present invention shown in FIG. The ink jet recording head 10 is directly fixed to the front of the ink container (tank) 11 in the mounting direction with respect to the ink jet recording apparatus, and is configured to be mountable to the ink jet recording apparatus.
【0065】(第3実施例)本実施例の詳述に先立ち、
まず、本発明が適用されるインクジェット記録ヘッドの
基本構成とその構成要件について、一部既述説明との重
複を含めて説明する。(Third Embodiment) Prior to the detailed description of this embodiment,
First, the basic configuration of an ink jet recording head to which the present invention is applied and its configuration requirements will be described, including some overlap with the above description.
【0066】本発明実施例は、キャリッジに対してイン
クタンク及びインクジェット記録ヘッドがそれぞれ着脱
可能なインクジェットユニットであり、(a)装置本体
側から電気的信号を受け取る部分(以下、“電気的接合
部”と言う)、(b)インクタンクからインクを受け取
る部分(以下、“インク供給部”と言う)、(c)イン
クを吐出する部分(以下、“インク吐出部”と言う)、
(d)キャリッジに対してインクジェット記録ヘッドを
位置決めする部分(以下、“位置決め部”と言う)、の
4つの主な機能的部分を記録ヘッドの各面に設ける。The embodiment of the present invention is an ink-jet unit in which an ink tank and an ink-jet recording head can be attached to and detached from a carriage, respectively. ), (B) a portion that receives ink from an ink tank (hereinafter, referred to as an “ink supply portion”), (c) a portion that discharges ink (hereinafter, referred to as an “ink discharge portion”),
(D) Four main functional parts, a part for positioning the ink jet recording head with respect to the carriage (hereinafter referred to as a “positioning part”), are provided on each surface of the recording head.
【0067】また、これら4つの主たる機能部の構成に
当っては、インクジェット記録ヘッドの信頼性,画像品
位,インクジェット記録ヘッドとインクタンクの交換し
易さが求められることから、次に述べる各項条件を配慮
することが望ましい。Further, in the configuration of these four main functional parts, the reliability, image quality, and ease of replacement of the ink jet recording head and the ink tank are required for the ink jet recording head. It is desirable to consider the conditions.
【0068】仮に、インク吐出部が設けられる面と同じ
面に上記インク供給部、あるいは上記電気的接続部を併
せて設ける場合には、インク吐出部より吐出された記録
用インクのミストが電気的接続部に飛散したりして、イ
ンクミストの導通によるショートが発生したり、また被
記録材と電気的接続部の距離が近いために電気的接続部
に付着した紙粉等が電気的接点不良を起こしたりするこ
とがある。If the ink supply unit or the electrical connection unit is provided on the same surface as the surface on which the ink ejection unit is provided, the mist of the recording ink ejected from the ink ejection unit is electrically A short circuit may occur due to ink mist conduction due to scattering at the connection part, or paper dust or the like adhering to the electrical connection part due to the short distance between the recording material and the electrical connection part may cause a poor electrical contact. And may cause.
【0069】インクジェット記録ヘッドの交換または分
離インクタンクの交換時に、これらの着脱力は、キャリ
ッジ及びインクジェット記録ヘッドに負荷される。この
ような荷重によって、インクジェット記録ヘッドが動く
場合には、正確なインクジェット記録ヘッドの位置が確
保されず、そのために記録用インクの正確な着弾位置を
確保できなくなり、画像品位を低下させることになる。When the ink jet recording head is replaced or the separated ink tank is replaced, the attaching / detaching force is applied to the carriage and the ink jet recording head. When the ink jet recording head moves due to such a load, an accurate position of the ink jet recording head cannot be ensured, so that an accurate landing position of the recording ink cannot be ensured, and the image quality is degraded. .
【0070】製造工程において、カラー記録を行うため
の各インクジェット記録ヘッド相互の位置合わせ精度を
高精度に組み付けなければならない。In the manufacturing process, it is necessary to assemble the positioning accuracy of the respective ink jet recording heads for performing color recording with high accuracy.
【0071】以上の条件を考慮した本発明に係る第3実
施例のインクジェット記録ヘッド、インクタンクに関す
る構成の一例を図11に示す。FIG. 11 shows an example of the configuration relating to the ink jet recording head and the ink tank of the third embodiment according to the present invention in consideration of the above conditions.
【0072】同図において、100はインクジェット記
録ヘッドであり、101,102,103は、それぞれ
インクジェット記録ヘッド100のインク吐出部,ホル
ダ,電気的接続部である。また、106はインクタンク
であり、インクジェット記録ヘッド100の固定された
ホルダ102において、インク吐出方向すなわち電気的
接続面に垂直方向に配置されたインク供給管105と連
結することでインクの供給を行う。In the figure, reference numeral 100 denotes an ink jet recording head, and reference numerals 101, 102, and 103 denote an ink discharge portion, a holder, and an electrical connection portion of the ink jet recording head 100, respectively. Reference numeral 106 denotes an ink tank, which supplies ink by being connected to an ink supply pipe 105 arranged in a direction perpendicular to an ink ejection direction, that is, an electrical connection surface, in the holder 102 to which the inkjet recording head 100 is fixed. .
【0073】図12は、図11に示したインクジェット
ユニットのインク吐出方向側から視た構成図であり、前
述のインク吐出部101,電気的接続部103は、中心
点Aを回転中心としてそれぞれ101A,101B;1
03A,103Bに配置された状態となっている。ここ
で、104C,Dは、インクジェット記録ヘッド100
のコーナに設けられた位置決め部であり、不図示の本体
に対するインクジェット記録ヘッド100のX,Y方向
の位置決めを行う。また、Z方向に対しての位置決め
は、104B及び図12における104Aにて行う。こ
こで溝107は、前記インク吐出部101A及び101
Bの間に構成され、その長さはインク吐出部よりも長
い。FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the ink jet unit shown in FIG. 11 viewed from the ink discharge direction. , 101B; 1
03A and 103B. Here, 104C and 104D are the ink jet recording heads 100.
This is a positioning section provided at the corner of the ink jet recording head 100, and positions the ink jet recording head 100 in the X and Y directions with respect to a main body (not shown). The positioning in the Z direction is performed at 104B and 104A in FIG. Here, the groove 107 is provided in the ink ejection units 101A and 101A.
B, and the length is longer than the ink ejection section.
【0074】本実施例では、前述した記録ヘッドの各構
成要素はつぎのような条件を満たすように記録ヘッドに
配設されている。すなわち、インク吐出面をインク供給
面や電気的接続面と同一面に形成しないことで、インク
吐出部より吐出された記録用インクのミストが電気的接
続部に飛散し発生するインクミストの導通によるショー
トを防ぐことが可能となり、また被記録材と電気的接合
面の距離が離れていることで、電気的接続面に付着した
紙粉等による電気的接点不良の防止も可能となる。In this embodiment, the components of the recording head described above are arranged on the recording head so as to satisfy the following conditions. That is, by not forming the ink ejection surface on the same surface as the ink supply surface and the electrical connection surface, the mist of the recording ink ejected from the ink ejection portion is scattered to the electrical connection portion, and the ink mist generated by conduction is generated. Short-circuit can be prevented, and since the distance between the recording material and the electrical connection surface is large, electrical contact failure due to paper dust or the like adhering to the electrical connection surface can also be prevented.
【0075】特に本実施例においては、インク吐出方向
と垂直方向±5°以内に電気的接続面が配置され、かつ
インク吐出面を電気的接続面から5mm以上突出して配
置しているために、この段差部をプリンタ本体キャリッ
ジの電気的接続部として利用することで、上述のインク
ミスト及び紙粉の防止壁としての効果も得ることができ
る。Particularly, in this embodiment, since the electrical connection surface is arranged within ± 5 ° in the direction perpendicular to the ink ejection direction, and the ink ejection surface is arranged to protrude from the electrical connection surface by 5 mm or more, By using the step portion as an electrical connection portion of the printer main body carriage, the above-described effect as a wall for preventing ink mist and paper dust can be obtained.
【0076】さらに、カラー記録を行うために、インク
吐出部が主走査方向に対して2列配置される場合、1列
目のインク吐出部及びこれに対応する電気的接続面と2
列目のインク吐出部及びこれに対応する電気的接続面
を、2列の中心を回転中心として180°回転した位置
に配置することにより、部品の共通化によるコストダウ
ンが可能となる。Further, when the ink discharge units are arranged in two rows in the main scanning direction in order to perform color printing, the first row of the ink discharge units and the corresponding electrical connection surface are connected to the two rows.
By arranging the ink discharge units in the rows and the electrical connection surfaces corresponding thereto at positions rotated by 180 ° about the center of the two rows as the rotation center, it is possible to reduce costs by sharing parts.
【0077】また、上述の2列のインク吐出部の間にイ
ンク吐出部より長い長さの溝を設けることにより各々の
インク吐出部のインク色が異なる場合の混色を防止する
ことも可能となる。Further, by providing a groove having a length longer than that of the ink ejection section between the two rows of ink ejection sections, it is also possible to prevent color mixing when the ink colors of the respective ink ejection sections are different. .
【0078】そして、分離インクタンク等のインク供給
部分が、インク吐出方向に押圧されて、連結されること
により、インクタンク交換等の着脱時にヘッドにかかる
荷重をインク列の外側に左右均等に受けることでカラー
記録に影響を及ぼすようなヘッドの位置ずれを防ぐこと
も可能となる。Then, the ink supply portions such as the separated ink tanks are pressed in the ink ejection direction and connected to each other, so that the load applied to the head when the ink tank is replaced or the like is evenly applied to the outer side of the ink row. This also makes it possible to prevent a head displacement that affects color printing.
【0079】[0079]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 (1)インクジェット記録ヘッドにおいて、インク流路
溝やインク液室枠が形成された天板と抵抗性加熱素子を
有する複数の基板とを弾性部材により圧接固定したもの
で、天板を精度良く一体で形成しさらに天板に作り込ま
れた基準面を基準にして精度良くレーザビームで吐出口
等を加工することにより、各色の印字ずれを防止して印
字品位・画像品位を向上させることができ、また部品点
数も少なく組み立て作業も短くてすみ、製品の信頼性や
歩留も向上し、サイズも小さくでき小形プリンタも可能
となる。さらに抵抗性加熱素子を有する基板を複数使用
できるため高速印字も可能となる。As described above, according to the present invention, (1) In an ink jet recording head, a plurality of substrates each having a top plate on which ink flow channel grooves and ink liquid chamber frames are formed and a resistive heating element are provided. Are fixed by pressure with an elastic member.The top plate is formed integrally with high precision, and the discharge ports and the like are processed with a laser beam with high accuracy based on the reference surface built in the top plate. It is possible to improve printing quality and image quality by preventing printing misalignment.Also, the number of parts is small, assembly work can be shortened, product reliability and yield can be improved, size can be reduced, and compact printers are possible. Become. Further, since a plurality of substrates having resistive heating elements can be used, high-speed printing is also possible.
【0080】そして、天板の2つの吐出口列の間にイン
ク吐出部より(インク吐出口及びインク流路)より深い
溝(凹部)を設けることによって、各基板毎に天板の各
基板に対応するインク吐出部が変形し、基板と天板との
接触状態を良好なものとすることが出来る。 (2)さらにまた、インク吐出面をインク供給面や電気
的接続面と同一面に形成せずに、少なくとも5mm以上
インク吐出面を突出させて配置することにより、信頼性
が向上し、また2列のインク吐出列の中心点を回転中心
として180°回転した位置に配置することにより、部
品の共通化によるコストダウンが可能となり、さらにイ
ンクタンクがインク吐出方向に押圧されて、連結される
ことでインクタンク着脱時にヘッドにかかる荷重をイン
ク列の外側に均等に受けることにより、カラー記録に影
響を及ぼすようなヘッドの位置ずれを防止することも可
能となった。By providing a groove (concave portion) deeper than the ink discharge portion (ink discharge port and ink flow path) between the two discharge port arrays on the top plate, each substrate is provided on each substrate of the top plate. The corresponding ink ejection portion is deformed, and the contact state between the substrate and the top plate can be improved. (2) Further, the reliability is improved by arranging the ink ejection surface so as to protrude at least 5 mm or more without forming the ink ejection surface on the same surface as the ink supply surface and the electrical connection surface. By arranging at a position rotated by 180 ° about the center point of the ink ejection row of the row as a rotation center, it is possible to reduce the cost by sharing parts, and furthermore, the ink tank is pressed and connected in the ink ejection direction. Thus, the load applied to the head when the ink tank is attached and detached is evenly applied to the outside of the ink row, so that it is possible to prevent the head from being displaced, which affects color recording.
【0081】(3)さらには、複数のノズル列を持つヘ
ッドの天板中央部付近に、ワイパー部材の侵入が可能な
凹部を設けることにより、混色及び拭き残しを防止する
ことができるとともに、ワイパー回数を必要最小限に抑
えることかでき、これによりフェイス面及びワイパーの
耐久性も向上する。(3) Further, by providing a recess near the center of the top plate of the head having a plurality of nozzle rows, into which the wiper member can enter, it is possible to prevent color mixing and unwiping, and also to remove the wiper. The number of times can be minimized, which also improves the durability of the face surface and the wiper.
【図1】 本発明の第1の実施例のインクジェットヘッ
ドの構成を模式的に示す斜視図FIG. 1 is a perspective view schematically illustrating a configuration of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 図1のインクジェットヘッドの詳細構成を示
す分解斜視図FIG. 2 is an exploded perspective view showing a detailed configuration of the inkjet head of FIG. 1;
【図3】 図1のインクジェットヘッドの内部構成を示
す断面図FIG. 3 is a sectional view showing the internal configuration of the ink jet head of FIG. 1;
【図4】 図1のインクジェットヘッドを有するヘッド
ユニットの構成を模式的に示す斜視図FIG. 4 is a perspective view schematically showing a configuration of a head unit having the inkjet head of FIG. 1;
【図5】 第1の実施例のワイピング時の動作を示す説
明図FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation at the time of wiping according to the first embodiment;
【図6】 第1の実施例のワイピング時の動作を示す説
明図FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation at the time of wiping according to the first embodiment;
【図7】 第1の実施例のワイピング時の動作を示す説
明図FIG. 7 is an explanatory diagram showing an operation at the time of wiping according to the first embodiment;
【図8】 第2実施例のインクジェット記録ヘッドの模
式的外観斜視図FIG. 8 is a schematic external perspective view of an ink jet recording head according to a second embodiment.
【図9】 図8のインクジェット記録ヘッドの分解模式
図9 is an exploded schematic view of the inkjet recording head of FIG.
【図10】 第2実施例のインクジェット記録ヘッドの
内部構成及びインク流路を示す断面図FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an internal configuration and an ink flow path of an ink jet recording head according to a second embodiment.
【図11】 第3実施例のインクジェット記録ヘッドユ
ニットの外観斜視図FIG. 11 is an external perspective view of an ink jet recording head unit according to a third embodiment.
【図12】 図11のインク吐出方向側から視た構成図12 is a configuration diagram viewed from an ink ejection direction side in FIG. 11;
【図13】 インクジェット記録装置の構成を示す斜視
図FIG. 13 is a perspective view illustrating a configuration of an inkjet recording apparatus.
1 天板 2 配線基板 3 弾性部材 4 抵抗性加熱素子のある基板 5 インク吐出口 6 天板中央凹部 7 インク導入路 8 インク液室 9 リブ 10 インクジェットヘッド 11 インク容器 12 ジョイントシール 13 親水部 14 インク流路溝 15 金属プレート 100 インクジェット記録ヘッド 101,101A,101B インク吐出部 102 ホルダ 103,103A,103B 電気的接続部 104A,104B,104C,104D 位置決め部 105 インク供給管 106 インクタンク 107 溝 110 ワイパー(清掃部材) A 回転中心 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Top plate 2 Wiring board 3 Elastic member 4 Substrate with resistive heating element 5 Ink ejection port 6 Top plate central recess 7 Ink introduction path 8 Ink liquid chamber 9 Rib 10 Ink jet head 11 Ink container 12 Joint seal 13 Hydrophilic part 14 Ink Channel groove 15 Metal plate 100 Ink jet recording head 101, 101A, 101B Ink ejection unit 102 Holder 103, 103A, 103B Electrical connection unit 104A, 104B, 104C, 104D Positioning unit 105 Ink supply pipe 106 Ink tank 107 Groove 110 Wiper ( Cleaning member) A Center of rotation
フロントページの続き (72)発明者 高橋 亘 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 益田 利明 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山本 肇 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小瀧 靖夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 山中 昭弘 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内Continuation of the front page (72) Inventor Wataru Takahashi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc. (72) Inventor Toshiaki Masuda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Hajime Yamamoto 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Yasuo Kotaki 3-30-2 Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Invention Person Akihiro Yamanaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc.
Claims (15)
ク流路溝群、2つのインク液室枠及びインク導入路が形
成され、かつ複数個のインク吐出口が2列配設された天
板と、 前記2つのインク吐出口列に対応して、それぞれ個々に
インクを吐出するための複数の抵抗性加熱素子が形成さ
れた2つの基板と、 該基板毎に前記基板と前記天板とを圧接固定する2つの
弾性部材と、 を有し、前記基板と天板とが接合されることによって前
記インク流路及びインク液室が形成されるインクジェッ
ト記録ヘッドであって、 該天板のインク吐出口列間にはインク吐出口列を隔てる
溝が形成されており、該溝の深さがインク吐出口及びイ
ンク流路よりも深いことを特徴とするインクジェット記
録ヘッド。1. A ceiling having two ink flow channel groups for forming ink flow channels, two ink liquid chamber frames and an ink introduction path, and a plurality of ink discharge ports arranged in two rows. A plate, two substrates on each of which a plurality of resistive heating elements for individually discharging ink are formed, corresponding to the two ink discharge port arrays, respectively, the substrate and the top plate for each substrate. An ink jet recording head comprising: two elastic members for pressing and fixing the ink passage, wherein the ink flow path and the ink liquid chamber are formed by joining the substrate and the top plate, An ink jet recording head, wherein a groove separating the ink ejection port array is formed between the ejection port arrays, and the depth of the groove is deeper than the ink ejection port and the ink flow path.
を行う接続パッドを有するフレキシブルな配線基板が接
続され、その配線基板が前記天板に固定されている請求
項1記載のインクジェット記録ヘッド。2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a flexible wiring substrate having connection pads for making electrical contact with the carriage is connected to the substrate, and the wiring substrate is fixed to the top plate.
脂であることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。3. An ink jet recording head, wherein the top plate according to claim 1 is a resin molded integrally.
ートが設けられている請求項1記載のインクジェット記
録ヘッド。4. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a metal plate is provided on the elastic member side of the substrate.
ートが設けられており、前記配線基板は前記天板及び金
属プレートに固定されている請求項2記載のインクジェ
ット記録ヘッド。5. The ink jet recording head according to claim 2, wherein a metal plate is provided on the elastic member side of the substrate, and the wiring substrate is fixed to the top plate and the metal plate.
インクジェット記録ヘッドにおいて、インク吐出方向は
各インク吐出口列とも±2°以内の誤差で同方向である
ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。6. An ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink ejection direction is the same in each ink ejection port array with an error within ± 2 °. Recording head.
インクを吐出するインクジェット記録ヘッドにおいて、
このヘッドのインク吐出方向と垂直方向±5°以内に電
気的接続面が配置され、かつ、インク吐出面は前記電気
的接続面に対して被記録材側へ少なくとも5mm以上突
出して配置されることを特徴とするインクジェット記録
ヘッド。7. An ink jet recording head for discharging the ink according to claim 1, wherein:
An electrical connection surface is arranged within ± 5 ° in a direction perpendicular to the ink ejection direction of the head, and the ink ejection surface is arranged to project at least 5 mm toward the recording material side with respect to the electrical connection surface. An ink jet recording head characterized by the following.
ドにおいて、前記インク吐出部が主走査方向に対して2
列配置され、1列目のインク吐出部及びこれに対応する
電気的接続面と2列目のインク吐出部及びこれに対応す
る電気的接続面は、前記2列の中心点を回転中心として
180°回転した位置に配置されることを特徴とするイ
ンクジェット記録ヘッド。8. The ink jet recording head according to claim 7, wherein the ink discharge unit is located at a distance of 2 with respect to the main scanning direction.
The first row of ink discharge units and their corresponding electrical connection surfaces are arranged in rows, and the second row of ink discharge units and their corresponding electrical connection surfaces are rotated 180 degrees around the center point of the second row. An ink jet recording head which is arranged at a rotated position.
mm以上であることを特徴とする請求項1記載のインク
ジェット記録ヘッド。9. The groove has a depth of 0.3 mm or more and a width of 0.5 mm.
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the diameter is not less than mm.
直角方向のリブを設けたことを特徴とする請求項1記載
のインクジェット記録ヘッド。10. The ink jet recording head according to claim 1, wherein ribs are provided in the vicinity of both ends of said groove in a direction perpendicular to an ink discharge port array.
とを特徴とする請求項3記載のインクジェット記録ヘッ
ド。11. An ink jet recording head according to claim 3, wherein a wedge member is provided near the center of said groove.
と同じ材料で形成されている請求項11に記載のインク
ジェット記録ヘッド。12. The ink jet recording head according to claim 11, wherein the wedge member is formed of the same material as a material forming the top plate.
載のインクジェット記録ヘッドと、該記録ヘッドの天板
のインク吐出口が設けられている吐出口面を清掃する清
掃部材と、を備えたことを特徴とするインクジェット記
録装置。13. An ink jet recording head according to claim 1, further comprising: a cleaning member for cleaning a discharge port surface of the top plate of the recording head where the ink discharge ports are provided. An ink jet recording apparatus characterized in that:
録装置は、前記清掃部材による前記吐出口面の清掃時に
は前記清掃部材を前記天板の溝に侵入させることを特徴
とするインクジェット記録装置。14. The ink jet recording apparatus according to claim 13, wherein the cleaning member is caused to enter the groove of the top plate when the cleaning member cleans the discharge port surface.
清掃部材の移動方向が異なることを特徴とする請求項1
4に記載のインクジェット記録装置。15. The printing apparatus according to claim 1, wherein the direction of movement of the cleaning member is different for each row of ink ejection ports of the recording head.
5. The ink jet recording apparatus according to 4.
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