JPH1071716A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インク吐出用の抵抗素子を実装した基板とイ
ンク流路を有する樹脂成形部からなるインクジェット記
録ヘッドで、一つの樹脂成形部材に二つのインク流路部
を設けて、それらのインク流路部を各々の基板で挟み込
むような構成においても、封止剤滴下量の管理が容易に
なり、良好な封止工程の安定性が得られるようにする。 【解決手段】 インク流路、インク液室１４及びインク
吐出用のノズル１３を各２系統有した単一の樹脂成形部
と、この樹脂成形部の両側に各々の抵抗素子を実装した
基板を装着し、バネ部材で押圧するようにする。また、
樹脂成形部は基板との接合状態において、インク液室の
外周に該基板の面積より大きく且つ基板の接合面と所定
の間隔を有する封止面１１をインク液室１４の側面側及
びインク吐出方向と反対の後側に具備するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に搭載されて用いられるインクジェット記録ヘッ
ドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットヘッドは、一般的に一つ
のインク流路を有する樹脂成形部と、一つのインク吐出
用の電気抵抗素子を実装した基板とによって構成されて
おり、樹脂成形部品をバネ部材で荷重する構成となって
いる。

【０００３】図１０はこのような一般的なインクジェッ
トヘッドの構成を示す図であり、（ａ）はその要部を示
す側断面図、（ｂ）は上面図となっている。以下、この
図１０により従来のインクジェットヘッドの封止工程に
ついて説明する。

【０００４】従来構成のインクジェットヘッドは、アル
ミプレート１０１上にインク吐出用抵抗素子を具備した
基板１０２を接着固定し、更にインク流路部を具備する
樹脂成形部材１０３を該基板上にバネ部材１０４によっ
て荷重圧接するものである。また、その後該基板と該樹
脂成形部の隙間の封止及び接着のために塗布される封止
剤は、図１０中の上方Ａ方向よりアルミプレート上若し
くは基板上に容易に滴下され、密着後隙間によって発生
する毛管力により所定の封止をおこなっている。図１０
中、１０５はインク吐出口を示している。

【０００５】この構成においては、封止剤滴下点は広い
範囲（図１０の斜線部の滴下可能領域）に及び、様々な
インク液室形状、更にインク液室が複数色用に分離して
いる場合においても封止剤滴下点を最適化することが容
易であり、且つ封止材塗布量の管理においても、封止剤
滴下点が平面であるため必要な封止領域と毛管力との関
係により、必要十分な封止材塗布量の決定、管理が容易
である。

【０００６】以上の理由により、従来構成のインクジェ
ットヘッドは、安定した封止工程が得られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近、
より高解像度且つ高精細な画像形成が求められており、
インクドットの高密度化が必要となっている。このイン
クドットの高密度化を実現するためには、インクの小液
滴化、処理液によるインクの紙面定着性を向上させる必
要があり、また小液滴の処理液とインクの紙面上におけ
る着弾精度及び複数色のインク液滴の着弾精度は、個々
のインクジェットヘッドと処理液吐出ヘッドを高精度で
組み合わせることにより得る必要がある。

【０００８】そこで、個別のヘッドを高精度で組み合わ
せることなくインクドットの高着弾精度を得るために、
一つの樹脂成形部材によって二つのインクジェットヘッ
ドを構成する場合において、基板側より封止を行う必要
が生じ、その際基板の投影面積より小さい従来のインク
液室の周囲部の形状では十分な封止剤の滴下領域が得ら
れず、滴下量管理に支障をきたし、隙間封止不足若しく
はインク流路内への封止剤あふれといった封止安定性が
得られないという問題点があった。

【０００９】本発明は、上記のような問題点を除去する
ためになされたもので、樹脂成形部と基板の接合時の隙
間の封止性を安定させ、従来構成のヘッドと同等の封止
工程の安定性を得ることができ、高解像度且つ高精細な
画像が得られるインクジェット記録ヘッドを提供するこ
とを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ット記録ヘッドは、次のように構成したものである。

【００１１】（１）インク吐出用の抵抗素子を実装した
基板とインク流路を有する樹脂成形部とからなるインク
ジェット記録ヘッドであって、インク流路、インク液室
及びインク吐出用のノズルを各２系統有した単一の樹脂
成形部と、この樹脂成形部の両側に押圧されて装着され
る前記抵抗素子を実装した二つの基板とを備え、前記樹
脂成形部は、前記基板との接合状態においてインク液室
の外周に該基板の面積より大きく且つ基板の接合面と所
定の間隔を有する封止用の面をインク液室の側面側及び
インク吐出方向と反対の後側に有するようにした。

【００１２】（２）上記（１）のヘッドにおいて、イン
ク流路及びインク液室は、単色用の１室とした。

【００１３】（３）上記（１）のヘッドにおいて、イン
ク流路及びインク液室は、複数色用に分割した。

【００１４】（４）上記（１）ないし（３）何れかのヘ
ッドにおいて、封止用の面は、その外周端部よりインク
液室の壁に向って幅及び深さが減少し最終的に該封止用
の面と同一の高さとなるテーパー部が続いて形成されて
いるものとした。

【００１５】（５）上記（３）のヘッドにおいて、封止
用の面は、その外周端部よりインク液室の壁に向って幅
及び深さが減少し最終的に該封止用の面と同一の高さと
なるテーパー部が続いて形成され、且つこのテーパー部
内に各色毎に対応した所定の幅及び深さの溝が設けられ
ているものとした。

【００１６】（６）上記（５）のヘッドにおいて、テー
パー部内の溝は、幅０．１〜０．０８mmで深さ０．５〜
１．０mmとした。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１〜図
９に基づいて説明する。

【００１８】図１は本発明に係るインクジェットヘッド
の外観を示す斜視図である。また、図２はそのインクジ
ェットヘッドの詳細構成を示す分解斜視図ある。

【００１９】同図において、１はインクジェットヘッ
ド、２はあらかじめインク流路及びインク液室が形成さ
れ、更にインクノズル、インク吐出口が形成されている
樹脂成形部、３はインク吐出用の電気抵抗素子を実装し
た基板、４はアルミプレート、５は基板３を樹脂成形部
２に押圧し固定するバネ部材、６は基板３と本体装置で
あるプリンターを電気的に接続する配線基板、７は樹脂
成形部２に形成された上記のインク吐出口、８は樹脂成
形部２のインク流路とホルダーユニットのインク流路を
連結するゴム部材である。

【００２０】上記樹脂成形部２は、一体成形されたもの
であり、インク流路、インク液室、インクノズル、及び
インク吐出口７は成形あるいはレーザー加工によって成
形される。

【００２１】インクノズル及びインク吐出口７は、高精
度で加工が行われるものであり、これにより紙面へのイ
ンクドット及び処理液の着弾精度も向上する。また、こ
れらの樹脂成形部分は、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、他の成形材料でも良い。

【００２２】インク吐出用の電気抵抗素子を具備する基
板３は、熱エネルギーにより膜沸騰をインクに生じさせ
て記録を行うものであり、Ｓｉ基板上に複数の列状に配
設された抵抗素子と、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って形成され、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３と樹脂成形部２は高精度で組み立てられる必要
がある。

【００２３】配線基板６は上記基板３とプリンター本体
とを電気的に接続するものであり、片側は基板３とＴＡ
Ｂでつながっており、反対側はプリンター本体から電気
信号を受けるためのコネクションパッドを有している。
このコネクションパッド部は、精度良く樹脂成形部２に
接着固定されている。

【００２４】また、インク吐出用の抵抗素子を具備する
基板３は、アルミプレート４を介しバネ部材５によって
樹脂成形部２に押圧されて固定されている。

【００２５】図３は上述のインクジェットヘッド１の樹
脂成形部２の内部構成を示す斜視図である。同図中、１
１は封止を行うための封止面、１２はこの面１１に続い
て形成されたテーパー溝部、１３はインクノズル、１４
はインク液室である。

【００２６】この構成にて、封止を行うための封止面１
１は、樹脂成形部２が略水平にてインク液室１４の外周
部つまり液室１４のインク吐出方向に対する側面側及び
反吐出方向の後端側に、基板３の投影面積より大きく且
つ接合時に該基板との間に所定の間隔を有するように配
設されており、またテーパー溝部１２を具備している。

【００２７】上記封止面１１に具備されるテーパー溝部
１２は、図３に示すように液室壁に近付くに連れて幅方
向（ｃ，ｅ部）、深さ方向（ｆ部）ともに減少し、最終
的に封止面１１と同一の高さとなる構成となっている。
このテーパー溝部１２は、樹脂成形部２が複数色に分割
されている場合はその色間分離部に対応して配設し、最
も封止剤塗布量管理が厳しい色間封止時に封止剤滴下に
用いる。

【００２８】また樹脂成形部２のインク液室１４が単色
用一室である場合は、テーパー溝部１２を設ける位置は
これに制限されず、インク液室周囲の形状によって決ま
る最も封止剤滴下に適した点に設ければ良い。更にテー
パー溝の数についても、複数色、単色に関係なく樹脂成
形に弊害を及ぼさなければ制限はない。

【００２９】このテーパー溝部１２は、液室壁より離れ
るにしたがって広く、深くなる構造であるため、過剰に
塗布された封止剤の封止面１１からの排除部となってお
り、封止剤の過剰塗布時に発生するインク液室内への封
止剤のあふれを防止する効果を併せ持っている。

【００３０】図４は樹脂成形部２の詳細を示す図であ
り、（ａ），（ｂ）はそれぞれ基板接合後の図３のＢ，
Ｃ方向からの矢視図となっている。封止面１１は基板側
端部より０．５mm以上（ａ部）、後端部より０．９mm以
上（ｂ）部の平面である、また基板３との高さ方向の間
隔（ｄ）部は、０．２mm〜０．３mmが最も適している。

【００３１】この構成をとることによって、封止剤滴下
点の選択自由度が上がり、インク液室１４と基板３の接
合時に生じる隙間を封止するのに必要十分な封止剤が表
面張力によってｄ部のインク液室壁を伝ってインク液室
１４と基板３の接合面の隙間に到達し、その後接合面の
隙間によって発生する毛管力によって所定の隙間封止を
行うことが可能となる。

【００３２】図５にテーパー溝部内に複数のインク液室
の色間分離部に対応し設けた溝部１５の一例を示す。図
示のように、テーパー溝部内に幅０．１mm〜０．０８mm
（ｈ部）、深さ０．５mm〜１．０mm（ｇ部）の溝部１５
を設けることで、インク液室１４が複数に分割されてい
る場合において、各インク液室間を分離封止する際に、
テーパー溝部内に設けられた溝部１５の毛管力により、
分離封止に必要十分な量の封止剤のみ色間分離部に導入
される。

【００３３】この効果により、非常に封止剤塗布量管理
が厳しい色間分離封止においても更に安定した封止性を
得ることが可能となっている。このテーパー溝部１２
は、インク液室１４が一つの場合においても、封止面内
の平面部への封止剤供給機能を持つため、複数色用のイ
ンク液室１４を具備するインクジェットヘッドのみに制
限されるものではない。

【００３４】また、図６に樹脂成形部２と基板３の接合
状態を示す。

【００３５】上記構成の本実施例のインクジェットヘッ
ド１は、図７に示すように、ホルダーユニット１７及び
インクタンクユニット１６と結合し、インクジェットカ
ートリッジとして使用される。またインクジェットヘッ
ド１は、ゴム部材８、封止剤等の連結剤によってホルダ
ーユニット１７と気密接合され、ねじ等により固定され
る。更に、ホルダーユニット１７には分離可能なインク
タンクユニット１６が装着され、ここからインクジェッ
トヘッド１にインクが供給される。

【００３６】図８は本実施例のインクジェットヘッド１
を有するインクジェットカートリッジ２０が搭載された
インクジェットプリンターの要部を模式的に示す斜視図
である。インクジェットカートリッジ２０は、キャリッ
ジ部１８に搭載されて前述の配線基板６内のコネクショ
ンパッドが電気的に接合し、印字信号の伝達、インクジ
ェットヘッド温度のセンシング等を行う。

【００３７】また、キャリッジ部１８が左右に走査する
ことにより印字を行う。更に、回復ユニット１９によっ
てインクジェットヘッド１内のインク充填及び気泡除去
を行う。また本実施例のインクジェットヘッド１を一つ
または二つ搭載することによって、Ｂｋ（黒）インク、
カラーインク、定着用処理液、インク濃度の異なる同色
インク等の同時印字が可能となり、より高解像度で高精
細な画像形成が可能となる。

【００３８】ここで、上述の封止面１１を具備しない場
合は、図９に示すように接合面と封止剤滴下点との高さ
方向間隔が大きくなること（ｄ＜＜ｉ）で多量の封止剤
滴下が必要となり、隙間封止の封止剤塗布量管理が困難
となって封止安定性が得られないが、上記のように封止
面１１を設けることで、安定した封止性を得ることが可
能となる。また、樹脂成型部２の液室周囲全体を基板３
との接合面に近付け、ｉ部の寸法を減少させる手段もあ
るが、成型品が肉圧となることでヒケ等が発生し、寸法
精度を守ることが困難となり好ましくない。

【００３９】このように、本発明は高精度なヘッド組み
合わせを行うことなく高着弾精度を獲得可能とするため
に、一つの樹脂成型部材に二つのインク流路部を設け、
インク流路部を基板により挟み込む構成においても、樹
脂成型部品に封止面を設けることによって、封止剤滴下
に十分な領域を確保し、封止剤滴下量の管理が容易とな
り、従来構成のヘッドと同等の封止工程の安定性が得ら
れる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
樹脂成形部に封止面を具備することにより、従来構成の
インクジェットヘッドと同等の封止工程の安定性を得る
ことが可能になるという効果があり、高解像度で高精細
な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るインクジェットヘッドの外観を
示す斜視図

【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

【図３】 樹脂成形部の内部構成を示す斜視図

【図４】 図３の樹脂成形部の詳細を示す説明図

【図５】 テーパー溝部の一例を示す斜視図

【図６】 樹脂成形部と基板の接合状態を示す斜視図

【図７】 インクジェットカートリッジの外観を示す斜
視図

【図８】 インクジェットプリンターの要部を示す斜視
図

【図９】 封止面のない樹脂成形部を示す説明図

【図１０】 従来のインクジェットヘッドの構成を示す
説明図

【符号の説明】

１ インクジェツトヘッド ２ 樹脂成形部 ３ 基板 ４ アルミプレート ５ バネ部材 ６ 配線基板 ７ インク吐出口 ８ ゴム部材 １１ 封止面 １２ テーパー溝部 １３ インクノズル １４ ノズル液室 １５ 溝部 １６ インクタンクユニット １７ ホルダーユニット １８ キャリッジ部 １９ 回復ユニット ２０ インクジェットカートリッジ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク吐出用の抵抗素子を実装した基板
   とインク流路を有する樹脂成形部とからなるインクジェ
   ット記録ヘッドであって、インク流路、インク液室及び
   インク吐出用のノズルを各２系統有した単一の樹脂成形
   部と、この樹脂成形部の両側に押圧されて装着される前
   記抵抗素子を実装した二つの基板とを備え、前記樹脂成
   形部は、前記基板との接合状態においてインク液室の外
   周に該基板の面積より大きく且つ基板の接合面と所定の
   間隔を有する封止用の面をインク液室の側面側及びイン
   ク吐出方向と反対の後側に有するようにしたことを特徴
   とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 インク流路及びインク液室は、単色用の
   １室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。
3. 【請求項３】 インク流路及びインク液室は、複数色用
   に分割されてい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。
4. 【請求項４】 封止用の面は、その外周端部よりインク
   液室の壁に向って幅及び深さが減少し最終的に該封止用
   の面と同一の高さとなるテーパー部が続いて形成されて
   いることを特徴とする請求項１ないし３何れか記載のイ
   ンクジェット記録ヘッド。
5. 【請求項５】 封止用の面は、その外周端部よりインク
   液室の壁に向って幅及び深さが減少し最終的に該封止用
   の面と同一の高さとなるテーパー部が続いて形成され、
   且つこのテーパー部内に各色毎に対応した所定の幅及び
   深さの溝が設けられているこ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。
6. 【請求項６】 テーパー部内の溝は、幅０．１〜０．０
   ８mmで深さ０．５〜１．０mmであることを特徴とする請
   求項５記載のインクジェット記録ヘッド。