(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズル開口と、該ノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室を画成した流路形成基板と、インク供給手段と連通され前記圧力発生室へのインク供給を受ける複数のインク供給口及び前記圧力発生室内にインク吐出のための圧力を発生する圧力発生手段を具備する記録ヘッド本体と、当該記録ヘッド本体の前記インク供給口側に接着剤を介して固定されると共に前記インク供給手段と前記インク供給口とを連通するインク流路を有するヘッドケースとを具備するインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記ヘッドケースは、前記記録ヘッド本体との接合面の前記インク流路の開口近傍にその他の面よりも突出した突出部を有し、当該突出部の外縁に少なくとも側面の一部に亘って面取り部が設けられ、且つ前記ヘッドケースは各インク流路の前記突出部の外縁から所定距離だけ離れた位置の少なくとも一部に、前記突出部の高さよりも低く突出して、前記突出部との間に凹部を画成する規制部を有すると共に、各インク流路に対応する凹部が連通部によってそれぞれ連通され、前記凹部を画成する前記規制部が当該ヘッドケースと前記インク供給口周縁部との間の接着剤の広がりを規制することを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、前記圧力発生手段は、前記圧力発生室の一方面に設けられた振動板上に配設された圧電振動子であることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記面取り部が、Ｃ面形状又はＲ形状であることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記面取り部が、突出部の側面全体に亘って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。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかのインクジェット式記録ヘッドを具備することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関し、より詳細には板材に通孔を穿設して各流路を形成した積層型記録ヘッド本体を固定するヘッドケースとの取り付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力情報に応じて複数のノズルからインク滴を噴射して文字や図形を出力するオンデマンド型インクジェット式記録ヘッドは、ワイヤドット式記録ヘッドに比較して印字品質が高く、且つ騒音が低く、さらにページプリンタに比較してランニングコストが低いために急速に普及している。
【０００３】
このインクジェット式記録ヘッドの中で、基板に複数のノズル開口を穿設してプレートの面に垂直な方向にインク滴を吐出させる積層型インクジェット式記録ヘッドは、特開昭６２−１１１７５８号公報等に見られるように、平面上に配列された圧力発生室を区画するスペーサと、これらの一方の面を封止するとともに、圧力発生室に対応して配置された圧電振動板を持つ弾性板と、他方の面を封止する蓋板からなるアクチュエータユニット、及びインクタンクに連通する流路と接続するインク供給口形成基板と、圧力発生室にインクを供給するリザーバ室を区画するリザーバ室形成基板と、圧力発生室に連通するノズル開口を備えたノズルプレートとを一体に構成した流路ユニットから構成されている。
【０００４】
このような積層構造を採るインクジェット式記録ヘッドは、典型的にはその厚みが０．５ミリ程度で、機械的強度が低いため、インクタンク保持体に設けられたヘッドケースに固定されてキャリッジに搭載される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ヘッドケースと記録ヘッドとの固定には通常、接着剤が使用されているため、流路ユニットに形成されているインク供給口に接着剤が流れ込んで、インクタンク等のインク供給手段から記録ヘッドへのインクの供給に障害が生じるという問題がある。また、記録密度を向上するために複数のアクチュエータユニットを固定したものにあっては、インクカートリッジに連通する１つのインク供給路から複数のアクチュエータユニットにインクを確実、且つ平均に分配することが困難であるという問題がある。また、接着剤を塗布する際に接着剤の内側に気泡が残留し、ヘッドケースと記録ヘッドとを加圧することにより残留していた気泡が接続箇所で停滞してしまい、インク内に気泡が混入されインクの吐出が阻害されるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、このような事情に鑑み、インク供給手段から記録ヘッドに確実にインクを供給することができるインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、インクを吐出する複数のノズル開口と、該ノズル開口にそれぞれ連通する圧力発生室を画成した流路形成基板と、インク供給手段と連通され前記圧力発生室へのインク供給を受ける複数のインク供給口及び前記圧力発生室内にインク吐出のための圧力を発生する圧力発生手段を具備する記録ヘッド本体と、当該記録ヘッド本体の前記インク供給口側に接着剤を介して固定されると共に前記インク供給手段と前記インク供給口とを連通するインク流路を有するヘッドケースとを具備するインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記ヘッドケースは、前記記録ヘッド本体との接合面の前記インク流路の開口近傍にその他の面よりも突出した突出部を有し、当該突出部の外縁に少なくとも側面の一部に亘って面取り部が設けられ、且つ前記ヘッドケースは各インク流路の前記突出部の外縁から所定距離だけ離れた位置の少なくとも一部に、前記突出部の高さよりも低く突出して、前記突出部との間に凹部を画成する規制部を有すると共に、各インク流路に対応する凹部が連通部によってそれぞれ連通され、前記凹部を画成する前記規制部が当該ヘッドケースと前記インク供給口周縁部との間の接着剤の広がりを規制することを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
【０００８】
かかる第１の態様では、突出部の外縁に面取り部を設けることにより、記録ヘッド本体とヘッドケースとの接着の際に、ヘッドケースと接着剤との間の気泡の残留が抑えられる。また、接着剤塗布量を少なくしても、突出部天面の接着剤量を確保することができる。また、記録ヘッドとヘッドケースとの接着の際に、規制部により、接着剤の広がりの範囲を制御でき、良好な接着が実現できる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記圧力発生手段は、前記圧力発生室の一方面に設けられた振動板上に配設された圧電振動子であることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
【００１０】
かかる第２の態様では、各圧電振動子の駆動によりインク滴を吐出することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記面取り部が、Ｃ面形状又はＲ形状であることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドにある。
【００１２】
かかる第３の態様では、Ｃ面形状あるいはＲ形状の面取り部により、気泡の残留が抑えられる。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記面取り部が、突出部の側面全体に亘って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にある。
【００１４】
かかる第４の態様では、突出部の側面全体に亘って設けられた面取り部によって、より効果的に気泡の残留が抑えられる。
【００１７】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかのインクジェット式記録ヘッドを具備することを特徴とするインクジェット式記録装置に関する。
【００１８】
かかる第５の態様では、インク供給手段から記録ヘッドに確実にインクが供給され、インク吐出を良好に行うことができるインクジェット式記録装置を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は、ヘッドをキャリッジに搭載した状態の断面図である。
【００２１】
図示するように、本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドを構成するヘッドケース１は、プリンタのキャリッジ２０に搭載されて大略インクカートリッジ２１を収容するインクカートリッジ収容室２を画成する。
【００２２】
ヘッドケース１の上部の一方側寄りにはインクカートリッジ２１を固定すると共に、インクカートリッジ収容室２へのインクカートリッジ２１の押し込み、引き上げ、及び固定を行うインクカートリッジ固定レバー３が設けられている。
【００２３】
また、ヘッドケース１のインクカートリッジ収容室２側の底面部分には、インクカートリッジ２１のインク針挿入口２２に挿入されるインク供給針４が植設されている。一方、ヘッドケース１の下面側には、圧力発生手段の駆動によってインクを吐出する記録ヘッド本体５が、周囲をカバーヘッド６によって保持されて、ヘッドケース１に固定されている。
【００２４】
このインク供給針４と記録ヘッド本体５とは、ヘッドケース１に設けられたインク流路７を介して連通され、インクカートリッジ２１から記録ヘッド本体５にインクを供給できるようになっている。
【００２５】
また、ヘッドケース１のインクカートリッジ収容室２とは反対側の側面には記録ヘッド本体５を駆動する駆動回路を実装した回路基板８が固定されていてフレキシブルケーブル９により記録ヘッド本体５に接続されている。
【００２６】
このようなヘッドケース１は、インク溶媒に対する耐久性、ガスバリア性、射出成形性、熱溶着性、及び接着を備えた高分子材料、例えば環状オレフィンコポリマー樹脂を射出成形して、インク流路７に連通させてインク供給針４の基台部４ａ及び記録ヘッド本体５等が固定された後、キャリッジ２０に搭載される。
【００２７】
ここで、このようなインクジェット式記録ヘッドに用いられる記録ヘッド本体の一例を示す。
【００２８】
図３及び図４は、記録ヘッド本体の一例を示す断面図である。
【００２９】
記録ヘッド本体５は、例えば、図示するように、圧力発生室３１が形成された流路形成基板３２の一方面には弾性膜３３が形成され、この弾性膜３３上に、下電極膜３４、圧電体膜３５及び上電極膜３６が積層及びパターニングされ、各圧力発生室３１毎に圧電振動子３００を構成している。
【００３０】
一方、流路形成基板３２の他方面側には、封止板４１、インク室側板４２、薄肉板４３、及び共通インク室形成基板４４を介してノズル４５ａが穿設されたノズル形成基板４５が設けられ、このノズル４５ａと圧力発生室３１とを連通するノズル連通口４６が封止板４１、インク室側板４２、薄肉板４３及び共通インク室形成基板４４を貫通するように配されている。
【００３１】
これらの基板は、それぞれ接着剤層４９を介して固定され、薄肉板４３、共通インク室形成基板４４及びノズル形成基板４５により、共通インク室４７が形成されている。この共通インク室４７と各圧力発生室３１とは封止板４１、インク室側板４２及び薄肉板４３を貫通して形成されたインク供給連通口４８を介して連通されており、また、封止板４１には、外部のインク供給手段からインク供給を受ける図示しないインク供給口が形成されている。このインク供給口は、後述するように、ヘッドケース１のインク流路７と接続され、例えば、インクカートリッジと連通される。また、この共通インク室４７に対向する部分のインク室側板４２に開口４２ａが形成されている。この開口４２ａ部分の薄肉壁４３により、インクを吐出する際に発生するノズル４５ａと反対側に向かう圧力が吸収され、他の圧力発生室３１に、共通インク室４７を経由して不要な正又は負の圧力が加わるのを防止している。
【００３２】
このような記録ヘッド本体５は、ヘッドケース１と接着剤を介して固着され、インク供給口とインク流路７とが連通される。
【００３３】
図５は、ヘッドケース１のインク流路７とインク供給口との連通部分を模式的に示した平面図及び断面図である。
【００３４】
図５に示すように、ヘッドケース１の一方面側、すなわち、封止板４１との接着面側には、周囲よりも突出した突出部１１が設けられ、突出部１１の外縁には側面の一部までＣ面形状の面取り部１２が設けられている。この突出部１１の略中央部にはインクカートリッジに連通するインク流路７が形成されている。また、突出部１１の周囲には、突出部１１から所定距離だけ離れた位置に、周囲よりも突出し且つ突出部１１の高さよりも低い規制部１３が形成されている。したがって、これら突出部１１及び規制部１３との間には、周囲よりも高さの低い凹部１４が画成されることになる。また、本実施形態では、隣接する凹部１４を連通する連通部１５が設けられている。
【００３５】
突出部１１の外縁の面取り部１２は、後述するヘッドケース１とヘッド本体５とを接着する際、凹部１４に塗布した接着剤の間、特に突出部１１の基端部の周りに気泡が残留するのを防止する役割を果たしている。
【００３６】
また、この面取り部１２は、本実施形態では、突出部１１の側面の一部に亘ってＣ面形状に形成したが、これに限定されず、例えば、Ｒ形状としてもよい。また、面取り部１２は、インク流路１１と封止板４１のインク供給口５０とを確実に接合できる程度に突出部１１の端面を残し、極力大きく形成することが好ましい。例えば、本実施形態では、突出部１１を高さ約０．２ｍｍで形成し、面取り部１２を突出部１１の先端から高さ方向で約０．１ｍｍの寸法で形成した。
【００３７】
また、規制部１３は、ヘッドケース１と封止板４１とを接着する際に、インク流路７及びインク供給口５０の周縁、すなわち突出部１１の封止板４１との当接面１１ａ上の接着剤の広がりを規制する。つまり、規制部１３と突出部１１との間の凹部１４の面積、及び突出部１１の当接面１１ａの大きさ、接着剤の使用量等を考慮することにより、接着剤の広がる範囲を所望に制御することができるので、接着剤が突出部１１の当接面１１ａ上に確実に広がり、且つインクの流路内に入り込まない位置まで広がるように調整することができる。
【００３８】
以下、このようなヘッドケース１と記録ヘッド本体５との接着工程について説明する。
【００３９】
図６は、インク流路７とインク供給口との連通部分の接着工程を示す模式図である。
【００４０】
まず、図６（ａ）に示すように、ヘッドケース１の突出部１１と規制部１３との間の凹部１４に接着剤１７を塗布する。本実施形態では、上述のように、隣接する凹部１４を連通する連通部１５を設けて全ての凹部１４を連通させており、図示しないが接着剤１７を隣接する凹部１４に一緒に塗布している。これは、塗布している接着剤が切られる端部では、塗布量が一定になり難いため、複数の凹部１４に一緒に塗布することにより、各凹部１４に接着剤を略均一に塗布するためである。
【００４１】
また、本実施形態では、突出部１１の外縁に面取り部１２を設けているため、凹部１４の突出部１１側の隅部１６では、凹部１４の底面に対して直交する方向に延びる凹部１４の側面の一部が除去されて広く開放される。したがって、接着剤１７が隅部１６まで容易に入り込むことができる。したがって、隅部１６への気泡の残留が抑えられる。
【００４２】
次いで、図６（ｂ）に示すように、その上方から記録ヘッド本体５、すなわち封止板４１を、インク供給口５０とインク流路７との位置を合わせた状態で加圧する。これにより、凹部１４に塗布された接着剤１７は突出部１１の当接面１１ａ上まで広がり両者を接着する。このとき、本実施形態では、規制部１３を設けているので、突出部１１の当接面１１ａ上に接着剤１７が確実に広がる。しかし、規制部１３は、接着剤１７の広がる領域を考慮した位置に設けられているため、インクの流路を妨げる範囲までは広がることがない。また、規制部１３の高さは、突出部１１の高さよりも低く形成されているため、突出部１１の当接面１１ａと封止板４１とが、確実に当接され、インクの流路が確実に連通される。
【００４３】
一方、このような微細な形状の部材には面取り部を設けないのが通常であるが、このように突出部１１０の外縁に面取り部を設けない場合には、図７（ａ）に示すように、まず、凹部１４０に接着剤１７を塗布する際、凹部１４０の突出部１１０側の隅部１６０に気泡１８が残留しやすい。すなわち、凹部１４０の突出部１１０側の隅部１６０では、凹部１４０の底面に対して直交する方向に、突出部１１０の側面が相対的に長く延びているため、接着剤１７が隅部１６０容易に入り込むことができず、気泡１８が残留してしまう。
【００４４】
次いで、接着剤１７を塗布した上から、上述と同様に封止板４１を加圧すると、図７（ｂ）に示すように、隅部１６０に残留していた気泡１９が突出部１１０の側面及び封止板４１との接合面１１０ａに沿ってインクの流路まで押し出され、インクの流路に連通する空間が形成されてしまう。
【００４５】
したがって、面取り部を設けない場合には、この空間に溜まった気泡が、インク内に混入することによりインクの吐出を阻害する虞がある。
【００４６】
以上のように、突出部１１の外縁に面取り部１２を設け、また、その外側に規制部１３を設けたことにより、ヘッドケース１と記録ヘッド本体５とが接着剤１７を介して確実に接着され、インク流路７とインク供給口５０とが確実に連通され、且つインクの流れ及び吐出を阻害することがない。
【００４７】
このように形成されたインクジェット式記録ヘッドでは、インクカートリッジに連通されるインク流路を介してインク供給口から共通インク室４７にインクが供給され、インク供給連通口４８を介して各圧力発生室３１に分配される。そして、ノズル４５ａに至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路からの記録信号に従い、下電極膜３４と上電極膜３６との間に電圧を印加し、弾性膜３３、下電極膜３４及び圧電体膜３５を撓み変形させることにより、圧力発生室３１内の圧力が高まりノズル４５ａからインクを吐出する。
【００４８】
なお、本実施形態では、面取り部１２を突出部１１の側面の一部まで形成するようにしたが、これに限定されず、例えば、図８に示すように、面取り部１２を突出部１１の側面全体に亘って設けるようにしてもよい。これにより、隅部１６はさらに広く開放され、気泡の残留をさらに確実に抑えることができる。
【００４９】
また、記録ヘッド本体として、圧電振動式のインクジェット式記録ヘッドを例示して説明したが、これに限定されず、例えば、バブルジェット式のインクジェット式記録ヘッド等、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドに応用することができることはいうまでもない。
【００５０】
また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図９は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【００５１】
図９に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂは、前述のようにインク供給手段を構成するカートリッジ２１Ａ及び２１Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂを搭載したキャリッジ２０は、装置本体６２に取り付けられたキャリッジ軸６３に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００５２】
そして、駆動モータ６４の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト６５を介してキャリッジ５に伝達されることで、記録ヘッドユニット６１Ａ及び６１Ｂを搭載したキャリッジ２０はキャリッジ軸６４に沿って移動される。一方、装置本体６２にはキャリッジ２０に沿ってプラテン６６が設けられている。このプラテン６６は図示しない紙送りモータの駆動力により回転できるようになっており、給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン６６に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ヘッドケースの突出部の周縁部に面取り部を設けることにより、ヘッドケースと記録ヘッド本体とを接着剤により接着する際、凹部の突出部側の隅部への気泡の残留が抑えられる。また、突出部の周囲に接着剤の広がりを規制する規制部を設けることにより、インク供給口とインク流路とが確実に連通され、且つ接着剤がインクの流路内に侵入することがない。したがって、ノズル開口からのインク滴の吐出を、常に良好な状態に保持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】図１のインクジェット式記録ヘッドの断面図である。
【図３】記録ヘッド本体の一例を示す断面図である。
【図４】記録ヘッド本体の一例を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るヘッドケースの要部を示す平面図及び断面図である。
【図６】ヘッドケースと封止板との接着工程を示す断面図である。
【図７】従来のヘッドケースと封止板との接着工程を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るヘッドケースの変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略図である。
【符号の説明】
１  ヘッドケース
２  インクカートリッジ収容室
３  インクカートリッジ固定レバー
４  インク供給針
５  記録ヘッド本体
６  カバーヘッド
７  インク流路
８  回路基板
９  フレキシブルケーブル
１１  突出部
１２  面取り部
１３  規制部
１４  凹部
１５  連通部
１６  隅部
２０  キャリッジ
２１  インクカートリッジ
２２  インク針挿入口
【図１】
0003584960.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003584960.tif 000008
【図８】
0003584960.tif 000009
【図９】
0003584960.tif 000010