(57)【要約】【課題】  インク吐出部材を接合するための接着剤の厚さを一定に保ち、かつ紙間距離も一定に保つ構成を備えるインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置の提供。【解決手段】  インク供給部材にＸ基準とＹ基準を設け、インク吐出部材を貼り付けるための流路プレートにＺ基準を設け、またＺ方向における本体装着基準とインク吐出部材貼り付け基準を同一にすることで、接合時の接着剤の厚さを一定にしながら、紙間距離を一定にでき、インクジェット記録装置の性能および信頼性を向上させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するためのヒーターとノズルを備えたインク吐出部材と、インク流路の一部を備えてかつインク吐出部材を位置決めして貼り合せるための流路プレートと、インク流路の一部とフィルターを備えたインク供給部材と、電気信号入力端子部を備えたフレキシブル配線部材と、から構成される、プリンタ本体のキャリッジに着脱可能なインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記キャリッジに対するＸ基準面およびＹ基準面が前記インク供給部材に設けられ、かつ前記キャリッジに対するＺ基準面が前記流路プレートに設けられ、かつ前記流路プレートにおける前記Ｚ基準面と前記インク吐出部材を貼り付ける平面とがＺ方向に同一面であり、かつ前記Ｚ基準面にはＸ方向に延在した凹部が形成されることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記流路プレートと前記インク供給部材の接合時におけるＺ方向の位置決めは、前記流路プレートの突き当て基準面と前記インク供給部材の突き当て基準面同士の突き当てによることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記流路プレートと前記インク供給部材の接合時におけるＸ方向およびＹ方向の位置決めは、前記流路プレートの位置決め基準穴と前記インク供給部材の位置決め基準ピンの勘合によることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記流路プレートと前記インク供給部材の接合方法が、前記インク供給部材の位置決め基準ピンを前記流路プレートの位置決め基準穴に対して熱加締めによることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記流路プレートと前記インク供給部材の接合方法が、超音波溶着、熱溶着、接着のいずれかによることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
インクを吐出するためのヒーターとノズルを備えたインク吐出部材と、インク流路の一部を備えてかつインク吐出部材を位置決めして貼り合せるための流路プレートと、インク流路の一部とフィルターを備えたインク供給部材と、電気信号入力端子部を備えたフレキシブル配線部材と、から構成されるインクジェット記録ヘッドが、着脱可能に搭載されるインクジェット記録装置において、
前記キャリッジに対するＸ基準面およびＹ基準面が前記インク供給部材に設けられ、かつ前記キャリッジに対するＺ基準面が前記流路プレートに設けられ、かつ前記流路プレートにおける前記Ｚ基準面と前記インク吐出部材を貼り付ける平面とがＺ方向に同一面であり、かつ前記Ｚ基準面にはＸ方向に延在した凹部が形成され、かつ前記キャリッジのＺ基準面には、前記凹部に対応する突起が形成されることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録液を記録媒体へ吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、高速な記録と様々な記録メディアに対して記録することが可能であって、記録時における騒音がほとんど生じないといった特徴を有している。この種の液体噴射記録装置で用いられる液体噴射記録方式は、代表的な例としては、吐出エネルギー発生素子として電気熱変換素子を用いた方式がある。この方式を用いた液体噴射記録ヘッドは、電気熱変換素子を加圧室内に設け、これに記録信号となる電気パルスを印加する事により記録液に熱エネルギーを与え、その時の記録液の相変化により生じる記録液の発泡時（沸騰時）の気泡圧力を記録液滴の吐出に利用したものである。
【０００３】
さらに、電気熱変換方式を用いた液体噴射記録ヘッドには、電気熱変換素子が配列された基板に対して平行に記録液を吐出させる方式（エッジシュータ）のものと、電気熱変換素子が配列された基板に対して垂直に記録液を吐出させる方式（サイドシュータ）のものとがある。
【０００４】
図５は、本発明の背景技術となる従来製品の構成を示す斜視図である。
【０００５】
図５に示すように、インクジェット記録ヘッド２００のメイン部材であるインク供給部材２０１には、プリンタ本体のキャリッジに対して位置決めを行なうためのＸ基準面２０１ａ、Ｙ基準面２０１ｂ、およびＺ基準面２０１ｃが設けられている。
【０００６】
インク供給部材２０１と流路プレート２０２は一般的な超音波溶着等で接合され、インク吐出部材２０３とフレキシブル配線部材２０４を貼り付けて、インクジェット記録ヘッド２００が構成される。
【０００７】
インクタンクＣ＿２０６ａ、インクタンクＭ＿２０６ｂ、インクタンクＹ＿２０６ｃはそれぞれ独立になっており、インク供給部材２０１に着脱可能で搭載される。
【０００８】
このような構成のインクジェット記録ヘッドの利点は、メイン部材に対しては通常モールドによる成形品が使われることが多く、１部品の中でＸ、Ｙ、Ｚ３方向全ての基準面（以下、ヘッド基準面と呼ぶ）が形成されることから寸法精度が出しやすい。また、キャリッジ装着時には、別の場所に設けられた、例えば後で説明する図２に示すようなキャリッジレバー受け部１０１ｅとＹ方向のキャリッジ突当て基準面１０１ｄに荷重がかかるため、キャリッジ装着時にインクジェット記録ヘッドが受ける荷重を、インク供給部材２０１だけで受けることができ、ヘッド基準面を１部品の中で構成するメリットは大きい。
【特許文献１】特開平１０−４４４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したようなインクジェット記録ヘッドの構成は、複数の部品を組み立てることで成り立つから、各部品の寸法公差および生産ラインにおける組み立て公差等により、部品同士の間には必ず微小な寸法ズレが生じる。
【００１０】
図５を例にとって説明する。
【００１１】
インクジェット記録ヘッド２００において最も重要な部品はインク吐出部材２０３である。このインク吐出部材２０３を出来るだけ精度良く組み立てることがインクジェット記録ヘッド２００の性能および信頼性を向上させる。
【００１２】
ここで、インクジェット記録ヘッド２００はプリンタ本体に装着されて初めて機能を発揮するわけだから、当然、ヘッド基準面からの位置精度が重要となる。
【００１３】
図５のような構成の場合、インク供給部材２０１に設けられたヘッド基準面に対してインク吐出部材２０３を装置で精度良く位置決めしても、実際にインク吐出部材２０３を貼り付ける対象は流路プレート２０２だから、インク吐出部材２０３と流路プレート２０２との間には微小な寸法ズレが生じる。
【００１４】
この時、Ｘ方向およびＹ方向においては、インク吐出部材２０３と流路プレート２０２との間に微小な寸法ズレが生じたとしても、あらかじめ流路プレート２０２における各部の寸法を、寸法公差を考慮したものにしておくことで影響を少なくすることができる。
【００１５】
しかしながら、Ｚ方向においては、インク吐出部材２０３の裏面と流路プレート２０２の表面を、接着剤を介して接合する構造のため、寸法バラツキによる影響は大きくなる。
【００１６】
具体的には、以下の２通りの寸法バラツキが考えられる。
【００１７】
一つは、インク吐出部材２０３を流路プレート２０２に対して一定の接着剤厚さで接合した場合であり、この場合はインク供給部材２０１と流路プレート２０２の組立公差および流路プレート２０２の厚さ公差を含んでしまうので、キャリッジに装着した時の、インク吐出部材２０３のノズル面から記録用紙の表面までの距離（以下、紙間距離と呼ぶ）にバラツキが出てしまう。
【００１８】
もう一つは、インク吐出部材２０３をインク供給部材２０１のＺ基準面２０１ｃに対して、装置によって一定の位置で接合した場合であり、この場合もインク供給部材２０１と流路プレート２０２の組立公差および流路プレート２０２の厚さ公差を含んでしまうので、紙間距離は一定にできるが、インク吐出部材２０３と流路プレート２０２とを接合するための接着剤の厚さにバラツキが出てしまう。
【００１９】
以上説明した紙間距離および接着剤厚さのバラツキは、本構成のインクジェット記録ヘッドにとっては重要なポイントであり、プリンタとしての性能および信頼性を確保する上でも非常に重要なポイントであるため、この両方を同時に解決しなければならない。
【００２０】
特に、紙間距離は、記録用紙にインクを吐出して画像を形成する際に、ノズルからのインクの吐出角度が微小にずれた時に着弾位置ズレに影響を及ぼす。
【００２１】
また接着剤の厚さは、インク吐出部材２０３と流路プレート２０２の材質の違いによる熱膨張差による割れや、接着剤のはみ出し等に影響を及ぼす。
【００２２】
また、３方向全てのヘッド基準面を流路プレート２０２に設けることも考えられるが、この構成ではキャリッジ装着時に受ける荷重がインク供給部材２０１と流路プレート２０２に分散してしまい、特にＸ方向およびＹ方向に受ける荷重が、インク供給部材２０１と流路プレート２０２の接合部分に対してせん断方向にかかってしまうため、接合部の信頼性が低下することが考えられる。
【００２３】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、特にＺ方向における、ヘッド基準面とインク吐出部材２０３と記録用紙の位置関係を、インク吐出部材２０３と流路プレート２０２の接合時の接着剤厚さを一定にし、かつ紙間距離を一定に保つことができる信頼性の高いインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録ヘッドは、
インクを吐出するためのヒーターとノズルを備えたインク吐出部材と、インク流路の一部を備えてかつインク吐出部材を位置決めして貼り合せるための流路プレートと、インク流路の一部とフィルターを備えたインク供給部材と、電気信号入力端子部を備えたフレキシブル配線部材と、から構成される、プリンタ本体のキャリッジに着脱可能なインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記キャリッジに対するＸ基準面およびＹ基準面が前記インク供給部材に設けられ、かつ前記キャリッジに対するＺ基準面が前記流路プレートに設けられ、かつ前記流路プレートにおける前記Ｚ基準面と前記インク吐出部材を貼り付ける平面とがＺ方向に同一面であり、かつ前記Ｚ基準面にはＸ方向に延在した凹部が形成されることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
【００２５】
また、前記流路プレートと前記インク供給部材の接合時におけるＺ方向の位置決めは、前記流路プレートの突き当て基準面と前記インク供給部材の突き当て基準面同士の突き当てによることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
【００２６】
また、前記流路プレートと前記インク供給部材の接合時におけるＸ方向およびＹ方向の位置決めは、前記流路プレートの位置決め基準穴と前記インク供給部材の位置決め基準ピンの勘合によることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
【００２７】
また、前記流路プレートと前記インク供給部材の接合方法が、前記インク供給部材の位置決め基準ピンを前記流路プレートの位置決め基準穴に対して熱加締めによることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
【００２８】
また、前記流路プレートと前記インク供給部材の接合方法が、超音波溶着、熱溶着、接着のいずれかによることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。
【００２９】
さらには、インクを吐出するためのヒーターとノズルを備えたインク吐出部材と、インク流路の一部を備えてかつインク吐出部材を位置決めして貼り合せるための流路プレートと、インク流路の一部とフィルターを備えたインク供給部材と、電気信号入力端子部を備えたフレキシブル配線部材と、から構成されるインクジェット記録ヘッドが、着脱可能に搭載されるインクジェット記録装置において、
前記キャリッジに対するＸ基準面およびＹ基準面が前記インク供給部材に設けられ、かつ前記キャリッジに対するＺ基準面が前記流路プレートに設けられ、かつ前記流路プレートにおける前記Ｚ基準面と前記インク吐出部材を貼り付ける平面とがＺ方向に同一面であり、かつ前記Ｚ基準面にはＸ方向に延在した凹部が形成され、かつ前記キャリッジのＺ基準面には、前記凹部に対応する突起が形成されることを特徴とするインクジェット記録装置である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のインクジェット記録ヘッドを用いれば、インクを吐出するためのインク吐出部材を貼り付ける流路プレートにＺ方向のヘッド基準を設けることにより、インク吐出部材の位置決めと紙間距離において、ほとんどコストアップなしで信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【実施例】
【００３２】
（第１の実施の形態）
図１から図４は、本発明が実施もしくは適用されるインクジェット記録ヘッドを説明するための説明図である。
【００３３】
図１は、本発明のインクジェット記録ヘッドの特徴を最もよく表したインク吐出側から見た斜視図であり、図２は、本体とのコンタクトパッド側からみた斜視図である。
【００３４】
図３は、各構成要素を組立て方向にばらした分解斜視図であり、インクジェット記録ヘッドの全体構成を示す。
【００３５】
図４は、本発明の寸法関係を説明するためのインクジェット記録ヘッドの模式図であり、図４ａは本発明の形態、図４ｂは従来例の形態を示す。
【００３６】
ここで、インクジェット記録ヘッド１００は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じさせるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて記録を行なうバブルジェット（登録商標）方式のサイドシュータ型とされる記録ヘッドである。
【００３７】
また、インクジェット記録ヘッド１００は、インクジェット記録装置本体に載置されているキャリッジ（不図示）の位置決め手段及び電気的接点によって固定支持されるとともに、該キャリッジに対して着脱可能となっている。
【００３８】
図１は、本発明の構成を最もよく表したインクジェット記録ヘッドの構成を示す斜視図である。
【００３９】
図１に示すように、インクジェット記録ヘッド１００のメイン部材であるインク供給部材１０１には、プリンタ本体のキャリッジに対して位置決めを行なうためのＸ基準面１０１ａ、Ｙ基準面１０１ｂが設けられており、流路プレート１０２には、プリンタ本体のキャリッジに対して位置決めを行なうためのＺ基準面１０２ｃが設けられている。
【００４０】
インク供給部材１０１と流路プレート１０２は一般的な超音波溶着等で接合され、インク吐出部材１０３とフレキシブル配線部材１０４を貼り付けて、インクジェット記録ヘッド１００が構成される。
【００４１】
インクタンクＣ＿１０６ａ、インクタンクＭ＿１０６ｂ、インクタンクＹ＿１０６ｃはそれぞれ独立になっており、インク供給部材１０１に着脱可能で搭載される。
【００４２】
これらを分りやすく説明すると、図３の分解斜視図に示すように、インクジェット記録ヘッド１００は、記録用紙に画像を形成するためのインクを吐出するインク吐出部材１０３と、インク吐出部材１０３に接続されて、インクジェット記録装置本体からの電気信号を受けるためのコンタクトパッドを有するフレキシブル配線部材１０４と、流路プレート１０２と、インク供給部材１０１と、フィルター１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃと、インクタンク１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃと、から構成される。
【００４３】
本発明は、流路プレート１０２とインク吐出部材１０３を接合するための接着剤の厚さを一定に保ちながら、紙間距離も一定に保ち、インクを吐出して画像形成を行なう上で信頼性を向上させるためのものであり、その構成について図４を用いて説明する。
【００４４】
まず、図４ｂに示す従来例の形態から説明する。
【００４５】
この構成において、インク供給部材２０１と流路プレート２０２は、一般的な超音波溶着または接着等によって接合される。インク供給部材２０１にはＺ基準面２０１ｃが設けられている。インク吐出部材２０３は、接着剤２０９によって流路プレート２０２に接合される。
【００４６】
このようにして組み立てられたインクジェット記録ヘッドは、Ｚ基準面２０１ｃから記録用紙までの間に一定の距離をもった記録装置本体に装着され、インク吐出部材２０３からインクを吐出するから、Ｚ基準面２０１ｃからインク吐出部材２０３の位置を一定に保たなければならない。
【００４７】
しかしながら、この構成では、インク供給部材２０１と流路プレート２０２を接合する溶着層または接着層に厚さのバラツキが生じる可能性があり、高精度な管理も容易ではない。また、流路プレート２０２の部品寸法も公差を持っており、厚さ方向にバラツキが生じる場合もある。
【００４８】
このため、Ｚ基準面２０１ｃからインク吐出部材２０３の位置を一定に保つためには、接着剤２０９の厚さを調整しなければならず、先に述べたように信頼性の観点からもあまり薄くすることも困難であり、管理も容易ではない。
【００４９】
また、接着剤２０９の厚さを一定に管理した場合は、紙間距離にバラツキが生じてしまい、先に述べたように信頼性の観点から難しい。
【００５０】
これに対し、図４ａに示す本発明の形態では、インク供給部材１０１と流路プレート１０２は、一般的な超音波溶着または接着等によって接合される。流路プレート１０２にはＺ基準面１０２ｃが設けられている。インク吐出部材１０３は、接着剤１０９を用いて流路プレート１０２に設けられたＺ基準面１０２ｃを基準として位置決めされて接合される。
【００５１】
また、このようにして組み立てられたインクジェット記録ヘッドは、Ｚ基準面１０２ｃから記録用紙までの間に一定の距離をもった記録装置本体に装着され、インク吐出部材１０３からインクを吐出する。
【００５２】
このような構成にすることで、Ｚ基準面１０２ｃが、インク吐出部材１０３の位置決め基準と同時に、記録装置本体装着時の基準ともなるため、インク吐出部材１０３と流路プレート１０２を接合するための接着剤１０９の厚さを一定にしながら、紙間距離も一定に保つことができる。
【００５３】
さらには、流路プレート１０２におけるＺ基準面１０２ｃと、同じく流路プレート１０２におけるインク吐出部材１０３の接合面とが、Ｚ方向で同一面に構成されていることで、例えば流路プレート１０２をモールド成形品で構成するにしても精度が出しやすく、さらなる精度向上が図られる。
【００５４】
加えて、図６に示すような構成にすることで更なる効果が得られる。
【００５５】
図６ａは、流路プレート１０２のＺ基準面に、Ｘ方向にえぐられた凹状の溝を追加した斜視図である。
【００５６】
これに対し、図６ｂは、キャリッジのＺ基準面を模式的に表した斜視図であり、インクジェット記録ヘッド１００がキャリッジに着脱される際には、流路プレートのＺ基準面１０２ｃとキャリッジのＺ基準面が突き当たることは言うまでもない。
【００５７】
本発明の構成では、流路プレートにおけるＺ基準面１０２ｃとインク吐出部材貼り付け面がＺ方向に同一面であるから、キャリッジのＺ基準面は紙間距離の関係で厚くすることができないため、強度的に弱くなる。
【００５８】
このため、キャリッジのＺ基準面上に突起を設けておけば、本構成で得られる効果を損なわずに、部材自体の強度を増すことができる。
【００５９】
次に、インク供給部材１０１と流路プレート１０２の接合方法について説明する。
【００６０】
インク供給部材１０１と流路プレート１０２の接合時には、流路プレート１０２の突き当て基準面をインク供給部材１０１の突き当て基準面に対して突き当てることでＺ方向の位置決めがされる。
【００６１】
また、Ｘ方向およびＹ方向の位置決めは、インク供給部材１０１の位置決め基準ピンと流路プレート１０２の位置決め基準穴の嵌め合いによって位置決めされる。
【００６２】
このようにして位置決めされたインク供給部材１０１と流路プレート１０２は、熱加締めや超音波溶着、あるいは熱溶着、さらには接着のいずれかの方法で精度よく接合される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドを、インク吐出側から見た斜視図である。
【図２】本発明のインクジェット記録ヘッドを、本体とのコンタクトパッド側からみた斜視図である。
【図３】各構成要素を組立て方向にばらした分解斜視図である。
【図４ａ】本発明の寸法関係を説明するためのインクジェット記録ヘッドの模式図であり、本発明の形態を示す模式図である。
【図４ｂ】従来例の形態を示す模式図である。
【図５】従来のインクジェット記録ヘッドを示す斜視図である。
【図６ａ】流路プレートにおけるＺ基準面の形状を具体的に表した斜視図である。
【図６ｂ】キャリッジのＺ基準面を具体的に表した斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１００    インクジェット記録ヘッド
１０１    インク供給部材
１０１ａ  Ｘ基準面
１０１ｂ  Ｙ基準面
１０１ｄ  キャリッジ突当て基準面
１０１ｅ  キャリッジレバー受け部
１０２    流路プレート
１０２ｃ  Ｚ基準面
１０３    インク吐出部材
１０４    フレキシブル配線部材
１０５ａ  フィルターＣ
１０５ｂ  フィルターＭ
１０５ｃ  フィルターＹ
１０６ａ  インクタンクＣ
１０６ｂ  インクタンクＭ
１０６ｃ  インクタンクＹ
１０９    接着剤
２００    インクジェット記録ヘッド
２０１    インク供給部材
２０１ａ  Ｘ基準面
２０１ｂ  Ｙ基準面
２０１ｃ  Ｚ基準面
２０２    流路プレート
２０３    インク吐出部材
２０４    フレキシブル配線部材
２０５ａ  フィルターＣ
２０５ｂ  フィルターＭ
２０５ｃ  フィルターＹ
２０６ａ  インクタンクＣ
２０６ｂ  インクタンクＭ
２０６ｃ  インクタンクＹ
【図１】
2006289675.tif 000003
【図２】
2006289675.tif 000004
【図３】
2006289675.tif 000005
【図４ａ】
2006289675.tif 000006
【図４ｂ】
2006289675.tif 000007
【図５】
2006289675.tif 000008
【図６ａ】
2006289675.tif 000009
【図６ｂ】
2006289675.tif 000010