(57)【要約】【課題】キャリッジのコネクタに記録ヘッドの信号入力部を接続するときのコンタクト荷重によるたわみを低減するとともに、インク漏れを防ぐ。【解決手段】図示下面にインクを吐出する記録素子基板を装着したインク供給部材５００は、インクタンクを装着するタンク装着部にフィルター５０９を有する。インク供給部材５００の側面に支持された電気配線基板の信号入力部３０４にはキャリッジのコネクタが当接されてコンタクト荷重がかかる。この荷重によるヘッドのたわみを低減するために、信号入力部３０４の背面側に複数の突出部５１４を設けて剛性を強化するとともに、フィルター５０９から溢れるインクを突出部５１４の間の隙間にトラップする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号に応じて吐出口から液体を吐出するエネルギー発生手段を備えた吐出素子基板と、前記吐出素子基板と電気的に接続される電気接続部および信号入力部を有する電気配線手段と、前記吐出素子基板および前記電気配線手段を保持固定し、前記吐出素子基板に液体を供給するためのタンクを装着するタンク装着部を有する液体供給部材と、を備えており、前記液体供給部材に、前記電気配線手段の前記信号入力部の背面側で前記タンク装着部に向かって互いに隙間を介して突出する複数の突出部を設けたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記隙間が、前記信号入力部のコンタクト荷重を受ける方向とタンク装着方向の２方向に開口していることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記隙間が、前記信号入力部のコンタクト荷重を受ける方向のみに開口していることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記液体供給部材の前記タンク装着部に仕切り壁を有し、前記突出部の上部が前記仕切り壁と接合していることを特徴とする請求項３記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
隣接する仕切り壁間に前記突出部が複数配設されていることを特徴とする請求項４記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
電気信号に応じて吐出口から液体を吐出するエネルギー発生手段を備えた吐出素子基板と、前記吐出素子基板と電気的に接続される電気接続部および信号入力部を有する電気配線手段と、前記吐出素子基板および前記電気配線手段を保持固定し、前記吐出素子基板に液体を供給するためのタンクを装着するタンク装着部を有する第１の液体供給部材と、前記タンク装着部に連通する液体供給路を有する第２の液体供給部材と、前記第１および前記第２の液体供給部材をクリアランスを介して結合させる接合部と、を備えており、前記第１の液体供給部材に、前記電気配線手段の前記信号入力部の背面側で前記タンク装着部に向かって互いに隙間を介して突出する複数の突出部を設けたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を吐出して記録動作を行う記録装置等に適用される液体吐出ヘッドに関するものである。なお、本発明の液体吐出ヘッドは、一般的な記録装置以外にも、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタ等の記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、高速な記録や、様々な記録メディアに対する記録が可能である。加えて、記録時における騒音がほとんど生じないという特徴を有するため、プリンタ、ワードプロセッサ、ファクシミリ、複写機等の記録機構を担う装置として広く採用されている。
【０００３】
図９は、例えば特許文献１に開示された一従来例によるプリンタ（記録装置）を示すもので、これは、装置本体Ｍ１０００、給送部Ｍ３０２２、排出トレイＭ１００４から構成される。さらに、装置本体の内部は、図１０に示すように、シャーシＭ３０１９と各記録動作機構等から構成されており、記録位置に搬送された被記録媒体に所望の記録を行う記録ヘッド（液体吐出ヘッド）Ｈ１００１がキャリッジＭ４００１に搭載される。キャリッジＭ４００１には、ヘッドの位置決め基準（不図示）、ロック機構（不図示）、電気接続を行うコネクタＭ４００２が具備されている。
【０００４】
図１１は、記録ヘッドＨ１００１の全体を示す斜視図である。この記録ヘッドＨ１００１は、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させる記録素子基板Ｈ１１００を有する。さらに、記録素子基板Ｈ１１００に装置本体Ｍ１０００からの駆動信号等を印加する電気配線手段と、インクタンクを保持し記録素子基板Ｈ１１００にインクを供給するためのインク流路を形成するインク供給部材Ｈ１５００等を有する。記録素子基板Ｈ１１００は、インクを吐出する吐出口Ｈ１１０１を具備している。記録素子基板Ｈ１１００は、平面性が高く、放熱性の良い支持板Ｈ１２００を介してインク供給部材Ｈ１５００に保持される。
【０００５】
電気配線手段は、キャリッジＭ４００１のコネクタＭ４００２が押圧される剛性のある電気配線基板Ｈ１３０３と、インク供給部材Ｈ１５００の外形に沿って配線を引き回すフレキシブルな電気配線基板Ｈ１３００から構成されている。電気配線基板Ｈ１３０３には、コネクタＭ４００２と電気接続を行うための複数の端子Ｈ１３０５が具備されており、端子Ｈ１３０５が配置されている領域を信号入力部Ｈ１３０４としている。インク供給部材Ｈ１５００は、キャリッジＭ４００１に位置決め固定されるための突き当て基準面Ｈ１５０６Ｌ、Ｈ１５０６Ｒ、係合部Ｈ１５０７Ｌ、Ｈ１５０７Ｒ、押圧部Ｈ１５０８Ｌ、Ｈ１５０８Ｒを有している。押圧部Ｈ１５０８Ｌ、Ｈ１５０８Ｒには、押圧力Ｐ１Ｌ、Ｐ１Ｒが加えられる。
【０００６】
図１２は、図１１に示す記録ヘッドＨ１００１の背面側からの斜視図である。記録ヘッドＨ１００１には、インクタンク（不図示）からインクを導く流路が形成されており、その端部にはゴミの侵入を防ぐフィルターＨ１５０９が具備されている。また、フィルターＨ１５０９を囲うようにシールゴムＨ１５１０が具備されている。記録ヘッドＨ１００１には、一般的に４色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）または、６色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン、ライトマゼンタ、ライトシアン）のインクタンクが装着される。記録ヘッドＨ１００１には、インクタンクを取り付けるための係合部を有したタンクホルダーＨ１６００が固定される。各色のインクタンクは、記録ヘッド側の仕切り壁Ｈ１５０３、タンクホルダー側の仕切り壁Ｈ１６０１によって仕切られたそれぞれの位置（タンク装着部）に装着される。
【０００７】
図１３ないし図１５は、プリンタ本体Ｍ１０００と記録ヘッドＨ１００１の電気的接続を行うコンタクト部の構成を説明するものである。すなわち、キャリッジＭ４００１への記録ヘッドＨ１００１の装着によって、図１４および図１５に示すように、電気配線基板Ｈ１３０３の端子Ｈ１３０５とキャリッジＭ４００１のコネクタＭ４００２の端子Ｍ４００３が接続する。
【０００８】
記録ヘッドＨ１００１は、例えば、記録ヘッドの基準面Ｈ１５０６Ｌ、Ｈ１５０６ＲとキャリッジＭ４００１の基準面（不図示）を係合部Ｈ１５０７Ｌ、１５０７Ｒを介した押圧力Ｐ１Ｌ、Ｐ１Ｒにより突き当てることでキャリッジＭ４００１に固定する。
【特許文献１】特開２００１−６３０５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、キャリッジに固定された記録ヘッドに対して、コンタクト部は常に荷重をかける構成となっているため、記録ヘッドを構成する材料によっては、変形が大きくなり電気的な接続が不安定になることがあった。
【００１０】
図１６は、説明のためタンクホルダーＨ１６００を取り外した状態の記録ヘッドＨ１００１を示す。破線で示す領域は、記録ヘッドＨ１００１の背面側からみた信号入力部Ｈ１３０４である。ここで、電気配線基板Ｈ１３０３の端子Ｈ１３０５に対して、キャリッジＭ４００１のコネクタＭ４００２の端子Ｍ４００３が押圧され電気接続を行っている。
【００１１】
詳しく説明すると、図１３および図１４は、図１２に示すＡ面の断面図であり、コネクタＭ４００２の接続面には、端子Ｍ４００３が具備されている。記録ヘッドＨ１００１がキャリッジＭ４００１に固定されるとともに電気配線基板Ｈ１３０３に押圧力Ｐ２によって押圧されると、記録ヘッドＨ１００１がキャリッジＭ４００１に固定され、電気配線基板Ｈ１３０３にコンタクト荷重がかかった状態となる。このとき、コンタクト荷重である押圧力Ｐ２により、図１５に示すように、記録ヘッドＨ１００１の構成部品であるインク供給部材Ｈ１５００が変形し、その変形量Ｌは、押圧方向に発生する。なお、図１５は図１２に示すＢ面の断面図である。
【００１２】
近年、記録ヘッドの多色化、多ノズル化によって電気接続の接点数が増えたことにより、コンタクト荷重が増加している。また、高解像度のプリントを得るために、吐出口を小型化し、吐出液滴の小液滴化が進んでいるが、その小さな吐出口には、異物が詰まりやすい。このため、流路を構成する樹脂材料には、外力の作用によって欠落しやすいガラスフィラーを極力減らしたものが望ましいが、ガラスフィラーの含有量を減らした場合、樹脂材料の剛性が低下する。例えば、主成分が同じ樹脂材料でもガラスフィラーが２５％添加されているものに比べ、ガラスフィラーが０％の樹脂は、曲げ弾性率が１／３程度になる。
【００１３】
また、それとは別に、従来の構成では、フィルターＨ１５０９より記録素子基板Ｈ１１００へ至るインク流路において、内在するインクが環境温度の変化等により、フィルターＨ１５０９より溢れ出ることがあった。
【００１４】
本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、液体吐出ヘッドの電気接続時のコンタクト荷重によるたわみを低減し、タンクと接続するフィルターから溢れる液体の漏出を回避できる液体吐出ヘッド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】
【００１５】
本発明の液体吐出ヘッドは、電気信号に応じて吐出口から液体を吐出するエネルギー発生手段を備えた吐出素子基板と、前記吐出素子基板と電気的に接続される電気接続部および信号入力部を有する電気配線手段と、前記吐出素子基板および前記電気配線手段を保持固定し、前記吐出素子基板に液体を供給するためのタンクを装着するタンク装着部を有する液体供給部材と、を備えており、前記液体供給部材に、前記電気配線手段の前記信号入力部の背面側で前記タンク装着部に向かって互いに隙間を介して突出する複数の突出部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
タンク装着部の突出部によって、液体吐出ヘッドの電気接続時のコンタクト荷重によるたわみを低減して電気接続の信頼性を向上させる。また、突出部間の隙間に、タンクと圧接するフィルターから溢れる液体をトラップ（捕捉）することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１ないし図４に示すように、液体吐出ヘッドである記録ヘッド１は、電気信号に応じて吐出口１０１から液体であるインクを吐出するエネルギー発生手段を備えた吐出素子基板である記録素子基板１００を有する。電気配線手段は、記録素子基板１００と電気的に接続される電気接続部を有するフレキシブルな電気配線基板３００および剛性のある電気配線基板３０３とを備えている。電気配線基板３０３は、液体供給部材であるインク供給部材５００の側面においてプリンタ本体（装置本体）に当接される信号入力部３０４を有し、信号入力部３０４の端子３０５にプリンタ本体のコネクタＭ４００２の端子を押圧することで電気接続が行われる。
【００１９】
記録素子基板１００を支持する支持板２００および電気配線基板３００は、記録素子基板１００に対してインクを供給するための流路を備えたインク供給部材５００に保持固定される。インク供給部材５００は、複数の着脱自在なインクタンクを装着するタンク装着部と、インクタンクより記録素子基板１００へ向けてインクを供給するインク供給口を有し、インク供給口にフィルター５０９を備える。
【００２０】
インク供給部材５００は、インク供給口と電気配線基板３０３の信号入力部３０４を支持する部位の間で、プリンタ本体からのコンタクト荷重を受ける複数の突出部５１４を有する。複数の突出部５１４は、インクタンクが並ぶ方向に複数並ぶことで、フィルター５０９から溢れるインクをトラップするための隙間を形成する。この隙間は、前記コンタクト荷重を受ける方向に延在し、そのインクタンク側と、インクタンクを装着するタンク装着方向の２方向に開口している。
【００２１】
あるいは、突出部が並ぶことによってできる隙間がコンタクト荷重を受ける方向のインクタンク側の１方向にのみ開口し、複数の突出部の上部が互いに接合していてもよい。
【００２２】
インク供給部材は、各タンク装着部間に仕切り壁を有し、かつ、各突出部が上部で全ての仕切り壁およびタンク装着部の両端の壁部と接合していてもよい。そして、仕切り壁間に突出部が複数並ぶことで隙間を複数形成しているとよい。
【００２３】
インク供給部材は、電気配線基板を保持固定し、かつ、インクタンクを装着するタンク装着部を有する第１の部材と、インク供給路（液体供給路）を形成する第２の部材とがクリアランスを有するように接合された構成でもよい。
【実施例１】
【００２４】
図１は実施例１を示す斜視図である。本実施例の記録ヘッド１は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめ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う方式のヘッドである。
【００２５】
記録ヘッド１は、記録素子基板１００、２つの電気配線基板３００、３０３、インク供給部材５００およびタンクホルダー６００を有する。
【００２６】
記録素子基板１００は、シリコン製の基板の中央にインク供給口が長穴の形状で開いており、この基板上には複数の発熱抵抗体（電気熱変換体）がほぼ等間隔でインク供給口の両側に並んでいる。このような発熱抵抗体を形成した基板はヒーターボードと呼ばれている。ヒーターボードの外部には発熱抵抗体に電力を供給するための配線が引き回されていて、ヒーターボード上の両端に設置されている電極パッドと結線されている。このようなヒーターボード上に複数の吐出口１０１からなる吐出口群を有するオリフィスプレート等を貼り付けて、記録素子基板１００が完成する。そして、ヒーターボードの電極パッド上にバンプを形成し、電気配線基板３００との間をインナーリードによるＴＡＢ実装法によって電気接合し、接続部分は封止剤によって封止する。また、記録素子基板１００は、支持板２００を介してインク供給部材５００に接着固定され、インクタンクから通ずるインク流路が記録素子基板１００の裏面に接続される。
【００２７】
図２は、タンクホルダー６００およびインクタンクを取り外した状態のインク供給部材５００を示す。また、図３は、図２に示すＡ面の断面図、図４は同じくＢ面の断面図である。
【００２８】
インク供給部材５００は、信号入力部３０４を有する電気配線基板３０３を支持する部位の背面側でプリンタ本体側のコネクタＭ４００２からコンタクト荷重を受ける方向に互いに隙間を形成する複数の突出部５１４を有する。複数の突出部５１４は、電気接続時のコンタクト荷重に対するヘッドのたわみを低減し、電気接続の信頼性を向上させる。この突出部５１４は、図４に示すように、同様の目的で設けてある格子状のリブ５１５より大きく突出する。そして、タンク装着部の仕切り壁５０３、５０４に繋がりインクタンクを装着した際に各色が並ぶ方向に伸びており、かつ端部ではインクタンクを支持する両端壁と接合している。
【００２９】
この突出部５１４は、コンタクト荷重が最も大きくなる信号入力部３０４の中心に近い位置にあるほど、さらにこの屈曲部肉厚が厚いほど剛性が上がり効果がある。また、フィルター５０９からインクが垂れた場合、各突出部５１４の間に形成された隙間にインクを表面張力にてトラップすることができる。
【００３０】
本実施例によれば、記録ヘッドの電気接続時のコンタクト荷重に対するヘッドのたわみを低減し、電気接続の信頼性を向上させるとともに、インクタンクからフィルターを経て溢れるインクをインク供給部材内にトラップすることで、インク漏れを回避できる。このようにして、記録ヘッドの性能向上に貢献できる。
【実施例２】
【００３１】
図５ないし図８は実施例２を示す。これは実施例１と同様に、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめ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う方式のヘッドである。
【００３２】
本実施例の記録ヘッド１は、実施例１と同様の記録素子基板、電気配線基板、インク供給部材５００、タンクホルダー６００等で構成される。これらの構成部品は実施例１と同様であるから同一符合で表わし、説明は省略する。
【００３３】
図５および図６に示すように、記録ヘッド１は、信号入力部３０４を有する電気配線基板を支持するインク供給部材５００の背面側に、プリンタ本体のコネクタＭ４００２からコンタクト荷重を受ける方向に隙間を形成する複数の突出部５１４を有する。この突出部５１４は、図７に示すように、同様に電気接続時のコンタクト荷重に対するヘッドのたわみを低減し、電気接続の信頼性を向上することを目的に設けてある格子状のリブ５１５より大きく突出する。各突出部５１４の間の隙間は、コンタクト荷重を受ける方向のみに開口する。
【００３４】
各突出部５１４の上部はカバー部材５１４ａに接合され、仕切り壁５０３、５０４に繋がり、かつ、インクタンクを支持する両端壁と接合している。
【００３５】
突出部５１４は、コンタクト荷重が最も大きくなる信号入力部３０４の中心に近い位置にあるほど、さらにこの屈曲部肉厚が厚いほど剛性が上がり効果がある。
【００３６】
本実施例のインク供給部材５００は、図７および図８に示すように、第１の部材（第１の液体供給部材）５０１と第２の部材（第２の液体供給部材）５０２が、流路周囲のエネルギーダイレクタで超音波溶着をした接合部を有する接合体である。第２の部材５０２は、液体供給路であるインク流路を形成している。また、第１の部材５０１と第２の部材５０２の接合は、超音波溶着による溶着面以外の場所で例えば０．２程度のクリアランスを設けている。これにより、フィルター５０９からインクが垂れた場合、インクの一部は第１の部材５０１と第２の部材５０２の間のクリアランスへ進入し、トラップされることになる。
【００３７】
本実施例によれば、電気接続時のコンタクト荷重に対するヘッドのたわみを低減し、電気接続の信頼性を向上させると同時に、インクタンクと圧接するフィルターから溢れるインクをインク供給部材内により一層確実にトラップすることができる。このようにして、記録ヘッドの性能向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１による記録ヘッド全体を示す斜視図である。
【図２】図１の装置を背面側からみた斜視図である。
【図３】図２に示すＡ面の断面図である。
【図４】図２に示すＢ面の断面図である。
【図５】実施例２による記録ヘッドを背面側からみた斜視図である。
【図６】図５に示すＡ面の断面図である。
【図７】図５に示すＢ面の断面図である。
【図８】図７の円Ｃ内の部位を拡大して示す拡大部分断面図である。
【図９】一般的なプリンタの外観構成を示す斜視図である。
【図１０】図９に示すプリンタの外装部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図１１】一従来例による記録ヘッド全体を示す斜視図である。
【図１２】図１１の記録ヘッドを背面側からみた斜視図である。
【図１３】図１２に示すＡ面の断面図である。
【図１４】プリンタ本体のコネクタ部と接触させた状態を説明する断面図である。
【図１５】図１２に示すＢ面の断面図である。
【図１６】図１２に示す記録ヘッドからタンクホルダーを取り外した状態で示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    記録ヘッド
１００    記録素子基板
１０１    吐出口
２００    支持板
３００、３０３    電気配線基板
３０４    信号入力部
３０５    端子
５００    インク供給部材
５０１    第１の部材
５０２    第２の部材
５０３、５０４    仕切り壁
５０９    フィルター
５１４    突出部
５１５    格子状のリブ
６００    タンクホルダー
【図１】
2007136759.tif 000003
【図２】
2007136759.tif 000004
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007136759.tif 000012
【図１１】
2007136759.tif 000013
【図１２】
2007136759.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2007136759.tif 000016
【図１５】
2007136759.tif 000017
【図１６】
2007136759.tif 000018