(57)【要約】【課題】バリの発生を防止して、インク供給針を保持部材に極めて良好に固着することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決の手段】液体供給針１６の保持部材１１側の端部近傍に、底面側に超音波融着によって保持部材１１と固着される固着部２０を有するフランジ部１９を設け、且つこのフランジ部１９の固着部２０よりも外側の領域に、保持部材１１側に突出する凸部２３を液体供給針１６の周囲に亘って連続的に設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズル開口を有するヘッド本体と、液体供給手段を保持すると共に該液体供給手段と前記ヘッド本体とを繋ぐ液体流路の一部を構成する液体供給路を有する保持部材と、該保持部材に固定され前記液体供給路と共に前記液体流路を構成する貫通孔を有する液体供給針とを具備し、
前記液体供給針が、前記保持部材側の端部近傍に、底面側に超音波融着によって前記保持部材と固着される固着部を有するフランジ部を具備し、且つこのフランジ部の前記固着部よりも外側の領域に、前記保持部材側に突出する凸部が前記液体供給針の周囲に亘って連続的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記保持部材が、前記凸部に対向する領域に、当該凸部が挿入される凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記液体供給針が、前記固着部の内側の領域に、前記フランジ部の底面よりも前記保持部材側に突出する突出部を有し、該突出部の側面が前記保持部材と当接することで前記保持部材に位置決めされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液滴を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、インクカートリッジからインクを供給してノズル開口からインク滴を吐出す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に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドでは、インクが充填されたインクカートリッジが保持部材に着脱自在に保持されると共にこのインクカートリッジから保持部材に設けられた流路を介してヘッド本体にインクが供給され、供給されたインクが圧電素子等を駆動させることによりノズル開口から吐出される。また、このようなインクジェット式記録ヘッドでは、一般的に、保持部材にインク供給針が固着され、このインク供給針が保持部材に挿入されることによって、上述したように保持部材の流路を介してヘッド本体にインクが供給されるようになっている。
【０００３】
ここで、このようなインク供給針は、インクの漏れ等を防止するため、保持部材に比較的強固に固着する必要がある。このため、例えば、インク供給針を超音波融着によって保持部材であるヘッドケースに固着するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような構成では、インク供給針を保持部材に強固に固着することはできるものの、超音波融着により両者を固着する際に、インク供給針の一部、さらには保持部材の一部が溶融し、その溶融物が両者の間からはみ出してバリが形成されてしまうという問題がある。
【０００５】
なお、このような問題は、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、インク滴以外の他の液滴を吐出する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２１１１３０号公報（段落［００３６］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、バリの発生を防止して、インク供給針を保持部材に極めて良好に固着することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液滴を吐出する複数のノズル開口を有するヘッド本体と、液体供給手段を保持すると共に該液体供給手段と前記ヘッド本体とを繋ぐ液体流路の一部を構成する液体供給路を有する保持部材と、該保持部材に固定され前記液体供給路と共に前記液体流路を構成する貫通孔を有する液体供給針とを具備し、前記液体供給針が、前記保持部材側の端部近傍に、底面側に超音波融着によって前記保持部材と固着される固着部を有するフランジ部を具備し、且つこのフランジ部の前記固着部よりも外側の領域に、前記保持部材側に突出する凸部が前記液体供給針の周囲に亘って連続的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、液体供給針を保持部材に超音波融着により固着する際に発生する溶融物が、フランジ部に設けられた凸部によって保持部材側に誘導される。これにより、上記溶融物が、液体供給針と保持部材との間からはみ出してバリが発生するのを防止することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、前記保持部材が、前記凸部に対向する領域に、当該凸部が挿入される凹部を有することを特徴とする第１の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、溶融物が凹部内に収容されることで、溶融物のはみ出しがより確実に防止される。
【００１０】
本発明の第３の態様は、前記液体供給針が、前記固着部の内側の領域に、前記フランジ部の底面よりも前記保持部材側に突出する突出部を有し、該突出部の側面が前記保持部材と当接することで前記保持部材に位置決めされていることを特徴とする第１又は２の態様の液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、溶融物の液体流路内にはみ出してバリが発生するのをより確実に防止することができる。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射置にある。
かかる第４の態様では、ヘッドの信頼性を向上した液体噴射装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１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はその断面図であり、図３はインク供給針の上面図及び断面図であり、図４は、インクジェット式記録ヘッドの要部を示す拡大断面図である。
【００１３】
図示するように、実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッド１０を構成する保持部材であるカートリッジケース１１は、インク供給手段であるインクカートリッジ（図示なし）がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部１２を有する。例えば、本実施形態では、インクカートリッジは、ブラック及び３色のカラーインクがそれぞれ充填された別体で構成され、カートリッジケース１１には、各色のインクカートリッジがそれぞれ装着される４つのカートリッジ装着部１２を有する。また、カートリッジケース１１の底面には、一端が各カートリッジ装着部１２に開口し、他端が後述するヘッドケース側に開口する複数のインク連通路１４がそれぞれ形成された管状の流路形成部１５が突設されている。
【００１４】
カートリッジケース１１の上面側、すなわち、各カートリッジ装着部１２のインク連通路１４の開口部分には、インクカートリッジに挿入される複数のインク供給針１６が、インク内の気泡や異物を除去するためのフィルタ１７を介して固定されている。
【００１５】
これらの各インク供給針１６は、図３に示すように、各インク連通路１４に連通する貫通孔１８をそれぞれ有すると共にカートリッジケース１１側の端部近傍にフランジ部１９を有する。また、このフランジ部１９のカートリッジケース１１との接合面側は、カートリッジケース１１に固着される部分となる固着部２０となっている。例えば、本実施形態では、このフランジ部１９の固着部２０に、融着突起２１が設けられている。
【００１６】
インク供給針１６には、この融着突起２１が設けられた固着部２０よりも内側の領域に、フランジ部１９よりもカートリッジケース１１側に突出する突出部２２が設けられており、図４に示すように、フィルタ１７はこの突出部２２とカートリッジケース１１との間に挟持されて固定されている。そして、各インク供給針１６は、この突出部２２の側面２２ａをカートリッジケース１１に当接させることで位置決めされ、この状態で、フランジ部１９に設けられた融着突起２１を溶融させることにより、すなわち超音波融着により、カートリッジケース１１に固着されている。
【００１７】
また、フランジ部１９の固着部２０よりも外側の領域、本実施形態では、フランジ部１９の最外周部には、カートリッジケース１１側に突出する凸部２３が、インク供給針１６の周囲に亘って連続して形成されている。一方、カートリッジケース１１には、この凸部２３に対応する領域に、インク供給針１６の凸部２３が挿入される凹部２４が形成されている。そして、インク供給針１６は、凸部２３がカートリッジケース１１の凹部２４に挿入された状態で、超音波融着することによってカートリッジケース１１に固着されている。
【００１８】
このような構成では、インク供給針１６を高精度に位置決めした状態で、超音波融着によってカートリッジケース１１に良好に固着することができる。さらに、本発明では、上述したようにインク供給針１６のフランジ部１９に凸部２３が設けられているため、固着部２０融着突起２１等が溶融した溶融物が、インク供給針とカートリッジケース１１との間から流れ出してバリが形成されるのを防止することができる。すなわち、インク供給針１６の凸部２３によって固着部２０の溶融物がカートリッジケース１１側、本実施形態ではカートリッジケース１１の凹部２４内に誘導されるため、溶融物がこの凹部２４の外側まで流れ出してバリが形成することがない。
【００１９】
特に、インク供給針１６の材料として溶融温度がおよそ４００℃以上と比較的高い材料、例えば、ＰＰＳ等を用いる場合には、このようなバリが形成され易いが、上述したようにフランジ部１９に凸部２３を設けることで、このようなバリの発生を確実に防止することができる。
【００２０】
また、本実施形態では、上述したように、インク供給針１６は、突出部２２の側面２２ａをカートリッジケース１１に当接させることによって位置決めされている。このため、上記溶融物は、固着部２０の内側（貫通孔１８側）よりも外側（凸部２３側）に流れ出し易く、多くの溶融物は固着部２０の外側に流れ出す。したがって、固着部２０の内側に多くの溶融物が流れ出してインク連通路１４内にバリが形成されてインクの流れが阻害されることもない。
【００２１】
なお、カートリッジケース１１の下面側には、複数の圧電素子２５を有する圧電素子ユニット２６（２６Ａ，２６Ｂ）を保持すると共に、カートリッジケース１１とは反対側の端面に圧電素子２５の駆動によってノズル開口からインク滴を吐出するヘッド本体２７が固定されるヘッドケース２８を有し、これらカートリッジケース１１とヘッドケース２８との間には、シール部材２９及び回路基板３０が挟持されている。
【００２２】
シール部材２９は、流路形成部１５とヘッドケース２８に設けられる複数のインク供給路３１が開口する突部３２との間に挟持されることにより、インク連通路１４とインク供給路３１との接続部分を密封してこの接続部分からのインクの漏れを防止している。また、回路基板３０は、圧電素子２５を駆動するための信号を供給するためのものであり、回路基板３０の一端部には、外部配線（図示なし）を接続するためのコネクタ３３が固定されている。また、回路基板３０には、圧電素子２５に接続されたＦＰＣ等の接続配線３４が挿通される挿通孔３５が設けられており、この挿通孔３５を介して回路基板３０と接続配線３４とが接続される。さらに、この挿通孔３５の両側には各インク供給路３１に対応して、各インク供給路３１が開口する突部３２が係合する係合孔３６が設けられている。
【００２３】
また、カートリッジケース１１の一方の側面、すなわち、回路基板３０のコネクタ３３が配置される側の側面には、回路基板３０のコネクタ３３が露出される露出口３７を有し、この露出口３７を介して外部配線（図示なし）がコネクタ３３に接続されるようになっている。
【００２４】
また、回路基板３０及びシール部材２９を介してカートリッジケース１１の下面側に固定されるヘッドケース２８には、複数の圧電素子２５を有する圧電素子ユニット２６（２６Ａ，２６Ｂ）を収容して圧電素子２５を位置決め固定するための収容室３８が並設されている。例えば、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０は、ブラックインクを吐出するための圧電素子ユニット２６Ａと、カラーインクを吐出するための圧電素子ユニット２６Ｂとを有するため、ヘッドケース２８には、これらの圧電素子ユニット２６Ａ，２６Ｂを収容する２つの収容室３８が並設されている。
【００２５】
なお、上述したインクジェット式記録ヘッド１０は、カートリッジケース１１の下面側に、シール部材２９、回路基板３０、ヘッドケース２８及びヘッド本体２７の順で積層され、その外側にヘッド本体２７のノズル開口を露出する窓部３９を有する枠体４０を填め込み、ネジ４１によってカートリッジケース１１に固定することで形成される（図１参照）。
【００２６】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態に基づいて詳細に説明したが、勿論、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、凸部２３をフランジ部１９の最外周部に設けるようにしたが、凸部２３の形成位置は固着部２０の外側の領域であればよく、例えば、図５に示すように、フランジ部１９が凸部２３の外側まで延設されていてもよい。なお、このような構成とする場合、フランジ部１９がカートリッジケース１１の凹部２４の外側に対応する領域まで形成され、フランジ部１９によって凹部２４が塞がれるようにすることが好ましい。これより、溶融物が凹部２４の外側へ流れ出してバリが形成されるのをさらに確実に防止することができる。また、例えば、上述の実施形態では、カートリッジケース１１に、インク供給針１６の凸部２３が挿入される凹部２４を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、図６に示すように、インク供給針１６の固着部２０が当接するカートリッジケース１１の当接面１１ａよりもヘッド本体側に窪んだ段差部４３を凹部の替わりに設けるようにしてもよい。勿論、このような構成としても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。
【００２７】
なお、このようなインクジェット式記録ヘッドは、インクジェット式記録装置に搭載されて使用される。図７は、インクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図７に示すように、インクジェット式記録ヘッド１Ａ及び１Ｂは、キャリッジ３に搭載される。なお、インクジェット式記録ヘッド１Ａ及び１Ｂには、上述したようにインク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に固定されている。キャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。そして、駆動モータ６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７を介してキャリッジ３に伝達されることで、インクジェット式記録ヘッド１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない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８上に搬送されるようになっている。
【００２８】
なお、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドとしてインクジェット式記録ヘッドを例示したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図３】実施形態１に係るインク供給針を示す上面図及び断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの要部を示す拡大断面図である。
【図５】他の実施形態に係る記録ヘッドの要部を示す拡大断面図である。
【図６】他の実施形態に係る記録ヘッドの要部を示す拡大断面図である。
【図７】一実施形態に係る噴射装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１  カートリッジケース、  １２  カートリッジ装着部、  １４  インク連通路、  １５  流路形成部、  １６  インク供給針、  １７  フィルタ、  １８  貫通孔、  １９  フランジ部、  ２０  固着部、  ２１  融着突起、  ２２  突出部、  ２３  凸部、  ２４  凹部、  ２５  圧電素子  、  ２６  圧電素子ユニット、  ２７  ヘッド本体、  ２８  ヘッドケース
【図１】
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【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】
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