(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出する複数のノズル開口を有するヘッド本体を具備し、インク供給手段を保持すると共に該インク供給手段のインク供給口とヘッド本体とを連通するインク流路を有する保持部を備えたインクジェット式記録ヘッドにおいて、
前記インク供給手段に連通する側のインク流路を構成する貫通孔を有し前記インク供給手段に挿入される複数のインク供給針が、超音波融着によって前記保持部に固着されており、且つ前記複数のインク供給針のうち超音波融着に必要なエネルギが略同一であるインク供給針が、一体的に連結され、当該一体的に連結されたインク供給針の外形形状が略同一であるが、前記貫通孔の内径が異な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、ブラックインクに対応して設けられるインク供給針とカラーインクに対応して設けられるインク供給針とが一体的に連結され、且つ前記ブラックインクに対応して設けられるインク供給針の貫通孔が、前記カラーインクに対応して設けられるインク供給針の貫通孔よりも大きい内径を有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３】
請求項１又は２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、インクカートリッジからインクを供給して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。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、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から、このインクカートリッジに挿入されるインク供給針及び流路を介してインクが供給され、供給されたインクは圧電素子等を駆動させることによりノズルから吐出される。
【０００３】
例えば、図５に示すように、従来のインクジェット式記録ヘッド１００を構成するヘッドケース１０１は、プリンタのキャリッジに搭載されると共に図示しないインクカートリッジを収容するインクカートリッジ収容室１０２を画成する。
【０００４】
また、ヘッドケース１０１のインクカートリッジ収容室１０２側の底面部分には、インクカートリッジに挿入されるインク供給針１０３が設けられている。また、ヘッドケース１０１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ヘッド本体１０４が、カバーヘッド１０５によって固定されている。そして、インクカートリッジからインク供給針１０３及びヘッドケース１０１の図示しないインク流路を介してヘッド本体１０４にインクが供給される。
【０００５】
また、ヘッドケース１０１のインクカートリッジ収容室１０２とは反対側の側面には駆動回路を実装した回路基板１０６が固定されており、この駆動回路によって記録ヘッド本体１０４が駆動されてインクが吐出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のインクジェット式記録ヘッド１００では、インク供給針１０３は、インクカートリッジの各色毎に別々の部品で構成され、個々にヘッドケース１０１に固着されている。
【０００７】
そのため、インク供給針１０３間の寸法精度を出すのが困難であり、インク供給針１０３のインクカートリッジへの挿入性が低下するという問題がある。また、インク供給針１０３のインクカートリッジへの挿入位置がずれることにより、これらのシール性が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、インク供給針を高精度且つ容易に固定することができ、信頼性を向上した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。
【０００９】
【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、インク滴を吐出する複数のノズル開口を有するヘッド本体を具備し、インク供給手段を保持すると共に該インク供給手段のインク供給口とヘッド本体とを連通するインク流路を有する保持部を備えたインクジェット式記録ヘッドにおいて、前記インク供給手段に連通する側のインク流路を構成する貫通孔を有し前記インク供給手段に挿入される複数のインク供給針が、超音波融着によって前記保持部に固着されており、且つ前記複数のインク供給針のうち超音波融着に必要なエネルギが略同一であるインク供給針が、一体的に連結され、当該一体的に連結されたインク供給針の外形形状が略同一であるが、前記貫通孔の内径が異な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１の態様では、貫通孔の内径の異なる複数のインク供給針を超音波融着によって一度に固着することができるため、製造工程を簡略化してコストの削減を図ることができる。また、各インク供給針の針間距離の精度が向上する。
【００１３】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、ブラックインクに対応して設けられるインク供給針とカラーインクに対応して設けられるインク供給針とが一体的に連結され、且つ前記ブラックインクに対応して設けられるインク供給針の貫通孔が、前記カラーインクに対応して設けられるインク供給針の貫通孔よりも大きい内径を有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。
【００１４】
かかる第２の態様では、ブラック及びカラーインクに対応するインク供給針の針間距離の精度が向上することができる。
【００１７】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様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ある。
【００１８】
かかる第３の態様では、ヘッドの信頼性を向上した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、本発明の一実施形態について詳細に説明するが、勿論、本発明の構成はこれに限定されるものではない。
【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、カートリッジケースの斜視図である。
【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１０を構成す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（１４Ａ〜１４Ｄ）がそれぞれ形成された管状の流路形成部１５（１５Ａ〜１５Ｄ）が突設されている。
【００２２】
また、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（１６Ａ〜１６Ｄ）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。
【００２３】
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（１８Ａ〜１８Ｄ）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との接合面側には融着突起２０が設けられている。
【００２４】
また、本実施形態のカートリッジケース１１は、イエロー、マゼンダ及びシアン並びにブラックの各色のインクがそれぞれ収容された複数のインクカートリッジを保持可能な構造を有し、インク供給針１６は、ブラックインクに対応する１つのインク供給針１６Ａと、イエロー、マゼンダ及びシアンの各カラーインクに対応する３つインク供給針１６Ｂ〜１６Ｄで構成されている。
【００２５】
そして、各インク供給針１６の貫通孔１８の内径は、インクの供給量によって異なり、例えば、本実施形態では、カラーインクに対応する各インク供給針１６Ｂ〜１６Ｄの貫通孔１８Ｂ〜１８Ｄは、それぞれ略同一の内径を有するが、ブラックインクに対応するインク供給針１６Ａの貫通孔１８Ａは、カラーインクに対応するインク供給針１６Ｂ〜１６Ｄの貫通孔１８Ｂ〜１８Ｄよりも大きい内径を有する。
【００２６】
また、本実施形態の各インク供給針１６は、それぞれ略同一の外形形状を有し、且つ連結部２１を介してそれぞれ一体的に連結されている。そして、各インク供給針１６は、フランジ部１９に設けられた融着突起２０を溶融させることにより、すなわち超音波融着によってカートリッジケース１１に一体的に固着されている。
【００２７】
ここで、本実施形態では、上述したように、ブラックインクに対応するインク供給針１６Ａとカラーインクに対応するインク供給針１６Ｂ〜１６Ｄとは、貫通孔１８の内径が異なるが、外形形状は略同一となっている。すなわち、各インク供給針１６は、超音波融着に必要なエネルギが略同一となっているため、連結部２１を介して一体的に連結されていても超音波融着によって各インク供給針１６を確実に固着することができる。
【００２８】
また、各インク供給針１６の超音波融着に必要なエネルギを略同一とするには、各インク供給針１６の融着突起２０の融着量が略同一であることが有効である。このため、本実施形態では、各融着突起２０の形状、すなわち、各融着突起２０の径、断面形状等を略同一として、融着量が略同一となるようにした。
【００２９】
このように、本実施形態では各インク供給針１６を一体的に連結して超音波融着によってカートリッジケース１１に固着するようにしたので、各インク供給針１６Ａ〜１６Ｄのそれぞれの針間距離精度を著しく向上することができる。また、複数のインク供給針を一度に固着できるため、製造工程を簡略化することができ、製造コストを削減することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、ブラックインクに対応するインク供給針及びカラーインクに対応するインク供給針を全て一体的に連結するようにしたが、勿論、これに限定されず、超音波融着に必要なエネルギが略同一であるインク供給針が一体的に連結されていればよい。
【００３１】
また、本実施形態では、一体的に連結した各インク供給針の外形形状が、略同一形状となっているが、勿論、超音波融着に必要なエネルギが略同一であれば、それぞれ異なる形状であってもよい。
【００３２】
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２２を有する圧電素子ユニット２３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２２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２４が固定されるヘッドケース２５を有し、これらカートリッジケース１１とヘッドケース２５との間には、シール部材２６及び回路基板２７が挟持されている。
【００３３】
ここで、シール部材２６は、例えば、エラストマ等からなり、流路形成部１５とヘッドケース２５に設けられる複数のインク供給路２８（２８Ａ〜２８Ｄ）が開口する突出部２９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２８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。
【００３４】
回路基板２７は、圧電素子２２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２７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３０が固定されている。また、回路基板２７には、圧電素子２２に接続されたＦＰＣ等の接続配線３１が挿通される挿通孔３２が設けられており、この挿通孔３２を介して回路基板２７と接続配線３１とが接続される。さらに、この挿通孔３２の両側には各インク供給路２８に対応して、各インク供給路２８が開口する突出部２９が係合する貫通孔３３が設けられている。
【００３５】
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２７のコネクタ３０が配置される側の側面には、回路基板２７のコネクタ３０が露出される露出口３４を有し、この露出口３４を介して外部配線（図示なし）がコネクタ３０に接続されるようになっている。
【００３６】
また、回路基板２７及びシール部材２６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２５には、複数の圧電素子２２を有する圧電素子ユニット２３（２３Ａ，２３Ｂ）を収容して圧電素子２２を位置決め固定するための収容室３５が並設されている。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２３Ａと、カラーインクを吐出するための圧電素子ユニット２３Ｂとを有するため、ヘッドケース２５には、これらの圧電素子ユニット２３Ａ，２３Ｂを収容する２つの収容室３５が並設されている。また、各収容室３５の外側には、インク連通路１４Ａと連通してブラックインクをヘッド本体２４に供給するインク供給路２８Ａと、インク連通路１４Ｂ〜１４Ｄとそれぞれ連通して各カラーインクをそれぞれヘッド本体２４に供給するための複数のインク供給路２８Ｂ〜２８Ｄとが設けられ、各インク供給路２８Ａ〜２８Ｄは、カートリッジケース１１側に設けられた突出部２９でそれぞれ開口している。
【００３７】
ここで、各インク供給路２８Ａ〜２８Ｄは、ヘッドケース２５の中央部のヘッド本体２４に対向する領域にそれぞれ近接して設けられている。また、カラーインクをヘッド本体２４に供給する各インク供給路２８Ｂ〜２８Ｄは、インク連通路１４Ａ〜１４Ｄのインクカートリッジ側の開口の並び方向に対して略直交する方向に一列に配置されている。すなわち、インク供給路２８Ａ〜２８Ｄの開口と、各インク連通路１４のインクカートリッジ側の開口との位置が面方向で異なるものがある。例えば、本実施形態では、カラーインクを供給する３つのインク連通路１４Ｂ〜１４Ｄのうち中央のインク連通路１４Ｃのインクカートリッジ側の開口のみが、インク供給路２４Ｃの開口と略同一位置となるように設けられている。このため、本実施形態では、他のインク連通路１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｄを３次元的に傾斜させることによって、カートリッジケース１１とヘッドケース２５との当接面での全てのインク連通路１４とインク供給路２８との開口位置がそれぞれ略同一となるようにして、各インク連通路１４とインク供給路２８とを連通させている。
【００３８】
具体的には、図４に示すように、カートリッジケース１１の下面側には、インク連通路１４Ａ〜１４Ｄがそれぞれ形成された管状の流路形成部１５Ａ〜１５Ｄが突設されている。そして、カラーインクに対応する流路形成部１５Ｂ〜１５Ｄのうち、中央の流路形成部１５Ｃのみがカートリッジケース１１の下面に対して略直交する方向に立設され、他の流路形成部１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｄが３次元的に傾斜して設けられ、各インク連通路１４Ａ〜１４Ｄとインク供給路２８Ａ〜２８Ｄとがそれぞれ連通されている。
【００３９】
なお、上述したインクジェット式記録ヘッドを構成する各部材は、カートリッジケース１１の下面側に、シール部材２６、回路基板２７、ヘッドケース２５及びヘッド本体２４の順で積層され、その外側にヘッド本体２４のノズル開口を露出する窓部３６を有する枠体３７を填め込み、ネジ３８によってカートリッジケース１１に固定されて（図１参照）、インクジェット式記録装置に搭載される。
【００４０】
また、本実施形態では、カートリッジケースとヘッドケースとが別体で構成されているものを例示して説明したが、勿論、これらが一体的に形成されていてもよいことは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、超音波融着に必要なエネルギが略同一であるインク供給針を一体的に形成するようにしたため、製造工程を簡略化してコストを削減することができる。また、各インク供給針間の寸法精度が向上するため、インク供給針のインクカートリッジの挿入性及びインク供給針とインクカートリッジとのシール性を向上することができ、信頼性を向上したインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。
【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】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断面図である。
【図３】本発明の一実施形態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】本発明の一実施形態に係るカートリッジケースの斜視図である。
【図５】従来技術に係るインクジェット式記録ヘッドの斜視図である。
【符号の説明】
１１  カートリッジケース
１２  カートリッジ装着部
１４Ａ〜１４Ｄ  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  融着突起
２１  連結部
２２  圧電素子
２３  圧電素子ユニット
２４  ヘッド本体
２５  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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