(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出するノズルと上記ノズルに連通するヘッド流路を有するヘッド本体と、
インクタンクのインクをヘッド流路に導くホルダ流路が形成されたヘッドホルダと、上記ホルダ流路とヘッド流路を連通させるとともにその接続部をシールするシール部材とを備え、
上記シール部材に設けられた連通部の開口に、ホルダ流路の開口部に当接される第１環状突起が形成され、上記ヘッド流路の開口に、シール部材の連通部の開口に当接する第２環状突起が形成され、上記第１環状突起の頂部の径が第２環状突起の肉厚中心における径と同じかまたは内側に位置していると共に、
上記シール部材の連通部の内周面が、第１環状突起側に向かって徐々に広がるように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装置。
【請求項２】
上記第１環状突起の頂部の径が第２環状突起の径以下になるよう設定されている請求項１記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
上記シール部材が弾性材から形成されている請求項１又は２に記載の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供給されたインクをインク滴として吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置の記録ヘッドは、図７に示すように、インクをインク滴として吐出するヘッド本体５１と、インクカートリッジ（図示せず）のインクを上記ヘッド本体５１に供給するホルダ流路５２が形成されたヘッドホルダ５３とを備えている。
【０００３】
そして、上記ヘッドホルダ５３には、インクカートリッジのインク供給口に挿入されてインクの供給を受けるインク供給針５４と、上記インク供給針５４からホルダ流路５２に流れるインクをろ過するフィルタ５５とが設けられている。一方、上記ヘッド本体５１には、ホルダ流路５２と連通してろ過後のインクをノズルプレート５６近傍のリザーバ５７に補給するヘッド流路５８が形成されている。上記ヘッド流路５８の上側開口部には、筒状に突出する供給管６２が設けられている。
【０００４】
そして、ヘッド本体５１の上面には、フレキシブル回路板６５を介してヘッド本体５１の圧電振動子６３に駆動信号を送るヘッド基板６７が設けられている。上記ヘッド基板６７には、ヘッド本体５１の供給管６２が挿通されて供給管６２の上部開口をヘッド基板６７の上側に露出させる貫通穴６６が穿設されている。
【０００５】
また、上記ヘッド基板６７とヘッドホルダ５３との間には、上記ホルダ流路５２とヘッド流路５８とを連通させるとともにその接合部のシールを行なうシールプレート５９が設けられている。上記シールプレート５９には、ホルダ流路５２の下部開口およびヘッド本体５１の供給管６２に対応する部分に、ゴム等の弾性部材から形成されたシール部材６４が取り付けられている。上記シール部材６４には、ホルダ流路５２とヘッド流路５８とを連通させる連通口６０が穿設されている。上記シール部材６４は、ホルダ流路５２の下部開口および供給管６２の上部開口に当接し、ホルダ流路５２とヘッド流路５８の接続部のシールを行なっている。
【０００６】
そして、上記記録ヘッドは、インクカートリッジとともにキャリッジ（図示せず）に搭載され、上記キャリッジにより記録用紙の幅方向に往復動してノズルプレート５６に設けられたノズル６１からインク滴を吐出して印刷を行い、印刷で消費されたインクは、インクカートリッジからインク供給針５４，ホルダ流路５２，連通口６０を通過し、ヘッド本体５１のヘッド流路５８を通ってノズル６１と連通するリザーバ５７に補給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記記録ヘッドでは、図８（Ａ）に示すように、上記シール部材６４の連通口６０の上部開口に、ホルダ流路５２の開口部に当接される環状突起６８が形成されている。上記連通口６０の上部開口の内周面には、外向き傾斜する傾斜面６９が形成され、環状突起６８が断面視で山形に形成されるようになっている。そして、上記記録ヘッドでは、ホルダ流路５２の開口部と供給管６２の開口部とで、上記環状突起６８を含むシール部材６４の連通口６０の開口部が挟持され、図８（Ｂ）に示すように、環状突起６８の頂部が押し潰されてホルダ流路５２とヘッド流路５８の接続部のシールを行なっている。
【０００８】
ところが、上記記録ヘッドでは、環状突起６８の頂部の径Ｄ１が供給管６２の径Ｄ２よりも大きく、環状突起６８の頂部が供給管６２よりも外側に位置しているため、供給管６２の開口とホルダ流路５２の開口との間でシール部材６４が押し潰されたときに、図８（Ｂ）に示したように、環状突起６８がやや外側に向かって広げられ、ホルダ流路５２の開口とシール部材６４との接合部に段差７０が生じてしまう。このように、流路内に段差７０が生じると、インクを充填したときに気泡が残り、吐出不良の原因となるおそれがあった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、ホルダ流路とシール部材との接合部の段差を少なくし、気泡残りの発生を防止しうるインクジェット式記録装置の提供を目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット式記録装置は、インク滴を吐出するノズルと上記ノズルに連通するヘッド流路を有するヘッド本体と、インクタンクのインクをヘッド流路に導くホルダ流路が形成されたヘッドホルダと、上記ホルダ流路とヘッド流路を連通させるとともにその接続部をシールするシール部材とを備え、上記シール部材に設けられた連通部の開口に、ホルダ流路の開口部に当接される第１環状突起が形成され、上記ヘッド流路の開口に、シール部材の連通部の開口に当接する第２環状突起が形成され、上記第１環状突起の頂部の径が第２環状突起の肉厚中心における径と同じかまたは内側に位置していると共に、上記シール部材の連通部の内周面が、第１環状突起側に向かって徐々に広がるように形成されていることを要旨とする。
【００１１】
すなわち、本発明のインクジェット式記録装置は、第１環状突起の頂部が第２環状突起と同じかまたは内側に位置しているため、第２環状突起の開口とホルダ流路の開口との間でシール部材が押し潰されたときに、第１環状突起が外側に向かって押し広げられることがほとんどなく、ホルダ流路の開口とシール部材との接合部に段差がほとんど生じない。したがって、インクを充填したときの気泡残りが有効に防止され、吐出不良の発生等を未然に防ぐことができる。
【００１２】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記第１環状突起の頂部の径が第２環状突起の径以下になるよう設定されている場合には、第２環状突起の開口とホルダ流路の開口との間でシール部材が押し潰されたときに、第１環状突起が外側に向かって押し広げられることがほとんどなく、ホルダ流路の開口とシール部材との接合部に段差がほとんど生じない。
【００１３】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記シール部材の連通部の内周面が、第１環状突起側に向かって徐々に広がるように形成されている場合には、第２環状突起の開口とホルダ流路の開口との間でシール部材が押し潰されたときに、ホルダ流路の開口とシール部材との接合部に段差がほとんど生じないうえ、押し潰されたシール部材が流路内にせり出すことも防止される。
【００１４】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記シール部材が弾性材から形成されている場合には、第２環状突起の開口とホルダ流路の開口との間でシール部材が押し潰されて密着し、ホルダ流路とヘッド流路の接続部が確実にシールされる。また、ヘッド流路の開口とホルダ流路の開口に弾性材からなるシール部材を当接させるだけで流路の接続部を確実にシールでき、組み立て性を損なわない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１６】
図１および図２は、本発明が適用されるインクジェット式記録装置の周辺構造の一例を示す図である。この装置は、インクカートリッジ２が搭載されるとともに記録ヘッド１が取り付けられたキャリッジ３を備えている。
【００１７】
上記キャリッジ３は、タイミングベルト４を介してステッピングモータ５に接続され、ガイドバー６に案内されて記録紙７の紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。上記キャリッジ３は、図２に示すように、上部に開放する箱型を呈し、記録紙７と対向する面（この例では下面）に、記録ヘッド１のノズル面が露呈するよう取り付けられるとともに、インクカートリッジ２が収容されるようになっている。そして、上記キャリッジ３の上端部には、インクカートリッジ２が収容された状態でインクカートリッジ２の上部を押さえるとともにキャリッジ３の開放された上部を覆う蓋部材２５が取り付けられている。
【００１８】
そして、上記記録ヘッド１にインクカートリッジ２からインクが供給され、キャリッジ３を移動させながら記録紙７上面にインク滴を吐出させて記録紙７に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。図１において、８は印刷休止中に記録ヘッド１のノズル開口を封止することによりノズルの乾燥をできるだけ防ぐキャップ、９は記録ヘッド１のノズル面をワイピングするワイパー部材である。また、図２において、２６はガイドバー６が挿通されるガイド穴である。
【００１９】
図３は、上記記録ヘッド１に用いるヘッド本体１０の基本構造の一例を示す。このヘッド本体１０は、ノズル１１と圧力発生室１２が形成された流路ユニット１３と、圧電振動子１４が収容されたヘッドケース１５とが接合されて構成されている。
【００２０】
上記流路ユニット１３は、ノズル１１が穿設されたノズルプレート１６と、圧力発生室１２と共通のインク室１７ならびにこれらを連通させるインク供給路１８とに対応する空間が形成された流路形成板１９と、上記圧力発生室１２の開口を塞ぐ振動板２０とが積層されて形成されている。
【００２１】
上記圧電振動子１４は、駆動信号の入力により、充電状態で長手方向に収縮し、充電状態から放電する過程で長手方向に伸長する、いわゆる縦振動モードの振動子である。上記圧電振動子１４は、その先端が圧力発生室１２の一部を形成する振動板２０の島部２０Ａに固着された状態で他端が基台２１に固定されている。
【００２２】
また、上記ヘッドケース１５には、そのインク室１７に対応する部分に、インク室１７にインクカートリッジ２のインクを導入するヘッド流路２４が形成されている。上記ヘッド流路２４の開口縁には、第２環状突起２３が形成されている。
【００２３】
上記ヘッド本体１０では、上記圧電振動子１４の収縮・伸長を受けて圧力発生室１２が膨張・収縮し、圧力発生室１２の圧力変動によりインクの吸引とインク滴の吐出とが行われるようになっている。図３において、２２は圧電振動子１４に駆動信号を入力するフレキシブル回路板である。
【００２４】
上記ヘッド本体１０では、図３において紙面に垂直な方向に圧電振動子１４，圧力発生室１２，ノズル１１が列設されており、ノズルプレート１６には、２列のノズル列が形成されている。
【００２５】
図４および図５は、上記ヘッド本体１０が用いられた記録ヘッド１を示す図である。上記記録ヘッド１は、ヘッド本体１０と、上記ヘッド本体１０が取り付けられるヘッドホルダ３２とを備えている。図において、２８はヘッド本体１０を覆うカバー部材、４０はヘッド本体１０をヘッドホルダ３２に取り付けるねじ、４１はカバー部材２８，ヘッドケース１５，後述するヘッド基板３６およびシール部材２９にそれぞれ形成されたねじ挿通穴である。
【００２６】
上記ヘッドホルダ３２は、インクカートリッジ２に差し込まれてインクの供給を受ける複数（この例では４つ）のインク供給針２７が立設されている。上記各インク供給針２７は、中空状で先端部にインク孔３４が穿設されている。上記各インク供給針２７の根元部には、インクカートリッジ２から供給されたインクをろ過するフィルタ３１が設けられてる。
【００２７】
そして、上記ヘッドホルダ３２には、各インク供給針２７にそれぞれ連通するとともに、ヘッド本体１０のヘッド流路２４にそれぞれ連通してインクカートリッジ２のインクをヘッド本体１０に導入するホルダ流路３０が形成されている。
【００２８】
上記ヘッドホルダ３２とヘッド本体１０との間には、フレキシブル回路板２２を介してヘッド本体１０の圧電振動子１４に駆動信号を送るヘッド基板３６が挟まれるよう設けられている。上記ヘッド基板３６には、フレキシブル回路板２２を挿通させる回路板挿通穴３５が形成されている。
【００２９】
そして、上記ヘッド基板３６には、ホルダ流路３０の下部開口およびヘッド流路２４の上部開口に対応する部分に、上下に貫通する貫通穴３７が穿設され、上記貫通穴３７にヘッドケース１５の第２環状突起２３が挿通されてヘッド基板３６の上面に第２環状突起２３の開口が露呈するようになっている。
【００３０】
そして、上記ヘッド基板３６とヘッドホルダ３２との間には、ホルダ流路３０とヘッド流路２４を連通させる連通口３３が形成されたシール部材２９が挟持されている。上記シール部材２９は、ゴム，軟質樹脂，エラストマー等の弾性材料から形成されている。そして、上記シール部材２９は、ヘッドホルダ３２，ヘッド基板３６およびヘッド本体１０を組み付けた状態で、ホルダ流路３０の下部開口およびヘッド流路２４の上部開口に当接し、ホルダ流路３０とヘッド流路２４を連通させるとともにその接続部をシールするようになっている。
【００３１】
上記シール部材２９を弾性材から形成したことにより、第２環状突起２３の開口とホルダ流路３０の開口との間でシール部材２９が押し潰されて密着し、ホルダ流路３０とヘッド流路２４の接続部が確実にシールされる。また、ヘッド流路２４の開口とホルダ流路３０の開口に弾性材からなるシール部材２９を当接させるだけで流路の接続部を確実にシールでき、組み立て性を損なわない。
【００３２】
ホルダ流路３０とヘッド流路２４との接続部を詳しく説明すると、図６（Ａ）に示すように、シール部材２９における連通口３３のホルダ流路３０側の開口縁には、断面視で略山形を呈する第１環状突起３８が形成されている。
【００３３】
上記シール部材２９の連通口３３の内周面には、第１環状突起３８側の開口に向かって徐々に広がる緩斜面３９が形成されている。そして、第１環状突起３８の外周には山形の傾斜面が設けられ、上記第１環状突起３８の頂部の径Ｄ３が、第２環状突起２３の肉厚中心における径Ｄ４より小さくなるよう設定され、上記第１環状突起３８の頂部が第２環状突起２３より内側に位置するように形成されている。
【００３４】
そして、ヘッド本体１０の第２環状突起２３をヘッド基板３６の貫通穴３７に挿通させてヘッド本体１０上にヘッド基板３６を載置し、ヘッド基板３６の上面に露呈した第２環状突起２３にシール部材２９の連通口３３およびヘッドホルダ３２のホルダ流路３０を位置決めした状態で、ねじ４０をねじ挿通穴４１に挿通させてねじ４０を締め付けて記録ヘッド１が組み立てられる。
【００３５】
この状態で、上記ねじ４０の締め付け力により、図６（Ｂ）に示すように、シール部材２９の第１環状突起３８が弾性変形してホルダ流路３０とヘッド流路２４の接続部がシールされる。
【００３６】
このとき、上記第１環状突起３８の頂部の径Ｄ３が、第２環状突起２３の径Ｄ４より小さくなるよう設定され、第１環状突起３８の頂部が第２環状突起２３より内側に位置しているため、第２環状突起２３の開口とホルダ流路３０の開口との間でシール部材２９が押し潰されたときに、第１環状突起３８が外側に向かって押し広げられることがほとんどなく、ホルダ流路３０の開口とシール部材２９との接合部に段差がほとんど生じない。したがって、インクを充填したときの気泡残りが有効に防止され、吐出不良の発生等を未然に防ぐことができる。
【００３７】
また、上記シール部材２９の連通口３３の内周面が、第１環状突起３８側に向かって徐々に広がるように形成されているため、第１環状突起３８の開口とホルダ流路３０の開口との間でシール部材２９が押し潰されたときに、ホルダ流路３０の開口とシール部材２９との接合部に段差がほとんど生じないうえ、押し潰されたシール部材２９が流路内にせり出すことも防止される。
【００３８】
なお、上記実施の形態では、上記第１環状突起３８の頂部の径Ｄ３を第２環状突起２３の径Ｄ４より小さくなるよう設定し、第１環状突起３８の頂部が第２環状突起２３より内側に位置するようにしたが、これに限定するものではなく、
上記第１環状突起３８の頂部の径Ｄ３を第２環状突起２３の肉厚中心における径Ｄ４と等しくなるよう設定してもよい。この場合も同様の作用効果を奏する。
【００３９】
また、上記各実施の形態では、圧力発生室１２を加圧する素子として圧電振動子１４を用いた装置を示したが、これに限定するものではなく、圧力発生室１２を加圧する素子として内部のインクを加熱気化させる発熱素子を用いたヘッド本体が搭載された記録装置に適用することも可能である。この場合にも同様の作用効果を奏する。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明のインクジェット式記録装置によれば、第２環状突起の開口とホルダ流路の開口との間でシール部材が押し潰されたときに、第１環状突起が外側に向かって押し広げられることがほとんどなく、ホルダ流路の開口とシール部材との接合部に段差がほとんど生じない。したがって、インクを充填したときの気泡残りが有効に防止され、吐出不良の発生等を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット式記録装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】上記インクジェット式記録装置の要部を示す分解斜視図である。
【図３】上記インクジェット式記録装置に用いるヘッド本体を示す断面図である。
【図４】記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図５】記録ヘッドを示す断面図である。
【図６】上記記録ヘッドの要部を示す断面図である。
【図７】従来例の記録ヘッドを示す断面図である。
【図８】上記従来例の記録ヘッドの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  記録ヘッド
２  インクカートリッジ
３  キャリッジ
４  タイミングベルト
５  ステッピングモータ
６  ガイドバー
７  記録紙
８  キャップ
９  ワイパー部材
１０  ヘッド本体
１１  ノズル
１２  圧力発生室
１３  流路ユニット
１４  圧電振動子
１５  ヘッドケース
１６  ノズルプレート
１７  インク室
１８  インク供給路
１９  流路形成板
２０  振動板
２０Ａ  島部
２１  基台
２２  フレキシブル回路板
２３  第２環状突起
２４  ヘッド流路
２５  蓋部材
２６  ガイド穴
２７  インク供給針
２８  カバー部材
２９  シール部材
３０  ホルダ流路
３１  フィルタ
３２  ヘッドホルダ
３３  連通口
３４  インク孔
３５  回路板挿通穴
３６  ヘッド基板
３７  貫通穴
３８  第１環状突起
３９  緩斜面
４０  ねじ
４１  ねじ挿通穴
５１  ヘッド本体
５２  ホルダ流路
５３  ヘッドホルダ
５４  インク供給針
５５  フィルタ
５６  ノズルプレート
５７  リザーバ
５８  ヘッド流路
５９  シールプレート
６０  連通口
６１  ノズル
６２  供給管
６３  圧電振動子
６４  シール部材
６５  フレキシブル回路板
６６  貫通穴
６７  ヘッド基板
６８  環状突起
６９  傾斜面
７０  段差
【図１】
0004161553.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004161553.tif 000004
【図４】
0004161553.tif 000005
【図５】
0004161553.tif 000006
【図６】
0004161553.tif 000007
【図７】
0004161553.tif 000008
【図８】
0004161553.tif 000009