(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、上記ヘッド本体とヘッドホルダの間に設けられて上記ヘッド本体に吐出信号を送るヘッド基板と、
上記ヘッド基板とヘッドホルダの間に設けられて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、
上記ヘッド本体におけるヘッド基板が存在しない領域に、シール部材と当接して反りを防止しうる反り防止部材と、
上記ヘッド本体に、シール部材に形成された嵌入穴に嵌入されてシール部材の回転を防止するために突設された回転防止部材と、
上記ヘッド本体をヘッドホルダに取り付ける取付部材が挿通されて、シール部材の挿通穴に挿通するように突設された挿通管と、を備え、
上記回転防止部材の高さを上記挿通管の高さよりも高く設定したことを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２】
上記ヘッド本体のヘッド流路の開口に環状突起が形成されるとともに、ヘッド基板に上記環状突起が挿通される貫通穴が形成されている請求項１記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
上記回転防止部材が反り防止部材の近傍に設けられている請求項１記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
上記ヘッド基板に、上記挿通管との干渉を防止する切欠部が形成され、ヘッド本体の上記切欠部に対応する領域に反り防止部材が形成されている請求項１〜３のいずれか一項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１０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、シール部材６４を樹脂材料とゴム材料との２色成形により形成しているが、近年、コストダウンの必要から、ゴム材料だけの１色成形で形成されるようになってきた。ところが、ゴム材料だけからなるシール部材６４では、シール部材６４の柔軟性が高いため、シール部材６４を組み込む際にシール部材６４が反りやすいという問題が生じる。組み込みの際にシール部材６４が反ると、ホルダ流路５２やヘッド流路５８に対する連通口６０の位置がずれてしまうおそれがあり、そのまま組み込まれてしまうと、ホルダ流路５２とヘッド流路５８の接続部が段差となって、インク充填時やクリーニング時に気泡が引っかかって吐出不良を引き起こす原因になりやすい。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、シール部材の反りを抑制して接合部に段差ができるのを防止し、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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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、上記ヘッド本体とヘッドホルダの間に設けられて上記ヘッド本体に吐出信号を送るヘッド基板と、上記ヘッド基板とヘッドホルダの間に設けられて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、上記ヘッド本体におけるヘッド基板が存在しない領域に、シール部材と当接して反りを防止しうる反り防止部材と、上記ヘッド本体に、シール部材に形成された嵌入穴に嵌入されてシール部材の回転を防止するために突設された回転防止部材と、上記ヘッド本体をヘッドホルダに取り付ける取付部材が挿通されて、シール部材の挿通穴に挿通するように突設された挿通管と、を備え、上記回転防止部材の高さを上記挿通管の高さよりも高く設定したことが形成されていることを要旨とする。
【００１０】
すなわち、本発明のインクジェット式記録装置は、ヘッド本体におけるヘッド基板が存在しない領域に、シール部材と当接して反りを防止しうる反り防止部材が形成されていることから、柔軟性の高いシール部材であっても、シール部材が反り防止部材に当接して組み込みの際にほとんど反らなくなる。このため、組み込みの際に、ホルダ流路やヘッド流路に対する連通口の位置ずれに起因してホルダ流路とヘッド流路の接続部に段差が生じるのが防止される。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。このとき、回転防止部材の高さを挿通管の高さよりも高く設定したことにより、洗浄液の圧力等によりシール部材の外れ方向の力が働いても、シール部材が回転防止部材に引っかかって回転が有効に防止できる。これにより、ホルダ流路やヘッド流路に対する連通口の位置ずれを有効に防止できる。
【００１１】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記ヘッド本体のヘッド流路の開口に環状突起が形成されるとともに、ヘッド基板に上記環状突起が挿通される貫通穴が形成されている場合には、ヘッド本体とシール部材の間にヘッド基板が挟まれる構造であり、ヘッド基板が存在しない領域でシール部材が反りやすいため、その部分に反り防止部材を形成する効果が顕著で効果的である。
【００１２】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記ヘッド本体に、シール部材に形成された嵌入穴に嵌入されてシール部材の回転を防止する回転防止部材が突設されている場合には、シール部材の組み込みや、組み込み時に実施されるヘッド本体内の洗浄作業等の際、シール部材の回転が防止され、ホルダ流路やヘッド流路に対する連通口の位置ずれを有効に防止しうる。
【００１３】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記回転防止部材が反り防止部材の近傍に設けられている場合には、ヘッド本体とシール部材の間のヘッド基板が存在しない領域に回転防止部材が形成されることから、回転防止部材を形成するためのヘッド基板の加工等を必要とせず、不要なコストアップを避けられる。
【００１４】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記ヘッド基板に、ヘッド本体に設けられた突出部との干渉を防止する切欠部が形成され、ヘッド本体の上記切欠部に対応する領域に反り防止部材が形成されている場合や、上記突出部が、ヘッド本体をヘッドホルダに取り付けるねじ等の取付部材が挿通される挿通管である場合には、上記切欠部に対応する領域でシール部材が反りやすいため、その部分に反り防止部材を形成する効果が顕著で効果的である。
【００１５】
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、シール部材が柔軟で反りやすいことから、反り防止部材を形成する効果が顕著で効果的である。また、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。さらに、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。
【００１６】
【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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、環状突起２３が形成されている。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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に形成されたねじ挿通穴である。また、３８はヘッドケース１５のヘッドホルダ３２と対面する面に突設された２つの挿通管であり、上記挿通管３８にねじ４０が挿通されるようになっている。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
また、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の環状突起２３が挿通されてヘッド基板３６の上面に環状突起２３の開口が露呈するようになっている。
【００３２】
さらに、上記ヘッド基板３６には、ヘッド本体１０の一方の挿通管３８を挿通させる挿通穴４７と、他方の挿通管３８との干渉を防止する矩形の切欠部４３が形成されている。このように、上記切欠部４３により一方の挿通管３８との干渉を防止するようにしたことにより、この部分のヘッド基板３６の加工が容易になり、加工コストを節減することができる。
【００３３】
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、連通口３３によりホルダ流路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。
【００３４】
上記シール部材２９を弾性材から形成したことにより、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。
【００３５】
また、上記ヘッド本体１０のヘッドケース１５には、図６および図７に示すように、シール部材２９に穿設された圧入穴４６に圧入されて組み付け時やヘッド本体１０内の洗浄作業の際にシール部材２９の脱落を防止する圧入部材４４が突設されている。さらに、上記シール部材２９には、ヘッド本体１０の挿通管３８を挿通させる２つの挿通穴４７が形成されている。
【００３６】
そして、上記ヘッド本体１０のヘッドケース１５には、ヘッド基板３６の切欠部４３に対応する部分に、シール部材２９と当接してシール部材２９の反りを防止する円柱状の反り防止部材３９が突設されている。上記反り防止部材３９の上面には、シール部材２９に穿設された嵌入穴４５に嵌入してシール部材２９の不要な回転を防止する円柱状の回転防止部材４２が、反り防止部材３９と同軸状に突設されている。
【００３７】
このように、ヘッド本体１０に、シール部材２９に形成された嵌入穴４５に嵌入されてシール部材２９の回転を防止する回転防止部材４２を突設したことから、シール部材２９の組み込み作業の際や、組み込み時に実施されるヘッド本体１０内の洗浄作業等の際、シール部材２９の回転が防止される。このとき、回転防止部材４２の高さを挿通管３８の高さより少し高く設定することにより、洗浄液の圧力等によりシール部材２９に外れ方向の力が働いても、シール部材２９が回転防止部材４２に引っかかって回転が有効に防止される。これにより、ホルダ流路３０やヘッド流路２４に対する連通口３３の位置ずれを有効に防止しうる。
【００３８】
また、上記回転防止部材４２が反り防止部材３９と同軸状に設けられ、ヘッド本体１０とシール部材２９の間のヘッド基板３６が存在しない領域に回転防止部材４２が形成されることから、回転防止部材４２を形成するためのヘッド基板３６の加工等を必要とせず、不要なコストアップを避けられる。
【００３９】
そして、記録ヘッドでは、図８および図９に示すように、ヘッド基板３６が取り付けられたヘッド本体１０のヘッド基板３６の上に、シール部材２９が取り付けられる。このとき、ヘッド本体１０の２つの挿通管３８をシール部材２９の挿通穴４７に挿通させるとともに、ヘッド本体１０の圧入部材４４および回転防止部材４２を、それぞれシール部材２９の圧入穴４６および嵌入穴４５に圧入および嵌入させる。
【００４０】
この状態で、シール部材２９のヘッド本体１０側の面は、その大部分がヘッド基板３６と対面し、ヘッド基板３６に沿うようにある程度規制されて反りが防止される。そして、ヘッド基板３６の存在しないヘッド基板３６の切欠部４３に対応する領域では、シール部材２９が、反り防止部材３９に当接して規制され、反りが防止される。
【００４１】
このように、柔軟性の高いシール部材２９であっても、シール部材２９が反り防止部材３９に当接して組み込みの際にほとんど反らなくなるため、ホルダ流路３０やヘッド流路２４に対する連通口３３の位置ずれが防止され、ホルダ流路３０とヘッド流路２４の接続部に段差が生じるのが防止される。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。そして、シール部材２９が反りやすい切欠部４３に対応する領域に反り防止部材３９を形成しているため、その効果が顕著で効果的である。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、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。
【００４３】
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、柔軟性の高いシール部材であっても、シール部材が反り防止部材に当接して組み込みの際にほとんど反らなくなる。このため、組み込みの際に、ホルダ流路やヘッド流路に対する連通口の位置ずれに起因するホルダ流路とヘッド流路の接続部に段差が生じるのが防止される。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。また、回転防止部材の高さを挿通管の高さよりも高く設定したことにより、洗浄液の圧力等によりシール部材の外れ方向の力が働いても、シール部材が回転防止部材に引っかかって回転が有効に防止できる。これにより、ホルダ流路やヘッド流路に対する連通口の位置ずれを有効に防止できる。
【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分解斜視図である。
【図７】上記記録ヘッドの要部を示す側面図である。
【図８】上記記録ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図９】上記記録ヘッドの要部を示す側面図である。
【図１０】従来例の記録ヘッド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    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    挿通管
３９    反り防止部材
４０    ねじ
４１    ねじ挿通穴
４２    回転防止部材
４３    切欠部
４４    圧入部材
４５    嵌入穴
４６    圧入穴
４７    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
【図１】
0004066625.tif 000002
【図２】
0004066625.tif 000003
【図３】
0004066625.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004066625.tif 000007
【図７】
0004066625.tif 000008
【図８】
0004066625.tif 000009
【図９】
0004066625.tif 000010
【図１０】
0004066625.tif 000011