(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から構成される第１のノズル列と、インク滴を吐出する複数のノズル開口を含む第１のノズル開口群と第２のノズル開口群とから構成される第２のノズル列と、
上記第１のノズル列を構成するノズル開口に連通する複数の圧力発生室に連通する共通した第１のインク室と、上記第１のインク室に単独に連通してインクを供給する第１のヘッド流路と、
上記第１のノズル開口群を構成するノズル開口に連通する複数の圧力発生室に連通する共通した第２のインク室と、上記第２のインク室に単独に連通してインクを供給する第２のヘッド流路と、
上記第２のノズル開口群を構成するノズル開口に連通する複数の圧力発生室に連通する共通した第３のインク室と、上記第３のインク室に単独に連通してインクを供給する第３のヘッド流路と、
を有するヘッド本体と、
インクをそれぞれのヘッド流路の接続口であるインク供給口に単独に導くホルダ流路が上記インク供給口毎に複数形成されたヘッドホルダとを備え、
ノズル開口の列設方向に平行に一列に並ぶように、上記第２のヘッド流路のインク供給口と上記第３のヘッド流路のインク供給口との間に上記第１のヘッド流路のインク供給口が存在し、
上記第２のヘッド流路のインク供給口の位置は、上記第２のヘッド流路の上記第１のノズル開口群の列設方向の中央よりも上記第１のヘッド流路のインク供給口に近く、
上記第３のヘッド流路のインク供給口の位置は、上記第３のヘッド流路の上記第２のノズル開口群の列設方向の中央よりも上記第１のヘッド流路のインク供給口に近く、
かつ、上記第１のノズル列と上記第２のノズル列とに挟まれる位置で、上記ヘッド本体における上記ノズル列とは異なる面に、上記インク供給口が設けられていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口からインク滴を吐出させて画像や文字を記録用紙に記録するインクジェット式記録ヘッド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ヘッド（以下「記録ヘッド」という）は、一般に、図１２に示すように、ヘッドケース６０と、このヘッドケース６０のユニット固着面６３に接着剤等で固着される流路ユニット５９とから構成されている。上記流路ユニット５９は、ノズルプレート５６と、流路基板５４と、振動板５８とが積層され接着されて構成されている。
【０００３】
上記ノズルプレート５６は、多数のノズル開口５５が複数列（この例では５列）をなすよう穿設されている。上記流路基板５４は、それぞれ上記ノズル開口５５に連通する圧力発生室５１と、圧力発生室５１とインク供給路を介して連通し、ノズル開口５５から吐出させるインクを一時貯留するインク貯留室５２とに対応する空間が形成されている。
【０００４】
上記圧力発生室５１は、それぞれ各ノズル開口５５と対応する位置に列設され、インク貯留室５２は、各圧力発生室５１の列ごとに設けられている。上記振動板５８には、インク貯留室５２にインクを導入するためのインク口６５が穿設されている。
【０００５】
上記ヘッドケース６０は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が射出成形されてなり、ユニット固着面５３の上記インク供給口６５に対応する部分に、インク貯留室５２にインクを導入するインク供給管６２が開口されている。さらに、圧力発生室５１の各列に対応する部分に圧電振動子５７を露呈させる窓６１が形成されている。図において、６３はインク貯留室５２に対応する部分に形成された凹部、６４は上記凹部６３の底面に形成された空気抜き穴である。
【０００６】
上記記録ヘッドでは、図１３に示すように、上記インク供給管６２のインク供給側の開口（図１２における下面開口）は、ノズル列の列設方向と直交する方向に１列に並ぶように設けられている。また、他の例の記録ヘッドにおいては、図１４に示すように、上記インク供給管６２のインク供給側の開口は、前後に大きく離れた形で２列に配置されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インク供給管６２が一列に並ぶよう配置された記録ヘッドでは、記録ヘッド自体の寸法が大型化し、コストアップの要因ともなる。また、インク供給管６２が前後に大きく離れて２列に配置された記録ヘッドでは、ヘッドケース６０を成形する際に、インク供給管６２の間に材料がまわりにくく、成形品の歪みや充填不良等を生じやすいという問題があった。さらに、インクカートリッジのインクをインク供給管６２のインク供給側の開口まで導くホルダ流路を有するヘッドホルダが大型化しやすく、上記ヘッドホルダを一部品として構成するのも困難で構造が複雑化するという問題もある。特に、近年では、使用するインクを多色化する傾向にあることから、上記のような従来の記録ヘッドにおける問題点が顕著となり、小型化やコストダウン等に有利な記録ヘッドの開発が望まれていた。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、小型化やコストダウン等に有利なインクジェット式記録ヘッドの提供をその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のインクジェット式記録ヘッドは、インク滴を吐出する複数のノズル開口から構成されるノズル列と上記ノズル列を構成するノズル開口に導かれるインク室へ単独に連通する複数の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それぞれのヘッド流路に単独に導く複数のホルダ流路が形成されたヘッドホルダとを備え、上記ヘッド本体におけるヘッド流路のインク供給口が、ノズル列の間に挟まれる位置にノズル開口の列設方向に平行に複数近接して一列に並ぶように設けられているとともに、ノズルの列設方向と直交する方向に並ぶように配置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ヘッドは、ヘッド本体におけるヘッド流路のインク供給口が、ノズルの列設方向に複数近接して並ぶように設けられている。このため、インク供給口に連通するヘッド流路も近接することとなり、ヘッド本体を成形する際にヘッド流路の間にも材料がまわりやすく、成形品の歪みや充填不良等を生じにくい。また、インク供給口を複数並べることにより、記録ヘッド自体の寸法を小型化でき、コストダウンを達成することができる。
【００１１】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記複数近接して並ぶよう設けられたインク供給口が、ノズルの列設方向と直交する方向に並ぶよう配置されている場合や、上記インク供給口が、ヘッドホルダに設けられたインクタンクからインクの供給を受けるインク供給部の下に設けられている場合には、ヘッドホルダを成形する際にホルダ流路を形成するスライド金型のスライド長さが短くなるとともに、スライド方向も２方向にまとめることができて金型寸法を小さくできる。そして、ヘッドホルダを小型化できるとともに、上記ヘッドホルダを一部品として構成するのも容易で構造が簡素化する。
【００１２】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記ノズルの列設方向に近接して並べられたインク供給口が、２つのノズル列に挟まれる位置に配設されている場合や、上記ノズルの列設方向に近接して並べられたインク供給口に対応する複数のヘッド流路が、それぞれ、そのヘッド流路の両側に配設されたノズル列のうち一方のノズル列を構成するノズルと連通している場合には、流路の引き回しが行ないやすいうえ、ヘッドホルダを成形する際にホルダ流路を形成するスライド金型のスライド長さが短くなるとともに、スライド方向も２方向にまとめることができて金型寸法を小さくできる。
【００１３】
【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。
【００１４】
図１は、本発明のインクジェット式記録ヘッドを用いた記録装置の周辺構造の一例を示す図である。この装置は、上部にインクカートリッジ２が搭載され、下面に記録ヘッド１が取り付けられたキャリッジ３を備えている。
【００１５】
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に案内されて主走査方向（記録紙７の紙幅方向）に往復移動するようになっている。また、上記キャリッジ３には、記録紙７と対向する面（この例では下面）に、記録ヘッド１が取り付けられている。そして、この記録ヘッド１に各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。
【００１６】
図において、８はキャリッジ３の移動範囲内の非印刷領域に設けられ、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開口の乾燥をできるだけ防ぐキャップである。また、９はノズル面に当接してノズル面のインクをふき取るワイパー部材である。
【００１７】
図２は、上記記録ヘッド１に用いられるヘッド本体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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、インク供給口２３が突出形成されている。
【００２１】
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２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。
【００２２】
上記ヘッド本体１０では、図２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。なお、図２では２列のノズル列が形成されたものを例示して説明したが、以下における本発明の説明では、ノズル列を７列有するもの等を例示して説明する。
【００２３】
図３〜図６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、上述したような基本構造をもつヘッド本体１０と、上記ヘッド本体１０がノズル面を下にして取り付けられるヘッドホルダ２５とを備えている。図において、２６はヘッド本体１０を覆うカバー部材、２７はヘッド本体１０をヘッドホルダ２５に取り付けるねじである。
【００２４】
上記ヘッドホルダ２５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７つ）のインク供給針２８が立設されている。上記各インク供給針２８は、中空状で先端部にインク孔が穿設されている。上記各インク供給針２８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。
【００２５】
そして、上記ヘッドホルダ２５には、各インク供給針２８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。
【００２６】
また、上記ヘッドホルダ２５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。
【００２７】
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のインク供給口２３が挿通されてヘッド基板３６の上面にインク供給口２３の開口が露呈するようになっている。上記ヘッド基板３６とヘッドホルダ２５との間には、ホルダ流路３０とヘッド流路２４を連通させるとともにシールするシール部材２９が挟持されている。
【００２８】
ここで、上記ヘッド本体１０は、ヘッドホルダ２５のホルダ流路３０と連通してヘッド流路２４にインクを供給するインク供給口２３が、図７および図８に示すように、ノズル１１の列設方向に複数（この例では２つ）近接して並ぶように設けられるとともに、ノズル１１の列設方向と直交する方向（主走査方向）に列をなすよう並べて配置されている。
【００２９】
すなわち、７つのインク供給口２３のうち６つは、２つずつ近接させて設けられた３組が主走査方向に列をなすよう配置され、残りの１つは、２つ近接したインク供給口２３のうち一方と列をなすよう配置されている。図７において、３２はねじ２７が挿通されるねじ穴である。
【００３０】
上記各インク供給口２３は、ヘッド本体１０がヘッドホルダ２５に取り付けられた状態で、ヘッドホルダ２５に設けられたインク供給針２８の下に位置するよう設けられている（図３参照）。そして、上記ホルダ流路３０は、各インク供給針２８の根元部からヘッド本体１０のインク供給口２３に向かってそれぞれ斜めに設けられている。
【００３１】
ここで、上記ホルダ流路３０を有するヘッドホルダ２５を成形する際には、図９に示すように、ホルダ流路３０となる部分にスライドピン３４を配置した状態で樹脂材料を充填し、上記スライドピン３４を抜くことによりホルダ流路３０を形成することが行なわれる。
【００３２】
このとき、上記７つのインク供給口２３のうち正面側の左側に位置する２つのインク供給口２３に対応するホルダ流路３０は、２本１組のスライドピン３４（Ａ）によって形成される。また、７つのインク供給口２３のうち正面側の右側に位置する２つのインク供給口２３に対応するホルダ流路３０は、２本１組のスライドピン３４（Ｂ）によって形成される。さらに、７つのインク供給口２３のうち背面側の右側に位置する１つのインク供給口２３に対応するホルダ流路３０は、１本のスライドピン３４（Ｃ）によって形成される。また、７つのインク供給口２３のうち背面側の左側に位置する２つのインク供給口２３に対応するホルダ流路３０は、２本１組のスライドピン３４（Ｄ）によって形成される。
【００３３】
上記のように各スライドピン３４を配置することにより、ヘッドホルダ２５を成形する際に各スライドピン３４を抜く方向を左右の２方向とすることができる。
【００３４】
つぎに、上記インク供給口２３と、インク室１７，圧力発生室１２，ノズル１１の位置関係について説明すると、図１０に示すように、ノズル１１の列設方向に近接して並べられた２つのインク供給口２３は、２つのノズル列と各ノズル列に連通するインク室１７に挟まれる位置に配設されている。
【００３５】
そして、上記ノズル１１の列設方向に近接して並べられた２つのインク供給口２３に対応するヘッド流路２４が、それぞれ、そのヘッド流路２４の両側に配設されたノズル列のうち一方のノズル列を構成するノズル１１と連通するインク室１７とインク供給路３３を介して連通してインクを供給するようになっている。このようにすることにより、流路の引き回しが行ないやすくなる。
【００３６】
上記構成の記録ヘッド１では、ヘッド本体１０におけるインク供給口２３が、ノズル１１の列設方向に複数近接して並ぶように設けられているため、インク供給口２３に連通するヘッド流路２４も近接することとなり、ヘッド本体１０のヘッドケース１５を成形する際にヘッド流路２４の間にも材料がまわりやすく、成形品の歪みや充填不良等を生じにくい。また、インク供給口２３を複数並べることにより、記録ヘッド１自体の寸法を小型化でき、コストダウンを達成することができる。
【００３７】
また、上記記録ヘッド１では、複数近接して並ぶよう設けられたインク供給口２３が、ノズル１１の列設方向と直交する方向に並ぶよう配置されているとともに、上記インク供給口２３が、インク供給針２８の下に設けられているため、ヘッドホルダ２５を成形する際に、ホルダ流路３０を形成するスライドピンのスライド長さが短くなるとともに、スライド方向も２方向にまとめることができて金型寸法を小さくできる。そして、ヘッドホルダ２５を小型化できるとともに、上記ヘッドホルダ２５を一部品として構成するのも容易で構造が簡素化する。
【００３８】
図１１は、本発明の記録ヘッドの第２の実施の形態を示す。この例では、３つのインク供給口２３がノズル列の列設方向に近接して並ぶように配置されている。上記近接して設けられた３つのインク供給口２３は、２つのノズル列と各ノズル列に連通するインク室１７に挟まれる位置に配設されている。そして、３つのインク供給口２３の両側に位置するインク室１７のうち一方は、ノズル列の列設方向に２分され、２分されたインク室１７がそれぞれ３つのインク供給口２３のうち両側に位置するインク供給口２３に対応するヘッド流路２４と連通している。３つのインク供給口２３のうち中央の１つは、他方のインク室１７と連通している。それ以外は、上記実施の形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
【００３９】
なお、上記実施の形態では、インク滴を吐出する圧力発生素子として縦振動モードの圧電振動子１４を用いた例を示したが、これに限定するものではなく、たわみ振動モードの圧電振動子を用いることもできるし、圧力発生素子としてインクを加熱して気化させる加熱素子が用いられたヘッド本体を適用することもできる。
【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ヘッドによれば、ヘッド本体におけるヘッド流路のインク供給口が、ノズル列の間に挟まれる位置にノズル開口の列設方向に平行に複数近接して一列に並ぶように設けられているとともに、ノズルの列設方向と直交する方向に並ぶように配置されているため、インク供給口に連通するヘッド流路も近接することとなり、ヘッド本体を成形する際にヘッド流路の間にも材料がまわりやすく、成形品の歪みや充填不良等を生じにくい。また、インク供給口を複数並べることにより、記録ヘッド事態の寸法を小型化でき、コストダウンを達成することができる。
【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周辺構造を示す斜視図である。
【図２】ヘッド本体の基本構造を示す断面図である。
【図３】上記記録ヘッドを示す断面図である。
【図４】上記記録ヘッドを示す断面図である。
【図５】上記記録ヘッドを示す底面図である。
【図６】記録ヘッドを示す斜視図である。
【図７】ヘッド本体を示す平面図である。
【図８】ヘッド本体を示す正面図である。
【図９】ヘッドホルダを成形する際のスライドピンの状態を示す説明図であり、（ａ）は上から見た状態、（ｂ）は正面から見た状態である。
【図１０】インク供給口とインク室等の位置関係を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の記録ヘッドにおけるインク供給口とインク室等の位置関係を示す説明図である。
【図１２】従来例の記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図１３】上記記録ヘッドの平面図である。
【図１４】他の従来例の記録ヘッドの平面図である。
【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    インク供給口
２４    ヘッド流路
２５    ヘッドホルダ
２６    カバー部材
２７    ねじ
２８    インク供給針
２９    シール部材
３０    ホルダ流路
３１    フィルタ
３２    ねじ穴
３３    インク供給路
３４    スライドピン
３５    回路板挿通穴
３６    ヘッド基板
３７    貫通穴
５１    圧力発生室
５２    インク貯留室
５３    ユニット固着面
５４    流路基板
５５    ノズル開口
５６    ノズルプレート
５７    圧電振動子
５８    振動板
５９    流路ユニット
６０    ヘッドケース
６１    窓
６２    インク供給管
６３    凹部
６４    空気抜き穴
６５    インク供給口
【図１】
0004120191.tif 000002
【図２】
0004120191.tif 000003
【図３】
0004120191.tif 000004
【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】
0004120191.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0004120191.tif 000013
【図１３】
0004120191.tif 000014
【図１４】
0004120191.tif 000015