JP2003159812A - 液体噴射記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １．針刺しによってインク供給が成されるゴ
ム栓の容器本体における安価で確実な保持方法。 ２．針の脱着によってゴム栓表面に付着したインクに触
れないように保護する（ゴム栓が容器側面に配設される
場合に有効）。 【解決手段】 予め亀裂穴が開けられたゴム栓を容器円
筒部に圧入した後、容器円筒部より延長されたスリーブ
がゴム栓の外周を覆う（スウェージング）ように溶融加
圧して変形させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は吐出口から液滴を吐
出して記録媒体に対して記録を行う液体噴射記録ヘッド
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の液体噴射記録装置では、記録媒体
の搬送方向に対してほぼ直交する方向に往復移動される
キャリッジが備えられており、液体噴射記録ヘッドはこ
のキャリッジに搭載される。

【０００３】液体噴射記録ヘッドは主に吐出口から液体
を吐出して記録媒体に記録を行う液体噴射記録ヘッド
と、その液体噴射記録ヘッドに供給する液体が収容され
る液体貯蔵室とから構成される。一般的なタイプの液体
噴射記録ヘッドの１つに、液体貯蔵部を一体的に備えた
交換可能な液体噴射記録ヘッドが挙げられる。

【０００４】このような液体噴射記録ヘッドは再充填を
目的としたものではなく、液体の当初の供給量を使い切
ると、液体噴射記録ヘッドは処分され、新しい液体噴射
記録ヘッドが走査キャリッジ上に搭載される。つまり液
体噴射記録ヘッドを頻繁に交換すような場合には、運用
コストが比較的高いものとなる。

【０００５】これに対して、運用コストの低減を図るた
めに液体噴射記録ヘッドから液体貯蔵部を分離して液体
の使いきりの際に液体貯蔵部を根幹するようにしたもの
と、液体噴射記録ヘッドの外部に配設された外部液体貯
蔵室より液体噴射記録ヘッドに向けて液体供給されるも
のがある。

【０００６】これらを分類すると、液体補充形態によっ
て、１．液体噴射記録ヘッド内部に液体貯蔵室を収容す
る形態、２．液体噴射記録ヘッド上に交換式液体貯蔵室
を搭載する形態、３．管部材等の連結によって遠隔の液
体貯蔵室から液体噴射記録ヘッド内へ液体供給する形態
等に分類される。

【０００７】ただし、何れの形態であっても、通常、液
体噴射記録ヘッドから液体が漏れないようにするため、
液体噴射記録ヘッド内部は大気圧以下または負圧に維持
されている。

【０００８】以下に上記した各液体補充形態における負
圧発生手段の特徴を記述する。

【０００９】液体貯蔵室が収容された液体噴射記録ヘッ
ドの場合は、一般的に液体貯蔵室内の負圧を維持するた
めに負圧発生手段が液体貯蔵室内部に配設される。そし
て、採用される負圧発生手段としては液体吸収方式や機
械的方式等が挙げられる。

【００１０】液体吸収方式は、ポリウレタンフォームの
ような多孔質液体吸収部材の毛細管力を活用することに
よって負圧を維持すると液体保持を形成する構成であ
る。

【００１１】一方、機械的方式は、例えば弾性体などの
反発力を利用して、可撓性壁を収縮させることにより液
体貯蔵室内部の負圧を維持する構成である。

【００１２】次に、交換式液体貯蔵室搭載の液体噴射記
録ヘッドについて説明する。交換式液体貯蔵室を搭載す
る液体噴射記録ヘッドの負圧発生手段は一般に液体吸収
方式が採用される。すなわち、多孔質液体吸収部材等の
液体保持力によって、液体貯蔵室の接続口から内部の液
体が落下するのを阻止している。

【００１３】次に、外部液体貯蔵室より液体供給される
液体噴射記録ヘッドについて説明する。この形態の負圧
発生手段は液体吸収方式または機械的方式等の負圧発生
手段を採用する形態と、外部液体貯蔵室の水位が液体噴
射記録ヘッドの吐出口面よりも低い位置に配置すること
による両者の水頭差によって、液体噴射記録ヘッド内の
負圧を維持させる形態がある。

【００１４】以上に説明した何れかの形態によって記録
液が供給される液体噴射記録ヘッドの液滴吐出形態は、
電気熱変換体等によって発生される熱エネルギーを利用
して微小液滴を吐出させるものや、一対の電極を設けて
液滴を偏向して吐出させるもの等が知られている。これ
らの中でも、熱エネルギーを利用して液滴を吐出する液
体噴射記録ヘッドは、記録用の液滴を吐出して飛翔用液
滴を形成するための液体吐出部（吐出口）を高密度に配
列することができるために、高解像度の記録が可能であ
るほか、全体的にコンパクト化も容易である等の利点が
あり、すでに実用化されている。

【００１５】熱エネルギーを利用して記録液を吐出させ
る液体噴射記録ヘッドは、液体を吐出する吐出口（オリ
フィス）、吐出口に連通した液流路およびこの液流路に
対応して配置された電気熱変換素子等の複数の吐出エネ
ルギー（例えば、液体に膜沸騰を生じせしめるための熱
エネルギー）を付与することによって、吐出口から液体
を液滴として吐出させ、印字記録を行うように構成され
ている。

【００１６】ここで、上記に説明した液体噴射記録ヘッ
ドの一般的な構成を図１２に基づいて説明する。

【００１７】液体を吐出するためのエネルギー発生体で
ある発熱素子（ヒーター）１１０６を備えた素子基板１
１０７はアルミニウム、セラミックス等の支持体１１１
０上にダイボンディングされている。

【００１８】一方、支持体１１１０上には素子基板１１
０７の他に記録装置とのコンタクトを行うための配線基
板１１０８が接着されており、素子基板１１０７と配線
基板１１０８とはワイヤーボンディングまたはリードボ
ンディング等によって電気的に接続されている。

【００１９】なお、前記素子基板１１０７上には発熱素
子の他に駆動用シフトレジスター及び配線パターンが設
けられており、これらは発熱素子とともにシリコン形成
技術によりあらかじめ素子基板１１０７に作り込まれて
いる。

【００２０】また、配線基板１１０８には液体噴射記録
装置とのコンタクトを行なうコンタクトパッド（不図
示）が形成されている。

【００２１】１１００は、液滴を吐出するための微細な
吐出口群１１０２を有するオリフィスプレート１１０１
と、液流路１１０３となる凹部、液室１１０４とが射出
成形等によって樹脂で一体に形成された天板である。

【００２２】天板１１００は前記素子基板１１０７に不
図示であるバネ等の押圧手段あるいは接着剤等の接合手
段によって固定され、前記液流路１１０３および液室１
１０４は間仕切りされる。

【００２３】なお、天板１１００は上記したように樹脂
で一体成形されるような形態に限られるものではなく、
オリフィスプレート１１０１が天板１１００より分離形
成し、両者が接合されるような形態もある。

【００２４】後者は素子基板１１０７と天板１１００と
の圧接によって形成された液流路１１０３に対し、オリ
フィスプレート１１０１上の吐出口群１１０２をアライ
メントして接合する方式であり、耐久性が必要とされる
オリフィスプレート１１０１の材質が任意に選択できる
利点を有する。

【００２５】他方、前者は吐出口群１１０２と液流路１
１０３が連通して部材形成されるため、天板１１００と
素子基板１１０７との簡単な機械的圧接によって液流路
１１０３が形成されるため、生産性が優れている構成で
ある。

【００２６】後者のような形態の場合、天板１１００は
シリコン、セラミックス、樹脂等で形成され、一方、オ
リフィスプレート１１０１はシリコン、樹脂、ＳＵＳ、
Ｎｉ、セラミックス等の材料を用いて、レーザ加工、電
鋳、成形、異方性エッチング、プレス加工等の超精密加
工によって形成される。

【００２７】さらに、別形態の液体噴射記録ヘッドとし
ては記録液吐出方向にオリフィスプレート、素子基板、
液流路などを積層する構成のものがある。

【００２８】上記に説明したような液体噴射記録ヘッド
を用いたインクジェット記録装置は、主としてワードプ
ロセッサやパーソナルコンピュータに接続されてカラー
プリンタとして使用さてるほか、ファクシミリや複写機
のエンジンとしても使用される。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】近年、インクジェット
記録装置は様々な分野の装置に展開され急速に普及して
きている上に、装置の記録容量が増大し、記録液体の消
費が増えている。これに伴い液体貯蔵容量の大きなイン
クジェット記録装置の需要が急速に増している。

【００３０】しかしながら、上記したような液体貯蔵室
を一体的に収容した液体噴射記録ヘッドや交換式液体貯
蔵室搭載の液体噴射記録ヘッドでは、液体貯蔵量が制限
されてしまい、液体が大量に消費されるような場合に
は、液体貯蔵室や液体噴射記録ヘッドを頻繁に交換する
ことになり、オペレータの操作が煩わしくなる上、消耗
品の消費コストを増大させる欠点となっていた。

【００３１】これに対して、液体貯蔵容量を増やすと、
液体噴射記録ヘッドの重量が大きくなり、キャリッジ走
査によって生じる慣性力が大きくなり、キャリッジの安
定走査が損なわれて、印字品位を悪化させることにな
る。

【００３２】また、キャリッジ上に搭載される液体貯蔵
室が大きくなると、液体噴射記録装置全体が大型化して
しまう欠点もある。

【００３３】一方、外部液体貯蔵室より液体供給される
液体噴射記録ヘッド形態では、外部液体貯蔵室の設置位
置に自由度を有することから装置全体を大型化すること
なく外部液体貯蔵室を大容量化することができる利点を
有している。

【００３４】さらに、液体噴射記録ヘッドの吐出口面と
外部液体貯蔵室の液面水位との水頭差によって、液体噴
射記録ヘッド内部の負圧を維持させる形態は液体吸収方
式や機械的方式などの負圧発生手段を設けるような形態
と異なり、非常に簡単な構成であることから、装置全体
が安価な構成となる。

【００３５】ところが、上記したような水頭差によっ
て、液体噴射記録ヘッド内の負圧が維持されるような液
体噴射記録ヘッド形態の場合には以下のような課題があ
った。

【００３６】一般に、外部液体貯蔵室と液体噴射記録ヘ
ッドは管部材によって接続されており、液体噴射記録ヘ
ッドにはゴム等の弾性体によって形成される栓部材が配
設される。

【００３７】通常、液体噴射記録ヘッドがキャリッジに
搭載されると、外部液体貯蔵室と連結された針状体が栓
部材に挿通されることによって、外部液体貯蔵室と液体
噴射記録ヘッドが導通状態となる。

【００３８】このように、外部液体貯蔵室と液体噴射記
録ヘッドとが導通されている状態では、空気やインクな
どのリークが生じることのないように、針状体と栓部材
との間は完全に密閉されていなければならない。

【００３９】一方、針状体が引き抜かれた際は、栓部材
が密閉されて液体噴射記録ヘッド内部のインクが栓部材
から漏洩しないようにしなければならない。

【００４０】そこで、栓部材は上記性能を満足させるた
め、一般的には、低硬度のゴム材料が選定されている。

【００４１】針状体の挿入時、針状体先端が栓部材に当
接押圧されると、栓部材が伸びて針状体の押圧部周辺は
陥没変形を起こすことになる。この状態から針状体がさ
らに押し込まれると針状体は栓部材の亀裂部より対向側
に突き抜け液体噴射記録ヘッド内に導通される。

【００４２】ところが、栓部材が低硬度の材質である
と、栓部材の伸びが大きくなって針状体が導通されるま
でに進入されるストロークが大きくなるとともに、針状
体の挿入時に針状体表面と栓部材との間で生じる摩擦力
が大きくなるため、針状体の挿入荷重が大きくなるとい
った欠点があった。

【００４３】また、針状体挿入の際、栓部材の摩擦係数
と針状体外周に作用する圧縮力とによって、栓部材と針
状体との間の摩擦力は非常に大きくなるため、針状体先
端が突き抜けると栓部材の亀裂部は針状体の外周面に張
り付き、以後針状体の進入とともに栓部材の陥没変形量
は拡大される。つまり、針状体の挿通状態では、栓部材
は陥没変形状態を維持してしまうようになる。

【００４４】一方、先端形状が鋭利な針状体を栓部材に
差し込んで、外部液体貯蔵室と液体噴射記録ヘッドを導
通させるような構成の場合には、オペラータが針状体の
先端部に触れないような保護手段を設ける必要がある。

【００４５】また、このように鋭利な針状体先端が栓部
材を突き破りながら挿入するような形態の場合、初期の
針状体の挿入荷重が非常に大きくなるばかりでなく、栓
部材に開けられる穴の亀裂範囲が十分に大きくなるまで
針状体の挿入負荷は大きくなる。その上、針状体の脱着
によって形成される亀裂穴は針状体挿入時常時同一領域
に形成されるとは限らないため、針状体の脱着の繰り返
しによって亀裂穴は所望の大きさよりも大きくなる恐れ
があり、これによって栓部材の閉塞性の低下を招く恐れ
がある。

【００４６】さらに、針状体が栓部材に対して挿入引抜
を繰り返して使用するような場合、栓部材が圧入部から
徐々に抜き出てくる可能性がある。

【００４７】また、針状体の外周に付着して液体噴射記
録ヘッド内部より引き出された記録液が栓部材の表面に
移動付着すると、オペレータが液体噴射記録ヘッドの交
換作業の際に、栓部材表面に付着した記録液に触れて手
を汚してしまう恐れがある。

【００４８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、液体噴射記録ヘッドを以下のように構成し
たことを特徴とするものである。

【００４９】（１）液滴を吐出する複数の吐出口が配列
された吐出口群と、該吐出口の上流側に連通する液流路
と、該液流路部の記録液を吐出口から噴射するために利
用されるエネルギーを発生させるエネルギー発生手段
と、該液流路部の上流にあって該液流路部に記録液を供
給する第１共通液室と、該第１共通液室に記録液を供給
する液供給通路と、該液供給通路の上流にあって該液供
給通路に供給される記録液を収容する第２共通液室と、
前記第２共通液室を形成する枠体と、該液供給通路と該
第２共通液室との間に設けられた多孔質部材とを有する
液体噴射記録ヘッドにおいて、前記枠体には前記第２共
通液室の記録液供給口となる孔部を有するハウジング部
と、該ハウジング部の外周部または外周近傍にスリーブ
突起を形成し、該ハウジング部に挿入されて前記第２共
通液室へ記録液を供給するためのジョイントとなる弾性
体の栓部材を設けて、該栓部材を該ハウジング部内へ挿
入した後に、該スリーブ突起を溶融して該栓部材の外周
部を覆うようにしたことを特徴とする液体噴射記録ヘッ
ドである。

【００５０】（２）該栓部材の外形は該ハウジング部の
外形よりも大きく、該栓部材が該ハウジング部に圧入さ
れるようにしたことを特徴とする（１）項に記載された
液体噴射記録ヘッドである。

【００５１】（３）前記栓部材には予め亀裂穴が形成さ
れ、該栓部材が該ハウジング部に圧入される前に形成さ
れることを特徴とする（１）項乃（２）至に記載された
液体収容容器または液体噴射記録ヘッドである。

【００５２】（４）前記栓部材に形成される亀裂穴はＹ
字状スリット形状であることを特徴とする（３）項に記
載された液体噴射記録ヘッドである。

【００５３】（５）前記栓部材は液体噴射記録ヘッドの
側面に配設されていることを特徴とする（１）項乃至
（４）項に記載された液体収容容器または液体噴射記録
ヘッドである。

【００５４】

【作用】本発明によれば、液体噴射記録装置に配設され
る針状体が液体噴射記録ヘッドの栓部材を挿通すること
によって、外部液体貯蔵室から液体噴射記録ヘッドへイ
ンク供給が成される形態の液体噴射記録ヘッドのおい
て、栓部材の針状体挿通部に予め亀裂穴を形成すること
により、針状体が栓部材に当接押圧されると、それまで
閉塞状態にあった栓部材の亀裂穴が陥没して行くため、
針状体先端は栓部材を通過して内部に誘導されるように
なる。そして、針状体が引き抜かれた際には速やかに弾
性回復によって所定の位置に復帰する。

【００５５】一方、栓部材はその外径よりも小さなハウ
ジング部に圧入さていることから、栓部材の弾性反発力
によって、亀裂穴部分は密着するため、針状体非挿入時
においては、栓部材は閉塞状態を維持することになる。

【００５６】よって、液体噴射記録カートリッジ交換時
に針状体が引き抜かれても、亀裂穴より液体および空気
が漏れてしまうようなことはない。

【００５７】また、針状体挿通状態では、針状体に向け
て、栓部材の圧縮力によってグリップ力が加わるため、
挿通部における液体および空気のリークは阻止できる。

【００５８】また、スリーブ突起の溶融変形工程によっ
て栓部材の外周領域はスリーブ突起に覆われてストッパ
ーの役目を担うため、針状体の挿入引抜が繰り返されて
も、栓部材がハウジング部から抜け出るようなことはな
い。

【００５９】また、スリーブ突起は枠体上に一体形成さ
れているので、栓部材の抜け防止用に専用部材を設ける
ような形態と異なり、安価である上、極めてスペース効
率の良い構成である。

【００６０】さらに、針状体の引抜時に記録液が栓部材
の表面に付着しても、スリーブ突起が栓部材の表面を保
護するため、オペレータが栓部材の表面に直接手を触れ
てしまうことはなく、オペレータの手を汚すことを回避
させることができる。その上、栓部材の表面に付着した
記録液は記録液の表面張力によって栓部材の表面とスリ
ーブ突起内面との隙間に流れ込んで行くため、栓部材の
表面に付着した記録液は栓部材の外周部に移動退避する
ようになり、記録液が針状体の挿入口に停滞するような
ことは無い。

【００６１】そして特に、栓部材が液体噴射記録ヘッド
の側面に配設されるような構成では、栓部材の中央に付
着した記録液は栓部材の外周下方へ直ちに流れて行くた
め、オペレータがヘッド脱着操作の際に記録液に触れる
ことはなく、オペレータの操作性を格段に向上させるこ
とができる。

【００６２】

【発明の実施の形態】図１乃至図１１は本発明の液体噴
射記録ヘッドの構成を示す図で、図１は液体噴射記録ヘ
ッドの液滴吐出部の一例を示す概略斜視図、図２は液体
噴射記録ヘッドの液滴吐出部の部分断面斜視図、図３は
液体噴射記録ヘッドの外観斜視図、図４（ａ）（ｂ）は
液体噴射記録ヘッドの栓部材周辺の構成を示す部分断面
図、図５は本発明に適用できる栓部材の外観斜視図、図
６乃至図７は液体噴射記録ヘッドのスリーブ構成を示す
外観斜視図、図８（ａ）（ｂ）は液体噴射記録ヘッドへ
の針状体脱着動作を示す部分断面図、図９は液体噴射記
録ヘッドの記録液供給経路を示す断面図、図１０は液体
噴射記録ヘッドの部分断面斜視図、図１１は液体噴射記
録ヘッドの構造を説明するための分解斜視図である。

【００６３】以下に、本発明の実施例を図１乃至図１１
に基づいて説明する。

【００６４】本発明形態の液体噴射記録ヘッド１００
は、液滴を吐出する吐出口（ノズル）が列を成して形成
されたノズル列からプリント信号に従って液滴を吐出す
る液滴吐出部と、液体噴射記録装置本体との間を伝送さ
れるプリント信号の受け渡しをする電気配線がなされる
フレキシブルケーブルやＴＡＢ等のシート配線部材とを
有する液体噴射吐出ユニット（以下ヘッドチップと称
す）１５と、ヘッドチップに供給される記録液等を収容
する記録液貯蔵室（第２共通液室）を有するとともにヘ
ッドチップを保持するための筐体となる枠体ユニット
（以下枠体と称す）１６から構成される。

【００６５】まず、ヘッドチップ１５の構成の一例につ
いて説明する。

【００６６】図１乃至図２において、１は記録液を吐出
するためのエネルギー発生体である電気熱変換体（吐出
ヒータ１ａ）と、吐出ヒータ１ａへ電力を供給する配線
とがシリコン成膜プロセスによりシリコン基板上に形成
されて成るヒータボード、２はヒータボード１に対する
配線と、液体噴射記録装置本体に対する電気的コンタク
トとを行うための配線基板で、ガラエポ基板に銅やニッ
ケルにて配線パターンを形成したＰＷＢ基板やフレキシ
ブルフィルム等に配線パターンを形成したＴＡＢ、ＦＰ
Ｃ等が用いられる。

【００６７】ヒータボード１と配線基板２とは、例えば
ワイヤーボンディングやリードボンディング等によって
電気的に接続される。

【００６８】３はアルミニウム、セラミックス等によっ
て形成され、ヒータボード１を支持する基台としての支
持基板であり（以下ベースプレートと称す）、ベースプ
レート３は吐出駆動に伴って生じるヒータボード１の熱
を放熱冷却するヒートシンクとしても機能する。３ｄは
ヒータボード１を載置接合する面に配設される溝で、溝
３ｄはヒータボード１の長手方向に沿って形成される。

【００６９】ベースプレート３はヒータボード１上に蓄
積される熱を効率良く放熱させるために、熱伝導性の良
好な接着剤によって接合されており、例えば、エポキシ
樹脂に銀粉末が含有された銀ペースト等が用いられ、ヒ
ータボード１は、銀ペーストによってベースプレート３
上にダイボンディングされる。

【００７０】銀ペーストはベースプレート３上の溝３ｄ
内部へ溝３ｄに沿って注入されるため、塗布領域が制限
し易くなる上に、銀ペーストがベースプレート３とヒー
タボード１の接合面からはみ出すのを防止することがで
きるようになり、銀ペーストの無駄な消費を抑えること
ができる。

【００７１】また、一般に銀ペーストはエポキシ系の接
着剤から成ることから、加熱によって接着剤を反応硬化
させる必要がある。エポキシ接着剤は加熱の際一時的に
低粘度化するため、この低粘度化によって流動性が増し
て、溝３ｄ内部に完全に充填されることになる。

【００７２】したがって、溝３ｄはヒータボード１が載
置される領域内に制限して配設されることが好ましい
が、溝３ｄがベースプレート３の両端部まで延長されて
いれば、銀ペーストが所望量よりも多く塗布されたよう
な場合には、余分な銀ペーストは溝に沿って長手方向に
流れ出すことになり、銀ペーストの前面流出を阻止する
ことができる。

【００７３】また、ベースプレート３上には配線基板２
が接合されており、配線基板２はヒータボード１の後方
に載置されて、粘着剤等によって接着される。

【００７４】５は液流路上面を形成する天板で、７は液
流路をそれぞれ区分けするための隔壁等によって形成さ
れるノズルとしての液流路溝、８は各液流路へ送給する
記録液を収納するための第１共通液室、９は不図示の記
録液貯蔵タンクから第２共通液室を経て供給される記録
液を第１共通液室８へ導く受け口となる記録液供給口９
である。

【００７５】天板５はシリコン、窒化シリコン、ガラ
ス、セラミックス等の材料を用いて、異方性エッチング
や成形等によって形成される。

【００７６】液流路溝７は吐出ヒータ群１ａの配列と合
致するようにヒータボード１上に配設されており、エポ
キシ等の感光性樹脂層をヒータボード１上面に積層した
後に、エッチング等のようなフォトリソ工程を経て、隔
壁としての溝が形成される。

【００７７】そして、次工程における天板５とヒータボ
ード１との接合（天板接合）よって、液流路溝７が天板
５とヒータボード１に挟持されると、液流路溝７の天面
が天板５によって塞がれるため、液流路としてのノズル
７が形成されることになる。天板接合は一般的に耐記録
液特性の良好な接着剤によって接合される。

【００７８】なお、天板接合は、上記したようなダイボ
ンディング工程後に実施される形態に限られるものでは
なく、天板接合工程の後に、ヒータボード１とベースプ
レート３とを接合するダイボンディングが行われる形態
もある。本実施例では、説明の便宜上、ダイボンディン
グ工程後に天板接合が行われる形態を採用して説明を行
う。

【００７９】また、液流路溝７は、ヒータボード１上に
形成される形態に限られるものではなく、天板５下面に
感光性樹脂で形成するような形態にしても良い。

【００８０】いずれにしても、液流路７がヒータボード
１上面に設けられる形態では、液流路溝群７と吐出ヒー
タ群１ａは半導体成膜技術によって両者の相対位置は高
精度に配設されるようになる。

【００８１】一方、液流路溝群７が天板５下面に設けら
れる形態では、液流路群７と吐出ヒータ群１ａはメカニ
カルなアライメント処理によって両者の相対位置が高精
度に配設されるようになる。

【００８２】６はオリフィスプレートで、オリフィスプ
レート６は記録液を被記録媒体へ吐出するための吐出口
群６ａを所望の数量だけ有しており、オリフィスプレー
ト６はＳＵＳ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ等の金属プレート、ポ
リイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、
ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリプロピレン等の樹脂成形品や樹脂フィルム材
等、さらにはシリコン、セラミックス等によって形成さ
れる。

【００８３】また、１０はヒータボード１と天板５とを
密着させるための押えバネで、押えバネ１０が天板５上
面短手方向のほぼ中央の位置を押圧する。すなわち、押
えバネ１０の両端部に設けた略コ字状の折曲部１０ａ
（対向面は不図示）を、ベースプレート３に設けた切欠
き３ａに挿入させ、その爪部１０ｂをベースプレート３
の下面に掛上する。これにより、押えバネ１０の押圧発
生部１０ｃが天板５の上面を押圧するため、天板５とヒ
ータボード１は押えバネ１０とベースプレート３とによ
って挟持されることになる。

【００８４】すなわち、ヒータボード１とベースプレー
ト３は両者の接合方向において、押えバネ１０の設定荷
重を受けるようになり、両者の接合は接着剤の結合力に
押えバネ１０の物理的荷重を加えた力となる。

【００８５】なお、上記したような押えバネ１０による
物理的荷重を加えないような構成もあり、そのような構
成の場合は、ヒータボード１とベースプレート３との接
合は接着剤の結合力によってのみ決定される。

【００８６】１１は液体噴射記録ヘッド１００の上流位
置に配設される第２共通液室等から記録液供給口９へ記
録液を導くための記録液通路１１ａが形成されるチップ
タンクであり、１１は液体噴射記録ヘッド１００の上流
位置に配設される第２共通液室等から記録液供給口９へ
記録液を導くための記録液通路１１ａが形成されるチッ
プタンクである。

【００８７】チップタンク１１には前面プレート部１１
ｂが設けられており、前面プレート部１１ｂはオリフィ
スプレート６における吐出口６ａの外側部分の領域を接
合保持する役割と、記録装置本体に配設される不図示キ
ャップ部材からキャッピング動作時に加えられる脱着力
や押圧力に対してオリフィスプレート６が十分に耐え得
るようにオリフィスプレート６を支持する役割を担って
いる。

【００８８】オリフィスプレート６はヒータボード１の
前端面１ｂと天板５の前端面５ｂに例えばエポキシ系の
接着剤によって接合される。図２はオリフィスプレート
６接合前の状態を示し、図１はオリフィスプレート６接
合後の状態を示す。

【００８９】１２はチップタンク１１と第２共通液室
（後述する）２１との境界に配設され、記録液の不純物
をトラップする微細穴を有する多孔質部材である。

【００９０】本実施例では、多孔質部材１２はチプタン
ク１１に溶着によって接合されている。そのため、チッ
プタンク１１と多孔質部材１２との接合部から液体噴射
記録ヘッド１００内部に気体が侵入することはない。

【００９１】チップタンク１１と天板５とは図７に示す
ように、チップタンク１１の記録液供給路１１ａが天板
５の記録液供給口９に連通した状態で接合されている。
チップタンク１１と天板５との接合は、接合面同士を互
いに圧着させることにより行い、補完的に接合面の周囲
が充填剤（不図示）で密封されている。

【００９２】次に、枠体１６の構成の一例について説明
する。

【００９３】図３乃至図８において、枠体１６は液体噴
射記録ヘッド１００の筐体の役割を担うものである。ま
た、枠体１６の内部には所望量の記録液が収容できると
ともに収容された記録液を一時もしくは使い切るまで保
管するための第２共通液室２１が設けられており（図４
参照）、第２共通液室２１に貯蔵された記録液はヘッド
チップ１５へ供給され、チップタンク１１の記録液供給
路１１ａ、天板５の第１共通液室８を介してノズル部へ
供給される。

【００９４】液体噴射記録ヘッド１００の上方に配設さ
れる把手２２は液体噴射記録ヘッド１００を液体噴射記
録装置本体のキャリッジ（不図示）に脱着する際の手掛
かりとなる。

【００９５】２３は第２共通液室２１への記録液供給口
となるジョイントゴムで、図５に示すようにジョイント
ゴム２３の中央にはＹ字スリット状の亀裂穴２３ｂが設
けられている。このジョイントゴム２３はジョイントゴ
ム２３の外径寸法よりも小さい内径寸法で形成される枠
体１６の円筒穴部１６ａに圧入される。また、ジョイン
トゴム２３の圧入方向先端部２３ｃは円筒穴部１６ａへ
の挿入性を良好にするためテーパ形状となっている。

【００９６】１７は円筒穴部１６ａから外側へ向けて延
長形成されるスリーブ、１８はスリーブ１７を溶融変形
させるために高温度に加熱された加熱棒で、ジョイント
ゴム２３が円筒穴部１６ａへ圧入された後、加熱棒１８
がスリーブ１７を溶融加圧することにより、スリーブ１
７の外周面１７ａがスリーブ１７中心へ向けて倒される
ため、スリーブ１７がジョイントゴム２３の表面２３ａ
へ覆い被さるようになる。すなわち、スリーブ１７がジ
ョイントゴム２３に対してスウェージングすることにな
る。なお、図４（ａ）および図６はスリーブ１７が溶融
変形される前の状態を示す図で、図４（ｂ）および図７
はスリーブ１７が溶融変形された後の状態を示す図であ
る。

【００９７】このスウェージングによってスリーブ１７
の内壁１７ｂとジョイントゴム２３の表面２３ａは近接
するようになるため、液体噴射記録装置本体の記録液供
給用ニードル５１の抜き差しによって、記録液がジョイ
ントゴム２３の表面２３ａに付着しても、記録液は自身
の表面張力によってスリーブ内壁１７ｂとジョイントゴ
ム表面２３ａとの間に形成された隙間に流れ込んでい
く。

【００９８】また、その上、ジョイントゴム表面２３ａ
はスリーブ１７に覆われため、オペレータが液体噴射記
録ヘッドの交換操作の際にジョイントゴム表面２３ａに
付着した記録液に触れることはない。

【００９９】なお、上記のようにＹ字スリット状亀裂穴
２３ｂはジョイントゴム２３の外周部から圧縮荷重を受
けるため、液体噴射記録装置本体の記録液供給用ニード
ル５１の非挿入時（図８（ｂ）参照）には第２共通液室
２１内部を密閉状態に保つことができる。

【０１００】一方、図８（ａ）に示すように、ニードル
５１が挿入された際は、ニードル５１に対してグリップ
力（外周からの圧縮力）が作用するので、ニードル５１
の中空部を除いてはジョイント部を完全にシールするこ
とができる。

【０１０１】このように、ジョイントゴム２３にＹ字ス
リット状の亀裂穴２３ｂを形成することによって、ニー
ドル５１の挿通時および引抜時にＹ字スリット状亀裂穴
２３ｂは３方向に分離変形し、ジョイントゴム２３の外
周方向に退避するようになるため、鋭利なニードル５１
を挿入してゴムを裂きつつ挿入する構成に比べて、ニー
ドル５１の摺動負荷は格段に小さくなり、液体噴射記録
ヘッド交換時の操作性が良好となる。

【０１０２】また、ニードル５１中心がジョイントゴム
２３ｄ中心に対して偏心して挿入されたとしても、ニー
ドル５１先端の突入圧力を受けて、３分割された亀裂片
の少なくとも１ヶ所がジョイントゴム表面２３ａから陥
没しつつ後退するため、ニードル先端の挿入抵抗は小さ
くなる。

【０１０３】そして、この状態からニードル５１がさら
に挿入されると、ニードル５１は陥没後退した亀裂片の
弾性回復力に伴う反発力を受け、ニードル５１にはジョ
イントゴム２３の中心２３ｄへ向けた荷重が作用するこ
とになる。したがって、以後ニードル５１はジョイント
ゴム２３の中心２３ｄへ誘導されながら第２共通液室２
１部へ挿入されて行くことになる。そして、ニードル５
１のさらなる進入によって他の亀裂片も同様に後退して
行くため、ニードル５１はスムーズに挿入されて行く。

【０１０４】したがって、ジョイントゴム亀裂穴２３の
Ｙ字形状がどのような方向に傾いて枠体１６に圧入され
ても、ニードル５１先端は第２共通液室２１内部へ確実
に導かれるようになる。

【０１０５】このようなことから、ニードル５１、ニー
ドル保持部（不図示）、ジョイントゴム２３、枠体１６
等の部品寸法精度や組立精度を向上させることなく、ニ
ードル５１の挿通動作をスムーズかつ確実に実行させる
ことができるようになり、液体噴射記録ヘッドおよび液
体噴射記録装置本体が安価に製作できるようになる。

【０１０６】ジョイントゴム２３は上下２ヶ所に配設さ
れるが、下方部は液体噴射記録装置本体に配設される不
図示の外部記録液貯蔵タンク（以下、メインタンクと称
す）から記録液を供給するための供給通路であり、記録
液は下方のニードル５１および穴１６ｂを通って第２共
通液室２１内部へ供給される。

【０１０７】一方、上方部は第２共通液室２１内部に蓄
えられた空気を液室外部へ放出して液室内の負圧力を制
御するための吸気通路であり、ポンプなどの吸気用駆動
手段によって穴１６ａおよび上方のニードル５１を通っ
て第２共通液室２１外部へ排出される。

【０１０８】また、この吸気通路による第２共通液室２
１内部の負圧力を増大させることで第２共通液室２１内
の記録液補給制御ができる。

【０１０９】２４は前述した配線基板２の一端に配設さ
れて、ヘッドチップ１５と液体噴射記録装置本体との間
を伝送されるプリント信号の受け渡しをするためのコン
タクトパッドである。

【０１１０】次に、ヘッドチップ１５と枠体１６との接
続に関して説明する。

【０１１１】図９乃至図１１において、ヘッドチップ１
５は枠体１６に例えば位置決めボス１６ｃ、１６ｄの溶
着やビス２５等によって固定されており、双方の分解が
容易にできるようになっている。

【０１１２】また、第２共通液室２１とチップタンク１
１との接続部にはシリコーンゴム等からなる充填剤２５
が充填されている。

【０１１３】さらに、コンタクトパッド２４が枠体１６
の所定位置に配置されるように、配線基板２と枠体１６
のアライメントを行った後に配線基板２は枠体１６の側
面に沿って接合される。

【０１１４】次に、上記した各構成についてより詳しく
説明する。

【０１１５】液体噴射記録ヘッド１００がキャリッジに
搭載されると、液体噴射記録ヘッド１００の吐出口面は
メインタンク内の記録液水面よりも常時高い位置に設定
されており、液体噴射記録ヘッド１００とメインタンク
とが接続されることにより、第２共通液室２１の内部は
負圧力に保持されることになる。

【０１１６】第２共通液室２１は記録液を保管しておく
バッファの役割をもち、吐出により記録液が消費される
と記録液は第２共通液室２１から天板５とヒータボード
１とにより構成される第１共通液室８へ適宜供給され
る。また、第２共通液室２１は別に設けられたメインタ
ンクから記録液を受け取るための接続部と液室内の空気
を外部へ逃がすための接続部を有している。

【０１１７】チップタンク１１と第２共通液室２１との
間はその全周が充填剤２５によって隙間なく充填されて
おり、第２共通液室２１内からチップタンク１１までの
水密性が確保されている。

【０１１８】しかしながら、充填剤２５は気体透過性を
有するシリコーンゴム等からなるため、外気が充填剤２
５を透過して第２共通液室２１内へ侵入し得る。

【０１１９】第２共通液室２１内へ侵入した気体は第２
共通液室２１内を浮力により上昇し、液室の上部の気体
層に滞留する。そして、この気体は第２共通液室２１内
の気体を外部へ逃がす接続部（不図示）を経て最終的に
は外部へ排出される。

【０１２０】本実施形態ではチップタンク１１と第２共
通液室２１との接続部が記録液の流れ方向に関して多孔
質部材１２の上流側に配置されている。そのため、充填
剤２５を透過した気体が多孔質部材１２よりも下流側の
チップタンク１１内に侵入することがない。また、第２
共通液室２１内において乾燥等によって記録液の一部が
凝固して固形物が生成した場合であっても、その固形物
を多孔質部材１２で捕集（トラップ）することができ
る。

【０１２１】上記の構成により、多孔質部材１２よりも
下流側、すなわち記録液供給路１１ａからヘッドチップ
１５のノズルまでの流路中に侵入する気体を減少させる
ことができるので、多孔質部材１２よりも下流側の流路
中に気体が存在することによる液体噴射性能への影響を
低減することができる。

【０１２２】また、多孔質部材１２よりも下流側の流路
中に存在する気体が減少するので、長期間放置された液
体噴射記録ヘッド１００の使用を開始する際に行う回復
動作を簡略化することができる。そのため、回復動作に
おいて吸引・廃棄される記録液の量が減少し記録液の使
用効率を向上させることができる。

【０１２３】多孔質部材１２はチップタンク１１の記録
液供給路１１ａの液流れ方向に対して斜めに配置されて
いる。そのため、多孔質部材１２の面積はチップタンク
１１の第２共通液室２１との接続部付近の、流路方向に
対して垂直な断面積よりも大きくなる。

【０１２４】なお、多孔質部材は液流れ方向に対して垂
直に配設しても構わない。

【０１２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の液体噴射記録ヘッドは、液滴を吐出する複数の吐
出口が配列された吐出口群と、吐出口の上流側に連通す
る液流路と、液流路部の記録液を吐出口から噴射するた
めに利用されるエネルギーを発生させるエネルギー発生
手段と、液流路部の上流にあって液流路部に記録液を供
給する第１共通液室と、第１共通液室に記録液を供給す
る液供給通路と、液供給通路の上流にあって液供給通路
に供給される記録液を収容する第２共通液室と、第２共
通液室を形成する枠体と、液供給通路と第２共通液室と
の間に設けられた多孔質部材とを有する液体噴射記録ヘ
ッドにおいて、枠体には第２共通液室の記録液供給口と
なる孔部を有するハウジング部と、ハウジング部の外周
部または外周近傍にスリーブ突起を形成し、ハウジング
部に挿入されて第２共通液室へ記録液を供給するための
ジョイントとなる弾性体の栓部材を設けて、栓部材をハ
ウジング部内へ挿入した後に、スリーブ突起を溶融して
栓部材の外周部を覆うようにしたことにより、栓部材の
外周領域はスリーブ突起の溶融変形によって覆われるた
め、ニードルの挿入引抜が繰り返されても、栓部材がハ
ウジング部から抜け出るようなことはない。

【０１２６】また、スリーブ突起は枠体上に一体形成さ
れているので、栓部材の抜け防止用に専用部材を設ける
ような形態と異なり、安価である上、スペース効率が極
めて良好な構成である。

【０１２７】さらに、ニードルの引抜時に記録液が栓部
材の表面に付着しても、オペレータが栓部材の表面に触
れることがないように、スリーブ突起が栓部材の表面を
保護するため、オペレータの操作性が格段に向上する。

【０１２８】その上、栓部材の表面に付着した記録液は
記録液の表面張力によって栓部材の表面とスリーブ突起
内面との隙間に流れ込んで行くため、栓部材の表面に付
着した記録液がニードルの挿入口に停滞することはな
い。

【０１２９】第２の液体噴射記録ヘッドは第１の液体噴
射記録ヘッドにおいて、栓部材の外形はハウジング部の
外形よりも大きく、栓部材がハウジング部に圧入される
ようにしたことにより、栓部材には外周部から中心に向
けて圧縮応力が作用することになり、ニードルの挿通に
よって栓部材中央に亀裂穴が形成されてもこの亀裂穴は
密着するため、ニードル非挿入時、栓部材は閉塞状態を
確実に維持することになる。

【０１３０】よって、液体収容容器交換の際に液体噴射
記録ヘッドからニードルが引き抜かれても、亀裂穴より
液体および空気が外部へ漏れてしまうようなことはな
い。また、ニードル挿通状態では、ニードルに向けて、
栓部材の圧縮力によってグリップ力が加わるため、挿通
部における液体および空気のリークは阻止できる。

【０１３１】第３の液体噴射記録ヘッドは第１乃至第２
の液体噴射記録ヘッドにおいて、栓部材には予め亀裂穴
が形成され、栓部材がハウジング部に圧入される前に形
成されることにより、先端の鋭利なニードルを挿入して
ジョイントゴムを引き裂くような構成に比べて、ニード
ルはジョイントゴムの亀裂穴に沿って挿通引抜されるよ
うになるため、ニードルの挿通負荷および引抜負荷が小
さくなり、液体噴射記録ヘッド交換時の操作性が良好と
なる。

【０１３２】第４の液体噴射記録ヘッドは第３の液体噴
射記録ヘッドにおいて、栓部材に形成される亀裂穴はＹ
字状スリット形状であることにより、ニードルがジョイ
ントゴムに当接押圧されると、それまで閉塞状態にあっ
たジョイントゴムの亀裂穴は３分割されて亀裂片が分離
陥没して行くため、ニードル先端は亀裂穴の中心部へス
ムーズに誘導されるようになる。一方、ニードルが引き
抜かれた際には亀裂片は速やかに弾性回復によって所定
の位置に復帰する。

【０１３３】さらに、ニードル先端の進入軌跡とジョイ
ントゴムのスリット位置とが一致しないような場合であ
っても、あるいはニードルの中心がＹ字スリット中心に
対して偏心しているような場合であっても、ニードル先
端の当接を受けた亀裂片がすみやかに曲げ変形を起こし
て後退する。以後、ニードル先端は変形後退した亀裂片
の反発力によって徐々にＹ字スリット中心部へ誘導さ
れ、さらなるニードルの挿入によって他の亀裂片も追従
して曲げ変形を起こして後退するため、ニードルはスム
ーズにジョイントゴムへ挿通されることになる。

【０１３４】このように、ジョイントゴムが予めＹ字ス
リット状亀裂穴を形成することにより、ニードルとジョ
イントゴムとの摺動抵抗は軽減されて、ニードルの挿通
負荷および引抜負荷が小さくなり、液体噴射記録カート
リッジ交換時の操作性が良好となる。また、ニードルと
ジョイントゴムの相対位置を高精度に設定する必要はな
く、液体噴射記録装置が安価にできる。

【０１３５】第５の液体噴射記録ヘッドは第１乃至第４
の液体噴射記録ヘッドにおいて、栓部材は液体噴射記録
ヘッドの側面に配設されていることにより、栓部材の中
央に付着した記録液は栓部材の外周下方へ直ちに流れて
行くため、オペレータがヘッド脱着操作の際に記録液に
触れることはなく、オペレータの操作性を格段に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液体噴射記録ヘッドの液滴吐出部の一例を示す
概略斜視図。

【図２】液体噴射記録ヘッドの液滴吐出部の部分断面斜
視図。

【図３】液体噴射記録ヘッドの外観斜視図。

【図４】液体噴射記録ヘッドのスリーブ溶融変形を示す
部分断面図で、（ａ）はスリーブの変形前の状態を示す
図、（ｂ）はスリーブの変形後に状態を示す図。

【図５】本発明に適用できる栓部材の外観斜視図。

【図６】液体噴射記録ヘッドのスリーブ変形前の状態を
示す外観斜視図。

【図７】液体噴射記録ヘッドのスリーブ変形後の状態を
示す外観斜視図。

【図８】液体噴射記録ヘッドへのニードル脱着動作を示
す部分断面図で、はニードル挿入状態を示す図、（ｂ）
はニードル非挿入状態を示す図。

【図９】液体噴射記録ヘッドの記録液供給経路を示す断
面図。

【図１０】液体噴射記録ヘッドの部分断面斜視図。

【図１１】液体噴射記録ヘッドの構造を説明するための
分解斜視図。

【図１２】従来構成の液体噴射記録ヘッドを示す部分概
略斜視図。

【符号の説明】

１ ヒータボード ２ 配線基板 ３ ベースプレート ５ 天板 ６ オリフィスプレート ８ 第１共通液室 １１ チップタンク １２ 多孔質部材 １５ ヘッドチップ １６ 枠体 １６ａ 円筒穴部 １７ スリーブ １８ 加熱棒 ２１ 第２共通液室 ２３ ジョイントゴム ５１ ニードル １００ 液体噴射記録ヘッド

フロントページの続き (72)発明者 小泉 寛 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C056 EA16 EA20 EA22 EA24 KB19 KC02 KC05 KC11 KC16 KC21 KC27

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液滴を吐出する複数の吐出口が配列され
   た吐出口群と、 該吐出口の上流側に連通する液流路と、 該液流路部の記録液を吐出口から噴射するために利用さ
   れるエネルギーを発生させるエネルギー発生手段と、 該液流路部の上流にあって該液流路部に記録液を供給す
   る第１共通液室と、 該第１共通液室に記録液を供給する液供給通路と、 該液供給通路の上流にあって該液供給通路に供給される
   記録液を収容する第２共通液室と、 前記第２共通液室を形成する枠体と、 該液供給通路と該第２共通液室との間に設けられた多孔
   質部材とを有する液体噴射記録ヘッドにおいて、 前記枠体には前記第２共通液室の記録液供給口となる孔
   部を有するハウジング部と、 該ハウジング部の外周部または外周近傍にスリーブ突起
   を形成し、 該ハウジング部に挿入されて前記第２共通液室へ記録液
   を供給するためのジョイントとなる弾性体の栓部材を設
   けて、 該栓部材を該ハウジング部内へ挿入した後に、該スリー
   ブ突起を溶融して該栓部材の外周部を覆うようにしたこ
   とを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
2. 【請求項２】 該栓部材の外形は該ハウジング部の外形
   よりも大きく、該栓部材が該ハウジング部に圧入される
   ようにしたことを特徴とする請求項１に記載された液体
   噴射記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記栓部材には予め亀裂穴が形成され、
   該栓部材が該ハウジング部に圧入される前に形成される
   ことを特徴とする請求項１乃至２に記載された液体噴射
   記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記栓部材に形成される亀裂穴はＹ字状
   スリット形状であることを特徴とする請求項３に記載さ
   れた液体噴射記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記栓部材は液体噴射記録ヘッドの側面
   に配設されていることを特徴とする請求項１乃至４に記
   載された液体噴射記録ヘッド。