JP4282244B2 - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関し、特に小型化を実現できるインクジェットヘッドの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
オンデマンド型のインクジェット記録方法には、インクを充填した液室の壁の一部に振動板を設けて圧電アクチュエータ等により振動板を変位させ液室内の体積を変化させて圧力を高めてインクを吐出する方法や、液室内に通電によって発熱する発熱体を設けて発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高めてインクを吐出する方法が広く知られている。近年ではインクジェットプリンタの低価格化、高画質化、そして一般家庭へのパソコンの普及などによりインクジェットプリンタが様々な用途で数多く使用されている。インクジェットプリンタにおける大きな技術課題の一つとして高速化があり、この課題に対しては、インク吐出用の能動素子における駆動周波数の向上やノズル数及びヘッド数の増加などにより対応していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ノズル数やヘッド数を増やす方法においては、ヘッドサイズの大型化を回避するために記録素子やノズルの高密度化が必要となるが、高密度化にも限界があり、基本的にインク供給部材や給電部材等全体構成の小型化が必要となってきている。
【0004】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、プリンタの横サイズ及び高さに影響するインクジェットヘッドの主走査方向と高さ方向の小型化を実現できるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、ノズル板に形成されたノズル列の各々のノズルよりインクを噴射して画像を形成するインクジェットヘッドにおいて、インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部材は、インク液室内の体積を変化させるインク吐出用アクチュエータが固定され、インク吐出用アクチュエータの上にノズル板を接合し、インク吐出用アクチュエータに駆動信号を供給する配電部材が通る配電部材用貫通穴を有し、配電部材用貫通穴は、ノズル板に平行でノズル列に直交する方向において、インク吐出用アクチュエータが固定された面ではインク供給部材の端部に開口し、インク吐出用アクチュエータが固定された面の裏面ではインク供給部材の中央部に開口していると共に、当該裏面において配電部材の電極を表面に露出した形態で配電部材を折り返して固定しており、配電部材の電極が外部からの給電部材と加圧接続される信号入力部であることに特徴がある。また、配電部材用貫通穴は、ノズル板に平行で前記ノズル列に直交する方向において、インク吐出用アクチュエータが固定された面ではインク供給部材の一端部に開口し、インク吐出用アクチュエータが固定された面の裏面では一端部とは反対側の端部に開口していると共に、当該裏面において配電部材の電極を表面に露出した形態で配電部材を折り返して固定しており、配電部材の電極が外部からの給電部材と加圧接続される信号入力部である。よって、多ノズル構成のインクジェットヘッドの小型化を実現すると共に、インク供給部材の製造を容易にすることができる。
【0007】
更に、配電部材の信号入力部がノズル板と略平行な面に略ヘッド幅で固定されることにより、多ノズル構成のインクジェットヘッドを小型化できると共に、配電部材を低コスト化できる。
【0008】
また、2列のノズル列に直交する面での断面における配電部材用貫通穴の信号入力部固定側の形状はY字又はV字形状であることにより、この配電部材用貫通穴を利用して有効に配電部材をインク供給部材内部に這い回すことが可能となり、配電部材のサイズを小さくし、低コスト化できる。
【0019】
更に、別の発明として、インクジェット記録装置は上記記載のインクジェットヘッドを有することに特徴がある。よって、小型で、低コストな、そして信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明のインクジェットヘッドにおいて、ノズル板に形成されたノズル列の各々のノズルよりインクを噴射して画像を形成するインクジェットヘッドにおいて、インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部材は、インク液室内の体積を変化させるインク吐出用アクチュエータが固定され、インク吐出用アクチュエータの上にノズル板を接合し、インク吐出用アクチュエータに駆動信号を供給する配電部材が通る配電部材用貫通穴を有し、配電部材用貫通穴は、ノズル板に平行でノズル列に直交する方向において、インク吐出用アクチュエータが固定された面ではインク供給部材の端部に開口し、インク吐出用アクチュエータが固定された面の裏面ではインク供給部材の中央部に開口していると共に、当該裏面において配電部材の電極を表面に露出した形態で配電部材を折り返して固定しており、配電部材の電極が外部からの給電部材と加圧接続される信号入力部であることに特徴がある。よって、多ノズル構成のインクジェットヘッドの小型化を実現すると共に、インク供給部材の製造を容易にすることができる。
【0021】
【実施例】
図1は本発明の一実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図であり、図2は図1のX−X’線断面図である。両図において、本実施例のインクジェットヘッドは、複数の加圧液室10を含むアクチュエータ部材1がノズル板2と接合されて形成されている。インクジェットヘッドの裏面にはインク供給部材の第1の部材4が接合され、この第1の部材4の中央に設けられたインク流路8から流体抵抗13を介して両列の加圧液室10にインクが供給される。加圧液室10の一面は振動板11を兼ねており、電極基板15に配電部材3によって電圧信号を印加することにより、電極基板15と振動板11の間に静電引力が発生し、振動板11を変位させて加圧液室10の内圧を変化させ、ノズル12からインクを吐出させる。図1に示すように、インク供給部材は、第1の部材4と第2の部材5の2部品から構成され、第1の部材4にはインク流路8と配電部材用貫通穴9が一体的に設けられている。この配電部材用貫通穴9は図2に示すように配電部材3を通す穴であり、配電部材3の保護を目的として形成されている。この配電部材用貫通穴9をインク供給部材に一体的に形成することで、インク供給部材の内部スペースを有効に利用することができ、インクジェットヘッドをシンプル、かつ小型化することができる。
【0022】
また、インク供給部材の第2の部材5には、第1の部材4と同様にインク流路8と配電部材用貫通穴9が形成されている。図1のY−Y’線断面図である図3に示すように、第2の部材5に形成される配電部材用貫通穴9は断面がY字形状を成しており、これにより配電部材3はインク供給部材の中央部から両サイドに折り返されて固定される形態となる。そして、配電部材3はC面において表面側に電極パッドが露出して形成されており、同電極パッドに外部より図示しない給電部材が加圧接続されインク吐出信号が供給される。ここで、折り返されてC面で固定された配電部材3の電極パッド部は、小型のインクジェットヘッドを実現する上で可能な限り幅狭とし、略ヘッド幅であることが望ましい。第2の部材5に形成される配電部材用貫通穴9は、例えば図4に示すように通常のストレート穴にすることも可能であるが、図2に示したインクジェットヘッドでは配電部材3の電極露出面が電極基板との電気接続の関係で内側になるため、図4のような方式にすると電極露出面がC面において内側になり給電できない。C面において表面に電極を露出させることは不可能ではないが、配電部材3がコスト高となり望ましくない。インクジェットヘッドにおける接続部及び給電部の双方が配電部材3の同一面になるような構成ということでは、図5に示すように電極基板15の裏面に電極をパターニングする形態にし、図4のような方式にすることが考えられるが、高密度のインクジェットヘッドに使用可能な狭ピッチのスルーホール基板の形成は現状困難である。図3に示すように断面がY字形状の貫通穴としたが、中央から端部へ折り返す形態となれば良いので、例えば図6のようなV字形状でも良い。また、図1及び図2のインクジェットヘッドと異なり1ヘッドに1列のノズル列しかないようなインクジェットヘッドの場合には、図7に示すような形態となる。
【0023】
以上説明したように、インク供給部材が第1の部材4と第2の部材5の2つの部材が接合されることで形成されるので、図1に示すように両者の接合面付近にフィルタ6を形成することが可能となる。このフィルタ6は第1の部材4と第2の部材5の接合面積と近しい大きさに設けることが可能であるため、フィルタ部の流体抵抗を上げることなく、最も上流のインクタンクからノズルにほど近い部分までのインク供給系ほぼ全経路中のゴミを有効にフィルタリングでき安定したインク吐出が実現できる。また、このフィルタ6の形成方法については、熱溶着や超音波溶着等が好ましく、接着剤や溶剤による方法は、フィルタ6の目詰まりが生じ易く好ましくない。本実施例のインク供給部材では、フィルタ6を第1の部材4と第2の部材5のどちらにも形成することが可能であるが、熱溶着、超音波溶着によって第2の部材5にフィルタ6を固定すると溶着部でバリが発生しやすいため、第1の部材4側に形成する方がヘッドへのバリの混入を防止でき、有効である。
【0024】
また、図1に示すようにインクジェットヘッドが固定された第1の部材4のノズル列方向(矢印A方向)の側面に位置決めリブ7を設けて当該位置決めリブ7がキャリッジ側に当接されて位置決めを行なうので、インクジェットヘッドがセットされるキャリッジに高精度に位置決めができる。更に、図8の(a)及び第1の部材4の側面図である図8の(b)に示すように位置決めリブ7bを第2の部材5側に延長して設け、位置決めリブ7a、位置決めリブ7bにおける先端部付近(領域D)とノズル側端部付近、つまり図8の(b)で斜線で示す計3箇所でキャリッジ側と当接することで矢印E方向の位置決めを行なうことにより、インクジェットヘッドの振れ(矢印F)が有効に防止でき、インクジェットヘッドの位置決め精度を向上させることが可能となる。なお、図8の(b)で示す斜線で示す位置決めのための当接位置はこれに限定されず、位置決めリブ7a,7bのそれぞれの反対面であっても良く、また任意の組合せでも良い。ここで、矢印Dの領域のリブを第2の部材5に形成することも可能であるが、その場合は第1の部材4と第2の部材5を高精度にアライメントして接合する必要が生じる。一方で同リブを第1の部材4に形成すれば、第1の部材4と第2の部材5のアライメントはラフで良く、部品精度に等しい精度でインクジェットヘッドをキャリッジにセットすることができる。なお、図1の位置決めリブ7、図8の位置決めリブ7a,7bはインク供給部材よりも幅狭な構成が好ましい。このようにすると、インクジェットヘッドを矢印E方向に複数配列してフルカラーインクジェットとする場合、個々のインクジェットヘッドのリブ間の隙間にキャリッジ側の位置決め部材を配置するような構成でインクジェットヘッドをキャリッジにセットできるため、インクジェットヘッド間を極めて狭くすることができる。したがって、小型のインクジェットプリンタを実現することができる。
【0025】
更に、本実施例のインクジェットヘッドではインク供給部材を2つの部品構成としたため、それぞれの部品に必要とされる機能が分離でき、要求仕様に応じて適切な部品を形成しやすい。例えば外形寸法を例にとって説明すると、第1の部材4はインクジェットヘッドの位置決めリブ7が形成されるので高精度が要求される一方で、第2の部材5はインク流路8と配電部材3の固定部を設けるだけであり、精度が要求されない。よって、第2の部材5に関しては比較的安価な工法で部品を形成することができる。また、このように2つの部品構成にしたことにより、それぞれを別材料で形成することが可能である。低コストの面から、両者とも主には樹脂成形で製造されるが、それぞれの部品に対する要求仕様に応じて別の材料で成形を行い、接合してインク供給部材を形成することができる。例えば、第1の部材4としてはフィルタ6の下流側の部品であるため、成形時のバリが少ない材料を選択することができる。また、フィルタ6を熱溶着で固定する場合などは、低温度で溶着できるような材料を選択することができる。第2の部材5はFPC等の配電部材3が固定され、外部から給電部材を圧接して通電することが必要である一方で、内部に配電部材貫通穴9が形成されて低剛性構造であるので、ガラス強化樹脂等の高剛性材料を選択することができる。このように、インク供給部材を別部品の接合により形成するので、一部品構成に比べて各部材の成形を容易に行なうことができる。
【0026】
また、本実施例のインクジェットヘッドにおいては配電部材3がノズル板2に略平行な面で第2の部材5に固定される。配電部材3の固定位置としては、図8における矢印Gで示した面も考えられるが、1ヘッド内のチャンネル数の増加するに伴って給電のための電極パッド数も増えるため、配電部材3の固定に要する面積が増大し、矢印E方向ないしはH方向に第2の部材5を大きくせざるを得ない。一方で本実施例のように配電部材3をノズル板2に略平行な面で第2の部材5に固定する構成とすれば、上記のような第2の部材5の大型化が回避でき、多チャンネルインクジェットヘッドの小型化を実現できる。
【0027】
更に、本実施例のインク供給部材は、フィルタ6を第1の部材4あるいは第2の部材5に固定した後に、両者を接合して形成する。第1の部材4と第2の部材5は接着により接合する方法が最も簡単であるが、接着の場合は接着剤がフィルタ部にはみ出すと毛管力によってフィルタ全面に接着剤が広がり目詰まりを生じる。よって、図10に示すようにフィルタ固定部周囲に溝部17を形成し、図11に示すように組み立てることで、図10に示すように第1の部材4と第2の部材5の接着の際、はみ出た接着剤16が溝部17に流れ込み、フィルタ6の目詰まりを防止することができる。
【0028】
また、第1の部材4と第2の部材5の接合方法としては、熱溶着や超音波溶着が好ましいことは前述したが、このような方法で接合する際、図13や図14に示すようにインク供給部品接合面20と同一面か凸面にフィルタ6を形成する構成であると、フィルタ圧着ヘッド19の形状の簡略化ができ、かつラフな位置決めでフィルタ6を圧着できる。さらに圧着によって潰れる圧着用凸部18を予めインク供給部材に形成しておくと、圧着に必要な温度、圧力を小さくすることができ、圧着も短時間で行なえる。フィルタ接合部をインク供給部材のいずれかの部品の凹部に形成する場合は、図14に示すように凹部がインク供給部品接合面20側で開口が広がるように側壁が傾斜した形状とすることにより、フィルタを所定の位置にセットしやすくなり、またフィルタ圧着ヘッド19のフィルタ圧着部への挿入も容易になる。本発明のインク供給部材は、第1の部材4と第2の部材5の少なくとも一方にフィルタ6を形成した後、2つの部材を接合する。よって、図15に示すように一方の部材を凸形状、もう一方の部材を凹形状とし、凸側の部材の凸部にフィルタ6を固定した後に、2つの部材を接合するようにすれば、図6の構成と同様にフィルタがインク供給部材の最外面に露出した状態で簡単に圧着できる。また、凸部を第1の部材4と第2の部材5の接合時の位置決めに利用できるので、組立性が向上する。また、この場合は、図16、図17のようにフィルタ圧着部周囲に溝や段を形成することにより、フィルタ外周部の表面積が大きくなり放熱しやすくなるため同部分の溶融が防げると共に溶融による第1の部材4と第2の部材5の嵌合部の変形や溶融樹脂の嵌合部への侵入を防ぐことができるので、溝、段がない場合に比べてフィルタ圧着条件を拡大することができる。
【0029】
次に、本実施例のインクジェットヘッドの製造過程について図1及び図2を用いて説明する。
【0030】
先ず、アクチュエータ部材の製造過程について説明すると、アクチュエータ部材1は振動板11が形成された液室基板14と、振動板11と微小ギャップ隔てて電極が形成された電極基板15からなる。液室基板14の加圧液室10と振動板11は、シリコン基板の異方性エッチングにより形成した。予めシリコン基板の一面に振動板11の厚みに応じたボロン層を形成し、このボロン層をエッチングのストップ層とすることで振動板11が一面に設けられた加圧液室10を形成した。また、同時に中央のインク流路8の部分もエッチングを行い、溝を形成した。電極基板15には、ガラス基板やシリコン基板を用いることができ、液室基板14の振動板11に対応した位置にエッチングによって深さ1[μm]以下の浅溝を設け、溝の底部にAu,Ti,Al,Ni等の金属電極材料をスパッタリングや蒸着などにより成膜して形成する。また、この電極の上面の液室基板14と対向する領域には電極の保護層としてのSiO2膜が形成される。本実施例では、電極基板15としてシリコン基板を用い、電極材料としてTiN、保護層としてSiO2を成膜して形成した。電極基板15と液室基板14を直接接合法により貼り合わせた後、電極基板15の裏面からインク流路8にあたる中央部溝をウェットエッチング及びドライエッチングにより加工して貫通させ、図2に示す静電方式のアクチュエータ部1を形成した。ノズル板2はNiの電鋳工法により形成し、直径約25[μm]のノズル12及び幅70[μm]、長さ600[μm]、深さ20[μm]の流体抵抗13を設け、吐出面側にはNiとPTFEの共析メッキ法により撥水膜を成膜した。続いて、ノズル板2の非撥水面に2液性硬化型のエポキシ接着剤を薄膜塗布し、アクチュエータ部材1の加圧液室10側に接着硬化した。最後に、静電アクチュエータを駆動する電気振動を伝達する配電部材3としてのFPCを電極基板15の端部に設けられた電極パッドにACFを介して接合した。このようにして、片列150dpi、192チャンネルの静電方式インクジェットヘッドを構成した。
【0031】
次に、インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部材の製造過程について説明する。図1及び図2に示すように、インク供給部材はインクジェットヘッドを固定する第1の部材4と第2の部材5の2部品で構成した。第1の部材にはポリサルホン樹脂を材料に用い、射出成形によって図2に示すように中央部及び両端部にそれぞれインク流路8及び配電部材用貫通穴9としての貫通穴を有する構造体を形成する。第1の部材4の裏面側には、図9に示すようにフィルタ6を熱溶着により接合した。あるいは、図10に示すような幅0.4[mm]、深さ0.5[mm]の溝部17を形成した。ここで、フィルタ6としてはSUSの綾畳織方式のものを用い、第1の部材4と第2の部材5のインク流路8のシール領域が確保可能な範囲で最大サイズとした。また、第1の部材4のノズル列方向両側面に図1に示すような位置決めリブ7を一体的に形成した。リブの厚さは第1の部材4の幅よりも狭くした。第2の部材5としては、図3に示すような配電部材3を通すY字断面形状の貫通穴と、インク流路8が設けられるように、ポリサルホン樹脂を材料に用いた射出成形で作成した。このように樹脂成形で作成した2つの部品を2液性硬化型のエポキシ接着剤で接合し、インク供給部材を形成した。次に、第1の部材4の上面にディスペンサを用いてエポキシ接着剤を塗布し、FPCを接合したアクチュエータ部材1をFPCが配電部材用貫通穴9に差し込まれる形態で接合を行った後、FPCを第2の部材の背面側で折り返し、電極面が表になるように両面テープを用いて固定を行なった。組立後の断面を表す概略図を図12に示す。組立後の概略寸法は、ノズル列方向の長さがリブ部を除いて約40[mm]、幅が約9[mm]、ノズル面からFPC固定面までの寸法(高さ寸法)が約25[mm]であり、192ノズル×2列の多ノズルインクジェットヘッドとしては著しく小型化が実現できた。高さ寸法が小さく、かつほぼストレートな単純形状のFPCが使用できるので、FPCを低コストに作製することができた。比較例として、リブを形成する面でFPCを固定する形態としたところ、第2の部材5が著しく大きくなり、高さ寸法が約57[mm]となり大型化したばかりでなく、FPCサイズも大きくかつ複雑形状となりコストアップとなった。
【0032】
図12のような構成のインクジェットヘッドをキャリッジに取り付け、図12の矢印Cの部分に図示しない給電部材を加圧接触させてインクジェット駆動信号を入力したところ、印字不良が発生した。原因は、インク供給部材に固定されたFPCと給電部材の接触不良であり、解析の結果、給電部材の加圧によりインク供給部材のFPC固定部が変形していることが判明した。そこで、インク供給部材の第2の部材5のみをガラス繊維を30%含有する材料に変更したところ、上記の不具合が改善され全ノズルからインクを吐出させることができた。本実施例においては、インク供給部材内部にフィルタを設けたため、長期にわたり安定してインク吐出が行なえた。比較例としてフィルタを形成しないで組立を行い、評価を行なったところ、長時間の連続吐出評価時などで非吐出チャンネルが数チャンネル出現し、信頼性が低下した。
【0033】
本実施例のようにインク供給部材を2つの部品構造とすることで、インク供給部材内の空間を有効に利用し、大面積のフィルタを形成することが可能となり、コンパクトな信頼性の高いインクジェットヘッドを実現することができる。また、本実施例では、ノズル板2に近い第1の部材4に位置決め用リブ7を設けたので、キャリッジに対するヘッドの固定が脱着時の再現性も含めて正確に位置決めできた。また、位置決めリブ7をヘッド幅よりも幅狭としたので、複数のインクジェットヘッドを配列してフルカラー記録をする場合に、ヘッド間の間隔を狭くすることが可能となり、プリンタの小型化が実現できた。このようにインクジェットヘッドを複数並べてフルカラー記録をする場合、ヘッドのキャリッジへの位置決めに関して、図8の矢印Fの方向の振れ角も重要になる。これまで説明してきた図1に示すようにノズル板2の近傍に設けられた位置決めリブ7によってのみキャリッジに固定した場合と、図8に示すように一方の位置決めリブ7bを第2の部材5のFPC通電面近傍にまで延長して設け、この先端近傍部を位置決めに利用した場合の比較評価を行なった。評価の方法としては、キャリッジ対してインクジェットヘッド複数回着脱し、その都度キャリッジを止めた状態でドット描画を行なってドット位置のバラツキ量を評価した。その結果、図1の場合には、ドット位置が約20[μm]程度ばらついていたが、図8の場合にはドット位置のバラツキは10[μm]以下であった。図8に示すように第1の部材4の位置決めリブ7bを延長する別の方法として、第2の部材5にも位置決めリブを設ける方法もあるが、この場合、第1の部材4と第2の部材5を高精度にアライメントする必要が生じ、接合のスループットが低下し量産向きでない。図8の場合によれば、成形加工の精度で位置決めリブ7bの寸法精度、形状精度を保証できるので、容易に精度を確保できる。
【0034】
また、図13に示すようにインク供給部材を形成する第1の部材4の凸面にフィルタ接合部であるインク供給部品接合面20を設け、更に同面上にフィルタ圧着しろを形成する幅0.7[mm]、高さ0.5[mm]の圧着用凸部18を設け、フィルタ6を熱溶着により接合した。この圧着用凸部18を形成した場合と形成しない場合でフィルタ6を良好に溶着できる条件を比較したところ、圧着用凸部18がない場合には、温度250℃、圧力9.8×105Pa、で接合時間8秒であったが、圧着用凸部18を形成した場合には、温度220℃、圧力4.9×105Paで接合時間4秒でシール性良くフィルタ6を接合でき、緩い条件で短時間に接合することができた。この圧着用凸部18は、シール性が保てる範囲で小さくし、圧着ヘッド19からの熱が集中するようにすることが好ましく、また、本実施例のように圧着部を部材の凸面に形成することで、圧着ヘッド19を図13に示すように熱容量が大きな形状とすることができる。したがって、圧着時の温度安定性が向上し、高品質な接合を安定して実施することができる。
【0035】
更に、図14に示すようにインク供給部材を形成する第1の部材4にフィルタを格納する凹部を形成した。凹部の側壁は、図14に示すように表面側で開口が広がるような傾斜壁とした。フィルタ6をこの凹部底面にセットした後、上部より圧着ヘッド19を挿入してフィルタ6を熱溶着により第1の部材4に接合した。この方法によれば、圧着ヘッド19を正確に位置決めする必要があるが、フィルタ6の位置決めは凹部の側壁により自動的に行われるため、フィルタ6のセットを簡易にすることができた。また、側壁を傾斜形状としたため、圧着ヘッドと側壁との干渉の危険性を低減させることができた。なお、凹部の底面に微少な凸部を形成すれば、図13で示したように圧着条件が緩くなると共に接合を短時間で完了させることができるので、圧着ヘッド19の挿入によるインク供給部材へのダメージを更に低減させることができる。
【0036】
また、図15に示すようにインク供給部材を形成する第1の部材4に凸部を形成し、その凸面にフィルタ6を熱溶着した。また、第2の部材5を第1の部材4の凸部に嵌め合う凹形状とした。フィルタ6を第1の部材4の凸面に形成したため、フィルタ6を図13で示したように単純な形状の圧着ヘッドを用いて溶着固定できた。また、フィルタ固定面とインク供給部品接合面20が同一面でないために、接着剤によるフィルタ6の目詰まりが生じることなく第1の部材4と第2の部材5を接合できた。また、第1の部材4と第2の部材5をそれぞれ嵌まり合う形状にしたことにより、組立が簡易化できた。
【0037】
更に、図16に示す構成のインク供給部材において、フィルタ6が接合される凸形状の部材のフィルタ形成領域の周囲に幅0.6[mm]、深さ0.4[mm]の溝部21を形成し、フィルタ6を熱圧着した。その結果、図15に示す構成の場合には第1の部材4と第2の部材5が嵌まり合わない程、第1の部材4が変形してしまう条件で熱圧着した場合でも、軟化した樹脂の外周部への進行が溝部21で塞き止められ、第1の部材4と第2の部材5のはめあい部にダメージを生じることがなく、良好に両者を接合できた。このように溝部21を形成して圧着変形の悪影響を回避したが、図17のように段22を形成して緩衝領域を設ける方法でも同様の効果を得ることができる。このような構成にすることにより、部品変形し難くなるので、圧着条件の幅を広げることができる。
【0038】
なお、上記実施例では、静電方式のインクジェットヘッドを挙げて説明したが、ピエゾ方式やバブル方式のインクジェットヘッドにも適用できる。また、インク供給口等の各種材料や接着等の組立工法に関しても以上述べたものはほんの一例にすぎず、様々な材料、工法で同様の性能を得ることができる。
【0039】
図18は上記実施例のインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図である。同図に示すように、インクジェット記録装置101は、シアンC、マゼンタM、イエローY、ブラックBKの各色のインクをそれぞれ収納した4個のインクカートリッジ102と、複数のノズルを有し各インクカートリッジ2からインクが供給される4個の記録ヘッド103と、インクカートリッジ102とインクジェットヘッド103を搭載したキャリッジ104と、記録紙を収納した給紙トレイ105a,105bや手差しテーブル106から記録紙を印字部107に搬送する搬送ローラ108と、印字した記録紙を排紙トレイ109に排出する排出ローラ110を有する。そして、ホスト装置から送られてくる画像データを記録紙に印字するときは、キャリッジ104をキャリッジローラ111に倣って走査しながら、搬送ローラ108により印字部107に送られた記録紙に記録ヘッド103のノズルから画像データに応じてインクを噴射して文字や画像を記録する。このようなインクジェット記録装置に上記実施例のインクジェットヘッドを搭載することにより、確実なインク吸引動作が行えられ、よって高画質の画像記録を実現できるインクジェット記録装置を提供できる。
【0040】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能である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、ノズル板に形成されたノズル列の各々のノズルよりインクを噴射して画像を形成するインクジェットヘッドにおいて、インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部材は、インク液室内の体積を変化させるインク吐出用アクチュエータが固定され、インク吐出用アクチュエータの上にノズル板を接合し、インク吐出用アクチュエータに駆動信号を供給する配電部材が通る配電部材用貫通穴を有し、配電部材用貫通穴は、ノズル板に平行でノズル列に直交する方向において、インク吐出用アクチュエータが固定された面ではインク供給部材の端部に開口し、インク吐出用アクチュエータが固定された面の裏面ではインク供給部材の中央部に開口していると共に、当該裏面において配電部材の電極を表面に露出した形態で配電部材を折り返して固定しており、配電部材の電極が外部からの給電部材と加圧接続される信号入力部であることに特徴がある。また、配電部材用貫通穴は、ノズル板に平行で前記ノズル列に直交する方向において、インク吐出用アクチュエータが固定された面ではインク供給部材の一端部に開口し、インク吐出用アクチュエータが固定された面の裏面では一端部とは反対側の端部に開口していると共に、当該裏面において配電部材の電極を表面に露出した形態で配電部材を折り返して固定しており、配電部材の電極が外部からの給電部材と加圧接続される信号入力部である。よって、多ノズル構成のインクジェットヘッドの小型化を実現すると共に、インク供給部材の製造を容易にすることができる。
【0043】
更に、配電部材の信号入力部がノズル板と略平行な面に略ヘッド幅で固定されることにより、多ノズル構成のインクジェットヘッドを小型化できると共に、配電部材を低コスト化できる。
【0044】
また、2列のノズル列に直交する面での断面における配電部材用貫通穴の信号入力部固定側の形状はY字又はV字形状であることにより、この配電部材用貫通穴を利用して有効に配電部材をインク供給部材内部に這い回すことが可能となり、配電部材のサイズを小さくし、低コスト化できる。
【0055】
更に、別の発明として、インクジェット記録装置は上記記載のインクジェットヘッドを有することに特徴がある。よって、小型で、低コストな、そして信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図2】図1のX−X’線断面図である。
【図3】図1のY−Y’線断面図である。
【図4】別の形態の配電部材用貫通穴を示す断面図である。
【図5】別の形態の配電部材を示す断面図である。
【図6】別の形態の配電部材用貫通穴を示す断面図である。
【図7】別の形態の配電部材用貫通穴を示す断面図である。
【図8】他の第1の部材の構成を示す図である。
【図9】フィルタを第1の部材に設ける形態を示す斜視図である。
【図10】第1の部材と第2の部材の接合後の構成を示す概略断面図である。
【図11】図10の第1の部材と第2の部材によるインクジェットヘッド組立後の構成を示す断面図である。
【図12】比較例としてのインクジェットヘッド組立後の構成を示す断面図である。
【図13】第1の部材にフィルタを圧着する様子を示す概略断面図である。
【図14】別の構成の第1の部材にフィルタを圧着する様子を示す概略断面図である。
【図15】別の構成の第1の部材と第2の部材の接合後の構成を示す概略断面図である。
【図16】別の構成の第1の部材と第2の部材の接合後の構成を示す概略断面図である。
【図17】別の構成の第1の部材と第2の部材の接合後の構成を示す概略断面図である。
【図18】本発明のインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1;アクチュエータ部材、2;ノズル板、3;配電部材、4;第1の部材、
5;第2の部材、6;フィルタ、7,7a,7b;位置決めリブ、
8;インク流路、9;配電部材用貫通穴、10;加圧液室、11;振動板、
12;ノズル、13;流体抵抗、14;液室基板、15;電極基板、
16;接着剤、17,21;溝部、18;圧着用凸部、19;圧着ヘッド、
20;インク供給部品接合面、22;段。
Claims (5)
- ノズル板に形成されたノズル列の各々のノズルよりインクを噴射して画像を形成するインクジェットヘッドにおいて、
該インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部材は、
インク液室内の体積を変化させるインク吐出用アクチュエータが固定され、前記インク吐出用アクチュエータの上に前記ノズル板を接合し、前記インク吐出用アクチュエータに駆動信号を供給する配電部材が通る配電部材用貫通穴を有し、
前記配電部材用貫通穴は、前記ノズル板に平行で前記ノズル列に直交する方向において、前記インク吐出用アクチュエータが固定された面では前記インク供給部材の端部に開口し、前記インク吐出用アクチュエータが固定された面の裏面では前記インク供給部材の中央部に開口していると共に、前記裏面において前記配電部材の電極を表面に露出した形態で前記配電部材を折り返して固定しており、前記配電部材の電極が外部からの給電部材と加圧接続される信号入力部であることを特徴とするインクジェットヘッド。 - ノズル板に形成されたノズル列の各々のノズルよりインクを噴射して画像を形成するインクジェットヘッドにおいて、
該インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部材は、
インク液室内の体積を変化させるインク吐出用アクチュエータが固定され、前記インク吐出用アクチュエータの上に前記ノズル板を接合し、前記インク吐出用アクチュエータに駆動信号を供給する配電部材が通る配電部材用貫通穴を有し、
前記配電部材用貫通穴は、前記ノズル板に平行で前記ノズル列に直交する方向において、前記インク吐出用アクチュエータが固定された面では前記インク供給部材の一端部に開口し、前記インク吐出用アクチュエータが固定された面の裏面では前記一端部とは反対側の端部に開口していると共に、前記裏面において前記配電部材の電極を表面に露出した形態で前記配電部材を折り返して固定しており、前記配電部材の電極が外部からの給電部材と加圧接続される信号入力部であることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記配電部材の信号入力部が前記ノズル板と略平行な面に略ヘッド幅で固定される請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。
- 2列のノズル列に直交する面での断面における前記配電部材用貫通穴の信号入力部固定側の形状はY字又はV字形状である請求項1又は3に記載のインクジェットヘッド。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のインクジェットヘッドを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
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