JP4682605B2 - Inkjet head and inkjet printer - Google Patents

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JP4682605B2 JP2004351472A JP2004351472A JP4682605B2 JP 4682605 B2 JP4682605 B2 JP 4682605B2 JP 2004351472 A JP2004351472 A JP 2004351472A JP 2004351472 A JP2004351472 A JP 2004351472A JP 4682605 B2 JP4682605 B2 JP 4682605B2
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Description

本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタに関し、特に、インクを吐出するノズルが形成されたヘッドチップの位置決め構造に関する。   The present invention relates to an ink jet head and an ink jet printer, and more particularly to a head chip positioning structure in which nozzles for ejecting ink are formed.

インクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッドには、インクを吐出するノズルが形成されたヘッドチップが備えられる。このヘッドチップには、同一方向に開口する複数のノズルが一方向に列を成したノズル列が単数列又は複数列で形成されているものがある。そして、ヘッドはプリンタ本体のキャリッジなどに固定されて搭載される。ヘッドチップには、ノズルに吐出力を与える圧電素子などのアクチュエータ素子が付設されている。
インクジェットヘッドをプリンタ本体に搭載する際には、ノズルの位置精度が重要となる。ノズル列を有するヘッドチップにあっては、ノズル軸方向、ノズル軸方向に沿った相対的位置に加え、ノズル列方向、ノズル列方向に沿った相対的位置を決める必要がある。
このうち、ノズル列方向が変わると、主走査方向に対するノズル列方向が変わるから、記録媒体上に形成されるドットのピッチが変わり記録品質に影響を与える。また、多色印刷において各色に対応するヘッドが搭載されるプリンタにおいては、ヘッド相互間のノズル列角度が異なると、ドットピッチが異なり、記録品質に影響を与えるので、ノズル列同士の平行度が高いことが望まれる。 An ink jet head mounted on an ink jet printer is provided with a head chip on which nozzles for ejecting ink are formed. Some head chips have a single or a plurality of nozzle rows in which a plurality of nozzles that open in the same direction form a row in one direction. The head is fixedly mounted on the carriage of the printer body. The head chip is provided with an actuator element such as a piezoelectric element that applies an ejection force to the nozzle.
When the inkjet head is mounted on the printer main body, the positional accuracy of the nozzle is important. In a head chip having a nozzle row, it is necessary to determine the nozzle row direction and the relative position along the nozzle row direction in addition to the nozzle shaft direction and the relative position along the nozzle axis direction.
Among these, when the nozzle row direction changes, the nozzle row direction with respect to the main scanning direction changes, so the pitch of dots formed on the printing medium changes and affects the printing quality. Also, in a printer equipped with a head corresponding to each color in multicolor printing, if the nozzle row angle between the heads is different, the dot pitch will be different and affect the recording quality. High is desired.

特許文献１記載のインクジェットヘッドにあっては、ヘッドチップは、その上端両角部をヘッドチップ保持部に嵌合させて筐体フレームに対して所定位置に保持されている。さらに、ヘッドチップ下端部を２つのマニホールドで挟み、この２つのマニホールドの下端にキャップ受け板が取り付けられて組み立てられ、ヘッドチップの筐体フレームに対する位置が固定される。そして、筐体フレームの底面をキャリッジの着座面に着座させて高さ位置が決められる。着座面に平行な方向については、微調整する機構が構成されており、これによってノズル列方向を最終調整している。
特許文献１記載のインクジェットヘッドは、ヘッドチップの両面にインク供給口及び電極が形成され、マニホールドをヘッドチップの両面に合せて両面のインク供給口からインクを供給する構成であり、両面の電極にフレキシブル配線を接続している構成である。
特開２００４−０９０４９４号公報 In the inkjet head described in Patent Document 1, the head chip is held at a predetermined position with respect to the housing frame by fitting both upper corners of the head chip to the head chip holding part. Further, the lower end portion of the head chip is sandwiched between two manifolds, and a cap receiving plate is attached to the lower ends of the two manifolds to assemble them, and the position of the head chip with respect to the housing frame is fixed. The height position is determined by seating the bottom surface of the housing frame on the seating surface of the carriage. In the direction parallel to the seating surface, a mechanism for fine adjustment is configured, whereby the nozzle row direction is finally adjusted.
The ink jet head described in Patent Document 1 has a configuration in which ink supply ports and electrodes are formed on both surfaces of a head chip, and ink is supplied from the ink supply ports on both surfaces with the manifold aligned with both surfaces of the head chip. This is a configuration in which flexible wiring is connected.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-090494

ノズルの位置精度に対し、ヘッドを構成する各部品の形成精度や組立精度の影響がなるべく少なくなるようなヘッド構成が望まれる。
また、ノズル列方向の精度を重視した好個のヘッド構成が従来見られなかった。 It is desired to have a head configuration in which the influence of the forming accuracy and assembly accuracy of each component constituting the head is minimized with respect to the nozzle position accuracy.
In addition, there has been no conventional head configuration that emphasizes the accuracy in the nozzle row direction.

そこで、本発明は、ノズルの位置精度、特に、ノズル列方向の精度に対して構成部品の形成精度や組立精度の影響が少なくされて、ノズル位置、特に、ノズル列方向を高精度に決めることが可能なインクジェットヘッド及びインクジェットプリンタを提供することを課題とする。   Accordingly, the present invention reduces the influence of component forming accuracy and assembly accuracy on nozzle position accuracy, particularly nozzle row direction accuracy, and determines nozzle position, particularly nozzle row direction, with high accuracy. It is an object of the present invention to provide an ink jet head and an ink jet printer capable of performing the above.

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、複数のノズルが一方向に列を成して開口する下端面と、前記下端面に直角に連続し、前記ノズルの列方向に平行な裏面と、前記裏面に相対し、前記ノズルに連通するインク供給口が開口し、前記ノズルに吐出力を与えるための電圧を印加する電極が露出する表面と、前記下端面、裏面及び表面にそれぞれ連続する両側面と、前記下端面に相対する上端面とから構成され前記表面及び裏面を最も大きな面とする直方体状のヘッドチップと、
前記ヘッドチップの裏面と面で接触するチップ搭載面を下端に接する位置に有した表面と、前記チップ搭載面と平行な平面を有した裏面とを有するフレームと、
前記ヘッドチップの表面に被さり、前記インク供給口に接続する流路を有したマニホールドとを備え、
前記ヘッドチップと前記マニホールドとを所定の位置で前記チップ搭載面に平行な直交２軸の各両方向について互いに移動規制する第１位置規制構造と、前記フレームと前記マニホールドとを所定の位置で前記チップ搭載面に平行な直交２軸の各片方向について互いに移動規制する第２位置規制構造を有し、
前記ヘッドチップ、前記フレーム及び前記マニホールドが前記第１及び第２位置規制構造により互いに位置決められて固定されてなることを特徴とするインクジェットヘッドである。 The invention according to claim 1 for solving the above-described problem is that a plurality of nozzles are opened in a row in one direction, a lower end surface that is continuous at a right angle to the lower end surface, and parallel to the row direction of the nozzles. A reverse surface, an ink supply port communicating with the nozzle opposite to the reverse surface, a surface on which an electrode for applying a voltage for applying ejection force to the nozzle is exposed, and the lower end surface, the reverse surface, and the surface. A rectangular parallelepiped head chip composed of both continuous side surfaces and an upper end surface opposed to the lower end surface, with the front and back surfaces being the largest surface,
A frame having a surface having a chip mounting surface in contact with the lower surface of the head chip at a position contacting the lower end, and a back surface having a plane parallel to the chip mounting surface;
A manifold that covers the surface of the head chip and has a flow path that connects to the ink supply port;
The chip and the first position regulating structure of the movement restricting each other for each bi-directional parallel two orthogonal axes on the chip mounting surface and the said head chip manifold at a predetermined position, and the said frame manifold at a predetermined position have a second position regulating structure of the movement restricting each other for each one-way parallel two orthogonal axes on the mounting surface,
In the inkjet head, the head chip, the frame, and the manifold are positioned and fixed to each other by the first and second position restricting structures .

なお、ノズルの吐出口が開口する面を「下端面」とするが、インクジェットヘッドの搭載方向を特定する意義はない。また、フレームのヘッドチップが搭載される側を表側としたに過ぎず、「表面」「裏面」の文言にそれ以上の意義はない。   In addition, although the surface where the discharge port of the nozzle opens is referred to as a “lower end surface”, there is no significance in specifying the mounting direction of the inkjet head. Also, the side on which the head chip of the frame is mounted is merely the front side, and the words “front surface” and “back surface” have no further significance.

請求項２記載の発明は、前記第１位置規制構造のうち、前記ヘッドチップと前記マニホールドとを前記チップ搭載面に平行で前記ノズルの列に垂直な１軸の両方向について互いに移動規制する位置規制構造が、前記ヘッドチップの表面に形成された溝と、この溝に嵌合する前記マニホールドに形成された凸部とからなることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドである。 According to a second aspect of the present invention, in the first position restriction structure, the position restriction that restricts movement of the head chip and the manifold in both directions of one axis parallel to the chip mounting surface and perpendicular to the nozzle row. 2. The ink jet head according to claim 1, wherein the structure includes a groove formed on a surface of the head chip and a convex portion formed on the manifold fitted into the groove.

請求項３記載の発明は、前記第１位置規制構造のうち、前記ヘッドチップと前記マニホールドとを前記ノズルの列に平行な１軸の両方向について互いに移動規制する位置規制構造が、前記ヘッドチップの両側面を挟む前記マニホールドに形成された両側壁からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドである。 According to a third aspect of the present invention, in the first position restricting structure, the position restricting structure that restricts movement of the head chip and the manifold in both directions of one axis parallel to the nozzle row is provided on the head chip. The inkjet head according to claim 1 or 2, comprising both side walls formed in the manifold sandwiching both side surfaces.

請求項４記載の発明は、前記第２位置規制構造のうち、前記フレームと前記マニホールドとを前記チップ搭載面に平行で前記ノズルの列に垂直な１軸の片方向について互いに移動規制する位置規制構造が、前記フレームの下端に係合する前記マニホールドに形成された突起からなることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のインクジェットヘッドである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second position restricting structure, the frame and the manifold are position-regulated for restricting movement of one frame in one direction parallel to the chip mounting surface and perpendicular to the nozzle row. 4. The ink jet head according to claim 1, wherein the structure includes a protrusion formed on the manifold that engages with a lower end of the frame.

請求項５記載の発明は、前記第２位置規制構造のうち、前記フレームと前記マニホールドとを前記ノズルの列に平行な１軸の片方向について互いに移動規制する位置規制構造が、前記フレームの下端に形成された段差と、この段差に係合する前記マニホールドに形成された突起とからなることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のインクジェットヘッドである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the second position restricting structure, the position restricting structure that restricts movement of the frame and the manifold with respect to one direction of one axis parallel to the nozzle row is provided at a lower end of the frame. 4. The ink jet head according to claim 1, wherein the ink jet head comprises: a step formed on the manifold; and a protrusion formed on the manifold engaged with the step.

請求項６記載の発明は、開口を有し、前記ヘッドチップの下端を前記開口内に配置し前記ヘッドチップの下端面を前記開口より露出させる板部材を備え、前記板部材の縁部から立設された弾性爪により、前記フレームと前記マニホールドとこの両者間に配置された前記ヘッドチップとを前記チップ搭載面に垂直な方向に互いに押し付けてこれら３者を挟持する構造を有することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載のインクジェットヘッドである。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a plate member having an opening, the lower end of the head chip being disposed in the opening, and the lower end surface of the head chip being exposed from the opening, and standing from an edge of the plate member. It has a structure in which the three members are clamped by pressing the frame, the manifold, and the head chip disposed between them together in a direction perpendicular to the chip mounting surface by an elastic claw provided. The inkjet head according to any one of claims 1 to 4.

請求項７記載の発明は、請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載のインクジェットヘッドを搭載したインクジェットプリンタであって、前記フレームの裏面の前記チップ搭載面と平行な平面を、面で支持して固定してなるインクジェットプリンタである。 A seventh aspect of the present invention is an ink jet printer including the ink jet head according to any one of the first to sixth aspects, wherein a plane parallel to the chip mounting surface on the back surface of the frame is a surface. It is an inkjet printer formed by supporting and fixing.

本発明によれば、ヘッドチップの裏面はノズルが開口するチップ下端面に対して直角でノズルの列方向に平行であり、ヘッドチップの裏面がフレームのチップ搭載面に面で接触して搭載され、フレームの裏面にはチップ搭載面と平行な平面が備えられる。
したがって、フレーム裏面のチップ搭載面と平行な平面をプリンタ本体側の搭載面に合せて固定することによって、この搭載面とノズル列は精度良く平行となるから、精度良くノズル列の方向を出すことができる。
ヘッドチップの裏面はヘッドチップの最も大きな面の一つであり、フレームのチップ搭載面に面で接触して安定的に支持されるから、部品間のガタツキなどによる組立誤差はほとんど生じないものとすることができる。それとともに、フレーム以外の他の部品の介在による組立誤差の累積が無い。以上により、ノズル列の方向の精度が向上する。 According to the present invention, the back surface of the head chip is mounted in contact with the chip mounting surface of the frame with the back surface of the head chip being perpendicular to the chip lower end surface where the nozzle opens and parallel to the row direction of the nozzle. The back surface of the frame is provided with a plane parallel to the chip mounting surface.
Therefore, by fixing the plane parallel to the chip mounting surface on the back side of the frame to the mounting surface on the printer body side, this mounting surface and the nozzle row are accurately parallel, so the direction of the nozzle row can be accurately indicated. Can do.
The back surface of the head chip is one of the largest surfaces of the head chip, and since it is in contact with the chip chip mounting surface of the frame and stably supported, there is almost no assembly error due to backlash between parts. can do. At the same time, there is no accumulation of assembly errors due to the intervention of other parts other than the frame. As a result, the accuracy of the nozzle row direction is improved.

インク供給口と電極露出部はヘッドチップの表面に形成されるから、ヘッドチップの裏面をフレームのチップ搭載面に合せる際に、マニホールドや配線が邪魔とならない。   Since the ink supply port and the electrode exposed portion are formed on the surface of the head chip, the manifold and the wiring do not get in the way when the back surface of the head chip is aligned with the chip mounting surface of the frame.

ヘッドチップの裏面をチップ搭載面に合せただけでは、チップ搭載面に平行な直交２軸についてのヘッドチップの位置は決まらない。本発明はマニホールドを介在させて、チップ搭載面に平行な直交２軸についてのヘッドチップのフレームに対する位置決めを行う。
すなわち、本発明はヘッドチップとマニホールドとを所定の位置でチップ搭載面に平行な直交２軸の各両方向について互いに移動規制する第１位置規制構造と、フレームとマニホールドとを所定の位置でチップ搭載面に平行な直交２軸の各片方向について互いに移動規制する第２位置規制構造を有する。
したがって、マニホールドをフレームに係止される各片方向に付勢してやれば、マニホールドのフレームに対する位置は決定する。さらに、ヘッドチップとマニホールドとはチップ搭載面に平行な直交２軸の各両方向について互いに係止されるので、ヘッドチップのフレーム対する位置はマニホールドを介して決定する。
そして、ヘッドチップ、フレーム及びマニホールドが第１及び第２位置規制構造により互いに位置決められて固定されてなる。
以上により、ヘッドチップに備えられたノズルの位置が精度良く決定する。 Just by aligning the back surface of the head chip with the chip mounting surface, the position of the head chip with respect to two orthogonal axes parallel to the chip mounting surface cannot be determined. The present invention positions the head chip with respect to the frame about two orthogonal axes parallel to the chip mounting surface through a manifold.
That is, according to the present invention, the first position restricting structure for restricting movement of the head chip and the manifold with respect to both directions of two orthogonal axes parallel to the chip mounting surface at a predetermined position, and the frame and the manifold with the chip mounted at the predetermined position. A second position restricting structure that restricts movement in each direction of two orthogonal axes parallel to the surface is provided.
Therefore, if the manifold is urged in each direction locked to the frame, the position of the manifold with respect to the frame is determined. Furthermore, since the head chip and the manifold are locked with each other in both directions of two orthogonal axes parallel to the chip mounting surface, the position of the head chip with respect to the frame is determined via the manifold.
The head chip, the frame, and the manifold are positioned and fixed to each other by the first and second position restricting structures.
As described above, the position of the nozzle provided in the head chip is determined with high accuracy.

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。図１及び図２に本実施形態のインクジェットヘッドの全体斜視図を示す。図３に分解・部分斜視図を、図４に部分斜視図を、図５に切断・部分斜視図を、図６に分解・部分斜視図を示す。なお、全図に亘って共通のＸＹＺ軸を図面上に表示する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following is one embodiment of the present invention and does not limit the present invention. 1 and 2 are overall perspective views of the ink jet head of this embodiment. 3 is an exploded and partial perspective view, FIG. 4 is a partial perspective view, FIG. 5 is a cut and partial perspective view, and FIG. 6 is an exploded and partial perspective view. The XYZ axes common to all the drawings are displayed on the drawing.

図１及び図２に示すように本実施形態のインクジェットヘッドは、ヘッドチップ１と、フレーム２と、マニホールド３と、キャップ受け板４と、回路基板５と、コネクタ６と、フレキシブル配線基板７とを備える。
回路基板５にはコネクタ６、駆動回路（図示せず）等が実装されている。フレキシブル配線基板７の一端は回路基板５に接続され、他端はヘッドチップ１の表面に露出する列電極に接続されている。ヘッドチップ１にはＸ方向に並ぶノズル列が構成されている。各ノズルに圧電素子等のアクチュエータ素子が付設されている。アクチュエータ素子は前記列電極に接続している。
コネクタ６から入力された信号に従い、回路基板５上の駆動回路が駆動電圧を生成し、フレキシブル配線基板７及び列電極を介してアクチュエータ素子に駆動電圧を印加しノズル前のインク室を加圧してノズルに吐出力を与える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the inkjet head of this embodiment includes a head chip 1, a frame 2, a manifold 3, a cap receiving plate 4, a circuit board 5, a connector 6, and a flexible wiring board 7. Is provided.
A connector 6, a drive circuit (not shown) and the like are mounted on the circuit board 5. One end of the flexible wiring board 7 is connected to the circuit board 5, and the other end is connected to the column electrode exposed on the surface of the head chip 1. The head chip 1 is configured with nozzle rows arranged in the X direction. Each nozzle is provided with an actuator element such as a piezoelectric element. The actuator element is connected to the column electrode.
In accordance with the signal input from the connector 6, the drive circuit on the circuit board 5 generates a drive voltage, applies the drive voltage to the actuator element via the flexible wiring board 7 and the column electrode, and pressurizes the ink chamber in front of the nozzle. Dispense power to the nozzle.

ヘッドチップ１の表面には、ノズルに連通するインク供給口１３が開口している。マニホールド３のヘッドチップ１に対向する内側には、図６に示すようにインク流路となる溝が形成されている。図５に示すように、マニホールド３のコの字型の溝１８の上にはフィルター１４が取り付けられる。なお、溝１８の縁に設けられたリブを溶かしてフィルター１４が溶着される。マニホールド３は、ヘッドチップ１の表面に被さり、ヘッドチップ１のインク供給口１３を覆って自己の溝によるインク流路をヘッドチップ１のインク供給口１３に接続する。   An ink supply port 13 communicating with the nozzles is opened on the surface of the head chip 1. On the inner side of the manifold 3 facing the head chip 1, a groove serving as an ink flow path is formed as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the filter 14 is mounted on the U-shaped groove 18 of the manifold 3. The filter 14 is welded by melting the rib provided on the edge of the groove 18. The manifold 3 covers the surface of the head chip 1, covers the ink supply port 13 of the head chip 1, and connects the ink flow path formed by its own groove to the ink supply port 13 of the head chip 1.

フレーム２のチップ搭載面の両脇には、流路接続部品８，９が取り付けられている。流路接続部品８の上面には管１０，１１が接続され、流路接続部品８の内側面にはマニホールド３の側部接続口１５，１６（図６に図示）が接続されている。流路接続部品９の上面には管１２が接続され、流路接続部品９の内側面にはマニホールド３の側部接続口１７（図６に図示）が接続される。   On both sides of the chip mounting surface of the frame 2, flow path connection parts 8 and 9 are attached. Pipes 10 and 11 are connected to the upper surface of the flow path connection component 8, and side connection ports 15 and 16 (shown in FIG. 6) of the manifold 3 are connected to the inner surface of the flow path connection component 8. A pipe 12 is connected to the upper surface of the flow path connection component 9, and a side connection port 17 (shown in FIG. 6) of the manifold 3 is connected to the inner surface of the flow path connection component 9.

インクは管１０から供給される。管１０から、流路接続部品８を介してマニホールド３の側部接続口１５、続いて溝１８、側部接続口１６、管１１まで連通しており、マニホールド３内のフィルター１４を通る前のインクの流通が行われる。図５に示すように溝１８においてフィルター１４を通過したインクは、フィルター１４とヘッドチップ１との間に隙間で形成された流路２０を介してインク供給口１３へ与えられる。また、流路２０は、図６に示される溝１９、側部接続口１７、さらに、図１に示される流路接続部品９を介して管１２に連通しており、流路２０内のインクの排出が行える。
インク供給口１３からヘッドチップ１に供給されたインクは、上述したアクチュエータ素子の駆動によりノズルから吐出される。 Ink is supplied from the tube 10. The pipe 10 communicates with the side connection port 15 of the manifold 3 through the flow path connection component 8, followed by the groove 18, the side connection port 16, and the pipe 11, before passing through the filter 14 in the manifold 3. Ink is distributed. As shown in FIG. 5, the ink that has passed through the filter 14 in the groove 18 is given to the ink supply port 13 through a flow path 20 formed by a gap between the filter 14 and the head chip 1. Further, the flow path 20 communicates with the pipe 12 via the groove 19 and the side connection port 17 shown in FIG. 6 and the flow path connection component 9 shown in FIG. Can be discharged.
The ink supplied from the ink supply port 13 to the head chip 1 is ejected from the nozzle by driving the actuator element described above.

キャップ受け板４は、その中央に形成された開口４ａにヘッドチップ１の下端部を収めて配置される。
キャップ受け板４の一つの目的は、キャップを密着させることである。このキャップは、ヘッドチップ１のノズルの吐出口が開口する下端面を覆うようにしてヘッドチップ１周りのキャップ受け板４に密着する。このキャップには吸引装置が接続されている場合があり、その吸引装置はヘッドチップ１のノズルからキャップ受け板４に密着したキャップを介してインク等を吸引する。 The cap receiving plate 4 is disposed with the lower end portion of the head chip 1 housed in an opening 4a formed at the center thereof.
One purpose of the cap receiving plate 4 is to bring the cap into close contact. This cap is in close contact with the cap receiving plate 4 around the head chip 1 so as to cover the lower end surface where the nozzle outlet of the head chip 1 opens. In some cases, a suction device is connected to the cap, and the suction device sucks ink or the like from the nozzle of the head chip 1 through a cap that is in close contact with the cap receiving plate 4.

フレーム２としては、金属板等の板材から構成し、板厚の精度が良いものが好ましい。フレーム２には取付用の孔が設けられている。
図３〜図５に示すように、ヘッドチップ１はフレーム２の表面に搭載される。ヘッドチップ１の裏面がフレーム２の表面に合わされ、ヘッドチップ１の下端がフレーム２の下端より突出した状態で、ヘッドチップ１はフレーム２に搭載される。 The frame 2 is preferably made of a plate material such as a metal plate and has a good plate thickness accuracy. The frame 2 is provided with a mounting hole.
As shown in FIGS. 3 to 5, the head chip 1 is mounted on the surface of the frame 2. The head chip 1 is mounted on the frame 2 with the back surface of the head chip 1 aligned with the surface of the frame 2 and the lower end of the head chip 1 protruding from the lower end of the frame 2.

ヘッドチップ１の表面には、溝２１がＸ方向に切られている。この溝２１にマニホールド３の縁に形成されたＸ方向に長い凸部２２が嵌合する。これにより、ヘッドチップ１とマニホールド３とをＹ軸の両方向について互いに移動規制する。 A groove 21 is cut in the X direction on the surface of the head chip 1. The groove 22 is fitted with a convex portion 22 formed in the edge of the manifold 3 in the X direction. This restricts movement of the head chip 1 and the manifold 3 in both directions of the Y axis.

マニホールド３のＸ方向の両端に形成された側壁２３，２４は、ヘッドチップ１とマニホールド３の合せ面より突出している。側壁２３，２４間の寸法はヘッドチップ１のＸ方向の寸法よりわずかに大きくされている。両側壁２３，２４がヘッドチップ１の両側面を挟むことにより、ヘッドチップ１とマニホールド３とをＸ軸の両方向について互いに移動規制する。 Side walls 23 and 24 formed at both ends of the manifold 3 in the X direction protrude from the mating surfaces of the head chip 1 and the manifold 3. The dimension between the side walls 23 and 24 is slightly larger than the dimension of the head chip 1 in the X direction. The side walls 23 and 24 sandwich the both side surfaces of the head chip 1, thereby restricting the movement of the head chip 1 and the manifold 3 in both directions of the X axis.

マニホールド３の側壁２３，２４の突端に続いて突起２５，２６がＺ軸の正の方向に突出形成されている。
マニホールド３をフレーム２に対してＹ軸の正の方向に付勢すると、突起２５，２６がフレーム２の下端面２７に係合する、すなわち、突起２５，２６の上面がフレーム２の下端面２７に接触する。これにより、フレーム２とマニホールド３とをＹ軸の片方向について互いに移動規制する。フレーム２を基準に考えるとマニホールド３をＹ軸の正の方向について移動規制する。 Following the protruding ends of the side walls 23 and 24 of the manifold 3, protrusions 25 and 26 are formed to protrude in the positive direction of the Z axis.
When the manifold 3 is urged with respect to the frame 2 in the positive direction of the Y axis, the projections 25 and 26 engage with the lower end surface 27 of the frame 2, that is, the upper surfaces of the projections 25 and 26 are the lower end surface 27 of the frame 2. To touch. Thereby, the movement of the frame 2 and the manifold 3 is restricted with respect to one direction of the Y axis. Considering the frame 2 as a reference, the movement of the manifold 3 is restricted in the positive direction of the Y axis.

フレーム２の下端には０.５ｍｍ程度の段差が形成されている。この段差により生じた
垂直面２８に突起２５の内側面を接触させる態様で、段差に突起２５を係合する。これにより、フレーム２とマニホールド３とをＸ軸の片方向について互いに移動規制する。フレーム２を基準に考えるとマニホールド３をＸ軸の正の方向について移動規制する。 A step of about 0.5 mm is formed at the lower end of the frame 2. The protrusion 25 is engaged with the step in such a manner that the inner surface of the protrusion 25 is brought into contact with the vertical surface 28 generated by the step. Thereby, the movement of the frame 2 and the manifold 3 is restricted with respect to one direction of the X axis. Considering the frame 2 as a reference, the movement of the manifold 3 is restricted in the positive direction of the X axis.

フレーム２とマニホールド３とをＸ軸の片方向について互いに移動規制するためには、フレーム２の下端の段差は、片側だけで十分であるが、本実施形態においては、図７に示すように両側に段差を設けている。
図７に示すようにマニホールド３の突起２５，２６の上面に接触する下端面２７を段差の両側に同一高さで形成している。これにより、マニホールド３、ひいては、ヘッドチップ１の水平度（Ｚ軸回りの角度）が安定する。
下端面２７より低い位置まで突出した部分２９の側面として、上述の垂直面２８が両側に形成される。マニホールド３をＸ軸の正の方向に付勢することによって突起２５の内側面が垂直面２８に接触してフレーム２に対するマニホールド３の移動が規制される。反対に、マニホールド３をＸ軸の負の方向に付勢することによって突起２６の内側面が垂直面２８に接触してフレーム２に対するマニホールド３の移動が規制される。 In order to restrict the movement of the frame 2 and the manifold 3 with respect to one direction of the X axis, the step at the lower end of the frame 2 is sufficient on only one side, but in this embodiment, as shown in FIG. Has a step.
As shown in FIG. 7, lower end surfaces 27 that contact the upper surfaces of the protrusions 25 and 26 of the manifold 3 are formed at the same height on both sides of the step. As a result, the horizontality (angle around the Z axis) of the manifold 3, and consequently the head chip 1, is stabilized.
As the side surfaces of the portion 29 protruding to a position lower than the lower end surface 27, the above-described vertical surfaces 28 are formed on both sides. By urging the manifold 3 in the positive direction of the X-axis, the inner surface of the protrusion 25 comes into contact with the vertical surface 28 and the movement of the manifold 3 with respect to the frame 2 is restricted. On the other hand, by urging the manifold 3 in the negative direction of the X axis, the inner surface of the protrusion 26 contacts the vertical surface 28 and the movement of the manifold 3 with respect to the frame 2 is restricted.

以上の構造を組み立てた後、マニホールド３の周囲に樹脂を付着させて硬化させることより、各部品をフレーム２に固定するとともに、流路に隙間が生じないようにする。
本インクジェットヘッドをプリンタ本体に搭載する際には、フレーム２の裏面を本体側に設けた部材の面で支持した状態で、フレーム２に穿設した孔を利用してボルト等で固定する。 After assembling the above structure, resin is attached to the periphery of the manifold 3 and cured, thereby fixing each component to the frame 2 and preventing a gap from being generated in the flow path.
When the inkjet head is mounted on the printer main body, the back surface of the frame 2 is supported by the surface of a member provided on the main body side, and is fixed with a bolt or the like using a hole formed in the frame 2.

組立て時、フレーム２にヘッドチップ１、マニホールド３、キャップ受け板を仮止めするために、図８に示すような、弾性爪３１ａ〜３１ｅを有したキャップ受け板３０を用いると良い。弾性爪３１ａ〜３１ｅは、キャップ受け板の長手方向に沿った両縁から折り曲げ形成により立設されている。キャップ受け板３０を弾性を有する金属板素材からプレス形成により構成する。
図９、図１０に示すように、弾性爪３１ａ〜３１ｅは、フレーム２とマニホールド３とこの両者間に配置されたヘッドチップ１とをＺ方向に互いに押し付けてこれら３者１，２，３を挟持する。この弾性爪３１ａ〜３１ｅを有したキャップ受け板３０により、フレーム２にヘッドチップ１、マニホールド３及びキャップ受け板３０自身を仮止めした後、上述のようにマニホールド３の周囲に樹脂を付着させて硬化させて本固定する。 In order to temporarily fix the head chip 1, the manifold 3, and the cap receiving plate to the frame 2 at the time of assembly, it is preferable to use a cap receiving plate 30 having elastic claws 31a to 31e as shown in FIG. The elastic claws 31a to 31e are erected by bending from both edges along the longitudinal direction of the cap receiving plate. The cap receiving plate 30 is formed by press forming from a metal plate material having elasticity.
As shown in FIGS. 9 and 10, the elastic claws 31 a to 31 e press the frame 2, the manifold 3, and the head chip 1 disposed between the two in the Z direction to press these three members 1, 2, 3. Hold it. After temporarily fixing the head chip 1, the manifold 3 and the cap receiving plate 30 to the frame 2 with the cap receiving plate 30 having the elastic claws 31a to 31e, the resin is adhered to the periphery of the manifold 3 as described above. Harden and fix.

以上の構造によれば、ヘッドチップ１に形成されたノズル列の方向は、ヘッドチップ１が板状のフレーム２に面接触で搭載されることにより、フレーム２の裏面に平行な方向に精度良く定まる。フレーム２の板厚精度を高めることによって、ヘッドチップ１のノズル列の方向の精度を上げることができる。
上述のようにチップ搭載面に平行な方向についてのヘッドチップ１（ノズルが含まれる）の位置決めは、マニホールド３を介して行う。したがって、溝２１、凸部２２、側壁２３，２４、突起２５，２６、段差による垂直面２８を含むヘッドチップ１、フレーム２、マニホールド３の形成誤差の影響を受ける。
しかし、チップ搭載面に垂直な方向についてのノズルの位置精度は、フレーム２の板厚精度、ヘッドチップ１の形成精度を高めることによって高めることができ、フレーム２の表面とヘッドチップ１の裏面が面で接触し、マニホールド３などの他部品は介在しないから、組立誤差による影響が極めて少ない。 According to the above structure, the direction of the nozzle row formed on the head chip 1 is accurately adjusted in a direction parallel to the back surface of the frame 2 by mounting the head chip 1 on the plate-like frame 2 in surface contact. Determined. By increasing the plate thickness accuracy of the frame 2, the accuracy in the direction of the nozzle row of the head chip 1 can be increased.
As described above, the head chip 1 (including nozzles) is positioned through the manifold 3 in the direction parallel to the chip mounting surface. Therefore, it is affected by the formation error of the head chip 1, the frame 2, and the manifold 3 including the vertical surface 28 due to the groove 21, the convex portion 22, the side walls 23 and 24, the protrusions 25 and 26, and the steps.
However, the positional accuracy of the nozzles in the direction perpendicular to the chip mounting surface can be increased by increasing the thickness accuracy of the frame 2 and the formation accuracy of the head chip 1, and the surface of the frame 2 and the back surface of the head chip 1 are improved. Since they are in contact with each other and no other parts such as the manifold 3 are interposed, the influence of assembly errors is very small.

上記実施形態においては、フレーム２を板状とし、表面全体及び裏面全体をそれぞれ一平面で構成したが、フレーム２のチップ搭載面の周囲に凸部などを設けても良い。フレーム２の裏面もプリンタ本体側に合わさる部分のみをチップ搭載面に平行な平面とし、他の部分に凸部などを設けても良い。フレーム２の表面にチップ搭載面、すなわち、ヘッドチップ１の裏面が接触する面を確保し、これに平行な面がフレーム２の裏面に形成されていれば良い。
上記実施形態のようにフレーム２の裏面全体を一平面で構成した場合には、インクジェットヘッドの据わりがよく、支持面に対する水平度、安定度が向上する。フレーム２を板状とし、表面全体及び裏面全体をそれぞれ一平面で構成した場合には、形成しやすく、板厚精度が出しやすい。 In the above embodiment, the frame 2 has a plate shape, and the entire front surface and the entire back surface are each formed as a single plane. However, a protrusion or the like may be provided around the chip mounting surface of the frame 2. Only the part of the back surface of the frame 2 that is aligned with the printer main body may be a plane parallel to the chip mounting surface, and a convex part or the like may be provided on the other part. It is only necessary to secure a chip mounting surface on the surface of the frame 2, that is, a surface with which the back surface of the head chip 1 contacts, and a surface parallel to the surface to be formed on the back surface of the frame 2.
When the entire back surface of the frame 2 is configured as a single plane as in the above embodiment, the ink jet head is well placed, and the level and stability with respect to the support surface are improved. When the frame 2 is plate-shaped and the entire front surface and the entire back surface are each configured as a single plane, it is easy to form and the plate thickness accuracy is easily obtained.

本発明一実施形態のインクジェットヘッドの全体斜視図（表側）である。1 is an overall perspective view (front side) of an inkjet head according to an embodiment of the present invention. 本発明一実施形態のインクジェットヘッドの全体斜視図（裏側）である。1 is an overall perspective view (back side) of an inkjet head according to an embodiment of the present invention. 本発明一実施形態のインクジェットヘッドの分解・部分斜視図である。1 is an exploded and partial perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention. 本発明一実施形態のインクジェットヘッドの部分斜視図である。1 is a partial perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention. 本発明一実施形態のインクジェットヘッドの切断・部分斜視図である。1 is a cut / partial perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention. 本発明一実施形態のインクジェットヘッドの分解・部分斜視図である。1 is an exploded and partial perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention. 本発明一実施形態に係るフレーム下端部における位置関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the positional relationship in the frame lower end part which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明一実施形態に係る弾性爪を有したキャップ受け板の斜視図である。1 is a perspective view of a cap receiving plate having elastic claws according to an embodiment of the present invention. 弾性爪を有したキャップ受け板を使用した場合のインクジェットヘッドの全体斜視図（表側）である。It is a whole perspective view (front side) of an ink-jet head at the time of using a cap backing plate with an elastic claw. 弾性爪を有したキャップ受け板を使用した場合のインクジェットヘッドの全体斜視図（裏側）である。It is a whole perspective view (back side) of an ink jet head at the time of using a cap backing plate with an elastic claw.

符号の説明Explanation of symbols

１ ヘッドチップ
２ フレーム
３ マニホールド
４ キャップ受け板
５ 回路基板
６ コネクタ
７ フレキシブル配線基板
８，９ 流路接続部品
１３ インク供給口
１４ フィルター
３１ａ-３１ｅ 弾性爪 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head chip 2 Frame 3 Manifold 4 Cap receiving plate 5 Circuit board 6 Connector 7 Flexible wiring board 8, 9 Flow path connection component 13 Ink supply port 14 Filter 31a-31e Elastic nail

Claims (7)

複数のノズルが一方向に列を成して開口する下端面と、前記下端面に直角に連続し、前記ノズルの列方向に平行な裏面と、前記裏面に相対し、前記ノズルに連通するインク供給口が開口し、前記ノズルに吐出力を与えるための電圧を印加する電極が露出する表面と、前記下端面、裏面及び表面にそれぞれ連続する両側面と、前記下端面に相対する上端面とから構成され前記表面及び裏面を最も大きな面とする直方体状のヘッドチップと、
前記ヘッドチップの裏面と面で接触するチップ搭載面を下端に接する位置に有した表面と、前記チップ搭載面と平行な平面を有した裏面とを有するフレームと、
前記ヘッドチップの表面に被さり、前記インク供給口に接続する流路を有したマニホールドとを備え、
前記ヘッドチップと前記マニホールドとを所定の位置で前記チップ搭載面に平行な直交２軸の各両方向について互いに移動規制する第１位置規制構造と、前記フレームと前記マニホールドとを所定の位置で前記チップ搭載面に平行な直交２軸の各片方向について互いに移動規制する第２位置規制構造を有し、
前記ヘッドチップ、前記フレーム及び前記マニホールドが前記第１及び第２位置規制構造により互いに位置決められて固定されてなることを特徴とするインクジェットヘッド。 A plurality of nozzles opening in a row in one direction, a back surface that is perpendicular to the bottom surface, parallel to the nozzle row direction, and opposed to the back surface and communicating with the nozzles A surface on which an electrode for applying a voltage for applying a discharge force to the nozzle is exposed; a bottom surface, a back surface and both side surfaces continuous to the surface; and an upper surface facing the lower surface; A rectangular parallelepiped head chip having the largest surface on the front and back surfaces, and
A frame having a surface having a chip mounting surface in contact with the lower surface of the head chip at a position contacting the lower end, and a back surface having a plane parallel to the chip mounting surface;
A manifold that covers the surface of the head chip and has a flow path that connects to the ink supply port;
The chip and the first position regulating structure of the movement restricting each other for each bi-directional parallel two orthogonal axes on the chip mounting surface and the said head chip manifold at a predetermined position, and the said frame manifold at a predetermined position have a second position regulating structure of the movement restricting each other for each one-way parallel two orthogonal axes on the mounting surface,
An ink-jet head , wherein the head chip, the frame, and the manifold are positioned and fixed to each other by the first and second position restricting structures . 前記第１位置規制構造のうち、前記ヘッドチップと前記マニホールドとを前記チップ搭載面に平行で前記ノズルの列に垂直な１軸の両方向について互いに移動規制する位置規制構造が、前記ヘッドチップの表面に形成された溝と、この溝に嵌合する前記マニホールドに形成された凸部とからなることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。 Of the first position restriction structure, a position restriction structure that restricts movement of the head chip and the manifold in both directions of one axis parallel to the chip mounting surface and perpendicular to the nozzle row is a surface of the head chip. The inkjet head according to claim 1, comprising: a groove formed in the groove and a convex portion formed in the manifold fitted into the groove. 前記第１位置規制構造のうち、前記ヘッドチップと前記マニホールドとを前記ノズルの列に平行な１軸の両方向について互いに移動規制する位置規制構造が、前記ヘッドチップの両側面を挟む前記マニホールドに形成された両側壁からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッド。 Of the first position restriction structure, a position restriction structure for restricting movement of the head chip and the manifold in both directions of one axis parallel to the nozzle row is formed in the manifold sandwiching both side surfaces of the head chip. The ink jet head according to claim 1, wherein the ink jet head is composed of both side walls. 前記第２位置規制構造のうち、前記フレームと前記マニホールドとを前記チップ搭載面に平行で前記ノズルの列に垂直な１軸の片方向について互いに移動規制する位置規制構造が、前記フレームの下端に係合する前記マニホールドに形成された突起からなることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のインクジェットヘッド。 Of the second position restricting structure, a position restricting structure that restricts movement of the frame and the manifold relative to each other in one uniaxial direction parallel to the chip mounting surface and perpendicular to the nozzle row is provided at the lower end of the frame. 4. The ink jet head according to claim 1, comprising a protrusion formed on the manifold to be engaged. 前記第２位置規制構造のうち、前記フレームと前記マニホールドとを前記ノズルの列に平行な１軸の片方向について互いに移動規制する位置規制構造が、前記フレームの下端に形成された段差と、この段差に係合する前記マニホールドに形成された突起とからなることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のインクジェットヘッド。 Of the second position restricting structure, a position restricting structure for restricting movement of the frame and the manifold with respect to one direction of one axis parallel to the nozzle row is formed on a step formed at a lower end of the frame, The inkjet head according to claim 1, further comprising a protrusion formed on the manifold that engages with a step. 開口を有し、前記ヘッドチップの下端を前記開口内に配置し前記ヘッドチップの下端面を前記開口より露出させる板部材を備え、前記板部材の縁部から立設された弾性爪により、前記フレームと前記マニホールドとこの両者間に配置された前記ヘッドチップとを前記チップ搭載面に垂直な方向に互いに押し付けてこれら３者を挟持する構造を有することを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載のインクジェットヘッド。 A plate member having an opening, the lower end of the head chip being disposed in the opening, and the lower end surface of the head chip being exposed from the opening; and an elastic claw erected from an edge of the plate member, 5. The structure according to claim 1, wherein the frame, the manifold, and the head chip disposed therebetween are pressed against each other in a direction perpendicular to the chip mounting surface to hold the three members. The inkjet head as described in any one of these. 請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載のインクジェットヘッドを搭載したインクジェットプリンタであって、前記フレームの裏面の前記チップ搭載面と平行な平面を、面で支持して固定してなるインクジェットプリンタ。 7. An ink jet printer equipped with the ink jet head according to claim 1, wherein a plane parallel to the chip mounting surface on the back surface of the frame is supported and fixed by the surface. Inkjet printer.
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