JP3826663B2

JP3826663B2 - インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number: JP3826663B2
Application number: JP2000109396A
Authority: JP
Inventors: 義弘小泉; 孝浩片倉; 憲彦倉島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2020-04-11
Also published as: JP2001293881A

Description

【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】
圧電振動子を用いた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１６に示すように、インク滴を吐出する複数のノズル開口５１が穿設されたノズルプレート５２と、上記ノズルプレート５２の下面に貼着され上記ノズル開口５１に連通する流路が形成された流路形成部材（図では隠れて見えない）と、上記流路形成部材の下面に貼着されて圧電振動子（図では隠れて見えない）を収容するヘッドケース５３とを備えている。そして、記録ヘッドには、上記ノズルプレート５２のノズル面の周縁部からヘッドケース５３の側面の上側部にかけてを保護する保護カバー５４が取りつけられている。図において、５５は圧電振動子に入力される駆動信号を発生する駆動回路基板、５６は接着剤である。
【０００３】
上記記録ヘッドでは、上記保護カバー５４は、金属製の薄板を深絞り加工することによって形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記記録ヘッドでは、保護カバー５４が金属薄板の深絞り加工によって形成されているため、加工コストが高いのが難点であった。また、深絞り加工であるがゆえ、加工用のダイスとポンチに抜け勾配が設けられたり加工後のスプリングバック作用等により、保護カバー５４自体が多少下広がり状に形成されることがある。したがって、この状態の保護カバー５４をそのままノズルプレート５２およびヘッドケース５３に冠着させると、多少のがたつきが避けられない。このため、接着剤５６で固定したり、側面部の内側にがたつき防止のための突起を設けたりする必要があり、コストをさらに引き上げていた。
【０００５】
しかも、保護カバー５４の全周にわたって側面部があるため、例えば、図１７に示すように、インクカートリッジのインクをヘッドケース５３に導くインク流路５８がノズル面に対して斜めに設けられた記録ヘッド等においては、ヘッドケース５３と保護カバー５４の干渉を避けるため、ヘッドケース５３に切欠き５７を形成させる必要があった。ヘッドケース５３に上記のような切欠き５７があると、上記切欠き５７近傍が偏肉となり、成形時に樹脂のまわりが悪くなったりボイドが発生しやすくなり、ヘッドケース５３の品質が不安定になりやすいという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、コストを節減できるとともに、ヘッドケースの品質を安定化することのできるインクジェット式記録ヘッドの提供をその目的とする。
【０００７】
【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、複数のノズル開口が形成されたノズルプレートを備えたヘッド本体と、上記ヘッド本体がノズルプレートを外側にして取付けられるヘッドケースと、上記ノズルプレートのノズル面の周縁部からヘッドケースの側面の一部にかけてを保護する保護部材とを備えたインクジェット式記録ヘッドであって、上記保護部材の側面部の各角部に、ノズル面と反対側の端縁からノズル面側に向かって延びる切れ込みが形成されていることを要旨とする。
【０００８】
すなわち、本発明のインクジェット式記録ヘッドは、保護部材の側面部の各角部に、ノズル面と反対側の端縁からノズル面側に向かって延びる切れ込みが形成されている。このため、上記保護部材を、深絞り加工ではなく、例えば曲げ加工等によって形成することができ、加工コストの節減が可能となる。また、上記切れ込みの存在により、側面部をノズル面に対して直角またはそれ以下に形成することも可能となり、従来のような取りつけ時のがたつきがほとんどなくなる。したがって、がたつき防止のための突起等を設る必要もなくなり、コスト低減に有利となる。
【０００９】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記保護部材の切れ込みが切欠部である場合には、上記切欠部によりヘッドケースと保護部材の干渉が防止され、ヘッドケースに切欠きを設ける必要がなくなる。したがって、ヘッドケースを成形する際の樹脂の流動性を悪化させず、ボイド等も発生しにくくなってヘッドケースの品質が安定化する。
【００１０】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記ケースヘッドの上記切欠部に対応する部分に、上記切欠部のエッジを覆うカバー突片が形成されている場合には、ノズル面に付着したインクをワイパー部材でワイピング等する際に、切欠部のエッジにワイパー部材が擦れることによるワイパー部材の損傷や保護部材の浮き上がりが防止できる。また、エッジ部にインクが溜まってキャリッジの往復移動等の振動によって記録紙上にインクが垂れることによる印刷品質の悪化も防止できる。
【００１１】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記保護部材の側面部内面側に突起が形成されていない場合には、保護部材の側面部内面側に、ケースヘッドと流路形成部材の少なくともいずれかに当接する突起を形成させる工程が不要となり、コスト節減に有利となる。
【００１２】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、上記保護部材が曲げ加工によって形成されている場合には、加工コストを節減することができるうえ、側面部をノズル面に対して略直角またはそれ以下に形成することも容易である、したがって、従来のような取りつけ時のがたつきがほとんどなくなり、がたつき防止のための突起を設る必要もなく、コスト低減に有利となる。
【００１３】
本発明のインクジェット式記録ヘッドにおいて、インクカートリッジからヘッドケースにインクを導くインク流路がノズル面に対して斜め方向に設けられている場合には、上記インク流路が斜め方向に設けられている記録ヘッドにおいて特に、上記インク流路と保護部材との干渉が激しく、ヘッドケースに切欠きを設ける必要があったため、ヘッドケースの切欠きをなくしてヘッドケースの品質を安定化させる効果が顕著で効果的である。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１は、本発明のインクジェット式記録ヘッドが使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、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１５が取り付けられたキャリッジ２５を備えている。
【００１６】
上記キャリッジ２５は、タイミングベルト２６を介してステッピングモータ２７に接続され、ガイドバー２８に案内されて記録紙２９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。また、上記キャリッジ２５には、記録紙２９と対向する面（この例では下面）に、記録ヘッド１５が取り付けられている。
【００１７】
そして、この記録ヘッド１５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２５を移動させながら記録紙２９上面にインク滴を吐出させて記録紙２９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。図において、３０はキャリッジ２５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１５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、２４は記録ヘッド１５のノズル面をワイピングしてノズル面に付着したインクを拭うワイパー部材である。
【００１８】
図２〜図５は、本発明の記録ヘッド１５の一実施の形態を示す。この記録ヘッド１５は、インクカートリッジ２からインクの供給を受けてインク滴を吐出するヘッド本体１と、上記ヘッド本体１が収容されるとともに、インクカートリッジ２のインクをヘッド本体１に供給するインク流路３が形成されたヘッドケース４とを備えている。そして、上記記録ヘッド１５は、上記ヘッド本体１のノズル面の周縁部からヘッドケース４の側面の上側部にかけてを保護する保護部材５が冠着されている。
【００１９】
上記ヘッド本体１は、例えば、図６に示すようなものが用いられる。上記ヘッド本体１は、上面に圧電振動子３６が貼着され、上記圧電振動子３６に対応する複数の圧力発生室３２が形成されたアクチュエータユニット３１と、ノズル開口３３およびインク貯留室３４が形成され上記アクチュエータユニット３１の下面に貼着された流路ユニット３５とを備え、上記圧電振動子３６の振動により圧力発生室３２に圧力を発生させ、ノズル開口３３からインク滴を吐出させるようになっている。
【００２０】
上記アクチュエータユニット３１は、圧力発生室３２を形成する空間が形成された圧力室形成板４０と、この圧力室形成板４０の上面に位置して上記空間の上面開口を塞ぐ振動板４１と、上記圧力室形成板４０の下面に位置する連通孔形成板４４とを備えている。この連通孔形成板４４には、インク貯留室３４と圧力発生室３２を連通させる第１連通孔４２と、圧力発生室３２とノズル開口３３を連通させる第２連通孔４３とが形成されている。
【００２１】
上記アクチュエータユニット３１には、その振動板４１の上面に、下部電極４９が形成されている。そして、上記下部電極４９の上面に、それぞれ平板状の圧電振動子３６が形成され、上記圧電振動子３６の上面には、個別の上部電極５０が形成されている。また、上記アクチュエータユニット３１の上面両端部には、各圧電振動子３６の上部電極５０に導通する端子２１が形成されている。上記端子２１の上面には、フレキシブル回路板２２が張設され、端子２１および上部電極５０を介して圧電振動子３６に駆動信号を印加するようになっている。
【００２２】
一方、上記流路ユニット３５は、インク貯留室３４を形成する空間が形成された貯留室形成基板４６と、ノズル開口３３が穿設され、上記貯留室形成基板４６の下面に位置するノズルプレート４７と、上記貯留室形成基板４６の上面に位置する流路形成板４８とから構成されている。上記貯留室形成基板４６には、ノズル開口３３に連通する第１流路３９が形成されている。また、上記流路形成板４８には、インク貯留室３４から第１連通孔４２を介して圧力発生室３２にインクを供給するインク供給口４５が穿設されるとともに、圧力発生室３２および第２連通孔４３と第１流路３９ならびにノズル開口３３とを連通させる第２流路３８が形成されている。
【００２３】
そして、上記ヘッド本体１では、圧電振動子３６に駆動信号が入力されることにより、圧電振動子３６が横方向に収縮して下方にたわんで圧力発生室３２を圧縮し、圧力発生室３２内の圧力上昇により、圧力発生室３２内のインクがノズル開口３３からインク滴として吐出され、記録紙等にドットが形成されて印刷が行われる。ついで、圧電振動子３６が放電されて元の状態に戻ると、圧力発生室３２内が減圧され、インク貯留室３４からインク供給口４５を通して圧力発生室３２へ新しいインクが供給される。
【００２４】
上記ヘッドケース４は、図７〜図１０に示すように、インクカートリッジ２が搭載されるカートリッジホルダ部６の下面に、ヘッド本体１が収容されるケース部７が設けられている。また、上記ヘッドケース４には、上記カートリッジホルダ部６の底部からケース部７に向かって斜め方向に延びる略パイプ状のインク流路３が４本設けられている。
【００２５】
上記ケース部７は、下面に開口部を有する略四角筒状で、内部にヘッド本体１が収容されるようになっている。また、上記ケース部７の周壁の左右側面の前後両端部には、それぞれ、後述する保護部材５の切欠部１２に嵌合されて上記切欠部１２のエッジを覆うカバー突片８が形成されている。図において、９は保護部材５取り付け用の取付ピンであり、１０はノズルプレート４７等の位置決めする位置決めピンである。
【００２６】
上記保護部材５は、図１１〜図１４に示すように、金属製の薄板が折り曲げ加工されることにより形成され、全体として上面に開放する略浅箱状を呈している。上記保護部材５の下面には、ヘッド本体１のノズル面に形成されたノズル開口３３を露呈させる窓部１１が形成されている。そして、上記保護部材の左右側面には、その前後に上記ヘッドケース４のカバー突片８が嵌合される切欠部（切れ込み）１２が形成されている。
【００２７】
上記保護部材５の左右には、上記ヘッドケース４の取付けピン９に挿通される取付け穴１３が穿設された取付け片１４が設けられ、上記保護部材５のノズル面に対面する面には、上記ヘッドケース４の位置決めピン１０に挿通される挿通穴１６が穿設されている。
【００２８】
そして、上記記録ヘッド１５は、図１５に示すように、ヘッドケース４のケース部７に、ヘッド本体１がノズルプレート４７のノズル面を下にして収容され、上記ヘッド本体１が収容されたケース部７に保護部材５が冠着される。このとき、保護部材５の取付け穴１３にヘッドケース４の取付けピン９が挿通されるとともに、保護部材５の挿通穴１６にヘッドケース４の位置決めピン１０が挿通される。そして、上記取付けピン９の先端が加熱押圧されることにより溶融されてつぶれ、保護部材５がヘッドケース４に取付けられ固定される。なお、位置決めピン１０の先端は、同様に加熱押圧されてつぶされるが、保護部材５の表面にはみ出すことはない。
【００２９】
そして、上記取付け状態で、ヘッドケース４のカバー突片８が保護部材５の切欠部１２に嵌合し、切欠部１２のエッジがカバー突片８によって覆われる。これにより、ノズル面に付着したインクをワイパー部材２４でワイピング等する際に、切欠部１２のエッジにワイパー部材２４が擦れることによるワイパー部材２４の損傷や保護部材５の浮き上がりが防止できる。また、エッジ部にインクが溜まってキャリッジ２５の往復移動等の振動によって記録紙２９上にインクが垂れることによる印刷品質の悪化を防止できる。
【００３０】
このように、上記記録ヘッド１５によれば、上記保護部材５が深絞り加工ではなく曲げ加工によって形成されているため、加工コストが低下する。また、保護部材５の側面部をノズル面に対して直角またはそれ以下に形成することも容易であり、従来のような取りつけ時のがたつきがほとんどなくなる。したがって、がたつき防止のための突起等を設る必要もなくなり、コスト低減に有利となる。さらに、上記保護部材５に切欠部１２が形成されているため、ヘッドケース４と保護部材５の干渉が防止され、ヘッドケース４のインク流路３等に切欠きを設ける必要がなくなる。したがって、ヘッドケース４を成形する際の樹脂の流動性を悪化させず、ボイド等も発生しにくくなってヘッドケース４の品質が安定化する。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、本発明を、たわみ振動モードの圧電振動子３６が用いられた記録ヘッド１５に適用した例を示したが、縦振動モードの圧電振動子が用いられた記録ヘッドに適用することもできるし、圧力発生素子として圧電振動子ではなく、インクを加熱する加熱素子が用いられた記録ヘッドに適用することもできる。
【００３２】
【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、保護部材を、深絞り加工ではなく、例えば曲げ加工等によって形成することができ、加工コストの節減が可能となる。また、上記切れ込みの存在により、側面部をノズル面に対して直角またはそれ以下に形成することも可能となり、従来のような取りつけ時のがたつきがほとんどなくなる。したがって、がたつき防止のための突起等を設る必要もなくなり、コスト低減に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット式記録ヘッドが用いられる記録装置の周辺構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態のインクジェット式記録ヘッドを下から見た斜視図である。
【図３】上記インクジェット式記録ヘッドの底面図である。
【図４】上記インクジェット式記録ヘッドの側面図である。
【図５】上記インクジェット式記録ヘッドの正面図である。
【図６】ヘッド本体の基本構造を示す断面図である。
【図７】ヘッドケースを下から見た斜視図である。
【図８】上記ヘッドケースの底面図である。
【図９】上記ヘッドケースの正面図である。
【図１０】上記ヘッドケースの側面図である。
【図１１】保護部材を下から見た斜視図である。
【図１２】上記保護部材の底面図である。
【図１３】上記保護部材の正面図である。
【図１４】上記保護部材の側面図である。
【図１５】上記インクジェット式記録ヘッドの要部拡大図である。
【図１６】従来例のインクジェット式記録ヘッドを下から見た斜視図である。
【図１７】他の従来例のインクジェット式記録ヘッドを下から見た斜視図である。
【符号の説明】
１ヘッド本体
４ヘッドケース
５保護部材
１２切欠部
１５記録ヘッド
３３ノズル開口
４７ノズルプレート

Claims

複数のノズル開口が形成されたノズルプレートを備えたヘッド本体と、上記ヘッド本体がノズルプレートを外側にして取付けられるヘッドケースと、上記ノズルプレートのノズル面の周縁部からヘッドケースの側面の一部にかけてを保護する保護部材とを備えたインクジェット式記録ヘッドであって、上記保護部材の側面部の各角部に、ノズル面と反対側の端縁からノズル面側に向かって延びる切れ込みが形成されていて、上記切れ込みが切欠部であり、上記切欠部のエッジを覆うカバー突片が形成さ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。
上記保護部材の側面部内面側に突起が形成されていない請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッド。
上記保護部材が曲げ加工によって形成されている請求項１または２に記載のインクジェット式記録ヘッド。
インクカートリッジからヘッドケースにインクを導くインク流路がノズル面に対して斜め方向に設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。