JPH04146152A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野］ 本発明は、インク滴を飛翔させて記録体に画像を形成す
るインクジェット記録ヘッドに関するものである。

［従来の技術］ 従来は、インクカートリッジもしくはインクパック等の
インク貯蔵システムから流路基板までのインク供給経路
における、ヘッド外部のインク経路との接続部から、ヘ
ッド内部の流路基板までを、複数の部品を接続すること
により形成していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の方法では、流路空間へのインク供
給のために、複数の部品を必要とし、且つ、それらの部
品間の接続といった製造工程が必要であった・ 又、複数の部品がインク経路中に介在し、インク経路に
おける接続箇所が増大することで、インクのリークとい
った信頼性低下を招く箇所を増大させていた。このリー
クはヘッド内部の電気配線系をショートさせたり、流路
空間内部の圧力伝播効率を著しく低下させ、ヘッドトー
タルでの信頼性の低下を導いていた。

本発明は、このような課題を解決するものであつて、そ
の目的は、部品点数、製造工数の削減によるコストメリ
ットを追求し、且つ、インク供給経路における接続部の
削減による信頼性の向上を導き、信頼性の高い低コスト
インクジェット記録ヘッドを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、本発明におけるインクジェ
ット記録ヘッドは、流路空間にインクを供給するインク
経路における、ヘッド外部のインク経路との接続部から
、ヘッド内部の流路基板までを、内径内部が、インク経
路を形成する供給パイプ、もしくは、前記へラドケース
により形成することを特徴とする。

［実施例］ 本発明の実施例を図面にもとすき説明する。第１図は本
発明における流路基板１の正面図である。

複数のインク噴射ノズル２が厚み方向に貫通しており、
そのインク噴射ノズル２それぞれに連通ずる流路形状の
彫り込まれた流路基板１と振動板６を接着あるいは溶剤
等で接合し流路空間３、共通インク室４、供給パイプ接
続用インク室５が形成されている。そして、振動板６の
供給パイプ用インク室５上に位置する部分はインク経路
連通用のために穴が開けられており、その穴を取り囲む
ように、その内径がインク経路を形成する供給パイプ７
が、接着もしくは溶着て振動板６に固着しである。この
構造において、ヘッド内部の、供給パイプ７から始まり
、供給バイブ接続用インク室５、共通インク室４、流路
空間３、インク噴射ノズル２までの一連のインク経路が
形成されている。

又、第２図は供給パイプ７を用いた本発明の実施例であ
り、第１図での流路基板１をヘッドとして組み立てたも
のの断面図である。供給パイプ７の内径内部にはそのイ
ンク経路に対し垂直にフィルター８が固着されており、
このフィルター８により上流のインク貯蔵システムから
流れてくるインク噴射ノズル２の目詰まりの要因となる
ゴミ　異物等を捕獲し、流路空間３等への侵入を遮って
いる。又、供給パイプ７の先端は、インク貯蔵システム
からインクを搬送するインクチューブ９の接続用の形状
に成形もしくは加工してあり、その先端部に対し、前記
インクチューブ９は接続しである。そして、前記流路空
間３上に振動板６を介して振動板６上に圧電素子１０が
固着されている。

この圧電素子１０の機械的変形によりインクの充填され
た前記流路空間３に圧力変化を与えインク噴射ノズル２
よりインク滴を噴射する。又、インク噴射ノズル２が配
列される面を除いて、流路基板１、振動板６、圧電素子
１０及び圧電素子１０に対し電気的配線を行うＦＰＣＩ
Ｉを密閉するようへラドケース１２が、流路基板１に対
し接続されている。尚、図中の矢印方向は、インク滴吐
出方向を示したものである。この構造に於て、ヘッド外
部のインク経路との接続部から、ヘッド内部の振動板６
までのインク経路を構成する部品は、供給パイプ７のみ
であり、インク経路としての接続部は、インクチューブ
９と供給パイプ７間、供給パイプ７と振動板６間の２箇
所である。そのため、部品点数の削減はもとより、リー
クに対する信頼性は非常に向上する。

又、インクカートリッジ等のインク貯蔵システムをイン
クジェット記録ヘッドに対し直接装着するタイプは、第
３図のごとく、供給パイプ７先端にインク供給針９ａが
圧入固着しである。以後の実施例の説明においては、イ
ンクチューブ接続用のタイプ、インク供給針タイプの両
者を含め、内容としてはインクチューブ接続用タイプを
用い説明をする。

次に、ヘッド内部のインク経路として、ヘッドケース１
２を用いる本発明の実施例について、図面にもとすき説
明する。まず、第４図において、ヘッドケース１２は、
図に示すように内部にインク経路を形成する形状を有し
、その形状が振動板６側に延長され、振動板６に接着、
もしくは、溶着されている。そして、インク経路に該当
する振動板６の部分は、当然のことながら穴が開いてお
り、インク経路としては、供給バイブ接続用インク室５
に連通している。尚、フィルター８は、図に示すように
、ヘッドケース１２のインク経路内部に固着されている
。又、ヘッドケース１２のインク経路を形成する形状の
振動板６と反対側の延長部分は、インクチューブ９を接
続できる形状、もしくは、インク供給針９ａを圧入でき
る形状となっている。

次の実施例として、第５図においては、ヘッドケース１
２のインク経路を形成する部材と振動板６との間にパツ
キン１３ａを挟持し、インク経路のシールを確保してい
る。尚、その挟持力は、流路基板１とへラドケース１２
の外周部での接続により得られている。その他の構想は
第４図の実施例と同様である。この構造においては、流
路基板１とへラドケース１２の接続基準は図に示すよう
に、流路基板１とへラドケース１２の外周面のみであり
、ヘッドケース１２のインク経路を形成する部材の振動
板６側先端面との面段差精度をパツキン１３ａの変形量
でキャンセルできる。

次に、ヘッドケース１２のインク経路を形成する部材を
振動板６を介さず、流路基板１に直接接続する実施例を
、第６図（ａ）、第６図（ｂ）を用い説明する。第６図
（ａ）は、この実施例における、ヘッドケース１２のイ
ンク経路を形成する部材と流路基板１との接続部近傍の
、流路基板１の拡大図である。又、第６図（ｂ）は、こ
の流路基板１をヘッドとして組み立てたときの給断面の
拡大図である。これらに示すように、流路基板１におい
て、ヘッドケース接続用インク室５ａが、厚み方向の貫
通穴として設けられ、それと連通ずるように、ノズル面
側にインク経路を形成する溝が設けら渋　ノズル面側プ
レート１４を、前記溝を覆いかぶす様に張り付けること
により、ノズル面側インク経路１６を形成しである。そ
して、インク経路を流路空間３形成面にもどすため、ノ
ズル面側インク経路］、６と振動板６側の共通インク室
４がインク経路貫通穴１５により連通している。

この構造においてインクチューブ９より流れてきたイン
クは、ヘッドケース１２のインク経路形成部材、ヘッド
ケース接続用インク室５ａ、ノズル面側インク経路１６
、インク経路貫通穴１５、共通インク室４、流路空間３
、インク噴射ノズル２の一連のインク経路を流れる。尚
、フィルター８はヘッドケース１２のインク経路内部に
固着されている。

又、ヘッドケース１２のインク経路を形成する部材を振
動板６を介さず、流路基板１に直接接続するその他の実
施例として、第７図（ａ）、第７図（ｂ）を用い説明す
る。第７図（ａ）は、この実施例における、ヘッドケー
ス１２のインク経路を形成する部材と流路基板１との接
続部近傍の、流路基板１の拡大図である。又、第７図（
ｂ）は、この流路基板１をヘッドとして組み立てたとき
の縦断面の拡大図である。この第７図（ａ）（ｂ）に示
すように、流路基板１において、ヘッドケース接続用イ
ンク室５ａが、厚み方向の貫通穴として設けられ、それ
と連通ずるように、ノズル面側に共通インク室４を形成
する彫り込みがあり、ノズル面側プレート１４を、前記
彫り込みを覆いかぶす様に張り着けることにより、ノズ
ル面側に共通インク室４を形成しである。そして、共通
インク室４から、それぞれの流路空間３に対し、インク
経路貫通穴１５が開けられている。この構造においてイ
ンクチューブ９より流れてきたインクは、ヘッドケース
１２のインク経路形成部材、ヘッドケース接続用インク
室５ａ、ノズル面側の共通インク室４、インク経路貫通
穴１５、流路空間３、インク噴射ノズル２の一連のイン
ク経路を流れる。

尚、フィルター８はへラドケース１２のインク経路内部
に固着されている。

次に、ヘッドケース１２のインク経路を形成する部材を
振動板６を介さず、流路基板１に直接接続するもう一つ
の実施例として、第８図（ａ）、第８図（ｂ）を用い説
明する。第８図（ａ）は、この実施例における、ヘッド
ケース１２のインク経路を形成する部材と流路基板１と
の接続部近傍の、流路基板１の拡大図である。又、第８
図（ｂ）は、この流路基板１をヘッドとして組み立てた
ときの縦断面の拡大図である。この２図に示すように、
流路基板１において、流路基板１の端面から基板中心−
二向け、インク経路横穴１６ａが開けられており、この
インク経路横穴１６ａに対しヘッドケース接続用インク
室５ａが、振動板６例の面から連通している。又、共通
インク室４（振動板６側の面）からは、インク経路横穴
１６ａの延長部に対し、インク経路穴１５ａ（厚み方向
）が連通している。尚、インク経路横穴１６ａの流路基
板１端面での開口部は、図に示すように、ヘッドケース
１２の接続により塞いである。又、シール材、シール部
材を用いて塞ぐことも有効である。この構造においてイ
ンクチューブ９より流れてきたインクは、ヘッドケース
１２のインク経路形成部材、ヘッドケース接続用インク
室５ａ、インク経路横穴１６ａ、インク経路穴１５ａ、
流路共通インク室４、流路空間３、インク噴射ノズル２
の一連のインク経路を流れる。尚、フィルター８はへラ
ドケース１２のインク経路内部に固着されている。

この第８図（ａ）、第８図（ｂ）の実施例は、第６図（
ａ）（ｂ）、第７図（ａ）（ｂ）の実施例に比べ、ノズ
ル面側プレート１４が不要となるメリットを有する。

前記の第６図（ａ）（ｂ）、第７図（ａ）（ｂ）、第８
図（ａ）（ｂ）の実施例は、ヘッドケース１２のインク
経路を形成する部材を振動板６を介さず、流路基板１に
直接接続できるため、その接続強度は飛躍的に貰まる。

且つ、振動板６を介さないことにより、厚み方向におけ
る部品の積層点数が削減でき、接続面間の厚み方向精度
が非常に向上し、シールの信頼性を飛躍的に高められる
。

又、第６図（ａ）（ｂ）、第７図（ａ）（ｂ）の実施例
におけるノズル面プレート１４を金属材料とし、インク
噴射ノズル２部を除き、ノズル面全域に広げることによ
り、プリンタ完品状態において、偶発的に起きる、紙こ
すれ等による、ノズル面の損傷を防止できる。

尚、これらの実施例においては、第６図で示した、パツ
キン１３ａを流路基板１とへラドケース１２のインク経
路形成部材の先端部との間に挟持する方式も有効である
。

そして、前記の第６図（ａ）（ｂ）、第７図（ａ）（ｂ
）、第８図（ａ）（ｂ）の実施例の、インク経路を形成
する部材を振動板６を介さず、流路基板１に直接接続す
る方式は、そのインク経路を形成する部材が、第１図、
第２図で示した、供給バイブ７でも有効である。即ち、
流路基板１内部のインク経路は、第６図（ａ）（ｂ）、
第７図（ａ）（ｂ）、第８図（ａ）（ｂ）の実施例と同
様であり、ヘッド内部の流路基板１外のインク経路に関
しては、第１図、第２図の実施例と同様の構造も本発明
の構造に含まれる。

次に、第９図、第１０図において、フィルター８の固着
位置に関する実施例を示す。第９図は、流路基板１のヘ
ッドケース接続用インク室５ａのノズル面側にフィルタ
ー８を固着したものである。

この実施例は、第６図（ａ）（ｂ）、第７図（ａ）（ｂ
）の実施例との組合せが可能である。

第１０図は、流路基板１のヘッドケース接続用インク室
５ａの振動板６側面にフィルター８を固着したものであ
る。この実施例は、第６図（ａ）（ｂ）、第７図（ａ）
（ｂ）、第８図（ａ）（ｂ）の実施例との組合せが可能
である。

又、その他の実施例として、第１１図に示すように、流
路基板１のヘッドケース接続用インク室５ａに該当する
インク経路を反ノズル面側に延長した部材を設け、その
先端をヘッドケース１２のインク経路の穴が開いた面に
接続しである。そして、前記のヘッドケース１２のイン
ク経路の穴が開いた部分は、反ノズル面側に延長され、
その先端はインクチューブ９が接続できる形状、もしく
はインク供給針９ａが圧入できる形状となっている。

続いて、その他の実施例として、第１２図に示すように
、ヘッドケース１２にインクチューブ９接続部が形成さ
れている。そして、ヘッドケース１２のインクチューブ
接続部に連通した空間と、流路基板１のへラドケース接
続用インク室５ａに該当するインク経路を反ノズル面側
に延長した部材の外径とが、パツキン１３ａによりシー
ルされてている。尚、フィルター８を流路基板１のヘッ
ドケース接続用インク室５ａに該当するインク経路を反
ノズル面側に延長した部材の先端に固着しても良い。又
、流路基板１のヘッドケース接続用インク室５ａに該当
するインク経路を反ノズル面側に延長した部材の先端と
、ヘッドケース１２のインク経路の穴が開いた面とに、
パツキン１３ａを流路基板１の厚み方向に挟持すること
も有効である。

前記の第１１図、第１２回の実施例は、流路基板１内部
のインク経路として、第６図（ａ）（ｂ）、第７図（ａ
）（ｂ）、第８図（ａ）（ｂ）の実施例で示した構造が
それぞれ適用可能である。

以上、全ての実施例の構造においては、流路基板１まで
の、ヘッド内部のインク経路を、供給パイプ７もしくは
、ヘッドケース１２の部材のみで形成しているため、部
品点数の削減と、インク経路における接続の削減につな
がる。

尚、第１３図に示すように、第２図〜第１２図に示した
インクジェット記録ヘッドは、ヘッドケース１２によっ
て、ヘッドを印字方向に移動さすプリンタキャリッジ１
７に、ネジ止め等により、強固に装着される。■口ち、
以上説明した、全ての本実施例の構造は、インク貯蔵シ
ステムからインクを搬送するインクチューブ９の装着力
や、プリンタキャリッジ１７の移動に伴い、インクチュ
ーブ９ヘツド装着部にかかるテンションをヘッドケース
１２で受は止めることが８来る。又、インクカートリッ
ジ等のインク貯蔵システムをインクジェット記録ヘッド
のインク供給針９ａに対し直接装着するタイプは、その
装着の際にかかる大きな装着力をヘッドケース１２で受
は止めれる。それらのへラドケース１２にかかる力は、
ヘッドケース１２が、プリンタキャリッジ１７に、しっ
かり連結されているため、プリンタの構造上、非常に剛
性の強いプリンタキャリッジ１７で支えることとなる。

即ち、本実施例の構造は、微妙な圧力変化を制御する流
路空間３への、外乱的なインク系接続部にかかる力の影
響を、ヘッドケース１２、プリンタキャリッジ１７で支
えることにより、防止できる。且つ、インクカートリッ
ジ装着時、もしくはインクチューブ９接続時にかかる非
常に大きな力を、ヘッドケース１２、プリンタキャリッ
ジ１７で支えることにより、流路基板１、あるいは各部
品間の接続部の積重、破壊等を防ぐことができる。

［発明の効果〕 以上説明したように、本発明によると、流路基板と、供
給パイプもしくは、ヘッドケースによって、流路空間に
インクを供給するインク経路を成形することで、部品点
数、製造工数の削減によるコストメリットを追求し、且
つ、インク供給経路における接続部の削減による信頼性
の向上を導き、信頼性の高い低コストインクジェット記
録ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のインクジェット記録ヘッドの流路基
板の正面図である。第２図、第３図、第４図、第５図は
、本発明のインクジェット記録ヘッドの縦断面図である
。第６図（ａ）、第７図（ａ）、第８図（ａ）は、本発
明のインクジェット記録ヘッドの流路基板の部分的拡大
図である。又、第６図（ｂ）、第７図（ｂ）、第８図（
ｂ）は、本発明のインクジェット記録ヘッドの第６図（
ａ）、第７図（ａ）、第８９　（ａ）のそれぞれの実施
例に対応する部分的拡大縦断面図である。第９図、第１
０図、第１１図、第１２図、本発明のインクジェット記
録ヘッドの部分的拡大縦断面図である。 又、第１３図は、本発明のインクジェット記録ヘッドの
プリンタキャリッジ装着時の縦断面図である。 ５　ａ　・ ９　ａ　・ 流路基板 インク噴射ノズル 流路空間 共通インク室 供給パイプ接続用インク室 ヘッドケース接続用インク室 振動板 供給パイプ フィルター インクチューブ インク供給針 圧電素子 ＰＣ ヘッドケース ａ 　ａ ａ・・・　パツキン ノズル面プレート インク経路貫通穴 インク経路穴 ノズル面側インク経路 インク経路横穴 プリンタキャリッジ 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士　鈴木喜三部　他−８ 第１図 第５図 〕 ＄６　図（ａ） 第６図 （ｂ） 第７図 （Ｑ） 第７図 （ｂン 第８図（Ｑ） 第δ図Ｃｂ） 第１０図 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のインク噴射ノズルに連通する流路空間を形成する
   流路基板と振動板と、前記流路空間に圧力変化を与える
   圧電素子と、インク吐出信号を伝送する電気配線系と、
   前記ヘッド構成部品を包み込むヘッドケースにより構成
   されるインクジェット記録ヘッドであって、前記流路空
   間にインクを供給するインク経路における、ヘッド外部
   のインク経路との接続部から、ヘッド内部の流路基板ま
   でを、内径内部が、インク経路を形成する供給パイプ、
   もしくは、前記ヘッドケースにより形成することを特徴
   とするインクジェット記録ヘッド。