JPH11268286A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルカバーとノズル形成部材とのシール性
が十分でない。 【解決手段】 ノズルカバー４は、ヘッド本体側に装着
するときに、ノズルプレート１９に対応して形成した開
口部４ａの長手方向中央部と開口部４ａ内周側端部とが
ノズルプレート１９の表面に最初に接触するように各部
を反らせた形状に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットヘッ
ドに関し、特に複数のノズルを形成したノズル形成部材
のノズル面周縁部とヘッド本体側壁部を覆うノズルカバ
ーを備えたインクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリンタ、ファクシミリ、複写
装置等の画像形成装置として用いるインクジェット記録
装置において用いるインクジェットヘッドとして、イン
ク滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通するイ
ンク液室を形成する流路形成部材と、各インク液室内の
インクを加圧してノズルからインク滴を吐出させるため
のエネルギーを発生する圧電素子等の電気機械変換素子
或いはヒータ等の電気熱変換素子などからなるエネルギ
ー発生手段（アクチュエータ素子）とを備え、このアク
チュエータ素子を画像情報に応じて駆動することで所要
のノズルからインク滴を吐出させて画像を記録する。

【０００３】このようなインクジェットヘッドは、構造
上、ヘッド構成部材の積層の端面側よりインク滴を吐出
するエッジシュータ方式のものと、ノズル形成部材に円
形のノズルを形成するサイドシュータ方式のものとに大
別することができる。このサイドシュータ方式のインク
ジェットヘッドとしては、従来、例えば特開平６−２５
５０９９号公報に記載されているように、ヘッドケース
内に収納したアクチュエータ素子を有する駆動ユニット
上にアクチュエータ素子で加圧される流路等を形成する
流路形成部材を積層し、この流路形成部材上にノズルを
形成したノズル形成部材を積層し、さらにノズル形成部
材の外周部及びヘッドケースの側面の一部に嵌合するよ
うに一体形成されたノズル保護部材（ノズルカバー）を
備えたものが知られている。

【０００４】ところで、インクジェットヘッドおいて
は、ノズル面にインク溜りが生じるとインク滴の飛翔方
向が曲げられるなどの不都合が生じるために、信頼性維
持機構によってノズル面をワイピングして、ノズルから
流れ出したり、だれたりしたインクでインク溜りが発生
することがないようにし、また、インクが乾燥してノズ
ルが閉塞されることを防止するためにキャッピング等を
行なうようにしている。しかも、ノズル表面の特性がイ
ンク滴の噴射特性に影響を与えるために、一般的にノズ
ル表面にインクが付着しにくいように撥水処理を施して
いる。

【０００５】その結果、インクジェットヘッドのノズル
表面は常にインクで濡れている状態にあるが、特に、サ
イドシュータ方式のインクジェットヘッドにおいては、
ノズル面から流れ出したインクがアクチュエータ素子等
からなる駆動ユニットに浸透し易く、インクが駆動ユニ
ット等の電気的接続部等に付着すると、短絡が生じてア
クチュエータ素子を駆動できなくなり、インク滴を吐出
できなくなるので、ノズル面から流れ出すインクを阻止
することが必須になる。

【０００６】従前のサイドシュータ方式のインクジェッ
トヘッドにあっては、このようなノズル面から流れ出す
インクを阻止するという問題点を意識していないため
に、ノズル面周辺部を覆うノズル保護部材を備えている
ものの、ノズルカバーはヘッドケースに接着剤や機械的
嵌合で取付ける構造にしているにすぎない。そのため、
ノズル面とノズル保護部材との隙間から流れ出すインク
を阻止することができず、インクが電気的接続部に浸透
することがあるなど、電気的な信頼性を確保することが
できない。

【０００７】そこで、ノズル面の周縁部からのインクの
流れ出しやだれによって電気的接続部にインクが付着す
るのを防止するためにノズル形成部材（ノズル面）の周
縁部及びヘッド本体側（特に駆動ユニット部分）の側壁
部を覆うヘッドケースを兼ねたノズルカバー設け、この
ノズルカバーは、流路形成部材と接合すると共に、ノズ
ルカバーに設けた係合爪部をスペーサ部材側壁部に設け
た凹部に係合させて係止するようにしたインクジェット
ヘッドが提案されている（特開平９−３００６３３号公
報参照）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなノズルカバーを装着するインクジェットヘッドにあ
っては、ノズル形成部材のノズル表面は撥水性処理がな
されるなどシール性が薄いために、ノズル表面とノズル
カバーとの隙間からインクが内部に浸入するおそれがあ
る。

【０００９】また、ノズルカバーをヘッド本体側に装着
する手段として、ノズルカバーの内面側に係合爪部を形
成し、スペーサ部材の凹部に係止保持するようにした場
合（上記公報参照）、ノズルカバーを精度良く確実にス
ペーサ部材に装着できるようにしなければならない。

【００１０】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、ノズルカバーとノズル形成部材とのシール性を向
上し、或いはノズルカバーをヘッド本体側に精度良く装
着できるようにし、又ノズルカバーをヘッド本体側に確
実に装着できるようにすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１のインクジェットヘッドは、複数のノズル
を形成したノズル形成部材のノズル面周縁部とヘッド側
壁部を覆うノズルカバーを備えたインクジェットヘッド
において、前記ノズルカバーは、ヘッド本体側に装着す
るときに、前記ノズル形成部材に対応して形成した開口
部の長手方向中央部と開口部内周側端部とが前記ノズル
形成部材に最初に接触する形状に形成した構成とした。

【００１２】請求項２のインクジェットヘッドは、上記
請求項１のインクジェットヘッドにおいて、前記ノズル
カバーは前記開口部の長手方向中央部と開口部内周側端
部とがヘッド本体側に突出するように反っている構成と
した。

【００１３】請求項３のインクジェットヘッドは、複数
のノズルを形成したノズル形成部材のノズル面周縁部と
ヘッド側壁部を覆うノズルカバーを備えたインクジェッ
トヘッドにおいて、前記ノズルカバーには内側に突出し
た係合爪部を形成し、ヘッド本体を保持するスペーサ部
材側壁部には前記爪部が係合する係合凹部を形成すると
共に、前記係合爪部を案内する案内溝を形成した構成と
した。

【００１４】請求項４のインクジェットヘッドは、上記
請求項３のインクジェットヘッドにおいて、前記スペー
サ部材の案内溝は装着方向終端側に向かって溝幅を狭く
形成した構成とした。

【００１５】請求項５のインクジェットヘッドは、上記
請求項３又は４のインクジェットヘッドにおいて、前記
ノズルカバーの係合爪部の内面に対する曲げ角を３０゜
以下にした構成とした。

【００１６】請求項６のインクジェットヘッドは、上記
請求項３乃至５のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記ノズルカバーの係合爪部はヘッド本体側への
装着に要する力が３ｋｇ／ｆ以下になる長さ及び幅に形
成した構成とした。

【００１７】請求項７のインクジェットヘッドは、上記
請求項３乃至６のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記ノズルカバーの係合爪部を支える板取り幅を
前記係合爪部の幅の１／２以上にした構成とした。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの一例を示す分解斜視図、図２は同イ
ンクジェットヘッドの要部断面図である。

【００１９】このインクジェットヘッドは、駆動ユニッ
ト１、液室ユニット２、ヘッドケース３及びノズルカバ
ー４から構成している。駆動ユニット１は、セラミッ
ク、ガラスエポキシ樹脂等からなる絶縁性の基板１１上
に、複数の圧電素子１２を２列接合して配置し、これら
の各列の圧電素子１２の周囲を取り囲み液室ユニット２
を支えるフレーム１３を接合している。また、基板１１
上には共通電極パターン１４及び個別電極パターン１５
を設けている。なお、共通電極パターン１４は、フレー
ム１３に設けた穴１６内に導電性接着剤を充填すること
で各パターン部の導通を取っている。

【００２０】液室ユニット２は、振動板１７、流路形成
部材１８及びノズル形成部材であるノズルプレート１９
を積層して熱融着して形成している。振動板１７は、圧
電素子１２で変位されるダイアフラム２０及びフレーム
３に接合するベース２１から形成し、またダイヤフラム
２０は圧電素子１２に接合する凸部２２及び薄膜部分２
３から形成している。

【００２１】流路形成部材１８は２層構造の感光性樹脂
フィルム等からなり、振動板１７及びノズルプレート１
９と共に、圧電素子１２に対向する加圧液室２５、加圧
液室２５の両側等に位置する共通液室２６、加圧液室２
５と共通液室２６を連通する流体抵抗部を兼ねたインク
供給路２７を形成している。ノズルプレート１９には多
数のノズル２８を形成し、そのノズル表面にはワイピン
グが可能なようにテフロン等の撥水膜を成膜している。

【００２２】ヘッドケース３は、これらの駆動ユニット
１及び液室ユニット２（これらを「ヘッド本体」とい
う。）を保持するスペーサ部材３１及びヘッド駆動用Ｉ
Ｃ３３等を有するＰＣＢ基板３２とからなり、ＰＣＢ基
板３２と駆動ユニット１の圧電素子１２とをＦＰＣケー
ブル３４を介して接続している。

【００２３】そして、これらの駆動ユニット１の側壁部
及び液室ユニット２、すなわちヘッド本体を覆うように
ノズルカバー４を設けている。このノズルカバー４は、
図２に詳細を示すように接合剤３５によって流路形成部
材１８と接合している。この接合は、ノズルカバー４の
内面にディスペンサーによってノズルプレート１９の外
周部に相当する領域に接合剤３５を塗布して行なう。接
合剤としては、インクによって溶出したり、膨潤しない
シール剤が適切であり、例えばエポキシ系接着剤やシリ
コン系のシール剤が適している。

【００２４】これらのシール剤からなる接合剤３５をノ
ズルカバー４内面に０．１５〜０．３ｍｍの高さに塗布
すると、一部はノズルプレート１９とノズルカバー４の
界面に浸透してノズルカバー４の開口部周囲に均一な膜
を形成すると共に、他の大部分の接合剤３５は液室ユニ
ット２の厚さ方向に浸透して流路形成部材１８とノズル
カバー４とを接合する。

【００２５】このように、ノズルカバー４と流路形成部
材１８とを接合することによって、ノズル表面から滲入
するインクが完全に遮断されてＦＰＣケーブル３４と基
板１１の電極パターン１５との間の電気的短絡を防止す
ることができる。そして、振動板１７やノズルプレート
１９をＮｉで形成した場合にはシール剤との接合強度が
十分でなく、感光性樹脂（主成分：アクリル樹脂）で形
成された流路形成部材１８と接合することによって十分
な接合強度が得られる。

【００２６】また、ノズルカバー４の側部には図１及び
図３（ａ）に示すように係合手段である内方へ切り曲げ
た係合爪部３６を設ける一方、ヘッドケース３のスペー
サ部材３１の側壁部には図１及び図３（ｂ）に示すよう
にノズルカバー４の係合爪部３６が係合する係合凹部３
７を設けている。

【００２７】このように構成したので、ノズルカバー４
をヘッド本体側に被せることによって、図３（ｃ）に示
すようにノズルカバー４の係合爪部３６がヘッドケース
３のスペーサ部材３１の係合凹部３７に係合して、ノズ
ルプレート１９とノズルカバー４とが密着する方向に力
が加わって接合剤３５を加熱硬化させるときにも加圧治
具等を用いることなく接合することができる。そして、
ノズルカバー４に外力が加わったときに、接合剤３５の
みの強度では不十分でも係合爪部３６と係合凹部３７の
機械的結合によってノズルカバー４が浮くこともなく、
信頼性が向上する。

【００２８】ここで、ノズルカバー４は、図４に示すよ
うに、ヘッド本体側に装着するときに、ノズルプレート
１９に対応して形成した開口部４ａの長手方向中央部と
開口部４ａ内周側端部とがノズルプレート１９の表面
（ノズル面）に最初に接触するように各部を反らせた形
状に形成している。

【００２９】ノズルカバー４をこのような形状に形成す
ることによって、ノズルカバー４に設けた係合爪部３６
の効果を十分に発揮できて、装着状態でノズルカバー４
とノズルプレート１９との隙間が極めて小さくなり、隙
間に廻っていたシール剤３５がより多く流路形成部材１
８側に流れ込むようになり、シール性と接着性が向上す
る。それと共に、ノズルプレート１９のノズル面からノ
ズルカバー４前面までの距離が短くなり、印写媒体との
擦れによる汚れも少なくなる。つまり、ヘッドと印写媒
体との距離を短くできる。

【００３０】また、ノズルカバー４の係合爪部３６を支
える板取り部分４ｂの長さＬは、係合爪部３６の幅Ｗの
１／２以上に形成すると共に、ノズルカバー４の係合爪
部３６の内壁面からの傾斜角度（曲げ角度）θは３０゜
以下に形成している。

【００３１】すなわち、ノズルカバー４の係合爪部３６
にインクが付着すると、そこからインクが内部に侵入す
るため、係合爪部３６の位置は出きるだけノズルプレー
ト１９から離れていることが好ましいが、離れすぎる
と、係合爪部３６を支える部分の肉が少なくなり、ノズ
ルカバー４を挿入装着するときに塑性変形を生じてしま
い、ノズルカバー４を確実に装着できなくなる。そこ
で、本実施形態のように板取り部分４ｂの長さＬを係合
爪部３６の幅Ｗの１／２以上に形成し、係合爪部３６の
曲げ角度を規定することで、インクの侵入を防止しつつ
係合爪部３６の塑性変形を防止してノズルカバー４を確
実に装着保持できるようになる。

【００３２】さらに、上述したようにノズルカバー４の
係合爪部３６の内壁面からの傾斜角度（曲げ角度）θは
３０゜以下に形成すると共に、係合爪部３６の幅Ｗと長
さＬ１とは、装着挿入時の力が３ｋｇｆ以下になるよう
に形成している。一方、スペーサ部材３１には図５に示
すようにノズルカバー４の挿入方向で係合爪部３６の先
端部を案内する２本の案内溝３８を形成している。この
案内溝３８は装着終端側（係合凹部３７側）に向かって
溝幅を狭く形成している。

【００３３】このように、ノズルカバー４を３ｋｇｆ以
下で挿入装着できるようにすることで、ノズルカバー４
を手で挿入装着できるようになり、しかも、スペーサ部
材３１に案内溝３８を設けることによってノズルカバー
４を装着するときの位置決め精度を確保することができ
る。これによって、ノズルカバー４の装着時にＦＰＣ３
４を切断することを防止できると共に、ノズルカバー４
の装着工数を低減することができる。

【００３４】すなわち、従前、ノズルカバー４を装着す
るときには、位置決めと押し込みをする機構を備えた治
具で行なっていたが、ヘッドを組み付ける過程の誤差の
積み上げによって位置決め精度を越える誤差が発生し、
ノズルカバー４の挿入装着時にＦＰＣ３４を切断するこ
とがある。これに対して、本実施形態のようにノズルカ
バー４を位置決め精度を確保しつつ手で挿入装着できる
ようにすることで、特別な治具も不要になり、しかも位
置決め精度は確保されているので、ノズルカバー４の挿
入装着時にＦＰＣ３４を切断することがなくなる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のインク
ジェットヘッドによれば、複数のノズルを形成したノズ
ル形成部材のノズル面周縁部とヘッド側壁部を覆うノズ
ルカバーは、ヘッド本体側に装着するときに、ノズル形
成部材に対応して形成した開口部の長手方向中央部と開
口部内周側端部とがノズル形成部材に最初に接触する形
状に形成したので、ノズル形成部材表面とノズルカバー
との隙間が小さくなってシール剤がヘッド本体側側壁面
へ多く廻り込み、シール性及び接着性が向上する。

【００３６】請求項２のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１のインクジェットヘッドにおいて、ノ
ズルカバーは前記開口部の長手方向中央部と開口部内周
側端部とがヘッド本体側に突出するように反っている構
成としたので、ノズル形成部材表面とノズルカバーとの
隙間が小さくなってシール剤がヘッド本体側側壁面へ多
く廻り込み、シール性及び接着性が向上する。

【００３７】請求項３のインクジェットヘッドによれ
ば、複数のノズルを形成したノズル形成部材のノズル面
周縁部とヘッド側壁部を覆うノズルカバーには内側に突
出した係合爪部を形成し、ヘッド本体を保持するスペー
サ部材には係合爪部が係合する係合凹部を形成すると共
に、係合爪部を案内する案内溝を形成した構成としたの
で、ノズルカバーをヘッド本体側に確実に高い精度で装
着することができる。

【００３８】請求項４のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項３のインクジェットヘッドにおいて、ス
ペーサ部材の案内溝は装着方向終端側に向かって溝幅を
狭く形成した構成としたので、ノズルカバーの組み付け
時の位置ずれを吸収でき、かつ細かい位置合せが不要に
なる。

【００３９】請求項５のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項３又は４のインクジェットヘッドにおい
て、ノズルカバーの係合爪部の内壁面に対する曲げ角を
３０゜以下にした構成としたので、係合爪部の塑性変形
を防止することができ、ノズルカバーを確実に装着でき
る。

【００４０】請求項６のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項３乃至５のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、ノズルカバーの係合爪部はヘッド本体側
への装着に要する力が３ｋｇ／ｆ以下になる長さ及び幅
に形成した構成としたので、手でノズルカバーを装着で
きるようになり、工数を低減することができると共に、
装着時に信号伝達手段を破損することがなくなる。

【００４１】請求項７のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項３乃至６のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、ノズルカバーの係合爪部を支える板取り
幅を係合爪部の幅の１／２以上にした構成としたので、
係合爪部を支える部分の変形を防止できて、ノズルカバ
ーを確実に装着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェットヘッドの一例
を示す分解斜視図

【図２】同インクジェットヘッドの要部拡大断面図

【図３】同インクジェットヘッドのノズルカバーとヘッ
ド本体側の組付け状態の説明に供する要部拡大説明図

【図４】同インクジェットヘッドのノズルカバーの拡大
斜視図

【図５】同インクジェットヘッドのスペーサ部材の拡大
斜視図

【符号の説明】

１…駆動ユニット、２…液室ユニット、３…ヘッドケー
ス、４…ノズルカバー、４ａ…開口部、１１…基板、１
２…圧電素子、１３…フレーム、１７…振動板、１８…
流路形成部材、１９…ノズルプレート、３１…スペーサ
部材、３４…ＦＰＣケーブル、３５…接合剤、３６…係
合爪部、３７…凹部、３８…案内溝。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノズルを形成したノズル形成部材
   のノズル面周縁部とヘッド本体側壁部を覆うノズルカバ
   ーを備えたインクジェットヘッドにおいて、前記ノズル
   カバーは、ヘッド本体に装着するときに、前記ノズル形
   成部材に対応して形成した開口部の長手方向中央部と開
   口部内周側とが前記ノズル形成部材に最初に接触する形
   状に形成したことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のインクジェットヘッド
   において、前記ノズルカバーは前記開口部の長手方向中
   央部と開口部内周側とがヘッド本体側に突出するように
   反っていることを特徴とするインクジェットヘッド。
3. 【請求項３】 複数のノズルを形成したノズル形成部材
   のノズル面周縁部とヘッド側壁部を覆うノズルカバーを
   備えたインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルカバ
   ーには内側に突出した係合爪部を形成し、ヘッド本体を
   保持するスペーサ部材側壁部には前記係合爪部が係合す
   る係合凹部を形成すると共に、前記係合爪部を案内する
   案内溝を形成したことを特徴とするインクジェットヘッ
   ド。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のインクジェットヘッド
   において、前記スペーサ部材の案内溝は装着方向終端側
   に向かって溝幅を狭く形成したことを特徴とするインク
   ジェットヘッド。
5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載のインクジェット
   ヘッドにおいて、前記ノズルカバーの係合爪部の内壁面
   に対する曲げ角を３０゜以下にしたことを特徴とするイ
   ンクジェットヘッド。
6. 【請求項６】 請求項３乃至５のいずれかに記載のイン
   クジェットヘッドにおいて、前記ノズルカバーの係合爪
   部はヘッド本体側への装着に要する力が３ｋｇ／ｆ以下
   になる長さ及び幅に形成したことを特徴とするインクジ
   ェットヘッド。
7. 【請求項７】 請求項３乃至６のいずれかに記載のイン
   クジェットヘッドにおいて、前記ノズルカバーの係合爪
   部を支える板取り幅を前記爪部の幅の１／２以上にした
   ことを特徴とするインクジェットヘッド。