JPH0939276A

JPH0939276A - カラーインクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH0939276A
Application number: JP7198534A
Authority: JP
Inventors: Yasuhide Sonoda; 康英園田; Kohei Suyama; 宏平須山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】容易に各記録ヘッドの相対位置決めを高精度
に行うことができ、安価な高印字品位のカラーインクジ
ェット記録装置を提供することを目的とする。【構成】複数の記録ヘッド４をベース基板４４に相対
的に位置決めし、記録ヘッド４とインク供給部材４１と
の間に間隙を設け、前記間隙を少なくとも硬化前は弾性
を有する樹脂、あるいはＯリング等の弾性部材によりシ
ールしたカラーインクジェット記録装置の構成とする。【効果】記録ヘッド４の相対位置決めはＸ、Ｙの２次
元方向の位置合わせでよく、また記録ヘッド４が成型材
料からなるインク供給部材４１に当接しないため、イン
ク供給部材４１の寸法精度に記録ヘッド４の位置決め精
度が全く影響されない。その結果、各記録ヘッド４のノ
ズル孔からのインク滴の着弾精度が飛躍的に向上し、高
印字品位を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクを吐出する複数の
記録ヘッドを有するカラーインクジェット記録装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェットプリンタは記録時
の静粛性、高速記録が可能、カラー化が容易といった点
から、家庭用、オフィス用コンピュータの出力用プリン
タとして広く利用されるようになってきた。このような
インクジェットプリンタはインクを小滴化して飛翔さ
せ、記録紙に付着させて記録を行うもので、小滴の発生
法や飛翔方向の制御法によってコンティニアス方式とオ
ンデマンド方式に大別される。

【０００３】コンティニアス方式は、たとえば米国特許
第３０６０４２９号に開示されている方式であって、イ
ンクの小滴化を静電吸引的に行い、発生した小滴を記録
信号に応じて電界制御し、記録紙上に小滴を選択的に付
着させて記録を行うものであり、小滴の発生には高電圧
を要し、マルチノズル化が困難であるので高速記録には
不適である。

【０００４】オンデマンド方式は、たとえば米国特許第
３４７４７１２０号に開示されている方式で、小滴を吐
出するノズル孔を有する記録ヘッドに付設されているピ
エゾ振動素子に電気的な記録信号を付加し、この記録信
号をピエゾ振動素子の機械的振動に変え、機械的振動に
従ってノズル孔より小滴を吐出させて記録紙に付着させ
ることで記録を行うものであり、オンデマンドでインク
をノズル孔より吐出して記録を行うため、コンティニア
ス方式のように吐出飛翔する小滴の中、画像の記録に要
さなかった小滴を回収することが不要であるため、シン
プルな構成が可能である。一方、記録ヘッドの加工の困
難さや、ピエゾ振動素子の小型化が極めて困難でマルチ
ノズル化が難しく、ピエゾ素子の機械振動という機械的
エネルギーで小滴の飛翔を行うので高速記録に向かない
こと、等の欠点を有していた。

【０００５】オンデマンド方式の他の例として、米国特
許第３１７９０４２号に開示されている方式は、ピエゾ
振動素子等の手段による機械振動エネルギーを利用する
代わりに、熱エネルギーを利用することが記載されてい
る。機械的振動エネルギーを利用する方式と比較してエ
ネルギー変換効率が高い、マルチノズル化が容易である
といった特徴がある。

【０００６】特に最近のコンピュータディスプレイのカ
ラー化に伴って、出力装置であるプリンタもカラー化が
要求され、前述のような理由から熱エネルギーを利用し
たカラーインクジェットプリンタが急速に伸びている。

【０００７】従来のカラーインクジェットプリンタ用記
録ヘッド部は、図４に示すようにインク液滴を吐出する
複数のノズル孔を有する記録ヘッド５１をＰＥＳ（ポリ
エーテルサルフォン）等の高価だが寸法精度、耐薬品
性、機械的強度にすぐれた成型材料にエポキシ系樹脂を
介して直接固定した複数個のインクカートリッジを相対
的に位置決めしている。なお、図中の５２はヘッドケー
ス、５３は電気基板を示す。あるいは、図５に示すよう
に、インク液滴を吐出する複数のノズル孔を有する記録
ヘッド５４をアルミニウムのベース基板５５上に接着剤
を介して固定したものを複数個、相対的に位置決めして
いる。なお、図中の５７は記録ヘッドユニット、５６は
ヘッドケースである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】昨今のプリンタユーザ
ーは、低価格、高画質を強く要求している。低価格であ
るインクジェットプリンタに対しても電子写真方式のプ
リンタと同等レベルの印字品位を求めているため、イン
クジェットプリンタメーカーは１インチ当たりの印字点
（ドット）の数、いわゆるＤＰＩを３００〜３６０ＤＰ
Ｉから６００〜７２０ＤＰＩへと倍加させ、印字品位を
向上させている。このように印字品位を向上させるため
には吐出したインク液滴を正確に所定の位置に着弾させ
る精度、つまり着弾精度の向上を図らねばならない。特
にカラーインクジェットプリンタの場合は、シアン、マ
ゼンタ、イエローといった複数の色を重ね合わせて所望
の色を構成するため、複数の記録ヘッドの相対的な着弾
精度が重要である。

【０００９】しかし、従来のカラーインクジェットプリ
ンタはインク液滴を吐出する複数のノズル孔を有する記
録ヘッドを直接成型材料に固定する構造であるために、
成型材料の樹脂ひけ等による平行度や平面度といった精
度や、バリなどの不具合項目が記録ヘッドの位置精度に
直接影響を与え、着弾精度が低下する。またインク液滴
を吐出する複数のノズル孔を有する記録ヘッドをアルミ
ニウムのベース基板上に接着剤を介して固定したもの
（記録ヘッドユニット）を複数個、相対的に位置決めす
る構造では、個々の記録ヘッドユニットをＸ、Ｙ、Ｚ方
向の三次元で相対的に位置決めをしなければならず、複
雑な設備や、多大なる工数を必要とするという問題点を
有していた。

【００１０】本発明は前記問題に留意し、複数の記録ヘ
ッドの相対位置を容易に、かつ、高精度に出すことがで
き、高品質のカラーインクジェット記録装置を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、インクを吐出するノズル列群を有する複
数の記録ヘッドをベース基板に相対的に位置決めし、前
記記録ヘッドとインク流路が形成されたインク供給部材
との間に間隙を設け、前記間隙の一部が少なくとも硬化
前は弾性を有する樹脂、あるいはＯリング等の弾性部材
によりシールされたカラーインクジェット記録装置の構
成とする。

【００１２】また、インクを吐出するノズル列群を有す
る複数の記録ヘッドのうち、少なくとも１つの記録ヘッ
ドをベース基板に設けられた位置決め孔に対し相対的に
位置決めし、位置決めピンに対し所定の位置にインク流
路が形成されたインク供給部材との位置決めを、前記ベ
ース基板の位置決め孔に前記インク供給部材の位置決め
ピンを挿入したカラーインクジェット記録装置の構成と
する。

【００１３】

【作用】このような構成により、複数の記録ヘッドの相
対位置を容易に、かつ高精度に出すことができ、高印字
品位のカラーインクジェット記録装置を提供することが
できる。しかも、インク流路が形成されたインク供給部
材に記録ヘッドを直接固定しないために、インク供給部
材には高寸法精度を必要とせず、安価なカラーインクジ
ェット記録装置を提供することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施例のカラーインクジ
ェット記録装置の概略斜視図である。図１に示すよう
に、キャリッジ１はシャフト２に案内されてプラテン３
の長手方向に往復動するようになっている。キャリッジ
１には記録ヘッド４（図示せず）を保持固定したヘッド
部４０が着脱自在に取りつけてあり、記録ヘッド４の各
色に対応して、インクタンク６（６ＢＫ、６Ｃ、６Ｍ、
６Ｙ）が装着、固定されている。インクタンク６（６Ｂ
Ｋ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｙ）には、たとえばブラック、シア
ン、マゼンタ、イエローの各色のインクが貯留されてお
り、必要に応じて記録ヘッド４に供給される。

【００１６】図２は本発明の一実施例のカラーインクジ
ェット記録装置のヘッド部４０を示す概略斜視図であ
る。図示のようにヘッド部４０は、インク流路（図示せ
ず）を形成したインク供給部材４１と、電気回路を形成
したフレキシブルパターンケーブル（以下ＦＰＣとい
う）に複数の記録ヘッド４等が取り付けられた電気基板
アッセイ４２から構成されている。各記録ヘッド４の前
面には、ノズル板５が各々設けられ、各ノズル板５には
複数個のノズル孔５ａが形成されている。記録ヘッド４
の内部には、ヒーターあるいは電極等のインク加熱手段
が設けられており、画像データに基づいてインク加熱手
段を駆動することによりインク内に気泡を発生させ、そ
の気泡の体積膨脹によりその前面に設けたノズル孔５ａ
からインク滴を飛翔させ、記録媒体上にインクのドット
パターンからなる画像を形成していく。インク供給部材
４１は成型加工が容易で、比較的安価なポリスチレン、
ＡＢＳ樹脂等で成型されている。インク供給部材４１の
後部にはインクタンク６との接合を行うジョイント部４
３が形成され、その先端部にはごみや気泡をトラップす
るためのフィルター（図示せず）が取りつけられてい
る。フィルターはろ過粒度を約１０ミクロン程度にする
ために、ステンレスの極細線材で複雑にあみ込まれてい
る。フィルターとインク供給部材４１の接着には、超音
波による振動摩擦熱で成型材料を溶融して接着する超音
波溶着が用いられる。

【００１７】図３（ａ）は本発明の一実施例のカラーイ
ンクジェット記録装置のヘッド部４０の電気基板アッセ
イ４２の斜視図である。また図３（ｂ）は図３（ａ）に
示すカラーインクジェット記録装置のヘッド部のＡ−Ａ
断面図である。図示のように電気基板アッセイ４２の上
面はポリイミドシート上に銅箔をエッチングにより形成
したＦＰＣ４２ａで形成され、下面にはアルミニウムを
プレス加工したベース基板４４が熱硬化型エポキシ樹脂
等により接着固定されている。ＦＰＣ４２ａとベース基
板４４の４箇所には同じ位置に穴部４５が形成され、ベ
ース基板４４の穴はハーフプレスにより段加工が施され
てハーフプレス部４５ａとしている。この各穴部４５に
それぞれ記録ヘッド４を落としこみ、４個の記録ヘッド
４を相対的に位置決めする。その際、Ｚ方向はベース基
板４４のハーフプレス部４５ａに当接することにより一
義的に決定されるので、相対的な位置決めはＸ方向、Ｙ
方向の２方向でよく、ベース基板４４に設けられた基準
穴４７に対して、容易に高精度で位置決めが可能であ
る。また穴部４５はベース基板４４よりＦＰＣ４２ａの
方が大きく打ち抜かれており、したがってベース基板４
４が露出し、その上に直接ドライバーＩＣ４６が位置決
め固定されている。記録ヘッド４の駆動によりドライバ
ーＩＣ４６が発熱しても、放熱効果が高いアルミニウム
で構成されたベース基板４４にドライバーＩＣ４６が接
触しているため、発熱を所望の温度以下に抑制すること
ができる。

【００１８】以上のようにベース基板４４上に位置決め
された記録ヘッド４およびドライバーＩＣ４６を電気的
に結線するために、金線またはアルミニウム線によりワ
イヤーボンディングされる。記録ヘッド４およびドライ
バーＩＣ４６が同じベース基板４４に対して位置決めさ
れているためにＺ方向の基準がすべて同一で有り、ま
た、ワイヤーボンディング工程時点では、インク供給部
材４１が取り付けられていないために、剛体であるベー
ス基板４４がワイヤーボンディングツールの超音波振動
を受けることになり、振動吸収率が小さく、ワイヤーボ
ンディングの良品率が飛躍的に向上する。

【００１９】さらに、ワイヤーボンディング工程時点で
インク供給部材４１が取り付けられていないために治工
具を非常に小型で簡単なものにすることができる。

【００２０】記録ヘッド４およびドライバーＩＣ４６を
ワイヤーボンディングした後、ワイヤーおよびパッド部
を機械的、化学的な負荷から保護するためにエポキシ樹
脂や紫外線硬化型樹脂等で封止する。

【００２１】次に、このようにして完成した電気基板ア
ッセイ４２をベース基板４４に設けられた基準穴４７に
インク供給部材４１の基準ピン４８を挿入することによ
り、インク供給部材４１に位置決め、固定する。記録ヘ
ッド４はベース基板４４の基準穴４７に対して位置決め
されており、またインク流路４９は基準ピン４８に対し
て成型されているために基準穴４７と基準ピン４８を挿
入させることにより、一義的に記録ヘッド４とインク流
路４９を位置決めすることができる。

【００２２】電気基板アッセイ４２とインク供給部材４
１の取り付けの際、ベース基板４４の下面とインク供給
部材４１の上面が当接し、記録ヘッド４とインク供給部
材４１の間には５０ミクロンから１５０ミクロン程度の
間隙を発生させるように設計されている。この間隙を設
けることによりインク供給部材４１の寸法精度、特に成
型加工につきものの樹脂ひけやバリによる平面度、平行
度の不具合項目に記録ヘッド４の位置精度が全く影響さ
れない。

【００２３】なお、電気基板アッセイ４２とインク供給
部材４１の取り付け前に、インク供給部材４１の所定の
位置に硬化前は弾性を有するエポキシ樹脂５０を所定量
塗布しておくことにより、電気基板アッセイ４２とイン
ク供給部材４１の取り付け後、記録ヘッド４とインク供
給部材４１の間隙部分がシールされ、インク漏れは発生
しない。また、エポキシ樹脂５０の代わりに所定のゴム
硬度を有したＯリングを配設しても同様の効果を得るこ
とができる。

【００２４】このようにして完成した記録ヘッド部４０
は、各記録ヘッド４がＸ、Ｙ、Ｚの３次元的に相対位置
合わせが完了しているために、各記録ヘッド４のノズル
孔５ａから記録媒体の所望の位置に正確にドットを形成
させることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上の実施例の説明より明らかなよう
に、本発明は複数の記録ヘッドをベース基板に相対的に
位置決めし、記録ヘッドとインク供給部材との間に間隙
を設け、その間隙には少なくとも硬化前は弾性を有する
樹脂、またはＯリング等の弾性部材を配設してシールす
る構成としたことにより、安価で、高着弾精度による高
印字品位を有するカラー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】本発明の一実施例のカラーインクジェット記録
装置の概略斜視図

【図２】本発明の一実施例のカラーインクジェット記録
装置のヘッド部の概略斜視図

【図３】（ａ）は本発明の一実施例のカラーインクジェ
ット記録装置のヘッド部の電気基板アッセイの斜視図（ｂ）は図３（ａ）に示すカラーインクジェット記録装
置のヘッド部のＡ−Ａ断面図

【図４】従来のカラーインクジェット記録装置のヘッド
部の概略分解斜視図

【図５】従来の他の例のカラーインクジェット記録装置
のヘッド部の概略分解斜視図

【符号の説明】

１キャリッジ２シャフト３プラテン４記録ヘッド５ノズル板５ａノズル孔６インクタンク４０ヘッド部４１インク供給部材４２電気基板アッセイ４２ａＦＰＣ４３ジョイント部４４ベース基板４５穴部４５ａハーフプレス部４６ドライバーＩＣ４７基準穴４８基準ピン４９インク流路５０エポキシ樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出するノズル列群を有する複数
の記録ヘッドをベース基板に相対的に位置決めし、前記
記録ヘッドとインク流路が形成されたインク供給部材と
の間に間隙を設け、前記間隙の一部を少なくとも硬化前
は弾性を有する樹脂によりシールしたことを特徴とする
カラーインクジェット記録装置。
【請求項２】インクを吐出するノズル列群を有する複数
の記録ヘッドをベース基板に相対的に位置決めし、前記
記録ヘッドとインク流路が形成されたインク供給部材と
の間に間隙を設け、前記間隙をＯリング等の弾性部材に
よりシールしたことを特徴とするカラーインクジェット
記録装置。
【請求項３】インクを吐出するノズル列群を有する複数
の記録ヘッドのうち、少なくとも１つの記録ヘッドをベ
ース基板に設けられた位置決め孔に対し相対的に位置決
めし、位置決めピンに対し所定の位置にインク流路が形
成されたインク供給部材との位置決めを、前記ベース基
板の位置決め孔に前記インク供給部材の前記位置決めピ
ンが挿入されることにより成されたことを特徴とするカ
ラーインクジェット記録装置。
【請求項４】インクを吐出するノズル列群を有する複数
の記録ヘッドを同一基準面に相対的に位置決めしたベー
ス基板を、インク流路が形成されたインク供給部材に固
定したことを特徴とする請求項１または２または３記載
のカラーインクジェット記録装置。
【請求項５】記録ヘッドはベース基板のハーフプレスま
たは切削加工等により段付き加工を施した面に相対的に
位置決めされたことを特徴とする請求項１または２また
は３記載のカラーインクジェット記録装置。
【請求項６】ベース基板はアルミニウム等の熱伝導率が
大きい、いわゆる放熱を目的とした材質であることを特
徴とする請求項１または２または３記載のカラーインク
ジェット記録装置。