(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に列状の複数個のノズル、この各ノズル毎の圧力室及び、前記各圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与するアクチュエータとからなるフロントヘッドユニットを、インク供給源から前記フロントヘッドユニットにインクを供給するインク供給通路を備えた本体フレームに固着してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、
前記本体フレームの底板には、前記フロントヘッドユニットの裏面に設けたインクの供給孔と対面するように、前記インク供給通路の開口部を形成し、該開口部の外周の嵌合溝に嵌合したパッキンと、該パッキンの外周側の嵌合溝に充填したシール剤とにより、前記開口部と供給孔との隙間を封止したことを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
【請求項２】
前記シール剤は、前記フロントヘッドユニットによる前記パッキンへの押圧により、前記嵌合溝から溢れ出て前記フロントヘッドユニットと本体フレームとの間に達するように、前記嵌合溝に充填されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記嵌合溝を前記開口部毎に形成し、該各嵌合溝毎にパッキンが装着されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項４】
前記嵌合溝は、複数の開口部の外周を囲繞するように形成され、該各嵌合溝毎にパッキンが装着されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項５】
前記開口部もしくは前記供給孔には、塵濾過用のフィルタを配置させたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項６】
前面に列状の複数個のノズル、この各ノズル毎の圧力室及び、前記各圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与するアクチュエータとからなるフロントヘッドユニットを、インク供給源から前記フロントヘッドユニットにインクを供給するインク供給通路を備えた本体フレームに固着してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、
前記本体フレームの底板には、前記フロントヘッドユニットの裏面に設けたインクの供給孔と対面するように、前記インク供給通路の開口部を形成し、該開口部の外周の嵌合溝にパッキンを嵌合し、該パッキンの外周側の嵌合溝にシール剤を充填した後、前記フロントヘッドユニットの裏面を本体フレーム側へ押圧することにより前記パッキンを押し、前記嵌合溝内の前記シール剤が溢れ出て前記フロントヘッドユニットと本体フレームとの間に達した状態で、前記フロントヘッドユニットを本体フレームに固着したことを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記フィルタヘッドユニットにおける供給孔を覆うように予めフィルタを貼着したことを特徴とする請求項６に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記本体フレームの底板には、前記複数のフロントヘッドユニットの裏面を並列状に支持するための支持部と、該フロントヘッドユニットの裏面の複数箇所が露出する空所とを設けておき、
前記嵌合溝にパッキンを嵌合し、該パッキンの外周側の嵌合溝にシール剤を充填した後、
前記複数のフロントヘッドユニットを相互に位置決めして配置し、該複数のフロントヘッドユニットの裏面に前記支持部を対向配置し、前記空所から充填した接着剤にて、前記複数のフロントヘッドユニットを前記支持部に固定することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電式等のインクジェットプリンタヘッドの構成に係り、より詳しくは、ノズル及びアクチュエータを備えたフロントヘッドユニットと、インク供給通路を備えた本体フレームとの間のインクの漏れのないようにした構造及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術のオンディマンド型の圧電式のインクジェットプリンタヘッドにおいては、例えば、特開平８−２７６５８６号公報に記載されているように、積層型のフロントヘッドユニットは、多数のノズルを備えたノズルプレートと、その背面に接着剤にて積層され、インク供給タンクに連通するリザーバ室と前記ノズルの孔径より大径の第１通孔を有するスペーサプレートと、該スペーサプレートの背面に接着され、前記リザーバ室と連通するオリフィスと前記第１通孔に連通する第２通孔を有するインク供給プレートと、該インク供給プレートの背面に接着された補強プレート及び圧力室を構成するための圧力室プレートと、前記圧力室の背面に接着した圧電振動板とから構成されている。他方、合成樹脂製のヘッドケースの凹部内の底部には、インクカートリッジからのインクが前記フロントヘッドユニットにおける複数のインク供給口に流入させる接続口が形成されており、該接続口の先端は、前記複数のインク供給口を囲み、且つそれより外側の底部の面より若干突出した縁部が形成されている。
【０００３】
このフロントヘッドユニットを、前記ヘッドケースの下面の凹所内に接着剤にて固定する。その場合、前記縁部より外側の底部の面に接着剤を塗布してから前記凹部内にフロントヘッドユニットを挿入するという構成であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来の構成では、ヘッドケースが合成樹脂製の射出成形品であるとしても、フロントヘッドユニットの外周形状に合わせた凹部を正確に形成することができず、また、前記接続口の先端の縁部の高さの平坦度等の精度も高くないから、凹部の内壁面に接着剤を塗布してからフロントヘッドユニットを挿入すると、前記縁部とフロントヘッドユニットの裏面との隙間に介在する接着剤に流通するインクが接触することになる。このため、インクの成分と接着剤の成分との関係から、インク中に粘着性の粒子が分散してフロントヘッドユニットのノズルを詰まらせたり、逆にインクが前記接着剤を侵し、また接着剤中に巻き込まれた気泡のために前記隙間から気泡を介して外にインク漏れを起こすという、いわゆるシール性が低下するという問題があった。
【０００５】
また、前記隙間から接続口内方向に接着剤が漏れて、インク供給口もしくはインク供給口に張設したフィルタの有効面積が接着剤にて狭くなるという問題もあった。
【０００６】
この問題を避けるため、前記接続口とインク供給口との間にオーリングを介挿し、フロントヘッドユニットをヘッドケースにビス止めするという構成も考えられるが、ビス止めの箇所を多くすることができず、且つ各ビス止め箇所ごとの締結力にバラツキが出るため、前記シール性に問題があり、且つビスの頭が厚さの薄いフロントヘッドユニットの前面に突出するという問題もあった。
【０００７】
さらに、前記前者の場合には、前記接続口のシールとフロントヘッドユニットのヘッドケースへの固定とを一種類の接着剤にて一度に実行しようとするものであるからフロントヘッドユニットのノズルの向きをヘッドケースの下面と直交する方向に正確に合わせることも困難であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解消したインクジェットプリンタヘッド及びその製造方法を提供することを技術的課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため、請求項１に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドは、前面に列状の複数個のノズル、この各ノズル毎の圧力室及び、前記各圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与するアクチュエータとからなるフロントヘッドユニットを、インク供給源から前記フロントヘッドユニットにインクを供給するインク供給通路を備えた本体フレームに固着してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記本体フレームの底板には、前記フロントヘッドユニットの裏面に設けたインクの供給孔と対面するように、前記インク供給通路の開口部を形成し、該開口部の外周の嵌合溝に嵌合したパッキンと、該パッキンの外周側の嵌合溝に充填したシール剤とにより、前記開口部と供給孔との隙間を封止したものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記シール剤は、前記フロントヘッドユニットによる前記パッキンへの押圧により、前記嵌合溝から溢れ出て前記フロントヘッドユニットと本体フレームとの間に達するように、前記嵌合溝に充填されているものである。
【００１１】
そして、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記嵌合溝を前記開口部毎に形成し、該各嵌合溝毎にパッキンが装着されているものである。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記嵌合溝は、複数の開口部の外周を囲繞するように形成され、該各嵌合溝毎にパッキンが装着されているものである。
【００１３】
そして、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記開口部もしくは前記供給孔には、塵濾過用のフィルタを配置させたものである。
【００１４】
請求項６に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、前面に列状の複数個のノズル、この各ノズル毎の圧力室及び、前記各圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与するアクチュエータとからなるフロントヘッドユニットを、インク供給源から前記フロントヘッドユニットにインクを供給するインク供給通路を備えた本体フレームに固着してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記本体フレームの底板には、前記フロントヘッドユニットの裏面に設けたインクの供給孔と対面するように、前記インク供給通路の開口部を形成し、該開口部の外周の嵌合溝にパッキンを嵌合し、該パッキンの外周側の嵌合溝にシール剤を充填した後、前記フロントヘッドユニットの裏面を本体フレーム側へ押圧することにより前記パッキンを押し、前記嵌合溝内の前記シール剤が溢れ出て前記フロントヘッドユニットと本体フレームとの間に達した状態で、前記フロントヘッドユニットを本体フレームに固着したことを特徴とするものである。
【００１５】
そして、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記フィルタヘッドユニットにおける供給孔を覆うように予めフィルタを貼着したことを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記本体フレームの底板には、前記複数のフロントヘッドユニットの裏面を並列状に支持するための支持部と、該フロントヘッドユニットの裏面の複数箇所が露出する空所とを設けておき、前記嵌合溝にパッキンを嵌合し、該パッキンの外周側の嵌合溝にシール剤を充填した後、前記複数のフロントヘッドユニットを相互に位置決めして配置し、該複数のフロントヘッドユニットの裏面に前記支持部を対向配置し、前記空所から充填した接着剤にて、前記複数のフロントヘッドユニットを前記支持部に固定することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。図１、図２及び図３は、本発明の実施の形態による圧電式インクジェットプリンタヘッドの斜視図を示し、図４は本体フレーム１の下面図、図６はインク流通路のシール部の封止作業を示す図である。
【００１８】
これらの図において、記録媒体に沿って走行する公知のキャリッジ（図示しない）に搭載される本体フレーム１は、ポリプロエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂材の射出形成品から上面開放の略箱状に形成されており、その上方からインク供給源としての４つのインクカートリッジ（図示せず）を着脱自在に装着できる搭載部３を有し、該搭載部３の一側部位３ａには、前記各インクカートリッジ２のインク放出部（図示せず）に接続できるインク供給通路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが本体フレーム１の底板５の下面まで連通している。
【００１９】
前記底板５は、前記搭載部３から一段下に突出するようにして水平状に形成され、該底板５の下面側には、後に詳述するフロントヘッドユニット６を２つ並列させて配置するための２つの支持部８、８を段付き状に形成する。該各支持部８に隣接した部位には、図２、図４及び図５に示すように、前記各インク供給通路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに連通する開口部５０，５０，５０，５０が設けられ、その各開口部５０毎の外周を囲繞するように環状の嵌合溝４６が凹み形成されている。但し、隣接する開口部の配置間隔の短い箇所では、図５に示すように隣接する嵌合溝４６、４６との間が連通して平面視８字状に形成しても良い。
【００２０】
そして、前記各嵌合溝４６に、軟質のゴム製等のシール性の良好なリング状のパッキン４７を嵌合する（図５参照）。その場合、パッキン４７の内周面４７ａが前記各嵌合溝４６の内周壁４６ａに密接するように（いわゆるしまり嵌めとなるように）、パッキン４７の内径寸法Ｄ１が予め設定されている。
【００２１】
また、前記底板５の各支持部８、８には、速硬化性の接着剤としてのＵＶ接着剤７にてフロントヘッドユニット６を固定するための複数の空所９ａ，９ｂが上下に貫通するように形成されている。
【００２２】
そして、図２、図７〜図１０に示すように、複数の空所９ａ，９ｂは、一つのフロントヘッドユニット６に対してその四隅近傍を固定する箇所に形成されているものであり、実施形態では、前記２つの支持部８、８のうち一辺（実施形態では長辺）が隣接する箇所においては、並設する２つのフロントヘッドユニット６、６の裏面に跨がるように、空所９ａ，９ａを広幅に形成する。
【００２３】
なお、前記搭載部３の一側部位３ａの上面には、前記インク放出部と密接できるようにしたゴム製等のパッキング５３（図３参照）が配置されている。
【００２４】
フロントヘッドユニット６は、図１３に示すように、複数枚の金属板製の積層型のキャビティープレート１０と、該キャビティプレート１０に対して接着剤または接着シート４１（図１７参照）を介して接着・積層されるプレート型の圧電アクチュエータ２０と、その上面に外部機器との電気的接続のために、フレキシブルフラットケーブル４０が接着剤にて重ね接合されて構成されており、最下層のキャビティープレート１０の下面（前面）側に開口されたノズル５４から下向きにインクが吐出するものとする。
【００２５】
さらに、フロントヘッドユニット６の前面（下面）に沿って、弾性のある薄金属板製のカバープレート４４が固着されている。カバープレート４４は、中央部分においてノズル５４に対応する孔４４ａを有し、両端において底板５の下面側から本体フレーム１の側面に沿って折曲部分４４ｂ，４４ｃが形成され、一方の折曲部分４４ｂで、フレキシブルフラットケーブル４０の中途部の下面側を覆うようにしている。
【００２６】
カバープレート４４の外周は、本体フレーム１に対してシリコーン接着剤等のシール剤４５で封止固定されている。すなわち、カバープレート４４の左右両側縁と底板５の左右両側に立ち上がったリブ５ａとの間、およびカバープレート４４の他方の折曲部分４４ｃの先端と本体フレーム１の側面との間に沿って、ほぼＵ字状にシール剤４５が充填され（図１０、図１１参照）、また、一方の折曲部分４４ｂの内面とフレキシブルフラットケーブル４０との間およびそのケーブル４０と本体フレーム１の側面との間にそれぞれシール剤４５が充填されている（図１０参照）。カバープレート４４の孔４４ａの内周とフロントヘッドユニット６の前面との間は、カバープレート４４とフロントヘッドユニット６とを接着する接着剤によって封止される。これにより、２個のフロントヘッドユニット６の間は、カバープレート４４によって塞がれ、かつ本体フレーム１とフロントヘッドユニット６の外周との間は、カバープレート４４およびシール剤４５を介して封止されて、本体フレーム１とフロントヘッドユニット６との隙間９ｃにインクや、紙粉、埃等が侵入することを防止でき、圧電アクチュエータ２０とフレキシブルフラットケーブル４０との電気的接続箇所の電気的短絡事故が防止できるのである。また、一方の折曲部分４４ｂにより、フレキシブルフラットケーブル４０の引き出し方向を案内できるとともに、そのケーブル４０の保護もできる。
【００２７】
また、後述するように、フロントヘッドユニット６の裏面側であって、最上層のベースプレート１４の一端部に穿設された供給孔１９ａの上面には、その上方のインクカートリッジから供給されるインク中の塵除去のためのフィルタ２９が予め接着剤にて固定されている（図６（ａ）参照）。
【００２８】
次に、前記フロントヘッドユニット６を本体フレーム１の底板５の支持部８に接着・固定する方法について説明する。
【００２９】
まず、図示しない治具に、カバープレート４４をその前面を下向きにして置き、前記２つのフロントヘッドユニット６，６を、そのノズル５４をカバープレート４４の孔４４ａに対応させ、かつノズル５４の開放面（キャビティプレート１０の下面（前面））を下向きにして、当該両ノズル５４の列が平行状で所定間隔に配置されるように、フロントヘッドユニット６をカバープレート４４上に接着剤を介在して載せる。これにより、２つのフロントヘッドユニット６，６の下面（前面）がほぼ正確に同一平面上に配置できる。このとき接着剤は、フロントヘッドユニット６をすぐにカバープレート４４に固定するものである必要はなく、以下の工程中に徐々に硬化するものであってもよい。
【００３０】
一方、図６（ａ）に示すように、本体フレーム１を支持部８が上向きとなるように配置し、前記各嵌合溝４６にゴム製等のパッキン４７を押し込み、当該パッキン４７の高さの略半分乃至三分の一が底板５の下面より下に突出するようにしておき、次いで、シリコーン樹脂等の接着剤（シール剤）４８を各嵌合溝４６内に充填する。その後、フロントヘッドユニット６，６の上方から本体フレーム１を被せる。そのとき、各支持部８の段付きの凹部内に前記各フロントヘッドユニット６が収納されるようにセットすると、底板５のリブ５ａの下縁はカバープレート４４の下面とほぼ同一平面をなす状態に保持される。また、そのとき、前記各パッキン４７の先端が、前述のフロントヘッドユニット６の裏面のうち、前記フィルタ２９のうちの濾過部２９ａ（インク供給孔１９ａに相当）よりも外周箇所に当接するようにセットする。なお、本体フレーム１をフロントヘッドユニット６，６に被せつけるとき、シール剤４８は自身の粘性により嵌合溝４６内に保持され、落ちてくることはない。またフロントヘッドユニット６，６を図示しない治具に保持したまま、本体フレーム１上に被せつけるようにして組み付けることもできる。次いで、フロントヘッドユニット６と本体フレーム１との一方または双方を相互に押さえ込むと、各パッキン４７の内周面４７ａが前記各嵌合溝４６の内周壁４６ａに密接した状態で、且つパッキン４７の先端がインク供給孔１９ａより外周を囲むようにフィルタ２９の外周部に密接しながら、当該各パッキン４７は嵌合溝４６内に沈み込む。そうすると、嵌合溝４６内のシール剤４８が当該嵌合溝４６のうちパッキン４７より外側へ溢れ出るが、前記パッキン４７の先端は前以ってフィルタ２９の表面に密接しているので、シール剤４８は、パッキン４７の内径部には浸入し得ず、パッキン４７の外周部位においてフロントヘッドユニット６の裏面に接着して確実にシールすることができる。従って、パッキン４７とその外周のシール剤４８との二重のシール部が構成される結果、各フロントヘッドユニット６における供給孔１９ａより外周の裏面とパッキン４７との当接部（接合部）からインクが確実に外に漏れ出さないようにすると共に、インクが前記開口部５０から供給孔１９ａに流通する間において、シール剤４８との接触がパッキン４７の箇所で確実に遮断され、インクの成分とシール剤４８の成分との化学反応等にてインク中にノズル５４に詰まる粒子が発生したり、逆にシール剤４８が侵されてシール性が劣化するという問題も無くなるのである。
【００３１】
前記嵌合溝４６は、各開口部５０の単独の外周毎に設けても良い。また、隣接する複数の供給孔１９ａを同じ色のインクとして使用する場合には、これらの隣接する供給孔１９ａ、１９ａ（開口部５０、５０）をまとめて囲むような例えば平面視楕円状の嵌合溝を形成し、この嵌合溝に嵌まる楕円状のパッキン（図示せず）にて前記複数の供給孔１９ａ、１９ａ（開口部５０、５０）をまとめてシールするようにしても良い。さらに、嵌合溝４６の内周壁４６ａを、先端側から嵌合溝の底に向かって抜き勾配を形成しても良い。
【００３２】
次いで、本体フレーム１の上面側から前記各空所９ａ，９ｂに速硬化性の接着剤としての変性アクリル樹脂系接着剤の粘性のあるＵＶ接着剤７を落とし込み充填し、次いで、本体フレーム１上から前記各空所９ａ，９ｂに向かって紫外線を照射する。すると、ＵＶ接着剤７は短時間（数十秒以内）で固化するのである。
【００３３】
このとき、フロントヘッドユニット６の厚さ寸法Ｈ１ａを、前記キャビティプレート１０の前面からフレキシブルフラットケーブル４０の裏面までの厚さとし、カバープレート４４の厚さ寸法をＨ１ｂとするときには、前記段付き状の各支持部８の深さ寸法Ｈ２は、Ｈ１ａ＋Ｈ１ｂより若干深く設定すると（図７参照）、各支持部８とフレキシブルフラットケーブル４０や圧電アクチュエータ２０、さらにはキャビティプレート１０の上面（裏面）との間に若干の隙間９ｃができ、この隙間９ｃに前記ＵＶ接着剤７が浸入した状態で秒単位で固化するから、本体フレーム１でフロントヘッドユニット６のいずれの箇所も押さえ付ける余分な外力が作用しない状態の元で両者を固定することができる。なお、カバープレート４４は，２つのフロントヘッドユニット６，６を不動に保持するなどの剛性はない。したがって、キャビティプレート１０の前面が治具の面と平行状を保ち、換言すると、ノズル５４の軸線（インクの噴射方向に対応する）を治具の表面に対して直交する方向に正確に設定でき、かつ２つのフロントヘッドユニット６，６のノズル列の相互の関係も正確に維持できる。
【００３４】
また、前記凹所９ａ，９ｂを例えば、平面視矩形状のフロントヘッドユニット６の四隅近傍に配置することにより、ＵＶ接着剤７の固化時に、当該接着剤の収縮歪みに伴うフロントヘッドユニット６の位置ずれを極力少なくすることができる。
【００３５】
フロントヘッドユニット６の四隅近傍を固化することで、後にインクジェットヘッドをプリンタに搭載した状態での不使用時に、ノズル部分の乾燥を防止すべくゴム製等のキャップでキャビティプレート１０の前面を密接すべく押圧したときに当該キャビティプレート１０の平面が歪むような変形が起こり難くなるという利点を有する。
【００３６】
さらに、図４、図７及び図９に示すように、並列させたフロントヘッドユニット６、６の隣接する辺に跨がって空所９ａが広幅で形成されていると、１箇所の空所９ａにＵＶ接着剤７を充填し、紫外線照射で、２つのユニット６、６を一度に固化でき、作業速度の短縮及び製造効率の大幅向上に寄与できる。
【００３７】
なお、速硬化性の接着剤としては、前記ＵＶ接着剤７と成分が類似する湿気硬化型接着剤等も使用できる。
【００３８】
その後、図１０、図１１に示すように、カバープレート４４の左右両側縁とリブ５ａとの間、およびカバープレート４４の折曲部分４４ｃの先端と本体フレーム１の側面との間にシール剤４５を塗布する。なお、フレキシブルフラットケーブル４０と本体フレーム１との間、フレキシブルフラットケーブル４０とカバープレート４４との間、およびカバープレート４４における折曲部分４４ｃのコーナ部と本体フレーム１との間には、フロントヘッドユニット６に本体フレーム１を被せつける前に、シール剤４５をあらかじめ塗布しておく。これにより、前記隙間９ｃの外周を完全に封止することができ、外部からインクや、紙粉、埃等が侵入することを防止できるのである。
【００３９】
次に、フロントヘッドユニット６の各構成部品の詳細について説明する。前記キャビティープレート１０は、図１２〜図１５、図１７に示すように構成されている。すなわち、ノズルプレート４３、下層プレート１１、二枚のマニホールドプレート１２、スペーサプレート１３及びベースプレート１４の五枚の薄い金属板をそれぞれ接着剤にて重ね接合して積層した構造であり、実施形態では、ノズルプレート４３を除く各プレートは、４２％ニッケル合金鋼板製で、５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さを有する。前記ノズルプレート４３には、微小径（実施形態では２５μｍ程度）の多数個のインク噴出用のノズル５４が、当該ノズルプレート４３における第１の方向（長辺方向）に沿って２列の千鳥配列状に設けられている。それに対応する連通孔１５が下層プレート１１の前記第１の方向に延びる２つの平行状の基準線１１ａ、１１ｂに沿って、微小ピッチＰの間隔で千鳥状配列に穿設されている。前記二枚のマニホールドプレート１２には、インク通路１２ａ、１２ｂが、前記連通孔１５の列の両側に沿って延びるように穿設されている。但し、下層プレート１１に対面する下側のマニホールドプレート１２におけるインク通路１２ｂは、当該マニホールドプレート１２の上側にのみ開放するように凹み形成されている（図１５参照）。このインク通路１２ａ、１２ｂは、上側のマニホールドプレート１２に対する前記スペーサプレート１３の積層により密閉される構造になっている。
【００４０】
また、前記ベースプレート１４には、その長辺（前記第１の方向）に沿う中心線に対して直交する第２の方向（短辺方向）に延びる細幅の圧力室１６の多数個が穿設されている。そして、前記中心線を挟んで左右両側にて平行状の長手基準線１４ａ、１４ｂを設定すると、前記中心線より左側の圧力室１６の先端１６ａは前記左側の長手基準線１４ａ上に位置し、逆に前記長手中心線より右側の圧力室１６の先端１６ａは前記右側の長手基準線１４ｂ上に位置し、且つこの左右の圧力室１６の先端１６ａが交互に配置されているので、左右両側の圧力室１６は一つおきに互いに逆方向に延びるように交互に配置されていることになる。
【００４１】
この各圧力室１６の先端１６ａは、前記ノズルプレート４３における前記千鳥状配列のノズル５４に、前記スペーサプレート１３及び両マニホールドプレート１２に同じく千鳥状配列にて穿設されている微小径の貫通路１７、１７、１７及び連通孔１５を介して連通している。一方、前記各圧力室１６の他端１６ｂは、前記スペーサプレート１３における左右両側部位に穿設された貫通孔１８を介して、前記両マニホールドプレート１２におけるインク通路１２ａ、１２ｂに連通している。
【００４２】
前記各圧力室１６の他端１６ｂは、図１５に示すように、ベースプレート１４の下面側にのみ開口するように凹み形成されているものである。また、最上層のベースプレート１４の一端部に穿設された供給孔１９ａの上面には、その上方のインクカートリッジから供給されるインク中の塵除去のためのフィルタ２９が張設されている。
【００４３】
これにより、前記前記ベースプレート１４及びスペーサプレート１３の一端部に穿設の供給孔１９ａ，１９ｂから前記インク通路１２ａ、１２ｂ内に流入したインクは、このインク通路１２ａから前記各貫通孔１８を通って前記各圧力室１６内に分配されたのち、この各圧力室１６内から前記貫通路１７、１７、１７及び連通孔１５を通って、当該圧力室１６に対応するノズル５４に至るという構成になっている（図１７参照）。
【００４４】
一方、前記圧電アクチュエータ２０は、図１２、図１３及び図１６に示すように、９枚の圧電シート２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２２，２３を積層した構造で、前記各圧電シートのうち最下段の圧電シート２２とそれから上方へ数えて奇数番目の圧電シート２１ｂ，２１ｄ，２１ｆの上面（広幅面）には、前記キャビティープレート１０における各圧力室１６の箇所ごとに細幅の個別電極２４が、第１の方向（長辺方向）に沿って列状に形成され、各個別電極２４は前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って各圧電シートの長辺の端縁部近傍まで延びている。下から偶数段目の圧電シート２１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２１ｇの上面（広幅面）には、複数個の圧力室１６に対して共通のコモン電極２５が形成されている。
【００４５】
実施形態においては、前記各個別電極２４の幅寸法は対応する圧力室１６における平面視での広幅部より少し狭く設定されている。
【００４６】
他方、圧力室１６は前記のベースプレート１４の短辺の中央部側で、前記第１の方向（長辺）に沿って２列状に配列されているので、前記コモン電極２５は、その２列の圧力室１６、１６を一体的に覆うように、偶数段目の圧電シート２１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２１ｇの短辺方向の中央において長辺に沿って延びる平面視略矩形状に形成されると共に、該偶数段目の圧電シート２１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２１ｇの対の短辺の端縁部近傍では当該端縁部のほぼ全長にわたって延びる引出部２５ａ，２５ａが一体的に形成されている。
【００４７】
そして、前記偶数段目の圧電シート２１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２１ｇの対の長辺の端縁部近傍の表面であって、前記コモン電極２５が形成されていない箇所には、前記各個別電極２４と同じ上下位置（対応する位置）に、当該個別電極２４と略同じ幅寸法で長さの短いダミー個別電極２６を形成する。
【００４８】
他方、最下段の圧電シート２２とそれから上方へ数えて奇数番目の圧電シート２１ｂ，２１ｄ，２１ｆの上面（広幅面）のうち、前記引出部２５ａ，２５ａに対応する位置（同じ上下位置、圧電シートの対の短辺の端縁部近傍）には、ダミーコモン電極２７を形成するのである。
【００４９】
前記最上段のトップシート２３の上面には、その長辺の端縁部に沿って、前記各個別電極２４の各々に対する表面電極３０と、前記コモン電極２５に対する表面電極３１とが、設けられている。
【００５０】
さらに、前記最下段の圧電シート２２を除いて、他の全ての圧電シート２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇとトップシート２３とには、前記各表面電極３０と、それに対応する位置（同じ上下位置）の個別電極２４並びにダミー個別電極２６とが互いに連通するように、スルーホール３２を穿設する。同様に、前記少なくとも１つの表面電極３１（実施形態では、トップシート２３の４隅の位置の表面電極３１）と、それに対応する位置（同じ上下位置）のコモン電極２５乃至はその引出部２５ａが互いに連通するように、スルーホール３３を穿設し、スルーホール３２、３３内に充填された導電性材料を介して、各層の個別電極２４同士及びそれと対応する位置の表面電極３０とが電気的に接続されているように構成し、同じく、各層のコモン電極２５同士及びそれと対応する位置の表面電極３１とが電気的に接続されているように構成するものである。
【００５１】
前記した構成の圧電アクチュエータ２０は、以下に述べるような方法で製造される。即ち、前記一つの圧電アクチュエータ２０における圧電シート２１ｂ，２１ｄ，２１ｆの複数個をマトリックス状に並べて一体化してなる第１素材シート（セラミックグリーンシート）の表面のうち各圧電シートの箇所に、複数個の個別電極２４と、捨てパターンの電極としてのダミーコモン電極２７を設ける位置に対応して予めスルーホール３２を穿設する。同様に、圧電シート２１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２１ｇの複数個をマトリックス状に並べて一体化してなる第２素材シート（セラミックグリーンシート）の表面のうち各圧電シートの箇所に、複数個のコモン電極２５と、捨てパターンの電極としてのダミー個別電極２６を設ける位置に対応して予めスルーホール３３を穿設する。さらに、前記と同様に、トップシート２３の複数個をマトリックス状に並べて一体化してなる第３素材シート（セラミックグリーンシート）の表面のうちトップシート２３の箇所に、複数個の表面電極３０、３１を設ける位置に対してスルーホール３２、３３を穿設する。
【００５２】
そして、各圧電シート２１ｂ，２１ｄ，２１ｆ、２２の表面に個別電極２４及びダミーコモン電極２７を、圧電シート２１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２１ｇの表面にコモン電極２５及びダミー個別電極２６を、トップシート２３の表面に表面電極３０、３１の箇所を、それぞれ、導電ペーストのスクリーン印刷にて形成すると、前記各スルーホール３２、３３は、第１、第２素材シートの上下広幅面に貫通しているので、各スルーホール３２、３３内にも前記導電ペーストが浸入し、該各スルーホール３２、３３を介して各電極部分でシートの上下面で導電通可能となる。次いで、各グリーンシートを乾燥した後、積層し、次いで積層方向にプレスすることで一体化して、一枚の積層体にする。その後焼成する。
【００５３】
これにより、上下に積層された複数枚の圧電シート２１とトップシートとは上下同じ位置の前記個別電極２４及びダミー個別電極２６が表面電極３０の箇所と電気的に接続されるし、同じく上下複数枚のコモン電極２５及びダミーコモン電極２７が表面電極３１の箇所と電気的に接続されることになる。
【００５４】
なお、圧電アクチュエータ２０の厚さ方向の外周側面にて個別電極２４同士やコモン電極２５同士を電気的に接続するように、側面電極（図示せず）を形成しても良い。
【００５５】
そして、このような構成のプレート型の圧電アクチュエータ２０は、前記キャビティープレート１０に対して、当該圧電アクチュエータ２０における各個別電極２４が前記キャビティープレート１０における各圧力室１６の各々に対応するように積層固定される（図１７参照）。また、この圧電アクチュエータ２０における上側の表面には、前記フレキシブルフラットケーブル４０が重ね接着されることにより、このフレキシブルフラットケーブル４０における各種の配線パターン（図示せず）が、前記各表面電極３０、３１に電気的に接合される。
【００５６】
この構成において、前記圧電アクチュエータ２０における各個別電極２４のうち任意の個別電極２４と、コモン電極２５との間に電圧を印加することにより、圧電シート２１，２２のうち前記電圧を印加した個別電極２４の部分に圧電による積層方向の歪みが発生し、この歪みにて前記各個別電極２４に対応する圧力室１６の内容積が縮小されることにより、この圧力室１６内のインクが、ノズル５４から液滴状に噴出して（図１７参照）、所定の印字が行われる。
【００５７】
また、並列すべきフロントヘッドユニットは２〜４と任意に構成することができ、フロントヘッドユニットにおけるキャビティプレートは金属材料の他、セラミックス材であっても良い。さらに、本発明のインクジェットプリンタの駆動手段は、上記のプレート状の圧電アクチュエータ２０の他の形式であっても良いし、静電気により、圧力室の背面を覆う振動板を振動させてインクをノズル５４から吐出させる構成であっても良い。
【００５８】
また、本体フレーム１にインクカートリッジを搭載することなく、キャリッジ外のインクタンクからチューブを介してインク供給路４ａ〜４ｄにインクを供給するものであってもよい。さらに、シール剤４８，４５は、接着作用を有するものであってもよい。
【００５９】
【発明の作用・効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドは、前面に列状の複数個のノズル、この各ノズル毎の圧力室及び、前記各圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与するアクチュエータとからなるフロントヘッドユニットを、インク供給源から前記フロントヘッドユニットにインクを供給するインク供給通路を備えた本体フレームに固着してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記本体フレームの底板には、前記フロントヘッドユニットの裏面に設けたインクの供給孔と対面するように、前記インク供給通路の開口部を形成し、該開口部の外周の嵌合溝に嵌合したパッキンと、該パッキンの外周側の嵌合溝に充填したシール剤とにより、前記開口部と供給孔との隙間を封止したものである。
【００６０】
このように構成すれば、パッキンの先端が、フロントヘッドユニットの裏面のインクの供給孔の周囲を囲むように密接して、前記開口部とインクの供給孔との隙間を塞いだ状態で、該パッキンの外周側にシール剤が充填されるから、このシール剤がパッキンを越えてその内周側に浸入することがなく、前記供給孔の有効面積を狭めることがないし、インクとシール剤との接触による化学反応がなくなり、フロントヘッドユニットにおけるノズル等を詰まらせる粒子等も発生しないから、インクジェットプリンタヘッドの性能が低下しないという効果を奏する。
【００６１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記シール剤は、前記フロントヘッドユニットによる前記パッキンへの押圧により、前記嵌合溝から溢れ出て前記フロントヘッドユニットと本体フレームとの間に達するように、前記嵌合溝に充填されていることで、請求項１に記載の発明による効果に加えて、フロントヘッドユニットと本体フレームとの組み付け時に、前記開口部と供給孔との間にシール剤を容易に充填することができるという効果を奏する。
【００６２】
そして、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記嵌合溝を前記開口部毎に形成し、この嵌合溝毎にパッキンを嵌合しておけば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、１つのフロントヘッドユニットに複数の供給孔がある場合にも、この各供給孔及び開口部毎にパッキンにてシールすることができ、各供給孔毎に異なる色のインクを供給することができるという効果を奏する。
【００６３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記嵌合溝は、複数の開口部の外周を囲繞するように形成され、この嵌合溝毎にパッキンを嵌合しておけば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、１つのフロントヘッドユニットにおける複数の供給孔及び開口部をまとめて１つのパッキンでシールすることができてシール作業及び構成が簡単にできると共に、その複数の供給孔に共通の色のインクを供給することができるという効果を奏する。
【００６４】
そして、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記開口部もしくは前記供給孔には、塵濾過用のフィルタを配置させたものである。
【００６５】
このように構成すれば、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明による効果に加えて、インク供給源側に塵があっても、前記フィルタにて塵を除去でき、インクジェットプリンタヘッドの性能を劣化させないという効果を奏する。
【００６６】
請求項６に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、前面に列状の複数個のノズル、この各ノズル毎の圧力室及び、前記各圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与するアクチュエータとからなるフロントヘッドユニットを、インク供給源から前記フロントヘッドユニットにインクを供給するインク供給通路を備えた本体フレームに固着してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記本体フレームの底板には、前記フロントヘッドユニットの裏面に設けたインクの供給孔と対面するように、前記インク供給通路の開口部を形成し、該開口部の外周の嵌合溝にパッキンを嵌合し、該パッキンの外周側の嵌合溝にシール剤を充填した後、前記フロントヘッドユニットの裏面を本体フレーム側へ押圧することにより前記パッキンを押し、前記嵌合溝内の前記シール剤が溢れ出て前記フロントヘッドユニットと本体フレームとの間に達した状態で、前記フロントヘッドユニットを本体フレームに固着したことを特徴とするものである。
【００６７】
このような製造工程によると、フロントヘッドユニットと本体フレームとを相対的に押さえ込むことにより、パッキンの内周面が前記嵌合溝の内周壁に密接した状態で、且つパッキンの先端がインクの供給孔より外周を囲むようにフロントヘッドユニットの裏面に密接しながら、当該パッキンは嵌合溝内に沈み込み、嵌合溝内のシール剤が当該嵌合溝のうちパッキンより外側へ溢れ出ても、前記パッキンの先端は前以ってフロントヘッドユニットの裏面に密接しているので、シール剤は、パッキンの内径部には浸入し得ず、パッキンの外周部位においてフロントヘッドユニットの裏面に接着して確実にシールすることができるという効果を奏する。
【００６８】
そして、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記フィルタヘッドユニットにおける供給孔を覆うように予めフィルタを貼着したことを特徴とするものである。
【００６９】
このようにフィルタを供給孔を覆うように予めに貼着しておけば、このフィルタが妄りに移動せず、前記パッキンとシール剤とによるシール性も阻害しないという効果を奏する。
【００７０】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記本体フレームの底板には、前記複数のフロントヘッドユニットの裏面を並列状に支持するための支持部と、該フロントヘッドユニットの裏面の複数箇所が露出する空所とを設けておき、前記嵌合溝にパッキンを嵌合し、該パッキンの外周側の嵌合溝にシール剤を充填した後、前記複数のフロントヘッドユニットを相互に位置決めして配置し、該複数のフロントヘッドユニットの裏面に前記支持部を対向配置し、前記空所から充填した接着剤にて、前記複数のフロントヘッドユニットを前記支持部に固定することを特徴とするものである。
【００７１】
このような製造工程を採用すると、前記パッキンとシール剤とによるインクの供給孔箇所のシール作業とフロントヘッドユニットのヘッドケースへの取付け固定作業とが同時に完了できるから、請求項６または請求項７に記載の発明による効果に加えて、インクジェットプリンタヘッドの組み立て作業効率が大幅に向上すると共に、フロントヘッドユニットの配置位置誤差も極めて小さくできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるインクジェットプリンタヘッドのノズル側を上にした斜視図である。
【図２】インクジェットプリンタヘッドの部品の分解斜視図である。
【図３】本体フレームの上方から見たインクジェットプリンタヘッドの部品の分解斜視図である。
【図４】本体フレームの底板を下面側から見た図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視で見たパッキン等の各部品の拡大断面図である。
【図６】（ａ）は本体フレームの底板の嵌合溝にパッキンを嵌合し接着剤を充填するシールの工程の図、（ｂ）はパッキンにフロントヘッドユニットを押しつけてシールする状態の工程の図である。
【図７】図４のＶＩＩ  −ＶＩＩ  線矢視で見た各部品の拡大断面図である。
【図８】図４の  ＶＩＩＩ  −ＶＩＩＩ線矢視で見た各部品の拡大断面図である。
【図９】図４のＶＩＩ  −ＶＩＩ  線矢視で見た本体フレームとフロントヘッドユニットとの接着部を示す拡大断面図である。
【図１０】図４の  ＶＩＩＩ  −ＶＩＩＩ線矢視で見た本体フレームとフロントヘッドユニットとの接着部を示す拡大断面図である。
【図１１】インク供給のための開口部と供給孔とのシール部を示す拡大断面図である。
【図１２】フロントヘッドユニットの各部品の斜視図である。
【図１３】キャビティープレートと圧電アクチュエータとの一端部を示す拡大斜視図である。
【図１４】キャビティープレートの分解斜視図である。
【図１５】キャビティープレートの部分的拡大斜視図である。
【図１６】圧電アクチュエータの分解斜視図である。
【図１７】フロントヘッドユニットの拡大側断面図である。
【符号の説明】
１          本体フレーム
５          底板
６          フロントヘッドユニット
７          ＵＶ接着剤
８          支持部
９ａ，９ｂ    空所
９ｃ        隙間
１０          キャビティープレート
１１          下層プレート
１２ａ，１２ｂ      マニホールドプレート
１３          スペーサプレート
１４          ベースプレート
１６          圧力室
１９ａ，１９ｂ        インクの供給孔
２０          圧電アクチュエータ
２９          フィルタ
４０          フレキシブルフラットケーブル
４３          ノズルプレート
４６          嵌合溝
４７          パッキン
４８          接着剤（シール剤）
５０          開口部
５４          ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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