(57)【要約】【課題】  インク室プレートと流路部材とを適量の接着剤で確実且つ容易に接着することのできるヘッドチップユニットを提供することを課題とする。【解決手段】  インク室プレート１７及び流路部材３４の接合面の少なくとも一方に、相対向する接合面に対して開口し且つインク供給口２２とインク溜りＢ５３及びゴミや気泡を排出する連通口と排出口には連通されない接着剤充填溝（凹部）３９を有し、インク室プレート１７及び流路部材３４の少なくとも一方には、接着剤充填溝（凹部）３９から外面まで連通して接着剤充填溝（凹部）３９に接着剤を充填するための充填孔３８を少なくとも一つ有し、インク室プレート１７と流路部材３４とを、充填孔３８を介して接着剤充填溝（凹部）３９内に充填された接着剤によって接着することにより、確実且つ容易に接着できる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口に連通する複数の溝に連通するインク室と、前記溝とは反対側に貫通して当該インク室にインクを供給するインク供給口と、前記インク供給口と外部に連通する排出孔と排出路とを有するインク室プレートと、前記排出孔に連通された連通孔を有する流路部材とを具備するヘッドユニットであって、
前記インク室プレート及び前記流路部材の接合面の少なくとも一方に前記接合面に対して開口する凹部を有し、
前記インク室プレート及び前記流路部材の少なくとも一方は、前記凹部から外面まで連通する充填孔を少なくとも一つ有し、
前記インク室プレートと前記流路部材は、前記充填孔を介して前記凹部内に充填された接着剤によって接着されていることを特徴とするヘッドチップユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記充填孔は少なくとも二つあり、一方は接着剤充填の際の空気排出口となることを特徴とするヘッドチップユニット。
【請求項３】
請求項２において、前記インク室プレート及び前記流路部材を接合する接着剤の粘度は５０００以上２０００００ｃｐｓ以下であることを特徴とするヘッドチップユニット。
【請求項４】
請求項３において、前記接着剤は脱泡処理が施してあることを特徴とするヘッドチップユニット。
【請求項５】
請求項１から請求項４において、前記充填孔から接着剤を加圧充填する際に、他方の空気排出孔には、背圧を与え前記凹部が負圧になることを特徴とするヘッドチップユニット。
【請求項６】
請求項１から請求項５において、前記凹部は、前記インク供給口と前記排出孔との接続部分の周囲に亘って形成されていることを特徴とするヘッドチップユニット。
【請求項７】
請求項６において、前記インク供給口及び前記排出孔との周囲の前記凹部が連通して形成されていることを特徴とするヘッドチップユニット。
【請求項８】
請求項１から請求項７において、駆動回路とキャリッジに搭載するためのベースプレートを具備することを特徴とするヘッドチップユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴を吐出させ、被記録媒体に文字及び画像を記録する例えば、プリンタ、ファックスなどに適用されるインクッジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット式記録装置が知られている。かかるインクジェット式記録装置では、インクジェットヘッドのノズルが被記録媒体に対向するようにキャリッジに搭載され被記録媒体の搬送方向とは直交する方向に走査されるようになっている。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドのヘッドチップユニットの一例の分解概略を図７に、要部断面を図８に示す。図８（ａ）は図７のＡ―Ａ断面であり、（ｂ）はＢ−Ｂ断面である。図７及び図８に示すように、圧電セラミックスプレート１０１には、複数の溝１０２が並設され、各溝１０２は、側壁１０３で分離されている。各溝１０２の長手方向一端部は圧電セラミックスプレート１０１の一端面まで延設されており、他端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。また、各溝１０２内の両側壁１０３の開口側表面には、長手方向に亘って、駆動電界印加用の電極１０５が形成されている。
【０００４】
また、圧電セラミックスプレート１０１の溝１０２の開口側には、インク室プレート１０７が接着剤を介して接合されている。インク室プレート１０７には、各溝１０２の浅くなった他端部と連通する凹部となる共通インク室１１１と、この共通インク室１１１の底部から溝１０２とは反対方向に貫通するインク供給口１１２とを有する。
【０００５】
また、インク室プレート１０７のインク供給口１１２には、共通インク室１１１にインクを供給するインク導入路１１４を有する流路部材１１３が接着剤１０９により接着されている。一方、圧電セラミックスプレート１０１とインク室プレート１０７との接合体の溝１０２が開口している端面には、ノズルプレート１１５が接合されており、ノズルプレート１１５の各溝１０２に対向する位置にはノズル開口１１７が形成されている。
【０００６】
また、流路部材１１３には、共通インク室１１１に相対向する部分にインク内に混在した、例えば、ゴミや気泡をトラップするためのフィルター１１６が各溝１０２の並設方向に亘って設けられている。さらに、インク溜まりＡ１１８にはインクに存在するゴミや気泡が蓄積されフィルター１１６の開口面積を狭めないように、インク溜まりＡ１１８から連通口１２２とインク室プレート１０７に設けた排出路１２０を介してノズルプレート１１５の排出口１２１からクリーニング時に排出されるようになっている。
【０００７】
なお、圧電セラミックスプレート１０１のノズルプレート１１５とは反対側でインク室プレート１０７とは反対側の面には、図示しない駆動回路等が搭載されるベースプレート１０６が接合されている。また、各電極１０５と駆動回路とはフレキシブルプリントケーブル１２１で接続され、電極１０５に駆動電圧を印加できるようになっている。
【０００８】
このように構成されるヘッドチップユニットでは、インク供給口１１２から各溝１０２内にインクを充填し、所定の溝１０２の両側の側壁１０３に電極１０５を介して所定の駆動電界を作用させると、側壁１０３が変形して所定の溝１０２内の容積が変化し、これにより、溝１０２内のインクがノズル開口１１７から吐出する。
【０００９】
例えば、図９に示すように、溝１０２ａに対応するノズル開口１１７からインクを吐出する場合には、その溝１０２ａ内の電極１０５ａ，１０５ｂに正の駆動電圧を印加すると共にそれぞれに対向する電極１０５ｃ，１０５ｄを接地するようにする。これにより、側壁１０３ａ，１０３ｂには溝１０２ａに向かう方向の駆動電界が作用し、これが圧電セラミックスプレート１０１の逆圧電効果により側壁１０３ａ，１０３ｂが溝１０２ａ方向に変形し、溝１０２ａ内の容積が減少して圧力が増加し、ノズル開口１１７からインクが吐出する。
【特許文献１】特開平０８−２５８２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した構造では、流路部材１１３とインク室プレート１０７とは、流路部材１１３の接着面にゴムローラー等で接着剤を転写後、流路部材１１３とインク室プレート１０７とを押しつけて接着する。そのため、接着剤の量が多すぎる場合には、接着剤がインク供給口１１２や連通口１２２まではみ出してインク溜りＢ１１９や排出孔１２３を塞ぎ、インクの流れを阻害してしまうという問題がある。また、逆に接着剤の量が少なすぎる場合には、両者が確実に接着されずに、インク溜りＢ１１９と連通口１２２とが分離されずに繋がってしまいインク漏れが生じたり、また、剥がれ易いという問題がある。本発明は、このような事情に鑑み、インク室プレートと流路部材とを適量の接着剤で確実且つ容易に接着することのできるヘッドユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、ノズル開口に連通する複数の溝に連通するインク室と前記溝とは反対側に貫通して当該インク室にインクを供給するインク供給口とゴミや気泡を排出する前記排出孔及び前記排出路とを有するインク室プレートと、前記インク室プレートの前記インク供給口と前記排出孔の開口側に接着剤を介して固定されると共に前記インク供給口と連通されたインク導入路と、前記排出孔に連通された連通孔を有する流路部材とを具備するヘッドユニットにおいて、前記インク室プレート及び前記流路部材の接合面の少なくとも一方に相対向する接合面に対して開口し且つ前記インク供給口と前記排出孔及びインク溜りには連通されない接着剤充填溝（凹部）を有し、前記インク室プレート及び前記流路部材の少なくとも一方には、前記接着剤充填溝（凹部）から外面まで連通して前記接着剤充填溝（凹部）に接着剤を充填するための充填孔を少なくとも一つ有し、前記インク室プレートと前記流路部材とは、前記充填孔を介して前記接着剤充填溝（凹部）内に充填された接着剤によって接着されていることを特徴とするヘッドチップユニットにある。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記充填孔は、少なくとも二つあり、一方は接着剤充填の際の空気排出口となることを特徴とするヘッドユニットにある。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記インク室プレート及び前記流路部材が粘度は５０００〜２０００００ｃｐｓの接着剤により接合されていることを特徴とするヘッドユニットにある。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記接着剤は脱泡処理が施してあることを特徴とするヘッドチップユニットにある。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第１〜４の態様において、前記充填孔から接着剤を加圧充填する際に、もう一方の空気排出口は、背圧を与え前記接着剤充填溝（凹部）が負圧になることを特徴とするヘッドユニットにある。
【００１６】
本発明の第６の態様は、第１〜５の態様において、前記接着剤充填溝（凹部）は、前記インク供給口と前記インク導入路及び前記排出口と前記排出路の接続部分の周囲に亘って形成されていることを特徴とするヘッドユニットにある。
【００１７】
本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記インク供給口及び前記インク導入路と前記排出口と排出路の周囲の前記接着剤充填溝（凹部）が連通して形成されていることを特徴とするヘッドユニットにある。
【００１８】
本発明の第８の態様は、第１〜７の態様において、駆動回路とキャリッジに搭載するためのベースプレートを具備することを特徴とするヘッドユニットにある。かかる本発明では、インク室プレートと流路が、常に、適量の接着剤で確実且つ容易に接着される。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように本発明では、流路部材のインク室プレートとの接合面側に凹部を設け、流路部材とインク室プレートの接合面を当接後、この接着剤充填溝（凹部）を減圧し接着剤を充填して、両者を接合するようにした。これにより、流路部材とインク室プレートとを、常に適量の接着剤で接着することができ、接合強度が向上する。また、接着剤が接合部以外に漏れることもなく、共通インク室や排出口を塞ぐことがないという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。本発明はこれに限定されるものでない。
【実施例】
【００２１】
図１は本願発明の一実施形態に係るヘッドチップの分解斜視図であり、図２はヘッドチップユニットの分解斜視図である。図１及び図２に示すように、圧電セラミックプレート１１には、複数の溝１２が並設され、各溝１２は、側壁１３で分離されている。各溝１２の長手方向一端部は圧電セラミックプレート１１の一端面まで延設されており、他端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。また、各溝１２内の両側壁１３の開口側表面には、長手方向に亘って、駆動電界印加用の電極１５が形成されている。
【００２２】
ここで、圧電セラミックプレート１１に形成される各溝１２は、例えば、円盤状のダイスカッターにより形成され、深さが徐々に浅くなった部分は、ダイスカッターの形状を利用して形成される。また、各溝１２内に形成される電極１５は、例えば、公知の斜め方向からの蒸着により形成される。このような圧電セラミックプレート１１の溝１２の開口側には、インク室プレート１７が接合されている。インク室プレート１７には、各溝１２の浅くなった他端部と連通し接着剤充填溝（凹部）となるインク室２１と、このインク室２１の底部から溝１２とは反対方向に貫通するインク供給口２２と、インクのゴミや気泡を排出する排出孔３２を有する。
【００２３】
なお、インク室プレート１７は、セラミックプレート、金属プレートなどで形成することができるが、圧電セラミックプレート１１との接合後の変形等を考えると、熱膨張率の近似したセラミックプレートを用いるのが好ましい。
【００２４】
また、圧電セラミックプレート１１とインク室プレート１７との接合体の溝１２が開口している端面には、ノズルプレート２５が接合されており、ノズルプレート２５の各溝１２に対向する位置にはノズル開口２７と、排出孔３２と連通する排出路３０に対向する位置に排出口３１が形成されている。本実施形態では、ノズルプレート２５は、圧電セラミックプレート１１とインク室プレート１７との接合体の溝１２が開口している端面の大きさより大きくなっている。また、ノズルプレート２５は、ポリイミドフィルムなどに、例えば、エキシマレーザ装置を用いてノズル開口２７を形成したものである。
【００２５】
なお、本実施形態では、圧電セラミックプレート１１とインク室プレート１７との接合体の溝１２が開口している端部の周囲には、ノズル支持プレート２８が配置されている。このノズル支持プレート２８は、ノズルプレートの接合体端面の外側と接合されて、ノズルプレート２８を安定して保持するためのものである。
【００２６】
このノズル支持プレート２８は、必ずしも設けなくてもよい。また、圧電セラミックプレート１１のノズル開口２７側とは反対側の端部には電極１５に接続される図示しない配線パターンが形成されており、この配線パターンには、後述するが、異方性導電膜を介してフレキシブルケーブルが接合される。
【００２７】
また、圧電セラミックプレート１１とインク室プレート１７との接合体のノズル支持プレート２８の後端側には、圧電セラミックプレート１１側のアルミニウム製のベースプレート３３と、インク室プレート１７側の流路部材３４とが組み付けられる。流路部材３４の長手方向両端部には、ベースプレート３３と位置決め固定する係止孔３４ａを具備している。また、ベースプレート３３の両端にはヘッドチップ４０を狭持する突出部３３ａ具備し、係止孔３４ａと係合する係止突起３５が設けられている。
【００２８】
また、流路部材３４は、インク導入路３７とフィルター５４を具備し、フィルター５４を介して、インク中のゴミや気泡を排出する連通口３６に連通するインク溜りＡ５２とインク室プレート１７のインク供給口２２に連通するインク溜りＢ５３が設けられている。
【００２９】
また、流路部材３４のインク室プレート１７との接合面には、インク溜りＢ５３及び連通口３６の開口部に連通しないように開口する接着剤充填溝（凹部）３９が略全面に亘って形成されている。詳しくは後述するが、この接着剤充填溝（凹部）３９は、インク室プレート１７と流路部材３４とを接合するための接着剤５１が充填される空間となる。また、流路部材３４には、この接着剤充填溝（凹部）３９の底部から反対側の面に貫通して接着剤充填溝（凹部）３９と外面とを連通する２つの接着孔３８が形成されており、何れか一方が接着剤充填溝（凹部）３９に接着剤を充填するための充填孔として用いられ、他方は、接着剤５１を充填するときに接着剤充填溝（凹部）３９内の空気を排出する排気孔として用いられる。
【００３０】
ここで、圧電セラミックプレート１１とインク室プレート１７との接合体と流路部材３４及びベースプレート３３の接合工程について説明する。なお、図３は、図２のＣ−Ｃ断面であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）と順に本実施形態に係るヘッドチップユニットの接合工程を示す断面図である。図４は本実施形態にかかるヘッドチップユニットの接着剤充填の概略を示す断面図であり、（ａ）は流路部材３４の上面図であり、（ｂ）は接着剤充填時のＣ−Ｃ断面図である。
【００３１】
まず、図３（ａ）に示すように、圧電セラミックプレート１１とインク室プレート１７との接合体をベースプレート３３の突出部３３ａに挿入し狭持する。
【００３２】
次に、図３（ｂ）に示すように、流路部材３４の係止孔３４ａにベースプレート３３の突出部３５と係合し接合面を当接させ、インク室プレート１７及び流路部材３４をそれぞれに設けられているインク供給口２２とインク溜りＢ５３及び排出孔３２と連通口３６が連通される。そして、インク溜りＡ５２に存在するゴミや気泡を連通口３６と排出孔３２と排出路３０を介してノズルプレート２５に設けられた排出口３１より外部に排出するための連通路が形成される。このとき、流路部材３４の接着剤充填溝（凹部）３９は、インク室プレート１７によって圧接され、接着孔３８を介してのみ外面と連通されている。
【００３３】
次に、図３（ｃ）及び図４に示すように、流路部材３４の一方の接着孔３８（充填孔３８ａ）から、所定の充填治具５５を用いて、圧接された接着剤充填溝（凹部）３９内に接着剤５１を充填する。このとき、他方の接着孔３８（排気孔３８ｂ）から所定の背圧冶具５６を用いて吸引し、接着剤充填溝（凹部）３９を負圧状態に保つ。接着剤充填溝（凹部）３９内が負圧になることにより接着剤５１がインク室プレート１７と流路部材３４の隙間から漏れ出すことがなく、接着剤５１を容易に充填することができる。そして、この接着剤５１が固化することによってインク室プレート１７と流路部材３４とが接着される。
【００３４】
なお、接着剤５１の粘度は接着剤充填溝（凹部）３９の大きさに応じて適宜決定されればよいが、インク室プレート１７と流路部材３４の隙間から漏れずに充填可能な粘度は５０００〜２０００００ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。また、この接着剤に脱泡処理が施されているものを用いると、接着面に気泡ができにくくなるため接着強度が増す。本実施形態では凹部の寸法は幅０.５ｍｍ、深さ０.３ｍｍに対して背圧３０ｋＰａ、接着剤粘度８００００ｍＰａ・ｓとした。
【００３５】
このようにインク室プレート１７と流路部材３４とを接合することにより、インク室プレート１７と流路部材３４の端面は、接着剤を介することなくインク供給口２２と排出孔３２の開口周縁部と当接されるため、インク溜りＢ５３とインク供給口２２及びゴミや気泡を排出する連通口３６と排出孔３２に接着剤３８が漏れることも無く確実に連通され、且つインク室プレート１７と流路部材３４とが確実に接着される。
【００３６】
また、このようなヘッドチップの駆動原理等は従来技術で述べたとおりであるので、ここでの説明は省略する。さらに、このような記録ヘッドを駆動するための配線等の設け方も特に限定されないが、以下に、その一例を示す。図５には、上述したヘッドチップ４０をヘッドチップユニット５０とする製造工程の一例を示す。図５（ａ）に示すように、圧電セラミックプレート１１の後端側に突出したベースプレート３３上には配線基板４１が固着される。ここで、配線基板４１上には記録ヘッドを駆動するための集積回路などの駆動回路４２が搭載され、駆動回路４２とフレキシブルケーブル４３とが異方性導電膜４４を介して接続され、図５（ｂ）に示すように、ヘッドチップユニット５０が完成する。
【００３７】
このようなヘッドチップユニット５０は、例えば、インクジェット式記録装置のキャリッジに搭載されて使用される。この使用態様の一例の概略を図６に示す。図６に示すように、キャリッジ６１は、一対のガイドレール６２ａ及び６２ｂ上に軸方向に移動自在に搭載されており、カイドレール６２の一端側に設けられてキャリッジ駆動モータ６３に連結されたプーリ６４ａと、他端側に設けられたプーリ６４ｂとに掛け渡されたタイミングベルト６５を介して搬送される。キャリッジ６１の搬送方向と直交する方向の両側には、ガイドレール６２ａ及び６２ｂに沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ６６及び６７が設けられている。これらの搬送ローラ６６及び６７は、キャリッジ６１の下方に当該キャリッジ６１の搬送方向とは直交する方向に被記録媒体Ｓを搬送するものである。
このようなインクジェット式記録装置によると、被記録媒体Ｓを送りつつキャリッジ６１をその送り方向とは直交方向に走査することにより、ヘッドチップによって被記録媒体Ｓ上に文字及び画像を記録することができる。
【００３８】
以上、一実施形態について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。上述の実施形態では、インク室プレートと流路部材を接着するための接着剤を充填する接着剤充填溝（凹部）を流路部材に設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、凹部をインク室プレートに設けるようにしてもよく、あるいは、両方に設けるようにしてもよい。何れにしても、インク室プレートと流路部材とで封止され、且つインク流路となるインク供給口とインク溜りＢ及びゴミや気泡を排出する連通口と排出口に連通しない接着剤充填溝（凹部）であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係るヘッドチップの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るヘッドチップユニットの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るヘッドチップユニットの接合行程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るヘッドチップユニットの接着剤充填の概略を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るヘッドチップユニットを用いたインクジェットヘッドの組立を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係るヘッドチップユニットを用いたインクジェットヘッドの使用態様を示す斜視図である。
【図７】従来技術に係るヘッドチップユニットの概略を示す分解斜視図である。
【図８】従来技術に係るヘッドチップユニットの要部断面図である。
【図９】従来技術に係るヘッドチップユニットの概要を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１  圧電セラミックプレート
１２  溝
１３  側壁
１５  電極
１７  インク室プレート
２２  インク供給口
２５  ノズルプレート
２７  ノズル開口
２８  ノズル支持プレート
３０  排出路
３１  排出口
３２  排出孔
３３  ベースプレート
３４  流路部材
３６  連通口
３７  インク導入路
３８  接着孔
３９  接着剤充填溝（凹部）
５０  ヘッドチップユニット
【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】
2008207349.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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