(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを蓄える圧力室が複数形成されたチャンバプレート、電気信号の印加により前記圧力室内に圧力変動を発生させる積層圧電素子、前記積層圧電素子が接着剤で取り付けられる振動板が形成されたダイアフラムプレート、前記積層圧電素子端部が複数固定された積層圧電素子固定板、前記圧力室にインクを供給する流路が形成されたリストリクタが形成されたリストリクタプレート、該リストリクタにインクを供給する共通インク流路と前記積層圧電素子固定板を挿入できる開口部が設けられたハウジング、および前記圧力室からインク滴が吐出する複数個のノズルを列状に形成したオリフィスプレートから構成されたインクジェットプリントヘッドにおいて、
前記開口部と前記積層圧電素子固定板の周囲とに隙間を設けた状態で、前記ハウジングから露出した部分の前記積層圧電素子固定板を覆って前記ハウジングに固定されるカバーを設けたことを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【請求項２】
前記ハウジングの開口部と前記積層圧電素子固定板の隙間、または前記カバーと前記積層圧電素子固定板の隙間にシーリング剤が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トヘッド。
【請求項３】
前記シーリング剤の硬度が９０度（ショア−Ａ）以下であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項４】
前記接着剤の硬度が５０度〜８０度（ショア−Ａ）であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項５】
前記カバーが位置決め用の突起部を具備していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法において、
（１）前記オリフィスプレート、前記チャンバプレート、前記リストリクタプレート、前記ダイアフラムプレート、前記ハウジングとを、それぞれの位置決め穴を使用して接合によりフロントエンド組を形成し、さらに、複数の前記積層圧電素子と前記積層圧電素子固定板からなる積層圧電素子組を形成し、
（２）前記フロントエンド組と、位置決め用のダミーリストリクタプレートを位置決めする位置決めピンを具備したベースＡに、また、積層圧電素子組を位置決めピンを具備したベースＢに固定し、
（３）前記ダミーリストリクタプレートを前記ベースＢに固定して、前記積層圧電素子組を一方の側から押し付けつつ、前記ダミーリストリクタプレートの積層圧電素子側の面から観察しつつ位置決めをして、前記積層圧電素子組の位置を決定し、
（４）前記ダミーリストリクタを前記ベースＡより取り除き、代りに、前記フロントエンド組を前記ベースＡに固定し、前記フロントエンド組の振動板か、あるいは前記積層圧電素子組の積層圧電素子先端部に接着剤を塗布し、その後直ちに位置決め治具により前記ベースＡにベースＢを移動して、
（５）前記開口部と前記積層圧電素子固定板の周囲とに隙間を設けた状態で、前記フロントエンド組の前記振動板と前記積層圧電素子組の前記積層圧電素子先端部とを前記接着剤により接着し、前記隙間にシーリング剤を塗布し、前記積層圧電素子固定板の前記ハウジングから露出した部分を前記カバーで覆って該カバーを前記ハウジングに固定することを特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリントヘッド及びその製造方法に係り、特にオフィス用並びに産業用のインクジェットプリントヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、従来のインクジェットプリントヘッドの構成について簡単に説明する。図９は、従来技術の一例になるインクジェットプリントヘッドの断面図である。図９において、２はノズル1を形成したオリフィスプレート、４は圧力室３を形成したチャンバプレート、６はリストリクタ５を形成したリストリクタプレート、９は振動板部７およびフィルタ部８を形成したダイアフラムプレート、共通インク通路１０を形成したハウジング１１である。１３は複数の積層圧電素子１２を固定する積層圧電素子固定板である。また、前記ハウジング１１には前記積層圧電素子固定板をＸ、Ｙ方向に位置決めするための端面Ｘ１、端面Ｙ１部が設けてあり、該端面Ｘ１、Ｙ１に前記圧電素子固定板１３を突き当てて図示しない接着剤により固定していた。該接着剤は前記位置決め端面Ｘ１端面２の加工精度に習わす必要があり、極力薄くする必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した構成でインク吐出のばらつきを低減させるためには、前記振動板７と前記積層圧電素子１２の取り付け位置誤差を極力小さくするように接着しなければならない。そのため、前記ハウジング１１の端面Ｘ１、Ｙ１は高精度に加工されなければならない。また、前記積層圧電素子固定板１３の端面Ｙ２と積層圧電素子１２の振動板７接着面までの距離精度および直角度も重要である。更に前記積層圧電素子固定板１３を接着する面Ｘ１が振動板７に対して倒れていると積層圧電素子１２の振動板７接着面が振動板７に対し均一に全面が接触せずに片当たり状態で接着されてしまうことがある。
【０００４】
また、前記接着剤は、薄くかつ均一でないと、前記基準端面Ｘ１、Ｙ１に習って前記積層圧電素子固定板１３を接着することができず、前述したように振動板７と圧電素子１２の接着面が均一に接触せず、片当たり状態で接着されてしまう。
【０００５】
更に、前記ハウジング１１と積層圧電素子固定板１３が異種材料で熱膨張係数の異なる場合には、前記ハウジングと積層圧電素子固定板を接着剤等で固着すると伸びの違いによりひずみが生じ、特に、両端ノズルのインク噴射特性が不安定となる。
このため、インクの吐出ばらつきを低減させるには、全ての部品の精度を確保するとともに接着剤の厚みも管理しなければならない。
【０００６】
また、ハウジング１１、積層圧電素子固定板１３等の部品は高精度加工が必要となるため、高価となり、インクジェットプリントヘッドを安価なものにできない。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題点を解決するもので、その目的とするところはインク噴射特性のばらつきを低減し、かつ安価なインクジェットプリントヘッド及びその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明では、インクジェットプリントヘッドにおいて、前記ハウジングの開口部と前記積層圧電素子固定板の周囲とに隙間を設けた状態で、前記ハウジングから露出した部分の前記積層圧電素子固定板を覆って前記ハウジングに固定されるカバーを設けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、前記ハウジングと同様に前記積層圧電素子および該積層圧電素子を固定する積層圧電素子板よりも大きな開口部を設けたことにより、インクシールおよび、前記積層圧電素子固定板に外力が加わらないようなカバーを前記ハウジングに固定している。そのため、インク噴射のばらつきを低減し、安価なインクジェットプリントヘッドを提供することができる。
【００１０】
本発明の他の特徴は、インクジェットプリントヘッドの製造方法において、
（１）オリフィスプレート、チャンバプレート、リストリクタプレート、ダイアフラムプレート、ハウジングとを、それぞれの位置決め穴を使用して接合によりフロントエンド組を形成し、さらに、複数の積層圧電素子と積層圧電素子固定板からなる積層圧電素子組を形成し、
（２）前記フロントエンド組と、位置決め用のダミーリストリクタプレートを位置決めする位置決めピンを具備したベースＡに、また、積層圧電素子組を位置決めピンを具備したベースＢに固定し、
（３）前記ダミーリストリクタプレートを前記ベースＢに固定して、前記積層圧電素子組を一方の側から押し付けつつ、前記ダミーリストリクタプレートの積層圧電素子側の面から観察しつつ位置決めをして、前記積層圧電素子組の位置を決定し、
（４）前記ダミーリストリクタを前記ベースＡより取り除き、代りに、前記フロントエンド組を前記ベースＡに固定し、前記フロントエンド組の振動板か、あるいは前記積層圧電素子組の積層圧電素子先端部に接着剤を塗布し、その後直ちに位置決め治具により前記ベースＡにベースＢを移動して、
（５）前記開口部と前記積層圧電素子固定板の周囲とに隙間を設けた状態で、前記フロントエンド組の前記振動板と前記積層圧電素子組の前記積層圧電素子先端部とを前記接着剤により接着し、前記隙間にシーリング剤を塗布し、前記積層圧電素子固定板の前記ハウジングから露出した部分を前記カバーで覆って該カバーを前記ハウジングに固定することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、振動板と積層圧電素子の位置決めを治具によりおこない、ハウジングの開口部と積層圧電素子固定板との隙間を設けたことにより、圧電素子と振動板との位置決め精度はある程度の加工ばらつきを持った部品でも実際に前記治具により観察しながら位置決めが可能となり、従来技術のようなハウジングの位置決め基準面の高精度確保および、接着剤等の厚み管理等を必要としなくなる。
【００１２】
更に、前記ハウジングと積層圧電素子固定板が異種材料で熱膨張係数の異なる場合にも、前記ハウジングと積層圧電素子固定板を接着剤等で固着しないので伸びの違いによるひずみが生ぜず、安価でかつインク噴射特性のばらつきを低減したインクジェットヘッドを提供することが可能となる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図を参考にしながら説明する。
図１は、本発明のインクジェットプリントヘッドの概略構成を示す図であり、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は一部断面した下面断面図、（Ｃ）は下面図、（Ｄ）は右側面断面図である。（なお、（Ａ）の正面断面図については断面表示を省略する。）
２はノズル1を形成したオリフィスプレート、４は圧力室３を形成したチャンバプレート、６はリストリクタ５を形成したリストリクタプレート、９は振動板７およびフィルタ部８を形成したダイアフラムプレート、共通インク通路１０および、積層圧電素子１２および該積層圧電素子１２を固定する積層圧電素子固定板１３よりも大きな開口部１１ａを設けたハウジング１１であり、これらの部材を位置決め穴１８にて接合する。これらの部組をフロントエンド組２０という。
【００１４】
また、複数の積層圧電素子１２とそれを固定する積層圧電素子固定板１３からなる積層圧電素子組２１を位置決めして接合する。
【００１５】
なお、図中、１３aは導通パターン部、１４は接着剤、１５はフレキシブルケーブル、１５aは導通パターン部、１６はシーリング剤、１７はカバー、１７aは開口部、１７bは開口部、１７cはカバー位置決め突起、１９はインク供給口である。
【００１６】
図２により、図１のインクジェットプリントヘッドの製造方法について説明する。図２は、前記フロントエンド組２０と前記積層圧電素子組２１を位置決め接着する概略図であり、（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は右側断面図である。（なお、（Ａ）の正面断面図については断面表示を省略する。）
図２において、フロントエンド組２０及び図示しない位置決め用ダミーリストリクタプレートを位置決めする位置決めピンを具備した図示しないベースＡ、積層圧電素子組２１を固定する図示しないベースＢ、積層圧電素子組２１を微小移動をさせるための複数の図示しないマイクロメータヘッド、積層圧電素子組２１を微小移動後固定するための図示しない固定ネジ等を準備する。
【００１７】
そして、前記フロントエンド組２０を固定した前記ベースＡに、積層圧電素子組２１を固定した前記ベースＢを接着させるために、図２の中矢印方向に移動を可能にするための直動ガイド等を具備した図示しない位置決め治具により、前記位置決め用ダミーリストリクタプレートを前記ベースＢに位置決め穴１８を用いセットする。
【００１８】
また、積層圧電素子組２１は前記ベースＢに固定し、積層圧電素子１２と反対側の面から観察しつつ前記ダミーリストリクタプレートのリストリクタ部を基準に前記マイクロメータヘッドによりＸおよびＹ方向に位置合わせをし、前記固定ネジ等により積層圧電素子組２１を固定する。
【００１９】
次に、前記ダミーリストリクタプレートを前記ベースＡより取り外し、前記フロントエンド組２０を位置決め穴１８を用い前記ベースＡの位置決めピンに挿入しセットする。次に前記振動板７もしくは積層圧電素子１２に接着剤１４を塗布し、次に前記直動ガイドにより前記圧電素子２１をフロントエンド組２０側の矢印方向に移動して、前記積層圧電素子組２１の積層圧電素子１２を振動板７に前記接着剤１４で接着する。
【００２０】
このとき、積層圧電素子１２は前記位置決め用ダミーリストリクタプレートに対して既に位置決めがなされているので正確に規定の位置に合わせて接着することが可能となる。
【００２１】
この際、前述したように、前記ハウジング１１の開口部１１ａと前記積層圧電素子組２１の間には隙間がある状態で位置決めされ接着されている。
【００２２】
更に、前記ハウジング１１と同様に前記積層圧電素子１２および該積層圧電素子１２を固定する積層圧電素子板１３よりも大きな開口部１７bを設けたインクシーリングおよび、前記積層圧電素子組２１に外力が加わらないような位置決め用の突起部１７cを具備したカバー１７をハウジング１１の位置決め穴１８に挿入し、位置決めし図示しない接着剤等により固定し、接合面およびＦＰＣ１５を貫通させるカバー１７の開口部１７bにシーリング剤１６を塗布する構成とする。
【００２３】
本発明によれば、上記のような構成をとることにより、圧電素子１４と振動板７との位置決め精度はある程度の加工ばらつきを持った部品でも実際に前記治具により観察しながら位置決めが可能となり、従来技術のようにハウジングの位置決め基準面の高精度確保および、接着剤等の厚み管理等を必要としなくなる。
【００２４】
更に、前記ハウジング11と積層圧電素子固定板13が異種材料で熱膨張係数の異なる場合にも、前記ハウジング11と積層圧電素子固定板13を接着剤等で固着しないので伸びの違いによるひずみが生ぜず、 安価でかつインク噴射特性のばらつきを低減したインクジェットヘッドを提供することが可能となる。
【００２５】
図３は、本発明からなるインクジェットプリントヘッドの他の実施例を示す右側面断面図である。図３において、前記ハウジング１１の開口部１１aと積層圧電素子固定板１３の隙間に弾性体であるシーリング剤16を充填することによっても、前記ハウジング１１と積層圧電素子固定板１３を固着せずに積層圧電素子１２を所定の位置に位置決めした状態で保持できるため、図１で示した実施例と同様の効果が得られる。
【００２６】
また、硬度が９０度(ショア-Ａ)以下の前記シーリング剤１６を充填することによっても、図１で示したシーリング剤無しの実施例（＝硬度０度（ショア−Ａ）に相当）と同様の効果が得られる。
【００２７】
図４は、本発明からなるインクジェットプリントヘッドの他の実施例を示す右側面断面図である。図４において、前記積層圧電素子固定板１３に対し摺動自由なフィルム等の部材２２を設け、前記ハウジング１１の開口部１１aと積層圧電素子固定板１３の隙間の複数箇所に硬度が低いものから高いものまで、硬度を特定しない接着剤等を充填することによっても、前記ハウジング１１と積層圧電素子固定板１３を固着せずに積層圧電素子１２を所定の位置に位置決めした状態で保持できるため、図１で示した実施例と同様の効果が得られる。
【００２８】
さらに、図５は、本発明からなるインクジェットプリントヘッドの他の実施例を示す右側面断面図である。図において、前記積層圧電素子固定板１３に対し摺動自由なシーリングを目的とする弾性保持部材２３をハウジング１１またはカバー１７に具備させることによっても、前記ハウジング１１と積層圧電素子固定板１３を固着せずに積層圧電素子１２を所定の位置に位置決めした状態で保持できるため、図１で示した実施例と同様の効果が得られる。
【００２９】
また、図６は、本発明からなるインクジェットプリントヘッドの他の実施例を示す右側面断面図である。図６において、カバー１７に複数箇所穴を設け、弾性部材であるシーリング材により、積層圧電素子固定板１３とカバー１７の開口部１７a部を充填することによっても、前記ハウジング１１と積層圧電素子固定板１３を固着せずに積層圧電素子１２を所定の位置に位置決めした状態で保持できるため、図１で示した実施例と同様の効果が得られる。
【００３０】
さらに、図７は、本発明からなるインクジェットプリントヘッドの他の実施例を示す右側面断面図である。図７において、前記積層圧電素子固定板１３に対し摺動自由なフィルム等の部材２２を設け、カバー１７に複数箇所穴を設け、積層圧電素子固定板１３の開口部１７aに硬度を特定しない接着剤等を充填することによっても、前記ハウジング１１と積層圧電素子固定板１３を固着せずに積層圧電素子１２を所定の位置に位置決めした状態で保持できるため、図１で示した実施例と同様の効果が得られる。
【００３１】
また、図８は、本発明からなるインクジェットプリントヘッドの他の実施例を示す右側面断面図である。図８において、前記積層圧電素子固定板１３に対し摺動自由な保持部材２４を設け、カバー１７に複数箇所穴を設け、該保持部材を図示しないばね等により積層圧電素子固定板１３側に押し付け、硬度を特定しない接着剤等により固定することによっても、前記ハウジング１１と積層圧電素子固定板１３を固着せずに積層圧電素子１２を所定の位置に位置決めした状態で保持できるため、図１で示した実施例と同様の効果が得られる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、振動板と積層圧電素子の位置決めを治具によりおこない、ハウジングの開口部と積層圧電素子固定板との隙間を設け、更にハウジングと同じ開口サイズで積層圧電素子組を挿入できる開口部を具備したカバーをハウジングに固定する構成とすることにより、インク噴射のばらつきを低減し、安価なインクジェットプリントヘッド及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例を示す、インクジェットプリントヘッドの概略構成を示す正面断面図、右側面断面図、下面図である。
【図２】図１の実施例におけるインクジェットプリントヘッドのの製造方法を示す図、すなわち、フロントエンド組と積層圧電素子組の位置決め接着作業を示す正面断面図及び右側面断面図である。
【図３】本発明の他の実施例を示すインクジェットプリントヘッドの右側面断面図である。
【図４】本発明の他の一実施例を示すインクジェットプリントヘッドの右側面断面図である。
【図５】本発明の他の一実施例を示すインクジェットプリントヘッドの右側面断面図である。
【図６】本発明の他の一実施例を示すインクジェットプリントヘッドの右側面断面図である。
【図７】本発明の他の一実施例を示すインクジェットプリントヘッドの右側面断面図である。
【図８】本発明の他の一実施例を示すインクジェットプリントヘッドの右側面断面図である。
【図９】従来技術からなるインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ノズル
２…オリフィスプレート
３…圧力室
４…チャンバプレート
５…リストリクタ
６…リストリクタプレート
７…振動板
８…フィルタ部
９…ダイアフラムプレート
１０…共通インク通路
１１…ハウジング
１１a…開口部
１２…積層圧電素子
１３…積層圧電素子固定板
１３a…導通パターン部
１４…接着剤
１５…フレキシブルケーブル
１５a…導通パターン部
１６…シーリング剤
１７…カバー
１７a…開口部
１７b…開口部
１７c…カバー位置決め突起
１８…位置決め穴
１９…インク供給口
２０…フロントエンド組
２１…積層圧電素子組
２２…フィルム等の部材
２３…弾性保持部材
２４…保持部材
【図１】
0004710042.tif 000002
【図２】
0004710042.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004710042.tif 000005
【図５】
0004710042.tif 000006
【図６】
0004710042.tif 000007
【図７】
0004710042.tif 000008
【図８】
0004710042.tif 000009
【図９】
0004710042.tif 000010