(57)【要約】【課題】  分岐路端部の封止を確実かつ安価に行なうことのできるインクジェットプリントヘッドおよびその製造方法を実現することを目的とする。【解決手段】  本発明のインクジェットプリントヘッドの製造方法は、インクを吐出するためのエネルギー発生素子および吐出口を備えたインクジェット記録チップ部と、インクジェット記録チップ部とインクタンクとの間を連通するインク供給路の途中に設けられた分岐路を備えるインクジェットプリントヘッドの製造方法であって、前記分岐路の端部を熱溶着ホーンを用いて熱溶着する際に、前記熱溶着ホーンを前記分岐路端部との接触面と平行な方向に移動させて前記分岐路の中心軸と前記熱溶着ホーンの中心軸をずらすことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するためのエネルギー発生素子および吐出口を備えたインクジェット記録チップ部と、インクジェット記録チップ部とインクタンクとの間を連通するインク供給路の途中に設けられた分岐路を備えるインクジェットプリントヘッドの製造方法であって、
前記分岐路の端部を熱溶着ホーンを用いて熱溶着する際に、前記熱溶着ホーンを前記分岐路端部との接触面に沿った方向に移動させて前記分岐路の中心軸と前記熱溶着ホーンの中心軸をずらす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。
【請求項２】
インクを吐出するためのエネルギー発生素子および吐出口を備えたインクジェット記録チップ部と、インクジェット記録チップ部とインクタンクとの間を連通するインク供給路の途中に設けられた分岐路を備えるインクジェットプリントヘッドの製造方法であって、
前記分岐路の端部を熱溶着ホーンを用いて熱溶着する際に、前記熱溶着ホーンを前記分岐路端部との接触面に沿った方向に往復移動させて前記分岐路の中心軸と前記熱溶着ホーンの中心軸をずらす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。
【請求項３】
インクを吐出するためのエネルギー発生素子および吐出口を備えたインクジェット記録チップ部と、インクジェット記録チップ部とインクタンクとの間を連通するインク供給路の途中に設けられた分岐路を備えるインクジェットプリントヘッドの製造方法であって、
前記分岐路の端部を熱溶着ホーンを用いて熱溶着する際に、前記熱溶着ホーンを前記分岐路端部との接触面に沿った方向に円形に移動させて前記分岐路の中心軸と前記熱溶着ホーンの中心軸をずらす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。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３記載の製造方法により作製され、分岐路の中心軸と該分岐路の溶着部の中心とがずれていることを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリントヘッドに関し、特に、インク流路の一部を分岐させ、該分岐路の端部を塞いでインクの漏れを防止しているインクジェットプリントヘッドおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式のインクジェットプリントヘッドには、近年の高速記録化、高画質記録化への要求に伴い、様々な問題の解決が必要とされている。例えば、１つの吐出口から連続して吐出を行なう場合、吐出口が配されたインクジェット記録チップにインクタンクからのインクがある程度以上流れて慣性力が発生するまでの間は、吐出口へのインクリフィルが間に合わず、２回目以降の吐出が非常に不安定となり、不良印字が発生する場合があった。この対策として、特許文献１（特開平０８−０３９８００号公報）に開示されているように、吐出口と、吐出口に連通してインクを吐出するための吐出エネルギー発生部分を持ち、吐出エネルギー発生部分に連通するインク貯留部に基体を存在させた液室バッファを設ける提案がなされている。
【０００３】
図８に示す例では、インクを吐出するためのエネルギー発生素子および吐出口を備えたインクジェット記録チップ部１１０１と、インクジェット記録チップ部１１０１とインクタンク（不図示）との間を連通するインク供給路１１０４の途中に分岐路１１０２を設け、その先端１１０３を溶着封止することにより必要十分な容積を確保したバッファ室が形成されている。
【０００４】
従来、インク流路の一部から分岐した分岐路を塞ぐ際には分岐路の端部をシリコーン封止剤等で封止する方法や図９に示すようなボールにて塞ぐ方法があった。
【０００５】
図９中の２はインク流路および分岐路を有する樹脂部材、３はインク流路から分岐された分岐路、１１はボールを挿入するボール挿入部、１２は金属あるいは樹脂のボール、１３は封止剤注入用のニードル、１４はシリコーンの封止剤を示す。
【０００６】
分岐路３を塞ぐ手順は、図９（ａ）に示すように、インク流路および分岐路３を有する樹脂部材２のボール挿入部１１に、ボール挿入部１１より小さいボール１２を挿入して図９（ｂ）に示す状態とし、その後、図９（ｃ）に示すようにボール挿入部１１とボール１２との隙間にニードル１３から封止剤１４を注入し、ボール挿入部１１とボール１２との間にできた隙間を埋め、分岐路３を塞ぐ方法がとられていた。
【０００７】
また、図１０に示すような、溶着リブなどを分岐路の端部に設け、それを熱あるいは超音波により溶着する方法もある。
【０００８】
図１０中の１５は分岐路２の端部に設けられた溶着リブ、１６は熱溶着ホーン、１７はウェルド、１０１は回転対称体である熱溶着ホーン１６の中心軸、１０２は回転対称体である溶着リブ１５の中心軸（分岐路３の中心軸でもある）を示す。
【０００９】
図１０（ａ）に示すように従来の溶着方法は、溶着リブ１５と熱溶着ホーン１６の中心位置を合わせた状態で溶着リブ１５を図１０（ｂ）〜（ｄ）のように徐々に熱溶着ホーン１６を押し付けて溶着リブ１５を潰して溶着を行う。熱溶着ホーン１６および溶着リブ１５は回転対称体であり、それぞれの中心軸１０１、１０２と平行で、かつ、これらが一致するように熱溶着ホーン１６は溶着リブ１５に押し付けられるため、溶着終了時には図１０（ｅ）に示すように溶着リブ１５の溶着部にはウェルド１７が発生することがある。このウェルドは、溶融した樹脂の流れが合流する部分で完全に融合しない場合に生じ、この部分の強度を大きく減少させてしまったり、不完全溶融で隙間が残ったままになってしまうことがあった。    
【特許文献１】特開平０８−０３９８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら従来の技術では、以下のような問題がある。
【００１１】
（１）分岐路端部をシリコーン封止剤等で封止する場合、分岐路の流路径が小さくないと封止剤等で塞ぎきれない。
【００１２】
しかし、分岐路の流路径を小さくする場合は、分岐路を有する部材の成形時の型が小さくなり、あまり深い分岐路の場合は成形不良や破損等を起こす可能性がある。
【００１３】
（２）分岐路の端部にボールを挿入あるいは圧入し、その外側をシリコーン封止剤等で封止する場合、ボールの圧入時にゴミが発生する可能性があり、また、ボールを挿入し封止することによるコストアップが生じる。
【００１４】
（３）溶着リブを設けて、熱あるいは超音波などで溶着リブを溶かして塞ぐ場合、図１０（ｅ）に示すような溶融した樹脂が交じり合った部分にウェルド１７が発生すると、ウェルド１７の部分では完全にお互いの樹脂が溶融しきれていないため、その部分から微少なリークを起こす可能性があった。
【００１５】
本発明は上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、分岐路端部の封止を確実かつ安価に行なうことのできるインクジェットプリントヘッドおよびその製造方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のインクジェットプリントヘッドの製造方法は、インクを吐出するためのエネルギー発生素子および吐出口を備えたインクジェット記録チップ部と、インクジェット記録チップ部とインクタンクとの間を連通するインク供給路の途中に設けられた分岐路を備えるインクジェットプリントヘッドの製造方法であって、
前記分岐路の端部を熱溶着ホーンを用いて熱溶着する際に、前記熱溶着ホーンを前記分岐路端部との接触面に沿った方向に移動させて前記分岐路の中心軸と前記熱溶着ホーンの中心軸をずらすことを特徴とする。
【００１７】
本発明の他の形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、インクを吐出するためのエネルギー発生素子および吐出口を備えたインクジェット記録チップ部と、インクジェット記録チップ部とインクタンクとの間を連通するインク供給路の途中に設けられた分岐路を備えるインクジェットプリントヘッドの製造方法であって、
前記分岐路の端部を熱溶着ホーンを用いて熱溶着する際に、前記熱溶着ホーンを前記分岐路端部との接触面に沿った方向に往復移動させて前記分岐路の中心軸と前記熱溶着ホーンの中心軸をずらすことを特徴とする。
【００１８】
本発明のさらに他の形態によるインクジェットプリントヘッドの製造方法は、インクを吐出するためのエネルギー発生素子および吐出口を備えたインクジェット記録チップ部と、インクジェット記録チップ部とインクタンクとの間を連通するインク供給路の途中に設けられた分岐路を備えるインクジェットプリントヘッドの製造方法であって、
前記分岐路の端部を熱溶着ホーンを用いて熱溶着する際に、前記熱溶着ホーンを前記分岐路端部との接触面に沿った方向に円形に移動させて前記分岐路の中心軸と前記熱溶着ホーンの中心軸をずらすことを特徴とする。
【００１９】
本発明のインクジェットプリントヘッドは上記のいずれかの製造方法により作製され、分岐路の中心軸と該分岐路の溶着部の中心とがずれていることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、成形性、ゴミ発生因子およびコストの観点から、溶着リブを熱により溶着し、その際に生じ得る溶融した樹脂の交じり合った部分のウェルド部からの微少リークを無くすため、溶着リブの熱溶着時に熱溶着ホーンを分岐路の中心からずらして溶着した。これにより、、ウェルド部の溶着部内で微小リークが連続的に繋がらないようにし、ウェルド部からの微少リークを防止した。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、熱溶着リブを熱により溶着する際に生じ得るウェルド部からの微小リークを抑えることができた。これにより、樹脂部品をより確実に熱溶着することができるようになり、コストダウンを図ることができた。また、溶着で分岐路をよりかく実に埋めることができるようになったことにより、比較的大きな径の分岐路でも溶着することができることとなり、分岐路を有する樹脂部品の型の剛性が上がり寿命および精度の向上が図れるようになった。
【００２２】
更に、熱溶着ホーンを分岐路端部の接触面に沿って移動させながら溶着するため、溶着ホーン内での溶融樹脂の動きを生じさせることができ、より短時間での溶着が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
以下に本発明の第１の実施形態を示す。
【００２５】
図１は本発明により作製される分岐路の封止部を示す図、図２はその作製方法を段階的に示す断面図である。なお、本実施形態は封止部の作製方法のみが異なるものであるため、図中の符号は図１０に用いた従来例と同じものを付す。
【００２６】
図１に示される分岐路は、図８に示したインクジェットプリントヘッドと同様、インクを吐出するためのエネルギー発生素子および吐出口を備えたインクジェット記録チップ部と、インクジェット記録チップ部とインクタンク（不図示）との間を連通するインク供給路の途中に設けられたものである。分岐路の封止部以外の構成は図８に示した従来例と同様であるため、詳細は省略するが、その形態としては、インクジェットプリントヘッド内のインクタンクへ供給されるインクを内包したインク容器が一体とされ、該インク容器内のインクがなくなると交換するタイプのものやインクジェットプリントヘッドとインク容器とが着脱可能なもののいずれでもよい。また、いずれの場合においてもインク容器に収容されるインクの色の種類は単数、複数のいずれでもよい。
【００２７】
図２（ａ）に示すように溶着リブ１５と熱溶着ホーン１６の中心軸１０１、１０２を合わせる。その後、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように徐々に熱溶着ホーン１６を溶着リブ１５に押し付けて溶着リブ１５を潰す。すると、図２（ｃ）に示すようにウェルド１７が溶着リブ１５の分岐路３内に発生する。
【００２８】
次に、図２（ｄ）に示すように溶着終了直前に溶着ホーン１６を溶着リブ１５との接触面と平行な方向（横方向）にスライドさせ、ウェルド１７の分岐路３との連通部を遮断する。その後、図２（ｅ）に示すように溶着ホーン１６を退避させ分岐路３の中心軸１０２と溶着ホーン１６の中心軸１０１がずれた状態で溶着される。なお、この溶着ホーン１６を溶着リブ１５との接触面に沿った方向（横方向）にスライドさせる移動としては連続的に複数回行うことを含む往復移動としてもよい。このように、熱溶着ホーンを分岐路端部の接触面に沿って移動させながら溶着するため、溶着ホーン内での溶融樹脂の動きを生じさせることができ、より短時間での溶着が可能となった。図３は上記の溶着動作を行う装置の構成を示す図である。図３において２０１は溶着ホーン１６を冷却する冷却ノズル、２０２は溶着ホーン１６の溶着のＯＮ／ＯＦＦを行うセンサのオン・オフ動作させるための部品としてのドグ、２０３は溶着ホーン１６のスライドのタイミングを検知するセンサ用のドグ、２０４は溶着ホーン１６の溶着ＯＮを行うタイミングセンサ（センサ１）、２０５は溶着ホーン１６の溶着ＯＦＦを行うタイミングセンサ（センサ３）、２０６は溶着ホーン１６を横方向にスライドさせるタイミングセンサ（センサ２）、２０７は溶着ホーン１６および冷却ノズル２０１、各タイミングセンサ２０４〜２０６を具備する溶着ホーンユニット、２０８は溶着ホーンユニット２０７を横方向にスライドさせるスライドガイドである。
【００２９】
図４は図３に示した装置における溶着のシーケンス動作を示すフローチャートである。これらのシーケンス動作は不図示の制御装置により制御される。
【００３０】
以下に、本実施形態の溶着動作について図３および図４を参照して説明する。
【００３１】
開始状態のとき、溶着ホーンユニット２０７は、退避した状態で溶着リブ１５を具備する樹脂部品２を待つ。その後、図３（ａ）に示すように樹脂部品２が所望の位置に供給されると、溶着ホーンユニット２０７が溶着リブ１５に向かって移動する（ステップＳ１０１）。
【００３２】
その後、図３（ｂ）に示すような位置となり、センサ用のドグ２０２がタイミングセンサ２０４を遮断してタイミングセンサ２０４がＯＮとなると（ステップＳ１０２）、溶着ホーン１６への加熱が開始されて（ステップＳ１０３）溶着ホーン１６の先端部の温度が上昇し、溶着ホーン制御系が稼動しはじめる。
【００３３】
さらに溶着ホーンユニット２０７が移動し、溶着リブ１５を溶かしながら溶着リブ１５を潰し、分岐路３（図２参照）を塞ぎはじめる。ある程度、溶着リブ１５が溶着され、図３（ｃ）に示すようにセンサ用のドグ２０３がタイミングセンサ２０６を遮断してタイミングセンサ２０６がＯＮとなると（ステップＳ１０４）、各タイミングセンサ１〜３を具備する溶着ホーンユニット２０７全体がスライドガイド２０８を使って移動方向に対し横方向に移動する（ステップＳ１０５）。
【００３４】
その後、センサ用ドグ２０２がタイミングセンサ２０５を遮断し、タイミングセンサ２０５がＯＮとなると（ステップＳ１０６）、溶着ホーン１６への通電をＯＦＦとし（ステップＳ１０７）、冷却ノズル２０１により溶着ホーン１６を冷却する（ステップＳ１０８）。タイマにより予め設定された時間が過ぎると（ステップＳ１０９）、冷却ブローが停止し（ステップＳ１１０）、溶着ホーンユニット２０７が退避し（ステップＳ１１１）、初期の位置にスライドが戻って(ステップＳ１１２）終了となる。
【００３５】
本実施形態では、溶着ホーン１６の加熱はパルスヒータを用いて行った。また溶着ホーンユニット２０７をスライドさせるタイミングはタイミングセンサ２０５の手前０．８ｍｍの位置になるようにタイミングセンサ２０６を調整し、また溶着ホーンユニット２０７のスライド量は１ｍｍとして行った。
【００３６】
また、分岐路を有する樹脂部材２の材質はノリルにガラスフィラーを含有したものを用いた。なお、樹脂部材２は成形時の樹脂温度が約２２０℃のため、本実施形態においては、溶着ホーン１６の溶着時の最高到達温度は３２０℃になるように調整した。また、本実施形態の溶着ホーン１６の加熱にはパルスヒータを使用したため、パルス通電後約２秒で最高到達温度に達するようにした。
【００３７】
また、本実施形態のタイミングセンサ２０４〜２０６は光学式のものを用いて行ったためセンサのＯＮ／ＯＦＦのタイミングの精度は約０．１ｍｍ以下であった。
【００３８】
さらに、本実施形態において溶着終了時の熱溶着ホーン１６の温度は約１２０℃程度であり、冷却ブローでの冷却時間を約２秒とし、その際の熱溶着ホーン１６の温度は約５０℃程度であり、この状態で熱溶着ホーン１６を溶着部から離すことで溶着部の炭化あるいは溶融樹脂の糸引きなどを起こすことなく溶着することができた。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は本発明の第２の実施形態の作製方法を段階的に示す断面図である。
【００４０】
本実施形態においては、図５（ａ）に示すように、溶着リブ１５と熱溶着ホーン１６の中心軸１０１、１０２ををずらした状態で溶着リブ１５に溶着ホーン１６を接触させる。その後、図５（ｂ）〜（ｄ）に示すように溶着ホーン１６を溶着リブ１５との接触面で円形軌道を描くように上下左右に回転させつつ溶着リブ１５を押しつぶすように前進させることで、第１の実施形態の場合と比べて、より広範囲に溶着リブ１５の溶融樹脂が混じりあうので、第１の実施形態の場合と比べて、図５（ｅ）に示すように溶着ホーン１６を退避させた後にも溶着部に連続したウェルドが存在しないものとなる。
【００４１】
図６は本実施形態の溶着動作を行う装置の構成を示す図である。図中の３０１は溶着ホーン１６が溶着リブ１５に接触した際に溶着ホーン１６が進行方向とは逆方向に戻されることを検知するドグ、３０２はドグ３０１の移動を検知するタイミングセンサ（センサ４）、３０３は溶着ホーン１６が溶着リブ１５に接していない場合の先端位置を一定にするためのスプリングである。また、図中には記載していないが、溶着ホーンユニット２０７および横方向のスライドガイド２０８を含むユニットが上下に移動することのできる機構も設けてある。この他の構成は図３に示した実施形態と同様のものであるため、図３と同じ番号を付して説明は省略する。
【００４２】
図７は図６に示した装置における溶着のシーケンス動作を示すフローチャートである。これらのシーケンス動作は不図示の制御装置により制御される。
【００４３】
以下に、本実施形態の溶着動作について図６および図７を参照して説明する。
【００４４】
図６（ａ）に示される状態で、溶着リブ１５を具備した樹脂部品２が図５（ａ）に示すような位置関係となると溶着ホーンユニット２０７が移動を開始する（ステップＳ２０１）。
【００４５】
その後、図６（ｂ）に示すように溶着リブ１５と溶着ホーン１６が所定の距離になると、タイミングセンサ２０４がＯＮとなり（ステップＳ２０２）、溶着ホーン１６の加熱が開始される（ステップＳ２０３）。なお、本実施形態においても溶着ホーン１６の加熱はパルスヒータを用いたが、コンスタントヒータなどを用いた場合は移動開始前に所定温度に達している必要がある。
【００４６】
次に、溶着ホーンユニット２０７が前進するが、この前進は溶着リブ１５に溶着ホーン１６が接触し、溶着ホーン１６に対してスプリング３０３による圧力が所定以上加わると止まり、同時にタイミングセンサ３０２がドグ３０１から離れると溶着ホーンユニット２０７が左右および上下に円形軌道を描くように移動する（ステップＳ２０５）。
【００４７】
なお、本実施形態ではスプリング３０３のばね圧を１５０ｇｆ／ｍｍとし、溶着ホーンユニット２０７の上下および左右への移動量を各１ｍｍとした。その後、溶着が進み、タイミングセンサ２０６がＯＮとなると（ステップＳ２０６）、上下左右の移動を停止し（ステップＳ２０７）、タイミングセンサ２０５がＯＮとなるまで溶着を行う。そして、タイミングセンサ２０５がＯＮとなると（ステップＳ２０８）、溶着を停止し(ステップＳ２０９）、冷却ノズル２０１により溶着ホーン１６を冷却する（ステップＳ２１０）。その後、タイマにより予め設定された時間が過ぎると（ステップＳ２１１）、冷却ブローが停止し（ステップＳ２１２）、溶着ホ−ンユニット２０７が退避し（ステップＳ２１３）、初期の位置にスライドが戻って(ステップＳ２１４）終了となる。
【００４８】
なお、本実施形態ではタイミングセンサ２０６とタイミングセンサ２０５までの溶着ホーン１６の移動距離は０．５ｍｍとした。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態であって、分岐路の封止部を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は本発明による作製方法を段階的に示す断面図である。
【図３】図２に示した溶着動作を行う装置の構成を示す図である。
【図４】図３に示した装置における溶着のシ−ケンス動作を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は本発明の第２の実施形態の作製方法を段階的に示す断面図である。
【図６】図５に示した溶着動作を行う装置の構成を示す図である。
【図７】図６に示した装置における溶着のシ−ケンス動作を示すフローチャートである。
【図８】分岐路が設けられたインクジェットプリントヘッドの構成を示す図である。
【図９】従来技術を示す図である。
【図１０】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    溶着部
２    分岐路を有する樹脂部材
３    分岐路
１１    ボール挿入部
１２    金属あるいは樹脂製ボール
１３    ニードル
１４    シリコーン封止剤
１５    溶着リブ
１６    溶着ホーン
１７    ウェルド
１０１    中心軸
１０２    中心軸
２０１    冷却ブローノズル
２０２    センサ用ドグ１
２０３    センナ用ドグ２
２０４    タイミングセンサ１
２０５    タイミングセンサ３
２０６    タイミングセンサ２
２０７    溶着ホーンユニット
２０８    スライドガイド
３０１    ドグ３
３０２    タイミングセンサ４
３０３    スプリング
【図１】
2005104118.tif 000003
【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】
2005104118.tif 000011
【図１０】
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