(57)【要約】【課題】  本発明は、プリンタヘッド、プリンタ及びプリンタヘッドの製造方法に関し、例えば印刷対象の用紙幅によりノズル列が設けられてなるいわゆるフルラインタイプのプリンタヘッド、このプリンタヘッドを用いたプリンタに適用して、ノズル列を作成してなるシート材を接着により枠体に配置した後、このシート材にヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成する構成において、ノズルシートの接着に要する時間を短くすることができるようにする。【解決手段】  本発明は、ヘッドフレーム３２に熱硬化性接着剤３４を配置してプリベークした後、ノズルシート２５を配置して熱硬化させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル列を作成してなるシート状のノズルシートを、前記ノズル列に対応して帯状にくり抜きが形成されてなる板材によるヘッドフレームに接着により保持した後、少なくとも複数の発熱素子を設けてなるヘッドチップを前記くり抜いた部位に順次配置して形成されるプリンタヘッドにおいて、
前記接着が、熱硬化性接着剤による接着であり、
前記ヘッドフレームに前記熱硬化性接着剤を配置してプリベークした後、前記ノズルシートを配置して熱硬化させることにより、前記ヘッドフレームに前記ノズルシートを接着した
ことを特徴とするプリンタヘッド。
【請求項２】
プリンタヘッドの駆動により所望の画像を印刷するプリンタにおいて、
前記プリンタヘッドは、
ノズル列を作成してなるシート状のノズルシートを、前記ノズル列に対応して帯状にくり抜きが形成されてなる板材によるヘッドフレームに接着により保持した後、少なくとも複数の発熱素子を設けてなるヘッドチップを前記くり抜いた部位に順次配置して形成され、
前記接着が、熱硬化性接着剤による接着であり、
前記ヘッドフレームに前記熱硬化性接着剤を配置してプリベークした後、前記ノズルシートを配置して熱硬化させることにより、前記ヘッドフレームに前記ノズルシートを接着した
ことを特徴とするプリンタ。
【請求項３】
ノズル列を作成してなるシート状のノズルシートを、前記ノズル列に対応して帯状にくり抜きが形成されてなる板材によるヘッドフレームに接着により保持した後、少なくとも複数の発熱素子を設けてなるヘッドチップを前記くり抜いた部位に順次配置して形成されるプリンタヘッドの製造方法において、
前記接着が、熱硬化性接着剤による接着であり、
前記ヘッドフレームに前記熱硬化性接着剤を配置してプリベークした後、前記ノズルシートを配置して熱硬化させることにより、前記ヘッドフレームに前記ノズルシートを接着する
ことを特徴とするプリンタヘッドの製造方法。
【請求項４】
電鋳処理により母材に前記ノズルシートを作成し、
前記母材に前記ノズルシートを保持した状態で、前記ヘッドフレームに前記ノズルシートを接着した後、前記母材を引き剥がす
ことを特徴とする請求項１に記載のプリンタヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタヘッド、プリンタ及びプリンタヘッドの製造方法に関し、例えばフルラインタイプのプリンタヘッド、このプリンタヘッドを用いたプリンタに適用することができる。本発明は、ヘッドフレームに熱硬化性接着剤を配置してプリベークした後、ノズルシートを配置して熱硬化させることにより、ノズル列を作成してなるシート材を枠体に接着により配置した後、このシート材にヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成する構成において、ノズルシートの接着に要する時間を短くすることができるようにする。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリアルヘッドによるプリンタヘッドにおいては、吐出エネルギー発生素子を設けてなる金属、ガラス等の板材に切削、エッチング等によりインク流路の構を作成し、この板材に他の板材を貼り合わせて作成されるようになされている。また特開昭５７−４３８７６号公報には、このような切削、エッチング等による加工に代えて、感光性樹脂によりインク流路の溝を形成する方法が提案されるようになされている。
【０００３】
またこのような板材との貼り合わせにおいては、アクリル系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリエチレン系樹脂等による熱可塑性樹脂を用いた熱融着による方法と、接着剤を用いる方法とが一般に採用されるようになされている。すなわち例えば特開平８−２６７７６５号公報には、無伸縮の粘着テープにより仮止めした後、接着剤で本接着する方法が開示されるようになされており、特開平６−３１９２８号公報には、インク流路の隔壁を紫外線硬化樹脂で形成し、この紫外線硬化樹脂を接着剤としても使用する方法が開示されるようになされている。また特開平１１−１０８７３号公報、特開平９−１１４８０号、特開平５−２６９９９７号公報、特開２００２−２３４１４４号公報には、それぞれフィルム状エポキシ系接着剤、ゴム系接着剤、２液性エポキシ接着剤、ＵＶ接着剤を使用して接着することが開示されるようになされている。
【０００４】
これに対して印刷対象の用紙幅によりノズル列が設けられてなるいわゆるフルラインタイプのプリンタヘッドにおいては、シリアルヘッドのプリンタヘッドによる場合に比して印刷速度を向上し得るものの、シリアルヘッドによるプリンタヘッドと同様に作成したのでは、歩留り等が悪くなる。
【０００５】
このため特開２００２−１２７４２７号公報には、図１０に示すように、印刷幅によるノズル列を形成してなるノズルシート１を、このノズル列を囲む枠体であるヘッドフレーム２に貼り付けた後、発熱素子、発熱素子を駆動する駆動回路、インク液室の隔壁等を形成してなるヘッドチップ３を順次ノズルシート１に貼り付けることにより、フルラインタイプのプリンタヘッドを作成する方法が開示されるようになされている。この特開２００２−１２７４２７号公報に開示のプリンタヘッドにおいては、このノズル列をカラー印刷に供するインク毎にそれぞれ形成し、またヘッドフレーム２に各ノズル列に対応する帯状のくり抜きが複数本形成され、これによりカラー印刷できるようになされている。
【０００６】
また特開２００２−２０５４０２号公報には、このノズルシートを電鋳処理により作成することが言及されるようになされている。このように電鋳処理によりノズルシートを作成する場合にあっては、簡易かつ高い精度によりノズルシートを作成することができる。
【０００７】
しかしてこの場合、ノズルシートの作成に供する母材上にノズルシートを保持した状態で、熱硬化性の接着剤を介してこのノズルシート上にヘッドフレームを配置して加熱によりノズルシートとヘッドフレームとを貼り合わせ、その後、母材からノズルシートを引き剥がすことにより、ノズルシートの厚みを極めて薄くするようにしても、簡易かつ確実にノズルシートをヘッドフレームに貼り付けることができると考えられる。
【０００８】
しかしながらこのように母材上にノズルシートを保持した状態で、熱硬化に供する加熱を長時間続けると接着に要する時間が長くなり、母材からノズルシートを引き剥がすことが困難になる。実際上、この種の母材にあっては、ステンレスの薄板材を適用し得、このステンレスの母材を用いる場合にあっては、一般的な熱硬化温度に１０分程度保持すると、母材からノズルシートを引き剥がすことが困難になる。これによりこのように母材上にノズルシートを保持した状態で、熱硬化性接着剤によりノズルシートをヘッドフレームに貼り付ける場合、５分程度の加熱で母材からノズルシートを引き剥がすことが必要となる。
【０００９】
これに対してこの種の熱硬化性接着剤においては、２時間程度の硬化時間を要し、これにより５分程度の加熱で母材からノズルシートを引き剥がす場合にあっては、ノズルシートが位置ずれしたり、弛んだりし、結局、高解像度による印刷が困難になる。
【００１０】
これによりこのような熱硬化性接着剤を用いたプリンタヘッドの作成においては、接着に要する時間を短くすることが求められる。またこのように接着に要する時間を短くすることができれば、その分、生産性を向上することも可能となる。
【特許文献１】特開昭５７−４３８７６号公報
【特許文献２】特開平８−２６７７６５号公報
【特許文献３】特開平６−３１９２８号公報
【特許文献４】特開平１１−１０８７３号公報
【特許文献５】特開平９−１１４８０号
【特許文献６】特開平５−２６９９９７号公報
【特許文献７】特開２００２−２３４１４４号
【特許文献８】特開２００２−１２７４２７号公報
【特許文献９】特開２００２−１２７４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ノズル列を作成してなるシート材を枠体に接着により配置した後、このシート材にヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成する構成において、ノズルシートの接着に要する時間を短くすることができるプリンタヘッド、プリンタ及びプリンタヘッドの製造方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、ノズル列を作成してなるシート状のノズルシートを、ノズル列に対応して帯状にくり抜きが形成されてなる板材によるヘッドフレームに接着により保持した後、少なくとも複数の発熱素子を設けてなるヘッドチップをくり抜いた部位に順次配置して形成されるプリンタヘッドに適用して、接着が、熱硬化性接着剤による接着であり、ヘッドフレームに熱硬化性接着剤を配置してプリベークした後、ノズルシートを配置して熱硬化させることにより、ヘッドフレームにノズルシートを接着してなるようにする。
【００１３】
また請求項２の発明においては、プリンタヘッドの駆動により所望の画像を印刷するプリンタに適用して、プリンタヘッドは、ノズル列を作成してなるシート状のノズルシートを、ノズル列に対応して帯状にくり抜きが形成されてなる板材によるヘッドフレームに接着により保持した後、少なくとも複数の発熱素子を設けてなるヘッドチップをくり抜いた部位に順次配置して形成され、接着が、熱硬化性接着剤による接着であり、ヘッドフレームに熱硬化性接着剤を配置してプリベークした後、ノズルシートを配置して熱硬化させることにより、ヘッドフレームにノズルシートを接着してなるようにする。
【００１４】
また請求項３の発明においては、ノズル列を作成してなるシート状のノズルシートを、ノズル列に対応して帯状にくり抜きが形成されてなる板材によるヘッドフレームに接着により保持した後、少なくとも複数の発熱素子を設けてなるヘッドチップをくり抜いた部位に順次配置して形成されるプリンタヘッドの製造方法に適用して、接着が、熱硬化性接着剤による接着であり、ヘッドフレームに熱硬化性接着剤を配置してプリベークした後、ノズルシートを配置して熱硬化させることにより、ヘッドフレームにノズルシートを接着する。
【００１５】
請求項１の構成により、ノズル列を作成してなるシート状のノズルシートを、ノズル列に対応して帯状にくり抜きが形成されてなる板材によるヘッドフレームに接着により保持した後、少なくとも複数の発熱素子を設けてなるヘッドチップをくり抜いた部位に順次配置して形成されるプリンタヘッドに適用して、接着が、熱硬化性接着剤による接着であり、ヘッドフレームに熱硬化性接着剤を配置してプリベークした後、ノズルシートを配置して熱硬化させることにより、ヘッドフレームにノズルシートを接着してなるようにすれば、プリベークにより硬化を促進させて、その分、接着に要する時間を短くすることができる。これによりノズル列を作成してなるシート材を枠体に接着により配置した後、このシート材にヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成する構成において、接着に要する時間を短くすることができる。
【００１６】
これにより請求項２、請求項３の構成によれば、ノズル列を作成してなるシート材を枠体に接着により配置した後、このシート材にヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成する構成において、接着に要する時間を短くすることができるプリンタヘッドによるプリンタ、プリンタヘッドの製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ノズル列を作成してなるシート材を枠体に接着により配置した後、このシート材にヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成する構成において、接着に要する時間を短くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００１９】
（１）実施例の構成
図２は、本発明に係るラインプリンタを示す斜視図である。このラインプリンタ１１は、フルラインタイプのラインプリンタであり、略長方形形状によりプリンタ本体１２が形成される。このラインプリンタ１１は、印刷対象である用紙１３を収納した用紙トレイ１４をこのプリンタ本体１２の正面に形成されたトレイ出入口より装着することにより、用紙１３を給紙できるようになされている。
【００２０】
ラインプリンタ１１は、このようにトレイ出入口よりプリンタ本体１２に用紙トレイ１４が装着されると、このプリンタ本体１２に設けられた給紙ローラの回転によりプリンタ本体１２の背面側に向かって用紙トレイ１４から用紙１３が送り出され、プリンタ本体１２の背面側に設けられた反転ローラによりこの用紙１３の送り方向が正面方向に切り換えられる。ラインプリンタ１１は、このようにして用紙送り方向が正面方向に切り換えられてなる用紙１３が用紙トレイ１４上を横切るように搬送され、ラインプリンタ１１の正面側に配置された排出口よりトレイ１５に排出される。
【００２１】
ラインプリンタ１１は、上側端面に上蓋１６が設けられ、この上蓋１６の内側、正面方向への用紙搬送途中に、矢印Ａにより示すように、ヘッドカートリッジ１８が交換可能に配置される。
【００２２】
ここでヘッドカートリッジ１８は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色によるフルラインタイプのプリンタヘッドであり、上側に各色のインクタンク１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋが設けられるようになされている。ヘッドカートリッジ１８は、これらインクタンク１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋに係るプリンタヘッドのアッセンブリーであるヘッドアッセンブリー２０と、このヘッドアッセンブリー２０の用紙１３側に設けられて、不使用時、ヘッドアッセンブリー２０に設けられたノズル列を塞いでインクの乾燥を防止するヘッドキャップ２１とにより構成される。これによりラインプリンタ１１においては、このヘッドカートリッジ１８に設けられたヘッドアッセンブリー２０の駆動により、各色のインク液滴を用紙１３に付着させて所望の画像等をカラーにより印刷することができるようになされている。
【００２３】
図３は、このヘッドアッセンブリー２０を用紙１３側より見てインク液滴Ｄの吐出に係る部分を拡大し、一部断面を取って示す斜視図である。ヘッドアッセンブリー２０は、インク液室２２の隔壁２３等を作成したヘッドチップ２４を順次ヘッドフレーム３２に貼り付けた後、ボンディング端子２６を介してヘッドチップ２４を配線して形成される。
【００２４】
ここでヘッドチップ２４は、複数の発熱素子２７、この複数の発熱素子２７を駆動する駆動回路、この駆動回路の駆動に供する電源等を入力するパッド２８等が形成され、半導体製造工程により、複数チップ分がシリコン基板による半導体ウエハ上に纏めて形成された後、各チップにスクライビングされて形成される。ヘッドチップ２４は、ノズルシート２５側から見て全体が長方形形状により形成され、この長方形形状の長辺の一辺に沿って複数の発熱素子２７が所定ピッチにより配置される。
【００２５】
ヘッドチップ２４は、この一辺側が開いてなるように、櫛の歯形状によりインク液室２２の隔壁２３が形成され、これによりこの一辺側にインク流路を形成して、このインク流路からそれぞれ対応するインクタンク１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋのインクを各インク液室２２に導き得るようになされ、またこのようにしてインク液室２２に導かれたインクを発熱素子２７の駆動により加熱できるようになされている。
【００２６】
ヘッドチップ２４は、半導体ウエハの段階で、露光硬化型のドライフィルムレジストを発熱素子２７側面に積層した後、フォトリソプロセスによってこのドライフィルムレジストからインク液室の部位等を取り除くことにより、隔壁２３が形成されるようになされている。
【００２７】
これに対して図４にヘッドアッセンブリー２０の分解斜視図により示すように、ノズルシート２５は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクにそれぞれ対応する用紙幅によるノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが並設されたシート状部材であり、この実施例では、電鋳技術によって形成された例えば厚さ１５〜２０〔μｍ〕のニッケル材により形成され、ノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの各ノズルＮが直径約２０〔μｍ〕により形成される。ノズルシート２５は、各ノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋを間に挟んで千鳥に、各ヘッドチップ２４をそれぞれボンディング端子２６にワイヤボンディングする際の作業用の開口３１が形成されるようになされている。
【００２８】
ノズルシート２５は、ヘッドフレーム３２に保持されてヘッドチップ２４が配置される。ここでヘッドフレーム３２は、このノズルシート２５の保持する板状の保持部材であり、ノズルシート２５のノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに対応して帯状にくり抜き３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋが形成される。これによりヘッドフレーム３２は、ノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの延長する方向が長手方向となる長尺形状により形成され、その長手方向に３本の桟を掛け渡した形状により形成される。より具体的には、ヘッドフレーム３２は、Ａ４サイズの短辺の長に対応して長さ約２１〔ｃｍ〕、厚み５〔ｍｍ〕により形成される。
【００２９】
またヘッドフレーム３２は、ノズルシート２５に設けられるヘッドチップ２４とほぼ同一の線膨張係数を有する材料により形成される。すなわちヘッドフレーム３２は、ヘッドチップ２４がシリコン基板により形成される場合、例えば窒化珪素により形成される。なおこの場合、ヘッドフレーム３２は、セラミックス系ではアルミナ（Ａｌ２ Ｏ３ ）、ムライト、窒化アルミ、炭化珪素等を適用することができ、ガラス系では石英（ＳｉＯ２ ）等を適用することができ、金属であればインバー鋼等を適用することができる。これらによりヘッドフレーム３２は、ノズルシート２５との関係では、ノズルシート２５に比して線膨張係数が小さくなるようになされている。
【００３０】
このようにして形成されてなるヘッドフレーム３２に対して、ノズルシート２５は、熱硬化型のシート接着剤によって貼り付けられ、これによりヘッドフレーム３２に接着により保持される。すなわち図５に示すように、ヘッドアッセンブリー２０は、台紙３５に貼り付けられてなるシート状の熱硬化性接着剤３４が、ヘッドフレーム３２に積層された後（図５（Ａ））、矢印Ｂにより示すように可動するローラＲによりシート接着剤３４をヘッドフレーム３２に押圧しながら、温度８０度の雰囲気に１分間保持され（図５（Ｂ））、その後、台紙３５が剥離される（図５（Ｃ））。これによりヘッドアッセンブリー２０は、ローラＲによる熱圧着による仮接着によりシート接着剤３４がヘッドフレーム３２に設けられる。
【００３１】
ここでこのシート状の熱硬化性接着剤３４は、エポキシ変性樹脂を主成分とした厚さ３０±５〔μｍ〕のシート状接着剤である。このような接着剤においては、初期加熱を引き金として硬化を開始するトリガー形式のものもあるが、熱硬化性接着剤３４は、このようなトリガー形式のものとは異なり、高温で加熱されている間だけ硬化反応を起こす形式の接着剤であり、具体的にはスリーボンド社製、１６５０型を適用した。なおこの１６５０型の接着剤は、ホットメルト機能と熱硬化性機能を両有した接着剤であり、例えば１６０度、２０秒間、熱圧着機等で圧着加熱することにより、軟化溶融して接着対象に仮接着し、その後、高温下で放置すると硬化が始まって本接着状態に到るものである。なおカタログによれば、本接着については、硬化温度１３０度、硬化開始時間１時間、硬化完了時間４時間以上と記載されている。
【００３２】
続いてこの実施例では図１及び図７に示すように、このように熱硬化性接着剤３４を仮接着したヘッドフレーム３２を所定の工程に保持する（図１（Ａ））。その後、この実施例では、ノズルシート２５が形成されてなる電鋳処理による母材３６がホットプレート上に保持され、シート接着剤３４をこのノズルシート２５側にして、ヘッドフレーム３２がノズルシート２５上に載置される（図１（Ｂ）及び図７（Ａ））。この状態で、ヘッドフレーム３２をノズルシート２５に押し付けて、所定温度Ｔ１により一定時間放置されてシート接着剤３４の硬化が図られる。またその後、徐冷した後、ヘッドフレーム３２がヘッドフレーム３２と共に母材３６から引き剥がされ（図７（Ｂ））、これによりノズルシート２５が接着によりヘッドフレーム３２に保持される。
【００３３】
この接着の処理においては、温度変化によっても、ヘッドチップ２４に形成された発熱素子２７の作成周期（ノズル列の延長する方法の間隔である）Ｌ２に対して、ノズルシート２５に形成されたノズルＮの間隔Ｌ１（図３参照）が変化しないように、硬化に供する温度Ｔ１が設定されるようになされ、またホットプレートによる母材３６の加熱温度がこの温度Ｔ１に設定されるようになされている。またこの温度Ｔ１により十分に硬化が進行するように、この温度Ｔ１による硬化時間が設定される。
【００３４】
すなわち発熱素子２７を作成してなるヘッドチップ２４の線膨張率をα２とし、印刷時の温度をＲＴとすると、発熱素子２７の温度Ｔにおける間隔Ｌ２Ｔにおいては、Ｌ２Ｔ＝Ｌ２＋α２（Ｔ−ＲＴ）により表すことができる。但し、ここで間隔Ｌ２は、温度ＲＴにおける長さであるものとする。これにより間隔Ｌ２Ｔにおいては、図６において、符号Ｂにより示す特性により温度Ｔの変化に対して変化することになる。またヘッドフレーム３２においても、ヘッドチップ２４と線膨張係数がほぼ等しいことにより、同様の温度特性により膨張、収縮することになる。
【００３５】
これに対してノズルシート２５においては、線膨張率をα１とすると、間隔Ｌ１Ｔにおいては、間隔Ｌ１が印刷時の温度ＲＴによるものの場合、同様に、Ｌ１Ｔ＝Ｌ１＋α１（Ｔ−ＲＴ）により表すことができる。またノズルシート２５においては、ヘッドフレーム３２に比して線膨張係数が大きいことにより、図６において符号Ａにより示されるように、発熱素子２７の間隔Ｌ２に係る特性曲線に比して傾いた特性により温度特性が表される。
【００３６】
この実施例では、これらの特性曲線Ａ及びＢが、シート接着剤３４の硬化温度範囲で交差するように、これら間隔Ｌ１Ｔ及びＬ２Ｔが設定される。また印刷時に所望のドットピッチによりインク液滴Ｄを用紙に付着し得るように、発熱素子２７の間隔Ｌ２Ｔが設定される。このような条件の元で、ノズルシート２５は、これら２つの特性曲線Ａ及びＢが交差する温度Ｔ１でヘッドフレーム３２に貼り付けられる。すなわち上述した硬化に供する温度Ｔ１、ホットプレートによる母材３６の加熱温度がこの温度Ｔ１に設定される。
【００３７】
しかしてこの温度Ｔ１においては、ヘッドフレーム３２にヘッドチップ２４が設けられている場合に、このヘッドチップ２４に係るノズルピッチ（この場合は発熱素子の間隔Ｌ２である）が、ノズルシート２５に形成されたノズルピッチＬ１と一致する温度であり、これによりこの実施例では、接着時においては、ヘッドチップ２４に係るノズルピッチ（Ｌ２）とノズルシート２５に係るノズルピッチＬ１とが一致する温度により、ヘッドフレーム３２にヘッドチップ２４を貼り付け、この接着時におけるノズル位置のずれを防止するようになされている。
【００３８】
またこのようにして貼り付けた後においては、温度が室温に戻されるわけではあるが、この場合、ノズルシート２５の方が線膨張係数が大きいことにより、ノズルシート２５においては、ヘッドフレーム３２により張力を受けて保持されることになる。これによりノズルシート２５においては、少なくともこの硬化温度Ｔ１以下の範囲においては、ヘッドフレーム３２の線膨張係数により膨張、収縮することになり、この実施例では、このヘッドフレーム３２の線膨張係数がヘッドチップ２４の線膨張係数と等しいことにより、接着時におけるノズル位置のずれの防止が、この硬化温度Ｔ１以下の範囲で補償されることになる。
【００３９】
これらによりこの実施例では、ノズル間隔に係るノズルの位置ずれを防止するようになされている。なおノズルシート２５における間隔Ｌ１にあっては、製造のばらつきにより変化することを避け得ないものの、このように間隔Ｌ１がばらついた場合にあっては、図６において点線により示すように、このばらつきより変化する特性曲線が交差する温度Ｔ０２又はＴ０３に硬化温度を変化させることにより、ノズルシート２５における間隔Ｌ１を補正することができる。
【００４０】
ところでヘッドフレーム３２においては、長尺に形成され、その長手方向であるノズル列の延長する方向には桟が掛け渡された形状により形成されていることにより、このようにしてノズルシート２５による張力が加わっている場合にあって、長手方向にはこの張力による変形を防止することができる。これによりノズル間隔に係る位置ずれにあっては、十分に防止することができる。
【００４１】
しかしながらこの桟にあっては、用紙幅の長さにより形成されることにより、延長方向と直交する方向には比較的変形し易く、これによりヘッドフレーム３２においては、短辺方向で、桟の変形によりノズルシート２５が弛むようになる。
【００４２】
このためこの実施例では、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、このノズルシート２５をヘッドフレーム３２に接着する際に、ヘッドフレーム３２にノズルシート２５を接着した後において、くり抜いた部位の壁面が外方に撓むような応力Ｆ１が発生するように、壁面を内方に撓ませてヘッドフレーム３２にノズルシート２５を接着する。これによりヘッドフレーム３２に初期変形を与えてノズルシート２５を接着し、弾性の反発力でヘッドフレーム３２が元の形に戻る作用を利用して、ノズルシート２５の弛みを防止するようになされている。
【００４３】
具体的には、ヘッドフレーム３２の長手方向側の中央部分において、例えば治具により内側に応力Ｆを加えてヘッドフレーム３２を変形させた状態で、ノズルシート２５が形成されてなる母材３６上にヘッドフレーム３２を配置して、シート接着剤３４を硬化させた。その後、ホットプレートによる加熱を中止して自然冷却により徐冷し、シート接着剤３４の硬度を増大させ、十分にシート接着剤３４の硬度が増大してノズルシート２５がずれないような温度にて、応力Ｆの印加を中止した。なおこの実施例では、ノズルシート２５の温度が５０度前後で応力Ｆの印加を中止して、ノズルシート２５をずれないようにすることができた。
【００４４】
これによりこの実施例では、課題において上述したように、ノズルシート２５上にヘッドフレーム３２を配置した状態で、熱硬化性接着剤３４の熱硬化時間の分だけ放置すると、母材３６からノズルシート２５を引き剥がせなくなるのに対し、熱硬化性接着剤３４が十分に硬化しない状態で母材３６からノズルシート２５を引き剥がすと、ノズルシート２５に張りを持たせるために撓ませたヘッドフレーム３２の反発力Ｆ１によりノズルシート２５が位置ずれし、結局、この反発力Ｆ１によりノズルシート２５の弛みを防止することが困難になる。またノズル列の延長する方向に係るノズル位置のずれにあっても、防止できなくなる。さらにこのような弛み、ノズル位置の位置ずれ以外にも、全体としてノズルシート２５が位置ずれしたり、弛んだりする恐れがある。
【００４５】
このためこの実施例では、図１（Ａ）に示すように、ヘッドフレーム３２に熱硬化性接着剤を仮接着した後、ヘッドフレーム３２を加熱装置（加熱炉）に投入し、プリベークの処理を実行する。すなわち図８において符号Ｅにより示すように、１２０分の加熱により１００〔％〕の硬化が十分に完了する接着剤であっても、符号Ｄにより示すように、事前のプリベークにより所定時間加熱して硬化を促進させておけば、本接着においては、１０分以下の加熱により硬化が十分に完了する。これによりこの実施例では、ノズルシートの接着に要する時間を短くし、ノズルシート２５の弛み、位置ずれを防止するようになされている。
【００４６】
具体的に、この実施例では、上述したように、８０度、１分間の熱圧着により熱硬化性接着剤３４をヘッドフレーム３２に仮接着した後（図５（Ｂ））、１２０度、６０分の加熱によりプリベークの処理を実行し（図１（Ａ））、続いて１６０度、５分の加熱によりノズルシート２５をヘッドフレーム３２に貼り付け（図７（Ａ））、温度５０度程度の状態でノズルシート２５を母材３６から引き剥がした（図７（Ｂ））。
【００４７】
このようにしてノズルシート２５をヘッドフレーム３２に保持すると、このヘッドアッセンブリー２０は、ヘッドチップ２４をノズルシート２５に貼り付ける（図４）。この処理においては、ヘッドチップ２４の隔壁２３を構成する露光硬化型のドライフィルムレジストの二次接着力を利用して、ノズルシート２５をヘッドフレーム３２に貼り付ける際の硬化温度Ｔ１より低い温度Ｔ２による熱硬化により（図６）、このドライフィルムレジストの硬化を促進してヘッドチップ２４がノズルシート２５に貼り付けられる。またこの温度Ｔ２においては、ノズルシート２５をヘッドフレーム３２に貼り付けるシート接着剤３４が軟化してノズルシート２５がヘッドフレーム３２に対してずれない温度に設定される。
【００４８】
このとき図２をＣ−Ｃ線により切り取った断面図を図９に示すように、ヘッドアッセンブリー２０は、ヘッドフレーム３２のくり抜き３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋによる溝の中に、ノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに沿って千鳥にヘッドチップ２４が配置され、このノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに沿ったヘッドチップ２４が配置されていない箇所に、ヘッドチップと同一の線膨張係数によるダミーチップ４０がヘッドチップ２４と同様にして配置される。これによりヘッドアッセンブリー２０は、ヘッドチップ２４の千鳥の配置によるノズルシート２５への熱応力の偏りを防止するようになされている。
【００４９】
続いてヘッドアッセンブリー２０は、ヘッドチップ２４のエッジに沿ったインク流路、このヘッドチップ２４側のインク流路にインクタンク１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋからのインクを導くインク流路を形成する流路板４２が接着により設けられる。またボンディング端子２６をプリント配線基板４３に実装した後、このボンディング端子２６がヘッドフレーム３２のくり抜き３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋによる壁面と流路板４２との間の隙間に差し込まれ、これらが接着等により一体化される。ここでボンディング端子２６は、ノズルシート側にボンディング用の端子が設けられ、この端子をプリント配線基板４３に接続するように形成された端子であり、ヘッドアッセンブリー２０は、続いてノズルシート２５に設けられた開口３１を介してボンディング端子２６とヘッドチップ２４との間をワイヤボンディングした後、このワイヤボンディングした箇所に接着剤を塗布し、ワイヤボンディングを保護する。またインクタンク１９Ｙ〜１９Ｋを配置して全体をケースに収納し、プリント配線基板４３に接続したフレキシブル配線基板４６をこのケースの所定の箇所に保持することにより、プリンタ本体１２の配置により各ヘッドチップ２４をプリンタ本体１２に接続できるようにする。
【００５０】
（２）実施例の動作
以上の構成において、このラインプリンタ１１においては（図２）、印刷に供する画像データ、テキストデータ等によるヘッドカートリッジ１８の駆動により、印刷対象である用紙１３を所定の用紙送り機構により搬送しながら、ヘッドカートリッジ１８に設けられたヘッドアッセンブリー２０からインク液滴が吐出され、このインク液滴が搬送中の用紙１３に付着して画像、テキスト等が印刷される。これに対応してヘッドカートリッジ１８のヘッドアッセンブリー２０においては（図２、図９）、インクタンク１９Ｙ、１９Ｍ、１９Ｃ、１９Ｋのインクが各ヘッドチップ２４に形成されたインク液室２２に導かれ、発熱素子２７の駆動によるこのインク液室２２のインクの加熱により、ノズルシート２５に設けられたノズルＮからインク液滴Ｄが吐出される。これらによりこのラインプリンタ１１においては、所望の画像等を印刷することができるようになされている。
【００５１】
しかしてこのヘッドアッセンブリー２０においては、電鋳処理により所定の母材３６上に、このインク液滴を吐出するノズルＮによるノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋ、開口３１を作成してなるシート状の部材であるノズルシート２５が形成され（図１、図３、図４）、このノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋに対応して帯状にくり抜き３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋが形成されてなる板材によるヘッドフレーム３２にこのノズルシート２５が貼り付けられた後、発熱素子２７が形成されてなるヘッドチップ２４を順次ノズルシート２５に配置し、その後、他の構成部材２６、４２、４３等を配置して形成される。またこのようなノズルＮによるノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋが、印刷対象の用紙幅により形成され、これによりフルラインタイプのラインヘッドが構成され、シリアルヘッドのプリンタヘッドによる場合に比して高速度に所望の画像等を印刷することができる。
【００５２】
ヘッドアッセンブリー２０においては、ヘッドフレーム３２へのノズルシート２５の貼り付けが、熱硬化性接着剤であるシート接着剤３４をヘッドフレーム３２に配置した後、母材３６上に保持されたノズルシート２５にこのヘッドフレーム３２を押し付けてシート接着剤３４を熱硬化させることにより、実行される（図５）。
【００５３】
ヘッドアッセンブリー２０においては、ヘッドチップ２４とほぼ同一の線膨張係数を有する材料によりこのヘッドフレーム３２が形成され、またこのヘッドフレームに比して大きな線膨張係数による材料によりノズルシート２５が形成され、さらにヘッドフレーム３２へのノズルシート２５の貼り付けに係る温度が、ヘッドチップ２４に係るノズルピッチである発熱素子２７の間隔Ｌ２と、ノズルシート２５に形成されたノズルピッチＬ１とが一致する温度Ｔ１であることにより（図６）、この貼り付けに係る温度Ｔ１においては、ヘッドチップ２４に係るノズルピッチＬ２がノズルシート２５に形成されたノズルピッチＬ１と一致するよう設定され、さらに貼り付けた後の温度降下後においては、ヘッドフレーム３２によりノズルシート２５が引っ張られてヘッドフレーム３２の線膨張係数によりノズルシート２５が伸縮するように設定される。これによりヘッドアッセンブリー２０においては、ヘッドチップ２４をノズルシート２５に貼り付けて、ヘッドチップ２４に対するノズルシート２５によるノズルＮの位置ずれを防止することができる。しかしてこのようなノズルシート２５においては、ニッケルを用いて電鋳処理により簡易に量産できるものの、このような電鋳処理に係るニッケル等の材料においては線膨張係数が大きな欠点がある。しかしながらこのようにして貼り付けに係る温度等を設定すれば、このような線膨張係数の大きな材料によりノズルシート２５を作成しても、線膨張係数の小さな材料によるノズル位置の温度変化を実現し得、その分、印刷の精度を向上することができる。
【００５４】
しかしながらこのようにしてノズルシート２５をヘッドフレーム３２により引っ張って保持する場合にあって、この実施例のようなフルライン形式のラインプリンタにおいては、ノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの長さが長くなり、対応するヘッドフレーム３２に形成された帯状のくり抜き３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋにあっても長さが長くなり、これによりこれらくり抜き３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋによる形成される桟等にあっても細長に形成される。これによりノズル列３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｋの延長する方向については、ノズルシート２５を引っ張るようにして保持して、このノズルシート２５による張力に十分に抗し得るのに対し、くり抜き３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋの連続する方向にあっては、桟の変形を防止し得ず、これによりくり抜き３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋの延長する方向の中央部分で、ノズルシート２５に弛みが発生する（図８）。このようにノズルシート２５に弛みが発生すると、結局、このノズルシート２５に貼り付けるヘッドチップ２４の位置がずれることになり、インク液滴の付着箇所がずれ、精度の高い印刷が困難になる。
【００５５】
このためヘッドアッセンブリー２０においては、ヘッドフレーム３２にノズルシート２５を接着した後において、くり抜いた部位の壁面が外方に撓むような応力が発生するように、壁面を内方に撓ませてヘッドフレーム３２にノズルシート２５を接着し、このくり抜いた部位の壁面が外方に撓む応力によりくり抜き３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋの連続する方向についてノズルシート２５を引っ張るようにして保持する。これによりヘッドアッセンブリー２０においては、ノズルシート２５の弛みを防止することができる（図１）。従ってヘッドアッセンブリー２０においては、その分、ノズルＮが配置されている面の平坦度を維持し得、さらにはこの面内方向におけるノズルＮの位置ずれを防止することができ、一段と高い精度による高解像度の印刷結果を出力することができる。またこれによりヘッドフレーム３２においては、変形に対する反発力を得ることができ、その分、ノズルシート２５の張力による変形量を少なくすることができる。またこのようにノズルシート２５の弛みを防止し得ることにより、続くヘッドチップ２４の取り付け精度も向上することができ、その分、高い精度よりプリンタヘッドを組み立てることができる。
【００５６】
具体的にヘッドアッセンブリー２０においては、このヘッドフレーム３２へのノズルシート２５の接着が熱硬化性接着剤であるシート接着剤３４を用いて実行され、応力Ｆの印加により壁面を内方に撓ませて、熱硬化性接着剤の硬化が進行した時点で、応力Ｆの印加を停止することにより、ヘッドフレーム３２にノズルシート２５を接着した後において、くり抜いた部位の壁面が外方に撓むような応力が発生するように、壁面を内方に撓ませてヘッドフレーム３２にノズルシート２５を接着し、これにより簡易な作業の追加によりノズルシート２５の弛みを防止することができる。
【００５７】
またこのように応力の印加を停止する時点を、室温に戻す際の熱硬化性接着剤の硬度が増大した時点に設定することにより、ヘッドフレーム３２により引っ張られて保持されるノズルシート２５のずれを有効に回避することができる。
【００５８】
しかしてヘッドアッセンブリー２０においては、このようなヘッドフレーム３２へのノズルシート２５の接着が、ホットプレート上に母材３６を保持してノズルシート２５の接着に係る温度Ｔ１に保持した後、ヘッドフレーム３２を載置して実行され、これによりノズルシート２５側からの熱の伝搬により貼り付けに係る温度Ｔ１に保持され、その後、温度降下時においても、ホットプレートに保持されて、応力Ｆの印加が停止される。これによりヘッドアッセンブリー２０は、貼り付けに係る温度Ｔ１に高い精度により維持され、その後、確実に所定の温度に冷却して応力Ｆの印加を停止し得、簡易かつ確実にノズルシート２５の弛みを防止することができる。
【００５９】
このようにしてノズルシート２５を引っ張ってノズルシート２５をヘッドフレーム３２に保持する場合に、接着に供する熱硬化性接着剤３４が十分に硬化しない状態で母材３６からノズルシート２５を引き剥がすと、室温に戻す際のヘッドフレーム３２、ノズルシート２５の収縮により、さらには応力Ｆの印加を中止した後に発生するヘッドフレーム３２の応力Ｆ１により、ノズルシート２５がヘッドフレーム３２よりずれ、結局、ノズルシート２５を引っ張ってヘッドフレーム３２に保持できなくなり、ノズルの位置ずれ、ノズルシート２５の撓みを防止できなくなる。また作業中の外力等によっても、ノズルシート２５が位置ずれし、さらには弛むようになる。
【００６０】
これに対してこのようなずれが発生しない程度に硬化が進行するように、十分な時間により接着すると、今度は、母材３６からノズルシート２５を引き剥がせなくなる。
【００６１】
このためこの実施例では、熱硬化性接着剤３４をヘッドフレーム３２に仮接着した後、プリベークの処理により熱硬化性接着剤３４の硬化が促進され、その後、ノズルシート２５上に配置されてノズルシート２５が貼り付けられる。これによりこの実施例では、プリベークにより硬化を促進した分、ノズルシートの接着に要する時間を短くすることができるようにようになされ、ノズルシート２５の弛みを有効に回避し、さらにはノズル位置の位置ずれを確実に防止できるようになされている。またノズルシートの接着に要する時間を短くして、生産性を向上するようになされている。
【００６２】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、ヘッドフレームに熱硬化性接着剤を配置してプリベークした後、ノズルシートを配置して熱硬化させることにより、ノズル列を作成してなるシート材を枠体に接着により配置した後、このシート材にヘッドチップを配置してプリンタヘッドを作成する構成において、ノズルシートの接着に要する時間を短くすることができる。
【００６３】
また電鋳処理により母材にノズルシートを作成し、母材にノズルシートを保持した状態で、ヘッドフレームにノズルシートを接着した後、母材を引き剥がすことにより、ノズル位置の位置ずれ等を有効に回避して、簡易な作業によりプリンタヘッドを作成することができる。
【実施例２】
【００６４】
なお上述の実施例においては、シート状による熱硬化性接着剤を使用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の熱硬化性接着剤を使用する場合に広く適用することができる。
【００６５】
また上述の実施例においては、ステンレスによる母材上にニッケルによるノズルシートを作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、母材、ノズルシートの材質にあっては必要に応じて種々の材質を使用することができる。なおこのような材質の選択により、又は剥離の方法により、母材からノズルシートを簡易かつ確実に取り外すことができる場合もあり、このような場合には、プリベークの処理により生産性のみを向上できることになる。
【００６６】
また上述の実施例においては、母材上にノズルシートを保持した状態でヘッドフレームに貼り付ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ノズルシートを母材から取り外した後に、ヘッドフレームに貼り付ける場合にも広く適用することができる。
【００６７】
また上述の実施例においては、ノズルシートをヘッドフレームに貼り付ける温度の設定等によりノズル列方向にはノズルシートが弛まないようにした上で、ノズル列の連続する方向へのノズルシートの弛みを防止する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、このようなノズルシートをヘッドフレームに貼り付ける温度の設定等を省略した構成においても広く適用することができる。
【００６８】
また上述の実施例においては、カラー印刷用のフルラインタイプのプリンタヘッドに本発明を適用して４本のノズル列を作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば白黒印刷用のフルラインタイプのプリンタヘッドに本発明を適用してノズル列を１本により作成する場合等、種々の本数によりノズル列を作成する場合に広く適用することができる。
【００６９】
さらに上述の実施例においては、Ａ４サイズに係るフルラインタイプのプリンタヘッドに本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要はノズル列の長さを長くすれば本発明の課題に係るノズルシートの弛みが発生することにより、ノズル列を長くする場合に広く適用することができる。
【００７０】
さらに上述の実施例においては、用紙を印刷対象にしてなるプリンタ、プリンタヘッドに本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばパターン形成材料による液体、染料等をノズルから飛び出させる場合等、種々の材料を印刷対象にしてなるプリンタ、プリンタヘッドに広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、例えば印刷対象の用紙幅によりノズル列が設けられてなるいわゆるフルラインタイプのプリンタヘッド、このプリンタヘッドを用いたプリンタに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例１に係るプリンタヘッドのヘッドアッセンブリーにおいて、ヘッドフレームへのノズルシートの貼り付けの説明に供する斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係るラインプリンタを示す斜視図である。
【図３】図１のヘッドアッセンブリーのインク液滴の吐出に係る部分を拡大して示す斜視図である。
【図４】図１のヘッドアッセンブリーの分解斜視図である。
【図５】図１のヘッドアッセンブリーのヘッドフレームの加工の説明に供する斜視図である。
【図６】図１の、ヘッドフレームへのノズルシートの貼り付けの説明に供する特性曲線図である。
【図７】図１の続きを示す斜視図である。
【図８】プリベークの処理の説明に供する特性曲線図である。
【図９】図１のヘッドアッセンブリーの断面図である。
【図１０】従来例に係るプリンタヘッドの説明に供する斜視図である。
【符号の説明】
【００７３】
１、２５……ノズルシート、２、３２……ヘッドフレーム、３、２４……ヘッドチップ、１１……ラインプリンタ、１２……プリンタ本体、１３……用紙、１８……ヘッドカートリッジ、１９Ｃ〜１９Ｙ……インクタンク、２０……ヘッドアッセンブリー、２２……インク液室、２３……隔壁、２７……発熱素子、３０Ｃ〜３０Ｙ……ノズル列、３４……シート接着剤、４０……ダミーチップ、Ｄ……インク液滴、Ｎ……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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