(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル孔を一つの面に開口しインクを収容する複数のインク室と、当該インク室内のインクを前記ノズル孔より液滴として噴射させるアクチュエータとを有するヘッド本体と、
前記複数のインク室の整列方向に延出され、インク供給源から供給されたインクを前記複数のインク室の各入口端に対して供給するインク供給路が形成されたマニホールド部材と、
前記ヘッド本体を覆いそのヘッド本体の前記面を露出させる開口を有するカバーとを備えるインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ヘッド本体に、一端を前記カバーの開口の近傍に開口し他端を前記マニホールド部材と前記ヘッド本体との接続部の近傍に開口した充填用チャンネルを形成し、
前記マニホールド部材を前記ヘッド本体に接続し、前記ヘッド本体の前記マニホールド部材とは反対側の端部を前記カバーの開口に挿入した状態で、前記マニホールド部材とヘッド本体との接続部に供給したシール剤により、前記マニホールド部材とヘッド本体との接触部の周囲を封止し、また、前記カバーの開口内周とヘッド本体との間の空間を、前記充填用チャンネルの他端側に対し減圧することにより前記シール剤を、前記充填用チャンネルの他端側から前記カバーの開口内周とヘッド本体との間に充填することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記充填用チャンネルは、前記複数のインク室間に位置するダミー空間であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記マニホールド部材は、前記各インク室の入口端に対応した開口を間に有する複数の壁を備え、その壁に、前記ダミー空間と対向する面に溝を有し、その壁を前記ヘッド本体に当接した状態で、前記ヘッド本体と前記マニホールド部材とがなすコーナー部分と、前記ダミー空間とを、前記溝を介して接続し、
前記ヘッド本体を前記カバーの開口に挿入した状態で、前記ダミー空間を前記ヘッド本体と前記カバーの開口との間に開口させ、
前記コーナー部分に供給したシール剤を、前記減圧により、前記溝、前記ダミー空間、前記ヘッド本体と前記カバーの開口との間に充填することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記ヘッド本体は、前記インク室となる溝を備えた基板と、前記インク室の開放面を覆う覆い板とからなり、
前記マニホールド部材は、前記インク供給路を、前記インク室側と前記覆い板側とに開放して備え、
前記マニホールド部材を、前記基板と前記覆い板とがなすコーナー部に接触させて配置し、前記マニホールド部材と前記基板との接触部の周囲、および前記マニホールド部材と前記覆い板との接触部の周囲を前記シール剤で封止することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェッ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、インクを噴射して被記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットヘッドは、インクを収容する複数のインク室のアクチュエータに選択的に信号を与えて、当該インク室の出口端に設けられたノズル孔よりインク滴を噴射する。複数のインク室には、インク供給源からマニホールドを介してインクが補給される。
【０００３】
複数のアクチュエータは、ヘッド本体の外面に各電気接続端子を配列し、制御回路から延びるフレキシブルなシート状の配線材の複数の信号線とハンダ付け等で接続される。噴射したインクがミスト状態となって浮遊したり、ワイパーブレードで払拭したインクがそのワイパーブレードでヘッド周囲に押し込まれて、接続端子部分に付着すると、隣接する端子同士が電気的に短絡する等の事故を起こすことがあるため、特開平１１−３４３４２号公報に記載されているように、ノズル孔の列のみを露出させて、ヘッド本体とフレキシブルな配線材を、配線材押さえ具で覆い、かつその配線材押さえ具とヘッド本体との間に、シール剤、例えばポッティング剤を充填することが行われている。
【０００４】
また、ヘッド本体とマニホールドの接合部から空気が侵入してインク中に気泡が発生し、インク噴射を阻害することがあるため、特開平５−３８８１２号公報に記載されているように、ヘッドにおける流路形成部材の周囲全体と、電気接続端子部分を、ポッティング剤で覆うことが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前者特開平１１−３４３４２号公報に記載されたものは、個々のヘッド本体と配線材押さえ具との間をシールしているが、それらをカバーする部材とヘッド本体との間のシールについては開示されていない。このため、配線材の後端（ヘッド本体から離れた側の端部）に対する電気的短絡の防御策がされていない。
【０００６】
また、両公報に記載されたインクジェットヘッドは、いずれも微細な構造体のため、シール剤を所定箇所に隙間なく充填することは、非常に困難な作業で熟練を要するものであった。
【０００７】
本発明は、このシール剤の充填を容易に行うことができるようにする。また、ヘッド本体とマニホールドの接合部の周囲、およびカバーとヘッド本体との間の双方に同時にシール剤を充填できるようにする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、複数のノズル孔を一つの面に開口しインクを収容する複数のインク室と、当該インク室内のインクを前記ノズル孔より液滴として噴射させるアクチュエータとを有するヘッド本体と、前記複数のインク室の整列方向に延出され、インク供給源から供給されたインクを前記複数のインク室の各入口端に対して供給するインク供給路が形成されたマニホールド部材と、前記ヘッド本体を覆いそのヘッド本体の前記面を露出させる開口を有するカバーとを備えるインクジェットヘッドの製造方法において、前記ヘッド本体に、一端を前記カバーの開口の近傍に開口し他端を前記マニホールド部材と前記ヘッド本体との接続部の近傍に開口した充填用チャンネルを形成し、前記マニホールド部材を前記ヘッド本体に接続し、前記ヘッド本体の前記マニホールド部材とは反対側の端部を前記カバーの開口に挿入した状態で、前記マニホールド部材とヘッド本体との接続部に供給したシール剤により、前記マニホールド部材とヘッド本体との接触部の周囲を封止し、また、前記カバーの開口内周とヘッド本体との間の空間を、前記充填用チャンネルの他端側に対し減圧することにより前記シール剤を、前記充填用チャンネルの他端側から前記カバーの開口内周とヘッド本体との間に充填することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法にある。
【００１２】
この方法により、マニホールド部材とヘッド本体との接続部、およびカバーの開口内周とヘッド本体との間の双方にシール剤を一作業で充填することができ、ヘッド本体とマニホールドの接合部から空気が侵入してインク中に侵入した気泡によってインク噴射を阻害するのを防止し、かつカバーとヘッド本体との間にインクが侵入して電気配線部分に付着するのを防止することができる。
【００１３】
好ましくは請求項２に記載のように、前記充填用チャンネルを、前記複数のインク室間に位置するダミー空間で構成することで、充填用チャンネルを容易に形成することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載のように、請求項２に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、好ましくは、前記マニホールド部材は、前記各インク室の入口端に対応した開口を間に有する複数の壁を備え、その壁に、前記ダミー空間と対向する面に溝を有し、その壁を前記ヘッド本体に当接した状態で、前記ヘッド本体と前記マニホールド部材とがなすコーナー部分と、前記ダミー空間とを、前記溝を介して接続し、前記ヘッド本体を前記カバーの開口に挿入した状態で、前記ダミー空間を前記ヘッド本体と前記カバーの開口との間に開口させ、前記コーナー部分に供給したシール剤を、前記減圧により、前記溝、前記ダミー空間、前記ヘッド本体と前記カバーの開口との間に充填する。
【００１５】
また、請求項４に記載のように、請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法において、好ましくは、前記ヘッド本体は、前記インク室となる溝を備えた基板と、前記インク室の開放面を覆う覆い板とからなり、前記マニホールド部材は、前記インク供給路を、前記インク室側と前記覆い板側とに開放して備え、前記マニホールド部材を、前記基板と前記覆い板とがなすコーナー部に接触させて配置し、前記マニホールド部材と前記基板との接触部の周囲、および前記マニホールド部材と前記覆い板との接触部の周囲を前記シール剤で封止する。
【００１６】
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面にしたがって説明する。
【００１８】
図１は、４色のインクを噴射するヘッドユニットの外観を示す斜視図である。ヘッドユニットは、１色１列のノズル孔２５を２列有するインクジェットヘッド５０を２個並列して、カバー６０の２個の開口６１からそれぞれノズル孔２５を外部に露出させている。
【００１９】
インクジェットヘッド５０は、図２に示すように、概略、ヘッド本体１０とマニホールド部材１３，１４から構成されている。ヘッド本体１０は、複数の溝を備えた基板１１，１２、覆い板１５、ノズル孔２５を有するノズルプレート１６（図３）から構成されている。
【００２０】
２つの基板１１と１２、２つのマニホールド部材１３と１４は、覆い板１５を挟んで対称で、２色インクのためのそれぞれ独立したインク噴射機構を構成するもので、２つの基板１１，１２および２つのマニホールド部材１３、１４の構造はほぼ同じであるので、一方の基板１１、マニホールド１３について説明する。基板１１は、２枚の積層した圧電セラミックス材１１ａ，１１ｂからなる。両セラミックス材１１ａ、１１ｂは、それぞれ板厚方向でかつ相互に逆方向に分極され、両セラミックス材１１ａ，１１ｂにわたって、複数の平行な溝が隔壁２４を隔てて形成されている。該溝は、１つおきにインクを収容するインク室２１と、そのインク室間とインク室列の両端に位置するダミー空間２２とからなる。インク室２１は、基板１１の両端に開口して形成され、一端においてノズルプレート１６に明けられたノズル孔２５に接続し、他端においてマニホールド部材１３内の後述するインク供給路に接続する。ダミー空間２２も基板１１の両端に開口して形成されているが、ノズル孔２５に接続しておらず、かつマニホールド部材１３の壁３３によってその内のインク供給路には接続しないように閉塞されている。インク室２１およびダミー空間２２の長手方向にそった開放面は、覆い板１５によって覆われる。したがってインク室２１には、マニホールド部材１３からインクが供給されるが、ダミー空間２２はインクが供給されない空間であり、後述するようにシール剤３９の充填用チャンネルとして使用される。基板１１のノズルプレート１６側の端面には、ダミー空間２２の端部を、基板１１の溝形成側の面１１ｃとは反対側の面１１ｄへ接続する縦溝２３が形成されている。
【００２１】
図４に拡大して示すように、インク室２１およびダミー空間２２を隔てる隔壁２４の両側面には、電極層２７，２８が形成されている。ダミー空間２２内で対向する側面の両電極層２８は、ダミー空間２２および縦溝２３底部の分離溝２９で絶縁分離されている。また、図４，５に示すように、基板１１の前記面１１ｄには、導電層が形成され、かつその導電層を分離して電圧印加用接続端子３１，３２とする複数の分離溝３０が形成されている。２つの分離溝３０間に挟まれる複数の電圧印加用接続端子３１は、それぞれインク室２１両側のダミー空間２２の両電極層２８に、縦溝２３内の電極層を介して接続している。図５に示すように、基板１１のノズルプレート１６側とは反対側の端面１１ｅには、導電層が形成されているが、ダミー空間２２に対応する部分のみ除去され、インク室２１内の電極層２７がその導電層３３を介して、前記面１１ｄの導電層のうち分離溝３０の外側の部分の電圧印加用接続端子３２に接続している。
【００２２】
電圧印加用接続端子３１，３２は、フレキシブルな配線材３４に形成された電圧印加線３４ａがハンダ付けにより接合され、制御回路に接続されている。
【００２３】
インク噴射をさせようとするインク室２１内の電極層２７を接地し、該インク室の両外側の電極層２８に正電圧を印加すると、圧電セラミックスの隔壁２４内に、分極方向と直角方向の電界が生成される。隔壁２４の上下の各部において分極方向が逆であるため、図４に示すように、隔壁２４の上下の各部がそれぞれ逆方向に剪断変形する。その結果、図４の例では、インク室２１の容積を拡大し、そののち電圧の印加を停止して隔壁２４が復帰したときに、インクに圧力を加え、ノズル孔２４からインクを噴射する。なお、インク室２１の容積を縮小する方向に隔壁２４を変形させて、インクを噴射させることもできる。
【００２４】
マニホールド部材１３は、複数のインク室２１の整列方向に延びて各インク室２１の入口端にインクを供給するためのインク供給路３１を備える。そのインク供給路３１はその全長にわたってインク室２１側と覆い板１５側とに開放しており、覆い板１５側はその覆い板１５によって閉じられている。
【００２５】
マニホールド部材１３のインク室２１入口端側は、複数の壁３３間に各インク室の入口端に対応した開口３７を有し、その開口３７を通ってインク供給路３１を各インク室２１に接続している。各壁３３は、ダミー空間２２と対向する面に溝３８を有し、壁３３をヘッド基板１１の後端に当接した状態で、ヘッド基板１１の後端とマニホールド部材１３とがなすコーナー部分３３（図６）とダミー空間２２とを溝３８を介して接続している。後述するように、ヘッド本体１０の前部をカバー６０の開口６１に挿入した状態で、縦溝２３は、ヘッド本体１０と開口６１との間の空間６２に開口するから、コーナー部分３３は、溝３８、ダミー空間２２、縦溝２３を介して空間６２に連通することになる。
【００２６】
ヘッド本体１０は、覆い板１５の両側に基板１１，１２を接着固定し、基板１１，１２および覆い板１５の一方の端面に、平板状のノズルプレート１６を、ノズル孔２４がインク室２１の一端に対応するように接着固定して構成されている。さらに、各基板１１，１２の他方の端部側から延長された覆い板１５の延長部の両側面と各基板１１，１２の後端面とが成すそれぞれのコーナー部に、マニホールド部材１３，１４が配置される。マニホールド部材１３，１４は、その位置に仮止め接着剤により仮固定され、後述する接着剤兼シール剤３９により固定される。基板１１，１２の外面すなわち面１１ｄには、フレキシブルな配線材３４が接合される。
【００２７】
このように構成されたヘッド本体１０とマニホールド部材１３，１４の組は、２個並べて、記録装置本体またはその本体内のキャリッジに、図示しない取付板に固定され、カバー６０により覆われる。その際、ヘッド本体１０の前部がカバー６０の開口６１に挿入され、ノズル孔２５の列を外部に露出させている。
【００２８】
図６に示すように、カバー６０の開口６１の内周とヘッド本体１０との間の空間６２は、接着剤兼シール剤３９が充填されて封止固定される。ヘッド本体１０とマニホールド部材１３，１４との接触部の周囲も、接着剤兼シール剤３９によって封止固定される。
【００２９】
この封止固定作業は、以下のように行われる。ヘッド本体１０の前部をカバー６０の開口６１に挿入した状態で、開口６１およびヘッド本体１０の前面をキャップ７０で覆い、カバー６０の背面において開口６１の内周とヘッド本体１０との間を蓋部材７１で覆う。そして、ヘッド基板１１，１２の後端とマニホールド部材１３，１４とがなすコーナー部分３３に流動性のあるシール剤３９を盛り、キャップ７０にチューブ７２を介して接続した真空ポンプ等の減圧発生源（図示しない）により、空間６２を減圧すると、シール剤３９は、溝３８、ダミー空間（充填用チャンネル）２２、縦溝２３を充填しながら空間６２に流れ込み、開口６１の内周とヘッド本体１０との間を封止する。このとき、ノズルプレート１６の外周がヘッド本体１０よりも突出しているから、シール剤３９がノズルプレート１６の前面にはみ出すことなく、接続端子３１，３２を完全に覆うように充填することができる。ノズル孔２５はキャップ７０により閉塞しておくことが好ましい。
【００３０】
シール剤３９は、マニホールド部材１３，１４と覆い板１５との接触部の周囲、またヘッド基板１１，１２と覆い板１５との接触部の周囲にも塗布される。
【００３１】
接着剤兼シール剤３９は、隔壁２４に接触して充填されるから、隔壁２４の変形を妨げないような柔軟性を有するシリコーン等が好ましい。覆い板１５とマニホールド部材１３，１４およびヘッド基板１１，１２との接触部の周囲には硬化するタイプのものでもよい。
【００３２】
上記構成では、ヘッド本体１０とカバー６０との間が均一に封止されるから、インクの噴射にともないミスト状態となって浮遊したインクや、ワイパーブレードで払拭したインクが接続端子３１，３２に付着して電気的に短絡する等の事故を起こすのを防止することができる。また、マニホールド部材１３，１４とヘッド基板１１，１２との接触部、およびそれらと覆い板１５との接触部の周囲も、封止されるから、接触部から空気が侵入してインク中に気泡が発生し、インク噴射を阻害することを防止することができる。
【００３３】
上記実施の形態では、隔壁２４が変形してインクを噴射するため、インク室２１間のダミー空間２２を利用してシール剤の充填用チャンネルとしたが、他の噴射方式のヘッドでは、充填用チャンネルを適宜設ける必要がある。この場合も、充填用チャンネルを、インク室の配列方向に適宜間隔を置いて複数設けることで、空間６２にシール剤を迅速かつ均一に充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を具体化したインクジェットヘッドの外観図。
【図２】  インクジェットヘッドの構成を説明する分解斜視図。
【図３】  図２のＡ−Ａ線断面図。
【図４】  図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】  ヘッド基板の斜視図。
【図６】  図１のＣ−Ｃ線断面図。
【符号の説明】
１０…ヘッド本体
１１，１２…基板
１３，１４…マニホールド部材
１５…覆い板
２１…インク室
２２…充填用チャンネル
３９…シール剤
【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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