(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するための複数のノズル孔に連通する複数のインク室を有するキャビティプレートを、複数種類の薄板状部品を積層して構成するインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、
前記薄板状部品と、その薄板状部品を支持するフレーム枠と、それらを前記薄板状部品よりも狭い幅で連結し、且つ、複数種類の前記薄板状部品の積層方向に重ならないように前記各薄板状部品の種類ごとに異なる位置に配置した連設片とを薄板材で一体に製作する工程と、
複数種類の前記薄板状部品を前記フレーム枠とともに積層状態に貼着して積層部品を形成する積層貼着工程と、
その積層貼着工程によって形成された前記積層部品から前記連設片を切断して前記フレーム枠を除去し前記キャビティプレートを形成するフレーム除去工程とを備えることを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記キャビティプレートは、前記インクを流動させるインク流路を備え、
前記連設片は、前記インク流路から離隔して配設されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記薄板状部品は、薄板状の長方形状に形成されており、
前記連設片は、前記薄板状部品の長方形状の短辺部分に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記連設片は、前記各薄板状部品の１の前記短辺部分の中心から対称位置に配設されてい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プリンタヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記フレーム枠には、２以上の前記薄板状部品が支持されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
【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タヘッドの製造方法に関し、特に、キャビティプレートを複数種類の薄板状部品を積層して構成するインクジェットプリンタヘッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、本発明の製造方法を実施することができるインクジェットプリンタヘッドＰの分解斜視図である。このインクジェットプリンタヘッドＰは、フレキシブルフラットケーブル４０と、圧電アクチュエータ３０と、キャビティプレート１０とから構成されている。フレキシブルフラットケーブル４０は、圧電アクチュエータ３０に通電するためのものである。圧電アクチュエータ３０は、後述するキャビティプレート１０の各インク室１４ｂに充填されているインクを加圧するためのものであり、特開平４−３４１８５１号に記載の構成とほぼ同様に、複数枚の圧電シートを積層した構造で構成されている。この圧電シートのうち最下段の圧電シートとそれから上方に数えて奇数番目の圧電シートの上面（広幅面）には、キャビティプレート１０の各インク室１４ｂに対応した箇所に細幅の個別電極（図示せず）が圧電アクチュエータ３０の長辺方向に沿って列状に形成され、各個別電極は、その長辺方向と直交する方向に沿って各圧電シートの長辺の端縁部近傍まで延びている。下から偶数番目の圧電シートの上面（広幅面）には、複数個のインク室１４ｂに対して共通のコモン電極（図示せず）が形成されており、最上段の圧電シートの上面には、その長辺の端縁部に沿って、各個別電極の各々に対して電気的に接続される表面電極３１と、各コモン電極に対して電気的に接続される表面電極３２とが設けられている。キャビティプレート１０については図２において詳細に説明する。
【０００３】
インクジェットプリンタヘッドＰは、上記したプレート型の圧電アクチュエータ３０における下面（インク室と対面する広幅面）全体に、接着剤層としてのインク非浸透性の合成樹脂材からなる接着剤シート３３を予め貼着し、次いで、キャビティプレート１０の各インク室１４ｂに対して、圧電アクチュエータ３０の各個別電極の各々が対応するように接着されて固定される（図３参照）。また、この圧電アクチュエータ３０における上面の表面には、フレキシブルフラットケーブル４０における各種の配線パターン（図示せず）が、圧電アクチュエータ３０の各表面電極３１，３２に電気的に接続される。
【０００４】
この構成において、圧電アクチュエータ３０における各個別電極のうち任意の個別電極と、コモン電極との間に電圧を印加することにより、圧電シートのうち、電圧を印加した個別電極とコモン電極に挟まれた部分に圧電による積層方向の歪みが発生し、この歪みにて各個別電極に対応するインク室１４ｂの内容積が縮小されることにより、このインク室１４ｂ内に充填されているインクが、後述するノズルプレート１５のノズル孔１５ａから液滴状に吐出して所定の印字が行われる。
【０００５】
図２は、キャビティプレート１０の分解斜視図である。このキャビティプレート１０は、ノズルプレート１５、２枚のマニホールドプレート１１，１２、スペーサプレート１３及びベースプレート１４の５枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接合して積層状態にして構成されている。ノズルプレート１５には、微小径（実施形態では２５μｍ程度）のインク吐出用のノズル孔１５ａが該ノズルプレート１５の長辺方向に沿って２列の千鳥配列状に穿設されている。２枚のマニホールドプレート１１，１２には、インク通路１１ａ，１２ａが設けられ、ノズルプレート１５のノズル孔１５ａの列の両側に沿って延びるように穿設されている。尚、ノズルプレート１５に対面する下側のマニホールドプレート１１におけるインク通路１１ａは、当該マニホールドプレート１１の上側にのみ開放するように凹状に形成されている。このインク通路１１ａは、上側のマニホールドプレート１２に対する後述するスペーサプレート１３の積層により密閉される構造になっている。
【０００６】
ベースプレート１４には、その長辺方向に沿う中心線に対して直交する方向（短辺方向）に延びる細幅の複数のインク室１４ｂが、ノズルプレート１５における千鳥状配列のノズル孔１５ａと対応して千鳥状配列で形成されている。このインク室１４ｂの先端部は、ノズルプレート１５における千鳥状配列のノズル孔１５ａに、スペーサプレート１３及びマニホールドプレート１１，１２に同じく千鳥状配列で穿設されているインク通路としての微小径の連通孔１１ｂ，１２ｂ，１３ｃを介して連通されている。一方、各インク室１４ｂの他端部は、スペーサプレート１３における左右両側部位に穿設された貫通孔１３ｂを介して、両マニホールドプレート１１，１２におけるインク通路１１ａ，１２ａに連通している。尚、他端部は、図３に示すように、ベースプレートの下面側にのみ開口するように凹状に形成されているものである。
【０００７】
また、スペーサプレート１３の一端に穿設された供給孔１３ａは、インク通路１２ａに連通するとともに、最上層のベースプレート１４の一端部に穿設された供給孔１４ａにも連通している。そして、この供給孔１４ａの上面には、その上方のインクタンク（図示せず）から供給されるインク中の塵除去のためのフィルタ１４ｃが張設されている。
【０００８】
図３は、図１におけるインクジェットプリンタヘッドＰのＩＩＩ−ＩＩＩａ，ｂ，ｃ線の断面図である。図３（ｃ）に示すように、インク室１４ｂは、スペーサプレート１３とベースプレート１４と圧電アクチュエータ３０とによって形成される室であり、内部にインクを充填するとともに、充填されるインクを加圧するための室である。ここで、このインクジェットプリンタヘッドＰにおけるインクの流動パターンを説明する。図示しないインクタンクからこのインクジェットプリンタヘッドＰにインクが供給された場合、まず、スペーサプレート１３及びベースプレート１４の一端部に穿設されている供給孔１３ａ，１４ａからマニホールドプレート１１，１２のインク通路１１ａ，１２ａ内に流入する。そして、その流入したインクは、このインク通路１１ａ，１２ａからスペーサプレート１３の各貫通孔１３ｂを通って、ベースプレート１４に配設されている各インク室１４ｂに分配される。そして、圧電アクチュエータ３０に電圧が印加されると、インク室１４ｂの内容積が縮小され、このインク室１４ｂ内に充填されているインクが各プレート１１，１２，１３の連通孔１１ｂ，１２ｂ，１３ｃを通って、当該インク室１４ｂに対応するノズル孔１５ａから吐出される構成になっている。
【０００９】
次に、キャビティプレート１０を組み立てる構成及び組立方法について説明する。図４は、キャビティプレート１０を構成している各プレート１１，１２，１３，１４のうちの１種類のプレート５１の複数個連設配置しているリードフレーム５０の上面図である。このリードフレーム５０は、薄板金属材料のエッチング加工またはプレス加工により、短形枠状のフレーム枠５３と、その枠の内側に、一定間隔で配置した同じ種類のプレート５１と、その枠５３と各プレート５１とを連結する連設片５２とを一体成型したものである。このリードフレーム５０は、キャビティプレート１０を構成する各プレート１１，１２，１３，１４ごとに４種類製作される。フレーム枠５３には、位置決めのためのピンを差し込む２つの位置決め孔５４，５５が穿設されており、１の位置決め孔５４は円状に穿設され、他方の位置決め孔５５は小判状に穿設されている。また、長方形状に形成された各プレート５１の短辺部分には各プレート５１よりも狭い幅の連設片５２が２つずつ合計４つ配設されている。
【００１０】
図５は、上記した４種類の各プレート１１，１２，１３，１４ごとのリードフレーム５０を組み立てる構成について表した斜視図である。図５に示すように、各プレート１１，１２，１３，１４の種類ごとのリードフレーム５０を、所定の順番に従って積層状態にする。具体的に、積層する順番としては、上から順に、ベースプレート１４、スペーサプレート１３、マニホールドプレート１２、マニホールドプレート１１の順番である。組立方法としては、各プレート１１，１２，１３，１４の片面に接着剤を塗布した後、各位置決め孔５４，５５を位置決めピン（図示せず）に嵌合して各プレート１１，１２，１３，１４を相互に正確に位置決めしながら、積層固定する。そして、リードフレーム５０の連設片５２を切断して各プレート１１，１２，１３，１４をフレーム枠５３から切り離すことで、積層構造のキャビティプレート１０が複数個完成する。
【００１１】
ここで、発明者が先に考慮した製造方法に付いて、図８を参照して説明する。図８（ａ）はベースプレート１４、図８（ｂ）はスペーサプレート１３、図８（ｃ）はマニホールドプレート１２、図８（ｄ）はマニホールドプレート１１を、それぞれフレーム枠（図示省略）に連設片５２で接続した状態を示す。各プレート１１，１２，１３，１４の一方の短辺部分には、２個の連設片５２を、長手方向の中心線からｅｄの位置にそれぞれ設け、他方の短辺部分には、２個の連設片５２を、長手方向の中心線からｅｄの位置にそれぞれ設けている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように連設片５２を設けたリードフレーム５０を、図５のように積層すると、連設片５２がすべて積層方向に重なって配置され、連設片５２を切断しようとするとき、せん断力を大きくする必要が生じてしまう。このため、かかるせん断力により、切断部付近で各プレート６１，６２，６３，６４を貼着している接着層の剥がれが生じてしまい、キャビティプレートの生産性を低下させてしまうという問題点があった。また、供給孔１３ａ１４ａが連設片５２の近傍にあることにより、かかるせん断力でプレートの変形が供給孔１３ａ，１４ａまで達してインク漏れを生じる恐れがあるという問題点があった。
【００１３】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、キャビティプレートを構成している各プレートに配設されている連設片の配置位置を重複しないように構成することにより、連設片の切断力を小さくし各プレートの変形や接着層の剥がれを防止することができるインクジェットプリンタヘッドの製造方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、インクを吐出するための複数のノズル孔に連通する複数のインク室を有するキャビティプレートを、複数種類の薄板状部品を積層して構成されており、前記薄板状部品と、その薄板状部品を支持するフレーム枠と、それらを前記薄板状部品よりも狭い幅で連結し、且つ、複数種類の前記薄板状部品の積層方向に重ならないように前記各薄板状部品の種類ごとに異なる位置に配置した連設片とを薄板材で一体に製作する工程と、複数種類の前記薄板状部品を前記フレーム枠とともに積層状態に貼着して積層部品を形成する積層貼着工程と、その積層貼着工程によって形成された前記積層部品から前記連設片を切断して前記フレーム枠を除去し前記キャビティプレートを形成するフレーム除去工程とを備えている。
【００１５】
請求項２記載のインクジェットプリンタヘッドは、請求項１記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記キャビティプレートは、前記インクを流動させるインク流路を備えており、前記連設片は、前記インク流路から離隔して配設されている。
【００１６】
請求項３記載のインクジェットプリンタヘッドは、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記連設片は、前記薄板状部品の短辺部分に配設されている。
【００１７】
請求項４記載のインクジェットプリンタヘッドは、請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記連設片は、前記各薄板状部品の１の短辺部分の中心から対称位置に配設されている。
【００１８】
請求項５記載のインクジェットプリンタヘッドは、請求項１から４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記フレーム枠には、２以上の前記薄板状部品が支持されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図６は、本発明の特徴部分でもある連設片５２の配置パターンを示した各プレート１１，１２，１３，１４を表した上面図である。図６（ａ）は、ベースプレート１４の上面図である。このベースプレート１４は長方形状に形成され、その短辺部分には連設片５２が２つずつ合計４つ配設されている。連設片５２が配設される位置としては、供給孔１４ａが配設されていない側（図面左側）において、ベースプレート１４の長手方向の中心線からａｂの距離に配設されている。また、供給孔１４ａが配設されている側（図面右側）においては、ベースプレート１４の長手方向の中心線からａｄの距離に配設されている。また、このベースプレート１４において、供給孔１４ａは、その短辺部分からａｅの距離の位置に穿設されている。ここで、供給孔１４ａは、従来配置されていた距離より隔離されて配置されている。
【００２０】
図６（ｂ）は、スペーサプレート１３の上面図である。このスペーサプレート１３は長方形状に形成され、その短辺部分には連設片５２が２つずつ合計４つ配設されている。連設片５２が配設される位置としては、供給孔１３ａが配設されていない側（図面左側）において、スペーサプレート１３の長手方向の中心線からｂｂの距離に配設されている。また、供給孔１３ａが配設されている側（図面右側）においては、スペーサプレート１３の長手方向の中心線からｂｄの距離に配設されている。また、このスペーサプレート１３において、供給孔１３ａは、その短辺部分からａｅの距離の位置に穿設されている。
【００２１】
図６（ｃ）は、マニホールドプレート１２の上面図である。このマニホールドプレート１２は長方形状に形成され、その短辺部分には連設片５２が２つずつ合計４つ配設されている。連設片５２が配設される位置としては、ベースプレート１４、スペーサプレート１３に穿設されている供給孔１３ａ，１４ａの配設されていない側に対応する側（図面左側）において、マニホールドプレート１２の長手方向の中心線からｃｂの距離に配設されている。また、供給孔１３ａ，１４ａの配設されている側に対応する側（図面右側）においては、マニホールドプレート１２の長手方向の中心線からｃｄの距離に配設されている。
【００２２】
図６（ｄ）は、マニホールドプレート１１の上面図である。このマニホールドプレート１１は長方形状に形成され、その短辺部分には連設片５２が２つずつ合計４つ配設されている。連設片５２が配設される位置としては、ベースプレート１４、スペーサプレート１３に穿設されている供給孔１３ａ，１４ａの配設されていない側に対応する側（図面左側）において、マニホールドプレート１１の長手方向の中心線からｄｂの距離に配設されている。また、供給孔１３ａ，１４ａの配設されている側に対応する側（図面右側）においては、マニホールドプレート１１の長手方向の中心線からｄｄの距離に配設されている。
【００２３】
ここで、各プレート１１，１２，１３，１４の中心線から各連設片５２の配設されている距離の関係として、供給孔１３ａ，１４ａが配設されていない側（図面左側）の各連設片５２の関係は、スペーサプレート１３、マニホールドプレート１２、マニホールドプレート１１、ベースプレート１４の順に各プレートの中心線からの距離が拡大されている。要するに、ｂｂ＜ｃｂ＜ｄｂ＜ａｂとなっている。一方、供給孔１３ａ，１４ａが配設されている側（図面右側）の各連設片５２の関係は、ベースプレート１４、スペーサプレート１３、マニホールドプレート１２、マニホールドプレート１１の順に各プレートの中心線からの距離が拡大されている。要するに、ａｄ＜ｂｄ＜ｃｄ＜ｄｄとなっている。
【００２４】
図７は、上記各プレート１１，１２，１３，１４を持つリードフレーム５０を積層した状態を示すもので、図７（ａ）は積層体５０ａをベースプレート１４側から見た上面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＶＩＩｂ線の断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＶＩＩｃ線の断面図である。上記のように各プレート１１，１２，１３，１４ごとに連設片５２の位置を異ならせることにより、各リードフレーム５０を積層したとき、図７に示すように各連設片５２は積層方向に重ならない。
【００２５】
よって従来のインクジェットプリンタヘッドの製造方法における連設片５２の配置と異なり、各リードフレーム５０の積層体５０ａから連設片５２を切断してキャビティプレート１０を作成する際に、小さなせん断力で各連設片５２を切断することができる。また、切断時にキャビティプレート１０にかかる応力を小さくすることができるので、各プレートの変形や、接着層の剥がれを防止することができる。更に、２個の隣接する連設片５２をそのプレートの中心線から均等の間隔で配設することにより、フレーム枠５３から連設片５２を切断してキャビティプレート１０を作成する際に、かかるせん断力を均等に連設片５２に分配することができる。
【００２６】
以上説明したように、本実施例のインクジェットプリンタヘッドＰの製造方法によれば、連設片５２を各リードフレーム５０の種類ごとに異なる位置に配設して、それぞれが積層方向に重複しないようにリードフレーム５０の積層体５０ａを形成するので、連設片５２を切断する際に必要なせん断力を極力小さくすることができ、キャビティプレート１０をフレーム枠５３から分離し易くすることができるとともに、切断時に生じるプレートの変形や接着層の剥がれを防止することができ、インク漏れをなくすことができる。また、供給孔１３ａ，１４ａを連設片５２から可能な限り離隔して穿設することにより、万が一、連設片５２を切断する際に生じる応力によりプレートの変形や接着層の剥がれが生じても、その剥がれを供給孔１３ａ，１４ａまで達しにくくすることができる。
【００２７】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載のインクジェットプリンタヘッドによれば、各薄板状部品の連設片の位置を重ならないように配置することにより、フレーム枠から連設片を切断してキャビティプレートを作成する際に、小さな力でフレーム枠を除去することができるので、生産性を向上させることができるという効果がある。また、フレーム枠からキャビティプレートを切断する力を小さくすることができるので、切断時に生じる変形や接着層の剥がれを抑制することができ、インク漏れを少なくすることができるという効果がある。
【００２９】
請求項２記載のインクジェットプリンタヘッドよれば、請求項１記載のインクジェットプリンタヘッドの奏する効果に加え、インク流路から連設片を離隔するので、フレーム枠から薄板状部品を切断する際に生じる力により変形や接着層の剥がれが生じてもインク流路に到達するのを防止することができ、インク漏れを生じることが少なくすることができるという効果がある。
【００３０】
請求項３記載のインクジェットプリンタヘッドによれば、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタヘッドの奏する効果に加え、連設片は、薄板状部品の短辺部分に配設されている。よって、フレーム枠から連設片を切断してキャビティプレートを形成する際に切断しやすくすることができるという効果がある。
【００３１】
請求項４記載のインクジェットプリンタヘッドによれば、請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドの奏する効果に加え、連設片が短辺部分の中心から対称位置に等間隔で配設されているので、フレーム枠から切断し易くすることができるという効果がある。
【００３２】
請求項５記載のインクジェットプリンタヘッドによれば、請求項１から４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドの奏する効果に加え、フレーム枠に２以上の薄板状部品が支持されているので、１の積層部品から２以上のキャビティプレートを生産することができ、生産性を向上することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施することができるインクジェットプリンタヘッドの分解斜視図である。
【図２】キャビティプレートの分解斜視図である。
【図３】図１におけるインクジェットプリンタヘッドのＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図４】キャビティプレートを構成している各プレートを所定のパターンで一定間隔に連設配置しているリードフレームの上面図である。
【図５】４種類のリードフレームを組み立てる構成について表した斜視図である。
【図６】連設片の配置パターンを示した各プレートの上面図であり、（ａ）はベースプレートの上面図であり、（ｂ）はスペーサプレートの上面図であり、（ｃ）、（ｄ）は、マニホールドプレートの上面図である。
【図７】各リードフレームを積層状態で貼着させた積層体を表した図であり、（ａ）は図６で示した積層体のリードフレームのベースプレート側から見た上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩｂ線の断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＶＩＩｃ線の断面図である。
【図８】従来のキャビティプレートを構成している各プレートの上面図である。
【符号の説明】
１０            キャビティプレート
１１，１２      マニホールドプレート（薄板状部品）
１３            スペーサプレート（薄板状部品）
１３ａ          供給孔（インク流路）
１４            ベースプレート（薄板状部品）
１４ａ          供給孔（インク流路）
１４ｂ          インク室
１５            ノズルプレート
１５ａ          ノズル孔
５０ａ          積層体（積層部品）
５２            連設片
５３            フレーム枠
Ｐ              インクジェットプリンタヘッド
【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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