JP2002067341A - インクジェットプリンタヘッド及びその検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットプリンタの本体フレームの底
板５とフロントヘッドユニット６の裏面との封止固定部
のシール性を検査できるようにする。 【解決手段】 底板５の支持部８に、フロントヘッドユ
ニット６との間の隙間空間９ｃに連通する検査用通気路
５５を備えた検査用突起５５ａを設けておく。支持部８
内にて、インク供給用の開口部５０を囲む嵌合溝４６に
軟質ゴム製のリング状のパッキン４７を嵌合し、その外
周にシール剤４８を充填し、フロントヘッドユニット６
の裏面の供給孔の周囲にパッキン４７を押し当てて封止
する一方、フロントヘッドユニット６の前面に沿わせて
接着したカバープレート４４の外周と本体フレーム１と
の間をシール剤４５にて封止するとともに、フレキシブ
ルフラットケーブル４０の中途部、カバープレート４４
及び本体フレーム１の間をシール剤４５にて封止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電式等のインク
ジェットプリンタヘッドの構成に係り、より詳しくは、
ノズル及びアクチュエータを備えたフロントヘッドユニ
ットと、インク供給通路を備えた本体フレームとの間の
インクの漏れのないようにした構造及びその検査方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】先行技術のオンディマンド型の圧電式の
インクジェットプリンタヘッドにおいては、例えば、特
公平４−３６８６１号公報に記載されているように、積
層型のフロントヘッドユニットは、共通のインク室より
複数の共通のインク供給路を介して、複数の圧力室へ供
給されたインクを該圧力室に設けられた圧電アクチュエ
ータを上位装置からの情報信号によって任意選択して駆
動することにより、インク導通路を介して複数のノズル
からインクを噴射させて記録を行うフロントヘッドユニ
ットにおいて、前記複数のインク供給路及び圧力室は、
多数枚の板を積層されて溶接されて構成されていると共
に、共通インク室とインク供給路とを接続する接続路
を、フロントヘッドユニットの裏面等の最外壁に取付け
られる部材（蓋部材等）で構成したものが開示されてい
る。

【０００３】そして、このフロントヘッドユニットの密
閉性を検査する方法としては、ノズル前面をゴム状の物
質等を圧着して、当該ノズルの口部を密閉する。次い
で、各インク供給路の開口部（インク供給路がフロント
ヘッドユニットの裏面に開口する開口部）毎に、例えば
蒸留水を圧入し、他のインク供給路の開口部から、特に
隣接する開口部から蒸留水の漏れがないか否かを調べ
る。または、ノズルの前面を塞いだ状態てフロントヘッ
ドユニットを水中に没し、前記インク供給路に圧縮空気
を入れて、他のインク供給路の開口部から漏れる気泡の
有無を調べる検査方法も開示されている。

【０００４】ところで、この種のフロントヘッドユニッ
トは、その裏面側の圧電アクチュエータに対するフレキ
シブルフラットケーブルを接続した状態にてインクカー
トリッジ等のインク供給源を搭載した本体フレームに固
着しなければならず、その場合、特開平８−２７６５８
６号公報に開示されているように、合成樹脂製の本体フ
レームの凹部内の底部には、インクカートリッジからの
インクが前記フロントヘッドユニットの裏面に開口した
複数のインク供給口に流入させる接続口が形成されてお
り、該接続口の先端は、前記複数のインク供給口を囲
み、且つそれより外側の底部の面より若干突出した縁部
が形成されている。

【０００５】このフロントヘッドユニットを、前記本体
フレームの下面の凹所内に接着剤にて固定する。その場
合、前記縁部より外側の底部の面に接着剤を塗布してか
ら前記凹部内にフロントヘッドユニットを挿入して固定
した構成であったから、フロントヘッドユニットの裏面
に設けた圧電アクチュエータや、フレキシブルフラット
ケーブルとの接続の箇所が、前記インク供給口と接続口
との間からのインク漏れや、本体フレームにおける凹所
とフロントヘッドユニットとの接着箇所からのインクや
埃等の侵入にて電気的短絡が発生することを無くする構
造が必要であると共に、そのインク漏れや侵入等の検査
を容易に実行できるようにする必要があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
公平４−３６８６１号公報に記載の構成は、ヘッドユニ
ット単体での各インク供給路間の漏れを検査するもので
あって、上記のように、圧電アクチュエータやその圧電
アクチュエータとフレキシブルフラットケーブルとの接
続箇所へのインク漏れを検査するものではない。仮にヘ
ッドユニットを本体フレームに組み込んだ状態で、上記
検査方法を適用しようとしても、本体フレームの接続口
とヘッドユニットのインク供給口との間の漏れを検査す
ることができるが、ヘッドユニット外周と本体フレーム
との間の漏れは検査することができない。

【０００７】ヘッドユニット外周と本体フレームとの間
は、ここからインクが直接漏れることはないが、インク
の噴射動作にともない空気中に浮遊するインクミストが
侵入したり、ワイパブレードによりヘッドを払拭した際
にインクを押し込んだり、あるいは記録用紙の紙粉や、
埃などが侵入し、電気的短絡事故をおこすことがある。

【０００８】本発明は、このような問題を解消したイン
クジェットプリンタヘッド及びその検査方法を提供する
ことを技術的課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため、請求項１に記載の発明のインクジェットプリン
タヘッドは、前面に列状の複数個のノズル、この各ノズ
ル毎の圧力室及び、前記各圧力室ごとにインクに噴射エ
ネルギーを付与するアクチュエータとからなるフロント
ヘッドユニットを、インク供給源から前記フロントヘッ
ドユニットにインクを供給するインク供給通路を備えた
本体フレームに固着してなるインクジェットプリンタヘ
ッドにおいて、前記本体フレームの底板には、前記フロ
ントヘッドユニットの裏面を支持する支持部を設け、該
支持部内の一部には、前記インク供給通路の開口部と前
記フロントヘッドユニットの裏面に設けたインクの供給
孔との接合部を設け、前記フロントヘッドユニットの外
周と前記支持部の間をシール剤にて封止する一方、前記
支持部には、前記フロントヘッドユニットの裏面側の隙
間空間に連通する検査用通気路を設けたものである。

【００１０】そして、請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前
記支持部には本体フレームの裏面側に突出する検査用突
起部を設け、該検査用突起部の内径部には前記隙間空間
に連通する前記検査用通気路を形成したものである。

【００１１】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッド
において、前記接合部は、前記開口部の外周の嵌合溝に
嵌合したパッキンと、該パッキンの外周側の嵌合溝に充
填したシール剤とにより、前記開口部と供給孔との隙間
を封止したものである。

【００１２】そして、請求項４に記載の発明は、請求項
１乃至請求項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、前記フロントヘッドユニットの裏
面にはアクチュエータに電気的に接続するためのフレキ
シブルフラットケーブルを固定し、前記フロントヘッド
ユニットの前面にはカバープレートを配置し、前記フレ
キシブルフラットケーブルの中途部とフロントヘッドユ
ニットの外周とカバープレートの内面との間をシール剤
にて封止したものである。

【００１３】請求項５に記載の発明のインクジェットプ
リンタヘッドの検査方法は、請求項１乃至請求項４に記
載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記検査
用通気路から圧縮空気を入れて、その空気圧の低下によ
りエア漏れを検知することを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
について説明する。図１、図２及び図３は、本発明の実
施の形態による圧電式インクジェットプリンタヘッドの
斜視図を示し、図４は本体フレーム１の下面図、図６は
インク流通路のシール部の封止作業を示す図、図１０は
フロントヘッドユニットとそのフレキシブルフラットケ
ーブルとカバープレートとを本体の前面に封止固定した
状態の拡大断面図である。

【００１５】これらの図において、記録媒体に沿って走
行する公知のキャリッジ（図示しない）に搭載される本
体フレーム１は、ポリプロエチレン、ポリプロピレン等
の合成樹脂材の射出形成品から上面開放の略箱状に形成
されており、その上方からインク供給源としての４つの
インクカートリッジ２を着脱自在に装着できる搭載部３
を有し、該搭載部３の一側部位３ａには、前記各インク
カートリッジ２のインク放出部（図示せず）に接続でき
るインク供給通路４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが本体フレー
ム１の底板５の下面まで連通している。

【００１６】前記底板５は、前記搭載部３から一段下に
突出するようにして水平状に形成され、該底板５の下面
側には、後に詳述するフロントヘッドユニット６を２つ
並列させて配置するための２つの支持部８、８を段付き
状に形成する。該各支持部８の一側部位には、図２、図
４及び図５に示すように、前記各インク供給通路４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄに連通する開口部５０，５０，５０，
５０が設けられ、その各開口部５０毎の外周を囲繞する
ように環状の嵌合溝４６が凹み形成されている。但し、
隣接する開口部の配置間隔の短い箇所では、図５に示す
ように隣接する嵌合溝４６、４６との間が連通して平面
視８字状に形成しても良い。

【００１７】そして、前記各嵌合溝４６に、軟質のゴム
製等のシール性の良好なリング状のパッキン４７を嵌合
する（図５参照）。その場合、パッキン４７の内周面４
７ａが前記各嵌合溝４６の内周壁４６ａに密接するよう
に（いわゆるしまり嵌めとなるように）、パッキン４７
の内径寸法Ｄ１が予め設定されている。

【００１８】また、前記底板５の各支持部８、８には、
速硬化性の接着剤としてのＵＶ接着剤７にてフロントヘ
ッドユニット６を固定するための複数の空所９ａ，９ｂ
が上下に貫通するように形成されている。前記段付き状
の各支持部８、８にフロントヘッドユニット６を固定し
たときには、その裏面のフレキシブルフラットケーブル
４０との間に適当な隙間空間９ｃが形成される。そし
て、底板５の裏面（上面）には上向きの検査用突起５３
が一体的に突出形成されており、該検査用突起５３の内
径部には、前記２つの支持部８、８の前記隙間空間９ｃ
に連通する検査用通気路５５が形成されている（図３、
図８、図９及び図１０参照）。

【００１９】そして、図２、図７〜図１０に示すよう
に、複数の空所９ａ，９ｂは、一つのフロントヘッドユ
ニット６に対してその四隅近傍を固定する箇所に形成さ
れているものであり、実施形態では、前記２つの支持部
８、８のうち一辺（実施形態では長辺）が隣接する箇所
においては、並設する２つのフロントヘッドユニット
６、６の裏面に跨がるように、空所９ａ，９ａを広幅に
形成する。

【００２０】なお、前記搭載部３の一側部位３ａの上面
には、前記インク放出部と密接できるようにしたゴム製
等のパッキング５３（図３参照）が配置されている。

【００２１】フロントヘッドユニット６は、図１３に示
すように、複数枚の金属板製の積層型のキャビティープ
レート１０と、該キャビティプレート１０に対して接着
剤または接着シート４１（図１７参照）を介して接着・
積層されるプレート型の圧電アクチュエータ２０と、そ
の上面に外部機器との電気的接続のために、フレキシブ
ルフラットケーブル４０重ね接合されて構成されてお
り、最下層のキャビティープレート１０の下面（前面）
側に開口されたノズル５４から下向きにインクが吐出す
るものとする。

【００２２】さらに、フロントヘッドユニット６の前面
（下面）に沿って、弾性のある薄金属板製のカバープレ
ート４４が固着されている。カバープレート４４は、中
央部分においてノズル５４に対応する孔４４ａを有し、
両端において底板５の下面側から本体フレーム１の側面
に沿って折曲部分４４ｂ，４４ｃが形成され、一方の折
曲部分４４ｂで、フレキシブルフラットケーブル４０の
中途部の下面側を覆うようにしている。

【００２３】カバープレート４４の外周は、本体フレー
ム１に対してシリコーン接着剤等のシール剤４５で封止
固定されている。すなわち、カバープレート４４の左右
両側縁と底板５の左右両側に立ち上がったリブ５ａとの
間、およびカバープレート４４の他方の折曲部分４４ｃ
の先端と本体フレーム１の側面との間に沿って、ほぼＵ
字状にシール剤４５が充填され（図１０、図１１）、ま
た一方の折曲部分４４ｂの内面とフレキシブルフラット
ケーブル４０との間およびそのケーブル４０と本体フレ
ーム１の側面との間にそれぞれシール剤４５が充填され
ている（図１０）。カバープレート４４の孔４４ａの内
周とフロントヘッドユニット６とを接着剤によって封止
される。これにより、２個のフロントヘッドユニット６
の間は、カバープレート４４によって塞がれ、かつ本体
フレーム１とフロントヘッドユニット６の外周との間
は、カバープレート４４およびシール剤４５を介して封
止されて、本体フレーム１とフロントヘッドユニット６
との隙間９ｃにインクや、紙粉、埃等が侵入することを
防止でき、圧電アクチュエータ２０とフレキシブルフラ
ットケーブル４０との電気的接続箇所の電気的短絡事故
が防止できるのである。また、一方の折曲部分４４ｂに
より、フレキシブルフラットケーブル４０の引き出し方
向を案内できるとともに、そのケーブル４０の保護もで
きる。

【００２４】また、後述するように、フロントヘッドユ
ニット６の裏面側であって、最上層のベースプレート１
４の一端部に穿設された供給孔１９ａの上面には、その
上方のインクカートリッジ３から供給されるインク中の
塵除去のためのフィルタ２９が予め接着剤にて固定され
ている（図６（ａ）参照）。

【００２５】次に、前記フロントヘッドユニット６を本
体フレーム１の底板５の支持部８に接着・固定する方法
について説明すると、まず、図示しない治具にカバープ
レート４４をその前面を下向きにして置き、前記２つの
フロントヘッドユニット６、６を、そのノズル５４をカ
バープレート４４の孔４４ａに対応させ、かつノズル５
４の開放面（キャビティプレート１０の下面（前面））
を下向きにして、当該両ノズル５４の列が平行状で所定
間隔に配置されるように、ヘッドユニット６をカバープ
レート４４上に接着剤を介在して載せる。これにより、
２つのフロントヘッドユニット６、６の下面（前面）が
ほぼ正確に同一平面上に配置できる。このとき、接着剤
は、フロントヘッドユニット６をすぐにカバープレート
４４に固定するものである必要はなく、以下の工程中に
徐々に硬化するものであってもよい。図６（ａ）に示す
ように、本体フレーム１を支持部８が上向きとなるよう
に配置し、前記各嵌合溝４６にゴム製等のパッキン４７
を押し込み、当該パッキン４７の高さの略半分乃至三分
の一が底板５の下面より下に突出するようにしておき、
次いで、シリコーン樹脂等の接着剤（シール剤）４８を
各嵌合溝４６内に充填する。その後、ヘッドユニット
６、６の上方から本体フレーム１を被せる。そのとき、
各支持部８の段付きの凹部内に前記各フロントヘッドユ
ニット６が嵌まるようにセットすると、底板５のリブ５
ａの下縁は治具に当接した状態に保持される（位置決め
部分は図示せず）。またそのとき、前記各パッキン４７
の先端が、前述のフロントヘッドユニット６の裏面のう
ち、前記フィルタ２９のうちの濾過部２９ａ（インク供
給孔１９ａに相当）よりも外周箇所に当接するようにセ
ットする。なお、本体フレーム１をヘッドユニット６、
６に被せつけるとき、シール剤４８は自身の粘性により
嵌合溝４６内に保持され、落ちてくることはない。ま
た、ヘッドユニット６、６を図示しない治具に保持した
まま、本体フレーム１上に被せ付けるようにして組み付
けることもできる。次いで、フロントヘッドユニット６
と本体フレーム１との一方または双方を相互に押さえ込
むと、各パッキン４７の内周面４７ａが前記各嵌合溝４
６の内周壁４６ａに密接した状態で、且つパッキン４７
の先端がインク供給孔１９ａより外周を囲むようにフィ
ルタ２９の外周部に密接しながら、当該各パッキン４７
は嵌合溝４６内に沈み込む。そうすると、嵌合溝４６内
のシール剤４８が当該嵌合溝４６のうちパッキン４７よ
り外側へ溢れ出るが、前記パッキン４７の先端は前以っ
てフィルタ２９の表面に密接しているので、シール剤４
８は、パッキン４７の内径部には浸入し得ず、パッキン
４７の外周部位においてフロントヘッドユニット６の裏
面に接着して確実にシールすることができる。従って、
パッキン４７とその外周のシール剤４８との二重のシー
ル部が構成される結果、各フロントヘッドユニット６に
おける供給孔１９ａより外周の裏面とパッキン４７との
当接部（接合部）からインクが確実に外に漏れ出さない
ようにすると共に、インクが前記開口部５０から供給孔
１９ａに流通する間において、シール剤４８との接触が
パッキン４７の箇所で確実に遮断され、インクの成分と
シール剤４８の成分との化学反応等にてインク中にノズ
ル５４に詰まる粒子が発生したり、逆にシール剤４８が
侵されてシール性が劣化するという問題も無くなるので
ある。

【００２６】前記嵌合溝４６は、各開口部５０の単独の
外周毎に設けても良い。また、隣接する複数の供給孔１
９ａを同じ色のインクとして使用する場合には、これら
の隣接する供給孔１９ａ、１９ａ（開口部５０、５０）
をまとめて囲むような例えば平面視楕円状の嵌合溝を形
成し、この嵌合溝に嵌まる楕円状のパッキン（図示せ
ず）にて前記複数の供給孔１９ａ、１９ａ（開口部５
０、５０）をまとめてシールするようにしても良い。さ
らに、嵌合溝４６の内周壁４６ａを、先端側から嵌合溝
の底に向かって抜き勾配を形成しても良い。

【００２７】次いで、本体フレーム１の上面側から前記
各空所９ａ，９ｂに速硬化性の接着剤としての変性アク
リル樹脂系接着剤の粘性のあるＵＶ接着剤７を落とし込
み充填し、次いで、本体フレーム１上から前記各空所９
ａ，９ｂに向かって紫外線を照射する。すると、ＵＶ接
着剤７は短時間（数十秒以内）で固化するのである。

【００２８】このとき、フロントヘッドユニット６の厚
さ寸法Ｈ１ａを、前記キャビティプレート１０の前面か
らフレキシブルフラットケーブル４０の裏面までの厚さ
とし、カバープレート４４の厚さ寸法をＨ１ｂとすると
きには、前記段付き状の各支持部８の深さ寸法Ｈ２は、
Ｈ１ａ＋Ｈ１ｂより若干深く設定すると（図７参照）、
各支持部８とフレキシブルフラットケーブル４０や圧電
アクチュエータ２０、さらにはキャビティプレート１０
の上面（裏面）との間に若干の隙間９ｃができ、この隙
間９ｃの一部に前記ＵＶ接着剤７が浸入した状態で秒単
位で固化するから、本体フレーム１でフロントヘッドユ
ニット６のいずれの箇所も押さえ付ける余分な外力が作
用しない状態の元で両者を固定するすることができる。
なお、カバープレート４４は、２つのフロントヘッドユ
ニット６、６を不動に保持するほどの剛性はない。した
がって、キャビティプレート１０の前面が治具の面と平
行状を保ち、換言すると、ノズル５４の軸線（インクの
噴射方向に対応する）を治具の表面に対して直交する方
向に正確に設定でき、かつ２つのヘッドユニットのノズ
ル列の相互の関係も正確に維持できる。

【００２９】また、前記凹所９ａ，９ｂを例えば、平面
視矩形状のフロントヘッドユニット６の四隅近傍に配置
することにより、ＵＶ接着剤７の固化時に、当該接着剤
の収縮歪みに伴うフロントヘッドユニット６の位置ずれ
を極力少なくすることができる。

【００３０】フロントヘッドユニット６の四隅近傍を固
化することで、後にインクジェットヘッドをプリンタに
搭載した状態での不使用時に、ノズル部分の乾燥を防止
すべくゴム製等のキャップでキャビティプレート１０の
前面を密接すべく押圧したときに当該キャビティプレー
ト１０の平面が歪むような変形が起こり難くなるという
利点を有する。

【００３１】さらに、図４、図７及び図９に示すよう
に、並列させたフロントヘッドユニット６、６の隣接す
る辺に跨がって空所９ａが広幅で形成されていると、１
箇所の空所９ａにＵＶ接着剤７を充填し、紫外線照射
で、２つのユニット６、６を一度に固化でき、作業速度
の短縮及び製造効率の大幅向上に寄与できる。

【００３２】なお、速硬化性の接着剤としては、前記Ｕ
Ｖ接着剤７と成分が類似する湿気硬化型接着剤等も使用
できる。

【００３３】その後、図１０、図１１に示すように、カ
バープレート４４の左右両側縁とリブ５ａとの間、及び
カバープレート４４の折曲部分４４ｃの先端と本体フレ
ーム１の側面との間にシール剤４５を塗布する。なお、
フレキシブルフラットケーブル４０と本体フレーム１と
の間、フレキシブルフラットケーブル４０とカバープレ
ート４４との間、およびカバープレート４４における折
曲部分４４ｃのコーナ部と本体フレーム１との間には、
フロントヘッドユニット６に本体フレーム１を被せ付け
る前に、シール剤４５をあらかじめ塗布しておく。これ
により、前記隙間９ｃの外周を完全に封止することがで
き、外部からインクや、紙粉、埃等が侵入することを防
止できるのである。

【００３４】前記フロントヘッドユニット６のインクの
供給孔１９ａと開口部５０との接合部であるパッキン４
７の箇所のシール剤４８による封止箇所、前記シール剤
４５によるカバープレート４４と本体フレーム１及びフ
レキシブルフラットケーブル４０の中途部の封止固定箇
所の封止不良のための検査方法としては、前記検査用突
起５５ａの先端にゴムチューブ（図示せず）を繋ぎ、図
示ないエア源から圧縮空気の所定量を、検査用通気路５
５を介して、前記支持部８、８の下面の隙間空間９ｃに
入れてから、その初期の圧縮空気の空気圧と所定時間経
過後の前記充填した圧縮空気の空気圧と各々測定して、
減少していれば、前記の封止固定箇所のいずれかからエ
ア漏れがあるとし、その箇所からインク漏れあるいは埃
等の侵入のおそれがあるので不良品と判定するのであ
る。

【００３５】この検査方法によれば、フロントヘッドユ
ニット６の裏面とそれを支持固定する本体フレーム１と
の隙間にエアを注入するので、使用時にインクが通過す
る本体フレーム１からフロントヘッドユニット６への接
合部のインク漏れ、及び本体フレーム１の外面でのシー
ル剤４５による封止箇所から電気的接続箇所へのインク
や埃等の侵入を同時に検査できる。

【００３６】次に、フロントヘッドユニット６の各構成
部品の詳細について説明する。前記キャビティープレー
ト１０は、図１２〜図１５、図１７に示すように構成さ
れている。すなわち、ノズルプレート４３、下層プレー
ト１１、二枚のマニホールドプレート１２、スペーサプ
レート１３及びベースプレート１４の五枚の薄い金属板
をそれぞれ接着剤にて重ね接合して積層した構造であ
り、実施形態では、ノズルプレート４３を除く各プレー
トは、４２％ニッケル合金鋼板製で、５０μｍ〜１５０
μｍ程度の厚さを有する。前記ノズルプレート４３に
は、微小径（実施形態では２５μｍ程度）の多数個のイ
ンク噴出用のノズル５４が、当該ノズルプレート４３に
おける第１の方向（長辺方向）に沿って２列の千鳥配列
状に設けられている。これに対応して、連通孔１５が、
下層プレート１１の前記第１の方向に延びる２つの平行
状の基準線１１ａ、１１ｂに沿って、微小ピッチＰの間
隔で千鳥状配列に穿設されている。前記二枚のマニホー
ルドプレート１２には、インク通路１２ａ、１２ｂが、
前記連通孔１５の列の両側に沿って延びるように穿設さ
れている。但し、下層プレート１１に対面する下側のマ
ニホールドプレート１２におけるインク通路１２ｂは、
当該マニホールドプレート１２の上側にのみ開放するよ
うに凹み形成されている（図１５参照）。このインク通
路１２ａ、１２ｂは、上側のマニホールドプレート１２
に対する前記スペーサプレート１３の積層により密閉さ
れる構造になっている。

【００３７】また、前記ベースプレート１４には、その
長辺（前記第１の方向）に沿う中心線に対して直交する
第２の方向（短辺方向）に延びる細幅の圧力室１６の多
数個が穿設されている。そして、前記中心線を挟んで左
右両側にて平行状の長手基準線１４ａ、１４ｂを設定す
ると、前記中心線より左側の圧力室１６の先端１６ａは
前記左側の長手基準線１４ａ上に位置し、逆に前記長手
中心線より右側の圧力室１６の先端１６ａは前記右側の
長手基準線１４ｂ上に位置し、且つこの左右の圧力室１
６の先端１６ａが交互に配置されているので、左右両側
の圧力室１６は一つおきに互いに逆方向に延びるように
交互に配置されていることになる。

【００３８】この各圧力室１６の先端１６ａは、前記ノ
ズルプレート４３における前記千鳥状配列のノズル５４
に、前記スペーサプレート１３及び両マニホールドプレ
ート１２に同じく千鳥状配列にて穿設されている微小径
の貫通路１７、１７、１７及び連通孔１５を介して連通
している。一方、前記各圧力室１６の他端１６ｂは、前
記スペーサプレート１３における左右両側部位に穿設さ
れた貫通孔１８を介して、前記両マニホールドプレート
１２におけるインク通路１２ａ、１２ｂに連通してい
る。

【００３９】前記各圧力室１６の他端１６ｂは、図１５
に示すように、ベースプレート１４の下面側にのみ開口
するように凹み形成されているものである。また、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１
９ａの上面には、その上方のインクカートリッジ３から
供給されるインク中の塵除去のためのフィルタ２９が張
設されている。

【００４０】これにより、前記ベースプレート１４及び
スペーサプレート１３の一端部に穿設の供給孔１９ａ，
１９ｂから前記インク通路１２ａ、１２ｂ内に流入した
インクは、このインク通路１２ａから前記各貫通孔１８
を通って前記各圧力室１６内に分配されたのち、この各
圧力室１６内から前記貫通路１７、１７、１７及び連通
孔１５を通って、当該圧力室１６に対応するノズル５４
に至るという構成になっている（図１７参照）。

【００４１】一方、前記圧電アクチュエータ２０は、図
１２、図１３及び図１６に示すように、９枚の圧電シー
ト２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，
２１ｇ，２２，２３を積層した構造で、前記各圧電シー
トのうち最下段の圧電シート２２とそれから上方へ数え
て奇数番目の圧電シート２１ｂ，２１ｄ，２１ｆの上面
（広幅面）には、前記キャビティープレート１０におけ
る各圧力室１６の箇所ごとに細幅の個別電極２４が、第
１の方向（長辺方向）に沿って列状に形成され、各個別
電極２４は前記第１の方向と直交する第２の方向に沿っ
て各圧電シートの長辺の端縁部近傍まで延びている。下
から偶数段目の圧電シート２１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２
１ｇの上面（広幅面）には、複数個の圧力室１６に対し
て共通のコモン電極２５が形成されている。

【００４２】実施形態においては、前記各個別電極２４
の幅寸法は対応する圧力室１６における平面視での広幅
部より少し狭く設定されている。

【００４３】他方、圧力室１６は前記のベースプレート
１４の短辺の中央部側で、前記第１の方向（長辺）に沿
って２列状に配列されているので、前記コモン電極２５
は、その２列の圧力室１６、１６を一体的に覆うよう
に、偶数段目の圧電シート２１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２
１ｇの短辺方向の中央において長辺に沿って延びる平面
視略矩形状に形成されると共に、該偶数段目の圧電シー
ト２１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２１ｇの対の短辺の端縁部
近傍では当該端縁部のほぼ全長にわたって延びる引出部
２５ａ，２５ａが一体的に形成されている。

【００４４】そして、前記偶数段目の圧電シート２１
ａ，２１ｃ，２１ｅ，２１ｇの対の長辺の端縁部近傍の
表面であって、前記コモン電極２５が形成されていない
箇所には、前記各個別電極２４と同じ上下位置（対応す
る位置）に、当該個別電極２４と略同じ幅寸法で長さの
短いダミー個別電極２６を形成する。

【００４５】他方、最下段の圧電シート２２とそれから
上方へ数えて奇数番目の圧電シート２１ｂ，２１ｄ，２
１ｆの上面（広幅面）のうち、前記引出部２５ａ，２５
ａに対応する位置（同じ上下位置、圧電シートの対の短
辺の端縁部近傍）には、ダミーコモン電極２７を形成す
るのである。

【００４６】前記最上段のトップシート２３の上面に
は、その長辺の端縁部に沿って、前記各個別電極２４の
各々に対する表面電極３０と、前記コモン電極２５に対
する表面電極３１とが、設けられている。

【００４７】さらに、前記最下段の圧電シート２２を除
いて、他の全ての圧電シート２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，
２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇとトップシート２３と
には、前記各表面電極３０と、それに対応する位置（同
じ上下位置）の個別電極２４並びにダミー個別電極２６
とが互いに連通するように、スルーホール３２を穿設す
る。同様に、前記少なくとも１つの表面電極３１（実施
形態では、トップシート２３の４隅の位置の表面電極３
１）と、それに対応する位置（同じ上下位置）のコモン
電極２５乃至はその引出部２５ａが互いに連通するよう
に、スルーホール３３を穿設し、スルーホール３２、３
３内に充填された導電性材料を介して、各層の個別電極
２４同士及びそれと対応する位置の表面電極３０とが電
気的に接続されているように構成し、同じく、各層のコ
モン電極２５同士及びそれと対応する位置の表面電極３
１とが電気的に接続されているように構成するものであ
る。

【００４８】前記した構成の圧電アクチュエータ２０
は、以下に述べるような方法で製造される。即ち、前記
一つの圧電アクチュエータ２０における圧電シート２１
ｂ，２１ｄ，２１ｆの複数個をマトリックス状に並べて
一体化してなる第１素材シート（セラミックグリーンシ
ート）の表面のうち各圧電シートの箇所に、複数個の個
別電極２４と、捨てパターンの電極としてのダミーコモ
ン電極２７を設ける位置に対応して予めスルーホール３
２を穿設する。同様に、圧電シート２１ａ，２１ｃ，２
１ｅ，２１ｇの複数個をマトリックス状に並べて一体化
してなる第２素材シート（セラミックグリーンシート）
の表面のうち各圧電シートの箇所に、複数個のコモン電
極２５と、捨てパターンの電極としてのダミー個別電極
２６を設ける位置に対応して予めスルーホール３３を穿
設する。さらに、前記と同様に、トップシート２３の複
数個をマトリックス状に並べて一体化してなる第３素材
シート（セラミックグリーンシート）の表面のうちトッ
プシート２３の箇所に、複数個の表面電極３０、３１を
設ける位置に対してスルーホール３２、３３を穿設す
る。

【００４９】そして、各圧電シート２１ｂ，２１ｄ，２
１ｆ、２２の表面に個別電極２４及びダミーコモン電極
２７を、圧電シート２１ａ，２１ｃ，２１ｅ，２１ｇの
表面にコモン電極２５及びダミー個別電極２６を、トッ
プシート２３の表面に表面電極３０、３１の箇所を、そ
れぞれ、導電ペーストのスクリーン印刷にて形成する
と、前記各スルーホール３２、３３は、第１、第２素材
シートの上下広幅面に貫通しているので、各スルーホー
ル３２、３３内にも前記導電ペーストが浸入し、該各ス
ルーホール３２、３３を介して各電極部分でシートの上
下面で導電通可能となる。次いで、各グリーンシートを
乾燥した後、積層し、次いで積層方向にプレスすること
で一体化して、一枚の積層体にする。その後焼成する。

【００５０】これにより、上下に積層された複数枚の圧
電シート２１とトップシートとは上下同じ位置の前記個
別電極２４及びダミー個別電極２６が表面電極３０の箇
所と電気的に接続されるし、同じく上下複数枚のコモン
電極２５及びダミーコモン電極２７が表面電極３１の箇
所と電気的に接続されることになる。

【００５１】なお、圧電アクチュエータ２０の厚さ方向
の外周側面にて個別電極２４同士やコモン電極２５同士
を電気的に接続するように、側面電極（図示せず）を形
成しても良い。

【００５２】そして、このような構成のプレート型の圧
電アクチュエータ２０は、前記キャビティープレート１
０に対して、当該圧電アクチュエータ２０における各個
別電極２４が前記キャビティープレート１０における各
圧力室１６の各々に対応するように積層固定される（図
１７参照）。また、この圧電アクチュエータ２０におけ
る上側の表面には、前記フレキシブルフラットケーブル
４０が重ね半田付けされることにより、このフレキシブ
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、前記各表面電極３０、３１に電気的に
接合される。

【００５３】この構成において、前記圧電アクチュエー
タ２０における各個別電極２４のうち任意の個別電極２
４と、コモン電極２５との間に電圧を印加することによ
り、圧電シート２１のうち前記電圧を印加した個別電極
２４の部分に圧電による積層方向の歪みが発生し、この
歪みにて前記各個別電極２４に対応する圧力室１６の内
容積が縮小されることにより、この圧力室１６内のイン
クが、ノズル５４から液滴状に噴出して（図１７参
照）、所定の印字が行われる。

【００５４】なお、並列すべきフロントヘッドユニット
の個数は２〜４と任意に構成することができ、フロント
ヘッドユニットにおけるキャビティプレートは金属材料
の他、セラミックス材であっても良い。さらに、本発明
のインクジェットプリンタの駆動手段は、上記のプレー
ト状の圧電アクチュエータ２０の他の形式であっても良
いし、静電気により、圧力室の背面を覆う振動板を振動
させてインクをノズル５４から吐出させる構成であって
も良い。また、本体フレーム１にインクカートリッジを
搭載することなく、キャリッジ以外のインクタンクから
チューブを介してインク供給路４ａ〜４ｄにインクを供
給するものであっても良い。さらにシール剤４８，４５
は接着作用を有するものであっても良い。

【００５５】

【発明の作用・効果】以上に説明したように、請求項１
に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドは、前面
に列状の複数個のノズル、この各ノズル毎の圧力室及
び、前記各圧力室ごとにインクに噴射エネルギーを付与
するアクチュエータとからなるフロントヘッドユニット
を、インク供給源から前記フロントヘッドユニットにイ
ンクを供給するインク供給通路を備えた本体フレームに
固着してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、
前記本体フレームの底板には、前記フロントヘッドユニ
ットの裏面を支持する支持部を設け、該支持部内の一部
には、前記インク供給通路の開口部と前記フロントヘッ
ドユニットの裏面に設けたインクの供給孔との接合部を
設け、前記フロントヘッドユニットの外周と前記支持部
との間をシール剤にて封止する一方、前記支持部には、
前記フロントヘッドユニットの裏面側の隙間空間に連通
する検査用通気路を設けたものである。これにより、検
査時には、検査用通気路を介して圧縮空気を圧入するこ
とができ、また、これにより、インク供給通路の開口部
とフロントヘッドユニットの裏面に設けたインクの供給
孔との接合部のエア漏れ、及びフロントヘッドユニット
の外周と前記支持部の間の封止箇所でのエア漏れを同時
に検出でき、その結果からインク漏れやインク、埃等の
侵入を検査できるという効果を奏する。

【００５６】そして、請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前
記支持部には本体フレームの裏面側に突出する検査用突
起部を設け、該検査用突起部の内径部には前記隙間空間
に連通する前記検査用通気路を形成したものであるか
ら、この検査用突起部に圧縮空気を圧入するための管を
繋ぐことができ、請求項１に記載の発明による効果に加
えて、検査を容易に実行することができるという効果を
奏する。

【００５７】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッド
において、前記接合部は、前記開口部の外周の嵌合溝に
嵌合したパッキンと、該パッキンの外周側の嵌合溝に充
填したシール剤とにより、前記開口部と供給孔との隙間
を封止したものであるから、パッキンの先端が、フロン
トヘッドユニットの裏面のインクの供給孔の周囲を囲む
ように密接して、前記開口部とインクの供給孔との隙間
を塞いだ状態で、該パッキンの外周側にシール剤が充填
されるから、このシール剤がパッキンを越えてその内周
側に浸入することがなく、請求項１または請求項２に記
載の発明による効果に加えて、接合部のシール性を向上
させることができるという効果を奏する。

【００５８】そして、請求項４に記載の発明は、請求項
１乃至請求項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、前記フロントヘッドユニットの裏
面にはアクチュエータに電気的に接続するためのフレキ
シブルフラットケーブルを固定し、前記フロントヘッド
ユニットの前面にはカバープレートを配置し、前記フレ
キシブルフラットケーブルの中途部とカバープレートの
内面との間をシール剤にて封止したものであるから、請
求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明よる効果に
加えて、フレキシブルフラットケーブルの保護と本体フ
レームに対する封止とを同時に達成することができると
いう効果を奏する。

【００５９】請求項５に記載の発明のインクジェットプ
リンタヘッドの検査方法は、請求項１乃至請求項４に記
載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記検査
用通気路から圧縮空気を入れて、その空気圧の低下によ
りエア漏れを検知することを特徴とするものである。し
たがって、使用時にインクが通過する本体フレームから
フロントヘッドユニットへの接合部のインク漏れ、及び
本体フレームの外面でのシール剤による封止箇所から電
気的接続箇所へのインクや埃等の侵入を同時に検査でき
る。また、圧縮空気のエア漏れだけの検査であるから、
従来の本体フレームを水中に付ける等の検査方法と異な
り、後の電気的短絡に繋がるおそれがないという優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるインクジェットプリ
ンタヘッドのノズル側を上にした斜視図である。

【図２】インクジェットプリンタヘッドの部品の分解斜
視図である。

【図３】本体フレームの上方から見たインクジェットプ
リンタヘッドの部品の分解斜視図である。

【図４】本体フレームの底板を下面側から見た図であ
る。

【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視で見たパッキン等の各部品
の拡大断面図である。

【図６】（ａ）は本体フレームの底板の嵌合溝にパッキ
ンを嵌合し接着剤を充填するシールの工程の図、（ｂ）
はパッキンにフロントヘッドユニットを押しつけてシー
ルする状態の工程の図である。

【図７】図４のVII −VII 線矢視で見た各部品の拡大断
面図である。

【図８】図４の VIII −VIII線矢視で見た各部品の拡大
断面図である。

【図９】図４のVII −VII 線矢視で見た本体フレームと
フロントヘッドユニットとの接着部を示す拡大断面図で
ある。

【図１０】本体フレームとフロントヘッドユニットとの
封止固定部を示す拡大断面図である。

【図１１】インク供給のための開口部と供給孔とのシー
ル部を示す拡大断面図である。

【図１２】フロントヘッドユニットの各部品の斜視図で
ある。

【図１３】キャビティープレートと圧電アクチュエータ
との一端部を示す拡大斜視図である。

【図１４】キャビティープレートの分解斜視図である。

【図１５】キャビティープレートの部分的拡大斜視図で
ある。

【図１６】圧電アクチュエータの分解斜視図である。

【図１７】フロントヘッドユニットの拡大側断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 本体フレーム ５ 底板 ６ フロントヘッドユニット ７ ＵＶ接着剤 ８ 支持部 ９ａ，９ｂ 空所 ９ｃ 隙間空間 １０ キャビティープレート １１ ノズルプレート １２ａ，１２ｂ マニホールドプレート １３ スペーサプレート １４ ベースプレート １５ ノズル １６ 圧力室 １９ａ，１９ｂ インクの供給孔 ２０ 圧電アクチュエータ ２９ フィルタ ４０ フレキシブルフラットケーブル ４４ カバープレート ４５ シール剤 ４６ 嵌合溝 ４７ パッキン ４８ 接着剤（シール剤） ５０ 開口部 ５５ａ 検査用突起 ５５ 検査用通気路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面に列状の複数個のノズル、この各ノ
   ズル毎の圧力室及び、前記各圧力室ごとにインクに噴射
   エネルギーを付与するアクチュエータとからなるフロン
   トヘッドユニットを、インク供給源から前記フロントヘ
   ッドユニットにインクを供給するインク供給通路を備え
   た本体フレームに固着してなるインクジェットプリンタ
   ヘッドにおいて、 前記本体フレームの底板には、前記フロントヘッドユニ
   ットの裏面を支持する支持部を設け、 該支持部内の一部には、前記インク供給通路の開口部と
   前記フロントヘッドユニットの裏面に設けたインクの供
   給孔との接合部を設け、 前記フロントヘッドユニットの外周と前記支持部との間
   をシール剤にて封止する一方、 前記支持部には、前記フロントヘッドユニットの裏面側
   の隙間空間に連通する検査用通気路を設けたことを特徴
   とするインクジェットプリンタヘッド。
2. 【請求項２】 前記支持部には本体フレームの裏面側に
   突出する検査用突起部を設け、該検査用突起部の内径部
   には前記隙間空間に連通する前記検査用通気路を形成し
   たことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプ
   リンタヘッド。
3. 【請求項３】 前記接合部は、前記開口部の外周の嵌合
   溝に嵌合したパッキンと、該パッキンの外周側の嵌合溝
   に充填したシール剤とにより、前記開口部と供給孔との
   隙間を封止したことを特徴とする請求項１または請求項
   ２に記載のインクジェットプリンタヘッド。
4. 【請求項４】 前記フロントヘッドユニットの裏面には
   アクチュエータに電気的に接続するためのフレキシブル
   フラットケーブルを固定し、前記フロントヘッドユニッ
   トの前面にはカバープレートを配置し、前記フレキシブ
   ルフラットケーブルの中途部とカバープレートの内面と
   の間をシール剤にて封止したことを特徴とする請求項１
   乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットプリン
   タヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項４に記載のインクジ
   ェットプリンタヘッドにおいて、 前記検査用通気路から圧縮空気を入れて、その空気圧の
   低下によりエア漏れを検知することを特徴とするインク
   ジェットプリンタヘッドの検査方法。