JP2005186294A - インクジェットヘッドのマニホールド - Google Patents

Abstract

【課題】成形型から離型する際のイジェクトピンによって形成されるイジェクトピン痕による悪さを解消することができ、アクチュエータとの接着性に優れるインクジェットヘッドのマニホールドを提供すること。
【解決手段】成形型内で合成樹脂により成形され、インクへ与える圧力変化を発生させるチャネルを並設したアクチュエータに接着されることにより、該アクチュエータとの間で各チャネルへのインクを分配する共通インク室を構成するインクジェットヘッドのマニホールドであって、前記アクチュエータとの接着面から共通インク室が凹設されると共に、該接着面に、前記成形型から離型する際のイジェクトピンの先端を収容して当接させる凹部が形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドのマニホールド。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェットヘッドのマニホールドに関し、詳しくは、成形型内で合成樹脂により成形されるインクジェットヘッドのマニホールドに関する。

複数のチャネルを並列したインクジェットヘッドでは、各チャネルで圧電素子や発熱素子等の作用により圧力変化を発生させてノズルからインクを吐出するアクチュエータにマニホールドを設け、このマニホールドによってインクを各チャネルに分配するための共通インク室を形成している。

このようなマニホールドは、例えば図５（ａ）に示すような固定型１０１と可動型１０２とからなる成形型１００を用いて合成樹脂によって型成形される。固定型１０１と可動型１０２との間には、マニホールドを成形するためのキャビティ１０３が形成されており、このキャビティ１０３内に注入口１０４から樹脂原料が注入される。型成形した後は、可動型１０２を固定型１０１から離して型開きし、その後、固定型１０１に設けられたイジェクトピン１０５を図中矢印方向に移動させ、成形されたマニホールドを固定型１０１から離型させる。図５（ｂ）はこのようにして成形されたマニホールド２００の断面図を示している。

ところで、イジェクトピン１０５は、その先端がキャビティ１０３内に臨むように配設されるため、このようにして成形されたマニホールド２００には、イジェクトピン１０５の配設位置に微小ながらも凹凸状のイジェクトピン痕２０１が成形されてしまう。一般に共通インク室２０２はマニホールド２００に凹設されているため、マニホールド２００は、型開き時に共通インク室２０２の凹設側が固定型１０１に着いた状態となるため、マニホールド２００の離型時には、イジェクトピン１０５がこの共通インク室２０２が開口する側に当接することとなる。

このとき、イジェクトピン痕２０１が図示するように共通インク室２０２の内底面に位置していると、共通インク室２０２内に流入したインク中に混入する気泡が、このイジェクトピン痕２０１に溜まり易い問題がある。このような気泡がアクチュエータのチャネル内に流入するとインク不吐出の原因となるため、共通インク室２０２内にこのようなイジェクトピン痕２０１が形成されることは好ましくない。

また、共通インク室２０２の開口側の周囲にはアクチュエータとの接着面２０３が形成されるが、この接着面２０３にイジェクトピン痕２０１が形成されるようにすると、イジェクトピン痕２０１によってアクチュエータとの接着面が平滑にならず、接着不良を発生させる原因となるため、やはり好ましくない。

なお、特許文献１や特許文献２に、インクジェットヘッドのヘッドチップを型成形することが開示されているが、マニホールドを型成形することに関する記載はなく、イジェクトピン痕がマニホールドに与える影響については何ら開示がない。
特開平７−６０９７４号公報 特開平１１−２６８２６８号公報

そこで、本発明は、成形型から離型する際のイジェクトピンによって形成されるイジェクトピン痕による悪さを解消することができ、アクチュエータとの接着性に優れるインクジェットヘッドのマニホールドを提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

請求項１記載の発明は、成形型内で合成樹脂により成形され、インクへ与える圧力変化を発生させるチャネルを並設したアクチュエータに接着されることにより、該アクチュエータとの間で各チャネルへのインクを分配する共通インク室を構成するインクジェットヘッドのマニホールドであって、前記アクチュエータとの接着面から共通インク室が凹設されると共に、該接着面に、前記成形型から離型する際のイジェクトピンの先端を収容して当接させる凹部が形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドのマニホールドである。

請求項２記載の発明は、前記凹部の深さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドのマニホールドである。

本発明によれば、共通インク室の周囲の平面に、成形型から離型する際のイジェクトピンを当接させる底面を有する凹部を形成しているので、型成形時のイジェクトピン痕はこの凹部内に形成され、共通インク室内及びアクチュエータとの接着面のいずれにも形成されないので、気泡残留の問題や接着不良の問題を解消することができ、チャネル内への気泡の混入がなく、アクチュエータとの接着性に優れるインクジェットヘッドのマニホールドを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は本発明に係るマニホールドの一例をアクチュエータとの接着面側から見た斜視図、図２はマニホールド成形用のキャビティを示す成形型の断面図である。

マニホールド１は、後述するアクチュエータとの間で、アクチュエータの各チャネル内にインクを分配するための共通インク室１１を形成する部材であり、アクリル、ポリエーテルイミド、変性ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート等の合成樹脂材により形成されている。中でも、寸法精度、透過性の点でポリエーテルイミドが好ましい。

共通インク室１１は、マニホールド１の一平面１ａから凹設されており、この共通インク室１１の内部とマニホールド１の外部とが、側面１ｂに開設されたインク流入口１２によって連通し、このインク流入口１２から共通インク室１１内にインクが供給されるようになっている。

この共通インク室１１が凹設された平面１ａは、後述するアクチュエータとの接着面１３とされる。この接着面１３は、共通インク室１１の開口部の周囲を取り囲むように設けられており、その適宜箇所にこの接着面１３から凹設された凹部１４が形成されている。

この凹部１４は、接着面１３において、マニホールド１を成形用の成形型から離型する際のイジェクトピンの先端が当接する位置に配置して形成されるものであり、本実施形態では４つの凹部１４が形成されているが、その数は特に問わない。また、その平面形状も、イジェクトピンの先端をその凹部１４内に収容可能であれば特に問わず、図示するような円形状に限らず、例えば矩形状、楕円形状等任意である。更に、凹部１４の底面形状はイジェクトピンの先端形状と一致するが、一般には平面形状とされる。

凹部１４の接着面１３からの深さは、イジェクトピン痕が接着面１３に影響を及ぼさない程度であれば良く、このためには０．１ｍｍ以上の深さを有していることが好ましく、より好ましくは０．１〜０．３ｍｍの深さを有していることである。

なお、図１において、符号１５は、共通インク室１１の周囲を囲むように１本の輪状となって接着面１３に凹設された接着用溝であり、本発明において好ましく設けられる。その内部は、マニホールド１において接着面１３と反対側面に開設された接着剤注入穴１６と連通している。接着用溝１５は、ここから接着剤が注入されることによって接着剤の流路となると同時に、該接着用溝１５内に満たされた接着剤によってアクチュエータとの接着を行う接着部位となる。この接着用溝１５がアクチュエータとの接着面１３において、共通インク室１１の周囲を囲むように設けられていることで、共通インク室１１の周囲を接着剤によって封止する機能も果たしている。接着用溝１５の深さは、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍとすることが好ましく、幅は、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍとすることが好ましい。この接着用溝１５を設ける場合、同芯状に設けるがその本数は特に問わない。

このようなマニホールド１を成形する場合は、図２に示すように、固定型２１と可動型２２からなる成形型２内に形成されるキャビティ２３に、凹部１４を形成するための凸部２３ｂを、該キャビティ２３において接着面１３を形成するための平面２３ａからそれぞれ突出形成し、この凸部２３ｂの突端にイジェクトピン２４の先端２４ａが臨むように各イジェクトピン２４を配置させれば良い。これにより、各イジェクトピン２４の先端２４ａは、成形されるマニホールド１の接着面１３に形成される凹部１４内に全て配置することとなるため、このキャビティ２３内に注入口２５から樹脂原料を注入してマニホールド１を型成形すると、イジェクトピン痕は、共通インク室１１内にも接着面１３にも形成されることはない。

次に、かかるマニホールド１を用いて構成されるインクジェットヘッドについて、図３、図４を用いて説明する。図３はマニホールド１を接着したインクジェットヘッドの断面図、図４はその分解斜視図である。

図３及び図４において、符号３はアクチュエータであり、このアクチュエータ３は印字用のノズル３１を有するチャネル３２を多数並列した圧電性セラミックを主体として構成され、このアクチュエータ３の上面及び下面に、それぞれマニホールド１、１が接着されている。

アクチュエータ３は、長尺状の非圧電性セラミック基板上に、分極方向が相反する圧電性セラミックス層を設けてなるセラミック部材で、インクに与える圧力変化を発生させる部材である。アクチュエータ３には、ダイヤモンドブレード等により切削加工された複数のチャネル３２が形成されている。ここでは、非圧電性セラミック基板の両面に分極方向が相反する圧電性セラミックス層を設けてセラミック部材を構成し、このセラミック部材の両面にそれぞれ切削加工を施すことにより、上下２列のチャネル３２をそれぞれ多数並列形成させて高密度化を図った態様を示している。各チャネル３２の深さは、図３中で右にいくに従って徐々に浅くなって、ついには消滅する。チャネル３２の側壁の一部には金属電極（図示せず）が形成されている。

また、各チャネル３２の上から、それぞれ非圧電性セラミック基板等からなるカバー基板３３が接着され、各チャネル３２の上方の大部分を塞いでいる。

図３において、アクチュエータ３の右端には、各チャネル３２に対応する信号線を纏めたＦＰＣ（フレキシブル回路基板）等からなる信号線３４が接着されており、各チャネル３２内の金属電極と導通している。なお、信号線３４は図４では省略している。

各チャネル３２は、信号線３４を経てインクジェットプリンタ本体（不図示）から供給される駆動信号により側壁がせん断変形し、応力を受けたチャネル３２内のインクがノズル３１から吐出する。ノズル３１から吐出したインクはチャネル３２の長手方向に向かって飛翔して紙などの記録媒体に着弾し、画像が記録される。

各カバー基板３３には、各チャネル３２の浅溝部分に対応するように開口３３ａが形成されており、マニホールド１は、この開口３３ａを覆うように、接着面１３をカバー基板３３側に配置させてアクチュエータ３に接着される。

マニホールド１をアクチュエータ３に接着するには、マニホールド１の接着面１３に接着剤を塗布して行うこともできるが、本実施形態に示すマニホールド１のように接着用溝１５を有する場合には、マニホールド１をアクチュエータ３に対して所定の位置となるように装着した後、接着剤注入穴１６からエポキシ系接着剤を注入し、接着用溝１５内に接着剤を満たすことによって接着することができる。

ここで、本発明に係るマニホールド１では、イジェクトピン痕は凹部１４内に位置しており、アクチュエータ３との接着面１３と同一面には位置していないため、イジェクトピン痕による接着不良の問題はなく、アクチュエータ３との良好な密着性を確保することができる。

また、本発明に係るマニホールド１では、接着面１３に凹部を有しているため、接着面１３に接着剤を塗布する場合、接着剤注入穴１６から接着用溝１５内に接着剤を注入する場合のいずれであっても、この凹部１４は、その内部に余剰の接着剤を流入させるグルーガードとしても機能するので、余剰の接着剤がチャネル３２内に流れ込んでチャネル３２を塞いでしまう不具合を防止することもでき、インクジェットヘッドの組み立て性の向上も図られる。

本発明に係るマニホールドの一例をアクチュエータとの接着面側から見た斜視図 マニホールド成形用のキャビティを示す成形型の断面図 マニホールドを接着したインクジェットヘッドの断面図 マニホールドを接着したインクジェットヘッドの分解斜視図 （ａ）はのマニホールド成形用のキャビティを示す成形型の断面図、（ｂ）はそれにより成形されるマニホールドの断面図

符号の説明

１：マニホールド
１１：共通インク室
１２：インク流入口
１３：接着面
１４：凹部
１５：接着用溝
１６：接着剤注入穴
１ａ：平面
１ｂ：側面
２：成形型
２１：固定型
２２：可動型
２３：キャビティ
２３ａ：平面
２３ｂ：凸部
２４：イジェクトピン
２４ａ：先端
２５：樹脂原料の注入口
３：アクチュエータ
３１：ノズル
３２：チャネル
３３：カバー基板
３３ａ：開口
３４：信号線

Claims (2)

1. 成形型内で合成樹脂により成形され、インクへ与える圧力変化を発生させるチャネルを並設したアクチュエータに接着されることにより、該アクチュエータとの間で各チャネルへのインクを分配する共通インク室を構成するインクジェットヘッドのマニホールドであって、
   前記アクチュエータとの接着面から共通インク室が凹設されると共に、該接着面に、前記成形型から離型する際のイジェクトピンの先端を収容して当接させる凹部が形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドのマニホールド。
2. 前記凹部の深さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドのマニホールド。

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