JP3797246B2 - Inkjet printer head - Google Patents
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Description
【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等のインクジェットプリンタヘッドにおいて、印字方向に対してノズル列を直交方向に配置したインクジェットヘッドユニット(以下単にヘッドユニットという)は、複数個のノズルとのそのノズル毎にそれぞれ形成された圧力室と、その複数の圧力室にインクを供給する共通インク室(マニホールド室)を備えたキャビティプレートと、該キャビティプレートの背面側に設けて前記圧力室のそれぞれの駆動部を有する圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエータに電気的信号を送信するフレキシブルフラットケーブルとから構成されており、このヘッドユニットを、ヘッドホルダの底板に固定する方法として、本出願人は、先に、特願2000−260616号において、ヘッドホルダの底板には、前記ヘッドユニットの側縁及び保護カバーの裏面に露出する接着剤流し込み孔を穿設し、前記底板の下面側に複数のヘッドユニットを並列状に配列し、前記接着剤流し込み孔から光硬化型接着剤例えばUV接着剤を垂らして、前記底板に対してヘッドユニット及び保護カバーを接着固定する一方、保護カバーの周囲を前記底板に対してシール剤にて接着固定することを提案した。
【0003】
ところで、インクジェットプリンタヘッドは、印字精度を高めるため、ヘッドホルダに対するインクジェットのノズルの位置を正確に決めてヘッドユニットを固定する必要があり、そのため、前述のように、前記底板の下面側に複数のヘッドユニットを並列状に配列し、前記底板の上面側から前記接着剤流し込み孔を介してUV接着剤を垂らし、このUV接着剤に対して前記底板の上面側から前記接着剤流し込み孔を介して紫外線を照射照射させて短時間にて固化させていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記紫外線を前記底板の上面側から前記接着剤流し込み孔に向かって照射した場合、前記底板の下面側であって当該接着剤流し込み孔より外周部位のヘッドユニットの背面側(裏面側)に流れ出したUV接着剤には紫外線が届かず、UV接着剤の未硬化部が残存してしまう。
【0005】
このようなUV接着剤の未硬化部が、ヘッドユニットの背面(裏面)における圧電アクチュエータやフレキシブルフラットケーブルに接触していると、前記未硬化部の絶縁性が低いため、インクジェットの使用中に、前記圧電アクチュエータやフレキシブルフラットケーブルから前記未硬化部を介して微弱な電流が漏出し、電気的短絡事故が発生するという問題があった。
【0006】
このような未硬化部を発生させないようにするためには、紫外線照射の時間が長く掛かり、製造コストが高くなるなどの問題もあった。さらに、前記UV接着剤によるヘッドユニットや保護カバーとヘッドホルダの底板との固化(接着)箇所は部分的であり、その他の箇所はシリコーンなどによるシール剤にてインクが侵入しないようにシールしているが、このシール剤と前記固化していないUV接着剤との接触部(混在部)があると、その箇所で前記紫外線照射によるUV接着剤の硬化もシール剤の固化も達成できず、前記のような電気的短絡事故が発生する問題及びシールの不完全箇所の発生を解消できないのであった。
【0007】
本発明は、前記従来の問題点を解決すべくなされたものであり、光硬化型接着剤の未硬化部分がヘッドユニット6の裏面のうち紫外線等の光が届かない箇所への拡散・漏出するのを防止したり、導電性を有する部分に光硬化型接着剤の未硬化部分が直接接触しないようにする手段を備えることにより、前記問題を解消したインクジェットプリンタヘッドを提供することを技術的課題とするものである。
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題を達成するため、請求項1に記載の発明は、前面に列状に配置された複数個のノズルを有するとともに裏面にアクチュエータが配置されたヘッドユニットを、ヘッドホルダの底板に光硬化型接着剤を介して固定してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記底板には、前記ヘッドユニットの側縁部の裏面に対向する接着剤流し込み孔を穿設し、前記底板のうち前記接着剤流し込み孔の外周近傍であって前記接着剤流し込み孔と前記アクチュエータとの間となる部位を前記ヘッドユニットの裏面に対して隙間の小さい近接部に形成し、該近接部における前記底板の下面またはヘッドユニットの裏面には、前記接着剤流し込み孔からの光硬化型接着剤が前記近接部からヘッドユニットの裏面側へ拡散漏出するのを防止するための溜まり溝を形成したものである。
【0012】
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、前記溜まり溝を前記ノズルの列が延びる方向と略平行状に1又は複数条に凹み形成したものである。
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の参考例及び実施の形態を図面について説明する。図1は本発明のインクジェット記録装置としての実施形態の1つであるカラーインクジェットプリンタを示す斜視図、図2〜図4は、本発明の実施の形態による圧電式のインクジェットプリンタヘッドの斜視図を示し、図5は要部側断面図である。
【0017】
本発明に係るカラーインクジェットプリンタ100は、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のカラーインクがそれぞれ充填されたインクカートリッジ61と、用紙(被記録媒体)62に印字するためのインクジェットヘッドユニット(以下単にヘッドユニットという)6を備えたインクジェットプリンタヘッド63と、前記インクカートリッジ61とインクジェットプリンタヘッド63が搭載されるキャリッジ64と、このキャリッジ64を前記用紙62の搬送方向と直交する方向に往復移動させる駆動ユニット65、キャリッジ64の往復移動方向に延び、前記ヘッドユニット6と対向配置されたプラテンローラ66と、パージ装置67とを備えている。
【0018】
駆動ユニット65は、キャリッジ64の下端部に配置され、プラテンローラ66と平行に延びるキャリッジ軸71と、キャリッジ64の上端部に配置されてキャリッジ軸71と平行に延びるガイド板72と、キャリッジ軸71とガイド板72との間にあって、キャリッジ軸71の両端部に配置される2つのプーリ73、74とこの両プーリ73、74に巻き掛けしたタイミングベルト75とからなる。
【0019】
モータ76の駆動に従って回転する一方のプーリ73からの駆動力によりタイミングベルト75に接合されているキャリッジ64が前記キャリッジ軸71とガイド板72に支持されて直線往復移動できる。
【0020】
図示しない給紙部から矢印方向に搬送される用紙62は前記プラテンローラ66とヘッドユニット6との間に導入されて、後述するようにヘッドユニット6から吐出されるインクににより所定の印字がなされ、その後排紙される。
【0021】
パージ装置67はプラテンローラ66の側方に設けられ、プリンタヘッド63がリセット位置にある時に、ヘッドユニット6に対向するように配置されている。このパージ装置67は、ヘッドユニット6の後述する複数のノズル11aを覆うように当該ノズルの開口面に対して当接するパージキャップ81と、ポンプ82及びカム83と、インク貯留部84とを備えている。プリンタヘッド63がリセット位置にあるときに、ヘッドユニット6の内部に溜まる気泡等を含んだ不良インクを、カム83の駆動によりポンプ82によって吸引することにより、ヘッドユニット6の回復を図るようにしている。なお、吸引された不良インクはインク貯留部84に貯められる。
【0022】
パージ装置67におけるプラテンローラ66側の位置には、パージ装置67に隣接してワイパ部材86が配置されている。このワイパ部材86はへら状に形成されており、キャリッジ64の移動に伴って、ヘッドユニット6のノズル形成面を拭くものである。ノズル形成面を拭く場合に、ワイパ部材86は上方に突出され、ノズル形成面を拭かない場合には下方に後退している。
【0023】
キャップ85は、インクの乾燥を防止するため、印字が終了するとリセット位置に戻されるキャリッジ64に搭載されたヘッドユニット6の複数のノズル11aを覆うものである。
【0024】
インクジェットプリンタヘッド63の実施形態は、図 2及び図 3に示すように、ヘッドホルダ1と、その底板5の下面側に並設した2つのヘッドユニット6、6と、その各ヘッドユニット6の表面のノズル列が露出するようにした開口窓44a、44aが下板44bに設けられて、ヘッドユニット6、6の表面及び前記ヘッドホルダ1に固定した箱状の保護カバー44とにより構成されている。
【0025】
実施形態におけるヘッドホルダ1は、図2〜図5に示すように、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で、上面開放状(図 3参照)の略箱状に形成されている。この開放部には、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61を着脱自在に装着できる搭載部3を有し、該搭載部3の一側部位には、前記各インクカートリッジ61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がヘッドホルダ1の底板5の下面まで連通するように穿設されている(図 3参照)。なお、各インク供給通路4a,4b,4c,4dの外周には、各インクカートリッジ61をインク放出部と密接できるようにしたゴム製のパッキン(図示せず)が配置されている。
【0026】
前記底板5はヘッドユニット6を配設するためのものであり、ヘッドホルダ1の下面(図4にて上面側)から1段突出するようにして水平状に形成されている。この底板5の下面側には、後に詳述するヘッドユニット6を2つ並列させて支持するための2つの支持部8、8が形成されている。該各支持部8には、ヘッドユニット6をUV接着剤7にて固定するための複数の接着剤流し込み孔9a,9bが搭載部3側へ貫通するように形成されている。この複数の接着剤流し込み孔9a,9bは1つのヘッドユニット6に対してその長辺部を適宜間隔にて固定する箇所に形成されている。実施形態では、2つの支持部8、8の一辺(長辺)が隣接する箇所の接着剤流し込み孔9aは、並設する2つのヘッドユニット6、6の裏面に跨がるように広幅に形成されている。
【0027】
前記各支持部8の一側部位には、図4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が設けられている。その各開口部50毎の外周を囲繞するように略環状の嵌合溝46が凹み形成されている。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が嵌合されている。
【0028】
各ヘッドユニット6が前記底板5の下面に対して後述するようにUV接着剤7にて固定された場合に、前記パッキン47の先端がヘッドユニット6おけるインク供給口19a(図12参照)の外周に押圧され、インク供給口19aとの当接箇所が密閉されてインク漏れを防止できるものである。
【0029】
その前にまず、ヘッドユニット6及びその各構成部品の詳細について説明する。ヘッドユニット6は、図12〜図15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15参照)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重ね接合されたフレキシブルフラットケーブル40とにより構成されている。
【0030】
また、後述するように、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14の一端部に穿設されたインク供給口19aの上面には、その上方のインクカートリッジ61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12、図13参照)。キャビティープレート10をヘッドホルダ1に組み付けたとき、インク供給口19aはその周囲を前記パッキン47に押圧する。
【0031】
前記キャビティープレート10は、図13及び図14に示すように構成されている。すなわち、ノズルプレート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5枚の薄い金属板をそれぞれ接着剤にて重ね接合した構造であり、実施形態では、ノズルプレート11を除く各プレートは、42%ニッケル合金鋼板製で、50μm〜150μm程度の厚さを有する。
【0032】
前記下側のマニホールドプレート12にはノズルプレート11が接着され、ノズル11aに連通する多数の貫通路17が、上下両マニホールドプレート12及びスペーサプレート13の各々の第1の方向(長辺方向)に沿って2列の千鳥配列状に一定ピッチで設けられている。そして、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、前記貫通孔17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12参照)。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。
【0033】
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は前記右側の長手基準線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は前記左側の長手基準線14b上に位置し、且つこの左右の圧力室16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。
【0034】
この各圧力室16の先端16aは、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貫通路17、17、17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。前記各圧力室16の他端16bは、図14、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。
【0035】
これにより、前記前記ベースプレート14及びスペーサプレート13の一端部に穿設のインク供給口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を通って、当該圧力室16に対応するノズル11aに至るという構成になっている(図13及び図15参照)。
【0036】
一方、前記圧電アクチュエータ20は、図15に示すように、複数枚の圧電シート21を積層した構造で、特開平4−341851号公報に記載のように、前記各圧電シート21のうち最下段の圧電シート21とそれから上方へ数えて奇数番目の圧電シート21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(図示せず)が形成されている。下から偶数段目の圧電シート21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(図示せず)が形成されている。前記最上段のトップシートの上面には、その長辺の端縁部に沿って、前記各個別電極の各々に対して電気的に接続した表面電極30と、前記コモン電極に対して電気的に接続した表面電極31とが設けられている(図12参照)。
【0037】
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10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。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が重ね押圧されることにより、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。
【0038】
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、圧電シートのうち前記電圧を印加した個別電極に対応した部分に圧電による積層方向の歪みが発生し、この歪みにて前記各個別電極に対応する圧力室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11aから液滴状に噴出して(図15参照)、所定の印字が行われる。
【0039】
次に、ヘッドユニット6をヘッドホルダ1に固定する方法及びこの固定に使用する光硬化型接着剤、例えば紫外線の照射にて速硬化性を有する接着剤としての変性アクリル樹脂系接着剤等の粘性のあるUV接着剤7の未硬化部分の発生の防止もしくはUV接着剤7の未硬化部分がヘッドユニット6の裏面のうち紫外線が届かない箇所への拡散・漏出するのを防止する手段について説明する。
【0040】
UV接着剤7の未硬化部分がヘッドユニット6の裏面のうち紫外線が届かない箇所への拡散・漏出するのを防止する手段の参考例は、接着剤流し込み孔9a、9bの外周側であって、前記底板5における前記ヘッドユニット6の裏面と対峙する下面と、前記ヘッドユニット6の裏面との間に弾性部材を介在させて前記接着剤流し込み孔9a、9bからUV接着剤7が前記ヘッドユニット6の裏面側に大きく漏出するのを防止するように構成したものである。
【0041】
その第1の参考例は、図3及び図5に示すように、各ヘッドユニット6の裏面側のうち、キャビティプレート10の裏面であって、圧電アクチュエータ20よりも外側において当該キャビティプレート10の左右の長辺近傍に沿ってゴム材料等の弾性部材からなる突条体90である。各突条体90、90の基部は前記キャビティプレート10の裏面に対してエポキシ樹脂等の接着剤(図示せず)にて固定して立設する。
【0042】
このように構成された2つの並設させるヘッドユニット6、6と保護カバー44とを、UV接着剤7にてヘッドホルダ1の底板5に対して同時に固定するか、もしくは、保護カバー44は後に固定するようにしても良い。
【0043】
ヘッドユニット6をヘッドホルダ1に固定する方法について説明する。図13に示すように、例えばノズルプレート11のノズル11aの列の延長方向に隔てられた2つの位置決め孔54a、54aを予め形成しておく。
【0044】
まず、平坦な治具の上面に保護カバー44の下板44bをセットし、さらに、2個のノズルプレート11が保護カバー44の下板44bに穿設された開口窓44a、44aから露出するように配置すると共に、前記各ノズルプレート11における位置決め孔54a、54aを前記治具の上面に突設した位置決めピン(図示せず)に嵌め入れる。この場合、保護カバー44の下板44bの厚さはノズルプレート11よりもわずかに厚いことが望ましい。
【0045】
このようにして、両ヘッドユニット6、6におけるノズル11aの列の間隔が一定で且つ平行状となるようにセットする。それらの上に、ヘッドホルダ1を被せ、ヘッドユニット6、6を支持部8、8の所定位置に対応させてから、底板5の上面、すなわち搭載部3側から接着剤流し込み孔9a,9bにUV接着剤7を流し込み、その後直ちに前記底板5の上面から接着剤流し込み孔9a,9bの内部方向に紫外線を照射してUV接着剤7を急速に硬化させ、2個のヘッドユニット6、6の位置を一度に固定するのである。
【0046】
その場合、各ヘッドユニット6における突条体90の先端(上端)は、前記接着剤流し込み孔9a,9bより外周であって底板5からキャビティプレート10の裏面に近接している近接部5aに押圧されるから、当該キャビティプレート10の裏面側において、前記各接着剤流し込み孔9a,9bに対して圧電アクチュエータ20の長辺の側縁側を前記近接部5aと各突条体90とにより遮断することになり、前記各接着剤流し込み孔9a,9bに注入された粘性を有するUV接着剤7がヘッドユニット6の裏面側において圧電アクチュエータ20の側縁側に接近するような大きな拡散・漏出を確実に防止できる。その結果、底板5の上面側から接着剤流し込み孔9a,9bを介して照射された紫外線が当たり難い箇所がなくなり、UV接着剤7の未硬化部分の発生も防止できる。従って、UV接着剤7の未硬化部分が導電性を有する圧電アクチュエータ20等の箇所に接触して電気的短絡事故が起こる等の不都合も解消できるのである。
【0047】
なお、各ヘッドユニット6の前面と保護カバー44の下板44bの裏面とを図示しない接着剤にて予め接着固定しておいても良いし、保護カバー44のみを後に接着・固定しても良い。また、前記箱状の保護カバー44の四周の内面とヘッドホルダ1の底板5の段部との間等には、図5に示すように、シリコーン等のシール剤55a、55bを注入してシールし、印刷時や、前記ワイパ部材86によるワイプ時のインクがヘッドユニット6と保護カバー44との隙間に侵入するのを防止する。
【0048】
図6〜図9に示す第2の参考例では、弾性部材は、前記接着剤流し込み孔9a,9bの外周部を囲繞する弾性体からなるリング体91a、91bである。他方、底板5の下面には、前記各接着剤流し込み孔9a,9bの外周部となる筒部92a、92bを一体的に突出形成し、この各筒部92a、92bに前記各リング体91a、91bを予め被嵌する。次いで、前記第1の参考例と同様にして、治具上にヘッドユニット6と保護カバー44とをセットすると、図8に示すように、ヘッドユニット6の裏面に各リング体91a、91bの先端が押圧当接されて、前記各接着剤流し込み孔9a,9bに対して圧電アクチュエータ20を各リング体91a、91bにて遮断するから、前記各接着剤流し込み孔9a,9bに注入された粘性を有するUV接着剤7がヘッドユニット6の裏面側において圧電アクチュエータ20に接近するような大きな拡散・漏出を確実に防止でき、UV接着剤7の未硬化部分が電気的要素部に接触するのを防止できる等第1の参考例と略同じ効果を奏するのである。その他の構成は第1の参考例と略同じであるので同じ部品
(構成)には同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
【0049】
図9に示す実施形態では、前記各ヘッドユニット6におけるキャビティプレート11の裏面であって圧電アクチュエータ20の外周縁(実施形態では長辺側の縁)より外周寄り部位には、前記接着剤流し込み孔9a,9bの位置よりも外周側に、前記UV接着剤7の流れせき止めるための溜まり溝93を1条乃至複数条凹み形成するものである。なお、圧電アクチュエータ20の外周縁(実施形態では長辺側の縁)の前記積層方向(厚さ方向)に形成された側面外部電極94は、特開2001−246744号公報に示される構成と同様に、圧電アクチュエータ20内部の前記個別電極及びコモン電極と表面電極30、31とを電気的に接続するものであり、金属等の導電性を有するキャビティプレート10の裏面と、前記側面外部電極94とが直接接触しないように、キャビティプレート10の裏面には、前記側面外部電極94の下端と空間を有するように絶縁溝95が凹み形成されている。
【0050】
他方、前記底板5の下面のうち前記接着剤流し込み孔9a,9bの外周近傍部位から下方に突出した近接部5aが形成され、前記ヘッドユニット6(実施形態ではキャビティプレート10)の裏面に対して隙間を小さくするように接近しており、前記溜まり溝93は前記近接部5aと対面するように配置する。キャビティプレート10と近接部5aと隙間は、圧電アクチュエータ20の厚さよりも小さいことが、UV接着剤7が圧電アクチュエータ20に接近するのを抑える上で望ましい。
【0051】
この構成により、前記接着剤流し込み孔から9a,9bに注入された粘性を有するUV接着剤7が、前記近接部5aにおける1条ないし複数状の溜まり溝93に溜まるから、ヘッドユニット6の裏面側において圧電アクチュエータ20の側縁にUV接着剤7の未硬化部分が接近するような大きな拡散・漏出を確実に防止でき、第1の参考例と略同じ効果を奏するのである。また、前記溜まり溝93は前記接着剤流し込み孔9a,9bの外周近傍部位にあるから、その溜まり溝93に溜まったUV接着剤7に対して紫外線が当たり易くなり、硬化の促進が図れ、UV接着剤7の未硬化部分の発生を生じ難くすることができる。その他の構成は第1の参考例と略同じであるので同じ部品
(構成)には同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
【0052】
図10(a)及び図10(b)に示す参考例では、前記実施形態で示した、キャビティプレート10の裏面と、前記側面外部電極94とが直接接触しないようにするための絶縁溝(凹溝)95を利用して、少なくとも前記接着剤流し込み孔9a,9bの外周に近い部位の前記側面外部電極94のすべてを(圧電アクチュエータ20の側面を含めて)覆うように電気絶縁材料96にて被覆する。参考例では、電気絶縁性の熱硬化性エポキシ樹脂接着剤を前記絶縁溝(凹溝)95から圧電アクチュエータ20の側面を含めて接着剤流し込み孔9a,9bの外周に近い部位の前記側面外部電極94のすべてを覆うように塗布し、加熱硬化させるのである。
【0053】
この構成により、前記接着剤流し込み孔9a,9bから注入されたUV接着剤7が、前記近接部5aから圧電アクチュエータ20の側面に接近しても、前記電気絶縁材料96にて前記側面外部電極94をUV接着剤7に対して電気的に遮断することができる。仮に、絶縁溝(凹溝)95内に電気絶縁材料96がない場合、この絶縁溝95にUV接着剤7が流れ込み、未硬化状態になったとき、圧電アクチュエータ20の側面外部電極94と導電性のキャビティプレート10との間のUV接着剤7を介しての絶縁距離は絶縁溝95の深さ50μmである。しかし、絶縁溝(凹溝)95内に電気絶縁材料96を塗布したときは、この電気絶縁材料96上にUV接着剤7が流れ込んでも、側面外部電極94と導電性のキャビティプレート10との間のUV接着剤7を介しての絶縁距離は、側面外部電極94と絶縁溝95の外側縁(側面外部電極94から最も離れた位置)との距離200μm程度にとることができる。つまり、電気絶縁材料96の塗布量が少なく、側面外部電極94を十分にカバーすることができなかった場合でも、側面外部電極94と導電性のキャビティプレート10との間のUV接着剤7を介しての絶縁距離は十分に大きくとることができる。また、キャビティプレート10と近接部5aとの隙間が圧電アクチュエータ20の厚さよりも十分小さいことで、電気絶縁材料96の塗布量が少なくても、UV接着剤7が圧電アクチュエータ20の上部まて届くことがなくなる。これらの構成により、UV接着剤7の未硬化部分が圧電アクチュエータ20の側縁に接近しても、電流の漏出等を確実に防止でき、第1の参考例と略同じ効果を奏するのである。その他の構成は第1の参考例と略同じであるので同じ部品
(構成)には同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
【0054】
図11に示す参考例では、予め前記圧電アクチュエータ20の側縁近傍であって前記接着剤流し込み孔9a,9bに近い部位には、上下に貫通する貫通孔98を穿設し、該貫通孔98の下端が前記キャビティプレート10の裏面における絶縁溝(凹溝)95に連通するように形成する。
【0055】
接着剤流し込み孔9a,9bから流し込んだUV接着剤7によってヘッドユニット6とヘッドホルダ1を固着した後、電気絶縁性のシリコーン樹脂等のシール剤97を、保護カバー44とヘッドホルダ1との間、及び圧電アクチュエータ20、フレキシブルフラットケーブル40とヘッドホルダ1との間に充填するのは、他の実施形態と同様であるが、本実施の形態の場合、圧電アクチュエータ20、フレキシブルフラットケーブル40とヘッドホルダ1との間に充填したシール剤97は、圧電アクチュエータ20の貫通孔98(図11参照)を介して絶縁溝(凹溝)95内に流れ込んで、圧電アクチュエータ20の側縁に近づいていたUV接着剤7の未硬化部分の先端を下から押し上げて、圧電アクチュエータ20の側縁から遠ざける。この場合も、キャビティプレート10と近接部5aとの隙間が圧電アクチュエータ20の厚さよりも十分に小さいことで、シール剤97によってUV接着剤7の未硬化部分の先端を圧電アクチュエータ20の側縁から遠ざけ易くなる。従って、UV接着剤7の未硬化部分が圧電アクチュエータ20などの電気的要素部分に接触するのを防止できて、後にインクのリーク(漏洩)による電気的短絡等の事故が発生するのを未然に、且つ確実に防止できるのである。
【0056】
なお、例えば、平面視矩形状のヘッドユニット6の四隅近傍に前記流し込み孔9a,9bを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。並列させたヘッドユニット6、6の隣接する辺に跨がって流し込み孔9aが広幅で形成されていると、1箇所の流し込み孔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、作業時間の短縮及び製造効率の大幅向上に寄与できる。また、各参考例と実施形態の構成は、相互に組み合わせることで、一層優れた効果を発揮する。
【0057】
前記の並列すべきヘッドユニット6の個数は2〜4と任意に構成することができ、ヘッドユニット6におけるキャビティプレート10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11aから吐出させる構成であっても良い。
【0058】
【0059】
【0060】
【0061】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項1に記載の発明は、前面に列状に配置された複数個のノズルを有するとともに裏面にアクチュエータが配置されたヘッドユニットを、ヘッドホルダの底板に光硬化型接着剤を介して固定してなるインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記底板には、前記ヘッドユニットの側縁部の裏面に対向する接着剤流し込み孔を穿設し、前記底板のうち前記接着剤流し込み孔の外周近傍であって前記接着剤流し込み孔と前記アクチュエータとの間となる部位を前記ヘッドユニットの裏面に対して隙間の小さい近接部に形成し、該近接部における前記底板の下面またはヘッドユニットの裏面には、前記接着剤流し込み孔からの光硬化型接着剤が前記近接部からヘッドユニットの裏面側へ拡散漏出するのを防止するための溜まり溝を形成したものである。
【0062】
この構成によれば、前記接着剤流し込み孔から注入された光硬化型接着剤が溜まり溝に一旦溜まることで、隙間の小さい近接部から隙間の大きいヘッドユニットの裏面側に大きく拡散漏出するのを防止できる結果、光硬化型接着剤の未硬化部分がヘッドユニットの裏面側の導電性を有する前記アクチュエータの部分に接触することを効果的に防止でき、また、前記溜まり溝は前記接着剤流し込み孔の外周近傍部位にあるから、その溜まり溝に溜まった光硬化型接着剤に対して紫外線等の光が当たり易くなり、硬化の促進が図れ、光硬化型接着剤の未硬化部分の発生を生じ難くすることができるという硬化も奏する。
【0063】
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、前記溜まり溝を前記ノズルの列が延びる方向と略平行状に1又は複数条に凹み形成したものであり、ヘッドユニットの裏面側の導電性を有する部分が、前記ノズルの列が延びる方向に沿って多数箇所存在するのを、これと平行な1又は複数条の溜まり溝の存在だけで、光硬化型接着剤の未硬化部分の接触や発生を効果的に防止できる。
【0064】
【0065】
【0066】
【0067】
【0068】
【0069】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用するインクジェットプリンタの斜視図である。
【図2】 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3】 実施形態における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】 実施形態におけるヘッドホルダ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5】 第1の参考例の要部側断面図である。
【図6】 第2の参考例におけるヘッドホルダ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7】 第2の参考例における要部拡大平面図である。
【図8】 第2の参考例における要部側断面図である。
【図9】 実施形態における要部拡大側断面図である。
【図10】 (a)は参考例における要部側断面図、(b)はさらに拡大した側断面図である。
【図11】 参考例における要部拡大側断面図である。
【図12】 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の各部品の斜視図である。
【図14】 キャビティープレートの部分拡大斜視図である。
【図15】 ヘッドユニットの拡大側断面図である。
【符号の説明】
1 ヘッドホルダ
5 底板
5a 近接部
6 ヘッドユニット
7 UV接着剤
8 支持部
9a,9b 接着剤流し込み孔
10 キャビティープレート
11 ノズルプレート
11a ノズル
20 圧電アクチュエータ
40 フレキシブルケーブル
44 保護カバー
44a 開口窓
90 突条体
91a,91b リング体
92a,92b 筒部
93 溜まり溝
95 凹溝(絶縁溝)
96 電気絶縁材料
97 シール剤[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piezoelectric type ink jet printer head.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an on-demand type piezoelectric ink jet printer head of the prior art, an ink jet head unit (hereinafter simply referred to as a head unit) in which nozzle rows are arranged in a direction orthogonal to the printing direction is provided for each nozzle of a plurality of nozzles. A cavity plate having a pressure chamber formed therein, a common ink chamber (manifold chamber) for supplying ink to the plurality of pressure chambers, and a drive unit of the pressure chamber provided on the back side of the cavity plate. As a method of fixing the head unit to the bottom plate of the head holder, the present applicant has previously filed a patent application as a method for fixing the head unit to the bottom plate of the head holder. In 2000-260616, the bottom plate of the head holder Adhesive pour holes exposed on the side edges of the head unit and the back surface of the protective cover are drilled, and a plurality of head units are arranged in parallel on the lower surface side of the bottom plate. It has been proposed that a head unit and a protective cover are bonded and fixed to the bottom plate while an agent such as a UV adhesive is dropped, and the periphery of the protective cover is bonded and fixed to the bottom plate with a sealant.
[0003]
By the way, the inkjet printer head needs to fix the position of the inkjet nozzle with respect to the head holder and fix the head unit in order to improve the printing accuracy. Therefore, as described above, a plurality of ink jet printer heads on the lower surface side of the bottom plate. The head units are arranged in parallel, and a UV adhesive is dropped from the upper surface side of the bottom plate through the adhesive pouring hole, and from the upper surface side of the bottom plate to the UV adhesive through the adhesive pouring hole. It was solidified in a short time by irradiation with ultraviolet rays.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the ultraviolet rays are irradiated from the upper surface side of the bottom plate toward the adhesive pouring hole, the lower surface side of the bottom plate and the back surface side (back surface side) of the head unit at the outer peripheral portion from the adhesive pouring hole. Ultraviolet rays do not reach the flowing out UV adhesive, and the uncured portion of the UV adhesive remains.
[0005]
Such an uncured portion of the UV adhesive is the head unit.Back (back)If the piezoelectric actuator or the flexible flat cable is in contact with the piezoelectric actuator, the insulation of the uncured portion is low. Therefore, a weak current flows from the piezoelectric actuator or the flexible flat cable through the uncured portion during use of the inkjet. There was a problem of leakage and electrical short circuit accidents.
[0006]
In order not to generate such an uncured portion, there are problems that it takes a long time to irradiate ultraviolet rays and the manufacturing cost increases. Further, the solidified (adhered) part of the head unit or protective cover with the UV adhesive and the bottom plate of the head holder is partial, and the other part is sealed with a sealant such as silicone so that the ink does not enter. However, if there is a contact part (mixed part) between this sealing agent and the non-solidified UV adhesive, it is impossible to achieve curing of the UV adhesive by UV irradiation or solidification of the sealing agent at that part, The problem of electrical short-circuit accidents such as the above and the occurrence of imperfect seals cannot be solved.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and the uncured portion of the photo-curing adhesive diffuses and leaks out to the portion of the back surface of the
[0008]
[0009]
[0010]
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the technical problem, the invention according to
[0012]
AndClaim 2The invention described inClaim 1In the ink jet printer head described in (1), the pool groove is formed to be recessed in one or a plurality of strips substantially in parallel with the direction in which the nozzle row extends.
[0013]
[0014]
[0015]
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present inventionReference examples andEmbodiments will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a color ink jet printer which is one embodiment of the ink jet recording apparatus of the present invention.ShowFIGS. 2 to 4 are perspective views of a piezoelectric ink jet printer head according to an embodiment of the present invention, and FIG.
[0017]
A
[0018]
The
[0019]
A
[0020]
A
[0021]
The
[0022]
A
[0023]
The
[0024]
Of the inkjet printer head 63Embodiment2 and 3, the
[0025]
EmbodimentAs shown in FIGS. 2 to 5, the
[0026]
The
[0027]
As shown in FIG. 4, an
[0028]
When each
[0029]
Before that, first, the details of the
[0030]
Further, as will be described later, the ink supplied from the ink cartridge 61 thereabove is provided on the upper surface of the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
As a result, ink that has flowed into the
[0036]
On the other hand, as shown in FIG. 15, the
[0037]
In the plate-
[0038]
In this configuration, by applying a voltage between any individual electrode of the individual electrodes in the
[0039]
Next, the method of fixing the
[0040]
A means for preventing the uncured portion of the UV adhesive 7 from diffusing and leaking to the back of the
[0041]
ThatFirst reference example3 and FIG. 5, the back surface of the
[0042]
The two
[0043]
A method for fixing the
[0044]
First, the lower plate 44b of the
[0045]
In this manner, the
[0046]
In that case, the tip (upper end) of the
[0047]
The front surface of each
[0048]
The second shown in FIGS.Reference exampleThen, the elastic members are
(Configuration) is given the same reference numeral, and detailed description is omitted.
[0049]
Shown in FIG.EmbodimentThen, on the back surface of the
[0050]
On the other hand, of the lower surface of the
[0051]
With this configuration, the viscous UV adhesive 7 injected from the adhesive pouring
(Configuration) is given the same reference numeral, and detailed description is omitted.
[0052]
Shown in FIG. 10 (a) and FIG. 10 (b)Reference examplesThen, using the insulating groove (concave groove) 95 for preventing the back surface of the
[0053]
With this configuration, even if the
(Configuration) is given the same reference numeral, and detailed description is omitted.
[0054]
As shown in FIG.Reference exampleThen, in the vicinity of the side edge of the
[0055]
After fixing the
[0056]
For example, by disposing the flow holes 9a and 9b in the vicinity of the four corners of the
[0057]
The number of the
[0058]
[0059]
[0060]
[0061]
【The invention's effect】
As described above, the invention described in claim 1It has a plurality of nozzles arranged in a row on the frontAnd the actuator was placed on the back sideIn the ink jet printer head in which the head unit is fixed to the bottom plate of the head holder via a photo-curing adhesive, the bottom plate is provided with an adhesive pouring hole facing the back surface of the side edge of the head unit. Near the outer periphery of the adhesive pouring hole in the bottom plateAnd a portion between the adhesive pouring hole and the actuatorIt is formed in a proximity portion with a small gap with respect to the back surface of the head unit, and a photocurable adhesive from the adhesive flow hole is formed on the bottom surface of the bottom plate or the back surface of the head unit in the proximity portion from the proximity portion. A reservoir groove for preventing diffusion and leakage to the back side of the head unit is formed.
[0062]
According to this configuration, the photo-curing adhesive injected from the adhesive pouring hole once accumulates in the accumulation groove, so that a large amount of diffusion leaks from the adjacent portion with a small gap to the back side of the head unit with a large gap. As a result, the uncured portion of the photo-curing adhesive has conductivity on the back side of the head unit.Of the actuatorIt is possible to effectively prevent contact with the portion, and since the pool groove is in the vicinity of the outer periphery of the adhesive pouring hole, light such as ultraviolet rays is irradiated to the photocurable adhesive collected in the pool groove. It becomes easy to hit, the curing can be promoted, and the curing that the generation of the uncured portion of the photo-curing adhesive can be made difficult is also achieved.
[0063]
Claim 2The invention described inClaim 1In the ink jet printer head described in the above, the reservoir groove is formed in one or a plurality of recesses substantially parallel to the direction in which the nozzle rows extend, and the conductive portion on the back side of the head unit is The presence of one or more stagnant grooves parallel to the multiple locations along the direction in which the nozzle rows extend effectively prevents contact and generation of the uncured portion of the photo-curing adhesive. it can.
[0064]
[0065]
[0066]
[0067]
[0068]
[0069]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an ink jet printer to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view of the inkjet printer head with the nozzle side facing up.
[Fig. 3]EmbodimentIt is a disassembled perspective view of the components of the inkjet printer head in FIG.
[Fig. 4]EmbodimentFIG. 5 is an exploded perspective view of components of the ink jet printer head viewed from above the head holder in FIG.
FIG. 5Reference exampleFIG.
FIG. 6Reference exampleFIG. 5 is an exploded perspective view of components of the ink jet printer head viewed from above the head holder in FIG.
FIG. 7Reference exampleIt is a principal part enlarged plan view in FIG.
FIG. 8Reference exampleFIG.
FIG. 9EmbodimentIt is a principal part expanded sectional view in FIG.
FIG. 10 (a)Reference exampleThe principal part sectional drawing in FIG. 1, (b) is the further expanded sectional side sectional view.
FIG. 11Reference exampleIt is a principal part expanded sectional view in FIG.
FIG. 12 is a perspective view of each component of the head unit.
FIG. 13 is a perspective view of each component of the cavity plate.
FIG. 14 is a partially enlarged perspective view of a cavity plate.
FIG. 15 is an enlarged side sectional view of the head unit.
[Explanation of symbols]
1 Head holder
5 Bottom plate
5a Proximity
6 Head unit
7 UV adhesive
8 Supporting part
9a, 9b Adhesive pouring hole
10 Cavity plate
11 Nozzle plate
11a nozzle
20 Piezoelectric actuator
40 Flexible cable
44 Protective cover
44a Open window
90 ridges
91a, 91b Ring body
92a, 92b cylinder
93 Reservoir
95 Groove (insulation groove)
96 Electrical insulating materials
97 Sealant
Claims (2)
前記底板には、前記ヘッドユニットの側縁部の裏面に対向する接着剤流し込み孔を穿設し、
前記底板のうち前記接着剤流し込み孔の外周近傍であって前記接着剤流し込み孔と前記アクチュエータとの間となる部位を前記ヘッドユニットの裏面に対して隙間の小さい近接部に形成し、該近接部における前記底板の下面またはヘッドユニットの裏面には、前記接着剤流し込み孔からの光硬化型接着剤が前記近接部からヘッドユニットの裏面側へ拡散漏出するのを防止するための溜まり溝を形成したことを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。In an inkjet printer head formed by fixing a head unit having a plurality of nozzles arranged in a row on the front surface and an actuator arranged on the back surface to the bottom plate of the head holder via a photocurable adhesive,
The bottom plate is provided with an adhesive pouring hole facing the back surface of the side edge of the head unit,
A portion of the bottom plate near the outer periphery of the adhesive pouring hole and between the adhesive pouring hole and the actuator is formed in an adjacent portion having a small gap with respect to the back surface of the head unit. In the lower surface of the bottom plate or the back surface of the head unit, a ditch groove is formed to prevent the photo-curing adhesive from the adhesive flow hole from diffusing and leaking from the proximity portion to the back surface side of the head unit. An inkjet printer head characterized by the above.
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