JP4032227B2 - インクジェットプリンタヘッドの製造方法 - 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及びその製造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いる。
【０００３】
このヘッドユニットを、ヘッドホルダの底板に固定する手段として、本出願人は、先に、特願２０００−２６０６１６号において開示し、図１１に示すように、ヘッドホルダの底板１０１には、ヘッドユニット１０２の側縁及び保護カバー１０３の裏面に露出する接着剤流し込み孔１０４ａ，１０４ｂを穿設し、前記底板１０１の下面側に複数のヘッドユニット１０２を並列状に配列し、筒状の注入針１０５を介して前記各接着剤流し込み孔から光硬化型接着剤としてのＵＶ接着剤１０７を注入して、このＵＶ接着剤１０７に対して前記底板１０１の上面側から前記接着剤流し込み孔１０４ａ，１０４ｂを介して紫外線を照射照射させて前記底板１０１に対してヘッドユニット１０２及び保護カバー１０３を短時間で接着固定する一方、保護カバー１０３の周囲を前記底板１０１に対してシール剤１０６にて接着固定することを提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記ＵＶ接着剤１０７は、その製作ロットや環境温度等により、粘度が大きくばらつくので、従来の技術では、筒状注入針１０５の先端を上記のように圧電アクチュエータが裏面（上面）に配置されたヘッドユニット１０２の上面から上方へ所定距離おいた位置まで挿入した状態で、粘度が高くても保護カバー１０３の裏面までＵＶ接着剤１０７が届くように、相当大きな圧力にてＵＶ接着剤１０７を注入していた。その結果、注入されたＵＶ接着剤１０７の一部は、各接着剤流し込み孔１０４ａ，１０４ｂの下端の外周の底板１０１下面とヘッドユニット１０２の裏面（上面）との薄い隙間１０８（図１１参照）に大きく侵入する場合があった。
【０００５】
しかしながら、前記隙間１０８の奥側のように、前記紫外線の照射が前記隙間１０８に届かない箇所のＵＶ接着剤１０７は未硬化状態のままとなり、その未硬化部分がヘッドユニット１０２の裏面における圧電アクチュエータ１０９やフレキシブルフラットケーブル１１０等の導電性を有する電極部分等に接触すると、ヘッドユニット１０２の駆動中に前記未硬化部を介して微弱電流が流れ続け、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１０７によるヘッドユニット１０２や保護カバー１０３とヘッドホルダの底板１０１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１０６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１０６と前記固化していないＵＶ接着剤１０７との接触部（混在部）があると、その箇所でＵＶ接着剤１０７の硬化もシール剤１０６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、光硬化型接着剤を固定すべき所定の箇所に確実に届くように充填させ、且つ前記所定箇所以外の箇所に前記接着剤が侵入しないようにした、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に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、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の製造方法において、前記底板に、前記ヘッドユニットの側縁に対向するとともに光硬化型接着剤の注入手段によって接着剤が流し込まれる接着剤流し込み孔を有する前記ヘッドホルダを製作する工程と、前記ヘッドユニットの側縁に、前記接着剤流し込み孔の位置に対応させて前記注入手段の先端の外径よりも大きい内径の切欠き部を有する前記ヘッドユニットを製作する工程と、前記ヘッドユニットのノズル列を囲むような開口窓を有する保護カバーを、その裏面を前記ヘッドユニットの前面に配置する工程と、前記ヘッドユニットを前記ヘッドホルダに、前記切欠き部を前記接着剤流し込み孔に対向させて配置する工程と、前記光硬化型接着剤の注入手段の先端を、前記接着剤流し込み孔から前記切欠き部の内径部内に接近させ、前記保護カバーの裏面に向かって前記光硬化型接着剤を注入する工程とからなることを特徴とするものである。
【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の製造方法において、前記注入手段により前記光硬化型接着剤を注入する工程は、前記接着剤流し込み孔と前記切欠き部と前記保護カバーの裏面とに前記光硬化型接着剤を接触させるものである。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記ヘッドユニットを前記ヘッドホルダに配置する工程は、複数個のヘッドユニットを前記切欠き部が互いに対向するように、その側縁を互いに対向させて配置するものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至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において、前記底板には、前記接着剤流し込み孔の外周からヘッドユニットの裏面に向けて突出する近接部を設け、この近接部とヘッドユニットの裏面との間に隙間が形成されているものである。
【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（ａ）は要部平面図、図５（ｂ）は要部拡大断面図である。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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より所定の印字がなされ、その後排紙される。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
インクジェットプリンタヘッド６３は、図 2〜図４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に固定する箱状の保護カバー４４とにより構成されている。
【００２３】
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の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。
【００２４】
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つ並列させて当接するための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及び保護カバー４４の下板４４ｂを光硬化型接着剤の一例としての紫外線照射により急速硬化する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形成されている。
【００２５】
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。
【００２６】
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７参照）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。
【００２７】
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７〜図１０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１０参照）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。
【００２８】
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７、図８参照）。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。
【００２９】
前記キャビティープレート１０は、図８及び図９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。
【００３０】
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９参照）。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。
【００３１】
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。
【００３２】
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９、図１０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。
【００３３】
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９及び図１０参照）。
【００３４】
なお、図３、図４、図５（ａ）及び図７に示すように、キャビティプレート１０における左右両長辺（ノズル１１ａの列と平行状の辺）には、後述するようにＵＶ接着剤７の注入手段としての筒状注入針５６ａ，５６ｂの先端を接近させるための切欠き部５７が、ノズル１１ａの列が延びる方向に沿い、且つ前記各接着剤流し込み孔９ａ，９ｂの長手方向の略中央位置に対応するような所定間隔にて形成されている。この各切欠き部５７は、図５（ａ）に示す実施形態では、前記各接着剤流し込み孔９ａ，９ｂの短辺方向の寸法に略等しいか若干短い径（または若干大きい径であっても良い）の平面視略円弧状であるが、平面視形状は扇状、略半楕円状等の任意に形成でき、各切欠き部５７は、キャビティプレート１０の厚さ方向に貫通するものであることが好ましい。また、各切欠き部５７は、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が各々単独状態にあるときに予め形成しても良いし、キャビティプレート１０に積層した状態で形成しても良い。
【００３５】
一方、前記圧電アクチュエータ２０は、図１０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７参照）。
【００３６】
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。
【００３７】
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１０参照）、所定の印字が行われる。
【００３８】
次に、ヘッドユニット６及び保護カバー４４をヘッドホルダ１に、光硬化型接着剤としての紫外線の照射にて速硬化性を有する変性アクリル樹脂系接着剤等の粘性のあるＵＶ接着剤７により固定する方法について説明する。
【００３９】
まず、上述のように、各ヘッドユニット６における左右両長辺としてのキャビティプレート１０の左右両長辺には所定の間隔にて所定の径の切欠き部５７を形成しておく。
【００４０】
次いで、上述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。
【００４１】
ヘッドユニット６をヘッドホルダ１に固定するに際して、図８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。
【００４２】
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。
【００４３】
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ると、接着剤流し込み孔９ａ，９ｂの長手方向の略中央部の下方に前記各切欠き部５７が配置される。この状態で、底板５の上面、すなわち搭載部３側から各接着剤流し込み孔９ａ，９ｂを介して筒状注入針５６ａ，５６ｂを差し込み、当該各筒状注入針５６ａ，５６ｂの先端が前記各切欠き部５７の内径部内であって、ヘッドユニット６（キャビティプレート１０）の下面に近い側まで臨ませる。図６の実施形態では、保護カバー４４の底板４４ａに接近する位置まで差し込む。
【００４４】
この状態で、各筒状注入針５６ａ，５６ｂを介して小さい圧力にてＵＶ接着剤７を注入する。このようにすると、注入されたＵＶ接着剤７は、下板４４ａとキャビティプレート１０の側縁における切欠き部５７の内径部及び前記各接着剤流し込み孔９ａ，９ｂの内径部に充填されるが、前記接着剤流し込み孔９ａ，９ｂより外周から下方に突出した近接部５ａと、キャビティプレート１０の裏面との小さい隙間には、ＵＶ接着剤７が侵入しない。
【００４５】
次いで、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及び保護カバー４４を一度に底板５に固定するのである。その場合、前記各切欠き部５７の内径部及び前記各接着剤流し込み孔９ａ，９ｂの内径部に充填されたＵＶ接着剤７が確実に硬化するので、ヘッドユニット６の側縁である、キャビティプレート１０の側縁のうち切欠き部５７に近い部位と、底板５と、保護カバー４４の下板４４ａとを一体的に強固に固定できるのである。
【００４６】
そして、上述のように固定すれば、筒状注入針５６ａ，５６ｂからＵＶ接着剤７を小さい圧力にて注入できるから、粘性を有するＵＶ接着剤７が前記近接部５ａとキャビティプレート１０の裏面との隙間から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。なお、キャビティプレート１０と近接部５ａとの隙間は、ノズル列の位置を高精度に維持するために、ゼロにはできないが、圧電アクチュエータ２０の厚さよりも十分に小さくして、圧電アクチュエータ２０に向かってのＵＶ接着剤７の流し込みをできるだけ抑えることが望ましい。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。また、紫外線の照射が不十分でＵＶ接着剤７が未硬化状態のまま残存することも防止できる。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の電極部５８（図５（ｂ）参照）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と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６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】
このように構成すれば、前記圧電アクチュエータ２０及びフレキシブルフラットケーブル４０の裏面を覆うために注入されたシール剤５５ａ、５５ｂとＵＶ接着剤７の未硬化部分との接触、混合のおそれもなくなるという効果を奏する。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【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の製造方法は、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の製造方法において、前記底板に、前記ヘッドユニットの側縁に対向するとともに光硬化型接着剤の注入手段によって接着剤が流し込まれる接着剤流し込み孔を有する前記ヘッドホルダを製作する工程と、前記ヘッドユニットの側縁に、前記接着剤流し込み孔の位置に対応させて前記注入手段の先端の外径よりも大きい内径の切欠き部を有する前記ヘッドユニットを製作する工程と、前記ヘッドユニットのノズル列を囲むような開口窓を有する保護カバーを、その裏面を前記ヘッドユニットの前面に配置する工程と、前記ヘッドユニットを前記ヘッドホルダに、前記切欠き部を前記接着剤流し込み孔に対向させて配置する工程と、前記光硬化型接着剤の注入手段の先端を、前記接着剤流し込み孔から前記切欠き部の内径部内に接近させ、前記保護カバーの裏面に向かって前記光硬化型接着剤を注入する工程とからなることを特徴とするものである。
【００５６】
従って、ヘッドユニットの側縁における切欠き部の内径部及び前記各接着剤流し込み孔の内径部に対して光硬化型接着剤が確実に充填するために注入手段から小さい圧力にて光硬化型接着剤を注入することができ、前記接着剤流し込み孔より外周であって底板とヘッドユニットとの間の隙間の小さい箇所には、小さい圧力で粘性を有する光硬化型接着剤が侵入しないようにすることができる。その結果、底板の上面側から接着剤流し込み孔を介して照射された光線が当たり難い箇所がなくなり、光硬化型接着剤の未硬化部分の発生も防止できる。また、光線の照射が不十分で光硬化型接着剤が未硬化状態のまま残存することも防止できる。従って、この種の接着剤の未硬化部分がヘッドユニットにおける導電性を有する部分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。
【００５７】
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の製造方法において、前記ヘッドユニットのノズル列を囲むような開口窓を有する保護カバーを、その裏面を前記ヘッドユニットの前面に配置する工程をさらに有し、前記注入手段により前記光硬化型接着剤を注入する工程は、前記接着剤流し込み孔と前記切欠き部と前記保護カバーの裏面とに前記光硬化型接着剤を接触させるものであるから、請求項１に記載の発明による効果に加えて、ヘッドユニットと保護カバーとを同時に固定できるという効果を奏する。
【００５８】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記ヘッドユニットを前記ヘッドホルダに配置する工程は、複数個のヘッドユニットを前記切欠き部が互いに対向するように、その側縁を互いに対向させて配置するものであるから、隣接するヘッドユニットの対向する切欠き部に対して１つの筒状注入針を差し込んで光硬化型接着剤を注入すれば、一挙に２カ所の切欠き部箇所での注入ができ、作業能率がさらに向上するという効果を奏する。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし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において、前記底板には、前記接着剤流し込み孔の外周からヘッドユニットの裏面に向けて突出する近接部を設け、この近接部とヘッドユニットの裏面との間に隙間が形成されているものである。
このようにすると、注入された光硬化型接着剤（ＵＶ接着剤）は、切欠き部の内径部及び前記各接着剤流し込み孔の内径部に充填されるが、前記接着剤流し込み孔より外周から下方に突出した近接部と、ヘッドユニットの裏面との小さい隙間には、光硬化型接着剤が侵入しない。即ち、粘性を有する光硬化型接着剤が前記近接部とヘッドユニットの裏面との隙間からアクチュエータ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。なお、ヘッドユニットと近接部との隙間は、ノズル列の位置を高精度に維持するために、ゼロにはできないが、アクチュエータの厚さよりも十分に小さくして、アクチュエータに向かっての光硬化型接着剤の流し込みをできるだけ抑えることが望ましい。その結果、底板の上面側から接着剤流し込み孔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、光硬化型接着剤の未硬化部分の発生も防止できる。
【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】 第１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】 第１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】 （ａ）は底板の下面側の拡大平面図、（ｂ）は図５（ａ）のVb−Vb線矢視拡大断面図である。
【図６】 図５（ａ）のＶ−Ｖ線矢視断面図である。
【図７】 ヘッドユニットの各部品の斜視図である。
【図８】 キャビティープレートの各部品の斜視図である。
【図９】 キャビティープレートの部分拡大斜視図である。
【図１０】 ヘッドユニットの拡大側断面図である。
【図１１】 従来の技術を示す断面図である。
【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
５６ａ，５６ｂ 筒状注入針
５７ 切欠き部
【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及びその製造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いる。
【０００３】
このヘッドユニットを、ヘッドホルダの底板に固定する手段として、本出願人は、先に、特願２０００−２６０６１６号において開示し、図１１に示すように、ヘッドホルダの底板１０１には、ヘッドユニット１０２の側縁及び保護カバー１０３の裏面に露出する接着剤流し込み孔１０４ａ，１０４ｂを穿設し、前記底板１０１の下面側に複数のヘッドユニット１０２を並列状に配列し、筒状の注入針１０５を介して前記各接着剤流し込み孔から光硬化型接着剤としてのＵＶ接着剤１０７を注入して、このＵＶ接着剤１０７に対して前記底板１０１の上面側から前記接着剤流し込み孔１０４ａ，１０４ｂを介して紫外線を照射照射させて前記底板１０１に対してヘッドユニット１０２及び保護カバー１０３を短時間で接着固定する一方、保護カバー１０３の周囲を前記底板１０１に対してシール剤１０６にて接着固定することを提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記ＵＶ接着剤１０７は、その製作ロットや環境温度等により、粘度が大きくばらつくので、従来の技術では、筒状注入針１０５の先端を上記のように圧電アクチュエータが裏面（上面）に配置されたヘッドユニット１０２の上面から上方へ所定距離おいた位置まで挿入した状態で、粘度が高くても保護カバー１０３の裏面までＵＶ接着剤１０７が届くように、相当大きな圧力にてＵＶ接着剤１０７を注入していた。その結果、注入されたＵＶ接着剤１０７の一部は、各接着剤流し込み孔１０４ａ，１０４ｂの下端の外周の底板１０１下面とヘッドユニット１０２の裏面（上面）との薄い隙間１０８（図１１参照）に大きく侵入する場合があった。
【０００５】
しかしながら、前記隙間１０８の奥側のように、前記紫外線の照射が前記隙間１０８に届かない箇所のＵＶ接着剤１０７は未硬化状態のままとなり、その未硬化部分がヘッドユニット１０２の裏面における圧電アクチュエータ１０９やフレキシブルフラットケーブル１１０等の導電性を有する電極部分等に接触すると、ヘッドユニット１０２の駆動中に前記未硬化部を介して微弱電流が流れ続け、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１０７によるヘッドユニット１０２や保護カバー１０３とヘッドホルダの底板１０１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１０６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１０６と前記固化していないＵＶ接着剤１０７との接触部（混在部）があると、その箇所でＵＶ接着剤１０７の硬化もシール剤１０６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、光硬化型接着剤を固定すべき所定の箇所に確実に届くように充填させ、且つ前記所定箇所以外の箇所に前記接着剤が侵入しないようにした、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に記載の発明のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、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の製造方法において、前記底板に、前記ヘッドユニットの側縁に対向するとともに光硬化型接着剤の注入手段によって接着剤が流し込まれる接着剤流し込み孔を有する前記ヘッドホルダを製作する工程と、前記ヘッドユニットの側縁に、前記接着剤流し込み孔の位置に対応させて前記注入手段の先端の外径よりも大きい内径の切欠き部を有する前記ヘッドユニットを製作する工程と、前記ヘッドユニットのノズル列を囲むような開口窓を有する保護カバーを、その裏面を前記ヘッドユニットの前面に配置する工程と、前記ヘッドユニットを前記ヘッドホルダに、前記切欠き部を前記接着剤流し込み孔に対向させて配置する工程と、前記光硬化型接着剤の注入手段の先端を、前記接着剤流し込み孔から前記切欠き部の内径部内に接近させ、前記保護カバーの裏面に向かって前記光硬化型接着剤を注入する工程とからなることを特徴とするものである。
【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の製造方法において、前記注入手段により前記光硬化型接着剤を注入する工程は、前記接着剤流し込み孔と前記切欠き部と前記保護カバーの裏面とに前記光硬化型接着剤を接触させるものである。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記ヘッドユニットを前記ヘッドホルダに配置する工程は、複数個のヘッドユニットを前記切欠き部が互いに対向するように、その側縁を互いに対向させて配置するものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至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において、前記底板には、前記接着剤流し込み孔の外周からヘッドユニットの裏面に向けて突出する近接部を設け、この近接部とヘッドユニットの裏面との間に隙間が形成されているものである。
【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（ａ）は要部平面図、図５（ｂ）は要部拡大断面図である。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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より所定の印字がなされ、その後排紙される。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
インクジェットプリンタヘッド６３は、図 2〜図４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に固定する箱状の保護カバー４４とにより構成されている。
【００２３】
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の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。
【００２４】
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つ並列させて当接するための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及び保護カバー４４の下板４４ｂを光硬化型接着剤の一例としての紫外線照射により急速硬化する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形成されている。
【００２５】
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。
【００２６】
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７参照）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。
【００２７】
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７〜図１０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１０参照）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。
【００２８】
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７、図８参照）。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。
【００２９】
前記キャビティープレート１０は、図８及び図９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。
【００３０】
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９参照）。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。
【００３１】
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。
【００３２】
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９、図１０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。
【００３３】
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９及び図１０参照）。
【００３４】
なお、図３、図４、図５（ａ）及び図７に示すように、キャビティプレート１０における左右両長辺（ノズル１１ａの列と平行状の辺）には、後述するようにＵＶ接着剤７の注入手段としての筒状注入針５６ａ，５６ｂの先端を接近させるための切欠き部５７が、ノズル１１ａの列が延びる方向に沿い、且つ前記各接着剤流し込み孔９ａ，９ｂの長手方向の略中央位置に対応するような所定間隔にて形成されている。この各切欠き部５７は、図５（ａ）に示す実施形態では、前記各接着剤流し込み孔９ａ，９ｂの短辺方向の寸法に略等しいか若干短い径（または若干大きい径であっても良い）の平面視略円弧状であるが、平面視形状は扇状、略半楕円状等の任意に形成でき、各切欠き部５７は、キャビティプレート１０の厚さ方向に貫通するものであることが好ましい。また、各切欠き部５７は、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が各々単独状態にあるときに予め形成しても良いし、キャビティプレート１０に積層した状態で形成しても良い。
【００３５】
一方、前記圧電アクチュエータ２０は、図１０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７参照）。
【００３６】
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。
【００３７】
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１０参照）、所定の印字が行われる。
【００３８】
次に、ヘッドユニット６及び保護カバー４４をヘッドホルダ１に、光硬化型接着剤としての紫外線の照射にて速硬化性を有する変性アクリル樹脂系接着剤等の粘性のあるＵＶ接着剤７により固定する方法について説明する。
【００３９】
まず、上述のように、各ヘッドユニット６における左右両長辺としてのキャビティプレート１０の左右両長辺には所定の間隔にて所定の径の切欠き部５７を形成しておく。
【００４０】
次いで、上述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。
【００４１】
ヘッドユニット６をヘッドホルダ１に固定するに際して、図８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。
【００４２】
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。
【００４３】
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ると、接着剤流し込み孔９ａ，９ｂの長手方向の略中央部の下方に前記各切欠き部５７が配置される。この状態で、底板５の上面、すなわち搭載部３側から各接着剤流し込み孔９ａ，９ｂを介して筒状注入針５６ａ，５６ｂを差し込み、当該各筒状注入針５６ａ，５６ｂの先端が前記各切欠き部５７の内径部内であって、ヘッドユニット６（キャビティプレート１０）の下面に近い側まで臨ませる。図６の実施形態では、保護カバー４４の底板４４ａに接近する位置まで差し込む。
【００４４】
この状態で、各筒状注入針５６ａ，５６ｂを介して小さい圧力にてＵＶ接着剤７を注入する。このようにすると、注入されたＵＶ接着剤７は、下板４４ａとキャビティプレート１０の側縁における切欠き部５７の内径部及び前記各接着剤流し込み孔９ａ，９ｂの内径部に充填されるが、前記接着剤流し込み孔９ａ，９ｂより外周から下方に突出した近接部５ａと、キャビティプレート１０の裏面との小さい隙間には、ＵＶ接着剤７が侵入しない。
【００４５】
次いで、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及び保護カバー４４を一度に底板５に固定するのである。その場合、前記各切欠き部５７の内径部及び前記各接着剤流し込み孔９ａ，９ｂの内径部に充填されたＵＶ接着剤７が確実に硬化するので、ヘッドユニット６の側縁である、キャビティプレート１０の側縁のうち切欠き部５７に近い部位と、底板５と、保護カバー４４の下板４４ａとを一体的に強固に固定できるのである。
【００４６】
そして、上述のように固定すれば、筒状注入針５６ａ，５６ｂからＵＶ接着剤７を小さい圧力にて注入できるから、粘性を有するＵＶ接着剤７が前記近接部５ａとキャビティプレート１０の裏面との隙間から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。なお、キャビティプレート１０と近接部５ａとの隙間は、ノズル列の位置を高精度に維持するために、ゼロにはできないが、圧電アクチュエータ２０の厚さよりも十分に小さくして、圧電アクチュエータ２０に向かってのＵＶ接着剤７の流し込みをできるだけ抑えることが望ましい。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。また、紫外線の照射が不十分でＵＶ接着剤７が未硬化状態のまま残存することも防止できる。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の電極部５８（図５（ｂ）参照）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と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６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】
このように構成すれば、前記圧電アクチュエータ２０及びフレキシブルフラットケーブル４０の裏面を覆うために注入されたシール剤５５ａ、５５ｂとＵＶ接着剤７の未硬化部分との接触、混合のおそれもなくなるという効果を奏する。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【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の製造方法は、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の製造方法において、前記底板に、前記ヘッドユニットの側縁に対向するとともに光硬化型接着剤の注入手段によって接着剤が流し込まれる接着剤流し込み孔を有する前記ヘッドホルダを製作する工程と、前記ヘッドユニットの側縁に、前記接着剤流し込み孔の位置に対応させて前記注入手段の先端の外径よりも大きい内径の切欠き部を有する前記ヘッドユニットを製作する工程と、前記ヘッドユニットのノズル列を囲むような開口窓を有する保護カバーを、その裏面を前記ヘッドユニットの前面に配置する工程と、前記ヘッドユニットを前記ヘッドホルダに、前記切欠き部を前記接着剤流し込み孔に対向させて配置する工程と、前記光硬化型接着剤の注入手段の先端を、前記接着剤流し込み孔から前記切欠き部の内径部内に接近させ、前記保護カバーの裏面に向かって前記光硬化型接着剤を注入する工程とからなることを特徴とするものである。
【００５６】
従って、ヘッドユニットの側縁における切欠き部の内径部及び前記各接着剤流し込み孔の内径部に対して光硬化型接着剤が確実に充填するために注入手段から小さい圧力にて光硬化型接着剤を注入することができ、前記接着剤流し込み孔より外周であって底板とヘッドユニットとの間の隙間の小さい箇所には、小さい圧力で粘性を有する光硬化型接着剤が侵入しないようにすることができる。その結果、底板の上面側から接着剤流し込み孔を介して照射された光線が当たり難い箇所がなくなり、光硬化型接着剤の未硬化部分の発生も防止できる。また、光線の照射が不十分で光硬化型接着剤が未硬化状態のまま残存することも防止できる。従って、この種の接着剤の未硬化部分がヘッドユニットにおける導電性を有する部分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。
【００５７】
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の製造方法において、前記ヘッドユニットのノズル列を囲むような開口窓を有する保護カバーを、その裏面を前記ヘッドユニットの前面に配置する工程をさらに有し、前記注入手段により前記光硬化型接着剤を注入する工程は、前記接着剤流し込み孔と前記切欠き部と前記保護カバーの裏面とに前記光硬化型接着剤を接触させるものであるから、請求項１に記載の発明による効果に加えて、ヘッドユニットと保護カバーとを同時に固定できるという効果を奏する。
【００５８】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記ヘッドユニットを前記ヘッドホルダに配置する工程は、複数個のヘッドユニットを前記切欠き部が互いに対向するように、その側縁を互いに対向させて配置するものであるから、隣接するヘッドユニットの対向する切欠き部に対して１つの筒状注入針を差し込んで光硬化型接着剤を注入すれば、一挙に２カ所の切欠き部箇所での注入ができ、作業能率がさらに向上するという効果を奏する。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし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において、前記底板には、前記接着剤流し込み孔の外周からヘッドユニットの裏面に向けて突出する近接部を設け、この近接部とヘッドユニットの裏面との間に隙間が形成されているものである。
このようにすると、注入された光硬化型接着剤（ＵＶ接着剤）は、切欠き部の内径部及び前記各接着剤流し込み孔の内径部に充填されるが、前記接着剤流し込み孔より外周から下方に突出した近接部と、ヘッドユニットの裏面との小さい隙間には、光硬化型接着剤が侵入しない。即ち、粘性を有する光硬化型接着剤が前記近接部とヘッドユニットの裏面との隙間からアクチュエータ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。なお、ヘッドユニットと近接部との隙間は、ノズル列の位置を高精度に維持するために、ゼロにはできないが、アクチュエータの厚さよりも十分に小さくして、アクチュエータに向かっての光硬化型接着剤の流し込みをできるだけ抑えることが望ましい。その結果、底板の上面側から接着剤流し込み孔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、光硬化型接着剤の未硬化部分の発生も防止できる。
【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】 第１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】 第１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】 （ａ）は底板の下面側の拡大平面図、（ｂ）は図５（ａ）のVb−Vb線矢視拡大断面図である。
【図６】 図５（ａ）のＶ−Ｖ線矢視断面図である。
【図７】 ヘッドユニットの各部品の斜視図である。
【図８】 キャビティープレートの各部品の斜視図である。
【図９】 キャビティープレートの部分拡大斜視図である。
【図１０】 ヘッドユニットの拡大側断面図である。
【図１１】 従来の技術を示す断面図である。
【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
５６ａ，５６ｂ 筒状注入針
５７ 切欠き部
Claims (4)
- 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の製造方法において、
前記底板に、前記ヘッドユニットの側縁に対向するとともに光硬化型接着剤の注入手段によって接着剤が流し込まれる接着剤流し込み孔を有する前記ヘッドホルダを製作する工程と、
前記ヘッドユニットの側縁に、前記接着剤流し込み孔の位置に対応させて前記注入手段の先端の外径よりも大きい内径の切欠き部を有する前記ヘッドユニットを製作する工程と、
前記ヘッドユニットのノズル列を囲むような開口窓を有する保護カバーを、その裏面を前記ヘッドユニットの前面に配置する工程と、
前記ヘッドユニットを前記ヘッドホルダに、前記切欠き部を前記接着剤流し込み孔に対向させて配置する工程と、
前記光硬化型接着剤の注入手段の先端を、前記接着剤流し込み孔から前記切欠き部の内径部内に接近させ、前記保護カバーの裏面に向かって前記光硬化型接着剤を注入する工程と
からな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。 - 前記注入手段により前記光硬化型接着剤を注入する工程は、前記接着剤流し込み孔と前記切欠き部と前記保護カバーの裏面とに前記光硬化型接着剤を接触させる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の製造方法。
- 前記ヘッドユニットを前記ヘッドホルダに配置する工程は、複数個のヘッドユニットを前記切欠き部が互いに対向するように、その側縁を互いに対向させて配置することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
- 前記底板には、前記接着剤流し込み孔の外周からヘッドユニットの裏面に向けて突出する近接部を設け、この近接部とヘッドユニットの裏面との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項１乃至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。
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