JP4379068B2 - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッドの製造方法に係り、特に、ノズルにインクを供給するインク流路にフィルタを固着したインクジェットヘッドの製造方法に関する。

従来、用紙やプラスチック薄板等の記録媒体にインクを吐出して所定の画像を記録するインクジェットプリンタが提案され、実用化されている。インクジェットプリンタは、ノズル（インク吐出口）を有するインクジェットヘッドを備えており、かかるインクジェットヘッドのノズルから記録媒体に向けてインクを吐出することにより、所定の画像を記録するようになっている。

このようなインクジェットプリンタに備えられるインクジェットヘッドは、インクを吐出するノズルが設けられたヘッドチップと、ノズルにインクを導入するインク流路の一部を内部に備え前記インク流路にフィルタが設置されたマニホールドと、を具備しており、上記フィルタはインクに含まれている気泡や異物を阻止するようになっている（例えば、特許文献１）。

このようなフィルタはマニホールドに固着されるようになっており、この固着方法は、マニホールドに設けられ、熱を加えると溶融して変形し冷却すると変形した形状で凝固する溶融部にフィルタを載置する第一工程と、加熱装置によりフィルタを介して溶融部を加熱しながら押圧してフィルタを溶融部に固着する第二工程と、を備える構成となっている。
特開昭６０―４８３６３公報

しかしながら、加熱装置がフィルタを介して溶融部を押圧する際に、加熱装置の押圧面に溶融部の溶融した溶融片が付着してしまうという問題点がある。

前述の問題点は、加熱装置をフィルタから引き離す際に、フィルタの流路領域に溶融片を付着させてフィルタの流路抵抗を増加させたり、又は、溶融片が加熱装置より離脱してインク流路を塞いだりして、インク流路を詰まらせる原因となる。また、同様に前述の問題点は、加熱装置をフィルタから引き離す際に、フィルタとマニホールドとの間に隙間を生じさせ、インクに含まれている気泡や異物を適切に取り除くことを妨げる原因となる。

そこで、本発明は前記した問題点に鑑みなされたものであり、加熱装置によりフィルタをマニホールドに固着する際に、加熱装置に上記溶融片が付着することを防いだインクジェットヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

上述の問題を解決するために、請求項１に記載の発明においては、インクを吐出するノズルが設けられたヘッドチップに、前記ノズルにインクを導入するインク流路の一部を内部に備え前記インク流路にフィルタが設置されたマニホールドを取り付けたインクジェットヘッドの製造方法において、
前記マニホールドの内部であって、前記インク流路の周縁部分に設けられ、熱で溶融する溶融部に、前記フィルタを載置する第一工程と、
前記周縁部分の溶融領域を覆う金属箔を、接着剤によって前記フィルタに接着する第二工程と、
加熱装置によって前記金属箔を加熱しながら押圧して、前記加熱装置より発生した熱量及び押圧力を前記金属箔、前記フィルタを介して前記溶融部に伝え、前記フィルタを前記マニホールドに固着する第三工程と、を行い前記マニホールドから前記加熱装置を引き離す方向に移動させることを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明においては、インクを吐出するノズルが設けられたヘッドチップに、前記ノズルにインクを導入するインク流路の一部を内部に備え前記インク流路にフィルタが設置されたマニホールドを取り付けたインクジェットヘッドの製造方法において、
前記マニホールドの内部であって、前記インク流路の周縁部分に設けられ、熱で溶融するリブ状の溶融部に、前記フィルタを載置する第一工程と、
前記周縁部分の溶融領域を覆う金属箔を、前記フィルタに載置する第二工程と、
加熱装置によって前記金属箔を加熱しながら押圧して、前記加熱装置より発生した熱量及び押圧力を前記金属箔、前記フィルタを介して前記リブ状の溶融部に伝えて当該溶融部を溶融させ、前記フィルタを前記マニホールドに固着する第三工程と、を行い前記マニホールドから前記加熱装置を引き離す方向に移動させることを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明においては、インクを吐出するノズルが設けられたヘッドチップに、前記ノズルにインクを導入するインク流路の一部を内部に備え前記インク流路にフィルタが設置されたマニホールドを取り付けたインクジェットヘッドの製造方法において、
前記マニホールドの内部であって、前記インク流路の周縁部分に設けられ、熱で溶融する溶融部に、前記フィルタを載置する第一工程と、
前記周縁部分の溶融領域を覆う金属箔を、前記フィルタに載置する第二工程と、
超音波による分子振動により熱を発生させる加熱装置によって前記金属箔を加熱しながら押圧して、前記加熱装置より発生した熱量及び押圧力を前記金属箔、前記フィルタを介して前記溶融部に伝え、前記フィルタを前記マニホールドに固着する第三工程と、を行い前記マニホールドから前記加熱装置を引き離す方向に移動させることを特徴としている。

このように請求項１から請求項３に記載の発明によれば、前記加熱装置は前記金属箔を介して前記マニホールドに設けられた前記溶融部に熱を加え、前記フィルタを前記マニホールドに固着するので、前記加熱装置が直接、前記溶融部の溶融した溶融片に接触することを防ぐことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、前記第三工程後、前記加熱装置による加熱を停止し、そして前記加熱装置に空気を吹き付けて、前記加熱装置を冷却する第四工程を行うことを特徴としている。

このように請求項４に記載の発明によれば、前記第三工程後、前記加熱装置による加熱を停止し、前記加熱装置に空気を吹き付けて前記加熱装置の熱を奪うので、加熱装置は瞬時に冷却される。このため前記加熱装置を前記金属箔から引き離す方向に移動させた際に、前記加熱装置と前記金属箔とを容易に剥離することができるので、前記加熱装置を前記金属箔から引き離す方向に移動させた際に、金属箔が加熱装置と一緒に移動すること防ぐことができる。

請求項１から請求項３に記載の発明によれば、前記加熱装置が直接、前記溶融部の溶融した溶融片に接触することを防ぐことができるので、前記加熱装置に前記溶融片が付着することを防ぐことができるという効果を奏する。

請求項４に記載の発明によれば、前記金属箔が前記加熱装置と一緒に移動すること防ぐことができるので、前記加熱装置に前記金属箔を介して前記溶融片が付着することを防ぐことができるという効果を奏する。

以下、添付図面を参照しつつ本発明を適用したインクジェットヘッドの製造方法を詳細に説明する。
図１は、本発明を適用したインクジェットヘッドの製造方法により製造されるインクジェットヘッド１の分解斜視図であり、図２はインクジェットヘッド１の要部の分解斜視図である。このインクジェットヘッド１には、ピエゾ素子の駆動力を利用してインクを吐出する複数のノズルの吐出口が直線状に形成されたノズル面を有するノズルチップ２１が備えられている。このノズルチップ２１は、ノズル面を底面とした略直方体状に形成されており、その側面にはインクが供給される図示しない微小なスリットを有するスリット部２４が形成されている。

このノズルチップ２１の両側面には、ノズルチップ２１のノズルにインクを導入するためのインク流路の一部を形成するマニホールド２２，２２が取り付けられている。このマニホールド２２，２２の内部には、上記スリット部２４に導入されるインク内の異物や気泡を除去するためフィルタ３１と金属箔３２から構成されるフィルタ部３０が固定されている。また、このマニホールド２２，２２には外部からマニホールド２２，２２の内部にインクを導入する流路管２３が設けられている

ここで、ノズルチップ２１とマニホールド２２，２２とが組み立てられた際に、ノズルチップ２１の露出した両側面には、接続端子（不図示）が設けられており、この接続端子には第１フレキシブル配線基板２５、２５が電気的に接続されている。この第一フレキシブル配線基板２５，２５には駆動回路基板２６，２６が接続されている。これら各駆動回路基板２６，２６には内部コネクタ（不図示）が備えられており、外部コネクタ（不図示）と接続され、電気が供給されることにより、ノズルからインクが吐出されるようになっている。

これら、ノズルチップ２１、マニホールド２２，２２、第一フレキシブル配線基板２５，２５、駆動回路基板２６，２６は第一筐体フレーム２８によって被覆されるようになっている。

なお、本実施の形態におけるフィルタ３１は、鋼線材製で綾畳織りに編んだ部材であるが、例えば、金属フィルタや金属板に孔を複数形成した部材であっても良い。

次に、フィルタ部３０をマニホールド２２に固着する方法ついて説明する。
まず、マニホールド２２のインク流路３５の周縁部分に一体的に設けられ、熱で溶融する溶融部３４に、フィルタ３１を載置する第一工程を行う。

この第一工程は、上記周縁部分に形成された位置決め部材によって位置が規制されるフィルタ３１を、インク流路３５を覆うように溶融部３４に載置する。この溶融部３４は、熱を加えると溶融して変形し、冷却すると変形した形状で凝固する樹脂からなり、本実施の形態における溶融部３４はナノコンポジット樹脂で形成されたものである。なお、溶融部３４は、スチレン、アクリル、ＰＥＴ、ＰＢＴ、変性ＰＰＥ、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルアミド、などであっても良い。

次いで、加熱装置によりフィルタ３１を介して溶融部３３が加熱されながら押圧されることにより溶融部３３が溶融して押し広げられる領域（以下、単に溶融領域）を覆う金属箔３２をフィルタ３１に載置する第二工程を行う。

そして、加熱装置によって金属箔３２を加熱しながら押圧して、加熱装置より発生した熱量及び押圧力を金属箔３２、フィルタ３１を介して溶融部３３に伝え、フィルタ３１をマニホールド２２に固着する第三工程を行う。

この加熱装置は溶融部３３を加熱して溶融させるが、その押圧力は溶融部３３が溶融した際にフィルタ３１の網目に溶融部３３の溶融した溶融片が滲入する程度で良い。またフィルタ３１は加熱装置の加熱温度よりも融点の高い部材であって、熱による変形が非常に少ない部材であれば良い。また、金属箔３２は加熱装置の加熱温度よりも融点の高い部材であることが好ましい。このような材料で形成される金属箔３２を用いることにより、加熱装置の押圧面に溶融片が付着することを予防するようになっている。

次いで、加熱装置による加熱を停止し、そして加熱装置に空気を吹き付けて、加熱装置を冷却した後に、加熱装置をマニホールド２２から引き離す方向に移動させ、金属箔３２から加熱装置を引き離す第四工程を行う。以上の工程により、マニホールド２２にフィルタ部３０を固定する。

次に、インク供給用のスリット部２４、接続端子及び微小な孔（ノズル）などが形成されたヘッドチップ２１に前述のフィルタ部３０が固定されたマニホールド２２、２２を取り付ける。次いで、ノズルチップ２１の接続端子に、第１フレキシブル配線基板２５、２５を接続し、そして第１フレキシブル配線基板２５、２５にそれぞれに駆動回路基板２６、２６を接続する。次いで、これら一体化させたノズルチップ２１、マニホールド２２、２２、第１フレキシブル配線基板２５、２５及び駆動回路基板２６、２６を第一筐体フレーム２８により被覆し、インクジェットヘッド１の製造を完了する。

そして、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法により製造されたインクジェットヘッド１は、外部より導入されたインクを流路管２３からマニホールド２２，２２の内部に形成されたインク流路３５、フィルタ３１、ノズルチップ２１に形成されたスリットを、介してノズルチップ２１に形成されたノズルに供給するようになっている。

なお、第二工程において、金属箔３２をフィルタ３１に載置する構成としたが、接着剤によってフィルタ３１に接着する工程としても良い。また、第二、第三工程において、マニホールド２２の内部に形成されたインク流路の周縁部分にリブ状の溶融部を形成し、このリブ状の溶融部を溶融させてフィルタ３１をマニホールド２２に固着するようにしてもよい。さらに上記加熱装置は、内部にヒータを備え、熱を発生させる構成としても良いし、超音波による分子振動により熱を発生させる構成としても良い。

次に本実施形態の作用について説明する。
本実施の形態に係るマニホールド２２，２２にフィルタ部３０が固着されたインクジェットヘッド１を製造するインクジェットヘッドの製造方法では、加熱装置は溶融領域を覆う金属箔３２を介してマニホールド２２に設けられた溶融部３３を加熱しながら押圧して加熱装置より発生した熱量及び押圧力を金属箔３２、フィルタ３１を介して溶融部３３に伝え、フィルタ３１をマニホールド２２に固着なので、加熱装置が直接、溶融部３３に接触することを防ぐことができる。

また、上記第三工程後、加熱装置による加熱を停止し、加熱装置に空気を吹き付けて加熱装置の熱を奪うので、加熱装置は瞬時に冷却される。このため加熱装置を金属箔３２から引き離す方向に移動させた際に、加熱装置と金属箔３２とを容易に剥離することができる。そのため、加熱装置を金属箔３２から引き離す方向に移動させた際に、金属箔３２が加熱装置と一緒に移動すること防ぐことができる。

このように本実施の形態に係るマニホールド２２，２２にフィルタ部３０が固着されたインクジェットヘッド１の製造方法よれば、加熱装置が直接、溶融部３３に接触することを防ぐことができるので、前記加熱装置に前記溶融片が付着することを防ぐことができるという効果を奏する。

また、金属箔３２が加熱装置と一緒に移動すること防ぐことができるので、加熱装置に金属箔３２を介して前記溶融片が付着することを防ぐことができるという効果を奏する。

以上のような効果を得ることができるので、本実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造方法は、加熱装置を金属箔３２から引き離す際に、フィルタ３１の流路領域に溶融片を付着させてフィルタ３２の流路抵抗を増加させたり、又は、溶融片が加熱装置より離脱してインク流路を塞いだりして、インク流路が詰まることを防ぐことができる。さらに、本実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造方法は、加熱装置を金属箔３２から引き離す際にフィルタ３１とマニホールドとの間に隙間を生じさせることを防止しているので、インクに含まれている気泡や異物を適切に取り除くインクジェットヘッド１を得ることができる。

また、金属箔３２に溶融片が付着してしまった場合であっても、加熱装置と金属箔３２とを容易に剥離することができるため、加熱装置を金属箔３２から引き離す際に、金属箔３２に付着した溶融片が溶融部３３から引き離されることを防ぐことができる。そのため、本実施の形態に係るインクジェットヘッドの製造方法は、インク流路が詰まることを防ぐことができ、インクに含まれている気泡や異物を適切に取り除くインクジェットヘッド１を得ることができる。

本実施の形態により製造されるインクジェットヘッド１の分解斜視図である。 本実施の形態により製造されるインクジェットヘッド１の要部の分解斜視図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
２１ ノズルチップ
２２ マニホールド
２４ スリット部
２５ 第一フレキシブル配線基板
３１ フィルタ
３２ 金属箔
３３ 溶融部

Claims (4)

1. インクを吐出するノズルが設けられたヘッドチップに、前記ノズルにインクを導入するインク流路の一部を内部に備え前記インク流路にフィルタが設置されたマニホールドを取り付けたインクジェットヘッドの製造方法において、
   前記マニホールドの内部であって、前記インク流路の周縁部分に設けられ、熱で溶融する溶融部に、前記フィルタを載置する第一工程と、
   前記周縁部分の溶融領域を覆う金属箔を、接着剤によって前記フィルタに接着する第二工程と、
   加熱装置によって前記金属箔を加熱しながら押圧して、前記加熱装置より発生した熱量及び押圧力を前記金属箔、前記フィルタを介して前記溶融部に伝え、前記フィルタを前記マニホールドに固着する第三工程と、を行い前記マニホールドから前記加熱装置を引き離す方向に移動させることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
2. インクを吐出するノズルが設けられたヘッドチップに、前記ノズルにインクを導入するインク流路の一部を内部に備え前記インク流路にフィルタが設置されたマニホールドを取り付けたインクジェットヘッドの製造方法において、
   前記マニホールドの内部であって、前記インク流路の周縁部分に設けられ、熱で溶融するリブ状の溶融部に、前記フィルタを載置する第一工程と、
   前記周縁部分の溶融領域を覆う金属箔を、前記フィルタに載置する第二工程と、
   加熱装置によって前記金属箔を加熱しながら押圧して、前記加熱装置より発生した熱量及び押圧力を前記金属箔、前記フィルタを介して前記リブ状の溶融部に伝えて当該溶融部を溶融させ、前記フィルタを前記マニホールドに固着する第三工程と、を行い前記マニホールドから前記加熱装置を引き離す方向に移動させることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
3. インクを吐出するノズルが設けられたヘッドチップに、前記ノズルにインクを導入するインク流路の一部を内部に備え前記インク流路にフィルタが設置されたマニホールドを取り付けたインクジェットヘッドの製造方法において、
   前記マニホールドの内部であって、前記インク流路の周縁部分に設けられ、熱で溶融する溶融部に、前記フィルタを載置する第一工程と、
   前記周縁部分の溶融領域を覆う金属箔を、前記フィルタに載置する第二工程と、
   超音波による分子振動により熱を発生させる加熱装置によって前記金属箔を加熱しながら押圧して、前記加熱装置より発生した熱量及び押圧力を前記金属箔、前記フィルタを介して前記溶融部に伝え、前記フィルタを前記マニホールドに固着する第三工程と、を行い前記マニホールドから前記加熱装置を引き離す方向に移動させることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
4. 前記第三工程後、前記加熱装置による加熱を停止し、そして前記加熱装置に空気を吹き付けて、前記加熱装置を冷却する第四工程を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドの製造方法。

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