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発明の名称 インクジェットヘッド、インクジェットヘッドの組立方法、及びインクジェットヘッドの検査方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−69434(P2007−69434A)
公開日 平成19年3月22日(2007.3.22)
出願番号 特願2005−258074(P2005−258074)
出願日 平成17年9月6日(2005.9.6)
代理人 【識別番号】100079131
【弁理士】
【氏名又は名称】石井 暁夫
発明者 伊藤 敦 / 水谷 浩光
要約 課題
ノズルにインクを供給するためのインク取入口に、精度よくフィルタ体を取り付けることができ、取り付けた後でも、位置合わせの精度を検査することができる。

解決手段
インク取入口31を覆うようにキャビティユニット10におけるインク取入口31が開口形成された面に取り付けられるフィルタ体50には、フィルタ孔部51とその周囲を囲む板状の周縁部52とが設けられ、周縁部52には、フィルタ孔部51と一定の位置関係を有する第1の検出開口部53が設けられる一方、キャビティユニット10には、第1の検出開口部53に対応するとともにインク取入口31と一定の位置関係を有し且つフィルタ孔部51がインク取入口31と対応して配置されたとき第1の検出開口部53とほぼ同一軸線上に位置する第2の検出開口部62が、インク取入口31が設けられた面とは反対側から照射した光を透過可能とするように設けられている。
特許請求の範囲
【請求項1】
被記録媒体にインクを吐出するノズルにインク供給源側からインクを供給するインク取入口が一つの面に開口形成されたキャビティユニットと、前記インク取入口を覆うように前記キャビティユニットの前記面に取り付けられるフィルタ体とを有するインクジェットヘッドにおいて、
前記フィルタ体には、前記インク取入口の開口領域に対応して多数の小孔が貫通形成されたフィルタ孔部と、このフィルタ孔部の周囲を囲む板状の周縁部とが設けられ、
前記フィルタ体の周縁部には、前記フィルタ孔部と一定の位置関係を有する第1の検出開口部が設けられる一方、前記キャビティユニットには、前記第1の検出開口部に対応するとともに前記インク取入口と一定の位置関係を有し且つ前記フィルタ孔部が前記インク取入口と対応して配置されたとき前記第1の検出開口部とほぼ同一軸線上に位置する第2の検出開口部が、前記インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過可能とするように設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項2】
前記キャビティユニットには前記インク取入口が複数並設され、前記フィルタ体には前記各インク取入口の位置毎に前記フィルタ孔部が設けられ、前記第1の検出開口部は、前記フィルタ孔部の並び方向に沿って全ての前記フィルタ孔部を挟む2箇所に少なくとも配置されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッド。
【請求項3】
前記全てのフィルタ孔部を挟む2箇所に設けられた第1の検出開口部は、前記フィルタ体の表面から見たときと裏面から見たとき、または前記フィルタ体をその面内で180°回転させたときとで、位置または形状が異なるように形成されていることを特徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド。
【請求項4】
前記第2の検出開口部は、前記キャビティユニットに前記光が透過するように形成された貫通孔の一端として形成され、その貫通孔の前記第2の検出開口部とは前記反対側の部分は、前記第2の検出開口部よりも径が大きいことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項5】
前記貫通孔の他端は、前記キャビティユニットにおける前記ノズルが開口している面側にあり、光透過性の部材で覆われていることを特徴とする請求項4に記載のインクジェットヘッド。
【請求項6】
前記キャビティユニットは、前記ノズルに連通しインクに吐出圧力を付与するための圧力室が形成されたキャビティプレートを含む複数枚のプレートを積層して形成され、前記キャビティプレートに前記第2の検出開口部が形成され、前記キャビティプレートに積層された他の前記プレートには、前記第2の検出開口部の位置に対応してそれよりも径が大きい孔が形成されていることを特徴とする請求項4に記載のインクジェットヘッド。
【請求項7】
前記キャビティユニットは、前記ノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルに連通しインクに吐出圧力を付与するための圧力室が形成されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートとノズルプレートとの間にあって前記圧力室に供給するインクを貯留する共通インク室が形成された中間プレートとを積層して形成され、前記キャビティプレートには、前記インク取入口が前記共通インク室と連通して形成され、前記中間プレートには、前記第2の検出開口部の位置に対応して孔が形成され、前記ノズルプレートは、光透過性の樹脂材料製であって、前記中間プレートの孔の、前記第2の検出開口部とは反対側の開口端を覆っていることを特徴とする請求項6に記載のインクジェットヘッド。
【請求項8】
被記録媒体にインクを吐出するノズルにインク供給源側からインクを供給するインク取入口が一つの面に開口に形成されたキャビティユニットと、前記インク取入口を覆うように前記キャビティユニットの前記面に取り付けられるフィルタ体とを有するインクジェットヘッドの組立方法において、
前記フィルタ体に、前記インク取入口の開口領域に対応して多数の小孔が貫通形成されたフィルタ孔部と、このフィルタ孔部の周囲を囲む板状の周縁部とを設け、
前記フィルタ体の周縁部に、前記フィルタ孔部と一定の位置関係を有する第1の検出開口部を設ける一方、前記キャビティユニットに、前記第1の検出部に対応するとともに前記インク取入口と一定の位置関係を有し且つ前記フィルタ孔部が前記インク取入口と対応して配置されたとき前記第1の検出開口部とほぼ同一軸線上に位置する第2の検出開口部を、前記インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過可能とするように設け、
前記キャビティユニットの前記第2の検出開口部に、前記インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過させて前記第1の検出部と第2の検出部とを位置合わせして、前記キャビティユニットに前記フィルタ体を取り付けることを特徴とするインクジェットヘッドの組立方法。
【請求項9】
被記録媒体にインクを吐出するノズルにインク供給源側からインクを供給するインク取入口が一つの面に開口形成されたキャビティユニットと、前記インク取入口を覆うように前記キャビティユニットの前記面に取り付けられるフィルタ体とを有するインクジェットヘッドの検査方法において、
前記フィルタ体に、前記インク取入口の開口領域に対応して多数の小孔が貫通形成されたフィルタ孔部と、このフィルタ孔部の周囲を囲む板状の周縁部とを設け、
前記フィルタ体の周縁部に、前記フィルタ孔部と一定の位置関係を有する第1の検出開口部を設ける一方、前記キャビティユニットに、前記第1の検出部に対応し且つ前記インク取入口と一定の位置関係を有しかつ前記フィルタ孔部が前記インク取入口と対応して配置されたとき前記第1の検出開口部とほぼ同一軸線上に位置する第2の検出開口部を、前記インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過可能とするように設け、
前記キャビティユニットに前記フィルタ体を取り付けた後に、前記キャビティユニットの前記第2の検出開口部に、前記インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過させて前記キャビティユニットに対して前記フィルタ体が正しく位置合わせされているか否かを検査することを特徴とするインクジェットヘッドの検査方法。


発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、ノズルから吐出するインクを取り入れるためのインク取入口を覆うようにフィルタ体が取り付けられるインクジェットヘッド、その組立方法、及びその検査方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
被記録媒体にインクを吐出するノズルと、このノズルにインク供給源からのインクを供給するインク供給路とを備えたインクジェットヘッドでは、ゴミ等の異物によるノズル詰まりを防止するために、インク供給路にフィルタ体を設けて異物を除去する構造が知られている。このフィルタ体は、インクをろ過するメッシュ部がインク供給路の開口部分に対して位置ズレしていると、実際にインクが通過するメッシュ部の面積が小さくなるため、ヘッドの内部へインクが速やかに供給されず供給不足を生じる。従って、フィルタ体をインク供給路に対して正しく位置合わせしたいという要望があり、例えば、特許文献1には、フィルタ体を正しい位置に配置するために、フィルタ体のメッシュ部の周りに設けた固定部に位置決め穴を穿設して、インク供給路の入口の周囲に突設されたピンに前記位置決め穴をはめ込むようにして、フィルタ体を取り付けている。
【特許文献1】特公平6−39164号公報(図4及び図5参照)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところが、近年のインクジェットヘッドのカラー化に伴って、1つのインクジェットヘッドには、複数のインク色に対応して複数のインク供給路が設けられるようになり、加えて、インクジェットヘッド全体の小型化に伴って、インク供給路の断面積、ひいてはフィルタ体のメッシュ部の面積も小さくなる傾向にあるため、フィルタ体を高い精度でインク供給路に取り付ける必要があった。
【0004】
この場合に、特許文献1のような位置決め穴にピンを差し込んでフィルタ体を取り付ける方法を採用すると、穴とピンとの嵌め合いによる誤差のために、高い精度でフィルタ体を取り付けるのが困難であるうえ、位置決めピンを突出させるためにはその配置空間を確保する必要があり、小型化にも限界があった。
【0005】
さらに、通常、フィルタ体には金属製あるいは樹脂製のものが使用されるが、一旦、インク供給路の入口にフィルタ体が貼着されると、インク供給路をフィルタ体が覆ってしまうため、正しく位置合わせされたか否かを確認することが困難であった。そのため、組立後に、位置合わせ精度の良否を確認したいという要望もあった。
【0006】
本発明は、上記問題を解消するものであり、ノズルにインクを供給するためのインク取入口に、精度よくフィルタ体を取り付けることができ、取り付けた後でも、位置合わせの精度を検査することのできる、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドの組立方法、及びインクジェットヘッドの検査方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明におけるインクジェットヘッドは、被記録媒体にインクを吐出するノズルにインク供給源側からインクを供給するインク取入口が一つの面に開口形成されたキャビティユニットと、前記インク取入口を覆うように前記キャビティユニットの前記面に取り付けられるフィルタ体とを有するインクジェットヘッドにおいて、前記フィルタ体には、前記インク取入口の開口領域に対応して多数の小孔が貫通形成されたフィルタ孔部と、このフィルタ孔部の周囲を囲む板状の周縁部とが設けられ、前記フィルタ体の周縁部には、前記フィルタ孔部と一定の位置関係を有する第1の検出開口部が設けられる一方、前記キャビティユニットには、前記第1の検出開口部に対応するとともに前記インク取入口と一定の位置関係を有し且つ前記フィルタ孔部が前記インク取入口と対応して配置されたとき前記第1の検出開口部とほぼ同一軸線上に位置する第2の検出開口部が、前記インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過可能とするように設けられていることを特徴とするものである。
【0008】
また、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ヘッドにおいて、前記キャビティユニットには前記インク取入口が複数並設され、前記フィルタ体には前記各インク取入口の位置毎に前記フィルタ孔部が設けられ、前記第1の検出開口部は、前記フィルタ孔部の並び方向に沿って全ての前記フィルタ孔部を挟む2箇所に少なくとも配置されていることを特徴とするものである。
【0009】
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記全てのフィルタ孔部を挟む2箇所に設けられた第1の検出開口部は、前記フィルタ体の表面から見たときと裏面から見たとき、または前記フィルタ体をその面内で180°回転させたときとで、位置または形状が異なるように形成されていることを特徴とするものである。
【0010】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記第2の検出開口部は、前記キャビティユニットに前記光が透過するように形成された貫通孔の一端として形成され、その貫通孔の前記第2の検出開口部とは前記反対側の部分は、前記第2の検出開口部よりも径が大きいことを特徴とするものである。
【0011】
また、請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記貫通孔の他端は、前記キャビティユニットにおける前記ノズルが開口している面側にあり、光透過性の部材で覆われていることを特徴とするものである。
【0012】
また、請求項6に記載の発明は、請求項4に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記キャビティユニットは、前記ノズルに連通しインクに吐出圧力を付与するための圧力室が形成されたキャビティプレートを含む複数枚のプレートを積層して形成され、前記キャビティプレートに前記第2の検出開口部が形成され、前記キャビティプレートに積層された他の前記プレートには、前記第2の検出開口部の位置に対応してそれよりも径が大きい孔が形成されていることを特徴とするものである。
【0013】
また、請求項7に記載の発明は、請求項4に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記キャビティユニットは、前記ノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルに連通しインクに吐出圧力を付与するための圧力室が形成されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートとノズルプレートとの間にあって前記圧力室に供給するインクを貯留する共通インク室が形成された中間プレートとを積層して形成され、前記キャビティプレートには、前記インク取入口が前記共通インク室と連通して形成され、前記中間プレートには、前記第2の検出開口部の位置に対応して孔が形成され、前記ノズルプレートは、光透過性の樹脂材料製であって、前記中間プレートの孔の、前記第2の検出開口部とは反対側の開口端を覆っていることを特徴とするものである。
【0014】
また、請求項8に記載の発明におけるインクジェットヘッドの組立方法は、被記録媒体にインクを吐出するノズルにインク供給源側からインクを供給するインク取入口が一つの面に開口に形成されたキャビティユニットと、前記インク取入口を覆うように前記キャビティユニットの前記面に取り付けられるフィルタ体とを有するインクジェットヘッドの組立方法において、前記フィルタ体に、前記インク取入口の開口領域に対応して多数の小孔が貫通形成されたフィルタ孔部と、このフィルタ孔部の周囲を囲む板状の周縁部とを設け、前記フィルタ体の周縁部に、前記フィルタ孔部と一定の位置関係を有する第1の検出開口部を設ける一方、前記キャビティユニットに、前記第1の検出部に対応するとともに前記インク取入口と一定の位置関係を有し且つ前記フィルタ孔部が前記インク取入口と対応して配置されたとき前記第1の検出開口部とほぼ同一軸線上に位置する第2の検出開口部を、前記インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過可能とするように設け、前記キャビティユニットの前記第2の検出開口部に、前記インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過させて前記第1の検出部と第2の検出部とを位置合わせして、前記キャビティユニットに前記フィルタ体を取り付けることを特徴とするものである。
【0015】
また、請求項9に記載の発明におけるインクジェットヘッドの検査方法は、被記録媒体にインクを吐出するノズルにインク供給源側からインクを供給するインク取入口が一つの面に開口形成されたキャビティユニットと、前記インク取入口を覆うように前記キャビティユニットの前記面に取り付けられるフィルタ体とを有するインクジェットヘッドの検査方法において、前記フィルタ体に、前記インク取入口の開口領域に対応して多数の小孔が貫通形成されたフィルタ孔部と、このフィルタ孔部の周囲を囲む板状の周縁部とを設け、前記フィルタ体の周縁部に、前記フィルタ孔部と一定の位置関係を有する第1の検出開口部を設ける一方、前記キャビティユニットに、前記第1の検出部に対応し且つ前記インク取入口と一定の位置関係を有しかつ前記フィルタ孔部が前記インク取入口と対応して配置されたとき前記第1の検出開口部とほぼ同一軸線上に位置する第2の検出開口部を、前記インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過可能とするように設け、前記キャビティユニットに前記フィルタ体を取り付けた後に、前記キャビティユニットの前記第2の検出開口部に、前記インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過させて前記キャビティユニットに対して前記フィルタ体が正しく位置合わせされているか否かを検査することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0016】
請求項1に記載の発明によれば、インク取入口に対するフィルタ孔部の位置合わせを、第2の検出開口部に対して第1の検出開口部を位置合わせすることで行うが、第2の検出開口部が、インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過するように設けられているから、インク取入口が設けられた面側から光学的に確認しながら、前記位置合わせを行うことが可能となる。すなわち、第1の検出開口部と第2の検出開口部の相対的な位置を、顕微鏡等の光学的な検出手段を用いて把握することができるので、第1の検出開口部と一定の位置関係に配置されているインク取入口と、第2の検出開口部と一定の位置関係に配置されているフィルタ孔部との位置合わせ精度を、容易に且つ高い精度で認識することが可能となる。
【0017】
請求項2に記載の発明によれば、第1の検出開口部が、フィルタ孔部の並び方向に沿って全ての前記フィルタ孔部を挟む2箇所に少なくとも配置されているから、この2箇所の第1の検出開口部は、その間の距離が長くなり、複数並設されたフィルタ孔部を、インク取入口の並び方向に対して精度良く位置合わせすることが可能となる。
【0018】
請求項3に記載の発明によれば、キャビティユニットに対してフィルタ体をその表裏あるいは左右を間違えて重ねても、第1の検出開口部の位置あるいは形状によって、直ちに間違いに気づくことができるので、フィルタ体の誤った取り付けを防止することができる。
【0019】
請求項4に記載の発明によれば、第2の検出開口部を透過する光は、第2の検出開口部を通る前に、貫通孔における第2の検出開口部とは反対側となる部分において遮断されることがないので、貫通孔における第2の検出開口部が設けられた側からは、第2の検出開口部の輪郭線を明確に認識することが可能となる。
【0020】
請求項5に記載の発明によれば、光透過性を有している部材で貫通孔の他端が覆われていることから、ノズルが開口した面に付着したインクや、ノズルからのインク吐出にともない発生したインクミストが、貫通孔を通ってキャビティユニットの内部に侵入することを、貫通孔に入る透過光を遮ることなく防止することができる。
【0021】
請求項6に記載の発明によれば、第2の検出開口部は、キャビティプレートにおける圧力室の形成と同時に加工でき、また、第2の検出開口部に対応して設けられる大きい孔は、キャビティプレートに積層された他のプレートにおける加工部分と同時に加工できるから、第2の検出開口部を設けることに伴って、特別な加工工程を付加する必要がない。
【0022】
請求項7に記載の発明によれば、請求項6に記載の発明の効果に加え、ノズルプレートが光透過性の樹脂材料製であるから、特別な部材を付加しなくても、ノズルプレートを利用して、中間プレートの孔の、前記第2の検出開口部とは反対側の開口端を覆うことができる。
【0023】
請求項8に記載の発明によれば、インク取入口に対するフィルタ孔部の位置合わせを、第2の検出開口部に対して第1の検出開口部を位置合わせすることで行うが、第2の検出開口部が、インク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過するように設けられているから、インク取入口が設けられた面側から光学的に確認しながら、位置合わせを行うことが可能となる。すなわち、第1の検出開口部と第2の検出開口部の相対的な位置を、顕微鏡等の光学的な検出手段を用いて把握することができるので、容易に且つ高い精度で位置関係を認識することができる。従って、フィルタ体のフィルタ孔部をキャビティユニットのインク取入口に精度良く位置合わせして組み立てることが可能となる。
【0024】
請求項9に記載の発明によれば、第2の検出開口部にインク取入口が設けられた面とは反対側から照射した光を透過させることができるから、キャビティユニットにフィルタ体を取り付けた後に、第2の検出開口部を透過した光を利用して、インク取入口が設けられた面側から、第1の検出開口部と第2の検出開口部の相対的な位置を、顕微鏡等の光学的な検出手段を用いて把握することができる。従って、キャビティユニットのインク取入口に対してフィルタ体のフィルタ孔部が取り付けられた後に、その位置精度を容易に且つ高い精度で検査することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下に、本発明の実施形態を、図1〜図5を用いて説明する。
【0026】
実施形態のインクジェットヘッド1は、図示しないが、用紙の搬送方向(副走査方向、Y方向)と直交する方向(主走査方向、X方向)に往復移動するキャリッジに搭載されたヘッドユニットに設けられ、そのヘッドユニットには、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が着脱可能に搭載されるか、または画像形成装置の本体(図示せず)に静置されたインクカートリッジから供給パイプ(図示せず)を介して各色のインクが供給されるように構成されている。
【0027】
インクジェットヘッド1は、図1に示すように、前面(図1における下面)に複数個のノズル11a(図2参照)が複数の列状に配置されたキャビティユニット10と、その上面に対して接着剤または接着シートを介して接着し積層されるプレート型の圧電アクチュエータ12と、その背面(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】
キャビティユニット10は、図2に示すように、下層から順にノズルプレート11、スペーサプレート15、ダンパープレート16、二枚のマニホールドプレート17,18、サプライプレート19、ベースプレート20、及びキャビティプレート21の合計8枚の扁平な板をそれぞれ接着剤にて重ね接合して積層する構成である。合成樹脂製のノズルプレート11を除き、各プレート15〜21は、42%ニッケル合金鋼板製であり、それらの板厚さを50μm〜150μm程度としている。
【0029】
前記ノズルプレート11は、ポリイミド製で光透過性を有しており、微小径(実施形態では25μm程度)の多数のインク吐出用のノズル11aが、当該ノズルプレート11における長辺方向(Y方向、副走査方向)に沿って穿設されている。また各ノズル列Nはノズルプレート11における短辺方向(X方向、主走査方向)に適宜間隔で5列(個別の列には、図2における右から順番に符号N1〜N5を付する、但し、N4,N5は図示せず)に配列されている。
【0030】
5列のノズル列Nのうち、ノズル列N1はシアンインク(C)用であり、ノズル列N2はイエローインク(Y)用であり、ノズル列N3はマゼンタインク(M)用であり、ノズル列N4及びN5はブラックインク(BK)用とする。
【0031】
キャビティプレート21には、ノズル列N毎に、X方向に沿って延びる細幅の圧力室23(各圧力室の列を符合23−1,23−2,23−3,23−4,23−5とする)がノズル11aの個数に対応してキャビティプレート21を厚さ方向に貫通して形成されている。各列の圧力室23は隔壁24を介してY方向に配置されている。
【0032】
上下マニホールドプレート17,18には、Y方向に長いインク通路が各ノズル列N1〜N5に対応して板厚方向に貫通するように形成され、上側のサプライプレート19と下側のダンパープレート16とに挟まれて積層されることにより、前記インク通路が5列の共通インク室(マニホールド室)26となる。そして、図2において、右から順に共通インク室26a,26b,26c,26d,26eとするとき、共通インク室26aはシアンインク(C)用であり、共通インク室26bはイエローインク(Y)用であり、共通インク室26cはマゼンタインク(M)用であり、第4番目と第5番目の共通インク室26d,26eの対はブラックインク(BK)用となる。各共通インク室26a〜26eは、圧力室の各列23−1〜23−5に対応してそれぞれその列方向に延びている。
【0033】
図2において、キャビティプレート21のY方向の一端部にX方向に適宜間隔で穿設された4つのインク供給口(請求項のインク取入口に相当)を右から順に符号31a,31b,31c,31dとするとき、インク供給口31a,31b,31cは、右端から順の共通インク室26a,26b,26cに各々対応し、右から4番目のインク供給口31dは、2つの共通インク室26d,26eの互いに近接した端部に共通に対応している。そして、各インク供給口31の位置に対応して、ベースプレート20及びサプライプレート19の一端部にインク供給通路32が穿設され、各インク供給口と対応する共通インク室26の一端部とを連通している。
【0034】
この4つのインク供給口31a〜31dの上面には、これら4つを一括して覆うようにフィルタ体50が貼着されている(図1参照)。フィルタ体50の詳細については後述する。
【0035】
また、下側のマニホールドプレート17の下面に接着されるダンパープレート16の下面側には、各共通インク室26に対応する位置にY方向に長いダンパー室27が下面方向にのみ開放するように凹み形成され、その下面側のスペーサプレート15にて塞がれて完全な密閉状のダンパー室27が構成される。
【0036】
この構成により、圧電アクチュエータ12の駆動で圧力室23に作用する圧力波のうち、インクにより伝播されて共通インク室26の方向に向かう後退成分を、板厚の薄いダンパー室27の天井部の振動により吸収し、いわゆるクロストークが発生することを防止するのである。
【0037】
サプライプレート19には、各圧力室23に対応する絞り部28がX方向に延びる細長形状で凹溝状に形成されている。この各絞り部28の一端は対応するマニホールドプレート18における共通インク室26a〜26eに連通し、各絞り部28の他端は上側のベースプレート20を上下貫通する連通孔29(図3参照)を介して圧力室23の一端に連通している。
【0038】
圧力室23の他端は、スペーサプレート15、ダンパープレート16、2枚のマニホールド17,18、サプライプレート19,及びベースプレート20に上下に貫通形成された連通路25を介して、それぞれ、ノズル列N1〜N5毎にノズル11aに連通している。
【0039】
このように各プレートにインク流通路が形成され、各インク供給口31a〜31dから各共通インク室26内に流入したインクは、絞り部28、連通孔29を通って各圧力室23内に分配されたのち、この各圧力室23内から連通路25を通って、この圧力室23に対応するノズル11aに至るという構成になっている。
【0040】
一方、圧電アクチュエータ12は、特開平4−341853号公報等に開示された公知のものと同様に、1枚の厚さが30μm程度の複数枚の圧電シートを積層した構造であり、複数枚の圧電シートのうちの一部は、キャビティユニット10における各圧力室23に対応した箇所ごとに設けられた細幅の個別電極の層と、複数個の圧力室23に対応して共通に設けられたコモン電極の層とで上下が挟まれている。最上層の圧電シートの上面には、前記個別電極及びコモン電極を、フレキシブルフラットケーブル40に電気的に接続するための表面電極58が設けられている(図1参照)。そして、公知のように個別電極とコモン電極との間に高電圧を印加することで、両電極間に位置する圧電シートの部分が分極され、活性部として形成される。
【0041】
次に、フィルタ体50について説明する。フィルタ体50は、金属製であり、図4(a)に示すように、インク供給口31の開口領域に対応して多数の小孔が貫通形成されたフィルタ孔部51を有している。この実施形態では、インク供給口31が4つ並設されているので、フィルタ孔部51も4つ並設し、これら4つのフィルタ孔部51a〜51dを囲む周囲に周縁部52を設けている。この周縁部52は、フィルタ孔部51同士が繋がってフィルタ孔部51を通過するインクが混色することを防止するために、フィルタ孔部51間を区画するように、各フィルタ孔部51a〜51dの周囲にも設けている。
【0042】
周縁部52には、フィルタ体50をキャビティユニットに位置合わせするための第1の検出開口部53が、フィルタ孔部51の並び方向に沿って全てのフィルタ孔部51を挟む2箇所に穿設されている。第1の検出開口部53は、4つのフィルタ孔部51を挟む2箇所の他に、周縁部52に追加して設けてもよい。
【0043】
フィルタ体50は、電鋳法で形成されており、全てのフィルタ孔部51の小孔と第1の検出開口部53の開口とは同時に形成されている。なお、フィルタ体50の材質や加工方法は、上記に限定するものではなく、例えば、合成樹脂(ポリイミド等)をレーザーで孔加工したものや、市販のメンブレンフィルタ等をフレームに貼着したものなどでもよい。また、フィルタ体50が透光性を有する樹脂等で形成されている場合には、第1の検出開口部53は、必ずしもフィルタ体50に穿設しなくてもよく、フィルタ体50の上面または下面に開口する凹状に形成してもよい。
【0044】
フィルタ体50は、4つのフィルタ孔部51が同一形状で形成されていると、フィルタ体50自体の左右(フィルタ体の面内で180°回転させたとき)や表裏が識別し難いので、第1の検出開口部53を利用して、フィルタ体50の正しい向きが判別できるようにすることが望ましい。この実施形態では、図4(a)に示すように、4つのフィルタ孔部51の並び方向に沿った中心線Pに対して、第1の検出開口部53のうちの一方(図4(a)の左側)を中心線P上に配置し、他方(図4(a)の右側)を中心線P上から外れた位置に配置している。後述するキャビティユニット10の第2の検出開口部62も、前記2箇所の第1の検出開口部53の位置に対応して設けている。
【0045】
従って、仮にフィルタ体50の左右あるいは表裏を間違ってキャビティプレート21の上面に載置した場合には、一方の第1の検出開口部53を一方の第2の検出開口部62に合わせて配置しても、他方の第1の検出開口部52に対応する位置に他方の第2の検出開口部62が対応しない。また、2箇所の第1の検出開口部52を2箇所の第2の検出開口部62に対応するように敢えて置くと、フィルタ体50がキャビティプレート21に対して平面視で斜めに配置されることになる。従って、フィルタ体50をその左右あるいは表裏を間違ってキャビティプレート21に載置していることを、作業者が直ちに認識することができる。
【0046】
図4(a)に示した他に、第1の検出開口部53の形状を相違させても(例えば、一方を円形、他方を三角形とする)、あるいは、フィルタ孔部の一部のフィルタ孔部の形状、位置を他のものと変えたり(たとえば、ブラックインクのフィルタ孔部が他よりも大きくかつ中心線Pに対してずれて位置する)、フィルタ体50の外周形状の一隅をカットしたり、周縁部52の偏倚した位置に切欠部や孔部等を設けたりして、フィルタ体50の左右あるいは表裏の正誤を判別できようにしてもよい。もちろん、フィルタ体50が、その表裏、左右を変えて配置されても問題を生じない場合には、第1の検出開口部53を2箇所とも同じ形状にして中心線P上に配置してよい。
【0047】
第2の検出開口部62は、キャビティユニット10のインク供給口31a〜31dが開口する面に、これらインク供給口31a〜31dと一定の位置関係を有して開口形成されており、第1の検出開口部53の位置に対応しているので、キャビティユニット10の4つのインク供給口31a〜31dを挟む位置に設けられ、且つ、インク供給口31a〜31dの並び方向に沿った中心線P′に対して、第2の検出開口部62のうちの一方(図4(b)の左側)は中心線P′上に、他方(図4(b)の右側)は中心線P′から外れた位置に配置されている。また、第2の検出開口部62は、第1の検出開口部53に重ねられた際にこれと略同一軸線上に位置するように形成されており、インク供給口31が設けられた面とは反対側のキャビティユニット10の面(図1及び図2の下面)側から光を照射したときに、この光を透過するように設けられている。
【0048】
第2の検出開口部62は、キャビティユニット10をその積層方向に貫通した貫通孔61の上端側の開口として設けられており、詳細には、キャビティユニット10を構成するプレートのうちの最上層のプレートであるキャビティプレート21に穿設されている。第2の検出開口部62は平面視円形で、その内径d2は、第1の検出開口部53の内径d1と略同じかこれよりも小さく(d2≦d1)設定されている。これは、第2の検出開口部62を透過した光が、後述するフィルタ体50の取り付け工程の際に、第1の検出開口部53によって遮られないように配慮したものである。
【0049】
キャビティプレート21の下面側に積層されている、ベースプレート20、サプライプレート19、マニホールドプレート18、17、ダンパープレート16、スペーサプレート15の6枚のプレートにはそれぞれに、第2の検出開口部62と上下の位置を一致させて補助開口部63が穿設されている(図2、図3、図5(a)参照)。第2の検出開口部62と補助開口部63とは、キャビティユニット10のプレートのそれぞれに形成されているインク流通路を妨げることのない位置に設けられている。補助開口部63は、第2の検出開口部62の開口内側を透過する光を遮断しないように、第2の検出開口部62よりも大きな開口面積に形成されており、ここでは、内径d3(d3>d2)の平面視円形に形成されている。
【0050】
キャビティユニット10の貫通孔61において、第2の検出開口部62と反対側となる貫通孔61の他端(スペーサプレート15の補助開口部63)は、光透過性を有する部材であるノズルプレート11で覆われている。仮に、ノズルプレート11にも貫通孔61を穿設すると、インクジェットヘッド1の完成後に、ノズルプレート11の前面に付着したインクや、ノズル11aからインクが吐出されるのに伴い発生するインクミストが、補助開口部63、第2の検出開口部62、及び第1の検出開口部53を通じて、圧電アクチュエータ12側に入り込み、電極に導通不良が発生する心配がある。
【0051】
しかしながら、ノズルプレート11には、ノズル加工の都合上、もともとポリイミド樹脂が用いられており、このポリイミド樹脂は光透過性を有している。従って、このノズルプレート11で貫通孔61(補助開口部63)の前面側を覆うことにより、貫通孔61へのインクの浸透も防ぎながら、第2の検出開口部62への光の照射が可能となるのである。
【0052】
なお、第2の検出開口部62及び補助開口部63は、各プレートのインク流通路を形成するエッチング工程の際に、同時に貫通加工されるため、別途これらを加工する手間は不要である。特に、第2の検出開口部62は、キャビティプレート21にインク供給口31と同時に(同じ工程で)エッチング加工することで、インク供給口41との位置関係を高い精度で実現することができる。
【0053】
次に、このように構成されたキャビティユニット10とフィルタ体50との組立方法を説明する。あらかじめ、図5(a)に示すように、キャビティユニット10のノズルプレート11側に光源装置81を、キャビティプレート21側に受像装置(顕微鏡等)82を配置し、光源装置81からの光線83が、受像装置82で受像できるように構成しておく。
【0054】
まず、フィルタ体50をキャビティユニット10に重ねる前に、光源装置81から貫通孔61に光線83を照射すると、光線83は、ノズルプレート11を透過し貫通孔61を通って受像装置82に受像される。受像装置82では、第2の検出開口部62の内側のみを通る光線83により、第2の検出開口部62の輪郭線が認識される。
【0055】
次に、フィルタ体50のキャビティプレート12側の面に接着剤を塗布し、第2の検出開口部62に第1の検出開口部53の位置が合うように、キャビティプレート21の上面にフィルタ体50を重ね、光源装置81からの光線83が、第1の検出開口部53の内側も透過するようにする。
【0056】
次に、図5(b)に示すように、受像装置81の落射光で第1の検出開口部53の輪郭線を確認しながら、第2の検出開口部62を通った光線83の中心が第1の検出開口部53の開口中心に一致するようにフィルタ体50を移動させて、一致した状態でフィルタ体50を固定し、接着剤が熱硬化性の場合には、次に加熱工程を行う。なお、上記工程では、位置合わせの作業を接着剤の塗布後に行っているため、接着剤には、ポットライフの長いタイプのものが望ましい。
【0057】
このように、本実施形態では、キャイティユニット10に対するフィルタ体50の位置合わせを、透過光を用いて光学的に確認しながら行うことができるから、位置あわせの精度を高めることができる。特に、透過光を利用することで、第2の検出開口部62を透過する光とその輪郭とが高いコントラストをなすので、第2の検出開口部62の輪郭線を正確に検出できる。また、貫通孔61では補助開口部63が第2の検出開口部62よりも大きな開口に形成されているから、第2の検出開口部62の輪郭線を補助開口部63の輪郭線に遮られることなく検出できる。また、プレート間を積層する際の接着剤が補助開口部63に流れ込んでも、第2の検出開口部62に対して補助開口部63が大きいので、第2の検出開口部62の輪郭が検出不能となる心配はない。
【0058】
なお、上記実施形態の第1の検出開口部53と第2の検出開口部62とは、キャビティユニット10にフィルタ体50を位置合わせする組立方法に利用できるだけでなく、フィルタ体50が正しい位置に貼着されているか否かを組立後に検査する検査方法にも利用できる。その場合には、フィルタ体50をキャビティユニット10に上記以外の他の方法(例えば、フィルタ体50及びキャビティユニット10の外周を利用して機械的に位置合わせする)で位置合わせして貼着した後に、図5(a)に示すように、第1の検出開口部53と第2の検出開口部62とに光線83を透過させ、図5(b)に示すように、第1の検出開口部53の中心と第2の検出開口部62の中心とが、どの程度位置ずれしているかを計測することで、インク供給口31に対するフィルタ孔部51の位置合わせ精度を検査することができる。通常、フィルタ体50は、金属製あるいは樹脂製であって、透明性を有していないものが使用されるため、一旦フィルタ体50がキャビティユニット10に貼着されると、インク供給口31が覆われて、正しく位置合わせされたか否かが確認し難いが、前述した位置合わせ精度の検査を行うことにより、フィルタ体50の貼着の不良品を製造工程の速い段階で選別して除外することができる。
【0059】
なお、上記実施形態では、アクチュエータとして圧電式を例示したが、キャビティユニット10の各圧力室を選択的に駆動できればその他の方式のアクチュエータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】実施形態のインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図2】キャビティユニットの分解斜視図である。
【図3】キャビティユニットの一部分解斜視図である。
【図4】(a)はフィルタ体の平面図、(b)はインク供給口近辺の平面図である。
【図5】(a)は第1及び第2の検出開口部の位置合わせを示す配置図、(b)は第1及び第2の検出開口部の位置合わせを受像装置で観察した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【0061】
1 インクジェットヘッド
10 キャビティユニット
11 ノズルプレート
11a ノズル
12 圧電アクチュエータ
21 キャビティプレート
50 フィルタ体
51 フィルタ孔部
52 周縁部
53 第1の検出開口部
61 貫通孔
62 第2の検出開口部
63 補助開口部
81 光源装置
82 受像装置






 

 


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