CN101885269A - 喷液头单元的制造方法及喷液装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及喷液头单元的制造方法及喷液装置，能够不使部件数量增加而相应于分辨率良好地维持定位精度并固定喷液头。具备：固定于固定多个喷液头(10)的基体板(20)，用于将喷液头相对于基体板定位于预定位置的固定板(40)；和用于使固定板相对于基体板定位的、形成于固定板的基准标记及形成于基体板的定位标记；定位标记沿按列设置喷嘴的方向形成多个，相应于预定的分辨率选择定位标记，使得基准标记与被选中的定位标记的相对位置关系变得相同地将固定板固定于基体板，并利用固定板将各喷液头固定于基体板。

Description

喷液头单元的制造方法及喷液装置

技术领域

本发明涉及喷液头单元的制造方法及喷液装置。

背景技术

以喷墨式打印机和/或描绘器等的喷墨式记录装置为代表的喷液装置具备设置多个喷液头的喷液头单元，该喷液头可以使贮留于墨盒和/或墨箱等的墨等液体作为液滴从喷嘴喷射。

构成如此的喷液头单元的多个喷液头的各个在高精度地定位于作为共用的保持构件的基体板的预定位置的状态下被固定。例如，各喷液头在沿按列设置各喷液头的多个喷嘴的喷嘴列的方向，各喷嘴以一定的间距连续地高精度地被定位而固定于基体板。

作为定位喷液头、制造喷液头单元的方法例如存在如下方法，在由硅基板构成的对准基板(相当于基体板)及配设于此的子单元(相当于喷液头)，以光刻法分别形成键槽及键，并使键接合于键槽而在对准基板上将子单元定位于预定的位置进行安装(例如，参照专利文献1)。

【专利文献1】特许第2549762号公报

如果依照于如此的方法，则能够将各喷液头高精度地定位而固定于基体板上。可是，在记载于专利文献1的方法中，在偏离喷嘴列方向配置各喷液头而想得到高的分辨率的情况下，因为必须相应于预期的分辨率形成键槽，所以部件数量增加。其结果，存在成本升高的问题。

还有，如此的问题不仅在喷墨式记录头单元而且在喷射墨以外的液体的喷液头单元中也同样存在。

发明内容

本发明鉴于如此的情况所作出，目的在于提供不使部件数量增加而相应于分辨率能够良好地维持定位精度并将喷液头固定于基体板的喷液头单元的制造方法及采用该喷液头单元的喷液装置。

本发明的喷液头单元的制造方法特征为：具备：具有按列设置喷射液滴的喷嘴的喷嘴列的多个喷液头、固定该多个喷液头的基体板、固定于该基体板而用于将前述喷液头相对于前述基体板定位于预定位置的固定板、和用于使该固定板相对于前述基体板定位而形成于前述固定板的基准标记及形成于前述基体板的定位标记；前述定位标记沿按列设置前述喷嘴的方向形成多个，相应于预定的分辨率选择前述定位标记，使得前述基准标记与选中的该定位标记的相对位置关系变得相同地将前述固定板固定于前述基体板，并利用该固定板将前述各喷液头固定于基体板。因为通过形成多个定位标记而相应于预定的分辨率选择定位标记能够简易地制造分辨率不同的喷头单元，所以不必相应于分辨率制作部件，可以谋求成本降低。

作为本发明的优选实施方式，可举出：前述定位标记为形成于前述基体板的孔。

在此，优选：前述定位标记的形状及大小的至少一方在各定位标记中不相同。通过如此地形成，因为容易识别到底选择哪个定位标记，所以能够更简易地制造喷头单元。

并且，优选：前述定位标记在前述固定板正交于按列设置前述喷嘴的方向地形成多列。通过如此地设置多列，可以容易地进行与基准标记的定位。

更优选：在前述固定板设置定位销，该定位销所插通的插通孔设置于前述喷液头；通过将前述定位销插通于前述插通孔而将前述喷液头固定于前述基体板。依照于如此的方式，则能够通过定位销简易地定位固定喷液头。

本发明的喷液装置特征为：具备通过上述任何喷液头单元的制造方法所制造的喷液头单元。通过采用本发明的喷液头单元的制造方法，因为能够不使部件数量增加而相应于分辨率良好地维持定位精度地将喷液头固定于基体板，所以喷液装置的喷液特性良好。

附图说明

图1是表示喷头单元的概况的立体图。

图2是表示喷头的概况的立体图。

图3是表示喷头单元的概况的俯视图。

图4是表示喷嘴列方向上的喷头单元的概况的剖面图。

图5是基体板的局部放大图。

图6是表示喷头的(a)设置前(b)设置后的基体板的局部放大图。

图7是从背面看基体板的情况下的局部放大图。

图8是基体板的剖面图的局部放大图。

图9是表示喷液装置的概况的立体图。

符号说明

1 喷墨式记录头单元(喷液头单元)，10 喷墨式记录头(喷液头)，11 喷嘴，12 喷头主体，13 喷头壳体，20 基体板，23 定位销，30 辅助板，40 固定板，41 保持孔，50 基准板，51 插通孔，52 定位孔，60 定位板

具体实施方式

以下对本发明基于实施方式详细地进行说明。

如示于图1～图4地，本实施方式的喷墨式记录头单元1(以下，也简称为喷头单元)具备由多个喷墨式记录头10(以下，也简称为喷头)构成的喷头组100、和以定位于预定位置的状态固定这些多个喷头10的基体板20。

在各喷头10，喷嘴11以一定的间距按列设置于一个方向上，由此形成喷嘴列14。通过沿该喷嘴列14地配置多个喷头10(在本实施方式中以喷头10a、10b、10c为例)，构成各喷头组100。构成各喷头组100的多个喷头10a、10b、10c以交错状配置。即，喷头10a与喷头10b在喷嘴列方向上配置为一列，喷头10c以相对于喷头10a及喷头10b按正交于喷嘴列方向的方向偏离的状态配置为，喷头10a的喷头10b侧的喷嘴列14的端部与喷头10b的喷头10a侧的喷嘴列14的端部，重叠于喷头10c的喷嘴列14的端部(在相对于喷嘴列14正交的方向上变成相同位置)。通过如此地配置，喷嘴11不会在喷嘴列14的按列设置方向上间断。如此地所构成的多个喷头组100(在本实施方式中以2个喷头组100a、100b为例)在与喷嘴列14相正交的方向上并列设置于基体板20之上。

在基体板20，对应于各喷头10分别设置贯通于其厚度方向的贯通孔21。也就是说各喷头10在插通于这些各贯通孔21的状态下固定于基体板20。

各喷头10具备喷头主体12和喷头壳体13，其中喷头主体12在一个端面具有多个喷嘴11，喷头壳体13固定于喷头主体12的与喷嘴11相反侧的面。例如，在本实施方式中，喷头主体12具备2列喷嘴列14，该喷嘴列14按列设置有喷嘴11。并且在喷头主体12的内部，虽然未图示但是设置有压力产生室和压力产生单元，其中压力产生室构成连通于喷嘴11的流路的一部分，压力产生单元使压力产生室产生压力变化而使墨从喷嘴喷射。

压力产生单元并不特别限定，例如能够采用：利用以2个电极夹置呈现机电变换功能的压电材料的压电元件的单元、在压力产生室内配置发热元件通过因发热元件的发热产生的气泡而使液滴从喷嘴喷射的单元、或使静电产生于振动板与电极之间通过静电力使振动板变形而使液滴从喷嘴11喷射的单元等。并且，作为压电元件，能够采用：从压力产生室侧叠层下电极、压电材料及上电极使之弯曲变形的弯曲振动型的压电元件、或使压电材料与电极形成材料交替地叠层而伸缩于轴向方向的纵向振动型的压电元件等。

喷头壳体13具有用于将来自墨箱等的未图示的墨贮留单元的墨供给于喷头主体12的供给路15。并且，在喷头壳体13内，收置连接于上述的压电元件等的驱动布线(未图示)，在与喷头主体12相反侧的面设置有连接于该驱动布线的连接器16。

而且，如此的各喷头10通过辅助板30固定于基体板20。辅助板30包括：设置有喷头插通孔31的基座部32、和从该基座部32突出于喷嘴11侧所设置的支脚部33。辅助板30在喷头10插通于喷头插通孔31的状态下固定于喷头10。具体地，辅助板30的基座部32通过固定螺纹件18固定于凸缘部17，该凸缘部17设置于喷头壳体13的外周部。

并且在辅助板30的支脚部33，贯通于其厚度方向而形成固定螺纹件35所插通的固定螺纹件插通孔34。而且，辅助板30通过该固定螺纹件35固定于基体板20。即，在基体板20，固定螺纹件35进行螺纹接合的固定构件插通孔22设置于后述的固定板40的、成为形成喷头10侧的相反侧的外侧。

如此地通过辅助板30固定于基体板20的各喷头10如在以下进行说明地，通过固定于基体板20的定位销23高精度地定位。

如示于图3、图4地，一对定位销23例如由金属材料构成，分别固定于固定板40。各固定板40通过形成于基体板20的一对基准孔(基准标记)24与定位孔(定位标记)52在高精度地被定位的状态下固定于基体板20的预定位置。固定板40如此地通过定位孔52相对于基体板20高精度地定位，由此定位销23相对于基体板20高精度地定位，所以利用该定位销23所定位的喷头10相对于基体板20也能高精度地定位，该详细情况后述。具体地，固定有定位销23的固定板40分别以高精度地定位的状态固定于喷嘴列14的方向上的基体板20的各贯通孔21的两外侧的区域。还有，基准孔24只要是成为基准的标记可以任意，能够以蚀刻和/或激光等形成，形状等并不特别限定。

该固定板40具有相对于其表面穿通设置于基本垂直的方向的保持孔41，定位销23插通于该保持孔41而被保持。也就是说，定位销23通过保持于该保持孔41而相对于固定板40确保预期的垂直度。而且，如后述地，只要能够将定位销23良好地固定于固定板40，定位销23当然未必压入于保持孔41，固定板40的材料也不特别限定。只是，若对保持孔41的加工精度等进行考虑，则优选：采用金属材料作为固定板40的材料。

还有，该固定板40向基体板20的固定方法并不特别限定，虽然未图示，但是例如可以用螺纹件等的连接构件从基体板20侧进行固定。

在该固定板40的表面，接合由硅基板构成的基准板50。在该基准板50，形成定位销23所插通的插通孔51。即插通孔51在基准板50接合于固定板40的状态下，连通于保持孔41。并且插通孔51以定位销23实质性地内切的大小所形成。而且在基准板50形成成为固定板40(定位销23)相对于基体板20的定位基准的定位孔52。

基准板50例如由晶面方位(110)的硅单晶基板构成，通过对该硅单晶基板进行各向异性蚀刻而形成插通孔51及定位孔52。因为如此地通过对硅基板进行蚀刻而形成插通孔51及定位孔52，所以这些插通孔51与定位孔52互相高精度地被定位。从而，通过以该定位孔52及形成于基体板20的基准孔24为基准，进行各固定板40相对于基体板20的定位，能够在基体板20的面内方向上使固定于各固定板40的各定位销23极高精度地进行定位。

形成定位孔52的理由如下。即，若高密度地排列喷嘴11，则必须以微米量级极高精度地定位各喷头10。定位销23(固定板40)的定位虽然可通过采用了例如CCD相机等的图像处理而进行，但是若喷嘴11如上述地高密度地排列，则必须对图像以极高倍率进行处理。因此，难以将定位销23所插通的开口比较大的插通孔51作为基准，必须以另行形成的定位孔52为基准。

在本发明中，因为如上述地在固定板40的表面设置由硅基板构成的基准板50，在该基准板50形成插通孔51及定位孔52，所以这些插通孔51与定位孔52互相高精度地定位。从而，通过以该定位孔52为基准，能够高精度地进行插通孔51的定位、也就是定位销23(固定板40)的定位。

该基准板50的材料并不限定于硅单晶基板，也可以是对薄的金属板进行精细冲压加工所得的材料、和/或对同样薄的金属板进行导线放电加工所得的材料。采用如此地所形成的基准板50也起同样的效果。即只要是能够进行高精度的精细加工的材料即可，不必对基准板50的材料进行特殊限定。

另一方面，在辅助板30的基座部32的喷嘴11侧的面，安装有形成有定位销23的前端部所插通的前端插通孔61的定位板60。该定位板60，以使得前端插通孔61相对于喷嘴11高精度地定位的方式固定于辅助板30。

定位板60与上述的基准板50同样地由硅基板构成并具有相对于前端插通孔61高精度地定位的第2定位孔62。即，前端插通孔61与第2定位孔62例如通过对晶面方位(110)的硅基板进行各向异性蚀刻而形成。而且，定位板60在例如通过图像处理以该第2定位孔62为基准而高精度地定位了前端插通孔61的状态下，固定于辅助板30。

还有，作为定位板60的材料，虽然优选采用可以如上述地高精度形成前端插通孔61及第2定位孔62的硅基板，但是只要能够高精度地形成这些前端插通孔61及第2定位孔62，对于定位板60的材料并不特别限定。

而且，在如此的本实施方式的构成中，当将喷头10(辅助板30)固定于基体板20时，仅通过使固定于基体板20的定位销23的前端部插通于预定的前端插通孔61，就能够使各喷头10相对于基体板20高精度地定位。从而，喷头10的更换作业变得极其容易。也就是说，因为不必采用CCD相机等使各喷头10对齐，所以不用花工夫和/或时间就能够容易地进行喷头10的对准。从而，例如，即使在实际使用具备喷头单元1的喷液装置的现场进行喷头10的更换作业的情况下，也能够比较容易地进行更换作业。

在本实施方式中，定位孔52在基准板50形成多个(52a～52d)。通过如此地形成多个定位孔52，本实施方式的喷头单元1能够按每个喷头组100在基体板20中错开设置位置进行固定，能够不增加部件数量地使分辨率提高。关于该点，以下也利用图5～7详细地进行说明。

如示于图5地，在形成有定位销23所插通的插通孔51的基准板50的长边方向端部附近，形成定位孔52a～52d。具体地，定位孔52a～52d沿短边方向分别形成于基准板50的长边方向的两端部。即，定位孔52形成二列，各列通过4个定位孔52所构成。

这些定位孔52沿与喷嘴列方向正交的方向离开预定的间隔d(相邻的定位孔的中心间距离)来形成。这些定位孔52a～52d的间隔d分别成为喷嘴11的间距(喷嘴11间的距离)的4分之1。在本实施方式中，通过在制造工序中选择使这些定位孔52a～52d之中某个定位孔52与形成于基体板20的基准孔24对齐，能够改变喷头单元1的分辨率。

具体地，如示于图6(a)地，关于对应于构成一个喷头组100a的喷头10a的固定板40及基准板50，相对于一对基准孔24对齐地采用一对定位孔52c而对基准板50、即固定板40进行设置。然后，关于对应于构成相邻于一个喷头组100a的喷头组100b的喷头10a的固定板40及基准板50，相对于基准孔24对齐地采用定位孔52a而对另一基准板50、即固定板40进行设置。通过如此地进行设置，相对于一个固定板40，另一固定板40在喷嘴列14方向错开2个定位孔52的间隔d的量、即半个间距的量所设置。该情况下，通过二列地形成定位孔52，因为通过图像处理能够简易地确认一对被选中的定位孔52相对于一对基准孔24是否在喷嘴列方向上分别处于相同位置而定位，所以不必在图像处理中校正(即改变角度)调整位置而进行对齐。

而且，若以这些基准板50为基准采用定位销23如上述地对各喷头10a进行设置，则如示于图6(b)地，构成喷头组100b的喷头10a设置为，相对于构成喷头组100a的喷头10a在喷嘴列14方向上错开半个间距的量。通过如此地进行设置，如示于图7(a)地，因构成喷头组100a的喷头10a相对于构成喷头组100b的喷头10a的喷嘴11分别错开半个间距，所以在喷嘴列14方向上，喷嘴数成为2倍。由此，例如在一个喷头10的分辨率为180dpi的情况下，喷头单元1的分辨率变成360dpi。

并且，例如在对于1个喷头单元1采用4组(100a～100d)喷头组100的情况下，如示于图7(b)地，通过以构成喷头组100a的喷头10a为基准、把构成各喷头组100的各喷头10a相对于构成分别相邻的喷头组100的喷头10a各错开喷嘴的间距的4分之1的间距地进行设置，使得喷头单元1的分辨率变成720dpi。该情况下，对应于构成喷头组100a的喷头10a的基准板50可以使定位孔52d用于与基准孔24的对齐，对应于构成喷头组100b的喷头10a的基准板50可以使定位孔52c用于与基准孔24的对齐，对应于构成喷头组100c的喷头10a的基准板50可以使定位孔52b用于与基准孔24的对齐，对应于构成喷头组100d的喷头10a的基准板50可以使定位孔52a用于与基准孔24的对齐。

如此地，在本实施方式中，因为设置多个定位孔52，能够从它们之中相应于预期的分辨率决定到底采用哪个定位孔52地进行构成，所以能够不增加部件数量而按每个喷头单元1地改变分辨率地进行制作。例如，在只设置1个定位孔52的情况下，因为必须相应于分辨率改变定位孔的形成位置，所以部件数量有所增加，但是在本实施方式中不必如此。

并且，如示于图7(c)地，在各喷头10中二列喷嘴列14互相各错开半个间距的情况(喷头10为360dpi的情况)下，也可以相对于该半个间距进一步错开半个间距地，即、相对于一列的喷嘴11的间隔错开四分之一间距。具体地，对应于构成喷头组100a的喷头10a的基准板50可以采用定位孔52b相对于基准孔24对齐，对应于构成喷头组100b的喷头10a的基准板50可以采用定位孔52a相对于基准孔24对齐。如此地，即使在各喷头10的喷嘴列14互相错开的情况下，通过本实施方式的定位孔52也能够不使部件数量增加地形成喷头单元1。

(其他实施方式)

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并非限定于上述的实施方式。虽然在本实施方式中，定位孔52为分别以蚀刻所形成的孔，但是并不限定于此，只要是成为定位的基准的标记即可。例如，也可以为通过激光设置于固定板40及基体板20的定位标记。并且，定位孔52虽然在上述的实施方式中为4个，但是并不限定于此。例如如果为8个，则通过对定位孔52进行选择能够使分辨率从180dpi到最大为1440dpi。

并且，虽然在上述实施方式中，各定位孔52的形状和/或大小相同，但是也可以构成得不相同。通过构成得不相同，因为在对定位孔52进行选择的情况下识别到底选择哪个定位孔52变得容易，所以可以简易地进行与基准孔24的高精度的对齐。

虽然在上述的实施方式中，固定板40由一个构件构成，但是也可以由多个构件构成。例如，如示于图8地由多个薄的引导板81～84来构成形成有定位孔52的基准板50下的固定板40，并在最上部的引导板81和最下部的引导板84，形成与定位销23相嵌合的开口部85。并且，在中间部的引导板82、83，设置与这些开口部85相连通并在比这些开口的边缘部靠外侧设置边缘部的连通开口部86。而且，定位销23直立设置于基体板20的凹部，通过开口部85垂直地被保持。通过如此地构成为通过引导板81、84的开口部85保持，即使这些开口部85形成得倾斜，其影响也小、或能够忽略，所以定位精度高。即，在由一个构件构成固定板40的情况下，插通孔51的一方开口与另一方开口有时形成得俯视错开而导致精度降低，但是在本实施方式中，因为在薄的引导板81、84形成开口部85，所以偏离少。其结果，因为能够更高精度地将定位销直立设置得垂直，所以定位精度并不下降。还有，虽然在此在最上部的引导板81的上部设置基准板50，但是也可以将基准板50作为最上部的引导板81。而且，也可以在该引导板81设置定位孔52。

并且，虽然在上述实施方式中，在各喷头10设置2列喷嘴列14，但是并不特别地限定于此，例如，既可以在各喷头10设置1列喷嘴列14，并且也可以设置3列以上。并且，虽然在上述的实施方式中，以3个喷头10构成喷头组100，但是并不特别地限定于此，喷头组100既可以由2个喷头10所构成，也可以由4个以上的喷头10所构成。

而且，虽然在上述的实施方式1中，在喷头单元1设置2个喷头组100，但是并不特别地限定于此，喷头组100既可以为1个，也可以为3个以上。

并且，虽然在上述的实施方式中，喷头10具备辅助板30，但是并不特别地限定于此，也可以将定位板60直接安装于喷头壳体13、将该喷头壳体13定位于基体板20进行固定。

而且，虽然在上述的实施方式中，喷头10具备形成有前端插通孔61的定位板60，但是前端插通孔61例如也可以形成于喷头壳体13等构成喷头10的构件。

并且如此的本发明的喷头单元能够应用于：通过在相对于喷嘴列方向正交的方向输送记录用纸等的记录媒介物而进行向记录媒介物的印刷的所谓行式喷墨记录装置等。例如，示于图9的喷墨式记录装置I具备上述的喷头单元1、装置主体2、作为移动单元之一例的输纸滚筒3、和控制部4。

喷头单元1具备安装于保持由多个喷头10构成的喷头组100(还有，在图9中4个喷头10构成各喷头组100)的基体板20的框架构件19，喷头单元1通过该框架构件19固定于装置主体2。

并且，在装置主体2设置输纸滚筒3。输纸滚筒3将输送于装置主体2的纸张等记录片S(被喷射媒介物)输送于第1方向，并使记录片S通过喷头10的墨喷出面侧。在此，所谓第1方向是指记录片S与喷头10的相对移动方向。在本实施方式中，因为喷头单元1固定于装置主体2，所以通过输纸滚筒3输送记录片S的方向成为第1方向。以后，将第1方向称为输送方向。

并且，在装置主体2，设置贮留墨的墨贮留单元5，该墨通过供给管6供给于各喷头10。

控制部4基于表示要印刷于记录片S的图像的印刷数据，将信号发送于输纸滚筒3而进行记录片S的输送，并通过未图示的布线将驱动信号发送于各喷头10而使墨喷出，其具体情况后述。

在如此的喷墨式记录装置I中，记录片S通过输纸滚筒3被输送于输送方向，并通过喷头单元1的喷头10喷出墨而将图像等印刷于记录片S。在该情况下，因具备本实施方式的喷墨式记录喷头单元，因此喷墨式记录装置能够相应于分辨率不增加部件数量地制造，且因为可高精度地定位所以墨喷出特性也高。

并且，本发明的喷头单元不仅能够应用于示于图9的行式喷墨式记录装置，而且也能够应用于其他类型的喷墨式记录装置。例如，也能够应用于边使搭载有喷头单元的滑架移动于与记录媒介物的输送方向相正交的方向边进行印刷的类型的喷墨式记录装置。

当然，喷墨式记录装置只不过是喷液装置的一例，本发明也能够应用于喷墨式记录装置以外的喷液装置。

Claims (6)

1.一种喷液头单元的制造方法，其特征在于：

具备：多个喷液头，该多个喷液头具有喷嘴列，在该喷嘴列中按列设置喷射液滴的喷嘴；固定该多个喷液头的基体板；固定板，该固定板固定于该基体板，用于将前述喷液头相对于前述基体板定位于预定位置；以及用于使该固定板相对于前述基体板定位的、形成于前述固定板的基准标记及形成于前述基体板的定位标记；

将前述定位标记沿按列设置前述喷嘴的方向形成多个，相应于预定的分辨率选择前述定位标记，以使得前述基准标记与被选择的该定位标记的相对位置关系变得相同的方式，将前述固定板固定于前述基体板，利用该固定板将前述各喷液头固定于基体板。

2.根据权利要求1所述的喷液头单元的制造方法，其特征在于：

前述定位标记为形成于前述基体板的孔。

3.根据权利要求1或2所述的喷液头单元的制造方法，其特征在于：

使得前述定位标记的形状及大小的至少一方在各定位标记中不相同。

4.根据权利要求1～3中的任何一项所述的喷液头单元的制造方法，其特征在于：

在前述固定板，以与按列设置前述喷嘴的方向垂直的方式形成多列前述定位标记。

5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的喷液头单元的制造方法，其特征在于：

在前述固定板设置定位销，在前述喷液头设置该定位销进行插通的插通孔；

通过将前述定位销插通于前述插通孔而将前述喷液头固定于前述基体板。

6.一种喷液装置，其特征在于：

具备通过权利要求1～5中的任何一项所述的喷液头单元的制造方法所制造的喷液头单元。

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