JP2001018400A - 液体吐出ヘッドの製造方法、前記液体吐出ヘッド及び前記液体吐出ヘッドを用いた液体吐出記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オリフィスプレートとヘッド本体の液流路と
の位置決め精度を確保する。 【解決手段】 突起部１１の形成された保持部材１０に
対して、オリフィスプレート４を対向して配置し、保持
部材１０の突起部１１をダミーオリフィス１２ａにそれ
ぞれ貫通させ、オリフィスプレート４を保持部材１０に
保持させておく。この状態で、オリフィスプレート４の
ダミーオリフィス１２ａからは突起部１１の先端部が突
出部１１ａとして突出している。突出部１１ａを、ヘッ
ド本体３のダミー液流路６ａの開口１６に挿入し、嵌合
させる。次に、オリフィスプレート４の接着樹脂１４の
塗布されている面と、ヘッド本体３のヘッド本体接合面
１５とを、高精度の平行度を保ちながら接触させた後、
加熱圧着によりオリフィスプレート４とヘッド本体３と
を接合させる。保持部材１０によるオリフィスプレート
４の保持を解放し、保持部材１０とオリフィスプレート
４とを分離させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体を吐出させる
ことにより飛翔液滴を形成して記録を行う液体吐出ヘッ
ドの製造方法、前記液体吐出ヘッド及び前記液体吐出ヘ
ッドを用いた液体吐出記録装置に関する。

【０００２】なお、本発明における「記録」とは、文字
や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与す
ることだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を
付与することも意味する。

【０００３】

【従来の技術】従来、液体吐出ヘッドのオリフィスから
記録液（インク）を吐出することにより記録を行うイン
クジェット記録装置が、低騒音、高速記録などの点で優
れた記録装置として知られている。

【０００４】従来のこの種の液体吐出ヘッドの一例につ
いて、図８を参照して説明する。図８に示す液体吐出ヘ
ッドは、インクを吐出するためのエネルギーを発生する
エネルギー発生素子である発熱素子１００５が複数個並
列に設けられた基板１００１と、基板１００１の上面に
接合され各発熱素子１００５と対応する位置にそれぞれ
インクの液流路１００６を構成する溝が形成された天板
１００２と、これら基板１００１及び天板１００２の端
面と接合され、インクを吐出するためのオリフィス１０
１２が上記液流路１００６と連通する位置に形成された
オリフィスプレート１００４とを有する。

【０００５】オリフィスプレート１００４に形成される
オリフィス１０１２は非常に微細なものであり、このオ
リフィス１０１２が、液体吐出ヘッドの吐出特性を左右
する重要な要素の一つとなっている。すなわち、液体吐
出ヘッドのオリフィスプレート１００４は、微細なオリ
フィス１０１２が形成されることから加工性に優れ、ま
た、インクに直接接触するものであるから耐インク性が
よいことが必要とされる。

【０００６】上記の要件を満たすオリフィスプレート１
００４の材料としては、ＳＵＳ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌなど
の金属薄板や、所望の厚みや性質を簡易にしかも安価に
得られるポリイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサ
ルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレン
サルファイド、ポリプロピレンなどの樹脂フィルムが用
いられている。

【０００７】一方、近年の記録技術の進歩に伴って、高
速、高精細な記録が要求されるようになっている。この
ためオリフィスは、大きさ（径）がますます微細にな
り、かつ、高密度に形成されるようになってきた。これ
に対応してオリフィスの加工法も様々な工夫がなされて
おり、オリフィスプレートとして樹脂フィルムを用いた
場合、微細加工に適したレーザ加工によってオリフィス
を形成している。また、金属プレートを用いる場合に
は、電鋳などの方法によってオリフィスを形成してい
る。

【０００８】ところが、オリフィス１０１２と液流路１
００６を対応させ、オリフィスプレート１００４と、天
板１００２に基板１００１が接合されることで構成され
るヘッド本体とを接合するためには、接合時に、オリフ
ィスプレート１００４の接着面１００８とヘッド本体の
接着面１００７とに極めて高い平行度が要求される。こ
の平行度が不十分であった場合には、オリフィスプレー
ト１００４とヘッド本体を接合する際、オリフィスプレ
ート１００４の接着面１００８とヘッド本体の接着面１
００７との片当たりによる、オリフィス１０１２と液流
路１００６との間での位置ずれが発生する。

【０００９】このため、米国特許第５、６０４、５２１
号明細書等に記載されているように、オリフィスプレー
トの接着面側に凹部または凸部を、また、ヘッド本体の
接着面側に凸部または凹部をそれぞれ設けることによ
り、オリフィスプレートとヘッド本体とを接合する際の
平行度が不十分であっても、凹部と凸部が嵌まり合うこ
とでオリフィスと液流路との間での位置ずれが生じなく
なる構成が開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなオリフィスプレートの接着面側に凹部を、ま
た、ヘッド本体の接着面側に凸部をそれぞれ設ける構成
とした場合、オリフィスプレートとヘッド本体との製品
自体、しかもオリフィスプレートとヘッド本体との両者
に高精度の位置決め部材を形成することとなり、凹部及
び凸部を形成するための工程が増えてしまう。

【００１１】そこで、本発明は、オリフィスと液流路と
の間での位置決めが高精度でなされた液体吐出ヘッドの
製造方法、前記液体吐出ヘッド及び前記液体吐出ヘッド
を用いた液体吐出記録装置を提供することを第１の目的
とする。

【００１２】さらに、製造工程の増加を来さない液体吐
出ヘッドの製造方法、前記液体吐出ヘッド及び前記液体
吐出ヘッドを用いた液体吐出記録装置を提供することを
第２の目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、それぞれ液体を
吐出させるために利用されるエネルギーを発生するエネ
ルギー発生素子を備え互いに平行に配列された複数の液
流路が形成されたヘッド本体と、前記ヘッド本体に接合
され、前記各液流路に対応する部位にそれぞれ、前記各
液流路と連通する複数のオリフィスが形成されたオリフ
ィスプレートとを有する液体吐出ヘッドの製造方法にお
いて、少なくとも１つの貫通孔が形成された前記オリフ
ィスプレートと、前記貫通孔に対応する位置に形成され
た少なくとも１つの開口部の形成された前記ヘッド本体
と、前記貫通孔に対応する位置に設けられた少なくとも
１つの突起部を有し、前記オリフィスプレートを保持す
る保持部材とを用意する工程と、前記保持部材に、前記
オリフィスプレートの前記ヘッド本体と接合されない面
を前記保持部材に対向させ、前記貫通孔に前記突起部を
貫通させて前記オリフィスプレートを保持させる保持工
程と、前記保持工程により前記貫通孔から突出した、前
記突起部の先端部を、前記ヘッド本体の前記開口部に嵌
め込む嵌め込み工程と、前記嵌め込み工程により前記先
端部が前記開口部に嵌め込まれた状態で、前記保持部材
に保持された前記オリフィスプレートと前記ヘッド本体
とを接合させる接合工程と、前記接合工程の終了後、前
記保持部材による前記オリフィスプレートの保持を解除
する工程とを有することを特徴とする。

【００１４】上記の通り本発明の液体吐出ヘッドの製造
方法は、保持部材によりオリフィスプレートを保持する
際に、オリフィスプレートに形成された貫通孔に保持部
材の突起部を貫通させておき、貫通孔から突出した突起
部の先端部を、ヘッド本体に形成された開口部に嵌め込
み、この先端部が嵌め込まれた状態でオリフィスプレー
トとヘッド本体とを接合させる。すなわち、突起部が、
オリフィスプレートとヘッド本体との接合のために両者
を接触させる際のガイドとなるため、オリフィスプレー
トとヘッド本体とは片当たりを起こさず、高精度の平行
度をもって互いに接触する。また、このようにして接触
したオリフィスプレートとヘッド本体とを、例えば、加
熱圧着により接合する際、オリフィスプレートとヘッド
本体との熱膨張係数に差があったとしても、オリフィス
と液流路の位置ずれは、突起部が開口部に嵌め込まれて
いることにより防止される。

【００１５】また、オリフィスプレートに、各オリフィ
ス及び貫通孔を同時に形成する工程を有するものであっ
てもよいし、ヘッド本体に、液流路及び開口部を同時に
形成する工程を有するものであってもよい。この場合、
オリフィスプレートに形成される貫通孔はオリフィスを
形成する際に同時に形成され、ヘッド本体に形成される
開口部も液流路を形成する際に同時に形成されるので、
上述の位置合わせに関する貫通孔及び開口部を形成する
ための工程が製造工程に追加されることで、製造工程が
増えるといったことはない。

【００１６】また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法
では、保持部材として、突起部の断面形状がオリフィス
形状と相似の保持部材を用いるものであってもよい。ま
た、保持部材として、突起部が、各突起部の先端から、
保持部材に対する各突起部の付け根である付け根部に向
けて断面積が拡大するようなテーパ形状の第１のテーパ
部と、第１のテーパ部の最大径の部分である中間部と、
中間部から付け根部までの間に形成された、中間部より
も断面積の小さい絞り部と、絞り部から付け根部までの
間に形成された、絞り部から付け根部に向けて断面積が
拡大するようなテーパ形状の第２のテーパ部とを有する
保持部材を用いるものであってもよい。このような形状
の突起部は、保持部材にオリフィスプレートを保持させ
る際、オリフィスへの突起部の貫通が容易となり、次い
で、オリフィスプレートとヘッド本体とを接合させる
際、突起部の液流路への挿入が容易となる。また、中間
部が太く形成されているため、オリフィスと液流路との
位置ずれを抑制できる。さらに、第２のテーパ部によ
り、オリフィスプレートはオリフィスの内壁がこの第２
のテーパ部のテーパに沿って滑りながら付け根部まで誘
導されることとなり、オリフィスプレートと保持部材と
の位置決めが容易となる。

【００１７】また、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法
では、オリフィスプレートの前記ヘッド本体と接合され
る面に接着剤を塗布する工程を有するものであってもよ
い。

【００１８】また、貫通孔をレーザにより形成する工程
を含むものであってもよいし、貫通孔をプレス加工によ
り形成する工程を含むものであってもよいし、貫通孔を
エッチングにより形成する工程を含むものであってもよ
い。

【００１９】さらに、オリフィスプレートを電鋳により
形成する工程を含むものであってもよいし、オリフィス
プレートを射出成形により形成する工程を含むものであ
ってもよい。

【００２０】また、開口部をレーザにより形成する工程
を含むものであってもよいし、開口部をエッチングによ
り形成する工程を含むものであってもよいし、開口部を
射出成形により形成する工程を含むものであってもよ
い。

【００２１】本発明の液体吐出ヘッドは、それぞれ液体
を吐出させるために利用されるエネルギーを発生するエ
ネルギー発生素子を備え互いに平行に配列された複数の
液流路が形成されたヘッド本体と、前記ヘッド本体に接
合され、前記各液流路に対応する部位にそれぞれ、前記
各液流路と連通する複数のオリフィスが形成されたオリ
フィスプレートとを有する液体吐出ヘッドであって、本
発明の液体吐出ヘッドの製造方法により製造されたもの
である。

【００２２】オリフィスプレートは、樹脂、無機材料、
セラミックス、金属材料、または、これらを組み合わせ
た複合材料からなるものであってもよい。

【００２３】貫通孔は、オリフィスプレートのオリフィ
スが形成されている領域以外に形成されているものであ
ってもよいし、貫通孔は、オリフィスであってもよい。

【００２４】また、貫通孔は、オリフィスプレートのオ
リフィスが形成されている領域以外に形成されているも
のである場合、開口部は、液流路が形成されている領域
以外に形成されているものであってもよい。

【００２５】さらに、貫通孔がオリフィスである場合、
開口部は、オリフィスプレートの接合されるヘッド本体
の接合面に形成された液流路の開口であってもよい。

【００２６】また、貫通孔がオリフィスであり、開口部
がオリフィスプレートの接合されるヘッド本体の接合面
に形成された液流路の開口である場合、突起部は、嵌め
込み工程において、突起部の先端がエネルギー発生素子
に届かない長さであってもよい。このような長さの突起
部とすることで、嵌め込み工程において突起部の先端が
エネルギー発生素子に突き当たることによるエネルギー
発生素子の損傷を防止することができる。

【００２７】本発明の液体吐出記録装置は、被記録媒体
を搬送する搬送手段と、液体を吐出し、前記被記録媒体
に記録を行う、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法によ
り製造された液体吐出ヘッドを保持し、かつ、前記被記
録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復移動する
保持手段とを有することを特徴とする。

【００２８】また、本発明の液体吐出記録装置は、被記
録媒体を搬送する搬送手段と、液体を吐出し、前記被記
録媒体に記録を行う本発明の液体吐出ヘッドを保持し、
かつ、前記被記録媒体の搬送方向に対して交差する方向
に往復移動する保持手段とを有することを特徴とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態の
液体吐出ヘッドの一部を破断した模式的斜視図である。

【００３０】図１に示すように、本実施形態の液体吐出
ヘッドは、インクに与える吐出エネルギーを発生させる
ためのエネルギー発生素子である複数の発熱素子５、各
発熱素子５に対応した複数の液流路６及びダミー液流路
６ａとを備えるヘッド本体３と、このヘッド本体３のヘ
ッド本体接合面１５に接合された、オリフィス１２及び
ダミーオリフィス１２ａの形成されたオリフィスプレー
ト４とを有する。なお、ダミーオリフィス１２ａ及びダ
ミー液流路６ａは後述するように、実際の記録時には使
用されないが、構造がオリフィス１２及び液流路６と同
じであるので、本明細書では、オリフィス１２及び液流
路６の各両側の構造を「ダミーオリフィス」「ダミー液
流路」という用語を用いて説明する。

【００３１】ヘッド本体３は、その端面において各液流
路６及び各ダミー液流路６ａが開口しており、オリフィ
スプレート４は、この端面に接合される。なお、本実施
形態の場合、ダミー液流路６ａは、並列に形成された各
液流路６の両端側に各１つずつ、計２つがそれぞれ、液
流路６と並列に形成されている（図２参照）。これらダ
ミー液流路６ａの形成は、液流路６を形成する工程と同
じ工程で形成することができるため、製造工程が増える
ことはない。

【００３２】また、オリフィスプレート４には、ダミー
液流路６ａと連通するダミーオリフィス１２ａと、各液
流路６と連通する複数のオリフィス１２とが形成されて
いる。これらダミーオリフィス１２ａの形成も、オリフ
ィス１２を形成する工程と同じ工程で形成することがで
きるため、製造工程が増えることはない。

【００３３】ヘッド本体３は、基板１と、基板１の上面
に接合された天板２とで構成される。基板１には、上記
の発熱素子５及びこれら発熱素子５に電気信号を供給す
るための不図示のＡｌ配線が成膜技術によって形成され
ている。天板２には、上記の各液流路６と各ダミー液流
路６ａとを仕切る液流路壁９及び各液流路６と各ダミー
液流路６ａとに供給するインクを一時的に保持する共通
液室７を形成するための液室枠１０が一体に形成され、
基板１に天板２を接合することで、これら液流路６、ダ
ミー液流路６ａ及び共通液室７が構成される。また、天
板２には、外部から共通液室７にインクを供給するため
のインク供給口１１が開口している。基板１の各発熱素
子５の間の部位には天板２の液流路壁９が嵌め込まれる
溝８が形成されており、天板２と基板１とを接合する際
に、液流路壁９を溝８に嵌め込むことで天板２と基板１
との位置決めがなされる。

【００３４】上記の液体吐出ヘッドでは、共通液室７か
ら液流路６に供給されたインクは、オリフィス１２でメ
ニスカスを形成して液流路６を満たしている。この状態
で発熱素子５を駆動し発熱させると、発熱素子５上のイ
ンクが急激に加熱されて液流路６内に膜沸騰に伴う気泡
が発生し、この気泡の成長による圧力でオリフィス１２
からインクが吐出される。ただし、ダミー液流路６ａ内
に設けられた発熱素子５は記録時には駆動されないの
で、記録時にダミーオリフィス１２ａからインクが吐出
されることはない。

【００３５】オリフィスプレート４としては、ＳＵＳ、
Ｎｉなどの金属フィルム、または耐インク性に優れたプ
ラスチックフィルム、例えば、ポリイミド、ポリサルフ
ォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンオキサ
イド、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレンな
どの樹脂フィルム材を用いることが望ましい。この他、
オリフィスプレート４は、上述の金属材料及び樹脂以外
に、無機材料、セラミックスを材料としてもよいし、こ
れらを組み合わせた複合材料からなるものであってもよ
い。

【００３６】また、オリフィスプレート４とヘッド本体
３とを接合する接着樹脂１４としては、紫外線照射、赤
外線照射あるいは加熱などの処理やそれらの処理を併用
することにより、タック性（粘性）を保持したままＢス
テージ（硬化中間状態）化して硬化収縮が終了し、更な
る紫外線照射、もしくは加熱により硬化するエポキシ系
の接着剤を用いた。なお、この接着剤は、加熱圧着のみ
でも接着が可能である。

【００３７】次に、図１に示した液体吐出ヘッドの製造
方法の各工程を説明するための図である図２を用いて、
本実施形態の液体吐出ヘッドの製造方法の各工程を説明
する。

【００３８】まず、図２（ａ）に示すように、オリフィ
スプレート４をヘッド本体３に接合する際、オリフィス
プレート４を保持する保持部材１０に対して、オリフィ
スプレート４の、接着樹脂１４の塗布されていない面を
対向して配置する。保持部材１０には、オリフィスプレ
ート４に並列に形成されたオリフィス１２の両端部側に
位置する、ダミー液流路６ａに連通するべきダミーオリ
フィス１２ａに対応する位置に突起部１１が各１本ず
つ、計２本設けられている。この突起部１１の断面形状
は、ダミーオリフィス１２ａと相似であり、本実施形態
では、突起部１１の形状は円柱形状である。

【００３９】次に、図２（ｂ）に示すように、オリフィ
スプレート４のダミーオリフィス１２ａに、保持部材１
０の、円柱形状の突起部１１をそれぞれ貫通させ、バキ
ューム吸着等により、オリフィスプレート４を保持部材
１０に保持させておく。この状態で、オリフィスプレー
ト４のダミーオリフィス１２ａからは突起部１１の先端
部が突出部１１ａとして突出することとなる。そして、
オリフィスプレート４を保持した保持部材１０をヘッド
本体３へと近づける。

【００４０】次に、図２（ｃ）に示すように、ダミーオ
リフィス１２ａから突出した突出部１１ａを、ヘッド本
体３のダミー液流路６ａの開口１６に挿入する。このよ
うに、突出部１１ａを開口１６に嵌め込むことにより、
突出部１１ａがガイドとなるため、オリフィスプレート
４の接着樹脂１４の塗布されている面とヘッド本体３の
ヘッド本体接合面１５とは、高精度な平行度を保ちなが
ら互いに近接されることとなる。

【００４１】次に、図２（ｄ）に示すように、オリフィ
スプレート４の接着樹脂１４の塗布されている面と、ヘ
ッド本体３のヘッド本体接合面１５とを接触させる。オ
リフィスプレート４とヘッド本体３とは、高精度の平行
度を保ちながら接触することとなるため、オリフィスプ
レート４の接着樹脂１４の塗布されている面がヘッド本
体接合面１５に対して片当たりを生じない。よって、オ
リフィスプレート４のオリフィス１２とヘッド本体３の
液流路６とは高精度な位置合わせを行うことができる。
このように、高精度な位置合わせがなされた後、加熱圧
着によりオリフィスプレート４とヘッド本体３とを接合
させる。この時、不図示のヒートツールはオリフィスプ
レート４側にあっても、ヘッド本体３側にあってもよ
い。さらに、両者にあってもよい。また、オリフィスプ
レート４とヘッド本体３とに熱膨張係数の差があったと
しても、突起部１１がダミーオリフィス１２ａを貫通
し、突出部１１ａが液流路６に嵌め込まれていること
で、加熱圧着によるダミーオリフィス１２ａとダミー液
流路６ａとの位置ずれは強制的に規制されることで、オ
リフィス１２とダミー液流路６との位置ずれも強制的に
規制される。

【００４２】次に、図２（ｅ）に示すように、保持部材
１０によるオリフィスプレート４のバキューム吸着等に
よる保持を解放し、保持部材１０とオリフィスプレート
４とを分離させる。

【００４３】なお、本実施形態では、保持部材１０に並
列に配されたオリフィス１２の両端部側に位置するダミ
ーオリフィス１２ａに対応する位置に突起部１１が各１
本ずつ、計２本設けられているものとして説明したが、
突起部１１が貫通するダミーオリフィス１２ａは、両端
部以外であってもよいし、突起部１１の本数も、２本に
限定されるものではない。また、本実施形態では、ダミ
ーオリフィス１２ａに突起部１１を貫通させるものとし
て説明したが、これに限定されることなく、オリフィス
プレート４にオリフィス１２を形成する工程で、オリフ
ィス１２の形成されている領域以外に突起部１１の貫通
する孔を同時に形成し、この孔に貫通させるものであっ
てもよい。また、この場合、ヘッド本体３側に液流路６
を形成する工程で、突起部１１の貫通する孔に対応する
位置である液流路６の形成されている領域以外に、突起
部１１の突出部１１ａを嵌め込む穴を同時に形成し、こ
の穴に突出部１１ａを嵌め込むものとしてもよい。

【００４４】さらに、突起部１１は、液体を吐出可能な
オリフィス１２に貫通するように形成されているもので
あってもよく、この場合、突起部１１の長さは、オリフ
ィスプレート４の厚さと、接着樹脂１４の厚さと、ヘッ
ド本体のヘッド本体接合面１５から発熱素子５の開口１
６側の端面までの距離との和よりも短いものとして、突
起部１１の突出部１１ａが発熱素子５に届かないものと
してもよい。

【００４５】また、突起部１１の形状は円柱形状である
として説明したが、これに限定されるものではない。

【００４６】さらに、保持部材１０及び突起部１１とし
ては、炭素鋼、ステンレス鋼陶による放電加工、機械加
工、あるいは、Ｎｉ、Ｃｒ等による電鋳によって形成さ
れる。保持部材１０及び突起部１１は必ずしも同一材
料、同一部材でなくてもよい。

【００４７】以上、説明したように、本実施形態の液体
吐出ヘッドの製造方法によれば、オリフィスプレート４
のダミーオリフィス１２ａから突出した、保持部材１０
の突起部１１の突出部１１ａを液流路６の開口１６に嵌
め込ませることで、オリフィスプレート４とヘッド本体
３とは高精度の平行度を保ちながら接合させるため、オ
リフィスプレート４のオリフィス１２とヘッド本体３の
液流路６とが高精度に位置合わせがなされる。さらに、
突出部１１ａを嵌め込んだ状態で、オリフィスプレート
４とヘッド本体３とを加熱圧着させるため、オリフィス
プレート４とヘッド本体３とに熱膨張係数の差によるオ
リフィス１２と液流路６との位置ずれは生じない。

【００４８】また、突起部１１を貫通させるための孔と
しては、オリフィス１２を用いること、及び突出部１１
ａを嵌め込む孔として液流路６の開口１６を用いること
により、位置あわせのための孔等を形成する工程は不要
であり、製造工程が増加することはない。 （第２の実施形態）図３に、本発明の第２の実施形態の
液体吐出ヘッドのヘッド本体に、保持部材に保持された
オリフィスプレートが接合されようとしている状態を示
す模式的な断面図を示す。

【００４９】保持部材４０に形成された突起部４１は、
先端部４１ａが、後述の中間部４１ｂより細くなってお
り、先端部４１ａから中間部４１ｂにむけてテーパ形状
をなして太く形成されている。また、突起部４１は、絞
り部４１ｃで一旦、その径が絞られ、断面積を小さくさ
れた後、この絞り部４１ｃから付け根部４１ｄにむけて
テーパ形状をなして太く、かつ、付け根部４１ｄが、イ
ンクの吐出方向に内径が絞られるようなテーパ形状の小
径側、すなわち、オリフィスプレート３４のヘッド本体
３３に接合されない面側の内径に対して所定の取り付け
公差をもって位置合わせ可能な径の断面積に形成されて
いる。なお、中間部４１ｂが貫通孔４２の小径側の径よ
りも細いことは言うまでもない。それ以外の製造方法、
液体吐出ヘッドの構成は、第１の実施形態に説明したも
のと基本的に同様であるため、詳細の説明は省略する。

【００５０】上述のように、突起部４１の先端部４１ａ
が細く、かつ、中間部４１ｂに向けてテーパ形状に形成
されていることで、まず、保持部材４０にオリフィスプ
レート３４を保持させる際、貫通孔４２への突起部４１
の貫通が容易となり、次いで、オリフィスプレート３４
とヘッド本体３３とを接合させる際、突起部４１の開口
３６への挿入が容易となる。また、中間部４１ｂが太く
形成されているため、オリフィスと液流路との位置ずれ
を抑制できる。

【００５１】さらに、突起部４１の中間部４１ｂから付
け根部４１ｄに向けてテーパ形状に拡げられているの
で、オリフィスプレート３４は、貫通孔４２の内壁がこ
のテーパに沿って滑りながら付け根部４１ｄまで誘導さ
れることとなり、オリフィスプレート３４と保持部材４
０との位置決めが容易となる。また、付け根部４１ｄが
貫通孔４２の小径側の内径に対して所定の取り付け公差
をもって位置合わせ可能な径に形成されていることで、
まず、保持部材４０とオリフィスプレート３４との位置
合わせが高精度になされる。次いで、第１の実施形態で
説明したように、突起部４１を開口３６に挿入してから
オリフィスプレート３４とヘッド本体３３とを接合させ
るため、オリフィスプレート３４とヘッド本体３３とは
高精度に位置決めされることとなる。

【００５２】また、接着補助部材１７が貫通孔４２と開
口３６を取り囲む形態で形成されているため、接合時に
不図示の接着剤が開口３６から入り込むことはない。同
様に、不図示であるが、接着補助部材１７はオリフィス
と液流路を取り囲む形態で形成されているため、接合時
に接着剤が液流路内に入り込むことはない。

【００５３】以上、説明したように、本実施形態の液体
吐出ヘッドの製造方法によれば、オリフィスプレート３
４とヘッド本体３３とは高精度の平行度を保ちながら接
合させるため、第１の実施形態と同様に、オリフィスと
液流路とが高精度に位置合わせがなされるとともに、突
起部４１を開口３６に挿入した状態で加熱圧着を行うた
め、オリフィスプレート３４とヘッド本体３３との熱膨
張係数の差に起因するオリフィスと液流路との位置ずれ
は生じない。

【００５４】また、第１の実施形態と同様に、突起部４
１を貫通させるための孔としては、オリフィスを形成す
る際に同時に形成する貫通孔４２を用いること、及び突
起部４１を嵌め込む孔として液流路を形成する際に同時
に形成する開口３６を用いることにより、位置あわせの
ための孔等を形成する工程は不要であり、製造工程が増
加することはない。 （第３の実施形態）図４に、本発明の第３の実施形態の
液体吐出ヘッドのヘッド本体に、保持部材に保持された
オリフィスプレートが接合されようとしている状態を示
す模式的な斜視透視図を示す。

【００５５】本実施形態の液体吐出ヘッドは、いわゆる
サイドシュータ型であり、複数の発熱素子５５を表面に
有するとともに、発熱素子５５に電気信号を供給するた
めの不図示のＡｌ配線が成膜技術によって形成されてい
る基板５１と、液体の供給される液体供給側５４のみ開
口が形成された、基板５１に接合されることで各発熱素
子５５に対応する液流路３６を形成する液流路壁５９
と、各液体が吐出される、各発熱素子５５に対応する位
置にオリフィス６２が並列に形成され、液流路壁６３の
上面に接合されるオリフィスプレート６４とを有する。

【００５６】次に、本実施形態の液体吐出ヘッドの製造
方法に関しての概略を説明する。

【００５７】まず、オリフィスプレート６４を、保持部
材６０の突起部６１の突出部６１ａをオリフィス６２か
ら突出させた状態で保持部材６０にセットする。

【００５８】次いで、突出部６１ａを液流路５６に嵌め
込みながらオリフィスプレート６４とヘッド本体５３と
接触させる。なお、突起部６１の長さは、この嵌め込み
時において、発熱素子５５に突き当たらない長さとなっ
ているため、発熱素子５５を損傷することはない。その
後、突出部６１ａが液流路５６に嵌まり込んだ状態で、
加熱圧着によりオリフィスプレート６４とヘッド本体５
３とを接合させる。

【００５９】なお、本実施形態の液体吐出ヘッドの製造
方法も基本的には、第１及び第２の実施形態と同様であ
るため、詳細の説明は省略する。

【００６０】ところで、図４に示した突起部６１の形状
は、円柱形状のものであるが、これに限定されるもので
はなく、第２の実施形態に示されたような形状であって
もよい。

【００６１】以上、説明したように、本実施形態の液体
吐出ヘッドの製造方法によれば、第１及び第２の実施形
態と同様に、製造時におけるオリフィス６２と液流路５
６との位置ずれの発生を防止することができる。

【００６２】また、第１及び第２の実施形態と同様に、
突起部６１を貫通させるための孔としては、オリフィス
６２を用いること、及び液流路５６に突出部６１ａを嵌
め込むことにより、位置あわせのための孔等を形成する
工程は不要であり、製造工程が増加することはない。

【００６３】次に、上述した第１ないし第３の実施形態
に示した液体吐出ヘッドを用いたヘッドカートリッジ及
び液体吐出記録装置について説明する。なお、第１ない
し第３の実施形態に示した液体吐出ヘッドは、以下の説
明では液体吐出ヘッド１０１として説明するとともに、
その他の符号は第１の実施形態で用いたものを代表とし
て用いる。

【００６４】図５は、本発明の液体吐出ヘッド１０１を
用いたヘッドカートリッジの一例の斜視図である。この
ヘッドカートリッジ１００は、上述した実施形態に示し
た液体吐出ヘッド１０１と、液体吐出ヘッド１０１に供
給するインクを保持するインク容器１０２とを一体化し
たものである。このインク容器１０２は、インク消費後
にインクを再充填して使用することが可能である。

【００６５】図６は、本発明の液体吐出ヘッド１０１を
用いたシリアルタイプの液体吐出記録装置の概略斜視図
である。図６に示すように、フレーム２０１には、螺旋
溝２０３が刻まれたリードスクリュー２０２が回転可能
に軸支されているとともに、ガイドシャフト２０４がリ
ードスクリュー２０２と平行に支持されている。キャリ
ッジ２０５は、不図示のピンによって螺旋溝２０３に対
して係合し、かつ、ガイドシャフト２０４に摺動自在に
案内されており、駆動モータ２０６の正逆転を、駆動力
伝達ギア２０７、２０８を介してリードスクリュー２０
２に伝達することで、キャリッジ２０５は図示矢印ａ、
ｂ方向に往復移動される。

【００６６】キャリッジ２０５には、上述の液体吐出ヘ
ッド１０１を有するヘッドユニット２２１と液体吐出ヘ
ッドに供給するインク容器２２２とが互いに分離可能な
ヘッドカートリッジ２２０が着脱可能に保持されてい
る。ヘッドカートリッジ２２０としては、図５に示した
ような、液体吐出ヘッド１０１とインク容器１０２とが
一体化されて分離できないものでもよい。

【００６７】紙押え板２１０は、キャリッジ２０５の移
動方向にわたって、紙送りモータ２０９の駆動により回
転されるプラテンローラ２１２に対して被記録媒体２３
０に押圧し、プラテンローラ２１２が回転することによ
って、プラテンローラ２１２と被記録媒体２３０との摩
擦力で被記録媒体２３０が搬送される。そして、キャリ
ッジ２０５の往復移動と被記録媒体２３０のピッチ送り
とを繰り返しながら液体吐出ヘッドからインクを吐出す
ることで、被記録媒体２３０に記録が行われる。

【００６８】また、キャリッジ２０５がホームポジショ
ンに位置するときに液体吐出ヘッド１０１の前面（オリ
フィスプレート４の表面）と対向する位置には、液体吐
出ヘッド１０１の前面をキャップするキャップ部材２１
１が配置されている。キャップ部材２１１は吸引手段
（不図示）と接続されており、液体吐出ヘッド１０１の
前面をキャップした状態で吸引手段を駆動して液体吐出
ヘッド内の異物や増粘インクなどを強制的に吸引する吸
引回復動作を行うことで、液体吐出ヘッド１０１の吐出
特性を維持することができる。

【００６９】図７は、本発明の液体吐出ヘッド１０１を
用いたフルラインタイプの液体吐出記録装置の概略斜視
図である。図７に示す液体吐出記録装置は、２つの搬送
ローラ３１２によって搬送される被記録媒体３３０に対
向して、液体吐出ヘッド３２０が配置される。液体吐出
ヘッド３２０は、上述した実施形態に示したものと同様
の構造を有し、被記録媒体３３０の記録可能領域の全幅
にわたってオリフィス１２が形成されている。上述した
ように本発明の液体吐出ヘッド１０１は、ヘッド本体３
にオリフィスプレート４に接合する際、保持部材１０の
突起部１１の突出部１１ａをダミー液流路６ａの開口１
６に嵌め込んで接合がなされるため、フルラインヘッド
のような長尺の液体吐出ヘッド１０１においても、オリ
フィス１２と液流路６との所望の位置精度を確保するこ
とができる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、保
持部材の突起部の先端部が、オリフィスプレートと、ヘ
ッド本体とを接触させる際のガイドとなるため、オリフ
ィスプレートとヘッド本体とは、片当たりを起こさず、
高精度の平行度をもって互いに接触する。また、オリフ
ィスプレートとヘッド本体との加熱圧着による接合の
際、オリフィスプレートとヘッド本体との熱膨張係数に
差があったとしても、オリフィスと液流路の位置ずれ
は、突起部が開口部に嵌め込まれていることにより防止
される。よって、オリフィスと液流路とは高精度に位置
合わせがなされることとなる。

【００７１】また、オリフィスプレートに形成される貫
通孔はオリフィスを形成する際に形成され、ヘッド本体
に形成される開口部も液流路を形成する際に形成される
ので、製造工程の増加を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドの模
式的な側断面図である。

【図２】図１に示した液体吐出ヘッドの製造方法の各工
程を説明するための図である。

【図３】本発明の第２の実施形態の液体吐出ヘッドのヘ
ッド本体に、保持部材に保持されたオリフィスプレート
が接合されようとしている状態を示す模式的な断面図で
ある。

【図４】本発明の第３の実施形態の液体吐出ヘッドのヘ
ッド本体に、保持部材に保持されたオリフィスプレート
が接合されようとしている状態を示す模式的な斜視透視
図である。

【図５】本発明の液体吐出ヘッドを用いたヘッドカート
リッジの一例の斜視図である。

【図６】本発明の液体吐出ヘッドを用いたシリアルタイ
プの液体吐出記録装置の概略斜視図である。

【図７】本発明の液体吐出ヘッドを用いたフルラインタ
イプの液体吐出記録装置の概略斜視図である。

【図８】従来の液体吐出ヘッドの一例の分解斜視図であ
る。

【符号の説明】

１、５１ 基板 ２ 天板 ３、３３、５３ ヘッド本体 ４、３４、６４ オリフィスプレート ５、５５ 発熱素子 ６、５６ 液流路 ６ａ ダミー液流路 ９、３９、５９ 液流路壁 １０、４０、６０ 保持部材 １１、４１、６１ 突起部 １１ａ、６１ａ 突出部 １２、６２ オリフィス １２ａ ダミーオリフィス １４、６６ 接着樹脂 １５ ヘッド本体接合部 １６、３６ 開口 １７ 接着補助部材 ４１ａ 先端部 ４１ｂ 中間部 ４１ｃ 絞り部 ４１ｄ 付け根部 ４２ 貫通孔 ５４ 液体供給側 ６３ 上面 １００、２２０ ヘッドカートリッジ １０１、３２０ 液体吐出ヘッド １０２、２２２ インク容器 ２０１ フレーム ２０２ リードスクリュー ２０３ 螺旋溝 ２０４ ガイドシャフト ２０５ キャリッジ ２０６ 駆動モータ ２０７、２０８ 駆動力伝達ギア ２０９ 紙送りモータ ２１０ 紙押え板 ２１１ キャップ部材 ２１２ プラテンローラ ２２１ ヘッドユニット ２３０、３３０ 被記録媒体 ３１２ 搬送ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮川 昌士 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 樫野 俊雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF24 AF93 AG12 AP02 AP13 AP25 AP77 BA03 BA13

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ液体を吐出させるために利用さ
   れるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備え互
   いに平行に配列された複数の液流路が形成されたヘッド
   本体と、前記ヘッド本体に接合され、前記各液流路に対
   応する部位にそれぞれ、前記各液流路と連通する複数の
   オリフィスが形成されたオリフィスプレートとを有する
   液体吐出ヘッドの製造方法において、 少なくとも１つの貫通孔が形成された前記オリフィスプ
   レートと、前記貫通孔に対応する位置に形成された少な
   くとも１つの開口部の形成された前記ヘッド本体と、前
   記貫通孔に対応する位置に設けられた少なくとも１つの
   突起部を有し、前記オリフィスプレートを保持する保持
   部材とを用意する工程と、 前記保持部材に、前記オリフィスプレートの前記ヘッド
   本体と接合されない面を前記保持部材に対向させ、前記
   貫通孔に前記突起部を貫通させて前記オリフィスプレー
   トを保持させる保持工程と、 前記保持工程により前記貫通孔から突出した、前記突起
   部の先端部を、前記ヘッド本体の前記開口部に嵌め込む
   嵌め込み工程と、 前記嵌め込み工程により前記先端部が前記開口部に嵌め
   込まれた状態で、前記保持部材に保持された前記オリフ
   ィスプレートと前記ヘッド本体とを接合させる接合工程
   と、 前記接合工程の終了後、前記保持部材による前記オリフ
   ィスプレートの保持を解除する工程とを有することを特
   徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 前記オリフィスプレートに、前記各オリ
   フィス及び前記貫通孔を同時に形成する工程を有する請
   求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 前記ヘッド本体に、前記液流路及び前記
   開口部を同時に形成する工程を有する請求項１または２
   に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 前記保持部材として、前記突起部の断面
   形状が前記オリフィスの形状と相似の保持部材を用いる
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッ
   ドの製造方法。
5. 【請求項５】 前記保持部材として、前記突起部が、前
   記各突起部の先端から、前記保持部材に対する前記各突
   起部の付け根である付け根部に向けて断面積が拡大する
   ようなテーパ形状の第１のテーパ部と、前記第１のテー
   パ部の最大径の部分である中間部と、前記中間部から前
   記付け根部までの間に形成された、前記中間部よりも断
   面積の小さい絞り部と、前記絞り部から前記付け根部ま
   での間に形成された、前記絞り部から前記付け根部に向
   けて断面積が拡大するようなテーパ形状の第２のテーパ
   部とを有する前記保持部材を用いる請求項１ないし３の
   いずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】 前記オリフィスプレートの前記ヘッド本
   体と接合される面に接着剤を塗布する工程を有する請求
   項１ないし５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの
   製造方法。
7. 【請求項７】 前記貫通孔をレーザにより形成する工程
   を含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体吐
   出ヘッドの製造方法。
8. 【請求項８】 前記貫通孔をプレス加工により形成する
   工程を含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液
   体吐出ヘッドの製造方法。
9. 【請求項９】 前記貫通孔をエッチングにより形成する
   工程を含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液
   体吐出ヘッドの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記オリフィスプレートを電鋳により
    形成する工程を含む請求項１ないし９のいずれか１項に
    記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記オリフィスプレートを射出成形に
    より形成する工程を含む請求項１ないし９のいずれか１
    項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記開口部をレーザにより形成する工
    程を含む請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の液
    体吐出ヘッドの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記開口部をエッチングにより形成す
    る工程を含む請求項１ないし１１のいずれか１項に記載
    の液体吐出ヘッドの製造方法。
14. 【請求項１４】 前記開口部を射出成形により形成する
    工程を含む請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の
    液体吐出ヘッドの製造方法。
15. 【請求項１５】 それぞれ液体を吐出させるために利用
    されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備え
    互いに平行に配列された複数の液流路が形成されたヘッ
    ド本体と、前記ヘッド本体に接合され、前記各液流路に
    対応する部位にそれぞれ、前記各液流路と連通する複数
    のオリフィスが形成されたオリフィスプレートとを有す
    る液体吐出ヘッドであって、 請求項１ないし１４のいずれか１項の液体吐出ヘッドの
    製造方法により製造されたものであることを特徴とする
    液体吐出ヘッド。
16. 【請求項１６】 前記オリフィスプレートは、樹脂、無
    機材料、セラミックス、金属材料、または、これらを組
    み合わせた複合材料からなる請求項１５に記載の液体吐
    出ヘッド。
17. 【請求項１７】 前記貫通孔は、前記オリフィスプレー
    トの前記オリフィスが形成されている領域以外に形成さ
    れている請求項１５または１６に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
18. 【請求項１８】 前記貫通孔は、前記オリフィスである
    請求項１５または１６に記載の液体吐出ヘッド。
19. 【請求項１９】 前記開口部は、前記液流路が形成され
    ている領域以外に形成されている請求項１７に記載の液
    体吐出ヘッド。
20. 【請求項２０】 前記開口部は、前記オリフィスプレー
    トの接合される前記ヘッド本体の接合面に形成された前
    記液流路の開口である請求項１８に記載の液体吐出ヘッ
    ド。
21. 【請求項２１】 前記突起部は、前記嵌め込み工程にお
    いて、前記突起部の先端が前記エネルギー発生素子に届
    かない長さである１８または２０に記載の液体吐出ヘッ
    ドの製造方法。
22. 【請求項２２】 被記録媒体を搬送する搬送手段と、液
    体を吐出し、前記被記録媒体に記録を行う、請求項１な
    いし１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造
    方法により製造された液体吐出ヘッドを保持し、かつ、
    前記被記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に往復
    移動する保持手段とを有することを特徴とする液体吐出
    記録装置。
23. 【請求項２３】 被記録媒体を搬送する搬送手段と、液
    体を吐出し、前記被記録媒体に記録を行う請求項１５な
    いし２１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを保持
    し、かつ、前記被記録媒体の搬送方向に対して交差する
    方向に往復移動する保持手段とを有することを特徴とす
    る液体吐出記録装置。