JP2007144793A - 液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流路基板のひびや割れを防止しつつ、ヘッド構成部材の相対位置を精度良く合わせることが可能な液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置を提供する。
【解決手段】流路基板４０において、間隔Ｌ１が圧力室空部列４６の全長Ｌ２よりも長くなる位置に配置された第１基準穴５２ａ及び第２基準穴５２ｂと、第１基準穴の中心を通る第１（１１１）面方向の仮想延長線Ｌｖ上に中心が位置する長孔としての第３基準穴５２ｃとを開設し、ノズル基板及び封止板において第１貫通穴及び第２貫通穴を開設し、第１位置決めピンを第１基準穴及び第１貫通穴に第２位置決めピンを第２基準穴及び第２貫通穴にそれぞれ挿通することにより、相対位置を規定した状態で流路ユニット構成部材を接合した後、第１基準穴及び第１貫通穴には第１ケースピンを第３基準穴及び第３貫通穴には第２ケースピンをそれぞれ挿通して相対位置を規定した状態で流路ユニットをヘッドケースに固定した。
【選択図】図５

Description

本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置に係り、特に、共通液体室から圧力室を通ってノズル開口に至る一連の液体流路を形成する流路ユニットを備え、ノズル開口から液体を液滴として吐出可能な液体噴射ヘッド、及び、これを備える液体噴射装置に関する。

圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズル開口から液滴として吐出させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等がある。

このような液体噴射ヘッドには種々の形式があるが、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンタという）におけるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）は、複数のノズル開口が開設されたノズル基板、共通インク室から圧力室を通ってノズル開口に至る一連のインク流路を区画する圧力室空部や溝部などの流路部が形成された流路基板、圧力発生手段（例えば、圧電振動子）の作動に応じて圧力室に対応するダイヤフラム部が弾性変形する弾性板（流路基板の開口を封止する封止板とも言える）を積層してなる流路ユニットを備え、これをヘッドケースに固定している。流路ユニット構成部材のうち、上記流路基板は、記録画像の高密度化や記録動作の高速化に対応すべく、高い加工密度や加工精度が要求される。そのため、この流路基板の材料としては、異方性エッチング等によって微細な形状を寸法精度良く形成可能なシリコン単結晶性基材（シリコンウェハー）などの結晶性基材が好適に用いられる。

そして、この記録ヘッドにおいて、精度の高い吐出制御を行うためには、上記の複数の構成部材を正確に位置決めして組み付けることが重要となる。そのため、この種の記録ヘッドでは、流路ユニット構成部材やヘッドケースに位置決めの基準となる貫通穴をそれぞれ少なくとも２箇所ずつ設け、この貫通穴に位置決めピンを通すことで各部材の相対位置を規定した状態で、各構成部材を積層して組み付けている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３０４９０号公報

ところで、流路基板が上記のように結晶性基材によって作成される場合、この流路基板の貫通穴は、圧力室空部等と同様にエッチングによって開設される。この場合において、流路基板の貫通穴同士の間隔とヘッドケースの貫通穴同士の間隔との間に誤差がある場合、この誤差によって位置決めピンを介して流路基板に対して機械的ストレスがかかり、これにより流路基板にひびや割れが生じる虞があった。このような不具合を防止するべく、図１０に示すように、流路基板の貫通穴６１ａ，６１ｂのうちの一方の貫通穴６１ｂを、貫通穴同士の並び方向に、位置決めピン６２の直径よりも長い長穴とすることが考えられる。この流路基板の貫通穴６１は、流路基板の結晶方位面（例えば、第１（１１１）面および第２（１１１）面）によって区画形成されるので、上記のような長穴とする場合には、結晶方位面方向にしか延すことができない。そのため、貫通穴６１ａ，６１ｂ同士の並び方向は、必然的に流路基板の結晶方位面方向に限られる。

しかしながら、この図１０の例では、圧力室空部６３を列設してなる圧力室空部列６４の全長Ｄ１が、貫通穴６１ａ，６１ｂ同士の間隔Ｄ２よりも長いので、各貫通穴６１（位置決めピン）から最も遠い位置にある流路部において、位置決めピン６２を支点とする回転方向の振れ幅が大きくなってしまい、位置精度が低下するという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、流路基板のひびや割れを防止しつつ、ヘッド構成部材の相対位置を精度良く合わせることが可能な液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドは、圧力室となる圧力室空部を含む流路部が形成された結晶性基材からなる流路基板、複数のノズル開口が圧力室毎に対応して開設されたノズル基板、及び、流路基板の流路部の開口を封止する封止板から構成され、流路基板の一方の面にノズル基板を、他方の面に封止板をそれぞれ接合することで、共通液体室から圧力室を通ってノズル開口に至る一連の液体流路を形成する流路ユニットと、
前記流路ユニットを固定するヘッドケースとを備えた液体噴射ヘッドであって、
前記流路基板には、結晶性基材表面に直交する第１結晶方位面の垂直軸方向に圧力室空部を列設して圧力室空部列を形成すると共に、第１結晶方位面方向に圧力室空部列を並設し、流路部形成領域よりも外側のフレーム領域に配置された第１基準穴と、フレーム領域であって第１基準穴との間隔が圧力室空部列の全長よりも長くなる位置に配置された第２基準穴と、フレーム領域であって第１基準穴の中心を通る第１結晶方位面方向の仮想延長線上に中心が位置する第３基準穴とを開設し、
前記第１基準穴及び前記第２基準穴を、第１結晶方位面と、当該第１結晶方位面に交差すると共に結晶性基材表面に直交する第２結晶方位面とにより、４辺の長さが等しい菱形状に構成し、
前記第３基準穴を、第１結晶方位面を長辺とすると共に第２結晶方位面を短辺とする平行四辺形状の長穴に構成し、当該第３基準穴の短辺の寸法を第１基準穴及び第２基準穴の各辺の寸法に揃え、
前記ノズル基板及び前記封止板において、前記流路基板の第１基準穴に対応する位置には第１貫通穴を、第２基準穴に対応する位置には第２貫通穴を、第３基準穴に対応する位置には第３貫通穴を、それぞれ開設し、
前記ヘッドケースの流路取付面において、流路基板の第１基準穴に対応する位置には第１ケースピンを、第３基準穴に対応する位置には第２ケースピンをそれぞれ突設し、
各ケースピンの直径は、前記第１基準穴及び前記第２基準穴の内接円の直径と同程度に揃え、
前記内接円の直径と同程度の直径に揃えられた第１位置決めピン及び第２位置決めピンのうち、第１位置決めピンを第１基準穴及び第１貫通穴に、第２位置決めピンを第２基準穴及び第２貫通穴にそれぞれ挿通することにより、ノズル基板、流路基板、及び封止板の相対位置を規定可能とし、
相対位置を規定した状態でノズル基板、流路基板、及び封止板を接合した後、各位置決めピンを各穴から取り外し、第１基準穴及び第１貫通穴には第１ケースピンを、第３基準穴及び第３貫通穴には第２ケースピンをそれぞれ挿通して、相対位置を規定した状態で流路ユニットをヘッドケースの流路取付面に固定したことを特徴とする。

上記構成によれば、第１位置決めピンを第１基準穴及び第１貫通穴に、第２位置決めピンを第２基準穴及び第２貫通穴にそれぞれ挿通し、流路基板の第１基準穴及び第２基準穴を基準としてノズル基板、流路基板、及び封止板の相対位置を規定した状態で各部材同士を接合した後、第１基準穴及び第１貫通穴に第１ケースピンを、第３基準穴及び第３貫通穴に第２ケースピンをそれぞれ挿通し、各ケースピンを基準として相対位置を規定した状態で流路ユニットをヘッドケースに固定するので、流路基板に機械的ストレスを与えることなく、相対位置を精度良く規定した状態で各部材同士を組み付けることが可能となる。

具体的には、穴同士の間隔が圧力室空部列の全長よりも長い第１基準穴及び第１貫通穴と、第２基準穴及び第２貫通穴とを用いて、流路ユニットの各構成部材の相対位置を規定するので、基準穴（貫通穴）から遠い位置にある流路部において、何れかの位置決めピンを支点とする回転方向の振れ幅を可及的に抑えることができ、その結果、より精度良く位置決めを行うことが可能となる。また、第３基準穴を、第１結晶方位面方向、即ち、第１基準穴との並び方向に長い長穴としているので、第１基準穴及び第３基準穴の間隔と、ケースピン同士の間隔との間に誤差がある場合には、この長穴と第２ケースピンとの間に生じる間隙によって誤差を吸収することができる。これにより、流路基板にひびや割れを生じさせることなく、精度良く位置決めした状態で流路ユニットをヘッドケースに接合することが可能となる。

上記構成において、前記ノズル基板及び前記封止板の第２貫通穴及び第３貫通穴を、第１貫通穴との並び方向の内寸が前記内接円の直径よりも長い長穴とする構成を採用することが望ましい。

この構成によれば、流路基板における第１基準穴と第２基準穴の間隔に対して、ノズル基板おける第１貫通穴と第２貫通穴の間隔、或いは、封止板における第１貫通穴と第２貫通穴の間隔に誤差がある場合には、位置決めピンの間隔を第１基準穴と第２基準穴の間隔に合わせた上で、長穴としての第２貫通穴と第２位置決めピンとの間に形成される隙間によって流路基板に機械的ストレスを与えることなく上記誤差を吸収することができる。同様に、第１貫通穴及び第３貫通穴の間隔と、ケースピン同士の間隔との間に誤差がある場合には、長穴に設定された第３貫通穴と第２ケースピンとの間に生じる間隙によって誤差を吸収することができる。

また、本発明の液体噴射装置は、上記各構成の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、液体噴射ヘッドを構成する各部材が精度良く位置決めされた状態で組み付けられているので、当該液体噴射ヘッドによる吐出動作時においては、ノズル開口から規定量の液滴を規定の速度で吐出することができ、吐出対象物に対して液滴をより高精度に着弾させることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、図１に示すインクジェット式プリンタ（以下、プリンタと略記する）を例示する。

プリンタ１は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２が取り付けられると共に、インクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４と、記録ヘッド２の下方に配設されたプラテン５と、記録ヘッド２が搭載されたキャリッジ４を記録紙６（吐出対象物の一種）の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構７と、紙幅方向に直交する方向である紙送り方向に記録紙６を搬送する紙送り機構８等を備えて概略構成されている。ここで、紙幅方向とは、主走査方向（ヘッド走査方向）であり、紙送り方向とは、副走査方向（即ち、ヘッド走査方向に直交する方向）である。なお、インクカートリッジ３としては、キャリッジ４に装着するタイプでも、或いはプリンタ１の筐体側に装着してインク供給チューブを介して記録ヘッド２に供給するタイプでもよい。

キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構７の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ４の主走査方向の位置は、リニアエンコーダ１０によって検出され、検出信号が位置情報として制御部（図示せず）に送信される。これにより、制御部はこのリニアエンコーダ１０からの位置情報に基づいてキャリッジ４（記録ヘッド２）の走査位置を認識しながら、記録ヘッド２による記録動作（吐出動作）等を制御することができる。

また、記録ヘッド２の移動範囲内であってプラテン５よりも外側には、記録ヘッド２の走査起点となるホームポジションが設定されている。このホームポジションには、キャッピング機構１１が設けられている。このキャッピング機構１１は、キャップ部材１１´によって記録ヘッド２のノズル形成面を封止し、ノズル開口１９（図２参照）からのインク溶媒の蒸発を防止する。また、このキャッピング機構１１は、封止状態のノズル面に負圧を与えてノズル開口１９からインクを強制的に吸引排出するクリーニング動作に用いられる。

図２は、記録ヘッド２の構成を説明する分解斜視図、図３は、記録ヘッド２の構成を説明する要部断面図、図４は、流路ユニット１８とケースユニット２４を下方（ノズル基板４１側）から見た分解斜視図である。本実施形態における記録ヘッド２は、複数のインク導入針１３（液体導入針の一種）を立設する導入針ユニット１４、複数の圧電振動子１５を備えたアクチュエータユニット１６、当該アクチュエータユニット１６を駆動するための配線基板１７、共通インク室２０（共通液体室）からインク供給口２１及び圧力室２２を通ってノズル開口１９に至る一連の液体流路インク流路（液体流路の一種）を形成する流路ユニット１８、及び、ヘッドケース２４を備えて概略構成されている。

上記導入針ユニット１４は、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂などの合成樹脂によって成型されており、その上面にはフィルタ２６を介在させた状態でインク導入針１３がそれぞれ取り付けられている。そして、各インク導入針１３にはインクカートリッジやサブタンク等が装着されるようになっている。この導入針ユニット１４の内部には、インク導入針側からヘッドケース側に向けて集束した集束流路（図示せず）が各インク導入針１３に対応して複数形成されている。この集束流路の上流端は、インク導入針１３の針流路と液密状態で連通する一方、集束流路の下流端は、エラストマー等の弾性部材からなるパッキンシート２７を介在させた状態でヘッドケース２４の内部に形成されたケース流路（図示せず）と液密状態で連通する。

上記配線基板１７は、プリンタ本体側からの駆動信号を受け、この駆動信号をＴＣＰ（テープ・キャリア・パッケージ）等のフレキシブルケーブル３８（図３参照）を通じてアクチュエータユニット１６の圧電振動子１５へ供給するための配線パターンが形成された制御基板である。この配線基板１７は、プリンタ本体側との接続のためのコネクタ２９や電子部品３０等を実装している。コネクタ２９にはＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）等の配線部材が接続され、このＦＦＣを介してプリンタ本体側から駆動信号を受けるようになっている。この配線基板１７は、電子部品実装面を導入針ユニット１４側に向けた状態で、ヘッドケース２４の基板取付面３１に配置される。

ヘッドケース２４は、中空箱体状のケーシングであり、その内部には各アクチュエータユニット１６を個別に収容する収容室３２が形成されている。このヘッドケース２４は、熱硬化性樹脂の一種であるエポキシ樹脂によって成型されており、基板取付面３１とは反対側の流路取付面３３に流路ユニット１８が固定される。また、ヘッドケース２４の内部には、図４に示すように、一端が流路取付面３３に開口したピン保持部３４が２箇所形成されている。これらの第１ピン保持部３４ａ，第２ピン保持部３４ｂは、それぞれ第１ケースピン３５ａ，第２ケースピン３５ｂを保持する空部であり、ケースピン３５の直径より極く僅かに大きい内径に設定された断面円形の空部によって構成されている。本実施形態においては、第１ピン保持部３４ａは流路基板４０に開設された第１基準穴５２ａに対応する位置に、他方の第２ピン保持部３４ｂは流路基板４０に開設された第３基準穴５２ｃに対応する位置に、それぞれ設けられている。各ケースピン３５ａ，３５ｂは、先端部を流路取付面３３から突出させた状態でピン保持部３４ａ，３４ｂに植設されて保持される。各ケースピン３５ａ，３５の直径は、後述する基準穴５２ａ，５２ｂの内接円Ｃｖの直径ｄ１に揃えられている（正確には、ｄ１よりも極く僅かに小さく設定されている）。なお、流路ユニット１８とヘッドケース２４との位置決めについては後述する。

上記のアクチュエータユニット１６は、圧力発生手段としての圧電振動子１５と、この圧電振動子１５が接合される固定板３７と、圧電振動子１５に配線基板１７からの駆動信号を供給するためのフレキシブルケーブル３８等から構成される。各圧電振動子１５は、自由端部が固定板３７の先端面よりも外側に突出した所謂片持ち梁の状態で固定板３７上に取り付けられている。各圧電振動子１５を支持する固定板３７は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。なお、圧力発生手段としては、上記圧電振動子以外にも、静電アクチュエータ、磁歪素子、発熱素子等を用いることができる。

流路ユニット１８は、振動板３９、流路基板４０、及びノズル基板４１からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接合して一体化することにより作製されている。この流路ユニットにおける圧力室２２は、ノズル開口１９の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室２０は、インク導入針１３側からのインクが導入される室である。そして、この共通インク室２０に導入されたインクは、インク供給口２１を通じて各圧力室２２に分配供給されるようになっている。

流路ユニット１８の底部に配置されるノズル基板４１は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル開口１９を、副走査方向に列状に開設した金属製の薄い板材である。本実施形態のノズル基板４１は、ステンレス鋼の板材によって作製され、ノズル開口１９の列（ノズル列）が、記録ヘッド１の走査方向（主走査方向）に複数並べて設けられている。そして、１つのノズル列は、例えば１８０個のノズル開口１９によって構成される。

ノズル基板４１と振動板３９の間に配置される流路基板４０は、図５に示すように、インク流路となる流路部４３、具体的には、共通インク室２０となる開口部４４、インク供給口２１となる溝部、及び、圧力室２２となる圧力室空部４５が区画形成された板状の部材である。本実施形態において、流路基板４０は、結晶性基材の一種であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。このシリコンウェハーは、例えば、表面が結晶方位面（１１０）面に設定されたシリコン単結晶基板である。そして、この流路基板４０では、（１１０）面上であって、この（１１０）面に直交する第１（１１１）面（本発明における第１結晶方位面に相当）の垂直軸方向に圧力室空部４５を列設して圧力室空部列４６が形成されている。各圧力室空部４５は、ノズル基板４１のノズル開口１９に１対１に対応している。また、圧力室空部列４６は、第１（１１１）面方向にノズル列毎に対応して複数並設されている。

上記の振動板３９は、図３に示すように、ステンレス鋼等の金属製の支持板３９ａ上にＰＰＳ樹脂等の弾性フィルム３９ｂをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板３９において圧力室２２に対応する部分には、圧電振動子１５の自由端部の先端を接合するための島部４８が形成されており、この部分がダイヤフラム部として機能する。即ち、この振動板３９は、圧電振動子１５の作動に応じて島部４８の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、振動板３９は、流路基板４０の開口部４４の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部４９としても機能する。このコンプライアンス部４９に相当する部分については弾性フィルム３９ｂだけにしている。なお、この振動板３９は、流路基板４０に形成された流路部４３の開口面を封止する封止板と言うこともできる。

ここで、上記の流路基板４０において、流路部４３の形成領域（流路部形成領域）よりも外側のフレーム領域５１には、図５に示すように、振動板３９及びノズル基板４２やヘッドケース２４との相対位置を規定するための基準穴５２が合計３箇所開設されている。具体的には、図５においてフレーム領域５１の左上の隅角部に配置された第１基準穴５２ａと、フレーム領域５１の左下の隅角部に配置された第２基準穴５２ｂと、フレーム領域５１の右上の隅角部に配置された第３基準穴５２ｃとが、圧力室空部４５等と同様に異方性エッチングによって開設されている。第２基準穴５２ｂは、圧力室空部列４６を間に挟んで第１基準穴５２ａとは反対側に配置され、第１基準穴５２ａとの間隔Ｌ１が圧力室空部列４６の全長Ｌ２よりも長くなっている。また、第３基準穴５２ｃは、第１基準穴５２ａの中心を通る第１（１１１）面方向の仮想延長線Ｌｖ上に中心が位置する状態に配置されている。

図６（ａ）に示すように、第１基準穴５２ａ及び第２基準穴５２ｂは、第１（１１１）面と、この第１（１１１）面に７０．５３°で交差すると共に基材表面（流路基板４０の表面）に直交する第２（１１１）面（本発明における第２結晶方位面に相当）とにより、４辺の長さが等しい菱形状に構成されている。これらの第１基準穴５２ａ及び第２基準穴５２ｂの寸法に関し、向かい合う辺同士の垂直距離がｄ１となるように定められている。換言すると、基準穴５２ａ，５２ｂに内接する仮想的な内接円Ｃｖの直径がｄ１となるように穴の寸法が定められている。この内接円Ｃｖの直径ｄ１は、後述する治具５６の位置決めピン５７の直径、及び、上記のケースピン３５の直径に揃えられている。

また、図６（ｂ）に示すように、第３基準穴５２ｃは、第１（１１１）面を長辺とすると共に第２（１１１）面を短辺とする平行四辺形状の長穴に構成されている。この第３基準穴５２ｃの短辺の寸法は、第１基準穴５２ａ及び第２基準穴５２ｂの各辺の寸法に揃えられている。詳しくは、向かい合う長辺同士の垂直距離がｄ１となっている。一方、向かい合う短辺同士の垂直距離は、ｄ１よりも長いｄ２に設定されている。このように、流路基板４０の３つの基準穴５２のうち、第３基準穴５２ｃのみが、第１（１１１）面方向（第１基準穴５２ａとの並び方向）に長くなっている。

一方、図４に示すように、振動板３９及びノズル基板４１において流路基板４０の各基準穴５２に対応する位置には、それぞれ貫通穴５３，５４が開設されている。即ち、振動板３９において、流路基板４０の第１基準穴５２ａに対応する位置には第１貫通穴５３ａが、第２基準穴５２ｂに対応する位置には第２貫通穴５３ｂが、第３基準穴５２ｃに対応する位置には第３貫通穴５３ｃが開設されている。同様に、ノズル基板４１において、第１基準穴５２ａに対応する位置には第１貫通穴５４ａが、第２基準穴５２ｂに対応する位置には第２貫通穴５４ｂが、第３基準穴５２ｃに対応する位置には第３貫通穴５４ｃが、開設されている。各貫通穴５３，５４のうち、第１貫通穴５３ａ，５４ａは、直径がｄ１に設定された真円の穴に構成されている。また、第２貫通穴５３ｂ，５４ｂと、第３貫通穴５３ｃ，５４ｃは、第１貫通穴５３ａ，５４ａとの並び方向に長い長穴に構成されている。即ち、第２貫通穴５３ｂ，５４ｂと、第３貫通穴５３ｃ，５４ｃにおける第１貫通穴５３ａ，５４ａとの並び方向の内寸は、上記内接円Ｃｖの直径ｄ１よりも長く設定されている。

これらの流路ユニット構成部材を接合する際には、図７に示すように、治具５６上に各構成部材を順次積層するようになっている。この治具５６の流路ユニット載置面５６′において、上記の第１基準穴５２ａ及び第１貫通穴５３ａ，５４ａに対応する位置には第１位置決めピン５７ａが、第２基準穴５２ｂ及び第２貫通穴５３ｂ，５４ｂに対応する位置には第２位置決めピン５７ｂが、それぞれ立設されている。この位置決めピン５７は、例えばステンレス鋼などの金属によって作成されており、その直径ｄｐは、基準穴５２ａ，５２ｂの内接円Ｃｖの直径ｄ１に揃えられている（正確には、ｄ１よりも極く僅かに小さく設定されている）。また、この位置決めピン５７は、基端部分にフランジ部５８を側方（ピン直径方向）に向けて延出している。そして、治具５６には、位置決めピン５７の本体部分を流路ユニット載置面５６′に対して垂直に突出する状態でフランジ部５８を保持する保持空部５９が形成されている。この保持空部５９の深さの寸法は、フランジ部５８の厚さと同程度に揃えられているのに対し、保持空部５９の幅は、保持状態における位置決めピン５７の本体根本部分とフランジ部５８の側方に若干のクリアランスを形成するような寸法に定められている。これにより、位置決めピン５７は、流路ユニット載置面５６′に対する垂直姿勢を保ったまま側方にスライドすることができるようになっている。

本実施形態においては、まず、第１位置決めピン５７ａを第１貫通穴５４ａに、第２位置決めピン５７ｂを第２貫通穴５４ｂにそれぞれ挿通した状態で、治具５６の流路ユニット載置面５６′上にノズル基板４１を積層する。次に、第１位置決めピン５７ａを第１基準穴５２ａに、第２位置決めピン５７ｂを第２基準穴５２ｂにそれぞれ挿通し、接着剤を間に介在させた状態でノズル基板４１の上に流路基板４０を載置する。そして、第１位置決めピン５７ａを第１貫通穴５４ａに、第２位置決めピン５７ｂを第２貫通穴５４ｂにそれぞれ挿通し、接着剤を間に介在させた状態で流路基板４０上に振動板３９を載置する。

このようにして、ノズル基板４１、流路基板４０、及び振動板３９の相対位置が規定された状態で相互を接合して流路ユニット１８が形成される。この際、第１基準穴５２ａと第２基準穴５２ｂとの間隔に応じて位置決めピン５７がスライドするので、流路基板４０に対して機械的ストレスを与えることなく位置決めを行うことができる。また、本実施形態においては、振動板３９の第２貫通穴５３ｂと、ノズル基板４１の第２貫通穴５４ｂをそれぞれ長穴としているので、流路基板４０における第１基準穴５２ａと第２基準穴５２ｂとの間隔に対して、振動板３９における第１貫通穴５３ａと第２貫通穴５３ｂとの間隔、或いは、ノズル基板４１における第１貫通穴５４ａと第２貫通穴５４ｂとの間隔に誤差がある場合には、位置決めピン５７の間隔を第１基準穴５２ａと第２基準穴５２ｂの間隔に合わせた上で、長穴と第２位置決めピン５７ｂとの間に形成される隙間によって上記の誤差を吸収することができる。したがって、流路ユニット構成部材の相対位置は、流路基板４０の第１基準穴５２ａと第２基準穴５２ｂを基準として定められる。

このように、穴同士の間隔Ｌ１が圧力室空部列４６の全長Ｌ２よりも長い第１基準穴５２ａ及び第１貫通穴５３ａ，５４ａと、第２基準穴５２ｂ及び第２貫通穴５３ｂ，５４ｂとを用いて、流路ユニット１８の各構成部材の相対位置を規定するので、各穴に挿通された位置決めピン５７から遠い位置にある流路部において、何れかの位置決めピン５７を支点とする回転方向の振れ幅を可及的に抑えることができ、その結果、より精度良く位置決めを行うことが可能となる。

治具５６上で各構成部材を積層し、部材間の接着剤を硬化させたならば、次に、各位置決めピン５７を流路ユニット構成部材の各穴５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂから取り外し（即ち、流路ユニット１８を治具５６から取り外し）、図８に示すように、振動板３９をヘッドケース２４側に向けた姿勢で、流路ユニット１８をヘッドケース２４の流路取付面３３に接合する。この際、第１基準穴５２ａ及び第１貫通穴５３ａ，５４ａには第１ケースピン３５ａを、第３基準穴５２ｃ及び第３貫通穴５３ｃ、５４ｃには第２ケースピン３５ｂをそれぞれ挿通することにより、流路ユニット１８とヘッドケース２４の相対位置を規定した状態で流路ユニット１８を流路取付面３３に固定する。本実施形態においては、第３基準穴５２ｃ及び第３貫通穴５３ｃ、５４ｃを、第１基準穴５２ａ及び第１貫通穴５３ａ，５４ａとの並び方向に長い長穴としているので、位置決めピン５７ａ，３５ｂの間隔との間に誤差がある場合には、長穴に設定された第３基準穴５２ｃ及び第３貫通穴５３ｃ、５４ｃと、第２ケースピン３５ｂとの間に生じる間隙によって誤差を吸収することができる。これにより、この誤差に基づく流路基板４０に対する機械的ストレスを防止することでき、その結果、流路基板４０にひびや割れを生じさせることなく、精度良く位置決めした状態で流路ユニット１８をヘッドケース２４に接合することが可能となる。

なお、本実施形態の変形例として、図９に示すように、ノズル基板４１と振動板３９の第３貫通穴５３ｃ、５４ｃを、流路基板４０の第３基準穴５２ｃよりも十分大きな開口（所謂バカ穴）にする構成とした場合には、流路基板４０の第１基準穴５２ａ及び第３基準穴５２ｃを基準として流路ユニット１８とヘッドケース２４を位置決めでき、また、挿通の容易性の面で第１ケースピン３５ａについては位置決めピン５７より径を小さくする必要があるのに対し第２ケースピン３５ｂは位置決めピン５７と同じ径にできるので、がたつきを抑えて、位置決め精度をより向上させることができる。

以上のように、上記記録ヘッド２では、流路基板４０の第１基準穴５２ａ及び第２基準穴５２ｂを基準としてノズル基板３９、流路基板４０、及び封止板４１の相対位置を規定した状態で各部材同士を接合した後、第１基準穴５２ａ及び第１貫通穴５３ａ，５４ａに第１ケースピン３５ａを、第３基準穴５２ｃ及び第３貫通穴５３ａ，５４ａに第２ケースピン３５ｂをそれぞれ挿通し、各ケースピン３５を基準として相対位置を規定した状態で流路ユニット１８をヘッドケース２４に固定するので、流路基板４０に機械的ストレスを与えることなく、相対位置を精度良く規定した状態で各部材同士を組み付けることが可能となる。

また、上記プリンタ１は、構成部材を精度良く位置決めした状態で組み付けられた記録ヘッド２を搭載しているので、この記録ヘッド２による吐出動作（記録動作）時においては、ノズル開口１９から規定量のインク滴を規定の速度で吐出することができ、吐出したインク滴を記録紙６に対してより高精度に着弾させることが可能となる。これにより、記録画像の品質を向上させることができる。

ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、流路基板４０における各基準穴の形状に関し、上記実施形態では、第１（１１１）面と第２（１１１）面によって平行四辺形（菱形）状に構成した例を示したが、これには限らない。例えば、エッチング残りを利用して、六角形の穴に構成することもできる。また、各基準穴の開設位置に関しても、上記実施形態で例示したものには限られない。要は、第１基準穴５２ａと第２基準穴５２ｂとの間隔Ｌ１が、圧力室空部列４６の全長Ｌ２よりも長くなり、且つ、第１基準穴５２ａの中心を通る第１（１１１）面方向の仮想延長線Ｌｖ上に第３基準穴５２ｃの中心が位置するような配置であれば、任意の配置パターンを採用することができる。

また、以上では、本発明は、上記プリンタに限らず、他の液体噴射ヘッド及び液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置等にも適用することができる。

プリンタの構成を説明する斜視図である。 記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。 記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。 流路ユニットとケースユニットを下方から見た分解斜視図である。 流路基板の構成の一例を説明する平面図である。 （ａ）は、第１基準穴及び第２基準穴の構成を説明する図、（ｂ）は、第３基準穴の構成を説明する図である。 治具を用いて流路ユニット構成部材を積層する状態を説明する断面図である。 流路ユニットをヘッドケースの流路取付面に取り付ける状態を説明する図である。 ノズル基板と振動板の第３貫通穴の変形例を説明する模式図である。 従来における流路基板の構成の一例を説明する図である。

符号の説明

１…プリンタ，２…記録ヘッド，１５…圧電振動子，１６…アクチュエータユニット，１８…流路ユニット，１９…ノズル開口，２０…共通インク室，２１…インク供給口，２２…圧力室，２４…ヘッドケース，３１…基板取付面，３３…流路取付面，３５ａ…第１ケースピン，３５ｂ…第２ケースピン，３９…振動板，４０…流路基板，４１…ノズル基板，４３…流路部，４５…圧力室空部，４６…圧力室空部列，５１…フレーム領域，５２ａ…第１基準穴，５２ｂ…第２基準穴，５２ｃ…第３基準穴，５３ａ，５４ａ…第１貫通穴，５３ｂ，５４ｂ…第２貫通穴，５３ｃ，５４ｃ…第３貫通穴，５６…治具，５７ａ…第１位置決めピン，５７ｂ…第２位置決めピン

Claims (3)

1. 圧力室となる圧力室空部を含む流路部が形成された結晶性基材からなる流路基板、複数のノズル開口が圧力室毎に対応して開設されたノズル基板、及び、流路基板の流路部の開口を封止する封止板から構成され、流路基板の一方の面にノズル基板を、他方の面に封止板をそれぞれ接合することで、共通液体室から圧力室を通ってノズル開口に至る一連の液体流路を形成する流路ユニットと、
   前記流路ユニットを固定するヘッドケースとを備えた液体噴射ヘッドであって、
   前記流路基板には、結晶性基材表面に直交する第１結晶方位面の垂直軸方向に圧力室空部を列設して圧力室空部列を形成すると共に、第１結晶方位面方向に圧力室空部列を並設し、流路部形成領域よりも外側のフレーム領域に配置された第１基準穴と、フレーム領域であって第１基準穴との間隔が圧力室空部列の全長よりも長くなる位置に配置された第２基準穴と、フレーム領域であって第１基準穴の中心を通る第１結晶方位面方向の仮想延長線上に中心が位置する第３基準穴とを開設し、
   前記第１基準穴及び前記第２基準穴を、第１結晶方位面と、当該第１結晶方位面に交差すると共に結晶性基材表面に直交する第２結晶方位面とにより、４辺の長さが等しい菱形状に構成し、
   前記第３基準穴を、第１結晶方位面を長辺とすると共に第２結晶方位面を短辺とする平行四辺形状の長穴に構成し、当該第３基準穴の短辺の寸法を第１基準穴及び第２基準穴の各辺の寸法に揃え、
   前記ノズル基板及び前記封止板において、前記流路基板の第１基準穴に対応する位置には第１貫通穴を、第２基準穴に対応する位置には第２貫通穴を、第３基準穴に対応する位置には第３貫通穴を、それぞれ開設し、
   前記ヘッドケースの流路取付面において、流路基板の第１基準穴に対応する位置には第１ケースピンを、第３基準穴に対応する位置には第２ケースピンをそれぞれ突設し、
   各ケースピンの直径は、前記第１基準穴及び前記第２基準穴の内接円の直径と同程度に揃え、
   前記内接円の直径と同程度の直径に揃えられた第１位置決めピン及び第２位置決めピンのうち、第１位置決めピンを第１基準穴及び第１貫通穴に、第２位置決めピンを第２基準穴及び第２貫通穴にそれぞれ挿通することにより、ノズル基板、流路基板、及び封止板の相対位置を規定可能とし、
   相対位置を規定した状態でノズル基板、流路基板、及び封止板を接合した後、各位置決めピンを各穴から取り外し、第１基準穴及び第１貫通穴には第１ケースピンを、第３基準穴及び第３貫通穴には第２ケースピンをそれぞれ挿通して、相対位置を規定した状態で流路ユニットをヘッドケースの流路取付面に固定したことを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記ノズル基板及び前記封止板の第２貫通穴及び第３貫通穴を、第１貫通穴との並び方向の内寸が前記内接円の直径よりも長い長穴としたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 請求項１又は請求項２に記載の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。
   
   

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