JP2007237439A - 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】紙ジャム等によってベース部材とヘッドユニットとの接合面を引き剥がすような横方向の力が高頻度で加わった場合であっても、十分な接合強度を有し、ヘッドユニットの位置ずれや脱落を生じることがなく、信頼性に優れた液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】この液滴吐出ヘッド１は、紙送り方向Ｑに直交する方向に長尺なベース部材２と、ベース部材２の下面２ａに整列して保持される複数のヘッドユニット３とを備え、紙送り方向Ｑに平行な接合面２１ａ，３１ａ間を位置決め用接着剤４で接着し、紙送り方向Ｑに垂直な接合面２１ｂ，２１ｃ，３１ｂ，３１ｃ間を補強用接着剤５で接着してベース部材２とヘッドユニット３とを接合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録用紙にインク滴を吐出するインクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。

液滴吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」ということがある）のノズルから液体を微細な液滴状にして吐出することにより情報の記録を行うインクジェット記録装置においては、従来、ヘッドを往復走査させる方式（ＰＷＡ方式）のインクジェット記録装置が用いられているが、このようなＰＷＡ方式のインクジェット記録装置において、高速印字のためにノズル数を増加すると、ヘッドの質量も増加し、ヘッド走査機構への負荷が大きくなるため、多ノズル化には限界があった。また、往復走査の反転時に、余分な走査距離（アイドルラン）が生じるため、高速化を図る上で不利になるという問題がある。このような問題を解決する方法として、印刷方向に解像度と同ピッチで多数のノズルを配置したフルライン／印字媒体幅のラインヘッドを用いた方式（ＦＷＡ方式）が知られている。このように多数のノズルを備えるラインヘッドは、一体／単体のヘッドとして製造すると、歩留りが低下したり、また、例えば、大口径シリコンプロセス装置のように高額な製造設備を必要とする等の問題がある。

そこで、比較的ノズル数の少ないヘッドユニットをライン状に複数個接続し、長尺化する技術が開示されている。例えば、金属等のベースプレート（ベース部材）上に、圧力発生素子が設けられた複数の素子基板（ユニット）をライン状に並べて接着固定し、この素子基板上にノズル及びインク流路を備えた長尺のベース部材を接合してラインヘッドを形成する構成を採用している（特許文献１参照）。また、ベース部材を用いずにヘッドチップ（ユニット）を並べて接合する構成を採用している（特許文献２参照）。さらに、フレームにヘッドチップ（ユニット）を千鳥状に配列した構成を採用している（特許文献３参照）。これらの特許文献１〜３に開示された技術は、いずれも、構成部品の中で最も歩留りの低い素子基板をユニットに分割して製造する方式（一括一体では製造しない方式）において、隣接するユニット相互間の位置決め固定における高精度化を図ったものである。
特開平１０−１８１００４号公報（段落０００１、段落００１８） 特開２００３−２６６７１０号公報（請求項１） 特開２００１−１９９０７４号公報（請求項１）

しかしながら、上述の特許文献１〜３に記載されたような、ヘッドユニットをライン状に複数個接続し、長尺化する技術の場合、位置決めのための接着剤の接合力のみであらゆる方向の力に耐えるしかない構造であり、長尺なベース部材の下面とヘッドユニット上面との接合面を引き剥がすような横方向（ベース部材の下面及びヘッドユニット上面に平行な方向）からの力が加わった場合、ベース部材からヘッドユニットが脱落してしまうという問題がある。具体的には、このようなヘッドをインクジェット記録装置に搭載した場合、紙ジャム等によって接合面を引き剥がすような横方向の力が高頻度で加わることにより、ベース部材におけるヘッドユニットの位置ずれが生じたり、ベース部材からヘッドユニットが脱落してしまうという問題がある。

従って、本発明は、紙ジャム等によってベース部材とヘッドユニットとの接合面を引き剥がすような横方向の力が高頻度で加わった場合であっても、十分な接合強度を有し、ヘッドユニットの位置ずれや脱落を生じることがなく、信頼性に優れた液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、以下の液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法が提供される。

［１］所定の送り方向に送られる吐出対象に液滴を吐出する複数のノズルを有する複数のヘッドユニットを、前記送り方向に直交する方向に整列してベース部材に固定した液滴吐出ヘッドにおいて、前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材を、角度が異なる２以上の接合面で互いに接合する接合構造を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。

上記構成の液滴吐出ヘッドによれば、ヘッドユニットおよびベース部材は、角度が異なる２以上の接合面で接合されるため、紙ジャム等によってベース部材とヘッドユニットとの接合面を引き剥がすような横方向の力が高頻度で加わった場合であっても、十分な接合強度を有し、ヘッドユニットの位置ずれや脱落を生じることがなく、信頼性に優れた液滴吐出ヘッドとすることができる。「吐出対象」には、用紙、プラスチック板、布等が含まれる。「角度が異なる２以上の接合面」には、送り方向に平行な面と送り方向に垂直な面、送り方向に対して傾斜した面と送り方向に垂直な面、送り方向に平行な面と送り方向に垂直な方向に対して傾斜した面の組合せでもよい。

［２］前記接合構造は、前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材の一方に設けられた凹部と、前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材の他方に設けられ、前記凹部に嵌入する嵌入部とを備え、前記送り方向に平行な１つの前記接合面と、前記送り方向に垂直な２つの前記接合面とを有することを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、横方向の力に対する接合強度を高めることができ、信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを確実に実現することができる。

［３］前記接合構造は、前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材の一方に設けられた凹部と、前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材の他方に設けられ、前記凹部に嵌合する凸部とを備え、前記送り方向に平行な３つの前記接合面と、前記送り方向に垂直な２つの前記接合面とを有することを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、横方向の力に対する接合強度を高めることができ、信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを確実に実現することができる。

［４］前記凹部は、前記ベース部材側に設けられ、前記送り方向に垂直な部分が前記ヘッドユニットの側面の全体を覆うように延伸して構成されていることを特徴とする前記［２］に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、紙ジャム等の際に紙等がヘッドユニットの側面に衝突して接合面を引き剥がすような横方向の力が発生するのを防止することができる。

［５］前記接合構造は、前記ヘッドユニットまたは前記ベース部材にネジ等の締結部材によって固定された中間部材を備え、前記中間部材に前記ヘッドユニットまたは前記ベース部材の代わりに前記凹部、前記嵌入部、あるいは前記凸部が設けられたことを特徴とする前記［２］、［３］又は［４］に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、ヘッドユニットの位置決め精度を高精細に保持したまま長尺の液滴吐出ヘッドを製造することができるとともに、損傷等によって液滴の吐出不良を生じ、交換すべきものとなったヘッドユニットだけを選択的に交換することができる。

［６］前記２以上の接合面は、それぞれ異種の前記接着剤で接合されていることを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、例えば、位置決め用接着剤、補強用接着剤等の多様な接着剤を、用途に応じて的確に用いることができる。

［７］前記異種の接着剤として、前記送り方向に平行な前記接合面に配設された位置決め用接着剤と、前記送り方向に垂直な前記接合面に配設された補強用接着剤とを含むことを特徴とする前記［２］又は［３］に記載の液滴吐出ヘッド。

このように構成することによって、接着剤の塗布量に関して二律背反的な、位置決め用接着剤と補強用接着剤との塗布量を的確に調整して、位置決め精度を高精細に保持したまま接着強度を向上させることができる。すなわち、接着剤に関して、位置決め用の場合は、硬化収縮を抑制する意味で塗布量（塗布面積）を小さくした方が有利であるが、補強用の場合は、接着力を増大させる意味で塗布量（塗布面積）を多くした方が有利であり、１種類の接着剤を用いたのでは、この問題を解決することは不可能である。本発明の場合、上述のように、２つ以上の異なる接合面に、機能の異なる接着剤を適材適所に用いることによって、具体的には、位置決め用接着剤の塗布量を適度に抑制して所定の面に塗布するとともに、それとは別の所定の表面に補強用接着剤を追加的に塗布することによって。位置決め精度を高精細に保持したまま接着強度を向上させることができる。

［８］前記位置決め用接着剤は、光硬化型接着剤であることを特徴とする前記［７］に記載の液滴吐出ヘッド。光硬化型接着剤は硬化速度が早く熱収縮が小さいため、高精細な位置決め精度を実現することができる。

［９］吐出対象を所定の送り方向に搬送する搬送機構と、前記吐出対象に液滴を吐出する複数のノズルを有する複数のヘッドユニットと、前記複数のヘッドユニットを前記送り方向に整列して固定するベース部材とを有する液滴吐出装置において、前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材を、角度が異なる２以上の接合面で互いに接合する接合構造を有することを特徴とする液滴吐出装置。

上記構成の液滴吐出装置によれば、ヘッドユニットおよびベース部材は、角度が異なる２以上の接合面で接合されるため、紙ジャム等によってベース部材とヘッドユニットとの接合面を引き剥がすような横方向の力が高頻度で加わった場合であっても、十分な接合強度を有し、ヘッドユニットの位置ずれや脱落を生じることがなく、信頼性に優れた液滴吐出装置とすることができる。

［１０］所定の送り方向に送られる吐出対象に液滴を吐出する複数のノズルを有する複数のヘッドユニットを、前記送り方向に直交する方向に整列してベース部材に固定する液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材に設けられた、角度が異なる２以上の接合面に接着剤を塗布する塗布工程と、前記接着剤が塗布された前記２以上の接合面で前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材を接合する接合工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。

上記構成の液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、十分な接合強度を有し、ヘッドユニットの位置ずれや脱落を生じることがなく、信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを効率よく製造することができる。

［１１］前記塗布工程は、前記２以上の接合面にそれぞれ異種の接着剤を塗布することを特徴とする前記［１０］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、例えば、位置決め用接着剤、補強用接着剤等の多様な接着剤を、用途に応じて的確に用いることができる。

［１２］前記塗布工程は、前記異種の接着剤として、前記複数のヘッドユニットの位置決め前に塗布され、その位置決め後に硬化する位置決め用接着剤と、前記位置決め用接着剤が硬化した後に硬化する補強用接着剤とを用いることを特徴とする前記［１１］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。この構成によれば、位置決め完了後に強固な接着強度が得られる。

［１３］前記塗布工程は、前記位置決め用接着剤の塗布面積が前記補強用接着剤の塗布面積よりも小さいことを特徴とする前記［１２］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。位置決め用接着剤の塗布面積（塗布量）を補強用接着剤の塗布面積（塗布量）よりも小さくすることにより、位置決め用接着剤の硬化収縮を抑制することができ、位置決め精度を高精細に保持したまま接着強度を向上させることができる。

本発明によって、紙ジャム等によってベース部材とヘッドユニットとの接合面を引き剥がすような横方向の力が高頻度で加わった場合であっても、十分な接合強度を有し、ヘッドユニットの位置ずれや脱落を生じることがなく、信頼性に優れた液滴吐出ヘッド及びその効率的な製造方法が提供される。

［第１の実施の形態］
（液滴吐出ヘッドの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを示し、図１は斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。

この液滴吐出ヘッド１は、図１に示すように、紙送り方向Ｑに直交する方向Ｒに長尺なベース部材２と、用紙Ｐに液滴を吐出する複数のヘッドユニット３と、方向Ｒに整列した複数のヘッドユニット３をベース部材２の下面２１ａに接合する接合構造とを備える。以下に、その接合構造について説明する。

（接合構造）
ベース部材２は、図２に示すように、紙送り方向Ｑの両側にＬ字形部２ａをそれぞれ有し、一対のＬ字形部２ａにより嵌入部としてのヘッドユニット３が嵌入する凹部を構成している。また、一対のＬ字形部２ａのうち、用紙Ｐが進入する側のＬ字形部２ａは、紙送り方向Ｑに垂直な部分の延伸部２ｂが、ヘッドユニット３の側面３１ｂの１全体を覆うように延伸している。

ベース部材２の下面（接合面）２１ａとヘッドユニット３の上面（接合面）３１ａは、紙送り方向Ｑに平行な接合面となり、ベース部材２のＬ字形部２ａの内側の面（接合面）２１ｂ，２１ｃとヘッドユニット３の側面（接合面）３１ｂ，３１ｃが紙送り方向Ｑに垂直な接合面となる。そして、紙送り方向Ｑに平行な接合面２１ａ，３１ａ間を位置決め用接着剤４により接着し、紙送り方向Ｑに垂直な接合面２１ｂ，２１ｃ，２１ａ，３１ａ間を補強用接着剤５により接着している。

位置決め用接着剤４は、位置決め精度を高精細に保持する関係で塗布量を制限する観点から、１つの接合面２１ａ，３１ａ間であって小面積の領域に、また、補強用接着剤５は、十分な接合強度を実現する観点から２つの接合面２１ｂ，２１ｃ，２１ａ，３１ａ間であって、位置決め用接着剤４の塗布領域よりも大面積の領域に配設している。位置決め用接着剤４としては、例えば、硬化速度が速く、熱収縮が小さい透明なアクリル系接着剤等の光（紫外線）硬化型接着剤を好適例として挙げることができる。また、補強用接着剤５としては、例えば、硬化速度が遅く、接着力が大きく、加熱等が不要で扱い易く、熱収縮も小さいエポキシ系接着剤等の二液室温硬化型接着剤を好適例として挙げることができる。

ベース部材２は、図１に示すように、長尺な棒状の部材であって、耐インク腐食性、寸法安定性及び剛性を有する、ＳＵＳ等の金属から構成されることが好ましいが、位置決め用接着剤４として、光（紫外線）硬化型接着剤を用いる場合は、アクリル等の光（紫外線）透過材料から形成することが好ましい。

（ヘッドユニットの構成）
図３〜図５は、本発明の第１の実施の形態に用いられるヘッドユニットを示し、図３は平面図、図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は、分解斜視図である。なお、図３および図５は、フレキシブルプリント配線基板の図示を省略している。

ヘッドユニット３は、図３に示すように、略平行四辺形の振動板３７と、振動板３７上に配置された複数の圧電素子３８と、複数の圧電素子３８に対向する位置に形成された複数のノズル３２ａとを有し、複数の圧電素子３８を覆うように、圧電素子３８に電圧を印加するためのフレキシブルプリント配線基板（以下「ＦＰＣ」という。）４２（図４参照）を設け、ＦＰＣ４２を介して圧電素子３８を駆動することにより、内部に貯留されている液体がノズル３２ａから液滴として吐出するように構成されている。なお、同図では、圧電素子３８が１８個図示されているが、実際は１０２４個配置されている。

また、ヘッドユニット３は、図４に示すように、ノズル３２ａが形成されたノズルプレート３２を有し、このノズルプレート３２の吐出側と反対側の面（裏面）に、連通孔３３ａ及び液プール３３ｂを有するプールプレート３３と、連通孔３４ａ、供給孔３４ｂ及び供給路３４ｃ（図５参照）を有する第１の供給孔プレート３４Ａと、連通孔３５ａ、供給路３５ｂ及び供給路３５ｃ（図５参照）を有する供給路プレート３５と、連通孔３４ａ、供給孔３４ｂ及び供給路３４ｃ（図５参照）を有する第２の供給孔プレート３４Ｂと、圧力発生室３６ａ及び供給孔３６ｂ（図３参照）を有する圧力発生室プレート３６と、上記振動板３７と、上記圧電素子３８と、上記ＦＰＣ４２を順次積層して構成されている。

圧電素子３８は、上面に個別電極３８ａ、下面に共通電極３８ｂがスパッタリング等により形成されている。下面の共通電極３８ｂは、導電性接着剤により振動板３７に電気的に接続され、振動板３７を介して接地されている。圧電素子３８の上面の個別電極３８ａは、ハンダによりＦＰＣ４２の導電パターン４２ａに接続されている。また、圧電素子３８は、少なくとも液滴を吐出するために必要とされる面積が圧力発生室３６ａに対応する振動板３７の部分に接合されている。

（液滴吐出ヘッドの製造方法）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを製造する工程図である図６を参照しつつ、液滴吐出ヘッド１の製造方法を説明する。

図６（ａ）に示すように、各ヘッドユニット３のノズル３２ａが形成された表面とは反対側の上面３１ａに光硬化型の位置決め用接着剤４を塗布、配設する。次に、光硬化型の位置決め用接着剤４が塗布、配設された各ヘッドユニット３を、所定の位置に整列させ（アライメントし）、ベース部材２を所定の高さまで降下させて、ベース部材２の下面２１ａに、ヘッドユニット３のノズル３２ａが形成された表面とは反対側の上面３１ａを対向させた状態で各ヘッドユニット３に密着させる。次に、光（紫外線）を照射して高精細な位置決め精度を保持したまま位置決め用接着剤４を硬化させて固定する。

次に、図６（ｂ）に示すように、ベース部材２のＬ字形部２ａの内側の接合面２１ｂ，２１ｃとヘッドユニット３の側面の接合面３１ｂ，３１ｃとの間に、二液室温硬化型の補強用接着剤５を塗布、配設し、所定時間で硬化させる。このようにして、液滴吐出ヘッド１を製造することができる。

（第１の実施の形態の効果）
上述した第１の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（イ）紙送り方向Ｑに平行な接合面２１ａ，３１ａで接合するだけでなく、紙送り方向Ｑに垂直な接合面２１ｂ，２１ｃ，３１ｂ，３１ｃでも接合しているので、横方向の力に対する接合強度を高めることができ、信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを確実に実現することができる。
（ロ）用紙Ｐが進入する側のＬ字形部２ａの延伸部２ｂがヘッドユニット３の側面３１ｂの全体を覆っているので、紙ジャム等の際に用紙Ｐがヘッドユニット３の側面３１ｂに衝突しないため、接合面を引き剥がすような横方向の力が発生するのを防止することができる。
（ハ）紙送り方向Ｑに平行な接合面２１ａ，３１ａ間に、位置決め用接着剤４を用い、紙送り方向Ｑに垂直な接合面２１ｂ，２１ｃ，１ｂ，３１ｃ間に、補強用接着剤５を用いたため、位置決め精度を高精細に保持したまま接着強度を向上させることができる。

なお、紙送り方向Ｑが双方向の場合は、ベース部材の両側に延伸部２ｂを設けてもよい。これにより、紙ジャム等の際に用紙Ｐがヘッドユニット３の両側面３１ｂ，３１ｃに衝突しないため、接合面を引き剥がすような横方向の力が発生するのを防止することができる。

［第２の実施の形態］
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを示す。本実施の形態は、第１の実施の形態において、紙送り方向Ｑを双方とし、一対のＬ字形部２ａによって構成された凹部に嵌合する凸部を構成するようにヘッドユニット３の紙送り方向Ｑの両端に切欠き部３ａを設けたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

ベース部材２の下面（接合面）２１ａとヘッドユニット３の上面（接合面）３１ａ、およびＬ字形部２ａの端面とヘッドユニット３の切欠き部３ａの上面は、紙送り方向Ｑに平行な接合面となり、ベース部材２のＬ字形部２ａの内側の面（接合面）２１ｂ，２１ｃとヘッドユニット３の側面（接合面）３１ｂ，３１ｃが紙送り方向Ｑに垂直な接合面となる。そして、紙送り方向Ｑに平行な接合面２１ａ，３１ａ間を位置決め用接着剤４により接着し、切欠き部３ａの接合面間を補強用接着剤５により接着している。

（第２の実施の形態の製造方法）
本実施の形態においても、各ヘッドユニット３の上面３１ａに光硬化型の位置決め用接着剤４を塗布、配設する。次に、各ヘッドユニット３を所定の位置に整列させ（アライメントし）、ベース部材２を所定の高さまで降下させて、ベース部材２の下面２１ａに、ヘッドユニット３の上面３１ａを密着させる。次に、光（紫外線）を照射して位置決め用接着剤４を硬化させて固定する。次に、各ヘッドユニット３の切欠き部３ａの接合面間に二液室温硬化型の補強用接着剤５を塗布、配設し、所定時間で硬化させる。このようにして、液滴吐出ヘッド１が製造される。

（第２の実施の形態の効果）
上述した第２の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（イ）ヘッドユニット３として両端に切欠き部３ａが形成されたものを用いていることから、切欠き部３ａの接合面間に補強用接着剤５を効率よく配設することができ、かつヘッドユニット３及びベース部材２を確実に固定することができる。
（ロ）補強用接着剤５を紙送り方向Ｑに垂直な面だけでなく、平行な面にも塗布しているので、垂直方向だけでなく、横方向の接合強度を向上させることができる。

［第３の実施の形態］
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。本実施の形態は、第１の実施の形態において、紙送り方向Ｑを双方向とし、ベース部材２は、Ｌ字形部２ｂの代わりに、下面２１ａに一対の突起部（凸部）２ｃを設け、ヘッドユニット３の上面３１ａに突起部２ｃに嵌合する一対の嵌合溝部（凹部）３ｂを設けたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

（第３の実施の形態の製造方法）
本実施の形態は、各ヘッドユニット３の上面３１ａに光硬化型の位置決め用接着剤４を塗布、配設する。次に、各ヘッドユニット３を所定の位置に整列させ（アライメントし）、ベース部材２を所定の高さまで降下させて密着させる。次に、光（紫外線）を照射して高精細な位置決め精度を保持したまま位置決め用接着剤４を硬化させて固定する。次に、各ヘッドユニット３の嵌合溝部３ｂに二液室温硬化型の補強用接着剤５を塗布、配設し、所定時間で硬化させる。このようにして、液滴吐出ヘッド１を製造することができる。

（第３の実施の形態の効果）
上述した第３の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（イ）ベース部材２の突起部２ｃと、ヘッドユニット３の嵌合溝部３ｂとを嵌合して接合しているので、横方向の力に対する接合強度を高めることができ、信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを確実に実現することができる。
（ロ）ベース部材２の突起部２ｃに相補的に嵌合する嵌合溝部３ｂをヘッドユニット３に設けたので、補強用接着剤５を効率よく配設することができ、かつヘッドユニット３及びベース部材２を確実に固定することができる。このため、横方向の力に対する接合強度を高めることができ、信頼性に優れた液滴吐出ヘッドを確実に実現することができる。

［第４の実施の形態］
図９は、本発明の第４の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。本実施の形態は、第１の実施の形態において、ベース部材２のＬ字形部２ａをベース部材２から切り離してＬ字形の一対の中間部材６を用いたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。中間部材６は、図示しないネジ等の締結部材によってベース部材２に着脱可能に取り付けられる。製造方法は、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

一対の中間部材６のうち、用紙Ｐが進入する側の中間部材６は、ヘッドユニット３の側面３１ｂの全体を覆うように延伸した延伸部６ａを有している。

ベース部材２に取り付けられた中間部材６の下面６１ａとヘッドユニット３の上面３１ａとは、位置決め用接着剤４により接着され、中間部材６の内側の面６１ｂ，６１ｃとヘッドユニット３の側面３１ｂ，３１ｃとは補強用接着剤５により接着される。

（第４の実施の形態の効果）
この第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を有する他、ベース部材２とヘッドユニット３とを中間部材６を介して接合することにより、損傷等によって液滴の吐出不良を生じ、交換すべきものとなったヘッドユニット３だけを選択的に交換することができる。

［第５の実施の形態］
図１０は、本発明の第５の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。本実施の形態は、第２の実施の形態において、ベース部材２のＬ字形部２ａをベース部材２から切り離してＬ字形の一対の中間部材６を用いたものであり、他は第２の実施の形態と同様に構成されている。中間部材６は、図示しないネジ等の締結部材によってベース部材２に着脱可能に取り付けられる。製造方法は、第２の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

ベース部材２に取り付けられた中間部材６の下面６１ａとヘッドユニット３の上面３１ａとは、位置きめ用接着剤４により接着され、中間部材６の紙送り方向Ｑに垂直な方向の端面とヘッドユニット３の切欠き部３ａの上面、中間部材６の内側の面６１ｂ，６１ｃとヘッドユニット３の切欠き部３ａの側面３１ｂ，３１ｃとは、補強用接着剤５により接着される。

（第５の実施の形態の効果）
この第５の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の効果を有する他、ベース部材２おヘッドユニット３とを中間部材６を介して接合することにより、損傷等によって液滴の吐出不良を生じ、交換すべきものとなったヘッドユニット３だけを選択的に交換することができる。

［第６の実施の形態］
図１１は、本発明の第６の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。本実施の形態は、第１の実施の形態において、紙送り方向Ｑを双方向とし、ベース部材２の下面２１ａに平板状の中間部材６を図示しないネジ等の締結部材によって取り付け、ヘッドユニット３の上面３１ａに一対の突起部３ｃを設けたものであり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。製造方法は、第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。

中間部材６の下面６１ａとヘッドユニット３の上面３１ａとは、位置決め接着剤４により接着され、中間部材６の内側の端面と突起部３ｃの外側の面とは、補強用接着剤５により接着される。

（第６の実施の形態の効果）
上述した第６の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様を有する他、以下の効果が得れる。
（イ）ベース部材２とヘッドユニット３とを中間部材６を介して接合することにより、損傷等によって液滴の吐出不良を生じ、交換すべきものとなったヘッドユニット３だけを選択的に交換することができる。
（ロ）ベース部材２には、突起部３ｃと相補的な嵌合溝部を形成しないですむことから、製造工程を簡易化することができる。

［第７の実施の形態］
図１２は、本発明の第７の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを断面図である。本実施の形態は、第６の実施の形態において、ヘッドユニット３に一対の突起部３ｃを設ける代わりに紙送り方向Ｑの両側に切欠き部３ａを形成して凸部を形成したものであり、他は第６の実施の形態と同様に構成されている。製造方法は、第６の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

中間部材６の下面６１ａとヘッドユニット３の切欠き部３ａの上面３１ａとは、位置決め接着剤４により接着され、中間部材６の内側の端面とヘッドユニット３の切欠き部３ａの側面とは、補強用接着剤５により接着される。

（第７の実施の形態の効果）
上述した第７の実施の形態によれば、第６の実施の形態と同様に、損傷等によって液滴の吐出不良を生じ、交換すべきものとなったヘッドユニット３だけを選択的に交換することができる。また、ベース部材２には、切欠き部３ａと相補的な突起部を形成しないですむことから、製造工程を簡易化することができる。

［第８の実施の形態］
（カラープリンタの構成）
図１３は、本発明の第８の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタの構成図である。このカラープリンタ１００は、略箱型状の筐体１０１を有し、筐体１０１内の下部に、用紙Ｐを収容する給紙トレイ１２０、筐体１０１内の上部に、記録済みの用紙Ｐが排出される排紙トレイ１２１を各々配設し、給紙トレイ１２０から記録位置１０２を経由して排紙トレイ１２１に至る主搬送路１３１ａ〜１３１ｅ、及び排紙トレイ１２１側から記録位置１０２側に至る反転搬送路１３２に沿って用紙Ｐを搬送する搬送機構１３０を有している。

記録位置１０２には、図１に示す液滴吐出ヘッド１の４つをそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドユニット１４１（１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋ）として用紙Ｐの搬送方向に配列して液滴吐出ヘッドアレイを構成している。詳細の配置は、後述する。

また、カラープリンタ１００は、用紙Ｐを吸着する吸着手段としての帯電ロール１４３と、無端ベルト１３５を介して液滴吐出ヘッドユニット１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋに対向して配置されたプラテン１４４と、液滴吐出ヘッドユニット１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋの近傍に配置されたメンテナンスユニット１４５と、本カラープリンタ１００の各部を制御するとともに、画像信号に基づいて液滴吐出ヘッドユニット１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋを構成するヘッドユニット３の圧電素子３８に駆動電圧を印加し、ノズル３２ａからインク滴を吐出させ、用紙Ｐ上のカラー画像を記録する図示しない制御部とを備える。

液滴吐出ヘッドユニット１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋは、用紙Ｐの幅以上の有効印字領域を有する。なお、液滴を吐出させる方法として、圧電方式を用いたが、特に制限はなく、例えば、サーマル方式等の汎用されている方式を適宜用いることができる。

液滴吐出ヘッドユニット１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋの上部には、液滴吐出ヘッドユニット１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋに対応する色のインクを収容するインクタンク１４２Ｙ、１４２Ｍ、１４２Ｃ、１４２Ｋを配設している。各インクタンク１４２Ｙ、１４２Ｍ、１４２Ｃ、１４２Ｋからは、インクが各液滴吐出ヘッド１に図示しない配管を経由して供給されるように構成されている。

インクタンク１４２Ｙ、１４２Ｍ、１４２Ｃ、１４２Ｋに収容されるインクとしては特に制限はなく、例えば、水性、油性、溶剤系等の汎用されているインクを適宜用いることができる。

搬送機構１３０は、給紙トレイ１２０から用紙Ｐを１枚ずつ取り出して主搬送路１３１ａに供給するピックアップロール１３３と、主搬送路１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｄ、１３１ｅ、及び反転搬送路１３２の各部に配置され、用紙Ｐを搬送する複数の搬送ロール１３４と、記録位置１０２に設けられ、用紙Ｐを排紙トレイ１２１方向に搬送する無端ベルト１３５と、無端ベルト１３５が張架された駆動ロール１３６及び従動ロール１３７と、搬送ロール１３４及び駆動ロール１３６を駆動する図示しない駆動モータとを備える。

（カラープリンタの動作）
次に、カラープリンタ１００の動作を説明する。搬送機構１３０は、制御部の制御の下に、ピックアップロール１３３及び搬送ロール１３４を駆動し、給紙トレイ１２０から用紙Ｐを取り出して主搬送路１３１ａ，１３１ｂに沿って搬送する。用紙Ｐが無端ベルト１３５の近傍に差し掛かると、帯電ロール１４３の静電吸着力によって用紙Ｐに電荷が付与され、用紙Ｐは無端ベルト１３５に吸着する。

無端ベルト３５は、駆動ロール３６の駆動によって回転移動し、用紙Ｐが記録位置１０２に搬送されると、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋによってカラー画像が記録される。

すなわち、図４に示すヘッドユニット３の液プール３３ｂは、インクタンク１４２Ｙ、１４２Ｍ、１４２Ｃ、１４２Ｋから供給されたインクで満たされており、液プール３３ｂからインクが供給孔３４ｂ及び供給路３５ｂを介して圧力発生室３６ａに供給され、圧力発生室３６ａにインクが貯留している。制御部が、画像信号に基づいて複数の圧電素子３８に駆動電圧を選択的に印加すると、振動板３７は圧電素子３８の変形に伴ってたわみ、これにより、圧力発生室３６ａ内の容積が変化し、圧力発生室３６ａに貯留しているインクが連通孔３３ａ〜３５ａを介してノズル３２ａからインク滴として用紙Ｐ上に吐出し、用紙Ｐに画像を記録する。用紙Ｐは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像が順次上書きされ、カラー画像が記録される。

カラー画像が記録された用紙Ｐは、搬送機構１３０によって主搬送路１３１ｄを経由して排紙トレイ１２１に排出される。

なお、両面記録モードが設定されている場合は、排紙トレイ１２１に一旦排出された用紙Ｐは、再び主搬送路１３１ｅに戻り、反転搬送路１３２を経由して再び主搬送路１３１ｂを経由して記録位置１０２に搬送され、液滴吐出ヘッドユニット１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋによって前回記録された用紙Ｐの面と反対の面にカラー画像が記録される。

（第８の実施の形態の効果）
上述した第８の実施の形態によれば、紙ジャム等が発生してもヘッドユニット１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋが脱落することが無いため、信頼性の高いカラープリンタを提供することができる。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、発明の要旨を変更しない範囲内で種々変形実施が可能である。各実施の形態の構成要素は、発明の要旨を変更しない範囲内で任意に組み合わせることができる。

例えば、上記第１乃至第７の実施の形態では、位置決め用接着剤を塗布して硬化させた後、補強用接着剤を塗布し、硬化させたが、両接着剤の塗布する順序は限定されない。例えば、位置決め用接着剤と補強用接着剤を同時に塗布し、位置決め用接着剤を硬化させた後、補強用接着剤を硬化させてもよい。また、補強用接着剤を塗布した後、位置決め用接着剤を塗布して硬化させた後、補強用接着剤を硬化させてもよい。

また、第８の実施の形態のカラープリンタにおいて、液滴吐出ヘッドとして、第２乃至第７の実施の形態の液滴吐出ヘッドを用いることができる。

また、ベース部材２に設けた接合構造とヘッドユニット３に設けた接合構造とを入れ替えてもよい。

また、中間部材をヘッドユニット側にネジ等の締結部材によって締結し、中間部材とベース部材との間を接着剤によって接合してもよい。

本発明は、液滴を吐出することによって高精細な画像情報のパターンを形成することが要請される各種産業分野、例えば、高分子フィルムやガラス表面上にインクジェット法を用いてインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルタを形成したり、半田ペーストを基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したり、回路基板の配線を形成する等の電気・電子工業分野、ガラス基板等に反応試薬を吐出してサンプルとの反応を検査するバイオチップを製造する医療分野等で有効に利用される。

本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第１の実施の形態に用いられるヘッドユニットの平面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 図３の分解斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを製造する工程図である。 本発明の第２の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。 本発明の第６の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。 本発明の第７の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。 本発明の第８の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタの構成図である。

符号の説明

１ 液滴吐出ヘッド
２ ベース部材
２ａ Ｌ字形部
２ｂ 延伸部
２ｃ 突起部
３ ヘッドユニット
３ａ 切欠き部
３ｂ 嵌合溝部
３ｃ 突起部
４ 位置決め用接着剤
５ 補強用接着剤
６ 中間部材
６ａ 延伸部
２１ａ ベース部材の下面（接合面）
２１ｂ，２１ｃ ベース部材の内側の面（接合面）
３１ａ ヘッドユニットの上面（接合面）
３１ｂ，３１ｃ ヘッドユニットの側面（接合面）
３２ ノズルプレート
３２ａ ノズル
３３ プールプレート
３３ａ 連通孔
３３ｂ 液プール
３４Ａ，３４Ｂ 供給孔プレート
３４ａ 連通孔
３４ｂ 供給孔
３４ｃ 供給路
３５ 供給路プレート
３５ａ 連通孔
３５ｂ，３５ｃ 供給路
３６ 圧力発生室プレート
３６ａ 圧力発生室
３６ｂ 供給孔
３７ 振動板
３７ａ 供給孔
３８ 圧電素子
３８ａ 個別電極
３８ｂ 共通電極
４２ フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）
４２ａ 導通パターン
６１ａ 下面（接合面）
６１ｂ，６１ｃ 内側の面（接合面）
Ｐ 用紙
Ｑ 紙送り方向

Claims (13)

1. 所定の送り方向に送られる吐出対象に液滴を吐出する複数のノズルを有する複数のヘッドユニットを、前記送り方向に直交する方向に整列してベース部材に固定した液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材を、角度が異なる２以上の接合面で互いに接合する接合構造を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記接合構造は、前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材の一方に設けられた凹部と、前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材の他方に設けられ、前記凹部に嵌入する嵌入部とを備え、前記送り方向に平行な１つの前記接合面と、前記送り方向に垂直な２つの前記接合面とを有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
3. 前記接合構造は、前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材の一方に設けられた凹部と、前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材の他方に設けられ、前記凹部に嵌合する凸部とを備え、前記送り方向に平行な３つの前記接合面と、前記送り方向に垂直な２つの前記接合面とを有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
4. 前記凹部は、前記ベース部材側に設けられ、前記送り方向に垂直な部分が前記ヘッドユニットの側面の全体を覆うように延伸して構成されていることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
5. 前記接合構造は、前記ヘッドユニットまたは前記ベース部材にネジ等の締結部材によって固定された中間部材を備え、前記中間部材に前記ヘッドユニットまたは前記ベース部材の代わりに前記凹部、前記嵌入部、あるいは前記凸部が設けられたことを特徴とする請求項２、３又は４に記載の液滴吐出ヘッド。
6. 前記２以上の接合面は、それぞれ異種の前記接着剤で接合されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
7. 前記異種の接着剤として、前記送り方向に平行な前記接合面に配設された位置決め用接着剤と、前記送り方向に垂直な前記接合面に配設された補強用接着剤とを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の液滴吐出ヘッド。
8. 前記位置決め用接着剤は、光硬化型接着剤であることを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出ヘッド。
9. 吐出対象を所定の送り方向に搬送する搬送機構と、
   前記吐出対象に液滴を吐出する複数のノズルを有する複数のヘッドユニットと、
   前記複数のヘッドユニットを前記送り方向に整列して固定するベース部材とを有する液滴吐出装置において、
   前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材を、角度が異なる２以上の接合面で互いに接合する接合構造を有することを特徴とする液滴吐出装置。
10. 所定の送り方向に送られる吐出対象に液滴を吐出する複数のノズルを有する複数のヘッドユニットを、ベース部材に前記送り方向に直交する方向に整列して固定する液滴吐出ヘッドの製造方法において、
    前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材に設けられた、角度が異なる２以上の接合面に接着剤を塗布する塗布工程と、
    前記接着剤が塗布された前記２以上の接合面で前記ヘッドユニットおよび前記ベース部材を接合する接合工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
11. 前記塗布工程は、前記２以上の接合面にそれぞれ異種の接着剤を塗布することを特徴とする請求項１０に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
12. 前記塗布工程は、前記異種の接着剤として、前記複数のヘッドユニットの位置決め前に塗布され、その位置決め後に硬化する位置決め用接着剤と、前記位置決め用接着剤が硬化した後に硬化する補強用接着剤とを用いることを特徴とする請求項１１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
13. 前記塗布工程は、前記位置決め用接着剤の塗布面積が前記補強用接着剤の塗布面積よりも小さいことを特徴とする請求項１２に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。

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