JP2008143012A - 液滴吐出ヘッド、画像形成装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層されるプレート間の積層精度が高く、吐出の安定性及び印字品質等の吐出特性に優れた液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び液滴吐出ヘッドの効率的な製造方法を提供する。
【解決手段】流路部材Ｒを構成する供給路プレート５、第２の供給孔プレート４Ｂ、及び圧力発生室プレート６には、プレートの縁側の、圧力発生室及び液体供給路に干渉しない位置に、厚さ方向に貫通するアライメント積層用の吸着孔９を有するとともに、第２の供給孔プレート４Ｂの上面に、隣接する供給路プレート５の下面に達するとともにプレート中央側に延びる吸着溝１０を有し、かつノズルプレート２と複数枚の流路プレートからなる流路部材Ｒとは、吸着経路としての吸着孔９及び吸着溝１０を介して流路部材Ｒを構成する複数枚の積層プレートＳのそれぞれを吸着により保持して積層するアライメント積層法によって順次積層されてなるように構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド、画像形成装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。

吐出口（ノズル）からインク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ヘッドは、例えば、インクの流路が形成されたステンレス鋼（ＳＵＳ）からなる流路板を積層することによって構成される。複数枚の流路板（流路プレート）等の積層板（積層プレート）を積層接合し、３次元な流路を形成するに際し、積層方法として、流路の積層精度を確保するため、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ：半導体を用いた記憶媒体）等を用い各板（プレート）の積層位置を位置決め（アライメント）しながら積層する方法（位置決め積層法：アライメント積層法）が採用されている。

このアライメント積層法には、積層ステージ等にアライメント積層した積層プレートを保持する機構が必要となり、その機構として、各積層プレートを真空吸着にて保持する方法が用いられているが、積層しながら順次積層プレートを保持するため、（１）積層ステージに、各積層プレートを保持するための吸着孔を設ける構成、及び（２）先に積層される積層プレートには、次に積層される積層プレートを吸着するための貫通孔を設ける構成等が必要となる。このため、最初にアライメント積層される積層プレートには、後に積層される全積層プレートと同数以上の多数の吸着孔が必要となる。

また、吸着孔及び貫通孔が形成される位置は、積層プレート内部に形成された流路と干渉しない積層プレートの端部となる。

ワークを効率よく吸着する技術として、溝によって連通した複数の吸引口を備えたワーク（基板）搬送テーブルが開示されている（特許文献１参照）。この特許文献１に開示された基板搬送テーブルは、第１の板と該第１の板の下側に重ねて接合された第２の板とを有する基台と、基板を負圧により吸着するための複数の吸引口とを備えるもので、基台の内部には、第１の板の接合面側に溝を形成することにより、吸引口への吸引流路が形成されている。
特開２００４−１７２３２１号公報

本発明は、吸引位置の設計自由度を向上させて積層されるプレート間の積層精度を高くし、吐出の安定性に優れた液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び液滴吐出ヘッドの効率的な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、本発明によれば、以下の液滴吐出ヘッド、画像形成装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法が提供される。

［１］液滴を吐出する複数の吐出口を有する吐出口板と、前記吐出口に連通した圧力発生室及び前記圧力発生室に液体を供給する液体供給路を有する複数枚の流路板からなる流路部材とを備え、前記流路部材を構成する前記流路板は、板の縁側の、前記圧力発生室及び前記液体供給路に干渉しない位置に、厚さ方向に貫通する位置決め積層用の吸着孔を有するとともに、前記流路板の少なくとも１枚は、その上面及び／又は下面に、前記少なくとも１枚の流路板又は隣接する前記流路板の前記吸着孔に連通するとともに、板中央側に延びる吸着溝を有し、かつ前記吐出口板及び前記流路部材は、前記吸着孔及び前記吸着溝を介し、吸引により保持され順次積層されてなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。

［２］前記流路部材を構成する前記流路板の互いに隣接する２枚は、対向する上面及び下面にそれぞれ互いに連通する吸着溝を有し、かつ前記吐出口板及び前記流路部材は、前記吸着孔、及び前記吸着溝を介し、吸引により保持され順次積層されてなることを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出ヘッド。

［３］前記吸着溝を有する前記流路板は、前記吸着溝から前記吸着溝が形成された表面とは反対側の表面に貫通して、隣接する前記流路板の表面に達するか又は隣接する前記流路板に形成された前記吸着溝に連通する第２の吸着孔をさらに有し、かつ前記吐出口板及び前記流路部材は、前記吸着孔、前記吸着溝及び前記第２の吸着孔を介し、吸引により保持して順次積層されてなることを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出ヘッド。

［４］液滴を供給する流路板の厚さ方向に形成された位置決め積層用の吸着孔、及び少なくとも１枚の前記流路板の上面及び/又は下面に形成されるとともに前記吸着孔に連通する吸着溝を介し、複数の前記流路板を吸引により保持して順次積層することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。

［５］前記流路部材を構成する前記流路板の互いに隣接する２枚として、対向する上面及び下面にそれぞれ互いに連通する吸着溝を有し、かつ前記吐出口板及び前記流路部材を、前記吸着孔、及び前記吸着溝を介し、吸引により保持して順次積層することを特徴とする前記［４］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。

［６］前記吸着溝を有する前記流路板として、前記吸着溝から前記吸着溝が形成された表面とは反対側の表面に貫通して、隣接する前記流路板の表面に達するか又は隣接する前記流路板に形成された前記吸着溝に連通する第２の吸着孔をさらに有するものを用い、かつ前記吐出口板及びと前記流路部材を、前記吸着孔、前記吸着溝及び前記第２の吸着孔を介し、吸引により保持して順次積層することを特徴とする前記［４］に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。

［７］前記［１］乃至前記［３］のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドと、記録媒体の搬送機構と、前記液滴吐出ヘッド及び前記搬送機構を制御する制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

本発明の請求項１によれば、吸着溝により干渉物を避けて、吸着により積層板がズレない位置に吸着位置を配置でき、積層される積層板間の積層精度を向上させることが可能となり、本構成を有しない場合と比べ、吐出特性の安定した液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の請求項２によれば、干渉物の少ない積層板及びその吸着位置を適宜選択して吸着溝を形成することができ、さらに、設計の自由度を高めることができる。

本発明の請求項３によれば、干渉物の少ない積層板及びその吸着位置を適宜選択して吸着溝を形成することができ、さらに、設計の自由度を高めることができる。

本発明の請求項４に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によって、上述の液滴吐出ヘッドを効率よく実現することができる。

本発明の請求項５に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によって、設計の自由度が高く、さらに効率よく上述の効果を実現することができる。

本発明の請求項７に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によって、設計の自由度が高く、さらに効率よく上述の効果を実現することができる。

本発明の請求項８に係る画像形成装置は、吐出特性の安定した液滴吐出ヘッドを備えているので、高い印字品質を実現することができる。

［第１の実施の形態］
（液滴吐出ヘッドの構成）
図１〜図３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は平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。図４は、本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＢ−Ｂ線の断面図である。

この液滴吐出ヘッド１は、図１に示すように、略平行四辺形の振動板７と、振動板７上に２次元状に配置された複数の圧電素子８と、複数の圧電素子８に対向する位置に形成された複数のノズル２ａ（吐出口）とを有し、複数の圧電素子８を覆うように、圧電素子８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。図示せず。）を設け、ＦＰＣを介して圧電素子８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２ａ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、一例として圧電素子８が１８個の場合を示している。

また、液滴吐出ヘッド１は、図２に示すように、ノズル２ａが形成されたノズルプレート２（吐出口板）を有している。ノズルプレート２にはノズル２ａの信頼性向上のため、ノズルプレート２の表面上のノズル周辺に、凸部プレート２Ａから形成された凸部２ｂ（図１２（ａ）、（ｂ）参照）を設けた構造を用いてもよい。このような凸部構造としては、ノズルプレート２のノズル２ａが形成される部位を含む中央部に凹部を形成することによって相対的に周囲部を凸部とし、凹部の異物の除去性を高めるため、凸部の内周（凹部の外周）をテーパ形状に構成したものが用いられている。

このノズルプレート２の吐出側と反対側の面（裏面）に、連通孔３ａ及び液プール３ｂを有するプールプレート３と、連通孔４ａ、供給孔４ｂ及び供給路４ｃ（図３参照）を有する第１の供給孔プレート４Ａと、連通孔５ａ、供給路５ｂ及び供給路５ｃ（図３参照）を有する供給路プレート５と、連通孔４ａ、供給孔４ｂ及び供給路４ｃ（図３参照）を有する第２の供給孔プレート４Ｂと、圧力発生室６ａ及び供給孔６ｂ（図３参照）を有する圧力発生室プレート６と、上記振動板７と、上記圧電素子８と、上記ＦＰＣ１２を順次積層して構成されている。

ここで、プールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａ、供給路プレート５、第２の供給孔プレート４Ｂ、圧力発生室プレート６、振動板７は、それぞれの流路プレートとして積層されて流路部材Ｒを構成する。なお、便宜上、以下の説明において、流路部材Ｒを構成する流路プレートとして、プールプレート３、及び第１の供給孔プレート４Ａの積層を省略して、供給路プレート５、第２の供給孔プレート４Ｂ、及び圧力発生室プレート６を流路部材Ｒとして説明する場合がある。

（吸着経路の構造）
本実施の形態の液滴吐出ヘッド１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、流路部材Ｒを構成する流路プレート（供給路プレート５、第２の供給孔プレート４Ｂ、及び圧力発生室プレート６）には、プレートの縁側の、圧力発生室及び液体供給路（図示せず）に干渉しない位置に、厚さ方向に貫通するアライメント積層用の吸着孔９（後述する吸着孔９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ）を有するとともに、第２の供給孔プレート４Ｂの上面に、隣接する供給路プレート５の表面（下面）に達するとともにプレート中央側に延びる吸着溝１０を有し、流路部材Ｒは、吸着経路としての吸着孔９または吸着口９及び吸着溝１０を介して、複数枚の流路プレートのそれぞれを吸着により保持して積層するアライメント積層法によって順次積層されている。なお、図４（ａ）、（ｂ）においては、プールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａ、ノズルプレート２、圧電素子８及びＦＰＣ１２は省略されており、また、アライメントステージ１１上に積層された場合を示す。なお、省略したプールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａ、ノズルプレート２と流路部材Ｒとの積層は、流路部材Ｒの積層と同様に、吸着孔９または吸着孔９及び吸着溝１０を介して吸着により保持して積層する。

上述のように、本実施の形態における流路プレートの積層順は、最下層から順に、振動板７、圧力発生室プレート６、第２の供給孔プレート４Ｂ、供給路プレート５で構成されている。なお、流路部材Ｒの上に積層されて、最上層となるノズルプレート２には吸着孔９は形成されていない。また、最下層となる振動板７には、その上層側に積層される流路プレート（圧力発生室プレート６、第２の供給孔プレート４Ｂ、及び供給路プレート５）及びノズルプレート２の積層枚数の合計以上の数であり、例えば、通常、枚数が６枚の場合に（圧力発生室プレート６、第２の供給孔プレート４Ｂ、供給路プレート５、プールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａ、ノズルプレート２の合計６枚）、１枚当り４個を形成した、２４個の吸着孔９が形成され、他の流路プレートは、順に４個ずつ減少した数の吸着孔９が形成されている。例えば、振動板７に隣接する圧力発生室プレート６は２０個の吸着孔９が形成されている。

本実施の形態においては、吸着孔９、及び吸着溝１０は、後述するハーフエッチング法（厚さをエッチングにより薄くする方法）、サンドブラスト法、又は機械加工によって形成されたものであることが好ましい。

本実施の形態においては、ノズルプレート２や凸部２ｂは、耐インク性、耐熱性等の観点から、例えば、自己融着型のポリイミド樹脂やＳＵＳ等の金属からなるものが好ましく、後述するクラッド材であってもよい。また、流路部材Ｒを構成する、プールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａ、供給路プレート５、第２の供給孔プレート４Ｂ、圧力発生室プレート６、及び振動板７は、耐インク性の観点からＳＵＳ等の金属からなるものが好ましい。

圧電素子８は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等から構成され、上面に個別電極８ａ、下面に共通電極８ｂを有している。個別電極８ａ及び共通電極８ｂは、スパッタリング等により形成されており、下面の共通電極８ｂは、導電性接着剤により振動板７に電気的に接続され、振動板７を介して接地されている。また、圧電素子８は、圧力発生室６ａに対応する振動板７の位置に個別化されて接合されている。

フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）１２は、各圧電素子８の個別電極８ａにそれぞれハンダにより接続された導電パターン１２ａと、導電パターン１２ａの端部に設けられた端子とを有する。

（液体の流れ）
液体の流れについて、図３を参照して説明する。振動板７の供給孔７ａに供給された液体は、圧力発生室プレート６の供給孔６ｂ、第２の供給孔プレート４Ｂの供給路４ｃ、供給路プレート５の供給路５ｃ、第１の供給孔プレート４Ａの供給路４ｃ、プールプレート３の液プール３ｂ、第１の供給孔プレート４Ａの供給孔４ｂ、供給路プレート５の供給路５ｂ、第２の供給孔プレート４Ｂの供給孔４ｂ、圧力発生室プレート６の圧力発生室６ａ、第２の供給孔プレート４Ｂの連通孔４ａ、供給路プレート５の連通孔５ａ、第１の供給孔プレート４Ａの連通孔４ａ、およびプールプレート３の連通孔３ａを経由して、ノズルプレート２のノズル２ａから液滴として吐出する。

（液滴吐出ヘッドの製造方法）
以下、図４（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、液滴吐出ヘッド１の製造方法を説明する。本実施の形態の製造方法は、上述の液滴吐出ヘッド１を製造する方法であって、液滴を供給する流路プレートの厚さ方向に形成された位置決め積層用の吸着孔９、及び少なくとも１枚の流路板の上面及び/又は下面に形成されるとももに吸着孔９に連通する吸着溝１０とを介し、複数の流路プレートを吸引により保持して順次積層する。さらに具体的には、流路部材Ｒを構成する流路プレートとして、プレートの縁側の、圧力発生室及び液体供給路に干渉しない位置に、厚さ方向に貫通するアライメント積層用の吸着孔９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ）を有するとともに、第２の供給孔プレート４Ｂは、その上面に、吸着孔９ｆに連通するとともに、プレート中央側に延びる吸着溝１０を有するものを用い、かつ複数枚の流路プレート（流路部材Ｒ）とノズルプレート２とを、吸着孔９又は吸着孔９及び吸着溝１０を介して、複数枚の積層プレートＳ（流路部材Ｒ及びノズルプレート２）を吸引により保持して積層するアライメント積層法によって順次積層する。

図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態に用いられるアライメント積層法の概略工程を工程順に示す説明図であり、図６は、本実施の形態に用いられるアライメント積層法の吸着機構を示す斜視図であり、図７は、本実施の形態に用いられるアライメント積層法において積層されるプレートの吸着位置及び吸着孔を示す断面図である。アライメント積層法は、初めに、図５（ａ）に示すように、所定の形状に形成された、積層プレートＳ（流路部材Ｒを構成する圧力発生室プレート６、第２の供給孔プレート４Ｂ、供給路プレート５、プールプレート３、及び第１の供給孔プレート４Ａ、並びにノズルプレート２）を順番にセットステージ１３上に置く。

次に、図５（ｂ）に示すように、移動搭載ハンド１４にてアライメントステージ１１側に移動させる。

次に、図５（ｃ）に示すように、積層する基準、又は、すでに積層している積層プレートＳのアライメントマークに合わせて移動搭載ハンド１４の積層プレートＳの位置を調整した後、アライメントステージ１１に積層プレートＳを積層及び保持させている。次いで、積層された積層プレートＳを加熱加圧接合し積層流路（圧力発生室及び液体供給路）を形成する。なお、１枚の積層プレートＳについて図５（ｃ）の工程が完了した場合、次に積層する積層プレートＳについて図５（ａ）に示す工程に戻って、以下同様に繰り返す。

図６には、アライメントステージ１１に、振動板７，圧力発生室プレート６、及び第２の供給孔プレート４Ｂ以外の積層プレートを省略して積層する場合を示す。アライメントステージ１１には、吸着孔１１ａ〜１１ｄが形成され、振動板７，圧力発生室プレート６、及び第２の供給孔プレート４Ｂにはその端部に吸着孔９が形成され、１つ上側に積層された積層プレートの吸着孔９の形成されていない位置（吸着位置）９ｇにおいて吸着が行われる。また、図７には、振動板７の上に、圧力発生室プレート６、第２の供給孔プレート４Ｂ、供給路プレート５、第１の供給孔プレート４Ａ、プールプレート３、及びノズルプレート２を積層した場合の吸着孔９と吸着位置９ｇとの関係を示している。以下、本実施の形態の液滴吐出ヘッドの製造方法を、上述のアライメント調整の詳細については省略して、工程順に説明する。

（第１の工程：振動板７の吸着固定）
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、アライメントステージ１１上に振動板７を載せ、振動板７の吸着のために形成されたアライメントステージ１１の吸着孔１１ａから真空吸着を行い、振動板７を吸着固定する。このように、流路部材Ｒの最下層側の流路プレートとして、振動板７を用いることによって、ノズルプレート２を最下層側の流路プレートとする場合における、ワイピングの際に凹凸部に液体が溜まる等の不都合を生ずることがない。

（第２の工程：圧力発生室プレート６の吸着固定）
次に、圧力発生室プレート６の吸着のために形成されたアライメントステージ１１の吸着孔１１ｂと、この吸着孔１１ｂに連通した振動板７の吸着孔９ａとで、圧力発生室プレート６を吸着固定する。

（第３の工程：第２の供給孔プレート４Ｂの吸着固定）
次に、第２の供給孔プレート４Ｂの吸着のために形成されたアライメントステージ１１の吸着孔１１ｃと、この吸着孔１１ｃに連通した振動板７及び圧力発生室プレート６の吸着孔９ｂ、９ｃとで、第２の供給孔プレート４Ｂを吸着固定する。

（第４の工程：供給路プレート５の吸着固定）
次に、供給路プレート５の吸着のために形成されたアライメントステージ１１の吸着孔１１ｄと、この吸着孔１１ｄに連通した振動板７、圧力発生室プレート６及び第２の供給孔プレート４Ｂの吸着孔９ｄ、９ｅ、９ｆと、さらに、第２の供給孔プレート４Ｂの上面に９ｆと繋がっている吸着溝１０とで、供給路プレート５を吸着固定する。

この後、加熱加圧して、各プレートを接合する。この場合、例えば、ポリイミド，ポリスチレン等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂，エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等の接着剤を用いることができる。次に、図２に示すように、流路部材Ｒ上に、複数の圧電素子８を接合する。接合方法としては、例えば、上述の接着剤を用いることができる。次に、複数の圧電素子８を覆うように、圧電素子８に電圧を印加するためのＦＰＣ１２を配設し、ＦＰＣ１２を介して圧電素子８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２ａから液滴として吐出するようにする。このようにして、液滴吐出ヘッド１を得ることができる。

［第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＣ−Ｃ線の断面図である。

本実施の形態の液滴吐出ヘッド１において、流路部材Ｒを構成する振動板７、圧力発生室プレート６、第２の供給孔プレート４Ｂ、供給路プレート５は、プレートの縁側の、圧力発生室及び液体供給路に干渉しない位置に、厚さ方向に貫通するアライメント積層用の吸着孔９を有している（図８（ｂ）においては、供給路プレート５の吸着固定に用いる、アライメントステージの吸着孔１１ａ〜１１ｄと、流路プレートの吸着孔９（９ａ〜９ｆ、９ｈ）を示している）。第２の供給孔プレート４Ｂは、その下面に、圧力発生室プレート６の吸着孔９ｅに連通するとともに供給孔プレート４Ｂの中央側に延びる吸着溝１０を有し、かつ第２の供給孔プレート４Ｂは、吸着溝１０から吸着溝１０が形成された表面とは反対側の表面に貫通して、隣接する供給路プレート５の表面に達する第２の吸着孔１５をさらに有している。ノズルプレート２（２点鎖線で示す）は、複数枚の流路プレートから構成される流路部材Ｒに、吸着孔９（９ａ〜９ｆ、９ｈ）を介して、同様に吸着により保持され積層されている。

［第３の実施の形態］
図９は、本発明の第３の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＤ−Ｄ線の断面図である。

本実施の形態の液滴吐出ヘッド１において、流路部材Ｒを構成する振動板７、圧力発生室プレート６、第２の供給孔プレート４Ｂ、供給路プレート５は、プレートの縁側の、圧力発生室及び液体供給路に干渉しない位置に、厚さ方向に貫通するアライメント積層用の吸着孔９を有し（図９（ｂ）においては、便宜上、供給路プレート５の吸着固定に用いる、アライメントステージの吸着孔１１ｄと、吸着孔９（９ｄ、９ｅ、９ｆ）のみを示している）、供給路プレート５は、その下面に、第２の供給孔プレート４Ｂの吸着孔９ｆに連通するとともにそのプレート中央（流路プレート中央）側に延びる吸着溝１０を有し、ノズルプレート２（図示ぜず）と複数枚の流路プレートから構成される流路部材Ｒとは、吸着孔９、及び吸着溝１０を介して、複数枚の積層プレートＳ（流路部材Ｒ及びノズルプレート２）を吸着により保持して積層するアライメント積層法によって順次積層されている。

［第４の実施の形態］
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＥ−Ｅ線の断面図である。

本実施の形態の液滴吐出ヘッド１において、流路部材Ｒを構成する振動板７、圧力発生室プレート６、第２の供給孔プレート４Ｂ、供給路プレート５は、プレートの縁側の、圧力発生室及び液体供給路に干渉しない位置に、厚さ方向に貫通するアライメント積層用の吸着孔９を有し（図１０（ｂ）においては、便宜上、供給路プレート５の吸着固定に用いる、アライメントステージの吸着孔１１ｄと、吸着孔９（９ｄ、９ｅ、９ｆ）のみを示している）、第２の供給孔プレート４Ｂは、その下面に、圧力発生室プレート６の吸着孔９ｅに連通するとともにそのプレート中央（流路プレート中央）側に延びる吸着溝１０を有し、吸着溝１０から吸着溝１０が形成された表面とは反対側の表面に貫通して、隣接する供給路プレート５に形成された吸着溝１０に連通する第２の吸着孔１５をさらに有し、かつノズルプレート２（図示せず）と複数枚の流路プレート（流路部材Ｒ）とは、吸着孔９、吸着溝１０及び第２の吸着孔１５を介して、複数枚の積層プレートＳ（流路部材Ｒ及びノズルプレート２）を吸着により保持して積層するアライメント積層法によって順次積層されている。

［第５の実施の形態］
図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＦ−Ｆ線の断面図である。

本実施の形態の液滴吐出ヘッド１において、流路部材Ｒを構成する振動板７、圧力発生室プレート６、第２の供給孔プレート４Ｂ、供給路プレート５は、プレートの縁側の圧力発生室及び液体供給路に干渉しない位置に、厚さ方向に貫通するアライメント積層用の吸着孔９を有し（図１１（ｂ）においては、便宜上、供給路プレート５の吸着固定に用いる、アライメントステージの吸着孔１１ｄと、吸着孔９（９ｄ、９ｅ、９ｆ）のみを示している）、流路部材Ｒを構成する流路プレートの互いに隣接する２枚である第２の供給孔プレート４Ｂ及び供給路プレート５は、対向するその上面及び下面にそれぞれ互いに連通する吸着溝１０を有し、かつノズルプレート２（図示せず）と複数枚の流路プレート（流路部材Ｒ）は、吸着孔９、及び吸着溝１０を介して、複数枚の積層プレートＳ（流路部材Ｒ及びノズルプレート２）を吸着により保持して積層するアライメント積層法によって順次積層されている。

［第６の実施の形態］
図１２は、本発明の第６の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＧ−Ｇ線の断面図である。

凸部２ｂを有するノズルプレート２のようなクラッド材の場合も、上述の第１〜第５の実施の形態のいずれかの手法を用いることで、剛性による反りを抑えた吸着固定が可能となる。一例として、凸部２ｂを有するノズルプレート２に第１の実施の形態の手法を用いた製造方法を工程順に説明する。

図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、流路部材Ｒを構成する各積層プレート（振動板７〜プールプレート３Ａ）に対応した吸着孔９（便宜上、凸部２ｂを有するノズルプレート２の吸着に用いる吸着孔９のみを示す）を用い、それぞれ吸着固定する。次に、アライメントステージ１１と、振動板７からプールプレート３ａまで連通したノズルプレート２の吸着に用いる吸着孔９と、プールプレート３Ａの上面に形成した吸着溝１０を連通させ、凸部２ｂを有するノズルプレート２を吸着固定する。

以上の実施の形態に示すように、積層プレートの互いに干渉しない任意の位置で吸着することによって、薄い積層プレートで発生する積層プレートの浮きをなくすことが可能となり、次の積層プレートの積層時における、前述した積層プレート中央部の浮きによる積層位置の変化の問題を解決することができる。また、第６の実施の形態に示した凸部プレート２Ａ、ノズルプレート２及びプールプレート３Ｂからなるようなクラッド材でも、同様に、剛性による反りを抑えた吸着が可能となる。なお、クラッド材とは、強さや耐食性を向上させるために、複数の種類の金属／プラスチック／セラミックスを加熱／加圧接着や圧延によって合わせ板にしたもので、被覆材の一種を意味する。

図１３は、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法において、吸着経路（吸着孔９及び吸着溝１０等）を形成するために用いられるハーフエッチングを示す説明図であり、（ａ）はハーフエッチングされた後の積層プレートを示す斜視図、（ｂ）〜（ｅ）はハーフエッチングの手順を工程順に示す（ａ）のＨ−Ｈ線断面図、（ｆ）はハーフエッチングされた後の積層プレートを示す（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。

以下のハーフエッチングの説明においては、積層プレートとして、第２の供給孔プレート４Ｂを用いて、ハーフエッチングした場合を示す。図１３（ａ）に示すように、ハーフエッチングされた第２の供給孔プレート４Ｂには、貫通する吸着孔９が形成されるとともに、上面に吸着溝１０が形成されている。以下、ハーフエッチングの手順を図１３（ｂ）〜（ｅ）を参照しつつ工程順に説明する。

まず、図１３（ｂ）に示すように、ハーフエッチング処理前の第２の供給孔プレート４Ｂの表裏両面に対して、レジストマスク１６を貼り合わせる。

次に、図１３（ｃ）に示すように、パターン部分Ｔ（ハーフエッチングによって吸着孔９及び吸着溝１０を形成する部分）のレジストマスク１６を露光・現像により除去する。この場合、板厚方向に貫通する吸着孔９を形成する部分においては、供給孔プレート４Ｂの表裏両面のレジストマスク１６を除去し、表面（上面）に板厚（ｔ）の半分の深さ（ｔ／２）の吸着溝１０を形成する部分においては、供給孔プレート４Ｂの表面（上面）のレジストマスク１６を除去している。

次に、図１３（ｄ）に示すように、全体をエッチング液に浸漬させ、レジストマスク１６に覆われていない部分（パターン部分Ｔ）のエッチングを行う。

次に、図１３（ｅ）に示すように、エッチング実施後、残ったレジストマスク１６を除去する。

図１３（ｆ）に示すように、レジストマスク１６を除去した後の供給孔プレート４Ｂには、板厚方向に貫通する吸着孔９が形成されるとともに、上面に板厚（ｔ）の半分の深さ（ｔ／２）の吸着溝１０が形成されている。

［第７の実施の形態］
（インクジェットカラープリンタの構成）
図１４は、本発明の第７の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるインクジェットカラープリンタの構成図である。このインクジェットカラープリンタ１００は、略箱型状の筐体１０１を有し、筐体１０１内の下部に、記録媒体である用紙Ｐを収容する給紙トレイ２０、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２１を各々配設し、給紙トレイ２０から記録位置１０２を経由して排紙トレイ２１に至る主搬送路３１ａ〜３１ｅ、及び排紙トレイ２１側から記録位置１０２側に至る反転搬送路３２に沿って用紙Ｐを搬送する搬送機構３０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の複数個を並列させて液滴吐出ヘッドユニットを構成し、４個の液滴吐出ヘッドユニット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４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）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、インクジェットカラープリンタ１００は、用紙Ｐを吸着する吸着手段としての帯電ロール４３と、無端ベルト３５を介して液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋに対向して配置されたプラテン４４と、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの近傍に配置されたメンテナンスユニット４５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４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋを構成する液滴吐出ヘッド１の圧電素子８に駆動電圧を印加し、ノズル２ａ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４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ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４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの上部には、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋに対応する色のインクを収容するインクタンク４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋを配設している。各インクタンク４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋ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４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋ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３０は、給紙トレイ２０から用紙Ｐを１枚ずつ取り出して主搬送路３１ａに供給するピックアップロール３３と、主搬送路３１ａ、３１ｂ、３１ｄ、３１ｅ、及び反転搬送路３２の各部に配置され、用紙Ｐを搬送する複数の搬送ロール３４と、記録位置１０２に設けられ、用紙Ｐを排紙トレイ２１方向に搬送する無端ベルト３５と、無端ベルト３５が張架された駆動ロール３６及び従動ロール３７と、搬送ロール３４及び駆動ロール３６を駆動する図示しない駆動モータとを備える。

（インクジェットカラープリンタの動作）
次に、インクジェットカラープリンタ１００の動作を説明する。搬送機構３０は、制御部の制御の下に、ピックアップロール３３及び搬送ロール３４を駆動し、給紙トレイ２０から用紙Ｐを取り出して主搬送路３１ａ，３１ｂに沿って搬送する。用紙Ｐが無端ベルト３５の近傍に差し掛かると、帯電ロール４３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３５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２に示す液滴吐出ヘッド１の液プール３ｂは、インクタンク４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋから供給されたインクで満たされており、液プール３ｂからインクが供給孔４ｂ及び供給路５ｂを介して圧力発生室６ａに供給され、圧力発生室６ａ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８に駆動電圧を選択的に印加すると、振動板７は圧電素子８の変形に伴ってたわみ、これにより、圧力発生室６ａ内の容積が変化し、圧力発生室６ａに貯留しているインクが連通孔５ａ，４ａ，３ａを介してノズル２ａ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３０によって主搬送路３１ｄを経由して排紙トレイ２１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２１に一旦排出された用紙Ｐは、再び主搬送路３１ｅに戻り、反転搬送路３２を経由して再び主搬送路３１ｂ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４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ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。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施が可能である。

本発明の液滴吐出ヘッド、画像形成装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法は、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を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＢ−Ｂ線の断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１の実施の形態に用いられるアライメント積層法の概略工程を工程順に示す説明図である。 第１の実施の形態に用いられるアライメント積層法の吸着機構を示す斜視図である。 第１の実施の形態に用いられるアライメント積層法において積層されるプレートの吸着位置及び吸着孔を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＣ−Ｃ線の断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＤ−Ｄ線の断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＥ−Ｅ線の断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＦ−Ｆ線の断面図である。 本発明の第６の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を示す説明図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はＧ−Ｇ線の断面図である。 本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法において、吸着経路（吸着孔及び吸着溝等）を形成するために用いられるハーフエッチングを示す説明図であり、（ａ）はハーフエッチングされた後の積層プレートを示す斜視図、（ｂ）〜（ｅ）はハーフエッチングの手順を工程順に示す（ａ）のＨ−Ｈ線断面図、（ｆ）はハーフエッチングされた後の積層プレートを示す（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。 本発明の第７の実施の形態に係る画像形成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 ノズルプレート
２Ａ 凸部プレート
２ａ ノズル
２ｂ 凸部
３ プールプレート
３Ａ、３Ｂ プールプレート
３ａ 連通孔
３ｂ 液プール
４Ａ，４Ｂ 供給孔プレート
４ａ 連通孔
４ｂ 供給孔
４ｃ 供給路
５ 供給路プレート
５ａ 連通孔
５ｂ，５ｃ 供給路
６ 圧力発生室プレート
６ａ 圧力発生室
６ｂ 供給孔
７ 振動板
７ａ 供給孔
８ 圧電素子
８ａ 個別電極
８ｂ 共通電極
９ 吸着孔
９ａ〜９ｆ、９ｈ 吸着孔
９ｇ 吸着位置
１０ 吸着溝
１１ アライメントステージ
１２ フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）
１２ａ 導電パターン
１３ セットステージ
１４ 移動搭載ハンド
１５ 第２の吸着孔
１６ レジストマスク
２０ 給紙トレイ
２１ 排紙トレイ
３０ 搬送機構
３１ａ〜３１ｅ 主搬送路
３２ 反転搬送路
３３ ピックアップロール
３４ 搬送ロール
３５ 無端ベルト
３６ 駆動ロール
３７ 従動ロール
４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ 液滴吐出ヘッドユニット
４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋ インクタンク
４３ 帯電ロール
４４ プレテン
４５ メンテナンスユニット
１００ インクジェットカラープリンタ
１０１ 筐体
１０２ 記録位置
Ｐ 用紙
Ｒ 流路部材
Ｓ 積層プレート
Ｔ パターン部分

Claims (7)

1. 液滴を吐出する複数の吐出口を有する吐出口板と、前記吐出口に連通した圧力発生室及び前記圧力発生室に液体を供給する液体供給路を有する複数枚の流路板からなる流路部材とを備え、
   前記流路部材を構成する前記流路板は、板の縁側の、前記圧力発生室及び前記液体供給路に干渉しない位置に、厚さ方向に貫通する位置決め積層用の吸着孔を有するとともに、前記流路板の少なくとも１枚は、その上面及び／又は下面に、前記少なくとも１枚の流路板又は隣接する前記流路板の前記吸着孔に連通するとともに、板中央側に延びる吸着溝を有し、かつ
   前記吐出口板及び前記流路部材は、前記吸着孔及び前記吸着溝を介し、吸引により保持され順次積層されてなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記流路部材を構成する前記流路板の互いに隣接する２枚は、対向する上面及び下面にそれぞれ互いに連通する吸着溝を有し、かつ前記吐出口板及び前記流路部材は、前記吸着孔、及び前記吸着溝を介し、吸引により保持され順次積層されてな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. 前記吸着溝を有する前記流路板は、前記吸着溝から前記吸着溝が形成された表面とは反対側の表面に貫通して、隣接する前記流路板の表面に達するか又は隣接する前記流路板に形成された前記吸着溝に連通する第２の吸着孔をさらに有し、かつ前記吐出口板及び前記流路部材は、前記吸着孔、前記吸着溝及び前記第２の吸着孔を介し、吸引により保持して順次積層されてな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. 液滴を供給する流路板の厚さ方向に形成された位置決め積層用の吸着孔、及び少なくとも１枚の前記流路板の上面及び/又は下面に形成されるとともに前記吸着孔に連通する吸着溝を介し、複数の前記流路板を吸引により保持して順次積層することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
5. 前記流路部材を構成する前記流路板の互いに隣接する２枚として、対向する上面及び下面にそれぞれ互いに連通する吸着溝を有し、かつ前記吐出口板及び前記流路部材を、前記吸着孔、及び前記吸着溝を介し、吸引により保持して順次積層することを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記吸着溝を有する前記流路板として、前記吸着溝から前記吸着溝が形成された表面とは反対側の表面に貫通して、隣接する前記流路板の表面に達するか又は隣接する前記流路板に形成された前記吸着溝に連通する第２の吸着孔をさらに有するものを用い、かつ前記吐出口板及びと前記流路部材を、前記吸着孔、前記吸着溝及び前記第２の吸着孔を介し、吸引により保持して順次積層することを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドと、記録媒体の搬送機構と、前記液滴吐出ヘッド及び前記搬送機構を制御する制御部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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