JP2011218750A - 液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構、液体噴射ヘッドユニット、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体噴射ヘッドを容易に、かつ高精度に位置決めできる液体噴射ヘッドユニット
の位置決め機構、液体噴射ヘッドユニット、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドユニットの
製造方法を提供する。
【解決手段】
シリコン単結晶基板からなる流路形成基板１２の側面に、外側に突出する凸部である第１
の位置決め部１１ｘ、１１ｙをフォトリソグラフィー法により設け、保持部材４１の底部
に、第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙに当接される円柱状の第２の位置決め部４２ｘ、４
２ｙを設け、第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙに第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙが当接
された記録ヘッド１０同士の相対位置が所定の配置となるように第２の位置決め部４２ｘ
、４２ｙを保持部材４１に設ける。
【選択図】図５

Description

本発明は、液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構、液体噴射ヘッドユニット、液体噴
射装置及び液体噴射ヘッドユニットの製造方法に関し、特に液体としてインクを吐出する
インクジェット式記録ヘッドユニットの位置決め機構、インクジェット式記録ヘッドユニ
ット、インクジェット式記録装置及びインクジェット式記録ヘッドの製造方法に関する。

インクジェット式プリンターやプロッター等のインクジェット式記録装置に代表される
液体噴射装置は、カートリッジやタンク等に貯留されたインクなどの液体を液滴として噴
射可能な液体噴射ヘッドが複数設けられた液体噴射ヘッドユニット（以下、ヘッドユニッ
トとも言う）を具備する。

複数の液体噴射ヘッドは、共通の保持部材に載置されており、複数の液体噴射ヘッドは
、各液体噴射ヘッドのノズル開口の相対位置が所定の配置となるように保持部材に位置決
めされた状態で固定される。

このような液体噴射ヘッドの位置決めは、例えば、ノズル開口が位置合わせされるアラ
イメントマークが所定の配置で設けられたガラスマスクを用い、アライメントマークに各
液体噴射ヘッドのノズル開口を重ねることで、液体噴射ヘッドのノズルの相対位置を所定
の配置とする技術がある（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−３６５１２号公報（段落８６〜１１１等）

しかしながら、特許文献１に係る技術では、アライメントマークとノズル開口とを撮像
する光学系や、撮像した像を処理する画像処理装置や、液体噴射ヘッドを保持したり、光
学系を移動させる移動手段等を備えた組立装置を要するため、装置が大型化し、コストが
かかる。また、アライメントマークと液体噴射ヘッドのノズル開口との位置調整に時間を
要してしまう。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドユニットだけではなく、インク以
外の液体を噴射する液体噴射ヘッドユニットにおいても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、液体噴射ヘッドを容易に、かつ高精度に位置決めでき
る液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構、液体噴射ヘッドユニット、液体噴射装置及び
液体噴射ヘッドユニットの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明は、複数のノズル開口が形成されたノズルプレートと前記ノ
ズル開口に連通する複数の圧力発生室が形成された流路形成基板を含む液体噴射ヘッドを
複数並べて構成される液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構であって、前記ノズルプレ
ート又は前記流路形成基板には、前記ノズル開口が形成されたノズル面に直交する側面に
形成された第１の位置決め部と、前記第１の位置決め部に当接される第２の位置決め部が
設けられた位置決め部材とを備え、前記第２の位置決め部は、当該第２の位置決め部に前
記第１の位置決め部が当接された前記各液体噴射ヘッド同士の相対的な位置が所定位置と
なるように前記位置決め部材に配設され、前記第１の位置決め部が形成された前記ノズル
プレート又は前記流路形成基板は、シリコン基板から形成され、当該第１の位置決めはフ
ォトリソグラフィー法により形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの
位置決め機構にある。
かかる態様では、第１の位置決め部は、フォトリソグラフィー法により形成されている
ため、樹脂を射出成型するなどして形成される第１の位置決め部よりも寸法公差が小さい
ものとなっている。したがって、第２の位置決め部に第１の位置決め部を当接させた各液
体噴射ヘッドは、位置決め機構により位置決め部材の所定位置に高精度に配置することが
できる。このように、各液体噴射ヘッドが高精度に配置されるので、各液体噴射ヘッド間
のノズル開口の相対位置は高精度に所定の配置に位置決めされ、液体の着弾精度が向上し
て高品質な印刷を行うことができる。

また、第１の位置決め部は、シリコン基板からなる流路形成基板又はノズルプレートに
形成することができる。すなわち、第１の位置決め部を、液体噴射ヘッドを構成する部材
とは別途の部材に形成し、当該部材を用いて液体噴射ヘッドの位置決めを行う必要がない
。このような別途の位置決め用の部材が不要となり、コストを低減することができる。

ここで、前記第１の位置決め部は、前記ノズル面をＸＹ平面としたとき、前記ノズルプ
レート又は前記流路形成基板の何れか一方のＸ軸方向及びＹ軸方向の側面に形成されてい
ることが好ましい。これにより、液体噴射ヘッドは、ＸＹ平面における位置が規定される
と共に、ＸＹ平面における角度も規定される。

また、前記第１の位置決め部は、前記ノズルプレートの一部を切り欠いて形成され、前
記第２の位置決め部は、円柱状に形成され、前記第２の位置決め部は、上面が前記流路形
成基板に当接すると共に側面が前記ノズルプレートの切り欠きに当接して前記第１の位置
決め部に位置決めされていることが好ましい。これにより、液体噴射ヘッドのＸＹ平面に
おける位置が規定されると共に、第２の位置決め部の高さを調整することで、記録ヘッド
の高さ方向の位置も調整することができる。

また、前記第１の位置決め部は、前記流路形成基板に形成され、前記ノズルプレートに
は、当該ノズルプレートの一部を切り欠いた逃げ部が形成され、前記第１の位置決め部は
、前記ノズル面の平面視において、前記逃げ部の内側に位置していることが好ましい。こ
れにより、第１の位置決め部を確実に第２の位置決め部に当接させることができる。

また、前記位置決め部材には、前記ノズル開口が対向する領域に貫通孔が設けられてい
ることが好ましい。これにより、位置決め部材の底面側から液滴を吐出することができる
。

また、本発明の他の態様は、上記態様の位置決め機構に液体噴射ヘッドが位置決めされ
て配設されたことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる態様では、液体噴射ヘッドが高精度に位置決めされて、液滴の吐出精度に優れた
液体噴射ヘッドユニットが提供される。

また、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドユニットを備えることを特徴と
する液体噴射装置にある。
かかる態様では、液体噴射ヘッドが高精度に位置決めされて、液滴の吐出精度に優れた
液体噴射装置が提供される。

また、本発明の他の態様は、複数のノズル開口が形成されたノズルプレートと、前記ノ
ズル開口に連通する複数の圧力発生室が形成された流路形成基板を含む液体噴射ヘッドと
、複数の前記液体噴射ヘッドが配設された位置決め部材とを具備し、前記ノズルプレート
又は前記流路形成基板の何れか一方は、シリコン基板から形成され、当該一方には、前記
ノズル開口が形成されたノズル面に直交する側面にフォトリソグラフィー法により形成さ
れた凹部である第１の位置決め部が形成されている液体噴射ヘッドユニットの製造方法で
あって、前記第１の位置決め部に当接される第２の位置決め部が設けられた位置決め治具
であって、当該第２の位置決め部が、前記各液体噴射ヘッド同士の相対的な位置を規定す
る所定位置に配置されたものを用いて、前記位置決め治具の第２の位置決め部に、前記各
液体噴射ヘッドの前記第１の位置決め部を当接させた状態で、当該各液体噴射ヘッドを前
記位置決め部材に固定することを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法にある。
かかる態様では、各液体噴射ヘッドを所定の配置に位置決めするためには、第２の位置
決め部に第１の位置決め部を当接させるだけでよいので、従来技術のようにアライメント
マークが設けられたガラスマスクを用いてノズル開口の位置を合わせるなどの作業や装置
が不要である。すなわち、簡易に液体噴射ヘッドを位置決め部材に位置決めして液体噴射
ヘッドユニットを製造することができる。

ここで、前記第２の位置決め部が設けられ、前記位置決め治具を兼ねた前記位置決め部
材を用いて、前記第２の位置決め部に前記第１の位置決め部を当接させた状態で当該液体
噴射ヘッドを前記位置決め部材に固定することが好ましい。これによれば、合理的に液体
噴射ヘッドユニットを製造することができる。

実施形態１に係る記録ヘッドユニットの平面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドユニットの底面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドユニットの断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 実施形態１に係る位置決め部材の平面図である。 実施形態２に係る記録ヘッドユニットの断面図である。 実施形態３に係る記録ヘッドユニットの断面図である。 図８のＡ−Ａ線断面図である。 実施形態４に係る記録装置の概略構成を示す斜視図である。 記録ヘッドユニットの製造方法を示す斜視図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
〈実施形態１〉
図１は、実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドユニットの平面図であり、図２
は、インクジェット式記録ヘッドユニットの底面図であり、図３は、図１のＡ−Ａ線断面
図であり、図４は、図１のＢ−Ｂ線断面図（記録ヘッドの断面図）である。

図示するように、液体噴射ヘッドユニットの一例であるインクジェット式記録ヘッドユ
ニットＩ（以下、記録ヘッドユニットＩとも言う）は、インクを噴射する液体噴射ヘッド
１０（以下、記録ヘッド１０とも言う）と、複数の記録ヘッド１０の相対位置が所定の配
置となるように位置決めする位置決め機構４０とを具備する。

図１〜図３に示すように、位置決め部材の一例であり、有底四角箱状をなす保持部材４
１には、凹部である保持部４３が設けられ、保持部４３には記録ヘッド１０が収容されて
いる。本実施形態に係る記録ヘッドユニットＩでは、５つの記録ヘッド１０がＸ方向に略
等間隔で並設されて保持部４３に収容されている。

これらの記録ヘッド１０は、各記録ヘッド１０の相対位置が所定の配置となるように位
置決め機構４０により位置決めされて保持部材４１に固定されている。

位置決め機構４０は、各記録ヘッド１０の流路形成基板１２に形成された第１の位置決
め部１１ｘ、１１ｙと、位置決め部材の一例であり、記録ヘッド１０を保持する保持部材
４１と、保持部材４１に形成された第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙとから構成されてい
る。

詳細は後述するが、保持部材４１に形成された第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙに、記
録ヘッド１０の流路形成基板１２に形成された第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙが当接す
ることで、記録ヘッド１０の保持部材４１に対する位置が規定されている。

また、保持部４３のＹ方向の両端部には、保持部４３の底面よりもＺ方向の上方に位置
する載置面４５を有する段差部４６が設けられている。記録ヘッド１０には、長手方向に
延設されたフランジ部３８が設けられ、フランジ部３８には、固定ネジ４７が挿通する挿
通孔３９が形成されている。挿通孔３９に固定ネジ４７が挿通して、段差部４６に形成さ
れた雌ねじ４６ａに螺合することで、位置決め機構４０により位置決めされた各記録ヘッ
ド１０は、保持部材４１に固定されている。

また、保持部４３の底部には、その厚さ方向に貫通する貫通孔である開口部４４が一つ
の記録ヘッド１０につき一つ設けられている。各開口部４４は、Ｙ方向に長尺な開口形状
を有し、記録ヘッド１０のノズルプレート１４の形状よりも小さく形成されている。各開
口部４４には、各記録ヘッド１０のノズルプレート１４に設けられたノズル開口１３が露
出しており、保持部材４１の底面がインクを吐出する吐出面となっている。

各ノズルプレート１４は、一方向に複数のノズル開口１３が列設されたノズル列１３Ａ
を２列有しており、このノズル列１３ＡがＹ方向に沿うように各記録ヘッド１０が保持部
４３に保持されている。これらの各記録ヘッド１０に異なる色のインクを供給し、印刷用
紙などの被噴射媒体にＸ方向に沿って往復移動を繰り返しつつ、各色のインク滴を紙面に
向かって吐出する。なお、各記録ヘッド１０に供給されるインクは、４色に限られず、１
色や６色など任意の数とすることが可能である。

図４に基づいて記録ヘッド１０について説明する。図示するように、記録ヘッド１０は
、複数の圧力発生室１７が設けられた流路形成基板１２と、各圧力発生室１７に連通する
複数のノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４と、流路形成基板１２のノズルプ
レート１４とは反対側の面に設けられる振動板１５と、振動板１５上の各圧力発生室１７
に対応する領域に設けられる圧力発生手段としての圧電素子とを有する。

流路形成基板１２はシリコン単結晶基板からなり、その一方面側の表層部分には、複数
の隔壁によって画成された圧力発生室１７がその幅方向（Ｙ方向）に並設されている。ま
た、各圧力発生室１７の長手方向一端部側には、各圧力発生室１７に液体の一例であるイ
ンクを供給するためのマニホールド１８がインク供給路１９を介して連通されている。ま
た、流路形成基板１２の圧力発生室１７の開口面側は振動板１５で封止され、他方面側に
はノズル開口１３が穿設されたノズルプレート１４が接着剤や熱溶着フィルムを介して接
着されている。

流路形成基板１２上に形成された振動板１５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材か
らなる弾性膜２７と、この弾性膜２７を支持する、例えば、金属材料等からなる支持板２
８との複合板で形成されており、弾性膜２７側が流路形成基板１２に接合されている。例
えば、本実施形態では、弾性膜２７は、厚さが数μｍ程度のＰＰＳ（ポリフェニレンサル
ファイド）フィルムからなり、支持板２８は、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼板（Ｓ
ＵＳ）からなる。また、振動板１５の各圧力発生室１７に対向する領域内には、圧電素子
の先端部が当接する島部２９が設けられている。すなわち、振動板１５の各圧力発生室１
７の周縁部に対向する領域に他の領域よりも厚さの薄い薄肉部３０が形成され、この薄肉
部３０の内側にそれぞれ島部２９が設けられている。本実施形態では、振動板１５に島部
２９を設けることで、振動板１５に他の領域（薄肉部３０）よりも厚い厚肉部が設けられ
ている。

また、振動板１５のマニホールド１８に対向する領域には、薄肉部３０と同様に、支持
板２８がエッチングにより除去されて実質的に弾性膜２７のみで構成されるコンプライア
ンス部３１が設けられている。なお、このコンプライアンス部３１は、マニホールド１８
内に圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部３１の弾性膜２７が変形することに
よって圧力変化を吸収し、マニホールド１８内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす
。

振動板１５上には、複数のインクカートリッジ（図示せず）に接続される液体供給路の
一例であるインク供給路３３を有するヘッドケース３６が固定されており、このヘッドケ
ース３６には、圧電素子ユニット３４が高精度に位置決めされて固定されている。具体的
には、ヘッドケース３６には厚さ方向に貫通した収容部２５が設けられており、この収容
部２５の一方の内側面に圧電素子ユニット３４が固定されている。また、各圧電素子の先
端は、振動板１５上の各圧力発生室１７に対応する領域に設けられた各島部２９（厚肉部
）に接着剤等を介して固定されている。

圧電素子ユニット３４は、複数の圧電素子がその幅方向に並設された圧電素子形成部材
１６と、圧電素子形成部材１６の先端部（一端部）側が自由端となるようにその基端部（
他端部）側が固定端として接合される固定板２４とを有する。圧電素子形成部材１６は、
圧電材料２１と電極形成材料２２及び２３とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層す
ることにより形成されている。このような圧電素子ユニット３４は、固定板２４の圧電素
子形成部材１６が固定された面とは反対側の面が、ヘッドケース３６の収容部２５の内側
面に固定される。

ヘッドケース３６上には、流路部材３７が配設されている。流路部材３７は、外部から
のインクをヘッドケース３６のインク供給路３３、流路形成基板１２のマニホールド１８
、インク供給路１９、圧力発生室１７に供給し、又は吐出されなかったインクを外部に排
出するものである。流路部材３７の上面には、特に図示しないが、外部の流路が接続され
る液体流路口と、外部からの印刷信号等の電気信号が供給されるコネクターとが設けられ
ている。

圧電素子ユニット３４には、圧電素子を駆動するための駆動ＩＣ（図示なし）が搭載さ
れた回路基板３５が接続されている。回路基板３５は、例えば、本実施形態では、チップ
オンフィルム（ＣＯＦ）からなる。回路基板３５の各配線は、その基端部側では、例えば
、半田、異方性導電材等によって圧電素子を構成する電極に接続されている。一方、先端
部側では、特に図示しないが、流路部材３７に設けられたコネクターに接続されている。

なお、ヘッドケース３６のコンプライアンス部３１に対向する部分には、コンプライア
ンス部３１の変形を許容する空間である空間部３２が形成されている。この空間部３２は
ヘッドケース３６に設けられる連通孔（図示せず）を介して外部と連通している。つまり
空間部３２は大気開放されている。これによりコンプライアンス部３１がマニホールド１
８の圧力変化に伴って良好に変形する。

このような記録ヘッド１０は、インク滴を吐出する際に、圧電素子及び振動板１５の変
形によって各圧力発生室１７の容積を変化させて所定のノズル開口１３からインク滴を吐
出させるようになっている。具体的には、図示しないインクカートリッジから、流路部材
３７及びインク供給路３３を介してマニホールド１８にインクが供給されると、インク供
給路１９を介して各圧力発生室１７にインクが分配される。実際には、圧電素子に電圧を
印加することにより圧電素子を収縮させる。これにより、振動板１５が圧電素子と共に変
形されて圧力発生室１７の容積が広げられ、圧力発生室１７内にインクが引き込まれる。
そして、ノズル開口１３に至るまで内部にインクを満たした後、配線基板を介して供給さ
れる記録信号に従い、圧電素子の電極に印加していた電圧を解除する。これにより、圧電
素子が伸張されて元の状態に戻ると共に振動板１５も変位して元の状態に戻る。結果とし
て圧力発生室１７の容積が収縮して圧力発生室１７内の圧力が高まりノズル開口１３から
インク滴が吐出される。

図５及び図６に基づいて位置決め機構４０について説明する。

図５に示すように、流路形成基板１２の側面には、外側に突出した凸部である第１の位
置決め部１１ｘ、１１ｙがフォトリソグラフィー法により形成されている。第１の位置決
め部１１ｘ、１１ｙの頂面は、平坦になっており、それぞれ第２の位置決め部４２ｘ、４
２ｙが当接される。本実施形態では、ノズルプレート１４のインクの吐出面（ＸＹ平面）
に直交する流路形成基板１２の側面のうち、Ｘ軸方向の一側面に一つの第１の位置決め部
１１ｘが形成され、Ｙ軸方向の一側面に二つの第１の位置決め部１１ｙが形成されている
。

第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙは、ノズル列１３Ａを基準とした位置に形成されてい
る。このノズル列１３Ａを基準とする所定位置とは、記録ヘッド１０の平面視において、
ノズル列１３ＡからＸ方向及びＹ方向に所定距離だけ離れた位置をいう。当該所定距離は
、全ての記録ヘッド１０において共通としてあるので、後述するように、第２の位置決め
部４２ｘ、４２ｙに第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙが当接されると、各第２の位置決め
部４２ｘ、４２ｙ同士の相対的な位置関係を保ってノズル列１３Ａが配列されることとな
る。

このような第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙは、ノズル列１３Ａを基準とする所定位置
に、第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙが現れるように所定形状のフォトレジストパターン
を流路形成基板１２に形成し、その後エッチングすることにより形成されている。

また、ノズルプレート１４には、第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙに対向する位置に逃
げ部１４ａが形成されている。逃げ部１４ａは、ノズルプレート１４を切り欠いて形成さ
れており、平面視において逃げ部１４ａ内に第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙが位置して
いる。ノズルプレート１４に逃げ部１４ａが形成されることで、第２の位置決め部４２ｘ
、４２ｙに対してノズルプレート１４の側面が当接してしまうことを防止し、流路形成基
板１２に形成された第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙを確実に当接させることができる。

図６に示すように、保持部４３の底部には、円柱状の第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙ
が設けられている。本実施形態では、各開口部４４のＸ方向の一辺の近傍に１個の第２の
位置決め部４２ｘ、Ｙ方向の一辺の近傍に２個の第２の位置決め部４２ｙが設けられてい
る。

これらの第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙは、保持部４３の所定位置に設けられている
。第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙが保持部４３の底部の所定位置に設けられているとは
、第２の位置決め部４２ｘに記録ヘッド１０の第１の位置決め部１１ｘが当接され、第２
の位置決め部４２ｙに記録ヘッド１０の第１の位置決め部１１ｙが当接された状態におい
て各記録ヘッド１０の相対位置が所定の配置となるように、第２の位置決め部４２ｘ、４
２ｙが保持部４３に設けられていることをいう。

本実施形態では、各記録ヘッド１０の相対位置は、次のような所定の配置となっている
。すなわち、図１及び図２に示すように、各記録ヘッド１０は、記録ヘッド１０のノズル
列１３ＡがＹ方向に平行であり、Ｙ方向の位置が揃い、さらに、各記録ヘッド１０間のノ
ズル列１３ＡのＸ方向の間隔が等しくなるように配置されている。

図３及び図５に示すように、保持部４３に収容された各記録ヘッド１０は、第２の位置
決め部４２ｘ、４２ｙに、流路形成基板１２に設けられた第１の位置決め部１１ｘ、１１
ｙが当接している。第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙ、第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙ
がそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向に形成されているため、第２の位置決め部４２ｘ、４２
ｙに当接した状態の記録ヘッド１０は、ＸＹ平面における位置が規定されると共に、ＸＹ
平面における角度も規定される。本実施形態では、記録ヘッド１０は、各記録ヘッド１０
同士のＸ方向の間隔が略等距離となり、Ｙ方向の位置が揃えられ、かつ、ノズル列１３Ａ
が延設された方向がＹ方向に平行となるような角度に位置決めされる。

上述したように、第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙは記録ヘッド１０の相対位置が所定
の配置となるように配設されているので、記録ヘッド１０は、その相対位置を保って保持
部４３に配設されている。さらに、各記録ヘッド１０では、ノズル列１３Ａと第１の位置
決め部１１ｘ、１１ｙとの相対位置が所定の配置となっているので、各記録ヘッド１０の
ノズル列１３Ａ同士の相対位置は、所定の配置に位置決めされる。

上述したように、第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙは、フォトリソグラフィー法により
形成されているため、樹脂を射出成型するなどして形成される第１の位置決め部よりも寸
法公差が小さいものとなっている。したがって、第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙに第１
の位置決め部１１ｘ、１１ｙを当接させた各記録ヘッド１０は、保持部４３の所定位置に
高精度に配置することができる。このように、各記録ヘッド１０が高精度に配置されるの
で、ノズル列１３Ａの相対位置は高精度に所定の配置に位置決めされるので、インクの着
弾精度が向上して高品質な印刷を行うことができる。

また、インクの流路を形成する流路形成基板１２はシリコン単結晶基板からなるが、こ
の流路形成基板１２に、フォトリソグラフィー法により第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙ
を形成することができる。すなわち、第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙを、記録ヘッド１
０を構成する部材とは別途の部材に形成し、当該部材を用いて記録ヘッド１０の位置決め
を行う必要がない。このように本実施形態に係る位置決め機構４０を備える記録ヘッドユ
ニットＩでは、記録ヘッド１０を構成する部材のシリコンからなる部材に第１の位置決め
部１１ｘ、１１ｙを設けることで、別途の位置決め用の部材が不要となり、コストを低減
することができる。

さらに、各記録ヘッド１０を所定の配置に位置決めするためには、第２の位置決め部４
２ｘ、４２ｙに第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙを当接させるだけでよいので、従来技術
のようにアライメントマークが設けられたガラスマスクを用いてノズル開口１３の位置を
合わせるなどの作業や装置が不要である。すなわち、簡易に記録ヘッド１０を保持部材４
１に位置決めすることができる。

このように保持部材４１に位置決めされた各記録ヘッド１０は、固定ネジ４７で保持部
材４１に固定されている。具体的には、保持部４３のＹ方向の両端部には、保持部４３の
底面よりもＺ方向の上方に位置する載置面４５を有する段差部４６が設けられている。記
録ヘッド１０には、長手方向に延設されたフランジ部３８が設けられ、フランジ部３８に
は、固定ネジ４７が挿通する挿通孔３９が形成されている。挿通孔３９に固定ネジ４７が
挿通して、段差部４６に形成された雌ねじに螺合することで、記録ヘッド１０は保持部材
４１に固定されている。

なお、挿通孔３９は、固定ネジ４７のネジ部４７ａの直径よりも若干大きく形成されて
いる。すなわち、挿通孔３９と固定ネジ４７のネジ部４７ａとの間には空隙が生ずるので
、記録ヘッド１０が保持部材４１に対してＸＹ方向に若干移動可能になっている。これは
、記録ヘッド１０が固定ネジ４７によりＸＹ方向の位置が固定されてしまうことを防止す
るためである。

〈実施形態２〉
上述した実施形態１においては、第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙは、流路形成基板１
２に形成されていたが、これに限定されず、例えば、シリコン単結晶基板からなるノズル
プレートに形成されていてもよい。

図７は、実施形態２に係るヘッドユニットの断面図である。なお、実施形態１と同一の
者には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図示するように、流路形成基板１２Ａは、略長方形状に形成され、シリコン単結晶基板
からなるノズルプレート１４Ａは、流路形成基板１２Ａよりも大きく形成されている。

ノズルプレート１４Ａの側面には、外側に突出した凸部である第１の位置決め部１１ｘ
、１１ｙがフォトリソグラフィー法により形成されている。第１の位置決め部１１ｘ、１
１ｙの頂面は、平坦になっており、それぞれ第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙが当接され
る。本実施形態では、ノズルプレート１４Ａの側面のうち、Ｘ軸方向の一側面に一つの第
１の位置決め部１１ｘが形成され、Ｙ軸方向の一側面に二つの第１の位置決め部１１ｙが
形成されている。実施形態１と同様に、第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙは、ノズル列１
３Ａを基準とした位置に形成されている。

このような第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙは、保持部４３に収容された各記録ヘッド
１０の第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙに当接している。これにより、各記録ヘッド１０
は、保持部材４１に対して、Ｘ方向及びＹ方向の位置が規定され、またＸＹ平面における
角度が規定される。

本実施形態においても、第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙは記録ヘッド１０の相対位置
が所定の配置となるように配設されているので、記録ヘッド１０は、その相対位置を保っ
て保持部４３に配設されている。さらに、各記録ヘッド１０では、ノズル列１３Ａと第１
の位置決め部１１ｘ、１１ｙとの相対位置が所定の配置となっているので、各記録ヘッド
１０のノズル列１３Ａ同士の相対位置は、所定の配置に位置決めされる。

このように、本実施形態においても各記録ヘッド１０は、相対位置が所定の配置となる
ように位置決めされるので、高品質な印刷を行うことができる。

〈実施形態３〉
上述した実施形態１及び実施形態２では、第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙの側面を、
流路形成基板１２又はノズルプレート１４Ａに設けられた第１の位置決め部１１ｘ、１１
ｙに当接させたが、これに限定されない。例えば、第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙの上
面に流路形成基板１２の底面が当接してもよい。

図８は、実施形態３に係るヘッドユニットの断面図であり、図９は、図８のＡ−Ａ線断
面の要部を拡大した図である。

図示するように、流路形成基板１２Ｂとノズルプレート１４Ｂとは、外形の形状が略等
しく、略長方形状に形成され、ノズルプレート１４Ｂはシリコン単結晶基板から形成され
ている。

ノズルプレート１４Ｂの側面には、内側に窪んだ凹部である第１の位置決め部１１ｘ、
１１ｙがフォトリソグラフィー法により形成されている。第１の位置決め部１１ｘ、１１
ｙの底面は、平坦になっており、それぞれ第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙの側面が当接
される。本実施形態では、ノズルプレート１４Ｂの側面のうち、Ｘ軸方向の一側面に一つ
の第１の位置決め部１１ｘが形成され、Ｙ軸方向の一側面に二つの第１の位置決め部１１
ｙが形成されている。実施形態１と同様に、第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙは、ノズル
列１３Ａを基準とした位置に形成されている。

このような第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙは、保持部４３に収容された各記録ヘッド
１０の第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙに当接している。これにより、各記録ヘッド１０
は、保持部材４１に対して、Ｘ方向及びＹ方向の位置が規定され、またＸＹ平面における
角度が規定される。

本実施形態においても、第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙは記録ヘッド１０の相対位置
が所定の配置となるように配設されているので、記録ヘッド１０は、その相対位置を保っ
て保持部４３に配設されている。さらに、各記録ヘッド１０では、ノズル列１３Ａと第１
の位置決め部１１ｘ、１１ｙとの相対位置が所定の配置となっているので、各記録ヘッド
１０のノズル列１３Ａ同士の相対位置は、所定の配置に位置決めされる。

このように、本実施形態においても各記録ヘッド１０は、相対位置が所定の配置となる
ように位置決めされるので、高品質な印刷を行うことができる。

さらに、第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙの上面４２ｔは、流路形成基板１２Ｂの底面
に当接している。これにより、流路形成基板１２Ｂの底面のＺ方向の位置は、第２の位置
決め部４２ｘ、４２ｙの高さにより規定されることになるので、第２の位置決め部４２ｘ
、４２ｙの高さを調節することで、流路形成基板１２Ｂ、すなわち記録ヘッド１０のＺ方
向の高さを調節することができる。

〈実施形態４〉
上述した実施形態１〜実施形態３に係る記録ヘッドユニットＩを備えるインクジェット
式記録装置について説明する。図１０は、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記
録装置の概略斜視図である。

図示するように、本実施形態の液体噴射装置であるインクジェット式記録装置１は、例
えば、ブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等の複数の異な
る色のインクが貯留される貯留室を有するインクカートリッジ（液体貯留手段）２が装着
された記録ヘッドユニットＩを具備する。記録ヘッドユニットＩはキャリッジ３に搭載さ
れており、記録ヘッドユニットＩが搭載されたキャリッジ３は、装置本体４に取り付けら
れたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。そして、駆動モーター６の駆動
力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達される
ことで、キャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャ
リッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙装置等により給紙され
た紙等の被記録媒体Ｓがプラテン８上を搬送されるようになっている。

〈実施形態５〉
インクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法について説明する。図１１は、記録ヘ
ッドユニットＩの製造方法を示す概略斜視図である。

本実施形態に係る記録ヘッドユニットの製造方法では、治具６０を用いて記録ヘッド１
０の相対位置を所定位置に位置決めした後、保持部材（図示せず。図１参照）に収容し、
固定する。

治具６０は、平板状の部材であり、一方面に第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙが所定の
配置で設けられている。第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙの所定の配置は、実施形態１と
同様に、第２の位置決め部４２ｘに記録ヘッド１０の第１の位置決め部１１ｘが当接され
、第２の位置決め部４２ｙに記録ヘッド１０の第１の位置決め部１１ｙが当接された状態
において各記録ヘッド１０の相対位置が所定の配置となるように、第２の位置決め部４２
ｘ、４２ｙが保持部４３（図１参照）に設けられていることをいう。

本実施形態においても、各記録ヘッド１０の相対位置は、記録ヘッド１０のノズル列１
３ＡがＹ方向に平行であり、Ｙ方向の位置が揃い、さらに、各記録ヘッド１０間のノズル
列１３ＡのＸ方向の間隔が等しくなるように配置されている。

また、各記録ヘッド１０には、実施形態２に示したものと同様の第１の位置決め部１１
ｘ、１１ｙが形成されている。すなわち、流路形成基板よりも形状が大きい略長方形状の
ノズルプレート１４Ａの側面に、外側に突出する凸部である第１の位置決め部１１ｘ、１
１ｙが形成されている。

このような治具６０に各記録ヘッド１０を配置する。具体的には、各記録ヘッド１０の
ノズルプレート１４Ａを下側にして治具６０上に配置し、第１の位置決め部１１ｘ、１１
ｙを第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙに当接させる。これにより、各記録ヘッド１０同士
、各ノズル列同士の相対位置が所定の配置となる。

各記録ヘッド１０が位置決めされた状態を維持し、各記録ヘッド１０を保持部材の保持
部に収容して固定することで、記録ヘッドユニットＩが形成される。かかる治具６０を用
いて記録ヘッドユニットＩを形成する場合には、保持部材自体に第２の位置決め部を設け
ておく必要はない。

なお、このような専用の治具６０を用いずに、実施形態１に示した保持部材４１に直接
的に記録ヘッド１０を位置決めし、固定してもよい。

〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したもの
に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態１〜５では、第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙは凸状また
は凹状に形成され、第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙは円柱状に形成されていたが、この
ような形状に限定されない。第１の位置決め部及び第２の位置決め部は何れも、互いに当
接しうる面が設けられていればよい。

また、第１の位置決め部１１ｘ、１１ｙ及び第２の位置決め部４２ｘ、４２ｙは、それ
ぞれＸＹ平面のＸ軸、Ｙ軸に平行な側面に形成されていたが、第１の位置決め部と第２の
位置決め部とが当接された際に、記録ヘッド１０の保持部材４１に対する位置及び角度が
規定されれば、そのような側面に形成される場合に限定されない。例えば、流路形成基板
やノズルプレートが長方形状でない多角形などの場合では、それらの形状に応じて、少な
くとも二辺に第１の位置決め部を設け、これに対応するように保持部材（位置決め部材）
に第２の位置決め部を設ければよい。

また、上述したインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記録ヘッドユニッ
トＩがキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限
定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドユニットＩが固定されて、紙等の被記録
媒体Ｓを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を
適用することができる。

なお、上記各実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録
ヘッドを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが
、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射す
る液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例え
ば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等の
カラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（
電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ
製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液
体噴射装置にも適用できる。

Ｉ インクジェット式記録ヘッドユニット（液体噴射ヘッドユニット）、 １ インクジ
ェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ 液体噴射ヘッド（記録ヘッド）、 １１ｘ
、１１ｙ 第１の位置決め部、 １２、１２Ａ、１２Ｂ 流路形成基板、 １３ ノズル
開口、 １３Ａ ノズル列、 １４、１４Ａ、１４Ｂ ノズルプレート、 ３４ 圧電素
子ユニット、 ３６ ヘッドケース、 ４０ 位置決め機構、 ４１ 保持部材、 ４２
ｘ、４２ｙ 第２の位置決め部、 ６０ 治具

Claims (9)

1. 複数のノズル開口が形成されたノズルプレートと前記ノズル開口に連通する複数の圧力
   発生室が形成された流路形成基板を含む液体噴射ヘッドを複数並べて構成される液体噴射
   ヘッドユニットの位置決め機構であって、
   前記ノズルプレート又は前記流路形成基板には、前記ノズル開口が形成されたノズル面
   に直交する側面に形成された第１の位置決め部と、
   前記第１の位置決め部に当接される第２の位置決め部が設けられた位置決め部材とを備
   え、
   前記第２の位置決め部は、当該第２の位置決め部に前記第１の位置決め部が当接された
   前記各液体噴射ヘッド同士の相対的な位置が所定位置となるように前記位置決め部材に配
   設され、
   前記第１の位置決め部が形成された前記ノズルプレート又は前記流路形成基板は、シリ
   コン基板から形成され、当該第１の位置決め部はフォトリソグラフィー法により形成され
   ている
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構。
2. 請求項１に記載する液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構において、
   前記第１の位置決め部は、前記ノズル面をＸＹ平面としたとき、前記ノズルプレート又
   は前記流路形成基板の何れか一方のＸ軸方向及びＹ軸方向の側面に形成されている
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構。
3. 請求項１又は請求項２に記載する液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構において、
   前記第１の位置決め部は、前記ノズルプレートの一部を切り欠いて形成され、
   前記第２の位置決め部は、円柱状に形成され、
   前記第２の位置決め部は、上面が前記流路形成基板に当接すると共に側面が前記ノズル
   プレートの切り欠きに当接して前記第１の位置決め部に位置決めされている
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構。
4. 請求項１又は請求項２に記載する液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構において、
   前記第１の位置決め部は、前記流路形成基板に形成され、
   前記ノズルプレートには、当該ノズルプレートの一部を切り欠いた逃げ部が形成され、
   前記第１の位置決め部は、前記ノズル面の平面視において、前記逃げ部の内側に位置し
   ている
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構。
5. 請求項１〜請求項４の何れか一項に記載する液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構に
   おいて、
   前記位置決め部材には、前記ノズル開口が対向する領域に貫通孔が設けられている
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載する液体噴射ヘッドユニットの位置決め機構に
   前記液体噴射ヘッドが位置決めされて配設されたことを特徴とする液体噴射ヘッドユニッ
   ト。
7. 請求項６に記載する液体噴射ヘッドユニットを備えることを特徴とする液体噴射装置。
8. 複数のノズル開口が形成されたノズルプレートと、
   前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が形成された流路形成基板を含む液体噴射
   ヘッドと、
   複数の前記液体噴射ヘッドが配設された位置決め部材とを具備し、
   前記ノズルプレート又は前記流路形成基板の一方は、シリコン基板から形成され、当該
   一方には、前記ノズル開口が形成されたノズル面に直交する側面にフォトリソグラフィー
   法により形成された第１の位置決め部が形成されている液体噴射ヘッドユニットの製造方
   法であって、
   前記第１の位置決め部に当接される第２の位置決め部が設けられた治具であって、当該
   第２の位置決め部が、前記各液体噴射ヘッド同士の相対的な位置を規定する所定位置に配
   置されたものを用いて、
   前記治具の第２の位置決め部に、前記各液体噴射ヘッドの前記第１の位置決め部を当接
   させた状態で、当該各液体噴射ヘッドを前記位置決め部材に固定する
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
9. 請求項８に記載する液体噴射ヘッドユニットの製造方法において、
   前記第２の位置決め部が設けられ、前記位置決め治具を兼ねた前記位置決め部材を用い
   て、
   前記第２の位置決め部に前記第１の位置決め部を当接させた状態で当該液体噴射ヘッド
   を前記位置決め部材に固定する
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法。

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