JP2012016920A - 液体噴射ヘッドユニットの製造方法、及び、液体噴射ヘッドユニット - Google Patents

Abstract

【課題】複数の液体噴射ヘッドの取り付け精度を向上することが可能な液体噴射ヘッドユニットの製造方法、及び、液体噴射ヘッドユニットを提供する。
【解決手段】サブキャリッジ２６は、各記録ヘッド１８が配置されるヘッド挿通開口２８を有し、当該ヘッド挿通開口を間に挟んだヘッド列設方向の両側の何れか一方の辺部４１ａの剛性が、他の辺部の剛性よりも高く、各記録ヘッドをサブキャリッジに取り付ける工程において、辺部４１ａ側から他方の辺部４１ｂ側に向けて各記録ヘッドがサブキャリッジに順次ネジ固定される。
【選択図】図１６

Description

本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置に用いられる液体噴射ヘッドユニットの製造方法、及び、液体噴射ヘッドユニットに関し、特に、複数の液体噴射ヘッドを位置精度良く取り付けることが可能な液体噴射ヘッドユニットの製造方法、及び、液体噴射ヘッドユニットに関するものである。

液体噴射装置は、液体を液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクをインク滴として噴射させて記録を行うインクジェット式記録装置（プリンター）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、ディスプレイ製造装置などの各種の製造装置にも応用されている。

近年、上記プリンターには、ノズルを複数列設してなるノズル群を有する記録ヘッドをサブキャリッジなどのヘッド固定部材に複数並べて固定したものを１つのヘッドユニットとする構成を採用するものがある（例えば、特許文献１参照）。このサブキャリッジは、複数の記録ヘッドが取り付けられる部分が開口した枠体状の平板状の部材であり、軽量化を図るべく合成樹脂で作製されたものである。このサブキャリッジに対して各記録ヘッドが位置決めされた状態でネジ留めによって固定される。

特開２００８−２７３１０９号公報

ところで、サブキャリッジに対して各記録ヘッドをそれぞれネジ留めする際に、締め付け時の回転モーメントがサブキャリッジに加わり、これにより、枠体状のサブキャリッジが変形してしまう可能性があった。特に複数の記録ヘッドをサブキャリッジに順次取り付ける際、各記録ヘッドを固定する度に回転モーメントが加わるので、その分、サブキャリッジの変形がより大きくなってしまう。また、位置調整を行って記録ヘッドを取り付け・固定しても、その後に取り付けられる記録ヘッドをネジ留めする際の回転モーメントによってサブキャリッジが変形して位置が狂ってしまう。そして、このようなサブキャリッジの変形の累積により、各記録ヘッドの相対位置、ひいては、各記録ヘッドのノズル同士の相対位置にずれが生じる。その結果、記録媒体に対するインクの着弾位置にばらつきが生じ、記録画像等の画質の低下を招く虞があった。

なお、このような問題は、インクを噴射する記録ヘッドを搭載したインクジェット式記録装置だけではなく、上記サブキャリッジのような枠体状のヘッド固定部材に対して複数の液体噴射ヘッドを固定する構成を採用する、他の液体噴射ヘッドユニット、及びこれを備える液体噴射装置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てなされたものであり、その目的は、複数の液体噴射ヘッドの取り付け精度を向上することが可能な液体噴射ヘッドユニットの製造方法、及び、液体噴射ヘッドユニットを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、液体を噴射するノズルを複数列設して成るノズル群を少なくとも１つ有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドが位置決めされた状態で複数固定されるヘッド固定部材と、を備えた液体噴射ヘッドユニットの製造方法であって、
前記ヘッド固定部材は、各液体噴射ヘッドが配置されるヘッド挿通開口を有し、当該ヘッド挿通開口を間に挟んだヘッド列設方向の両側の何れか一方の辺部の剛性が、他の辺部の剛性よりも高く、
各液体噴射ヘッドを前記ヘッド固定部材に取り付ける工程において、前記一方の辺部側から他方の辺部側に向けて各液体噴射ヘッドを前記ヘッド固定部材に順次ネジ固定することを特徴とする。

本発明によれば、各液体噴射ヘッドをヘッド固定部材に取り付ける工程において、剛性が高い一方の辺部側から他方の辺部側に向けて各液体噴射ヘッドをヘッド固定部材に順次ネジ固定するので、ヘッド固定部材に固定された各液体噴射ヘッドの相対位置が狂うことが抑制される。即ち、剛性が高い側に先に固定された液体噴射ヘッドは、後から固定される液体噴射ヘッドのネジ留めの影響を受けにくい。このため、先に固定された液体噴射ヘッドに対して、後の液体噴射ヘッドを固定する際のネジ留めの影響による位置ずれの累積が抑制され、液体噴射ヘッド同士の相対位置が狂うことが抑制される。その結果、液体噴射ヘッドユニットにおける各ノズルの位置精度が向上する。

また、本発明は、液体を噴射するノズルを複数列設して成るノズル群を少なくとも１つ有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドが位置決めされた状態で複数固定されるヘッド固定部材と、を備えた液体噴射ヘッドユニットの製造方法であって、
前記ヘッド固定部材は、各液体噴射ヘッドが配置されるヘッド挿通開口を有し、当該ヘッド挿通開口を間に挟んだヘッド列設方向の両側の何れか一方の辺部の剛性が、他の辺部の剛性よりも高く、
各液体噴射ヘッドを前記ヘッド固定部材に取り付ける工程において、前記一方の辺部側から他方の辺部側に向けて各液体噴射ヘッドを前記ヘッド固定部材に順次ネジ固定することを特徴とする。

本発明によれば、各液体噴射ヘッドをヘッド固定部材に取り付ける工程において、剛性が高い一方の辺部側から他方の辺部側に向けて各液体噴射ヘッドがヘッド固定部材に順次ネジ固定されるので、ヘッド固定部材に固定された各液体噴射ヘッドの相対位置が狂うことが抑制される。即ち、剛性が高い側に先に固定された液体噴射ヘッドは、後から固定される液体噴射ヘッドのネジ留めの影響を受けにくい。このため、先に固定された液体噴射ヘッドに対して、後の液体噴射ヘッドを固定する際のネジ留めの影響による位置ずれの累積が抑制され、液体噴射ヘッド同士の相対位置が狂うことが抑制される。その結果、液体噴射ヘッドユニットにおける各ノズルの位置精度が向上する。また、ヘッド固定部材の全体の剛性を高めなくてもよいので、ヘッド固定部材の軽量化が可能となる。

上記構成において、前記ヘッド固定部材の一方の辺部の太さが、他の辺部の太さよりも太い構成を採用することができる。

また、上記構成において、前記ヘッド固定部材の一方の辺部の厚みが、他の辺部の厚みよりも厚い構成を採用することができる。

また、上記構成において、前記ヘッド固定部材の一方の辺部に、当該辺部を補強する補強部材が設けられる構成を採用することができる。

この構成において、前記ヘッド固定部材は、合成樹脂から作製され、前記一方の辺部に、前記補強部材が埋設される構成を採用することができる。

さらに、上記各構成において、前記一方の辺部の剛性と、ヘッド列設方向に交差する方向の両側の何れか一つの辺部の剛性と、が他の辺部の剛性よりも高い構成を採用することができる。

プリンターの内部構成の一部を示す斜視図である。 プリンターの正面図である。 プリンターの平面図である。 プリンターの右側面図である。 キャリッジアセンブリーの平面図である。 キャリッジアセンブリーの正面図である。 キャリッジアセンブリーの右側面図である。 キャリッジアセンブリーの底面図である。 図５におけるＡ−Ａ線断面図である。 ヘッドユニットの斜視図である。 ヘッドユニットの平面図である。 ヘッドユニットの正面図である。 ヘッドユニットの下面図である。 ヘッドユニットの右側面図である。 キャリッジアセンブリーの構成をより簡略化して示した断面図である。 各記録ヘッド及びヘッド保護部材が取り付けられた状態のサブキャリッジの下面図である。 記録ヘッドの構成を説明する斜視図である。 サブキャリッジに対し記録ヘッドを取り付けるための装置構成を説明する模式図である。 第２の実施形態におけるサブキャリッジの下面図である。 第３の実施形態におけるサブキャリッジの下面図である。 第４の実施形態におけるサブキャリッジの下面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、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、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。

図１はプリンター１の内部構成の一部を示す斜視図、図２はプリンター１の正面図、図３はプリンター１の平面図、図４はプリンター１の右側面図である。例示したプリンター１は、記録用紙、布、フィルム等の記録媒体（着弾対象）に向けて、液体の一種であるインクを噴射する。このプリンター１は、フレーム２の内部にキャリッジアセンブリー３（ヘッドユニット保持部材の一種）を、記録媒体の送り方向に交差する方向である主走査方向に往復移動可能に搭載している。プリンター１の背面側のフレーム２の内壁には、当該フレーム２の長手方向に沿って長尺な上下一対のガイドロッド４ａ，４ｂが互いに間隔を空けて平行に取り付けられている。キャリッジアセンブリー３は、その背面側に設けられた軸受け部７（図７参照。）等にガイドロッド４ａ，４ｂが嵌合することで、これらのガイドロッド４ａ，４ｂに対して摺動可能に支持されている。

フレーム２の背面側であって主走査方向の一端側（図３における右端部）には、キャリッジアセンブリー３を移動させるための駆動源としてのキャリッジモーター８が配設されている。このキャリッジモーター８の駆動軸は、フレーム２の背面側から内面側に突出しており、その先端部分には、駆動プーリー（図示せず）が接続されている。この駆動プーリーは、キャリッジモーター８の駆動により回転される。また、この駆動プーリーに対して主走査方向における反対側（図３における左端部）の位置には、遊転プーリー（図示せず）が設けられている。これらのプーリーには、タイミングベルト９が架け渡されている。このタイミングベルト９には、キャリッジアセンブリー３が接続されている。そして、キャリッジモーター８が駆動されると、駆動プーリーの回転に伴ってタイミングベルト９が回動し、キャリッジアセンブリー３がガイドロッド４ａ，４ｂに沿って主走査方向に移動する。

フレーム２の背面の内壁には、リニアスケール１０（エンコーダーフィルム）が、主走査方向に沿ってガイドロッド４ａ，４ｂと平行に張設されている。リニアスケール１０は、透明な樹脂製フィルムによって作製された帯状（バンド状）部材であり、例えば、透明なベースフィルムの表面に帯幅方向を横断する不透明なストライプが複数印刷されたものである。各ストライプは、同じ幅とされ、帯長手方向に一定ピッチで形成されている。また、キャリッジアセンブリー３の背面側には、このリニアスケール１０のストライプを光学的に読み取るためのリニアエンコーダーが設けられている（図示せず。）。リニアエンコーダーは、例えば、互いに対向配置された一対の発光素子と受光素子とによって構成され、リニアスケール１０の透明部分での受光状態とストライプ部分での受光状態の差異に応じてエンコーダーパルスを出力するようになっている。即ち、リニアエンコーダーは位置情報出力手段の一種であり、キャリッジアセンブリー３の走査位置に応じたエンコーダーパルスを、主走査方向における位置情報として出力する。これにより、プリンターの制御部（図示せず）はこのリニアエンコーダーからのエンコーダーパルスに基づいてキャリッジアセンブリー３の走査位置を認識しながら、ヘッドユニット１７による記録媒体に対する記録動作を制御することができる。そして、プリンター１は、主走査方向の一端側のホームポジションから反対側の端部（フルポジション）へ向けてキャリッジアセンブリー３が移動する往動時と、フルポジションからホームポジション側にキャリッジアセンブリー３が戻る復動時との双方向で記録紙上に文字や画像等を記録する所謂双方向記録処理が可能に構成されている。

図３に示すように、キャリッジアセンブリー３には、ヘッドユニット１７の各記録ヘッド１８に各色のインクを供給するためのインク供給チューブ１４と、駆動信号等の信号を供給するための信号ケーブル１５が接続されている。その他、プリンター１には、図示しないが、インクを貯留したインクカートリッジ（液体供給源）が着脱可能に取り付けられるカートリッジ装着部、記録紙を搬送する搬送部、待機状態の記録ヘッド１８のノズル形成面５３（図１７参照）をキャッピングするキャッピング部等が設けられている。

図５はキャリッジアセンブリー３の平面（上面）図、図６はキャリッジアセンブリー３の正面図、図７はキャリッジアセンブリー３の右側面図、図８はキャリッジアセンブリー３の底面図である。また、図９は図５におけるＡ−Ａ線断面図である。なお、図５は、キャリッジカバー１３が外された状態を図示している。キャリッジアセンブリー３は、後述するヘッドユニット１７（本発明における液体噴射ヘッドユニットの一種。）を内部に搭載するキャリッジ本体１２と、このキャリッジ本体１２の上部開口を塞ぐキャリッジカバー１３とから成り、上下に分割可能な中空箱体状の部材である。キャリッジ本体１２は、略矩形状の底板部１２ａと、当該底板部１２ａの四方の外周縁からそれぞれ上方に起立した側壁部１２ｂとから成り、これらの底板部１２ａ及び側壁部１２ｂに囲まれた空間内にヘッドユニット１７を収容する。底板部１２ａには、収容されたヘッドユニット１７の各記録ヘッド１８のノズル形成面５３を露出させるための底部開口１９が開設されている。そして、ヘッドユニット１７をキャリッジ本体１２内に収容した状態では、底板部１２ａの底部開口１９から各記録ヘッド１８のノズル形成面５３が、キャリッジ本体１２の底部よりも下方（記録動作時における記録媒体側）に突出する。

キャリッジ本体１２とヘッドユニット１７との間には、当該キャリッジ本体１２に収容されたヘッドユニット１７の姿勢を調整するための偏心カム２１（図９および図１５参照）が複数設けられている。そして、キャリッジ本体１２には、これらの偏心カム２１を回転させるための調整レバー２０が複数設けられている。これらの調整レバー２０の操作により、偏心カム２１が回転してその回転中心から外周面までのカム径が増減し、このカム径の増減によって、キャリッジ本体１２に収容されたヘッドユニット１７のキャリッジ本体１２に対する位置や傾きなどの姿勢を調整することができるように構成されている。

図１０はヘッドユニット１７の斜視図であり、（ａ）は流路部材２４が取り付けられた状態、（ｂ）は流路部材２４が外された状態をそれぞれ示している。また、図１１はヘッドユニット１７の平面図（上面図）、図１２はヘッドユニット１７の正面図、図１３はヘッドユニット１７の下面図、図１４はヘッドユニット１７の右側面図である。そして、図１５は、説明を容易にするためキャリッジアセンブリー３の構成をより簡略化して示した断面図である。

ヘッドユニット１７は、複数の記録ヘッド１８等をユニット化したものであり、これらの記録ヘッド１８が取り付けられるサブキャリッジ２６（本発明におけるヘッド固定部材の一種）と、流路部材２４と、を備えている。サブキャリッジ２６は、記録ヘッド１８が固定される板状のベース部２６ａと、このベース部２６ａの四方の外周縁からそれぞれ上方に起立した起立壁部２６ｂと、から上面が開口した中空箱体状に形成されている。これらのベース部２６ａと四方の起立壁部２６ｂとから囲まれた空間が、記録ヘッド１８の少なくとも一部（主にサブタンク３７）を収容する収容部３５（図１５参照）として機能する。即ち、この上部開口３６は、収容部３５に連通した開口部である。本実施形態のサブキャリッジ２６は、金属、例えばアルミニウムにより作製されており、キャリッジ本体１２やキャリッジカバー１３と比較して剛性が高められている。なお、サブキャリッジ２６の材料としては、金属には限られず、合成樹脂を採用することも可能である。

図１６は、各記録ヘッド１８及びヘッド保護部材２３が取り付けられた状態のサブキャリッジ２６の下面側（各記録ヘッド１８のノズル形成面５３側）の簡略図である。ベース部２６ａの略中央部分には、複数の記録ヘッド１８を挿通可能な（即ち、各記録ヘッド１８に共通な１つの）ヘッド挿通開口２８が開設されている。このためベース部２６ａは、四方の辺部４１ａ〜４１ｂから成る額縁状の枠体となっている。このベース部２６ａは、ヘッド挿通開口２８を間に挟んだヘッド列設方向の両側の辺部４１ａ，４１ｂのうちの一方（図１６における右側）の辺部４１ａの剛性が、他の辺部４１ｂ〜４１ｄの剛性よりも高くなっている。具体的には、当該辺部４１ａの太さＷａが、他の辺部４４１ｂ〜４１ｄの太さよりも十分に太く設定されている。このベース部２６ａの下面（記録時の記録媒体に対向する側の面）には、各記録ヘッド１８の取り付け位置に対応して、止着穴２９が開設されている（図１８参照）。本実施形態において、止着穴２９は、１つの記録ヘッド１８の取り付け位置に対して、ヘッド挿通開口２８を間に挟んでノズル列方向に対応する方向（ヘッド列設方向に直交する方向）の両側の辺部４１ｃ，４１ｄに、後述するスペーサー３２のサブキャリッジ用挿通穴３２″に対応してそれぞれ２つずつ、合計４箇所設けられている。また、サブキャリッジ２６に対して最初に取り付けられる第１の記録ヘッド１８ａの取り付け位置（最も辺部４１ａ側のヘッド取り付け位置）には、止着穴２９の近傍に位置決め穴５７（図１６参照）がそれぞれ設けられている。この位置決め穴５７は、後述する第１の記録ヘッド１８ａの位置決めボス５８が嵌入することにより、サブキャリッジ２６（ベース部２６ａ）に対する第１の記録ヘッド１８ａの配置位置が規定されるヘッド位置決め手段の一種である。

本実施形態においては、図１６に示すように、第１の記録ヘッド１８ａ、第２の記録ヘッド１８ｂ、第３の記録ヘッド１８ｃ、第４の記録ヘッド１８ｄ、及び第５の記録ヘッド１８ｅの合計５つの記録ヘッド１８が、後述するサブタンク３７をヘッド挿通開口２８の下方から挿通させて収容部３５内に収容し、且つ、ベース部２６ａとの間にそれぞれスペーサー３２（図１８参照）を介在させた状態で、図１３に示すようにノズル列に直交する方向に横並びで、ベース部２６ａにそれぞれ固定される。

また、本実施形態において、辺部４１ａには、最も辺部４１ａ側に配置される第１の記録ヘッド１８ａに隣接させた状態でヘッド保護部材２３が取り付けられている。このヘッド保護部材２３は、記録動作時における記録紙等から記録ヘッド１８を保護する部材であり、例えば、合成樹脂から作製されている。図１３に示すように、このヘッド保護部材２３の平面視における各寸法（ノズル列方向の奥行き、及び、ノズル列に直交する方向の幅）が、記録ヘッド１８の対応する各寸法と同程度に揃えられている。そして、このヘッド保護部材２３は、図１５に示すように正面から見て、先端面（記録時における記録媒体に対向する側の面）における記録ヘッド１８側の角部とは反対側の角部が、先端面に対して斜めに欠截されている。そして、この欠截面は、記録ヘッド１８側から反対側に向けて上り傾斜したテーパー面２３ａとなっている。このヘッド保護部材２３が辺部４１ａに固定されていることにより、当該辺部４１ａの剛性がさらに高められている。即ち、このヘッド保護部材２３は、辺部４１ａを補強する補強部材としても機能する。この保護部材２３は、サブキャリッジ２６に各記録ヘッド１８が取り付けられる前の段階で、サブキャリッジに固定されることが望ましい。

図１１等に示すように、サブキャリッジ２６の四方の起立壁部２６ｂのうちの３つには、側方に向けてフランジ部３０が突設されている。なお、図１６では、フランジ部３０の図示が省略されている。フランジ部３０には、キャリッジ本体１２の底板部１２ａのヘッドユニット１７の取り付け位置に開設された図示しない３箇所の取り付けネジ穴に対応して、挿通穴３１がそれぞれ開設されている。そして、キャリッジ本体１２の底板部１２ａの各取り付けネジ穴に、それぞれ対応する挿通穴３１の位置を合わせた状態で、ヘッドユニット固定ネジ２２を、挿通穴３１を通じて取り付けネジ穴に止着する（螺着する）ことで、キャリッジ本体１２内部にヘッドユニット１７が収容・固定される。なお、上述したように、ヘッドユニット１７をキャリッジ本体１２に対して本固定する前の段階で、上記の調整レバー２０の操作により、キャリッジ本体１２に対するヘッドユニット１７の位置や傾きなどの姿勢が調整される。また、サブキャリッジ２６の四方の起立壁部２６ｂの上端面には、流路部材２４を固定するための固定ネジ穴３３が合計４箇所設けられている。

流路部材２４は、上下方向が薄い箱体状の部材であり、例えば、合成樹脂により作製される。この流路部材２４の内部には、各記録ヘッド１８のサブタンク３７（後述）の流路接続部３８にそれぞれ対応した各色のインク分配流路（図示せず）が区画形成されている。この流路部材２４の上面（サブキャリッジ２６に固定される側の面とは反対側の面）には、チューブ接続部３４が設けられている。図１１に示すように、このチューブ接続部３４の内部には、各色のインクに対応した導入口３９が複数設けられている。各導入口３９は、それぞれ対応する色のインク分配流路に連通している。そして、チューブ接続部３４に上記のインク供給チューブ１４が接続されると、インク供給チューブ１４内の各色のインク供給路と、それぞれ対応する導入口３９とが液密状態で連通する。これにより、インクカートリッジ側からインク供給チューブ１４を通じて送られてきた各色のインクが、導入口３９を通じて流路部材２４内のインク分配流路にそれぞれ導入される。この流路部材２４の四隅には、サブキャリッジ２６の固定ネジ穴３３に対応する流路挿通穴（図示せず）が、それぞれ板厚方向を貫通した状態で形成されている。流路部材２４がサブキャリッジ２６に固定される際に、流路止着ネジ４５が流路挿通穴を通じて固定ネジ穴３３に止着（螺合）される。

図１２及び図１５に示すように、流路部材２４の下面において、各記録ヘッド１８のサブタンク３７の流路接続部３８に対応する位置には、下方に向けて延出した接続流路４０が設けられている。この接続流路４０は、それぞれ対応する色のインク分配流路に連通する導出路（図示せず）が内部に形成された中空筒状の部材である。この接続流路４０は、各記録ヘッド１８のサブタンク３７の流路接続部３８にそれぞれ挿入されて液密状態で連結されるように構成されている。そして、流路部材２４内部のインク分配流路を通ったインクは、接続流路４０と流路接続部３８を介して各記録ヘッド１８のサブタンク３７に供給される。つまり、インク供給チューブ１７とサブタンク３７とは、流路部材２４を介在させて相互に接続されている。

図１７は、記録ヘッド１８（液体噴射ヘッドの一種）の構成を説明する斜視図である。なお、基本的な構造等は各記録ヘッド１８で共通であるため、サブキャリッジ２６に取り付けられる５つの記録ヘッド１８のうちの１つを代表として示している。
記録ヘッド１８は、ノズル５１に連通する圧力室を含むインク流路を形成する流路ユニットや、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせる圧電振動子或いは発熱素子などの圧力発生手段（何れも図示せず）をヘッドケース５２に備えている。この記録ヘッド１８は、プリンター１の制御部側からの駆動信号を圧力発生手段に印加して圧力発生手段を駆動することにより、ノズル５１からインクを噴射して記録紙等の記録媒体に着弾させる記録動作を行うように構成されている。各記録ヘッド１８のノズル形成面５３には、インクを噴射するノズル５１が複数列設されてノズル列５６（ノズル群の一種）が構成され、このノズル列５６がノズル列に直交する方向に２列並べて形成されている。１つのノズル列５６は、例えば３６０ｄｐｉのピッチで開設された３６０個のノズル開口から成る。各ノズル列５６に対応するインク流路や圧力発生手段等はそれぞれ個別に設けられており、後述するように、同一記録ヘッド１８の２つのノズル列５６にそれぞれ異なるインクが割り当てられる場合もある。

ヘッドケース５２は、中空箱体状部材であり、その先端側には、ノズル形成面５３を露出させた状態で流路ユニットを固定している。また、ヘッドケース５２の内部に形成された収容空部内には圧力発生手段などを収容し、先端面とは反対側の基端面側（上面側）には、流路ユニット側にインクを供給するためのサブタンク３７が装着されている。また、ヘッドケース５２の上面側におけるノズル列方向の両側には、側方に向けて突出したフランジ部５２ａがそれぞれ形成されている。このフランジ部５２ａには、スペーサー３２のヘッド用挿通穴３２′（図１８参照）に対応して、スペーサー取り付け穴５４がそれぞれ開設されている。フランジ部５２ａにスペーサー３２を取り付ける際に、このスペーサー取り付け穴５４にスペーサー固定ネジ２７が挿通される。

なお、図１６に示すように、第１の記録ヘッド１８ａにのみ、サブキャリッジ２６における第３の記録ヘッド１８ｃの取り付け位置に設けられている２つの位置決め穴５７に対応して、当該位置決め穴５７に挿入可能な位置決めボス５８が両側のフランジ部５２ａにそれぞれ１つずつ設けられている。即ち、第１の記録ヘッド１８ａをサブキャリッジ２６に取り付ける際には、この位置決めボス５８をサブキャリッジ２６の位置決め穴５７に嵌入させることで、サブキャリッジ２６（ベース部２６ａ）に対する第１の記録ヘッド１８ａの配置位置が規定されるようになっている。

スペーサー３２は、合成樹脂から成る部材であり、１つの記録ヘッド１８に対して両側のフランジ部５２ａの上面（サブタンク３７側の面）にそれぞれ１つずつ、合計２つ取り付けられる。このスペーサー３２の幅方向（記録ヘッド１８に取り付けられた状態におけるノズル列に直交する方向）の中央部分には、記録ヘッド１８のスペーサー取り付け穴５４に対応してヘッド用挿通穴３２′が開設されている。また、スペーサー３２の幅方向の両端部には、サブキャリッジ２６のベース部２６ａに設けられた止着穴２９に対応して、サブキャリッジ用挿通穴３２″がそれぞれ開設されている。即ち、スペーサー３２には、１つのヘッド用挿通穴３２′と２つのサブキャリッジ用挿通穴３２″が各々設けられている。このスペーサー３２は、記録ヘッド１８がサブキャリッジ２６に取り付けられる前の段階で、それぞれの記録ヘッド１８の両側のフランジ部５２ａに、スペーサー止着ネジ４３によってそれぞれ締結される。後述するように、スペーサー３２は、サブキャリッジ２６に対して接着剤によって仮固定された後、スペーサー固定ネジ２７によって本固定される。サブキャリッジ２６に一旦固定された記録ヘッド１８は、スペーサー３２との間のスペーサー止着ネジ４３の締結を解除することにより、スペーサー３２及びサブキャリッジ２６から取り外すことができるようになっている。これにより、記録ヘッド１８の交換や修理等による記録ヘッド１８の着脱が容易になる。

上記サブタンク３７は、流路部材２４からのインクを記録ヘッド１８の圧力室側に導入する部材である。サブタンク３７は、内部の圧力変動に応じてバルブを開閉し、圧力室側へのインクの導入を制御する自己封止機能を有している。このサブタンク３７の後端面（上面）におけるノズル列方向の両端部に、上記流路部材２４の接続流路４０が接続される流路接続部３８が設けられている。この流路接続部３８には図示しないリング状のパッキンが嵌め込まれており、このパッキンにより接続流路４０との液密性が確保される。また、サブタンク３７の内部には、圧力発生手段に駆動信号を供給するための駆動基板が２枚設けられており（図示せず）、各駆動基板に電気的に接続された２枚のフレキシブルケーブル５５（本発明における配線部材の一種）がサブタンク３７の後端面側にそれぞれ引き出されている。このフレキシブルケーブル５５は、上記の信号ケーブル１５と接続されて、当該信号ケーブル１５を通じてプリンター１の制御部から送られてくる駆動信号等を、駆動基板を介して圧力発生手段側に供給する。

次に、上記のヘッドユニット１７の製造工程（組み立て工程）について説明する。
図１８は、サブキャリッジ２６に対し記録ヘッド１８を取り付けるための装置構成を説明する模式図である。この装置は、ＣＣＤカメラ等の撮像手段６０と、記録ヘッド１８を保持した状態で移動させるためのヘッド移動機構６１と、アライメント基板６３と、を備えている。なお、同図において、左右方向がノズル列方向、奥行き方向（図に垂直な方向）がノズル列に直交する方向となっている。アライメント基板６３は、線膨張係数が可及的に小さいガラスなどの透光性を有する板材から構成されている。このアライメント基板６３には、後述するように位置決めの基準となる記録ヘッド１８（以下、適宜、基準ヘッドという。）の複数（少なくとも２箇所）の特定のノズル５１（例えば、図１６において白丸で示す、一方のノズル列の両端のノズル５１。以下、適宜、基準ノズルという。）の配置位置を規定する一組の基準ノズルマークと、位置決め対象の記録ヘッド１８の少なくとも２箇所の特定のノズル５１（以下、適宜、対象ノズルという。）の基準ノズルに対する相対位置を規定する対象ノズルマークと、が設けられている。対象ノズルマークは、基準ノズルマークに対する相対位置が設計値（規定位置）となるように形成位置が定められている。本実施形態において、上記基準ヘッドは、サブキャリッジ２６に最初に固定される第１の記録ヘッド１８ａとされる。

取り付け対象の記録ヘッド１８は、サブタンク３７をヘッド挿通開口２８から挿通させて収容部３５内に収容し、且つ、フランジ部５２ａの上面側とサブキャリッジ２６のベース部２６ａとの間に、フランジ部５２ａに予め締結されたスペーサー３２を介在させた状態で、ノズル形成面５３を撮像手段６０に対向させた姿勢でセットされる。この状態で、記録ヘッド１８はヘッド移動機構６１のアーム６２によって保持される。なお、後述するように、サブキャリッジ２６（ベース部２６ａ）において最も辺部４１ａ側に最初に配置される第１の記録ヘッド１８ａに関しては、アライメント基板６３を用いた位置調整が行われることなく、位置決めボス５８をサブキャリッジ２６の位置決め穴５７に嵌入させることで、サブキャリッジ２６に対する位置決めが完了する。

ヘッド移動機構６１は、サブキャリッジ２６のベース部２６ａに向けて延びるアーム６２（ヘッド保持治具の一種）を有している。ヘッド移動機構６１は、アーム６２によって取り付け対象の記録ヘッド１８をクランプ（保持）する。本実施形態におけるヘッド取り付け工程は、記録ヘッド１８をアーム６２によって保持した状態で、当該記録ヘッド１８をノズル列方向又はノズル列方向に直交する方向に移動させることにより、或いは、ノズル形成面方向に回転させることにより、アライメント基板６３に対する記録ヘッド１８の相対位置が、サブキャリッジ２６のベース部２６ａ上で調整されるようになっている。

各記録ヘッド１８をサブキャリッジ２６に取り付けるヘッド取り付け工程は、ベース部２６ａの所定の位置に記録ヘッド１８を位置決めする位置調整工程と、記録ヘッド１８をベース部２６ａに対して接着剤によって仮固定する仮固定工程と、仮固定された状態で記録ヘッド１８をスペーサー固定ネジ２７によってベース部２６ａに固定する本固定工程と、を含む。ここで、本発明に係るヘッド取り付け工程は、サブキャリッジ２６に対する各記録ヘッド１８の取り付け順に特徴を有している。具体的には、サブキャリッジ２６において剛性が高められた一方の辺部４１ａ側から他方の辺部４１ｂ側に向けて各記録ヘッド１８がサブキャリッジ２６に順次固定される。以下、この点について説明する。

まず、サブキャリッジ２６において剛性が高められた辺部４１ａに最も近いヘッド取り付け位置に、第１の記録ヘッド１８ａが最初に取り付けられる。この第１の記録ヘッド１８ａについては、アライメント基板６３を用いた位置調整が行われることなく、位置決めボス５８をサブキャリッジ２６の位置決め穴５７に嵌入させることで、サブキャリッジ２６に対する配置位置が規定される（位置調整工程）。この状態で、スペーサー３２とサブキャリッジ２６のベース部２６ａとの間に、毛細管力を利用して接着剤が流し込まれ、この接着剤が固化することで仮固定される（仮固定工程）。この接着剤としては、シアノアクリレートを主成分とした所謂瞬間接着剤が好適である。そして、仮固定された状態で、スペーサー固定ネジ２７を用いてスペーサー３２とベース部２６ａとがネジ留めされて、第１の記録ヘッド１８ａがベース部２６ａの規定位置に本固定される（本固定工程）。なお、第１の記録ヘッド１８ａの取り付けにおいては、位置調整が不要であるため、仮固定を省略し、本固定のみを行うようにしてもよい。

次に、サブキャリッジ２６に最初に取り付けられた第１の記録ヘッド１８ａの隣（図１６における左隣）に第２の記録ヘッド１８ｂが配置される（即ち、第１の記録ヘッド１８ａよりも１つだけ辺部４１ａから離れた位置に配置される）。この第２の記録ヘッド１８ｂは、第１の記録ヘッド１８ａを基準として位置調整されてサブキャリッジ２６に固定される。第１の記録ヘッド１８ａ以外の記録ヘッド１８の位置調整工程では、上述したように、アライメント基板６３を用いて位置調整が行われる。このアライメント基板６３は、ノズル形成面５３と撮像手段６０との間に配置される。

撮像手段６０によって撮像された画像は、図示しないモニターに映し出される。このモニターには、取り付け対象の記録ヘッド１８のノズル形成面５３に、透明なアライメント基板６３が重畳して映し出される。そして、このモニターに映し出された画像に基づいて、ベース部２６ａ上で取り付け対象の記録ヘッド１８の位置調整が行われる。具体的には、まず、モニターに画像として映し出される基準ヘッド（この場合、第１の記録ヘッド１８ａ）の各基準ノズルに、それぞれ対応する基準ノズルマークが重なるように、アライメント基板６３の位置が調整される（アライメント基板キャリブレーション工程）。アライメント基板６３の位置が調整されたならば、次に、取り付け対象の記録ヘッド１８の各対象ノズルが、アライメント基板６３上の対応する対象ノズルマークにそれぞれ重なるように、当該記録ヘッド１８ｄの位置がヘッド移動機構６１によって調整される。これにより、第１の記録ヘッド１８ａに対する取り付け対象の第２の記録ヘッド１８ｂの相対位置が規定される。そして、ヘッド移動機構６１による取り付け対象の第２の記録ヘッド１８ｂに対するクランプが維持された状態で、スペーサー３２とベース部２６ａとの間に接着剤が毛細管力によって流し込まれ、この接着剤が固化することで仮固定される（仮固定工程）。そして、仮固定された状態で、スペーサー固定ネジ２７を用いてスペーサー３２とベース部２６ａとがネジ留めされて、取り付け対象の第２の記録ヘッド１８ｂがベース部２６ａの規定位置に本固定される。

なお、位置調整工程に関し、例示したアライメント基板６３を用いずに行うことも可能である。例えば、モニターに映し出される画像に、記録ヘッド１８の基準ノズルや対象ノズルに対応したアライメント用マークを表示して、このアライメント用マークに基づいて位置調整を行うようにしても良い。この方法では、記録ヘッド１８の取り付け作業が行われる各ステージの移動位置に対するアライメント基板の基準マークの位置が制御装置の記憶部に記憶され、この記憶された位置に対して取り付け対象の記録ヘッド１８の対象ノズル位置を合わせることで位置調整が行われる。そして、基準ノズルマークを基準ノズルに対し撮像手段６０の視野内に入る程度に調整することで、基準ノズルと基準ノズルマークとの位置ズレ量を算出し、取り付け対象の記録ヘッド１８を位置合わせするときの位置合わせの指示値に対して、基準ノズルの位置ズレ量を補正するようにしてもよい。
また、記録ヘッド１８とベース部２６ａとの間にスペーサー３２を介在させることなく、記録ヘッド１８とベース部２６ａとの間で直接的に位置決めする構成を採用することもできる。

このような手順で、同様にして、第１の記録ヘッド１８ａを基準として、第３の記録ヘッド１８ｃ、第４の記録ヘッド１８ｄ、及び第５の記録ヘッド１８ｅが、この順にサブキャリッジ２６に対して位置決めされた状態で固定される。このように、剛性が高い一方の辺部４１ａ側から他方の辺部４１ｂ側に向けて各記録ヘッド１８を順次ネジ固定するので、サブキャリッジ２６に固定された各記録ヘッド１８の相対位置が狂うことが抑制される。即ち、剛性が高い側に先に固定された記録ヘッド１８は、後から固定される記録ヘッド１８のネジ留めの影響を受けにくい。取り付け部分の剛性が、後から固定される記録ヘッド１８の取り付け部分の剛性よりも相対的に高いことで、ネジ留めによる回転モーメントが生じてもサブキャリッジ２６が変形し難いからである。このため、先に固定された記録ヘッド１８に対して、後の記録ヘッド１８を固定する際のネジ留めの影響による位置ずれの累積が抑制され、記録ヘッド１８同士の相対位置が狂うことが抑制される。その結果、ヘッドユニット１７における各ノズル５１の位置精度が向上する。また、少なくとも他よりも剛性が高い部分を有していれば良いので、サブキャリッジ２６の全体の剛性を高めなくても済み、サブキャリッジ２６の軽量化が可能となる。

その後、流路部材２４がサブキャリッジ２６に固定される（流路取り付け工程）。上述したように、流路部材２４は、流路止着ネジ４５によってサブキャリッジ２６に対して固定される。この際、流路部材２４の接続流路４０が各記録ヘッド１８のサブタンク３７の流路接続部３８にそれぞれ挿入されて液密状態で連結される。なお、流路部材２４は、各記録ヘッド１８がサブキャリッジ２６に取り付けられる前の段階で、サブキャリッジ２６に固定されるようにしても良い。

以上の工程を経てヘッドユニット１７が完成する。このヘッドユニット１７は、上述したように、キャリッジ本体１２の底板部１２ａの底部開口１９から各記録ヘッド１８のノズル形成面５３を露出させた状態で、キャリッジ本体１２の内部に収容され、キャリッジ本体１２に対するヘッドユニット１７の位置や傾きなどの姿勢が調整された後、ヘッドユニット固定ネジ２２によりネジ留めされて固定される。

なお、本発明は、上記した各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。

上記第１の実施形態では、サブキャリッジ２６のベース部２６ａを構成する四方の辺部４１ａ〜４１ｂのうちの辺部４１ａの太さを他の辺部の太さよりも太く設定することで、当該辺部４１ａの剛性が他の辺部４１ｂ〜４１ｄの剛性よりも高い構成を例示したが、これには限られない。例えば、辺部４１ａの厚みを、他の辺部４１ｂ〜４１ｄの厚みよりも厚くすることで、当該辺部４１ａの剛性を他の辺部４１ｂ〜４１ｄの剛性よりも高くする構成を採用することもできる。この構成によれば、第１の実施形態の場合と比較してサブキャリッジ２６の平面方向のサイズを小さくできるので、ヘッドユニット１７全体の小型化に寄与することができる。
また、上記第１の実施形態では、ヘッド保護部材２３が補強部材として辺部４１ａに固定されていることにより当該辺部４１ａの剛性がさらに高められた構成を例示したが、補強部材としてはこのヘッド保護部材２３には限られず、専用の金属板などを用いることも可能である。

図１９は、本発明の第２の実施形態におけるサブキャリッジ２６の下面図である。本実施形態のサブキャリッジ２６は合成樹脂によって作製されている。そして、辺部４１ａの内部に補強金具６６が、補強部材としてインサート成型により埋設されている点に特徴を有している。他の構成については、上記第１の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
本実施形態においても上記第１の実施形態と同様に、剛性が高い一方の辺部４１ａ側から他方の辺部４１ｂ側に向けて各記録ヘッド１８が順次ネジ固定される。これにより、サブキャリッジ２６に固定された各記録ヘッド１８の相対位置が狂うことが抑制される。また、本実施形態の構成によれば、サブキャリッジ２６が合成樹脂製であるため、より軽量化が可能となる。

図２０は、本発明の第３の実施形態におけるサブキャリッジ２６の下面図である。本実施形態のサブキャリッジ２６は、サブキャリッジ２６のベース部２６ａを構成する四方の辺部４１ａ〜４１ｂのうちの辺部４１ａと辺部４１ｃの太さを他の辺部４１ｂ，４１ｄの太さよりも太く設定することで、これらの辺部４１ａ，４１ｃの剛性が、他の辺部４１ｂ，４１ｄの剛性よりも相対的に高められている点に特徴を有している。他の構成については、上記第１の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。この構成によれば、剛性が高い部分が２辺となっているので、記録ヘッド１８のネジ留めの影響によりサブキャリッジ２６が変形することがより効果的に抑制され、これにより、各記録ヘッド１８の相対位置が狂うことがより抑制される。

図２１は、本発明の第４の実施形態におけるサブキャリッジ２６の下面図である。本実施形態のサブキャリッジ２６は、サブキャリッジ２６のベース部２６ａを構成する四方の辺部４１ａ〜４１ｂのうちの辺部４１ａと辺部４１ｃの内部に、補強金具６６が補強部材としてインサート成型により埋設されており、この補強金具６６によって他の辺部４１ｂ，４１ｄよりも剛性が相対的に高められている点に特徴を有している。他の構成については、上記第１の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。この構成によれば、上記第３の実施形態と同様に剛性が高い部分が２辺となっているので、記録ヘッド１８のネジ留めの影響によりサブキャリッジ２６が変形することがより効果的に抑制され、これにより、各記録ヘッド１８の相対位置が狂うことが抑制される。

なお、ヘッド固定部材としてのサブキャリッジ２６の形状は、上記各実施形態で例示したように上面が開口した箱体状のものには限られない。少なくとも複数の記録ヘッド１８が取り付けられるベース部２６ａを有し、各記録ヘッド１８の収容に関連する開口部が開設された四方の辺部から成る枠体状のヘッド固定部材であれば、本発明を適用することができる。
また、サブキャリッジ２６に取り付けられる記録ヘッド１８の構成や個数についても上記実施形態で例示したものには限られない。

さらに、上記各実施形態では、記録媒体に対して記録ヘッド１８を往復移動させながらインクの噴射を行う構成を例示したが、これには限られない。例えば、記録ヘッド１８の位置を固定した状態で、当該記録ヘッド１８に対して記録媒体を移動させながらインクの噴射を行う構成を採用することもできる。

そして、以上では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター１を例に挙げて説明したが、本発明は、複数の噴射駆動パルスを用いて液体の噴射を行う液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）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，ごく少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。

１…プリンター，３…キャリッジアセンブリー，１２…キャリッジ本体，１３…キャリッジカバー，１７…ヘッドユニット，１８…記録ヘッド，２０…調整レバー，２１…偏心カム，２２…ヘッドユニット固定ネジ，２３…ヘッド保護部材，２４…流路部材，２６…サブキャリッジ，２７…スペーサー固定ネジ，２８…ヘッド挿通開口，２９…止着穴，３２…スペーサー，３３…固定ネジ穴，４１ａ〜４１ｄ…辺部，４３…スペーサー止着ネジ，４５…流路止着ネジ，４６…固定ネジ穴，４７…配線部材挿通口，５１…ノズル，５２…ヘッドケース，５３…ノズル形成面，５４…スペーサー取り付け穴，５６…ノズル列，５７…位置決め穴，５８…位置決めボス，６０…撮像手段，６１…ヘッド移動機構，６２…アーム，６３…アライメント基板，６６…補強金具

Claims (7)

1. 液体を噴射するノズルを複数列設して成るノズル群を少なくとも１つ有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドが位置決めされた状態で複数固定されるヘッド固定部材と、を備えた液体噴射ヘッドユニットの製造方法であって、
   前記ヘッド固定部材は、各液体噴射ヘッドが配置されるヘッド挿通開口を有し、当該ヘッド挿通開口を間に挟んだヘッド列設方向の両側の何れか一方の辺部の剛性が、他の辺部の剛性よりも高く、
   各液体噴射ヘッドを前記ヘッド固定部材に取り付ける工程において、前記一方の辺部側から他方の辺部側に向けて各液体噴射ヘッドを前記ヘッド固定部材に順次ネジ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。
2. 液体を噴射するノズルを複数列設して成るノズル群を少なくとも１つ有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドが位置決めされた状態で複数固定されるヘッド固定部材と、を備えた液体噴射ヘッドユニットであって、
   前記ヘッド固定部材は、各液体噴射ヘッドが配置されるヘッド挿通開口を有し、当該ヘッド挿通開口を間に挟んだヘッド列設方向の両側の何れか一方の辺部の剛性が、他の辺部の剛性よりも高く、
   各液体噴射ヘッドが、前記一方の辺部側から他方の辺部側に向けて前記ヘッド固定部材に順次ネジ固定されたことを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
3. 前記ヘッド固定部材の一方の辺部の太さが、他の辺部の太さよりも太いことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッドユニット。
4. 前記ヘッド固定部材の一方の辺部の厚みが、他の辺部の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッドユニット。
5. 前記ヘッド固定部材の一方の辺部に、当該辺部を補強する補強部材が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッドユニット。
6. 前記ヘッド固定部材は、合成樹脂から作製され、前記一方の辺部に、前記補強部材が埋設されたことを特徴とする請求項５に記載の液体噴射ヘッドユニット。
7. 前記一方の辺部の剛性と、ヘッド列設方向に交差する方向の両側の何れか一つの辺部の剛性と、が他の辺部の剛性よりも高いことを特徴とする請求項２から請求項６の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニット。

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