JP2013099868A - 液体噴射ヘッドモジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴の着弾位置ずれを抑制することができると共に製造工程を合理化した液体噴射ヘッドモジュールの製造方法を提供する。
【解決手段】ノズルプレート２１の一方面２１ａにおけるノズル２２の開口及び他方面２１ｂにおけるノズル２２の開口を結んだ中心線Ｌと、ノズルプレート２１の一方面２１ａに対する法線Ｍとが成す同芯角θを測定し、ノズル２２から吐出されたインクが着弾する記録シートＳとノズルプレート２１との媒体距離ｍ及び同芯角θから、ノズル２２を通る法線Ｍが記録シートＳと交わる点Ｏと中心線Ｌが記録シートＳと交わる点Ｐとの間の距離ｄから補正量Ｄを計算し、保持部材５０のヘッド１０が設置される設置位置から補正量Ｄで補正した位置にヘッド１０を位置決めして保持部材５０に固定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、液体噴射ヘッドモジュール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としては、複数の液体噴射ヘッドを有する液体噴射ヘッドモジュールを具備したものがある。

液体噴射ヘッドモジュールの各液体噴射ヘッドは、カートリッジやタンク等の貯留されたインクなどの液体を液滴として噴射可能であり、共通の保持部材に固定されている（例えば、特許文献１参照）。

このような液体噴射ヘッドを保持部材に固定して液体噴射ヘッドモジュールを製造する際には、実際にインクを記録シート等に吐出させ、インクの着弾誤差を測定している。そして、その着弾誤差を補正するように液体噴射ヘッドの保持部材に対する位置を補正し、保持部材に固定している。

特開２００９−２９７９０２号公報

しかしながら、着弾誤差を測定するためには、そのためにインクを液体噴射ヘッドに充填し、インクの吐出を行う必要がある。このため、液体噴射ヘッドモジュールの製造後には液体噴射ヘッド内のインクを洗浄する工程が必要となってしまう。また、インクの着弾誤差を正確に測るためには、インクが着弾する記録シートを平坦に維持し、さらに、液体噴射ヘッドと記録シートとの間隔が精密になるように液体噴射ヘッド及び記録シートを配置しなければならない。このように、インクの着弾誤差を測定することにより、工程が煩雑になるという問題が生じる。

なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録ヘッドモジュールだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射ヘッドモジュール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、液滴の着弾位置ずれを抑制することができると共に製造工程を合理化した液体噴射ヘッドモジュール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の態様は、液体を吐出するノズルが穿設されたノズルプレートを有する複数の液体噴射ヘッドと、複数の前記液体噴射ヘッドを保持する保持部材とを具備する液体噴射ヘッドモジュールの製造方法であって、前記ノズルプレートの一方面における前記ノズルの開口及び他方面における前記ノズルの開口を結んだ中心線と、前記ノズルプレートの一方面に対する法線とが成す同芯角を測定し、前記ノズルから吐出された液体が着弾する被記録媒体と前記ノズルプレートとの媒体距離及び前記同芯角から前記ノズルを通る前記法線が前記被記録媒体と交わる点と前記中心線が前記被記録媒体と交わる点との間の距離を求め、該距離から補正量を計算し、前記保持部材の前記液体噴射ヘッドが設置される設置位置から前記補正量で補正した位置に前記液体噴射ヘッドを位置決めして前記保持部材に固定することを特徴とする液体噴射ヘッドモジュールの製造方法にある。
かかる態様では、ノズルが同芯角を有する液体噴射ヘッドを用いた場合であっても、同芯角がゼロの液体噴射ヘッドを用いたのと同様に、着弾位置のずれがない液体の吐出を行うことができる液体噴射ヘッドモジュールを製造することができる。また、液体の着弾位置のずれを測定するために、実際に液体を被記録媒体に吐出する必要が無い。このため、液体噴射ヘッドモジュールの製造後に各液体噴射ヘッド内の液体を洗浄する工程が不要となり、製造工程を合理化することができる。また、同芯角から計算により補正量を求めるので、従来技術に比べて誤差が少ない。このため、本実施形態に係るヘッドモジュールの製造方法によれば、液体の着弾位置のずれをより精度よく打ち消すことができる。

ここで、前記媒体距離及び前記同芯角と、当該媒体距離及び当該同芯角に対応する前記補正量とを対応づけた対応表を予め計算し、前記ノズルプレートの同芯角を測定したのち、当該同芯角及び前記媒体距離に対応する前記補正量を前記対応表から得ることが好ましい。これによれば、液体噴射ヘッドを保持部材に取り付ける際に、その都度、補正量を計算する必要がなくなる。

また、前記ノズルの開口縁部の撥水傾向差から、前記補正量を計算し、前記設置位置から前記補正量で補正した位置に前記液体噴射ヘッドを位置決めして前記保持部材に固定することが好ましい。これによれば、ノズルプレートの撥水性の程度に基づいて液体の着弾位置のずれを補正することができる。

また、前記保持部材の前記液体噴射ヘッドが取り付けられる保持面と、液体が吐出される被記録媒体との成す傾斜角を測定し、前記設置位置から前記傾斜角に対応して設定された補正量で補正した位置に前記液体噴射ヘッドを位置決めして前記保持部材に固定することが好ましい。これによれば、液体噴射ヘッドの保持部材に対する傾斜による液体の着弾位置のずれを補正することができる。

本発明の実施形態１に係るヘッドモジュールを示す斜視図である。 ヘッドモジュールの液体噴射面側の平面図である。 ヘッドモジュールの液体噴射面側とは反対側の平面図である。 ヘッドモジュールの断面図及びそのＡ−Ａ′線の要部断面図である。 ノズルプレートを形成する工程を示す平面図である。 ノズルプレートの断面図及び同芯角を説明する図である。 二次元バーコードが付されたヘッドの斜視図である。 ヘッドモジュールを製造する工程を示す平面図である。 ヘッドモジュールを製造する工程を示す平面図である。 撥水処理されたノズルプレートのインクの吐出方向を示す側面図である。 ヘッドモジュールの断面図及びインクの吐出方向を示す側面図である。

〈実施形態１〉
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。インクジェット式ヘッドモジュールは、液体噴射ヘッドモジュールの一例であり、単にヘッドモジュールともいう。インクジェット式記録ヘッドは液体噴射ヘッドの一例であり、単にヘッドとも言う。また、インクジェット式記録装置は液体噴射装置の一例である。

図１は、本発明の実施形態１に係るヘッドモジュールを示す斜視図であり、図２は、ヘッドモジュールの液体噴射面側の平面図であり、図３は、ヘッドモジュールの液体噴射面側とは反対側の平面図であり、図４は、ヘッドモジュールのヘッドの並設方向の断面図及びそのＡ−Ａ′線の要部断面図である。なお、ヘッドの並設方向をＸ方向、並設方向に直交する方向をＹ方向としてある。

図示するように、本実施形態のヘッドモジュール１は、液体としてインクを吐出するヘッド１０と、複数のヘッド１０を保持する保持部材５０と、を具備する。

ヘッド１０は、インク滴を吐出するヘッド本体２０と、ヘッド本体の一方面に設けられたノズルプレート２１と、ヘッド本体２０のノズルプレート２１とは反対側に固定されたヘッドケース３０と、ヘッドケース３０のヘッド本体２０が固定された面とは反対面側に固定された流路部材４０と、を具備する。

ノズルプレート２１には、厚さ方向に貫通したノズル２２が設けられている。本実施形態では、ヘッド本体２０の長手方向に沿って複数のノズル２２が並設されている。この長手方向に沿う複数のノズル２２をノズル列２２Ａと称する。各ノズルプレート２１には、ノズル列２２Ａが２列設けられている。ノズルプレート２１の材料は特に限定されないが、例えば、ＳＵＳやシリコン基板から形成することができる。

ヘッド本体２０の内部には、特に図示しないが、ノズル２２に連通する流路の一部を構成する圧力発生室、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段などが設けられている。ヘッド本体２０には、圧力発生室が各ノズル２２に連通するようにノズルプレート２１が設けられている。圧力発生手段が圧力発生室に圧力変化を生じさせることで、圧力発生室内のインクがノズル２２から吐出される。

このようなヘッド本体２０の内部に設けられる圧力発生手段は、特に限定されず、例えば、電気機械変換機能を呈する圧電材料を２つの電極で挟んだ圧電アクチュエーターや、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル２２からインク滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル２２から液滴を吐出させるものなどを用いることができる。また、圧電アクチュエーターとしては、圧力発生室側から下電極、圧電材料及び上電極を積層して撓み変形させる撓み振動型の圧電素子や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電素子などを用いることができる。

ヘッドケース３０は、ヘッド本体２０のノズルプレート２１とは反対面側に固定されている。ヘッドケース３０の内部には、流路部材４０からのインクをヘッド本体２０に供給又は外部に排出する流路が形成されている。

また、ヘッドケース３０には、長手方向の両側面に外側に突出するフランジ状の保持部３１が設けられている。この保持部３１のノズルプレート２１側の面が保持部材５０の表面に当接する保持面３２となっており、この保持面３２を保持部材５０に当接した状態で、ヘッド１０は、保持部材５０に保持される。

保持部３１には、厚さ方向（ヘッド本体２０、ヘッドケース３０及び流路部材４０の積層方向）に貫通する貫通孔３３が設けられている。この貫通孔３３にノズルプレート２１とは反対側からねじ部材等の締結部材６０を挿通し、締結部材６０を保持部材５０に螺合させることで、ヘッド１０は保持部材５０に保持される。

また、保持部３１には、ヘッド１０を保持部材５０に位置決めする際に位置決めの基準となる位置決め穴３４が設けられている。この位置決め穴３４は、ノズル２２に対して所定の位置に位置決めされたものであり、例えば、位置決め治具に設けられた位置決めピンを位置決め穴３４に挿入することで、複数のヘッド１０の相対的な位置決めを行った状態で保持部材５０に固定することができる。

流路部材４０は、ヘッドケース３０のヘッド本体２０とは反対面側に固定されて、外部からのインクをヘッドケース３０を介してヘッド本体２０に供給又はヘッド本体２０から外部に排出するものである。

具体的には、流路部材４０のヘッドケース３０に固定された面とは反対側の面には、内部の流路が開口して外部の流路が接続される液体流路口４１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４２と、が設けられている。

本実施形態では、液体流路口４１を２つ設け、これら２つの液体流路口４１の間にコネクター４２が配置されるようにした。

このような流路部材４０に設けられた２つの液体流路口４１は、少なくとも一方が、外部からヘッド１０の内部の流路に液体を供給する液体供給口として機能する。すなわち、２つの液体流路口４１の内、一方の液体流路口４１が、液体供給口として機能し、他方の液体流路口４１が、ヘッド１０の内部の液体を外部に排出する液体排出口として機能してもよい。また、２つの液体流路口４１の両方が、液体供給口として機能するようにしてもよい。

上述したような構成のヘッド１０は、保持部材５０に複数個が保持されてヘッドモジュール１を構成する。複数のヘッド１０を保持する保持部材５０は、本実施形態では板状部材からなり、厚さ方向に貫通する保持孔５１が設けられている。

保持孔５１は、ヘッド１０の保持部３１よりもノズルプレート２１側が挿入されるものであり、本実施形態では、４つのヘッド１０のノズルプレート２１側が挿入可能な大きさを有する。

また、保持孔５１は、ヘッド１０の保持部３１よりもノズルプレート２１側が挿入された際に、保持部３１よりも小さな幅の開口を有する。これにより、ヘッド１０のノズルプレート２１側を保持孔５１内に挿入した際に、ヘッド１０の保持部３１のノズルプレート２１側の面が保持孔５１の周縁部に当接されることで、挿入方向の移動が規制される。また、保持部材５０には、各ヘッド１０の保持孔５１に対応して固定孔５２が設けられている。そして、ヘッド１０のノズルプレート２１側を保持孔５１内に挿入して、保持部３１の保持面３２を保持部材５０の表面に当接させた状態で、保持部３１の貫通孔３３に締結部材６０を挿入して、締結部材６０を固定孔５２に螺合させることで、ヘッド１０を保持部材５０に保持させる。

ここで、上述したような構成のヘッドモジュールの製造方法について、図５〜図９を用いて説明する。

図５は、ノズルプレート２１を形成する工程を示す平面図である。図５に示すように、複数のノズルプレート２１が同時に形成される共通のＳＵＳ基板２３を用いる。本実施形態では、横に５列、縦に２列、合計１０個のノズルプレート２１を形成することができるＳＵＳ基板２３を用いている。なお、横列の左からｘ（同図では１〜５）番目、縦列の上からｙ番目（同図では１〜２）のノズルプレート２１を「アドレス（ｘ、ｙ）のノズルプレート２１」とも称する。

このようなＳＵＳ基板２３に、パンチ（図示せず）を用いてノズル２２を形成する。パンチは、例えば、先端の断面形状が円形であり、先端に向かい直径が漸減したテーパ部とテーパ部に連続する直径が同一のストレート部から形成されている。パンチは、その先端がＳＵＳ基板２３を貫通することでノズル２２を形成するものである。パンチには、そのような先端がノズル列２２Ａを構成するノズル２２の個数分だけ設けられており、一度に一列分のノズル列２２Ａを形成することが可能となっている。

パンチでノズル列２２Ａを形成した後、図５に示したＳＵＳ基板２３の点線部分を切り出して各ノズルプレート２１を形成する。そして、次に、ノズルプレート２１のノズル２２の同芯角を測定する。

図６を用いて、ノズル２２の同芯角について説明する。図６（ａ）は、ノズルプレートの断面図であり、図６（ｂ）は、ノズルから記録シートＳ（Ｘ−Ｙ平面）を見た図であり、図６（ｃ）はＸ−Ｚ平面における同芯角を説明する図であり、図６（ｄ）は、Ｙ−Ｚ平面における同芯角を説明する図である。

図６（ａ）に示すように、ノズル２２の同芯角とは、ノズルプレート２１の一方面２１ａにおけるノズル２２の開口及び他方面２１ｂにおけるノズル２２の開口を結んだ中心線Ｌと、ノズルプレート２１の一方面２１ａに垂直な法線Ｍとが成す角度θをいう。ノズル２２の開口形状は円形であるので、中心線Ｌは、ノズルプレート２１の一方面２１ａ側及び他方面２１ｂ側の開口の中心同士を結んだものとなっている。

本来、パンチでノズル２２を形成する際には、ノズル２２の同芯角θはゼロであることが望ましい。しかしながら、パンチの形状、偏芯やＳＵＳ基板２３に対するパンチの角度などにより、同芯角θがゼロにならない場合がある。この結果、ノズル２２から吐出されるインクは、法線Ｍに沿って吐出されず、中心線Ｌに沿って吐出されてしまい、着弾予定位置からずれてしまうことがあり得る。

したがって、この同芯角θによる着弾位置のずれを補正するように、ヘッド１０の保持部材５０に固定する位置を補正する。このとき、ヘッドモジュール１におけるヘッド１０の並設方向をＸ方向、これに直交する方向をＹ方向（図２参照）とする。これらのＸ方向及びＹ方向にヘッド１０の位置を補正するため、同芯角θについてもＸ方向、Ｙ方向の同芯角を得ておく。

具体的には、図６（ｂ）に示すように、中心線ＬをＸ―Ｚ平面（ＺはＸ，Ｙ方向に直交する方向）に射影したものをＬｘ（線分ＯＰｘ）、Ｙ−Ｚ平面に射影したものをＬｙ（線分ＯＰｙ）とする。そして図６（ｃ）（ｄ）に示すようにＬｘ、Ｌｙのそれぞれが法線Ｍ（Ｚ軸）と成す角度をそれぞれ同芯角θｘ、θｙとする。

なお、同芯角θ（θｘ、θｙ）自体は、例えば、測定サンプルの断面をカットして同芯角を測定する方法や、ノズルの穴を表裏から同時に測定し、表裏での穴中心のズレ量を算出し、このズレ量とノズルプレートの厚みから同芯角θを算出することにより得ることができる。

そして、ノズルプレート２１の各ノズル２２について同芯角θを得た後は、それらを平均し、その値を同芯角θとして用いる。もちろん、全てのノズル２２の同芯角θを平均したものではなく、いくつかのノズル２２をサンプリングし、それらのノズル２２の同芯角θを平均したものを同芯角θとして用いてもよい。

一方、上述した同芯角θと、ノズルプレート２１とインクが着弾する記録シートＳ（被記録媒体）との媒体距離ｍとから、次のように、インクの着弾位置の補正量が求まる。

図６（ａ）（ｂ）に示すように、ノズル２２を通る法線Ｍと記録シートＳとの交わる点をＯとする。この法線Ｍのノズルプレート２１と記録シートＳとの間の媒体距離をｍとする。

同芯角θを有するノズル２２から吐出されるインクは、中心線Ｌに沿って着弾する。この着弾位置は、中心線Ｌと記録シートＳとが交わる点Ｐである。点Ｏと点Ｐとの距離をｄとする。また、図６（ｃ）に示すように、中心線Ｌｘと記録シートＳとが交わる点をＰｘ（点ＰのＸ方向成分）とし、点Ｐｘと点Ｏとの距離をｄｘとする。同様に、図６（ｄ）に示すように、中心線Ｌｙと記録シートＳとが交わる点をＰｙ（点ＰのＹ方向成分）とし、点Ｐｙと点Ｏとの距離をｄｙとする。

同芯角θのノズル２２からは、本来、垂直に記録シートＳに着弾するインクの着弾位置Ｏから離れた点Ｐに着弾する。このときの点Ｏと点Ｐの距離ｄ、すなわち、インクの着弾位置のずれ量ｄは、ｍ×tanθで求めることができる。また、このずれ量ｄのＸ方向成分及びＹ方向成分、すなわち、ずれ量ｄｘはｍ×tanθx、ずれ量ｄｙはｍ×tanθyで求めることができる。

このずれ量ｄを打ち消すように、ヘッド１０をＸ−Ｙ平面で移動させれば、本来ヘッド１０が吐出すべきであった点Ｏにインクが着弾することになる。すなわち、同芯角θによるインクの着弾ずれを、ヘッド１０のノズル２２のＸ−Ｙ平面における吐出位置を調整することで、打ち消すことができる。

例えば、Ｘ方向へのインクの着弾位置のずれ量であるｄｘが＋１μｍであれば、その符号を反転した−１μｍだけヘッド１０をＸ方向に移動させる。これにより、同芯角θによるインクの着弾位置のずれ量ｄが打ち消され、本来着弾させるべき位置（点Ｏ）にインクを着弾させることができる。このようなずれ量ｄの符号を反転させた量を補正量Ｄとする。補正量ＤのＸ方向成分は、ずれ量ｄｘの符号を反転させた量であり、Ｄｘと表す。補正量ＤのＹ方向成分はずれ量ｄｙの符号を反転させた量であり、Ｄｙと表す。

上述したアドレス、同芯角θ、補正量Ｄのような情報のうち、アドレスについては、図７に示すように、例えば、二次元バーコード７０として各ヘッド１０に記録する。この二次元バーコード７０を読み取ることで、そのヘッド１０のノズルプレート２１のアドレスを得ることができる。

一方、別途コンピューター等の記憶装置などにアドレス、同芯角θ及び補正量Ｄの対応表を記録しておく。すなわち、アドレスを検索キーとすれば、コンピューターからそれらに対応する同芯角θ及び補正量Ｄ（補正量Ｄｘ、Ｄｙ）が対応表から得られるようになっている。

このように、同芯角θに対する補正量Ｄを予め計算して対応表としておくことで、後述するヘッド１０の保持部材５０への取付時に、その都度、補正量Ｄを計算する必要がなくなる。

次に、上述したような情報を用いて、ヘッド１０を保持部材５０に位置決めし、固定する。

まず、特に図示しないが、一番目のヘッド１０に付された二次元バーコード７０（図７参照）を読み取り、そのヘッド１０のノズルプレート２１のアドレスを得る。そして、そのアドレスに対応する補正量Ｄ（Ｄｘ、Ｄｙ）をコンピューター等の記憶装置から取得する。

図８及び図９は、ヘッドモジュールを製造する工程を示す平面図である。図８（ａ）に示すように、一番目のヘッド１０を保持部材５０に位置決めする。このとき、保持部材５０のヘッド１０が設置される設置位置から補正量Ｄだけ補正した位置にヘッド１０を位置決めする。

ここで、保持部材５０の設置位置とは、各ヘッド１０のノズル２２の同芯角θがゼロであるとして、各ノズル２２同士の相対位置が所定の配置となるように設定された位置である。本実施形態では、図２に示すように、各ノズルプレート２１のノズル列２２Ａ同士が等間隔で配置され、ノズル列２２Ａの上端と下端のノズル２２がＹ方向で同じ位置となるように設置位置が設定されている。

したがって、同芯角θがゼロであれば、保持部材５０の設置位置に配置された各ヘッド１０からそのまま垂直に記録シートにインクが着弾する。しかしながら、同芯角θがゼロでなければ、各ヘッド１０から垂直には記録シートにインクが着弾しないので、その分、ヘッド１０を設置位置から補正量Ｄだけずらして保持部材５０に位置決めする。

具体的には、図８（ｂ）に示すように、一番目のヘッド１０（外形のみ記載してある）について、その設置位置（同図には点線で示してある）から、二次元バーコード７０を介して得た補正量Ｄ（補正量Ｄｘ、Ｄｙ）だけずらして位置決めし、固定する。

例えば、位置決め穴３４に位置決めピン（図示せず）を挿通して、ヘッド１０を保持部材５０の設置位置の近傍に仮位置決めする。そして、マイクロメーターヘッドなどでＸ方向及びＹ方向に補正量Ｄｘ及びＤｙだけヘッド１０の位置を微調整して位置決めする。そして、設置位置から補正量Ｄｘ及びＤｙずらした位置で、締結部材６０でヘッド１０を保持部材５０に固定する。

仮に、補正量Ｄｘが＋１μｍであれば（インクとしては−１μｍだけＸ方向にずれて着弾する）、設置位置から＋１μｍだけヘッド１０を移動させる。

なお、ヘッド１０が記録シートに対して移動する方向がＸ方向であるとき、微調整する方向はＹ方向だけでもよい。Ｘ方向のインクの着弾位置のずれは、ヘッド１０からインクを吐出するタイミングを調整することで補正することができるからである。

このように一番目のヘッド１０を位置決めした後、図９に示すように、一番目のヘッド１０（外形のみ記載してある）のノズル列２２Ａを基準として、二番目以降の４つのヘッド１０を保持部材５０に取り付ける。取り付けは、一番目のヘッド１０の右隣に二番目以降のヘッド１０を順次配置し、固定することにより行う。

具体的には、一番目のヘッド１０及び二番目以降のヘッド１０のノズル２２をＣＣＤカメラ等の撮像手段（図示せず）を用いて観察しながら、二番目以降のヘッド１０の各ノズル列２２Ａが所定の配置、例えば、一番目のヘッド１０のノズル列２２Ａと所定の間隔を空けて平行となり、かつ各ノズル列２２Ａを構成するノズル２２のＹ軸方向における位置が同じとなるように、二番目以降のヘッド１０の位置を規定する。

一方、二番目のヘッド１０に対応する補正量Ｄｘ、Ｄｙを二次元バーコード７０を介して予め取得しておく。そして、一番目のヘッド１０を基準として二番目のヘッド１０の位置決めした状態から、その補正量Ｄｘ、Ｄｙだけ二番目のヘッド１０を微調整する。つまり一番目のヘッド１０を基準に所定位置に配置した二番目のヘッド１０を、補正量Ｄｘ、Ｄｙだけ微調整する。

ただし、二番目以降のヘッド１０は一番目のヘッド１０を基準としている。このため、二番目のヘッド１０は、本来の設置位置から、既に一番目のヘッド１０の微調整に要した補正量Ｄｘ、Ｄｙだけずれている。したがって、二番目のヘッド１０の補正量Ｄｘ、Ｄｙで微調整する際には、一番目のヘッドの補正量Ｄｘ、Ｄｙを差し引かなければならない。

例えば、一番目のヘッド１０の補正量Ｄｘが＋１μｍであり、二番目のヘッド１０の補正量Ｄｘが＋２μｍであるとする。この場合、二番目のヘッド１０を一番目のヘッド１０を基準に位置合わせした時点で、一番目のヘッド１０の補正量Ｄｘの分だけ、すなわち＋１μｍだけ設置位置からＸ方向にずれている。したがって、二番目のヘッド１０は、Ｘ方向にさらに＋１μｍだけ微調整すればよい。これにより二番目のヘッド１０は、Ｘ方向に合計＋２μｍだけ設置位置からずれることになり、二番目のヘッド１０の同芯角θによるインクの着弾位置のずれが打ち消される。

以降、三番目〜四番目のヘッド１０についても、二番目のヘッド１０と同様に保持部材５０に位置決めし、補正量Ｄｘ、Ｄｙだけ微調整し、固定することで、本実施形態に係るヘッドモジュール１が製造される。

以上に説明したように、本実施形態に係るヘッドモジュールの製造方法では、ノズルプレート２１の同芯角θを測定することで、当該ノズルプレート２１を有するヘッド１０から吐出されるインクの着弾位置のずれを打ち消すための補正量Ｄを計算により求める。

そして、各ヘッド１０を保持部材５０に位置決めする際に、保持部材５０の各ヘッド１０が設置される設置位置からそのヘッド１０の補正量Ｄで補正した位置にヘッド１０を位置決めして固定する。

これにより、ノズルの同芯角θにより生じるインクの着弾位置のずれを打ち消すことができる。すなわち、本実施形態に係るヘッドモジュールの製造方法によれば、ノズルが同芯角を有するヘッド１０を用いた場合であっても、同芯角θがゼロのヘッド１０を用いた場合と同様に、着弾位置のずれがないインクの吐出を行うことができるヘッドモジュール１を製造することができる。

また、本実施形態に係るヘッドモジュールの製造方法では、インクの着弾位置のずれを測定するために、実際にインクを記録シート（被記録媒体）に吐出する必要が無い。このため、ヘッドモジュール１の製造後に各ヘッド１０内のインクを洗浄する工程が不要となり、製造工程を合理化することができる。

従来技術では、インクの着弾位置のずれを正確に測るために、インクが着弾する記録シートを平坦に維持し、さらに、ヘッド１０と記録シートとの間隔が精密になるようにヘッド１０及び記録シートを配置する必要があった。このため、記録シートの平坦さの程度や、ヘッド１０と記録シートとの間隔のばらつき具合により、補正量の誤差が生じやすい。

しかし、本発明では同芯角θから計算により補正量Ｄを求めるので、従来技術に比べて誤差が少ない。このため、本実施形態に係るヘッドモジュールの製造方法によれば、同芯角θから求めた補正量Ｄを用いて、インクの着弾位置のずれをより精度よく打ち消すことができる。

〈実施形態２〉
実施形態１では、インクの吐出する方向に影響を与える要因の一つとして、同芯角を用いた。しかしながら、他の要因としてノズルプレート２１の表面のインクに対する撥水性を用いることができる。

図１０は、撥水処理されたノズルプレートのインクの吐出方向を示す側面図である。
ノズルプレート２１の一方面２１ａ（インクが吐出する側の面。以下、液体噴射面２１ａともいう。）には、撥水処理により、撥水膜２５が形成されている。

撥水膜２５は、インクに対して撥水性を有するものであれば特に限定されず、例えば、フッ素系高分子を含む金属膜や、撥液性を有する金属アルコキシドの分子膜などを用いることができる。

フッ素系高分子を含む金属膜からなる撥水膜２５は、例えば、ノズルプレート２１の液体噴射面２１ａに直接、共析メッキを施すことにより形成することができる。

また、撥水膜２５として金属アルコキシドの分子膜を用いる場合には、例えば、ノズルプレート２１側にプラズマ重合膜からなる下地膜を設けることで、分子膜からなる撥水膜２５とノズルプレート２１との密着性を向上することができる。

なお、プラズマ重合膜からなる下地膜は、例えば、シリコーンをアルゴンプラズマガスにより重合させて形成することができる。また、金属アルコキシドの分子膜からなる撥水膜２５は、例えば、アルコキシラン等のシランカップリング剤をシンナー等の溶媒と混合して金属アルコキシド溶液を形成し、この金属アルコキシド溶液にノズルプレート２１を浸漬することで、金属アルコキシドの重合した分子膜を形成することができる。

このような撥水膜２５がノズルプレート２１のノズル２２を除いた液体噴射面２１ａの全面に形成されている。

しかしながら、ノズル２２の開口縁部で一部撥水膜２５が欠けていたり、不均一な膜厚で撥水膜２５が形成されている場合がある。この場合、ノズル２２の開口縁部で撥水性の高い部分と低い部分とが現れるなど、撥水性が不均一となる。

ノズル２２から吐出されるインクは、撥水性が低い側に引っ張られ、曲がって吐出する。したがって、ノズル２２の開口縁部の撥水性が均一であればノズル２２を通る法線Ｍと記録シートＳとの交点Ｏにインクが着弾するはずであるが、実際には、記録シートＳ上の点Ｐに着弾する。点Ｏと点Ｐとの距離（着弾位置のずれ量）をｄとする。

このような撥水性の程度と、その程度に基づくインクの着弾位置のずれ量ｄとの関係を、予め得ておく。具体的には、撥水性はノズルとインクとの接触角で表されるので、接触角の差と、距離ｄにおける着弾ズレ量の相関を予め実験によって求めておく。そして、ＳＵＳ基板２３（図５参照）に撥水膜２５を形成し、ノズル２２を設け、ＳＵＳ基板２３を分割してノズルプレート２１を形成する際に、ノズル２２の開口縁部の撥水性の程度として接触角を測定する。この測定した撥水性の程度から、インクの着弾位置のずれ量ｄを計算し、その符号を反転した補正量Ｄを求める。

一方、実施形態１と同様に、ノズルプレート２１のアドレスを二次元バーコード７０としてヘッド１０に付しておく。そして、そのアドレスと補正量Ｄとの対応表をコンピューター等の記憶装置に記録しておく。

以下、実施形態１と同様にして、ヘッド１０の二次元バーコード７０を介してそのヘッド１０の補正量Ｄを得て、保持部材５０の設置位置から補正量だけ位置を微調整してヘッド１０を位置決めし、固定することでヘッドモジュール１が製造される。

本実施形態に係るヘッドモジュールの製造方法では、撥水性の程度によるインクの着弾ずれを補正する補正量Ｄを計算により求め、その補正量Ｄを用いて各ヘッド１０を保持部材５０に位置決めし、固定する。本製造方法によれば、ノズルプレート２１の撥水性の程度に基づいてインクの着弾位置のずれを補正することができる。

また、本実施形態に係る製造方法において、実施形態１で説明した同芯角θによるインクの着弾ずれに関する補正量Ｄを併用してもよい。すなわち、同芯角θに対応する補正量Ｄと、撥水性の程度に対応する補正量Ｄとを個別に求め、それらを足し合わせたものを用いて、各ヘッド１０を保持部材５０の設置位置から微調整する。

これにより、同芯角と撥水性の程度の双方によるインクの着弾ずれを補正し、着弾位置のずれがより小さいインクの吐出を行うことができるヘッドモジュール１を製造することができる。

〈実施形態３〉
本実施形態では、インクの吐出する方向に影響を与える要因の一つとして、ヘッド１０の保持部材５０に対する傾斜角を考慮したヘッドモジュール１の製造方法について説明する。

図１１（ａ）は、ヘッドモジュールの断面図、図１１（ｂ）は、インクの吐出方向を示す側面図である。

図１１（ａ）に示すように、保持部材５０のヘッド１０が接触する保持面５３に、ヘッド１０の保持面３２が接合されている。この保持部材５０の保持面５３を含む平面をＡとする。平面Ａは、記録シートＳ（Ｘ−Ｙ平面）に平行であるとする。

また、ノズルプレート２１の一方面２１ａ（液体噴射面２１ａ）を含む平面をＢとする。平面Ｂと保持面３２は平行であるとする。

図１１（ｂ）に示すように、保持面３２が傾斜していたり、不均一な厚さであるために、保持部材５０の保持面５３に対して傾いてヘッド１０が取り付けられたとする。この場合、平面Ｂは記録シートＳに対して平行ではなく、傾斜角φで交わることとなる。したがって、ノズル２２からは、本来、垂直に記録シートＳに着弾するインクの着弾位置Ｏから離れた点Ｐに着弾する。このときの点Ｐと点Ｏとの距離（着弾位置のずれ量）をｄとする。また、ノズル２２を通り、記録シートＳに垂直な法線Ｍにおける、ノズルプレート２１と記録シートＳとの間の媒体距離をｍとすると、ずれ量ｄは、ｍ×tanφである。このずれ量ｄの符号を反転したものが補正量Ｄとなる。

各ヘッド１０を製造した際に、保持面３２の傾斜の程度等を測定し、保持部材５０に取り付けた際の傾斜角φを予め得ておく。そして、この傾斜角φに対応する補正量Ｄを予め得ておく。

一方、実施形態１と同様に、ヘッド１０の製造番号など、ヘッド１０を特定する記号を二次元バーコード７０としてヘッド１０に付しておく。そして、その製造番号と補正量Ｄとの対応表をコンピューター等の記憶装置に記録しておく。

以下、実施形態１と同様にして、ヘッド１０の二次元バーコード７０を介してそのヘッド１０の補正量Ｄを得て、保持部材５０の設置位置から補正量Ｄだけ位置を微調整してヘッド１０を位置決めし、固定することでヘッドモジュール１が製造される。

本実施形態に係るヘッドモジュールの製造方法では、ヘッド１０が保持部材５０の保持面５３に対して傾いて取り付けられることによるインクの着弾ずれを補正する補正量Ｄを計算により求め、その補正量Ｄを用いて各ヘッド１０を保持部材５０に位置決めし、固定する。本製造方法によれば、ヘッド１０の保持部材５０に対する傾斜によるインクの着弾ずれを補正することができる。

また、本実施形態に係る製造方法において、実施形態１及び実施形態２で説明した同芯角θ及び撥水性の程度によるインクの着弾ずれに関する補正量Ｄを併用しても良い。すなわち、同芯角θに対応する補正量Ｄと、撥水性の程度に対応する補正量Ｄと、本実施形態に係る補正量Ｄとを個別に求め、それらを足し合わせたものを用いて、各ヘッド１０を保持部材５０の設置位置から微調整する。

これにより、同芯角θ、撥水性の程度、ヘッド１０の保持部材５０に対する傾斜角φのそれぞれによるインクの着弾ずれを補正し、着弾位置のずれがより小さいインクの吐出を行うことができるヘッドモジュール１を製造することができる。

〈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では、全てのノズルプレート２１について同芯角θを測定し、それに対応する補正量Ｄを求めたが、このような態様に限定されない。例えば、同じパンチで形成したノズル列２２Ａは、いずれも同じ同芯角θであるということにすれば、補正量Ｄも同じとなる。

したがって、同じパンチで製造された複数のノズルプレート２１のうち１つについて、同芯角θを測定すればよい。そして、ヘッド１０には、同じパンチで製造されたことを表す記号を二次元バーコード７０として付しておけばよい。これにより、ヘッド１０の二次元バーコード７０を読み取ることで、或るパンチで製造されたことが特定され、そのパンチで製造されたノズル２２の同芯角θ及びこれに対応する補正量Ｄを特定することが可能となる。このようにすることで、同じパンチで製造された複数のノズルプレート２１の全てについて同芯角θを測定する手間を省略できる。

また、ヘッド１０にノズルプレート２１のアドレスを付す手段として、二次元バーコード７０を採用したがこれに限定されない。一次元のバーコードでもよい。いずれにせよ、アドレスを特定できるものであれば、表現形式は任意の記号、図形等でよい。また、ノズルプレート２１を特定するために、ノズルプレート２１のアドレスを用いたが、これに限定されない。例えば、製品のロット番号などを用いることができる。

保持部材５０に各ヘッド１０を取り付ける際に、撮像手段を用いて位置決めを行ったが、このような態様に限定されず、各ヘッド１０を保持部材５０の設置位置に配置できる方法であればよい。

また、本実施形態に係るヘッドモジュール１は、該ヘッドモジュール１が固定されて、被記録媒体を搬送するだけで印刷を行う、所謂ライン型のインクジェット式記録装置に適用することができる。また、ヘッドモジュール１がキャリッジに搭載されて主走査方向に移動しながら印刷を行う、所謂シリアル型のインクジェット式記録装置に適用することができる。

さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッドを有する液体噴射ヘッドモジュール全般を対象としたものであり、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インクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、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を有する液体噴射ヘッドモジュールにも適用することができる。

１ ヘッドモジュール（液体噴射ヘッドモジュール）、 １０ ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ２０ ヘッド本体、 ２１ ノズルプレート、 ２２ ノズル、 ２５ 撥水膜、 ３２ 保持面、 ４０ 流路部材、 ５０ 保持部材、 ５３ 保持面、 ６０ 締結部材、 ７０ 二次元バーコード

Claims (4)

1. 液体を吐出するノズルが穿設されたノズルプレートを有する複数の液体噴射ヘッドと、複数の前記液体噴射ヘッドを保持する保持部材とを具備する液体噴射ヘッドモジュールの製造方法であって、
   前記ノズルプレートの一方面における前記ノズルの開口及び他方面における前記ノズルの開口を結んだ中心線と、前記ノズルプレートの一方面に対する法線とが成す同芯角を測定し、
   前記ノズルから吐出された液体が着弾する被記録媒体と前記ノズルプレートとの媒体距離及び前記同芯角から前記ノズルを通る前記法線が前記被記録媒体と交わる点と前記中心線が前記被記録媒体と交わる点との間の距離を求め、該距離から補正量を計算し、
   前記保持部材の前記液体噴射ヘッドが設置される設置位置から前記補正量で補正した位置に前記液体噴射ヘッドを位置決めして前記保持部材に固定する
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドモジュールの製造方法。
2. 請求項１に記載する液体噴射ヘッドモジュールの製造方法において、
   前記媒体距離及び前記同芯角と、当該媒体距離及び当該同芯角に対応する前記補正量とを対応づけた対応表を予め計算し、
   前記ノズルプレートの同芯角を測定したのち、当該同芯角及び前記媒体距離に対応する前記補正量を前記対応表から得る
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドモジュールの製造方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載する液体噴射ヘッドモジュールの製造方法において、
   前記ノズルの開口縁部の撥水傾向差から、前記補正量を計算し、
   前記設置位置から前記補正量で補正した位置に前記液体噴射ヘッドを位置決めして前記保持部材に固定する
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドモジュールの製造方法。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載する液体噴射ヘッドモジュールの製造方法において、
   前記保持部材の前記液体噴射ヘッドが取り付けられる保持面と、液体が吐出される被記録媒体との成す傾斜角を測定し、
   前記設置位置から前記傾斜角に対応して設定された補正量で補正した位置に前記液体噴射ヘッドを位置決めして前記保持部材に固定する
   ことを特徴とする液体噴射ヘッドモジュールの製造方法。

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