JP4235820B2 - インクジェット記録ヘッド、ヘッドユニット及びインクジェット記録ヘッドの製造方法 - Google Patents

インクジェット記録ヘッド、ヘッドユニット及びインクジェット記録ヘッドの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、被記録媒体に対してインクを吐出して記録をおこなうインクジェット記録ヘッド、ヘッドユニット及びインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。
インクジェット記録ヘッド（以下記録ヘッドと記載する）は、コンピュータの出力機としてのプリンタや、コピー機、ファクシミリなどにおいて、用紙（被記録媒体）上に記録をするために用いられる。この記録ヘッドは、例えば、インク吐出用のノズルを有する部材に、圧電素子や発熱抵抗体などのアクチュエータを組み合せて、このアクチュエータを駆動することにより、インクを吐出して記録を行う。
しかし、この記録ヘッドは、きわめて微細な構造体であり、個々の特性のばらつきも大きい。そのため、記録ヘッド毎の特性を測定して最適な駆動電圧等をあらかじめ決定しておき、記録装置本体に記録ヘッドを組み込んだときには、個々の記録ヘッドの特性に応じて制御を行うことが知られている。
例えば、特許文献１及び２には、記録ヘッド部とインクタンク部とが一体になったカートリッジにおいて、インクタンク部の側面に、特性情報を記載したバーコードラベルを貼付し、そのバーコードを読みとって特性情報に対応した制御をおこなうことが記載されている。
また、特許文献３には、インクカートリッジを着脱可能に装着するヘッドユニットの筐
体の上面に、特性情報を記載したバーコードラベルを貼付し、その特性情報に対応した制御をおこなうことが記載されている。
特開平５−１５９１１２号公報 特開平９−３１４８２８号公報 特開２０００−７１４４０号公報
特許文献１、２及び３における前記ラベルは、完成した記録ヘッドをインクタンクや筐体に組み込んだ後に貼着されるものである。従って、完成した記録ヘッドを利用する際に、ラベルの情報によって記録ヘッドを識別し、記録ヘッド全体の特性情報を参照することはできる。
しかしながら、記録ヘッドは、そのノズル径の大小やアクチュエータの性能に関して製造上のばらつきが大きく、ノズルを有する部材やアクチュエータ等の組み合わせが、記録ヘッド全体の特性に大きく影響する。そのため、記録ヘッドの製造工程の途中においても、各部材の特性を把握して、品質を管理したいという要望があった。
また、特許文献１、２及び３のようにラベルを貼り付ける形態では、その貼り付け作業に手間がかかるという問題があった。
さらに、ラベルが剥がれたり、汚れたりすると、その情報の読み取りが困難となり、特性情報を参照できなくなるという問題もあった。
本発明は、記録ヘッドの製造工程において、その記録ヘッドの固有情報を容易に形成でき、また、記録装置本体への組み込み、交換などの際に容易にその固有情報を参照でき、さらに固有情報が汚れたり、固有情報の読み取りが不能になることがないインクジェット記録ヘッド及びヘッドユニット並びにインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解消するために、請求項１に記載の発明におけるインクジェット記録ヘッドは、被記録媒体に対してインクを吐出するための多数のノズル孔を外部に露出する面に列をなして有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インクジェット記録ヘッドは、前記ノズル孔を穿設した透明な合成樹脂からなるノズルプレートと、該ノズル孔に連通する連通孔を穿設した複数の不透明なプレートとを積層して構成されるものであり、前記多数のノズル孔がなす列に沿って延在するとともに前記列の外まで延びた部分を含む前記インクを貯留する共通インク室と、前記多数のノズル孔に各々前記連通孔を介して連通する多数の圧力室と、前記共通インク室に連通するインク供給口と、前記共通インク室に対応する位置に形成されるダンパ室とを有し、前記多数の圧力室と前記インク供給口はともに前記複数の不透明なプレートのうちの同じプレートに形成され、そのプレートを平面視したとき前記多数の圧力室は前記多数のノズル孔に対応して位置するとともに、前記インク供給口は前記多数のノズル列がなす列の外まで延びた前記部分に対応して位置しており、前記複数の不透明なプレートのうちの前記ノズルプレートに当接するプレートは、前記ノズルプレートが当接する面と反対側の面が前記ダンパ室に当接しており、さらに前記ノズルプレートに当接する面における、前記インク供給口に対応する位置には前記記録ヘッドの固有情報がレーザ加工により凹みをなして刻設された情報記録部を有し、前記ノズルプレートは、前記情報記録部を覆って固着され、前記情報記録部は、前記ノズルプレートの前記ノズル孔が露出する面の外部から読み取り可能であることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、少なくとも前記連通孔は、レーザ加工により穿設されているものである。
請求項３に記載の発明のヘッドユニットは、被記録媒体に対してインクを吐出するための多数のノズル孔を外部に露出する面に列をなして有するインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドを、前記ノズル孔を有する面が前記被記録媒体に対向する状態で搭載しかつ前記被記録媒体と平行に走査可能なヘッドホルダとを備え、前記インクジェット記録ヘッドは、前記ノズル孔を穿設した透明な合成樹脂からなるノズルプレートと、該ノズル孔に連通する連通孔を穿設した複数の不透明なプレートとを積層して構成されるものであり、前記多数のノズル孔がなす列に沿って延在するとともに前記列の外まで延びた部分を含む前記インクを貯留する共通インク室と、前記多数のノズル孔に各々前記連通孔を介して連通する多数の圧力室と、前記共通インク室に連通するインク供給口と、前記共通インク室に対応する位置に形成されるダンパ室とを有し、前記多数の圧力室と前記インク供給口はともに前記複数の不透明なプレートのうちの同じプレートに形成され、そのプレートを平面視したとき前記多数の圧力室は前記多数のノズル孔に対応して位置するとともに、前記インク供給口は前記多数のノズル列がなす列の外まで延びた前記部分に対応して位置しており、前記複数の不透明なプレートのうちの前記ノズルプレートに当接するプレートは、前記ノズルプレートが当接する面と反対側の面が前記ダンパ室に当接しており、さらに前記ノズルプレートに当接する面における前記インク供給口に対応する位置には、前記記録ヘッドの固有情報がレーザ加工により凹みをなして刻設された情報記録部を有し、前記ノズルプレートは、前記情報記録部を覆って固着され、前記情報記録部は、前記ノズルプレートの前記ノズル孔が露出する面の外部から読み取り可能であることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のヘッドユニットにおいて、少なくとも前記連通孔は、レーザ加工により穿設されているものである。
請求項５に記載の発明は、被記録媒体に対してインクを吐出するための多数のノズル孔を外部に露出する面に列をなして有し、前記ノズル孔を穿設した透明な合成樹脂からなるノズルプレートと、該ノズル孔に連通する連通孔を穿設した複数の不透明なプレートとを積層して構成され、前記多数のノズル孔がなす列に沿って延在するとともに前記列の外まで延びた部分を含む前記インクを貯留する共通インク室と、前記多数のノズル孔に各々前記連通孔を介して連通する多数の圧力室と、前記共通インク室に連通するインク供給口と、前記共通インク室に対応する位置に形成されるダンパ室とを有し、前記多数の圧力室と前記インク供給口はともに前記複数の不透明なプレートのうちの同じプレートに形成され、そのプレートを平面視したとき前記多数の圧力室は前記多数のノズル孔に対応して位置するとともに、前記インク供給口は前記多数のノズル列がなす列の外まで延びた前記部分に対応して位置しており、前記複数の不透明なプレートのうちの前記ノズルプレートに当接するプレートは、前記ノズルプレートが当接する面と反対側の面が前記ダンパ室に当接している、インクジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記複数の不透明なプレートにレーザ加工で前記連通孔を形成する工程と、前記複数の不透明なプレートのうちの前記ノズルプレートが当接する面と反対側の面が前記ダンパ室に当接するプレートであって、前記ノズルプレートに当接する面における前記インク供給口に対応する位置に、前記記録ヘッドの固有情報をレーザ加工により凹みをなして刻設する工程と、前記複数の不透明なプレートと前記透明なプレートとを積層して固着する工程と、を有することを特徴とするものである。
請求項１に記載の発明によれば、情報記録部をノズル孔が露出する面側の外部から読み取り可能となるように設け、記録ヘッド自体にその固有情報を記録するようにしているから、記録ヘッドの製造途中に得られた測定値等を、その固有情報に関連付けて保有し、品質管理や製造履歴の把握に利用することが可能となる。
請求項１に記載の発明によれば、情報記録部が配置されたプレートは、ほぼ透明なノズルプレートに覆われるから、ノズルプレートによって汚染から保護されながら読み取りも可能となる。
請求項１に記載の発明によれば、記録ヘッドの固有情報をレーザ加工により凹みをなして刻設された情報記録部が、ほぼ透明なノズルプレートに覆われるから、情報記録部がなす凹みにインクが保持されることがなくなり、従って、このインクによって記録用紙等が汚染されることがなくなる。
請求項１に記載の発明によれば、情報記録部は、連通孔がなす列の領域の外、すなわち余白領域に配置されるから、情報を記録するための広い面積を確保することができる。
請求項２に記載の発明によれば、少なくとも前記連通孔は、レーザ加工により穿設されているものであるので、同じプレートにおいて前記連通孔と前記情報記録部とを同じレーザ加工装置を利用できるという効果を奏する。
請求項３に記載の発明のヘッドユニットは、被記録媒体に対してインクを吐出するための多数のノズル孔を外部に露出する面に列をなして有するインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドを、前記ノズル孔を有する面が前記被記録媒体に対向する状態で搭載しかつ前記被記録媒体と平行に走査可能なヘッドホルダとを備え、前記インクジェット記録ヘッドは、前記ノズル孔を穿設した透明な合成樹脂からなるノズルプレートと、該ノズル孔に連通する連通孔を穿設した複数の不透明なプレートとを積層して構成されるものであり、前記多数のノズル孔がなす列に沿って延在するとともに前記列の外まで延びた部分を含む前記インクを貯留する共通インク室と、前記多数のノズル孔に各々前記連通孔を介して連通する多数の圧力室と、前記共通インク室に連通するインク供給口と、前記共通インク室に対応する位置に形成されるダンパ室とを有し、前記多数の圧力室と前記インク供給口はともに前記複数の不透明なプレートのうちの同じプレートに形成され、そのプレートを平面視したとき前記多数の圧力室は前記多数のノズル孔に対応して位置するとともに、前記インク供給口は前記多数のノズル列がなす列の外まで延びた前記部分に対応して位置しており、前記複数の不透明なプレートのうちの前記ノズルプレートに当接するプレートは、前記ノズルプレートが当接する面と反対側の面が前記ダンパ室に当接しており、さらに前記ノズルプレートに当接する面における前記インク供給口に対応する位置には、前記記録ヘッドの固有情報がレーザ加工により凹みをなして刻設された情報記録部を有し、前記ノズルプレートは、前記情報記録部を覆って固着され、前記情報記録部は、前記ノズルプレートの前記ノズル孔が露出する面の外部から読み取り可能であることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明によれば、インクジェット記録ヘッドと、この記録ヘッドを搭載して被記録媒体と平行に走査可能なヘッドホルダとを備えたヘッドユニットにおいても、情報記録部をノズル孔が露出する面の外部から読み取り可能となるように設け、記録ヘッド自体にその固有情報を記録するようにしているから、記録ヘッドの製造途中に得られた測定値等を、その固有情報に関連付けて保有し、品質管理や製造履歴の把握に利用することが可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、情報記録部が配置されたプレートは、透明な合成樹脂からなるノズルプレートに覆われるから、ノズルプレートによって汚染から保護されながら読み取りも可能となる。また、記録ヘッドの固有情報をレーザ加工により凹みをなして刻設された情報記録部が、透明なノズルプレートに覆われるから、情報記録部がなす凹みにインクが保持されることがなくなり、従って、このインクによって記録用紙等が汚染されることがなくなる。
請求項３に記載の発明によれば、情報記録部をノズル孔がなす列に対応する領域の外において、比較的広い面積を占めるインク供給路の接続部対応させて配置しているから情報を記録するための広い面積を確保することができる。
請求項４に記載の発明によれば、ヘッドユニットにおいて、少なくとも前記連通孔は、レーザ加工により穿設されているものであるから、同じプレートにおいて前記連通孔と前記情報記録部とを同じレーザ加工装置を利用できるという効果を奏する。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は第１実施形態のインクジェットプリンタにおける記録部の下面（ノズル面）側からの斜視図、図２はキャビティユニットの分解斜視図、図３はキャビティユニットの部分分解斜視図、図４はキャビティユニットの部分拡大断面図、図５はキャビティユニットの第１サブユニットの形成を示す説明図、図６は記録ヘッドの部分断面図、図７はキャビティユニットの第２サブユニットの形成を示す説明図である。
図１に示すように、本発明のインクジェットプリンタは、被記録媒体である用紙にインクを吐出させて記録する記録部１を、本体フレーム（図示せず）の内部に備えている。このインクジェットプリンタは、例えば、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能等を備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device ）のプリンタ機能として適用されるものである。
前記記録部１は、Ｙ方向（用紙搬送方向Ｘと直交する方向、主走査方向）に延びる横長の板状のガイドレール５１、５２に摺動可能に跨って往復移動するキャリッジを構成するヘッドユニット５３等を備えている。
ヘッドユニット５３は、図１に示すように、略箱状の本体部５４ａとこの本体部５４ａから用紙搬送方向下流側（図１の矢印Ａ方向）に突出する連結支持片５４ｂとを備えるヘッドホルダ５４と、そのヘッドホルダ５４の底板５４ｃの下面側において用紙に対向するように固定されたインクジェット記録ヘッド（以下記録ヘッドと記載する）１０と、前記底板５４ｃの上側に固定されたダンパー装置５５（図６参照）等とを備えている。
このインクジェットプリンタには、フルカラー記録のためのインク供給源として、イエローインク（Ｙ）、マゼンタインク（Ｍ）、シアンインク（Ｃ）、ブラックインク（Ｂｋ）の個別のインクタンク（図示せず）が、本体フレーム内に静置されており、これらの各インクタンクからインクチューブ等のインク供給管（図示せず）及びダンパー装置５５を介して記録ヘッド１０にインクが供給される。
記録ヘッド１０は、図２及び図４に示すように、用紙に対してインクを吐出するための多数のノズル孔４を外部に露出する面（前面）に有するキャビティユニット２０と、このキャビティユニット２０の背面に積層固定されるプレート型の圧電アクチュエータ２３と、圧電アクチュエータ２３の背面に外部機器との接続のために積層固定されるフレキシブルフラットケーブル２４とを備えている。なお、図２は、ノズル面（前面）側から見た状態を図示したものであるため、ノズル面が上面となって圧電アクチュエータ２３をキャビティユニット２０の下方に配置して図示しているが、実際に記録ヘッド１０をインクジェットプリンタに取り付けた状態では、ノズル面が下面となる。
前記キャビティユニット２０は、図２に示すように、ノズルプレート１１、スペーサプレート１２、ダンパープレート１３、２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂ、サプライプレート１５、ベースプレート１６、及びキャビティプレート１７の合計８枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接合した構造となっている。
実施形態では、各プレート１１〜１７は５０〜１５０μｍ程度の厚さを有し、ノズルプレート１１はポリイミド等のほぼ透明な合成樹脂製で、その他のプレート１２〜１７は４２％ニッケル合金鋼板製である。前記ノズルプレート１１には、微小径（実施形態では２５μｍ程度）のインク吐出用のノズル孔４が微小間隔で多数個穿設されている。このノズル孔４は、当該ノズルプレート１１における長辺方向（Ｘ方向）に沿って、千鳥配列状で５列に配列されている。
また、前記キャビティプレート１７には、図３に示すように、複数の圧力室３６がキャビティプレート１７の長辺（前記Ｘ方向）に沿って千鳥配列状で５列に配列されている。実施形態では、前記各圧力室３６は、平面視細長形状に形成され、その長手方向がキャビティプレート１７の短辺方向（Ｙ方向）に沿うようにして穿設され、長手方向の一端部３６ａがノズル孔４と連通し、他端部３６ｂが後述する共通インク室７と連通する。
各圧力室３６における先端部３６ａは、サプライプレート１５、ベースプレート１６と２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂ、ダンパープレート１３、及びスペーサプレート１２に、同じく千鳥配列状にて穿設されている微小径の連通孔３７を介して、ノズルプレート１１における前記各ノズル孔４に連通している。
キャビティプレート１７の下面に隣接するベースプレート１６には、各圧力室３６の他端部３６ｂに接続するために、前記各他端部３６ｂに対応する位置に貫通孔３８が穿設されている。
ベースプレート１６の下面に隣接するサプライプレート１５には、後述する共通インク室７から前記各圧力室３６へインクを供給するための接続流路４０が設けられる。そして各接続流路４０には、共通インク室７からインクが入る入口孔と、圧力室３６側（前記貫通孔３８）に開口する出口孔と、入口孔と出口孔との間にあって、接続流路４０中で最も大きな流路抵抗となるように断面積を小さくして形成された絞り部とが備えられている。
２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂには、その長辺方向（Ｘ方向）に沿って長い５つの共通インク室７が前記ノズル孔４の各列に沿って延びるように板厚さを貫通して形成されている。すなわち、図２及び図４に示すように、２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂを積層し、かつその上面（図２では下面）をサプライプレート１５にて覆い、下面（図２では上面）をダンパープレート１３にて覆うことにより、合計５つの共通インク室（マニホールド室）７が密閉状に形成される。各共通インク室７は、各プレートの積層方向から平面視したときに、前記圧力室３６の一部と重なって圧力室３６の列方向（ノズル孔４の列方向）に沿って長く延びている。
図３及び図４に示すように、マニホールドプレート１４ａの下面に隣接するダンパープレート１３の下面側には、共通インク室７と隔絶されたダンパ室４５が凹み形成されている。この各ダンパ室４５の位置および形状は、図２に示すように、前記各共通インク室７と一致させている。このダンパプレート１３は、適宜弾性変形し得る金属素材であるため、ダンパ室４５の薄い板状の天井部は、共通インク室７側にも、ダンパ室４５側にも自由に振動することができる。インク吐出時に、圧力室３６で発生した圧力変動が共通インク室７に伝播しても、前記天井部が弾性変形して振動することにより、前記圧力変動を吸収減衰させるというダンパ効果を奏し、圧力変動が他の圧力室３６へ伝播するというクロストークを防止することができるものである。
また、図２に示すように、キャビティプレート１７、ベースプレート１６、及びサプライプレート１５の一方の短辺側の端部には、上下の位置を対応させて、それぞれ４つのインク供給口４７が穿設されている。ダンパー装置５５の出口開口が、これらインク供給口４７を介して共通インク室７の一端部に連通するようになっている。４つのインク供給口４７を、図２の右側から順に個別に４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄと付す。
インク供給口４７からノズル孔４に至るインク流通路では、ダンパー装置５５から供給されたインクは、インク供給口４７からインク供給チャンネルとしての共通インク室７に供給された後、図３に示すように、サプライプレート１５の接続流路４０及びベースプレート１６の貫通孔３８を経由して各圧力室３６に分配供給される。そして、後述するように、圧電アクチュエータ２３の駆動により、インクは各圧力室３６内から前記連通孔３７を通って、その圧力室３６に対応するノズル孔４に至るという構成になっている。
この実施形態では、図２に示すように、インク供給口４７が４つ設けられているのに対して、共通インク室７が５つ設けられており、インク供給口４７ａだけが、２つの共通インク室７，７に接続されている。インク供給口４７ａには、ブラックインクが供給されるように設定されており、ブラックインクがその他のカラーインクに比べて使用頻度が高いことを考慮したものである。他のインク供給口４７ｂ、４７ｃ、４７ｄには、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクがそれぞれ単独に供給される。
また、ベースプレート１６には、キャビティプレート１７との界面に向かって開口しかつベースプレート１６の短辺側の一方の端面に開口した検査用流通溝５０が設けられている。製造工程において、検査用流通溝５０を利用したリークテストが行われ、キャビティプレート１７とベースプレート１６との接着不良による圧力室３６間の密閉漏れが検査される。
また、上記キャビティユニット２０には、記録ヘッド１０の固有情報が記録された情報記録部８が、ノズルプレート１１側の外部から読み取り可能となるように設けられている。実施形態では、情報記録部８は、スペーサプレート１２におけるノズルプレート１１側の面に配置されており、図２及び図５に示すように、この情報記録部８を覆って、ノズルプレート１１がスぺーサプレート１２に固着される。
そして、この情報記録部８は、スペーサプレート１２において、多数の連通孔３７がなす列の領域の外で、かつ前述したインク供給口４７に対応する位置に配置している。インク供給口４７は、ノズル孔４（連通孔３７）がなす列に対応する領域の外に配置され、その配置のためにキャビティユニット２０の一方の短辺側の端部において比較的広い面積を占めている。また、スペーサプレート１２においては、このインク供給口４７に対応する位置には孔加工等が施されない。従って、情報記録部８は前述した位置に配置されることで、広い面積を確保することができるのである。
情報記録部８には、例えばＱＲコードやその他の２次元コードが記録され、公知の２次元コードスキャナで読み取られる第１コード部８ａと、この第１コード部８ａが読み取り不可能となった場合にそれと同一内容を目視で読み取ることができるように予備的に設けられた第２コード部８ｂとが設けられている。情報記録部８には２次元コードを用いることで、微小面積でより多くの情報を記録することが可能となる。ここでは、情報記録部８には記録ヘッド１０の固有情報として製造のシリアル番号が記録され、このシリアル番号と関連付けて、記録ヘッド１０の製造における各段階での検査値や関連データ等が、外部装置に記憶される（後述する）。なお、第１コード部８ａには、シリアル番号だけでなく、さらに多くの情報を記録してもよく、また第２コード部８ｂは省略してもよい。
また、情報記録部８は、情報が凹みをなして記録されており、ここではレーザマーカ等でプレートに刻設されている。前述したようにノズルプレート１１は、ほぼ透明な材質からなるため、このノズルプレート１１で覆われた情報記録部８は外部から読み取ることができる。
一方、前記圧電アクチュエータ２３は、特開平４−３４１８５３号公報等で公知のものと同様に、図示しないが複数枚の圧電シートを積層した構造で、１枚の厚さが３０μｍ程度の各圧電シートのうち下から偶数段目の圧電シートの上面（広幅面）には、前記キャビティユニット２０における各圧力室３６に対応した箇所ごとに細幅の個別電極が長辺方向（Ｘ方向）に沿って列状に形成されている。下から奇数段目の圧電シートの上面（広幅面）には、複数個の圧力室３６に対して共通のコモン電極が形成されており、最上段のシートの上面には、表面電極４８として、前記個別電極の各々に対して電気的に接続される表面電極と、前記コモン電極に対して電気的に接続される表面電極とが設けられている。
そして、このような構成のプレート型の圧電アクチュエータ２３における下面（圧力室３６と対面する広幅面）全体に、接着剤としてのインク非浸透性の合成樹脂材からなる接着剤シート（図示せず）を予め貼着し、次いで、前記キャビティユニット２０に対して、圧電アクチュエータ２３が、その各個別電極を前記キャビティユニット２０における各圧力室３６の各々に対応させて接着・固定される。また、この圧電アクチュエータ２３における上側の表面には、前記フレキシブルフラットケーブル２４（図４参照）が重ね押圧されることにより、このフレキシブルフラットケーブル３における各種の配線パターン（図示せず）が、前記各表面電極４８に電気的に接合される。
このように構成された第１実施形態では、その製造において、図７に示すように、前記各種のプレートが、それぞれ同種のものどうし平面状に複数個連結した状態で製作される。具体的には、枠状のフレーム２１０内に細幅の連結片２１１を介して各種のプレートが複数個配置され、各プレートに前記圧力室、連通孔などの開口部がプレス加工、エッチング加工、レーザ加工などで形成される。このとき、スペーサプレート１２には、ノズルプレート１１と当接する面に情報記録部８としての２次元コード（第１コード部８ａ）、第２コード部８ｂがレーザ加工で刻設される。スペーサプレート１２はフレーム２１０内に複数個配列されているので、情報記録部８としてのシリアル番号を付しやすい。
そして、図５に示すように、フレーム２１０内に配列された各スペーサプレート１２に、ノズルプレート１１となる透明性を有する板状素材１１ａが前記情報記録部８を覆うように接着固定される。その後、特開平１１−１４７３１６号公報に示す公知の方法と同様に、重ねられたスペーサプレート１２とノズルプレート１１とに対して、スペーサプレート１２側から連通孔３７を通してレーザ光が照射され、ノズルプレート１１にノズル孔４が多数穿設される。
また、それぞれフレーム２１０に配置されたダンパープレート１３、マニホールドプレート１４ａ、１４ｂ、サプライプレート１５、ベースプレート１６、キャビティプレート１７が積層され、接着により一体化されてサブユニット２２（図２参照）が形成される。このサブユニット２２が、既にスペーサプレート１２とノズルプレート１１とが一体化されたサブユニット２１（図２参照）に対して積層され、接着により一体化され、キャビティユニット２０が形成される。これらの接合は、図７に示すフレーム２１０の位置合わせ穴４９、５０を利用して行われ、接合後に連結片２１１を切断してキャビティユニット１個分毎に分離される。
そして、このキャビティユニット２０が形成された段階で、ノズル孔４の孔径や孔ピッチ流路抵抗等の加工精度が測定される。あらかじめキャビティユニット２０の仕上がりに応じてこれを複数の段階（ランク）に分類する基準が決められており、個々のキャビティユニット２０の測定値や分類結果等は、前記情報記録部８に記録されたシリアル番号に関連付けて、外部のコンピュータに入力して、その記憶装置に記憶される。
次に、キャビティユニット２０が圧電アクチュエータ２３と接合される。圧電アクチュエータ２３も、あらかじめロット番号等が付され、個別に圧電特性等が検査されて段階（ランク）分けされている。また、圧電アクチュエータ２３の検査値の分類とキャビティユニット２０の検査値の分類との間には、インクの吐出における最適な組み合せがあらかじめ決められており、組み合せ毎に最適な駆動電圧も決められている。従って、これらの接合に際しては、圧電アクチュエータ２３毎にそれぞれ相応しいキャビティユニット２０が、その情報記録部８に記録された固有情報（シリアル番号）に基づきデータを参照して選び出すことができる。
また、ノズル孔４の加工精度等は、キャビティユニット２０と圧電アクチュエータ２３との接合後ではなく、それより先の段階のキャビティユニット２０単体で検査されるので、ノズル孔加工に不良があった場合には、圧電アクチュエータ２３を無駄にすることなく、キャビティユニット２０のみを不良品として除外することができる。
そして、これらのキャビティユニット２０と圧電アクチュエータ２３に、さらにフレキシブルフラットケーブル２４が接合されて記録ヘッド１０が形成される。記録ヘッド１０に最適な駆動電圧は、前述したようにそのキャビティユニット２０と圧電アクチュエータ２３との組み合せで変わるため、記録ヘッド１０毎の駆動電圧は、前記情報記録部８の固有情報に関連付けて外部の記憶装置に記憶される。そして、記録ヘッド１０が、インクジェットプリンタ本体に組み込まれた際には、前記固有情報に基づいて前記記憶装置に記憶されている駆動電圧が参照され、その電圧がインクジェットプリンタ本体の出力電圧として設定される。
また、記録ヘッド１０を本体フレームから取り外して交換する必要が生じた場合でも、新たに取り付ける記録ヘッド１０に最適な駆動電圧は、その情報記録部８に記録された固有情報に基づいて知ることができるため、記録ヘッド１０への出力電圧の設定変更も速やかに行われる。
このように第１実施形態では、情報記録部８をノズル孔４の穿設に用いるスペーサプレート１２に設け、記録ヘッド１０の製造工程における早い段階から個体を識別する固有情報を付しているから、各種のデータをその固有情報と関連付けて随時蓄積し保有することができる。そのため、前記固有情報を、製造途中において不良品の排除や最適な部品同士の組み合わせといった品質管理に活用することができる。
また、記録ヘッド１０において、ノズル孔４が露出する面と反対側の面には、図６に示すように、ヘッドホルダの底板５４ｃやダンパー装置５５等の各種の部材が存在する。従って、情報記録部８をノズル孔４が露出する面の外部から読み取り可能となるように設けることで、他の部材に邪魔されることなく必要なときに容易に読み取ることができる。
また、情報記録部８は、ノズルプレート１１に覆われた位置に配置されているので、記録ヘッド１０がインクの吐出を行った後に、ノズル面がインクや紙紛で汚染されても、公知のワイパ部材で容易に除去される。また、情報記録部８は微細な凹みによって形成されるが、インクや紙粉等が情報記録部８に保持されて、記録紙を汚すということもない。
また、記録ヘッド１０に故障等が発生した場合でも、情報記録部８の固有情報に基づいて、その製造履歴を容易に把握することができる。
さらに、情報記録部８はプレートに直接刻設して形成しているので、記録ヘッド１０のような微小な部品であっても容易に形成でき、従来のラベルの貼り付け作業等に比べて、その作業性にも優れている。
次に本発明の第２実施形態について、図面に基づいて説明する。図８は第２実施形態のにおけるインクジェットプリンタの斜視図、図９はヘッドホルダを下面側から見た斜視図、図１０はヘッドユニットの分解斜視図である。なお、第１実施形態と同様の構造には同一符号を付し詳細な説明を省略する。
第１実施形態では、本体に静置されたインク供給源からインク供給管を介して、キャリッジ（ヘッドユニット５３）上に搭載された記録ヘッド１０にインクを供給する形態であったが、この第２実施形態は、キャリッジ６４に記録ヘッド１０とインク供給源であるインクカートリッジ６１とが搭載された形態となっている。
第２実施形態のインクジェットプリンタ１００は、図８に示すように、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがぞれぞれ充填されたインクカートリッジ６１と、用紙（被記録媒体）６２に印字するためのヘッドユニット６３と、前記インクカートリッジ６１とヘッドユニット６３が搭載されるキャリッジ６４と、このキャリッジ６４を前記用紙６２の搬送方向（副走査方向、Ｘ方向）と直交する方向（主走査方向、Ｙ方向）に往復移動させる駆動ユニット６５、キャリッジ６４の往復移動方向に延び、前記ヘッドユニット６３と対向配置されたプラテンローラ６６と、パージ装置６７とを備えている。
駆動ユニット６５は、キャリッジ６４の下端部に配置されてプラテンローラ６６と平行に延びるキャリッジ軸７１と、キャリッジ６４の上端部に配置されてキャリッジ軸７１と平行に延びるガイド板７２と、キャリッジ軸７１とガイド板７２との間にあって、キャリッジ軸７１の両端部に配置される２つのプーリ７３、７４と、この両プーリ７３，７４に巻き掛けしたタイミングベルト７５とからなる。モータ７６の駆動に従って回転する一方のプーリ７３からの駆動力により、タイミングベルト７５に接合されているキャリッジ６４が、前記キャリッジ軸７１とガイド板７２に支持されて直線往復移動できる。図示しない給紙部からＸ方向（副走査方向）に搬送される用紙６２は、前記プラテンローラ６６とヘッドユニット６３との間に導入され、ヘッドユニット６３から吐出されるインクにより所定の印字がなされて、排紙される。
パージ装置６７はヘッドユニット６３が回復位置にある時に対向するように配置され、ヘッドユニット６３の複数のノズル孔４を覆うように当接するパージキャップ８１と、ポンプ８２及びカム８３と、インク貯留部８４とを備えている。ヘッドユニット６３が回復位置にあるときに、ヘッドユニット６３の内部に溜まる気泡等を含んだ不良インクを、カム８３の駆動によりポンプ８２によって吸引し、吸引された不良インクはインク貯留部８４に貯められる。また、パージ装置６７には、ヘッドユニット６３のノズル面を拭くワイパ部材８６と、キャリッジ６４が休止位置に戻ったときにノズル孔４を覆うキャップ８５も備えられている。
ヘッドユニット６３は、図９に示すように、ヘッドホルダ１５４の底板１５４ａの下面側（図９における上面側）に並設した２つの記録ヘッド１０，１０と、これらを覆う保護カバー８７とにより構成されている。保護カバー８７は箱状を呈し、各記録ヘッド１０の表面のノズル孔４の列を露出させる開口窓８７ａが設けられて、記録ヘッド１０，１０の表面及び前記ヘッドホルダ１５４に固定される。
ヘッドホルダ１５４は、図１０に示すように、上面が開放された略箱状に形成されており、この開放部には、その上方からインク供給源としての４つのインクカートリッジ６１が着脱自在に装着される。ヘッドホルダ１５４の底板１５４ａの一側部位には、前記各インクカートリッジ６１のインク放出部（図示せず）に接続できる供給通路９０（個別には９ａ〜９０ｄと付す）が穿設されている（図１０参照）。また、底板１５４ａには、記録ヘッド１０を固着するための接着剤流し込み用の穴として、穴部８９ａ、８９ｂも穿設されている。
第２実施形態の記録ヘッド１０は、第１実施形態と同様に８枚のプレートが積層されたキャビティユニット２０と、圧電アクチュエータ２３と、フレキシブルフラットケーブル２４とが積層固定されて構成されているが、１つの記録ヘッド１０は、第１実施形態とは異なり、ノズル孔４の列が２列設けられるとともにインク供給口４７も２つ設けられ、２色のインクを個別に吐出するように構成されている。そのため、１つのヘッドホルダ１５４に、２つの記録ヘッド１０、１０が取り付けられて、４色のインク吐出に対応させている。そして、合計４つのインク供給口４７（個別には４７ａ〜４７ｄと付す）が、それぞれヘッドホルダ１５４の供給通路９０ａ〜９０ｄに接続され、インクカートリッジ６１からのインクがノズル孔４に供給されるようになっている。
この第２実施形態の記録ヘッド１０においても、図９に示すように、情報記録部８がノズルプレート１１側の外部から読み取り可能となるように設けられている。この情報記録部８は、第１実施形態と同様に、スペーサプレート１２におけるノズルプレート１１側の面に刻設されており、ほぼ透明な材質からなるノズルプレート１１に覆われている（ノズルプレート１１及びスペーサプレート１２は図８〜図１０に図示せず）。また、情報記録部８は、記録のための所定面積を確保するために、スペーサプレート１２における多数の連通孔３７のなす列の領域の外で、かつ前述したインク供給口４７と供給通路９０との接続に対応する位置に配置されている。
なお、第２実施形態では、情報記録部８として、前述の第１コード部８ａのみを図示したが、第２コード部８ｂを並設してもよいことは言うまでもない。
この第２実施形態のように、１つのインクジェットプリンタに複数個の記録ヘッド１０が取り付けられる形態でも、記録ヘッド１０がその情報記録部８に記録された固有情報に基づいて個別に管理され、第１実施形態と同様に、製造の早い段階から蓄積された各種の測定値やデータが、いつでも参照できるようになっている。その他の効果は第１実施形態と同様である。
なお、前記の第１及び第２実施形態では、情報記録部８を、凹みをなして情報を記録する形態として説明したが、参考例として、外部から読み取り可能な形態であれば、その他に固有情報が内蔵されたＩＣチップや、固有情報が印刷された小型シール等を適用してもよい。
また、情報記録部８を、ノズルプレート１１に隣接するスペーサプレート（ノズル孔４を有する面から２枚目のプレート）に配置したが、ノズルが露出する面の外部から読み取り可能であれば、この配置位置に限定するものではない。
さらに、製造工程として、第１サブユニット２１と第２サブユニット２２とを別々に形成した後に、これらを組み合せてキャビティユニット２０を形成し、さらにそのキャビティユニット２０に圧電アクチュエータ２３を接合する順序を説明したが、接合の組み合せ及び順序等は適宜変更可能である。
第１実施形態のインクジェットプリンタにおける記録部の下面（ノズル面）側からの斜視図である。 キャビティユニットの分解斜視図である。 キャビティユニットの部分分解斜視図である。 キャビティユニットの部分拡大断面図である。 キャビティユニットの第１サブユニットの形成を示す説明図である。 記録ヘッドの部分断面図である。 キャビティユニットの第２サブユニットの形成を示す説明図である。 第２実施形態におけるインクジェットプリンタの外観斜視図である。 ヘッドホルダを下面側から見た斜視図である。 ヘッドユニットの分解斜視図である。
符号の説明
１記録部
４ノズル孔
７共通インク室
８情報記録部
８ａ第１コード部
８ｂ第２コード部
１０記録ヘッド
１１ノズルプレート
１２スペーサプレート
１３ダンパープレート
１４ａ、１４ｂマニホールドプレート
１５サプライプレート
１６ベースプレート
１７キャビティプレート
２０キャビティユニット
２１第１サブユニット
２２第２サブユニット
２３圧電アクチュエータ
２４フレキシブルフラットケーブル
４７インク供給口
５３ヘッドユニット
５４ヘッドホルダ
６１インクカートリッジ
６３ヘッドユニット
６４キャリッジ
６５駆動ユニット
８７保護カバー
９０供給通路
１００インクジェットプリンタ

Claims (5)

  1. 被記録媒体に対してインクを吐出するための多数のノズル孔を外部に露出する面に列をなして有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
    前記インクジェット記録ヘッドは、
    前記ノズル孔を穿設した透明な合成樹脂からなるノズルプレートと、該ノズル孔に連通する連通孔を穿設した複数の不透明なプレートとを積層して構成されるものであり、
    前記多数のノズル孔がなす列に沿って延在するとともに前記列の外まで延びた部分を含む前記インクを貯留する共通インク室と、前記多数のノズル孔に各々前記連通孔を介して連通する多数の圧力室と、前記共通インク室に連通するインク供給口と、前記共通インク室に対応する位置に形成されるダンパ室とを有し、
    前記多数の圧力室と前記インク供給口はともに前記複数の不透明なプレートのうちの同じプレートに形成され、そのプレートを平面視したとき前記多数の圧力室は前記多数のノズル孔に対応して位置するとともに、前記インク供給口は前記多数のノズル列がなす列の外まで延びた前記部分に対応して位置しており、
    前記複数の不透明なプレートのうちの前記ノズルプレートに当接するプレートは、前記ノズルプレートが当接する面と反対側の面が前記ダンパ室に当接しており、さらに前記ノズルプレートに当接する面における、前記インク供給口に対応する位置には前記記録ヘッドの固有情報がレーザ加工により凹みをなして刻設された情報記録部を有し、
    前記ノズルプレートは、前記情報記録部を覆って固着され、
    前記情報記録部は、前記ノズルプレートの前記ノズル孔が露出する面の外部から読み取り可能であることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
  2. 少なくとも前記連通孔は、レーザ加工により穿設されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
  3. 被記録媒体に対してインクを吐出するための多数のノズル孔を外部に露出する面に列をなして有するインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドを、前記ノズル孔を有する面が前記被記録媒体に対向する状態で搭載しかつ前記被記録媒体と平行に走査可能なヘッドホルダとを備え、
    前記インクジェット記録ヘッドは、前記ノズル孔を穿設した透明な合成樹脂からなるノズルプレートと、該ノズル孔に連通する連通孔を穿設した複数の不透明なプレートとを積層して構成されるものであり、前記多数のノズル孔がなす列に沿って延在するとともに前記列の外まで延びた部分を含む前記インクを貯留する共通インク室と、前記多数のノズル孔に各々前記連通孔を介して連通する多数の圧力室と、前記共通インク室に連通するインク供給口と、前記共通インク室に対応する位置に形成されるダンパ室とを有し、
    前記多数の圧力室と前記インク供給口はともに前記複数の不透明なプレートのうちの同じプレートに形成され、そのプレートを平面視したとき前記多数の圧力室は前記多数のノズル孔に対応して位置するとともに、前記インク供給口は前記多数のノズル列がなす列の外まで延びた前記部分に対応して位置しており、
    前記複数の不透明なプレートのうちの前記ノズルプレートに当接するプレートは、前記ノズルプレートが当接する面と反対側の面が前記ダンパ室に当接しており、さらに前記ノズルプレートに当接する面における前記インク供給口に対応する位置には、前記記録ヘッドの固有情報がレーザ加工により凹みをなして刻設された情報記録部を有し、
    前記ノズルプレートは、前記情報記録部を覆って固着され、
    前記情報記録部は、前記ノズルプレートの前記ノズル孔が露出する面の外部から読み取り可能であることを特徴とするヘッドユニット。
  4. 少なくとも前記連通孔は、レーザ加工により穿設されていることを特徴とする請求項３に記載のヘッドユニット。
  5. 被記録媒体に対してインクを吐出するための多数のノズル孔を外部に露出する面に列をなして有し、前記ノズル孔を穿設した透明な合成樹脂からなるノズルプレートと、該ノズル孔に連通する連通孔を穿設した複数の不透明なプレートとを積層して構成され、前記多数のノズル孔がなす列に沿って延在するとともに前記列の外まで延びた部分を含む前記インクを貯留する共通インク室と、前記多数のノズル孔に各々前記連通孔を介して連通する多数の圧力室と、前記共通インク室に連通するインク供給口と、前記共通インク室に対応する位置に形成されるダンパ室とを有し、前記多数の圧力室と前記インク供給口はともに前記複数の不透明なプレートのうちの同じプレートに形成され、そのプレートを平面視したとき前記多数の圧力室は前記多数のノズル孔に対応して位置するとともに、前記インク供給口は前記多数のノズル列がなす列の外まで延びた前記部分に対応して位置しており、前記複数の不透明なプレートのうちの前記ノズルプレートに当接するプレートは、前記ノズルプレートが当接する面と反対側の面が前記ダンパ室に当接している、
    インクジェット記録ヘッドの製造方法であって、
    前記複数の不透明なプレートにレーザ加工で前記連通孔を形成する工程と、
    前記複数の不透明なプレートのうちの前記ノズルプレートが当接する面と反対側の面が前記ダンパ室に当接するプレートであって、前記ノズルプレートに当接する面における前記インク供給口に対応する位置に、前記記録ヘッドの固有情報をレーザ加工により凹みをなして刻設する工程と、
    前記複数の不透明なプレートと前記透明なプレートとを積層して固着する工程と、
    を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
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