JP4407698B2

JP4407698B2 - 液体噴射ヘッドの製造方法

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Publication number: JP4407698B2
Application number: JP2007014075A
Authority: JP
Inventors: 宣昭岡沢
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2027-01-24
Also published as: JP2008179050A; US7690771B2; US20080174640A1

Description

本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドの製造方法に係り、特に、共通液体室から圧力室を通ってノズル開口に至る一連の液体流路を形成する流路ユニットを備え、ノズル開口から液体を液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドの製造方法に関する。

圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズル開口から液滴として吐出させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等がある。

このような液体噴射ヘッドには種々の形式があるが、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンタという）におけるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）は、複数のノズル開口が開設されたノズル基板、共通インク室から圧力室を通ってノズル開口に至る一連のインク流路を区画する圧力室空部や溝部などの流路部が形成された流路基板、圧力発生手段（例えば、圧電振動子）の作動に応じて圧力室に対応するダイヤフラム部が弾性変形する弾性板（流路基板の開口を封止する封止板とも言える）を積層してなる流路ユニットを備え、これをヘッドケースに固定している。流路ユニット構成部材のうち、上記流路基板は、記録画像の高密度化や記録動作の高速化に対応すべく、高い加工密度や加工精度が要求される。そのため、この流路基板の材料としては、異方性エッチング等によって微細な形状を寸法精度良く形成可能なシリコン単結晶性基材（シリコンウェハー）などの結晶性基材が好適に用いられる。

そして、この記録ヘッドにおいて、精度の高い吐出制御を行うためには、上記の複数の構成部材を正確に位置決めして組み付けることが重要となる。そのため、この種の記録ヘッドでは、流路ユニット構成部材やヘッドケースに位置決めの基準となる貫通穴を２箇所設け、この貫通穴に位置決めピンを通すことで各部材の相対位置を規定した状態で、各構成部材を積層して組み付けている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３０４９０号公報

ところで、流路基板が上記のように結晶性基材によって作成される場合、この流路基板の貫通穴は、圧力室空部等と同様にエッチングによって開設される。この場合において、流路基板の貫通穴同士の間隔とヘッドケースの貫通穴同士の間隔との間に誤差がある場合、この誤差によって位置決めピンを介して流路基板に対して機械的ストレスがかかり、これにより流路基板にひびや割れが生じる虞があった。

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、ひびや割れなどを防止しつつヘッド構成部材の相対位置を精度良く合わせることが可能な液体噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、圧力室となる圧力室空部を列設してなる圧力室空部列を含む流路部が形成された流路基板、複数のノズル開口が圧力室毎に対応して開設されたノズル基板、及び、流路基板の流路部の開口を封止する封止板から構成され、流路基板の一方の面にノズル基板を、他方の面に封止板をそれぞれ接合することで、共通液体室から圧力室を通ってノズル開口に至る一連の液体流路を形成する流路ユニットと、
前記流路ユニットを固定するヘッドケースとを備え、
流路部形成領域よりも外側のフレーム領域において、圧力室空部列方向の一側に第１基準穴と第２基準穴を、圧力室空部列方向の他側に第３基準穴と第４基準穴を、それぞれ開設し、
前記第１基準穴、前記第２基準穴、及び前記第４基準穴の平面視における開口形状を、開口の辺の長さが等しい菱形に構成し、これらの基準穴に内接する仮想的な内接円の直径が、第１ケースピン、第２ケースピン、及び位置決めピンの直径ｄ１となるように各辺の寸法を設定し、
前記第３基準穴の平面視における開口形状を、開口の辺の長さが異なる平行四辺形に構成し、当該第３基準穴の平行四辺形を構成する辺のうち、圧力室空部列方向において互いに向き合う二辺の寸法を他の基準穴の各辺の寸法に揃え、残りの二辺の寸法を他の基準穴の各辺の寸法よりも長くし、
前記ノズル基板及び前記封止板において、前記流路基板の第１基準穴、第２基準穴、第３基準穴、及び第４基準穴にそれぞれ対応する位置に、第１貫通穴、第２貫通穴、第３貫通穴、及び第４貫通穴を開設し、第２貫通穴と第４貫通穴のうちの一方の貫通穴の平面視における開口形状を、直径がｄ１の円形に構成し、他方の貫通穴の平面視における開口形状を、前記一方の貫通穴の開口形状を両貫通穴の並び方向に拡大した形状の長穴に構成し、第１貫通穴及び第３貫通穴の平面視における開口形状を、ｄ１より大きい直径の円形に設定した液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記ヘッドケースの流路ユニット取付面において、流路基板の第１基準穴に対応する位置には第１ケースピンを、第３基準穴に対応する位置には第２ケースピンをそれぞれ突設し、
第２基準穴と第２貫通穴を重合すると共に第４基準穴と第４貫通穴を重合して位置決めピンをそれぞれ挿通することにより、第２基準穴と第４基準穴を基準としてノズル基板、流路基板、及び封止板の相対位置を規定し、
相対位置を規定した状態でノズル基板、流路基板、及び封止板を接合した後、位置決めピンを各穴から取り外し、第１基準穴及び第１貫通穴には第１ケースピンを、第３基準穴及び第３貫通穴には第２ケースピンをそれぞれ挿通して、相対位置を規定した状態で流路ユニットをヘッドケースの流路ユニット取付面に固定したことを特徴とする。

上記構成によれば、第２基準穴と第２貫通穴を重合すると共に第４基準穴と第４貫通穴を重合して位置決めピンをそれぞれ挿通することにより、第２基準穴と第４基準穴を基準としてノズル基板、流路基板、及び封止板の相対位置を規定してノズル基板、流路基板、及び封止板を接合した後、位置決めピンを各穴から取り外し、第１基準穴及び第１貫通穴には第１ケースピンを、第３基準穴及び第３貫通穴には第２ケースピンをそれぞれ挿通して、相対位置を規定した状態で流路ユニットをヘッドケースの流路ユニット取付面に固定することにより、流路基板に機械的ストレスを与えることなく、相対位置を精度良く規定した状態で各部材同士を組み付けることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、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、図１に示すインクジェット式プリンタ（以下、プリンタと略記する）を例示する。

プリンタ１は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２が取り付けられると共に、インクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４と、記録ヘッド２の下方に配設されたプラテン５と、記録ヘッド２が搭載されたキャリッジ４を記録紙６（吐出対象物の一種）の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構７と、紙幅方向に直交する方向である紙送り方向に記録紙６を搬送する紙送り機構８等を備えて概略構成されている。ここで、紙幅方向とは、主走査方向（ヘッド走査方向）であり、紙送り方向とは、副走査方向（即ち、ヘッド走査方向に直交する方向）である。なお、インクカートリッジ３としては、キャリッジ４に装着するタイプを採用しても良いし、プリンタ１の筐体側に装着してインク供給チューブを介して記録ヘッド２に供給するタイプを採用することも可能である。

キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構７の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ４の主走査方向の位置は、リニアエンコーダ１０によって検出され、検出信号が位置情報として制御部（図示せず）に送信される。これにより、制御部はこのリニアエンコーダ１０からの位置情報に基づいてキャリッジ４（記録ヘッド２）の走査位置を認識しながら、記録ヘッド２による記録動作（吐出動作）等を制御することができる。

また、記録ヘッド２の移動範囲内であってプラテン５よりも外側には、記録ヘッド２の走査起点となるホームポジションが設定されている。このホームポジションには、キャッピング機構１１が設けられている。このキャッピング機構１１は、キャップ部材１１´によって記録ヘッド２のノズル形成面を封止し、ノズル開口１９（図２参照）からのインク溶媒の蒸発を防止する。また、このキャッピング機構１１は、封止状態のノズル面に負圧を与えてノズル開口１９からインクを強制的に吸引排出するクリーニング動作に用いられる。

また、ホームポジションには、記録ヘッド２のノズル形成面を払拭するためのワイピング機構１２が配設されている。このワイピング機構１２は、例えばエラストマーなどの弾性を有する素材からなるワイパーブレード１２′を備え、記録ヘッド２がワイピング機構１２の上方を通過する際にワイパーブレード１２′の上端部が記録ヘッド２のノズル形成面に接触可能な位置（ワイピング位置）に移動するように構成されている。そして、ワイパーブレード１２′の上端部が記録ヘッド２のノズル形成面に接触した状態で記録ヘッド２が移動すると、ワイパーブレード１２′によって記録ヘッド２のノズル形成面が払拭（ワイピング）される。これにより、例えばクリーニング処理後にノズル形成面に付着した余分なインク滴を取り除くことができる。

図２は、記録ヘッド２の構成を説明する要部断面図、図３は、流路ユニット１８とヘッドケース２４の分解斜視図である。本実施形態における記録ヘッド２は、複数の圧電振動子１５を備えたアクチュエータユニット１６、共通インク室２０（共通液体室）からインク供給口２１及び圧力室２２を通ってノズル開口１９に至る一連のインク流路（液体流路の一種）を形成する流路ユニット１８、及び、ヘッドケース２４などを備えて概略構成されている。

ヘッドケース２４は中空箱体状のケーシングであり、その内部には、インクカートリッジ３からのインクを共通インク室２０側に導入するための流路であるケース流路３１と、各アクチュエータユニット１６を個別に収容する収容室３２とが形成されている。このヘッドケース２４は、熱硬化性樹脂の一種であるエポキシ樹脂によって成型されており、流路取付面（本発明における流路ユニット取付面に相当）に流路ユニット１８が固定される。また、ヘッドケース２４の内部には、図３に示すように、ピン保持部３４ａ，３４ｂがケースの高さ方向を貫通して合計２箇所形成されている。これらの第１ピン保持部３４ａ，第２ピン保持部３４ｂは、それぞれ第１ケースピン３５ａ，第２ケースピン３５ｂを保持するための空部であり、ケースピン３５の直径より極く僅かに大きい内径に設定された円筒形状に形成されている。本実施形態においては、第１ピン保持部３４ａは流路基板４０に開設された第１基準穴５２ａ（図４参照）に対応する位置に、他方の第２ピン保持部３４ｂは流路基板４０に開設された第３基準穴５２ｃに対応する位置に、それぞれ設けられている。各ケースピン３５ａ，３５ｂは、先端部を流路取付面から突出させた状態でピン保持部３４ａ，３４ｂに植設されて保持される。各ケースピン３５ａ，３５の直径は、後述する基準穴５２ａ，５２ｂ，５２ｄの内接円Ｃｖの直径ｄ１に揃えられている（図６）。なお、流路ユニット１８とヘッドケース２４との位置決めについては後述する。

上記のアクチュエータユニット１６は、圧力発生手段としての圧電振動子１５と、この圧電振動子１５が接合される固定板３７と、圧電振動子１５に配線基板（図示せず）からの駆動信号を供給するためのフレキシブルケーブル３８等から構成される。各圧電振動子１５は、自由端部が固定板３７の先端面よりも外側に突出した所謂片持ち梁の状態で、ステンレス鋼などの金属製板材からなる固定板３７上に取り付けられている。なお、圧力発生手段としては、上記圧電振動子以外にも、静電アクチュエータ、磁歪素子、発熱素子等を用いることができる。

流路ユニット１８は、振動板３９、流路基板４０、及びノズル基板４１からなる流路ユニット構成部材を積層した状態で接合して一体化することにより作製されている。この流路ユニット１８における圧力室２２は、ノズル開口１９の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室２０は、インク導入針１３側からのインクが導入される室である。そして、この共通インク室２０に導入されたインクは、インク供給口２１を通じて各圧力室２２に分配供給されるようになっている。

流路ユニット１８の底部に配置されるノズル基板４１は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口１９を、副走査方向に列状に開設した金属製の薄い板材である。本実施形態のノズル基板４１は、ステンレス鋼の板材によって作製され、ノズル開口１９の列（ノズル列）が、記録ヘッド１の走査方向（主走査方向）に複数並べて設けられている。そして、１つのノズル列は、例えば１８０個のノズル開口１９によって構成される。

図４は、流路基板４０の構成を説明する平面図、図５は、流路基板４０の基材であるシリコンウェハーの平面図である。本実施形態における流路基板４０は、インク流路となる流路部４３、具体的には、共通インク室２０となる開口部４４、インク供給口２１となる溝部、及び、圧力室２２となる圧力室空部４５が区画形成された板状の部材である。この流路基板４０は、図５に示すように結晶性基材の一種であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。

上記シリコンウェハーは、例えば、表面が結晶方位面（１１０）面に設定されたシリコン単結晶基板である。このシリコンウェハーの表面上には、流路基板４０となる基板領域４０´が、切断予定線によって複数（本実施形態では１２箇所）区画されており、各基板領域４０´には、上記流路部４３（図５では省略）と後述する基準穴が異方性エッチングによって形成されている。また、切断予定線上には、同じく異方性エッチングによって小さな貫通孔が複数穿設されてブレイクパターンが形成されている。このブレイクパターンが形成されている部分は他の部分よりも脆弱となっており、シリコンウェハーに外力を加えるとブレイクパターンの形成部分が破断し、個々の流路板４０に分割されるようになっている。

流路基板４０は一側の長辺（図４において右側の長辺）の隅角部を切り欠いた略矩形状に設計されている。そして、図５に示すようにシリコンウェハーにおいて最も外側に位置する基板領域４０′は、切り欠き部分Ｃがシリコンウェハーの円周に沿うような姿勢で配置され、１つのシリコンウェハーから流路基板４０をできるだけ多く切り出せるようなレイアウトとなっている。また、流路基板４０の（１１０）面（表面）上であって、この（１１０）面に直交する第１（１１１）面（本発明における第１結晶方位面に相当）の垂直軸方向に圧力室空部４５を列設して圧力室空部列４６が形成されている。各圧力室空部４５は、ノズル基板４１の各ノズル開口１９にそれぞれ対応している。また、圧力室空部列４６は、第１（１１１）面方向にノズル列毎に対応して複数（図４の例では２列）並設されている。

上記の振動板３９は、図２に示すように、ステンレス鋼等の金属製の支持板３９ａ上にＰＰＳ樹脂等の弾性フィルム３９ｂをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板３９において圧力室２２に対応する部分には、圧電振動子１５の自由端部の先端を接合するための島部４８が形成されており、この部分がダイヤフラム部として機能する。即ち、この振動板３９は、圧電振動子１５の作動に応じて島部４８の周囲の弾性フィルムが弾性変形するように構成されている。また、振動板３９は、流路基板４０の共通インク室２０の開口部分を封止してコンプライアンス部４９としても機能する。このコンプライアンス部４９に相当する部分については支持板３９ａを除去して弾性フィルム３９ｂだけにしている。なお、この振動板３９は、流路基板４０に形成された流路部４３の開口面を封止する封止板と言うこともできる。

ここで、上記の流路基板４０において、流路部４３の形成領域（流路部形成領域）よりも外側の領域であるフレーム領域５１には、図４に示すように、振動板３９及びノズル基板４２やヘッドケース２４との相対位置を規定するための基準穴５２が合計４箇所開設されている。具体的には、図４においてフレーム領域５１の左上に配置された第１基準穴５２ａと、フレーム領域５１の右上に配置された第２基準穴５２ｂと、フレーム領域５１の左下に配置された第３基準穴５２ｃと、フレーム領域５１の右下に配置された第４基準穴５２ｄとが開設されている。即ち、圧力室空部列方向の一側には第１基準穴５２ａと第２基準穴５２ｂが、圧力室空部列方向の他側には第３基準穴５２ｃと第４基準穴５２ｄが、それぞれ開設されている。

なお、第２基準穴５２ｂと第４基準穴５２ｄは、右上と右下の隅角部が切り欠かれているため切り欠き部分Ｃを避けるようにして圧力室空部列設方向のやや内側寄りに形成されている。そのため、第１基準穴５２ａの中心と第３基準穴５２ｃの中心との間の穴間距離Ｌ１が、第２基準穴５２ｂの中心と第４基準穴の中心５２ｄとの間の穴間距離Ｌ２よりも長くなっている。これらの穴間距離Ｌ１，Ｌ２は、圧力室空部列４６の全長以上に設定されていることが望ましい。これは、位置決めする際に基準となる穴同士の穴間距離が長いほど位置決め精度が向上するからである。

図６（ａ）に示すように、第１基準穴５２ａ、第２基準穴５２ｂ、及び第４基準穴５２ｄは、第１（１１１）面と、この第１（１１１）面に７０．５３°で斜めに交差すると共にシリコンウェハー表面（流路基板４０の表面）に直交する第２（１１１）面（本発明における第２結晶方位面に相当）とにより、辺の長さが等しい多角形、本実施形態においては４辺の長さが等しい菱形状に構成されている。これらの基準穴５２ａ，５２ｂ，５２ｄの寸法に関し、向かい合う辺同士の垂直距離がｄ１となるように定められている。換言すると、基準穴５２ａ，５２ｂ，５２ｄに内接する仮想的な内接円Ｃｖの直径がｄ１となるように穴の寸法が定められている。この内接円Ｃｖの直径ｄ１は、後述する治具５６の位置決めピン５７の直径、及び、上記のケースピン３５の直径に揃えられている。

また、図６（ｂ）に示すように、第３基準穴５２ｃは基準穴５２ａ，５２ｂ，５２ｄとは形状が異なっており、辺の長さが異なる多角形、本実施形態においては、第１（１１１）面を短辺とし、第２（１１１）面を長辺とする平行四辺形状の長穴に構成されている。この第３基準穴５２ｃの短辺の寸法は、基準穴５２ａ，５２ｂ，５２ｄの各辺の寸法に揃えられている。詳しくは、向かい合う長辺同士の垂直距離がｄ１となっている。一方、向かい合う短辺同士の垂直距離は、ｄ１よりも長いｄ２に設定されている。このように、流路基板４０の４つの基準穴５２のうち、第３基準穴５２ｃのみが、第２（１１１）面方向に長尺な長穴となっている。そして、第１基準穴５２ａと第３基準穴５２ｃは、流路ユニット１８とヘッドケース２４の位置決めをする際に用いられる基準穴であり、また、第２基準穴５２ｂと第４基準穴５２ｄは、流路ユニット１８の各構成部材間の位置決めに用いられる基準穴である。

一方、図３に示すように、振動板３９及びノズル基板４１において流路基板４０の各基準穴５２に対応する位置には、それぞれ貫通穴５３，５４が開設されている。即ち、振動板３９において、流路基板４０の第１基準穴５２ａに対応する位置には第１貫通穴５３ａが、第２基準穴５２ｂに対応する位置には第２貫通穴５３ｂが、第３基準穴５２ｃに対応する位置には第３貫通穴５３ｃが、第４基準穴５２ｄに対応する位置には第４貫通穴５３ｄが開設されている。同様に、ノズル基板４１において、第１基準穴５２ａに対応する位置には第１貫通穴５４ａが、第２基準穴５２ｂに対応する位置には第２貫通穴５４ｂが、第３基準穴５２ｃに対応する位置には第３貫通穴５４ｃが、第４基準穴５２ｄに対応する位置には第４貫通穴５４ｄが開設されている。

各貫通穴５３，５４のうち、第２貫通穴５３ｂ，５４ｂは、直径がｄ１に設定された真円の穴に構成されている。また、第４貫通穴５３ｄ，５４ｄは、直径ｄ１の真円を第２貫通穴と第４貫通穴の並び方向に拡大したような形状の長穴に構成されている。即ち、第４貫通穴５３ｄ，５４ｄにおける第２貫通穴５３ｂ，５４ｂとの並び方向の内寸は、上記内接円Ｃｖの直径ｄ１よりも長く設定されている。なお、第４貫通穴５３ｄ，５４ｄを真円形状とし、第２貫通穴５３ｂ，５４ｂを長穴形状とすることもできる。さらに、第１貫通穴５３ａ，５４ａと、第３貫通穴５３ｃ，５４ｃは、図６に示すように、内接円Ｃｖの直径ｄ１よりも大きい直径に設定されている。

これらの流路ユニット構成部材を接合する際には、図７に示すように、治具５６上に各構成部材を順次積層するようになっている。この治具５６の流路ユニット載置面５６′において、上記の第２基準穴５２ｂ及び第２貫通穴５３ｂ，５４ｂに対応する位置には第１位置決めピン５７ａが、第４基準穴５２ｄ及び第４貫通穴５３ｄ，５４ｄに対応する位置には第２位置決めピン５７ｂが、それぞれ立設されている。この位置決めピン５７は、例えばステンレス鋼などの金属によって作製されており、その直径ｄｐは、基準穴５２ａ，５２ｂの内接円Ｃｖの直径ｄ１に揃えられている（正確には、ｄ１よりも僅かに（基準穴・貫通穴への挿入が容易で、尚且つ、これらの穴との間でガタツキが生じ難い程度に）小さく設定されている）。また、この位置決めピン５７は、基端部分にフランジ部５８を側方（ピン直径方向）に向けて延出している。そして、治具５６には保持空部５９が形成されており、位置決めピン５７の本体部分を流路ユニット載置面５６′に対して垂直に突出する状態で保持空部内にフランジ部５８を保持している。この保持空部５９の深さの寸法は、フランジ部５８の厚さと同程度に揃えられているのに対し、保持空部５９の幅は、保持状態における位置決めピン５７の本体根本部分とフランジ部５８の側方に若干のクリアランスを形成するような寸法に定められている。これにより、位置決めピン５７は、流路ユニット載置面５６′に対する垂直姿勢を保ったまま側方にスライドすることができるようになっている。

本実施形態においては、まず、第１位置決めピン５７ａを第２貫通穴５４ｂに、第２位置決めピン５７ｂを第４貫通穴５４ｄにそれぞれ挿通した状態で、治具５６の流路ユニット載置面５６′上にノズル基板４１を積層する。次に、第１位置決めピン５７ａを第２基準穴５２ｂに、第２位置決めピン５７ｂを第４基準穴５２ｄにそれぞれ挿通し、接着剤を間に介在させた状態でノズル基板４１の上に流路基板４０を載置する。そして、第１位置決めピン５７ａを第２貫通穴５３ｂに、第２位置決めピン５７ｂを第４貫通穴５３ｄにそれぞれ挿通し、接着剤を間に介在させた状態で流路基板４０上に振動板３９を載置する。

このようにして、ノズル基板４１、流路基板４０、及び振動板３９の相対位置が規定された状態で相互を接合して流路ユニット１８がアセンブリ化される。この際、第２基準穴５２ｂと第４基準穴５２ｄとの間隔に応じて位置決めピン５７がスライドするので、流路基板４０に対して機械的ストレスを与えることなく位置決めを行うことができる。また、本実施形態においては、振動板３９の第４貫通穴５３ｄと、ノズル基板４１の第４貫通穴５４ｄをそれぞれ長穴としているので、流路基板４０における第２基準穴５２ｂと第４基準穴５２ｄとの穴間距離に対して、振動板３９における第２貫通穴５３ｂと第４貫通穴５３ｄとの穴間距離、或いは、ノズル基板４１における第２貫通穴５４ｂと第４貫通穴５４ｄとの穴間距離に誤差がある場合には、位置決めピン５７の間隔を第２基準穴５２ｂと第２基準穴５２ｄの間隔に合わせた上で、長穴と第２位置決めピン５７ｂとの間に形成される隙間によって上記の誤差を吸収することができる。したがって、流路ユニット構成部材の相対位置は、流路基板４０の第２基準穴５２ｂと第４基準穴５２ｄを基準として定められる。

このように、第２基準穴５２ｂと第２貫通穴５３ｂ，５４ｂを重合すると共に第４基準穴５２ｄと第４貫通穴５３ｄ，５４ｄを重合して位置決めピン５７をそれぞれ挿通することにより、第２基準穴５２ｂと第４基準穴５２ｄを基準として流路ユニット１８の各構成部材の相対位置を規定するので、流路基板４０に対して機械ストレスを与えることなく精度良く位置決めを行うことが可能となる。

治具５６上で各構成部材を積層し、部材間の接着剤を硬化させたならば、次に、各位置決めピン５７を流路ユニット構成部材の各穴５２ｂ，５２ｄ，５３ｂ，５３ｄ，５４ｂ，５４ｄから取り外し（即ち、流路ユニット１８を治具５６から取り外し）、振動板側をヘッドケース２４に向けた姿勢で、流路ユニット１８をヘッドケース２４の流路取付面に接合する。この際、第１基準穴５２ａ及び第１貫通穴５３ａ，５４ａに第１ケースピン３５ａを挿入し、第３基準穴５２ｃ及び第３貫通穴５３ｃ、５４ｃに第２ケースピン３５ｂをそれぞれ挿通することにより、流路ユニット１８とヘッドケース２４の相対位置を規定した状態で流路ユニット１８を流路取付面（図示せず）に固定する。

ヘッドケース２４と流路ユニット１８との位置決めでは、第３基準穴５２ｃを長穴とし、第３貫通穴５３ｃ、５４ｃの直径をケースピン３５の直径（内接円Ｃｖの直径）よりも大きく設定して第３基準穴５２ｃ及び第３貫通穴５３ｃ、５４ｃと第２ケースピン３５ｂとの間に間隙が形成されるようにしているので、第１基準穴５２ａ，５２ｃの穴間距離と位置決めピン５７ａ，３５ｂのピン間距離（ヘッドケース２４のピン保持部３４ａ，３４ｂの距離）との間に誤差がある場合においても、この間隙によって誤差を吸収することができる。これにより、流路基板４０にひびや割れを生じさせることなく、精度良く位置決めした状態で流路ユニット１８をヘッドケース２４に接合することが可能となる。

ここで、本実施形態では、長穴である第３基準穴５２ｃが第１基準穴５２ａとの並び方向に対して斜め（第２（１１１）面方向）に長尺となっているため、この第３基準穴５２ｃの中心と位置決め状態における第２ケースピン３５ｂの中心軸とがずれた場合、流路ユニット１８がヘッドケース２４に対して第１ケースピン３５ａを中心とした回転方向に位置ずれする可能性がある。しかしながら、流路ユニット１８とヘッドケース２４との間で求められる位置精度は、流路ユニット構成部材間で求められる位置精度ほど高くないため上記の位置ずれは許容される。また、図４に例示した流路基板４０の形状において、第１基準穴５２ａと第３基準穴５２ｃとの穴間距離Ｌ１が、第２基準穴５２ｂと第４基準穴の中心５２ｄとの穴間距離Ｌ２よりも長くなるように各基準穴をレイアウトしているため、上記の位置ずれによる悪影響を最小限に抑えることができる。

なお、本実施形態においては、フレーム領域５１のスペースの関係やキャッピング機構によってノズル形成面を封止したときの密閉性を考慮して、各基準穴５２を流路基板４０の４隅に配置しているが、フレーム領域５１が十分に広くキャッピング時の密閉性が確保できる場合には第１基準穴５２ａと第３基準穴５２ｃを第２（１１１）面方向に沿って配置することにより、流路ユニット１８の第１ケースピン３５ａを中心とした回転方向の位置ずれを防止することができる。

以上のように、上記記録ヘッド２では、流路基板４０の第２基準穴５２ｂ及び第４基準穴５２ｄを基準としてノズル基板３９、流路基板４０、及び封止板４１の位置決めをし、また、第１基準穴５２ａ及び第１貫通穴５３ａ，５４ａに第１ケースピン３５ａを、第３基準穴５２ｃ及び第３貫通穴５３ａ，５４ａに第２ケースピン３５ｂをそれぞれ挿通し、各ケースピン３５を基準として流路ユニット１８とヘッドケース２４の位置決めを行うので、流路基板４０に機械的ストレスを与えることなく、相対位置を精度良く規定した状態で各部材同士を組み付けることが可能となる。

また、ヘッドケース２４との位置決め用の穴を、流路ユニット構成部材間の位置決め用の穴とは別個独立させたので、第１貫通穴５３ａ，５４ａおよび第３貫通穴５３ｃ，５４ｃの直径を上記内接円Ｃｖよりも大きく設定することができ、基準穴５２ａ，５２ｃの開口部における振動板３９又はノズル基板４１のはみ出し部分を小さくすることができる。これにより、ケースピン３５の挿通性を向上させることができる。また、ケースピン３５を挿通させる際に、ケースピン３５がはみ出し部分に接触して、このはみ出し部分が欠けたりする等の不具合を防止することができる。

上記のようにして組み上がった状態の記録ヘッド２において、第１基準穴５２ａ（第１貫通穴５３ａ，５４ａ）と第３基準穴５２ｄ（第３貫通穴５３ｃ，５４ｃ）の開口内にはケースピン３５が挿入されているのに対し、第２基準穴５２ｂ（第２貫通穴５３ｂ，５４ｂ）と第４基準穴５２ｄ（第４貫通穴５３ｄ，５４ｄ）の開口内は空部となっているため、この空部内にインクなどが入り込みやすい。このため、この記録ヘッド２をプリンタ１に取り付ける際に、ワイピング機構１２によるワイピング方向の上流側に第２基準穴５２ｂと第４基準穴５２ｄが配置されると、ワイピング時のワイパーブレード１２′が空部内に溜まっていたインクをノズル形成面側に引き延ばしてしまい、余計にノズル形成面が汚れてしまう虞がある。この点を考慮し、記録ヘッド２は、ワイピング機構１２によるノズル形成面に対するワイピング方向の下流側に第２基準穴５２ｂと第４基準穴５２ｄが配置されるような姿勢でプリンタ１に搭載される。これにより、ワイピング時にワイパーブレード１２′が開口内に溜まっていたインクをノズル形成面側に引き延ばしてノズル形成面を汚してしまうことを防止することができる。

また、上記プリンタ１は、構成部材を精度良く位置決めした状態で組み付けられた記録ヘッド２を搭載しているので、この記録ヘッド２による吐出動作（記録動作）時においては、ノズル開口１９から規定量のインク滴を規定の速度で吐出することができ、吐出したインク滴を記録紙６に対してより高精度に着弾させることが可能となる。これにより、記録画像の品質を向上させることができる。

ところで、本発明は、上記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。

例えば、流路基板４０における各基準穴の形状に関し、上記実施形態では、第１（１１１）面と第２（１１１）面によって平行四辺形（菱形）状に構成した例を示したが、これには限らない。例えば、エッチング残りを利用して、六角形の穴に構成することもできる。

また、上記実施形態では、第２基準穴５２ｂと第４基準穴５２ｄを流路ユニット構成部材間の位置決め用の穴とし、第１基準穴５２ａと第３基準穴５２ｃを流路ユニット１８とヘッドケース２４との間の位置決め用の穴とした例を示したが、これには限らない。例えば、第１基準穴５２ａと第４基準穴５２ｄを流路ユニット構成部材間の位置決め用の穴とし、第２基準穴５２ｂと第３基準穴５２ｃを流路ユニット１８とヘッドケース２４との間の位置決め用の穴とする構成を採用することもできる。この構成によれば、位置決めする際の穴間距離をより長く確保することができるので、位置決め精度をより向上させることができる。要は、少なくとも長穴である第３基準穴５２ｃを、流路ユニット１８とヘッドケース２４の位置決め用の穴のうちの一方とすれば良い。

また、以上では、本発明は、上記プリンタに限らず、他の液体噴射ヘッド及び液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）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等にも適用することができる。

プリンタの構成を説明する斜視図である。記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。流路ユニットとヘッドケースの分解斜視図である。流路基板の構成の一例を説明する平面図である。シリコンウェハー上の基板領域のレイアウトの一例を説明する平面図である。（ａ）は、第１基準、第２基準穴、及び第４基準穴の構成を説明する図、（ｂ）は、第３基準穴の構成を説明する図である。治具を用いて流路ユニット構成部材を積層する状態を説明する断面図である。

符号の説明

１…プリンタ，２…記録ヘッド，１２…ワイピング機構，１５…圧電振動子，１６…アクチュエータユニット，１８…流路ユニット，１９…ノズル開口，２２…圧力室，２４…ヘッドケース，３５ａ…第１ケースピン，３５ｂ…第２ケースピン，３９…振動板，４０…流路基板，４１…ノズル基板，４３…流路部，４５…圧力室空部，４６…圧力室空部列，５１…フレーム領域，５２ａ…第１基準穴，５２ｂ…第２基準穴，５２ｃ…第３基準穴，５２ｄ…第４基準穴，５３ａ，５４ａ…第１貫通穴，５３ｂ，５４ｂ…第２貫通穴，５３ｃ，５４ｃ…第３貫通穴，５３ｄ，５４ｄ…第４貫通穴，５６…治具，５７ａ…第１位置決めピン，５７ｂ…第２位置決めピン

Claims

圧力室となる圧力室空部を列設してなる圧力室空部列を含む流路部が形成された流路基板、複数のノズル開口が圧力室毎に対応して開設されたノズル基板、及び、流路基板の流路部の開口を封止する封止板から構成され、流路基板の一方の面にノズル基板を、他方の面に封止板をそれぞれ接合することで、共通液体室から圧力室を通ってノズル開口に至る一連の液体流路を形成する流路ユニットと、
前記流路ユニットを固定するヘッドケースとを備え、
流路部形成領域よりも外側のフレーム領域において、圧力室空部列方向の一側に第１基準穴と第２基準穴を、圧力室空部列方向の他側に第３基準穴と第４基準穴を、それぞれ開設し、
前記第１基準穴、前記第２基準穴、及び前記第４基準穴の平面視における開口形状を、開口の辺の長さが等しい菱形に構成し、これらの基準穴に内接する仮想的な内接円の直径が、第１ケースピン、第２ケースピン、及び位置決めピンの直径ｄ１となるように各辺の寸法を設定し、
前記第３基準穴の平面視における開口形状を、開口の辺の長さが異なる平行四辺形に構成し、当該第３基準穴の平行四辺形を構成する辺のうち、圧力室空部列方向において互いに向き合う二辺の寸法を他の基準穴の各辺の寸法に揃え、残りの二辺の寸法を他の基準穴の各辺の寸法よりも長くし、
前記ノズル基板及び前記封止板において、前記流路基板の第１基準穴、第２基準穴、第３基準穴、及び第４基準穴にそれぞれ対応する位置に、第１貫通穴、第２貫通穴、第３貫通穴、及び第４貫通穴を開設し、第２貫通穴と第４貫通穴のうちの一方の貫通穴の平面視における開口形状を、直径がｄ１の円形に構成し、他方の貫通穴の平面視における開口形状を、前記一方の貫通穴の開口形状を両貫通穴の並び方向に拡大した形状の長穴に構成し、第１貫通穴及び第３貫通穴の平面視における開口形状を、ｄ１より大きい直径の円形に設定した液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記ヘッドケースの流路ユニット取付面において、流路基板の第１基準穴に対応する位置には第１ケースピンを、第３基準穴に対応する位置には第２ケースピンをそれぞれ突設し、
第２基準穴と第２貫通穴を重合すると共に第４基準穴と第４貫通穴を重合して位置決めピンをそれぞれ挿通することにより、第２基準穴と第４基準穴を基準としてノズル基板、流路基板、及び封止板の相対位置を規定し、
相対位置を規定した状態でノズル基板、流路基板、及び封止板を接合した後、位置決めピンを各穴から取り外し、第１基準穴及び第１貫通穴には第１ケースピンを、第３基準穴及び第３貫通穴には第２ケースピンをそれぞれ挿通して、相対位置を規定した状態で流路ユニットをヘッドケースの流路ユニット取付面に固定したことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。