JP4539123B2 - インクジェットプリンタヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層型のインクジェット式の記録ヘッドを備えるインクジェットプリンタヘッドおよびその製造方法に関するものである。

従来、ノズル孔からインク液滴を記録用紙等の被記録媒体に吐出して記録するインクジェット式の記録ヘッドにおいて、前面に多数のノズル孔を列状に備えたプレートと、インク流路を形成する複数のプレートと、インク吐出のための振動をノズル孔毎に与えることができる圧電アクチュエータとを積層して構成されるものが知られている。

そのような構造の場合、プリンタ本体に、記録ヘッドを取り付ける場合には、記録ヘッドをヘッドホルダに取り付け、そのヘッドホルダをプリンタ本体に取り付けるので、記録ヘッドを、ヘッドホルダに精度よく固定することが求められる。つまり、ヘッドホルダに対するノズル孔の位置は、被記録媒体に対する記録位置に影響し、また、ノズル孔の列の傾きは、画像の記録そのものに影響するので、記録ヘッドをヘッドホルダに精度よく固定することができれば、高品質の記録が可能になる。

また、ノズル孔の加工精度は高い精度が要求されるので、記録ヘッドも高い位置決め精度でもってヘッドホルダに固定する必要がある。一方、記録ヘッドは金属製で、ヘッドホルダは合成樹脂製であることが多く、そのような場合には、それらを突き合わせて精度よく固定することは困難である。

そこで、治具上に記録ヘッドを精度よく位置決めし、その状態で治具上にヘッドホルダを精度よく位置決めし、それからヘッドホルダに記録ヘッドを固定する必要がある。

そのように治具を用いて精度よく位置決めするために、ノズルプレートに、治具の位置決めピンが挿入され接着固定する際の基準となる位置決め孔を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２３４１４４号公報（段落００２２〜００２４および図７）

ノズル孔は直径２０〜３０μｍの孔で加工精度が高く、機械加工による前記位置決め孔（基準孔）をノズル孔と同程度の精度とすることは困難であり、また、位置決めピンを位置決め孔に挿入することによる位置決めでは、それらの間に隙間（ガタ）を必要とするので、この点からも高い精度を得ることが困難である。さらに、ノズル孔の大きさに比してピンを挿入する基準孔は著しく大きくする必要があるので、レーザー加工により両孔を形成しようとすると、別々に加工しなければならず、コスト高となる。

この発明は、記録ヘッドのノズルプレートまたはその真上側に積層されノズル孔と一致する開孔が形成された中間プレートの外側面を、位置決めの基準となる基準面として利用することで、安価かつ高精度の位置決めをすることができるインクジェットプリンタヘッドおよびその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、ノズル孔からインクを吐出するインクジェット式の記録ヘッドと、この記録ヘッドが搭載されるヘッドホルダとを備え、前記記録ヘッドは、前面に多数のノズル孔を列状に備えるノズルプレートおよびインク流路を形成する複数枚の中間プレートを積層して構成されるインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記ノズルプレートまたはその真上側に積層されノズル孔と一致する開孔が形成された中間プレートの外側面に、位置決め部材との接触により前記記録ヘッドを前記ヘッドホルダに固定する際の位置決めの基準となる基準部が設けられ、さらに、前記複数枚の中間プレートが積層する方向と直交する方向において、前記基準部を有するプレート以外の中間プレートは、その外側面の少なくとも前記位置決め部材に対応する部分が、前記基準部よりも内側に位置することを特徴とする。「前記基準部よりも内側に」とは、前記ノズルプレートおよび中間プレートの外側面のうち前記基準部（すなわち、位置決めの基準とするために位置決め部材が接触する外側面）が、前記基準部を除く外側面よりも一回り大きく形成されていればよいことを意味する。

このようにすれば、ノズルプレートまたはその真上側に積層されノズル孔と一致する開孔が形成された中間プレートの外側面に、位置決め部材との接触により前記記録ヘッドをヘッドホルダに固定する際の位置決めの基準となる基準部が設けられるので、記録ヘッド、特にノズルプレートをヘッドホルダに対して安価かつ高精度の位置決めをすることができる。位置決め孔を加工する必要が無くなるので、安価に製造することができ、また、位置決め孔への位置決めピンの嵌合でなく、基準部と位置決め部材（例えば位置決めピン）との接触により位置決めできるので、位置決め精度も高くなる。
また、前記ノズルプレートおよび中間プレートの外側面のうち前記基準部を除く外側面を、前記基準部よりも内側に形成することで、ノズルプレートや中間プレートに特別な加工を施すことなく、基準部を除く外側面と位置決め部材との接触を簡単に回避することができる。よって、基準部を除く外側面と位置決め部材とが接触して、記録ヘッドの位置決め精度を低下させるおそれがなくなる。

この場合、請求項２の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記基準部を有するプレート以外の中間プレートの、前記位置決め部材に対応する部分には、切り欠き部が形成されている。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記ノズルプレートが、それの真上側に積層され予めノズル孔に対応する複数の開孔が形成される中間プレートに接着された状態で、その中間プレートの複数の開孔に一致してノズル孔が開孔されたものであり、前記基準部は、前記ノズルプレートの真上側に積層された中間プレートの外側面に設けられている。

このようにすれば、ノズルプレートは、それの真上側に積層され予めノズル孔に対応する複数の開孔が形成される中間プレートに接着された状態で、その中間プレートの複数の開孔に一致してノズル孔が開孔されたものである。よって、ノズルプレートのノズル孔と一致する開孔を有する、ノズルプレートの真上側に積層された中間プレートの外側面を、記録ヘッドをヘッドホルダに固定する基準部とすることで、ノズル孔をヘッドホルダに対し安価かつ高精度に位置決めして、固定することができる。

請求項４の発明は、請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記ノズルプレートは合成樹脂製のプレートであり、前記ノズルプレートの真上側に積層される中間プレートは、金属製のプレートである。

このようにすれば、ノズルプレートの真上側に積層された中間プレートは金属製のプレートであるので、それの外側面を基準部として記録ヘッドをヘッドホルダに固定する場合に、ノズルプレートが合成樹脂製であっても、記録ヘッドの、ヘッドホルダに対する固定について必要な位置決め精度を確保することができる。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記記録ヘッドが、ノズル列方向に長い平面視ほぼ矩形状で、前記基準部は、前記記録ヘッド長さの長い辺側の外側面に２箇所と、長さの短い辺側の外側面に１箇所とを有するものである。

このようにすれば、記録ヘッドが、ノズル列方向に長い平面視ほぼ矩形状である場合に、記録ヘッド長さの長い辺側の外側面の２箇所と、長さの短い辺側の外側面の１箇所とを基準部とすることで、３箇所の基準部を用いて、矩形状という記録ヘッドの形状に応じて、精度よく位置決めがなされる。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記ヘッドホルダが、プリンタフレームに取り付けられる際に、スライド移動するフレーム左右方向、それに直交するフレーム前後方向およびフレーム上下方向における位置決めの基準となる基準部を有する。ここで、ヘッドホルダの基準部は、記録ヘッドを搭載して往復移動するキャリッジとして精度よく機能するための基準部で、それが取り付けられるプリンタフレームとの関係において、適宜決定される。

このようにすれば、プリンタフレームに対しヘッドホルダが、スライド移動するフレーム左右方向、それに直交するフレーム前後方向およびフレーム上下方向において位置決めされるので、ヘッドホルダがプリンタフレームに取り付けられた状態で、記録ヘッドもプリンタフレームに精度よく位置決めされた状態となる。

請求項７の発明は、ノズル孔からインクを吐出するインクジェット式の記録ヘッドと、この記録ヘッドが搭載されるヘッドホルダとを備え、前記記録ヘッドは、前面に多数のノズル孔を列状に備えるノズルプレートおよびインク流路を形成する複数枚の中間プレートが積層されて構成されるインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記ノズルプレートまたはその真上側に積層されノズル孔と一致する開孔が形成された中間プレートの外側面に設けられ前記記録ヘッドを前記ヘッドホルダに固定する際の位置決めの基準となる基準部を基準として、治具上の位置決め部材に前記基準部を接触させることにより、前記治具上に前記記録ヘッドを位置決めする工程と、前記ヘッドホルダを、プリンタ本体に取り付けられる際の位置決めの基準となる部分に基づいて治具上に位置決めする工程と、前記ヘッドホルダに前記記録ヘッドを固定する工程とを有し、前記複数枚の中間プレートが積層する方向と直交する方向において、前記基準部を有するプレート以外の中間プレートは、その外側面の少なくとも前記位置決め部材に対応する部分が、前記基準部よりも内側に位置することを特徴とする。

このようにすれば、まず、治具上の位置決め部材によって、前記ノズルプレートまたはその真上側に積層されノズル孔と一致する開孔が形成された中間プレートの外側面を基準として、前記治具上に前記記録ヘッドを位置決めする。続いて、ヘッドホルダを、プリンタ本体に取り付けられる際の位置決めの基準となる部分に基づいて治具上に位置決めする。それから、前記ヘッドホルダに前記記録ヘッドを固定する。よって、記録ヘッドとヘッドホルダとを突き合わせて位置決めする場合に比べて、治具上で記録ヘッドをヘッドホルダに精度よく位置決めすることができ、高精度でのヘッドホルダへの記録ヘッドの固定を実現することができる。

請求項９の発明は、請求項８記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、前記ノズルプレートの一方の面側に、予め前記ノズル孔に対応する複数の開孔が形成された中間プレートを接着し、その状態で、その中間プレートの複数の開孔に一致させて前記ノズルプレートにノズル孔を開孔し、続いて、その中間プレートの前記ノズルプレートとは反対側の面に、残りの中間プレートを積層して前記記録ヘッドを形成し、それから、前記ノズルプレートに接着された中間プレートの外側面を基準として、前記ヘッドホルダに前記記録ヘッドを固定するものである。

このようにすれば、ノズルプレートは、それの真上側に積層され予めノズル孔に対応する複数の開孔が形成される中間プレートに接着された状態で、その中間プレートの複数の開孔に一致してノズル孔が開孔されたものであるので、ノズルプレートの真上側に積層された中間プレートの外側面に、記録ヘッドをヘッドホルダに固定する基準部を設けることで、ノズル孔（開孔）を基準に位置決めするのと同様となり、記録ヘッド（ノズルプレート）をヘッドホルダに精度よく位置決めして固定することができる。

以上のように、本発明は、記録のためのインクを吐出するノズル孔が設けられているノズルプレートまたはその真上側に積層されノズル孔と一致する開孔が形成された中間プレートの外側面を、記録ヘッドをヘッドホルダに固定する際の位置決めの基準となる基準部を設け、前記記録ヘッドを前記ヘッドホルダに固定する際の位置決めを、位置決め部材と前記基準部との接触により行うので、記録ヘッド（ノズルプレート）をヘッドホルダに対して安価かつ高精度に位置決めをして、記録ヘッドをヘッドホルダに対し固定することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に沿って詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタの主たる構成要素を示す概略構成図、図２は本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタヘッドの底面図、図３は同インクジェットプリンタヘッドの分解斜視図である。

図１〜図３に示すように、インクジェットプリンタ１００は、インクジェットプリンタヘッド１として、ノズル孔からインクを吐出するインクジェット式でかつ薄板形状である記録ヘッド１１と、この記録ヘッド１１が搭載され合成樹脂材料により形成されるヘッドホルダ１２とを備える。そして、インクを、インクタンク（図示せず）からインク供給チューブ１３（インク供給管）を介して、ヘッドホルダ１２に搭載されたダンパー装置１４に供給して一旦貯留し、このダンパー装置１４に貯留しているインクを記録ヘッド１１に供給する構成とされている。なお、前記インクタンクは、プリンタフレーム（図示せず）に着脱可能に設けられ、記録ヘッド１１に供給するインクを貯留するもので、それの貯留量は、ダンパー装置１４に貯留されるインク量に比べて大容量である。具体的に図示していないが、フルカラー記録のために、複数のインクタンク（個別の色、即ち、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー用のインクタンク）が設けられている。

ヘッドホルダ１２は、プリンタフレームの前後において平行に設けられフレーム左右方向に延びる後側ガイド部材２Ａと前側ガイド部材２Ｂとにスライド移動可能に支持されている。前側ガイド部材２Ａは、スライド移動方向と直交する断面をほぼＬ字形に形成され、後側ガイド部材２Ｂは、スライド移動方向に延びる水平な面を有している。ヘッドホルダ１２は、この前側ガイド部材２Ａの水平面に接触する２つの基準面Ｚ１、Ｚ２と、後側ガイド部材２Ｂの水平面に接触する１つの基準面Ｚ３とを一体に有し、これにより、後述する被記録媒体の搬送面と平行に支持され、また、ヘッドホルダ１２は、前側ガイド部材２Ａの垂直面に接触する１つの基準面Ｙを一体に有し、これにより、被記録媒体の搬送方向に対して位置決めされている。なお、ヘッドホルダ１２は、スライド移動方向と直交する側面に、１つの基準面Ｘを一体に有している。そして、このヘッドホルダ１２に、駆動プーリ３Ａと従動プーリ３Ｂとの間に巻き掛けられたエンドレスのタイミングベルト４の一部が連結され、駆動プーリ３Ａを駆動モータ５で回転駆動することで、ヘッドホルダ１２がタイミングベルト４を介してガイド部材２Ａ，２Ｂに沿ってフレーム左右方向に往復移動する構成とされている。ヘッドホルダ１２の上側部分はカバー２４にて覆われている。

なお、具体的に図示しないが、周知の用紙搬送機構により、用紙Ｐ（被記録媒体）は記録ヘッド１１の下面側でヘッドホルダ１２の移動方向（フレーム左右方向）と直交する方向（図１の矢印Ａ方向）に、記録可能な状態で搬送される。また、インク受け部（記録動作中に定期的にノズル孔の目詰まり防止のためのインク吐出（フラッシング）を行う）や、メンテナンスユニット（ノズル面のクリーニングを行い、また、色毎にインクを選択的に吸引するための回復処理、および後述するダンパー装置１４内の気泡（空気）を除去する除去処理を行う）も配設されている。

記録ヘッド１１の一端側には、図３に示すように、キャビティユニット１７のインク供給口１８ａ〜１８ｄが、上面に列状に開口して各インク色（本実施形態では４色）毎に設けられている。これらインク供給口１８ａ〜１８ｄからのインクは、ユニット内部に形成されるインク色毎のインク供給チャンネルを介してノズル孔１６ａ〜１６ｄに向けて供給され、圧電アクチュエータ１９の駆動によりノズル孔１６ａ〜１６ｄからインクを吐出させるように構成されている。なお、ブラックインク（ＢＫ）用のインク供給口１８ａは、シアンインク（Ｃ）用、イエローインク（Ｙ）用およびマゼンタインク（Ｍ）用のインク供給口１８ｂ〜１８ｄよりも開口面積が大きく形成されている。

記録ヘッド１１においては、圧電アクチュエータ１９の（平面視での）外形状を、キャビティユニット１７の外形状よりも小さくし、キャビティユニット１７の背面に圧電アクチュエータ１９を積層した際に、キャビティユニット１７の背面のうちインク供給口１８ａ〜１８ｄを含む圧電アクチュエータ１９の周囲が、記録ヘッド１１の背面側において露出するようにしている。

圧電アクチュエータ１９の上面には、その圧電アクチュエータ１９に電圧を印加するフレキシブルフラットケーブル２０の基端部分が固定されている。フレキシブルフラットケーブル２０は、ドライバＩＣ２１を備えるもので、ダンパー装置１４の上側に設けられたプリント基板２２（図５参照）に電気的に接続される。プリント基板２２は、他のフレキシブルフラットケーブルを介してプリンタ本体側のプリント基板（図示せず）に接続される構成となっている。ドライバＩＣ２１は発熱するので、それを冷却するためにアルミニウム合金製のヒートシンク２３がドライバＩＣ２１に押し付けられ（図７参照）、ドライバＩＣ２１がヒートシンク２３を介して自然冷却されるようになっている。

図４〜図７に示すように、ダンパー装置１４は、本体ケース５の内部を仕切壁にて区画することで、インク色毎に独立した複数のダンパー室（つまりブラックインク（ＢＫ）用のダンパー室３１ａ、シアンインク（Ｃ）用のダンパー室３１ｂ、イエローインク（Ｙ）用のダンパー室３１ｃおよびマゼンタインク（Ｍ）用のダンパー室３１ｄ）を備えている。

本体ケース２５は、上面を開放した箱状の下ケース２６と、その下ケース２６の上面を覆って下ケース２６に固定された上ケース２７とから構成される。下ケース２６および上ケース２７は共に合成樹脂材料にて射出成形されたものであり、超音波溶着等にて液密的に結合されている。これら両ケース２６，２７が結合されることによってダンパー室３１ａ〜３１ｄが形成される。なお、ダンパー室３１ａ〜３１ｄは、それらがそれぞれ１つの単独の室で形成されている場合だけでなく、それぞれの室が分割された複数の室から構成されるようにしてもよい。そして、各ダンパー室３１ａ〜３１ｄは、それらの端部において各インク色毎のインク流出口３２ａ〜３２ｄに連通している。

ヘッドホルダ１２の底側の壁である底板１２ａは、記録ヘッド１１の背面とほぼ平行であり、この底板１２ａの下面に記録ヘッド１１が接着されている。また、ヘッドホルダ１２の底板１２ａの上側には、インクを一時的に貯えるダンパー装置１４と、このダンパー装置１４のダンパー室３１ａ〜３１ｄ内に溜まった空気を排気することができる排気弁手段１５（図７参照）とが搭載されている。

記録ヘッド１１の下面には、図２（記録ヘッド１１を下面からみた図）において左側からブラックインク（ＢＫ）用のノズル孔１６ａの２列と、シアンインク（Ｃ）用のノズル孔１６ｂの列と、イエローインク（Ｙ）用のノズル孔１６ｃの列と、マゼンタインク（Ｍ）用のノズル孔１６ｄの列とが、ヘッドホルダ１２の移動方向（主走査方向）と直交する方向に長く形成されている。そして、用紙Ｐの上面に対向するように各ノズル孔１６ａ〜１６ｄが下向きにて露出している。

インク流出口３２ａ〜３２ｄは、下ケース２６の下面に並んで位置すると共に、底板１２ａよりも下方に突出した位置で下向きに開口し、キャビティユニット１７（記録ヘッド１１）の上面におけるインク供給口１８ａ〜１８ｄに対応する位置関係となっている。そして、記録ヘッド１１は、その背面に枠状の補強フレーム３３を介在させて、ヘッドホルダ１２の下側に固定されるので、インク流出口３２ａ〜３２ｄは、補強フレーム３３に設けたインク通路孔３３ｂ〜３３ｅを貫通し、キャビティユニット１７の各インク供給口１８ａ〜１８ｄと、ゴムパッキン等の弾性シール材３４を介して連通する。

補強フレーム３３は、記録ヘッド１１の背面に沿った偏平な板形状を有しているとともに、補強フレーム３３の中央開口部３３ａ内の大きさは、平面視で、圧電アクチュエータ１９の外形状よりも僅かに大きく、かつキャビティユニット１７の外形状よりも小さく形成されている。そのため、補強フレーム３３は、その中央開口部３３ａ内に圧電アクチュエータ１９とフレキシブルフラットケーブル２０とが位置するように（嵌り込むように）、キャビティユニット１７の背面に接着固定される。

この補強フレーム３３は、金属製（例えばＳＵＳ４３０）で、キャビティユニット１７よりも厚く、かつ剛性が大きく形成されている。補強フレーム３３は、キャビティユニット１７のインク供給口１８ａ〜１８ｄに対応する補強フレーム３３の一端側の位置に、前述したように、ダンパー装置１４のインク流出口３２ａ〜３２ｄと、キャビティユニット１７のインク供給口１８ａ〜１８ｄとを接続する４つのインク通路孔３３ｂ〜３３ｅが列状に穿設されている。

記録ヘッド１１と補強フレーム３３との間の段差を解消し記録ヘッド１１を保護するために、記録ヘッド１１の周囲に位置する平面視コ字形状の保護カバー５１が、補強フレーム３３に取り付けられている。

インク流出口３２ａ〜３２ｄが設けられている部位とは反対側の部位に、上ケース２７（本体ケース２５）の側面からフランジ状の延長部２７ａが突出し、その延長部２７ａには、図３および図４に示すように各インク色毎のインク流路、すなわちブラックインク（ＢＫ）用、シアンインク（Ｃ）、イエローインク（Ｙ）用およびマゼンタインク（Ｍ）用の各インク流入路３５ａ，３５ｂ，３５ｃ、３５ｄが独立して形成され、それらの下流端がダンパー室３１ａ〜３１ｄにそれぞれ連通される。また、上ケース２７の延長部２７ａの下側には、その延長部２７ａに対応して、ヘッドホルダ１２の延長部１２ｂが形成されている。

延長部２７ａの先端部分上側に対して、パッキン等のシール材（図示せず）を介して、各インク色毎のチューブ接続部３６ａ〜３６ｄを有するチューブジョイント３６が設けられ、このチューブジョイント３６が両延長部２７ａ，１２ｂに対してばね３７により弾性的に取り付けられている。このチューブジョイント３６内部の各インク流路の下流端が各インク流路３５ａ〜３５ｄの上流端に連通されている。チューブジョイント３６のチューブ接続部３６ａ〜３６ｄに、一端部が前記インクタンクに連通するインク供給チューブ１３ａ〜１３ｄの他端部が着脱可能に接続されている。なお、チューブジョイント３６には、プリント基板２２と本体側の基板とを接続するためのフレキシブルフラットケーブルを係止する係止部３６ｅが一体に設けられている。

また、上ケース２７の上面側には、それぞれダンパー室３１ａ〜３１ｄの上部空間部に一端部が連通する排気通路４１が各インク色毎に（４つ）独立して凹み形成されている。この排気通路４１の他端部は、本体ケース２５（上ケース２７）を横切って延び、下ケース２６に貫通形成された各インク色毎の排気孔４２の上端に連通している。なお、各排気通路４１は、それらの開放上面を可撓性膜４３で覆うことで画定されている。

図３および図６に示すように、補強フレーム３３の隅部にはねじ穴３３ｆ，３３ｇが設けられている。そして、このねじ穴３３ｆ，３３ｇに対応させて、ダンパー装置１４の外周面に外周方向に突出する取付部１４ａを設け、各取付部１４ａにそれぞれ取付穴１４ｂが穿設されている。そして、ねじ２８が各取付穴１４ｂを通じてねじ穴１４ｂにそれぞれ螺合され、これにより底板１２ａの下面に接着固定された補強フレーム３３の上面にダンパー装置１４が固定される。

各排気孔４２には、図７に示すように、排気孔４２を大気に連通させたりその連通を遮断したりする弁体４４が摺動可能に設けられている。その弁体４４は、大径の弁部４４ａと、その下端に一体に連接した小径のバルブロッド４４ｂと、弁部４４ａに接してバルブロッド４４ｂに被嵌したシール部材４４ｃと備え、排気孔４２の途中の連通口４２ａが、弁部５７ａにより開閉されるように構成されている。また、弁部４４ａを連通口４２ａを閉塞する方向に付勢するばね部材４５が設けられている。

そして、通常時は、弁体４４はばね部材４５によって常時下向きに押圧されており、シール部材４４ｃを介して連通口４２ａを閉塞する弁閉止状態となる。一方、ヘッドホルダ１２が待機位置に移動したときに、バルブロッド４４ｂが、図示しないメンテナンスユニットの突起部によって上方に押し上げられ、これに伴い弁部４４ａおよびシール部材４４ｃが、連通口４２ａから離れた弁開放状態となる。この状態で、吸引ポンプ（図示せず）の駆動により各ダンパー室３１ａ〜３１ｄ内に蓄積した気泡が一括して吸引され大気に排出される。このようにして、前述した排気弁手段１５が構成される。

このように、インクタンクからインク供給チューブ１３ａ〜１３ｄを通して記録ヘッド１１に供給されるインクを、そのインクが流れる流路の途中となるダンパー室３１ａ〜３１ｄ内に一旦貯留することで、インク中から気泡を分離浮上させ、ダンパー室３１ａ〜３１ｄの上部空間に蓄積した気泡を、吸引ポンプにより排出させることが可能となる。

次に、記録ヘッド１１を構成するキャビティユニット１７は、図８および図９に示すように、前面に多数のノズル孔を列状に備えるノズルプレート６１と、その上に順に積層されインク流路を形成する複数枚の中間プレート、具体的には第１スペーサプレート６２、補助プレート６３、２枚のマニホールドプレート６４，６５、第２スペーサプレート６６、第３スペーサプレート６７、およびベースプレート６８の合計７枚の薄い板状の中間プレートとを備え、それぞれ接着剤にて重ね接合した構造としている。

合成樹脂（例えば、ポリイミド樹脂）製のノズルプレート６１を除く他のプレート６２〜６８は、ニッケル合金鋼板製で、５０〜１５０μｍ程度の厚さを有する。ノズルプレート６１には、微小径（この実施の形態では２５μｍ程度）のノズル孔１６ａ〜１６ｄが微小間隔で多数個穿設されている。このノズル孔１６ａ〜１６ｄは、前述したとおり、ノズルプレート６１の長辺方向に沿って、千鳥配列状で５列に配列されている。

そして、ベースプレート６８、第３スペーサプレート６７、および第２スペーサプレート６６の一端部には、上下の位置を対応させて、それぞれ４つのインク供給口１８ａ〜１８ｄが穿設されている。これら４つのインク供給口１８ａ〜１８ｄには、前述したように、ダンパー装置１４のインク流出口３２ａ〜３２ｄが接続される。そして、これらインク供給口１８ａ〜１８ｄからノズル孔１６ａ〜１６ｄに至るインク流路では、インクは、インク供給口９１から共通インク室９２に供給された後、第２スペーサプレート６６の接続流路９３および第３スペーサプレート６７の連通孔９１を経由して各圧力室９４の他端部に分配供給される。そして、圧電アクチュエータ２３の駆動により、インクは各圧力室９４内から貫通孔９０を通って、その圧力室９４に対応するノズル孔１６ａ〜１６ｄに至るという構成とされている。

そして、ノズルプレート６１の真上側に積層される第１スペーサプレート６２の外側面が、後述するように、記録ヘッド１１をヘッドホルダ１２に固定する際の位置決めの基準となる基準面となっている。それ以外のプレート６３〜６８には逃げ部としての切り欠き部９５ａ〜９５ｆ，９６ａ〜９６ｆ，９７ａ〜９７ｆが、プレートの剛性を低下させない大きさに形成されている。それらプレート６１〜６８が接着されて、切り欠き部９５，９６，９７を有するキャビティユニット１７とされる。プレート積層型のキャビティユニット１７は、ノズル孔方向に長い平面視ほぼ矩形状であるので、記録ヘッド（キャビティユニット１７）長さの長い辺側の外側面に２つの切り欠き部９５，９６が、長さの短い辺側の外側面に１つの切り欠き部９７が形成される。なお、第１スペーサプレート６２は、３箇所の切り欠き部９５，９６，９７とそれぞれ対応する外側面の一部のみが基準面６２ａ、６２ｂ、６２ｃとして形成されればよく、他の外側面は、任意の形状に形成することができる。また、他のプレート６３〜６８は、切り欠き部９５，９６，９７を設けることなく、少なくとも基準面６２ａ、６２ｂ、６２ｃと対応する部分、あるいは全体の外周が基準面６２ａ、６２ｂ、６２ｃよりも内側に位置しておればよい。ノズルプレート６１も同様に外周が基準面６２ａ、６２ｂ、６２ｃよりも内側に位置するように、第１スペーサプレート６２よりも小さく形成されている。

ベースプレート６８のインク供給口１８ａ〜１８ｄの上側には、インク中の塵除去のためのフィルタ９８が接着剤にて固定される。共通インク室９２、貫通孔９０、連通孔９１、接続流路９３、圧力室９４等の凹み形成や貫通する孔等は、エッチング加工、放電加工、プラズマ加工、レーザ加工等により形成される。

そして、圧電アクチュエータ１９における下面全体に、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、前述のプレート積層型のキャビティユニット１７の上側に対して、圧電アクチュエータ１９を所定の位置関係で接着固定する。また、この圧電アクチュエータ１９における上側の表面には、フレキシブルフラットケーブル２０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２０における各種の配線パターン（図示せず）が電気的に接続される。

続いて、上記インクジェットプリンタヘッド１の製造方法について説明する。
（記録ヘッド１１の製造）
図１０（ａ）に示すように、ノズルプレート６１の一方の面（本実施の形態では上面）側に、予め前記ノズル孔に対応する複数の貫通孔９０が形成された第１スペーサプレート６２（中間プレート）を接着する。この第１スペーサプレート６２（中間プレート）の貫通孔９０は、予めエッチング加工により形成される。

その状態で、その第１スペーサプレート６２の複数の貫通孔９０を通してレーザ光をノズルプレート６１に照射し、ノズルプレート６１にノズル孔を開孔する。このとき、第１スペーサプレート６２には、貫通孔９０と一緒に基準面６２ａ、６２ｂ、６２ｃがエッチング加工されているから、ノズル孔は、貫通孔９０あるいは基準面６２ａ、６２ｂ、６２ｃを基準として加工することで、その基準面に対して高い精度で正確な位置に形成される。

続いて、その第１スペーサプレート６２のノズルプレート６１とは反対側の面（本実施の形態では上面）に、残りの中間プレート（補助プレート６３、２枚のマニホールドプレート６４，６５、第２スペーサプレート６６、第３スペーサプレート６７、およびベースプレート６８）を順に積層して、接着により薄いプレート積層型のキャビティユニット１７を形成する。

このキャビティユニット１７の上側に、圧電アクチュエータ１９、フレキシブルフラットケーブル２０および補強フレーム３３が設けられ、記録ヘッド１１が製造される。
（ヘッドホルダ１２への記録ヘッド１１の固定）
まず、図１１に示すように、治具７１上のピン状の位置決め部材によって、ノズルプレート６１の真上側に積層された第１スペーサプレート６２（中間プレート）の外側面を基準として、治具７１上に記録ヘッド１１を位置決めする。すなわち、位置決め部材を第１スペーサプレート６２（中間プレート）の３箇所の基準面６２ａ、６２ｂ、６２ｃを、それに対応した３箇所の位置決め部材７２ａ、７２ｃ（２箇所のみ図示）に接触させ、記録ヘッド１１を治具１１上に載せることで、記録ヘッド１１は水平面及びそれと直交する高さ方向に対して位置決めが行われる。ここで、記録ヘッド１１は、ノズル孔方向に長い平面視ほぼ矩形状であるので、（第１スペーサプレート６２の）記録ヘッド長さの長い辺側の外側面における２箇所６２ａ，６２ｂと、長さの短い辺側の外側面における１箇所６２ｃとの計３箇所が位置決めのための基準面（位置決め部材７２ａ、７２ｃが位置決めのために接触する面）とされる。その他のプレート６３〜６８には、（位置決め部材と接触して）位置決めの基準面に対応する部分に切り欠き部９５〜９７が形成されているので、各プレート６３〜６８と位置決め部材７２ａ，７２ｃとの接触が回避され、位置決めを妨げることはない。

つまり、中間プレート（補助プレート６３、２枚のマニホールドプレート６４，６５、第２スペーサプレート６６、第３スペーサプレート６７、およびベースプレート６８）の外形状（外側面）は部品の交差でばらつき、貼り合わせの精度に応じて複数枚の中間プレート（補助プレート６３、２枚のマニホールドプレート６４，６５、第２スペーサプレート６６、第３スペーサプレート６７、およびベースプレート６８）にずれが生じて、各中間プレート（補助プレート６３、２枚のマニホールドプレート６４，６５、第２スペーサプレート６６、第３スペーサプレート６７、およびベースプレート６８）の外側面が均一とならず、凹凸が生ずるが、切り欠き部９５〜９７により位置決め部材７２ａ，７２ｂとの接触を回避することで、治具７１上の位置決め部材との接触による位置決め精度が確保される。

それから、ヘッドホルダ１２を、治具７１上に位置決めすることで、記録ヘッド１１との関係でも位置決めする。ここで、ヘッドホルダ１２は、プリンタフレームに取り付けられる際に、スライド移動するフレーム左右方向、それに直交するフレーム前後方向およびフレーム上下方向における位置決めの基準となる基準面、すなわちヘッドホルダ１２のスライド移動方向に基準面Ｘ、それに直交する前後方向に基準面Ｙ、上下方向に３つの基準面Ｚ１〜Ｚ３を有するので、それらを治具７１上の位置決め部材（基準面Ｘ，Ｚ１〜Ｚ３に接触する位置決め部材７３ａ〜７３ｄのみ図示）に接触させて、記録ヘッド１１に対すするヘッドホルダ１２の位置決めを行う。つまり、前側および後側ガイド部材２Ａ、２Ｂの水平面に対応する位置に位置決め部材７３ａ、７３ｂ、前側ガイド部材２Ａの垂直面に対応する位置に図示しない位置決め部材がそれぞれあるから、これらにヘッドホルダ１２の基準面Ｚ１〜Ｚ３およびＹを接触させ、また、ヘッドホルダ１２の基準面Ｘをスライド移動方向の位置決め部材７３ａに接触させることで、前述のように位置決めされた記録ヘッド１１が前側および後側ガイド部材２Ａ、２Ｂの水平面および垂直面、さらにヘッドホルダ１２のスライド移動方向に対してそれぞれ位置決めされる。その結果、ノズル列は、ヘッドホルダ１２に対して所定位置に、かつスライド移動方向に対して傾きなく、また被記録媒体に対して平行かつ所定間隔に配置される。

その後、ヘッドホルダ１２の底板１２ａの複数の開口部１２ｃを通じてＵＶ接着剤Ｓを流し込み、紫外線を照射してＵＶ接着剤Ｓを硬化させ、記録ヘッド１１の背面をヘッドホルダ１２の底板１２ａの下面に接着により固定する。このとき、図１１に示すように、フレキシブルフラットケーブル２０は、底板１２ａのスリット１２ｄを通じて底板１２ａの上方に導かれ、その周囲にはシール材（図示せず）が塗布される。

なお、射出成形によるヘッドホルダ１２と、記録ヘッド１１との接着強度を高めるために、ヘッドホルダ１２の接着部、つまり接着剤が適用される開口部１２ｃの周壁面の表面粗さが粗くされている。粗くするのは、例えば金型にシボ加工を施したり、ガラスファイバを混合した繊維強化プラスチックを用い、金型温度を下げることによりガラスファイバを表面に露出させる。

本発明は、前記実施の形態のほか、次のように構成することも可能である。
(i)逃げ部の構成としては、切り欠き部９５〜９７に制限されず、位置決め部材との接触を回避できる構成のものであればよいのはもちろん、位置決め部材に対応するノズルプレート８３および中間プレート（プレート８４〜８９）の外側面のうち前記基準面を除く外側面は、前記基準面よりも内側に形成されている構成とすることも可能である。
(ii)ノズルプレートの真上側に積層されノズル孔と一致する開孔が形成された中間プレートの外側面に代えて、ノズルプレート自体の外側面を基準面とすることも可能である。

つまり、ノズルプレート６１が合成樹脂である場合には上述したとおりであるが、ノズルプレート６１’が金属製のプレートである場合には、図１０（ｂ）に示すように、ノズルプレート６１’にプレス加工などによりノズル孔を直接に設け、それから、それの上側に、第１のスペーサプレート６２’を含む複数枚の中間プレートを積層するので、ノズルプレート６１’の外側面を、位置決めのための基準面とすることが望ましい。

本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタの主たる構成要素を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタヘッドの底面図である。 同インクジェットプリンタヘッドの分解斜視図である。 同インクジェットプリンタヘッドを、一部を断面で示す平面図である。 図４のV-V線における断面図である。 図４のVI-VI線における断面図である。 図４のVII-VII線における断面図である。 記録ヘッドとフレキシブルフラットケーブルとの関係を示す斜視図である。 キャビティユニットの分解斜視図である。 ノズル加工の説明図で、（ａ）はノズルプレートが合成樹脂製のプレートである場合、（ｂ）はノズルプレートが金属製のプレートである場合をそれぞれ示す。 インクジェットプリンタヘッドの製造方法の説明図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
１１ 記録ヘッド
１２ ヘッドホルダ
１３ インク供給チューブ
１４ ダンパー装置
１６ａ〜１６ｄ ノズル孔
６１，６１’ ノズルプレート
６２，６２’ 第１スペーサプレート
６３ 補助プレート
６４，６５ マニホールドプレート
６６ 第２スペーサプレート
６７ ３スペーサプレート
６８ ベースプレート
７１ 治具
７２ａ，７２ｂ 位置決め部材
７３ａ〜７３ｄ 位置決め部材
９５、９６，９７ 逃げ部
Ｘ，Ｙ，Ｚ１〜Ｚ３ 基準面

Claims (8)

1. ノズル孔からインクを吐出するインクジェット式の記録ヘッドと、この記録ヘッドが搭載されるヘッドホルダとを備え、前記記録ヘッドは、前面に多数のノズル孔を列状に備えるノズルプレートおよびインク流路を形成する複数枚の中間プレートを積層して構成されるインクジェットプリンタヘッドにおいて、
   前記ノズルプレートまたはその真上側に積層されノズル孔と一致する開孔が形成された中間プレートの外側面に、位置決め部材との接触により前記記録ヘッドを前記ヘッドホルダに固定する際の位置決めの基準となる基準部が設けられ、
   さらに、前記複数枚の中間プレートが積層する方向と直交する方向において、前記基準部を有するプレート以外の中間プレートは、その外側面の少なくとも前記位置決め部材に対応する部分が、前記基準部よりも内側に位置することを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
2. 前記基準部を有するプレート以外の中間プレートの、前記位置決め部材に対応する部分には、切り欠き部が形成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プリンタヘッド。
3. 前記ノズルプレートは、それの真上側に積層され予めノズル孔に対応する複数の開孔が形成される中間プレートに接着された状態で、その中間プレートの複数の開孔に一致してノズル孔が開孔されたものであり、
   前記基準部は、前記ノズルプレートの真上側に積層された中間プレートの外側面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッド。
4. 前記ノズルプレートは、合成樹脂製のプレートであり、
   前記ノズルプレートの真上側に積層される中間プレートは、金属製のプレートである請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッド。
5. 前記記録ヘッドは、ノズル列方向に長い平面視ほぼ矩形状で、
   前記基準部は、前記記録ヘッド長さの長い辺側の外側面に２箇所と、長さの短い辺側の外側面に１箇所とを有するものである請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。
6. 前記ヘッドホルダは、プリンタフレームに取り付けられる際に、スライド移動するフレーム左右方向、それに直交するフレーム前後方向およびフレーム上下方向における位置決めの基準となる基準部を有する請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。
7. ノズル孔からインクを吐出するインクジェット式の記録ヘッドと、この記録ヘッドが搭載されるヘッドホルダとを備え、前記記録ヘッドは、前面に多数のノズル孔を列状に備えるノズルプレートおよびインク流路を形成する複数枚の中間プレートが積層されて構成されるインクジェットプリンタヘッドの製造方法において、
   前記ノズルプレートまたはその真上側に積層されノズル孔と一致する開孔が形成された中間プレートの外側面に設けられ前記記録ヘッドを前記ヘッドホルダに固定する際の位置決めの基準となる基準部を基準として、治具上の位置決め部材に前記基準部を接触させることにより、前記治具上に前記記録ヘッドを位置決めする工程と、
   前記ヘッドホルダを、プリンタ本体に取り付けられる際の位置決めの基準となる部分に基づいて治具上に位置決めする工程と、
   前記ヘッドホルダに前記記録ヘッドを固定する工程とを有し、
   前記複数枚の中間プレートが積層する方向と直交する方向において、前記基準部を有するプレート以外の中間プレートは、その外側面の少なくとも前記位置決め部材に対応する部分が、前記基準部よりも内側に位置することを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの製造方法。
8. 前記ノズルプレートの一方の面側に、予め前記ノズル孔に対応する複数の開孔が形成された中間プレートを接着し、その状態で、その中間プレートの複数の開孔に一致させて前記ノズルプレートにノズル孔を開孔し、
   続いて、その中間プレートの前記ノズルプレートとは反対側の面に、残りの中間プレートを積層して前記記録ヘッドを形成し、
   それから、前記ノズルプレートに接着された中間プレートの外側面を基準として、前記ヘッドホルダに前記記録ヘッドを固定する請求項７記載のインクジェットプリンタヘッドの製造方法。

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