JP4591522B2

JP4591522B2 - 液体吐出ヘッド及びその製造方法

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Publication number: JP4591522B2
Application number: JP2008050669A
Authority: JP
Inventors: 達雄寺倉
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2010-12-01
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Description

本発明は、記録媒体に対して液体を吐出する液体吐出ヘッド及びその製造方法に関する。

記録媒体に対して液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、インクジェットヘッドが知られている。また、インクジェットヘッドの製造方法として、それぞれインク流路を構成する孔又は凹部が施された複数のプレートを、各プレートに形成された位置決め孔を用いて互いに位置合わせしつつ積層し接着するという技術が知られている（特許文献１参照）。当該文献１によると、インクを吐出するノズルが多数形成されたプレート、即ちノズルプレートに形成された位置決め孔は、その他のプレートに形成された位置決め孔と同様に位置決めピンが挿通可能な大きさであると共に、当該ノズルプレートにおけるノズルが開口した吐出面に開口している。

特開２００５−２２１８３号公報

上記文献１のように吐出面に比較的大きな位置決め孔が開口している場合、ノズルの吐出不良を回復させる所謂パージを行った後吐出面に付着したインクを除去するワイピングを行う際、ワイパーで掻き寄せられたインクが位置決め孔内に侵入しやすい。また、ノズルプレートの位置決め孔はその他のプレートの位置決め孔と連通しているため、ノズルプレートの位置決め孔内に侵入したインクがさらに奥へと侵入することで、位置決め孔内に多量のインクが溜まりやすい。これにより、印刷中に、位置決め孔内等に溜まったインクが滴下し、記録媒体が汚れるという問題が生じ得る。

さらに、上記文献１のように吐出面に比較的大きな位置決め孔が開口している場合、ワイピングの際にワイパーの先端が位置決め孔の開口縁に当接し、ワイパーが破損や劣化しやすいという問題もある。

本発明の目的は、ワイピング時におけるノズルプレートの位置決め孔内への液体の侵入及びワイパーの破損や劣化を共に軽減可能な液体吐出ヘッドおよびその製造方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の観点によると、液体を吐出する複数のノズルが形成されたノズルプレートを含む複数のプレートが、前記ノズルプレートを最も外側に配置して互いに積層されることによって構成される液体吐出ヘッドであって、前記ノズルプレートは、前記ノズルが開口した吐出面に開口し且つ厚み方向に貫通すると共に前記吐出面において前記ノズルと同じ大きさの開口を有する位置決め孔と、前記ノズルプレートを仮位置決めする際に位置決めピンが挿入される仮位置決め孔であって、前記ノズル及び前記位置決め孔が形成された前記吐出面を含む第１領域に隣接する第２領域において厚み方向に貫通すると共に前記位置決め孔より大きな仮位置決め孔とを有し、前記第１領域と前記第２領域との境界において、前記第２領域が前記ノズルプレート以外のプレートに近接するように、屈曲されており、前記ノズルプレート以外のプレートは、前記ノズルに連通する液体流路が形成されており、さらに、前記ノズルプレートに対する当該プレートの位置決めを行うための位置決め孔であって、厚み方向に貫通すると共に前記積層方向に関して前記ノズルプレートの前記位置決め孔と少なくとも一部が重なる位置決め孔を有することを特徴とする液体吐出ヘッドが提供される。

また、本発明の別の観点によると、互いに隣接する第１及び第２領域を有するプレートの前記第１領域に、位置決め孔と液体を吐出する複数のノズルとを厚み方向に貫通するように形成し、且つ、前記第２領域に、前記位置決め孔より大きな仮位置決め孔を厚み方向に貫通するように形成することにより、ノズルプレートを形成する工程と、前記ノズルプレートの前記仮位置決め孔に位置決めピンを挿入する工程と、前記ピン挿入工程の後、前記ノズルプレート上に、前記ノズルプレート以外のプレートを、当該プレートにおいて厚み方向に貫通するように形成された位置決め孔が前記ノズルプレートの前記位置決め孔の少なくとも一部と重なるように積層する工程と、前記プレート同士を接着する工程と、前記接着工程の後、前記位置決めピンを前記仮位置決め孔から離脱させ、前記第１領域と前記第２領域との境界において、前記第２領域が前記ノズルプレート以外のプレートに近接するように前記ノズルプレートを屈曲する工程と、を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法が提供される。

上記構成によると、ノズルプレートにおける第２領域に形成された仮位置決め孔を用いてノズルプレートの仮位置決めを行い、そして第１領域に形成された位置決め孔を用いてプレート同士の位置決めを行うことができる。本構成においては、仮位置決め孔を位置決めピンが挿入可能な程度の大きさに形成し、吐出面に開口する位置決め孔を仮位置決め孔より小さくすることで、ワイピング時におけるノズルプレートの位置決め孔内への液体の侵入及びワイパーの破損や劣化を共に軽減することが可能となる。

本発明の製造方法では、前記ノズルプレート形成工程において、前記吐出面において前記ノズルと同じ大きさの開口を有するように、前記位置決め孔を形成することが好ましい。この場合、ワイピング時におけるノズルプレートの位置決め孔内への液体の侵入及びワイパーの破損や劣化をより一層効果的に軽減することができる。さらに、このような製造方法によると、例えばプレス加工等で位置決め孔をノズルと同一工程で形成できるため、製造工程の簡易化及びコスト低減化を図ることが可能である。

前記ノズルプレートの前記第２領域が前記第１領域の両側に配置されており、前記第２領域のそれぞれに前記仮位置決め孔が形成されていることが好ましい。また、前記第２領域が前記第１領域の両側に配置されており、前記ノズルプレート形成工程において、前記第２領域のそれぞれに前記仮位置決め孔を形成し、前記ピン挿入工程において、前記仮位置決め孔のそれぞれに位置決めピンを挿入することが好ましい。この場合、仮位置決め孔を用いたノズルプレートの仮位置決めをより正確に行うことができる。

前記仮位置決め孔が、前記ノズルプレートの中心に関して対称に配置されており、前記ノズルプレートの前記位置決め孔が、前記ノズルプレートの中心に関して対称に且つ前記第１領域の両端近傍に配置されていることが好ましい。また、前記ノズルプレート形成工程において、前記仮位置決め孔が前記ノズルプレートの中心に関して対称に配置されると共に、前記位置決め孔が前記ノズルプレートの中心に関して対称に且つ前記第１領域の両端近傍に配置されるように、前記位置決め孔及び前記仮位置決め孔を形成することが好ましい。この場合、ノズルプレートを１８０度回転させて用いることができることから、ノズルプレートの他のプレートに対する位置関係の規制がなくなる。また、仮位置決め孔及び位置決め孔が共に対称に配置されているため、仮位置決め孔を用いたノズルプレートの仮位置決め及びプレート同士の位置決めをより容易且つ正確に行うことができる。

前記第２領域における前記第１領域の前記吐出面と連接した面が前記吐出面と鈍角をなすことが好ましい。また、前記屈曲工程において、前記第２領域における前記第１領域の前記吐出面と連接した面が前記吐出面と鈍角をなすように前記ノズルプレートを屈曲することが好ましい。例えば、第２領域における第１領域の吐出面と連接した面が吐出面と直角をなしている場合、ワイピング時にワイパーの先端が当該角部に当接して破損や劣化する問題が生じ得るが、上記構成によると、このような問題を回避することができる。

前記ノズルプレート以外のプレートの位置決め孔が前記ノズルプレートの位置決め孔より大きいことが好ましい。また、前記ノズルプレート形成工程において、前記ノズルプレート以外のプレートの位置決め孔より小さくなるように前記位置決め孔を形成することが好ましい。この場合、ワイピング時におけるノズルプレートの位置決め孔内への液体の侵入及びワイパーの破損や劣化を共に軽減するために位置決め孔を小さくする一方で、ノズルプレート以外のプレートの位置決め孔をノズルプレートの位置決め孔より大きくすることにより、孔の形成や位置確認が容易になる。

前記ノズルプレートにおける前記第１領域と前記第２領域との境界に切欠きが形成されていることが好ましい。また、前記ノズルプレート形成工程において、前記ノズルプレートにおける前記第１領域と前記第２領域との境界に切欠きを形成し、前記屈曲工程において、前記切欠きを山又は谷として前記ノズルプレートを屈曲することが好ましい。この場合、第２領域を第１領域よりもノズルプレートに積層されるプレートに近接させる作業を、切欠きを用いて容易に行える。

前記切欠きが、前記ノズルプレートにおける前記吐出面とは反対側の面に形成されていることが好ましい。また、前記ノズルプレート形成工程において、前記切欠きを、前記ノズルプレートにおける前記吐出面とは反対側の面に形成することが好ましい。この場合、ワイピング時におけるワイパーの先端の切欠きへの当接が回避され、ワイパーの破損や劣化を防止することができる。

前記切欠きが、前記ノズルプレートに積層されるプレートの縁に対向していることが好ましい。また、前記ノズルプレート形成工程において、前記切欠きを、前記ノズルプレートに積層されるプレートの縁に対向するように形成することが好ましい。この場合、当該縁を支点として切欠きを介して容易且つ確実に、第２領域を第１領域よりもノズルプレートに積層されるプレートに近接させる作業を行うことができる。

前記ノズルプレートが、前記第２領域における前記第１領域とは反対側の端部に、前記積層方向に関して前記プレートのうち当該ノズルプレートから最も離れたプレートと同じ高さに配置された、末端を有することが好ましい。また、前記屈曲工程において、前記ノズルプレートにおける前記第２領域の前記第１領域とは反対側の端部に形成された末端が、前記積層方向に関して前記プレートのうち当該ノズルプレートから最も離れたプレートと同じ高さに配置されるように、前記ノズルプレートを屈曲することが好ましい。この場合、ワイピング時にワイパーがノズルプレートの末端に当接するのを抑制することができ、ワイパーの破損や劣化を防止することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１〜図５を参照しつつ、本発明に係る液体吐出ヘッドの一実施形態としてのインクジェットヘッドの構成について説明する。図１は、本実施形態のインクジェットヘッド１を示す概略斜視図である。図２は、インクジェットヘッド１の平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域ＩＩＩの拡大平面図である。図４は、図３のＩＶ‐ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、インクジェットヘッド１の分解斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係るインクジェットヘッド１は、主走査方向に細長な略直方体形状を有すると共にインク流路が形成された流路ユニット４、及び、流路ユニット４上に固定されたそれぞれ台形形状を有する４つのアクチュエータユニット２１を含む。なお、図示していないが、ヘッド１は、流路ユニット４に供給されるインクを貯溜するリザーバユニット、アクチュエータユニット２１に駆動信号を供給するフレキシブルプリント配線基板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）、ＦＰＣに実装されたドライバＩＣを制御する制御基板等も含んでいる。

流路ユニット４の上面において、各アクチュエータユニット２１の接着領域に対応する領域には、図３に示すように、それぞれ略菱形形状を有し且つマトリクス状に配列された圧力室１０が開口している。なお、図３では、説明の都合上、本来アクチュエータユニット２１の陰になって見ることができないノズル８、圧力室１０、及びアパーチャ１２を実線で示している。流路ユニット４の下面、即ち吐出面２９ｐにおいて、各アクチュエータユニット２１の接着領域に対応する領域には、図４に示すようにそれぞれ圧力室１０と連通する微小径のノズル８が開口している。

また、流路ユニット４の上面には、リザーバユニット（図示せず）からのインクを受容する開口５ｂが、各アクチュエータユニット２１の接着領域を避けるようにして千鳥状に形成されている。当該開口５ｂを介して、リザーバユニットから流路ユニット４内にインクが供給される。

流路ユニット４内には、図２及び図３に示すように、開口５ｂに連通したマニホールド流路５と、マニホールド流路５から分岐してアクチュエータユニット２１の接着領域において流路ユニット４の長手方向に沿って延在する副マニホールド流路５ａとが形成されている。

また、流路ユニット４内には、図４に示すように、副マニホールド流路５ａの出口から、絞りとして機能するアパーチャ１２、及び圧力室１０を介してノズル８に至る個別流路３２が、各ノズル８に対応するように、即ちノズル８と同じ数だけ形成されている。

流路ユニット４は、図５に示すように、上から順に、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、及びノズルプレート２９の８枚の、主走査方向に細長な略矩形の金属プレートを含む。ノズルプレート２９以外のプレート２２〜２８は、平面視において同一形状及び同一サイズであって、互いに重なり合うように積層されている。ノズルプレート２９は、副走査方向の長さは他のプレート２２〜２８と同じあって当該方向に関してプレート２２〜２８と重なり合っているが、主走査方向においては他のプレート２２〜２８より若干長く、積層方向から見てその主走査方向両端近傍が他のプレート２２〜２８から突出している（図１及び図２参照）。

以下、ノズルプレート２９において、積層方向から見て他のプレート２２〜２８と重なり合う領域を重複領域２９ｘ、他のプレート２２〜２８から突出した領域を突出領域２９ｙと称す。図５に示すように、ノズルプレート２９は、ノズル８となる孔が多数形成された重複領域２９ｘ、及び、当該重複領域２９ｘを挟んで主走査方向両側に配置された２つの突出領域２９ｙを有している。重複領域２９ｘの下面が、多数のノズル８が開口した吐出面２９ｐとなっている。

ノズルプレート２９の上面における領域２９ｘ，２９ｙの境界には直線状の切欠き２９ｃが形成されており、当該切欠き２９ｃを谷としてノズルプレート２９が屈曲されている（図１及び図９参照）。これにより各突出領域２９ｙは、積層方向に関して重複領域２９ｘよりもプレート２８に近接し、重複領域２９ｘにおける吐出面２９ｐと鈍角をなしている。各突出領域２９ｙの略中央には、略１．５ｍｍの直径を有する円形の仮位置決め孔２９ａがノズルプレート２９の厚み方向に貫通するように形成されている。

図５に示すように、重複領域２９ｘにおける主走査方向両端近傍に、略２０μｍの直径を有する円形の位置決め孔２９ｂがそれぞれノズルプレート２９の厚み方向に貫通するように形成されている。ここで、位置決め孔２９ｂは、ノズル８と同形・同サイズであり、重複領域２９ｘの下面である吐出面２９ｐにおいてノズル８と同じ大きさの開口を有する。

仮位置決め孔２９ａ及び位置決め孔２９ｂはそれぞれノズルプレート２９の中心に関して対称に配置されている。

プレート２２〜２８にはそれぞれ、個別流路３２を構成する孔、及び、ノズルプレート２９の位置決め孔２９ｂと対応する位置決め孔２ａ〜２ｇが厚み方向に貫通するように形成されている。位置決め孔２ａ〜２ｇは、各プレート２２〜２８の長手方向両端近傍における幅方向略中央に設けられており、ノズルプレート２９の位置決め孔２９ｂと中心が一致するが、位置決め孔２９ｂよりも大きく、仮位置決め孔２９ａと同様の略１．５ｍｍの直径を有する円形の孔である。

ノズルプレート２９の突出領域２９ｙの当該突出方向に関する長さは、図９に示すように、ノズルプレート２９を含む全プレート２２〜２９の厚みより長い。ノズルプレート２９の主走査方向両側の末端、即ち、突出領域２９ｙにおける重複領域２９ｘと反対側の端部はそれぞれ、積層方向に関してノズルプレート２９から最も離れた最上層のプレート２２と同じ高さに配置されている。また、ノズルプレート２９の上面に形成された切欠き２９ｃは、ノズルプレート２９に積層されるプレート２８の縁に対向している。

次いで、図６を参照しつつ、インクジェットヘッド１の製造方法について説明する。

インクジェットヘッド１は、流路ユニット４、４つのアクチュエータユニット２１、及びリザーバユニット（図示せず）をそれぞれ作製し、これらを互いに組付けることで製造される。ここでは流路ユニット４の作製工程のみについて詳細に説明し、アクチュエータユニット２１及びリザーバユニットの作製工程については周知方法によるものとして説明を省略する。

図６は、インクジェットヘッド１の製造方法を示すフローチャートである。先ず、流路ユニット４の作製にあたって、８枚の金属プレートを用意し、これらプレートのそれぞれにプレス加工・エッチング加工等で孔を形成することで、プレート２２〜２９を形成する（Ｓ１）。具体的には、プレート２２〜２８となる金属プレートには個別流路３２を構成する孔および位置決め孔２ａ〜２ｇをそれぞれ形成し、ノズルプレート２９となる金属プレートにはノズル８、位置決め孔２９ｂ、及び仮位置決め孔２９ａを形成する。なお、ノズルプレート２９については、ノズル８及び孔２９ｂ，２９ｂの形成前の段階で、ハーフエッチング等により、上面における領域２９ｘ，２９ｙの境界に切欠き２９ｃ（図５参照）を形成する。

次に、図７に示す積層装置５０の支持台５１上に、支持台５１上に突設された一対の位置決めピン５１ａをそれぞれ仮位置決め孔２９ａに挿入しつつ、ノズルプレート２９を載置する（Ｓ２）。このときノズルプレート２９は、吐出面２９ｐを含む下面が支持台５１上に接触するように載置される。この作業、即ち、ノズルプレート２９単体を支持台５１等に対して位置決めする作業を「仮位置決め」と称す。

積層装置５０は、図７に示すように、プレート２２〜２９を支持する支持台５１、支持台５１の上方において水平方向に関して互いに離隔配置された２つのカメラ５３、各カメラ５３を水平方向に移動させる移動機構（図示せず）、及びコントローラ５７を含む。コントローラ５７は、カメラ５３及び移動機構のそれぞれと接続されており、各カメラ５３から撮像信号を受信し、必要に応じてカメラ５３を水平方向に移動させるよう移動機構を制御する。

支持台５１上の一対の位置決めピン５１ａは、互いに仮位置決め孔２９ａ間と同じ距離だけ離隔し、且つ、仮位置決め孔２９ａの形成位置に多少誤差が生じても対応する仮位置決め孔２９ａに貫挿可能なように仮位置決め孔２９ａより一回り小さい径を有している（図８参照）。Ｓ２の時点において、カメラ５３はそれぞれ図８に点線で示すように位置決めピン５１ａの上方に固定されている。カメラ５３の視野範囲は例えば０．２ｍｍ×０．２ｍｍ程度である。

コントローラ５７は、Ｓ２においてノズルプレート２９が支持台５１上に載置された後、例えば積層装置５０のユーザによる操作に応じてスタート信号を受信すると共に、各カメラ５３からの撮像信号を受信する。そして当該撮像信号に基づいて、仮位置決め孔２９ａの位置を確認する（Ｓ３）。

Ｓ３において、カメラ５３の視野範囲内に仮位置決め孔２９ａが在る場合は、カメラ５３によって仮位置決め孔２９ａが撮像されることで、仮位置決め孔２９ａがカメラ５３のちょうど下方に位置していると確認される。一方、カメラ５３によって仮位置決め孔２９ａが撮像されず、カメラ５３の視野範囲内に仮位置決め孔２９ａがないと判断した場合、コントローラ５７は、各カメラ５３が水平方向に移動するように移動機構を制御する。そしてコントローラ５７は、所定の移動距離毎にカメラ５３から撮像信号を受信し、カメラ５３により仮位置決め孔２９ａが撮像され、当該撮像信号を受信した時点で、カメラ５３の位置を一旦固定し、Ｓ３の確認作業を終了する。

Ｓ３の後、コントローラ５７は、仮位置決め孔２９ａと位置決め孔２９ｂとの間隔と等距離だけ各カメラ５３が互いに近づく方向（図８の矢印方向）に移動するように移動機構を制御する。これにより、カメラ５３はそれぞれ図８に実線で示すように位置決め孔２９ｂの略上方に位置することになる。そして各カメラ５３からの撮像信号を受信し、当該信号に基づいて位置決め孔２９ｂの位置を確認する（Ｓ４）。

Ｓ４において、上述したＳ３と同様に、カメラ５３の視野範囲内に位置決め孔２９ｂが在る場合は、カメラ５３によって位置決め孔２９ｂが撮像されることで、位置決め孔２９ｂがカメラ５３のちょうど下方に位置していると確認される。一方、カメラ５３によって位置決め孔２９ｂが撮像されず、カメラ５３の視野範囲内に位置決め孔２９ｂがないと判断した場合、コントローラ５７は、各カメラ５３が水平方向に移動するように移動機構を制御する。そしてコントローラ５７は、所定の移動距離毎にカメラ５３から撮像信号を受信し、カメラ５３により位置決め孔２９ｂが撮像され、当該撮像信号を受信した時点で、カメラ５３の位置を固定し、Ｓ４の確認作業を終了する。

Ｓ４の後、ノズルプレート２９上に、下面に接着剤が塗布されたプレート２２〜２８を順次積層していく（Ｓ５）。このとき、先ず目視により位置決め孔２ｇの中心がノズルプレートの位置決め孔２９ｂの中心と一致するように確認しつつマニホールドプレート２８をノズルプレート２９上に載置し、その後積層装置５０のカメラ５３により孔２ｇ，２９ｂの中心が互いに一致しているかを確認する。中心にずれがある場合には手動又は適宜の移動機構によりプレート２８を移動させ、ずれが公差内に収まるまで位置を調整する。マニホールドプレート２８より上方のプレート２２〜２７については、そのプレートの直ぐ下側にあるプレートの位置決め孔を基準としつつ、上記と同様に位置調整しつつ積層する。

Ｓ５の後、プレート２２〜２９同士を接着する（Ｓ６）。なお、プレート２２〜２９は、Ｓ４の段階でプレート２２〜２８の下面に塗布された接着剤によって互いにある程度固定されるが、Ｓ６において加圧しつつ加熱することによって、互いに強固に接着される。

Ｓ６の後、位置決めピン５１ａを仮位置決め孔２９ａから離脱させ、互いに固定されたプレート２２〜２９からなる流路ユニット４の前躯体を支持台５１から離隔する。そして図９に示すように、ノズルプレート２９を、その長手方向両端に形成された２つの突出領域２９ｙがそれぞれ上方に移動し且つ吐出面２９ｐと鈍角をなすように、切欠き２９ｃを谷として屈曲する（Ｓ７）。これにより、流路ユニット４が完成する。

この後、流路ユニット４上に４つのアクチュエータユニット２１を固定し、アクチュエータユニット２１のそれぞれにＦＰＣの一端を接続し、リザーバユニットを流路ユニット４に固定し、さらに制御基板をリザーバユニットの上方に固定する等の工程（Ｓ８）を経て、インクジェットヘッド１が完成する。

以上に述べたように、本実施形態のインクジェットヘッド１によると、ノズルプレート２９における突出領域２９ｙに形成された仮位置決め孔２９ａを用いてノズルプレート２９の仮位置決めを行い、そして重複領域２９ｘに形成された位置決め孔２９ｂを用いてプレート２２〜２９同士の位置決めを行うことができる。本構成においては、仮位置決め孔２９ａを位置決めピン５１ａが挿入可能な程度の大きさに形成し、吐出面２９ｐに開口する位置決め孔２９ｂを仮位置決め孔２９ａより小さくすることで、ワイピング時におけるノズルプレート２９の位置決め孔２９ｂ内へのインクの侵入及びワイパーの破損や劣化を共に軽減することが可能となる。具体的には、位置決め孔２９ｂの吐出面２９ｐにおける開口が小さい。そのため、ワイパーにより掻き寄せられたインクが孔２９ｂ内に侵入したとしても、孔２９ｂに形成されるインクのメニスカスによって、インクがさらに奥へと侵入するのが防止されると共に、ワイパーの先端が位置決め孔２９ｂの開口縁に当接しにくくなるため、ワイパーの破損や劣化が防止される。

さらに、本実施形態に係るインクジェットヘッド１の製造方法によると、上記の効果に加えて、仮位置決め孔２９ａが比較的大きいことから、例えば本実施形態のように視野範囲が比較的狭いカメラ５３を用いた場合であっても、仮位置決め孔２９ａの確認を容易に行うことができるという効果が得られる。

ノズルプレート２９の位置決め孔２９ｂが吐出面２９ｐにおいてノズル８と同じ大きさの開口を有することから、ワイピング時における孔２９ｂ内へのインクの侵入及びワイパーの破損や劣化をより一層効果的に軽減することができる。また、本実施形態の製造方法によると、プレス加工等で位置決め孔２９ｂをノズル８と同一工程で形成できるため、製造工程の簡易化及びコスト低減化を図ることが可能である。

ノズルプレート２９の主走査方向両側に設けられた突出領域２９ｙのそれぞれに仮位置決め孔２９ａが形成されていることにより、Ｓ２で行われる仮位置決め孔２９ａを用いたノズルプレート２９の仮位置決めをより正確に行うことができる。

さらに、仮位置決め孔２９ａがノズルプレート２９の中心に関して対称に配置されており、ノズルプレート２９の位置決め孔２９ｂがノズルプレート２９の中心に関して対称に且つ重複領域２９ｘの両端近傍に配置されている。これにより、ノズルプレート２９を１８０度回転させて用いることができることから、ノズルプレート２９の他のプレートに対する位置関係の規制がなくなる。また、仮位置決め孔２９ａ及び位置決め孔２９ｂが共に対称に配置されているため、Ｓ２で行われる仮位置決め孔２９ａを用いたノズルプレート２９の仮位置決め及びＳ５で行われるプレート２２〜２９同士の位置決めをより容易且つ正確に行うことができる。

図９に示すように、突出領域２９ｙは吐出面２９ｐと鈍角をなしている。例えば、突出領域２９ｙがプレート２２〜２８の端面に沿って延在し、吐出面２９ｐと直角をなしている場合、ワイピング時にワイパーの先端が当該角部に当接して破損や劣化する問題が生じ得るが、本実施形態によると、ワイパーの先端を滑らかに吐出面２９ｐに導くことができるため、上記問題を回避することができる。

ノズルプレート２９以外のプレート２２〜２８の位置決め孔２ａ〜２ｇは、ノズルプレート２９の位置決め孔２９ｂより大きい。このように、ワイピング時におけるノズルプレート２９の位置決め孔２９ｂ内へのインクの侵入及びワイパーの破損や劣化を共に軽減するために、位置決め孔２９ｂを小さくする一方で、ノズルプレート２９以外のプレート２２〜２８の位置決め孔２ａ〜２ｇをノズルプレート２９の位置決め孔２９ｂより大きくすることにより、孔の形成や位置確認が容易になる。

ノズルプレート２９における重複領域２９ｘと突出領域２９ｙとの境界に切欠き２９ｃが形成されているため、Ｓ７で行われる屈曲作業を切欠き２９ｃを用いて容易に行える。

切欠き２９ｃがノズルプレート２９の上面に形成されていることから、ワイピング時におけるワイパーの先端の切欠き２９ｃへの当接が回避され、ワイパーの破損や劣化を防止することができる。

切欠き２９ｃがノズルプレート２９に積層されるプレート２８の縁に対向しているため、当該縁を支点として切欠き２９ｃを介して容易且つ確実に屈曲作業を行うことができる。

ノズルプレート２９の主走査方向両側の末端、即ち、突出領域２９ｙにおける重複領域２９ｘと反対側の端部がそれぞれ積層方向に関してノズルプレート２９から最も離れた最上層のプレート２２と同じ高さに配置されていることから、ワイピング時にワイパーがノズルプレート２９の当該末端に当接するのを抑制することができ、ワイパーの破損や劣化を防止することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

例えば、上述の実施形態では、流路ユニット４の作製工程において積層装置５０を用いているが、これに限定されず、その他適宜の装置を用いてよい。また、Ｓ３及びＳ４において、カメラ５３を用いることなく、直接目視によって確認を行ったり、顕微鏡その他の機器を用いて確認を行ったりしてよい。

上述の実施形態では、図７の積層装置５０に含まれるカメラ５３が水平方向に移動可能となっており、図６のＳ３及びＳ４の確認工程においてカメラ５３の水平方向の位置を調整したり、Ｓ３の後Ｓ４を行う際に仮位置決め孔２９ａの上方から位置決め孔２９ｂの上方へとカメラ５３を水平移動させたりするが、カメラ５３の移動に伴う位置検出精度の低下を回避するという観点から、カメラ５３を移動させず、所定位置に固定しておく方法を採用してよい。以下、当該方法の一例について、図１０及び図１１を参照しつつ説明する。

図１０は、インクジェットヘッドの製造方法の変形例を示すフローチャートである。図１１は、図１０に示す方法において流路ユニットの作製工程で用いられる積層装置を示す概略側面図である。図１０及び図１１について、図６及び図７と共通する点については同一の参照番号を付して説明を省略する。

本変形例において用いられる積層装置６０は、図１１に示すように、図７と同様の支持台５１及び所定位置に固定された一対のカメラ５３に加えて、支持台５１を支持すると共に第１移動機構（図示せず）によって水平面におけるｘ軸、ｙ軸、及びθ軸（回転軸）方向に移動可能なステージ６３、当該第１移動機構の制御を行うコントローラ５８、支持台５１の上方に位置すると共に例えば吸引等によりプレート２２〜２９を順次支持する支持台６２、支持台６２を支持すると共に第２移動機構（図示せず）によって水平面におけるｘ軸、ｙ軸、及びθ軸（回転軸）方向に移動可能なステージ６４、並びに、当該第２移動機構の制御を行うコントローラ５９を有する。

コントローラ５８，５９は、各カメラ５３からの撮像信号を受信し、当該撮像信号に基づいて、それぞれ上記第１及び第２移動機構を制御する。これにより、ステージ６３及びステージ６３に支持された支持台５１、並びに、ステージ６４及びステージ６４に支持された支持台６２の水平方向における位置がそれぞれ調整される。

支持台６２には、ノズルプレート２９の各位置決め孔２９ｂと対応する位置に、他のプレート２２〜２８の位置決め孔２ａ〜２ｇより一回り大きな貫通孔６２ａが厚み方向に形成されている。支持台５１，６２が水平方向に関して所定位置に配置されたとき、支持台６２の各貫通孔６２ａの上方に配置されたカメラ５３は、貫通孔６２ａを介して、支持台６２上に支持されたプレート２８の位置決め孔２ｇ及び支持台５１上のプレート２９の位置決め孔２９ｂを撮像することができる。

本変形例に係る製造方法では、先ず、流路ユニット４の作製にあたって、図１０に示すように、図６と同様の工程Ｓ１及びＳ２を行う。ここでは、Ｓ２にてノズルプレート２９を支持台５１上に載置する前に、例えば、ノズルプレート２９を、例えば仮置き台（図示せず）上において仮位置決め孔２９ａに対して所定の位置関係を有する３点で支持しておく。これにより、仮置き台上のノズルプレート２９を、支持台６２で吸引し、支持台６２に支持させつつ移送することで、支持台５１上に容易に載置することができる。

Ｓ２の後、ノズルプレート２９の位置決め孔２９ｂの位置をカメラ５３で確認する（Ｓ１３）。このときカメラ５３の視野範囲内に位置決め孔２９ｂがない場合には、コントローラ５８の制御により上記第１移動機構を介してステージ６３を水平方向に移動させ、支持台５１の水平方向における位置を調整する。これにより、カメラ５３の視野範囲内に位置決め孔２９ｂが存在するように、支持台５１が位置決めされる。

Ｓ１３の後、仮置き台（図示せず）に支持されたマニホールドプレート２８を、当該プレート２８の各位置決め孔２ｇと支持台６２の各貫通孔６２ａとが対向するようにしつつ、支持台６２に吸引し支持させる。そしてプレート２８が支持台６２によって支持されつつカメラ５３の下方へと移動する途中で、プレート２８の下面に接着剤を塗布する。その後、図１１に示すようにカメラ５３の下方に支持台６２を配置し、プレート２８の位置決め孔２ｇの位置をカメラ５３で確認する（Ｓ１４）。このときカメラ５３の視野範囲内に位置決め孔２ｇがない場合には、コントローラ５９の制御により上記第２移動機構を介してステージ６４を水平方向に移動させ、支持台６２の水平方向における位置を調整する。これにより、カメラ５３の視野範囲内に位置決め孔２ｇが存在すると共に、孔２ｇ，２９ｂの中心が互いに一致するように、支持台６２が水平方向に関して位置決めされる。

Ｓ１４の後、支持台６２を、プレート２８がノズルプレート２９の上面に接触するまで下方に移動させると共に、例えば支持台６２の吸引力を解除することによって、プレート２８を支持台６２から開放し、ノズルプレート２９上にプレート２８を積層する（Ｓ１５）。

マニホールドプレート２８より上方のプレート２２〜２７についても上述したＳ１４及びＳ１５と同様の工程を繰り返し行うことで、流路ユニット４を構成する全てのプレート２２〜２９が積層される。

その後、位置決めピン５１ａを仮位置決め孔２９ａから離脱させ、プレート２２〜２９からなる流路ユニット４の前躯体を支持台５１から離隔する。そして、当該流路ユニット４の前躯体上に、４つのアクチュエータユニット２１を接着剤を介して載置する（Ｓ１６）。

Ｓ１６の後、アクチュエータユニット２１が載置された前躯体を所定の温度で加熱することで、プレート２２〜２９間の接着剤及びアクチュエータユニット２１に塗布された接着剤を固化させる。これにより、プレート２２〜２９同士が互いに強固に接着固定されると共に、アクチュエータユニット２１がキャビティプレート２２上に固定される（Ｓ１７）。

Ｓ１７の後、上述の実施形態と同様に、ノズルプレート２９の突出領域２９ｙを屈曲する（Ｓ７）。これにより、流路ユニット４が完成する。その後、アクチュエータユニット２１のそれぞれにＦＰＣの一端を接続し、リザーバユニットを流路ユニット４に固定し、さらに制御基板をリザーバユニットの上方に固定する等の工程（Ｓ１９）を経て、インクジェットヘッド１が完成する。

なお、図６及び図１０に示す製造方法では、プレート２２〜２８を順次ノズルプレート２９上に積層していくが、これに限定されず、例えばノズルプレート２９以外のプレート２２〜２８を別工程で予め積層して積層体を作製しておき、当該積層体を一度にノズルプレート２９上に積層してもよい。

ヘッドを構成するプレートの枚数は、８枚に限定されない。例えば、ノズルプレート以外のプレートの枚数は、７に限定されず、１以上であればよい。

ノズルプレート２９の位置決め孔２９ｂは、プレート２９の厚み方向に沿って一定の径を有する形状であることに限定されず、例えばノズルプレート２９の上面から下面に向けて径が小さくなるような形状であってもよい。また、本発明の製造方法では、吐出面２９ｐにおける位置決め孔２９ｂの開口の大きさは、ノズル８と同じであることに限定されない。ワイパーの破損や劣化をより軽減するという観点から、吐出面２９ｐにおける位置決め孔２９ｂの開口の大きさを、ノズル８より小さくしてよい。

突出領域２９ｙは、ノズルプレート２９の主走査方向両側に限定されず、副走査方向両側に設けられてもよい。また、ノズルプレート２９において突出領域２９ｙが１つのみ設けられてもよい。

ノズルプレート２９の仮位置決め孔２９ａ及び位置決め孔２９ｂはノズルプレート２９の中心に関して非対称に配置されてもよい。仮位置決め孔２９ａ及び位置決め孔２９ｂはそれぞれ少なくとも１つあればよい。また、位置決め孔２９ｂの位置はノズルプレート２９における重複領域２９の端部近傍に限定されない。

突出領域２９ｙは、吐出面２９ｐと鈍角をなすことに限定されず、ヘッドのコンパクト化の観点から、プレート２２〜２８の端面に沿って延在し、吐出面２９ｐと直角をなしてもよい。

ノズルプレート２９以外のプレート２２〜２８の位置決め孔２ａ〜２ｇは、ノズルプレート２９の位置決め孔２９ｂより大きいことに限定されず、また、ノズルプレート２９の仮位置決め孔２９ａと同じ大きさであることに限定されるものではなく、例えば位置決め孔２９ｂと同じ大きさであってもよい。

切欠き２９ｃは、ノズルプレート２９の下面に形成されてよく、また、ノズルプレート２９に積層されるプレート２８の縁に対向しなくてよい。さらに、切欠き２９ｃを省略してもよい。

ノズルプレート２９の主走査方向両側の末端は、最上層のプレート２２と同じ高さでなくてよい。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、一方向に細長な形状であることに限定されない。また、本発明に係る液体吐出ヘッドは、ライン式にもシリアル式にも適用可能であると共に、プリンタ、ファクシミリ、コピー機等の様々な記録装置に用いられる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの一実施形態としてのインクジェットヘッドを示す概略斜視図である。インクジェットヘッドの平面図である。図２の一点鎖線で囲まれた領域ＩＩＩの拡大平面図である。図３のＩＶ‐ＩＶ線に沿った断面図である。インクジェットヘッドの分解斜視図である。インクジェットヘッドの製造方法を示すフローチャートである。ヘッドに含まれる流路ユニットの作製工程において用いられる積層装置を示す概略側面図である。図７の一点鎖線で囲まれた領域ＶＩＩＩを示す概略側断面図である。ノズルプレートを屈曲した状態を示す流路ユニットの部分側面図である。インクジェットヘッドの製造方法の変形例を示すフローチャートである。図１０に示す方法において流路ユニットの作製工程で用いられる積層装置を示す概略側面図である。

符号の説明

１インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
２ａ〜２ｇ位置決め孔
４流路ユニット
８ノズル
２１アクチュエータユニット
２９ノズルプレート
２９ａ仮位置決め孔
２９ｂ位置決め孔
２９ｃ切欠き
２９ｐ吐出面
２９ｘ重複領域（第１領域）
２９ｙ突出領域（第２領域）
５０；６０積層装置
５１支持台
５１ａ位置決めピン
５３カメラ

Claims

液体を吐出する複数のノズルが形成されたノズルプレートを含む複数のプレートが、前記ノズルプレートを最も外側に配置して互いに積層されることによって構成される液体吐出ヘッドであって、
前記ノズルプレートは、前記ノズルが開口した吐出面に開口し且つ厚み方向に貫通すると共に前記吐出面において前記ノズルと同じ大きさの開口を有する位置決め孔と、前記ノズルプレートを仮位置決めする際に位置決めピンが挿入される仮位置決め孔であって、前記ノズル及び前記位置決め孔が形成された前記吐出面を含む第１領域に隣接する第２領域において厚み方向に貫通すると共に前記位置決め孔より大きな仮位置決め孔とを有し、前記第１領域と前記第２領域との境界において、前記第２領域が前記ノズルプレート以外のプレートに近接するように、屈曲されており、
前記ノズルプレート以外のプレートは、前記ノズルに連通する液体流路が形成されており、さらに、前記ノズルプレートに対する当該プレートの位置決めを行うための位置決め孔であって、厚み方向に貫通すると共に前記積層方向に関して前記ノズルプレートの前記位置決め孔と少なくとも一部が重なる位置決め孔を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
前記ノズルプレートの前記第２領域が前記第１領域の両側に配置されており、前記第２領域のそれぞれに前記仮位置決め孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
前記仮位置決め孔が、前記ノズルプレートの中心に関して対称に配置されており、
前記ノズルプレートの前記位置決め孔が、前記ノズルプレートの中心に関して対称に且つ前記第１領域の両端近傍に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
前記第２領域における前記第１領域の前記吐出面と連接した面が前記吐出面と鈍角をなすことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
前記ノズルプレート以外のプレートの位置決め孔が前記ノズルプレートの位置決め孔より大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
前記ノズルプレートにおける前記境界に切欠きが形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
前記切欠きが、前記ノズルプレートにおける前記吐出面とは反対側の面に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
前記切欠きが、前記ノズルプレートに積層されるプレートの縁に対向していることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
前記ノズルプレートが、前記第２領域における前記第１領域とは反対側の端部に、前記積層方向に関して前記プレートのうち当該ノズルプレートから最も離れたプレートと同じ高さに配置された、末端を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
互いに隣接する第１及び第２領域を有するプレートの前記第１領域に、位置決め孔と液体を吐出する複数のノズルとを厚み方向に貫通するように形成し、且つ、前記第２領域に、前記位置決め孔より大きな仮位置決め孔を厚み方向に貫通するように形成することにより、ノズルプレートを形成する工程と、
前記ノズルプレートの前記仮位置決め孔に位置決めピンを挿入する工程と、
前記ピン挿入工程の後、前記ノズルプレート上に、前記ノズルプレート以外のプレートを、当該プレートにおいて厚み方向に貫通するように形成された位置決め孔が前記ノズルプレートの前記位置決め孔の少なくとも一部と重なるように積層する工程と、
前記プレート同士を接着する工程と、
前記接着工程の後、前記位置決めピンを前記仮位置決め孔から離脱させ、前記第１領域と前記第２領域との境界において、前記第２領域が前記ノズルプレート以外のプレートに近接するように前記ノズルプレートを屈曲する工程と、
を備えたことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
前記ノズルプレート形成工程において、前記吐出面において前記ノズルと同じ大きさの開口を有するように、前記位置決め孔を形成することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
前記第２領域が前記第１領域の両側に配置されており、
前記ノズルプレート形成工程において、前記第２領域のそれぞれに前記仮位置決め孔を形成し、
前記ピン挿入工程において、前記仮位置決め孔のそれぞれに位置決めピンを挿入することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
前記ノズルプレート形成工程において、前記仮位置決め孔が前記ノズルプレートの中心に関して対称に配置されると共に、前記位置決め孔が前記ノズルプレートの中心に関して対称に且つ前記第１領域の両端近傍に配置されるように、前記位置決め孔及び前記仮位置決め孔を形成することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
前記屈曲工程において、前記第２領域における前記第１領域の前記吐出面と連接した面が前記吐出面と鈍角をなすように前記ノズルプレートを屈曲することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法。
前記ノズルプレート形成工程において、前記ノズルプレート以外のプレートの位置決め孔より小さくなるように前記位置決め孔を形成することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の方法。
前記ノズルプレート形成工程において、前記ノズルプレートにおける前記境界に切欠きを形成し、
前記屈曲工程において、前記切欠きを山又は谷として前記ノズルプレートを屈曲することを特徴とする請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の方法。
前記ノズルプレート形成工程において、前記切欠きを、前記ノズルプレートにおける前記吐出面とは反対側の面に形成することを特徴とする請求項１６に記載の方法。
前記ノズルプレート形成工程において、前記切欠きを、前記ノズルプレートに積層されるプレートの縁に対向するように形成することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
前記屈曲工程において、前記ノズルプレートにおける前記第２領域の前記第１領域とは反対側の端部に形成された末端が、前記積層方向に関して前記プレートのうち当該ノズルプレートから最も離れたプレートと同じ高さに配置されるように、前記ノズルプレートを屈曲することを特徴とする請求項１０〜１８のいずれか一項に記載の方法。