JP4759516B2 - インクジェットヘッドおよびその製造方法ならびにインクジェット式記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出するインクジェットヘッドおよびその製造方法ならびにインクジェット式記録装置に関する。

近年、基板の電極や各種電気部品、ディスプレイ等に用いる発光体やフィルター、さらにはマイクロレンズなどを、インクジェット技術を応用して様々な液体を吐出させることにより直接形成する種々の技術が盛んに検討されている。

このようなインクジェット技術を応用してデバイスを作成する技術では、インクジェットヘッドに対して、従来以上の厳しい性能が求められている。

このインクジェットヘッドに対して要求される性能の一つに、ノズルから吐出されるインク滴の着弾位置性能というものがある。

このインクジェットヘッドの着弾位置性能を向上する方法として、従来、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１および特許文献２など参照）。

特許文献１記載のインクジェットヘッドは、先端にインクを吐出するノズルを備えたノズルパイプと、ノズルパイプに取り付けられた圧電素子と、ノズルパイプと圧電素子とを保持するヘッドユニットと、ヘッドユニットを複数個取り付けられるヘッドケースとを備えている。

ヘッドユニットは、ヘッドケースに着脱自在な構成としている。また、ヘッドユニットとヘッドケースとは、ノズルパイプの先端部のノズル位置を拡大鏡にて観察しながら、位置合わせを行い、位置合わせ終了後、ビスや接着剤等により固定する。

本方法により、複数のノズルのアライメント精度が良好なインクジェットヘッドを提供することができる。

一方、特許文献２記載のインクジェット式記録装置では、インクジェットヘッドに通電する波形を工夫することにより、インク滴の直進性を向上し、かつサテライトの発生を低減し、これらのことにより、着弾位置性能の向上を図っている。

また、この方式に加え、ノズルの形状やノズル同士の間隔（以下、これを「ノズルピッチ」という）などのノズルの加工精度向上、ノズルと圧力室のアライメント精度向上、およびノズル板への撥水膜形成等により、着弾位置性能の良好なインクジェットヘッドを提供するようにしている。
特開昭６３−７４６４５号公報 特開平９−２２６１０６号公報

従来のインクジェットヘッドにおいては、通常、初期にインクをヘッド内に充填する場合、また、その後、インクジェットヘッド内に混入した気泡の除去動作を行う場合には、ノズルからインクを吸引する動作が必要である。

ノズルからインクを吸引する一般的な方法は、次の様なものである。ノズル部を密封するキャップによりノズル部を大気から遮断し、次に、キャップ内の空気をポンプにより吸引し、キャップ内を負圧にし、ノズルからインクを吸引するというものである。

しかしながら、前記従来のインクジェットヘッドでは、ノズルの先端部の面積が非常に少なく、この部分をキャップにて密封するのは非常に困難である。

なお、ノズル部を密封する方法としては、キャップにより複数のノズルにまたがってノズル部を密封することも考えられる。

しかしながら、前記従来のインクジェットヘッドは、複数のノズル間にて、キャップによる吸引に対して何ら工夫がなされていないため、キャップを密着させポンプにより吸引した場合、ノズル同士の隙間から空気が漏れ入り、キャップ内の負圧を十分に高めることができず、インクジェットヘッド内のインクの吸引が良好に出来なくなってしまう。

一方、この種のインクジェットヘッドは、各デバイスの高密度化に伴い、より高い着弾位置性能が求められており、前記従来のインクジェットヘッドにおいても、さらに着弾位置性能の高いものが要求されてきている。

しかしながら、前記従来のインクジェットヘッドは、着弾位置性能の向上がかなり図れているが、その温度が変化した場合については何ら考慮されていない。

このため、前記従来のインクジェットヘッドでは、その温度変化による熱膨張や収縮によりノズルピッチが変化し、所望の着弾位置性能が得られなくなってしまう。

このようなインクジェットヘッドの温度変化による熱膨張や収縮を回避するには、インクジェット式記録装置を使用する環境温度を一定に保ち、インクジェットヘッドの温度が変化しないようにすることが望ましい。

しかしながら、インクジェット式記録装置を使用する環境温度を一定に保つ方法は、設備が大がかりとなるため、好ましい方法ではない。

なお、この種のインクジェット式記録装置として、インクジェットヘッドを積極的に所定の温度に加熱保温し、インクジェットヘッド内のインクの温度を上昇させ、インクの粘度を低粘度化することにより、高粘度のインクを吐出可能にする方法も提案されている。

このような方式のインクジェット式記録装置においては、インクジェットヘッドの温度変化がより大きく、ノズルピッチの変化も大きいため、ノズルピッチの変化による着弾位置性能への影響を考慮する必要がある。

本発明の目的は、インク吐出ユニットを複数個備えたインクジェットヘッドへのインクの充填時や、吐出不良が発生した際の回復動作時に、ノズルからのインク吸引を確実に行うことができるインクジェットヘッドおよびその製造方法、ならびにインクジェットヘッドのノズルピッチを常に所望の値に維持することができるインク滴の着弾位置性能の良好なインクジェット式記録装置を提供することを目的とする。

本発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出するノズルが形成されたノズル板と、インクに圧力を印加する圧力印加手段と、前記ノズル板を保持するノズル板保持部材と、少なくとも前記ノズル板と前記圧力印加手段と前記ノズル板保持部材とからなるインク吐出ユニットを複数保持するヘッドプレートと、前記インク吐出ユニットと前記ヘッドプレートとの隙間を空気が通過しないように密封しかつ自らが変形することにより前記インク吐出ユニットを前記ヘッドプレートに対し移動可能に支持する密封部材と、前記密封部材により前記インク吐出ユニットと前記ヘッドプレートとの隙間を密封し、前記インク吐出ユニットを前記ヘッドプレートに精密な位置合わせを行った後、前記インク吐出ユニットと前記ヘッドプレートとを固定する固定部材と、を具備する構成を採る。

本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、前記インクジェットヘッドの製造方法であって、前記インク吐出ユニットからインク滴を吐出させ、前記インク吐出ユニットから吐出するインク滴の飛翔状態を観察しながら、前記インク吐出ユニットと前記ヘッドプレートとの位置合わせを行う、ようにした。

本発明のインクジェット式記録装置は、前記インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドの前記ノズルの間隔を検知するノズルピッチ検知手段と、を具備する構成を採る。

本発明のインクジェットヘッドおよびその製造方法によれば、インク吐出ユニットを複数個備えたインクジェットヘッドへのインクの充填時や、吐出不良が発生した際の回復動作時に、ノズルからのインク吸引を確実に行うことができる。また、本発明のインクジェット式記録装置によれば、インクジェットヘッドのノズルピッチを常に所望の値に維持することができ、インク滴の着弾位置性能の向上を図ることができる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドに用いるインク吐出ユニットの概略構成を示す断面図である。

図１に示すように、本例のインクジェットヘッドに用いるインク吐出ユニット１２は、ノズル板１、壁部材３、弾性部材４、振動板５、予備液室構造体８、圧電素子１０、およびノズル板保持部材１１により構成されている。

図１において、ノズル板１は、厚さ５０μｍのステンレス製プレートからなり、プレートの略中央部にはノズル２が形成されている。ノズル２は、出口側の口径がφ1０μｍ、入口側の口径がφ５０μｍのテーパ形状となっている。

壁部材３は、ステンレス材からなり、略中央部にはφ２００μｍの圧力室６となる円筒状の穴が形成される。壁部材３の出口側の面は、ノズル板１の入口側の面と接合されている。

弾性部材４は、厚さが約１０μｍのシリコーンゴムあるいはフッ素ゴム等のゴム材料からなる。弾性部材４は、穴のあいていない壁部材３の面上に、スピンコートあるいはキャスティング等により形成される。

振動板５は、ステンレス材からなり、予備液室構造体８によって押さえつけられることにより、弾性部材４に押圧されている。振動板５は、弾性部材４側の圧力室６に対向する部分に凸部を有しており、弾性部材の押圧力はこの凸部に集中する。このように、振動板５は、弾性部材４との接触圧力を高めることにより、圧力室６の密封性を向上している。また、振動板５は、圧力室６と予備液室９との間を連通したインク供給口７を備えている。

圧力室６は、穴のあいていない壁部材３の面上に弾性部材４を形成した後、弾性部材４側から、レーザ加工あるいはドリル加工等により、弾性部材４と壁部材３とに同一工程で穿った貫通穴を、ノズル板１と振動板５とで覆うようにして形成されている。

予備液室構造体８は、インク供給口７を覆うように振動板５と接着されており、振動板５とで予備液室９を形成している。予備液室９は、図示しないインク供給部へと連通している。

圧電素子１０には、電界がかかるように電極（不図示）が形成されている。この圧電素子１０と振動板５とにより、圧力印加手段が構成されている。

ノズル板保持部材１１は、図１における上方向へ圧電素子１０が移動することを抑制することにより、予備液室構造体８を介して、振動板５を壁部材３側へ変位させる。ノズル板保持部材１１は、圧電素子１０および壁部材３に接着されている。

なお、本実施の形態１に係るインク吐出ユニット１２では、図１に示すように、ノズル板１は、壁部材３を介し、ノズル板保持部材１１に間接的に取り付けられて保持されるように構成しているが、この他に、例えば、ノズル板１がノズル板保持部材１１に直接的に取り付けられて保持されるように構成することも可能である。

次に、インク吐出ユニット１２のインク吐出動作について説明する。

まず、インクは、インク供給部（図示せず）→予備液室９→インク供給口７→圧力室６→ノズル２へと充填される。

次に、圧電素子１０に所定の電圧を加えると、圧電素子１０は図１の垂直方向に伸張する。ここで、圧電素子１０は、図１における上方向への移動がノズル板保持部材１１により抑制されているため、ノズル板保持手段１１側へ伸張することができない。

そのため、予備液室構造体８と振動板５は、弾性部材４を圧縮しながら、壁部材３側へ移動する。この移動により、圧力室６の体積が減少し、圧力室６内に保持されたインクに圧力がかかり、インクがノズル２から吐出する。

そして、圧電素子１０への電界印加を解除すると、伸張していた圧電素子１０が元に戻り、圧力室６の体積も元に戻る。この時、インク供給口７から圧力室６にインクが補充され、次のインク吐出の準備が完了する。

このインク吐出ユニット１２において、実際にインクを吐出させ、その液滴の量と吐出速度とを測定した。その結果、インクの粘度が５０ｃＰのインクを用いた場合の、吐出量は０．３ピコリットル、吐出速度は８ｍ／ｓｅｃであった。

また、このインク吐出ユニット１２において、圧電素子１０に加える電圧を±３０％変化させ、インク滴の吐出方向の変化を観察した。この結果、良好なインク滴が形成される範囲においては、インク滴の吐出方向は全く変化しなかった。

従来のインクジェットヘッドにおいては、圧電素子１０に印加する電圧を変化させた場合、吐出方向も微妙に変化する場合が多い。これは、圧力室６とノズル２のインクに圧力を印加した時、その圧力の大小により、圧力室６とノズル２内とでインクの圧力分布が変化することが主原因である。

これに対し、本例のインクジェットヘッドに用いるインク吐出ユニット１２においては、振動板５の相対移動方向が、ノズル２から吐出するインク滴の吐出方向と略平行の方向となる。

これにより、本例のインクジェットヘッドに用いるインク吐出ユニット１２は、圧力室６とノズル２内とで圧力分布が変化しにくく、圧電素子１０に印加する電圧を変化させてもインク滴の吐出方向に変化がない構成を実現可能にしている。

次に、このような構成のインク吐出ユニット１２を複数個備えた本例のインクジェットヘッドの構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。

図２に示すように、本例のインクジェットヘッド１００は、複数個のインク吐出ユニット１２をヘッドプレート１３に所定の間隔で配設した構成を有している。

図２において、ヘッドプレート１３には、インク滴を付着させる被記録媒体である受像体２３（図８Ａ参照）にインク吐出ユニット１２をより近づけ易くするために、それぞれのインク吐出ユニット１２が配設される部位に凹部が形成されている。

各インク吐出ユニット１２は、そのノズル板１をヘッドプレート１３の各凹部の段差部分に密接させるように配設される。

また、インク吐出ユニット１２とヘッドプレート１３の各凹部との隙間は、密封部材１４により密封されている。密封部材１４としては、例えばシリコーンゴムやフッ素ゴムおよびその他のゴムなど、弾性を有しかつ空気の密封性の高いものを好ましく用いることができる。

なお、本例のインクジェットヘッド１００における密封部材１４は、図３に示すように、各インク吐出ユニット１２のノズル板１とヘッドプレート１３との間に臨むように形成しても構わない。

図４は、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドのヘッドプレートに撥インク処理を施した場合の概略構成を示す要部拡大断面図である。

図４に示すように、本例のインクジェットヘッド１００としては、ヘッドプレート１３に撥インク処理を施して撥インク膜１５を形成してもよい。

撥インク膜１５の材質としては、インク吐出ユニット１２のノズル板１に形成した撥インク膜（不図示）と同様のものを好ましく用いることができる。

本例のインクジェットヘッド１００における撥インク膜１５は、ヘッドプレート１３のインク滴が吐出される面と、インク滴が通過する開口部の壁面の両方に形成している。

次に、本例のインクジェットヘッド１００におけるインク充填等の動作について説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドのインク充填等の動作を説明するための概略断面図である。

図５に示すように、本例のインクジェットヘッド１００の各インク吐出ユニット１２にインク充填等を行う場合には、各インク吐出ユニット１２のインク吐出面を覆うように、ヘッドプレート１３に吸引キャップ１６を密着させる。

図５において、吸引キャップ１６は、ヘッドプレート１３との密着性が良好なゴム材から形成されており、チューブ１７を介して図示しない吸引ポンプに繋がれている。

インクジェットヘッド１００の各インク吐出ユニット１２へのインク充填等は、ヘッドプレート１３に吸引キャップ１６を密着させた状態で、吸引ポンプにより吸引キャップ１７内の空気を吸引することで行われる。

本例のインクジェットヘッド１００は、各インク吐出ユニット１２とヘッドプレート１３の各凹部との隙間が密封部材１４により密封されているので、吸引ポンプにより吸引を行ったときに隙間からの空気もれが無い。

従って、本例のインクジェットヘッド１００においては、吸引キャップ１６内の負圧を良好に高めることができ、インクの充填等を良好に行うことができる。

次に、ヘッドプレート１３に撥インク膜１５が形成されていない場合にインク充填動作を行った後の状態について説明する。図６は、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの撥インク膜が形成されていない場合にインク充填動作を行った後の状態を示す概略断面図である。

ヘッドプレート１３に撥インク膜１５が形成されていない場合には、インク充填の実験を行った結果、図６に示すように、ヘッドプレート１３のインク吐出部位にインク溜まり１８が発生し易かった。

この種のインクジェットヘッドにおいては、ヘッドプレート１３に発生したインク溜まり１８がインク吐出ユニット１２のノズル２にかかった場合、インク滴の吐出不良が生じてしまう。

また、この種のインクジェットヘッドにおいては、インク溜まり８がノズル２にかからない場合でも、インク溜まり１８が乾燥することにより、固化、または高粘度化し、それらが何らかの原因でノズル２を塞ぐことにより、ノズル２に目詰まりが発生し、インク滴の不吐出に至ってしまう。

これに対し、本例のインクジェットヘッド１００は、図４に示したようにヘッドプレート１３に撥インク膜１５を形成しているので、図６に示したようにヘッドプレート１３に撥インク膜１５を形成していない場合に比べ、インク溜まり１８の発生を非常に少なくすることができた。

次に、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法について説明する。図７は、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドのヘッドプレートにインク吐出ユニットを固定する方法を示す側面図である。

図７において、板ばね１９は、インク吐出ユニット１２のノズル板保持部材１１（図１参照）をヘッドプレート１３に押しつけるように配置されている。

ヘッドプレート１３にはビス穴２０が形成されており、板ばね１９は、ビス２１によりヘッドプレート１３に固定される。

これにより、インク吐出ユニット１２は、そのノズル板１がインク吐出面側に位置するように、ヘッドプレート１３に固定される。

そして、密封部材１４としてのシリコーンゴムは、ヘッドプレート１３へのインク吐出ユニット１２のビス２１による固定が終了した後、インク吐出ユニット１２とヘッドプレート１３との隙間に形成（充填）される。

本構成のインクジェットヘッド１００は、インク吐出ユニット１２をヘッドプレート１３にビス２１で固定しており、また、密封部材１４が弾性のあるシリコーンゴムで形成されているので、インク吐出ユニット１２がヘッドプレート１３から取り外し可能な構造となっている。

次に、インク吐出ユニット１２のヘッドプレート１３への位置合わせ方法について説明する。図８Ａは、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドのインク吐出ユニットのヘッドプレートへの位置合わせ方法を示す正面図である。図８Ｂは、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドのインク吐出ユニットのヘッドプレートへの位置合わせ時のずれ量の補正方法を示す正面図である。

図８Ａにおいて、インクジェットヘッド１００のインク吐出ユニット１２のノズル２（図１参照）からは、インク滴２２が受像体２３に向けて吐出される。受像体２３は、移動ステージ２４により、矢印の方向に移動自在に保持されている。

従動体２３の移動経路上方には、受像体２３上に形成されたインク滴２２の記録像を観察するためのカメラ２５が配置されている。

インクジェットヘッド１００のインク吐出ユニット１２は、一対のレバー２６ａ，２６ｂにより挟持されている。一方のレバー２６ａはマイクロメータ２７により移動可能に支持されており、他方のレバー２６ｂはバネ２８を介して移動可能に支持されている。

このように、インク吐出ユニット１２は、レバー２６ａ、レバー２６ｂ、マイクロメータ２７、およびバネ２８により、所望の位置に固定可能に支持されている。なお、理解を容易にするため、図示しないが、インク吐出ユニット１２の並び方向に垂直な方向にも、レバー２６ａ、レバー２６ｂ、マイクロメータ２７、バネ２８の一式を備えており、同方向へのインク吐出ユニット１２の移動も可能としている。

インク吐出ユニット１２のヘッドプレート１３への位置合わせを行うには、まず、図７に示したビス２１を締め付け、インク吐出ユニット１２をヘッドプレート１３に固定し、その状態にて、インク吐出ユニット１２のノズル２からインク滴２２を受像体２３に向けて吐出させる。

次いで、図８Ｂに示すように、受像体２３に形成したインク滴２２の記録像をカメラ２５により観察できる位置に、移動ステージ２４を移動させる。そして、カメラ２５により受像体２３に形成したインク滴２２の記録像の所望の位置からのずれ量を把握する。

このずれ量を補正するには、ビス２１を緩めてインク吐出ユニット１２を移動可能な状態にし、マイクロメータ２７を回転させて、ヘッドプレート１３に対するインク吐出ユニット１２の相対位置を移動させた後、ビス２１を再び締める。

このような操作により、インク吐出ユニット１２のヘッドプレート１３への位置合わせを良好に行うことができる。

ここで、インク吐出ユニット１２の密封部材１４は、弾性のあるシリコーンゴムで形成されているので、ヘッドプレート１３に対してインク吐出ユニット１２を相対移動させる際のインク吐出ユニット１２の移動を容易にし、かつ移動後の密封状態の維持を可能としている。

ここで、実際に、インク吐出ユニット１２を５個備えたインクジェットヘッド１００を用いて、インク滴２２を吐出させ、受像体２３上でのインク滴２２の着弾位置の測定を行った。

その結果、このインク吐出ユニット１２のヘッドプレート１３への位置合わせ方法においては、受像体２３への着弾状況が非常に良好であり、所望の着弾位置からの誤差が±５μｍのインクジェットヘッド１００を実現できた。

上述のように、本例のインクジェットヘッド１００は、密封部材１４によりインク吐出ユニット１２とヘッドプレート１３との隙間を密封することにより、この隙間から空気が通過するのを防止することができる。

従って、本例のインクジェットヘッド１００は、吸引キャップ１６を直接ノズル板１に接触させずヘッドプレート１３に接触させた状態で、ノズル２から空気を吸引してインク吐出ユニット１２内のインクに十分な負圧を印加することが可能となる。

これにより、本例のインクジェットヘッド１００においては、インク吐出ユニット１２へのインクの充填、およびインク吐出ユニット１２のノズル２がインクの吐出不良を起こした場合の回復を良好に行うことができ、安定したインクの吐出が可能となる。

また、本例のインクジェットヘッド１００においては、弾性体からなる密封部材１４が変形することにより、インク吐出ユニット１２がヘッドプレート１３に対し移動可能に支持されている。

従って、本例のインクジェットヘッド１００は、密封部材１４を形成した後においても、密封状態を維持した状態のままで、インク吐出ユニット１２をヘッドプレート１３に対して相対的に微少移動させることが可能となり、ヘッドプレート１３に対するインク吐出ユニット１２の取り付け位置の微調整を容易に行うことができる。

また、本例のインクジェットヘッド１００は、インク吐出ユニット１２がヘッドプレート１３に対し着脱可能に固定されている。

従って、本例のインクジェットヘッド１００においては、一度位置合わせを行った後でも再度取り外して再調整することが可能となる。

また、本例のインクジェットヘッド１００は、インク滴２２の吐出不良やインク滴２２の不吐出が生じた場合にインク吐出ユニット１２を交換することも可能である。

このように、本例のインクジェットヘッド１００は、組立時の自由度、およびメンテナンス性を向上させることができる。

また、本例のインクジェットヘッド１００は、ヘッドプレート１３のインクが吐出される側の面に、撥インク膜１５により撥インク処理がなされているので、ヘッドプレート１３およびノズル２の近傍にインクが付着し難くなる。

これにより、本例のインクジェットヘッド１００においては、ヘッドプレート１３に付着して凝集したインクがノズル２に移動してノズル２の目詰まりを発生させることも少なくなり、安定してインクを吐出させることができる。

また、本例のインクジェットヘッド１００においては、ヘッドプレート１３のインク滴２２が通過する開口部にも、撥インク膜１５により撥インク処理がなされているので、ヘッドプレート１３の開口部の壁面にもインクが付着し難く、安定してインクを吐出させることができる。

また、本例のインクジェットヘッド１００における圧力印加手段は、ノズル板１に対し相対移動する振動板５と、振動板５を駆動する圧電素子１０とからなり、振動板５の相対移動方向がノズル２から吐出するインク滴２２の吐出方向と略平行の方向となっている。

このように、本例のインクジェットヘッド１００は、圧力印加手段として圧電素子１０を用いているので、インクの選択の自由度を向上させることができる。

また、本例のインクジェットヘッド１００は、振動板５の振動方向がインク滴２２の吐出方向と略平行となるので、インクへ加える圧力の強さ等を変更してもインク滴２２の直進性の変化を少なくすることができる。

また、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法では、インク吐出ユニット１２からインク滴２２を受像体２３に吐出させ、吐出されたインク滴２２の着弾位置をカメラ２５で観察しながら、インク吐出ユニット１２とヘッドプレート１３との位置合わせが行われる。

このように、本例のインクジェットヘッド１００製造方法においては、インク滴２２の受像体２３への最終的な着弾位置をカメラ２５で確認しながらインク吐出ユニット１２とヘッドプレート１３との位置合わせを行っているので、インク滴２２の着弾位置の誤差を極めて少なくすることができる。

なお、本例のインクジェットヘッド１００においては、単層の圧電素子１０を用いた例を例示しているが、圧電素子１０として積層構成のものを用いてもよい。

さらに、圧力印加手段としては、静電気力を用いた、いわゆる静電アクチュエータや、磁力による磁歪素子を用いてもよい。

また、本例のインクジェットヘッド１００においては、インク吐出ユニット１２のノズル２からインク滴２２を吐出させるものを例示したが、インク吐出ユニット１２のノズル２から吐出させる液体としては、文字や写真を記録紙上に作成させるための黒やカラーの色材を含んだ液体だけでなく、例えば、電極形成のための導電性粒子を含有した液体や、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）に用いる発光材料や、マイクロレンズを作成する樹脂材料等も好ましく用いることができる。

また、本例のインクジェットヘッド１００においては、各インク吐出ユニット１２が１つのノズル２を備えた構成を例示しているが、ノズル２の数は必ずしも１つである必要はない。ただし、インク滴２２の着弾位置のばらつきを極めて重視する場合には、ノズル２の数は少なければ少ない方が好ましい。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法について説明する。図９は、本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法を示す正面図である。図１０は、本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法を示す平面図である。図９および図１０において、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッド１００と同じ構成要素については同じ符号を用いてその説明を省略する。

本例のインクジェットヘッド１００の製造方法は、インク吐出ユニット１２からインク滴２２を吐出した場合のインク滴２２の飛翔状態を観察する方法が、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１００の製造方法と異なっている。

図９に示すように、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法においては、まず、インク滴２２を一定周期で連続して吐出させ、この吐出させる周期に同期させながらＬＥＤ（発光素子）２９を短時間ＯＮする。

そして、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法では、カメラ２５により、インク滴２２の陰を観察するという方法で、インク滴２２の吐出状態を観察した。

本例のインクジェットヘッド１００の製造方法は、上述のように、インク滴２２の飛翔状態を確認することにより、受像体２３へのインク滴２２の着弾後の結果だけでなく、インク滴２２のサテライトの発生状態、吐出速度、飛翔方向等の情報を得ることができる。

また、図１０に示すインクジェットヘッド１００の製造方法では、インク吐出ユニット１２をヘッドプレート１３に対し、２台のカメラ２５ａ，２５ｂと２つのＬＥＤ２９ａ，２９ｂとを用いて、インク滴２２の吐出状態を２方向から観察するようにしている。

ところで、インク吐出ユニット１２をヘッドプレート１３に位置合わせする場合、通常、３方向（３次元方向）の位置合わせが必須となるが、本例のインクジェットヘッド１００は、ノズル板１をヘッドプレート１３に密接させているので、インク滴２２の吐出方向については、ヘッドプレート１３と平行な残りの２方向の位置合わせを行えばよい。

そこで、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法においては、インク滴２２の第１の吐出方向をカメラ２５ａとＬＥＤ２９ａとの組で観察し、インク滴２２の第２の吐出方向をカメラ２５ｂとＬＥＤ２９ｂとの組で観察するようにしている。

なお、このように、２組のカメラ２５ａ，２５ｂとＬＥＤ２９ａ，２９ｂを用いて、複数のインク吐出ユニット１２の並び方向に平行な方向と垂直な方向の２方向からインク滴２２の吐出方向を観察する方法は、従来より一般に採用されている。

しかしながら、周知のようにカメラには焦点距離があるため、各インク吐出ユニット１２の並び方向のヘッドプレート１３の長さがカメラの焦点距離より長い場合は、各インク吐出ユニット１２の並び方向と平行な方向にカメラ２５ｂとＬＥＤ２９ｂとを配置することが不可能となる。

そこで、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法においては、図１０に示すように、カメラ２５ｂとＬＥＤ２９ｂを、各インク吐出ユニット１２の並び方向に対して斜め方向に配置した。

このように、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法では、インク吐出ユニット１２の並び方向に対して、垂直な方向に配置したカメラ２５ａと斜め方向に配置したカメラ２５ｂとで、インク滴２２の吐出方向を２方向から観察するようにしている。

従って、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法においては、カメラ２５ｂの焦点距離が各インク吐出ユニット１２の並び方向のヘッドプレート１３の長さよりも長くなることがなく、インク吐出ユニット１２とヘッドプレート１３との良好な位置合わせが可能となる。

上述のように、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法においては、インク吐出ユニット１２からインク滴２２を吐出させながら、インク吐出ユニット１２とヘッドプレート１３との位置合わせを行っている。

従って、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法では、インク滴２２の最終的な着弾位置を確認できるとともに、サテライトの発生状態や、吐出速度などの飛翔状態を確認しながら、ヘッドプレート１３に対してインク吐出ユニット１２の位置合わせを行うことができる。

これにより、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法では、インク滴２２の吐出状態が不良であったり不安定であったりするインク吐出ユニット１２のヘッドプレート１３への取り付けを行わないようにすることが可能となり、インク滴２２の着弾位置性能がより安定したインクジェットヘッド１００を得られるようになる。

なお、本例のインクジェットヘッド１００の製造方法においては、カメラ２５ａとＬＥＤ２９ａも、インク吐出ユニット１２の並び方向に対して斜め方向に配置した構成としても構わない。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係るインクジェットヘッドの構成について説明する。図１１は、本発明の実施の形態３に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。図１２は、本発明の実施の形態３に係るインクジェットヘッドの製造方法を示す正面図である。なお、図１１および図１２において、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１００と同じ構成要素については同じ符号を用いてその説明を省略する。

図１１に示すように、本例のインクジェットヘッド２００における複数のインク吐出ユニット１２は、ヘッドプレート１３の温度が５０℃の時、間隔Ｐが２５．４ｍｍの等間隔になるよう配設されている。

本例のインクジェットヘッド２００は、図１１では構成を分かりやすくするために５個のインク吐出ユニット１２を図示しているが、実際には１１個のインク吐出ユニット１２を備えており、両端のノズル間の距離（ノズルピッチ）は２５．４ｍｍとなるように形成している。

本例のインクジェットヘッド２００におけるインク吐出ユニット１２のヘッドプレート１３への固定方法は、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１００と同様であるので、ここでの説明を省略する。

また、本例のインクジェットヘッド２００におけるインク吐出ユニット１２のヘッドプレート１３への位置合わせ方法についても、実施の形態１に係るインクジェットヘッド１００と同様であるので、ここでの説明を省略する。

次に、本例のインクジェットヘッド２００を用いたインクジェット式記録装置の概略構成について説明する。図１２は、本発明の実施の形態３に係るインクジェットヘッドを用いたインクジェット式記録装置の概略構成を示す正面図である。

図１２に示すインクジェット式記録装置３００は、図１１に示すインクジェットヘッド２００（図１２においては、複数のインク吐出ユニット１２とヘッドプレート１３のみを図示している）に温度変更手段としてのヒータ３０と、インクジェットヘッドの温度を検知するためのサーミスタ３１とヘッドプレート１３にそれぞれ配設したものである。

図１２において、ヘッドプレート１３は、剛性と熱伝導性の観点から、金属板を用いており、本例のインクジェット式記録装置３００では、金属のなかでも熱伝導性の良好なアルミニウム板を用いている。

ヒータ３０は、通電により発熱するものであり、ヘッドプレート１３に熱を伝え易いように、面状のものを用い、ヘッドプレート１３に面で接触させている。なお、ヒータ３０は、熱の伝熱をさらに良好にするため、ヘッドプレート１３に埋め込んでも構わない。

また、ヒータ３０は、ヘッドプレート１３に取り付けられたサーミスタ３１が検知する温度に従って、ヘッドプレート１３を加熱保温し、それにより、インク吐出ユニット１２を所望の温度に加熱保温するものである。

次に、本例のインクジェット式記録装置３００の動作について説明する。

本例のインクジェット式記録装置３００においては、まず、サーミスタ３１で検知した温度にしたがってヒータ３０に通電し、ヘッドプレート１３を所望の温度に加熱保温する。

図１３は、本発明の実施の形態３に係るインクジェットヘッドの温度とノズルピッチとの関係を示すグラフである。図１３に示すように、ノズルピッチは、ヘッドプレート１３の温度が上昇すると、熱膨張により長くなる。

すなわち、図１３に示すように、ヘッドプレート１３の温度がＴ２であり、その温度Ｔ２でのノズルピッチがＰ２の時、ヘッドプレート１３の温度をＴ２からＴ１まで上昇させた場合のノズルピッチはＰ１まで熱膨張する。

本例のインクジェット式記録装置３００では、ヘッドプレート１３にアルミニウムを用いており、その線膨張係数は、２３．９×１０Ｅ^−６／℃である。

従って、例えば、ヘッドプレート１３の温度が基準の温度から２０℃上昇した場合、ノズルピッチは０．０４７８％だけ長くなる。つまり、ノズル２の列の両端の距離は２５．４mmであるので、その距離が１２μｍだけ長くなることになり、着弾位置の誤差はかなり大きなものとしまう。

そこで、本例のインクジェット式記録装置３００は、ヘッドプレート１３の使用時の温度をＴ１、その温度での所望のノズルピッチをＰ１とした場合、Ｔ１より低温時、例えばＴ２では、ノズルピッチがＰ２となるようにインクジェットヘッド２００を製作したものである。

また、本例のインクジェット式記録装置３００は、使用時の温度Ｔ１が装置内の温度や、その使用環境温度よりも高めとしたものである。つまり、ヘッドプレート１３の温度をＴ１とするために加熱手段だけ備えればよく、冷却手段は不要となる。

従って、本例のインクジェット式記録装置３００においては、具体的にはヘッドプレート１３の温度を５０℃とすることにより、所望のノズルピッチ２．５４ｍｍのインクジェットヘッド２００が得られる。

そして、このインクジェットヘッド２００は、ノズルピッチが所望の値となった後、インク吐出ユニット１２の圧電素子１０（図１参照）に通電することにより、所望のピッチでインク滴２２を吐出させることができる。

ここで、インクジェットヘッド２００は、ヘッドプレート１３の温度を５０℃としており、そのときのインク吐出ユニット１２内のインクも温度が上昇し、インクの粘度低下が起こっている。そのため、このインクジェットヘッド２００では、インクの粘度に適した通電波形を圧電素子１２通電して所望の圧力を印加している。

この状態にて、インクジェット式記録装置３００を使用する環境温度を１０℃〜４０℃まで変化させながらノズルピッチの測定を行った。この結果、インクジェット式記録装置３００の使用環境を１０℃〜４０℃に変化させてもヘッドプレート１３の温度を５０℃に保つことにより、常に一定の２５．４ｍｍというピッチを得ることができた。ただし、実際のピッチの測定は、両端のノズル２同士の離間距離を測定した。

本例のインクジェット式記録装置３００に用いるインクジェットヘッド２００は、複数のインク吐出ユニット１２をヘッドプレート１３に位置決めした後固定するというる構成であるので、インク滴２２の着弾位置性能が良好なものであった。

また、本例のインクジェット式記録装置３００は、インクジェットヘッド２００のノズルピッチＰが所望の値にできていない場合において、環境温度や装置温度が当初設定温度よりも変化し、ノズルピッチＰが所望の値からずれた場合には、温度変更手段によりインクジェットヘッド２００のヘッドプレート１３の温度を変更し、ノズルピッチＰを所望の値に補正することが可能であり、常に所望のノズルピッチＰを得ることができ、インク滴２２の着弾位置性能を良好に維持することができる。

また、本例のインクジェット式記録装置３００における温度変更手段は、ヘッドプレート１３に取り付けた、通電により発熱するヒータ３０を用いるものであり、ヒータ３０という非常に簡単な手段により、かつ、加熱したいヘッドプレート１３を直接加熱することができ、それにより、安価で、温度変更が素早く、所望のノズルピッチＰが得られる。

また、本例のインクジェット式記録装置３００におけるインク吐出ユニット１２は、ヘッドプレート１３に対し着脱可能に固定されたものであり、一度位置合わせを行った後、再度調整しようとした場合にも、インク吐出ユニット１２が着脱可能であるので、再調整可能となる。

さらに、インク滴２２の吐出不良やインク滴２２の不吐出が生じた場合には、インク吐出ユニット１２を交換することも可能である。これにより、自由度が高く、メンテナンス性が高いインクジェットヘッド２００を提供することができる。

また、本例のインクジェット式記録装置３００においては、密封部材１４を備えたことにより、吸引キャップ１６を直接ノズル板１に接触させず、ヘッドプレート１３に接触させた状態で、ノズル２から吸引し、インク吐出ユニット１２内のインクに負圧を印加することが可能となる。これにより、インク滴２２の良好な着弾位置性能を維持しながら、インクの充填および不吐出の回復を容易に行うことができる。

さらに、密封部材１４は弾性体であり、インク吐出ユニット１２は、密封部材１４が変形することによりヘッドプレート１３に対し移動可能に支持されたものであり、密封部材１４を形成した後においても、その密封状態を維持した状態で、インク吐出ユニット１２をヘッドプレート１３に対し微少の相対移動が可能であるので、ヘッドプレート１３に対するインク吐出ユニット１２の取り付け位置の微調整を容易に行うことができる。

また、本例のインクジェット式記録装置３００においては、１つのインク吐出ユニット１２に１つのノズル２が形成されたものであり、複数のノズル２を備えた場合のように、その複数のノズル間での着弾位置に対し誤差が生じる事が無く、インク吐出ユニット１２ごとの位置合わせさえ確実に実施できれば、着弾位置の誤差を極めて少なくすることができる。

また、本例のインクジェット式記録装置３００における圧力印加手段は、ノズル板１に対し相対移動する振動板５と、振動板５を駆動する圧電素子１０とからなり、振動板５の相対移動方向は、ノズル２から吐出するインク滴２２の吐出方向と略平行の方向としたものであり、圧力印加手段に圧電素子１０を用いることにより、インクの選択の自由度の高いものとなる。

また、本例のインクジェット式記録装置３００においては、振動板５の振動方向をインク滴２２の吐出方向と略平行としたことにより、インクへ加える圧力の強さ等を変更してもインク滴２２の直進性の変化を少なくすることができる。

また、本例のインクジェット式記録装置３００の製造方法によれば、インク吐出ユニット１２とヘッドプレート１３の位置合わせは、インク吐出ユニット１２からインク滴２２を受像体２３に記録させ、そのインク滴２２の着弾位置を観察しながら行うものであり、最終の着弾位置を確認しながらインク吐出ユニット１２の位置合わせを行う方法であるので、着弾位置の誤差を極めて極めて少なくすることができる。

また、本例のインクジェット式記録装置３００の製造方法によれば、ヘッドプレート１３の使用時の温度がＴ１、この温度Ｔ１でのヘッドプレート１３のノズル２の所望のノズルピッチがＰ１であり、かつ、ヘッドプレート１３の温度をＴ２に変更した時、その温度でのヘッドプレート１３のノズルピッチがＰ２に変化するものである。つまり、ヘッドプレート１３は、温度がＴ２の時、そのノズル２のノズルピッチがＰ２としたものである。

従って、本例のインクジェット式記録装置３００の製造方法においては、ヘッドプレート１３の熱膨張収縮を考慮し、ノズルピッチＰを決定し、その決定したノズルピッチＰとなるようにインクジェットヘッド２００を製造したことにより、そのインクジェットヘッド２００を実際に使用する温度にて所望のノズルピッチＰとなるインクジェットヘッド２００を提供することができる。

なお、本例のインクジェット式記録装置３００では、圧電素子１０として、単層のものを用いたが、積層構成の圧電素子を用いてもよい。

さらに、本例のインクジェット式記録装置３００においては、圧力印加手段として、静電気力を用いた、いわゆる静電アクチュエータや、磁力による磁歪素子を用いてもよい。

また、本例のインクジェット式記録装置３００においては、インク吐出ユニット１２が１つのノズル２を備えているが、ノズル２は必ず１つである必要はない。ただし、着弾位置のばらつきを極めて重視する場合には、ノズル２の数は少なければ少ない方が好ましい。

また、本例のインクジェット式記録装置３００においては、温度変更手段としてヒータ３０をヘッドプレート１３に取り付けたが、これは、ヘッドプレート１３に直接発熱体を形成したものでも構わない。

また、本例のインクジェット式記録装置３００においては、ヒータ３０は支持プレート３に取り付けたが、これは、必ずしもヘッドプレート１３に取り付ける必要はなく、インク吐出ユニット１２に取り付けることも可能である。

また、本例のインクジェット式記録装置３００においては、温度変更手段には通電により発熱するヒータ３０を用いたが、これは、通電により吸熱する、例えばペリチェ素子等による冷却手段を用いることも可能であり、さらには、ヒータ３０と冷却手段との両方を用いる構成も可能である。

また、本例のインクジェット式記録装置３００においては、インクジェットヘッド２００から吐出させる液体をインクとしたが、液体としては、文字や写真を記録紙上に作成させるための黒やカラーの色材を含んだ液体だけでなく、例えば、電極形成のための導電性粒子を含有した液体や、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）に用いる発光材料や、マイクロレンズを作成する樹脂材料等も好ましく用いることができる。

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係るインクジェット式記録装置について説明する。図１４は、本発明の実施の形態４に係るインクジェット式記録装置のノズルピッチの検知方法を示す概略図である。

図１４に示すように、本例のインクジェット式記録装置３００のノズルピッチの検知方法は、ノズルピッチ検知手段としてのカメラ３２により、ノズル２の位置を光学的に読みとり、それによりノズル２のノズルピッチＰを測定する方法である。

カメラ３２は、カメラ移動手段３３により、ノズル２の並び方向に移動可能に支持されている。

図１４において、本例のインクジェット式記録装置３００のノズルピッチの検知方法では、まず、カメラ移動手段３３により、インク吐出ユニット１２に形成されたノズル２の列の一番はしのノズル２の位置にカメラ３２を移動する。

次いで、この検知方法では、その隣のノズル２の位置にカメラ３２を移動し、その移動量を測定することにより、ノズルピッチＰを検知する。

また、場合によっては、インク吐出ユニット１２に形成されたノズル２の列の両端の間隔を測定することにより、ノズルピッチＰを求める方法も好ましく用いられる。

そして、この検知方法では、上述の方法によって得られたノズルピッチＰの値と、インクジェットヘッド２００を使用するときの所望のノズルピッチＰの値と、ヘッドプレート１３の線膨張係数とを考慮し、インクジェットヘッド２００の保温温度を決定し、ヒータ３０に通電し、サーミスタ３１の検知温度に従って、ヘッドプレート１３を所望の温度に加熱保温する。

これにより、インクジェットヘッド２００の使用時に、所望のノズルピッチＰを得ることができるようになる。

本例のインクジェット式記録装置３００は、インクジェットヘッド２００のノズルピッチＰを検知し、その値に基づいてヘッドプレート１３の保温温度を設定し、ヒータ３０により設定温度にヘッドプレート１３を加熱保温することにより、ヘッドプレート１３に熱膨張を起こさせ、所望のノズルピッチＰを得るものである。

従って、本例のインクジェット式記録装置３００においては、ノズルピッチＰがインクジェットヘッド２００ごとにばらついている場合でも、確実に所望のノズルピッチＰを得ることができるようになる。

また、本例のインクジェット式記録装置３００においては、ノズルピッチＰを測定しながらヒータ３０に通電し、所望のノズルピッチＰが得られた時、その温度にて保温するという方法も好ましく用いることができる。

また、本例のインクジェット式記録装置３００においては、カメラ移動手段３３によりカメラ３２を移動させたが、これは、カメラ３２を固定し、インクジェットヘッド２００側を移動させるものでもよい。

（実施の形態５）
次に、インクジェット式記録装置３００のノズルピッチＰの他の検知方法について説明する。図１５Ａは、本発明の実施の形態５に係るインクジェット式記録装置のノズルピッチの他の検知方法を示す概略図である。図１５Ｂは、本発明の実施の形態５に係るインクジェット式記録装置のノズルピッチの他の検知方法の動作態様を示す概略図である。

このノズルピッチＰの検知方法と図１４に示したノズルピッチＰの検知方法と異なる点は、図１４に示したように、カメラ３２により直接ノズル２の位置を読みとるのではなく、図１５Ａに示すように、ノズル２からインク滴２２を吐出させ、そのインク滴２２の着弾位置を、図１５Ｂに示すように、カメラ３４で読みとってノズルピッチＰを検知することである。

図１５Ａでは、紙や樹脂フィルムなどからなる受像体２３を用い、この受像体２３にインク滴２２を吐出させ、受像体２３に着弾させ、インク滴２２の像を形成する。

そして、受像体２３の移動ステージ２４により、図１５Ｂの矢印の方向にインク滴２２の像が形成された受像体２３をカメラ３４の直下を通過させ、着弾位置を読みとる。そして、この着弾位置からノズルピッチＰを読みとることができる。

この検知方法では、インクジェットヘッド２００のノズルピッチを検知し、その値に基づいてヘッドプレート１３の保温温度を設定し、ヒータ３０により設定温度にヘッドプレート１３を加熱保温することにより、ヘッドプレート１３に熱膨張を起こさせ、所望のノズルピッチを得るものである。

これにより、この検知方法では、ノズルピッチＰがインクジェットヘッド２００ごとにばらついている場合でも、確実に所望のノズルピッチＰを得ることができるインクジェット式記録装置３００を提供することができる。

（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６に係るインクジェット式記録装置について説明する。図１６は、本発明の実施の形態６に係るインクジェット式記録装置の概略構成を示す正面図である。

図１６に示すように、本例のインクジェット式記録装置４００は、ヒータ３０およびサーミスタ３１を複数備えている点が、図１２示したインクジェット式記録装置３００と異なる。なお、図１６においては、理解を容易にするため、インク吐出ユニット１２の図示は省略している。

図１６において、複数のヒータ３０は、それぞれ個別に通電可能に構成されており、それにより、インクジェットヘッド２００のノズルの並び方向に対して自在な発熱分布を持たせることが可能となる。また、サーミスタ３１を複数備えたことにより、インクジェットヘッド２００のノズル２の並び方向の温度分布の測定も可能となる。

インクジェットヘッド２００のノズルピッチＰには様々な要望があり、また、実際にインクジェットヘッド２００を製造した場合、インクジェットヘッド２００のノズルピッチＰには様々な課題が生じる。

その課題の１つに、インクジェットヘッド２００のノズルピッチＰをインクジェットヘッド２００内で分布を持たせたいというものがある。これは、インク滴２２を吐出させる受像体２３からの要望であり、例えば、中央部のノズルピッチＰよりも両端部のノズルピッチＰの方を微妙に長くさせるというものがある。

この課題を解消するには、インクジェットヘッド２００の両端部にあるヒータ３０の発熱量を中央部にあるヒータ３０の発熱量よりも多くすることにより、インクジェットヘッド２００の両端部の温度を中央部の温度よりも高くし、熱膨張を大きくすればよい。

これにより、インクジェットヘッド２００の両端部のノズルピッチＰを中央部のノズルピッチＰよりも長くすることが可能となる。

また、他の課題として、インクジェットヘッド２００を製造した際、インクジェットヘッド２００内にてノズルピッチＰに所望の値に対する分布が生じていることがある。

この課題を解消するには、ヒータ３０に発熱分布を与え、所望の値に対する分布を補正するように、インクジェットヘッド２００に温度分布を与えることが好ましい。

さらに、他の課題として、インクジェットヘッド２００に熱容量分布や、インクジェットヘッド２００の場所による放熱の差がある場合、ヒータ３０により、均一な発熱を行うと、インクジェットヘッドに温度分布が生じ、それにより、ノズルピッチの分布が生じるというものがある。

この課題を解消するには、インクジェットヘッド２００に熱容量分布などがある場合でも、ヒータ３０に適切な発熱分布を持たせ、それにより、インクジェットヘッド２００の温度を均一にし、均一なノズルピッチを得ることが好ましい。

本例のインクジェット式記録装置４００においては、複数のヒータ３０を用い、発熱の分布を持たせることにより、インクジェットヘッド２００のノズル２の並び方向に温度分布を持たせることが可能となる。

これにより、本例のインクジェット式記録装置４００では、インクジェットヘッド２００のノズルピッチＰにそのインクジェットヘッド２００内で分布があり、その分布をなくしたい場合や、逆にインクジェットヘッド２００内でノズルピッチＰに分布を持たせたい場合にも、それに対応させた温度分布を持たせることにより、所望のノズルピッチＰを得られるようになる。

また、本例のインクジェット式記録装置４００においては、複数のヒータ３０を用い、インクジェットヘッド２００に対して発熱分布を持たせることにより、インクジェットヘッド２００を加熱保温する際、インクジェットヘッド２００に熱容量の分布がある場合や、インクジェットヘッド２００の放熱状態に差がある場合においても、それに対応した発熱分布をヒータ３０に持たせることにより、インクジェットヘッド２００の温度が一定となるように加熱保温することが可能となり、インクジェットヘッド２００全域に亘り所望のノズルピッチＰを得ることができるようになる。

なお、本例のインクジェット式記録装置４００においては、発熱分布を与えるために複数のヒータ３０を備えたが、これは、発熱分布を与えることができるならば、例えば、所望の発熱分布が得られるように、発熱分布をもった１つのヒータ３０を用いることも可能である。この場合、自在に発熱分布を変更できないことは言うまでもない。

また、本例のインクジェット式記録装置４００においては、インクジェットヘッド２００に温度分布を与えた場合には、その温度分布に対応させて、それぞれの圧電素子１０に印加する波形を変更し、それぞれのインク吐出ユニット１２内のインクに印加する圧力にも分布を持たせるということも好ましく用いることができる。

（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７に係るインクジェットヘッドの製造方法について説明する。図１７は、本発明の実施の形態７に係るインクジェットヘッドの製造方法を示す正面図である。

図１７に示すように、本例のインクジェットヘッド２００の製造方法は、ヘッドプレート１３にインク吐出ユニット１２を取り付けるときにも、インクジェット式記録装置３００として用いるヒータ３０とサーミスタ３１とを備えたことである。

図１７において、本例のインクジェットヘッド２００の製造方法においては、ヘッドプレート１３にインク吐出ユニット１２を位置合わせする前に、まず、ヘッドプレート１３を、ヒータ３０とサーミスタ３１を用いて、インクジェットヘッド２００を実際に用いるときの温度にヘッドプレート１３を加熱保温しておく。

以後は、図９に示した製造方法と同様の動作を行い、ヘッドプレート１３にインク吐出ユニット１２を位置決めして固定する。

本例のインクジェットヘッド２００の製造方法は、インクジェットヘッド２００を最終的に使用するときの温度にヘッドプレート１３を保温し、その状態にてヘッドプレート１３にインク吐出ユニット１２の位置合わせを行うものである。

従って、本例のインクジェットヘッド２００の製造方法においては、ヘッドプレート１３の熱膨張収縮を何等考慮せずとも、使用時、ヘッドプレート１３の温度だけを一定に保ちさえすれば所望のノズルピッチＰが得られるインクジェットヘッド２００を得ることができる。

さらに、本例のインクジェットヘッド２００の製造方法においては、インク吐出ユニット１２を位置合わせする場合と、インクジェット式記録装置３００を実際に使用する場合とで、同じヒータ３０を用いるものであり、ヘッドプレート１３の温度むらや温度ばらつきは両場合でほぼ同様のものとなる。

従って、本例のインクジェットヘッド２００の製造方法は、インク吐出ユニット１２を位置合わせする時に、ヘッドプレート１３に温度むらや温度ばらつきがあっても、その状態にて良好に位置合わせさえ行えば、実際にインクジェット式記録装置３００を使用する場合には、所望のノズルピッチＰを得ることができ、インク滴２２の着弾位置性能の良好なインクジェットヘッド２００を提供することができる。

なお、本実施の形態では、ヘッドプレート１３を加熱保温した後は、実施の形態５と同様の位置決め、固定方法を実施するとしたが、これは、実施の形態１と同様の位置決め、固定方法を行っても良い。

また、本例のインクジェットヘッド２００の製造方法においては、ヘッドプレート１３の温度の変更には、最終的にインクジェット式記録装置３００として用いるヒータ３０を使用するのが、着弾位置性能の点からは好ましいが、製造工程での効率という点からは、別手段での温度変更が好ましい場合もある。

このような場合には、例えば、別の出力大きいヒータを用いるとか、ヘッドプレート１３だけでなく、その回りの環境温度を変更することも採用することができる。

ところで、上述したインク吐出ユニット１２は、ノズル２が１つだけ形成されたノズル板１を１つだけ備えている。

これに対し、例えば図１８Ａおよび図１８Ｂに示すように、１つのインク吐出ユニット１２の１つのノズル板１が複数のノズル２を備えている場合には、ヘッドプレート１３の熱膨張や収縮の量と、インク吐出ユニット１２の熱膨張や収縮の量とが異なるため、インク吐出ユニット１２毎のつなぎ目位置の、図１８Ａに示す初期の状態でのノズルピッチＰと、図１８Ｂに示す加熱後の状態でのノズルピッチＰ２とが異なってしまう。

そこで、本例のインクジェットヘッド２００の製造方法においては、ヘッドプレート１３の温度を所望の温度に制御し、ヘッドプレート１３を熱膨張または収縮させることにより、ヘッドプレート１３の長さを所望の長さに変更する。

これにより、このインクジェットヘッド２００の製造方法においては、ヘッドプレート１３に固定された各インク吐出ユニット１２と各ノズル２のノズルピッチＰを所望のノズルピッチＰに制御することができる。

なお、本例のインクジェットヘッド２００としては、１つの圧力室６に複数のノズル２を備えるように構成して、１つの画素を形成するために複数のノズル２から必ず同時にインク滴２２を吐出させるように構成したものであってもよい。

本明細書の内容は、２００５年２月９日出願の特願２００５−０３２５５５、および２００５年５月１０日出願の特願２００５−１３７０３２に基づく。この内容は全てここに含めておく。

本発明にかかるインクジェットヘッドは、インクジェットヘッドへのインクの充填時や、吐出不良が発生した時の回復動作時、ノズルからのインク吸引を確実に行うことができ、記録紙にインクを吐出して文字や画像を記録するだけでなく、例えば、各種金属インクを吐出することによる配線パターンの形成や、カラーフィルター材料を吐出することによるカラーフィルター形成や、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）発光を行うための各種材料の吐出や、有機ＴＦＴ作成のための各種材料の吐出等、工業用の用途にも適用可能である。

本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドに用いるインク吐出ユニットの概略構成を示す断面図 本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの概略構成の一例を示す断面図 本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの概略構成の他の例を示す断面図 本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドのヘッドプレートに撥インク処理を施した場合の概略構成を示す要部拡大断面図 本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドのインク充填等の動作を説明するための概略断面図 本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドの撥インク膜が形成されていない場合にインク充填動作を行った後の状態を示す概略断面図 本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドのヘッドプレートにインク吐出ユニットを固定する方法を示す側面図 本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドのインク吐出ユニットのヘッドプレートへの位置合わせ方法を示す正面図 本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッドのインク吐出ユニットのヘッドプレートへの位置合わせ時のずれ量の補正方法を示す正面図 本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法を示す正面図 本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドの製造方法を示す平面図 本発明の実施の形態３に係るインクジェットヘッドの概略構成を示す断面図 本発明の実施の形態３に係るインクジェットヘッドを用いたインクジェット式記録装置の概略構成を示す正面図 本発明の実施の形態３に係るインクジェットヘッドの温度とノズルピッチとの関係を示すグラフ 本発明の実施の形態４に係るインクジェット式記録装置のノズルピッチの検知方法を示す概略図 本発明の実施の形態５に係るインクジェット式記録装置のノズルピッチの他の検知方法を示す概略図 本発明の実施の形態５に係るインクジェット式記録装置のノズルピッチの他の検知方法の動作態様を示す概略図 本発明の実施の形態６に係るインクジェット式記録装置の概略構成を示す正面図 本発明の実施の形態７に係るインクジェットヘッドの製造方法を示す正面図 本発明の実施の形態７に係るインクジェットヘッドの他の製造方法を示す正面図 本発明の実施の形態７に係るインクジェットヘッドの他の製造方法における加熱後の概略構成を示す平面図

Claims (16)

1. インクを吐出するノズルが形成されたノズル板と、
   インクに圧力を印加する圧力印加手段と、
   前記ノズル板を保持するノズル板保持部材と、
   少なくとも前記ノズル板と前記圧力印加手段と前記ノズル板保持部材とからなるインク吐出ユニットを複数保持するヘッドプレートと、
   前記インク吐出ユニットと前記ヘッドプレートとの隙間を空気が通過しないように密封し、かつ、自らが変形することにより前記インク吐出ユニットを前記ヘッドプレートに対し移動可能に支持する密封部材と、
   前記密封部材により前記インク吐出ユニットと前記ヘッドプレートとの隙間を密封し、前記インク吐出ユニットを前記ヘッドプレートに位置合わせを行った後、前記インク吐出ユニットと前記ヘッドプレートとを固定する固定部材と、
   を具備する、インクジェットヘッド。
2. 前記固定部材は、前記インク吐出ユニットを前記ヘッドプレートに対し着脱自在に固定する、請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. 前記ヘッドプレートは、前記インク吐出ユニットから吐出されたインク滴が通過する開口部を有し、前記ヘッドプレートのインクが吐出される側の面の少なくとも一部分に撥インク処理がなされている、請求項１記載のインクジェットヘッド。
4. 前記ヘッドプレートは、前記インク吐出ユニットから吐出されたインク滴が通過する開口部を有し、前記開口部の壁面の前記密封部材と接触していない部分の、インクが吐出される側に撥インク処理がなされている、請求項１記載のインクジェットヘッド。
5. 前記ヘッドプレートの温度を変化させる温度変更手段を備え、
   前記温度変更手段により前記ヘッドプレートの温度を変化させることによって、前記ヘッドプレートを熱膨張収縮させて、前記インク吐出ユニットの前記ノズルの間隔を所望の値に維持する、請求項１記載のインクジェットヘッド。
6. 前記温度変更手段により、前記インク吐出ユニットの前記ノズルの並び方向に温度分布を持たせる、請求項５記載のインクジェットヘッド。
7. 前記ヘッドプレートの温度に従って、前記圧力印加手段により印加する圧力を変更する、
   請求項５記載のインクジェットヘッド。
8. 前記温度変更手段は、前記ヘッドプレートに取り付けた、通電により発熱するヒータである、請求項５記載のインクジェットヘッド。
9. 前記ヒータは、前記ヘッドプレートに対して発熱分布を持つ、請求項８記載のインクジェットヘッド。
10. 前記インク吐出ユニットは、前記ヘッドプレートに対し着脱可能に固定されている、請求項５記載のインクジェットヘッド。
11. 前記インク吐出ユニットの各々は、前記ノズルが１つだけ形成されたノズル板を１つだけ備えている、請求項５記載のインクジェットヘッド。
12. 前記圧力印加手段は、前記ノズル板に対し相対移動する振動板と、
    前記振動板を駆動する圧電素子からなり、
    前記振動板の相対移動方向は、前記ノズルから吐出するインク滴の吐出方向と略平行の方向である、請求項１記載のインクジェットヘッド。
13. 請求項１記載のインクジェットヘッドと、
    前記インクジェットヘッドの前記ノズルの間隔を検知するノズルピッチ検知手段と、
    を具備する、インクジェット式記録装置。
14. 請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、
    前記インク吐出ユニットからインク滴を吐出させ、前記インク吐出ユニットから吐出するインク滴の飛翔状態を観察しながら、前記インク吐出ユニットと前記ヘッドプレートとの位置合わせを行う、インクジェットヘッドの製造方法。
15. 請求項５記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、
    前記インクジェットヘッドの使用時の前記ヘッドプレートの温度がＴ１、前記温度Ｔ１での前記複数のインク吐出ユニット同士のそれぞれのノズルピッチがＰ１であって、
    前記温度変更手段により前記ヘッドプレートの温度をＴ２に変更したとき、前記複数のインク吐出ユニット同士のそれぞれのノズルピッチがＰ２に変化するものとした場合、
    前記ヘッドプレートの温度がＴ２の状態で、前記複数のインク吐出ユニット同士のそれぞれのノズルピッチがＰ２となるように、前記インク吐出ユニットと前記ヘッドプレートとの位置合わせを行う、インクジェットヘッドの製造方法。
16. 請求項５記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、
    前記温度変更手段を用いて前記インクジェットヘッドを最終的に使用する温度に保温した状態で、前記インク吐出ユニットと前記ヘッドプレートとの位置合わせを行う、インクジェットヘッドの製造方法。

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