JP6024557B2 - 液体吐出装置及び液体吐出装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出装置、及び、液体吐出装置の製造方法に関する。

特許文献１には、複数のノズルが形成された長尺の１枚のノズルプレートに、複数の短尺状インク噴射ヘッドが接合されることによって、インク噴射ヘッドが形成されることが記載されている。

特許文献２には、複数のノズルが形成されたノズルプレートの複数のノズルが開口した面に、ノズルと重なる部分に貫通孔が形成された、ノズルプレートを補強するためのガイドプレートが接合されていることが記載されている。

特開２０１０−１７９５１０号公報 特開２０１０−１７２８１９号公報

ここで、特許文献１に記載されているようにノズルプレートを複数のインク噴射ヘッドが接合される長尺のものとした場合には、ノズルプレートの剛性が低くなる。そのため、短尺状インク噴射ヘッドを駆動してノズルからインクを吐出させるときにノズルプレートが変形して、ノズルの位置が変動してしまう虞がある。また、剛性の低いノズルプレートは、短尺状インク噴射ヘッドとの接合時等におけるハンドリング性にも問題がある。

そこで、特許文献１に記載されているような長尺のノズルプレートの剛性を高くするために、ノズルプレートのノズルの開口面に、特許文献２に記載されているようなガイドプレートを接合することが考えられる。このとき、特許文献１に記載されているような長尺のノズルプレートの剛性を十分に高くするためには、ガイドプレートの厚みをある程度大きくする必要がある。しかしながら、ノズルプレートにガイドプレートを接合した場合には、ノズルプレートのノズルの開口面と被記録媒体との距離が、ガイドプレートの厚みの分大きくなってしまう。そのため、ガイドプレートの厚みを大きくすると、ノズルプレートのノズルの開口面と被記録媒体との距離が大きくなりすぎ、ノズルから吐出されたインクの被記録媒体における着弾位置精度が悪くなってしまう虞がある。

本発明の目的は、ノズルプレートの剛性を十分に高くするためにガイドプレートの厚みを大きくしつつも、ノズルと液体の吐出対象との距離が大きくなるのを極力抑えることが可能な液体吐出装置及び液体吐出装置の製造方法を提供することである。

第１の発明に係る液体吐出装置は、複数のノズルを有する液体吐出装置であって、前記ノズルに連通する液体流路がそれぞれ形成された複数の流路形成体と、前記複数の流路形成体と接合されたプレートであって、屈曲していることによって、前記複数の流路形成体と重なる複数の部分が、前記流路形成体と反対側に突出した複数の突出部となっており、前記複数の突出部にそれぞれ複数の前記ノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートの前記複数の流路形成体と反対側の面に接合され、前記複数の突出部と重なる部分に複数の貫通孔が形成されたガイドプレートと、を備え、前記突出部のノズルプレートの他の部分に対する突出量よりも、前記ガイドプレートの厚みが大きい。

本発明によると、ノズルプレートは、屈曲していることによって、複数の流路形成体と重なる部分が、流路形成体と反対側に突出した複数の突出部となっている。したがって、ノズルプレートの剛性を高くするために、ノズルプレートに接合するガイドプレートの厚みを大きくしつつも、ノズルと、ノズルから液体が吐出される対象との距離を短くすることができる。これにより、上記対象における液体の着弾精度が向上する。また、ガイドプレートの厚みが複数の突出部のノズルプレートの他の部分に対する突出量よりも大きくなっているため、ガイドプレートによりノズルを保護することもできる。

第２の発明に係る液体吐出装置は、第１の発明に係る液体吐出装置において、前記ガイドプレートの前記ノズルプレートと反対側の面に接触することで前記ノズルを覆うキャッピング状態と、前記ガイドプレートの前記ノズルプレートと反対側の面から離れたアンキャッピング状態のいずれかの状態を選択的に取ることができるように構成されたノズルキャップをさらに備えている。

本発明によると、厚みの大きいガイドプレートはノズルプレートよりも剛性が高いため、ノズルキャップをガイドプレートのノズルプレートと反対側の面に接触させたときの、ノズルキャップとガイドプレートとの密着性が高くなる。これにより、ノズルの乾燥を確実に防止することができる。また、ノズルキャップがノズルプレートに直接接触しないので、ノズルプレートの流路形成体と反対側の面を傷つけてしまうのを防止することができる。

第３の発明に係る液体吐出装置は、第２の発明に係る液体吐出装置において、前記ノズルキャップは、前記キャッピング状態で、前記ガイドプレートの前記ノズルプレートと反対側の面と対向しているとともに、前記複数の突出部にまたがって連続に延びており、前記複数の突出部に形成された前記ノズルを一度に覆うものである。

本発明によると、ガイドプレートのノズルプレートと反対側の面は、複数の流路形成体や突出部に共通の面であり、平面度が高い。したがって、ノズルキャップを、複数の突出部に形成されたノズルを一度に覆うものとしても、各突出部に形成されたノズルの乾燥を確実に防止することができる。

第４の発明に係る液体吐出装置は、第１〜第３のいずれかの発明に係る液体吐出装置において、前記ガイドプレートの前記ノズルプレートと反対側に配置され、前記液体吐出ヘッドに対して、前記ガイドプレートの面方向に沿った所定の一方向に相対移動することによって、前記複数の突出部の前記流路形成体と反対側の面に付着した液体を一度に拭き取るワイパをさらに備えている。

本発明によると、ガイドプレートのノズルプレートと反対側の面は、複数の流路形成体や突出部に共通の面であり平面度が高い。したがって、ワイパを、液体吐出ヘッドに対して、ガイドプレートの面方向に沿った所定の一方向に相対移動させることにより、複数の突出部の流路形成体と反対側の面に付着した液体を一度に拭き取ることができる。

第５の発明に係る液体吐出装置は、第４の発明に係る液体吐出装置において、前記ガイドプレートは、前記貫通孔の前記ノズルプレートと反対側の開口の、前記所定の一方向における下流側の縁となる部分が面取りされている。

本発明によると、ガイドプレートの、貫通孔のノズルプレートと反対側の開口の、所定の一方向における下流側の縁を形成する部分が面取りされているため、突出部の流路形成体と反対側の面に付着した液体をワイパで拭き取ったときに、突出部の流路形成体と反対側の面から、ガイドプレートのノズルプレートと反対側の面に液体がスムーズに流れる。これにより、拭き取った液体が、突出部の流路形成体と反対側の面に残ってしまうのを防止することができる。

第６の発明に係る液体吐出装置は、第４の発明に係る液体吐出装置において、前記複数の突出部の前記所定の一方向における下流側の端と、前記貫通孔の前記所定の一方向における下流側の端とが、前記所定の一方向に互いに離隔して配置されていることにより、前記貫通孔の、前記所定の一方向における前記突出部よりも下流側の部分に、前記ワイパで拭き取った液体を逃がすための溝が形成されている。

本発明によると、貫通孔の所定の一方向におけるノズル形成部よりも下流側の部分に、ワイパで拭き取った液体を逃がすための溝が形成されているため、突出部の流路形成体と反対側の面に付着した液体をワイパで拭き取ったときに、拭き取った液体が突出部の流路形成体と反対側の面に残ってしまうのを防止することができる。

第７の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、複数のノズルを有する液体吐出ヘッドを備え、前記液体吐出ヘッドが、前記ノズルに連通する液体流路がそれぞれ形成された複数の流路形成体と、前記複数の流路形成体と接合されたプレートであって、前記複数の流路形成体と重なる部分に、ぞれぞれ、前記ノズルが形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートの前記複数の流路形成体と反対側の面に接合されたガイドプレートと、を備えた液体吐出装置の製造方法であって、前記ノズルプレートとなる第１板状部材を、前記複数の流路形成体と接合されたときに、前記複数の流路形成体と重なる複数の部分が、前記流路形成体が接合されるのと反対側に突出した複数の突出部となるように屈曲させる屈曲工程と、前記ガイドプレートとなる、前記複数の突出部の前記第１板状部材の他の部分に対する突出量よりも厚みの大きい第２板状部材の、前記第１板状部材と接合されたときに前記複数の突出部と重なる部分に、複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記第１板状部材と前記第２板状部材とを接合するプレート接合工程と、を備えている。

複数の流路形成体が接合されるノズルプレートの流路形成体が接合されるのと反対側の面にガイドプレートを接合することにより、ノズルプレートの剛性を十分に高くすることができる。また、ノズルプレートの流路形成体と重なる部分が、流路形成体が接合されるのと反対側に突出するように、ノズルプレートを屈曲させるため、ノズルプレートにガイドプレートが接合されたことによって、ノズルと、液体が吐出される対象との距離が大きくなってしまうのを防止することができる。

第８の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、第７の発明に係る液体吐出装置の製造方法において、前記屈曲工程において、前記ノズルが形成される前の状態の前記第１板状部材を屈曲させ、前記屈曲工程の後、前記第１板状部材の前記複数の突出部に前記ノズルを形成するノズル形成工程をさらに備えている。

本発明によると、ノズルプレートを屈曲させてからノズルプレートにノズルを形成するため、ノズルの位置精度を高くすることができる。

第９の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、第７又は第８の発明に係る液体吐出装置の製造方法において、前記プレート接合工程の後、前記複数の突出部に前記複数の流路形成体を接合する流路形成体接合工程をさらに備えている。

本発明によると、ノズルプレートとガイドプレートとを接合してから、ノズルプレートに、流路形成体を接合するため、ノズルプレートと流路形成体とを接合する際の、ノズルプレートのハンドリング性が高くなる。

第１０の発明に係る液体吐出装置の製造方法は、第９の発明に係る液体吐出装置の製造方法において、前記プレート接合工程において、屈曲される前の状態の前記第１板状部材を前記第２板状部材に接合し、前記貫通孔形成工程、及び、前記プレート接合工程の後に、前記複数の流路形成体を、前記第１板状部材の前記第２板状部材と反対側の面の前記貫通孔と重なる部分に配置するとともに、前記第１板状部材に押し付けることで、前記第１板状部材を屈曲させつつ、前記複数の流路形成体を前記第１板状部材に接合する、ことによって前記屈曲工程と前記流路形成体接合工程とを同時に行う。

本発明によると、ノズルプレートの屈曲と、ノズルプレートと流路形成体の接合とを、同時に行うことができる。

本発明によれば、ノズルプレートの剛性を十分に高くするために、ノズルプレートに接合するガイドプレートの厚みを大きくしつつも、ノズルと、ノズルから液体が吐出される対象との距離を短くすることができる。

本発明の実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のII−II線断面図である。 図１の１つのヘッドユニット及びその近傍の部分の拡大図である。 図３のIV−IV線断面図である。 （ａ）が図２でノズルキャップによりノズルが覆われている状態を示す図である。（ｂ）が図２でワイパによりインクを拭き取っているときの状態を示す図である。 （ａ）が第１板状部材を屈曲させる工程を示す図である。（ｂ）が第１板状部材にノズルを形成する工程を示す図である。（ｃ）がガイドプレートに貫通孔を形成する工程を示す図である。 （ａ）が互いに接合された第１板状部材と第２板状部材を示す図である。（ｂ）がノズルプレートに補強プレートを接合する工程を示す図である。（ｃ）がノズルプレートに流路ユニットを接合する工程を示す図である。 変形例１の図２相当の図である。 （ａ）が変形例１で第３板状部材にインク流路を形成する工程を示す図である。（ｂ）が変形例１で、第３板状部材を屈曲させる工程を示す図である。（ｃ）が第３板状部材に第１板状部材を接合する工程を示す図である。（ｄ）が第１板状部材にノズルを形成する工程を示す図である。 （ａ）が変形例２で第１板状部材にノズルを形成する工程を示す図である。（ｂ）が変形例２で、第１板状部材と第２板状部材と補強プレートとを接合する工程を示す図である。（ｃ）が変形例２で第１板状部材の上面にヘッドユニットを配置する工程を示す図である。（ｄ）が変形例２でヘッドユニットを第１板状部材側に押し付けることで、第１板状部材の屈曲と、ヘッドユニットと第１板状部材との接合を同時に行う工程を示す図である。 変形例３の図５（ｂ）相当の図である。 変形例４の図５（ｂ）相当の図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図１、図２に示すように、本実施の形態に係るプリンタ１は、インクジェットヘッド２、用紙搬送ローラ３、パージユニット４、ワイパユニット５等を備えている。なお、以下では、図１に示すように用紙幅方向、及び、用紙幅方向の右側及び左側を定義して説明を行う。

インクジェットヘッド２は、用紙幅方向に記録用紙Ｐの全長にわたって延びており、その下面に形成された複数のノズル１０からインクを吐出する。より詳細に説明すると、インクジェットヘッド２は、ノズルプレート１１と、ガイドプレート１２と、補強プレート１３と、４つのヘッドユニット１４とを備えている。

ノズルプレート１１は、ステンレスなどの金属材料からなる、用紙幅方向に記録用紙Ｐの全長にわたって延びた略矩形状の薄板状の部材である。また、ノズルプレート１１は、４つの突出部１１ａを有している。突出部１１ａは、ノズルプレート１１が屈曲されることによって形成された、ノズルプレート１１の他の部分よりも下側に突出した部分である。４つの突出部１１ａは、用紙幅方向に沿って２列に配列されている。これら２列のうち一方の列を形成する２つの突出部１１ａと、他方の列を形成する２つの突出部１１ａとは、用紙幅方向にずれている。そして、一方の列を形成する突出部１１ａと、他方の列を形成する突出部１１ａとが、搬送方向に部分的に重なっている。また、各突出部１１ａには、用紙幅方向に沿って配列された複数のノズル１０が形成されている。

ガイドプレート１２は、ステンレスなどの金属材料からなる板状体であり、ノズルプレート１１の下面に接合されている。ガイドプレート１２には、４つの突出部１１ａと重なる部分に、略矩形の４つの貫通孔１２ａが形成されている。これにより、突出部１１ａは、貫通孔１２ａに入り込んでおり、突出部１１ａの下面が貫通孔１２ａから露出している。また、突出部１１ａのノズルプレート１１の他の部分に対する突出量Ｈ１は、ガイドプレート１２の厚みＨ２よりも小さくなっている。これにより、突出部１１ａの下端は、ガイドプレート１２の下面よりも上方に位置している。また、ガイドプレート１２は、各貫通孔１２ａの下側の開口１２ａ１の縁を形成する部分１２ｂがその全周にわたって面取りされている。

補強プレート１３は、ステンレスなどの金属材料などからなる板状体であり、ノズルプレート１１の上面に接合されている。補強プレート１３には、４つの突出部１１ａと重なる部分に、それぞれ、貫通孔１３ａが形成されている。これにより、突出部１１ａの上面が、貫通孔１３ａから露出している。

ヘッドユニット１４は、図３、４に示すように、流路形成体２０１と、圧電アクチュエータ２０２と、フレーム２０３とを有している。流路形成体２０１は、３枚のプレート２２１〜２２３が互いに積層されることによって形成されている。３枚のプレート２２１〜２２３は、ステンレスなどの金属材料によって構成されている。

プレート２２１には、複数のノズル１０に対応する、複数の圧力室２１０が形成されている。圧力室２１０は、搬送方向を長手方向とする略楕円の平面形状を有している。また、複数の圧力室２１０は、複数のノズル１０と同様、用紙幅方向に沿って２列に配列されている。プレート２２２には、複数の圧力室２１０の長手方向の両端部と重なる部分に、略円形の複数の貫通孔２１２、２１３が形成されている。

プレート２２３には、２本のマニホールド流路２１１が形成されている。２本おマニホールド流路２１１は、各圧力室２１０の列を形成する複数の圧力室２１０にまたがって用紙幅方向に延びており、搬送方向における圧力室２１０の貫通孔２１２側の略半分と重なっている。また、２本のマニホールド流路２１１は、用紙幅方向における左側の端部において互いに接続されている。そして、２本のマニホールド流路２１１には、互いに接続された部分に設けられたインク供給口２０８からインクが供給される。また、プレート２３３には、複数の貫通孔２１３と重なる部分に略円形の複数の貫通孔２１４が形成されている。

そして、流路形成体２０１は、貫通孔２１４が複数のノズル１０とが重なるように位置合わせされて、ノズルプレート１１の上面に接合されている。

圧電アクチュエータ２０２は、インク分離層２３１と、圧電層２３２、２３３と、共通電極２３４と、複数の個別電極２３５とを備えている。

インク分離層２３１は、ステンレスなどの金属材料からなり、複数の圧力室２１０の上端の開口を塞ぐように、流路形成体２０１の上面に配置されている。インク分離層２３１は、圧電層２３２が圧力室２１０内のインクと接触してしまうのを防止するためのものである。

圧電層２３２、２３３は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛の混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなり、互いに積層され、インク分離層２３１の上面に配置されている。また、圧電層２３２、２３３は、複数の圧力室２１０にまたがって連続的に延びている。

共通電極２３４は、圧電層２３２と圧電層２３３との間にその全域にわたって配置されている。共通電極２３４は図示しないドライバＩＣにより常にグランド電位に保持されている。複数の個別電極２３５は、圧力室２１０よりも一回り小さい略楕円の平面形状を有し、圧電層２３３の上面に、複数の圧力室２１０の略中央部と重なるように配置されている。また、個別電極２３５の搬送方向における貫通孔２１２側の端部は、圧力室２１０と重ならない部分まで延び、その先端部が接続端子２３５ａとなっている。接続端子２３５ａには、図示しない配線部材が接続されている。また、複数の個別電極２３５には、図示しないドライバＩＣにより、グランド電位、及び、所定の駆動電位のいずれかが選択的に付与される。

また、共通電極２３４及び複数の個別電極２３５がこのように配置されているのに対応して、圧電層２３３の個別電極２３５と共通電極２３４とに挟まれた部分は、その厚み方向に分極されている。

ここで、圧電アクチュエータ２０２を駆動して、ノズル１０からインクを吐出させる方法について説明する。圧電アクチュエータ２０２では、予め全ての個別電極２３５がグランド電位に保持されている。この状態から、ある個別電極２３５の電位を所定の駆動電位に切り換えると、個別電極２３５と共通電極２３４との電位差により、圧電層２３３のこれらの電極に挟まれた部分に、分極方向と平行な電界が発生する。すると、圧電層２３３の当該部分が水平方向に収縮し、圧電層２３２、２３３及びインク分離層２３１の圧力室２１０と重なる部分が全体として圧力室２１０側に凸となるように変形する。これにより、圧力室２１０の容積が低下して、圧力室２１０内のインクの圧力が上昇し、圧力室２１０に連通するノズル１０からインクが吐出される。

フレーム２０３は、ステンレスなどの金属材料からなる板状の部材であり、流路形成体２０１の上面に配置されている。フレーム２０３の略中央部には、略矩形の貫通孔２０３ａが形成されている。そして、流路形成体２０１の上面に配置された圧電アクチュエータ２０２の圧電層２３２、２３３は、貫通孔２０３の中に位置している。また、フレーム２０３は、用紙幅方向の両側に、補強プレート１３の貫通孔１３ａと重ならない位置まで延びている。そして、フレーム２０３は、ボルト１５によって、用紙幅方向の両端部が補強プレート１３に固定されている。

ここで、貫通孔１２ａ、１３ａ及びヘッドユニット１４の長さの関係について説明する。本実施の形態では、上述したようにノズルプレート１１が屈曲されることによって形成された突出部１１ａが、貫通孔１２ａ内に入り込んでいる。そのため、貫通孔１２ａの用紙幅方向の長さＬｂは、突出部１１ａの用紙幅方向の長さよりも長い。一方、ヘッドユニット１４は、突出部１１ａの上面に接合されている。そのため、ヘッドユニット１４の用紙幅方向の長さＬｈは、突出部１１ａの用紙幅方向の長さよりも短い。以上のことから、図２に示すように、ヘッドユニット１４の用紙幅方向の長さＬｈは、貫通孔１２ａの用紙幅方向の長さＬｂよりも短い。また、ヘッドユニット１４は、貫通孔１３ａ内に配置されていることから、ヘッドユニット１４の用紙幅方向の長さＬｈは、貫通孔１３ａの用紙幅方向の長さＬｔよりも短い。また、本実施の形態では、貫通孔１２ａの用紙幅方向の長さＬｂと、貫通孔１３ａの用紙幅方向の長さＬｔとがほぼ同じとなっている。なお、ここでは、用紙幅方向における貫通孔１２ａ、１３ａ及びヘッドユニット１４の長さの大小関係について説明したが、搬送方向における貫通孔１２ａ、１３ａ及びヘッドユニット１４の長さについても、同様の大小関係となっている。

用紙搬送ローラ３は、記録用紙Ｐを用紙幅方向と直交する搬送方向に搬送する。そして、プリンタ１では、記録用紙Ｐを用紙搬送ローラ３により搬送方向に搬送しつつ、インクジェットヘッド２からインクを吐出することにより、記録用紙Ｐに印刷を行う。

パージユニット４は、ノズルキャップ２１と吸引ポンプ２２とを備えている。

ノズルキャップ２１は、上下方向においてインクジェットヘッド２よりも下方に配置されている。ノズルキャップ２１は、合成樹脂材料などからなる、用紙幅方向を長手方向とする略矩形の部材である。また、ノズルキャップ２１は、移動機構２３の上面に配置されている。移動機構２３は、ガイドレール２４に沿って用紙幅方向に移動する。これにより、ノズルキャップ２１は、図１に示すように、ガイドプレート１２の下面と対向しないアンキャッピング位置と、図５（ａ）に示すように、ガイドプレート１２の下面と対向するキャッピング位置との間で用紙幅方向に移動可能となっている。そして、ノズルキャップ２１は、キャッピング位置に位置している状態では、上記４つの突出部１１ａにまたがって連続的に延びている。

また、ノズルキャップ２１の上面には、ゴム材料などからなる４つのリップ２５が設けられている。４つのリップ２５は、ノズルキャップ２１がキャッピング位置に位置している状態で、ガイドプレート１２の４つの貫通孔１２ａをその全周にわたって取り囲むように配置されている。また、ノズルキャップ２１は移動機構２３により昇降可能となっている。そして、ノズルキャップ２１は、キャッピング位置に位置している状態では、移動機構２３によって上昇され、リップ２５の上端がガイドプレート１２の下面に密着する。これにより、４つの突出部１１ａに形成された複数のノズル１０が、ノズルキャップ２１によって一度に覆われ、ノズル１０内のインクの乾燥が防止される。

吸引ポンプ２２は、４本チューブ２６を介してノズルキャップ２１のリップ２５に囲まれた４つの空間と接続されている。また、吸引ポンプ２２は、チューブ２７を介して廃液タンク２８と接続されている。そして、パージユニット４では、ノズルキャップ２１をキャッピング位置に位置させた状態で、吸引ポンプ２２を駆動させると、ノズル１０からインクジェットヘッド２内のインクが吸引される、いわゆる吸引パージが行われる。これにより、インクジェットヘッド２から、インク中の気泡などが排出される。吸引パージによってインクジェットヘッド２から排出されたインクは、廃液タンク２８に貯留される。

ワイパユニット５は、基材３１とワイパ３２とを備えている。基材３１は、移動機構３３の上面に配置されている。移動機構３３は、移動機構２３と共通のガイドレール２４に沿って用紙幅方向に移動可能となっている。ワイパ３２は、ゴム材料などからなる薄板状の部材であり、基材３１の上面に取り付けられている。ワイパ３２は、搬送方向にガイドプレート１２の全長にわたって延びているとともに、上下方向に延びている。これにより、基材３１が、移動機構３３によって用紙幅方向に移動されると、図５（ｂ）に示すように、ワイパ３２の上端部が、ガイドプレート１２の下面、及び、貫通孔１２ａから露出した突出部１１ａの下面に接触しつつ、用紙幅方向に移動する。これにより、４つの突出部１１ａの下面に付着したインクが一度に拭き取られる。

次に、プリンタ１の製造方法について説明する。ただし、以下では、主にインクジェットヘッド２の製造方法について説明する。なお、インクジェットヘッド２の製造中においては、プレート１１〜１３、ヘッドユニット１４等は、任意の向きに配置され得るが、図６では、便宜上、図１〜図５に合わせて用紙幅方向を示している。

インクジェットヘッド２を製造するためには、まず、図６（ａ）に示すように、ノズルプレート１１となる金属材料からなる第１板状部材１１１をプレス加工などにより屈曲させることにより、第１板状部材１１１に４つの突出部１１ａを形成する。続いて、図６（ｂ）に示すように、レーザ加工などにより、突出部１１ａに複数のノズル１０を形成する。

また、図６（ａ）、（ｂ）の工程と並行して、図６（ｃ）に示すように、ガイドプレート１２となる第２板状部材１１２に、貫通孔１２ａを形成する。また、このとき、第２板状部材１１２の貫通孔１２ａの下側の開口１２ａ１の縁を形成する部分１２ｂをその全周にわたって面取り加工する。

続いて、図７（ａ）に示すように、第１板状部材１１１と第２板状部材１１２とを、対応する突出部１１ａと貫通孔１２ａとが重なるように位置合わせして接合する。続いて、図７（ｂ）に示すように、第１板状部材１１１の上面に、予め作製しておいた補強プレート１３を接合する。続いて、図７（ｃ）に示すように、予め作製しておいたヘッドユニット１４を、貫通孔１３ａから露出した突出部１１ａの上面に接合するとともに、ヘッドユニット１４をボルト１５で補強プレート１３に固定する。このとき、ボルト１５のどの程度締めるかを調整することによって、ヘッドユニット１４の高さ、すなわち、ヘッドユニット１４とノズルプレート１１との密着の程度を調整して、各ヘッドユニット１５に対応するノズル１０からのインクの吐出速度などを調整することができる。

本実施の形態では、以上の工程によりインクジェットヘッド２が作製される。そして、この後、インクジェットヘッド２をプリンタ１に組み付ける等、プリンタ１の製造のための次の工程に進む。

以上に説明した実施の形態によると、４つのヘッドユニット１４が接合される薄板状のノズルプレート１１の下面にガイドプレート１２が接合されている。これにより、ノズルプレート１１の剛性を高くすることができる。したがって、ノズル１０からインクを吐出させるときに、ノズルプレート１１が変形してノズル１０の位置が変位してしまうのを防止することができる。

ここで、ノズルプレート１１の剛性を十分に高くするためには、ガイドプレート１２のある程度厚みの大きなものとする必要がある。ガイドプレート１２の厚みが大きい場合に、本実施の形態とは異なり、ノズルプレート１１のヘッドユニット１４と重なる部分が突出部１１ａになっていないとすると、ガイドプレート１２の厚みの分だけ、ノズル１０と記録用紙Ｐとの距離が大きくなる。その結果、ノズル１０から吐出されたインクの記録用紙Ｐにおける着弾位置精度が悪くなってしまう虞がある。

これに対して、本実施の形態では、ノズルプレート１１は、４つのヘッドユニット１４と重なる部分が下側に突出した突出部１１ａとなっており、突出部１１ａにノズル１０が形成されている。これにより、ノズルプレート１１の剛性を高くするためにガイドプレート１２の厚みを大きくしつつも、ノズル１０と記録用紙Ｐとの距離が大きくなってしまうのを極力抑えることができる。

また、本実施の形態では、突出部１１ａの突出量Ｈ１が、ガイドプレート１２の厚みＨ２よりも小さいため、突出部１１ａは、ガイドプレート１２よりも下方にはみ出していない。したがって、ガイドプレート１２によりノズル１０を保護することができる。これにより、搬送ローラ４に搬送される記録用紙Ｐがノズルプレート１１の下面に接触したり、ワイパ３２でノズルプレート１１の下面に付着したインクを拭き取る際に、ワイパ３２の上端部がノズルプレート１１の下面に強く押し当てられたりして、ノズル１０が傷つけられてしまうのを防止することができる。

また、本実施の形態では、厚みの大きいガイドプレート１２はノズルプレート１１よりも剛性が高いため、リップ２５をガイドプレート１２の下面に接触させたときに、リップ２５とガイドプレート１２との密着性が高くなる。これにより、ノズル１０の乾燥を確実に防止することができる。また、リップ２５がノズルプレート１１の下面に直接接触しないので、ノズルプレート１１の下面を傷つけてしまうのを防止することができる。

また、本実施の形態では、したがって、ノズルキャップ２１が、キャッピング状態で、ガイドプレートのノズルプレートと反対側の面と対向するとともに、４つの突出部１１ａにまたがって連続的に延び、４つの突出部１１ａに形成されたノズル１０を一度に覆うものである。これに対して、リップ２５が接触するガイドプレート１２の下面は、４つの突出部１１ａに共通の面であり、平面度が高い。したがって、上述したように、ノズルキャップ２１を、４つの突出部１１ａに形成されたノズル１０を一度に覆うものとしても、各突出部１１ａに形成されたノズル１０の乾燥を確実に防止することができる。

また、本実施の形態では、上述の通り、ガイドプレート１２の下面は、４つの突出部１１ａに共通の面であり平面度が高い。したがって、ワイパ３２を、ガイドプレート１２の面方向に沿った用紙幅方向に移動させることにより、４つの突出部１１ａの下面に付着した液体を一度に拭き取ることができる。

さらに、本実施の形態では、ガイドプレート１２の貫通孔１２ａの下側の開口１２ａ１の縁を形成する部分１２ｂがその全周にわたって面取りされている。したがって、突出部１１ａの下面に付着したインクをワイパ３２で拭き取ったときに、図５（ｂ）に矢印Ａで示すように、突出部１１ａの下面からガイドプレート１２の下面にスムーズにインクが流れる。これにより、拭き取ったインクが、突出部１１ａの下面に残ってしまうのを防止することができる。さらに、ワイパ３２が、ガイドプレート１２の貫通孔１２ａの開口１２ａ１の縁を通過するときの、ワイパ３２とガイドプレート１２との接触面積を大きくすることができ、ワイパ３２の寿命を長くすることができる。

また、本実施の形態では、ノズルプレート１１を屈曲させてからノズルプレート１１にノズル１０を形成する。したがって、ノズルプレート１１にノズル１０を形成してからノズルプレート１１を屈曲させる場合よりもノズル１０の位置精度を高くすることができる。

また、本実施の形態では、ノズルプレート１１とガイドプレート１２とを接合してから、ノズルプレート１１に、ヘッドユニット１４を接合する。したがって、ノズルプレート１１とヘッドユニット１４とを接合する際の、ノズルプレート１１のハンドリング性が高くなる。

なお、本実施の形態では、プリンタ１が本発明に係る液体吐出装置に相当する。また、図６（ａ）の工程が、本発明に係る屈曲工程に相当する。また、図６（ｂ）の工程が、本発明に係るノズル形成工程に相当する。また、図６（ｃ）の工程が、本発明に係る貫通孔形成工程に相当する。また、図７（ａ）の工程が、本発明に係るプレート接合工程に相当する。また、図７（ｃ）の工程が、本発明に係る流路形成体接合工程に相当する。

次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施の形態と同様の構成については、適宜その説明を省略する。

上述の実施の形態では、ノズルプレート１１が金属材料によって構成されたものであったが、これには限られない。ノズルプレート１１は、ポリイミドなどの合成樹脂材料によって構成されたものであってもよい。例えば、一変形例（変形例１）では、図８に示すように、ポリイミドなどの合成樹脂材料からなるノズルプレート１１と、補強プレート１３との間に、流路プレート４１が配置されている。流路プレート４１は、ノズルプレート１１の全域にわたって延びた金属材料からなる板状の部材である。また、流路プレート４１は、屈曲されることによって、突出部１１ａと重なる部分が下方に突出した突出部４１ａとなっている。そして、ヘッドユニット１４は、突出部４１ａの上面に接合されている。また、突出部４１ａには、複数のノズル１０と、ヘッドユニット１４に形成されたインク流路を連通させるためのインク流路４２が形成されている。インク流路４２の径は、ノズル１０の径よりも大きい。

次に、変形例１におけるインクジェットヘッドの製造手順について説明する。変形例１では、インクジェットヘッドを製造するために、図９（ａ）に示すように、まず、流路プレート４１となる第３板状部材１４１に、エッチングなどによりインク流路４２を形成する。続いて、図９（ｂ）に示すように、第３板状部材１４１をプレス加工等により屈曲させて、突出部４１ａを形成する

続いて、図９（ｃ）に示すように、屈曲させた第３板状部材１４１の下面に、第１板状部材１１１を接合する。これにより、第１板状部材１１１は、第３板状部材１４１と同様に屈曲され、第１板状部材１１１には、突出部４１ａと重なる部分に突出部１１ａが形成される。続いて、図９（ｄ）に示すように、第１板状部材１１１の突出部１１ａにレーザ加工などにより、複数のノズル１０を形成する。そして、この後、図６（ｃ）および図７（ａ）〜（ｃ）と同様の手順で、インクジェットヘッドを製造する。

ノズルプレート１１がポリイミドなどの合成樹脂材料によって構成されている場合にはプレス加工によって、第１板状部材１１１を単独で屈曲させるのが困難なことがある。そこで、変形例１では、インクジェットヘッドを、ノズルプレート１１と補強プレート１３との間に流路プレート４１が配置された構成としている。そして、上述したように、屈曲された第３板状部材１４１の下面に第１板状部材１１１を接合することで、第１板状部材１１１を屈曲させる。すなわち、変形例１では、図９（ｃ）の工程が、本発明に係る屈曲工程に相当する。

ここで、変形例１では、第３板状部材１４１にインク流路４２を形成してから、第３板状部材１４１を屈曲させているため、第３板状部材１４１を屈曲させる際に、インク流路４２の位置が多少変位してしまう虞がある。一方で、変形例１では、インク流路４２の径がノズル１０の径よりも大きいため、インク流路４２とノズル１０とが多少ずれたとしても、ノズル１０とインク流路４２とは連通する。したがって、第３板状部材１４１にインク流路４２を形成してから、第３板状部材１４１を屈曲させたとしても、この後、屈曲されたノズルプレート１１に正確にノズル１０を形成すれば、ノズル１０の位置精度が悪くなることはない。

なお、ノズルプレート１１が合成樹脂材料によって構成されている場合であっても、プレス加工などにより、ノズルプレート１１を単独で屈曲させることが可能な場合には、インクジェットヘッドを上述の実施の形態と同様の構成とし、上述の実施の形態と同様の手順でインクジェットヘッドを製造してもよい。

また、上述の実施の形態では、第１板状部材１１１を屈曲させることにより突出部１１ａを形成した後に、突出部１１ａに複数のノズル１０を形成したが、これには限られない。上述の実施の形態とは逆に、第１板状部材１１１の突出部１１ａとなる部分に複数のノズル１０を形成した後に、第１板状部材１１１を屈曲させて突出部１１ａを形成してもよい。あるいは、プレス加工によって、第１板状部材１１１の屈曲と第１板状部材１１１へのノズル１０の形成とを同時に行ってもよい。

また、上述の実施の形態では、第１板状部材１１１と第２板状部材１１２とを接合した後に、第１板状部材１１１の突出部１１ａの上面にヘッドユニット１４を接合したが、これには限られない。第１板状部材１１１の突出部１１ａにヘッドユニット１４を接合した後に、第１板状部材１１１と第２板状部材１１２とを接合してもよい。例えば、上述の実施の形態で、図７（ａ）の工程よりも前に、第１板状部材１１１の突出部１１ａにヘッドユニット１４を接合してもよい。

また、上述の実施の形態では、屈曲後の第１板状部材１１１の上面にヘッドユニット１４を接合したが、これには限られない。別の一変形例（変形例２）では、図１０（ａ）に示すように、屈曲される前の状態の第１板状部材１１１の突出部１１ａとなる部分に複数のノズル１０を形成する。続いて、図１０（ｂ）に示すように、第１板状部材１１１を屈曲させないまま、第１板状部材１１１の下面に第２板状部材１１２を接合し、第１板状部材１１１の上面に補強プレート１３を接合する。

続いて、第１板状部材１１１の上面の貫通孔１３ａから露出した部分、又は、ヘッドユニット１４の下面に接着剤を塗布したうえで、図１０（ｃ）に示すように、第１板状部材１１１の上面の貫通孔１３ａから露出した部分に、ヘッドユニット１４を配置する。そして、図１０（ｄ）に示すようにヘッドユニット１４を下方に押し付けることにより、第１板状部材１１１を屈曲させて突出部１１ａを形成するとともに、ヘッドユニット１４を第１板状部材１１１に接合する。

この場合には、第１板状部材１１１の屈曲とヘッドユニット１４の第１板状部材１１１への接合とを同時に行うことができる。すなわち、変形例２では、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）に示す工程が、本発明に係る屈曲工程と流路形成体接合工程とを同時に行う工程に相当する。なお、変形例２では、ノズルプレート１１の屈曲と、ヘッドユニット１４のノズルプレート１１との接合を同時に行う前に、ノズルプレート１１に複数のノズル１０を形成していたが、これには限られない。ノズルプレート１１の屈曲と、ヘッドユニット１４のノズルプレート１１との接合を同時に行った後に、ノズルプレート１１にノズル１０を形成してもよい。

また、上述の実施の形態では、ガイドプレート１２の貫通孔１２ａの下側の開口１２ａ１の縁を形成する部分１２ｂがその全周にわたって面取りされていたが、これには限られない。別の一変形例（変形例３）では、図１１に示すように、ガイドプレート１２の貫通孔１２ａの下側の開口１２ａ１の縁を形成する部分のうち、用紙幅方向の左側の縁を形成する部分１２ｃのみが面取りされている。この場合でも、上述の実施の形態と同様、ワイパ３２によって拭き取られたインクは、突出部１１ａの下面からガイドプレート１２の下面にスムーズに流れる。なお、変形例３では、ガイドプレート１２の上記部分１２ｃが、本発明の、所定の一方向における下流側の縁となる部分に相当する。

また、ガイドプレート１２の貫通孔１２ａの下側の開口１２ａ１の縁を形成する部分が面取りされていることにも限られない。一変形例（変形例４）では、図１２に示すように、貫通孔１２ａが、上述の実施の形態よりも用紙幅方向の左側まで延びている。これにより、突出部１１ａの左端と、貫通孔１２ａの左端とが用紙幅方向に互いに離隔して配置される。その結果、貫通孔１２ａの突出部１１ａよりも用紙幅方向左側の部分に、インク逃がし溝５１が形成される。

この場合には、ワイパ３２によって拭き取られたインクは、図１２に矢印Ｂで示すように、突出部１１ａの下面からインク逃がし溝５１に流れ込む。これにより、インクが突出部１１ａの下面に残ってしまうのを防止することができる。なお、変形例４では、貫通孔１２ａの突出部１１ａよりも左側の部分が、本発明の所定の一方向における突出部よりも下流側の部分に相当する。

さらには、上述の面取りやインク逃がし溝５１のような、ワイパ３２によって拭き取られたインクが、突出部１１ａの下面に残ってしまうのを防止するための構成は設けられていなくてもよい。

また、上述の実施の形態では、ワイパ３２が、搬送方向にインクジェットヘッド２の全長にわたって延びており、４つの突出部１１ａに付着したインクを一度に拭き取るようになっていたが、これには限られない。例えば、上述したように２列に配列された突出部１１ａの各列に対応する２つのワイパが設けられていてもよい。あるいは、４つの突出部１１ａに対して個別にワイパが設けられていてもよい。

また、上述の実施の形態では、４つの突出部１１ａに対応して、ノズルキャップ２１に４つのリップ２５が形成されていたが、これには限られない。例えば、ノズルキャップ２１に、キャッピング位置に位置している状態で４つの突出部１１ａに形成された全てのノズル１０を取り囲む１つのリップが形成されていてもよい。上述したように、ガイドプレート１２の下面の平面度は高いため、この場合でも、リップがガイドプレート１２の下面に確実に密着する。

また、上述の実施の形態では、ノズルキャップ２１が、４つの突出部１１ａに形成されたノズル１０を一度に覆うものであったが、これには限られない。例えば、４つの突出部１１ａに対して、個別に昇降可能なノズルキャップが設けられていてもよい。

また、上述の実施の形態では、ノズルキャップ２１は、キャッピング位置に位置している状態で、リップ２５がガイドプレート１２の下面に接触するものであったが、これには限られない。例えば、ノズルキャップ２１は、キャッピング位置に位置している状態で、リップ２５が突出部１１ａの下面に接触するものであってもよい。

また、上述の実施の形態では、フレーム２０３の用紙幅方向の両端部が、ボルト１５によって補強プレート１３に固定されていたが、これには限られない。例えば、フレーム２０３の用紙幅方向の両端部が、ＵＶ接着剤等によって補強プレート１３に接合されていてもよい。なお、この場合には、フレーム２０３と補強プレート１３との接着面積を大きくするという観点から、貫通孔１２ａ、１３ａの用紙幅方向の長さＬｂ、Ｌｔ、及び、貫通孔１２ａ、１３ａの搬送方向の長さは、できるだけ短いことが好ましい。また、この場合には、フレーム２０３をボルト１５によって補強プレート１３に固定する場合とは異なり、ヘッドユニット１４とノズルプレート１１との密着の程度を調整することは困難である。しかしながら、この場合でも、各ヘッドユニット１４において、個別電極２３５に付与する駆動電位を調整するなどすれば、各ヘッドユニット１４に対応する複数のノズル１０からのインクの吐出速度を調整することができる。

また、上述の実施の形態では、ノズルプレート１１の上面に補強プレート１３が接合されていたが、補強プレート１３はなくてもよい。この場合でも、ガイドプレート１２に十分な厚みがあれば、ノズルプレート１１の剛性を高くすることができる。

また、上述の実施の形態では、ノズルプレート１１の上面に４つのヘッドユニット１４が接合されていたが、これには限られない。ノズルプレート１４の上面に２つ、３つ、あるいは５つ以上のヘッドユニット１４が接合させていてもよい。

また、以上では、ノズルからインクを吐出することによって印刷を行うインクジェットプリンタに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。ノズルからインク以外の液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた、インクジェットプリンタ以外の液体吐出装置及び液体吐出装置の製造方法に本発明を適用することも可能である。

１ プリンタ
２ インクジェットヘッド
１０ ノズル
１１ ノズルプレート
１１ａ 突出部
１２ ガイドプレート
１２ａ 貫通孔
１４ ヘッドユニット
２１ ノズルキャップ
３２ ワイパ
５１ インク逃がし溝
１１１ 第１板状部材
１１２ 第２板状部材

Claims (10)

1. 複数のノズルを有する液体吐出装置であって、
   前記ノズルに連通する液体流路がそれぞれ形成された複数の流路形成体と、
   前記複数の流路形成体と接合されたプレートであって、屈曲していることによって、前記複数の流路形成体と重なる複数の部分が、前記流路形成体と反対側に突出した複数の突出部となっており、前記複数の突出部にそれぞれ複数の前記ノズルが形成されたノズルプレートと、
   前記ノズルプレートの前記複数の流路形成体と反対側の面に接合され、前記複数の突出部と重なる部分に複数の貫通孔が形成されたガイドプレートと、を備え、
   前記突出部のノズルプレートの他の部分に対する突出量よりも、前記ガイドプレートの厚みが大きいことを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記ガイドプレートの前記ノズルプレートと反対側の面に接触することで前記ノズルを覆うキャッピング状態と、前記ガイドプレートの前記ノズルプレートと反対側の面から離れたアンキャッピング状態のいずれかの状態を選択的に取ることができるように構成されたノズルキャップをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記ノズルキャップは、前記キャッピング状態で、前記ガイドプレートの前記ノズルプレートと反対側の面と対向しているとともに、前記複数の突出部にまたがって連続に延びており、前記複数の突出部に形成された前記ノズルを一度に覆うものであることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記ガイドプレートの前記ノズルプレートと反対側に配置され、前記液体吐出ヘッドに対して、前記ガイドプレートの面方向に沿った所定の一方向に相対移動することによって、前記複数の突出部の前記流路形成体と反対側の面に付着した液体を一度に拭き取るワイパをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出装置。
5. 前記ガイドプレートは、前記貫通孔の前記ノズルプレートと反対側の開口の、前記所定の一方向における下流側の縁となる部分が面取りされていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記複数の突出部の前記所定の一方向における下流側の端と、前記貫通孔の前記所定の一方向における下流側の端とが、前記所定の一方向に互いに離隔して配置されていることにより、前記貫通孔の、前記所定の一方向における前記突出部よりも下流側の部分に、前記ワイパで拭き取った液体を逃がすための溝が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
7. 複数のノズルを有する液体吐出ヘッドを備え、
   前記液体吐出ヘッドが、
   前記ノズルに連通する液体流路がそれぞれ形成された複数の流路形成体と、
   前記複数の流路形成体と接合されたプレートであって、前記複数の流路形成体と重なる部分に、ぞれぞれ、前記ノズルが形成されたノズルプレートと、
   前記ノズルプレートの前記複数の流路形成体と反対側の面に接合されたガイドプレートと、を備えた液体吐出装置の製造方法であって、
   前記ノズルプレートとなる第１板状部材を、前記複数の流路形成体と接合されたときに、前記複数の流路形成体と重なる複数の部分が、前記流路形成体が接合されるのと反対側に突出した複数の突出部となるように屈曲させる屈曲工程と、
   前記ガイドプレートとなる、前記複数の突出部の前記第１板状部材の他の部分に対する突出量よりも厚みの大きい第２板状部材の、前記第１板状部材と接合されたときに前記複数の突出部と重なる部分に、複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
   前記第１板状部材と前記第２板状部材とを接合するプレート接合工程と、を備えていることを特徴とする液体吐出装置の製造方法。
8. 前記屈曲工程において、前記ノズルが形成される前の状態の前記第１板状部材を屈曲させ、
   前記屈曲工程の後、前記第１板状部材の前記複数の突出部に前記ノズルを形成するノズル形成工程をさらに備えていることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置の製造方法。
9. 前記プレート接合工程の後、前記複数の突出部に前記複数の流路形成体を接合する流路形成体接合工程をさらに備えていることを特徴とする請求項７又は８に記載の液体吐出装置の製造方法。
10. 前記プレート接合工程において、屈曲される前の状態の前記第１板状部材を前記第２板状部材に接合し、
    前記貫通孔形成工程、及び、前記プレート接合工程の後に、前記複数の流路形成体を、前記第１板状部材の前記第２板状部材と反対側の面の前記貫通孔と重なる部分に配置するとともに、前記第１板状部材に押し付けることで、前記第１板状部材を屈曲させつつ、前記複数の流路形成体を前記第１板状部材に接合する、ことによって前記屈曲工程と前記流路形成体接合工程とを同時に行うことを行うことを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置の製造方法。

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