JP6131527B2 - 液体噴射ヘッドユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット式記録ヘッドなどの液体噴射ヘッドを備えた液体噴射ヘッドユニットの製造方法に関するものであり、特に、固定部材を介して液体噴射ヘッドを支持部材に取り付けて構成される液体噴射ヘッドユニットの製造方法に関するものである。

液体噴射装置は、液体を液滴としてノズルから噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクをインク滴として噴射させて記録を行うインクジェット式記録装置（プリンター）等の画像記録装置を挙げることができる。また、この他、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターに用いられる色材、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイに用いられる有機材料、電極形成に用いられる電極材等、様々な種類の液体の噴射に液体噴射装置が用いられている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。

上記のようなプリンターには、複数の記録ヘッドを支持部材に固定した記録ヘッドユニットが搭載されたものがある（例えば、特許文献１参照）。各記録ヘッドは、インクカートリッジ等のインク供給源からのインクを圧力室（圧力発生室）に導入し、圧電素子や発熱素子等の圧力発生手段を作動させることで圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用して圧力室内のインクをノズル面に開口したノズルからインク滴として噴射するように構成されている。支持部材は、記録ヘッドのノズル面に対して平行な板状の部材であり、板厚方向に貫通した開口部が開口されている。そして、各記録ヘッドは、支持部材の開口部からノズル面を露出させた状態で、ねじ等によって該開口部の縁に固定されている。

特開２００８−２２１７４５号公報

上記構成において、各記録ヘッドは、相対位置が高精度に規定された状態で支持部材に固定されている。これにより、各記録ヘッドから噴射された液滴が記録媒体等の液体着弾対象に対してより高い位置精度で着弾するようになっている。しかしながら、例えば、メンテナンス時に記録ヘッドを修理あるいは交換する場合において、支持部材に対して記録ヘッドを固定する際に取り付け位置の再調整を行うには手間を要し、稼働率の低下を招いていた。

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、支持部材に対する液体噴射ヘッドの取り付け作業性およびメンテナンス性を高めることが可能な液体噴射ヘッドユニットの製造方法を提供することにある。

本発明の液体噴射ユニットの製造方法は、液体を噴射するノズルを複数並設してなるノズル群が形成されたノズル面を有し、各ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
当該液体噴射ヘッドの外郭部材よりも剛性の高い素材から成り、当該液体噴射ヘッドに固定される固定部材と、
前記液体噴射ヘッドが前記固定部材を介して取り付けられる支持部材と、
を備え、前記支持部材が、前記液体噴射ヘッドの取り付け位置を規定する位置決め面を有する液体噴射ヘッドユニットの製造方法であって、
前記液体噴射ヘッドの各ノズルから液体を噴射して液体着弾対象に対してアライメントパターンを形成する工程と、
前記アライメントパターンに基づき、前記固定部材に対する前記液体噴射ヘッドの相対位置を調整する位置調整工程と、
前記固定部材に対する前記液体噴射ヘッドの相対位置が規定された状態で当該固定部材と当該液体噴射ヘッドとを固定する第１固定工程と、
前記支持部材の位置決め面に対して前記固定部材を当接させて当該支持部材に対する取り付け位置が規定された状態で当該支持部材と当該固定部材とを固定する第２固定工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、アライメントパターンに基づいて固定部材に対する相対位置が規定された状態で液体噴射ヘッドが固定部材に固定されているので、支持部材の位置決め面に対して固定部材の規制面を当接させた状態で固定することにより、支持部材に対する液体噴射ヘッドの相対位置が精度良く規定される。これにより、支持部材に固定した液体噴射ヘッドの位置ずれを確認する作業が不要になり、液体噴射ヘッドを取り付ける際の作業性を向上させることができる。また、メンテナンス時に液体噴射ヘッドを新たに交換する際、或いは、支持部材から一旦取り外した液体噴射ヘッドを支持部材に再度取り付ける際、支持部材の位置決め面に対して固定部材の規制面を当接させた状態で固定することで位置決めが完了するので、迅速且つ容易に液体噴射ヘッドの交換・修理等が可能となる。
また、前記アライメントパターンを形成する工程において、前記固定部材が前記支持部材の前記位置決め面と当接する面により保持された状態で、前記アライメントパターンを形成することが望ましい。

また、前記アライメントパターンは、ノズル群を構成する各ノズルから同時に液体を噴射することで形成された罫線であり、
前記位置調整工程において、前記固定部材を基準としたときの当該罫線の傾きを取得し、当該傾きが目標範囲内となるように前記固定部材に対する前記液体噴射ヘッドの位置を調整することが望ましい。

この構成によれば、ノズル群を構成する各ノズルから液体を噴射することで実際に形成された罫線の傾きが目標範囲内となるように固定部材に対する前記液体噴射ヘッドの位置が調整させるので、支持部材に液体噴射ヘッドを取り付けた状態においても、ノズル群を構成する各ノズルから液体を噴射した際の着弾位置ずれが抑制される。
さらに、前記位置調整工程において、前記固定部材のエッジと前記アライメントパターンとが平行となるように、前記固定部材に対する前記液体噴射ヘッドの相対位置を調整することが望ましい。
また、前記第１固定工程において、前記固定部材と前記液体噴射ヘッドとの隙間に充填材を充填した状態で、前記固定部材と前記液体噴射ヘッドとが固定されることが望ましい。
さらに、前記第１固定工程において、前記液体噴射ヘッドは、前記固定部材における前記支持部材の前記位置決め面と当接する側の面とは反対側の面に固定されることが望ましい。

さらに、上記目的を達成するために提案される本発明の液体噴射ヘッドユニットの製造方法は、以下の構成を備えたものであってもよい。すなわち、液体を噴射するノズルを複数並設してなるノズル群が形成されたノズル面を有し、各ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
当該液体噴射ヘッドに固定される固定部材と、
前記液体噴射ヘッドが前記固定部材を介して取り付けられる支持部材と、
を備え、前記支持部材が、前記液体噴射ヘッドの取り付け位置を規定する位置決め面を有する液体噴射ヘッドユニットの製造方法であって、
前記液体噴射ヘッドの各ノズルから液体を噴射して液体着弾対象に対してアライメントパターンを形成する工程と、
前記アライメントパターンに基づき、前記固定部材に対する前記液体噴射ヘッドの相対位置を調整する位置調整工程と、
前記位置調整工程により前記固定部材に対する前記液体噴射ヘッドの相対位置が規定された状態で当該固定部材と当該液体噴射ヘッドとを固定する第１固定工程と、
前記支持部材の位置決め面に対して前記第１固定工程により前記液体負噴射ヘッドが固定された前記固定部材を当接させて当該支持部材に対する取り付け位置が規定された状態で当該支持部材と当該固定部材とを固定する第２固定工程と、
を経、
前記位置調整工程における前記液体噴射ヘッドの相対位置の調整を、前記固定部材のうち、前記支持部材の前記位置決め面に対して当接する面に対して行うことを特徴とする。
また、前記固定部材は、前記支持部材の前記位置決め面と当接する第１面と、当該第１面とは反対側の第２面を有する板材であり、
前記第１固定工程において、前記液体噴射ヘッドは、前記固定部材における前記支持部材の前記位置決め面と当接する側の面とは反対側の面に固定されることが望ましい。

プリンターの内部構成を説明する模式図であり、（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。 記録ヘッドユニットをノズル面側から見た斜視図である。 記録ヘッドユニットの構成を説明する模式図であり、（ａ）側面図、（ｂ）底面図、（ｃ）正面図である。 ベースプレートの構成を説明する模式図であり、（ａ）側面図、（ｂ）底面図、（ｃ）（ｂ）における領域Ａの拡大図である。 記録ヘッドの構成を説明する模式図であり、（ａ）ヘッド固定部材を取り付けた状態の斜視図、（ｂ）ヘッド固定部材を取り外した状態の斜視図である。 図５（ｂ）におけるＢ−Ｂ′線の断面図である。 位置調整工程における装置構成を説明する模式図であり、（ａ）はノズル面側の平面図、（ｂ）は側面図である。 アライメントパターンの一例を示す模式図である。 ヘッド固定部材と記録ヘッド本体との間にスペーサーを介在させた状態を示す模式図である。 ベースプレートの嵌合凹部に記録ヘッドの嵌合凸部を嵌合させる様子を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態を、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、液体噴射装置として、液体噴射ヘッドユニットの一種である記録ヘッドユニット２を搭載したインクジェット式記録装置（以下、プリンター１）を例に挙げて説明する。

図１（ａ）は、プリンター１の構成を模式的に表した平面図であり、図１（ｂ）は、側面図である。このプリンター１は、記録ヘッドユニット２と、インクタンク３と、給紙ローラー４と、搬送機構５とを備えている。記録ヘッドユニット２には、記録ヘッド７（広義の液体噴射ヘッド）が記録紙６（記録媒体或いは着弾対象物の一種）の紙幅方向（記録紙６の搬送方向に対して直交する方向）に沿って複数配列されている。インクタンク３は、記録ヘッドユニット２に供給するためのインクが貯留された貯留部材（液体供給源）の一種である。インクタンク３内のインクは、インク供給チューブ８を介して記録ヘッドユニット２に供給される。

給紙ローラー４は、搬送機構５の上流側に配設され、図示しない給紙部から給紙された記録紙６を狭持した状態で互いに反対方向に同期回転可能な上下一対のローラー４ａ、４ｂにより構成されている。この給紙ローラー４は、給紙モーター９からの動力で駆動され、図示しないスキュー補正ローラーと共働して記録紙６の搬送方向に対する傾き及び搬送方向に直行する方向の位置ずれを補正してから、この記録紙６を搬送機構５側に供給する。

搬送機構５は、搬送ベルト１１、搬送モーター１２、駆動ローラー１３、従動ローラー１４、テンションローラー１５、圧接ローラー１６、および、ベルト帯電部１７を備えている。搬送モーター１２は、搬送機構５の駆動源であり、駆動ローラー１３に動力を伝達している。搬送ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラー１３及び従動ローラー１４の間に張設されている。テンションローラー１５は、駆動ローラー１３と従動ローラー１４との間において搬送ベルト１１の内周面に当接し、ばね等の付勢部材の付勢力により搬送ベルト１１に張力を付与している。圧接ローラー１６は、搬送ベルト１１を挟んで従動ローラー１４の直上に配設され、記録紙６を搬送ベルト１１側に押圧している。

ベルト帯電部１７は、帯電ローラー１８と、帯電用電源１９とを備えている。帯電ローラー１８は搬送ベルト１１を挟んで従動ローラー１４の上流側下方に配設され、搬送ベルト１１に当接している。帯電用電源１９は、帯電ローラー１８と導通接続されており、帯電ローラー１８に交流電圧を印加する。なお、従動ローラー１４は、接地されており、搬送ベルト１１を挟んで対向する帯電ローラー１８に対する対向電極となっている。このベルト帯電部１７は、帯電用電源１９が帯電ローラー１８を介して搬送ベルト１１に電荷を供給し搬送ベルト１１を帯電させる。そして、帯電された搬送ベルト１１に載置される記録紙６には、誘電分極が発生し、搬送ベルト１１との間に静電吸着力が作用する。さらに、圧接ローラー１６は、帯電された搬送ベルト１１に載置される記録紙６を搬送ベルト１１に押し付けて、記録紙６の搬送ベルト１１に対する密着性を高める。

また、搬送ベルト１１の外周面には、リニアースケール２１がベルト全周に渡って配設されている。このリニアースケール２１は、スリット状の検出用パターンを搬送ベルト１１の搬送方向に一定間隔（例えば、３６０ｄｐｉ）で複数配列して構成されている。このリニアースケール２１の検出用パターンは、検出ヘッド２２によって光学的に検出され、検出信号がエンコーダー信号として、プリンター１の制御部（図示せず）に出力される。したがって、制御部は、このエンコーダー信号に基づいて、搬送機構５（搬送ベルト１１）による記録紙６の搬送量を把握することができる。また、このエンコーダー信号は、記録ヘッド７の圧電素子４１（後述）を駆動するための駆動信号の発生タイミングを規定する。

図２は、記録ヘッドユニット２をノズル面５０側から見た斜視図である。また、図３は、記録ヘッドユニット２の構成を説明する模式図であり、図３（ａ）は、側面図、図３（ｂ）は、底面図、図３（ｃ）は、正面図である。本実施形態の記録ヘッドユニット２は、複数の記録ヘッド７をベースプレート２４（本発明における支持部材に相当）に取り付けて構成されている。このベースプレート２４は、例えばステンレス鋼等からなる厚手の金属製板材である。本実施形態のベースプレート２４は、記録ヘッド７のノズル面５０（ノズル形成基板４５：図６参照）に対して垂直な取付面２７を有する支持壁部２５と、支持壁部２５の上端縁から当該取付面２７に対して直交する方向（記録ヘッド７のノズル面５０に対して平行な方向）に突出したフランジ部２６とから断面Ｔ字状に形成されている。

支持壁部２５は、記録ヘッド７の並設方向に長尺な直方体状の部材である。この支持壁部２５の板厚方向両側の面が、記録ヘッド７が固定される取付面２７となっている。図４に示すように、本実施形態における支持壁部２５には、記録ヘッド７の嵌合凸部６３（後述）が嵌合される嵌合凹部２８が、取付面２７の記録ヘッド取り付け位置に４つずつ、両側で合計８つ形成されている。嵌合凹部２８は、支持壁部２５を一側面から他側面に向けて板厚方向に凹ませた部分であり、記録ヘッド７のノズル面５０に対して平行な面内においてノズル列４９に直交する方向の位置を規定する第１の受け面２８ａ（本発明における位置決め面の一種）と、同面内においてノズル列方向の位置を規定する第２の受け面２８ｂとから構成されている（図４（ｃ）参照）。すなわち、第１の受け面２８ａは取付面２７と平行な面であり、第２の受け面２８ｂは第１の受け面２８ａおよびノズル面５０の両面に垂直な面である。また、嵌合凹部２８の両側の第２の受け面２８ｂのうちの何れか一方が、記録ヘッド４のノズル列方向の位置を規定する位置決め面となる。

なお、本実施形態の嵌合凹部２８は、支持壁部２５の下端（フランジ部２６とは反対側）から上側（フランジ部２６側）の途中まで延在している。すなわち、嵌合凹部２８の下端面は開口している一方で、嵌合凹部２８の上端には、支持壁部２５の構造体による天井面が形成されている。また、他側の取付面２７にも、同様の嵌合凹部２８が４つ列設されている。そして、一方の取付面２７に取り付けられる記録ヘッド７と、他方の取付面２７に取り付けられる記録ヘッド７とが、ノズル列方向に交互にずらして配置されている。本実施形態では、一側の記録ヘッド７の列と他側の記録ヘッド７の列とが、記録ヘッド７の列設ピッチの半分の距離だけずれて列設されている。これに対応して、支持壁部２５の取付面２７には、一側の嵌合凹部２８の列と他側の嵌合凹部２８の列とが、記録ヘッド７の列設ピッチの半分の距離だけずれて列設されている。なお、嵌合凹部２８の記録ヘッド７の列設方向における両側縁には、記録ヘッド取付用ねじ穴２９が開設されている。この記録ヘッド取付用ねじ穴２９の内周面には螺旋が切られている。

フランジ部２６は、記録ヘッド７のノズル面５０に対して平行、かつ、肉厚な板状に形成されている。このフランジ部２６により、支持壁部２５（ベースプレート２４）の強度が高められている。本実施形態のフランジ部２６は、支持壁部２５の上部において支持壁部２５の両側の取付面２７から外側に向けて突出した庇状に形成されている。このフランジ部２６には、各記録ヘッド７の接続流路と記録ヘッド７側で連通する連通孔３０が板厚方向に貫通した状態で形成されている。なお、連通孔３０の記録ヘッド７とは反対側は、インク供給チューブ８と接続されている。これにより、インクタンク３内のインクは、インク供給チューブ８および連通孔３０を介して各記録ヘッド７に供給される。

図５は、記録ヘッド７の構成を説明する模式図であり、図５（ａ）は、ヘッド固定部材３３を取り付けた状態の斜視図、図５（ｂ）は、ヘッド固定部材３３を取り付ける前の状態の斜視図である。また、図６は、図５（ｂ）におけるＢ−Ｂ′線の断面図である。なお、図６では、他方のノズル列４９に対応する構成が、図示されたものと左右方向に対称であるため省略されている。
本実施形態における記録ヘッド７は、ノズル４８からインク滴を噴射する記録ヘッド本体３２（狭義の液体噴射ヘッド）と、この記録ヘッド本体３２の一側面（ベースプレート２４への取り付け時に取付面２７と対向する側の面）に取り付けられたヘッド固定部材３３と、を備えている。

本実施形態における記録ヘッド本体３２は、ヘッドケース３７（外郭部材の一種）、振動子ユニット３６、および流路ユニット３５を備えている。なお、上記したように、他方のノズル列４９に対応する構成が、左右方向に対称であるため、一側の説明を省略する。ヘッドケース３７は、記録ヘッド本体３２の上面および側面の大部分を構成するケース部材であり、その内部に圧電素子４１（本発明における圧力発生手段に相当）が収容されている。具体的に説明すると、ヘッドケース３７は、例えば、エポキシ系樹脂などの樹脂により作製された中空箱体状部材である。このヘッドケース３７の先端側には、ノズル形成基板４５を露出させた状態で流路ユニット３５が固定されている。また、ヘッドケース３７の内部には、振動子ユニット３６を収容するための収容空部３８と、インクタンク３からのインクを流路ユニット３５側に供給するケース流路３９とが、その高さ方向に貫通して形成されている。

ケース流路３９の上流側は、図５に示すように、ヘッドケース３７の上面から上方に突出した筒状の接続部３９′となっている。この接続部３９′は、ベースプレート２４に記録ヘッド７が取り付けられた状態においてフランジ部２６の連通孔３０に対応する位置に設けられている。すなわち、ベースプレート２４に記録ヘッド７が取り付けられると、接続部３９′と連通孔３０とが図示しないパッキン等を介して連通するように構成されている。また、ケース流路３９の下端は、流路ユニット３５のインク導入口を介してリザーバー５１（後述）と連通される。なお、図５に示すように、記録ヘッド本体３２の一側面には、ヘッド固定部材３３を固定するためのヘッド固定部材取付用ねじ穴４０が、ノズル列４９方向の両端部分に合計２つ形成されている。このヘッド固定部材取付用ねじ穴４０の内周面には螺旋が切られている。

振動子ユニット３６は、複数の圧電素子４１（圧力発生手段の一種）からなる圧電素子群、フレキシブルケーブル４３（配線部材）等から構成されている。圧電素子群を構成する圧電素子４１は、縦方向に細長い櫛歯状に形成されており、数十μｍ程度の極めて細い幅に切り分けられている。そして、この圧電素子４１は縦方向に伸縮可能な縦振動型の圧電素子４１として構成されている。各圧電素子４１は、固定端部を固定板４２上に接合することにより、自由端部を固定板４２の先端縁よりも外側に突出させて所謂片持ち梁の状態で固定されている。そして、各圧電素子４１における自由端部の先端は、後述するように、それぞれ流路ユニット３５におけるダイヤフラム部５７を構成する島部５８に接合される。フレキシブルケーブル４３は、一端が固定板４２とは反対側となる固定端部の側面で圧電素子４１と接続され、他端がプリンター１の制御部に接続されている。なお、フレキシブルケーブル４３の制御部への接続は、図示を省略している。また、各圧電素子４１を支持する固定板４２は、圧電素子４１からの反力を受け止め得る剛性を備えた金属製の板材によって構成される。本実施形態では、厚さが１ｍｍ程度のＳＵＳ（ステンレス鋼）板によって作製されている。

流路ユニット３５は、ノズル形成基板４５、流路形成基板４６、および振動板４７から構成されている。この流路ユニット３５は、ノズル形成基板４５を流路形成基板４６の一方の表面に、振動板４７をノズル形成基板４５とは反対側となる流路形成基板４６の他方の表面にそれぞれ配置して積層し、接着等により一体化することで形成される。

ノズル形成基板４５は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル４８を列状に開設したシリコン単結晶からなる薄いプレートである。これら列状に開設したノズル４８によって、ノズル列４９（ノズル群の一種）が構成されている。本実施形態では、例えば、１８０個のノズル４８から構成されるノズル列４９が紙幅方向に沿って列設されている。なお、ノズル形成基板４５の下面（流路形成基板４６とは反対側の面）がノズル面５０である。

流路形成基板４６は、リザーバー５１（共通液室）、インク供給口５２、および圧力室５３からなる一連のインク流路を形成する板状部材である。本実施形態の流路形成基板４６は、シリコン単結晶基板をエッチング処理することで作製されている。リザーバー５１は、複数の圧力室５３に共通なインクを導入する空部である。このリザーバー５１のノズル列４９方向における一方の端部には、振動板４７のインク導入口を介してケース流路３９が連通されている。インク供給口５２は、圧力室５３とリザーバー５１との間を連通する流路幅の狭い狭窄部として形成されている。圧力室５３は、ノズル列４９方向に対して直交する方向に細長い室であり、隔壁で区画された状態で各ノズル４８に対応して複数列状に形成されている。

振動板４７は、ＳＵＳ等の金属製の支持板５５上にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂フィルム５６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４７には、リザーバー５１とケース流路３９を繋げるインク導入口が上下方向に貫通して形成されている。また、振動板４７は、圧力室５３の一方の開口面（ノズル形成基板４５とは反対側の面）を封止して、この圧力室５３の容積を変動させるためのダイヤフラム部５７を形成すると共に、リザーバー５１の一方の開口面（ノズル形成基板４５とは反対側の面）を封止するコンプライアンス部５９を形成している。詳しく説明すると、ダイヤフラム部５７は、圧力室５３に対応した部分の支持板５５にエッチング加工を施し、当該部分を環状に除去して圧電素子４１の自由端部の先端を接合するための島部５８を複数形成することで構成されている。この島部５８は、圧力室５３の平面形状と同様に、ノズル列４９と直交する方向に細長いブロック状であり、この島部５８の周りの樹脂フィルム５６が弾性体膜として機能する。また、コンプライアンス部５９として機能する部分、すなわちリザーバー５１に対応する部分は、このリザーバー５１の開口形状に倣って支持板５５がエッチング加工で除去され、樹脂フィルム５６のみとなっている。

上記構成のような記録ヘッド本体３２では、インクタンク３からのインクをインク供給チューブ８、およびベースプレート２４の連通孔３０を介して取り込むことで、ケース流路３９、リザーバー５１、インク供給口５２、および圧力室５３からなる一連の流路がインクで満たされる。そして、プリンター１の制御部からの駆動信号の供給により、圧電素子４１の自由端部を伸縮させ、圧力室５３内に圧力変動を生じさせる。この圧力変動を制御することで、圧力室５３に連通したノズル４８からインク滴を噴射させたり、或いは、インクが噴射されない程度にノズル４８におけるメニスカスを微振動させたりする。

ヘッド固定部材３３は、ヘッドケース３７よりも剛性が高い、例えば、ＳＵＳ等の金属からなる板材である。このヘッド固定部材３３の寸法に関し、ノズル列４９方向における寸法が、ヘッドケース３７の同方向の寸法よりも長く、かつ、ノズル面５０に垂直な方向における寸法（高さ）が、ヘッドケース３７の同方向の寸法（高さ）よりも短く（低く）形成されている。そして、ヘッド固定部材３３は、その上面を記録ヘッド本体３２の上面に揃えると共に、ノズル面５０のノズル４８（位置決めの基準となるノズル）に対してノズル列方向の相対位置が規定された状態で当該ヘッドケース３７に取り付けられている。なお、記録ヘッド本体３２とヘッド固定部材３３との位置決めの詳細については後述する。

ヘッド固定部材３３が記録ヘッド本体３２のヘッドケース３７に取り付けられた状態では、ヘッド固定部材３３のノズル列４９方向における両端部が、ヘッドケース３７（記録ヘッド本体３２）よりも外側にそれぞれ突出する。なお、ヘッド固定部材３３には、ヘッドケース３７のヘッド固定部材取付用ねじ穴４０に対応する第１のねじ挿通穴６１が板厚方向に貫通している。この第１のねじ挿通穴６１の内径は、ヘッド固定部材取付用ねじ穴４０の内径よりも少し大きく設定されている。また、ヘッド固定部材３３のヘッドケース３７から外側に突出した部分には、ベースプレート２４の記録ヘッド取付用ねじ穴２９に対応する第２のねじ挿通穴６２が板厚方向に貫通している。この第２のねじ挿通穴６２の内径は、記録ヘッド取付用ねじ穴２９の内径よりも少し大きく設定されている。

本実施形態におけるヘッド固定部材３３において、ヘッドケース３７とは反対側の面には嵌合凸部６３が形成されている。この嵌合凸部６３は、第１のねじ挿通穴６１よりも内側の部分がヘッドケース３７とは反対側に突出した部分である。言い換えると、ヘッド固定部材３３における第１のねじ挿通穴６１よりも内側の板厚が、他の部分に比べて厚くなっている。この嵌合凸部６３は、ベースプレート２４の嵌合凹部２８の第１の受け面２８ａに当接する第１の規制面６３ａと、嵌合凹部２８の第２の受け面２８ｂに当接する第２の規制面６３ｂとから構成されている。この第１の規制面６３ａと第１の受け面２８ａとの当接により、ベースプレート２４に対する記録ヘッド７のノズル列に直交する方向の位置が規定される。また、上記の嵌合凹部２８の位置決め用の第２の受け面２８ｂと、これに対向する第２の規制面６３ｂとの当接により、ベースプレート２４に対する記録ヘッド７のノズル列方向の位置が規定される。すなわち、嵌合凸部６３と嵌合凹部２８の嵌合により、ノズル面５０方向におけるベースプレート２４に対する記録ヘッド７の取り付け位置が規定される。

次に、上記構成の記録ヘッドユニット２の製造方法について説明する。
記録ヘッドユニット２は、ヘッド固定部材３３に対する記録ヘッド本体３２の位置を調整する位置調整工程と、位置決め状態でヘッド固定部材３３と記録ヘッド本体３２とを固定する第１固定工程と、ベースプレート２４の位置決め面（２８ａ，２８ｂ）に対してヘッド固定部材３３を当接させてベースプレート２４に対する取り付け位置が規定された状態でベースプレート２４とヘッド固定部材３３とを固定する第２固定工程と、を経て製造される。

図７は、位置調整工程における装置構成を説明する模式図であり、（ａ）はノズル面５０側の平面図、（ｂ）は側面図である。なお、同図において治具等については破線で示している。位置決め調整装置は、第１の治具６５、第２の治具６６、およびカメラ６７を備えている。第１の治具６５は、ヘッド固定部材３３を保持する治具であり、位置決め調整装置において規定位置に固定されている。これに対し、第２の治具６６は、記録ヘッド本体３２を保持する治具であり、位置決め調整装置において移動可能に配置されている。カメラ６７は、ＣＣＤカメラ等により構成され、記録紙６に記録されたアライメントパターンを撮像し、図示しない制御装置側に出力する。また、ケース流路３９の接続部３９′には、図示しないインクカートリッジ側からの供給チューブが接続され、記録ヘッド本体３２の内部流路にインクが供給される。

位置調整工程では、まず、ヘッド固定部材３３を、第１の治具６５の治具に取り付ける。この際、第１の治具６５は、嵌合凸部６３の第１の規制面６３ａおよび第２の規制面６３ｂに当接することでヘッド固定部材３３を位置決め調整装置の規定位置に位置決めした状態で保持する。次に、記録ヘッド本体３２を、第２の治具６６に取り付ける。第２の治具６６は、記録ヘッド本体３２（ヘッドケース３７）の一側面を、ヘッド固定部材３３の嵌合凸部６３とは反対側の面に当接させた状態で記録ヘッド本体３２を保持する。続いて、この状態で、記録ヘッド本体３２のノズル列４９を構成する全てのノズル４８から同時にインクを噴射させて、記録紙６に対してノズル列方向に沿った罫線をアライメントパターンとして記録する。記録されたアライメントパターンは、カメラ６７によって撮像されて図示しないモニターに映し出される。

図８は、アライメントパターンの一例を示す模式図である。同図において、破線Ａで示す罫線が基準線であり、実線Ｂで示す罫線が記録ヘッド本体３２によって記録されたアライメントパターンである。本実施形態において、基準線Ａは、アライメントパターンの撮影画像に重ねてモニターに映し出されるようになっている。なお、カメラ６７によってアライメントパターンと一緒に撮像されたヘッド固定部材３３のエッジ（例えば、ヘッド固定部材３３のヘッドケース３７側の面の下端縁のエッジ）を基準線Ａとすることも可能である。図８（ａ）に示すように、記録されたアライメントパターンＢが基準線Ａに対して傾斜している場合、図８（ｂ）に示すように、目標とする状態、すなわち、アライメントパターンＢが基準線Ａに対して平行となるように第２の治具６６によって記録ヘッド本体３２の位置を調整する。例えば、基準線Ａに対するアライメントパターンＢの傾斜角度を、図示しない制御装置で測定し、或いは、作業者がモニター上で目視によって確認しつつ、傾斜角度に応じて記録ヘッド本体３２のノズル面５０に平行な面内での角度（傾き）を第２の治具６６によって調整する。なお、基準線Ａに対する罫線Ｂの傾きに関して目標範囲（例えば、０°±０．５°）を定めておき、当該目標範囲内となるように調整してもよい。

次に、位置が調整された状態で固定ねじを第１のねじ挿通穴６１に挿通してヘッド固定部材取付用ねじ穴４０に螺合させることで、ヘッド固定部材３３と記録ヘッド本体３２とを仮固定する。すなわち、多少の位置調整が可能なようにねじを完全に締め込まない状態にする。なお、ヘッド固定部材３３と記録ヘッド本体３２とを接着剤によって仮固定しても良い。この仮固定状態で、記録紙６に対してアライメントパターンＢを再度記録し、基準線Ａに対する傾きを確認し、両者が平行になるまで第２の治具６６によって記録ヘッド本体３２の位置を調整する。

ヘッド固定部材３３に対する記録ヘッド本体３２の相対位置が調整された結果、ヘッド固定部材３３と記録ヘッド本体３２との間に隙間が生じた場合、図９に示すように、ヘッド固定部材３３と記録ヘッド本体３２との間に、隙間に応じた大きさのスペーサー６９（充填材）を介在させる。なお、スペーサー６９以外に接着剤等の他の充填材を充填させても良い。この状態で（充填材が接着剤の場合、接着剤が硬化した状態で）固定ネジを締め込むことでヘッド固定部材３３と記録ヘッド本体３２とを本固定する（第１固定工程）。これにより、ヘッド固定部材３３とヘッド固定部材３３のノズル４８との相対位置が高精度に規定された記録ヘッド７が完成する。

次に、ベースプレート２４に対して、上記の手順で作製された記録ヘッド７を順次固定する（第２固定工程）。この第２固定工程では、図１０に示すように、ベースプレート２４の取付面２７における嵌合凹部２８に、記録ヘッド７（ヘッド固定部材３３）の嵌合凸部６３を嵌合させる。このとき、ベースプレート２４の位置決め面である嵌合凹部２８の第１の受け面２８ａおよび第２の受け面２８ｂに対し、ヘッド固定部材３３の第１の規制面６３ａおよび第２の規制面６３ｂをそれぞれ当接させることにより、ベースプレート２４に対する記録ヘッド７が位置決めされる。この状態で、第２のねじ挿通穴６２を通して記録ヘッド取付用ねじ穴２９に固定ねじを螺合して、記録ヘッド７をベースプレート２４に固定する。このようにして、必要数の記録ヘッド７をベースプレート２４に固定することで、記録ヘッドユニット２が完成する。

以上のように、本発明に係る記録ヘッドユニット２によれば、アライメントパターンに基づいてヘッド固定部材３３に対する相対位置が規定された状態で記録ヘッド本体３２がヘッド固定部材３３に固定されているので、ベースプレート２４の位置決め面に対してヘッド固定部材３３の規制面を当接させた状態で固定することにより、ベースプレート２４に対する記録ヘッド７の相対位置が精度良く規定される。これにより、ベースプレート２４に固定した記録ヘッド７の位置ずれを確認する作業が不要になり、記録ヘッド７を取り付ける際の作業性を向上させることができる。また、メンテナンス時に記録ヘッド７を新たに交換する際、或いは、ベースプレート２４から一旦取り外した記録ヘッド７をベースプレート２４に再度取り付ける際、ベースプレート２４の位置決め面に対してヘッド固定部材３３の規制面を当接させた状態で固定することで位置決めが完了するので、迅速且つ容易に記録ヘッド７の交換・修理等が可能となる。

ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、ヘッド固定部材３３に嵌合凸部６３を、ベースプレート２４に嵌合凹部２８を設けたが、これには限られない。例えば、ヘッド固定部材に嵌合凹部を設け、ベースプレートに嵌合凸部を設けてもよい。また、両部材に嵌合凸部および嵌合凹部を設けずに、ベースプレート２４の取付面２７に、記録ヘッド７のノズル列方向の位置を規制する凸部（例えばリブ等）を設ける構成を採用しても良い。この場合でも、ヘッド固定部材３３を取付面２７（位置決め面）に当接させるとともに凸部に当接させることで、ベースプレートに対する記録ヘッドの位置を規定することができる。

さらに、上記実施形態では、ベースプレート２４とヘッド固定部材３３、および、記録ヘッド本体３２とヘッド固定部材３３を、それぞれねじを用いて固定したが、これには限られない。例えば、ＵＶ硬化樹脂やシール等の接着剤を用いて、それぞれの部材同士を接着固定しても良い。

そして、上記各実施形態では、圧力発生手段として所謂縦振動型の圧電素子４１を例示したが、これには限られず、例えば、所謂撓み振動型の圧電素子を採用することも可能である。その他、発熱により気泡を発生させることで圧力変動を生じさせる発熱素子や、静電気力により圧力室の作動面を変位させることで圧力変動を生じさせる静電アクチュエーターなどの圧力発生手段を採用する構成においても本発明を適用することが可能である。

また、本発明は、ノズルからインク等の液体を噴射させる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体噴射装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。

１…プリンター，２…記録ヘッドユニット，６…記録紙，７…記録ヘッド，２４…ベースプレート，２５…支持壁部，２６…フランジ部，２７…取付面，２８…嵌合凹部，２８ａ…第１の受け面，２８ｂ…第２の受け面，２９…記録ヘッド取付用ねじ穴，３２…記録ヘッド本体，３３…ヘッド固定部材，４０…ヘッド固定部材取付用ねじ穴，４１…圧電素子，４８…ノズル，４９…ノズル列，５０…ノズル面，６１…第１のねじ挿通穴，６２…第２のねじ挿通穴，６３…嵌合凸部，６３ａ…第１の規制面，６３ｂ…第２の規制面，６５…第１の治具，６６…第２の治具，６７…カメラ，６９…スペーサー

Claims (6)

1. 液体を噴射するノズルを複数並設してなるノズル群が形成されたノズル面を有し、各ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
   当該液体噴射ヘッドに固定される固定部材と、
   前記液体噴射ヘッドが前記固定部材を介して取り付けられる支持部材と、
   を備え、前記支持部材が、前記液体噴射ヘッドの取り付け位置を規定する位置決め面を有する液体噴射ヘッドユニットの製造方法であって、
   前記液体噴射ヘッドの各ノズルから液体を噴射して液体着弾対象に対してアライメントパターンを形成する工程と、
   前記アライメントパターンに基づき、前記固定部材に対する前記液体噴射ヘッドの相対位置を調整する位置調整工程と、
   前記位置調整工程により前記固定部材に対する前記液体噴射ヘッドの相対位置が規定された状態で当該固定部材と当該液体噴射ヘッドとを固定する第１固定工程と、
   前記支持部材の位置決め面に対して前記第１固定工程により前記液体負噴射ヘッドが固定された前記固定部材を当接させて当該支持部材に対する取り付け位置が規定された状態で当該支持部材と当該固定部材とを固定する第２固定工程と、
   を経、
   前記位置調整工程における前記液体噴射ヘッドの相対位置の調整を、前記固定部材のうち、前記支持部材の前記位置決め面に対して当接する面に対して行うことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
2. 前記アライメントパターンを形成する工程において、前記固定部材が前記支持部材の前記位置決め面と当接する面により保持された状態で、前記アライメントパターンを形成することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
3. 前記アライメントパターンは、ノズル群を構成する各ノズルから同時に液体を噴射することで形成された罫線であり、
   前記位置調整工程において、前記固定部材を基準としたときの当該罫線の傾きを取得し、当該傾きが目標範囲内となるように前記固定部材に対する前記液体噴射ヘッドの位置を調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
4. 前記位置調整工程において、前記固定部材のエッジと前記アライメントパターンとが平行となるように、前記固定部材に対する前記液体噴射ヘッドの相対位置を調整することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
5. 前記第１固定工程において、前記固定部材と前記液体噴射ヘッドとの隙間に充填材を充填した状態で、前記固定部材と前記液体噴射ヘッドとが固定されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
6. 前記固定部材は、前記支持部材の前記位置決め面と当接する第１面と、当該第１面とは反対側の第２面を有する板材であり、
   前記第１固定工程において、前記液体噴射ヘッドは、前記固定部材における前記支持部材の前記位置決め面と当接する側の面とは反対側の面に固定されることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。

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