JP6606891B2

JP6606891B2 - 液体噴射ヘッドユニット、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドユニットの製造方法

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Inventors: 勝弘大久保
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Publication date: 2019-11-20
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Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと固定板とを具備する液体噴射ヘッドユニット、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドユニットの製造方法に関する。

インクジェット式プリンターやプロッター等のインクジェット式記録装置は、インクカートリッジやインクタンク等の液体貯留手段に貯留されたインクを、インク滴として噴射可能なインクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット式記録ヘッドユニットを具備する。

インクジェット式記録ヘッドユニットは、インクを噴射するインクジェット式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドにインクを供給する流路部材と、インクジェット式記録ヘッドの噴射面側を覆うカバーヘッド等の固定板と、を具備する。

このようなインクジェット式記録ヘッドユニットでは、複数のインクジェット式記録ヘッドを共通する固定板に固定することで、ノズル列の多列化や長尺化を図ることができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１３１４８４号公報

しかしながら、固定板の表面及びノズルプレートの表面である吐出面は、付着したインク、紙粉等をクリーニングするためにワイパーなどのワイピング手段によってワイピングされるが、固定板の縁にワイピング手段が接触し、ワイピング手段に傷、摩耗及び破損が生じて、ワイパーの寿命が短くなってしまうという問題がある。なお、ワイピング手段としては、ゴム等の弾性材料で形成されたブレードや、布、スポンジなどの多孔質材料などの種々な材料が用いられているが、弾性材料のワイピング手段は固定板の縁によって傷、摩耗が生じ、布や多孔質材料などのワイピング手段は固定板の縁に引っかかり、破損が生じてしまう。

また、固定板の全周を絞り加工することによって、全周に亘って側面部を形成することにより、固定板のワイピング手段に接触する縁を丸めて、ワイピング手段の傷、摩耗及び破損を抑制する方法も考えられるが、固定板を絞り加工することによって固定板の液体噴射ヘッドを固定する面の平面度が低下し、共通する固定板に固定された液体噴射ヘッドの位置や角度の精度が低下し、インクの着弾位置精度が低下して印刷品質が低下してしまうという問題がある。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録ヘッドユニットに限定されず、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射ヘッドユニットにおいても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、固定板の平面度を向上して印刷品質を向上すると共にワイピング手段の高寿命化を図ることができる液体噴射ヘッドユニット、液体噴射装置及び液体噴射ヘッドユニットの製造方法を提供することを目的とする。

［態様１］本発明の態様は、複数の開口が設けられた固定板と、前記開口毎に設けられた複数の液体噴射ヘッドと、複数の流路が設けられた流路部材であって、前記固定板との間で複数の液体噴射ヘッドを収容する流路部材と、前記固定板は、第１面及び第２面からなる底面部と、前記第１面及び前記第２面を隔てる縁部と、前記底面部と前記縁部との間において前記第２面から前記第１面へ向けて反った反り部と、を有し、前記液体噴射ヘッドのそれぞれは、液体を噴射するノズルを複数有するノズル列が設けられたノズルプレートを有し、前記液体噴射ヘッドは、前記固定板の前記底面部の前記第１面と固定され、前記固定板の前記第２面と前記ノズルプレートとにより、吐出面を規定することを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる態様では、反り部を設けることで、固定板のエッジが鋭くなるのを抑制して、吐出面を払拭するワイピング手段に鋭いエッジが接触することによる傷、摩耗及び破損が生じるのを抑制することができる。また、固定板に底面部と縁部とを設けることで、固定板を絞り加工によって形成することがないため、底面部の平面度を向上して、固定板に固定される複数の液体噴射ヘッドの吐出方向の位置及び吐出方向に対して傾斜する角度のばらつきを抑制することができる。

［態様２］態様１の液体噴射ヘッドユニットにおいて、前記固定板は、前記底面部から前記第１面側に延びた側面部を有し、前記底面部は、前記側面部と前記反り部とにより囲まれることが好ましい。これによれば、側面部によって媒体の接触等による固定板の変形や剥離を抑制することができる。

［態様３］態様２の液体噴射ヘッドユニットにおいて、前記流路部材は、前記側面部が収容される凹部を有することが好ましい。これによれば、ノズル面をワイピングするワイピング手段の相対移動方向に沿った側面部を少なくとも凹部内に収容することで、側面部の縁の殆どが凹部内に収容されて露出されないため、側面の縁にワイピング手段が接触することによる傷、摩耗及び破損を抑制することができる。

［態様４］態様１〜３の何れかの液体噴射ヘッドユニットにおいて、前記流路部材は、前記固定板の前記縁部に対して前記反り部の反対側において、前記第１面から前記第２面側へ向けて突出し、且つ、前記固定板の前記縁部よりも前記第２面の面内方向において外側に突出した壁部を有することが好ましい。これによれば、反り部の端部にワイピング手段が接触するのを抑制することができる。

［態様５］本発明の他の態様は、態様１〜４の何れかの液体噴射ヘッドユニットと、媒体と前記液体噴射ヘッドとの間における第１の方向の相対的な往復移動を行うキャリッジ機構と、を備える液体噴射装置にある。
かかる態様では、キャリッジ機構によって小型の液体噴射ヘッドユニットによって第１の方向に幅広の媒体に液体の噴射を行わせることができる。

［態様６］本発明の他の態様は、複数の開口が設けられた固定板と、前記開口毎に設けられた複数の液体噴射ヘッドと、複数の流路が設けられた流路部材であって、前記固定板との間で複数の液体噴射ヘッドを収容する流路部材と、前記固定板は、第１面及び第２面からなる底面部と、前記第１面及び前記第２面を隔てる縁部と、前記底面部から前記第１面側に延びた側面部と、前記底面部と前記縁部と前記側面部との間において前記第２面から前記第１面へ向けて反った反り部と、を有し、前記液体噴射ヘッドのそれぞれは、液体を噴射するノズルを複数有するノズル列が設けられたノズルプレートと、前記流路部材の流路とノズルとを連通させる流路が設けられた流路基板と、を有し、前記液体噴射ヘッドは、前記固定板の前記底面部の前記第１面と固定され、前記固定板の前記第２面と前記ノズルプレートとにより、吐出面を規定することを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法であって、板状部材に対して前記開口を設け、前記板状部材に前記固定板の前記側面部となる縁を切り出し、前記板状部材に前記反り部となる縁を切り出す工程と、前記板状部材に前記反り部を形成する工程と、前記板状部材の前記側面部となる領域を屈曲させて前記固定板を形成する工程と、複数の前記液体噴射ヘッドを前記固定板の前記第１面に固定する工程と、複数の前記液体噴射ヘッドが固定された前記固定板を前記流路部材に固定する工程と、を備えることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法にある。
かかる態様では、固定板を打ち抜いた後に、側面部となる領域を屈曲させることで、絞り加工に比べて、底面部の平面度を向上することができる。

実施形態１に係る記録装置の概略図である。実施形態１に係るヘッドユニットの分解斜視図である。実施形態１に係るヘッドユニットの斜視図である。実施形態１に係るヘッドユニットの要部断面図である。実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。実施形態１に係るヘッドユニットの要部斜視図である。実施形態１に係るヘッドユニットの要部断面図である。実施形態１に係るヘッドユニットの要部断面図である。比較となるヘッドユニットの要部断面図である。実施形態１に係るヘッドユニットの要部断面図である。実施形態１に係るヘッドユニットの製造方法を示す平面図である。実施形態１に係るヘッドユニットの製造方法を示す断面図である。実施形態１に係るヘッドユニットの製造方法を示す断面図である。実施形態１に係るヘッドユニットの製造方法を示す断面図である。実施形態１に係るヘッドユニットの製造方法を示す断面図である。実施形態２に係るヘッドユニットの要部斜視図である。実施形態２に係るヘッドユニットの要部側面図である。実施形態２に係るヘッドユニットの要部側面図である。実施形態２に係るヘッドユニットの変形例を示す要部斜視図である。実施形態２に係るヘッドユニットの変形例を示す要部側面図である。他の実施形態に係るヘッドユニットの要部斜視図である。他の実施形態に係るヘッドユニットの要部斜視図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略図である。

図１に示すように、インクジェット式記録装置１は、インクジェット式記録ヘッドユニット２（以下、単にヘッドユニット２とも言う）を具備する。ヘッドユニット２は、キャリッジ３に搭載されている。キャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５の軸方向に往復移動可能に設けられている。本実施形態では、キャリッジ３の移動方向を第１の方向Ｘと称する。

そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット２を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。すなわち、キャリッジ３、キャリッジ軸５、駆動モーター６及びタイミングベルト７等が本実施形態のキャリッジ機構となっている。一方、装置本体４には搬送手段としての搬送ローラー８が設けられており、紙等の媒体Ｓが搬送ローラー８により搬送されるようになっている。本実施形態では、搬送ローラー８によって媒体Ｓが第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙに搬送されるようにした。なお、媒体Ｓを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。また、本実施形態では、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの両方に直交する方向を第３の方向Ｚと称し、媒体Ｓに対してヘッドユニット２側をＺ１、ヘッドユニット２に対して媒体Ｓ側をＺ２と称する。さらに、本実施形態では、各方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるものではない。

また、キャリッジ３に搭載されたヘッドユニット２には、液体としてインクが貯留されたインクタンク等の液体貯留手段９がチューブ等の供給管９ａを介して接続されている。なお、本実施形態では、液体貯留手段９は供給管９ａを介してヘッドユニット２に接続されているが、特にこれに限定されず、インクカートリッジ等の液体貯留手段をヘッドユニット２と共にキャリッジ３に搭載するようにしてもよい。

また、上述したインクジェット式記録装置１では、ヘッドユニット２がキャリッジ３に搭載されて第１の方向Ｘに移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ヘッドユニット２が固定されて、媒体Ｓを第２の方向Ｙに移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置であってもよい。

また、キャリッジ３の移動方向の端部である非印刷領域には、詳しくは後述するヘッドユニット２の吐出面をワイピングするワイピング手段１０が設けられている。ワイピング手段１０は、払拭部１１と、払拭部１１が固定されたベース部１２と、を具備する。払拭部１１は、ゴムやエラストマー等の弾性材料で形成された板状のブレード、布やスポンジ等の多孔質材料などを用いることができる。本実施形態では、払拭部１１として布を用いた。また、ベース部１２は、本実施形態では、第２の方向Ｙに沿って移動可能に設けられている。このため、ワイピング手段１０は、ヘッドユニット２の吐出面を第２の方向Ｙに移動してワイピングする。ちなみに、ヘッドユニット２には、詳しくは後述するがノズルが並設されたノズル列が複数列設けられており、ノズル列のノズルの並設方向は第２の方向Ｙに沿った方向となっている。このため、ワイピング手段１０の払拭部１１は、ノズル列をノズルの並設方向に沿ってワイピングする。

ここで、このようなインクジェット式記録装置１に搭載されるヘッドユニット２の一例について図２〜図４を参照して説明する。なお、図２は、本発明の実施形態１に係るヘッドユニットを示す分解斜視図であり、図３は、ヘッドユニットの斜視図であり、図４は、ヘッドユニットの断面図である。なお、本実施形態では、ヘッドユニット２の各方向について、インクジェット式記録装置１に搭載された際の方向、すなわち、第１の方向Ｘ、第２の方向Ｙ及び第３の方向Ｚに基づいて説明する。もちろん、ヘッドユニット２のインクジェット式記録装置１内の配置は以下に示すものに限定されるものではない。

図示するように、本実施形態のヘッドユニット２は、ノズル２２１からインク滴を噴射する複数のインクジェット式記録ヘッド２０（以下、単に記録ヘッドとも言う）と、複数の記録ヘッドを保持すると共に記録ヘッド２０のインクを供給する流路３２が設けられた流路部材３０と、複数の記録ヘッド２０のノズル２２１側に設けられた固定板４０と、を具備する。

ここで、本実施形態の記録ヘッド２０について図５及び図６を参照してさらに説明する。なお、図５は、記録ヘッドの分解斜視図であり、図６は、記録ヘッドの断面図である。

図５及び図６に示すように、本実施形態の記録ヘッド２０は、流路形成基板２１０を具備する。流路形成基板２１０は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、第３の方向ＺのＺ１側には振動板２５０が形成されている。この流路形成基板２１０には、第３の方向ＺのＺ２側の面から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室２１２が、第２の方向Ｙに並設されている。また、圧力発生室２１２が第２の方向Ｙに並設された列は、第１の方向Ｘに２列形成されている。また、各列の圧力発生室２１２の第１の方向Ｘの外側には、後述する保護基板２３０に設けられるマニホールド部２３１と連通し、各圧力発生室２１２の共通のインク室となるマニホールド２６０を構成する連通部２１３が形成されている。また、連通部２１３は、インク供給路２１４を介して各圧力発生室２１２の第１の方向Ｘの一端部とそれぞれ連通されている。

また、流路形成基板２１０の第３の方向ＺのＺ２側には、各圧力発生室２１２のインク供給路２１４とは反対側で連通するノズル２２１が穿設されたノズルプレート２２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。すなわち、本実施形態では、１つの記録ヘッド２０にノズル２２１が第２の方向Ｙに並設されたノズル列２２１Ａが第１の方向Ｘに２列設けられている。ここで、ノズルプレート２２０のノズル２２１に連通する流路が設けられた流路基板とは、圧力発生室２１２が形成された流路形成基板２１０のことである。

一方、流路形成基板２１０の第３の方向ＺのＺ１側には、振動板２５０上に、導電性材料で形成された第１電極と、圧電材料で形成された圧電体層と、導電性材料で形成された第２電極とを順次積層することで形成された圧電アクチュエーター２７０が形成されている。このような圧電アクチュエーター２７０が形成された流路形成基板２１０上には、マニホールド２６０の少なくとも一部を構成するマニホールド部２３１を有する保護基板２３０が接合されている。このマニホールド部２３１は、本実施形態では、保護基板２３０を第３の方向Ｚに貫通して、第２の方向Ｙに沿って複数の圧力発生室２１２に亘って連続して形成されており、上述のように流路形成基板２１０の連通部２１３と連通されて各圧力発生室２１２の共通のインク室となるマニホールド２６０を構成している。

また、保護基板２３０の圧電アクチュエーター２７０に対向する領域には、圧電アクチュエーター２７０の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電アクチュエーター保持部２３２が設けられている。このような保護基板２３０としては、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができるが、流路形成基板２１０の熱膨張率と略同一の材料を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板２１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

また、このような保護基板２３０上には、コンプライアンス基板２４０が接合されている。コンプライアンス基板２４０のマニホールド２６０に対向する領域には、マニホールド２６０にインクを供給するためのインク導入連通口２４４が厚さ方向に貫通することで形成されている。また、コンプライアンス基板２４０のマニホールド２６０に対向する領域のインク導入連通口２４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部２４３となっており、マニホールド２６０は、可撓部２４３により封止されている。この可撓部２４３により、マニホールド２６０内にコンプライアンスを与えている。

さらに、コンプライアンス基板２４０上には、インク導入連通口２４４に連通すると共に流路部材３０の流路に連通して、流路部材３０からのインクをインク導入連通口２４４に供給するインク導入口２８１が設けられたヘッドケース２８０が設けられている。このヘッドケース２８０には、可撓部２４３に対向する領域に凹部２８２が形成され、可撓部２４３の撓み変形が適宜行われるようになっている。

また、記録ヘッド２０のインク導入口２８１が開口する面からは、圧電アクチュエーター２７０に接続された配線基板２９０が第３の方向Ｚに突出して設けられている。配線基板２９０は、可撓性を有する配線、例えば、フレキシブルケーブル等からなり、外部からの印刷信号等の各種信号が供給される。なお、配線基板２９０には、半導体素子である駆動回路２９１が実装されている。もちろん、配線基板２９０は、駆動回路２９１が設けられていなくてもよい。

このような記録ヘッド２０は、インク導入口２８１が開口する面が流路部材３０に固定されて、液体貯留手段９から流路部材３０を介してインクが供給される。

なお、図２及び図３に示すように、流路部材３０には、記録ヘッド２０が複数個、本実施形態では、ノズル列２２１Ａの列設方向である第１の方向Ｘに５個並設された列が、第２の方向Ｙに２列設けられている。すなわち、１つのヘッドユニット２には、合計２０列のノズル列２２１Ａが第１の方向Ｘに並設されている。そして、同じインクを噴射する２つの記録ヘッド２０を互いに第２の方向Ｙにずらして配置することで、２つの記録ヘッドによって同じインクを噴射するノズル列２２１Ａを第２の方向Ｙに長尺化している。

ここで、流路部材３０は、図２及び図４に示すように、第３の方向ＺのＺ１側の面に、液体貯留手段９が供給管９ａを介して接続される複数の接続部３１を有する。本実施形態では、接続部３１として針状に突出したものとした。また、流路部材３０の内部には、接続部３１に一端が開口すると共に、他端が第３の方向ＺのＺ２側の面の記録ヘッド２０のインク導入口２８１に接続される位置に開口する複数の流路３２が設けられている。なお、流路部材３０の内部には、流路３２内のインクに含まれる気泡や異物を除去するためのフィルターを設けるようにしてもよい。また、流路部材３０の内部には、記録ヘッド２０の配線基板２９０が接続される回路基板等が保持されていてもよい。さらに、流路３２は、流路部材３０内で２つ以上に分岐されていてもよい。

一方、流路部材３０の流路３２が開口するＺ２側の面には、内部に記録ヘッド２０を収容可能な保持部３３が設けられている。保持部３３は、流路部材３０のＺ２側の面に開口する凹形状を有する。このような保持部３３は、記録ヘッド２０毎に設けられていてもよく、また、複数の記録ヘッド２０に亘って共通して設けられていてもよい。ただし、保持部３３は、記録ヘッド２０毎に独立して設けた方が、流路部材３０の剛性を高めることができると共に、流路部材３０と固定板４０との接合面積を広げて、固定板４０及びノズルプレート２２０の平面度を向上することができる。

このような流路部材３０の保持部３３が開口するＺ２側の面には、固定板４０が固定されている。本実施形態では、流路部材３０のＺ２側の面と固定板４０とを接着剤３４によって接合するようにした。この固定板４０は、詳しくは後述するが、各記録ヘッド２０のノズルプレート２２０にもノズル列２２１Ａを露出した状態で固定されており、保持部３３のＺ２側の開口は、ノズル列２２１Ａ以外の部分が固定板４０によって覆われている。これにより、インクや異物が記録ヘッド２０と保持部３３との間に侵入するのを抑制することができる。

ここで、固定板４０について、さらに図７〜図９を参照して説明する。なお、図７は、ヘッドユニットの要部斜視図であり、図８は、図７のＡ−Ａ′断面図であり、図９は、図７のＢ−Ｂ′線断面図である。

図示するように、固定板４０は、底面部５０と、縁部６０と、底面部５０に連続して底面部５０に対して屈曲された側面部７０と、を具備する。

底面部５０は、平板状を有し、第３の方向Ｚから平面視した際に、長方形状を基本として４つの角部を面取りした形状を有する。すなわち、底面部５０は第１の方向Ｘに沿った２つの第１縁５１と、第２の方向Ｙに沿った２つの第２縁５２とを有する。また、底面部５０は、記録ヘッド２０が固定される第１面５３と、第１面５３とは反対側の第２面５４と、を有する。このような底面部５０には、各記録ヘッド２０のそれぞれに対応して設けられた露出開口部５５が設けられている。露出開口部５５は、各記録ヘッド２０のノズル列２２１Ａをそれぞれ独立して露出するように記録ヘッド２０毎に設けられることで、合計１０個設けられている。この露出開口部５５は、記録ヘッド２０のノズルプレート２２０よりも若干小さな開口を有し、底面部５０の第１面５３は、露出開口部５５の開口縁部においてノズルプレート２２０と固定される。なお、底面部５０とノズルプレート２２０とは、例えば、接着剤５６によって固定されている。

側面部７０は、底面部５０から第１面５３側に延設されている。すなわち、側面部７０は、底面部５０に連続した部分を第１面５３側であるＺ１側に屈曲することで形成されている。このような側面部７０は、底面部５０の第１の方向Ｘに沿った２つの第１縁５１及び第２の方向Ｙに沿った２つの第２縁５２から連続して設けられている。つまり、側面部７０は、底面部５０の第１の方向Ｘに沿った第１縁５１に連続して、第１の方向Ｘに沿って設けられた２つの第１側面部７１と、底面部５０の第２の方向Ｙに沿った第２縁５２に連続して、第２の方向Ｙに沿って設けられた２つの第２側面部７２とを具備する。そして、これら２つの第１側面部７１と２つの第２側面部７２とは、底面部５０の周方向で互いに接続されない不連続となっている。このように側面部７０を設けることによって、固定板４０の剛性を高めることができると共に、媒体Ｓが接触するなどの外力によって固定板４０が変形及び剥離するのを抑制することができる。

縁部６０は、底面部５０の第１面５３と第２面５４とを隔てる外周縁部のことであり、側面部７０に連続する部分を含まない。すなわち、縁部６０とは、底面部５０の外周縁部であって、底面部５０の側面部７０と連続する第１縁５１及び第２縁５２以外の部分のことである。つまり、本実施形態では、底面部５０の第１側面部７１と第２側面部７２とが不連続となる部分が４つ設けられており、この不連続となる４つの部分がそれぞれ縁部６０となっている。なお、縁部６０とは、第１面５３と第２面５４とを隔てる端面（面）であってもよいし、例えば、第１面５３及び第２面５４の少なくとも一方が傾斜して設けられて、第１面５３と第２面５４とを隔てる端面が存在せずに、厚みが徐々に薄くなって第１面５３と第２面５４とが線接触する場合には、その線接触する縁の部分であってもよい。

そして、底面部５０と縁部６０との間には、第２面５４から第１面５３に向けて反った反り部８０が設けられている。すなわち、底面部５０は、側面部７０と反り部８０とによって囲まれている。ここで、反り部８０が第２面５４から第１面５３に向けて反っているとは、反り部８０の第２面５４側の表面が、第２面５４を面内方向に延長した仮想的な面よりも第１面５３側に位置していることを言う。なお、本実施形態では、反り部８０は、底面部５０の第２面５４と縁部６０との間に設けられた部分であり、底面部５０の第１面５３と縁部６０との間には設けられていない。すなわち、底面部５０の第１面５３と縁部６０との間は反っていない。これにより、固定板４０の第２面５４側を平坦面とすることができ、流路部材３０と固定板４０とを接合する際に、固定板４０と流路部材３０との間隔にばらつきが生じるのを抑制して接合強度のばらつき等を抑制することができる。もちろん、反り部８０は、これに限定されず、例えば、底面部５０の第１面５３と縁部６０との間にも設けるようにしてもよい。つまり、固定板４０の底面部５０の第１面５３側及び第２面５４側の両方に反った表面を有する反り部８０を設けるようにしてもよい。また、反り部８０は、本実施形態では、第２面５４側の表面が、凸曲面となるように湾曲して設けられている。もちろん、これに限定されず、反り部８０は、第２面５４に対して傾斜した平坦面であってもよい。すなわち、反り部８０は、当該反り部８０の表面と底面部５０の第２面５４との境界部分の角度が９０度よりも大きければよい。ただし、反り部８０の表面と第２面５４との境界部分には、エッジができるだけ形成されないようにするのが好ましい。このため、反り部８０の表面と第２面５４との境界部分の角度は連続して変化する、所謂凸曲面であることが好ましい。これにより、反り部８０の表面と第２面５４との境界部分にエッジが形成されるのを抑制して、払拭部１１の傷、摩耗及び破損をさらに抑制することができる。また、反り部８０の第２面５４側の表面と縁部６０の表面との角度についても同様に、反り部８０の表面と縁部６０の表面（端面）との境界部分は、第２面５４よりも第１面５３側に位置し、且つ、反り部８０の表面と縁部６０の表面（端面）との境界部分の角度は９０度よりも大きければよい。

このような固定板４０の第１面５３は、流路部材３０の第３の方向ＺのＺ１側の面に固定される。また、固定板４０は、保持部３３の開口を覆い、保持部３３内に保持された記録ヘッド２０のノズルプレート２２０に固定される。これにより、ノズルプレート２２０と固定板４０の第２面５４とによって、ヘッドユニット２の吐出面が規定されている。すなわち、ヘッドユニット２の吐出面とは、印刷時に媒体Ｓに対向する位置にあるものである。

このようなヘッドユニット２の吐出面、すなわち、ノズルプレート２２０の露出開口部５５によって露出された表面と固定板４０の底面部５０の第２面５４とは、上述したインクジェット式記録装置１に搭載されたワイピング手段１０によって払拭されてクリーニングされる。本実施形態では、固定板４０の底面部５０と縁部６０との間に反り部８０を設けることによって、底面部５０と縁部６０との境界部分に鋭いエッジが形成されるのを抑制して、鋭いエッジによって払拭部１１に傷や摩耗、破損が生じるのを抑制することができる。すなわち、払拭部１１は固定板４０に第３の方向ＺのＺ１側に加圧して接触した状態でワイピングする。このため、図１０に示すように、固定板４０に反り部８０を設けていない場合には、縁部６０と第２面５４との境界部分に鋭く尖ったエッジが形成されてしまうため、この境界部分のエッジが払拭部１１に接触することによって払拭部１１に傷、摩耗及び破損が生じてしまう。例えば、払拭部１１がゴムやエラストマーなどの弾性材料の場合には、払拭部１１に傷、摩耗が生じ、払拭部１１が布やスポンジ等の多孔質材料の場合には、払拭部１１が固定板４０の鋭いエッジに引っかかることで破損が生じる。これに対して、本実施形態では、図１１に示すように、縁部６０と第２面５４との境界部分に反り部８０を設けることによって、反り部８０の表面と第２面５４との境界部分、及び、反り部８０の表面と縁部６０の表面との境界部分の角度をそれぞれ図１０に比べて緩やかにすることができる。したがって、払拭部１１の固定板４０に接触する面に傷、摩耗及び破損が生じるのを抑制することができる。なお、反り部８０の表面と第２面５４との境界部分の角度、及び、反り部８０の表面と縁部６０の表面との境界部分の角度は、上述したように９０度よりも大きくすることで、図１０に比べて緩やかな面とすることができる。

なお、このような固定板４０は、例えば、ステンレス鋼などの金属材料からなる板状部材を固定板４０の側面部７０を広げた、所謂、展開図状に切り出した後、側面部７０を屈曲することで形成される。このため、絞り加工によって側面部７０を形成する場合に比べて、底面部５０の平面度を高くすることができる。このため、複数の記録ヘッド２０のノズル２２１の第３の方向Ｚの位置ばらつきや、第３の方向Ｚに対する角度のばらつきを抑制して、インクの媒体Ｓに対する着弾位置ずれを抑制することができる。

ここで、このようなヘッドユニット２の製造方法について、さらに図１２〜図１６を参照して説明する。なお、図１２〜図１６は、ヘッドユニットの製造方法を示す図であり、図１２は平面図、図１３〜図１６は断面図である。

本実施形態では、平板状の板状部材１５０から固定板４０となる固定板形成部１４０を切り出して、切り出した固定板形成部１４０を屈曲させることで側面部７０を有する固定板４０を形成している。具体的には、図１２に示すように、まず、板状部材１５０に露出開口部５５を形成すると共に板状部材１５０から固定板４０となる固定板形成部１４０を切り出す。ここで、板状部材１５０への露出開口部５５の形成及び板状部材１５０からの固定板形成部１４０の切り出しは、プレス加工の抜き加工によって行うことができる。すなわち、板状部材１５０に露出開口部５５の縁をプレス加工によって打ち抜くことで露出開口部５５を形成することができる。また、板状部材１５０に固定板４０の側面部７０となる縁と、反り部８０となる縁、すなわち、縁部６０とをプレス加工によって打ち抜くことで、固定板４０となる固定板形成部１４０を板状部材１５０から切り出す。なお、板状部材１５０に対して、露出開口部５５の形成と、固定板形成部１４０の切り出しとは、同時に、すなわち、１度のプレス加工で行ってもよく、また、別工程のプレス加工で個別に行ってもよい。同様に、側面部７０となる縁と、反り部８０となる縁とをプレス加工によって打ち抜く際には、例えば、側面部７０となる縁をプレス加工によって打ち抜く工程と、反り部８０となる縁をプレス加工によって打ち抜く工程とを同時に行ってもよく、また、別工程で個別に行うようにしてもよい。なお、板状部材１５０への露出開口部５５の形成及び固定板形成部１４０の切り出しとは、プレス加工に限定されず、レーザー加工等によって行うようにしてもよい。ただし、レーザー加工に比べてプレス加工で固定板４０を形成した方が大量生産を行えると共に低コストで行うことができる。

さらに、本実施形態では、板状部材１５０に反り部８０の縁をプレス加工によって打ち抜く際に、同時に反り部８０をプレス加工によって形成している。ここで、プレス加工によって反り部８０の縁の打ち抜きと、反り部８０の形成とを同時に行う方法としては、以下の方法が挙げられる。

図１３に示すように、ダイ１６０上に板状部材１５０を載置し、図１４に示すように板状部材１５０の固定板形成部１４０をパンチ１７０によって打ち抜くことで反り部８０の縁を切り出す。このとき、反り部８０の縁を打ち抜くダイ１６０とパンチ１７０との間隔ｄを若干広げて打ち抜くことで、固定板形成部１４０の縁にダレを発生させて反り部８０を形成することができる。つまり、反り部８０は、プレス加工によって反り部８０の縁を打ち抜くのと同時に打ち抜く際のダレによって形成することができる。なお、反り部８０の形成方法は、ダイ１６０とパンチ１７０との間隔ｄを広げる方法以外に、例えば、ダイ１６０とパンチ１７０との何れか一方又は両方の刃を丸めることによってもダレを生じさせて、ダレによって反り部８０を形成することができる。また、反り部８０の形成方法は、プレス加工の抜き加工に限定されず、例えば、プレス加工の面押し加工によって形成してもよい。もちろん、反り部８０は、プレス加工に限定されず、機械的な研磨等によって形成してもよい。つまり、反り部８０を形成する工程は、反り部８０の縁を打ち抜く工程と同時に行っても、また反り部８０の縁を打ち抜いた後、別の工程で行うようにしてもよい。

このように板状部材１５０から固定板形成部１４０となる部分を切り出した後は、図１５に示すように、固定板形成部１４０の側面部７０を第１面５３側に屈曲させることで固定板４０とすることができる。この側面部７０の屈曲は、プレス加工による曲げ加工によって行うことができる。もちろん、固定板形成部１４０の側面部７０の屈曲は、固定板形成部１４０の切り出しと同時に行うようにしてもよい。

次に、図１６に示すように、固定板４０に複数の記録ヘッド２０の相対位置を位置決めして固定する。具体的には、各記録ヘッド２０のノズル２２１の位置を基準として、複数の記録ヘッド２０の相対位置を位置決めする。これにより、複数の記録ヘッド２０の各ノズル２２１同士の相対的な位置合わせを高精度に行うことができる。また、複数の記録ヘッド２０を平板からなる固定板４０の第１面５３に当接させて固定板４０に固定するため、複数の記録ヘッド２０を固定板４０に固定するだけで、複数の記録ヘッド２０のインク滴の噴射方向、すなわち、第３の方向Ｚの相対的な位置合わせが高精度に行われる。このため、複数の記録ヘッド２０の第３の方向Ｚの相対的な位置合わせを行う必要がなく、インク滴の着弾位置ずれを抑制することができる。また、複数の記録ヘッド２０が固定される固定板４０は、底面部５０の周方向に亘って側面部７０を連続させる絞り加工ではなく、側面部７０を底面部５０の第１縁５１及び第２縁５２に亘って連続させない構成、すなわち、底面部５０の直線を有する第１縁５１及び第２縁５２のみに連続させた構成としたため、側面部７０を屈曲する際に底面部５０には絞り加工に比べて低い応力しか印加されない。このため、本実施形態の固定板４０では、絞り加工に比べて底面部５０の平面度を向上して、複数の記録ヘッド２０の第３の方向Ｚの位置及び第３の方向Ｚに対する角度のずれを抑制することができる。このため、複数の記録ヘッド２０から噴射されたインク滴の媒体Ｓへの着弾位置ずれを抑制して、印刷品質を向上することができる。

このように、複数の記録ヘッド２０が固定された固定板４０は、図１及び図２に示すように、流路部材３０のＺ２側の面に固定される。また、複数の記録ヘッド２０は、流路部材３０の保持部３３内に固定されることで、本実施形態のヘッドユニット２とすることができる。

（実施形態２）
図１７は、本発明の実施形態２に係るヘッドユニットの要部斜視図であり、図１８及び図１９は、ヘッドユニットの要部側面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図示するように、本実施形態では、流路部材３０には、固定板４０の側面部７０が収容される凹部が形成されている。具体的には、流路部材３０には、第１側面部７１が収容される第１側面凹部３５と、固定板４０の第２側面部７２が収容される第２側面凹部３６とが設けられている。

第１側面凹部３５及び第２側面凹部３６は、それぞれ第１側面部７１及び第２側面部７２の厚さよりも深く、第１側面凹部３５に収容された第１側面部７１、及び第２側面凹部３６に収容された第２側面部７２は、それぞれ流路部材３０の側面から第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに突出することなく収容されている。

このように固定板４０の側面部７０を流路部材３０の第１側面凹部３５及び第２側面凹部３６に収容することで、固定板４０の側面部７０の縁の殆どが流路部材３０の第１側面凹部３５及び第２側面凹部３６内に位置し、側面の外に露出されない。したがって、固定板４０に払拭部１１を接触させた際に、側面部７０の縁によって払拭部１１に傷、摩耗及び破損が生じるのを抑制することができる。

なお、本実施形態では、第１側面部７１を収容する第１側面凹部３５と第２側面部７２を収容する第２側面凹部３６とを設けるようにしたが、特にこれに限定されず、第１側面凹部３５と第２側面凹部３６と何れか一方のみを設けるようにしてもよい。

また、本実施形態では、固定板４０の側面部７０の縁の殆どは流路部材３０の第１側面凹部３５及び第２側面凹部３６内に収容されるが、側面部７０の縁のうち、流路部材３０のＺ１側に位置する縁は第１側面凹部３５及び第２側面凹部３６の外側に位置して外部に露出されている。このため、図２０及び図２１に示すように、流路部材３０のＺ１の面に、第１面５３から第２面５４側へ向けて突出し、且つ固定板４０の側面部７０の第１側面凹部３５及び第２側面凹部３６の外側で外部に露出された縁を覆う壁部３７を設けるようにすればよい。このように壁部３７を設けることによって、側面部７０の縁を覆うことで、側面部７０の縁に払拭部１１が接触し難くなり、払拭部１１の傷、摩耗及び破壊をさらに抑制することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態１及び２では、固定板４０として第１側面部７１と第２側面部７２とを有する側面部７０を具備するものを例示したが、特にこれに限定されない。ここで、固定板４０の他の例を図２２及び図２３に示す。なお、図２２及び図２３は、他の実施形態に係るヘッドユニットの要部斜視図である。

図２２に示すように、固定板４０は、側面部７０として、第２側面部７２のみが設けられていている。この場合には、底面部５０の第１側面部７１と連続していた第１の方向Ｘに沿った２つの第１縁５１も縁部６０となり、この縁部６０と底面部５０との間には、反り部８０が設けられていればよい。

また、図２３に示すように、固定板４０は側面部７０が設けられていなくてもよい。この場合には、底面部５０の外周の周方向に亘って全てが縁部６０となり、外周の周方向に亘って反り部８０が設けられている。このように図２２及び図２３に示す固定板４０であっても、反り部８０によって払拭部１１に傷、摩耗及び破損が生じるのを抑制することができる。

また、上述した実施形態１及び２では、記録ヘッド２０が第２の方向Ｙに並設された列が、第１の方向Ｘに２列設けられた構成を例示したが、固定板４０に固定される記録ヘッド２０の数及び配置は上述したものに限定されるものではない。また、固定板４０は、１つのヘッドユニット２に２つ以上設けられたものであってもよい。ただし、１つの固定板４０には、２以上の複数の記録ヘッド２０が固定されるものである。

さらに、上述した実施形態１及び２では、記録ヘッド２０のノズルプレート２２０と固定板４０とを固定するようにしたが、特にこれに限定されず、記録ヘッド２０のノズルプレート２２０以外の流路基板と固定板４０とを固定するようにしてもよい。ここで、記録ヘッド２０の流路基板とは、流路部材３０の流路３２とノズル２２１とを連通させるものであり、上述した実施形態１及び２では、流路形成基板２１０等が挙げられる。ちなみに、上述した実施形態１及び２では、流路形成基板２１０は、Ｚ２側に露出された面を有さないため、流路形成基板２１０に直接固定板４０の第１面５３を固定することはできない。例えば、流路形成基板２１０とノズルプレート２２０との間に、ノズルプレート２２０よりも広い面積を有する連通板であって、圧力発生室２１２とノズル２２１とを連通する連通路が設けられた連通板が設けられている場合には、連通板に固定板４０を固定すればよい。また、連通板のノズルプレート２２０側の面に他の基板、例えば、コンプライアンス基板等が固定されている場合には、固定板４０をコンプライアンス基板等の他の基板に固定してもよい。つまり、固定板４０が固定される記録ヘッド２０の流路基板とは、記録ヘッド２０においてノズルプレート２２０と同じＺ２側の面に露出された面を有する基板のことである。

さらに、上述した実施形態１及び２では、固定板４０が流路部材３０のＺ２側の面に固定される構成を例示したが、特にこれに限定されず、固定板４０は、流路部材３０の側面等の他の部分に固定されていてもよい。また、固定板４０は流路部材３０に固定されていなくてもよい。

上述した実施形態１及び２では、圧力発生室２１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター２７０を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。

さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッドを有する液体噴射ヘッドユニット全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を有するヘッドユニットにも適用することができる。

１インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、２インクジェット式記録ヘッドユニット（液体噴射ヘッドユニット）、３キャリッジ、４装置本体、５キャリッジ軸、８搬送ローラー、９液体貯留手段、１０ワイピング手段、１１払拭部、１２ベース部、２０記録ヘッド、３０流路部材、３２流路、３３保持部、３４接着剤、３５第１側面凹部、３６第２側面凹部、３７壁部、４０固定板、５０底面部、５３第１面、５４第２面、５５露出開口部（開口）、５６接着剤、６０縁部、７０側面部、７１第１側面部、７２第２側面部、８０反り部、１４０固定板形成部、１５０板状部材、１６０ダイ、１７０パンチ、２２０ノズルプレート、２２１ノズル、２２１Ａノズル列

Claims

複数の開口が設けられた固定板と、
液体を噴射するノズルが設けられたノズルプレートを有し、前記開口毎に設けられた複数の液体噴射ヘッドと、
複数の流路が設けられた流路部材と、
を備えた液体噴射ヘッドユニットであって、
前記固定板は、前記流路部材に前記複数の液体噴射ヘッドが収容された状態で、前記複数の液体噴射ヘッドを前記流路部材に固定し、
前記固定板は、
所定の平面方向に延在し、前記液体噴射ヘッドが接着により固定される第１面と、
前記所定の平面方向に延在し、前記第１面の裏面であって、前記ノズルプレートと吐出面を規定する第２面と、
前記第１面および前記第２面の間に位置し、前記第１面の端に連続する縁部と、
前記縁部および前記第２面の間に位置し、前記縁部および前記第２面の端に連続し、前記第２面と９０度よりも大きい角度をなす反り部と、
を有することを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
前記ノズルからの液体の噴射方向と反対側に向かって、前記第２面と前記第１面の間の距離よりも長い距離だけ、前記第２面のうちの前記反り部と連続する位置とは異なる位置から延びる側面部を更に有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。
前記側面部の前記噴射方向と直交する方向における幅は、前記噴射方向と反対側に向かうにしたがって狭くなることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッドユニット。
前記側面部は、
第１方向に延びる第１側面部と、
前記第１方向と交差する方向第２方向に延びる第２側面部と、
を含むことを特徴とする請求項２または３に記載の液体噴射ヘッドユニット。
前記第１側面部と前記第２側面部とは隙間を空けて設けられており、前記縁部は前記隙間に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッドユニット。
前記反り部は、前記縁部に対して９０度よりも大きい角度で交差することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
前記液体噴射ヘッドは、前記流路部材に対して接着されていないことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
前記流路部材は、前記固定板の前記縁部に対して前記反り部の反対側において、前記第１面から前記第２面側へ向けて突出し、且つ、前記固定板の前記縁部よりも前記所定の平面方向において外側に突出した壁部を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドユニット。
請求項１から８のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドユニットと、
媒体および前記液体噴射ヘッドユニットの少なくとも一方の相対的な移動を行う機構と、
を備える液体噴射装置。