JPH05124203A

JPH05124203A - 液体噴射記録ヘツドおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH05124203A
Application number: JP28782891A
Authority: JP
Inventors: Takashi Watanabe; 隆渡辺; Akira Goto; 顕後藤; Kazuaki Masuda; 和明益田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-11-01
Filing date: 1991-11-01
Publication date: 1993-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】インク吐出口と電気熱変換体とを正確に位置
合わせする。【構成】記録液を吐出するための複数個のオリフィス
１０６が設けられた天板部材１０３と、吐出エネルギー
発生素子が設けられ、天板部材と組み合わせられたヒー
タ基板とを具備する液体噴射記録ヘッドにおいて、天板
部材１０３には、組み合わせの際に用いられる位置合わ
せ目標１０６′が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体噴射記録ヘッドおよ
びその製造方法に関し、より詳細には吐出口と発熱抵抗
体とを位置合わせすることが可能な液体噴射記録ヘッド
およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在知られている各種の記録法のなかで
も、記録時に騒音の発生がほとんどないノンインパクト
記録方法であってかつ高速記録が可能であり、しかも普
通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録の行えるいわ
ゆる液体噴射記録法（インクジェット記録法）は、極め
て有用な記録方法である。この液体噴射記録法について
は、これまでにも様々な方法が提案され改良が加えられ
て商品化されたものもあれば現在もなお実用化への努力
が続けられているものもある。

【０００３】液体噴射記録法は、インクと称される記録
液の液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を種々の作用原理で飛翔さ
せ、それを紙などの被記録材に付着させて記録を行うも
のである。

【０００４】そして、本件出願人もかかる液体噴射記録
法に係わる新規方法について既に提案を行っている。こ
の新規方法は特開昭５２−１１８７９８号公報において
提案されており、その基本原理は次に概説する通りであ
る。つまり、この液体噴射記録法は、記録液を収容する
ことのできるインク路用溝中に導入された記録液に対し
情報信号として熱的パルスを与え、これにより記録液が
泡を発生する過程で生ずる作用力に従って前記インク路
用溝に連通させる液体吐出口（以下、オリフィスと称す
る）より前記記録液を吐出して小液滴として飛翔せし
め、これを被記録材に付着させて記録を行う方法であ
る。

【０００５】ところで、この方法はオリフィスが高密度
であり、かつマルチアレー構成にして高速記録，カラー
記録に適合させやすく、実施装置の構成が従来のそれに
比べて簡略であるため、記録ヘッドとして全体的にはコ
ンパクト化が図れかつ量産に向くこと、半導体分野にお
いて技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイ
クロ加工技術の長所を十二分に利用することで長尺化が
容易であること等の利点があり、適用範囲の広い方法で
ある。

【０００６】このような液体噴射記録法に用いられる記
録ヘッドは、ＨｆＢ₂ 等からなる電気熱変換体としての
インク加熱用ヒーターと、オリフィスの位置合わせを行
う際には、専用の治具を用いて、金属顕微鏡によりイン
ク加熱用ヒーターとオリフィスとを交互に観察しながら
手動で位置決めを行っていた。

【０００７】しかしながら、上記従来例では、作業者の
手作業にたよって、インク加熱用ヒーターとオリフィス
との位置合わせの調整を行っていたために、次のような
問題点があった。

【０００８】１）手作業のばらつきにより調整精度がば
らつく。

【０００９】２）目視測定と治具手操作の繰り返しのた
め、調整に時間がかかった。

【００１０】３）長時間の目視測定および、位置決め後
の部材固定の際に、紫外線照射によって接着剤を硬化さ
せていたので、紫外線照射による作業者の眼精疲労があ
った。

【００１１】これらの問題点を解決するために、本出願
人は、手作業によらないオリフィス位置合わせ装置を提
案した。

【００１２】この装置によれば、インク加熱用ヒーター
の位置およびオリフィスの位置を、光学系を介してＩＴ
Ｖカメラで確認して、両者の位置情報を画像信号に変換
して画像処理装置に伝達する。

【００１３】画像処理装置では両者の画像信号を処理し
て両者の位置座標を計算する。この計算結果に基づい
て、位置の差分を求めてインク加熱用ヒータの位置とオ
リフィスとの位置が一致するように、天板を移動させて
いた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
には次のような問題点があった。

【００１５】一般に、天板と一体の吐出口形成部材（以
下、オリフィスプレートと称する）に形成されるオリフ
ィスや天板のインク路用溝は同一形状のものが複数個並
んでいる。そのために、例えばオリフィスを観察し、天
板とヒーターボードとを接合するに際して、これらをお
互いに位置合わせする時、目的のオリフィスがどれであ
るかは、従来の画像処理装置において判別することがで
きなかった。

【００１６】そのため、吐出エネルギーを発生するため
の電気熱変換体とオリフィスとが全体的にずれてしま
い、オリフィスの端で電気熱変換体のない所にオリフィ
スがきたり、また、逆として電気熱変換体があるのにオ
リフィスがない場合があった。

【００１７】このようにオリフィスと電気熱変換体とが
正確に位置合わせされていないと、吐出性能に悪影響を
与え、最悪の場合には不吐出の原因となる。

【００１８】特に、液体噴射記録ヘッドの高精密、高速
化に伴ない、オリフィスおよびインク路用溝の大きさが
微小となると、オリフィスと電気熱変換体を正確に位置
合わせすることが、液体噴射記録ヘッドの製造上必須な
こととされる。

【００１９】そこで、本発明の目的は、オリフィスと電
気熱変換体とを正確に位置合わせすることのできる液体
噴射記録ヘッドおよび液体噴射記録ヘッドの製造方法を
提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の液体噴射記録ヘッドは、記録液を吐
出するための複数個の吐出口が設けられた第１の部材
と、吐出エネルギー発生素子が設けられ、前記第１の部
材と組み合わせられた第２の部材とを具備する液体噴射
記録ヘッドにおいて、前記第１の部材には、前記組み合
わせの際に用いられる位置合わせ目標が設けられている
ことを特徴とする。

【００２１】さらに、本発明の液体噴射記録ヘッドの製
造方法は、記録液を吐出するための複数個の吐出口が設
けられた第１の部材と、吐出エネルギー発生素子が設け
られ、前記第１の部材と組み合わせられた第２の部材と
を具備する液体噴射記録ヘッドの製造方法であって、前
記第１の部材に設けられ、前記組み合わせの際に用いら
れる位置合わせ目標を検出する工程と、当該検出された
位置合わせ目標を基準として前記第１の部材と前記第２
の部材とを組み合わせる工程とを含むことを特徴とす
る。

【００２２】

【作用】本発明によれば、複数個の吐出口が設けられた
第１の部材と、吐出エネルギー発生素子が設けられた第
２の部材とを組み合わせる際に、第１の部材に位置合わ
せ目標が設けられているので、この位置合わせ目標を基
準として目的の吐出口を容易かつ確実に検出することが
できる。

【００２３】

【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を詳
細に説明するが、その前にインクジェット記録ヘッドの
組立装置とオリフィスの加工方法について先に説明す
る。

【００２４】図１は本発明に係る液体噴射記録ヘッドの
分解斜視図である。

【００２５】同図において、１０５ａ，１０５ｂおよび
１０５ｃは、ヒーター基板１０２の所定の位置に設けら
れたインク加熱用ヒーターである。前記ヒーター基板１
０２は支持体１０１上に設けられている。天板部材１０
３は、インク吐出口１０６ａ，１０６ｂおよび１０６ｃ
が開口されたオリフィスプレート１０３Ａと、インク路
用溝および共通液室用溝が設けられた天板１０３Ｂとが
一体化して構成されている。

【００２６】天板部材１０３とヒーター基板１０２とを
接着剤１０４ａおよび１０４ｂを用いて接着して液体噴
射記録ヘッドが構成される。

【００２７】ここで、天板部材１０３とヒーター基板１
０２とを接合するためには、両者を位置合わせする必要
がある。以下にそのための位置調整機構について述べ
る。

【００２８】図２は本発明に用いられる組立装置を示す
概略構成図である。

【００２９】ヒーター基板１０２が固定されている支持
体１０１は、支持体把持治具１０により把持される。支
持体把持治具１０は、接合力発生部１１を介してＹステ
ージ５ａ，Ｚステージ６ａ、およびＸステージ７ａによ
り、それぞれＹ，ＺおよびＸ方向に移動可能に設けられ
ている。接合力発生部１１は、天板部材１０３とヒータ
ー基板１０２とを接触させた際に圧力を発生し、天板部
材１０３とヒーター基板１０２とを密着せしめる。

【００３０】また、天板部材１０３は、天板部材把持治
具９ｂ，９ａを介してスペーサー８に取り付けられてい
る。このスペーサー８は、Ｙステージ２ａ，Ｚステージ
３ａ，Ｘステージ４ａにより移動可能に定盤１に取り付
けられている。

【００３１】位置合わせのため、ヒーター基板１０２を
移動させるためには、ヒーター基板１０２を、それぞれ
Ｙ方向に移動させるためＹステージ５ａ，Ｚ方向に移動
させるＺステージ６ａ、および、Ｘ方向に移動させるＸ
ステージ７ａを用いる。すなわち、Ｙステージ５ａ，Ｚ
ステージ６ａおよびＸステージ７ａによりヒーター基板
１０２の位置が一義的に決定される。

【００３２】また、天板部材１０３を移動させるために
は、それぞれ、Ｙ方向に移動させるためのＹステージ２
ａ，Ｚ方向に移動させるためのＺステージ３ａ、および
Ｘ方向に移動させるためのＸステージ４ａを用いる。以
上のＹステージ２ａ，Ｚステージ３ａ、およびＸステー
ジ４ａにより天板部材１０３の位置が決定される。すな
わち、オリフィス１０６ａ，１０６ｂ、および１０６ｃ
の位置が一義的に決定されることになる。

【００３３】インク加熱用ヒーター１０５ａ，１０５ｂ
および１０５ｃの位置を検出するための光学系は、対物
レンズ３１，対物レンズホルダー３２，落射照明部材３
３ａ，合焦状態判別光学系３４，鏡筒３５およびＩＴＶ
カメラ３６から構成され、この光学系は不図示の支柱を
介して定盤１に取り付けられている。

【００３４】上述した合焦状態判別系３４は、合焦状態
検出器７０を介して、制御コンピュータ５０に合焦状態
検出信号を伝達する。ＩＴＶカメラ３６は、信号変換器
６４を介して画像信号を画像処理装置６０に伝達する。
以上によりインク加熱用ヒーター位置検出機構が構成さ
れる。

【００３５】また、位置合わせするため、オリフィスプ
レート１０３Ａのオリフィス１０６ａ，１０６ｂおよび
１０６ｃの位置を検出するための光学系は、対物レンズ
２１，対物レンズホルダー２２，落射照明部材２３ａ，
合焦状態判別光学系２４，鏡筒２５，ＩＴＶカメラ２６
により構成され、この光学系は不図示の支柱を介して定
盤１に取り付けられている。

【００３６】合焦状態判別光学系２４は、合焦状態検出
器７１を介して、制御コンピュータ５０に合焦信号を伝
達する。ＩＴＶカメラ２６は信号変換器６５を介して画
像信号を画像処理装置６０に伝達する。以上により、オ
リフィス位置検出機構が構成される。

【００３７】図３は、上記のインク加熱用ヒーターの位
置を検出するための光学系の詳細を説明するための斜視
図である。

【００３８】インク加熱用ヒーター１０５の位置合わせ
を行う場合、ＩＴＶカメラ３６によって、その位置を確
認しながら、Ｙステージ５ａ，Ｘステージ７ａを作動さ
せることにより、支持体１０１を、それぞれ図中矢印５
および矢印７で示される方向に移動させる。

【００３９】図中、符号５，６、および７は、ヒータ基
板１０２をＹ方向，Ｚ方向、およびＸ方向に移動させる
方向を示す。

【００４０】なお、図３において図２と同一の符号は同
一の構成を示す。

【００４１】図４は、ＩＴＶカメラ３６によって得られ
る画像の模式図である。

【００４２】同図において、ｘ₁ はＩＴＶカメラ３６に
よって得られた画像を画像処理装置６０により処理し、
計算した結果のＸ方向の座標値を示す。画像処理装置６
０は、インク加熱用ヒーター１０５の位置ｘ₁ の測定値
を制御コンピュータ６０に伝達し、制御コンピュータ６
０はこのデータを記憶する。Ｙ方向の座標値についても
同様に得ることができる。

【００４３】そして、この記憶されたＸ，Ｙ方向の座標
値に基づいて、ヒーター基板１０２を上述したようにＸ
ステージ７ａ，Ｙステージ５ａを移動させることによ
り、インク加熱用ヒーター１０５の位置合わせを行う。

【００４４】図５は、オリフィス位置を検出するための
光学系の詳細を示す斜視図である。

【００４５】オリフィス１０６の位置合わせを行う場
合、ＩＴＶカメラ２６によってオリフィス１０６の位置
を確認しながら、Ｘステージ４ａ，Ｚステージ３ａを作
動させることにより、天板部材１０３を、それぞれ矢印
４および矢印３で示される方向に移動させる。

【００４６】図中、符号２，３および４は、天板部材１
０３をＹ方向，Ｚ方向およびＸ方向に移動させる方向を
示す。

【００４７】なお、図５において図２と同一の符号は同
一の構成を示す。

【００４８】再び、図２を参照すると、天板部材１０３
の横には、ライトガイド４５が設置されている。これに
より、紫外線光源５７により発せられる紫外線を天板部
材１０３とヒーター基板１０２の接合部に介在する接着
剤１０４上に投光し、接着剤を硬化させることができ
る。

【００４９】また、画像処理装置６０は、ＩＴＶカメラ
２６および３６より得られた画像信号をもとに、オリフ
ィスの位置およびインク加熱用ヒーターの位置を算出
し、制御コンピュータ５０に伝達する。また、画像処理
装置６０には、測定画像確認用のＩＴＶモニタ６３，装
置調整プログラムおよびデータ入力用キーボード６２，
データ表示用ＣＲＴモニタ６１が接続され、マンマシン
インターフェイスが確立する。

【００５０】制御コンピュータ５０は、合焦状態検出器
７０，７１および画像処理装置６０から伝達されたデー
タを計算し、ステージドライバ８０〜８５を介して、ス
テージ２ａ，３ａ，４ａおよび５ａ，６ａ，７ａを駆動
制御して、天板部材１０３とヒーター基板１０２を移動
し、ヒーターの位置と、オリフィスの位置を合致せしめ
る。

【００５１】これらの動作は、プログラムディスク５４
に記録されている動作プログラムに基づいて行われる。
また、制御コンピュータ５０には、組立装置操作用の操
作盤５６、動作プログラム設定，変更用のキーボード５
２、データ表示用のＣＲＴモニタ５１、データ記録用の
プリンタ５３、データ保存用のデータディスク５５が接
続され、マンマシンインターフェイスが確立する。

【００５２】次に、本実施例に係る液体噴射記録ヘッド
の組立の詳細について図６を用いて説明する。

【００５３】図６は記録ヘッドを組立てるに際して、天
板部材１０３とヒーター基板１０２が固定されている支
持体１０１を、天板部材把持治具９ａ，９ｂおよび支持
体把持治具１０に供給した状態を示す。

【００５４】図６において、天板部材把持治具９ａ，９
ｂおよび支持体把持治具１０は、Ｘステージ４ａおよび
７ａを作動させることにより、組立作業位置ａから退避
した場所に位置し、オートハンドまたはロボット等によ
る自動供給を容易にする。

【００５５】次に、Ｘステージ７ａを作動させてベース
基板把持治具１０の上に固定されている校正チャート４
０を組立作業位置ａに移動する。

【００５６】なお、図６において図１，図２の同じ符号
は同一の構成を表わし、説明を省略する。

【００５７】図７（ａ）は、校正チャート４０を用い
て、ヒーター位置検出機構３１〜３６とオリフィス位置
検出機構２１〜２６の検出位置のズレを校正する方法を
示したものである。

【００５８】図７（ａ）において、直方体形状の校正チ
ャート４０の角部を、ヒーター位置検出機構３１〜３６
およびオリフィス位置検出機構２１〜２６を図示のよう
な位置関係にて測定すると、ＩＴＶカメラ３６および２
６に得られる画像は図７（ｂ）および図７（ｃ）のよう
になる。

【００５９】図７（ｂ），図７（ｃ）において、ｘ_b お
よびｘ_c は、ＩＴＶカメラ３６および２６で得られた画
像を画像処理装置６０にて処理、計算した結果の座標値
を示す。ｘ_b とｘ_c は校正チャート４０の同一箇所を測
定しているため、Δｘ₃ ＝ｘ_b −ｘ_c を計算することに
より、ヒーター位置検出機構３１〜３６と、オリフィス
位置検出機構２１〜２６との光軸のズレが求まる。

【００６０】ここで、画像処理装置６０はｘ_b とｘ_c の
測定値を制御コンピュータ５０に伝達し、制御コンピュ
ータ５０は光軸のズレ量Δｘ₃ ＝ｘ_b −ｘ_c を計算、記
憶する。

【００６１】次にＸステージ７ａを作動させて、支持体
把持治具１０の上に把持されている支持体１０１，ヒー
ター基板１０２を組立作業位置ａに移動する（図６参
照）。

【００６２】図８（ａ）は、ヒーター位置検出機構３１
〜３６を用いてヒーター基板１０２上のインク加熱用ヒ
ーター１０５の位置を測定する方法を示したものであ
る。図８（ａ）において、まず合焦状態判別光学系３４
および合焦状態検出器７０を用いて、ヒーター基板１０
２の合焦からのズレを測定し、制御コンピュータ５０に
伝達する。制御コンピュータ５０は、このズレ量を計算
し、Ｚステージ６ａを作動させて、合焦状態にする。

【００６３】次に、合焦状態判別光学系２４および合焦
状態検出器７１を用いて、ヒーター基板１０２の端部の
合焦からのズレを測定し、制御コンピュータ５０に伝達
する。制御コンピュータ５０は、このズレ量を計算し、
Ｙステージ５ａを作動させて合焦状態にする。以上によ
り、ＩＴＶカメラ３６は図８（ｂ）に示すような鮮明な
インク加熱用ヒーター１０５の画像を得る。

【００６４】次にＸステージ４ａを作動させて、天板部
材把持治具９ａ，９ｂに把持されている天板部材１０３
を組立作業位置ａに移動する。

【００６５】図９（ａ）〜図９（ｇ）は、オリフィスの
位置をインク加熱用ヒーターの位置に合致させて、固定
する手順を示したものである。

【００６６】天板部材１０３，ヒーター基板１０２，イ
ンク加熱用ヒーター１０５は微細加工部品のため、過大
な力が加わると破損する恐れがある。このため、調整時
は、天板部材１０３，ヒーター基板１０２，インク加熱
用ヒーター１０５に加わる外圧を極力少なくする必要が
ある。

【００６７】この点に留意しながら、次に図９（ａ）〜
図９（ｇ）を参照して、組立手順を説明する。

【００６８】天板部材１０３を組立作業状態ａに移動す
る際、ヒーター基板１０２に対して図９（ａ）に示すよ
うに一定の隙間ΔｚおよびΔｘを確保しつつ、天板部材
１０３をヒーター基板１０２の上方に位置させる。これ
により、天板部材１０３の移動時にヒーター基板１０２
と摺動することにより両者が破損するのを防ぐことがで
きる。次に、Ｚステージ３ａ，Ｙステージ２ａを用いて
図９（ｂ）および図９（ｃ）に示す矢印３および２の方
向に移動させ、天板部材１０３とヒーター基板１０２を
接触せしめる。

【００６９】次に、Ｘステージ４ａを作動させて矢印４
の方向にインク加熱用ヒーター１０５の位置とオリフィ
ス１０６との位置を合致させるのであるが、この時、天
板部材１０３の厚みが大きい場合は、天板部材１０３と
ヒーター基板１０２の間の摩擦力が大きいため、位置合
わせ時に両者が破損する恐れがある。逆に天板部材１０
３の厚みが小さい場合は、天板部材１０３とヒーター基
板１０２の間に隙間が生じ、位置合わせ時に天板部材１
０３の動きが不安定になり、正確な位置合わせができな
い。このため天板部材１０３の厚さを測定する必要があ
り、この方法について説明する。

【００７０】図９（ｃ）において、天板部材１０３とヒ
ーター基板１０２が密着した時点でオリフィス位置検出
機構２１〜２６を用いて、オリフィス１０６の位置を測
定する。図９（ｄ）はオリフィス１０６の位置を測定し
ている状態を示し、ＩＴＶカメラ２６に得られる画像は
図９（ｅ）のようになる。図９（ｅ）において、ｚ₂お
よびｘ₂ は、ＩＴＶカメラ２６で得られたオリフィス１
０６の画像を画像処理装置６０にて処理、計算した結果
のＺ方向およびＸ方向の座標値を示す。ここで、画像処
理装置６０は、ｚ₂ およびｘ₂ の測定値を制御コンピュ
ータ５０に伝達し制御コンピュータ５０は、この時の天
板部材把持治具９ｂの位置ｚ₁ およびオリフィスの位置
ｚ₂ に基づいて、ｔ＝ｚ₁ −ｚ₂ を計算すれば、天板部
材１０３の厚さｔが求まる。このｔの値に応じて、Ｚス
テージ３ａを移動させることにより天板部材１０３とヒ
ーター基板１０２の接触圧を一定にすることができる。

【００７１】次に、制御コンピュータ５０は、すでに記
憶しているヒーター１０５座標値ｘ₁ 、位置検出機構の
光軸ズレΔｘ₃ および図９（ｄ），図９（ｅ）において
測定したオリフィスの位置ｘ₂ をもとに、オリフィスの
移動量Δｘ_m を計算する。Δｘ_m は次式で求められる。

【００７２】オリフィスの移動量Δｘ_m ＝ｘ₁ −ｘ₂ ＋Δｘ₃ 制御コンピュータ５０は、このΔｘ_m の値に応じて、Ｘ
ステージ４ａを作動させ、ヒーター位置とオリフィスの
位置を合致せしめる。

【００７３】次に、図９（ｆ）に示すように、Ｚステー
ジ３ａを矢印３の方向にｚ₁ からｚ₃ に移動させる。こ
の時、接合力発生部１１に圧力が加わるため、接合力発
生部１１はＺステージ３ａの移動方向と反対方向に抗力
を発生する。ここで、天板部材１０３は、天板部材把持
治具９ｂにより固定されているため、天板部材１０３と
ヒーター基板１０２の接触部に応力Ｎが集中し、これが
接合力となって、天板部材１０３とヒーター基板１０２
の密着性を確保する。

【００７４】次に図９（ｇ）に示すように、ライトガイ
ド４５より、紫外光を接着剤１０４に照射し、接着剤１
０４を硬化せしめる。

【００７５】以上で、天板部材１０３とヒーター基板１
０２の位置合わせおよび組立作業が終了する。

【００７６】次に、各ステージを図６に示す位置に移動
させた後に、オートハンドまたはロボットにより組立完
成品を排出することにより、記録ヘッドの組立の一連の
作業が終了し、引き続き、次の天板部材１０３と支持体
１０１を供給することにより、連続した組立作業を可能
とする。

【００７７】次に、オリフィスを形成する方法について
述べる。液体噴射記録ヘッドのオリフィスを加工する場
合、紫外光を発振することのできるレーザー（たとえ
ば、エキシマレーザー，ＹＡＧレーザーの４倍波など）
光を用いるのが一般的である。この紫外レーザー光によ
るオリフィス加工の２例を以下に説明する。

【００７８】第１の方法としては、オリフィスプレート
を、インク路用溝の形状に加工された天板の端面に接合
する。その後、オリフィスプレートにマスクを介してレ
ーザー光を照射することにより、オリフィスを形成す
る。

【００７９】この様子を図１０に示す。本図はオリフィ
スプレートに正面からレーザー光を照射した場合であ
る。また、２０１は紫外レーザー装置、２０２は紫外レ
ーザー装置から発振されたレーザービーム、２０３はレ
ンズ系、２０４はオリフィスのパターンのすべて、ある
いは一部を有するマスク、１０２はヒーター基板、５
ａ，６ａおよび７ａはヒーター基板１０２は、それぞれ
Ｙ方向，Ｚ方向、およびＸ方向に移動させるためのステ
ージである。

【００８０】第２の方法は、天板とオリフィスプレート
が一体化した天板部材１０３に対して、インク路用溝を
形成された背面から紫外レーザー光を照射してオリフィ
スを形成する方法である。この様子を図１１に示す。

【００８１】同図において、図１０に示した要素と同様
の要素には同一の符号を付す。

【００８２】紫外レーザー光源としては、ＫｒＦエキシ
マレーザー発振装置を用いた。これは波長２４８ｎｍ、
パルス幅１５ｎｓｅｃのパルスレーザービームを出力す
る。レンズ系には、反射防止コーティングをした合成石
英レンズを用いた。マスクにはＫｒＦレーザービームに
対して遮蔽可能なアルミニウムを蒸着した投影マスクを
用いた。

【００８３】（実施例１）図１２（ａ），（ｂ）は、本
発明の一実施例に関わる天板部材１０３を示す。

【００８４】同図に示されるように、本実施例のオリフ
ィスプレート１０３Ａに形成されるオリフィスは、その
一つを角形とし、その他のオリフィスを丸形とした。

【００８５】このようなオリフィスの形状は、マスクを
介して、オリフィスプレート１０３Ａに、図１０，図１
１に示したような装置を用いてレーザー光を照射するこ
とにより得られる。

【００８６】なお、本実施例のオリフィスプレートは図
１２（ｂ）に示されるように天板と一体化されたもので
ある。

【００８７】図１２（ａ）は図１２（ｂ）のＡ方向から
見た模式的背面図であり、図１２（ｂ）は模式的斜視図
である。

【００８８】図１２（ａ），（ｂ）から明らかなよう
に、オリフィスプレート１０３Ａには角形のオリフィス
１０６′が中央に形成され、角形のオリフィスの両側に
は丸形のオリフィス１０６が一列に配置されている。な
お、１０７は共通液室（不図示）に、記録液を供給する
ためのインク供給口である。

【００８９】このように、オリフィス形状が他と異なる
オリフィスを形成することにより、前述したインク加熱
用ヒーター１０５とオリフィス１０６との位置合わせが
容易となる。以下、このことについて説明する。

【００９０】角形のオリフィス１０６′は、制御コンピ
ュータ５０に予め記憶されている他の異なるオリフィス
の形状に関するデータに基づく画像認識により、容易に
知ることができる。そして、オリフィスプレート１０３
Ａにおけるこの角形のオリフィス１０６′の位置は予め
知られているので、角形のオリフィス１０６′とこれに
対応するインク加熱用ヒーター１０５とを位置合わせす
ることができる。

【００９１】この結果、従来例のようにオリフィスとイ
ンク加熱用ヒーターはずれることはなくなり、吐出特性
に悪影響を与えることなく信頼性の高い液体噴射記録ヘ
ッドを作製することができる。

【００９２】なお、本実施例においては、通常の丸形の
オリフィス１０６と異なる位置合わせ目標としてのオリ
フィス１０６′の形状を角形とした。だが、丸形のオリ
フィスと異なる形状ならば、どんな形状でもよく、例え
ば図１３（ａ）〜（ｃ）に図示した三角形，六角形，台
形とすることもできる。

【００９３】（実施例２）図１４は本発明の第２の態様
を示す模式的斜視図である。

【００９４】本実施例においても、レーザー光を用いて
オリフィスを形成するまでは、オリフィスの形成方法で
述べたのと同様である。

【００９５】本実施例においては、位置合わせ目標とし
てオリフィス１０６の近傍に、レーザー加工する段階
で、微小な穴２１８を形成した。

【００９６】この場合、前述したように、画像処理によ
り微小な穴２１８を確認し、その後、この穴２１８から
最も近いオリフィスを検出する。

【００９７】このオリフィスを検出したならば、実施例
１と同様に、インク加熱用ヒーターと天板一体型オリフ
ィスプレートとを位置合わせして接合して液体噴射記録
ヘッドを作製する。

【００９８】本実施例においては、オリフィスの位置を
検出するために、微小な穴２１８を開けたが、例えば、
図１５に示すように十字形のような形状でもよい。この
場合、十字形は画像処理装置を用いて形状を認識する際
に、その形が特徴的であるために、ごみあるいはきずな
どと完全に区別され、間違いなくその形状を判別するこ
とができる。また、このような形状には、画像処理にお
けるＸ成分とＹ成分とが明瞭に含まれているために、位
置検出が容易となり、インク加熱用ヒーターとオリフィ
スとを正確に接合することができる。

【００９９】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【０１００】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【０１０１】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【０１０２】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【０１０３】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【０１０４】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【０１０５】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【０１０６】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【０１０７】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数個の吐出口が設けられた第１の部材と、吐出エネル
ギー発生素子が設けられた第２の部材とを組み合わせる
際に、第１の部材に位置合わせ目標が設けられているの
で、この位置合わせ目標を基準として目的の吐出口を容
易かつ確実に検出することができる。

【０１０９】従って、上記組合せにおいて吐出口と加熱
用ヒーター等の吐出エネルギー発生素子とを確実に位置
合わせすることができ、吐出の良好な液体噴射記録ヘッ
ドが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる液体噴射記録ヘッドの分解斜視
図である。

【図２】本発明に用いられる組立装置を示す概略構成図
である。

【図３】インク加熱用ヒーターの位置を検出するための
光学系の斜視図である。

【図４】ＩＴＶカメラによって得られる画像の模式図で
ある。

【図５】オリフィスの位置を検出するための光学系の斜
視図である。

【図６】図２に示した組立装置に部品を供給する状況を
示す模式的斜視図である。

【図７】校正チャートを用いて光軸のずれを測定する方
法を示す説明図である。

【図８】インク加熱用ヒーターの位置を測定する方法を
示す説明図である。

【図９】オリフィスの位置とインク加熱用ヒーターの位
置とを合致させて固定する方法を示す説明図である。

【図１０】レーザー光を用いてオリフィスを加工する場
合のオリフィス加工装置の模式的構成図である。

【図１１】レーザー光を用いてオリフィスを加工する場
合の他のオリフィス加工装置を示す模式的構成図であ
る。

【図１２】本発明に関わる天板部材を説明するための説
明図である。

【図１３】本発明に関わる液体噴射記録ヘッドの他のオ
リフィスプレートの正面図である。

【図１４】本発明に関わる液体噴射記録ヘッドの模式的
斜視図である。

【図１５】本発明に関わる液体噴射記録ヘッドのさらに
他のオリフィスプレートを示す背面図である。

【符号の説明】１定盤２ａＹステージ３ａＺステージ４ａＸステージ５ａＹステージ６ａＺステージ７ａＸステージ８スペーサー９ａ，９ｂ天板部材把持治具１０支持体把持治具１１接合力発生部２１，３１対物レンズ２２，３２対物レンズホルダー２３ａ，３３ａ落射照明部材２３ｂ，３３ｂ光源２４，３４合焦状態判別光学系２５，３５鏡筒２６，３６ＩＴＶカメラ４５ライトガイド１０１支持体１０２ヒーター基板１０３天板部材１０３Ａオリフィスプレート１０３Ｂ天板１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ接着剤１０５，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃインク加熱用
ヒーター１０６，１０６′ オリフィス１０７インク供給口２０１紫外レーザー装置２０２レーザービーム２０３レンズ系２０４マスク２１８穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録液を吐出するための複数個の吐出口
が設けられた第１の部材と、吐出エネルギー発生素子が
設けられ、前記第１の部材と組み合わせられた第２の部
材とを具備する液体噴射記録ヘッドにおいて、前記第１の部材には、前記組み合わせの際に用いられる
位置合わせ目標が設けられていることを特徴とする液体
噴射記録ヘッド。
【請求項２】前記位置合わせ目標は、前記複数個の吐
出口のうちの一部の吐出口であり、当該形状が他の吐出
口の形状と異なることを特徴とする請求項１に記載の液
体噴射記録ヘッド。
【請求項３】前記位置合わせ目標は、前記複数個の吐
出口の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１
に記載の液体噴射記録ヘッド。
【請求項４】前記吐出エネルギー発生素子は、熱エネ
ルギーを利用して記録液に気泡を生成させることによ
り、前記複数個の吐出口から前記記録液を吐出させるも
のであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
の項に記載の液体噴射記録ヘッド。
【請求項５】記録液を吐出するための複数個の吐出口
が設けられた第１の部材と、吐出エネルギー発生素子が設けられ、前記第１の部材と
組み合わせられた第２の部材とを具備する液体噴射記録
ヘッドの製造方法であって、前記第１の部材に設けられ、前記組み合わせの際に用い
られる位置合わせ目標を検出する工程と、当該検出された位置合わせ目標を基準として前記第１の
部材と前記第２の部材とを組み合わせる工程とを含むこ
とを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項６】前記位置合わせ目標は、前記複数個の吐
出口の一部の吐出口であり、当該形状が他の吐出口の形
状と異なることを特徴とする請求項５に記載の液体噴射
記録ヘッドの製造方法。
【請求項７】前記位置合わせ目標は、前記複数個の吐
出口の近傍に設けられていることを特徴とする請求項５
に記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。
【請求項８】前記吐出エネルギー発生素子は、熱エネ
ルギーを利用して記録液に気泡を生成させることによ
り、前記複数個の吐出口から前記記録液を吐出させるも
のであることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか
の項に記載の液体噴射記録ヘッドの製造方法。