(57)【要約】【課題】各液体噴射ヘッドのノズル面を同一面に配置して液体吐出特性を向上することができる液体噴射ヘッドユニットの製造方法を提供する。【解決手段】凹部７１が設けられた治具７０であって、載置面７３から凹部７１の底面７５までの距離が所定長に形成されたものを用いて、凹部７１の底面７５にノズル面１５を当接させると共に、載置面７３にサブプレート３０を載置し、ヘッド１０とサブプレート３０との間に配設した樹脂６０の厚さを調整してノズル面１５とサブプレート３０の取付面３３との距離を所定長に調整し、樹脂６０を硬化させる。【選択図】図７
2011183711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズル開口を有する液体噴射ヘッドと、複数の前記液体噴射ヘッドがサブプレートを介して搭載されたベースプレートとを備え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と前記サブプレートとを樹脂で接合し、
前記液体噴射ヘッドの前記ノズル開口が設けられたノズル面から、前記サブプレートの前記ベースプレートに取り付けられる取付面までの距離が所定長となるように前記樹脂の厚さを調整して当該樹脂を硬化させ、
前記各液体噴射ヘッドを前記サブプレートを介して前記ベースプレートに固定する
ことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載する液体噴射ヘッドユニットの製造方法において、
前記ベースプレートには、前記液体噴射ヘッド毎に当該液体噴射ヘッドが位置決めされる第１の基準が設けられ、
前記サブプレートには、前記第１の基準に位置合わせされる第２の基準が設けられ、
前記ノズル開口と前記第２の基準との相対位置が所定の配置となるように前記液体噴射ヘッドに前記サブプレートを前記樹脂で固定する
ことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する液体噴射ヘッドユニットの製造方法において、
凹部が設けられた治具であって、当該治具の凹部以外の領域における前記サブプレートが載置される載置面から前記凹部の底面までの距離が所定長に形成されたものを用いて、
前記凹部の底面に前記ノズル面を当接させると共に、前記載置面に前記サブプレートを載置し、前記ヘッドと前記サブプレートとの間に配設した前記樹脂の厚さを調整して前記ノズル面と前記取付面との距離を所定長に調整し、前記樹脂を硬化させる
ことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載する液体噴射ヘッドユニットの製造方法において、
前記治具及び前記サブプレートは、ガラスからなり、
前記樹脂は、ＵＶ硬化型樹脂であり、
前記治具及び前記サブプレートを透過するＵＶで前記ＵＶ硬化型樹脂を硬化させる
ことを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する複数の液体噴射ヘッドを備える液体噴射ヘッドユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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に代表される液体噴射装置は、カートリッジやタンク等に貯留されたインクなどの液体を液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドが複数設けられた液体噴射ヘッドユニット（以下、ヘッドユニットとも言う）を具備する。
【０００３】
複数の液体噴射ヘッドは、共通の保持部材であるベースプレートに載置されており、複数の液体噴射ヘッドの配置は、各液体噴射ヘッドのノズル開口が並設されたノズル列が並設方向に連続するように行われる。
【０００４】
各液体噴射ヘッドは、ノズル列同士の相対的な位置が高精度に位置決めされた上でベースプレートに取り付けられている。このような位置決めは、例えば、ベースプレートに、液体噴射ヘッドを所定の位置に配置するための基準を設け、ベースプレートの基準に液体噴射ヘッドを位置決めすることにより行われる（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０３０２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、ノズル列が設けられたノズル面と、液体噴射ヘッドがベースプレートに載置される載置面との距離が液体噴射ヘッドごとに異なる場合や、ノズル面と載置面とが平行でない場合においては、ベースプレートに取り付けられた各液体噴射ヘッドのノズル面が同一面に配置されない虞がある。ノズル面が同一面に配置されていないと、各ノズル開口と被噴射媒体との距離にバラツキが生じ、印刷品質に影響を及ぼすという問題がある。
【０００７】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドユニットだけではなく、インク以外の液体を噴射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。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、各液体噴射ヘッドのノズル面を同一面に配置して液体吐出特性を向上することができる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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を吐出するノズル開口を有する液体噴射ヘッドと、複数の前記液体噴射ヘッドがサブプレートを介して搭載されたベースプレートとを備え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と前記サブプレートとを樹脂で接合し、前記液体噴射ヘッドの前記ノズル開口が設けられたノズル面から、前記サブプレートの前記ベースプレートに取り付けられる取付面までの距離が所定長となるように前記樹脂の厚さを調整して当該樹脂を硬化させ、前記各液体噴射ヘッドを前記サブプレートを介して前記ベースプレートに固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にある。
【００１０】
かかる態様では、各ヘッドのノズル面が同一面に配置されるので、ノズル面から被噴射媒体までの距離が均等になり、印刷品質が向上する。
【００１１】
ここで、前記ベースプレートには、前記液体噴射ヘッド毎に当該液体噴射ヘッドが位置決めされる第１の基準が設けられ、前記サブプレートには、前記第１の基準に位置合わせされる第２の基準が設けられ、前記ノズル開口と前記第２の基準との相対位置が所定の配置となるように前記液体噴射ヘッドに前記サブプレートを前記樹脂で固定することが好ましい。これによれば、各ヘッドのノズル開口同士の相対的な位置を高精度に規定することができ、印刷品質を向上することができる。
【００１２】
また、凹部が設けられた治具であって、当該治具の凹部以外の領域における前記サブプレートが載置される載置面から前記凹部の底面までの距離が所定長に形成されたものを用いて、前記凹部の底面に前記ノズル面を当接させると共に、前記載置面に前記サブプレートを載置し、前記ヘッドと前記サブプレートとの間に配設した樹脂の厚さを調整して前記ノズル面と前記取付面との距離を所定長に調整し、前記樹脂を硬化させることが好ましい。これによれば、治具を用いて、容易にノズル面と取付面との距離を所定長に調整することができる。
【００１３】
また、前記治具及び前記サブプレートは、ガラスからなり、前記樹脂は、ＵＶ硬化型樹脂であり、前記治具及び前記サブプレートを透過するＵＶで前記ＵＶ硬化型樹脂を硬化させることが好ましい。これによれば、サブプレート及びヘッドを治具で保持しながら樹脂を硬化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係るヘッドユニットの概略斜視図である。
【図２】実施形態１に係るヘッドの概略斜視図である。
【図３】実施形態１に係るヘッドユニットの要部を示す平面図である。
【図４】実施形態１に係るヘッドユニットの要部を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係るヘッドユニットの要部を示す断面図である。
【図６】治具の平面図及び断面図である。
【図７】実施形態１に係るヘッドユニットの製法を示す平面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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に係る液体噴射ヘッドユニットの一例であるインクジェット式記録ヘッドユニットの概略斜視図であり、図２は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略斜視図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドユニット１（以下、ヘッドユニットとも言う）は、複数のインクジェット式記録ヘッド１０（以下、ヘッドとも言う）が載置されたベースプレート２０を具備する。
【００１７】
図２に示すように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０（以下、ヘッドとも言う）は、一端面にノズル開口１１が設けられたヘッド本体１２と、ヘッド本体１２のノズル開口１１とは反対側の面に固定された流路部材１３とを具備する。
【００１８】
ヘッド本体１２は、ノズル開口１１が並設されたノズル列１４を具備する。このノズル列１４が設けられたヘッド１０の一端面をノズル面１５という。ノズル列１４の数は、特に限定されず、例えば、１列であってもよく、２列以上の複数列であってもよい。本実施形態では、１つのヘッド本体１２にノズル列１４を２列設けるようにした。ここで、本実施形態では、ノズル列１４においてノズル開口１１が並設された方向を第１の方向とし、第１の方向に交差する方向を第２の方向としている。したがって、２列のノズル列１４は、第２の方向に並設されている。
【００１９】
なお、ヘッド本体１２の内部には、図示していないが、ノズル開口１１に連通する流路の一部を構成する圧力発生室と、圧力発生室に圧力変化を生じさせてノズル開口からインクを吐出させる圧力発生手段とが設けられている。
【００２０】
圧力発生手段は、特に限定されないが、例えば、電気機械変換機能を呈する圧電材料を２つの電極で挟んだ圧電素子を用いたものや、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１１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１１から液滴を吐出させるものなどを用いることができる。また、圧電素子としては、圧力発生室側から下電極、圧電材料及び上電極を積層して撓み変形させる撓み振動型の圧電素子や、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素子などを用いることができる。
【００２１】
流路部材１３は、ヘッド本体１２のノズル開口１１とは反対側の面に固定されて、外部からのインクをヘッド本体１２に供給又はヘッド本体１２から外部にインクを排出するものである。流路部材１３のヘッド本体１２に固定された面とは反対側の面には、内部の流路が開口して外部の流路が接続される液体流路口（図示せず）と、外部からの印刷信号等の電気信号が供給されるコネクタ（図示せず）とが設けられている。
【００２２】
ヘッド１０の第１の方向の両側面には、外側に突出するフランジ部１７が設けられ、フランジ部１７のノズル列１４側の面には、サブプレート３０が設けられている。
【００２３】
サブプレート３０は、平板状のガラスから形成され、一方面が樹脂６０によりヘッド１０のフランジ部１７に接合され、他方面（ベースプレート２０に取り付けられる面。以下、取付面３３と称する。）がベースプレート２０に載置される。
【００２４】
また、サブプレート３０には、固定ネジ５１（図５参照）が挿通する挿通孔３２と、第２の基準の一例である第２の基準孔３１とが形成されている。第２の基準孔３１は、ノズル列１４を基準とする所定位置に設けられている。このノズル列１４を基準とする所定位置とは、ヘッド１０をノズル列１４側から見た平面視において、ノズル列１４から第１の方向及び第２の方向に所定距離だけ離れた位置をいう。
【００２５】
第２の基準孔３１は、詳細は後述するが、ベースプレート２０に設けられた第１の基準孔２１と共に位置決めピン５０（図５参照）が挿通されることで、第１の基準孔２１に位置決めされる。
【００２６】
図３は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドユニットの流路部材側の平面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ′線断面図であり、図５は図３のＢ−Ｂ′線断面図である。
【００２７】
図３及び図４を用いて、ベースプレート２０について説明する。図示するようにベースプレート２０には、一つのヘッド１０につき一つの保持孔２２が設けられている。ベースプレート２０の保持孔２２は、ヘッド１０のノズル列１４側の外周よりも若干大きく、且つフランジ部１７よりも小さな開口で設けられている。このため、保持孔２２にヘッド１０を挿入すると、ヘッド１０のフランジ部１７に設けられたサブプレート３０がベースプレート２０に保持されるようになっている。また、ヘッド１０と保持孔２２との間には空隙が生ずるので、ヘッド１０がベースプレート２０に対して第１の方向及び第２の方向に若干移動可能になっている。
【００２８】
また、ベースプレート２０には、一つのヘッド１０につき二つの第１の基準孔２１（第１の基準）が所定位置に形成されている。第１の基準孔２１は、第２の基準孔３１と共に位置決めピン５０が挿通される。
【００２９】
ここで第１の基準孔２１が所定位置に形成されているとは、第１の基準孔２１に第２の基準孔３１が位置決めされた際に、複数のヘッド１０の相対位置が所定の配置となるように第１の基準孔２１がベースプレート２０に形成されていることをいう。すなわち、第１の基準孔２１を所定位置に形成すれば、第２の基準孔３１を第１の基準孔２１に位置決めすると、ヘッド１０がベースプレート２０上に所定の配置で取り付けられることになる。このとき、前記したように第２の基準孔３１はノズル列１４を基準に形成されているから、ノズル列１４もヘッド１０の相対的な位置を保ったまま、配列されることとなる。
【００３０】
本実施形態では、各ヘッド１０の所定位置として、次のように配設した。すなわち、図１に示すように、ヘッド１０のノズル列１４（図２参照）におけるノズル開口１１の並設方向である第１の方向に複数のヘッド１０を配置することで、ヘッド群１１０を構成し、このヘッド群１１０を第２の方向に４つ並設するようにした。すなわち、ヘッド１０は、第１の方向及び第２の方向に沿って複数配置されている。
【００３１】
詳言すると、複数のヘッド１０は、ノズル列１４が第１の方向に連続するように第１の方向に沿って千鳥状に配置されている。そして、第１の方向にノズル列１４が連続するように配置された複数のヘッド１０からなるヘッド群１１０が、第２の方向に２つ並設されている。
【００３２】
ここで、各ヘッド群１１０のノズル列１４が、第１の方向に連続するとは、各ヘッド群１１０の第２の方向で互いに隣接するヘッド１０において、一方のヘッド１０のノズル列１４の端部のノズル開口１１と、他方のヘッド１０のノズル列１４の端部のノズル開口１１とが、第１の方向で同一位置となるように配置されていることを言う。
【００３３】
このように、各ヘッド群１１０において、複数のヘッド１０のノズル列１４が第１の方向で連続するように配置されることで、１つのヘッド１０のノズル列１４で印刷を行う場合に比べて、広範囲な印刷を高速で行わせることができる。
【００３４】
図３及び図５を用いて、ベースプレート２０に搭載されたヘッドについて説明する。図示するように、保持孔２２には、ヘッド１０のノズル面１５側が挿入されており、フランジ部１７に設けられたサブプレート３０がベースプレート２０に保持されている。
【００３５】
また、第２の基準孔３１及び第１の基準孔２１には位置決めピン５０が挿通されている。位置決めピン５０は、第１の基準孔２１・第２の基準孔３１の内面に当接し、サブプレート３０が第１の方向・第２の方向に移動することを規制している。これにより、各ヘッド１０の相対位置が所定の配置となってベースプレート２０に取り付けられている。また、固定ネジ５１が挿通孔３２を挿通し、雌ネジ２９に螺合している。これにより、サブプレート３０がベースプレート２０に固定されている。なお、サブプレート３０がベースプレート２０に位置決めされた状態で固定ネジ５１により固定されていれば位置決めピン５０は取り外されていてもよい。
【００３６】
さらに、各サブプレート３０は、各ヘッド１０のフランジ部１７に樹脂６０で接合されている。樹脂６０は、特に限定されないが、本実施形態ではＵＶ硬化型樹脂からなり、サブプレート３０の取付面３３とノズル面１５との距離が所定長（長さＬ）になり、かつ取付面３３とノズル面１５とが平行となるように厚さが調整されている。取付面３３とノズル面１５との距離は、第１の方向及び第２の方向と直交する第３の方向における距離をいう。
【００３７】
距離Ｌは、全ヘッド１０に共通の所定長としてあるので、各ヘッド１０のノズル面１５は、ベースプレート２０のサブプレート３０が配置された面に平行な同一平面に位置している。
【００３８】
このように、ノズル面１５が同一面に配置されるので、各ノズル開口１１と被噴射媒体との距離が均等になり、印刷品質を向上することができる。
【００３９】
ここで、上述したヘッドユニット１の製造方法について説明する。図６（ａ）は、各ヘッドを製造する際に用いる治具の平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００４０】
同図に示すように、治具７０は、ガラスからなり、ヘッド１０のヘッド本体１２が収納される凹部７１が設けられている。凹部７１に収納されるヘッド本体１２が凹部７１の側面に規制されることで第１の方向及び第２の方向に移動しないように、凹部７１は形成されている。
【００４１】
治具７０は、凹部７１以外の領域にサブプレート３０が載置される載置面７３を有しており、載置面７３には、サブプレート３０を所定位置に配置するための位置決め部７４ａ、７４ｂの一組が計二組設けられている。
【００４２】
位置決め部７４ａ、７４ｂは、平面視において略Ｌ字型に形成され、載置面７３に載置されるサブプレート３０の位置を規定する。具体的には、位置決め部７４ａ、７４ｂに位置決めされたサブプレート３０の第２の基準孔３１が、凹部７１に収納されたヘッド本体１２のノズル開口１１に対して所定の位置となるように位置決め部７４ａ、７４ｂが配置されている。
【００４３】
さらに、載置面７３は、凹部７１の底面７５との第３の方向における距離が所定長（長さＬ）となっており、かつ底面７５と平行に形成されている。
【００４４】
次に、治具７０を用いてヘッド１０を形成する方法を説明する。図７（ａ）及び（ｂ）は、ヘッドユニットの製造方法を示す断面図であり、図７（ｃ）は、ヘッドユニットの製造方法を示す平面図である。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、治具７０の載置面７３に、サブプレート３０を載置し、位置決め部７４ａ、７４ｂ（図６参照）により所定位置に配置する。具体的には、サブプレート３０の角を各位置決め部７４ａ、７４ｂの角に合わせることにより行う。また、サブプレート３０の取付面３３とは反対側の面にＵＶ硬化型の樹脂６０を設ける。
【００４６】
次に、図７（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ヘッド１０のヘッド本体１２を治具７０の凹部７１に収納し、ノズル面１５を底面７５に当接させる。このとき、樹脂６０は、フランジ部１７により押圧されて厚さが調整されるので、ノズル面１５と取付面３３との距離は、載置面７３と底面７５との距離と等しくなり、ノズル面１５と取付面３３とは平行となる。
【００４７】
このように、ヘッド１０とサブプレート３０との間に介在する樹脂６０の厚さが調整されることで、サブプレート３０やフランジ部１７等の厚さのバラツキが吸収され、ノズル面１５と取付面３３との距離を所定長（長さＬ）にすることができ、また、ノズル面１５と取付面３３とを平行にすることができる。
【００４８】
また、サブプレート３０が治具７０の位置決め部７４ａ、７４ｂに位置決めされるので、第２の基準孔３１は、ノズル開口１１に対して所定の位置に配置される。
【００４９】
樹脂６０の厚さの調整後は、治具７０の凹部７１とは反対側の面から樹脂６０に向けてＵＶを照射し、樹脂６０を硬化させる。本実施形態では、治具７０及びサブプレート３０は共にガラスから形成されているので、ＵＶはこれらの治具７０及びサブプレート３０を透過することができる。これにより、治具７０でヘッド１０及びサブプレート３０を保持しながら樹脂６０を硬化させることができ、ヘッド１０とサブプレート３０とがずれて固定される虞を低減できる。
【００５０】
その後、特に図示しないが、サブプレート３０が樹脂６０で取り付けられたヘッド１０を、ベースプレート２０に取り付ける。すなわち、各ヘッド１０について、ベースプレート２０の第１の基準孔２１にサブプレート３０の第２の基準孔３１を合わせて位置決めピン５０を挿通し、固定ネジ５１でサブプレート３０をベースプレート２０に固定する。
【００５１】
以上に説明したように、本実施形態に係るヘッドユニットの製造方法によれば、各ヘッド１０は、ノズル面１５と取付面３３との距離が所定長となっているので、ベースプレート２０に取り付けられた各ヘッド１０のノズル面１５は、ベースプレート２０に平行な同一面に配置される。これにより、各ヘッド１０のノズル面１５と被噴射媒体との距離が均等になり、ノズル面１５と被噴射媒体との距離にバラツキがあることによる印刷品質の低下を回避し、高品質な印刷を行うことができる。
【００５２】
また、サブプレート３０に第２の基準孔３１を設けてベースプレート２０の第１の基準孔２１に位置決めを行うことができるようにしたため、これらの第１の基準孔２１及び第２の基準孔３１を介して、各ヘッド１０のノズル列１４同士の相対的な位置を高精度に規定することができ、印刷品質を向上することができる。
【００５３】
さらに、各ヘッド１０をベースプレート２０の所定の位置に配置し、且つ各ヘッド１０のノズル面１５を同一面に配置することは、各ヘッド１０を保持孔２２に挿入したのち、第１の基準孔２１と第２の基準孔３１とに位置決めピン５０を挿通するという簡易な作業で行える。このため、ヘッドユニット１を具備する液体噴射装置が実際に使用されている現場においては、特別な治具や装置を用いてノズル列１４同士の相対位置やノズル面１５の位置を微調整することなく、ヘッド１０を個別に交換し、かつ印刷品質を維持することができる。
【００５４】
〈他の実施形態〉
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
【００５５】
上述した実施形態では、サブプレート３０を治具７０の位置決め部７４ａ、７４ｂに位置決めしたが、各ヘッド１０のノズル面１５を同一面に配置するためには必須の工程ではない。また、サブプレート３０及び治具７０は、ガラスから形成されていたが、これに限られない。例えば、金属や樹脂を成形したものであってもよい。
【００５６】
さらに、本発明は、広く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ユニット等の記録ヘッドユニット、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ユニット、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ユニット、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドユニット等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  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）、  １０  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  １１  ノズル開口、  １２  ヘッド本体、  １３  流路部材、  １４  ノズル列、  ２０  ベースプレート、  ２１  第１の基準孔、  ３０  サブプレート、  ３１  第２の基準孔、  ５０  位置決めピン、  ６０  樹脂、  ７０  治具、  ７１  凹部、  ７３  載置面、  ７５  底面
【図１】
2011183711.tif 000003
【図２】
2011183711.tif 000004
【図３】
2011183711.tif 000005
【図４】
2011183711.tif 000006
【図５】
2011183711.tif 000007
【図６】
2011183711.tif 000008
【図７】
2011183711.tif 000009