(57)【要約】【課題】高精度な取り付けに配慮された液体噴射ヘッド、および液体噴射装置を提供すること。【解決手段】液体噴射ヘッド１０は、液体を噴射するためのノズルｎが配設され、平面視で略方形形状に形成されているノズル面１１と、前記平面視でノズル面１１の外縁に臨んで設けられているフランジ部７０とを備えている。フランジ部７０は、ノズル面１１の４つ角に対応する箇所においてそれぞれ突出して形成された凸部７２を有しており、液体噴射ヘッド１０の取り付けにおいて、凸部７２の端面を支持プレート８０の支持面８１に当接させて、ノズル面１１の姿勢を規定している。【選択図】図２
2008221745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）液体を噴射するためのノズルが配設されているノズル面と、
（ｂ）平面視で前記ノズル面の外縁に臨んで設けられているフランジ部であって、
前記ノズル面の最外形部にそれぞれ突出して形成された凸部を有するフランジ部と、
を備える液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記ノズル面が、前記平面視で略方形形状に形成されており、
前記凸部が、前記ノズル面の４つ角に対応する箇所においてそれぞれ突出して形成されている、
請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記凸部が、前記平面視における前記ノズル面と同じ側および反対側の向きに突出して形成されている、
請求項１または２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記フランジ部に、複数の取り付け孔が設けられていることを特徴とする、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記取り付け孔が、前記凸部に設けられている、
請求項４に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
（ａ）請求項１ないし５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドと、
（ｂ）前記液体噴射ヘッドを前記凸部において支持するヘッド支持部と、
を備える液体噴射装置。
【請求項７】
（ａ）請求項４または５に記載の液体噴射ヘッドと、
（ｂ）前記液体噴射ヘッドを前記凸部において支持するヘッド支持部と、
（ｃ）前記液体噴射ヘッドを、一の前記取り付け孔において前記ヘッド支持部に固定する第１固定手段と、
（ｄ）前記液体噴射ヘッドを、他の前記取り付け孔において前記ヘッド支持部に固定する、前記第１固定手段とは異なる第２固定手段と、
を備える液体噴射装置。
【請求項８】
前記第１固定手段は、前記一の取り付け孔に流入された流動性材料が固化されてなる部材であり、
前記第２固定手段は、前記他の取り付け孔を通る剛体である、
請求項７に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式印刷や、表示パネルや金属配線、電池、バイオチップの製造における機能液のパターン塗布（配置）などに用いられる液体噴射装置、並びに当該装置に搭載される液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体噴射装置として、紙への印刷に適したインクジェットプリンタが広く知られており、一般的には、印刷用紙に対して往復動（走査）するキャリッジに、液体噴射（吐出）のためのノズルを備える液体噴射ヘッド（以下、ヘッドとする）が取り付けられた構成となっている。例えば、特許文献１では、キャリッジへのヘッドの取り付けは、ヘッドに形成された翼状の支持部をねじで固定することによって行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１６１５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヘッドの取り付けは、ノズルの形成面と紙面との平行度（仰角）などを規定するための重要な工程である。しかしながらこれらを高精度に規定しようとした場合、特許文献１に係る構成では十分とは言えなかった。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、高精度な取り付けに配慮された液体噴射ヘッド、および液体噴射装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体を噴射するためのノズルが配設されているノズル面と、平面視で前記ノズル面の外縁に臨んで設けられているフランジ部であって、前記ノズル面の最外形部にそれぞれ突出して形成された凸部を有するフランジ部と、を備える。
【０００７】
この発明の例によれば、液体噴射ヘッドをフランジ部を介して取り付ける際、ノズル面の姿勢（仰角）を、ノズル面の重心から離れた最外形部において多点式で規定することができる。これにより、ノズル面の姿勢が高精度に規定される。
【０００８】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、液体を噴射するためのノズルが配設され、平面視で略方形形状に形成されているノズル面と、前記平面視で前記ノズル面の外縁に臨んで設けられているフランジ部であって、前記ノズル面の４つ角に対応する箇所においてそれぞれ突出して形成された凸部を有するフランジ部と、を備える。
【０００９】
この発明の例によれば、液体噴射ヘッドをフランジ部を介して取り付ける際、略方形形状のノズル面の姿勢（仰角）を、ノズル面の重心から離れた４つ角に対応する箇所（凸部）において多点式で規定することができる。これにより、ノズル面の姿勢が高精度に規定される。
【００１０】
また好ましくは、前記凸部が、前記平面視における前記ノズル面と同じ側および反対側の向きに突出して形成されている。
この発明の例によれば、フランジ部をノズル面と同じ側、反対側のいずれで支持する場合においても、高精度な取り付けを行うことができる。
【００１１】
また好ましくは、前記フランジ部に、複数の取り付け孔が設けられている。
この発明の例によれば、複数の取り付け孔において、互いに異なる固定手段で液体噴射ヘッドを固定することができる。このため、液体噴射ヘッドの取り付け位置の固定を柔軟に行うことができる。
【００１２】
また好ましくは、前記取り付け孔が、前記凸部に設けられている。
この発明の例によれば、ノズル面の姿勢を規定する凸部において、取り付け孔を介して液体噴射ヘッドを固定することができるので、高精度な取り付けが可能となる。
【００１３】
本発明の液体噴射装置は、前記液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを前記凸部において支持するヘッド支持部と、を備える。
【００１４】
この発明の例によれば、液体噴射ヘッドをフランジ部を介して取り付ける際、ノズル面の重心から離れた４つ角に対応する箇所（凸部）をヘッド支持部で支持することにより、略方形形状のノズル面の姿勢（仰角）を高精度に規定することができる。
【００１５】
本発明の液体噴射装置は、前記複数の取り付け孔が設けられている液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを前記凸部において支持するヘッド支持部と、前記液体噴射ヘッドを、一の前記取り付け孔において前記ヘッド支持部に固定する第１固定手段と、前記液体噴射ヘッドを、他の前記取り付け孔において前記ヘッド支持部に固定する、前記第１固定手段とは異なる第２固定手段と、を備える。
【００１６】
この発明の例によれば、液体噴射ヘッドをフランジ部を介して取り付ける際、ノズル面の重心から離れた４つ角に対応する箇所（凸部）をヘッド支持部で支持することにより、略方形形状のノズル面の姿勢（仰角）を高精度に規定することができる。また、互いに異なる第１固定手段、第２固定手段を用いて、液体噴射ヘッドの取り付け位置の固定を柔軟に行うことができる。
【００１７】
また好ましくは、前記第１固定手段は、前記一の取り付け孔に流入された流動性材料が固化されてなる部材であり、前記第２固定手段は、前記他の取り付け孔を通る剛体である。
この発明の例によれば、液体噴射ヘッドが、第１固定手段により大きな外力を伴うことなく高精度に固定されると共に、第２固定手段により強固に固定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、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、これらの形態に限られるものではない。また、以下の説明で参照する図では、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
【００１９】
（液体噴射装置の構成について）
まずは、図１を参照して液体噴射装置の構成について説明する。
図１は、液体噴射装置の要部構成を示す概略斜視図である。
【００２０】
図１に示す液体噴射装置としてのプリンタ１は、用紙Ｐを用紙トレー（図示せず）から給紙するための給紙ローラ２と、用紙Ｐを搬送するための搬送ローラ３および従動ローラ４と、用紙Ｐを支持するためのプラテン５と、プラテン５に対向して設けられたヘッドユニット６とを備えている。また、図示を省略しているが、プリンタ１は、ヘッドユニット６に液体としてのインクを供給するためのインク供給機構や、ヘッドユニット６の電気的な駆動制御を行うための駆動装置を備えている。
【００２１】
プリンタ１は、いわゆるライン型の印刷装置であり、用紙Ｐの搬送（走査）に同期したタイミングで、ヘッドユニット６から用紙Ｐ上の所望の位置に液滴化されたインクを噴射（吐出）し、着弾したインク滴により画像を形成する。
【００２２】
（ヘッドの構成と取り付け構造について）
次に、図２、図３を参照してヘッドの構成とその取り付け構造について説明する。
図２は、ノズル面側から見たヘッドの取り付け構造を示す図である。図３は、ヘッドの構成を示す図である。
【００２３】
図２に示すように、ヘッドユニット６は、インクを噴射（吐出）するためのノズルｎが配設されたノズル面１１を有する液体噴射ヘッドとしてのヘッド１０と、ヘッド１０を支持するヘッド支持部としての支持プレート８０とを備えている。
【００２４】
支持プレート８０は、複数のヘッド１０を支持する基体としての役割を果たすものであり、高剛性の素材、例えば金属などで形成されている。支持プレート８０は、平滑な支持面８１と、各ヘッド１０の取り付けに対応して設けられた貫通部８２およびねじ孔８３とを有している。
【００２５】
ノズル面１１において、ノズルｎは所定ピッチのライン配列をなすノズルアレイ１２を構成している。本実施形態では、ノズルアレイ１２は、ノズル面１１あたり８列設けられており、同一ノズル面１１における各ノズルアレイ１２は、互いに異なる色種のインクを吐出し、あるいは互いに用紙Ｐ（図１参照）に対する走査軌跡のピッチを補完するような関係にある。
【００２６】
ヘッドユニット６における各ヘッド１０は、それぞれのノズルアレイ１２に係る用紙Ｐ（図１参照）に対する走査範囲を互いに補完するように取り付けられる。これにより、ヘッドユニット６は、用紙Ｐ（図１参照）の幅全体に対して連続したピッチでマーキングを行うことができる。このように、ヘッドユニット６を複数のヘッド１０で構成するのは、長尺のノズルアレイ１２を単一モジュールとして製造することが困難であることや、ヘッド１０の配置構造を変えることで仕様を容易に変更できることなどに鑑みたものである。
【００２７】
ここで一旦、図３を参照して、ヘッド１０の詳細な構成について説明する。
図３に示すように、ヘッド１０は、本体アセンブリ４０と、液体導入アセンブリ２０と、本体アセンブリ４０と液体導入アセンブリ２０との間に挟持されるシール部材３０とを備えている。
【００２８】
本体アセンブリ４０は、基体をなす本体ケース５０と、電気信号を供給するためのコネクタケーブル４６を備えた中間基板４７と、アクチュエータユニット４５とを備えている。本体ケース５０は、硬質樹脂の成型品であり、直方体形状の基体部５１と、支持プレート８０（図２参照）への取り付け手段として基体部５１に対して鍔状に形成されたフランジ部７０とを有している。尚、フランジ部７０の詳細な構造については後述する。
【００２９】
アクチュエータユニット４５は、ノズルｎの配列に対応して櫛歯状に形成された圧電素子４１と、圧電素子４１の駆動制御用ＩＣ４２を含む電気回路が形成されたフレキシブル回路基板４３と、圧電素子４１を支持する金属製の支持板４４とを備えている。アクチュエータユニット４５の支持板４４は、本体アセンブリ４０（本体ケース５０および中間基板４７）の中央付近に形成された貫通部４８の側壁に固定される。また、フレキシブル回路基板４３の接続端子４３ａは、中間基板４７側に設けられた接続端子（図示せず）と導電性接着剤等で接続されている。
【００３０】
本体ケース５０における貫通部４８の隣には、ノズルｎと連通する連通流路５３（断面図部分を参照）が形成されており、その一端における筒状の開口部５３ａが、中間基板４７に設けられた貫通穴を通して本体アセンブリ４０の上面側に露出されている。また、本体ケース５０の上面に位置決めのために形成された突起部５４は、中間基板４７に形成された位置決め孔５５を貫通して、本体アセンブリ４０の上面側に突き出している。
【００３１】
本体ケース５０の下部には（断面図部分を参照）、ＳＵＳ板にノズルｎを穿設したノズルプレート６１と、シリコン基板をエッチングして流路に対応する凹部を形成した流路プレート６２と、流路の天蓋をなす可撓性シート６３と、部分的に切り欠き部を有する天蓋プレート６４とを積層したものが取り付けられている。
【００３２】
これにより、インクは、本体ケース５０の連通流路５３、ノズルアレイ１２（図２参照）毎に設けられたリザーバ６６、各ノズルｎ毎に設けられたキャビティ６７を通じて、ノズルｎに供給される。また、天蓋プレート６４におけるキャビティ６７の直上部分は、可撓性シート６３を介して可動する可動部６５となっており、この可動部６５には、圧電素子４１の一端が固定される。かくして、圧電素子４１の駆動によってキャビティ６７の圧力制御が行われ、ノズルｎからインクが液滴として吐出される。
【００３３】
液体導入アセンブリ２０は、基体をなすケース２１と、中空針状の導入部２２とを備えている。本実施形態では、導入部２２は、ノズル面１１に設けられた８列のノズルアレイ１２（図２参照）にそれぞれ対応して、８つ設けられている。ケース２１には、各導入部２２と異物除去フィルタ（図示せず）を介して連通する連通流路２３が形成されており、連通流路２３は液体導入アセンブリ２０の下方側にその開口を有している。
【００３４】
シール部材３０は、薄板状に形成されており、液体導入アセンブリ２０と本体アセンブリ４０との間に挟持された状態において連通流路２３と連通流路５３との連通部をシールするシール部３３を備えている。また、シール部材３０は、本体アセンブリ４０の上面側に突出した突起部５４が挿嵌される位置決め孔３４と、位置決め孔３４の周囲に形成された凸部３５とを備えている。シール部材３０は、ゴム、エラストマ等の各種弾性材料で形成することができるが、成型のしやすさや異物の付着のしにくさという点ではエラストマを選択することが好ましい。
【００３５】
続いて、図２、図３を参照して、ヘッド１０の取り付け構造について説明する。
ヘッド１０を平面視（図２の上側、図３の下側からの視点）で捉えた場合、ノズル面１１は、長方形形状を有している。また、同平面視において、本体ケース５０におけるフランジ部７０は、ノズル面１１の外縁を囲むように枠状に形成されている。
【００３６】
フランジ部７０は、ノズル面１１の４つ角に対応する箇所において、ノズル面１１と同じ側および反対側の向きにそれぞれ突出して形成された柱状の凸部７１，７２と、ノズル面１１の両短辺に対応する箇所において、ノズル面１１と同じ側および反対側の向きにそれぞれ突出して形成された柱状の凸部７３，７４とを有している。尚、凸部７１，７２の端面７１ａ，７２ａ、および凸部７３，７４の端面７３ａ，７４ａは、ノズル面１１に平行な面として形成されている。また、フランジ部７０には、端面７３ａから端面７４ａへと貫通する取り付け孔７５，７６が形成されると共に、ノズル面１１の一の長辺に対応する箇所に一対の係合孔７７が形成されている。
【００３７】
ヘッド１０の取り付けでは、先ず、ケース２１、コネクタケーブル４６をケース２１の外形よりもやや大きめに形成された支持プレート８０の貫通部８２に通し、ヘッド１０の凸部７２の端面７２ａを支持プレート８０の支持面８１に当接させる。これにより、ノズル面１１と支持面８１との平行度が、ノズル面１１の重心から離れた４つ角に対応する箇所（凸部７２の端面７２ａ）において多点式で規定される。これにより、ノズル面１１と支持面８１との平行度は高精度に規定される。尚、凸部７４の端面７４ａの水準は、端面７２ａと同じか、支持面８１からわずかに離間する程度とされている。
【００３８】
各端面７２ａの水準は、ノズル面１１の姿勢（支持面８１に対する平行度）を規定する重要な要素であるため、その製造精度自体が高精度でなければならない。このため、フランジ部７０の成型に係る金型は、端面７２ａの水準を規定する部分が独立したパーツ（コマ）で構成されるようになっており、当該水準の調整が可能となっている。
【００３９】
ヘッド１０におけるノズル面１１に平行な並進成分（ＸＹ成分）、垂直な回転成分（θ成分）の位置決めは、ノズルアレイ１２を観察しつつ、係合孔７７に係合させた調整ピン９０を介して行われる。
【００４０】
こうしてヘッド１０の位置決めがなされたら、フランジ部７０に設けられている取り付け孔７５に流動性材料（第１固定手段）としての接着剤（市販の瞬間接着剤など）を注入し、接着剤の固化によりヘッド１０と支持プレート８０との仮固定が行われる。尚、接着剤に代えて、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などを用いることもできる。
【００４１】
仮固定の後、剛体（第２固定手段）としてのねじ９１を用いて、フランジ部７０の取り付け孔７６、支持プレート８０のねじ孔８３を通して、ヘッド１０が本固定される。ここで、取り付け穴７６の径は、ヘッド１０の位置決めの調整に鑑みて、ねじ９１の径よりもやや大きくされている。この本固定においてねじ９１を締める際、先になされた仮固定により、ヘッド１０の調整位置のズレが抑止される。尚、ヘッド１０の本固定において、本実施形態ではねじ９１が用いられたが、これに代えてピンやリベットを用いた態様とすることもできる。
【００４２】
尚、図２に示すヘッド１０の取り付けの態様は、あくまでも一例に過ぎず、後述する変形例のように、フランジ部７０をノズル面１１の側において支持する態様とすることもできる。この場合、凸部７１の端面７１ａを取り付け面としてヘッド１０の取り付けを行うことになる。フランジ部７０の両側（ノズル面１１と同じ側および反対側）に凸部７１，７２が形成されているのは、このようなヘッド１０の取り付け態様の柔軟性に鑑みたものである。
【００４３】
（変形例）
次に、変形例について、図４を参照しながら説明する。尚、先の実施形態に対応する箇所には同じ符号を付しており、重複する内容については説明を省略する。
図４は、変形例に係るヘッドの取り付け構造を示す図である。
【００４４】
図４に示すように、この変形例に係るヘッド１０を平面視（図４の上側からの視点）で捉えた場合、フランジ部７０は、ノズル面１１の両長辺から４つ角にかけての外縁に沿って、分割して形成されている。そして、フランジ部７０は、ノズル面１１の４つ角に対応する箇所において、ノズル面１１と同じ側に突出して形成された柱状の凸部７１と、凸部７１の端面７１ａに開口を有して形成された取り付け孔７５，７６とを有している。尚、ノズル面１１と反対側に突出して形成される凸部（先の実施形態の凸部７２に対応）は、本変形例では存在しない。
【００４５】
ヘッド１０の取り付けでは、本体ケース５０の基体部５１を支持プレート８０の貫通部８２に通し、フランジ部７０における凸部７１の端面７１ａを支持プレート８０の支持面８１に当接させる。そして位置決めの後、フランジ部７０の取り付け孔７５に接着剤を注入してヘッド１０の仮固定がなされ、ねじ９１を用いて、フランジ部７０の取り付け孔７６、支持プレート８０のねじ孔８３を通して、ヘッド１０の本固定がなされる。
【００４６】
この変形例のように、本発明に係るフランジ部の形状、取り付け孔の位置は、発明の趣旨を違えない範囲で様々な態様とすることができ、また、凸部は、フランジ部の片面側にのみ形成されていてもよい。尚、取り付け孔を凸部の端面に開口を有するように形成した場合、ノズル面の姿勢を規定する箇所（凸部の端面）において固定することができるので、高精度な取り付けが可能となる。
【００４７】
本発明は上述の実施形態に限定されない。
例えば、上述の実施形態における凸部７１，７２の端面７１ａ，７２ａはノズル面１１に平行な平滑面とされていたが、これを球面状に形成して、ヘッド１０を点支持するようにしてもよい。
また、図２、図３に係る実施形態において、凸部７１，７２に貫通孔を設け、当該貫通孔に接着剤を流入して接着固定するような態様としてもよい。これにより、固定精度の一層の向上を図ることができる。
また、実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】液体噴射装置の要部構成を示す概略斜視図。
【図２】ノズル面側から見たヘッドの取り付け構造を示す図。
【図３】ヘッドの構成を示す図。
【図４】変形例に係るヘッドの取り付け構造を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１…液体噴射装置としてのプリンタ、６…ヘッドユニット、１０…液体噴射ヘッドとしてのヘッド、１１…ノズル面、１２…ノズルアレイ、２０…液体導入アセンブリ、４０…本体アセンブリ、５０…本体ケース、７０…フランジ部、７１〜７４…凸部、７１ａ〜７４ａ…端面、７５，７６…取り付け孔、７７…係合孔、８０…ヘッド支持部としての支持プレート、８１…支持面、８２…貫通部、８３…ねじ孔、９１…第２固定手段（剛体）としてのねじ、ｎ…ノズル。
【図１】
2008221745.tif 000003
【図２】
2008221745.tif 000004
【図３】
2008221745.tif 000005
【図４】
2008221745.tif 000006