(57)【要約】【課題】より効率よく安価に、かつノズルの位置精度よく組み立てが可能な液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド、および、液体吐出装置を提供する。【解決手段】ヘッドユニット１１とホルダー１２との相対的な位置決めを行う位置決め工程と、ヘッドユニットとホルダーとの接合部分に光硬化型接着剤（ＵＶ接着剤）５５を塗布する塗布工程と、光硬化型接着剤に光を照射して当該光硬化型接着剤を硬化させる光照射工程と、を含み、光照射工程において、記録ヘッドの構成部材の少なくとも一部に設けられた接合部分に通じる開口部１２ａ，３６ａに紫外線照射用ニードル５９を挿通して光硬化型接着剤に光を照射する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル面に形成されたノズルから液体を吐出するヘッドユニットと前記ヘッドユニットを保持するホルダーとの相対的な位置を固定する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記ヘッドユニットと前記ホルダーとの相対的な位置決めを行う位置決め工程と、
前記ヘッドユニットと前記ホルダーとの接合部分に光硬化型接着剤を塗布する塗布工程と、
前記光硬化型接着剤に光を照射して当該光硬化型接着剤を硬化させる光照射工程と、を含み、
前記光照射工程において、前記液体吐出ヘッドの構成部材の少なくとも一部に設けられた前記接合部分に通じる開口部に光照射器を挿通して前記光硬化型接着剤に光を照射することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記ヘッドユニットおよび前記ホルダーのうちの一方に嵌合部が形成され、他方に被嵌合部が形成され、
前記位置決め工程において、前記嵌合部と前記被嵌合部とを嵌合させることで前記ヘッドユニットと前記ホルダーとの相対的な位置決めを行い、
前記塗布工程において、前記接合部分としての前記嵌合部と前記被嵌合部との間に前記光硬化型接着剤を塗布することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記被嵌合部は、嵌合状態における前記嵌合部を取り囲む窪みを有し、
前記塗布工程において、前記窪みに光硬化型接着剤を流入させることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載の液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液体を吐出するヘッドユニットを複数備えたインクジェット式記録ヘッドなどの液体吐出ヘッドの製造方法、この製造方法により製造された液体吐出ヘッド、および、これを備える液体吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この液体吐出ヘッドとしては、例えば、インクジェット式記録装置などの画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッドがあるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。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吐出し、ディスプレイ製造装置用の色材吐出ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を吐出する。また、電極形成装置用の電極材吐出ヘッドでは液状の電極材料を吐出し、チップ製造装置用の生体有機物吐出ヘッドでは生体有機物の溶液を吐出する。
【０００３】
上記の液体吐出ヘッドとしては、ヘッドユニットを支持部材（ホルダー）に複数配列した構成のものも提案されている。例えば、特許文献１には、支持部材としての長尺基板に複数のヘッドユニットを接着剤で固定した構成が開示されている。このような構成では、各部材の寸法誤差、あるいは、反り、うねり等の変形に起因して各ヘッドユニットの固定位置、特に、ノズルが形成されたノズル面の高さ（ノズル面に垂直な方向の位置）がばらついてしまうと、ノズルから印刷用紙等の記録媒体までの距離がヘッドユニット毎に相違し、これにより、記録媒体に対するインクの着弾位置ずれが生じる虞がある。その結果、印刷品質が低下するという問題がある。これを防止するため、特許文献１に開示されている構成では、各ヘッドユニットのノズル面の高さ方向が揃えられ、各ヘッドユニットと支持部材との間は接着剤の厚みで、寸法誤差等によるばらつきを調整（吸収）している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許２００６−２５６０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の構成では、ヘッドユニットと支持部材との間の接着剤が硬化するまでの間（硬化処理の間）、支持部材を取り付ける支持アームと、ヘッドユニットのノズル面を支持する位置決めステージを備えた組み立て装置、すなわち、治具により支持部材とヘッドユニットとを保持しておく必要があった。しかしながら、このような治具を利用する場合、接着剤が硬化するまで比較的長時間要するので、単位時間あたりにより多くのワークを処理するためにはより多くの治具が必要となり、その分、設備投資が嵩むという問題があった。
【０００６】
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、より効率よく安価に、かつノズルの位置精度よく組み立てが可能な液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド、および、液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔手段１〕
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル面に形成されたノズルから液体を吐出するヘッドユニットと前記ヘッドユニットを保持するホルダーとの相対的な位置を固定する液体吐出ヘッドの製造方法であって、
前記ヘッドユニットと前記ホルダーとの相対的な位置決めを行う位置決め工程と、
前記ヘッドユニットと前記ホルダーとの接合部分に光硬化型接着剤を塗布する塗布工程と、
前記光硬化型接着剤に光を照射して当該光硬化型接着剤を硬化させる光照射工程と、を含み、
前記光照射工程において、前記液体吐出ヘッドの構成部材の少なくとも一部に設けられた前記接合部分に通じる開口部に光照射器を挿通して前記光硬化型接着剤に光を照射することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ヘッドユニットとホルダーとの接合部分に光硬化型接着剤を塗布して光を照射して硬化させることによりヘッドユニットをホルダーに固定するので、ホルダーとヘッドユニットの間の他の部分の接着剤が硬化するまでの間に両者を保持する治具が不要となる。このため、その分の設備投資を抑えることが可能となる。また、治具が不要であることから、接着剤の硬化時間に左右されることなく液体吐出ヘッドの製造が可能となり、製造効率が向上する。また、ホルダーの寸法誤差等の影響を受けることなく、ホルダーに対してヘッドユニットを位置精度よく取り付けることが可能となる。さらに、ヘッドユニットとホルダーとの接合部分に対して外部から光が当たりにくい場所にある構成であっても、当該接合部分に通じる開口部を利用して光硬化型接着剤の塗布および硬化を行うことができる。
【０００９】
〔手段２〕
上記手段１の方法において、前記ヘッドユニットおよび前記ホルダーのうちの一方に嵌合部が形成され、他方に被嵌合部が形成され、
前記位置決め工程において、前記嵌合部と前記被嵌合部とを嵌合させることで前記ヘッドユニットと前記ホルダーとの相対的な位置決めを行い、
前記塗布工程において、前記接合部分としての前記嵌合部と前記被嵌合部との間に前記光硬化型接着剤を塗布するようにすることが望ましい。
【００１０】
この方法によれば、ホルダーに対する各ヘッドユニットのノズル面に平行な方向の相対位置を規定する嵌合部と被嵌合部との嵌合部分に光硬化型接着剤を塗布して硬化させることにより、高精度に位置決めされた状態がより確実に保持される。
【００１１】
〔手段３〕
手段２の方法において、前記被嵌合部は、嵌合状態における前記嵌合部を取り囲む窪みを有し、
前記塗布工程において、前記窪みに光硬化型接着剤を流入させるようにすることが望ましい。
【００１２】
この方法によれば、嵌合部を取り囲む窪みに光硬化型接着剤が流入して硬化することにより、光硬化型接着剤の接着面積を確保することができ、接着強度を高めることができる。さらに、光照射器による紫外線照射範囲をこの窪みに集中させることができるので、照射時間を短縮することができ、全体の工程時間の短縮に寄与することができる。
【００１３】
〔手段４〕
また、本発明の液体吐出ヘッドは、上記〔手段１〕乃至〔手段３〕に示す方法により製造されたことを特徴とする。
〔手段５〕
さらに、本発明の液体吐出装置は、上記手段４の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
【００１４】
これらの発明によれば、複数のヘッドユニットをホルダーに固定した構成において、各ヘッドユニットがホルダーに位置精度よく固定されているので、各ヘッドユニットのノズルから吐出される液体の記録媒体に対する着弾位置ずれを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】プリンターの構成を説明する模式図である。
【図２】記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３】記録ヘッドの要部断面図である。
【図４】ヘッドユニットの分解斜視図である。
【図５】ヘッドユニットのＡ−Ａ線断面図断面図である。
【図６】図４におけるヘッドユニットのＡ−Ａ線断面に対応する記録ヘッドの断面図である。
【図７】図４におけるヘッドユニットのＢ−Ｂ線断面に対応する記録ヘッドの断面図である。
【図８】ホルダーの平面図である。
【図９】記録ヘッドの組み立て工程について説明する工程図である。
【図１０】仮固定工程について説明する断面図である。
【図１１】仮固定工程について説明する平面図である。
【図１２】変形例における位置決め穴と位置決めピンとの嵌合位置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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、本発明の液体吐出装置として、液体吐出ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッド３と称する。）を搭載したインクジェット式プリンター（以下、単にプリンター１と称する。）を例に挙げて説明する。
【００１７】
まず、本実施形態におけるプリンター１の構成について、図１を参照して説明する。プリンター１は、記録用紙や合成樹脂製のフィルム等の記録媒体２の表面に対し、液体状のインクを吐出して画像等の記録を行う装置である。このプリンター１は、記録ヘッド３、制御装置４、および搬送機構５等を備えている。制御装置４は、プリンター１を構成する各部を統括的に制御する。搬送機構５は、制御装置４による制御の下で、記録媒体２を給紙側から排紙側（図１における上側から下側）に向けて搬送する。また、プリンター１には、インクが充填されたインクカートリッジ６が装着される。記録ヘッド３は、インクカートリッジ６側から供給されるインクを制御装置４による制御の下で複数のノズル７から記録媒体２に対してインクを吐出する所謂ライン型記録ヘッドである。この記録ヘッド３は、後述するように複数のヘッドユニット１１を固定板１０に固定し、この固定板１０および各ヘッドユニット１１をホルダー１２に接合して構成されている。
【００１８】
図２は、記録ヘッド３の分解斜視図である。また、図３は、記録ヘッド３の要部断面図であり、図２におけるＹ−Ｙ線断面図に相当する。なお、図２においては、主にホルダー１２、ヘッドユニット１１、および固定板１０を図示している。本実施形態における記録ヘッド３は、インク導入基板９、流路プレート１４、フィルター基板１６、シール部材１７、固定板、複数のヘッドユニット１１、回路基板３６、およびホルダー（支持部材）１２等を積層した状態で備えている。なお、以下においては、便宜上、各部材の積層方向を上下方向として説明する。
【００１９】
インク導入基板９は、インクが導入される部材であり、その上面にはインク導入針９ａが複数立設されている。このインク導入針９ａは、インクの色毎に設けられている。インク導入基板９およびインク導入針９ａは、いずれも合成樹脂により作製されている。そして、本実施形態においては、インク導入基板９の上面に、インクカートリッジ６からのインクを貯留する図示しないサブタンクが装着され、このサブタンク内にインク導入針９ａが挿入されるように構成されている。そしてサブタンク内のインクはインク導入針９ａの先端部に設けられた開口Ｏｐから内部流路に導入される。インク導入針９ａからインクが導入されると、インク導入基板９の下方に配置されている流路プレート１４に供給される。なお、インク導入針９ａをサブタンク等のインク貯留部材に挿入させる構成に限られず、例えば、インク導入基板９のインク導入部分に不織布やスポンジ等の多孔質材を配設し、インクカートリッジやサブタンクのインク導出部分にも同様な多孔質材を設け、両者の多孔質部材同士を接触させてインクの授受を行う所謂フォーム形式の構成を採用することもできる。
【００２０】
流路プレート１４は、インク導入針９ａから導入されたインクをヘッドユニット１１側に案内する図示しない中間流路が形成された基板である。この中間流路は、流路プレート１４の下面に開口して、流路プレート１４の下方に設けられたフィルター基板１６のフィルター室１５ａと連通する。フィルター基板１６は、フィルター１５およびフィルター室１５ａを備えた板材である。フィルター室１５ａは、下流側（ヘッドユニット１１側）から上流側（流路プレート１４側）に向けて拡径した空間である。そして、このフィルター室１５ａの上流側開口を塞ぐ形でフィルター１５が固定されている。フィルター１５は、流路を流下するインクを濾過する部材であり、例えば、金属をメッシュ状に細かく編み込んだものや、薄手の金属製板材に塑性加工により多数の貫通孔を形成したものが用いられる。インクに気泡や異物が混入されている場合に、当該気泡や異物が、フィルター１５によってフィルター室１５ａ内に捕捉され、ヘッドユニット１１側に流れ込むことが防止される。また、フィルター室１５ａの底部には、導出路１６ａが開口している。この導出路１６ａの下端は、後述するシール部材１７の連通穴１７ａを介してホルダー１２のインク供給口５２と連通する。したがって、流路プレート１４側からフィルター室１５ａに流入したインクは、フィルター１５により濾過された後、導出路１６ａを通じてインク供給口５２に流入する。
【００２１】
フィルター基板１６とホルダー１２との間には、シール部材１７および回路基板３６が配置される。シール部材１７は、例えば、エラストマーやゴムなどの弾性材によって作製された薄手の板状の部材であり、フィルター基板１６の導出路１６ａに対応する位置には連通穴１７ａが開設されている。連通穴１７ａは、フィルター基板１６における導出路１６ａの下端開口とホルダー１２のインク供給口５２の上端開口との間に配置される。そして、両開口の周縁部に対し連通穴１７ａの開口周縁部が、シール部材１７の弾性により密着することで、導出路１６ａとインク供給口５２とを液密状態で連通する。
【００２２】
ホルダー１２の上面に配置される回路基板３６は、プリンター１の制御装置４から圧電素子４０へ送られる駆動信号等を中継する基板であり、ホルダー１２の上面側開口１２ａ（本発明における開口部の一種）を塞ぐ状態で配置される。この回路基板３６は、後述する配線基板４３の端子部４３ａと電気的に接続される端子部５６（図１１参照）を上面（フィルター基板１６側の面）に有すると共に、制御装置４との接続のための図示しないコネクターやその他の電子部品等を実装している。また、この回路基板３６には、配線基板４３を挿通させるための挿通口３６ａが開設されている。この挿通口３６ａは、ホルダー１２の上面側開口１２ａと連通する。この挿通口３６ａも、本発明における開口部の一種である。この挿通口３６ａは、後述するように接着剤塗布用ニードル５７や紫外線照射用ニードル５９を挿通して紫外線硬化型接着剤５５の塗布作業および硬化作業がしやすいように、従来のものと比較して大きく広げられている。具体的には、後述する位置決め穴５３および位置決めピン３５の嵌合箇所が挿通口３６ａを通じて視認できる程度の大きさに設定されている（図１１参照）。
【００２３】
図２に示すように、ホルダー１２の内部には、ヘッドユニット１１を収容可能な空間である収容空部１３が複数区画されている。この収容空部１３は、下面側（プリンター１において印刷動作中に記録媒体２と相対する側）が開口しており、この開口から固定板１０に接合されたヘッドユニット１１が収容される。固定板１０は、例えば、ステンレス鋼等の金属製の板材から構成されている。固定板１０の材料としては、比較的高剛性の金属が好適であるが、熱変形を抑制するという観点から、線膨張係数が比較的小さいＳＵＳ４３０やＳＵＳ３０４等のステンレス鋼がより好適である。固定板１０の厚さは、例えば、５０〔μｍ〕以上かつ１０００〔μｍ〕以下の範囲内の寸法、例えば、８０〔μｍ〕に設定されている。また、固定板１０の長尺方向の寸法は、プリンター１において印刷可能な最大サイズの記録媒体２の幅よりも長く設定されている。以下、固定板１０の一方の面を第１面１０ａ、ヘッドユニット１１が接合される側の面を第２面１０ｂとする。記録ヘッド３は、固定板１０の第１面１０ａを、印刷対象の記録媒体２を裏面側から支持する図示しない支持部材（プラテンとも呼ばれる）に対向させた姿勢でプリンター１内に配置される。
【００２４】
ヘッドユニット１１は、複数のノズル７を列設してなるノズル列８（８ａ，８ｂ）が形成されたノズルプレート２３やノズル７からインクを吐出させるための駆動源として機能する圧電素子４０等がユニット化されたヘッドチップである。図１に示すように、各ヘッドユニット１１は、ノズル列８が記録媒体２の搬送方向に対して交差する方向（記録媒体２の幅方向）に沿う姿勢で固定板１０の第２面１０ｂに固定される。本実施形態において、各ヘッドユニット１１は、固定板１０における記録媒体搬送方向の配置位置が互いに異なる第１の組と第２の組とに組分されている。そして、これらの組はさらに、ノズル列方向における配置位置も異なっている。すなわち、各ヘッドユニット１１は、互い違いに配列（スタガ配列）されている。
【００２５】
図４は、ヘッドユニット１１の構成を説明する分解斜視図であり、図５は、図４におけるＡ−Ａ線断面図である。なお、複数のヘッドユニット１１の何れも同様の構成であるため、１つのヘッドユニット１１を代表して説明する。このヘッドユニット１１は、流路基板１８の上面側（ホルダー１２側）に圧力室基板１９、アクチュエーター基板２０、保護基板２１、およびケース２２をこの順で積層するとともに、流路基板１８の下面側にノズルプレート２３およびコンプライアンス基板２４が接合されて構成されている。これらの構成部材は、接着剤により相互に接合される。
【００２６】
ノズルプレート２３は、複数のノズル７が記録媒体２の幅方向に対応する方向に沿って開設された板材である。このノズルプレート２３の材料としては、例えば、シリコン単結晶基板、あるいは、ステンレス鋼等の金属板が好適に用いられる。本実施形態におけるノズルプレート２３には、合計２条のノズル列８ａおよび８ｂが形成されている。各ヘッドユニット１１のノズル列８ａの記録媒体幅方向における全長（総延長）は、印刷可能な最大サイズの記録媒体２の幅を上回る。同様に、各ヘッドユニット１１のノズル列８ｂの記録媒体幅方向における全長についても記録媒体２の最大幅を上回る。つまり、最大サイズの記録媒体２に対する印刷が可能なように各ヘッドユニット１１のノズル７が分布している。そして、搬送機構５による記録媒体２の搬送と同期してヘッドユニット１１の各ノズル７からインクを吐出させることで、当該記録媒体２に対して画像やテキスト等が記録（印刷）される。なお、ノズルプレート２３の下面（印刷動作時における記録媒体２側の面）がノズル面に相当する。また、各ヘッドユニット１１にはノズル列８ａおよびノズル列８ｂにそれぞれ対応する構成（構造）を有しており、両構成は実質的に共通するので、以下の説明においては一方のノズル列８ａに対応する構成に着目し、他方のノズル列８ｂに対応する構成の説明については便宜的に省略する。
【００２７】
流路基板１８は、インクが流通する流路を形成する平板状の部材である。本実施形態における流路基板１８は、ノズル列方向に沿って長尺なシリコン単結晶基板等からなり、基板長手方向に沿って延在する共通連通路２５と、複数の個別供給路２６と、複数のノズル連通路２７とが形成されている。個別供給路２６とノズル連通路２７とはノズル７毎および圧力室３７毎に形成された貫通孔である。一方、共通連通路２５は、複数のノズル７および圧力室３７に共通な開口であり、本実施形態においてはノズル列毎に設けられている。この流路基板１８は、シリコン単結晶基板に対し、フォトリソグラフィ技術によって各貫通孔や開口を形成して構成されている。
【００２８】
コンプライアンス基板２４は、可撓膜２８と支持体２９とが積層されて２重構造となっている。可撓膜２８は、可撓性を有するシート状（膜状）の部材である。支持体２９は、例えば、ステンレス鋼等の比較的剛性の高い金属製板等により作製されている。この支持体２９において、流路基板１８の共通連通路２５および各個別供給路２６の下面側開口に対応する部分には、可撓膜２８の変位を許容するコンプライアンス用開口部３１が開設されている。本実施形態においては、また、このコンプライアンス基板２４の中央部分には、ノズルプレート２３を露出させるための開口部３１が開設されている。そして、コンプライアンス基板２４は、可撓膜２８によって共通連通路２５および各個別供給路２６の下面側開口を封止する状態で流路基板１８の下面に接合される。また、ノズルプレート２３は、コンプライアンス基板２４の開口部３１内において、各ノズル７がそれぞれ対応するノズル連通路２７と連通する状態で、流路基板１８に接合される。
【００２９】
流路基板１８の上面、すなわち、ノズルプレート２３およびコンプライアンス基板２４側とは反対側の面には、圧力室基板１９、アクチュエーター基板２０、および保護基板２１がこの順位に積層され、さらに、これらの基板１９乃至２１（以下、これらの基板をまとめて、適宜、圧力発生ユニットと表記する。）を内包する状態で、ケース２２が接合される。ケース２２は、例えば、合成樹脂の射出成型によって形成されている。本実施形態におけるケース２２において、圧力発生ユニットの収容部の側方にはノズル列方向に沿って延在する液室空部３２が形成され、この液室空部３２に連通してケース２２の上面に開口する導入開口３３が形成されている。また、ケース２２の中央部分には、圧力発生ユニットの収容部に連通する配線用開口３４が形成されている。液室空部３２は、流路基板１８の共通連通路２５に対応した開口形状を有する凹部である。流路基板１８とケース２２とが位置決めされた状態で接合されると、液室空部３２と共通連通路２５とは相互に連通し、両者は所謂リザーバー（共通液室）として機能する。また、配線用開口３４は、後述する保護基板２１に開設された配線用空間４５と連通する、ノズル列方向に長尺な矩形の開口である。さらに、図４に示されるように、ケース２２の上面、すなわち、流路基板１８との接合面とは反対側の面において、配線用開口３４のノズル列方向両側には、ホルダー１２との相対位置を規定する一対の位置決めピン３５（本発明における嵌合部に相当）がそれぞれ立設されている。この位置決めピン３５を利用したホルダー１２に対するヘッドユニット１１の取り付け工程の詳細については後述する。
【００３０】
流路基板１８の上面において共通連通路２５の上部開口よりも内側の領域には、圧力室基板１９が接合される。この圧力室基板１９には、各ノズル７に対応して複数の圧力室３７となる空部が形成されている。以下、この空部も含めて圧力室３７と表記する。この圧力室基板１５も流路基板１８と同様にシリコン単結晶基板によりなる。圧力室３７は、ノズル列方向に直交する方向に長尺な空部であり、流路基板１８と圧力室基板１９とが位置決めされて接合された状態では、個別供給路２６およびノズル連通路２７とそれぞれ連通する。したがって、リザーバー（共通連通路２５）から個別供給路２６、圧力室３７、ノズル連通路２７、およびノズル７に至るまでが一連に連通する。
【００３１】
圧力室基板１９の流路基板１８側とは反対側の上面には、アクチュエーター基板２０が積層される。このアクチュエーター基板２０は、振動板（弾性膜）３９と圧電素子４０とを備えている。振動板３９は、圧力室３７の上部開口を封止する状態で圧力室基板１９に接合された、可撓性を有する部材である。この振動板３９において圧力室３７の上部開口に対応する部分が可撓面として機能する。この振動板３９の可撓面に対応する位置には、例えば下電極、圧電体及び上電極が順次積層されてなる圧電素子４０が形成されている。すなわち、圧電素子４０は、各圧力室３７に対応して複数形成されている。この圧電素子４０は、後述する配線基板４３を通じて駆動信号が印加されることにより変形する（撓む）。この圧電素子４０の変形に応じて振動板３９の可撓面が変位することで、圧力室３７の容積が変化する。この圧力室３７の容積変化を制御することで、圧力室３７内のインクに圧力変動を生じさせることができ、この圧力変動を利用してノズル７からインクを吐出させることができる。
【００３２】
また、振動板３９上には、圧電素子４０に対向する領域にその変位を阻害しない程度の大きさの空間となる凹部４２を有する保護基板２１が接合されている。この保護基板２１の中央部分には、配線基板１８が挿通される配線用空間４５が形成されている。この配線用空間４５は、ケース２２の配線用貫通口３４と一連に連通する。配線基板４３は、保護基板２１の配線用空間４５内に露出された圧電素子４０の端子部と電気的に接続される。
【００３３】
図６および図７は、ヘッドユニット１１をホルダー１２に組み付けた状態における断面図であり、図６は図４のＡ−Ａ線に対応する断面図、図７は図４のＢ−Ｂ線に対応する断面図である。また、図８は、ホルダー１２の下面側の平面図である。なお、図７においてはヘッドユニット１１を便宜的に白抜きで示している。また、図６および図７では、ヘッドユニット一つ分に対応する構成を示している。図６および図７に示すように、各ヘッドユニット１１は、固定板１０の第２面１０ｂに固定される。固定板１０には、ノズルプレート２３の外形に倣った開口形状を呈するノズル露出用開口部４６がヘッドユニット１１毎に対応して複数形成されている。そして、このノズル露出用開口部４６内にノズルプレート２３が位置する状態で、各ヘッドユニット１１が固定板１０の第２面１０ｂに接着剤５０により接合される。
【００３４】
本実施形態におけるホルダー１２は、ヘッドユニット１１が固定されるベース面４７と、ホルダー１２の周囲の側壁４８と、これらの側壁４８と共にヘッドユニット１１の収容空部１３を区画する区画壁４９とを有しており、例えば、合成樹脂の射出成型により一体的に成型される。各側壁４８は、平面視において固定板１０の外形に倣って矩形の枠状となるように形成されている。また、区画壁４９は、側壁４８よりも内側に形成されている。そして、固定板１０に固定された各ヘッドユニット１１は、それぞれホルダー１２の内部の収容空部１３に収容され、区画壁４９と側壁４８の下端面（ベース面４７とは反対側の端面）に、固定板１０の第２面１０ｂが接着剤５０により固定される。なお、接着剤５０としては、硬化後においても弾性を有する接着剤、例えばシリコン系の接着剤が用いられる。
【００３５】
ホルダー１２のベース面４７には、各ヘッドユニット１１の配線用貫通口３４に対応して配線用スリット５１が複数開設されている。ヘッドユニット１１が収容空部１３に収容された状態では、この配線用スリット５１は、ヘッドユニット１１の配線用貫通口３４および配線用空間４５と連通する。そして、一端が圧電素子４０の端子部に接続された配線基板４３の他端側が、配線用スリット５１およびホルダー１２の上面側開口１２ａを通じてホルダー１２の上面側に引き出される。
【００３６】
ホルダー１２のベース面４７において、収容空部１３内に収容されたヘッドユニット１１の導入開口３３に対応する位置には、インク供給口５２がそれぞれ開設されている。このインク供給口５２と導入開口３３とは、導入開口３３の開口周縁に沿って塗布された接着剤５４を介在させて連通される。すなわち、導入開口３３の開口周縁部およびインク供給口５２の下流側の開口周縁部の間の接着剤５４を介してヘッドユニット１１とホルダー１２とが接合される。インクカートリッジ６から送られてくるインクは、流路プレート１４およびフィルター室１５ａを通過し、インク供給口５２および導入開口３３を通じてヘッドユニット１１内の流路に導入される。なお、接着剤５４としては、上記接着剤５０と同様に、硬化後においても弾性を有するシリコン系の接着剤が用いられる。
【００３７】
さらに、図７に示すように、ホルダー１２のベース面４７において、ヘッドユニット１１のケース２２の上面に立設された位置決めピン３５に対応する位置には、一対の位置決め穴５３（本発明における被嵌合部に相当）が開設されている。この位置決め穴５３の開口周縁は全周に亘って面取りされており、これにより、ベース面４７から位置決め穴５３に向かって下り傾斜した傾斜面５８（Ｃ面）が形成されている。すなわち、この傾斜面５８が設けられることにより、位置決めピン３５が位置決め穴５３に挿通されて嵌合した状態における当該位置決めピン３５の周囲を取り囲む窪みが形成されている。そして、ヘッドユニット１１をホルダー１２の収容空部１３に収容する際、位置決めピン３５をそれぞれ対応する位置決め穴５３に挿通することで、ホルダー１２に対するヘッドユニット１１の相対位置、具体的には、ノズル列方向および記録媒体２の搬送方向に対応する方向の位置が規定される。また、ホルダー１２に対する各ヘッドユニット１１の高さ方向（ノズルプレート２３に垂直な方向）の位置の規定については後述する。このようにヘッドユニット１１とホルダー１２との相対位置が規定された状態で固定板１０とホルダー１２との間の接着剤５０およびヘッドユニット１１とホルダー１２との間の接着剤５４を硬化させることで、位置精度よくヘッドユニット１１をホルダー１２に固定することができる。
【００３８】
次に、記録ヘッド３の組み立て工程について説明する。
図９は、固定板１０、ヘッドユニット１１、およびホルダー１２を組み付ける工程を説明する工程図である。また、図１０は、組み付け工程における仮固定工程について説明する断面図、図１１は、仮固定工程について説明する上面図（ホルダー１２の上面に回路基板３６が取り付けられた状態）である。なお、図１１においてハッチングで示す部分が回路基板３６である。図９（ａ）に示すように、まず固定板１０に対して複数のヘッドユニット１１が固定される。この工程では、第１面１０ａが定盤６０側、第２面１０ｂが定盤６０とは反対側を向く姿勢で固定板１０が定盤６０に載置される。この状態で、図９（ｂ）に示すように、ノズル露出用開口部４６内にノズルプレート２３が位置する状態で、各ヘッドユニット１１が固定板１０の第２面１０ｂに接着剤により接合される。次に、各ヘッドユニット１１の導入開口３３の周縁部に接着剤５４（図６参照）が塗布される。なお、ヘッドユニット１１とホルダー１２とを接合する接着剤５４は、ヘッドユニット１１側またはホルダー１２側の少なくとも一方に塗布されていればよく、例えばインク供給口５２の下流側の開口周縁部に塗布される構成とすることもできる。また、固定板１０の第２面１０ｂにおいて、ホルダー１２の側壁４８および区画壁４９の下端面が当接される箇所にも接着剤５０（図６参照）が塗布される。
【００３９】
続いて、各ヘッドユニット１１がそれぞれ対応する収容空部１３に収容される状態で、ホルダー１２の側壁４８および区画壁４９の下端面または固定板１０の第２面１０ｂに接着剤５０が塗布され、当該固定板１０にホルダー１２が治具により組み付けられる。この際、上述したように、ヘッドユニット１１の位置決めピン３５をホルダー１２の位置決め穴５３に挿通することで、ホルダー１２に対するヘッドユニット１１の相対位置、具体的には、ノズル列方向および記録媒体２の搬送方向に対応する方向の位置（すなわち、ノズル面に平行な方向の位置）が規定される（本発明における位置決め工程に相当）。また、図１０に示すように、ホルダー１２の側壁４８および区画壁４９の下端面または固定板１０の第２面１０ｂとの間に僅かな隙間、例えば、０．１５〜０．２０〔ｍｍ〕の隙間Ｇを設けた状態で、ホルダー１２が図示しない治具により保持される。この隙間Ｇは、接着剤５０を導入する空間として機能すると共に、ホルダー１２の反りや歪み等の寸法誤差に対する吸収代として機能する。次に、ホルダー１２の上面側開口１２ａを塞ぐ形で、回路基板３６が配置される（図１０および図１１）。ヘッドユニット１１側の配線基板４３は、上面側開口１２ａおよび回路基板３６の挿通口３６ａを通して上方に引き出され、その他端部に設けられた端子部４３ａが回路基板３６の端子部５６と電気的に接続される。
【００４０】
ここで、ヘッドユニット１１とホルダー１２との間の接着剤５４および固定板１０とホルダー１２との間の接着剤５０が硬化するまでの間、位置決めされた状態を維持する必要がある。従来においては、治具によってこの状態を保持していたところ、本実施形態においては、ヘッドユニット１１の位置決めピン３５を利用して仮固定する点に特徴を有している。
【００４１】
図１０（ａ）に示すように、位置決めピン３５が位置決め穴５３に挿通されて各ヘッドユニット１１が位置決めされた状態で収容空部１３に収容されると、位置決めピン３５の先端部分は、位置決め穴５３からホルダー１２の外部（上方）に突出する。この状態で、回路基板３６の挿通口３６ａおよびホルダー１２の上面側開口１２ａに接着剤塗布用ニードル５７を挿通して、位置決め穴５３の開口周縁に設けられた傾斜面５８（図１１におけるＰで示す位置）に紫外線硬化型接着剤５５（以下、ＵＶ接着剤５５と表記する（本発明における光硬化型接着剤に相当）。）が塗布される。ＵＶ接着剤５５は、傾斜面５８によって位置決め穴３５と位置決めピン３５との嵌合部分に集まる（図１０（ｂ））。次に、図１０（ｂ）に示すように、同じく回路基板３６の挿通口３６ａおよびホルダー１２の上面側開口１２ａに紫外線照射用ニードル５９（以下、ＵＶ照射用ニードル５９（光照射器に相当）と表記する。）を通じて、位置決め穴５３の開口周縁に設けられた傾斜面５８に塗布されたＵＶ接着剤５５に紫外線を照射する（本発明における光照射工程に相当）。これにより、ＵＶ接着剤５５は速やかに硬化し、位置決めピン３５が位置決め穴５３からの抜けることが防止される。すなわち、このＵＶ接着剤５５により、ヘッドユニット１１がホルダー１２に仮留される。
【００４２】
これにより、ヘッドユニット１１とホルダー１２との位置決め状態が維持されるので、これ以降は治具によりホルダー１２を保持しておく必要がなくなる。その結果、従来の構成と比較して設備投資を抑えることができる。また、治具が不要であることから、接着剤の硬化時間に左右されることなく記録ヘッド３の製造が可能となり、製造効率が向上する。また、ホルダー１２の寸法誤差等の影響を受けることなく、ホルダー１２に対してヘッドユニット１１を位置精度よく取り付けることが可能となる。さらに、本実施形態のように、ＵＶ接着剤５５によるヘッドユニット１１およびホルダー１２の接合部分に対して外部から光が当たりにくい場所にある構成であっても、当該接合部分に通じる開口部、すなわち本実施形態においては、回路基板３６の挿通口３６ａおよびホルダー１２の上面側開口１２ａを利用することで、ＵＶ接着剤５５の塗布および硬化を行うことができる。
【００４３】
また、本実施形態においては、位置決め穴５３の開口周縁部が、傾斜面５８が形成されていることで窪んでいるので、この窪みにＵＶ接着剤５５が流入して硬化することにより、ＵＶ接着剤５５の接着面積を確保することができ、接着強度を高めることができる。さらに、ＵＶ照射器５９による紫外線照射範囲を位置決め穴５３の開口周縁部に集中させることができるので、照射時間を短縮することができ、全体の工程時間の短縮に寄与することができる。
【００４４】
上記のように位置決めピン３５の加締めによりヘッドユニット１１がホルダー１２に仮留された状態で常温下において放置することで、ヘッドユニット１１とホルダー１２との間の接着剤５４および固定板１０とホルダー１２との間の接着剤５０を硬化させる。これにより、ホルダー１２に対して固定板１０およびこれに取り付けられた各ヘッドユニット１１が位置精度よく固定される（本固定工程）。その後、次の工程に進み、シール部材１７、フィルター基板１６、流路プレート１４、およびインク導入基板９等が取り付けられる。以上のようにして記録ヘッド３が組み立てられる。
【００４５】
そして、上記記録ヘッド３およびこれを備えるプリンター１のように、複数のヘッドユニット１１をホルダー１２に固定した構成において、各ヘッドユニット１１がホルダー１２に位置精度よく固定されているので、各ヘッドユニット１１のノズル７から吐出されるインクの記録媒体２に対する着弾位置ずれを抑制することが可能となる。その結果、記録された画像等の画質の低下を低減することができる。
【００４６】
なお、以上の実施形態においては、合計６つのヘッドユニット１１を固定板１０に固定した状態でホルダー１２に取り付ける構成を例示したが、ヘッドユニット１１の数はこれには限られない。例えば、ヘッドユニット１１を１つだけホルダー１２に取り付ける構成においても本発明を適用することが可能である。この場合、必ずしも固定板１０を用いなくてもよく、ホルダー１２に対してヘッドユニット１１を直接固定する構成とすることもできる。
【００４７】
また、上記実施形態における記録ヘッド３として、記録媒体２に対して幅方向の走査を伴うことなくインクを吐出する所謂ライン型記録ヘッドを例示したが、これには限られず、記録媒体２の幅方向に往復走査させながらインクを吐出させる所謂シリアル型記録ヘッドにも同様に本発明を適用することができる。
【００４８】
さらに、上記実施形態においては、位置決め穴５３の開口周縁に傾斜面５８が形成されることで、位置決めピン３５の周囲を取り囲む窪みが形成された構成を例示したが、これには限られず、例えば図１２に示す変形例のように、位置決め穴５３の内径よりも少し大きい内径に設定された円筒状の窪み５８′とすることも可能である。要は、ＵＶ接着剤５５を導入可能な窪みであればよい。光硬化型接着剤としては、ＵＶ接着剤５５に限られず、例えば、可視光硬化型接着剤を用いることもできる。
【００４９】
また、接合部分に通じる開口部に関し、上記実施形態においては回路基板３６の挿通口３６ａおよびホルダー１２の上面側開口１２ａを例示したが、これには限られず、接合部分に上記ニードル５７，５９が到達可能なものであれば、他の構成部材に開設された開口を利用することもできる。
【００５０】
そして、以上では、液体吐出ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド３を例に挙げて説明したが、本発明は、複数のヘッドユニットをホルダーに固定する構成を採用する他の液体吐出ヘッドにも適用することができる。例えば、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吐出ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材吐出ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物吐出ヘッド等にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１…プリンター，２…記録媒体，３…記録ヘッド，７…ノズル，８…ノズル列，１０…固定板，１１…ヘッドユニット，１２…ホルダー，１３…収容空部，１８…流路基板，１９…圧力室形成基板，２０…アクチュエーター基板，２１…保護基板，２２…ケース，２３…ノズルプレート，３３…導入開口，３４…配線用開口，３５…位置決めピン，３６…回路基板，４０…圧電素子，４３…配線基板，４４…突起部，４６…ノズル露出用開口部，４７…ベース面，４８…側壁，４９…区画壁，５０…接着剤，５１…配線用スリット，５２…インク供給口，５３…位置決め穴，５４…接着剤，５５…ＵＶ接着剤，５６…端子部，５７…接着剤塗布用ニードル，５８…傾斜面，５９…紫外線照射用ニードル，６０…定盤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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