(57)【要約】【課題】インク吐出口を開口させたインクジェットヘッドマニホールドのインク吐出面の加工精度を向上させることで、インクジェットヘッドによる印刷品質を高める。【解決手段】本発明のインクジェットヘッドの研磨装置７１は、水平面に沿って研削面７６ａを回転変位させつつ自転する砥石７６と、後にオリフィスプレート３が接合されるインクジェットヘッドマニホールド２を固定するためのヘッド固定部材７３と、ヘッド固定部材保持機構７４とを備える。上記のヘッド固定部材７３は、固定したインクジェットヘッドマニホールド２のインク吐出面２ｅを摺接させる状態で砥石７６の研削面７６ａ上に載置される。また、ヘッド固定部材保持機構７４は、インクジェットヘッドマニホールド２の固定されたヘッド固定部材７３の重心位置を、砥石７６における研削面７６ａ上の回転中心から偏らせた位置で、ヘッド固定部材７３を自転可能に保持する。【選択図】図７
2009056730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクの流路を内部に備えると共にインク吐出口の開口したインク吐出面を有しかつ前記インク吐出口とつながるインク吐出孔の穿孔されたオリフィス部材が接合されるヘッド本体の前記インク吐出面を研磨するインクジェットヘッドの研磨装置であって、
水平面に沿って研削面を回転変位させつつ自転する砥石と、
前記ヘッド本体が固定されると共にこの固定されたヘッド本体の前記インク吐出面を前記砥石の前記研削面上に摺接させる状態で当該研削面上に載置されるヘッド固定部材と、
前記ヘッド本体を固定して前記砥石の前記研削面上に載置された前記ヘッド固定部材の重心位置を、前記砥石における前記研削面上の回転中心から偏らせた位置で、前記ヘッド固定部材を自転可能に保持するヘッド固定部材保持機構と、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッドの研磨装置。
【請求項２】
前記ヘッド固定部材保持機構は、
前記ヘッド固定部材の前記重心位置の直上に設けられた凹部と、
前記ヘッド固定部材上の前記凹部と摺動する突起部を備え、かつ前記砥石の前記研削面上での前記ヘッド固定部材の位置を前記突起部を通じて規制する位置規制部材と、
を具備することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの研磨装置。
【請求項３】
前記ヘッド固定部材保持機構は、
基端部分が片持ちで支持され、かつ前記砥石の前記研削面上に載置された前記ヘッド固定部材の上方で前記位置規制部材を保持するアーム部材と、
前記アーム部材における前記位置規制部材の保持部分と片持ちで支持された前記基端部分との間に設けられ、前記研削面上に載置された前記ヘッド固定部材側への前記アーム部材の屈曲を可能とするヒンジ部と、
前記アーム部材上の前記ヒンジ部よりも先端側に搭載される重石と、
をさらに具備することを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドの研磨装置。
【請求項４】
前記ヘッド本体は、前記インク吐出面と直交する位置決め用の基準面及びこの基準面に各々開口する一対の位置決め用の貫通穴を有し、
さらに、前記ヘッド固定部材は、
互いに異なる方向に向けて配置された複数のヘッド本体固定面と、
前記複数のヘッド本体固定面に前記基準面を各々当接させた複数の前記ヘッド本体の各インク吐出面が同一平面をなすように、前記各貫通穴に嵌合しつつこれら複数のヘッド本体の位置決めを行うヘッド位置決め部材と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの研磨装置。
【請求項５】
前記ヘッド本体は、複数の積層板が積層一体化して構成されていると共に、前記一対の貫通穴が、これら複数の積層板の互いの位置決めに用いられることを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッドの研磨装置。
【請求項６】
インクの流路を内部に有すると共にインク吐出口の開口するインク吐出面を備えたヘッド本体を作製するヘッド本体作製工程と、
水平面に沿って研削面を回転変位させつつ自転する砥石における前記研削面上の回転中心から偏らせた位置に、前記作製されたヘッド本体の前記インク吐出面を摺接させた状態で、前記ヘッド本体を回転させつつそのインク吐出面を研磨する研磨工程と、
前記インク吐出面が研磨された前記ヘッド本体の前記インク吐出面に、前記インク吐出口とつながるインク吐出孔が穿孔されたオリフィス部材を接合する接合工程と、
を有することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記研磨工程では、
前記砥石と、
前記ヘッド本体が固定されると共にこの固定されたヘッド本体の前記インク吐出面を前記砥石の前記研削面上に摺接させる状態で当該研削面上に載置されるヘッド固定部材と、
前記ヘッド本体を固定して前記砥石の前記研削面上に載置された前記ヘッド固定部材の重心位置を、前記砥石における前記研削面上の回転中心から偏らせた位置で、前記ヘッド固定部材を自転可能に保持するヘッド固定部材保持機構と、
を備える研磨装置を用いて、前記インク吐出面が研磨される
ことを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記研磨装置が備える前記ヘッド固定部材保持機構は、
前記ヘッド固定部材の前記重心位置の直上に設けられた凹部と、
前記ヘッド固定部材上の前記凹部と摺動する突起部を備え、かつ前記砥石の前記研削面上での前記ヘッド固定部材の位置を前記突起部を通じて規制する位置規制部材と、
基端部分が片持ちで支持され、かつ前記砥石の前記研削面上に載置された前記ヘッド固定部材の上方で前記位置規制部材を保持するアーム部材と、
前記アーム部材における前記位置規制部材の保持部分と片持ちで支持された前記基端部分との間に設けられ、前記研削面上に載置された前記ヘッド固定部材側への前記アーム部材の屈曲を可能とするヒンジ部と、
前記アーム部材上の前記ヒンジ部よりも先端側に搭載される重石と、
を具備することを特徴とする請求項７記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記ヘッド本体作製工程で作製される前記ヘッド本体は、前記インク吐出面と直交する位置決め用の基準面及びこの基準面に各々開口する一対の位置決め用の貫通穴を有し、
さらに、前記ヘッド固定部材は、
互いに異なる方向に向けて配置された複数のヘッド本体固定面と、
前記複数のヘッド本体固定面に前記基準面を各々当接させた複数の前記ヘッド本体の各インク吐出面が同一平面をなすように、前記各貫通穴に嵌合しつつこれら複数のヘッド本体の位置決めを行うヘッド位置決め部材と、
を備えることを特徴とする請求項７又は８記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記ヘッド本体作製工程で作製される前記ヘッド本体は、複数の積層板が積層一体化して構成されていると共に、前記一対の貫通穴が、これら複数の積層板の互いの位置決めに用いられ、かつ前記複数の積層板の端面で前記インク吐出面が形成されていることを特徴とする請求項９記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドの製造時に用いられるインクジェットヘッドの研磨装置及びこの研磨装置を用いて製造することの可能なインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク流路形成用の開口部を設けた複数の金属平板を拡散接合により積層一体化したインクジェットヘッドマニホールドを有するインクジェットヘッドが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この種のインクジェットヘッドは、インク吐出口の開口するインクジェットヘッドマニホールド上のインク吐出面と、例えば、オリフィスとなるインク吐出孔を備えたオリフィスプレートと、を互いに位置合せしつつ接合することで、微細なインク粒子を吐出させるインク吐出経路が構成される。
【０００４】
上記のインクジェットヘッドのインク吐出面は、例えば積層された複数の金属平板の端面で構成されているので、その表面には凹凸があらわれることになる。したがって、インクジェットヘッドマニホールド上のこのインク吐出面とオリフィスプレートとは、インク吐出面を平滑に研磨したうえで互いに接合される。
【０００５】
ここで、現行の研磨方法では、例えば作業者がインクジェットヘッドマニホールドを人為的に保持しつつインク吐出面を、高速に回転する例えば円板状の砥石表面に押圧することなどで、インク吐出面の研磨が行われている。
【特許文献１】特開２００６−２３１６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の研磨方法では、インクジェットヘッドマニホールドのインク吐出面を作業者が砥石側に人為的に押し付ける不安定な作業に起因して、インク吐出面の各部における砥石側への接触圧が不均一になる。また、インクジェットヘッドマニホールドを作業者が固定的に保持する上記の研磨方法では、回転方向の移動量が大きく研削能力の高い砥石の外周側と回転方向の移動量が小さく研削能力の低い砥石の内周側とに対し、インク吐出面全体が、常に同じ位置で摺動（摺接）することになるため、砥石の外周側と内周側とでインク吐出面の研磨が不均衡に進行することなど懸念される。
【０００７】
したがって、従来の研磨方法では、上述したようにインク吐出面の加工精度が低いため、インクの吐出経路を構成するオリフィスプレートとインク吐出面とを適切な状態で接合することが困難となる。この場合、オリフィスプレートからのインクの吐出が阻害され、結果的に印刷品質の低下を招くことになる。
【０００８】
そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、インク吐出口を開口させたヘッド本体のインク吐出面の加工精度を向上させることで、インクジェットヘッドによる印刷品質を高めることができるインクジェットヘッドの研磨装置及びインクジェットヘッドの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットヘッドの研磨装置は、インクの流路を内部に備えると共にインク吐出口の開口したインク吐出面を有しかつ前記インク吐出口とつながるインク吐出孔の穿孔されたオリフィス部材が接合されるヘッド本体の前記インク吐出面を研磨するインクジェットヘッドの研磨装置であって、水平面に沿って研削面を回転変位させつつ自転する砥石と、前記ヘッド本体が固定されると共にこの固定されたヘッド本体の前記インク吐出面を前記砥石の前記研削面上に摺接させる状態で当該研削面上に載置されるヘッド固定部材と、前記ヘッド本体を固定して前記砥石の前記研削面上に載置された前記ヘッド固定部材の重心位置を、前記砥石における前記研削面上の回転中心から偏らせた位置で、前記ヘッド固定部材を自転可能に保持するヘッド固定部材保持機構と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
すなわち、本発明では、回転中の砥石の研削面とヘッド本体のインク吐出面との摺動時にヘッド固定部材に作用するモーメントにより、砥石の回転中心から偏らせたヘッド固定部材の重心位置を基準として、ヘッド固定部材と共にヘッド本体を、砥石の研削面上で自転（回転）させることができる。したがって、本発明によれば、インク吐出面と砥石の研削面との間の摺接（摺動）位置を常に変位させつつ研磨を行えるので、インク吐出面の研磨が局部的に進行することなどを回避でき、インク吐出面全体を均一に研磨することが可能となる。これにより、インクの吐出経路を構成するオリフィス部材と平坦に研磨されたこのインク吐出面とを適切な状態で接合できるので、オリフィス部材のインク吐出孔からのインクの吐出が好適に行われ、インクジェットヘッドによる印刷品質を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、インクの流路を内部に有すると共にインク吐出口の開口するインク吐出面を備えたヘッド本体を作製するヘッド本体作製工程と、水平面に沿って研削面を回転変位させつつ自転する砥石における前記研削面上の回転中心から偏らせた位置に、前記作製されたヘッド本体の前記インク吐出面を摺接させた状態で、前記ヘッド本体を回転させつつそのインク吐出面を研磨する研磨工程と、前記インク吐出面が研磨された前記ヘッド本体の前記インク吐出面に、前記インク吐出口とつながるインク吐出孔が穿孔されたオリフィス部材を接合する接合工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、インク吐出口を開口させたヘッド本体のインク吐出面の加工精度を向上させることで、インクジェットヘッドによる印刷品質を高めることが可能なインクジェットヘッドの研磨装置及びインクジェットヘッドの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法を用いて作製されたインクジェットヘッド１の外観を示す斜視図である。また、図２は、このインクジェットヘッド１を示す平面（上面）図であり、図３は、インクジェットヘッド１の底面図である。さらに、図４は、このインクジェットヘッド１の構造を示す分解斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド１は、いわゆるピエゾ方式を採用するインクジェットヘッドであって、ヘッド本体（ヘッド筐体）としての金属製のインクジェットヘッドマニホールド２を備えている。このインクジェットヘッドマニホールド２は、図３及び図４に示すように、インクの流路を内部に備える共にインク吐出口３７の開口するインク吐出面２ｅを有する。
【００１５】
インクジェットヘッドマニホールド２は、図１に示すように、複数の種類（図４に示す例では大別して９種類）の金属製の第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９を複数枚（例えば、２５〜２５０枚）積層して構成されている。これらの第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９は、厚さが例えば０．０２ｍｍ〜０．２ｍｍの金属製（例えば、ＳＵＳ３０４など）の板材から構成されており、これらを拡散接合などによって互いに圧着することで、ブロック状に形成されている。また、第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９に開口されたインク流路は、例えばエッチング加工やブラスト加工によって形成されている。第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９の外形は、エッチング加工やブラスト加工の他、打ち抜き加工によっても成形することができる。
【００１６】
また、インクジェットヘッドマニホールド２の底面のインク吐出面２ｅには、図３及び図４に示すように、個々のインク吐出口３７と各々つながる複数のインク吐出孔３ａ（直径、例えば０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ）の穿孔されたオリフィスプレート３（オリフィス部材）が、上記した拡散接合などによって接合されている。このオリフィスプレート３は、例えば厚さ０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍで形成されており、その構成材料としては、インクジェットヘッドマニホールド２と同一の材料（例えば、ＳＵＳ３０４など）が適用されている。インク吐出孔３ａは、図３、図４に示すように、オリフィスプレート３上に例えば一列に配置されている。このインク吐出孔３ａは、例えばパンチング加工、レーザ加工、エッチング加工などによって形成されている。
【００１７】
本実施形態のインクジェットヘッド１では、上記のインク吐出口３７が開口するインクジェットヘッドマニホールド２上のインク吐出面２ｅと、インク吐出孔３ａを備えたオリフィスプレート３と、が互いに位置合せされた状態で接合されていることで、微細なインク粒子を吐出させるインク吐出経路が構成される。ここで、本実施形態のインクジェットヘッド１において、オリフィスプレート３の表面（外側面）のインク吐出孔３ａの開口部分を避けた領域に（インク吐出孔３ａを含むインクの吐出経路を塞がないようにして）、撥水皮膜をコーティングしてもよい。このような撥水加工を行った場合、インク吐出孔３ａ周辺でのインクの溜まりが抑制され、これにより、インク吐出不良の発生を抑えることができる。
【００１８】
また、インクジェットヘッドマニホールド２の各側面で構成されるヘッド押圧面２ｃ、２ｄには、図１〜図４に示すように、一対の振動板（箔）４が、拡散接合などによって接合されている。また、振動板４は、インクジェットヘッドマニホールド２と同一の材料（例えば、ＳＵＳ３０４など）から構成されており、例えば厚さ０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍで形成されている。また、振動板４は、レーザ加工やエッチング加工などによって加工成形されている。このような各振動板４は、一対のヘッド押圧面２ｃ、２ｄ側からインクジェットヘッドマニホールド２を挟んだ状態で押圧力を付与する。
【００１９】
一対のこの振動板４の個々の外側面には、図１〜図４に示すように、所定形状の導体パターンが形成された一対のＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）５が、接着剤などによって接合されている。さらに、このＦＰＣ５各外側面には、接着剤（例えば、メチルシアノアクリレートやエポキシ系、アクリル系の接着剤）などを用いて圧電素子６が接合（貼着）されている。圧電素子６は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの材質で構成されたピエゾ素子であって例えば０．２ｍｍ〜２ｍｍの厚さを有する。これらの圧電素子６には、各インク吐出孔３ａにそれぞれ対応する複数の電極が、蒸着などの方法で形成されており、これらの電極は、ＦＰＣ５に形成された導体パターンとそれぞれ電気的に接続されている。すなわち、圧電素子６をＦＰＣ５を介して電気的に駆動することで振動板４が振動し、この際生じるポンプ作用によってインク吐出孔３ａからインクが吐出することになる。
【００２０】
また、図４に示すように、上述した第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９のうちで、中央部に配置される第５流路形成積層板２５から一方の積層方向に積層される第６流路形成積層板２６〜第９流路形成積層板２９は、インク吐出孔３ａの例えば奇数列の流路を形成するように配置されている。また、第５流路形成積層板２５から他方の積層方向に積層される第４流路形成積層板２４〜第１流路形成積層板２１は、インク吐出孔３ａの例えば偶数列の流路を形成するように配置されている。
【００２１】
ここで、上記構成に代えて、第５流路形成積層板２５から一方に積層される第６流路形成積層板２６〜第９流路形成積層板２９が、インク吐出孔３ａの偶数列の流路を形成し、第５流路形成積層板２５から他方に積層される第４流路形成積層板２４〜第１流路形成積層板２１が、インク吐出孔３ａの奇数列の流路を形成するものであってもよい。そして、このようにして形成される奇数列の流路と偶数列の流路とで、図３に示すように、インク吐出孔３ａが、オリフィスプレート３上に一列に配置される。
【００２２】
上記したように、中央部に配置される第１流路形成積層板２５には、インク供給流路３１、インク溜め部３２、空気抜き孔４０、インク吐出口３７を形成するための開口部が設けられている。また、第５流路形成積層板２５の両外側に配置される第６流路形成積層板２６及び第４流路形成積層板２４には、インク供給流路３１、インク溜め部３２、空気抜き孔４０を形成するための開口部と、下側インク流路３６を形成するための開口部とが設けられている。
【００２３】
ここで、インク溜め部３２の内壁上部３２ａは、空気抜き孔４０に向けて上り勾配となる傾斜面で形成されている。また、インク供給流路３１は、インク供給口２ａから一旦インク溜め部３２の下方に延び、次いで上方に延びてインク溜め部３２の底部に接続されるサイフォン構造を採っている。さらに、インク供給流路３１と空気抜き孔４０とは、インク溜め部３２の長手方向の両側端部に接続されるように設けられている。
【００２４】
また、上記第６流路形成積層板２６及び第４流路形成積層板２４のそれぞれの外側に配置される第７流路形成積層板２７及び第３流路形成積層板２３には、下側インク流路３６と、上側共通インク流路３３とを形成するための開口部が設けられている。さらに、第７流路形成積層板２７及び第３流路形成積層板２３のそれぞれの外側に配置される第８流路形成積層板２８及び第２流路形成積層板２２には、下側インク流路３６と、上側個別インク流路３４とを形成するための開口部が設けられている。また、最も外側に配置される第９流路形成積層板２９及び第１流路形成積層板２１には、上下方向インク流路３５を形成するための開口部が設けられている。
【００２５】
このように構成された所定枚数の第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９を、所定の順序で積層一体化することで、インクジェットヘッドマニホールド２内には、インク供給流路３１からインク吐出口３７に至るインクの流路が、積層方向中央部から両側に向けて形成されると共に、図３及び図４に示すように、インクジェットヘッドマニホールド２の上側に、インク供給口２ａ、空気抜き口２ｂが開口した状態となる。また、積層一体化されたこれらの積層板の端面で、上述したインク吐出口３７を開口させたインク吐出面２ｅが構成される。
【００２６】
インクジェットヘッドマニホールド２へのインクの供給は、図４に示すように、インク供給口２ａから行われる。このインク供給口２ａから供給されたインクは、インク供給流路３１を通って、インク溜め部３２に導入され、このインク溜め部３２から、上側共通インク流路３３、上側個別インク流路３４、上下方向インク流路３５、下側インク流路３６をこの順で通過して、インク吐出口３７内にまで充填される。
【００２７】
また、上記のようにインクジェットヘッドマニホールド２内にインクが充填された状態で、ＦＰＣ５を介して圧電素子６に駆動信号が加わると、駆動信号が加わった部分の圧電素子６が変形することで対応する部分の振動板４が振動し、さらにこれに対応する部分の上下方向インク流路３５内のインクを押圧し、オリフィスプレート３の対応するインク吐出孔３ａから所定量のインクが吐出されることになる。
【００２８】
ここで、上記したインク供給流路３１は、サイフォン構造で構成されているため、インク供給口２ａから供給されるインク供給量及び供給圧が仮に安定していなくとも、インク溜め部３２内のインクの状態を安定に保つことができ、インク吐出不良の発生を抑制することができる。また、インク溜め部３２には、上述したように、空気抜き孔４０が設けられており、インク溜め部３２の内壁上部３２ａは、空気抜き孔４０に向けて上り勾配となる傾斜面とされているので、インク溜め部３２内に進入した空気を、速やかにこの空気抜き孔４０から排出させることができ、これにより、インクの吐出が阻害されてしまうことを防止できる。
【００２９】
次に、本実施形態に係るインクジェットヘッド１の製造方法について説明する。ここでは、まず、インクジェットヘッドマニホールド２の製造方法を図５及び図６に基づき説明する。なお、上述した第１流路形成積層板２１〜第９流路形成積層板２９は、以下、積層板６５として説明を行う。上記の図５は、積層板６５どうしを拡散接合するための熱圧着装置５５を概略的に示す図であり、また、図６は、積層板６５を形成するための母材プレート５０を示す斜視図である。
【００３０】
図５に示すように、熱圧着装置５５は、複数の積層板６５を熱圧着により積層一体化したインクジェットヘッドマニホールド２を作製するための装置である。熱圧着装置５５は、高温真空炉５６と、この高温真空炉５６の床上に設置された金属製の支え台５７と、この支え台５７上に設置されたあて板５８と、このあて板５８上に配置された複数の積層板６５を上方から支え台５７側に押圧するあて板５９を備えた金属製の圧着冶具６３と、この圧着冶具６３を駆動するアクチュエータ６４と、一対の金属製の位置決めピン６１、６２と、で主に構成される。
【００３１】
ここで、上記した図１、図２及び図５に示すように、金属製（本実施形態ではＳＵＳ３０４製）の複数の積層板６５の各々には、一対の貫通穴（位置決め穴）７、８が形成されている。この貫通穴７、８は、積層板６５の積層一体化後インクの流路になる開口部（インク供給流路３１及びインク溜め部３２など）と同一のステージで形成され、このインク流路形成用の開口部との相対的な位置精度が確保されている。ここで、上記した位置決めピン６１、６２は、積層板６５の貫通穴７、８に対し挿抜自在に嵌合される。
【００３２】
つまり、熱圧着装置５５では、貫通穴７、８に位置決めピン６１、６２を挿通させた状態で、熱圧着により積層板６５どうしを拡散接合する。なお、積層板６５の貫通穴７、８の内壁面と位置決めピン６１、６２とが拡散現象により接合してしまうことなどを抑制するために、位置決めピン６１、６２の外周面に例えばアルミナ層などを形成することが好ましい。
【００３３】
高温真空炉５６は、その炉内を最大１３００℃程度まで昇温させることが可能である。また、高温真空炉５６では、その炉内に接続されたターボ分子ポンプ（図示せず）などを通じて１０-1〜１０-10Ｐａ程度の真空度を得ることができる。さらに、高温真空炉５６は、炉内を窒素などの不活性ガス雰囲気にすることも可能である。
【００３４】
支え台５７の上面に設けられたあて板５８、及び圧着冶具６３の下端部に設けられたあて板５９は、熱圧着時の金属材料間での拡散現象により、支え台５７（又は圧着冶具６３）と積層板６５とが接合してしまうことを防止するために設けられている。つまり、あて板５８、５９は、例えば析出硬化型ステンレス鋼などで形成されている。また、本実施形態では、支え台５７上には、上述したように、位置決めピン６１、６２を挿通させた状態で、複数の積層板６５が搭載されることになる。ここで、あて板５９には、圧着冶具６３が下降して支え台５７上のこれら積層板６５を熱圧着する際に、積層板６５の上方から突出する位置決めピン６１、６２の形状を避けるように一対の凹部６０が設けられている。
【００３５】
したがって、熱圧着装置５５を用いて、実際に積層板６５どうしを接合する場合には、まず、酸浸漬などによる洗浄処理により、ＳＵＳ３０４製の各積層板６５の表層にあるクロムの酸化膜（不動態皮膜）を除去する。次に、図５に示すように、各積層板６５の一対の貫通穴７、８に対し、位置決めピン６１、６２を挿通させることで、複数の積層板６５どうしをその板面に沿った方向に位置決めする。
【００３６】
次いで、貫通穴７、８に位置決めピン６１、６２を挿通させた状態の複数の積層板６５を熱圧着装置５５における高温真空炉５６内の支え台５７上に載置する。さらに、位置決めピン６１、６２の外形部分（例えばアルミナ層）を貫通穴７、８の内壁面に接触させることにより位置決めされた複数の積層板６５を、所定温度に加熱しつつ、さらに圧着冶具６３を通じて加圧し、当該積層板６５どうしを拡散接合する。この熱圧着時の条件は、例えば、加熱温度９５０℃〜１０５０℃、圧力０．５〜２ｋｇ／ｃｍ2、炉内の真空度を０．０００１Ｐａとし、この状態を２時間維持し、この後さらに２４時間かけて除冷処理を行う。これにより、インクジェットヘッドマニホールド２が作製される。
【００３７】
ここで、上述した態様では、積層板６５の本体部分（製品部分）どうしを直接積層する製法について例示したが、これに代えて、図６に示すように、積層板６５の外側にあるブランク部（捨て部材）５１、５２を有する状態の積層板６５どうしを積層一体化するようにしてもよい。図６に示すように、積層板６５は、例えばＳＵＳ３０４製の母材プレート５０を加工成形することで得られる。詳細には、非製品部分であるブランク部５１、５２は、各積層板６５の外形部分のさらに外側に配置され且つ積層板６５どうしの拡散接合後に除去されるものであって、積層板６５と一体で加工成形される。このようなブランク部５１、５２は、積層板６５本体を例えばハンドリングする場合などに有用となる。なお、ブランク部５１、５２と積層板６５とのつなぎ部分に、ハーフエッチングなどによって切れ込みを入れておくことで、積層板６５の積層一体化後、ブランク部５１、５２を容易に除去して、インクジェットヘッドマニホールド２を得ることができる。
【００３８】
次に、このようにして作製されたインクジェットヘッドマニホールド２に対しオリフィスプレート３を接合する前に、図７〜図１１に示す本実施形態に係るインクジェットヘッドの研磨装置７１を用いてインク吐出面２ｅを研磨する研磨方法について詳述する。ここで、図７は、研磨装置７１の外観を示す斜視図であり、図８は、その平面（上面）図である。また、図９は、研磨装置７１の垂直断面図であり、図１０は、図７に示す研磨装置７１をＡ方向からみた矢視図である。さらに、図１１は、図８に示す研磨装置７１のＢ−Ｂ断面図である。なお、上記の図９においては、インクジェットヘッドマニホールド２の図示を省略している。
【００３９】
まず、上記の研磨装置７１の構造について説明する。すなわち、研磨装置７１は、図７に示すように、グラインダ機構７２と、インクジェットヘッドマニホールド２が固定されるヘッド固定部材７３と、ヘッド固定部材７３を保持するヘッド固定部材保持機構７４と、から主に構成される。グラインダ機構７２は、例えば矩形状に構成された基台７５及びこの基台７５上に回転可能に支持された円板状の砥石７６を備える。砥石７６は、グラインダ機構７２が備える駆動機構から駆動力を付与されて、図７、図８及び図１０に示すように、当該砥石７６上面の研削面７６ａを水平面に沿って回転変位させつつ（矢印Ｓ１方向に）自転する。また、砥石７６は、研削面７６ａの全面を基台７５の上部に露出させ、かつ基台７５上に設けられた砥石収容部７５ａ内に砥石７６本体の底面及び側面が収容された状態で配置されている。
【００４０】
ヘッド固定部材７３は、インクジェットヘッドマニホールド２が固定されると共にこの固定されたインクジェットヘッドマニホールド２のインク吐出面２ｅを砥石７６の研削面７６ａ上に摺接させる状態で当該研削面７６ａ上に載置される。詳述すると、ヘッド固定部材７３は、図７、図８に示すように、鉛直方向に所定の厚みを有しこの鉛直方向からみた概略的な形状が略三角形（三角形の各角部を切り落とした形状）に構成されている。また、図８、図１０及び図１１に示すように、ヘッド固定部材７３の上記三角形の各辺部を各々有する各側面には、互いに異なる方向に向けて配置されることになる複数（三つ）のヘッド本体固定面７３ａが設けられている。これらヘッド本体固定面７３ａは、その底部が砥石７６の研削面７６ａ上に載置された状態では、研削面７６ａに対し各々鉛直方向に起立した垂直な面をなす。
【００４１】
ここで、インクジェットヘッドマニホールド２は、上述したように、複数の積層板６５を積層一体化して構成されている。このため、インクジェットヘッドマニホールド２には、これら複数の積層板６５の互いの位置決めに用いられる位置決め穴、つまり上記図５に示した位置決めピン６１、６２を挿通させた一対の貫通穴７、８が形成されている。また、インクジェットヘッドマニホールド２は、積層一体化された複数の積層板６５の端面（エッチングなどで加工成形された端面）でインク吐出面２ｅが構成されている。このため、（研磨前の）インク吐出面２ｅには、少なくともミクロンオーダの凹凸（段差）が生じている。したがって、インク吐出面２ｅにオリフィスプレート３を拡散接合する前に、インク吐出面２ｅを平滑に（例えば鏡面仕上げに）研磨する必要がある。
【００４２】
さらに、インク吐出面２ｅを研磨する場合には、インクジェットヘッドマニホールド２におけるインクジェットプリンタへの取り付けのための基準面（本実施形態では、図７Ｄ中のインクジェットヘッドマニホールド２のヘッド押圧面２ｃ）とインク吐出面２ｅとが設計上定めた所定の角度（本実施形態では９０°）をなすように、インク吐出面２ｅを研磨する必要がある。ここで、本実施形態の研磨装置７１では、上述したヘッド押圧面２ｃに対するインク吐出面２ｅの直角度を例えば１ｍｍ程度に抑えることが可能である。つまり、このようなインクジェットヘッドマニホールド２は、インク吐出面２ｅと直交する位置決め用の基準面としてヘッド押圧面２ｃを有すると共にこのヘッド押圧面２ｃ（基準面）に各々開口する一対の位置決め用の貫通穴７、８を備える。
【００４３】
また、ヘッド固定部材７３の上記した各ヘッド本体固定面７３ａには、図１０、図１１に示すように、一対の雌ねじ（ねじ穴）７７、７８がそれぞれ形成されている。また、ヘッド固定部材７３は、ヘッド位置決め部材として機能する段付きねじ８７、８８を有する。段付きねじ８７、８８には、その頭部よりも小径の円柱部８７ａ、８８ａと雌ねじ７７、７８に締結される雄ねじ８７ｂ、８８ｂとが設けられている。すなわち、雌ねじ７７、７８にねじ止めされる段付きねじ８７、８８は、三箇所のヘッド本体固定面７３ａにヘッド押圧面２ｃ（基準面）を各々当接させた三つのインクジェットヘッドマニホールド２の各インク吐出面２ｅが同一平面をなすように、貫通穴７、８に円柱部８７ａ、８８ａを嵌合させつつこれらのインクジェットヘッドマニホールド２の位置決めを行う。
【００４４】
さらに詳述すると、インクジェットヘッドマニホールド２がヘッド固定部材７３に固定された状態においてヘッド本体固定面７３ａに対しインク吐出面２ｅが直角な面をなすように、一対の雌ねじ７７、７８の位置が設定されている。また、雌ねじ７７、７８及び段付きねじ８７、８８を通じて、ヘッド固定部材７３のヘッド本体固定面７３ａにインクジェットヘッドマニホールド２がねじ止めされた際には、図１０、図１１に示すように、インクジェットヘッドマニホールド２の底部側（インク吐出面２ｅ側）が、ヘッド固定部材７３の底部側（砥石７６の研削面７６ａに載置される側）よりも僅かに突出する状態で、インクジェットヘッドマニホールド２は、ヘッド固定部材７３に固定される。これにより、インクジェットヘッドマニホールド２の固定されたヘッド固定部材７３を砥石７６の研削面７６ａ上に載置することでインク吐出面２ｅを研磨することが可能となる。また、図９〜図１１に示すように、ヘッド固定部材７３には、各ヘッド本体固定面７３ａと直交する方向にフランジ状に突出する突出部７３ｂが設けられている。この突出部７３ｂは、インクジェットヘッドマニホールド２の上端面（インク供給口２ａや空気抜き口２ｂが開口する面）を当接させるための位置決め部として機能する。
【００４５】
また、上記したヘッド固定部材保持機構７４は、図７及び図８に示すように、インクジェットヘッドマニホールド２を固定して砥石７６の研削面７６ａ上に載置されたヘッド固定部材７３の重心位置Ｇ２を、砥石７６における研削面７６ａ上の回転中心Ｇ１から偏らせた位置で、ヘッド固定部材７３を自転可能に保持する。このようなヘッド固定部材保持機構７４は、ヘッド固定部材７３上に凹部として設けられた漏斗状（テーパ状）の穴部７３ｃ、アーム部材７９、位置規制部材８０、重石８３などで主に構成される。 
【００４６】
ヘッド固定部材７３に設けられた上記穴部７３ｃは、当該ヘッド固定部材７３の重心位置Ｇ２の直上に形成されている。具体的には、穴部７３ｃのテーパ状の内壁面７３ｄは、位置規制部材８０と摺動する被摺動部となる。位置規制部材８０は、ヘッド固定部材７３上の穴部７３ｃの漏斗状の内壁面７３ｄと摺動する先端が球状の突起部８０ａを備える。このような位置規制部材８０は、砥石７６の研削面７６ａ上でのヘッド固定部材７３の位置を上記の突起部８０ａを通じて規制する。また、位置規制部材８０は、シャフト状に構成されており、基端部側には雄ねじ８０ｂが設けられている。
【００４７】
アーム部材７９は、基端部分７９ａが片持ちで基台７５上に支持され、かつ砥石７６の研削面７６ａ上に載置されたヘッド固定部材７３の上方で位置規制部材８０を連結部材８２を通じて保持する。詳細には、アーム部材７９の基端部分７９ａは、基台７５の縁部に立設された段付きの支柱８１にボルトなどを用いて固定されている。また、アーム部材７９は、この基端部分７９ａと位置規制部材８０を保持するアーム本体部分７９ｂとの２ピース構造で構成されおり、基端部分７９ａとアーム本体部分７９ｂとの間には、ヒンジ部（蝶番）７９ｃが設けられている。アーム部材７９の関節部分となるヒンジ部７９ｃは、砥石７６の研削面７６ａ上に載置されたヘッド固定部材７３側へのアーム部材７９の屈曲（基端部分７９ａに対するアーム本体部分７９ｂの折り曲げ）を可能とする。
【００４８】
また、アーム部材７９のアーム本体部分７９ｂには、上述した連結部材８２をアーム本体部分７９ｂを固定するための雌ねじ７９ｄが三個所に設けられている。さらに、アーム本体部分７９ｂには、シャフト状に形成された位置規制部材８０を挿通させるための貫通穴７９ｅが穿孔されている。一方、連結部材８２には、雌ねじ７９ｄと締結されるねじ部材８２ａを挿通させるための段差付きの三つのねじ挿通穴８２ｂと、位置規制部材８０の基端部側の雄ねじ８０ｂに締結される雌ねじ８２ｃとが設けられている。すなわち、アーム部材７９のアーム本体部分７９ｂの上部には、雌ねじ７９ｄ及びねじ部材８２ａを通じて連結部材８２が固定され、さらに、雌ねじ８２ｂ及び雄ねじ８０ｂを通じて連結部材８２に締結される位置規制部材８０は、その先端の球状の突起部８０ａが、アーム本体部分７９ｂの貫通穴７９ｅを貫通してアーム本体部分７９ｂの底部側から突出する状態で、アーム部材７９と一体的に固定されている。このようにして固定された位置規制部材８０の先端の突起部８０ａは、図８に示すように、砥石７６における研削面７６ａ上の回転中心Ｇ１から偏った位置（Ｇ２）に配置される。
【００４９】
さらに、重石８３は、図９に示すように、アーム部材７９上のヒンジ部よりも先端側に位置するアーム本体部分７９ｂ上の連結部材８２の上側部分に搭載されている。この重石８３の自重により、ヒンジ部７９ｃよりも先端側のアーム本体部分７９ｂが、ヒンジ部７９ｃを中心として矢印Ｚ１方向に回転する方向に押圧力を受けることになる。また、この場合、連結部材８２を介してアーム部材７９と一体的に固定された位置規制部材８０先端の突起部８０ａは、漏斗状の穴部７３ｃの内壁面７３ｄを押圧する。これにより、ヘッド固定部材７３に固定されたインクジェットヘッドマニホールド２のインク吐出面２ｅは、砥石７６の研削面７６ａ上に押圧（圧接）されることになる。
【００５０】
ここで、本実施形態の研磨装置７１では、重石８３が搭載されるアーム部材７９が、いわゆる片持ち梁で構成され、しかもアーム部材７９にヒンジ部７９ｃが設けられているので、重石８３の自重（押圧力）をヘッド固定部材７３側に効率良く伝達することができる。これにより、砥石７６の研削面７６ａ上に圧接されるインク吐出面２ｅの接触圧の安定化を図ることがきるので、被研削面となるインク吐出面２ｅの加工精度を向上させることができる。
【００５１】
さらに、本実施形態の研磨装置７１では、図７〜図９に示すように、位置規制部材８０先端の突起部８０ａと摺動する漏斗状の穴部７３ｃを通じて、砥石７６上に載置されたヘッド固定部材７３の重心位置Ｇ２を、砥石７６における研削面７６ａ上の回転中心Ｇ１から偏らせた位置で、ヘッド固定部材７３が自転可能に保持されている。したがって、図８に示すように、矢印Ｓ１方向に自転する砥石７６の研削面７６ａとインクジェットヘッドマニホールド２のインク吐出面２ｅとの摺動時にヘッド固定部材７３に作用する重心位置Ｇ２まわりのモーメントによって、ヘッド固定部材７３と共にインクジェットヘッドマニホールド２が、砥石７６の研削面７６ａ上で矢印Ｓ２方向に自転することになる。これにより、回転方向（矢印Ｓ１方向）の移動量が大きく研削能力の高い砥石７６の外周側と回転方向の移動量が小さく研削能力の低い砥石の内周側とに対し、インク吐出面２ｅを、常に異なる位置で摺動させる（インク吐出面２ｅの研削方向をランダムにする）ことができ、砥石７６の外周側と内周側とでインク吐出面２ｅの研磨がアンバランスに進行することなどを回避できる。
【００５２】
したがって、本実施形態の研磨工程では、このように構成された研磨装置７１を用い、矢印Ｓ１方向に自転する砥石７６の研削面７６ａ上の回転中心Ｇ１から偏らせた位置に、インクジェットヘッドマニホールド２のインク吐出面２ｅを摺接させた状態で、インクジェットヘッドマニホールド２を回転させつつインク吐出面２ｅを研磨する。この後、研磨装置７１から取り外したインクジェットヘッドマニホールド２の平滑に研磨されたインク吐出面２ｅに、オリフィスプレート３を拡散接合する。この後、このインクジェットヘッドマニホールド２のヘッド押圧面２ｃ、２ｄに振動板４を接合し、さらにこの振動板４の外側面にＦＰＣ５及び圧電素子６を順次積層（接合）して行くことで、図１に示したインクジェットヘッド１を作製することができる。
【００５３】
既述したように、本実施形態に係る研磨装置７１を用いたインクジェットヘッド１の製造方法では、インクジェットヘッドマニホールド２のインク吐出面２ｅと砥石７６の研削面７６ａとの摺動時にヘッド固定部材７３に作用するモーメントにより、砥石７６の回転中心Ｇ１から偏らせたヘッド固定部材７３の重心位置Ｇ２を基準として、ヘッド固定部材７３と共にインクジェットヘッドマニホールド２を、砥石７６の研削面７６ａ上で自転（回転）させることができる。したがって、インク吐出面２ｅと砥石７６の研削面７６ａとの間の摺接（摺動）位置を常に変位させつつ研磨を行えるので、インク吐出面２ｅの研磨が局部的に進行することなどを回避でき、インク吐出面２ｅ全体を均一に研磨することが可能となる。これにより、インクの吐出経路を構成するオリフィスプレート３と平坦に研磨されたこのインク吐出面２ｅとを適切な状態で接合できるので、オリフィスプレート３のインク吐出孔３ａからのインクの吐出が好適に行われ、インクジェットヘッド１による印刷品質を向上させることができる。
【００５４】
以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこの実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施形態では、構成要素として重石８３を有する研磨装置７１を例示したが、これに代えて、例えば連結部材８２を質量が大きくなるように構成し、重石８３の機能を兼用する連結部材を備えた研磨装置を適用してもよい。また、上記実施形態では、鉛直方向からみたヘッド固定部材７３の基本形状が略三角形を有していたが、これに代えて、四角形以上の略五角形や略八角形でヘッド固定部材を構成し、このように角数を増加させた略多角形の鉛直方向からみた各辺部にインクジェットヘッドマニホールドを各々固定できるようにすることで、一度に研磨できるインクジェットヘッドマニホールドの数を増加させ、研磨工程の効率化を図ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法により製造されたインクジェットヘッドの外観を示す斜視図。
【図２】図１のインクジェットヘッドを示す平面図。
【図３】図１のインクジェットヘッドの底面図。
【図４】図１のインクジェットヘッドの構造を示す分解斜視図。
【図５】図１のインクジェットヘッドを構成する積層板どうしを拡散接合するための熱圧着装置を概略的に示す図。
【図６】図１のインクジェットヘッドを構成する積層板を形成するための母材プレートを示す斜視図。
【図７】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの研磨装置を示す斜視図。
【図８】図７の研磨装置の平面図。
【図９】図７の研磨装置の垂直断面図。
【図１０】図７の研磨装置をＡ方向からみた矢視図。
【図１１】図７の研磨装置のＢ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
【００５６】
１…インクジェットヘッド、２…インクジェットヘッドマニホールド、２ｃ，２ｄ…ヘッド押圧面、２ｅ…各インク吐出面、３…オリフィスプレート、３ａ…インク吐出孔、７，８…貫通穴、２１…第１流路形成積層板、２２…第２流路形成積層板、２３…第３流路形成積層板、２４…第４流路形成積層板、２５…第５流路形成積層板、２６…第６流路形成積層板、２７…第７流路形成積層板、２８…第８流路形成積層板、２９…第９流路形成積層板、３１…インク供給流路、３７…インク吐出口、６５…積層板、７１…研磨装置、７２…グラインダ機構、７３…ヘッド固定部材、７３ａ…ヘッド本体固定面、７３ｃ…穴部、７３ｄ…内壁面、７４…ヘッド固定部材保持機構、７６…砥石、７６ａ…研削面、７９…アーム部材、７９ａ…基端部分、７９ｂ…アーム本体部分、７９ｃ…ヒンジ部、８０…位置規制部材、８０ａ…突起部、８１…支柱、８３…重石、Ｇ１…砥石の回転中心、Ｇ２…ヘッド固定部材の重心位置。
【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】
2009056730.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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