JP2007301851A - 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層精度及び吐出特性に優れた液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】複数枚のプレート２〜７のそれぞれの互いに対応する位置に形成された複数の基準孔に、位置決めピンを嵌合することによって、積層、形成された液滴吐出ヘッド１において、複数枚のプレート２〜７のそれぞれは、複数の基準孔として、互いに対応する位置に、中心が一致するように形成された複数の位置基準孔９ａと、互いに対応する位置に形成された複数の積層基準孔９ｂとを有するように構成し、積層基準孔９ｂは、３辺以上の直線の辺によって構成され、位置基準孔９ａは、１つが円形の第１の位置基準孔９ａ_１で、残りが長円形の第２の位置基準孔９ａ_２となるように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録用紙にインク滴を吐出するインクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、および液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。

ノズルからインクを微細な液滴状にして吐出することにより情報の記録を行うインクジェットヘッドは、複数枚の、例えば、ＳＵＳからなるエッチングプレートを積層して構成されるが、プレート間の積層ズレにより吐出特性にバラツキが発生するため、各プレートを高精度に積層するための手段が必要となっている。例えば、複数枚のプレートのそれぞれに、互いにその中心が一致する円形孔等を複数設け、この孔にピンを挿入し、積層する方法が知られているが、積層基準孔ピッチのバラツキの不都合に対しては、片側の基準孔を長円形とすることによって対応することが可能だが、積層基準孔の径のバラツキの不都合に対しては、基準孔の孔径を修正する手段がない限り、そのままヘッドの積層バラツキとなり、ヘッドの吐出特性に影響を及ぼすことになる。このような孔径のバラツキや孔のピッチのバラツキの影響を悪解消するためには、部品の寸法を確認して良否を選別することによって対応しているが、コストアップにならざるを得ないのが現状である。

この問題に対し、複数枚の平板（プレート）のそれぞれの互いに対応する位置に、基準孔が貫通状に形成され、それぞれの基準孔は、その板厚方向中間部が窄まった形状に構成され、ピン挿入時に孔を塑性変形させて孔とピンの密着性を高め、部品の寸法を確認して良否を選別する等の煩雑さを解消して、容易に積層精度を確保することが可能なインクジェットヘッドが開示されている（特許文献１参照）。
特開２００４−９３４２号公報（請求項１）

しかしながら、特許文献１に記載されたインクジェットヘッドの場合、プレートの基準孔が円形をしているため、ピンと基準孔とが全周にわたって面接触し、多大な接触抵抗を生じさせてしまうことになる。その結果、ピンの磨耗による積層精度のバラツキが増大したり、ピンの挿入時にプレートが変形して、吐出特性が低下してしまう等の問題がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、積層精度及び吐出特性に優れた液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、以下の液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法が提供される。

［１］複数の基準孔を有する複数枚のプレートを積層し、前記複数の基準孔に位置決めピンを貫通させることで位置決めされた液滴吐出ヘッドにおいて、前記複数枚のプレートのそれぞれは、前記複数の基準孔として、互いに対応する位置に形成され、３辺以上の直線の辺によって構成された複数の積層基準孔を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。

上記構成の液滴吐出ヘッドによれば、積層基準孔は、断面形状が３辺以上の直線の辺によって構成されてなるため、ピンと基準孔とは線接触し、その結果、ピンが磨耗したり、ピンの挿入時にプレートが変形したりすることが防止され、積層精度及び吐出特性を向上させることができる。

[２]前記複数枚のプレートのそれぞれは、前記複数の基準孔として、互いに対応する位置に、中心が一致するように形成された位置基準孔をさらに有することを特徴とする前記[１]に記載の液滴吐出ヘッド。この構成によれば、位置基準孔によって積層精度及び吐出特性を向上させることができる。

[３]前記複数枚のプレートのそれぞれは、前記複数の基準孔として、互いに対応する位置に、中心が一致するように形成された円形の第１の位置基準孔と、長円形の第２の位置基準孔をさらに有することを特徴とする前記[１]に記載の液滴吐出ヘッド。この構成によれば、円形の第１の位置基準孔によって面方向の位置が定まり、長円形の第２の位置基準孔によって位置基準孔のピッチのバラツキの影響を有効に低減することができる。また、円形の第１の位置基準孔によって面方向の位置が定まり、長円形の第２の位置基準孔によって第１の位置基準孔を中心に回転方向の位置が定まるため、積層精度及び吐出特性を向上させることができる。

[４]前記積層基準孔は、前記直線の辺の交点に緩衝用切り欠き部が形成されていることを特徴とする前記[１]に記載の液滴吐出ヘッド。この構成によれば、直線の辺には緩衝用切り欠き部が形成されているため、基準孔とピンとの嵌合時にピンに加わる力が適度に分散、吸収され、その結果、ピンが磨耗したり、ピンの挿入時にプレートが変形したりすることが防止され、積層精度及び吐出特性を向上させることができる。

[５]前記複数枚のプレートは、前記積層基準孔の周縁部に薄肉部を有することを特徴とする前記[１]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、基準孔と位置決めピンとの嵌合時に位置決めピンが変形しやすくなり、位置決めピンに加わる力を弱めることができ、その結果、ピンが磨耗したり、ピンの挿入時にプレートが変形したりすることが防止され、積層精度及び吐出特性を向上させることができる。

[６]前記位置基準孔は、前記複数枚のプレートの一方から他方に積層される程径を大きくしていることを特徴とする前記[２]に記載の液滴吐出ヘッド。

[７]複数のノズルから被吐出面に向けて液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドは、複数の基準孔を有する複数枚のプレートを積層し、前記複数の基準孔に位置決めピンを貫通させることで位置決めされてなり、前記複数枚のプレートのそれぞれは、前記複数の基準孔として、互いに対応する位置に形成され、３辺以上の直線の辺によって構成された複数の積層基準孔を有することを特徴とを特徴とする液滴吐出装置。

上記構成の液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドとして、所定の構成の積層基準孔及び位置基準孔をそれぞれ複数ずつ有する複数枚のプレートを積層したものを用いることによって、積層精度及び吐出特性に優れた装置とすることができる。

[８]複数の基準孔を有する複数枚のプレートを積層し、前記複数の基準孔に位置決めピンを貫通させることで位置決めされた液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記複数枚のプレートとして、互いに対応する位置に形成された、３辺以上の直線の辺によって構成されてなる複数の積層基準孔と、互いに対応する位置に、中心が一致するように形成された位置基準孔とを有するものを用い、前記複数枚のプレートのうちの１枚を、位置基準孔及び変形基準孔を有する位置決め治具に、個別にセットする第１の工程と、個別にセットされた１枚の前記プレートの前記位置基準孔と、前記位置決め治具の前記位置基準孔とに、先端にテーパー形状を有する位置出しピンを嵌合させて、位置を固定する第２の工程と、位置固定された１枚の前記プレートの前記積層基準孔と、前記位置決め治具の前記変形基準孔とに、変形ピンを嵌合させて、前記積層基準孔を前記変形ピンとの線接触によって変形させる第３の工程と、残りの前記プレートについて、その枚数に対応して前記第１乃至第３の工程を複数回繰り返し、前記積層基準孔が変形した複数枚の前記プレートを個別に得る第４の工程と、得られた前記積層基準孔が変形した複数枚の前記プレートを、前記位置決め治具に、積層、セットする第５の工程と、積層、セットされた前記プレートのそれぞれの前記積層基準孔と、前記位置決め治具の前記変形基準孔とに、積層ピンを嵌合させて一括積層、固定する第６の工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。

上記構成の液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、各プレートに対し、位置基準孔を基準として積層基準孔の変形加工を行うため、各プレートの基準孔のピッチ及び基準孔の径にバラツキがある場合であっても、そのようなバラツキによる悪影響を解消して、積層精度及び吐出特性に優れた液滴吐出ヘッドを効率よく製造することができる。

[９]前記第５の工程と第６の工程との間に、位置決めの良否を判定する第７の工程を含むことを特徴とする前記[８]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように、積層ピンを嵌合させて一括積層、固定する前に、各プレートの位置決めの良否を判定することによって、不良品を選別することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。

[１０]前記積層基準孔及び前記位置基準孔は、エッチングによって形成されたものであることを特徴とする前記[８]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、大量生産が可能になり、コストの低減を図ることができる。

[１１]前記変形ピンの径（Ｄ１）と、前記位置決め治具の前記変形基準孔の径（Ｄ２）とは、略等しく、前記プレートの前記積層基準孔の径（Ｄ３）は、前記Ｄ１及び前記Ｄ２よりも小であることを特徴とする前記[８]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ピンの嵌合時に基準孔を線接触によって変形させることができ、基準孔とピンの密着性を高め、積層精度を確保すると同時に、ピンの磨耗や、ピンの挿入時におけるプレートの変形を防止して、積層精度及び吐出特性を向上させることができる。

本発明によって、積層精度及び吐出特性に優れた液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法が提供される。

［第１の実施の形態］
（液滴吐出ヘッドの構成）
図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを示し、図１は平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。図４は、第１の実施の形態における各プレートに形成される積層基準孔を示す図である。

この液滴吐出ヘッド１は、図１に示すように、略平行四辺形の振動プレート７と、振動プレート７上に２次元状に配置された複数の圧電素子８と、複数の圧電素子８に対向する位置に形成された複数のノズル２ａとを有し、複数の圧電素子８を覆うように、圧電素子８に電圧を印加するためのフレキシブルプリント配線基板（以下「ＦＰＣ」という。図示せず。）を設け、ＦＰＣを介して圧電素子８を駆動することにより、内部に貯留されている液体がノズル２ａから液滴として吐出するように構成されている。なお、同図では、圧電素子８が１８個図示されているが、実際は１０２４個配置されている。

また、液滴吐出ヘッド１は、図２に示すように、ノズル２ａが形成されたノズルプレート２を有し、このノズルプレート２の吐出側と反対側の面（裏面）に、連通孔３ａ及び液プール３ｂを有するプールプレート３と、連通孔４ａ、供給孔４ｂ及び供給路４ｃ（図３参照）を有する第１の供給孔プレート４Ａと、連通孔５ａ、供給路５ｂ及び供給路５ｃ（図３参照）を有する供給路プレート５と、連通孔４ａ、供給孔４ｂ及び供給路４ｃ（図３参照）を有する第２の供給孔プレート４Ｂと、圧力発生室６ａ及び供給孔６ｂ（図３参照）を有する圧力発生室プレート６と、上記振動プレート７と、上記圧電素子８と、上記ＦＰＣ１２を順次積層して構成されている。

（プレートの位置合わせ構造）
さらに、液滴吐出ヘッド１は、図３に示すように、積層された複数枚のプレート２〜７のそれぞれの互いに対応する位置に形成された複数の基準孔に、位置決めピン（図示せず）を嵌合することによって、位置合わせされる構造を有している。

複数枚のプレート２〜７のそれぞれは、複数の基準孔として、互いに対応する位置に、中心が一致するように形成された２つの位置基準孔９ａ_１，９ａ_２と、互いに対応する位置に形成された複数（例えば２つ）の積層基準孔９ｂとを有する。

位置基準孔９ａは、１つが円形の第１の位置基準孔９ａ_１であり、残りの１つが長円形の第２の位置基準孔９ａ_２である。積層基準孔９ｂは、４つの直線の辺によって構成された四角形を有する。

図４（ａ）に示すように、積層基準孔９ｂの辺の交点に、緩衝用切り欠き部９ｃが形成されている。このように構成することによって、積層基準孔９ｂと後述する変形ピン１３および積層ピン１４（位置決めピン）との嵌合時に位置決めピンに加わる力が適度に分散、吸収され、その結果、位置決めピンが磨耗したり、ピンの挿入時に各プレート２〜７が変形したりすることが防止され、積層精度及び吐出特性を向上させることができる。

また、各プレート２〜７は、積層基準孔９ｂの周縁部に薄肉部９ｄを有している。さらに、積層基準孔９ｂの四角形は正方形であり、径Ｄ３よりも位置決めピンの直径Ｄ１の方を若干大きくしている。

ノズルプレート２は、耐インク性、耐熱性等の観点から、例えば、自己融着型のポリイミド樹脂からなり、プールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａ、供給路プレート５、第２の供給孔プレート４Ｂ、圧力発生室プレート６および振動プレート７は、耐インク性の観点からＳＵＳ等の金属からなる。

各プレート２〜７のそれぞれの積層基準孔９ｂ及び位置基準孔９ａ_１、９ａ_２は、エッチングによって形成されたものであることが、各プレート２〜７に対する連通孔３ａ，４ａ，５ａ等の他の流路用の開口部と一括して孔開け加工を行うことができ、大量生産が可能になり、コストの低減を図ることができることから好ましい。

圧電素子８は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等から構成され、上面に個別電極８ａ、下面に共通電極８ｂを有している。個別電極８ａ及び共通電極８ｂは、スパッタリング等により形成されており、下面の共通電極８ｂは、導電性接着剤により振動プレート７に電気的に接続され、振動プレート７を介して接地されている。また、圧電素子８は、圧力発生室６ａに対応する振動プレート７の位置に個別化されて接合されている。

フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）１２は、各圧電素子８の個別電極８ａにそれぞれハンダにより接続された導電パターン１２ａと、導電パターン１２ａの端部に設けられた端子とを有する。

（液体の流れ）
液体の流れについて、図３を参照して説明する。振動プレート７の供給孔７ａに供給された液体は、圧力発生室プレート６の供給孔６ｂ、第２の供給孔プレート４Ｂの供給路４ｃ、供給路プレート５の供給路５ｃ、第１の供給孔プレート４Ａの供給路４ｃ、プールプレート３の液プール３ｂ、第１の供給孔プレート４Ａの供給孔４ｂ、供給路プレート５の供給路５ｂ、第２の供給孔プレート４Ｂの供給孔４ｂ、圧力発生室プレート６の圧力発生室６ａ、第２の供給孔プレート４Ｂの連通孔４ａ、供給路プレート５の連通孔５ａ、第１の供給孔プレート４Ａの連通孔４ａ、およびプールプレート３の連通孔３ａを経由して、ノズルプレート２のノズル２ａから液滴として吐出する。

（液滴吐出ヘッドの製造方法）
以下、図３、図５Ａ、図５Ｂを参照しつつ、液滴吐出ヘッド１の製造方法を説明する。本実施の形態の製造方法は、複数枚のプレート２〜７のそれぞれの互いに対応する位置に形成された複数の基準孔に、位置決めピンを嵌合させて、積層することを概要とする製造方法である。以下、工程ごとに説明する。

各プレート２〜７のそれぞれの流路用の開口部や積層基準孔９ｂ及び位置基準孔９ａ_１、９ａ_２をエッチングによって形成する。

（第１の工程）
次に、図５Ａ（ａ）に示すように、複数枚のプレート２〜７のうち１枚のプレート（例えば、ノズルプレート２）を、位置基準孔１５ａ及び変形基準孔１５ｂを有する位置決め治具１５に、個別にセットする。

（第２の工程）
次に、図５Ａ（ｂ）に示すように、個別にセットされた１枚のプレート（例えば、ノズルプレート２）の位置基準孔９ａ_１、９ａ_２と、位置決め治具１５の位置基準孔１５ａとに、先端にテーパー形状を有する位置出しピン１１を下降させて嵌合させ、ノズルプレート２の位置を固定する。すなわち、第１の位置基準孔９ａ_１により平面方向の位置が定まり、第２の位置基準孔９ａ_２により第１の位置基準孔９ａ_１に嵌合した位置出しピン１１を中心にノズルプレート２の回転方向が定まる。なお、後述する位置決めピンとしての変形ピン１３の直径Ｄ１と、位置決め治具１５の変形基準孔１５ｂの直径Ｄ２とは、略等しく、プレート（例えば、ノズルプレート２）の積層基準孔９ｂの１辺の長さＬは、Ｄ１及びＤ２よりも小であることが好ましい。

（第３の工程）
次に、図５Ａ（ｃ）に示すように、位置固定された１枚のプレート（例えば、ノズルプレート２）の積層基準孔９ｂと、位置決め治具１５の変形基準孔１５ｂとに、変形ピン１３を下降させて嵌合させて、積層基準孔９ｂを変形ピン１３との線接触によって変形させる。なお、変形ピン１３は、各プレート２〜７よりも硬度の高い材料（例えば超硬合金）等から構成することが変形ピン１３の摩耗防止の点で好ましい。

次に、位置出しピン１１および変形ピン１３を上昇させ、積層基準孔９ｂが変形したプレート（例えば、ノズルプレート２）を位置決め治具１５から外す。

（第４の工程）
図示はしないが、残りのプレート（例えば、プールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａ、供給路プレート５、第２の供給孔プレート４Ｂ、圧力発生室プレート６、振動プレート７）について、その枚数に対応して上述の第１の工程〜第３の工程を複数回繰り返し、積層基準孔９ｂが変形した複数枚のプレート（例えば、プールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａ、供給路プレート５、第２の供給孔プレート４Ｂ、圧力発生室プレート６、振動プレート７）を個別に得る。

（第５の工程）
次に、図５Ｂ（ｄ）に示すように、得られた積層基準孔９ｂが変形した複数枚のプレート２〜７を、再び位置決め治具１５に積層しセットする。この場合、図示はしないが、ノズルプレート２を除くプレート３〜７の上面側には接着剤が塗布されている。なお、図５Ｂ（ｄ）においては、プレートとして、ノズルプレート２、プールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａの３枚だけを示している。また、接着剤の塗布面は、プレートの取り扱い性や接着剤の塗布方法により、プレートの両面、プレートの上下面のいずれか一方を選択することが出来る。

なお、位置基準孔９ａ_１，９ａ_２の大きさを、ノズルプレート２、プールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａと、上に積層されるものほど大きくしている。このように各プレートの位置基準孔９ａ_１，９ａ_２の周縁をズラすことによって、後述するように、必要に応じて実施される第７の工程における各プレートの位置決めの良否を判定し易くすることができる。また、上述とは逆に位置基準孔を、上に積層されるほど小さくしても良い。

（第６の工程）
次に、図５Ｂ（ｅ）に示すように、積層、セットされたプレート２〜７のそれぞれの積層基準孔９ｂと、位置決め治具１５の変形基準孔１５ｂとに、位置決めピンとしての積層ピン１４を嵌合させて一括積層、固定する。この後、加熱加圧して、各プレートを接合する。なお、図５Ｂ（ｅ）においても、プレートとして、ノズルプレート２、プールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａの３枚だけを示している。また、積層ピン１４は、各プレート２〜７よりも硬度の高い材料（例えば超硬合金）等から構成することが変形ピン１３の摩耗防止の点で好ましい。

（第７の工程）
本実施の形態においては、必要に応じて、上述の第５の工程と第６の工程との間に、位置決めの良否を判定する第７の工程を含むようにしてもよい。このように、積層ピンを嵌合させて一括積層、固定する前に、各プレートの位置決めの良否を判定することによって、不良品を選別することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。

（第１の実施の形態の効果）
上述した第１の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
（イ）各プレート２〜７に対し、位置基準孔９ａ_１、９ａ_２を基準として積層基準孔９ｂの変形加工を行うため、各プレート２〜７の基準孔のピッチ及び基準孔の径にバラツキがある場合であっても、そのようなバラツキによる悪影響を解消して、積層精度及び吐出特性に優れた液滴吐出ヘッド１を効率よく製造することができる。
（ロ）変形ピン１３の径（Ｄ１）と、位置決め治具１５の変形基準孔１５ｂの径（Ｄ２）とは、略等しく、プレート２〜７の積層基準孔９ｂの径（Ｄ３）は、Ｄ１及びＤ２よりも小となるように構成しているため、変形ピン１３の嵌合時に積層基準孔９ｂを線接触によって変形させることができ、積層基準孔９ｂと変形ピン１３の密着性を高め、積層精度を確保すると同時に、変形ピン１３の磨耗や、変形ピン１３の挿入時におけるプレート２〜７の変形を防止して、積層精度及び吐出特性を向上させることができる。
（ハ）積層ピン１４を嵌合させて一括積層、固定する前に、各プレートの位置決めの良否を判定することによって、不良品を選別することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。
（ニ）各プレート２〜７は、積層基準孔９ｂの周縁部に薄肉部９ｄを有しているため、積層基準孔９ｂと変形ピン１３との嵌合時に積層基準孔９ｂが変形しやすくなり、変形ピン１３に加わる力を弱めることができ、その結果、変形ピン１３が磨耗したり、変形ピン１３の挿入時にプレート２〜７が変形したりすることが防止され、積層精度及び吐出特性を向上させることができる。

[第２の実施の形態]
図６は、本発明の第２の実施の形態に液滴吐出ヘッドにおける各プレートの位置合わせ方法を示し、（ａ）は位置合わせ前の要部断面図、（ｂ）は位置合わせ後の要部断面図である。

第１の実施の形態では、各プレート２〜７を１枚ずつ積層基準孔９ｂに変形ピン１３を嵌入して積層基準孔９ｂを変形させた後、各プレート２〜７を積層して組み立てたが、本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、上面側に接着剤が塗布された各プレート２〜７を積層した後、積層基準孔９ｂに変形ピン１３を嵌入して積層基準孔９ｂの薄肉部９ｄを変形させたものである。その後、変形ピン１３は積層基準孔９ｂから抜き取られ、各プレート２〜７は、加熱加圧されて接合される。

上述した第２の実施の形態によれば、各プレート２〜７を一括して積層基準孔９ｂに変形ピン１３を嵌入しているので、製造工程を簡素化することができる。なお、プレート２〜７のうち２〜６枚を一括して積層基準孔９ｂに変形ピン１３を嵌入してもよい。

［第３の実施の形態］
（カラープリンタの構成）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタの構成図である。このカラープリンタ１００は、略箱型状の筐体１０１を有し、筐体１０１内の下部に、用紙Ｐを収容する給紙トレイ２０、筐体１０１内の上部に、記録済みの用紙Ｐが排出される排紙トレイ２１を各々配設し、給紙トレイ２０から記録位置１０２を経由して排紙トレイ２１に至る主搬送路３１ａ〜３１ｅ、及び排紙トレイ２１側から記録位置１０２側に至る反転搬送路３２に沿って用紙Ｐを搬送する搬送機構３０を有している。

記録位置１０２には、図１に示す液滴吐出ヘッド１の複数個を並列させて液滴吐出ヘッドユニットを構成し、４個の液滴吐出ヘッドユニットをそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（ｃ）、黒（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドユニット４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）として用紙Ｐの搬送方向に配列して液滴吐出ヘッドアレイを構成している。詳細の配置は、後述する。

また、カラープリンタ１００は、用紙Ｐを吸着する吸着手段としての帯電ロール４３と、無端ベルト３５を介して液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋに対向して配置されたプラテン４４と、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの近傍に配置されたメンテナンスユニット４５と、本カラープリンタ１００の各部を制御するとともに、画像信号に基づいて液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋを構成する液滴吐出ヘッド１の圧電素子８に駆動電圧を印加し、ノズル２ａからインク滴を吐出させ、用紙Ｐ上のカラー画像を記録する図示しない制御部とを備える。

液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、用紙Ｐの幅以上の有効印字領域を有する。なお、液滴を吐出させる方法として、圧電方式を用いたが、特に制限はなく、例えば、サーマル方式等の汎用されている方式を適宜用いることができる。

液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの上部には、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋに対応する色のインクを収容するインクタンク４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋを配設している。各インクタンク４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋからは、インクが各液滴吐出ヘッド１に図示しない配管を経由して供給されるように構成されている。

インクタンク４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋに収容されるインクとしては特に制限はなく、例えば、水性、油性、溶剤系等の汎用されているインクを適宜用いることができる。

搬送機構３０は、給紙トレイ２０から用紙Ｐを１枚ずつ取り出して主搬送路３１ａに供給するピックアップロール３３と、主搬送路３１ａ、３１ｂ、３１ｄ、３１ｅ、及び反転搬送路３２の各部に配置され、用紙Ｐを搬送する複数の搬送ロール３４と、記録位置１０２に設けられ、用紙Ｐを排紙トレイ２１方向に搬送する無端ベルト３５と、無端ベルト３５が張架された駆動ロール３６及び従動ロール３７と、搬送ロール３４及び駆動ロール３６を駆動する図示しない駆動モータとを備える。

（カラープリンタの動作）
次に、カラープリンタ１００の動作を説明する。搬送機構３０は、制御部の制御の下に、ピックアップロール３３及び搬送ロール３４を駆動し、給紙トレイ２０から用紙Ｐを取り出して主搬送路３１ａ，３１ｂに沿って搬送する。用紙Ｐが無端ベルト３５の近傍に差し掛かると、帯電ロール４３の静電吸着力によって用紙Ｐに電荷が付与され、用紙Ｐは無端ベルト３５に吸着する。

無端ベルト３５は、駆動ロール３６の駆動によって回転移動し、用紙Ｐが記録位置１０２に搬送されると、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋによってカラー画像が記録される。

すなわち、図２に示す液滴吐出ヘッド１の液プール３ｂは、インクタンク４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋから供給されたインクで満たされており、液プール３ｂからインクが供給孔４ｂ及び供給路５ｂを介して圧力発生室６ａに供給され、圧力発生室６ａにインクが貯留している。制御部が、画像信号に基づいて複数の圧電素子８に駆動電圧を選択的に印加すると、振動プレート７は圧電素子８の変形に伴ってたわみ、これにより、圧力発生室６ａ内の容積が変化し、圧力発生室６ａに貯留しているインクが連通孔５ａ，４ａ，３ａを介してノズル２ａからインク滴として用紙Ｐ上に吐出し、用紙Ｐに画像を記録する。用紙Ｐは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像が順次上書きされ、カラー画像が記録される。

カラー画像が記録された用紙Ｐは、搬送機構３０によって主搬送路３１ｄを経由して排紙トレイ２１に排出される。

なお、両面記録モードが設定されている場合は、排紙トレイ２１に一旦排出された用紙Ｐは、再び主搬送路３１ｅに戻り、反転搬送路３２を経由して再び主搬送路３１ｂを経由して記録位置１０２に搬送され、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋによって前回記録された用紙Ｐの面と反対の面にカラー画像が記録される。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内で色々変形実施が可能である。

例えば、上記第１の実施の形態では、位置決め治具１５の表面上に各プレートを積層、セットした後、各プレートの積層基準孔９ｂと、位置決め治具１５の変形基準孔１５ｂとに、積層ピン１４を嵌合させて一括積層、固定したが、位置決め治具１５の変形基準孔１５ｂに予め積層ピン１４を挿入しておき、各プレートを後からそれぞれ積層ピン１４に装着してもよい。

また、用いられる各種のピン、例えば、位置出しピン１１、変形用ピン１２、積層ピン１４等は、最終製品としての液滴吐出ヘッドには残存させずに引き抜くことを前提とした構成によって説明したが、製品中に残存させてもよい。

なお、上記第１および第２の実施の形態において、各プレートに円形の第１の位置基準孔と長円形の第２の位置基準孔を形成したが、積層基準孔がこれらを兼ねることにより、第１および第２の位置基準孔を形成しなくてもよい。また、積層基準孔が第２の位置基準孔を兼ねることにより、第２の位置基準孔を形成しなくてもよい。

本発明の液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出することによって高精細な画像情報のパターンを形成することが要請される各種産業分野、例えば、高分子フィルムやガラス表面上にインクジェット法を用いてインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルタを形成したり、半田ペーストを基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したり、回路基板の配線を形成する等の電気・電子工業分野、ガラス基板等に反応試薬を吐出してサンプルとの反応を検査するバイオチップを製造する医療分野等で有効に利用される。

本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施の形態における各プレートに形成される積層基準孔を拡大して示す平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す断面図である。 （ｄ）、（ｅ）は、本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に液滴吐出ヘッドにおける各プレートの位置合わせ方法を示し、（ａ）は位置合わせ前の要部断面図、（ｂ）は位置合わせ後の要部断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタの構成図である。

符号の説明

１ 液滴吐出ヘッド
２ ノズルプレート
２ａ ノズル
３ プールプレート
３ａ 連通孔
３ｂ 液プール
４Ａ，４Ｂ 供給孔プレート
４ａ 連通孔
４ｂ 供給孔
４ｃ 供給路
５ 供給路プレート
５ａ 連通孔
５ｂ，５ｃ 供給路
６ 圧力発生室プレート
６ａ 圧力発生室
６ｂ 供給孔
７ 振動プレート
７ａ 供給孔
８ 圧電素子
８ａ 個別電極
８ｂ 共通電極
９ａ_１ 第１の位置基準孔
９ａ_２ 第２の位置基準孔
９ｂ 積層基準孔
１１ 位置出しピン
１２ フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）
１２ａ 導電パターン
１３ 変形ピン
１４ 積層ピン
１５ 位置決め用治具
１５ａ 位置基準孔
１５ｂ 変形基準孔
２０ 給紙トレイ
２１ 排紙トレイ
３０ 搬送機構
３１ａ〜３１ｅ 主搬送路
３２ 反転搬送路
３３ ピックアップロール
３４ 搬送ロール
３５ 無端ベルト
３６ 駆動ロール
３７ 従動ロール
４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ 液滴吐出ヘッドユニット
４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋ インクタンク
４３ 帯電ロール
４４ プレテン
４５ メンテナンスユニット
１００ カラープリンタ
１０１ 筐体
１０２ 記録位置
Ｐ 用紙

Claims (11)

1. 複数の基準孔を有する複数枚のプレートを積層し、前記複数の基準孔に位置決めピンを貫通させることで位置決めされた液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記複数枚のプレートのそれぞれは、前記複数の基準孔として、互いに対応する位置に形成され、３辺以上の直線の辺によって構成された複数の積層基準孔を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記複数枚のプレートのそれぞれは、前記複数の基準孔として、互いに対応する位置に、中心が一致するように形成された位置基準孔をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
3. 前記複数枚のプレートのそれぞれは、前記複数の基準孔として、互いに対応する位置に、中心が一致するように形成された円形の第１の位置基準孔と、長円形の第２の位置基準孔をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
4. 前記積層基準孔は、前記直線の辺の交点に緩衝用切り欠き部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
5. 前記複数枚のプレートは、前記積層基準孔の周縁部に薄肉部を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
6. 前記位置基準孔は、前記複数枚のプレートの一方から他方に積層される程径を大きくしていることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
7. 複数のノズルから被吐出面に向けて液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、
   前記液滴吐出ヘッドは、
   複数の基準孔を有する複数枚のプレートを積層し、前記複数の基準孔に位置決めピンを貫通させることで位置決めされてなり、
   前記複数枚のプレートのそれぞれは、前記複数の基準孔として、互いに対応する位置に形成され、３辺以上の直線の辺によって構成された複数の積層基準孔を有することを特徴とを特徴とする液滴吐出装置。
8. 複数の基準孔を有する複数枚のプレートを積層し、前記複数の基準孔に位置決めピンを貫通させることで位置決めされた液滴吐出ヘッドの製造方法において、
   前記複数枚のプレートとして、互いに対応する位置に形成された、３辺以上の直線の辺によって構成されてなる複数の積層基準孔と、互いに対応する位置に、中心が一致するように形成された位置基準孔とを有するものを用い、前記複数枚のプレートのうちの１枚を、位置基準孔及び変形基準孔を有する位置決め治具に、個別にセットする第１の工程と、
   個別にセットされた１枚の前記プレートの前記位置基準孔と、前記位置決め治具の前記位置基準孔とに、先端にテーパー形状を有する位置出しピンを嵌合させて、位置を固定する第２の工程と、
   位置固定された１枚の前記プレートの前記積層基準孔と、前記位置決め治具の前記変形基準孔とに、変形ピンを嵌合させて、前記積層基準孔を前記変形ピンとの線接触によって変形させる第３の工程と、
   残りの前記プレートについて、その枚数に対応して前記第１乃至第３の工程を複数回繰り返し、前記積層基準孔が変形した複数枚の前記プレートを個別に得る第４の工程と、
   得られた前記積層基準孔が変形した複数枚の前記プレートを、前記位置決め治具に、積層、セットする第５の工程と、
   積層、セットされた前記プレートのそれぞれの前記積層基準孔と、前記位置決め治具の前記変形基準孔とに、積層ピンを嵌合させて一括積層、固定する第６の工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
9. 前記第５の工程と第６の工程との間に、位置決めの良否を判定する第７の工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
10. 前記積層基準孔及び前記位置基準孔は、エッチングによって形成されたものであることを特徴とする請求項８に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
11. 前記変形ピンの径（Ｄ１）と、前記位置決め治具の前記変形基準孔の径（Ｄ２）とは、略等しく、前記プレートの前記積層基準孔の径（Ｄ３）は、前記Ｄ１及び前記Ｄ２よりも小であることを特徴とする請求項８に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。

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