液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、および液滴吐出装置
【課題】液滴吐出ヘッドの液滴吐出装置への位置決め精度を向上させ、画像品質を向上させるとともに、液滴吐出ヘッドの製造コストを低減させる。
【解決手段】複数のノズル吐出口を有するノズル板と、ノズル吐出口に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、個別液室内の液滴を加圧する電気機械変換素子を有する個別流路基板と、個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、インクジェット記録装置の所定位置に係合し、インクジェット記録装置に対してノズル吐出口の開口面に沿う方向の位置決めをする金属製の位置基準面３０ａ、３０ｂを有するベースプレート３０と、インクジェット記録装置に対して開口面と交差する方向の位置決めをする位置基準面４０ａを有する樹脂製のハウジング４０とを備える。
【解決手段】複数のノズル吐出口を有するノズル板と、ノズル吐出口に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、個別液室内の液滴を加圧する電気機械変換素子を有する個別流路基板と、個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、インクジェット記録装置の所定位置に係合し、インクジェット記録装置に対してノズル吐出口の開口面に沿う方向の位置決めをする金属製の位置基準面３０ａ、３０ｂを有するベースプレート３０と、インクジェット記録装置に対して開口面と交差する方向の位置決めをする位置基準面４０ａを有する樹脂製のハウジング４０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル孔から液滴を吐出させ、記録用紙に画像を形成する液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、および液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として使用されるインクジェット記録装置などの液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）は、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する圧力室（インク流路、加圧液室、加圧室、吐出室、液室等とも称される）と、圧力室内のインクを加圧する圧電素子などの電気機械変換素子（あるいはヒータなどの電気熱変換素子）と、を備え、電気機械変換素子に電圧を印加することによって発生したエネルギーを用いて振動板を変位させ、圧力室内のインクを加圧することによってノズルからインク滴を吐出させ、記録用紙上に画像を形成するものである。
【０００３】
上述のようなインクジェット記録装置には、記録用紙に印字を行う１個あるいは複数個のインクジェットヘッドが、記録用紙の搬送方向と直交する方向に往復駆動されるキャリッジに搭載されている。このインクジェット記録装置には、インクジェットヘッドがキャリッジに対して着脱可能な構造になっているものがある。インクジェット記録装置におけるキャリッジの所定部位に対してインクジェットヘッドを自在に着脱可能とすることは、製造時における組立性の向上によるコストの低減および利用者によるインクジェットヘッド交換時におけるアプライアンス性の向上に利点がある。
【０００４】
このようなインクジェット記録装置において、印刷品質を確保する、すなわちインク滴を記録用紙に高い位置精度で着弾させるためには、精度を向上させた位置基準面を具備するベースプレートを備えたインクジェットヘッドを、インクジェット記録装置の所定位置に対して係合させる必要があった。さらに、近年における画像の高解像度化への要求に伴って、ノズル孔および素子を高密度に配置する必要が生じ、インクジェット記録装置に対するインクジェットヘッドの位置決め精度を向上する必要があった。
【０００５】
そこで、樹脂を用いてインクジェットヘッドのインクジェット記録装置への装着位置の基準面となる位置基準面を形成し、インクジェット記録装置の所定位置へ係合させることで、インクジェット記録装置に対するインクジェットヘッドの装着精度を高めるインクジェット記録ヘッドが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、位置基準面（基準面）を備えた支持部材を形成する樹脂に、８０ｗｔ％以上のフィラーを含有したＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）、ＰＰＥ（Poly Phenylene Ether）等の熱可塑性樹脂を用いることで、位置基準面の剛性を高めるインクジェット記録ヘッドが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、基準面を設けたベースプレートをアルミニウムなどの金属で形成し、カートリッジと記録ヘッドの記録部との位置決めを該ベースプレートのみに対して行うことで、高精度の位置決めを行うインクタンク一体型記録ヘッドカートリッジが開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のインクジェット記録ヘッドのように、樹脂を用いてインクジェットヘッドの位置基準面を形成した場合、剛性が不足して位置基準面が変形したり、輸送環境等による温度環境の変化により部材の熱変形の影響を受けて位置基準面の寸法精度が低下し、インクジェット記録装置に対するインクジェットヘッドの位置決め精度が低下してしまう。その結果、インクジェットヘッドから記録用紙に吐出するインク滴の着地位置の精度が低下してしまい、インクジェット記録装置の画像品質が低下するという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２のインクジェット記録ヘッドのように、樹脂に８０ｗｔ％という多量のフィラーを含有させた場合、モールド成型時の金型の磨耗によって製造コストが増加してしまう。また、ベースプレートからのフィラーの発塵によって、インクジェットヘッドの吐出性能が低下し、画像品質が低下するという問題もあった。
【００１０】
また、特許文献３のインクタンク一体型記録ヘッドカートリッジのように、複数の位置基準面が金属のベースプレートにのみ設けられている場合、ベースプレートの形状が複雑化するため、カートリッジと記録ヘッドの記録部との位置決め精度が低下してしまったり、製造コストが増加するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液滴吐出ヘッドを液滴吐出装置に装着する際に液滴吐出ヘッドの液滴吐出装置への位置決め精度を向上させ、画像品質を向上させるとともに、液滴吐出ヘッドの製造コストを低減させる液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、および液滴吐出装置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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、液滴吐出装置に着脱可能な液滴吐出ヘッドにおいて、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、液滴吐出装置に着脱可能な液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、を備え、前記ノズル板と前記個別流路基板とを光学的にアライメントして接合することで第１ヘッド構造体を製造する第１の工程と、前記共通流路基板と前記ベースプレートとに設けられた開口部を用いて、前記共通流路基板と前記ベースプレートとをアライメントして接合することで第２ヘッド構造体を製造する第２の工程と、前記第１ヘッド構造体と前記第２ヘッド構造体とを光学的にアライメントして接合する第３の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、着脱可能な液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液滴吐出ヘッドを液滴吐出装置に装着する際に液滴吐出ヘッドの液滴吐出装置への位置決め精度を向上させ、画像品質を向上させるとともに、液滴吐出ヘッドの製造コストを低減させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドを示す斜視図である。
【図２】図２は、インクジェットヘッドの構成部材を示す分解斜視図である。
【図３−１】図３−１は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造工程を模式的に表す分解斜視図である。
【図３−２】図３−２は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造工程を模式的に表す分解斜視図である。
【図３−３】図３−３は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造工程を模式的に表す分解斜視図である。
【図３−４】図３−４は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造工程を模式的に表す分解斜視図である。
【図４】図４は、インクジェット装置の斜視図である。
【図５】図５は、インクジェット装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、および液滴吐出装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドを示す斜視図である。図２は、インクジェットヘッドの構成部材を示す分解斜視図である。
【００１９】
本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１０は、インクジェットヘッドチップ２０と、ベースプレート３０と、ハウジング４０と、コネクタ基板４２と、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）４１とが主に積層されて構成されている。
【００２０】
インクジェットヘッドチップ２０は、インク滴を吐出して記録用紙に画像を形成するものであり、図２に示すように、ノズル板２１と、個別流路基板２２と、共通流路基板２３、２４、２５と、ダンパ部材２６、２７とを備えている。
【００２１】
ノズル板２１は、インク滴を吐出する複数のインク吐出口（ノズル孔）が形成されたノズル列が４列形成されている。
【００２２】
個別流路基板２２は、インク吐出口にインクを供給する複数の個別液室が形成され、各個別液室を加圧する振動板上に下部電極、圧電体、上部電極から構成される電気機械変換素子を備えている。
【００２３】
共通流路基板は２３〜２５は、各個別液室にインクを供給する複数の共通流路と共通液室とが形成されている。本実施の形態では、複数の共通流路基板により共通流路と共通液室とが形成されているが、一つの共通流路基板によって共通流路と共通液室とを形成する構成としてもよい。
【００２４】
ダンパ部材２６、２７は、共通液室内の流体残留振動を抑制するものである。
【００２５】
インクジェットヘッドチップ２０は、ノズル板２１の各ノズル列に対応した圧力発生部である電気機械変換素子と、インクの供給経路とを備えているので、１つのチップで４色分のインク滴を吐出できる構成となっている。また、本実施の形態の電気機械変換素子は、ゾルゲル法を用いた成膜方式および半導体プロセスによって形成されているため、素子の高密度化を容易に行うことができる。
【００２６】
ここで、ゾルゲル法とは、金属アルコキシド等の金属有機化合物を溶液系で加水分解、重縮合させて金属、酸素、金属結合を成長させ、最終的に焼結することにより完成させる無機酸化物の作製方法である。このゾルゲル法により成膜される圧電体材料として具体的には、酢酸鉛、イソプロポキシドジルコニウム、イソプロポキシドチタンを出発材料にし、これらの出発材料を、共通溶媒としてのメトキシエタノールに溶解させたチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の材料を用いることができる。
【００２７】
ベースプレート３０は、金属で形成されており、インクジェット記録装置の所定部位に対して着脱自在に係合されるものである。また、ベースプレート３０は、インクジェット記録装置に対してノズル板２１のノズル吐出口が開口された開口面２１ａに沿う方向の位置決めをする位置決め部を有している。本実施の形態では、ベースプレート３０は、ノズル板２１の開口面２１ａと平行な方向の位置決めをする位置基準面３０ａ、３０ｂが形成されている。
【００２８】
また、位置基準面３０ａ、３０ｂは、ノズル板２１に形成されたノズル列と交差する方向に、ベースプレート３０におけるノズル列に沿う方向の縁部から突出した突出部に設けられている。本実施の形態では、位置基準面３０ａ、３０ｂは、ノズル板２１に形成されたノズル列と直交する方向に、ベースプレート３０におけるノズル列と平行な方向の両縁部から突出した突出部３０ｃに形成されている。そして、ベースプレート３０は、インクジェットヘッド１０がインクジェット記録装置に装着される際に、側面、すなわちノズル板２１の開口面２１ａと垂直な面がインクジェット記録装置の所定位置に係合する。なお、本実施の形態の位置基準面３０ａ、３０ｂは、ノズル列と直交する方向に形成されているが、これに限定されることなく、ノズル列と直交していなくとも交差する方向に形成する構成としてもよい。
【００２９】
このように、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１０では、高精度が要求されるノズル板２１の開口面２１ａと平行な方向の位置決めをする位置基準面３０ａ、３０ｂがインク吐出口に近接したベースプレート３０に設けられ、ベースプレート３０が金属で形成されているので、インクジェット記録装置のキャリッジに対するインクジェットヘッド１０の位置決め精度を向上させることができる。
【００３０】
ハウジング４０は、樹脂で形成されており、ベースプレート３０とインクタンク（図示せず）とを保持している。そして、ハウジング４０は、インクジェット記録装置に対してノズル板２１の開口面２１ａと交差する方向の位置決めをする位置決め部を有している。本実施の形態では、ハウジング４０は、インクジェット記録装置に対してノズル板２１の開口面２１ａと垂直な方向（高さ方向）の位置決めをする位置基準面４０ａを有している。図１に示すように、位置基準面４０ａは、ハウジング４０の上面から突出した突起部の面である。なお、本実施の形態の位置基準面４０ａは、ノズル板２１の開口面２１ａと垂直な方向の位置決めを行っているが、これに限定されることなく、開口面２１ａと垂直でなくとも交差する方向の位置決めを行うよう構成してもよい。
【００３１】
このように、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１０は、ノズル板２１の開口面２１ａと平行な方向よりも比較的位置決め精度を必要としないノズル板２１の開口面２１ａと垂直な方向の位置決めをする位置基準面４０ａを有するハウジング４０を樹脂で形成することにより、インクジェットヘッド１０の製造コストを低減させることができる。
【００３２】
コネクタ基板４２は、インクジェット記録装置側のコネクタ（図示せず）と電気的に接続されており、記録画像に応じた電気信号を伝達する複数の電気パッドを備えている。
【００３３】
ＦＰＣ４１は、インクジェットヘッドチップ２０のパッド部（不図示）とコネクタ基板４２とを電気的に接続するものである。
【００３４】
インクジェットヘッド１０は、上記のような構成としたため、インクジェット記録装置のキャリッジにおける所定位置（位置基準面）に、金属で形成された位置基準面３０ａ、３０ｂが係合されるため、記録用紙の搬送方向に対して位置決め精度を向上させることができる。
【００３５】
そして、インクジェットヘッド１０がインクジェット記録装置に装着され、印刷が行われると、インクジェット記録装置から記録画像に応じた電気信号が伝達され、該電気信号がコネクタ基板４２、ＦＰＣ４１を介して電気機械変換素子に供給され、電子機械変換素子によって変換された機械振動が振動板を介して個別液室内のインクを加圧し、ノズル吐出口から記録用紙にインクを吐出する。このとき、上述したようにインクジェットヘッド１０が装着される場合の位置決め精度が向上されると、ノズル吐出口から記録用紙へのインクの吐出も精度が向上し、画像品質を向上させることができる。
【００３６】
次に、インクジェットヘッド１０の製造方法について説明する。図３−１、図３−２、図３−３、図３−４は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造工程を模式的に表す分解斜視図である。
【００３７】
以下では、インクジェットヘッド１０を、第１ヘッド構造体６１と、第２ヘッド構造体６２と、第３ヘッド構造体６３とに分けて説明する。第１ヘッド構造体６１は、ノズル板２１と、圧力発生部を具備した個別流路基板２２と、個別流路基板２２上のパッド部（不図示）に接続されたＦＰＣ４１とから構成されている。第２ヘッド構造体６２は、複数の共通流路基板２３〜２５と、ダンパ部材２６〜２７と、ベースプレート３０とから構成されている。そして、第３ヘッド構造体６３は、ハウジング４０と、シール部材４４と、コネクタ基板４２とから構成されている。まず、それぞれのヘッド構造体と、その製造方法について以下に説明する。
【００３８】
ノズル板２１は、ＳＵＳ、Ｎｉ、あるいはＦｅ−Ｎｉ合金などの金属材料から形成されている。個別流路基板２２は、半導体プロセスを用いてＳｉ基板上に個別流路と、振動板と、電気機械変換素子とが形成されている。そして、図３−１に示すように、第１ヘッド構造体６１は、ノズル板２１に形成されたアライメント開口部を介して、個別流路基板２２上のアライメントパターンを光学的に観察することによってアライメントが実施され、予め個別流路基板２２表面に塗布された接着剤を介して加圧加熱を行うことによって接合が成されている。
【００３９】
接着剤としては、インクジェット記録装置に使用されるインクに対して耐溶剤性の高い接着剤を用いることができ、具体的には、例えばエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化型接着剤（エポキシ接着剤）を好適に用いることができる。
【００４０】
次に、第２ヘッド構造体６２について説明する。第２ヘッド構造体６２の共通流路基板２３〜２５と、ダンパ部材２６、２７と、ベースプレート３０とは、ＳＵＳ、あるいはＦｅ−Ｎｉ合金などの金属材料を用いて平板形状に形成されており、プレス加工方式（プレス成型）によって、外形とピンアライメント孔部とが形成されている。また、共通流路基板２３〜２５は、プレス加工方式により共通流路が形成されている。
【００４１】
そして、図３−２に示すように、第２ヘッド構造体６２は、共通流路基板２３〜２５とダンパ部材２６、２７とベースプレート３０の表面に予め塗布されたエポキシ接着剤を介して、共通流路基板２３〜２５をピンが挿入された接合治具（図示せず）上に順次積層して加圧加熱を行うことによって接合が成されている。本実施の形態の第２ヘッド構造体６２は、上述したように、同一種の金属材料を用いて平板形状に形成されているので、成型が容易であり、また一体化接合における加熱処理を行っても熱膨張差による反りを生じることなく、高い寸法精度を得ることができる。
【００４２】
次に、第３ヘッド構造体６３について説明する。ハウジング４０は、モールド成型方式を用いて形成されている。そして、図３−４に示すように、コネクタ基板４２は、ハウジング４０に接着して固定されており、シール部材４４は、ハウジング４０のインク供給口に挿入されて、第３ヘッド構造体６３が製造される。このシール部材４４としては、インクジェット記録装置にて使用されるインクに対して耐溶剤性の高い弾性体を用いることができ、具体的には、例えば、シリコーンゴムやＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム:Ethylene Propylene Rubber）を好適に用いることができる。
【００４３】
次に、それぞれのヘッド構造体の積層方法について以下に説明する。まず、図３−３に示すように、第１ヘッド構造体６１と第２ヘッド構造体６２は、ノズル板２１の表面に設けられたアライメント開口部と、ベースプレート３０が光学的にアライメントされ、接合面に塗布された接着剤を介して加圧加熱が行われことによって接合されている。ここで、接合後における第１ヘッド構造体６１と第２ヘッド構造体６２とによる構造体を第４ヘッド構造体６４とする。
【００４４】
このように、本実施の形態に係る第４ヘッド構造体６４は位置基準面３０ａ、３０ｂを具備するベースプレート３０と、ノズル板２１を具備する第１ヘッド構造体６１とが近接した位置関係にあるため、精度を向上させた光学的なアライメントを容易に行うことができる。
【００４５】
また、図３−４に示すように、第４ヘッド構造体６４と第３ヘッド構造体６３とは、シール部材４４を介して締結部４３を用いて結合されている。このような締結部４３による結合は接着剤を使用しないため、加熱処理を行う必要がない。従って、樹脂で形成されたハウジング４０と金属で形成されたベースプレート３０との接合において、熱膨張差に起因する位置決め精度の悪化を回避でき、簡便に組み立てることが可能である。
【００４６】
本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法は、上述のようにアライメントの精度を向上させることができるともに、各構造体を並列した製造設備を用いて形成できるので、製造に要する時間が短縮され、製造コストを低減することができる。
【００４７】
次に、本実施の形態のインクジェットヘッド１０を搭載したインクジェット記録装置の一例について、図４および図５を参照して説明する。図４は、インクジェット記録装置の斜視図である。図５は、インクジェット記録装置の断面図である。
【００４８】
図４および図５に示すように、インクジェット記録装置５０は、記録装置本体８１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ９３、キャリッジ９３に搭載し、上述したインクジェットヘッド１０からなる記録ヘッド９４、記録ヘッド９４へインクを供給するインクカートリッジ９５等で構成される印字機構部８２等を収納する。記録装置本体８１の下方部には前方側から多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット８４（或いは給紙トレイでもよい）を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙８３を手差しで給紙するための手差しトレイ８５を開倒することができ、給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を取り込み、印字機構部８２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ８７に排紙する。
【００４９】
印字機構部８２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド９１と従ガイドロッド９２とでキャリッジ９３を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ９３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する、上述した薄膜形成で形成された液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド９４を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ９３には記録ヘッド９４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ９５を交換可能に装着している。
【００５０】
インクカートリッジ９５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により記録ヘッド９４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッド９４としてここでは各色のヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。
【００５１】
ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
【００５２】
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３を記録ヘッド９４の下方側に搬送するために、給紙カセット８４から用紙８３を分離給装する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００５３】
そして、キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３を記録ヘッド９４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１１１、拍車１１２を設け、さらに用紙８３を排紙トレイ８７に送り出す排紙ローラ１１３及び１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５、１１６とを配設している。
【００５４】
記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙８３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙８３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙８３を排紙する。
【００５５】
また、キャリッジ９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド９４の吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。回復装置１１７はキャッピング手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ９３は印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド９４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００５６】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド９４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（図示しない）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００５７】
このように、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１０は、ノズル板２１の開口面２１ａと平行な方向の位置決めをする位置基準面３０ａ、３０ｂを備えたベースプレート３０を金属で形成したため、インクジェットヘッド１０のインクジェット記録装置５０への位置決め精度を向上させることができる。また、ノズル板２１の開口面２１ａと垂直な方向の位置決めをする位置基準面４０ａを備えたハウジング４０を樹脂で形成したため、インクジェットヘッド１０の製造コストを低減させることができる。また、このようなインクジェットヘッド１０をインクジェット記録装置５０に装着する際にインクジェットヘッド１０のインクジェット記録装置５０への位置決め精度を向上させることができるため、その結果、記録用紙へ記録される画像品質を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０ インクジェットヘッド
２０ インクジェットヘッドチップ
２１ ノズル板
２２ 個別流路基板
２３、２４、２５ 共通流路基板
２６、２７ ダンパ部材
３０ ベースプレート
３０ａ 位置基準面
３１ ピンアライメント孔部
４０ ハウジング
４０ａ 位置基準面
４２ コネクタ基板
４３ 締結部
４４ シール部材
５０ インクジェット記録装置
６１ 第１ヘッド構造体
６２ 第２ヘッド構造体
６３ 第３ヘッド構造体
６４ 第４ヘッド構造体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特許第３４９５９３８号
【特許文献２】特開２０１０−２８００９６号公報
【特許文献３】特許第２６９８６３８号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル孔から液滴を吐出させ、記録用紙に画像を形成する液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、および液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として使用されるインクジェット記録装置などの液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）は、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する圧力室（インク流路、加圧液室、加圧室、吐出室、液室等とも称される）と、圧力室内のインクを加圧する圧電素子などの電気機械変換素子（あるいはヒータなどの電気熱変換素子）と、を備え、電気機械変換素子に電圧を印加することによって発生したエネルギーを用いて振動板を変位させ、圧力室内のインクを加圧することによってノズルからインク滴を吐出させ、記録用紙上に画像を形成するものである。
【０００３】
上述のようなインクジェット記録装置には、記録用紙に印字を行う１個あるいは複数個のインクジェットヘッドが、記録用紙の搬送方向と直交する方向に往復駆動されるキャリッジに搭載されている。このインクジェット記録装置には、インクジェットヘッドがキャリッジに対して着脱可能な構造になっているものがある。インクジェット記録装置におけるキャリッジの所定部位に対してインクジェットヘッドを自在に着脱可能とすることは、製造時における組立性の向上によるコストの低減および利用者によるインクジェットヘッド交換時におけるアプライアンス性の向上に利点がある。
【０００４】
このようなインクジェット記録装置において、印刷品質を確保する、すなわちインク滴を記録用紙に高い位置精度で着弾させるためには、精度を向上させた位置基準面を具備するベースプレートを備えたインクジェットヘッドを、インクジェット記録装置の所定位置に対して係合させる必要があった。さらに、近年における画像の高解像度化への要求に伴って、ノズル孔および素子を高密度に配置する必要が生じ、インクジェット記録装置に対するインクジェットヘッドの位置決め精度を向上する必要があった。
【０００５】
そこで、樹脂を用いてインクジェットヘッドのインクジェット記録装置への装着位置の基準面となる位置基準面を形成し、インクジェット記録装置の所定位置へ係合させることで、インクジェット記録装置に対するインクジェットヘッドの装着精度を高めるインクジェット記録ヘッドが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、位置基準面（基準面）を備えた支持部材を形成する樹脂に、８０ｗｔ％以上のフィラーを含有したＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）、ＰＰＥ（Poly Phenylene Ether）等の熱可塑性樹脂を用いることで、位置基準面の剛性を高めるインクジェット記録ヘッドが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
また、基準面を設けたベースプレートをアルミニウムなどの金属で形成し、カートリッジと記録ヘッドの記録部との位置決めを該ベースプレートのみに対して行うことで、高精度の位置決めを行うインクタンク一体型記録ヘッドカートリッジが開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のインクジェット記録ヘッドのように、樹脂を用いてインクジェットヘッドの位置基準面を形成した場合、剛性が不足して位置基準面が変形したり、輸送環境等による温度環境の変化により部材の熱変形の影響を受けて位置基準面の寸法精度が低下し、インクジェット記録装置に対するインクジェットヘッドの位置決め精度が低下してしまう。その結果、インクジェットヘッドから記録用紙に吐出するインク滴の着地位置の精度が低下してしまい、インクジェット記録装置の画像品質が低下するという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２のインクジェット記録ヘッドのように、樹脂に８０ｗｔ％という多量のフィラーを含有させた場合、モールド成型時の金型の磨耗によって製造コストが増加してしまう。また、ベースプレートからのフィラーの発塵によって、インクジェットヘッドの吐出性能が低下し、画像品質が低下するという問題もあった。
【００１０】
また、特許文献３のインクタンク一体型記録ヘッドカートリッジのように、複数の位置基準面が金属のベースプレートにのみ設けられている場合、ベースプレートの形状が複雑化するため、カートリッジと記録ヘッドの記録部との位置決め精度が低下してしまったり、製造コストが増加するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液滴吐出ヘッドを液滴吐出装置に装着する際に液滴吐出ヘッドの液滴吐出装置への位置決め精度を向上させ、画像品質を向上させるとともに、液滴吐出ヘッドの製造コストを低減させる液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、および液滴吐出装置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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、液滴吐出装置に着脱可能な液滴吐出ヘッドにおいて、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、液滴吐出装置に着脱可能な液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、を備え、前記ノズル板と前記個別流路基板とを光学的にアライメントして接合することで第１ヘッド構造体を製造する第１の工程と、前記共通流路基板と前記ベースプレートとに設けられた開口部を用いて、前記共通流路基板と前記ベースプレートとをアライメントして接合することで第２ヘッド構造体を製造する第２の工程と、前記第１ヘッド構造体と前記第２ヘッド構造体とを光学的にアライメントして接合する第３の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、着脱可能な液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液滴吐出ヘッドを液滴吐出装置に装着する際に液滴吐出ヘッドの液滴吐出装置への位置決め精度を向上させ、画像品質を向上させるとともに、液滴吐出ヘッドの製造コストを低減させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドを示す斜視図である。
【図２】図２は、インクジェットヘッドの構成部材を示す分解斜視図である。
【図３−１】図３−１は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造工程を模式的に表す分解斜視図である。
【図３−２】図３−２は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造工程を模式的に表す分解斜視図である。
【図３−３】図３−３は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造工程を模式的に表す分解斜視図である。
【図３−４】図３−４は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造工程を模式的に表す分解斜視図である。
【図４】図４は、インクジェット装置の斜視図である。
【図５】図５は、インクジェット装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、および液滴吐出装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドを示す斜視図である。図２は、インクジェットヘッドの構成部材を示す分解斜視図である。
【００１９】
本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１０は、インクジェットヘッドチップ２０と、ベースプレート３０と、ハウジング４０と、コネクタ基板４２と、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）４１とが主に積層されて構成されている。
【００２０】
インクジェットヘッドチップ２０は、インク滴を吐出して記録用紙に画像を形成するものであり、図２に示すように、ノズル板２１と、個別流路基板２２と、共通流路基板２３、２４、２５と、ダンパ部材２６、２７とを備えている。
【００２１】
ノズル板２１は、インク滴を吐出する複数のインク吐出口（ノズル孔）が形成されたノズル列が４列形成されている。
【００２２】
個別流路基板２２は、インク吐出口にインクを供給する複数の個別液室が形成され、各個別液室を加圧する振動板上に下部電極、圧電体、上部電極から構成される電気機械変換素子を備えている。
【００２３】
共通流路基板は２３〜２５は、各個別液室にインクを供給する複数の共通流路と共通液室とが形成されている。本実施の形態では、複数の共通流路基板により共通流路と共通液室とが形成されているが、一つの共通流路基板によって共通流路と共通液室とを形成する構成としてもよい。
【００２４】
ダンパ部材２６、２７は、共通液室内の流体残留振動を抑制するものである。
【００２５】
インクジェットヘッドチップ２０は、ノズル板２１の各ノズル列に対応した圧力発生部である電気機械変換素子と、インクの供給経路とを備えているので、１つのチップで４色分のインク滴を吐出できる構成となっている。また、本実施の形態の電気機械変換素子は、ゾルゲル法を用いた成膜方式および半導体プロセスによって形成されているため、素子の高密度化を容易に行うことができる。
【００２６】
ここで、ゾルゲル法とは、金属アルコキシド等の金属有機化合物を溶液系で加水分解、重縮合させて金属、酸素、金属結合を成長させ、最終的に焼結することにより完成させる無機酸化物の作製方法である。このゾルゲル法により成膜される圧電体材料として具体的には、酢酸鉛、イソプロポキシドジルコニウム、イソプロポキシドチタンを出発材料にし、これらの出発材料を、共通溶媒としてのメトキシエタノールに溶解させたチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の材料を用いることができる。
【００２７】
ベースプレート３０は、金属で形成されており、インクジェット記録装置の所定部位に対して着脱自在に係合されるものである。また、ベースプレート３０は、インクジェット記録装置に対してノズル板２１のノズル吐出口が開口された開口面２１ａに沿う方向の位置決めをする位置決め部を有している。本実施の形態では、ベースプレート３０は、ノズル板２１の開口面２１ａと平行な方向の位置決めをする位置基準面３０ａ、３０ｂが形成されている。
【００２８】
また、位置基準面３０ａ、３０ｂは、ノズル板２１に形成されたノズル列と交差する方向に、ベースプレート３０におけるノズル列に沿う方向の縁部から突出した突出部に設けられている。本実施の形態では、位置基準面３０ａ、３０ｂは、ノズル板２１に形成されたノズル列と直交する方向に、ベースプレート３０におけるノズル列と平行な方向の両縁部から突出した突出部３０ｃに形成されている。そして、ベースプレート３０は、インクジェットヘッド１０がインクジェット記録装置に装着される際に、側面、すなわちノズル板２１の開口面２１ａと垂直な面がインクジェット記録装置の所定位置に係合する。なお、本実施の形態の位置基準面３０ａ、３０ｂは、ノズル列と直交する方向に形成されているが、これに限定されることなく、ノズル列と直交していなくとも交差する方向に形成する構成としてもよい。
【００２９】
このように、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１０では、高精度が要求されるノズル板２１の開口面２１ａと平行な方向の位置決めをする位置基準面３０ａ、３０ｂがインク吐出口に近接したベースプレート３０に設けられ、ベースプレート３０が金属で形成されているので、インクジェット記録装置のキャリッジに対するインクジェットヘッド１０の位置決め精度を向上させることができる。
【００３０】
ハウジング４０は、樹脂で形成されており、ベースプレート３０とインクタンク（図示せず）とを保持している。そして、ハウジング４０は、インクジェット記録装置に対してノズル板２１の開口面２１ａと交差する方向の位置決めをする位置決め部を有している。本実施の形態では、ハウジング４０は、インクジェット記録装置に対してノズル板２１の開口面２１ａと垂直な方向（高さ方向）の位置決めをする位置基準面４０ａを有している。図１に示すように、位置基準面４０ａは、ハウジング４０の上面から突出した突起部の面である。なお、本実施の形態の位置基準面４０ａは、ノズル板２１の開口面２１ａと垂直な方向の位置決めを行っているが、これに限定されることなく、開口面２１ａと垂直でなくとも交差する方向の位置決めを行うよう構成してもよい。
【００３１】
このように、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１０は、ノズル板２１の開口面２１ａと平行な方向よりも比較的位置決め精度を必要としないノズル板２１の開口面２１ａと垂直な方向の位置決めをする位置基準面４０ａを有するハウジング４０を樹脂で形成することにより、インクジェットヘッド１０の製造コストを低減させることができる。
【００３２】
コネクタ基板４２は、インクジェット記録装置側のコネクタ（図示せず）と電気的に接続されており、記録画像に応じた電気信号を伝達する複数の電気パッドを備えている。
【００３３】
ＦＰＣ４１は、インクジェットヘッドチップ２０のパッド部（不図示）とコネクタ基板４２とを電気的に接続するものである。
【００３４】
インクジェットヘッド１０は、上記のような構成としたため、インクジェット記録装置のキャリッジにおける所定位置（位置基準面）に、金属で形成された位置基準面３０ａ、３０ｂが係合されるため、記録用紙の搬送方向に対して位置決め精度を向上させることができる。
【００３５】
そして、インクジェットヘッド１０がインクジェット記録装置に装着され、印刷が行われると、インクジェット記録装置から記録画像に応じた電気信号が伝達され、該電気信号がコネクタ基板４２、ＦＰＣ４１を介して電気機械変換素子に供給され、電子機械変換素子によって変換された機械振動が振動板を介して個別液室内のインクを加圧し、ノズル吐出口から記録用紙にインクを吐出する。このとき、上述したようにインクジェットヘッド１０が装着される場合の位置決め精度が向上されると、ノズル吐出口から記録用紙へのインクの吐出も精度が向上し、画像品質を向上させることができる。
【００３６】
次に、インクジェットヘッド１０の製造方法について説明する。図３−１、図３−２、図３−３、図３−４は、実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造工程を模式的に表す分解斜視図である。
【００３７】
以下では、インクジェットヘッド１０を、第１ヘッド構造体６１と、第２ヘッド構造体６２と、第３ヘッド構造体６３とに分けて説明する。第１ヘッド構造体６１は、ノズル板２１と、圧力発生部を具備した個別流路基板２２と、個別流路基板２２上のパッド部（不図示）に接続されたＦＰＣ４１とから構成されている。第２ヘッド構造体６２は、複数の共通流路基板２３〜２５と、ダンパ部材２６〜２７と、ベースプレート３０とから構成されている。そして、第３ヘッド構造体６３は、ハウジング４０と、シール部材４４と、コネクタ基板４２とから構成されている。まず、それぞれのヘッド構造体と、その製造方法について以下に説明する。
【００３８】
ノズル板２１は、ＳＵＳ、Ｎｉ、あるいはＦｅ−Ｎｉ合金などの金属材料から形成されている。個別流路基板２２は、半導体プロセスを用いてＳｉ基板上に個別流路と、振動板と、電気機械変換素子とが形成されている。そして、図３−１に示すように、第１ヘッド構造体６１は、ノズル板２１に形成されたアライメント開口部を介して、個別流路基板２２上のアライメントパターンを光学的に観察することによってアライメントが実施され、予め個別流路基板２２表面に塗布された接着剤を介して加圧加熱を行うことによって接合が成されている。
【００３９】
接着剤としては、インクジェット記録装置に使用されるインクに対して耐溶剤性の高い接着剤を用いることができ、具体的には、例えばエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化型接着剤（エポキシ接着剤）を好適に用いることができる。
【００４０】
次に、第２ヘッド構造体６２について説明する。第２ヘッド構造体６２の共通流路基板２３〜２５と、ダンパ部材２６、２７と、ベースプレート３０とは、ＳＵＳ、あるいはＦｅ−Ｎｉ合金などの金属材料を用いて平板形状に形成されており、プレス加工方式（プレス成型）によって、外形とピンアライメント孔部とが形成されている。また、共通流路基板２３〜２５は、プレス加工方式により共通流路が形成されている。
【００４１】
そして、図３−２に示すように、第２ヘッド構造体６２は、共通流路基板２３〜２５とダンパ部材２６、２７とベースプレート３０の表面に予め塗布されたエポキシ接着剤を介して、共通流路基板２３〜２５をピンが挿入された接合治具（図示せず）上に順次積層して加圧加熱を行うことによって接合が成されている。本実施の形態の第２ヘッド構造体６２は、上述したように、同一種の金属材料を用いて平板形状に形成されているので、成型が容易であり、また一体化接合における加熱処理を行っても熱膨張差による反りを生じることなく、高い寸法精度を得ることができる。
【００４２】
次に、第３ヘッド構造体６３について説明する。ハウジング４０は、モールド成型方式を用いて形成されている。そして、図３−４に示すように、コネクタ基板４２は、ハウジング４０に接着して固定されており、シール部材４４は、ハウジング４０のインク供給口に挿入されて、第３ヘッド構造体６３が製造される。このシール部材４４としては、インクジェット記録装置にて使用されるインクに対して耐溶剤性の高い弾性体を用いることができ、具体的には、例えば、シリコーンゴムやＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム:Ethylene Propylene Rubber）を好適に用いることができる。
【００４３】
次に、それぞれのヘッド構造体の積層方法について以下に説明する。まず、図３−３に示すように、第１ヘッド構造体６１と第２ヘッド構造体６２は、ノズル板２１の表面に設けられたアライメント開口部と、ベースプレート３０が光学的にアライメントされ、接合面に塗布された接着剤を介して加圧加熱が行われことによって接合されている。ここで、接合後における第１ヘッド構造体６１と第２ヘッド構造体６２とによる構造体を第４ヘッド構造体６４とする。
【００４４】
このように、本実施の形態に係る第４ヘッド構造体６４は位置基準面３０ａ、３０ｂを具備するベースプレート３０と、ノズル板２１を具備する第１ヘッド構造体６１とが近接した位置関係にあるため、精度を向上させた光学的なアライメントを容易に行うことができる。
【００４５】
また、図３−４に示すように、第４ヘッド構造体６４と第３ヘッド構造体６３とは、シール部材４４を介して締結部４３を用いて結合されている。このような締結部４３による結合は接着剤を使用しないため、加熱処理を行う必要がない。従って、樹脂で形成されたハウジング４０と金属で形成されたベースプレート３０との接合において、熱膨張差に起因する位置決め精度の悪化を回避でき、簡便に組み立てることが可能である。
【００４６】
本実施の形態にかかるインクジェットヘッドの製造方法は、上述のようにアライメントの精度を向上させることができるともに、各構造体を並列した製造設備を用いて形成できるので、製造に要する時間が短縮され、製造コストを低減することができる。
【００４７】
次に、本実施の形態のインクジェットヘッド１０を搭載したインクジェット記録装置の一例について、図４および図５を参照して説明する。図４は、インクジェット記録装置の斜視図である。図５は、インクジェット記録装置の断面図である。
【００４８】
図４および図５に示すように、インクジェット記録装置５０は、記録装置本体８１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ９３、キャリッジ９３に搭載し、上述したインクジェットヘッド１０からなる記録ヘッド９４、記録ヘッド９４へインクを供給するインクカートリッジ９５等で構成される印字機構部８２等を収納する。記録装置本体８１の下方部には前方側から多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット８４（或いは給紙トレイでもよい）を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙８３を手差しで給紙するための手差しトレイ８５を開倒することができ、給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を取り込み、印字機構部８２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ８７に排紙する。
【００４９】
印字機構部８２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド９１と従ガイドロッド９２とでキャリッジ９３を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ９３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する、上述した薄膜形成で形成された液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド９４を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ９３には記録ヘッド９４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ９５を交換可能に装着している。
【００５０】
インクカートリッジ９５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により記録ヘッド９４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッド９４としてここでは各色のヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。
【００５１】
ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
【００５２】
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３を記録ヘッド９４の下方側に搬送するために、給紙カセット８４から用紙８３を分離給装する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００５３】
そして、キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３を記録ヘッド９４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１１１、拍車１１２を設け、さらに用紙８３を排紙トレイ８７に送り出す排紙ローラ１１３及び１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５、１１６とを配設している。
【００５４】
記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙８３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙８３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙８３を排紙する。
【００５５】
また、キャリッジ９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド９４の吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。回復装置１１７はキャッピング手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ９３は印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド９４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００５６】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド９４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（図示しない）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００５７】
このように、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１０は、ノズル板２１の開口面２１ａと平行な方向の位置決めをする位置基準面３０ａ、３０ｂを備えたベースプレート３０を金属で形成したため、インクジェットヘッド１０のインクジェット記録装置５０への位置決め精度を向上させることができる。また、ノズル板２１の開口面２１ａと垂直な方向の位置決めをする位置基準面４０ａを備えたハウジング４０を樹脂で形成したため、インクジェットヘッド１０の製造コストを低減させることができる。また、このようなインクジェットヘッド１０をインクジェット記録装置５０に装着する際にインクジェットヘッド１０のインクジェット記録装置５０への位置決め精度を向上させることができるため、その結果、記録用紙へ記録される画像品質を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０ インクジェットヘッド
２０ インクジェットヘッドチップ
２１ ノズル板
２２ 個別流路基板
２３、２４、２５ 共通流路基板
２６、２７ ダンパ部材
３０ ベースプレート
３０ａ 位置基準面
３１ ピンアライメント孔部
４０ ハウジング
４０ａ 位置基準面
４２ コネクタ基板
４３ 締結部
４４ シール部材
５０ インクジェット記録装置
６１ 第１ヘッド構造体
６２ 第２ヘッド構造体
６３ 第３ヘッド構造体
６４ 第４ヘッド構造体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特許第３４９５９３８号
【特許文献２】特開２０１０−２８００９６号公報
【特許文献３】特許第２６９８６３８号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出装置に着脱可能な液滴吐出ヘッドにおいて、
液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、
前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、
前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、
前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、
前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第１位置決め部は、前記ノズル板に前記複数のノズル孔が形成されたノズル列と交差する方向に、前記ベースプレートにおける前記ノズル列に沿う方向の縁部から突出した突出部に設けら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。
【請求項３】
前記ベースプレートは、前記液滴吐出ヘッドが前記液滴吐出装置に装着される際に、側面が前記液滴吐出装置の所定位置に係合することを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記ベースプレートと前記共通流路基板は、プレス成型によって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記圧力発生部は、下部電極と、圧電体と、上部電極とを含む電気機械変換素子であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
液滴吐出装置に着脱可能な液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記液滴吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、
前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、
前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、
前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、
前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、
を備え、
前記ノズル板と前記個別流路基板とを光学的にアライメントして接合することで第１ヘッド構造体を製造する第１の工程と、
前記共通流路基板と前記ベースプレートとに設けられた開口部を用いて、前記共通流路基板と前記ベースプレートとをアライメントして接合することで第２ヘッド構造体を製造する第２の工程と、
前記第１ヘッド構造体と前記第２ヘッド構造体とを光学的にアライメントして接合する第３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。
【請求項７】
着脱可能な液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置において、
前記液滴吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、
前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、
前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、
前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、
前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１】
液滴吐出装置に着脱可能な液滴吐出ヘッドにおいて、
液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、
前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、
前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、
前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、
前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第１位置決め部は、前記ノズル板に前記複数のノズル孔が形成されたノズル列と交差する方向に、前記ベースプレートにおける前記ノズル列に沿う方向の縁部から突出した突出部に設けら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。
【請求項３】
前記ベースプレートは、前記液滴吐出ヘッドが前記液滴吐出装置に装着される際に、側面が前記液滴吐出装置の所定位置に係合することを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記ベースプレートと前記共通流路基板は、プレス成型によって形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記圧力発生部は、下部電極と、圧電体と、上部電極とを含む電気機械変換素子であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
液滴吐出装置に着脱可能な液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記液滴吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、
前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、
前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、
前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、
前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、
を備え、
前記ノズル板と前記個別流路基板とを光学的にアライメントして接合することで第１ヘッド構造体を製造する第１の工程と、
前記共通流路基板と前記ベースプレートとに設けられた開口部を用いて、前記共通流路基板と前記ベースプレートとをアライメントして接合することで第２ヘッド構造体を製造する第２の工程と、
前記第１ヘッド構造体と前記第２ヘッド構造体とを光学的にアライメントして接合する第３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。
【請求項７】
着脱可能な液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置において、
前記液滴吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、
前記ノズル孔に液滴を供給する複数の個別液室が形成され、前記個別液室内の液滴を加圧する圧力発生部を有する個別流路基板と、
前記個別流路基板に液滴を供給する共通流路基板と、
前記液滴吐出装置の所定位置に係合し、前記液滴吐出装置に対して前記ノズル板の前記ノズル孔の開口面に沿う方向の位置決めをする第１位置決め部を有する金属製のベースプレートと、
前記液滴吐出装置に対して前記開口面と交差する方向の位置決めをする第２位置決め部を有する樹脂製のハウジングと、を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図３−３】
【図３−４】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３−１】
【図３−２】
【図３−３】
【図３−４】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−２２８４８（Ｐ２０１３−２２８４８Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６０１８５（Ｐ２０１１−１６０１８５）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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