JP2009241392A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】逃がし溝を大気開放する連通口を封止する工程を簡略化すると共に、プレートの接着状態を良好にする。
【解決手段】アンダープレート８３の長手方向両端部の接着面には、逃がし溝群４０が形成されている。逃がし溝群４０は、互いに連結されない６つの逃がし溝４０ａ, ４０ｂ, ４０ｃ, ４０ｄ, ４０ｅ, ４０ｆから構成されている。孔８８に近い方の角部４５に備えられたポッティング材５０は、当該角部４５に設けられた５つの連通口４８ａ,４８ｂ,４８ｃ,４８ｅ,４８ｆを全て封止している。孔８８から遠い方の角部４５に備えられたポッティング材５０は、当該角部４５に設けられた５つの連通口４８ａ,４８ｂ, ４８ｄ, ４８ｆを全て封止している。
【選択図】図６

Description

本発明は、複数枚のプレートが積層されて接着固定した液体吐出ヘッドに関する。

ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドとして、積層状の複数枚のプレートにより構成されているものがある。これらのプレートは接着剤で互いに接着されているが、プレートの接着時には、余分な接着剤がインク流路内に流入したり、局所的に過剰な接着剤が存在することによりプレートの接着状態が悪くなることがある。そこで従来、その接着剤のインク流路内への流入量を極力少なくしたり、局所的な接着剤の残留をなくすため、複数枚の金属プレートの接着面には、余分な接着剤を逃がす逃がし溝が形成されている。

例えば、特許文献１には、カバープレート３０のノズルプレート３１との接着面に、複数の連絡孔６０を夫々囲う複数の環状逃がし溝３０ａが形成されている点が記載されている。これら複数の環状逃がし溝３０ａは、同じ接着面に形成された逃がし溝３０ｃ，３０ｅ，３０ｆ及び大気連通孔３０ｇを介して、全て大気に連通している。従って、これらの逃がし溝によって、接着時の余分な接着剤を逃がすことができるようになっている。

また特許文献２には、複数のシートが積層された積層構造を有するインクジェットヘッドにおいて、複数のシートのうちの１つに、インク流路である孔群を包囲するように包囲溝６１が形成されており、開口３ｂの外周には、開口３ｂに最も近接した位置の開口包囲溝６２ａ、及び、開口包囲溝６２ａから順に相似形状に拡大された開口包囲溝６２ｂ，６２ｃ、とでなる開口包囲溝６２が形成されている点が記載されている。従って、これらの溝によって、接着時の余分な接着剤を逃がすことができるようになっている。
特開２００６−１８７９６７号公報 特開２００５−２２０８８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、全ての逃がし溝が連結し大気連通孔３０ｇに連通しているため、インクが、外部から接着面に侵入した場合や大気連通孔３０ｇを通して接着面に侵入した場合、連結した溝を介してインクジェットヘッドのさらに内部に侵入することがあった。この問題を解決するために、例えば特許文献２のように、溝を互いに連結されない溝群に分けた場合、プレートの接着時に両プレート間に残留する気泡を排出するための大気連通孔を各溝群に対応するように設ける必要がある。さらに、プレートの接着後のインクの侵入を防ぐために大気連通孔の開口（連通口）を封止する封止部材を、各大気連通孔に対応するように設置する必要がある。そうすると、製造工程が煩雑になると共に、ヘッドの製造コストが高くなるという問題点が生じる。

特許文献２に記載のインクジェットヘッドにおいては、溝は、包囲溝６１、開口包囲溝６２ａ、６２ｂ、６２ｃなどの溝群に分かれているが、いずれの溝群も大気に開放していない。従って、プレートの接着時に両プレート間に残留する気泡を排出不可能であり、プレートの接着状態の悪化につながる。この問題を解決するために、全ての溝群を大気に開放させた場合、上記と同様その大気開放した開口を封止するための封止部材を、各溝群に対応するように設置する必要がある。そうすると、製造工程が煩雑になると共に、ヘッドの製造コストが高くなるという問題点が生じる。

本発明の目的は、接着剤を逃がす複数の逃がし溝が形成されたプレートと当該プレートに接着されるプレートとの接着時に両プレート間に残留する気泡を排出可能な、複数の逃がし溝をそれぞれ大気開放する連通口を封止するための工程を簡略化することが可能であると共に、プレートの接着状態が良好である液体吐出ヘッドを提供することである。

本発明の液体吐出ヘッドは、接着剤を介して積層された複数のプレートからなり、内部に空間が形成された積層体を有し、前記積層体は、前記空間を画定する壁面の少なくとも一部をそれぞれ構成する第１プレートと、前記第１プレートに前記接着剤を介して積層された第２プレートとを含み、前記第１プレートには、前記第２プレートと接着する接着面に沿って、外から内部の前記空間に向かう一方向と交差する方向に延在し、且つ前記接着剤を逃がす互いに独立した複数の逃がし溝と、前記一方向と交差する方向の各端部からもう一方の端部に向かって凹む角部とが形成され、前記角部には、前記複数の逃がし溝がそれぞれ大気に開放する複数の連通口と、前記複数の連通口を全て封止する封止部材とが備えられている。

また、前記第１プレートの前記接着面には、前記第２プレートと対向する部分の外郭線のうち、前記空間に最も近い部分と前記空間から最も遠い部分との間に、前記角部と前記複数の逃がし溝とが配置されていることが好ましい。

上記の構成によると、第１プレートの接着面において、第２プレートと対向する部分の外郭線のうち、空間に最も近い部分と空間から最も遠い部分との間に、複数の逃がし溝が配置されていることによって、液体が、外郭線のうち空間から最も遠い部分の周辺から第１プレートと第２プレートとの間に侵入した場合でも、複数の逃がし溝が液体の侵入を段階的に阻止するため、侵入した液体がヘッドのさらに内部に侵入するのを防止することができる。従って、ヘッドのシール性が向上し、ヘッドの性能悪化を防ぐことが可能である。

また、前記第１プレートが厚さ方向に貫通する第１の孔を有し、前記第２プレートが厚さ方向に貫通すると共に前記第１の孔に連通した第２の孔を有しており、前記第１プレートの前記接着面には、前記外郭線のうち前記空間に最も近い部分と前記第１の孔の開口との間に、前記複数の逃がし溝のうちの２つ以上が配置されていることが好ましい。

上記の構成によると、第１プレートの接着面において、外郭線のうち空間に最も近い部分と第１の孔の開口との間に、複数の逃がし溝のうちの２つ以上が配置されていることによって、液体が、外郭線の空間に最も近い部分以外の周辺から第１プレートと第２プレートとの間に侵入した場合でも、２つ以上の逃がし溝が液体の侵入を段階的に阻止するため、侵入した液体がヘッドのさらに内部に侵入するのを防止することができる。また、液体が、第１の孔または第２の孔を通して第１プレートと第２プレートとの間に侵入した場合でも、２つ以上の逃がし溝が液体の侵入を段階的に阻止するため、侵入した液体がヘッドのさらに内部に侵入するのを防止することができる。従って、ヘッドのシール性が向上し、ヘッドの性能悪化を防ぐことが可能である。

また、前記外郭線の前記空間に最も近い部分と前記第１の孔の開口との間に配置された前記逃がし溝が、前記一方向と交差する方向の全長にわたっていることが好ましい。

上記の構成によると、逃がし溝が、外から内部の空間に向かう一方向と交差する方向の全長にわたっていることによって、侵入した液体がヘッドのさらに内部に侵入するのをさらに防止することができる。従って、ヘッドのシール性が一層向上し、ヘッドの性能悪化をさらに防ぐことが可能である。

また、前記複数の逃がし溝の前記連通口のそれぞれは、前記角部において他の前記連通口のうちの少なくとも１つと近接していてもよい。

上記の構成によると、複数の逃がし溝の連通口のそれぞれが、角部において、他の連通口のうちの少なくとも１つと近接していることによって、封止部材を塗布する範囲又は回数を減らすことができ、連通口を封止するための工程がさらに簡略化される。

また、本発明の液体吐出ヘッドは、液体が貯留された圧力室、及び、前記圧力室から連通し液体が吐出される吐出口を有する流路と、前記圧力室の容積を変化させ前記圧力室内の液体に前記吐出口から吐出するための吐出エネルギーを与えると共に前記空間に露出した表面を有する圧電素子とをさらに備えていてもよい。

上記の構成によると、第１プレートが、圧電素子の表面が露出した空間を画定する壁面の少なくとも一部を構成していることによって、液体が第１プレートと第２プレートとの間に侵入した場合でも、侵入した液体が圧電素子の表面に到達する事態を防止することができる。これにより、液体が付着して圧電素子が損傷するのを防止することができる。

また、前記複数のプレートは、平面視で略矩形の外形形状を有し、前記第１プレートは、前記一方向と交差する方向に関して両端部に形成され、前記一方向に延びる凹形状の切り欠き部を有し、前記角部が、前記一方向に関して、前記切り欠き部の少なくとも一方の端部に形成され、前記空間は、前記切り欠き部の凹形状の底部に開口する開口部を有し、前記開口部を覆うように前記切り欠き部と係合する板部材をさらに備え、前記板部材は、前記封止部材によって前記角部に固定されていてもよい。

上記の構成によると、開口部を覆うように切り欠き部と係合する板部材が、封止部材によって角部に固定されていることによって、封止部材は、板部材を角部に固定しつつ、角部に備えられた連通口を封止する役割を持っている。これにより、開口部や連通口から空間に液体が侵入するのを防止しつつ、板部材の固定と連通口の封止とを同一工程で行うことで、ヘッドの製造コストをさらに低減することができる。

上記の構成によると、複数の逃がし溝がそれぞれ大気に開放する複数の連通口が備えられているため、第１プレートと第２プレートとを接着する際に両プレート間に残留する気泡を逃がし溝を介して大気連通口から排出できる。また、両プレート間の余剰接着剤を確実に逃がし溝に入り込ませることができる。従って、第１プレートと第２プレートとの接着状態が良好となり、ヘッドの性能が向上する。さらに、複数の連通口が角部に備えられているため、連通口を封止するための工程が簡略化され、ヘッドの製造コストを低減することができる。また、角部に、複数の連通口を全て封止する封止部材が備えられていることによって、液体が連通口を通してヘッド内部に侵入するのを防止することができる。

本発明の好適な一実施の形態を、図１〜図９に基づいて以下に説明する。

図１は、本発明に係る液体吐出ヘッドの一実施形態であるインクジェットヘッドを含むインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、４つのインクジェットヘッド１００を有するカラーインクジェットプリンタである。このインクジェットプリンタ１においては、図中左方に給紙トレイ１１が、図中右方に排紙トレイ１２がそれぞれ配置されている。

インクジェットプリンタ１の内部には、給紙トレイ１１から排紙トレイ１２に向かって用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙トレイ１１のすぐ下流側には、用紙を狭持搬送する一対の送りローラ５ａ、５ｂが配置されている。一対の送りローラ５ａ、５ｂは、用紙Ｐを給紙トレイ１１から図中右方に送り出すためのものである。用紙搬送経路の中間部には、搬送機構１３が設けられている。この搬送機構１３は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト８と、搬送ベルト８によって囲まれた領域内に配置されたプラテン１５とを含む。プラテン１５は、インクジェットヘッド１００と対向する位置において搬送ベルト８が下方に撓まないように搬送ベルト８を支持するものである。ベルトローラ７と対向する位置には、ニップローラ２４が配置されている。ニップローラ２４は、給紙トレイ１１から送りローラ５ａ、５ｂによって送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付けるものである。

搬送モータがベルトローラ６を回転させることによって、搬送ベルト８が走行される。これにより、搬送ベルト８が、ニップローラ２４によって外周面８ａに押さえ付けられた用紙Ｐを粘着保持しつつ排紙トレイ１２に向けて搬送する。なお、搬送ベルト８の表面には、弱粘着性のシリコン樹脂層が形成されている。

搬送ベルト８のすぐ下流側には、剥離プレート１４が設けられている。剥離プレート１４は、搬送ベルト８の外周面８ａに粘着されている用紙Ｐを外周面８ａから剥離して、図中右方の排紙トレイ１２に向けて導くように構成されている。

４つのインクジェットヘッド１００は、４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）に対応して、搬送方向に沿って４つ並べて固定されている。つまり、このインクジェットプリンタ１は、ライン式プリンタである。４つのインクジェットヘッド１００は、その下端にヘッド本体６０をそれぞれ有している。ヘッド本体６０は、搬送方向に直交した方向に長尺な細長い直方体形状となっている。また、ヘッド本体６０の底面が外周面８ａに対向するインク吐出面２ａとなっている。搬送ベルト８によって搬送される用紙Ｐが４つのヘッド本体６０のすぐ下方を順に通過する際に、この用紙Ｐの上面すなわち印刷面に向けてインク吐出面６０ａから各色のインクが吐出されることで、用紙Ｐの印刷面に所望のカラー画像を形成できるようになっている。

各インクジェットヘッド１００は、図２に示すように、主走査方向に長尺な形状であって、下側から順にヘッド本体６０及びリザーバユニット９０を有し、さらにリザーバユニット９０上に配置された制御基板（図示せず）と、ヘッドカバー１１５とを有する。

リザーバユニット９０は、上側から順に、樹脂製のフィルター部材７０及び金属製のインク分配部材８０を含む。フィルター部材７０は樹脂で一体成形により作製されたものであって、その上面の長手方向一端には筒状突起７１が設けられている（図３及び図４参照）。筒状突起７１の内部には供給口７１ａが形成されており、筒状突起７１にインク供給弁１１１の一端が取り付けられ、インクタンク等のインク供給源からのインクがインク供給チューブ（図示せず）及びインク供給弁１１１を介して供給口７１ａからフィルター部材７０内に供給される。また、フィルター部材７０の上面において供給口７１ａの近傍には、排出口７３ａを形成する筒状突起７３が設けられており、筒状突起７３にインク排出弁１１７の一端が取り付けられ、インク排出弁１１７及びインク排出チューブ（図示せず）を介して排出口７３ａから廃インクタンク（図示せず）へとヘッド内のインクが排出される。

ヘッドカバー１１５は、図２に示すように、下方に開口した略箱形形状であって、フィルター部材７０及びフィルター部材７０上の制御基板を覆うように、インク分配部材８０上に配置されている。ヘッドカバー１１５の上面にはインク供給弁１１１及びインク排出弁１１７の他端が露出しており、インク供給弁１１１にはインク供給チューブ（図示せず）、インク排出弁１１７にはインク排出チューブ（図示せず）がそれぞれ接続される。図２及び図３に示すように、インク分配部材８０には、副走査方向に関する両側面に、主走査方向に延びる凹形状の切り欠き部４６が形成されている。これに対応して、ヘッドカバー１１５は、切り欠き部４６が露出するように切り欠かれている。また、ヒートシンク１５０が、後述する空間８４ａが有する開口部８４ｂを覆うように切り欠き部４６と係合している。ここで、ヒートシンク１５０は、ヒートシンク１５０の周縁に沿って塗布されたポッティング材５０によって、切り欠き部４６に固定されている。

またインクジェットヘッド１００は、ヘッドカバー１１５、インク分配部材８０、及びヘッド本体６０で囲まれた空間が密閉空間となるよう、各部材間の隙間がシール部材（図示せず）によって埋められている。なお、シール部材は、ポッティング材５０と同様のポッティング材であってもよい。

フィルター部材７０内には、図４に示すように、供給口７１ａから流出口７２に至るインク流路が形成されている。供給口７１ａから供給されたインクは先ず第１の穴７４に流入する。第１の穴７４の下側はダンパー膜７４ａにより塞がれており、供給口７１ａからインクが供給されることにより生じる圧力の変動がダンパー膜７４ａによって吸収されるようになっている。第１の穴７４に流入したインクは、フィルター７５ａを通って第２の穴７５に流れ込み、さらに上側にダンパー膜７６ａが形成された空間７６を通った後下降し、流出口７２を通ってインク分配部材８０内に流入する。

図５は、インク分配部材８０の各構成部材の底面図である。インク分配部材８０は、図５に示すように、いずれも金属製のアッパープレート８１、リザーバプレート８２、アンダープレート８３、及びスペーサー８４を有し、これら３枚の金属プレート８１，８２，８３、及びスペーサー８４を積層し且つ互いに接着固定することにより形成されている。これら３枚の金属プレート８１，８２，８３、及びスペーサー８４それぞれの幅方向に関する両端部には、インク分配部材８０に形成された切り欠き部４６によって、幅方向に凹んだ凹部４６ａ,４６ｂ, ４６ｃ,４６ｄが形成されている。

プレート８１〜８３はいずれも主走査方向に細長な略矩形状の平面を有すると共に、略同じ幅を有している。スペーサー８４は、互いに隔離され配置された２つのＬ字型平板５４ａ,５４ｂと２つの細長な平板５５ａ,５５ｂ、及び、これらを隔離することで形成された空間８４ａによって構成されている。よって、空間８４ａを画定する上壁面は、アンダープレート８３によって構成されており、側壁面は、スペーサー８４によって構成されている。また、空間８４ａは、スペーサー８４全体の幅方向に関する両端部において、凹部４６ｄに開口する、即ち、切り欠き部４６の底部に開口する開口部８４ｂを有する。アッパープレート８１は、ヘッドカバー１１５を取り付けるため、及び、当該ヘッド１００をプリンタ１内のホルダに固定するため、他の２枚のプレート８２，８３、及び、スペーサー８４の長手方向より若干長く、且つ、幅方向中央を通る直線の両端付近に取り付け用の孔が形成されている。

アッパープレート８１の中心には、流出口７２から流出したインクが流入する流入孔８９が厚み方向に貫通するように形成されている。プレートの幅方向に関して流入孔８９の両側には、フィルター部材７０との接続用のネジ穴８５が厚み方向に貫通するように形成されている。アッパープレート８１の幅方向中央を長手方向に通る直線上において、取り付け用の孔よりも流入孔８９に僅かに近い位置には、プレート積層の際に使用される３つの位置決め穴４１ａが厚み方向に貫通するように形成されている。プレートの幅方向に関して位置決め穴４１ａの両側には、プレート積層の際にフィルター部材７０の爪（図示せず）が引っ掛けられる引っ掛け穴４７ａが厚み方向に貫通するようにそれぞれ形成されている。

リザーバプレート８２には、流入孔８９から流入したインクをアンダープレート８３に形成された各孔８８へと分配するように、主インク室８６及び主インク室８６から分岐した分岐流路８７に対応する穴が厚み方向に貫通するように形成されている。主インク室８６は流入孔８９に対向する部分を中心としてリザーバプレート８２の長手方向の両側に延び、分岐流路８７は主インク室８６の両端からそれぞれ５つずつ形成されている。流入孔８９から主インク室８６の中央に流入したインクは、左右に分かれて各分岐流路８７に流れ込む。主インク室８６及び分岐流路８７は、全体としてリザーバプレート８２の中心に関して点対称に形成されている。プレートには、アッパープレート８１の位置決め穴４１ａに対応する位置に、位置決め穴４１ａと同様の役割を持つ位置決め穴４１ｂが形成されている。また、引っ掛け穴４７ａに対応する位置には、引っ掛け穴４７ａと同様の役割を持つと共に引っ掛け穴４７ａに連通した引っ掛け穴４７ｂが形成されている。

アンダープレート８３には、分岐流路８７の各先端に対応する位置に、略楕円形の孔８８が厚み方向に貫通するように形成されている。これらの孔８８はアンダープレート８３の中心に関して点対称に配置されており、後述するスペーサー８４の孔５８にそれぞれ連通している。また、アンダープレート８３の両端部には、スペーサー８４に接着される面（以下接着面と称することがある。）に逃がし溝群４０が形成されている。逃がし溝群４０については、後述する。さらにプレートには、位置決め穴４１ａ,４１ｂに対応する位置に、これらと同様の役割を持つ位置決め穴４１ｃが形成されている。また、引っ掛け穴４７ａ,４７ｂに対応する位置には、これらと同様の役割を持つと共に引っ掛け穴４７ａ,４７ｂに連通した引っ掛け穴４７ｃが形成されている。

スペーサー８４は、４つの部分スペーサーから構成されている。このうち、２つのＬ字型平板５４ａ,５４ｂは、アンダープレート８３の長手方向両端に対応する位置に、２つの細長な平板５５ａ,５５ｂは、アンダープレート８３の中心付近の幅方向の端部に対応する位置に、それぞれ配置されている。Ｌ字型平板５４ａ,５４ｂ及び平板５５ａ,５５ｂはそれぞれ、スペーサー８４の中心に関して点対称となっている。そして、これらが配置されていない空間８４ａ内において、流路ユニット４の上面にアクチュエータユニット２１が貼り付けられている（図４及び図７参照）。

さらに、Ｌ字型平板５４ａ,５４ｂには、分岐流路８７の各先端、及び、孔８８に対応する位置であって、後述する流路ユニット４の各インク供給口１０５ｂ（図７参照）にも対応する位置に、孔８８と同形状の孔５８が厚み方向に貫通するように形成されている。従って、各分岐流路８７の先端から孔８８内を通過し孔５８内に流入したインクは、インク供給口１０５ｂを介して流路ユニット４に供給される。スペーサー８４には、位置決め穴４１ａ〜４１ｃに対応する位置に、これらと同様の役割を持つ位置決め穴４１ｄが形成されている。また、引っ掛け穴４７ａ〜４７ｃに対応する位置には、これらと同様の役割を持つと共に引っ掛け穴４７ａ〜４７ｃに連通した引っ掛け穴４７ｄが形成されている。なお、連通した位置決め穴４１ａ〜４１ｄは、図示しない封止部材によって一体的に封止されているため、大気には開放していない。従って、インク分配部材８０の外部からインクが侵入することはない。また、Ｌ字型平板５４ａ,５４ｂには、流路ユニット４に接着される面に、アンダープレート８３の逃がし溝群４０と同様の逃がし溝群が形成されているが、説明は省略する。

ここで、図６を参照しアンダープレート８３の詳細について説明する。

図６は、図５の破線で囲まれた部分の拡大図である。アンダープレート８３の長手方向両端部のスペーサー８４との接着面には、塗布した接着剤を逃がすための補助溝４３、及び、逃がし溝群４０が形成されている。また、アンダープレート８３の幅方向に関する各端部には、幅方向に凹んだ凹部４６ｃによって、もう一方の端部に向かって凹む角部４５が形成されている。角部４５それぞれには、上述の塗布されたポッティング材５０が備えられている。

補助溝４３は、位置決め穴４１ｃよりも空間８４ａに僅かに近い位置に複数形成されており、アンダープレート８３の幅方向に沿って延在している。これら補助溝４３は、接着剤塗布時に余剰接着剤を溝の内部に逃がすことによって、接着剤を均一に塗布可能にする役割を持っている。

逃がし溝群４０は、アンダープレート８３の接着面において、スペーサー８４と対向する範囲の外郭線の、空間８４ａに最も近い部分と、最も遠い部分との間、より詳細には、補助溝４３と当該外郭線の空間８４ａから最も遠い部分との間、に形成されており、互いに連結されない６つの逃がし溝４０ａ, ４０ｂ, ４０ｃ, ４０ｄ, ４０ｅ, ４０ｆから構成されている。逃がし溝４０ａ〜４０ｆは、補助溝４３と同様に、接着剤塗布時に余剰接着剤を溝の内部に逃がすことによって、接着剤を均一に塗布可能にする役割を持っている。これらの逃がし溝は、加えて、それぞれの逃がし溝よりも空間８４ａから遠い位置から、アンダープレート８３とスペーサー８４との間にインクが侵入した場合に、侵入したインクがインクジェットヘッド１００のさらに内部（特に、空間８４ａ）に侵入するのを防止する役割を持っている。

逃がし溝４０ａ,４０ｂは、位置決め穴４１ｃのうち空間８４ａに最も近い２つの間を通過するようにアンダープレート８３の幅方向の全長にわたって形成されており、角部４５それぞれで終端する。逃がし溝４０ａ,４０ｂはそれぞれ、その各角部４５において、アンダープレート８３の厚み方向及び長手方向に延在する側面に、大気開放する連通口４８ａ,４８ｂを有する。

逃がし溝４０ｃは、逃がし溝４０ｂと孔８８の開口との間に形成されている。さらに逃がし溝４０ｃは、孔８８の開口の周縁の略半分に沿うように形成された部分、及び、位置決め穴４１ｃのうち他の位置決め穴４１ｃの間に位置するものを包囲するように形成された部分を有し、孔８８に近い方の角部４５で終端する。即ち、逃がし溝４０ｃは、１つの末端を有する。逃がし溝４０ｃは、孔８８に近い方のその角部４５において、アンダープレート８３の厚み方向及び長手方向に延在する側面に、大気開放する連通口４８ｃを有する。

逃がし溝４０ｄは、逃がし溝４０ｂよりも空間８４ａから遠い位置に形成されている。さらに逃がし溝４０ｄは、孔８８から遠い方の引っ掛け穴４７ｃを包囲するように形成された部分を有し、孔８８から遠い方の角部４５で終端する。即ち、逃がし溝４０ｄは、１つの末端を有する。逃がし溝４０ｄは、その孔８８から遠い方の角部４５において、アンダープレート８３の厚み方向及び長手方向に延在する側面に、大気開放する連通口４８ｄを有する。

逃がし溝４０ｅは、孔８８よりも空間８４ａから遠い位置、及び、孔８８に近い方の引っ掛け穴４７ｃよりも空間８４ａから遠い位置を通過するように形成されている。さらに、逃がし溝４０ｅは、孔８８の開口の周縁の略半分に沿って形成された部分、及び、孔８８に近い方の引っ掛け穴４７ｃの開口の周縁の略半分に沿って形成された部分、及び、位置決め穴４１ｃのうち空間８４ａから最も遠いものを包囲するように形成された部分を有し、孔８８に近い方の角部４５で終端する。即ち、逃がし溝４０ｅは、１つの末端を有する。逃がし溝４０ｅは、その孔８８に近い方の角部４５において、アンダープレート８３の厚み方向及び幅方向に延在する側面に、大気開放する連通口４８ｅを有する。

逃がし溝４０ｆは、アンダープレート８３の幅方向の全長にわたって形成されており、両方の角部４５それぞれで終端する。逃がし溝４０ｆの大部分は、逃がし溝４０ｅよりも空間８４ａから遠い位置、及び、逃がし溝４０ｄよりも空間８４ａから遠い位置を通過するように形成されている。さらに、逃がし溝４０ｆは、位置決め穴４１ｃのうち空間８４ａから最も遠い２つの間において、逃がし溝４０ｃと逃がし溝４０ｅとの間を通過するように形成された部分を有する。逃がし溝４０ｆは、各角部４５において、アンダープレート８３の厚み方向及び幅方向に延在する側面に、大気開放する連通口４８ｆを有する。

従って、孔８８に近い方の角部４５に備えられたポッティング材５０は、当該角部４５に設けられた５つの連通口４８ａ,４８ｂ,４８ｃ,４８ｅ,４８ｆを全て封止しており、孔８８から遠い方の角部４５に備えられたポッティング材５０は、当該角部４５に設けられた４つの連通口４８ａ,４８ｂ, ４８ｄ, ４８ｆを全て封止している。

ここで、各逃がし溝４０ａ〜４０ｆは、上述のように、接着剤塗布時の余剰接着剤を逃がしてその塗布厚を均一にする。さらに、アンダープレート８３とスペーサー８４とを接着するときに、両者間に挟み込んだ気泡や余剰接着剤を逃がして、場所に依らず良好に密着した接着状態にする。そのため、各逃がし溝４０ａ〜４０ｆは、余剰接着剤によって充填されておらず、部分的に空隙が存在する。空隙同士が互いに連通している場合もあれば、余剰接着剤によって空隙同士が分断されている場合もある。いずれにしても、長手方向に外部から空間８４ａに向かってインク（ミスト）が侵入する場合、空間８４ａに辿り着くまでに、インクは複数回逃がし溝を横切ることになる。その度に、インクは各逃がし溝の持つ空隙に捕獲されて、空間８４ａに到達できない。なお、各逃がし溝４０ａ〜４０ｆは、上述のように、幅方向両側に形成された角部４５の少なくとも一方において、大気に開放する連通口４８ａ〜４８ｆを有している。さらに、２つの角部４５は、共にポッティング材５０によって封止されており、インクは連通口４８ａ〜４８ｆから内部に侵入できない。以上のように、プレート同士の接着後にも、接着剤の逃がし溝には空隙が存在し、この空隙が外部から侵入しようとするインク（ミスト）に対するトラップの働きをしている点に特徴がある。

以上説明した逃がし溝の配置形態とその機能に関しては、スペーサー８４の流路ユニット４の上面４ａとの接着面でも同様に成り立っている。

さらに、前述のように、ヒートシンク１５０が、４つのプレート８１〜８４に形成された凹部４６ａ〜４６ｄの内側に係合されている。ヒートシンク１５０の長手方向の端部は、ちょうど連通口４８ａ〜４８ｆが配置された角部に位置している。このとき、各プレート８１〜８４の厚み方向および幅方向に延在する側面は、ヒートシンク１５０の長手方向の端面に所定の間隙を介して対向する。この間隙内に、全ての連通口４８ａ〜４８ｆが開口している。ポッティング材５０は、凹部４６ａ〜４６ｄのこの側面とヒートシンク１５０の端面が作る間隙内に塗布されており、連通口４８ａ〜４８ｆを封止するとともにヒートシンク１５０をリザーバユニット９０に固定している。なお、ポッティング材５０は、各凹部４６ａ〜４６ｄの角部だけではなく、ヒートシンク１５０の周囲を封止している。

本実施の形態では、ヒートシンク１５０の幅方向下端面は、流路ユニット４の上面４ａに当接している。図２に示すように、ヒートシンク１５０の幅方向上端部は、ヘッドカバー１１５を外側にしてその下端部と重なっている。このとき、ヒートシンク１５０は、この重なり部分において、フィルター部材７０とヘッドカバー１１５によって挟持されている。ポッティング材５０は、ヒートシンク１５０と流路ユニット４との境界部に沿って配置されている。角部４５のポッティング材５０と併せて、インクは、リザーバユニット９０の幅方向から空間８４ａに侵入できない構成となっている。

次に、図７〜９を参照し、ヘッド本体６０について説明する。図７は、ヘッド本体６０の平面図である。図８は、図７の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図８では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及びノズル１０８を実線で描いている。図９は、図８に示IX−IX線に沿った部分断面図である。

図７に示すように、ヘッド本体６０は、４つのアクチュエータユニット２１が、流路ユニット４の上面４ａに固定されている。図示されていないが、上面４ａには、さらに４つの部分スペーサー５４ａ、５４ｂ、５５ａ、５５ｂが各アクチュエータユニット２１を避けるようにして接着されている。そのため、流路ユニット４の上面４ａとアンダープレート８３との間には、スペーサー８４の厚み分の空間８４ａが形成されている。空間８４ａは、流路ユニット４の上面４ａ、スペーサー８４の側壁及びアンダープレート８３の下面によって画定された隙間で、インクジェットヘッド１００の長手方向に延びている。４つのアクチュエータユニット２１は、この空間８４ａ内に配置されている。また、スペーサー８４の厚みは、アクチュエータユニット２１の厚み（高さ）より大きいので、アクチュエータユニット２１の上面とアンダープレート８３の下面との間には若干の隙間が残っている。従って、アクチュエータユニット２１の表面は、空間８４ａに露出している。

図８に示すように、流路ユニット４は、インクが貯留された圧力室１１０等を含むインク流路が内部に形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、ドライバに駆動されることによって、圧力室１１０の容積を変化させ、圧力室１１０内のインクに選択的にノズル１０８から吐出するための吐出エネルギーを与える機能を有する。

流路ユニット４は、直方体形状となっている。流路ユニット４の上面４ａには、インク分配部材８０のスペーサー８４の孔５８に対応して、計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット４の内部には、図７及び図８に示すように、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５及びマニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａが形成されている。流路ユニット４の下面には、多数のノズル１０８がマトリクス状に配置されたインク吐出面２ａが形成されている。圧力室１１０も流路ユニット４におけるアクチュエータユニット２１の固定面においてノズル１０８と同様マトリクス状に多数配列されている。

等間隔に流路ユニット４の長手方向に並ぶ圧力室１１０の列が、流路ユニット４の幅方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、アクチュエータユニット２１の外形形状（台形形状）に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。ノズル１０８も、これと同様の配置がされている。

図９に示すように、流路ユニット４は、ステンレス鋼など金属材料からなる９枚のプレート１２２〜１３０から構成されている。これらプレート１２２〜１３０は、主走査方向に長尺な矩形状の平面を有する。

これらプレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、プレート１２２〜１３０に形成された貫通孔が連結され、流路ユニット４内に、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経てノズル１０８に至る多数の個別インク流路１３２が形成される。

次に、流路ユニット４におけるインクの流れについて説明する。リザーバユニット９０からインク供給口１０５ｂを介して流路ユニット４内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分岐される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に流れ込み、絞りとして機能するアパーチャ１１２及び圧力室１１０を介してノズル１０８に至る。

以上説明した本実施の形態によると、次のような効果が得られる。

逃がし溝群４０即ち逃がし溝４０ａ〜４０ｆがそれぞれ大気に開放する連通口４８ａ〜４８ｆが備えられているため、アンダープレート８３とスペーサー８４とを接着する際にアンダープレート８３とスペーサー８４との間に残留する気泡を逃がし溝４０ａ〜４０ｆを介して大気連通口４８ａ〜４８ｆから排出できる。また、アンダープレート８３とスペーサー８４と間の余剰接着剤を確実に逃がし溝４０ａ〜４０ｆに入り込ませることができる。従って、アンダープレート８３とスペーサー８４との接着状態が良好となり、ヘッド１００の性能が向上する。さらに、連通口４８ａ〜４８ｆが角部４５に備えられているため、連通口４８ａ〜４８ｆを封止するための工程が簡略化され、ヘッド１００の製造コストを低減することができる。また、角部４５それぞれに、５つの連通口４８ａ,４８ｂ,４８ｃ,４８ｅ,４８ｆを全て封止するポッティング材５０、及び、４つの連通口４８ａ,４８ｂ, ４８ｄ, ４８ｆを全て封止するポッティング材５０、がそれぞれ備えられていることによって、インクが連通口４８ａ〜４８ｆを通してヘッド１００内部に侵入するのを防止することができる。

また、アンダープレート８３の接着面において、スペーサー８４と対向する部分の外郭線のうち、空間８４ａに最も近い部分と空間８４ａから最も遠い部分との間に、逃がし溝４０ａ〜４０ｆが配置されていることによって、インクが、外郭線のうち空間８４ａから最も遠い部分の周辺からアンダープレート８３とスペーサー８４との間に侵入した場合でも、逃がし溝４０ａ〜４０ｆがインクの侵入を段階的に阻止するため、侵入したインクがヘッド１００のさらに内部に侵入するのを防止することができる。従って、ヘッド１００のシール性が向上し、ヘッド１００の性能悪化を防ぐことが可能である。

また、アンダープレート８３の接着面において、スペーサー８４と対向する範囲の外郭線のうち空間８４ａに最も近い部分と孔８８の開口との間に、逃がし溝４０ａ〜４０ｃが配置されていることによって、インクが、外郭線の空間８４ａに最も近い部分以外の周辺からアンダープレート８３とスペーサー８４との間に侵入した場合でも、逃がし溝４０ａ〜４０ｃがインクの侵入を段階的に阻止するため、侵入したインクがヘッド１００のさらに内部に侵入するのを防止することができる。また、インクが、孔８８または孔５８を通してアンダープレート８３とスペーサー８４との間に侵入した場合でも、逃がし溝４０ａ〜４０ｃがインクの侵入を段階的に阻止するため、侵入したインクがヘッド１００のさらに内部に侵入するのを防止することができる。従って、ヘッド１００のシール性が向上し、ヘッド１００の性能悪化を防ぐことが可能である。

また、逃がし溝４０ａ,４０ｂ,４０ｆが、アンダープレート８３の幅方向の全長にわたっていることによって、侵入したインクがヘッド１００のさらに内部に侵入するのをさらに防止することができる。従って、ヘッド１００のシール性が一層向上し、ヘッド１００の性能悪化をさらに防ぐことが可能である。

また、連通口４８ａ〜４８ｆのそれぞれが、角部４５において他の連通口のうちの少なくとも１つと近接していることによって、ポッティング材５０を塗布する範囲又は回数を減らすことができ、連通口４８ａ〜４８ｆを封止するための工程がさらに簡略化される。

また、アンダープレート８３が、アクチュエータユニット２１の表面が露出した空間８４ａを画定する上壁面を構成していることによって、インクがアンダープレート８３とスペーサー８４との間に侵入した場合でも、侵入したインクがアクチュエータユニット２１の表面に到達する事態を防止することができる。これにより、インクが付着してアクチュエータユニット２１が損傷するのを防止することができる。

また、開口部８４ｂを覆うように切り欠き部４６と係合するヒートシンク１５０が、ポッティング材５０によって角部４５に固定されていることによって、ポッティング材５０は、ヒートシンク１５０を角部４５に固定しつつ、角部４５に備えられた連通口４８ａ〜４８ｆを封止する役割を持っている。これにより、開口部８４ｂや連通口４８ａ〜４８ｆから空間８４ａにインクが侵入するのを防止しつつ、ヒートシンク１５０の固定と連通口４８ａ〜４８ｆの封止とを同一工程で行うことで、ヘッド１００の製造コストをさらに低減することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。

例えば、上記実施形態では、逃がし溝群４０は、６つの逃がし溝から構成されているが、逃がし溝の数は６つに限られない。加えて、逃がし溝４０ａ〜４０ｆの形状は、上記実施形態で述べたものでなくてもよい。例えば、逃がし溝４０ａ,４０ｂ,４０ｆのみだけでなく、全ての逃がし溝がアンダープレート８３の幅方向の全長にわたっていてもよい。その場合は、ヘッド１００のシール性が一層向上し、ヘッド１００の性能悪化をさらに防ぐことが可能である。また、全ての逃がし溝がアンダープレート８３の幅方向の全長にわたっていなくてもよい。

また、上記実施形態では、アンダープレート８３の接着面において、スペーサー８４と対向する範囲の外郭線の、空間８４ａに最も近い部分と孔８８の開口との間に、３つの逃がし溝４０ａ〜４０ｃが配置されているが、配置される逃がし溝の数は３つ未満であってもよいし、４つ以上であってもよい。

本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドを含むインクジェットプリンタの外観側面図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図である。 図２のインクジェットヘッドのヘッドカバー、ヒートシンク、及び、ポッティング材が取り外された状態を示す斜視図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 インクジェットヘッドに含まれるリザーバユニットのインク分配部の構成要素を示す平面図である。 図５に示す破線で囲まれた領域の拡大図である。 ヘッド本体の平面図である。 図７に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図７に示すIX−IX線断面図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
４ 流路ユニット
２１ アクチュエータユニット
４０ 逃がし溝群
４５ 角部
４６ 切り欠き部
５０ ポッティング材
５８ 孔
６０ ヘッド本体
７１ａ 供給口
７３ａ 排出口
８３ アンダープレート
８４ スペーサー
８４ａ 空間
８４ｂ 開口部
８８ 孔
９０ リザーバユニット
１００ インクジェットヘッド
１０８ ノズル
１１０ 圧力室

Claims (7)

1. 接着剤を介して積層された複数のプレートからなり、内部に空間が形成された積層体を有し、
   前記積層体は、前記空間を画定する壁面の少なくとも一部をそれぞれ構成する第１プレートと、前記第１プレートに前記接着剤を介して積層された第２プレートとを含み、
   前記第１プレートには、前記第２プレートと接着する接着面に沿って、外から内部の前記空間に向かう一方向と交差する方向に延在し、且つ前記接着剤を逃がす互いに独立した複数の逃がし溝と、前記一方向と交差する方向の各端部からもう一方の端部に向かって凹む角部とが形成され、
   前記角部には、前記複数の逃がし溝がそれぞれ大気に開放する複数の連通口と、前記複数の連通口を全て封止する封止部材とが備えられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第１プレートの前記接着面には、前記第２プレートと対向する部分の外郭線のうち、前記空間に最も近い部分と前記空間から最も遠い部分との間に、前記角部と前記複数の逃がし溝とが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１プレートが厚さ方向に貫通する第１の孔を有し、
   前記第２プレートが厚さ方向に貫通すると共に前記第１の孔に連通した第２の孔を有しており、
   前記第１プレートの前記接着面には、前記外郭線のうち前記空間に最も近い部分と前記第１の孔の開口との間に、前記複数の逃がし溝のうちの２つ以上が配置され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。
4. 前記外郭線の前記空間に最も近い部分と前記第１の孔の開口との間に配置された前記逃がし溝が、前記一方向と交差する方向の全長にわたっていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記複数の逃がし溝の前記連通口のそれぞれは、前記角部において、他の前記連通口のうちの少なくとも１つと近接していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 液体が貯留された圧力室、及び、前記圧力室から連通し液体が吐出される吐出口を有する流路と、
   前記圧力室の容積を変化させ前記圧力室内の液体に前記吐出口から吐出するための吐出エネルギーを与えると共に前記空間に露出した表面を有する圧電素子とをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記複数のプレートは、平面視で略矩形の外形形状を有し、
   前記第１プレートは、前記一方向と交差する方向に関して両端部に形成され、前記一方向に延びる凹形状の切り欠き部を有し、
   前記角部が、前記一方向に関して、前記切り欠き部の少なくとも一方の端部に形成され、
   前記空間は、前記切り欠き部の凹形状の底部に開口する開口部を有し、
   前記開口部を覆うように前記切り欠き部と係合する板部材をさらに備え、
   前記板部材は、前記封止部材によって前記角部に固定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

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