JP2009298042A - インクジェットヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インク吐出チップの保護膜の損傷を防止して、インク吐出チップがインクに侵されることなく、インクジェットヘッドの性能の低下を防止できるインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】インクジェットヘッドは、インク吐出チップ１と、インク流路形成部材２と、キャップ受け部材３とを備える。インク吐出チップ１における共通インク室が開口する全ての開口面には、保護膜が設けられている。キャップ受け部材３の開口部１０の内面は、インク吐出チップ１における共通インク室が開口する全ての開口面に接触しない。
【選択図】図１

Description

この発明は、インクジェットヘッドおよびその製造方法に関する。

一般に、インクジェットヘッドは、ノズル面に形成された複数のノズル孔から塗布対象物に向けて微小なインク滴を吐出するデバイスである。インクジェットヘッドは、民生用として用紙等に画像形成を行うインクジェットプリンタに用いられるだけでなく、液晶ディスプレイの製造工程におけるカラーフィルタの形成など産業用途にも使われている。

インクジェットヘッドが搭載されたインクジェット装置においては、未使用時にノズル面の乾燥を防止することや、インクジェットヘッドのインク通路内に混入した異物や気泡を除去するためにノズルからインクを吸引することを目的として、ノズル面を密閉するキャッピング機構を設けている。

キャッピング機構の（弾性体である）キャップ部材と、インクジェットヘッドのキャップ受け面とが、接触することで、キャップ部材により、ノズル面を密閉する。キャップ受け面を、複数の部材で構成すると段差が出来てしまい、キャップ部材を押し付けても、密着させることができず、キャッピングの機密性を低下させる。

キャップ部材による密閉性を高めるために、従来のインクジェットヘッドでは、キャップ受け面を１つの部材で構成し、平坦面にしたものがある（特開平７−１０１０５４号公報：特許文献１参照）。

インクジェットヘッドは、インク吐出チップと、このインク吐出チップを開口部にて囲む枠部材とを有する。インク吐出チップには、インクが通過するインク通路が設けられている。枠部材は、キャップ受け面を有する。枠部材の開口部の内面は、インク吐出チップにおけるインク通路が開口する開口面に接触する。

ここで、インク吐出チップには、化学蒸着などの方法により保護膜が形成されることがある。保護膜は、インク吐出チップの圧力発生部やインク吐出チップに形成された電極などがインクに侵されることを防止するためのものであり、インク吐出チップのインク通路の表面および開口面に、形成する必要がある。
特開平７−１０１０５４号公報

しかしながら、上記従来のインクジェットヘッドでは、枠部材の開口部の内面は、インク吐出チップのインク通路の開口面に接触するので、枠部材は、インク吐出チップの保護膜に接触して、保護膜が損傷する問題があった。

保護膜に傷があると、傷を通じてインク吐出チップがインクに侵され、インクジェットヘッドの性能を低下させたり、損傷させたりする。また、インクの触れない部分の保護膜に傷が生じたとしても、時間経過により、やがては、インクの触れるところにまで傷が大きくなる可能性がある。

このように、インクジェットヘッドの作製時に、保護膜に傷が生じやすい構成であるため、インクジェットヘッドの信頼性を低下させる問題があった。

そこで、この発明の課題は、インク吐出チップの保護膜の損傷を防止して、インク吐出チップがインクに侵されることなく、インクジェットヘッドの性能の低下を防止できるインクジェットヘッドおよびその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のインクジェットヘッドは、
インクが通過するインク通路が設けられたインク吐出チップと、
上記インク吐出チップにおける上記インク通路が開口する全ての開口面のうちの少なくとも一つの開口面に取り付けられると共に、上記インク通路に連通するインク流路が設けられたインク流路形成部材と、
上記インク吐出チップを上記インク流路形成部材と共に開口部にて囲む枠部材と
を備え、
上記インク吐出チップの上記インク通路の表面および上記全ての開口面には、保護膜が設けられ、
上記枠部材の上記開口部の内面は、上記インク吐出チップの上記全ての開口面に接触しないことを特徴としている。

この発明のインクジェットヘッドによれば、上記枠部材の上記開口部の内面は、上記インク吐出チップの上記全ての開口面に接触しないので、上記枠部材は、上記インク吐出チップの上記保護膜に接触せず、上記保護膜の損傷を防止できる。

したがって、上記保護膜の損傷を防止して、上記インク吐出チップがインクに侵されることなく、インクジェットヘッドの性能の低下を防止できる。

また、上記インクジェットヘッドのノズル面乾燥防止やノズル孔からのインク吸引のために、キャップ部材を使用するときに、上記枠部材を、キャップ部材を受けるキャップ受け部材として、用いても、キャップ受け部材は、一つの部材で構成されているため、キャップ受け部材のキャップ部材を受ける面を平坦面にできて、密閉性を高めることができる。

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、
上記インク吐出チップと上記インク流路形成部材との接触面と、上記枠部材の上記開口部の開口面とが、交差する方向を、幅方向としたとき、
少なくとも一つの上記インク流路形成部材の幅は、上記インク吐出チップの幅よりも、大きい。

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、少なくとも一つの上記インク流路形成部材の幅は、上記インク吐出チップの幅よりも、大きいので、上記インク流路形成部材が、上記枠部材の上記開口部の内面と擦れることはあっても、上記インク吐出チップが、上記枠部材の上記開口部の内面と擦れることがなくて、上記インク吐出チップの上記保護膜の損傷を防止できる。

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、
上記インク吐出チップと上記インク流路形成部材との接触面と、上記枠部材の上記開口部の開口面とが、交差する方向を、幅方向とし、
上記インク吐出チップの線膨張係数を、αｃ[1/℃]とし、
上記インク流路形成部材の線膨張係数を、αｍ[1/℃]とし、
上記インク吐出チップと上記インク流路形成部材との接触面の幅を、ｄ[ｍｍ]とし、
上記インク吐出チップおよび上記インク流路形成部材が曝される環境温度範囲を、ΔＴとしたとき、
上記接触面の幅の変化量の差（（αｃ−αｍ）×ｄ×ΔＴ）の絶対値は、０．１[ｍｍ]以下である。

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、上記接触面の幅の変化量の差（（αｃ−αｍ）×ｄ×ΔＴ）の絶対値は、０．１[ｍｍ]以下であるので、上記接触面に形成された上記保護膜に、環境温度変化により生じるひずみを小さくすることができて、上記保護膜の損傷を防止できる。

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、
上記インク流路形成部材は、二つあり、
上記インク吐出チップにおける上記インク通路が開口する開口面は、互いに外側を向く相対面を含み、
上記二つのインク流路形成部材は、上記インク吐出チップの上記相対面に取り付けられて、上記インク吐出チップを挟む。

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、上記二つのインク流路形成部材は、上記インク吐出チップの上記相対面に取り付けられて、上記インク吐出チップを挟むので、上記枠部材の上記インク吐出チップへの接触を一層防止できる。

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、上記保護膜は、ポリパラキシリレン、または、ポリパラキシリレンの誘導体である。

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、上記保護膜は、ポリパラキシリレン、または、ポリパラキシリレンの誘導体であるので、上記保護膜は、耐薬品性に優れ、使用するインクの適用範囲を広げることが可能となる。

また、この発明のインクジェットヘッドの製造方法は、
インク吐出チップにおけるインク通路が開口する全ての開口面のうちの少なくとも一つの開口面に、上記インク通路に連通するインク流路が設けられたインク流路形成部材を、取り付ける工程と、
枠部材の開口部の内面が、上記インク吐出チップの上記全ての開口面に接触しないように、上記インク吐出チップを上記インク流路形成部材と共に上記枠部材の上記開口部にて囲む工程と
を備えることを特徴としている。

この発明のインクジェットヘッドの製造方法によれば、上記インク吐出チップに上記インク流路形成部材を取り付ける工程と、上記インク吐出チップを上記インク流路形成部材と共に上記枠部材の上記開口部にて囲む工程とを備えるので、上記枠部材の上記開口部の内面は、上記インク吐出チップの上記全ての開口面に接触しないので、上記枠部材は、上記インク吐出チップの上記全ての開口面に設けられた保護膜に接触せず、上記保護膜の損傷を防止できる。

したがって、上記保護膜の損傷を防止して、上記インク吐出チップがインクに侵されることなく、インクジェットヘッドの性能の低下を防止できる。

この発明のインクジェットヘッドによれば、上記枠部材の上記開口部の内面は、上記インク吐出チップの上記全ての開口面に接触しないので、上記保護膜の損傷を防止して、上記インク吐出チップがインクに侵されることなく、インクジェットヘッドの性能の低下を防止できる。

この発明のインクジェットヘッドの製造方法によれば、上記インク吐出チップに上記インク流路形成部材を取り付ける工程と、上記インク吐出チップを上記インク流路形成部材と共に上記枠部材の上記開口部にて囲む工程とを備えるので、上記保護膜の損傷を防止して、上記インク吐出チップがインクに侵されることなく、インクジェットヘッドの性能の低下を防止できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明のインクジェットヘッドの一実施形態である斜視図を示している。図２は、インクジェットヘッドの正面図を示している。図３は、インクジェットヘッドの分解斜視図を示している。

図１、図２および図３に示すように、インクジェットヘッドは、インク吐出チップ１と、インク流路形成部材２と、枠部材としてのキャップ受け部材３とを備える。

インク吐出チップ１は、チタン酸ジルコン酸鉛を材料とする圧電基板からなり、インク吐出チップ１には、隔壁で分離された複数の圧力室と、それぞれの圧力室に連通する共通インク室４とが設けられている。圧力室および共通インク室４は、インクが通過するインク通路を構成する。

圧力室の内壁には電極が形成され、配線基板５を通じて外部に引き出されている。図示しない制御回路により、配線基板５および電極を通じて、隔壁に電圧を印加することで、隔壁を変形させ、圧力波を発生させてインクを吐出させる。

インク吐出チップ１は、表面を保護膜で覆われている。つまり、保護膜は、インク吐出チップ１におけるインク通路の表面およびインク通路が開口する全ての開口面に、設けられている。保護膜は、インク吐出チップ１や電極をインクに侵されないよう保護するためのものである。保護膜としては、耐薬品性、インクジェットヘッド内部への付きまわりのよさなどから、ポリパラキシリレン、または、その誘導体が好ましい。

本実施例においては、ダイマーであるジクロロジパラキシリレンを材料として、ポリモノクロロパラキシリレン（［化１］の構造式）を、化学蒸着により厚み約１０μｍになるように成膜した。

本発明における材料はこれに限ったものではなく、上記ダイマーの各種誘導体を用いても本発明による効果が得られる。例を挙げると、ダイマーであるジパラキシリレン（［化２］の構造式）を材料としたポリパラキシリレン（［化３］の構造式）、さらには他の誘導体を用いたポリパラキシリレン膜の一種として（［化４］の構造式）のポリジクロロパラキシリレン、その他、［化５］の構造式、［化６］の構造式に示すものなどがある。

また、インク吐出チップ１には、ノズルプレート６が接着されている。ノズルプレート６は、厚さ５０μｍのポリイミドのフィルムからなり、インク吐出チップの圧力室に対応する位置に、エキシマレーザを用いた加工により直径３０μｍのノズル孔７が複数形成されている。つまり、ノズルプレート６は、インク吐出チップ１におけるインク通路が開口する全ての開口面のうちの一の開口面に取り付けられている。ノズル孔７は、インク通路に連通している。

インク流路形成部材２は、チタン酸カリウムの微小繊維を３０重量％含むポリエーテルエーテルケトンを材料とする樹脂成型品で、内部にインク孔８を有する。インク流路としてのインク孔８の一方の開口は、インク吐出チップ１の共通インク室４に接続され、インク孔８の他方の開口は、図示しないインクタンクに接続されることで、インク吐出チップ１にインクを供給する流路となる。つまり、インク流路形成部材２は、インク吐出チップ１におけるインク通路が開口する開口面に取り付けられている。インク流路は、インク通路に連通している。

キャップ受け部材３は、ポリエーテルエーテルケトンを材料とする樹脂成型品であり、キャッピング時にインクジェット装置の（図示しない）キャップ部材を受けるためのキャップ受け面９を有する。キャップ受け部材３は、インク吐出チップ１をインク流路形成部材２と共に囲む開口部１０を有している。キャップ受け部材３の開口部１０の内面は、インク吐出チップ１におけるインク通路が開口する全ての開口面に、接触しない。

インク吐出チップ１とインク流路形成部材２との接触面と、キャップ受け部材３の開口部の開口面とが、交差する方向を、幅方向としたとき、インク流路形成部材２の幅１２は、インク吐出チップ１の幅１１よりも、大きい。インク流路形成部材２は、インク吐出チップ１よりも幅方向に出っ張る。

このようにすることで、キャップ受け部材３の開口部１０の内面は、インク吐出チップ１の側面１３を擦ることがなく、より信頼性の高いインクジェットヘッドを作製することが出来る。

なお、このような構成では、インク吐出チップ１とキャップ受け部材３の開口部１０の内面との隙間が、他の部分よりも広くなるが、その分、接着剤を多く充填することで、キャッピング時における機密性を確保することが出来る。

インク吐出チップ１とインク流路形成部材２との線膨張係数の差は、小さい。接着剤の硬化のための加熱など、インクジェットヘッドの作製時における環境温度変化や、インクジェットヘッド使用環境での温度変化により、インクジェットヘッドを構成する各部材は伸縮するが、材質によって線膨張係数が異なるため伸縮の程度は異なる。

インク吐出チップ１とインク流路形成部材２とで伸縮の程度が異なると、インク吐出チップ１とインク流路形成部材２との接触面に形成されている保護膜がひずみをうけて破れたり剥がれたりするといった損傷を受ける。損傷を防止するには、インク吐出チップ１とインク流路形成部材２との線膨張係数の差を小さくする必要がある。

インク吐出チップ１の線膨張係数を、αｃ[1/℃]とし、インク流路形成部材２の線膨張係数を、αｍ[1/℃]とし、インク吐出チップ１とインク流路形成部材２との接触面の幅を、ｄ[ｍｍ]とし、インク吐出チップ１およびインク流路形成部材２が曝される環境温度範囲を、ΔＴとしたとき、インク吐出チップ１とインク流路形成部材２との接触面の幅の変化量の差（（αｃ−αｍ）×ｄ×ΔＴ）の絶対値は、０．１[ｍｍ]以下である。

次に、［表１］に、インク流路形成部材の材質と、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面における保護膜の損傷との、関係を示す。また、［表１］では、インク流路形成部材の線膨張係数、環境温度変化−２０℃〜８０℃におけるインク流路形成部材の５０ｍｍあたりの幅の変化量、および、インク流路形成部材とインク吐出チップの幅の変化量の差を示す。

［表１］からわかるように、実施例１では、インク流路形成部材の材質として、チタン酸カリウムの微小繊維を３０重量％含むポリエーテルエーテルケトンを使用する。インク吐出チップの線膨張係数αｃは、３．３ｐｐｍ／℃であり、インク流路形成部材の線膨張係数αｍは、１９ｐｐｍ／℃であり、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面の幅ｄは、５０ｍｍであり、作製時および使用環境での温度変化は、−２０℃〜８０℃であって、ΔＴは、１００℃である。

この温度範囲での、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面におけるインク吐出チップの幅は、最大で、０．０１６５ｍｍ大きくなり、インク流路形成部材の幅は、最大で、０．０９５ｍｍ大きくなる。その差は、０．０７８５ｍｍであり、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面に形成された保護膜は、この差によって、ひずみを受けるが、実施例１では、保護膜の損傷は見られなかった。

また、実施例２では、インク流路形成部材の材質として、ガラス繊維を３０重量％含むポリエーテルエーテルケトンを使用する。インク吐出チップの線膨張係数αｃは、３．３ｐｐｍ／℃であり、インク流路形成部材の線膨張係数αｍは、２３ｐｐｍ／℃であり、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面の幅ｄは、５０ｍｍであり、作製時および使用環境での温度変化は、−２０℃〜８０℃であって、ΔＴは、１００℃である。

この温度範囲での、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面におけるインク吐出チップの幅は、最大で、０．０１６５ｍｍ大きくなり、インク流路形成部材の幅は、最大で、０．１１５ｍｍ大きくなる。その差は、０．０９８５ｍｍであり、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面に形成された保護膜は、この差によって、ひずみを受けるが、実施例２では、保護膜の損傷は見られなかった。

一方、比較例１では、インク流路形成部材の材質として、添加物を含まないポリエーテルエーテルケトンを使用する。インク吐出チップの線膨張係数αｃは、３．３ｐｐｍ／℃であり、インク流路形成部材の線膨張係数αｍは、４７ｐｐｍ／℃であり、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面の幅ｄは、５０ｍｍであり、作製時および使用環境での温度変化は、−２０℃〜８０℃であって、ΔＴは、１００℃である。

この温度範囲での、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面におけるインク吐出チップの幅は、最大で、０．０１６５ｍｍ大きくなり、インク流路形成部材の幅は、最大で、０．２３５ｍｍ大きくなる。その差は、０．２１８５ｍｍであり、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面に形成された保護膜は、この差によって、ひずみを受けて、保護膜の損傷が発生した。

また、比較例２では、インク流路形成部材の材質として、ダイサーモＤＴＫ（大同メタル工業製）を使用する。インク吐出チップの線膨張係数αｃは、３．３ｐｐｍ／℃であり、インク流路形成部材の線膨張係数αｍは、３５ｐｐｍ／℃であり、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面の幅ｄは、５０ｍｍであり、作製時および使用環境での温度変化は、−２０℃〜８０℃であって、ΔＴは、１００℃である。

この温度範囲での、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面におけるインク吐出チップの幅は、最大で、０．０１６５ｍｍ大きくなり、インク流路形成部材の幅は、最大で、０．１７５ｍｍ大きくなる。その差は、０．１５８５ｍｍであり、インク吐出チップとインク流路形成部材との接触面に形成された保護膜は、この差によって、ひずみを受けて、保護膜の損傷が発生した。

したがって、実施例１，２からわかるように、環境温度変化によるインク吐出チップとインク流路形成部材との幅の変化量の差が０．１ｍｍ以下となるようにすれば、ひずみによる保護膜の損傷が防止できる。

次に、上記構成のインクジェットヘッドを組み立てる方法を説明する。

まず、図４に示すように、インク吐出チップ１にインク流路形成部材２を接続する。インク吐出チップ１とインク流路形成部材２との接触面に、予め、接着剤を塗布しておき、矢印で示すようにインク吐出チップ１とインク流路形成部材２を、接触面に対して垂直方向に動かして、接触させる。このようにすることで、互いの接触面を擦らずに当接させて、接着することができる。

その後、図５に示すように、インク吐出チップ１とインク流路形成部材２とを、キャップ受け部材３の開口部１０に挿入する。このとき、インク吐出チップ１の共通インク室４の開口部は、既にインク流路形成部材２により覆われているので、インク吐出チップ１の共通インク室４の開口部周辺を擦ることなく、挿入することができる。

そして、キャップ受け部材３の開口部１０の隙間に接着剤を充填して、図１に示すように、インクジェットヘッドを完成する。

要するに、インクジェットヘッドの製造方法は、インク吐出チップ１におけるインク通路（共通インク室４）が開口する開口面に、インク通路に連通するインク流路（インク孔８）が設けられたインク流路形成部材２を、取り付ける工程と、キャップ受け部材３の開口部１０の内面が、インク吐出チップ１におけるインク通路が開口する全ての開口面に接触しないように、インク吐出チップ１をインク流路形成部材２と共にキャップ受け部材３の開口部１０にて囲む工程とを備える。

上記構成のインクジェットヘッドによれば、キャップ受け部材３の開口部１０の内面は、インク吐出チップ１の全ての開口面に接触しないので、キャップ受け部材３は、インク吐出チップ１の保護膜に接触せず、保護膜の損傷を防止できる。

したがって、保護膜の損傷を防止して、インク吐出チップ１がインクに侵されることなく、インクジェットヘッドの性能の低下を防止できる。

また、インク流路形成部材２の幅は、インク吐出チップ１の幅よりも、大きいので、インク流路形成部材２が、キャップ受け部材３の開口部１０の内面と擦れることはあっても、インク吐出チップ１が、キャップ受け部材３の開口部１０の内面と擦れることがなくて、インク吐出チップ１の保護膜の損傷を防止できる。

また、接触面の幅の変化量の差（（αｃ−αｍ）×ｄ×ΔＴ）の絶対値は、０．１[ｍｍ]以下であるので、接触面に形成された保護膜に、環境温度変化により生じるひずみを小さくすることができて、保護膜の損傷を防止できる。

また、保護膜は、ポリパラキシリレン、または、ポリパラキシリレンの誘導体であるので、保護膜は、耐薬品性に優れ、使用するインクの適用範囲を広げることが可能となる。

上記構成のインクジェットヘッドの製造方法によれば、インク吐出チップ１にインク流路形成部材２を取り付ける工程と、インク吐出チップ１をインク流路形成部材２と共にキャップ受け部材３の開口部１０にて囲む工程とを備えるので、キャップ受け部材３の開口部１０の内面は、インク吐出チップ１の全ての開口面に接触しないので、キャップ受け部材３は、インク吐出チップ１の全ての開口面に設けられた保護膜に接触せず、保護膜の損傷を防止できる。

したがって、保護膜の損傷を防止して、インク吐出チップ１がインクに侵されることなく、インクジェットヘッドの性能の低下を防止できる。

（第２の実施形態）
図６は、この発明のインクジェットヘッドの第２実施形態である斜視図を示している。図７は、インクジェットヘッドの正面図を示している。図８は、インクジェットヘッドの分解斜視図を示している。

上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、インク流路形成部材は、二つあり、インク吐出チップにおけるインク通路が開口する開口面は、互いに外側を向く相対面を含み、二つのインク流路形成部材は、インク吐出チップの相対面に取り付けられて、インク吐出チップを挟んでいる。

図６、図７および図８に示すように、インクジェットヘッドは、インク吐出チップ２０と、第１のインク流路形成部材２１と、第２のインク流路形成部材２２と、ノズルプレート２３と、枠部材としてのキャップ受け部材２４とを備える。

インク吐出チップ２０は、チタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電基板であり、インク吐出チップ２０には、隔壁で分離された複数の圧力室２５が設けられている。複数の圧力室２５は、インク通路を構成する。

圧力室２５の内壁には電極が形成され、配線基板２６を通じて外部に引き出されている。インク吐出チップ２０は、表面を保護膜で覆われている。保護膜は、インクからインク吐出チップ２０や電極を保護するためのものであり、上記第１の実施形態と同様に、化学蒸着により成膜した厚さ１０μｍのポリモノクロロパラキシリレンである。

第１のインク流路形成部材２１は、チタン酸カリウムの微小繊維を３０重量％含むポリエーテルエーテルケトンを材料とする樹脂成型品で、インク孔２７および共通インク室２８を有する。インク孔２７および共通インク室２８は、インク流路を構成する。インク孔２７の一方の開口は、共通インク室２８に連通しており、インク孔２７の他方の開口は、図示しないインクタンクに接続されており、インク吐出チップ１の圧力室２５にインクを供給する。

第２のインク流路形成部材２２は、第１のインク流路形成部材２１と同様の構成であり、インク孔２９と、インク孔２９に連通した共通インク室３０とを有する。インク孔２９および共通インク室３０は、インク流路を構成する。インク孔２９は、図示しない回収インクタンクに接続されることで、インク吐出チップ２０からのインクを回収する。

なお、第１のインク流路形成部材２１のインク孔２７を回収インクタンクに接続し、第２のインク流路形成部材２２のインク孔２９をインクタンクに接続してもよい。また、インク孔２７およびインク孔２９の両方にインクタンクを接続し、インク孔２７に接続されたインクタンクから、インク孔２７、共通インク室２８、インク吐出チップ１の圧力室２５、共通インク室３０、および、インク孔２９を順番に通って、インク孔２９に接続されたインクタンクへと向かうインクの流れと、その逆のインクの流れとを、交互に切り替えるようにしても良い。

ノズルプレート２３は、上記第１の実施形態と同様に、厚さ５０μｍのポリイミドフィルムからなり、インク吐出チップ２０の圧力室２５に対応する位置に、エキシマレーザを用いた加工により直径３０μｍ程度のノズル孔３１が複数形成されている。このノズルプレート２３を、インク吐出チップ２０、第１のインク流路形成部材２１および第２のインク流路形成部材２２に跨って接着することで、圧力室２５および共通インク室２８，３０を覆う。

キャップ受け部材２４は、ポリエーテルエーテルケトンを材料とする樹脂成型品であり、キャッピング時にインクジェット装置の（図示しない）キャップ部材を受けるためのキャップ受け面３２を有する。キャップ受け部材２４は、インク吐出チップ２０を、第１のインク流路形成部材２１および第２のインク流路形成部材２２と共に囲む開口部３３を有している。

このインクジェットヘッドでは、インクは、図示しないインクタンクから、インク孔２７、共通インク室２８、圧力室２５、共通インク室３０、インク孔２９、および、図示しない回収インクタンクへと流れる。また、インクの一部は、圧力室２５よりノズル孔３１を通じて吐出される。回収インクタンクに回収したインクを、再び、インクタンクに戻すようにすることで、インクをノズル孔３１の近傍のものも含めて、常に、循環させることが可能となる。このような構成とすることで、インク内に微粒子を含有するようなインクにおいて、微粒子の浮上、沈殿を防止し、安定した微粒子濃度のインクを吐出することができる。

また、第１のインク流路形成部材２１の幅３５、および、第２のインク流路形成部材２２の幅３７は、インク吐出チップ２０の幅３４よりも、大きい。第１のインク流路形成部材２１および第２のインク流路形成部材２２は、インク吐出チップ２０よりも、幅方向に出っ張る。

このようにすることで、キャップ受け部材２４の開口部３３の内面は、インク吐出チップ２０の側面３６を擦ることがなく、より信頼性の高いインクジェットヘッドを作製することが出来る。

インク吐出チップ２０の線膨張係数を、αｃ[1/℃]とし、第１のインク流路形成部材２１の線膨張係数を、αｍ１[1/℃]とし、インク吐出チップ２０と第１のインク流路形成部材２１との接触面の幅を、ｄ[ｍｍ]とし、インク吐出チップ２０および第１のインク流路形成部材２１が曝される環境温度範囲を、ΔＴとしたとき、インク吐出チップ２０と第１のインク流路形成部材２１との接触面の幅の変化量の差（（αｃ−αｍ１）×ｄ×ΔＴ）の絶対値は、０．１[ｍｍ]以下である。

インク吐出チップ２０の線膨張係数を、αｃ[1/℃]とし、第２のインク流路形成部材２２の線膨張係数を、αｍ２[1/℃]とし、インク吐出チップ２０と第２のインク流路形成部材２２との接触面の幅を、ｄ[ｍｍ]とし、インク吐出チップ２０および第２のインク流路形成部材２２が曝される環境温度範囲を、ΔＴとしたとき、インク吐出チップ２０と第２のインク流路形成部材２２との接触面の幅の変化量の差（（αｃ−αｍ２）×ｄ×ΔＴ）の絶対値は、０．１[ｍｍ]以下である。

つまり、上記第１の実施形態と同様に、インク吐出チップ２０の材料は、チタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電基板であり、第１のインク流路形成部材２１および第２のインク流路形成部材２２は、チタン酸カリウムの微小繊維を３０重量％含むポリエーテルエーテルケトンを材料としている。したがって、インク吐出チップ２０と第１のインク流路形成部材２１との接触面の保護膜、および、インク吐出チップ２０と第２のインク流路形成部材２２との接触面の保護膜に、環境温度変化によって生じるひずみが小さくなって、保護膜の損傷を防止することが出来る。

次に、上記構成のインクジェットヘッドを組み立てる方法を説明する。

まず、図９に示すように、インク吐出チップ２０に第１のインク流路形成部材２１を接着剤により接着する。このとき、インク吐出チップ２０と第１のインク流路形成部材２１との接触面に対して垂直な方向から、第１のインク流路形成部材２１を近づけることにより、互いの接触面を擦らずに接着することが出来る。

その後、図１０に示すように、第２のインク流路形成部材２２についても同様に、インク吐出チップ２０に接着する。そして、図１１に示すように、ノズルプレート２３をインク吐出チップ２０に接着する。

その後、図１２に示すように、インク吐出チップ２０と第１のインク流路形成部材２１と第２のインク流路形成部材２２とを、キャップ受け部材２４の開口部３３に挿入する。このとき、インク吐出チップ２０の圧力室２５の開口部は、既に第１のインク流路形成部材２１と第２のインク流路形成部材２２により覆われており、インク吐出チップ２０の圧力室２５の開口部を擦ることなく、挿入することが出来る。

そして、キャップ受け部材２４の開口部３３の隙間に接着剤を充填して、図６に示すように、インクジェットヘッドを完成する。

要するに、インクジェットヘッドの製造方法は、インク吐出チップ２０におけるインク通路（圧力室２５）が開口すると共に相対する開口面のそれぞれに、インク通路に連通するインク流路（インク孔２７および共通インク室２８）が設けられた第１のインク流路形成部材２１と、インク通路に連通するインク流路（インク孔２９および共通インク室３０）が設けられた第２のインク流路形成部材２２とを、取り付ける工程と、キャップ受け部材２４の開口部３３の内面が、インク吐出チップ２０におけるインク通路が開口する全ての開口面に接触しないように、インク吐出チップ２０を第１のインク流路形成部材２１および第２のインク流路形成部材２２と共にキャップ受け部材２４の開口部３３にて囲む工程とを備える。

上記構成のインクジェットヘッドによれば、二つのインク流路形成部材２１，２２は、インク吐出チップ２０の相対面に取り付けられて、インク吐出チップ２０を挟むので、キャップ受け部材２４のインク吐出チップ２０への接触を一層防止できる。

なお、図１３に示すように、第２のインク流路形成部材２２Ａの幅３７Ａを、インク吐出チップ２０の幅３４と同じにし、第１のインク流路形成部材２１の幅３５を、インク吐出チップ２０の幅３４よりも、大きくして、第１のインク流路形成部材２１のみを、インク吐出チップ２０よりも、幅方向に出っ張るようにしてもよく、インク吐出チップ２０の側面３６を擦ることを防止できる。

また、図１４に示すように、第１のインク流路形成部材２１Ａの幅３５Ａを、インク吐出チップ２０の幅３４と同じにし、第２のインク流路形成部材２２の幅３７を、インク吐出チップ２０の幅３４よりも、大きくして、第２のインク流路形成部材２２のみを、インク吐出チップ２０よりも、幅方向に出っ張るようにしてもよく、インク吐出チップ２０の側面３６を擦ることを防止できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、枠部材を、キャップ受け部材以外として、用いてもよい。また、インク流路形成部材を３つ以上設けてもよく、少なくとも一つのインク流路形成部材の幅を、インク吐出チップの幅よりも、大きくすればよい。

本発明のインクジェットヘッドの第１実施形態を示す斜視図である。 インクジェットヘッドの正面図である。 インクジェットヘッドの分解斜視図である。 インクジェットヘッドの製造方法の第１工程を示す斜視図である。 インクジェットヘッドの製造方法の第２工程を示す斜視図である。 本発明のインクジェットヘッドの第２実施形態を示す斜視図である。 インクジェットヘッドの正面図である。 インクジェットヘッドの分解斜視図である。 インクジェットヘッドの製造方法の第１工程を示す斜視図である。 インクジェットヘッドの製造方法の第２工程を示す斜視図である。 インクジェットヘッドの製造方法の第３工程を示す斜視図である。 インクジェットヘッドの製造方法の第４工程を示す斜視図である。 他のインクジェットヘッドの正面図である。 他のインクジェットヘッドの正面図である。

符号の説明

１ インク吐出チップ
２ インク流路形成部材
３ キャップ受け部材（枠部材）
４ 共通インク室（インク通路）
５ 配線基板
６ ノズルプレート
７ ノズル孔
８ インク孔（インク流路）
９ キャップ受け面
１０ キャップ受け部材の開口部
１１ インク吐出チップの幅
１２ インク流路形成部材の幅
１３ インク吐出チップの側面
２０ インク吐出チップ
２１，２１Ａ 第１のインク流路形成部材
２２，２２Ａ 第２のインク流路形成部材
２３ ノズルプレート
２４ キャップ受け部材（枠部材）
２５ 圧力室（インク通路）
２６ 配線基板
２７ 第１のインク流路形成部材のインク孔（インク流路）
２８ 第１のインク流路形成部材の共通インク室（インク流路）
２９ 第２のインク流路形成部材のインク孔（インク流路）
３０ 第２のインク流路形成部材の共通インク室（インク流路）
３１ ノズル孔
３２ キャップ受け面
３３ キャップ受け部材の開口部
３４ インク吐出チップの幅
３５，３５Ａ 第１のインク流路形成部材の幅
３６ インク吐出チップの側面
３７，３７Ａ 第２のインク流路形成部材の幅

Claims (6)

1. インクが通過するインク通路が設けられたインク吐出チップと、
   上記インク吐出チップにおける上記インク通路が開口する全ての開口面のうちの少なくとも一つの開口面に取り付けられると共に、上記インク通路に連通するインク流路が設けられたインク流路形成部材と、
   上記インク吐出チップを上記インク流路形成部材と共に開口部にて囲む枠部材と
   を備え、
   上記インク吐出チップの上記インク通路の表面および上記全ての開口面には、保護膜が設けられ、
   上記枠部材の上記開口部の内面は、上記インク吐出チップの上記全ての開口面に接触しないことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
   上記インク吐出チップと上記インク流路形成部材との接触面と、上記枠部材の上記開口部の開口面とが、交差する方向を、幅方向としたとき、
   少なくとも一つの上記インク流路形成部材の幅は、上記インク吐出チップの幅よりも、大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
3. 請求項１または２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
   上記インク吐出チップと上記インク流路形成部材との接触面と、上記枠部材の上記開口部の開口面とが、交差する方向を、幅方向とし、
   上記インク吐出チップの線膨張係数を、αｃ[1/℃]とし、
   上記インク流路形成部材の線膨張係数を、αｍ[1/℃]とし、
   上記インク吐出チップと上記インク流路形成部材との接触面の幅を、ｄ[ｍｍ]とし、
   上記インク吐出チップおよび上記インク流路形成部材が曝される環境温度範囲を、ΔＴとしたとき、
   上記接触面の幅の変化量の差（（αｃ−αｍ）×ｄ×ΔＴ）の絶対値は、０．１[ｍｍ]以下であることを特徴とするインクジェットヘッド。
4. 請求項１から３の何れか一つに記載のインクジェットヘッドにおいて、
   上記インク流路形成部材は、二つあり、
   上記インク吐出チップにおける上記インク通路が開口する開口面は、互いに外側を向く相対面を含み、
   上記二つのインク流路形成部材は、上記インク吐出チップの上記相対面に取り付けられて、上記インク吐出チップを挟むことを特徴とするインクジェットヘッド。
5. 請求項１から４の何れか一つに記載のインクジェットヘッドにおいて、
   上記保護膜は、ポリパラキシリレン、または、ポリパラキシリレンの誘導体であることを特徴とするインクジェットヘッド。
6. インク吐出チップにおけるインク通路が開口する全ての開口面のうちの少なくとも一つの開口面に、上記インク通路に連通するインク流路が設けられたインク流路形成部材を、取り付ける工程と、
   枠部材の開口部の内面が、上記インク吐出チップの上記全ての開口面に接触しないように、上記インク吐出チップを上記インク流路形成部材と共に上記枠部材の上記開口部にて囲む工程と
   を備えることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。

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