JP2015189139A - 液体噴射装置及びその検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを低減して、破壊を抑制した液体噴射装置及びその検査方法を提供する。【解決手段】複数の圧力発生室５３Ａが並設された圧力発生室列５７Ａと、複数のダミー圧力発生室５３Ｂが並設されたダミー圧力発生室列５７Ｂと、前記圧力発生室列５７Ａを構成する前記複数の圧力発生室５３Ａが連通するマニホールド５６Ａと、前記ダミー圧力発生室列５７Ｂを構成する前記複数のダミー圧力発生室５３Ｂが連通するダミーマニホールド５６Ｂと、を有するマニホールド形成基板５４と、前記圧力発生室５３Ａに対応したノズル列と、前記ダミー圧力発生室５３Ｂに対応したノズル列が設けられていないノズルプレート５２と、を具備する液体噴射ヘッド２を備え、前記ダミーマニホールド５６Ｂは、大気に連通している。【選択図】 図１１

Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置及びその検査方法に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録装置及びインクジェット式記録装置の検査方法に関する。

液体噴射装置の一例であるインクジェット式プリンターやプロッター等のインクジェット式記録装置は、カートリッジやタンク等の貯留されたインクを噴射可能なインクジェット式記録ヘッドを具備する（例えば、特許文献１参照）。

インクジェット式記録ヘッドには、インクを噴射するノズル開口が並設されたノズル列が複数設けられているが、インクジェット式記録装置に用いるインクの種類や、印刷速度、印刷解像度などに応じて、必要なノズル列の数が異なる。

特開２００１−３２８２６０号公報

しかしながら、インクジェット式記録ヘッドを構成する部品をノズル列の数に合わせて複数種類製造すると高コストになると共に、種類の異なる部品を管理しなくてはならず製造工程が煩雑担ってしまうという問題がある。

また、複数のノズル列を有するインクジェット式記録ヘッドにおいて、部品を共通化して、ノズル列の一部をインク滴を吐出させないダミーノズル列とすると、インクを噴射させないダミーノズルにインクが付着し、予期せぬタイミングで付着したインクが被噴射媒体に落下して被噴射媒体を汚してしまうという問題がある。

また、ダミーノズルを設けずに、圧力発生室が並設された圧力発生室列にインクを供給しないダミー圧力発生室とした場合、ダミー圧力発生室やダミー圧力発生室に連通するダミーマニホールドを密封して大気と遮断すると、ダミー圧力発生室やダミー圧力発生室に連通するダミーマニホールド内の気体が、環境温度の変化によって膨張・収縮し、ダミーマニホールドを形成する積層部材の剥離が生じてしまうという問題がある。特に、マニホールドは圧力発生室列の長さ方向に亘って形成された容量の大きな構成のため、ダミーマニホールドの周囲において積層部材に剥離が発生し易い。そして、ダミーマニホールドとマニホールドとは同じ構成で形成されるため、同じ部材に設けられることが多く、ダミーマニホールドの周囲の剥離を起点として、インクが充填されるマニホールド側にも剥離が進行してしまうという問題がある。

なお、このような問題はインクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置においても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、コストを低減して、破壊を抑制した液体噴射装置及びその検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、複数の圧力発生室が並設された圧力発生室列と、複数のダミー圧力発生室が並設されたダミー圧力発生室列と、前記圧力発生室列を構成する前記複数の圧力発生室が連通するマニホールドと、前記ダミー圧力発生室列を構成する前記複数のダミー圧力発生室が連通するダミーマニホールドと、を有するマニホールド形成基板と、前記圧力発生室に対応したノズル列と、前記ダミー圧力発生室に対応したノズル列が設けられていないノズルプレートと、を具備する液体噴射ヘッドを備え、前記ダミーマニホールドは、大気に連通していることを特徴とする液体噴射装置にある。

かかる態様では、ダミーマニホールドが大気開放されているため、環境温度によってダミーマニホールド内の気体の膨張・収縮による圧力変化を抑制することができる。したがって、ダミーマニホールドの周辺において、マニホールド形成基板に接続された他の部材の剥離を抑制することができる。また、ダミーマニホールドとダミー圧力発生室に液体を供給すれば、通常のマニホールド及び圧力発生室として使用することが可能である。したがって、ノズルプレート以外の部品をノズル列の異なる液体噴射ヘッドにおいて共通化することができコストを低減することが可能となる。

ここで、前記圧力発生室及び前記マニホールドは、複数設けられており、前記ダミー圧力発生室及び前記ダミーマニホールドは、複数の前記圧力発生室列及び複数の前記マニホールドの並設方向の両側にそれぞれ設けられていることが好ましい。これによれば、液体の噴射に用いるマニホールド及び圧力発生室を並設方向中央側に配置して、これらに連通するノズル列を中央側に集中して配置することができ、印刷品質の向上及び高速印刷が可能となる。

また、前記マニホールドの上流側の流路にはフィルターが設けられており、前記ダミーマニホールドの上流側の流路にも前記フィルターが設けられていることが好ましい。これによれば、ダミーマニホールド及びダミー圧力発生室を通常のマニホールド及び圧力発生室と同様に使用することができると共に、ダミーマニホールド及びダミー圧力発生室への異物の侵入を防ぐことができる。

また、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給手段をさらに有し、前記液体供給手段が、前記マニホールドに連通する流路が設けられた流路部材を具備してもよく、前記流路部材の前記流路には、前記マニホールドに連通する側の圧力によって開閉する弁体を有し、前記流路は、前記ダミーマニホールドに対応して設けられていると共に、前記ダミーマニホールドに対応して設けられた前記流路と前記マニホールドとの接続部分において、大気に開放されていることが好ましい。これによれば、容易にダミーマニホールドを大気開放することができると共に、ダミーマニホールドに流路を接続するだけで、ダミーマニホールド及びダミー圧力発生室を通常のマニホールド及び圧力発生室と同様に使用することができる。

さらに、本発明の他の態様は、複数の圧力発生室が並設された圧力発生室列と、複数のダミー圧力発生室が並設されたダミー圧力発生室列と、前記圧力発生室列を構成する前記複数の圧力発生室が連通するマニホールドと、前記ダミー圧力発生室列を構成する前記複数のダミー圧力発生室が連通するダミーマニホールドと、を有するマニホールド形成基板と、前記圧力発生室に対応したノズル列と、前記ダミー圧力発生室に対応したノズル列が設けられていないノズルプレートと、を具備する液体噴射ヘッドを備え、前記ダミーマニホールドは、大気に連通している液体噴射装置の検査方法において、前記ダミーマニホールドの大気に連通している部分から検査用流体を供給して、前記ダミーマニホールドの外部において前記検査用流体を検出して、前記ダミーマニホールドの密封状態を検査することを特徴とする液体噴射装置の検査方法にある。

かかる態様では、大気開放されたマニホールドに検査用流体を供給するだけで、容易にダミーマニホールド及びそれに連通する流路の密封状態を確認することができる。

本発明の実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッド及び流路部材の斜視図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部平面図である。 本発明の実施形態１に係る流路部材の平面図である。 本発明の実施形態１に係る流路部材の断面図である。 本発明の実施形態１に係る流路部材の断面図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドと流路部材との断面図である。 本発明の検査方法を示すフローチャートである。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略斜視図であり、図２は、記録ヘッド及び流路部材の斜視図である。

図示するように、本実施形態のインクジェット式記録装置１は、インクジェット式記録ヘッド２（以下、記録ヘッド２とも言う）を有し、記録ヘッド２はキャリッジ３に搭載されている。そして、記録ヘッド２が搭載されたキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸３ａに軸方向移動自在に設けられている。

また、装置本体４には、インクが貯留されたタンクからなる液体貯留手段５が設けられており、液体貯留手段５からのインクは、キャリッジ３に搭載されて記録ヘッド２に接続された流路部材６にチューブ等の供給管７を介して供給される。本実施形態で、液体貯留手段５と流路部材６とが記録ヘッド２にインクを供給する液体供給手段を構成している。

そして、駆動モーター８の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト８ａを介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッド２を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸３ａに沿って移動される。一方、装置本体４には搬送手段としての搬送ローラー９が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートＳが搬送ローラー９により搬送されるようになっている。なお、記録シートＳを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。

このようなインクジェット式記録装置Ｉでは、キャリッジ３をキャリッジ軸３ａに沿って移動させながら記録ヘッド２からインクを噴射させると共に、搬送ローラー９によって記録シートＳを搬送することで、記録シートＳにインクを着弾させて印刷が行われる。

ここで、このようなインクジェット式記録装置１に搭載される本実施形態の記録ヘッド２について説明する。なお、図３は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図４は、インクジェット式記録ヘッドの平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ′線断面図であり、図６は、図５の要部を拡大した断面図及びそのＢ−Ｂ′線断面図であり、図７は、流路形成基板の平面図である。

図示するように、記録ヘッド２は、ホルダー１０と、ホルダー１０の一方面側に設けられたヘッド部材２０と、ホルダー１０とヘッド部材２０との間に設けられた配線基板６０及び第１シール部材７０と、ヘッド部材２０のホルダー１０とは反対側に設けられた枠体８０を具備する。

ホルダー１０は、詳しくは後述する流路部材６が装着される流路部材装着部１１を有する。本実施形態では、ホルダー１０の流路部材装着部１１には、例えば、４つの流路部材６が装着される。ホルダー１０の流路部材装着部１１とは反対側の面には、一端が各流路部材装着部１１に開口し、他端が後述するケース側に開口する複数の第１流路１２がそれぞれ形成された管状の流路形成部１３が突設されている。

ホルダー１０の上面側、すなわち、流路部材装着部１１の第１流路１２の開口部分には、流路部材６に挿入されインク導入路１４を有する複数のインク供給針１５が、インク内の気泡や異物を除去するためのフィルター１６を介して固定されている。

ホルダー１０の下面側には、ヘッド部材２０が固定されている。ヘッド部材２０は、アクチュエーターユニット３０と、アクチュエーターユニット３０を内部に収容可能な収容部４１が設けられたケース４０と、このケース４０のホルダー１０とは反対側の端面に固定される流路ユニット５０と、を具備する。

アクチュエーターユニット３０は、本実施形態の複数の圧電アクチュエーター３１が第１の方向Ｘに並設された圧電アクチュエーター形成部材３２と、圧電アクチュエーター形成部材３２の先端部（一端部）側が自由端となるようにその基端部（他端部）側が固定端として接合される固定板３３とを有する。

圧電アクチュエーター形成部材３２は、圧電材料層３４と、圧電アクチュエーター３１の２つの極を構成する内部電極、すなわち、隣接する圧電アクチュエーター３１と電気的に独立する個別電極を構成する個別内部電極３５と、隣接する圧電アクチュエーター３１と電気的に共通する共通電極を構成する共通内部電極３６とを交互に挟んで積層することにより形成されている。

この圧電アクチュエーター形成部材３２には、例えば、ワイヤーソー等によって複数のスリット３７が形成され、その先端部側が櫛歯状に切り分けられて圧電アクチュエーター３１の列が形成されている。

ここで、圧電アクチュエーター３１の固定板３３に接合される領域は、振動に寄与しない不活性領域となっており、圧電アクチュエーター３１を構成する個別内部電極３５及び共通内部電極３６間に電圧を印加すると、固定板３３に接合されていない先端部側の領域のみが振動する。そして、圧電アクチュエーター３１の先端面が、後述する振動板５５の島部５５ｄに接着剤等を介して固定される。

また、アクチュエーターユニット３０の各圧電アクチュエーター３１には、当該圧電アクチュエーター３１を駆動するための駆動ＩＣ等の駆動回路が搭載されたＣＯＦ等の回路基板３８が接続されている。

流路ユニット５０は、複数のノズル開口５１が形成されたノズルプレート５２と、ノズル開口５１に連通する圧力発生室５３を含む流路が形成された流路形成基板５４と、流路形成基板５４のノズルプレート５２とは反対面側に固定される振動板５５と、を具備する。

本実施形態では、流路形成基板５４には、複数の圧力発生室５３が連通する共通液室となるマニホールド５６が形成されており、流路形成基板５４がマニホールド形成基板にもなっている。

流路形成基板５４には、ケース４０側の面の表層部分に、圧力発生室５３が隔壁によって区画されて複数並設された圧力発生室列５７が形成されている。以降、圧力発生室列５７を構成する圧力発生室５３の並設方向を第１の方向Ｘとも称する。また、流路形成基板５４には、圧力発生室列５７が複数列、本実施形態では、８列設けられている。この圧力発生室列５７が複数並設された方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。さらに、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの双方に直交する方向を第３の方向Ｚと称する。なお、本実施形態では、説明理解を容易にするために各方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるべきものでないことを言及しておく。

また、図７にも示すように、流路形成基板５４には、圧力発生室列５７毎に、各圧力発生室列５７を構成する複数の圧力発生室５３が共通して連通する共通液室であるマニホールド５６が設けられている。すなわち、マニホールド５６は、圧力発生室列５７の数と同じ数、本実施形態では、８個設けられている。このようなマニホールド５６は、第１の方向Ｘに延在しており、第１の方向Ｘにおいて圧力発生室列５７と略同じ長さを有する。また、本実施形態では、マニホールド５６は、第２の方向Ｙにおいて、２列の圧力発生室列５７の両側にそれぞれ設けるようにした。つまり、マニホールド５６は、流路形成基板５４に第２の方向Ｙに並設されている。なお、マニホールド５６は、流路形成基板５４を第３の方向Ｚに貫通して設けられている。また、各マニホールド５６には、ケース４０に設けられたインク導入路１４が連通している。また、マニホールド５６と各圧力発生室５３とは、インク供給路５８を介して連通されている。インク供給路５８は、本実施形態では、圧力発生室５３よりも第１の方向Ｘに狭い幅で形成されており、インク供給路５８を介して圧力発生室５３にインクを供給する際に、インクの流路抵抗を一定に保持する。

さらに、流路形成基板５４には、第２の方向Ｙにおいて、圧力発生室５３のマニホールド５６とは反対の端部側には、流路形成基板５４を貫通するノズル連通孔５９が形成されている。すなわち、本実施形態では、流路形成基板５４に液体流路として、マニホールド５６、インク供給路５８、圧力発生室５３、及びノズル連通孔５９が設けられている。このような流路形成基板５４は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、流路形成基板５４に設けられる圧力発生室５３やマニホールド５６等は、流路形成基板５４をエッチングすることによって形成されている。

また、本実施形態では、図７にも示すように、第２の方向Ｙに並設された８列の圧力発生室列５７のうち、第２の方向Ｙの両端部の２列の圧力発生室列５７をインクが充填されないようにした。すなわち、第２の方向Ｙの中央側の６列の圧力発生室列５７は、インクが充填される圧力発生室５３Ａで形成されたインク噴射用の圧力発生室列５７Ａとなっており、第２の方向Ｙの両端部の２列の圧力発生室列５７は、インクが充填されないダミー圧力発生室５３Ｂで構成されたダミー圧力発生室列５７Ｂとした。なお、インクが充填されるインク噴射用の圧力発生室５３Ａ及びインク噴射用の圧力発生室列５７Ａは、以下、単に圧力発生室５３Ａ及び圧力発生室列５７Ａとも称する。

なお、ダミー圧力発生室列５７Ｂを構成するダミー圧力発生室５３Ｂは、インクを噴射する圧力発生室列５７Ａを構成する圧力発生室５３Ａと同じ構造を有する。すなわち、圧力発生室５３Ａとダミー圧力発生室５３Ｂとは、大きさ、形状及び数が同じように形成されている。つまり、ダミー圧力発生室５３Ｂは、インクが供給されれば、インクを噴射する通常の圧力発生室５３Ａと同様に機能することができるものである。

また、流路形成基板５４には、上述のようにマニホールド５６が形成されている。本実施形態では、圧力発生室列５７Ａを構成する圧力発生室５３Ａに連通するインク噴射用のマニホールド５６Ａと、ダミー圧力発生室列５７Ｂを構成するダミー圧力発生室５３Ｂに連通するダミーマニホールド５６Ｂと、で構成されている。本実施形態では、第２の方向Ｙに並設された８つの圧力発生室列５７のうち、第２の方向Ｙの両端部の２列の圧力発生室列５７をダミー圧力発生室列５７Ｂとし、第２の方向Ｙに並設された８つのマニホールド５６のうち、第２の方向Ｙの両端部の２つのマニホールド５６をダミーマニホールド５６Ｂとした。つまり、インクが充填されるマニホールド５６Ａとダミーマニホールド５６Ｂとは、同一部材である流路形成基板５４に形成されている。なお、インクが充填されるマニホールド５６Ａを単にマニホールド５６Ａとも称する。

この流路形成基板５４の一方面にはインクを吐出するノズル開口５１が複数設けられたノズルプレート５２が接合され、各ノズル開口５１は、流路形成基板５４に設けられたノズル連通孔５９を介して各圧力発生室５３と連通している。ノズル開口５１は、本実施形態では、圧力発生室列５７Ａを構成する圧力発生室５３Ａに連通して設けられており、ダミー圧力発生室列５７Ｂを構成するダミー圧力発生室５３Ｂには、連通して設けられていない。すなわち、ノズルプレート５２には、第１の方向Ｘに並設されたノズル開口５１で構成されたノズル列が、第２の方向Ｙに６列並設されている。

また、流路形成基板５４のホルダー１０側には、振動板５５が接合されており、各圧力発生室５３はこの振動板５５によって封止されている。なお、振動板５５は、図示するように流路形成基板５４の他方面の面積と同程度の面積を備えており、流路形成基板５４の他方面全体を覆うように接合されている。

この振動板５５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜５５ａと、この弾性膜５５ａを支持する、例えば、金属材料等からなる支持板５５ｂとの複合板で形成されており、弾性膜５５ａ側が流路形成基板５４に接合されている。本実施形態では、弾性膜５５ａは、厚さが数μｍ程度のポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム等からなり、支持板５５ｂは、厚さが数十μｍ程度のステンレス鋼板（ＳＵＳ）等からなる。

また、この振動板５５の各圧力発生室５３の周縁部に対向する領域は、支持板５５ｂが除去されて実質的に弾性膜５５ａのみで構成された薄肉部５５ｃとなっている。この薄肉部５５ｃは、圧力発生室５３の一方面を画成している。また、この薄肉部５５ｃの内側には、各圧電アクチュエーター３１の先端が当接する支持板５５ｂの一部からなる島部５５ｄがそれぞれ設けられている。

また、振動板５５のマニホールド５６に対向する領域は、支持板５５ｂが除去されて弾性膜５５ａのみで構成されたとなっている。このコンプライアンス部は、マニホールド５６内の圧力変化が生じた時に変形することで圧力変動を吸収し、マニホールド５６内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。

ケース４０は、流路形成基板５４の振動板５５上に固定されたものであり、ホルダー１０の第１流路１２が接続されてマニホールド５６に連通する第２流路４２を有する。第２流路４２は、インクを噴射する圧力発生室列５７Ａに連通するマニホールド５６Ａと、インクを噴射しないダミー圧力発生室列５７Ｂに連通するダミーマニホールド５６Ｂと、のそれぞれに対応して設けられている。

また、ケース４０には、第３の方向Ｚに貫通する複数の収容部４１が設けられており、各収容部４１にアクチュエーターユニット３０が位置決めされて固定されている。このような収容部４１は、本実施形態では、圧力発生室列５７に対応した数、すなわち、８個設けられている。すなわち、収容部４１は、インクを噴射する圧力発生室５３Ａで構成された圧力発生室列５７Ａだけでなく、ダミー圧力発生室５３Ｂで構成されたダミー圧力発生室列５７Ｂにも対応して設けられている。

そして、各収容部４１の内面に、アクチュエーターユニット３０の固定板３３が固定されている。本実施形態では、インクの噴射に用いる圧力発生室列５７Ａに対応する収容部４１内のみにアクチュエーターユニット３０を設け、ダミー圧力発生室列５７Ｂに対応する収容部４１、すなわち、第２の方向Ｙの両端部の収容部４１にはアクチュエーターユニット３０を設けないようにした。つまり、本実施形態の記録ヘッド２には、アクチュエーターユニット３０がノズル列に対応する数、すなわち、６個設けられている。これにより、使用しないアクチュエーターユニット３０を設けずに、部品コストを低減することができると共に、使用しないアクチュエーターユニット３０の振動板５５に対する位置決めを行う工程が不要となって製造コストを低減することができる。

また、ケース４０の流路ユニット５０とは反対側には、回路基板３８が接続される配線基板６０が固定されており、ケース４０の収容部４１は、この配線基板６０によって実質的に塞がれている。配線基板６０には、ケース４０の収容部４１に対向する領域にスリット状の開口部６１が形成されており、回路基板３８はこの配線基板６０の開口部６１から収容部４１の外側に折り曲げられて引き出されている。なお、本実施形態では、開口部６１は、２つの収容部４１に対して１つが連通するように設けられている。そして、本実施形態では、アクチュエーターユニット３０が６個設けられているが、配線基板６０には、開口部６１が収容部４１の数に合わせて４個設けられている。

また、ホルダー１０とケース４０上に設けられた配線基板６０とは、第１シール部材７０が介装されている。そして、第１シール部材７０はホルダー１０とヘッド部材２０との間に所定の押圧力が付与された状態で挟持されており、第１シール部材７０に設けられたインク連通路７１を介してホルダー１０の第１流路１２とケース４０の第２流路４２とが連通している（図１１参照）。すなわちこの第１シール部材７０によって第１流路１２と第２流路４２とが気密状態に接続されている。

なお、このようにホルダー１０の下面側に、第１シール部材７０、配線基板６０、ヘッド部材２０を配し、これら各部材の外側に流路ユニット５０のノズル開口５１を露出する窓部８１を有する枠体８０をはめ込み、枠体８０を固定ネジ８２によってホルダー１０に固定することで記録ヘッド２が形成されている。

このような記録ヘッド２では、圧電アクチュエーター３１及び振動板５５の変形によって各圧力発生室５３の容積を変化させることで、各ノズル開口５１からインク滴を吐出させている。具体的には、液体貯留手段５から第１流路１２及び第２流路４２を介してマニホールド５６にインクが供給されると、インク供給路５８を介してインクの噴射に用いる各圧力発生室５３にインクが分配される。そして、駆動回路からの駆動信号によって所定の圧電アクチュエーター３１に電圧を印加及び解除することによって、圧電アクチュエーター３１を収縮及び伸張させて圧力発生室５３に圧力変化を生じさせ、ノズル開口５１からインクを噴射させる。

このような本実施形態の記録ヘッド２は、８列のノズル列を設けることが可能な構造となっているものに対して、６列のノズル列が形成されたノズルプレート５２を有する記録ヘッド２として使用している。したがって、８列のノズル列を有するノズルプレートに交換するだけで、８列のノズル列を有する記録ヘッドとすることも容易に可能である。すなわち、６列のノズル列が設けられたノズルプレート５２を、８列のノズル列が設けられたノズルプレートに交換する。そして、ダミー圧力発生室列５７Ｂに対応する収容部４１にアクチュエーターユニット３０を設ける。これにより、ダミー圧力発生室列５７Ｂをインクの噴射に用いる圧力発生室列５７Ａとして使用することができる。つまり、本実施形態の記録ヘッド２のダミー圧力発生室列５７Ｂ及びダミーマニホールド５６Ｂは、インクを噴射する圧力発生室列５７Ａ及びマニホールド５６Ａと同じ構造、同じ数で形成されており、ダミーマニホールド５６Ｂに連通する流路や部材、すなわち、第１流路１２、第２流路４２や、インク供給針１５、振動板５５等もマニホールド５６に対する流路や部材と同様に設けられているため、ダミー圧力発生室列５７Ｂ及びダミーマニホールド５６Ｂをインクを噴射する圧力発生室列５７Ａ及びマニホールド５６Ａとすることが容易に可能である。

そして、６列のノズル列を有する本実施形態の記録ヘッド２と、８列のノズル列を有する記録ヘッドとでは、ノズルプレート５２を除くヘッド部材２０を構成する部材や、ヘッド部材２０以外の部材、すなわち、ホルダー１０、配線基板６０、第１シール部材７０等を全て共通化することができる。したがって、６列のノズル列の記録ヘッド２や８列のノズル列の記録ヘッドなどのノズル列の異なる記録ヘッドに合わせて、ノズルプレート５２以外の部材を作り分ける必要がなく、部品を共通化することができる。したがって、共通化した部品を量産化して製造コストを低減することができると共に、記録ヘッド２の組み立てコストを低減することができる。また、部品を共通化することができるため、部品の管理を容易にして、組み立て工程を簡略化することができる。

また、このような記録ヘッド２のダミーマニホールド５６Ｂは、大気に連通して、所謂大気開放して設けられている。本実施形態では、ダミーマニホールド５６Ｂに連通するインク導入路１４と、このインク導入路１４に連通する流路部材６の流路との接続部分の密封を解除することで、ダミーマニホールド５６Ｂに連通するインク導入路１４を大気開放するようにした。

ここで、記録ヘッド２に接続される流路部材６について、図２と、図８〜図１０を参照して説明する。なお、図８は、本発明の実施形態１に係る流路部材の平面図であり、図９及び図１０は、図８のＣ−Ｃ′線断面図である。また、本実施形態の流路部材について、記録ヘッド２に搭載された際の各方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に基づいて説明する。

図示するように、流路部材６は、記録ヘッド２のインク導入路１４に接続されて、液体貯留手段５の供給管７から供給された液体であるインクが流れる流路１００を具備し、流路１００を開閉可能な弁体１１４を具備するものである。

具体的には、流路部材６は、流路部材本体１１０と、この流路部材本体１１０の第１の方向Ｘの両面に熱用着等により接合された可撓性のフィルム１１１と、を具備する。

流路部材本体１１０には、流路１００が設けられている。流路１００は、供給管７に接続される側に設けられた流入路１０１と、流入路１０１に連通する液体溜まり部１０２と、液体溜まり部１０２に流入口１０３を介して連通する圧力調整室１０４と、圧力調整室１０４と記録ヘッド２のインク導入路１４とを接続する流出路１０５と、を具備する。

液体溜まり部１０２は、第１の方向Ｘの流路部材本体１１０の一側面に形成された凹部を蓋部材１１２で封止することで形成されている。

圧力調整室１０４は、第１の方向Ｘにおいて、流路部材本体１１０のある液体溜まり部１０２が設けられた側とは反対側の一側面に、開口する凹形状を有する。また、流路部材本体１１０の圧力調整室１０４が開口する面には、フィルム１１１が貼付されており、圧力調整室１０４の開口はフィルム１１１によって封止されている。この圧力調整室１０４の開口を封止するフィルムがダイヤフラムとなっている。

また、フィルム１１１の圧力調整室１０４側の面には、受圧板１１３が設けられている。このような受圧板１１３は、流入口１０３を開閉する弁体１１４が直接フィルム１１１に当接するのを避けるために設けられたものであり、フィルム１１１よりも剛性の高い材料、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。

圧力調整室１０４の底面、すなわち、流路部材本体１１０のフィルム１１１に相対向する壁面には、第１の方向Ｘに貫通して圧力調整室１０４と液体溜まり部１０２とを連通する流入口１０３が設けられている。この流入口１０３には、弁体１１４が挿通されている。弁体１１４は、流入口１０３に挿通された軸部１１５と、軸部１１５の液体溜まり部１０２内の端部に設けられたフランジ部１１６と、フランジ部１１６に嵌着されたシール部１１７と、を具備する。

このような弁体１１４のフランジ部１１６と液体溜まり部１０２を画成する蓋部材１１２との間には、コイルバネであるバネ１１８が介装されており、バネ１１８の付勢力により、弁体１１４は、軸部１１５の軸方向を移動軸方向として圧力調整室１０４側に付勢されている。このバネ１１８がフランジ部１１６を流入口１０３側に付勢することで、シール部１１７が流入口１０３の開口縁部に当接し、流入口１０３を閉口、すなわち、閉弁する。

また、圧力調整室１０４内の液体が流出路から下流に流されて、圧力調整室１０４内の液体が減少すると、図１０に示すように、圧力調整室１０４内が大気圧よりも負圧に減圧されることで、フィルム１１１が圧力調整室１０４の底面側に凹むように撓み変形して、弁体１１４をバネ１１８の付勢力に抗して押圧し、シール部１１７と流入口１０３との間に隙間が形成されて、流入口が開口、すなわち、開弁する。また、この開弁によって液体溜まり部１０２から圧力調整室１０４内にインクが供給されることで、圧力調整室１０４内の減圧が解消されると、フィルム１１１がバネ１１８の付勢力によって元の位置に戻り、閉弁する。

本実施形態では、１つの流路部材６には、２つの独立した流路１００が設けられている。すなわち、１つの流路部材６には、２つの弁体１１４が設けられている。なお、１つの流路部材６の２つの流路１００は、一方の流路が設けられた液体溜まり部１０２は、それぞれ第２の方向Ｙの各面に設けられている。

このように１つの流路部材６に２つの流路１００を設けることで、図２に示すように、１つの記録ヘッド２には４つの流路部材６が接続される。

ここで、流路部材６と記録ヘッド２との接続について、図１１を参照して説明する。なお、図１１は、記録ヘッドと流路部材との接続状態を示す断面図である。

図１１に示すように、流路部材６には、インク供給針が挿入される供給針挿入孔１０６が形成されている。本実施形態では、２つのインク供給針１５に対応して２つの供給針挿入孔１０６が設けられている。

供給針挿入孔１０６には、それぞれ流路１００（流出路１０５）が連通して設けられている。また、供給針挿入孔１０６内には、環状の第２シール部材１２０がそれぞれ設けられている。そして、供給針挿入孔１０６にインク供給針１５を挿入することで、インク供給針１５と供給針挿入孔１０６との間で第２シール部材１２０が押圧される。これにより、インク供給針１５のインク導入路１４と流路１００とを第２シール部材１２０で密封した状態で連通することができる。なお、このような第２シール部材１２０は、インクを噴射する圧力発生室５３Ａが連通するマニホールド５６Ａに連通するインク導入路１４に対して設けられており、インクを噴射しないダミー圧力発生室５３Ｂが連通するダミーマニホールド５６Ｂに連通するインク導入路１４に対しては設けられていない。これにより、ダミーマニホールド５６Ｂは、インク導入路１４と流路１００との接続部分において大気開放されている。つまり、ダミー圧力発生室５３Ｂ及びダミーマニホールド５６Ｂと、このダミーマニホールド５６Ｂに連通するインク導入路１４と、第２の方向Ｙの両端部に設けられた流路部材６に設けられた２つの流路１００のうち、一方の流路が大気開放されている。

このように、本実施形態のインクジェット式記録装置１では、ダミーマニホールド５６Ｂ及びこれに連通するダミー圧力発生室５３Ｂ等を大気開放することで、流路形成基板５４に接合された部材、本実施形態では、流路形成基板５４に接合されたノズルプレート５２や振動板５５が剥離してしまうのを抑制することができる。すなわち、ダミーマニホールド５６Ｂが密封されていると、ダミーマニホールド５６Ｂ内の気体が環境温度の変化によって膨張・収縮し、流路形成基板５４からノズルプレート５２や振動板５５が剥離してしまう。特に、ダミーマニホールド５６Ｂは、容積が大きいため、ダミーマニホールド５６Ｂの周囲において剥離が発生し易い。このようにダミーマニホールド５６Ｂに周囲でノズルプレート５２や振動板５５の剥離が発生すると、これを起点として、インクが充填されるマニホールド５６Ａの周囲にも剥離が進行し、剥離した部分からインクが漏出して、インクの吐出不良が発生するなどの不具合が生じる。本実施形態では、ダミーマニホールド５６Ｂを大気開放することで、ダミーマニホールド５６Ｂ内の気体の環境温度の変化に伴う膨張・収縮による圧力変動を抑制して、ダミーマニホールド５６Ｂの周囲におけるノズルプレート５２や振動板５５の剥離を抑制して、インクが充填されるマニホールド５６Ａ側における剥離を抑制することができる。これにより、インクの漏出による不具合を抑制することができる。なお、本実施形態のように、ダミーマニホールド５６Ｂは、マニホールド５６Ａと共通するマニホールド形成基板である流路形成基板５４に形成されている。したがって、ダミーマニホールド５６Ｂの周囲の流路形成基板５４からのノズルプレート５２や振動板５５の剥離が、マニホールド５６Ａや圧力発生室列５７Ａを構成する圧力発生室５３まで進行する。これに対して、例えば、マニホールド５６Ａとダミーマニホールド５６Ｂとを異なる部材に形成した場合、ダミーマニホールド５６Ｂの周辺の剥離がマニホールド５６Ａ等に影響を及ぼし難い。しかしながら、本実施形態では、ダミーマニホールド５６Ｂは、仕様の異なるインクジェット式記録装置において、インクが充填されるマニホールド５６Ａとして使用されるため、マニホールド５６Ａとは異なる部材にダミーマニホールド５６Ｂを形成することはできない。つまり、マニホールド５６Ａとは異なる部材にダミーマニホールド５６Ｂを形成した場合には、ダミーマニホールド５６Ｂを通常のマニホールド５６Ａとして使用できなくなってしまう。

ちなみに、本実施形態では、流路部材６には、弁体１１４が設けられているため、ダミーマニホールド５６Ｂと流路部材６の流路１００とを接続すると、弁体１１４は常に閉弁した状態となり、ダミーマニホールド５６Ｂは常に密封される。このため、ダミーマニホールド５６Ｂの周辺において積層された部材の剥離が発生する。

また、本実施形態では、第２の方向Ｙの両側の圧力発生室列５７をダミー圧力発生室列５７Ｂとするようにした。このため、第２の方向Ｙの中央側にインクを噴射する圧力発生室５３Ａを集めることができ、ノズル列を記録ヘッド２の第２の方向Ｙの中央側に集中させることができる。これにより、印刷品質を向上して、高速印刷が可能となる。ちなみに、ダミー圧力発生室５３Ｂを、第２の方向Ｙの一方側に２列設けるようにすることも考えられるものの、線膨張差などにより記録ヘッド２にかかる内部応力が左右で非対称となり、特に流路ユニット５０を構成する流路形成基板５４、振動板５５及びノズルプレート５２の接着界面での応力が片側で高くなるため、ノズル列の寿命も非対称となり好ましくない。片側はノズルプレート５２のノズル開口５１がなく剛性が高い。また、アクチュエーターユニット３０の固定板３３のない片側の剛性は低くなる。ただし、ダミー圧力発生室５３Ｂを第２の方向Ｙの一方側に２列設けることで、流路部材６が不要となる。つまり、流路部材６には、２つの流路１００が設けられているため、２つの流路１００がインク導入路１４に接続されない構成とすることで、ダミーマニホールド５６Ｂに連通する２つのインク導入路１４に対応する２つの流路１００が設けられた流路部材６自体を設けないようにすることができる。したがって、記録ヘッド２には、３つの流路部材６を設けるだけでよく、コストを低減することができる。

また、このようなインクジェット式記録装置１は、ダミーマニホールド５６Ｂの大気開放された部分、すなわち、本実施形態では、インク供給針１５のインク導入路１４から検査用流体を供給し、ダミーマニホールド５６Ｂの外部において検査用流体を検出することで、ダミーマニホールド５６Ｂ及びこれに連通するダミー圧力発生室５３Ｂ等の密封状態を検査することができる。

ここで、このようなインクジェット式記録装置の検査方法について図１２を参照して説明する。なお、図１２は、検査方法を示すフローチャートである。

図１２に示すように、ステップＳ１で、ダミーマニホールド５６Ｂに連通するインク供給針１５のインク導入路１４から検査用流体を供給する。検査用流体としては、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）や、水素（Ｈ_２）等の気体（ガス）や、液体等を用いることができる。なお、検査用流体として液体を用いる場合、エタノール等の揮発性の高い液体であれば、試験後に存在しないため使用が可能である。

次に、ステップＳ２で、記録ヘッド２の外部において、検査用流体の検知を行う。例えば、ヘリウムや水素等のガスを用いた場合には、ガス検知器を用いて検知することができる。なお、検査用流体の検知は、ガス検知器を用いた検知に限定されず、ガスによる二次的現象、例えば、気泡発生などを検知するようにしてもよい。

そして、ステップＳ２で、検査用流体が検知された場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、ステップＳ３で、ダミーマニホールド５６Ｂ及びこれに連通する流路を形成する部材の何れかにおいてリークが発生していると判断する。すなわち、例えば、ダミーマニホールド５６Ｂの周囲で流路形成基板５４からノズルプレート５２や振動板５５が剥離（リーク）している場合、ダミーマニホールド５６Ｂ内に供給された検査用流体が記録ヘッド２の外部に漏れ出すため、検査用流体が検知された場合において、ダミーマニホールド５６Ｂ及びこれに連通する流路を形成する部材の何れかにおいて、リークが発生していると判断できる。

これに対して、ステップＳ２で、検査用流体が検知されない場合には（ステップＳ２；Ｎｏ）、ステップＳ４で、ダミーマニホールド５６Ｂ及びこれに連通する流路を形成する部材の何れかにおいてリークが発生していると判断する。このように、リークが発生していない場合には、ステップＳ１に戻って、検査を繰り返し行うようにしてもよい。

このような検査は、例えば、インクジェット式記録装置のメンテナンス時などに定期的に行うことで、ダミーマニホールド５６Ｂ及びこれに連通する流路のリークを早期に発見して、ダミーマニホールド５６Ｂの周囲の部材の剥離によるマニホールド５６Ａの周囲への影響によるインクの漏出や吐出不良を早期に対策することができる。すなわち、ダミーマニホールド５６Ｂ周辺の部材の剥離を放置しておくことで、剥離が進行してマニホールド５６Ａ周囲の部材の剥離を招くため、ダミーマニホールド５６Ｂ周辺の部材の剥離を早期発見することで、マニホールド５６Ａ周辺の部材の剥離が発生する前に、記録ヘッド２の交換等の対策を行うことができる。したがって、インクの噴射不良等による印刷不良を抑制して、インクの無駄な消費やロスタイム等を抑制することができる。また、このような検査は、メンテナンス時以外に、例えば、工場出荷時などに行うようにしてもよく、検査を行うタイミングは、特に限定されるものではない。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述した物に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態１では、流路部材６には、２つのインク導入路１４に連通する２つの流路が設けられた構成を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、流路部材６として、１つのインク導入路に連通する１つの流路が設けられたものを用いるようにしてもよい。この場合には、ダミーマニホールド５６Ｂに連通するインク導入路１４に対して、流路部材６を設けないようにすれば、大気開放することができると共にコストを低減することができる。また、流路部材６に設けられた流路の数は、２個に限定されず、例えば、３個以上であってもよく、１つの流路部材６に８個の流路が設けられていてもよい。

また、上述した実施形態１では、液体供給手段として、液体貯留手段と流路部材６とを例示したが、特にこれに限定されず、インクカートリッジ等の液体供給手段が、キャリッジ３に搭載される構成であってもよい。このような場合、ダミーマニホールド５６Ｂに連通するインク導入路１４には、インクカートリッジを設けないようにすれば、大気開放することができる。

さらに、上述した実施形態１では、流路部材６に流路を開閉する弁体１１４を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、流路部材６を設けなくてもよく、また、流路部材６内に弁体１１４が設けられていなくてもよい。例えば、弁体を設けなくてもよい構成とは、例えば、液体貯留手段と記録ヘッド２との間でインクを循環させる流路の場合などが挙げられる。

また、上述した実施形態１では、ダミーマニホールド５６Ｂを２つ設け、ダミー圧力発生室列５７Ｂを２列設けるようにしたが、ダミーマニホールド５６Ｂの数、すなわち、ダミー圧力発生室列５７Ｂの列は特にこれに限定されるものではない。例えば、ダミー圧力発生室列５７Ｂは、１列であってもよく、また３列以上であってもよい。また、１つの記録ヘッド２に設けられる圧力発生室列５７の総数も８列に限定されず、２列以上であれば特に限定されない。

なお、上述した実施形態１では、圧力発生室５３に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターを用いて説明したが、圧力発生手段としては、特にこれに限定されず、例えば、電極及び圧電材料を成膜及びリソグラフィ法により積層形成した薄膜型、グリーンシートを添付する等の方法により形成される厚膜型などの撓み振動型の圧電アクチュエーターを用いることができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。

さらに、上述したインクジェット式記録装置１では、記録ヘッド２がキャリッジ３に搭載されて第２の方向Ｙに移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、記録ヘッド２が固定されて、紙等の記録シートＳを移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。

なお、上記実施の形態においては、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。

１ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 ２ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ３ キャリッジ、 ４ 装置本体、 ５ 液体貯留手段、 ６ 流路部材、 ７ 供給管、 １０ ホルダー、 １２ 第１流路、 １４ インク導入路、 １５ インク供給針、 １６ フィルター、 ２０ ヘッド部材、 ３０ アクチュエーターユニット、 ３１ 圧電アクチュエーター、 ３８ 回路基板、 ４０ ケース、 ４１ 収容部、 ４２ 第２流路、 ５０ 流路ユニット、 ５１ ノズル開口、 ５２ ノズルプレート、 ５３、５３Ａ 圧力発生室、 ５３Ｂ ダミー圧力発生室、 ５４ 流路形成基板（マニホールド形成基板）、 ５５ 振動板、 ５６、５６Ａ マニホールド、 ５６Ｂ ダミーマニホールド、 ５７、５７Ａ 圧力発生室列、 ５７Ｂ ダミー圧力発生室列、 ６０ 配線基板、 ６１ 開口部、 ７０ 第１シール部材、 ７１ インク連通路、 ８０ 枠体、 ８２ 固定ネジ、 １００ 流路、 １１０ 流路部材本体、 １１４ 弁体、 １２０ シール部材

Claims (6)

1. 複数の圧力発生室が並設された圧力発生室列と、
   複数のダミー圧力発生室が並設されたダミー圧力発生室列と、
   前記圧力発生室列を構成する前記複数の圧力発生室が連通するマニホールドと、前記ダミー圧力発生室列を構成する前記複数のダミー圧力発生室が連通するダミーマニホールドと、を有するマニホールド形成基板と、
   前記圧力発生室に対応したノズル列と、前記ダミー圧力発生室に対応したノズル列が設けられていないノズルプレートと、
   を具備する液体噴射ヘッドを備え、
   前記ダミーマニホールドは、大気に連通していることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記圧力発生室及び前記マニホールドは、複数設けられており、
   前記ダミー圧力発生室及び前記ダミーマニホールドは、複数の前記圧力発生室列及び複数の前記マニホールドの並設方向の両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする液体噴射装置。
3. 前記マニホールドの上流側の流路にはフィルターが設けられており、
   前記ダミーマニホールドの上流側の流路にも前記フィルターが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射装置。
4. 前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給手段をさらに有し、
   前記液体供給手段が、前記マニホールドに連通する流路が設けられた流路部材を具備することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記流路部材の前記流路には、前記マニホールドに連通する側の圧力によって開閉する弁体を有し、
   前記流路は、前記ダミーマニホールドに対応して設けられていると共に、前記ダミーマニホールドに対応して設けられた前記流路と前記マニホールドとの接続部分において、大気に開放されていることを特徴とする請求項４記載の液体噴射装置。
6. 複数の圧力発生室が並設された圧力発生室列と、
   複数のダミー圧力発生室が並設されたダミー圧力発生室列と、
   前記圧力発生室列を構成する前記複数の圧力発生室が連通するマニホールドと、前記ダミー圧力発生室列を構成する前記複数のダミー圧力発生室が連通するダミーマニホールドと、を有するマニホールド形成基板と、
   前記圧力発生室に対応したノズル列と、前記ダミー圧力発生室に対応したノズル列が設けられていないノズルプレートと、
   を具備する液体噴射ヘッドを備え、
   前記ダミーマニホールドは、大気に連通している液体噴射装置の検査方法において、
   前記ダミーマニホールドの大気に連通している部分から検査用流体を供給して、前記ダミーマニホールドの外部において前記検査用流体を検出して、前記ダミーマニホールドの密封状態を検査することを特徴とする液体噴射装置の検査方法。
   

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