JP2015227035A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】マニホールド部材とその周囲を覆う周囲部材との熱膨張率の差に起因するヘッドチップの変形を抑制できるインクジェットヘッドを提供すること。【解決手段】圧力室121を有するヘッドチップ12と、インク流路となる少なくとも２本のインク管142,143を有し、圧力室121のインク入口側に配置されたマニホールド部材14と、インク管142,143の外径よりも大きい内径を有する貫通孔153,154をインク管142,143毎に有し、インク管142,143を貫通孔153,154に挿入させた状態でマニホールド部材14を収納する周囲部材15とを備え、周囲部材15は、マニホールド部材14よりも熱膨張率が大きく、貫通孔153,154の内部で、該周囲部材15よりも弾性率が小さい接着剤G1,G2によってインク管142,143と接着されている。【選択図】図１

Description

本発明はインクジェットヘッドに関し、詳しくは、マニホールド部材とその周囲を覆う周囲部材との熱膨張率の差に起因するヘッドチップの変形を抑制できるようにしたインクジェットヘッドに関する。

インクジェットヘッドには、ヘッドチップの圧力室へのインクの供給をマニホールド部材によって行うものがある。マニホールド部材は、圧力室のインク入口側に配置されるように設けられている。マニホールド部材の内部はインク貯留部となっており、インク入口を介して複数の圧力室と連通することで、各圧力室に共通にインクを供給する共通インク室を構成している（特許文献１）。

また、インクジェットヘッドは、ヘッドチップとマニホールド部材の周囲を覆う筐体を設け、ヘッドチップとマニホールド部材を内部に収納することも行われている（特許文献２）。この筐体は、アルミニウムを材料として形成され、マニホールド部材に突設される２本のインク管を貫通させる２つの貫通孔が形成されている。マニホールド部材は、筐体に対してぐらつくことのないように、その側面及びインク管が貫通孔に対して比較的密に接するように取り付けられている。

特開２００７−８３７０５号公報 特開２００９−２８５９０１号公報

インクジェットヘッドは駆動によって少なからず熱を発する。また、特に、ＵＶインクやワックスインク等のように、加熱することにより射出可能な状態になるまで粘度を低下させて使用するインクを射出するインクジェットヘッドでは、常に高温のインクに晒されている。従って、インクジェットヘッドの駆動中は、マニホールド部材及びこれを覆う筐体は熱の影響を受けている。

本発明者が確認したところ、特許文献２のように筐体を設けたインクジェットヘッドは、このような使用時に発生する熱が原因で、ヘッドチップに反りが発生するおそれがあることが判明した。

ここで、マニホールド部材は、一般にヘッドチップと同一又は近似した熱膨張率を有する材料によって形成することで、熱による膨張がヘッドチップへ与える影響を抑えることができる。しかし、筐体の材料は、ヘッドチップやマニホールド部材を収納して保護すると共に、キャリッジ等への位置決めや取付けを高精度に行う必要上、マニホールド部材よりも熱膨張率が大きいアルミニウムが使用されており、マニホールド部材等との間で熱膨張率を揃えることが困難となっている。本発明者は、このマニホールド部材と筐体との熱膨張率の差が原因でヘッドチップに反りを発生させるおそれがあることを突き止めた。

すなわち、インクジェットヘッドが熱の影響を受けると、マニホールド部材よりも筐体の伸びが相対的に大きくなり、インク管を挿通させている貫通孔を介して２本のインク管の距離を引き離そうとする。これにより、マニホールド部材は、インク管が設けられている側が凸となるように変形する応力を受ける。その結果、マニホールド部材と固定されているヘッドチップに反りを発生させ易くなる。また、筐体がマニホールド部材の側面に接していると、マニホールド部材に作用する変形応力はさらに大きくなる。

このような熱膨張率の差に起因する変形は、現実的には極めて微小であるものの、インクジェットヘッド性能の維持向上を図る上では、上記のようなマニホールド部材とその周囲を覆う筐体等の周囲部材との間の熱膨張率の差に起因する変形にも対処できるインクジェットヘッド構造とすることが望まれる。

そこで、本発明は、マニホールド部材とその周囲を覆う周囲部材との熱膨張率の差に起因するヘッドチップの変形を抑制できるインクジェットヘッドを提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．圧力室を有するヘッドチップと、
インク流路となる少なくとも２本のインク管を有し、前記圧力室のインク入口側に配置されたマニホールド部材と、
前記インク管の外径よりも大きい内径を有する貫通孔を前記インク管毎に有し、前記インク管を前記貫通孔に挿入させた状態で前記マニホールド部材を収納する周囲部材とを備え、
前記周囲部材は、前記マニホールド部材よりも熱膨張率が大きく、前記貫通孔の内部で、該周囲部材よりも弾性率が小さい接着剤によって前記インク管と接着されていることを特徴とするインクジェットヘッド。

２．前記周囲部材は、少なくとも前記マニホールド部材の側面との間に間隙を介して非接触状態で設けられていることを特徴とする前記１記載のインクジェットヘッド。

３．前記インク管は、前記マニホールド部材における前記ヘッドチップ側とは反対側の面から突出していると共に、前記ヘッドチップの長手方向に沿って配列されていることを特徴とする前記１又は２記載のインクジェットヘッド。

４．前記圧力室は、前記ヘッドチップに複数配列され、
前記インク管は、前記圧力室の配列方向の両端部に位置する前記圧力室よりも外側の前記マニホールド部材の前記面から突出していることを特徴とする前記３記載のインクジェットヘッド。

５．前記貫通孔と前記インク管との隙間は、前記貫通孔の外端側よりも内端側の方が大きいことを特徴とする前記１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。

６．前記インク管の前記貫通孔を通過している部位の外径は、該貫通孔の全長に亘って一定であり、
前記貫通孔の内端側の内径が、前記貫通孔の外端側の内径よりも大きいことを特徴とする前記５記載のインクジェットヘッド。

７．前記貫通孔の内径は、全長に亘って一定であり、
前記貫通孔の内端側に位置する前記インク管の外径が、前記貫通孔の外端側に位置する前記インク管の外径よりも小さいことを特徴とする前記５記載のインクジェットヘッド。

８．前記貫通孔と前記インク管との間には、前記接着剤によって、前記貫通孔の内端側に位置する第１の封止部と前記貫通孔の外端側に位置する第２の封止部の少なくとも２か所の封止部が形成されていると共に、前記第１の封止部と前記第２の封止部との間に接着剤が存在しない空間部が形成されていることを特徴とする前記１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。

９．前記インク管は、前記マニホールド部材に突設された第１の管部と、該第１の管部に接続された第２の管部とに分割されていると共に、前記第１の管部と前記第２の管部との接続によって外周面に形成される境界部が、前記空間部内に位置していることを特徴とする前記８記載のインクジェットヘッド。

１０．前記貫通孔と前記第２の管部との隙間よりも、前記貫通孔と前記第１の管部との隙間の方が大きいことを特徴とする前記９記載のインクジェットヘッド。

１１．前記貫通孔の内径は、全長に亘って一定であり、
前記第１の管部の外径が、前記第２の管部の外径よりも小さいことを特徴とする前記１０記載のインクジェットヘッド。

本発明によれば、マニホールド部材とその周囲を覆う周囲部材との熱膨張率の差に起因するヘッドチップの変形を抑制できるインクジェットヘッドを提供することができる。

本発明に係るインクジェットヘッドの構造の第１の実施形態の一例を示す側面図 図１に示すインクジェットヘッドにおける周囲部材以外の部分をノズルプレート側から見た分解斜視図 周囲部材の斜視図 本発明に係るインクジェットヘッドの構造の第２の実施形態における貫通孔と流入管との挿通構成の部位のみを示す拡大図 本発明に係るインクジェットヘッドの構造の第３の実施形態における貫通孔と流入管との挿通構成の部位のみを示す拡大図 本発明に係るインクジェットヘッドの構造の第４の実施形態における貫通孔と流入管との挿通構成の部位のみを示す拡大図 本発明に係るインクジェットヘッドの構造の第５の実施形態における貫通孔と流入管との挿通構成の部位のみを示す拡大図

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明に係るインクジェットヘッドの構造の一例を示す側面図であり、周囲部材のみを断面で示している。図２は図１に示すインクジェットヘッドにおける周囲部材以外の部分をノズルプレート側から見た分解斜視図、図３は周囲部材の斜視図である。

インクジェットヘッド１は、ノズルプレート１１、ヘッドチップ１２、配線基板１３、マニホールド部材１４を有し、これらを内部に収納するように、これらの周囲が周囲部材１５によって覆われている。

ヘッドチップ１２は六面体形状をしており、本発明における圧力室であるチャネル１２１と駆動壁１２２とが交互に複数配列されている。各チャネル１２１は、ヘッドチップ１２のノズルプレート１１側の面と配線基板１３側の面とに亘って、大きさと形状がほぼ変わらないストレート状に貫通するように形成されている。チャネル１２１のノズルプレート１１側の開口部はインク出口であり、その反対の配線基板１３側の開口部はインク入口である。

ノズルプレート１１には、このチャネル１２１のインク入口に対応するようにインクの吐出口となるノズル１１１が形成されており、ヘッドチップ１２におけるチャネル１２１のインク入口が開口している面に接着されている。

駆動壁１２２は、少なくとも一部が、分極処理されたＰＺＴ等の圧電素子によって形成され、チャネル１２１内に臨む駆動壁１２２の表面に不図示の駆動電極が形成されている。駆動壁１２２は、その両面の駆動電極に所定電圧の駆動信号が印加されることによってせん断変形し、一対の駆動壁１２２、１２２に挟まれるチャネル１２１の容積を膨張、収縮させる。これによって、チャネル１２１内に供給されているインクに吐出のための圧力を付与する。

配線基板１３は、ヘッドチップ１２の周囲から張り出す大きさを有する平板状の薄板であり、ヘッドチップ１２のノズルプレート１１とは反対側のチャネル１２１のインク入口が開口している面に接着されている。配線基板１３のヘッドチップ１２側の面には、ヘッドチップ１２の各駆動電極と電気的に接続される配線１３１が形成されている。ヘッドチップ１２から張り出した配線基板１３の領域は、この配線と不図示の駆動回路との間を電気的に接続する不図示のフレキシブル基板の接続部として機能している。

配線基板１３の中央部には開口部１３２が形成されている。開口部１３２はヘッドチップ１２のチャネル１２１の配列方向に沿って長尺な矩形状であり、ヘッドチップ１２に開口する全てのチャネル１２１のインク入口側を包囲することができる大きさに形成されている。従って、ヘッドチップ１２の各チャネル１２１のインク入口は、この開口部１３２を通してマニホールド部材１４に向けて露出している。

マニホールド部材１４は、一面が開口する箱型に形成され、この開口を塞ぐように配線基板１３のヘッドチップ１２とは反対側の面の外縁部に接着されている。これにより、マニホールド部材１４の内部に、インクを吐出させる全てのチャネル１２１に共通にインクを供給する共通インク室１４１が形成される。

マニホールド部材１４の材質としては、樹脂としては、例えば、アクリル、ポリアミド、ポリエーテルアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネート等が挙げられる。金属が使われることもあり、例えば、アルミニウム、ステンレス、チタン等が挙げられる。

マニホールド部材１４の外面のうちのヘッドチップ１２側とは反対側の面である上面１４ａには、共通インク室１４１へのインクの流入を行う流入管１４２及び共通インク室１４１からのインクの排出を行う流出管１４３の２本のインク管が突設されている。流入管１４２と流出管１４３は、マニホールド部材１４の上面１４ａからヘッドチップ１２側とは反対方向に突出しており、その先端部で不図示のインクチューブと接続されるようになっている。

周囲部材１５は、ノズルプレート１１、ヘッドチップ１２、配線基板１３及びマニホールド部材１４の一体物を内部に収納するように、これらの周囲を十分に覆うことができる大きさの箱型に形成されている。この周囲部材１５は、一面が開口し、ノズルプレート１１、ヘッドチップ１２、配線基板１３及びマニホールド部材１４の一体物の大部分を内部に収納する周囲部材本体１５１と、周囲部材本体１５１の開口を塞ぐ天板１５２とを有している。

ここで、周囲部材本体１５１及び天板１５２は、マニホールド部材１４よりも熱膨張率が大きい材料によって形成されている。具体的な材料としては、例えばアルミニウム、ステンレス、チタン等が挙げられる。駆動により発熱するヘッドからヘッドプリンタへの放熱のためにも熱伝導性の良い金属材料が好ましい。

周囲部材本体１５１の上面には、マニホールド部材１４から突出する流入管１４２及び流出管１４３にそれぞれ対応する位置に貫通孔１５３、１５４が形成されている。本実施形態に示す貫通孔１５３、１５４の内径は全長に亘って一定であり、それぞれ対応する流入管１４２及び流出管１４３の外径よりもわずかに大きく形成されている。周囲部材本体１５１は、流入管１４２及び流出管１４３をこの貫通孔１５３、１５４に挿入させた状態で、ノズルプレート１１、ヘッドチップ１２、配線基板１３及びマニホールド部材１４の一体物を収納している。流入管１４２及び流出管１４３の先端部側は、貫通孔１５３、１５４から外部に突出している。

天板１５２は、ノズルプレート１１、ヘッドチップ１２、配線基板１３及びマニホールド部材１４の一体物を収納した状態の周囲部材本体１５１の開口を塞ぐように取り付けられている。天板１５２の中央部には、ヘッドチップ１２の周囲を取り囲むことができる程度の大きさの開口部１５５が形成されており、周囲部材本体１５１の開口を塞ぐように取り付けられた際、この開口部１５５からノズルプレート１１のノズル面を外部に露出させるようになっている。天板１５２は、後述する接着剤によってヘッドチップ１２の周囲に接着される部位以外の部位では、ノズルプレート１１、ヘッドチップ１２、配線基板１３及びマニホールド部材１４の一体物とはどこにも接触しておらず、固着もしていない方が好ましい。

なお、図３中の符号１５６は、配線基板１３に接続されるフレキシブル基板を挿通させて外部に取り出すための、周囲部材本体１５１の上面に形成された基板挿通用開口部である。

周囲部材１５は、ノズルプレート１１、ヘッドチップ１２、配線基板１３及びマニホールド部材１４の一体物に対して、貫通孔１５３、１５４で接着剤Ｇ１、Ｇ２を介して接着され、天板１５２の開口部１５５で接着剤Ｇ３を介して接着されている。本実施形態における接着剤Ｇ１、Ｇ２は、貫通孔１５３、１５４内の全体を埋めるように充填されている。

ここで、これら接着剤Ｇ１〜Ｇ３のうち、少なくとも接着剤Ｇ１、Ｇ２には、周囲部材１５よりも弾性率が小さい接着剤が用いられている。弾性率は変形のしにくさを表す割合であり、力／歪みによって規定される。すなわち、接着剤Ｇ１、Ｇ２は、直接接触している周囲部材本体１５１よりも弾性変形し易いものが使用されている。

このような接着剤は、周囲部材１５の材質との関係で適宜決められるが、例えば、エポキシ接着剤、シリコーン接着剤等が挙げられる。中でも、主鎖中にフッ素化ポリエーテル骨格を有するポリマーを主成分とする接着剤が弾性と耐インク性を兼ね備える点で好ましい。

次に、このインクジェットヘッド１において、マニホールド部材１４と周囲部材１５との間の熱膨張率の差に起因する変形応力が作用した場合について説明する。

マニホールド部材１４及び周囲部材１５に対して熱が作用した場合、周囲部材１５は、マニホールド部材１４よりも熱膨張率が大きいため、マニホールド部材１４に対して長手方向（チャネル１２１の配列方向、図１中の左右方向）に大きく伸び、貫通孔１５３、１５４を介して流入管１４２と流出管１４３の間の距離を引き離そうとする応力を作用させる。しかし、接着剤Ｇ１、Ｇ２は周囲部材本体１５１よりも弾性変形し易いため、この応力を接着剤Ｇ１、Ｇ２自身が弾性変形することによって吸収する。これにより、マニホールド部材１４を介してヘッドチップ１２が変形して反ることが防止される。

従って、このインクジェットヘッド１によれば、マニホールド部材１４とその周囲を覆う周囲部材１５との熱膨張率の差に起因するヘッドチップ１の変形を抑制することができる。

本実施形態における周囲部材本体１５１は、マニホールド部材１４の外面から所定の間隔をおいて離間するように、内側の寸法がマニホールド部材１４の外形寸法よりも十分に大きく形成された好ましい態様を例示している。これにより、周囲部材１５は、接着剤Ｇ１、Ｇ２による接着部位以外の部位では、マニホールド部材１４の上面１４ａ及び側面１４ｂとの間に間隙Ｓを介して、マニホールド部材１４とは非接触状態に設けられている。

このため、周囲部材１５の変形がマニホールド部材１４に直接伝達されることがなく、接着剤Ｇ１、Ｇ２の弾性変形作用と相俟って、マニホールド部材１４を介したヘッドチップ１２の変形を抑制する効果をさらに向上させることができる。

なお、図示した間隙Ｓは、マニホールド部材１４の上面１４ａ及び側面１４ｂと周囲部材本体１５１との間に形成されているが、少なくともマニホールド部材１４の側面１４ｂと周囲部材本体１５１との間に形成されていればよい。

本実施形態に示すマニホールド部材１４は、流入管１４２と流出管１４３が、マニホールド部材１４の長手方向に沿って配列されている。このような構成では、周囲部材本体１５１の伸びによって、流入管１４２及び流出管１４３を介してマニホールド部材１４が変形し易いため、本発明の適用による効果が顕著に得られる。

また、本実施形態に示す流入管１４２と流出管１４３は、図１に示すように、チャネル１２１の配列方向の両端部に位置する２つのチャネル１２１、１２１よりも外側に対応するマニホールド部材１４の上面１４ａから突出している。このような構成では、周囲部材本体１５１の伸びによって、流入管１４２及び流出管１４３を介してマニホールド部材１４はさらに変形し易くなるため、本発明の適用による効果がさらに顕著になる。

（第２の実施形態）
次に、貫通孔１５３、１５４と流入管１４２及び流出管１４３との隙間を、貫通孔１５３、１５４の外端側よりも内端側の方を大きくした実施形態について以下に説明する。

図４は、第２の実施形態におけるインクジェットヘッドの貫通孔１５３と流入管１４２との挿通部位のみを示す拡大図である。もう一方の貫通孔１５４と流出管１４３との挿通部位も同様の構成であるため、この挿通部位については以下の説明を援用し、ここでは図示及び説明を省略する。

この流入管１４２の貫通孔１５３を通過している部位の外径は、貫通孔１５３の全長に亘って一定である。そして、貫通孔１５３は、内端側（周囲部材本体１５１の内側）に内径が大きい大径部１５３ａが形成され、外端側（周囲部材本体１５１の外側）に内径が小さい小径部１５３ｂが形成されている。このため、貫通孔１５３の内面と流入管１４２の外面との間隔は、大径部１５３ａの方が小径部１５３ｂよりも広く形成されている。接着剤Ｇ１は、この貫通孔１５３内の全体を埋めるように充填されている。

ここで、周囲部材本体１５１の伸びによって流入管１４２と流出管１４３との間の距離を引き離そうとする応力が作用した場合、これら流入管１４２、流出管１４３の先端側は互いに離れる方向に傾倒しようとするのに対し、根元側はほとんど動くことができない。このため、流入管１４２については、貫通孔１５３の大径部１５３ａに作用する力の方が小径部１５３ｂに作用する力よりも大きくなる。このとき、貫通孔１５３の大径部１５３ａの方が流入管１４２の外面との間隔が大きいことによって、接着剤Ｇ１の厚みが厚くなるため、大径部１５３ａに作用する大きな変形応力を十分に吸収することができる。従って、マニホールド部材１４と周囲部材１５との熱膨張率の差に起因するヘッドチップ１の変形を抑制する効果をさらに向上させることができる。

本実施形態において、貫通孔１５３の内面は、図示するように段状に形成する他に、内端側から外端側に向けて次第に縮径するテーパー状に形成してもよい。

（第３の実施形態）
次に、貫通孔１５３、１５４と流入管１４２及び流出管１４３との隙間を、貫通孔１５３、１５４の外端側よりも内端側の方を大きくした他の実施形態について以下に説明する。

図５は、第３の実施形態におけるインクジェットヘッドの貫通孔１５３と流入管１４２との挿通部位のみを示す拡大図である。もう一方の貫通孔１５４と流出管１４３との挿通部位も同様の構成であるため、この挿通部位については以下の説明を援用し、ここでは図示及び説明を省略する。

この貫通孔１５３は全長に亘って内径が一定である。そして、貫通孔１５３の内端側に位置する流入管１４２の外径が、貫通孔１５３の外端側に位置する流入管１４２の外径よりも小さく形成されている。すなわち、この流入管１４２は、貫通孔１５３の内端側に位置する小径管部１４２ａと、貫通孔１５３の外端側に位置する大径管部１４２ｂとを有している。このため、貫通孔１５３の内面と流入管１４２の外面との間隔は、流入管１４２の小径管部１４２ａの方が大径管部１４２ｂよりも広く形成されている。接着剤Ｇ１は、この貫通孔１５３内の全体を埋めるように充填されている。

この実施形態においても、貫通孔１５３の内端側に位置する流入管１４２の小径管部１４２ａの方が貫通孔１５３の内面との間隔が大きいことによって、第２の実施形態の場合と同様、接着剤Ｇ１の厚みが厚くなるため、流入管１４２の小径管部１４２ａに作用する大きな変形応力を十分に吸収することができ、マニホールド部材１４と周囲部材１５との熱膨張率の差に起因するヘッドチップ１の変形を抑制する効果をさらに向上させることができる。

流入管１４２の小径管部１４２ａと大径管部１４２ｂは、１本の管によって形成することもできるが、それぞれ分割された管部によって形成することもできる。分割された管部によって形成した場合、小径管部１４２ａは、マニホールド部材１４の上面１４ａから突設された第１の管部であり、大径管部１４２ｂは、該第１の管部に接続された第２の管部である。このように、流入管１４２の小径管部１４２ａと大径管部１４２ｂを、分割された第１の管部と第２の管部によって構成することで、小径管部１４２ａ及び大径管部１４２ｂを容易に形成することができる。

また、小径管部１４２ａ及び大径管部１４２ｂを分割された管部によって形成した場合、小径管部１４２ａと大径管部１４２ｂとは直接接しない構造とすることが好ましい。例えば、大径管部１４２ｂの内径を小径管部１４２ａの外径よりも大きく形成し、小径管部１４２ａの先端部に大径管部１４２ｂを被せるように配置させた状態で、接着剤Ｇ１を注入して硬化させることで、小径管部１４２ａと大径管部１４２ｂとが直接接しない構造とすることができる。小径管部１４２ａと大径管部１４２ｂとの間には隙間が形成されるが、その周囲は接着剤Ｇ１によって囲まれているため、インクが外部に漏れる心配はない。

このように小径管部１４２ａ及び大径管部１４２ｂを、分割された管部によって形成し、これらが直接接しない構造とすることで、熱膨張の影響による周囲部材１５の伸びが流入管１４２、流出管１４３に作用した際、小径管部１４２ａと大径管部１４２ｂとが相互にずれることで応力を吸収することができる。このため、接着剤Ｇ１による応力吸収効果と相俟って、ヘッドチップ１及びマニホールド１４への周囲部材１５の熱膨張の影響をより緩和することができる。

本実施形態において、流入管１４２の外面は、図示するように小径管部１４２ａと大径管部１４２ｂによる段状に形成する他に、貫通孔１５３の内端側から外端側に向けて次第に拡径するテーパー状に形成してもよい。

さらに、本実施形態において、貫通孔１５３の内面は、図４に示したように、大径部１５３ａと小径部１５３ｂを有する段状に形成してもよいし、内端側から外端側に向けて次第に縮径するテーパー状に形成してもよい。

（第４の実施形態）
次に、貫通孔１５３、１５４と流入管１４２及び流出管１４３との間の接着構成のさらに他の実施形態について以下に説明する。

図６は、第４の実施形態におけるインクジェットヘッドの貫通孔１５３と流入管１４２との挿通部位のみを示す拡大図である。もう一方もの貫通孔１５４と流出管１４３との挿通部位も同様の構成であるため、この挿通部位については以下の説明を援用し、ここでは図示及び説明を省略する。

この貫通孔１５３は全長に亘って内径が一定である。また、流入管１４２の貫通孔１５３を通過している部位の外径も一定である。そして、貫通孔１５３の内面と流入管１４２の外面との間の接着剤が、貫通孔１５３の内端側に位置する第１の封止部Ｇ１ａと、貫通孔１５３の外端側に位置する第２の封止部Ｇ１ｂの２か所の封止部を形成しており、これら第１の封止部Ｇ１ａと第２の封止部Ｇ１ｂとの間に、接着剤が存在しない空間部１５３ｃが形成されている。

これにより、貫通孔１５３と流入管１４２との接着面積を小さくすることができると共に、空間部１５３ｃの存在によって各封止部Ｇ１ａ、Ｇ２ｂをそれぞれ弾性変形し易くすることができる。従って、それだけ周囲部材１５の伸びがマニホールド部材１４へ与える変形応力を抑制する効果をさらに向上させることができる。

第１の封止部Ｇ１ａと第２の封止部Ｇ１ｂを形成する方法としては、例えば次のような方法が挙げられる。

接着剤の粘度が十分に高い場合は、貫通孔１５３と流入管１４２との間に細針状の接着剤注入管を挿入し、まず貫通孔１５３の内端側に接着剤を注入して第１の封止部Ｇ１ａを形成した後、この第１の封止部Ｇ１ａから距離をおいて、貫通孔１５３の外端側に接着剤を注入して、第２の封止部Ｇ１ｂを形成することができる。

接着剤の粘度が低い場合は、接着剤が毛管作用によって貫通孔１５３内の全体に浸入しないように、空間部１５３ｃに相当する貫通孔１５３の内面及び流入管１４２の外面に、接着剤が付着しないようにするための撥液膜を予め形成しておき、その後、上記同様に接着剤注入管を用いて第１の封止部Ｇ１ａ、第２の封止部Ｇ１ｂの順に形成することができる。

ここでは封止部を、第１の封止部Ｇ１ａと第２の封止部Ｇ１ｂの２か所としたが、３か所以上形成してもよい。この場合、各封止部間にそれぞれ空間部が形成される。封止部の数が増えるため、封止部の弾性変形を向上させつつ、接着強度を向上させることができる。

本実施形態において、貫通孔１５３の内面は、図４に示したように、大径部１５３ａと小径部１５３ｂを有する段状に形成してもよい。この場合、第１の封止部Ｇ１ａを大径部１５３ａに配置させ、第２の封止部Ｇ１ｂを小径部１５３ｂに配置させることで、周囲部材１５の伸びがマニホールド部材１４へ与える変形応力を抑制する効果をさらに向上させることができる。

また、貫通孔１５３の内面は、内端側から外端側に向けて次第に縮径するテーパー状に形成してもよい。
（第５の実施形態）
次に、貫通孔１５３、１５４と流入管１４２及び流出管１４３との間の接着構成のさらに他の実施形態について以下に説明する。

図７は、第５の実施形態におけるインクジェットヘッドの貫通孔１５３と流入管１４２との挿通部位のみを示す拡大図である。もう一方もの貫通孔１５４と流出管１４３との挿通部位も同様の構成であるため、この挿通部位については以下の説明を援用し、ここでは図示及び説明を省略する。

この貫通孔１５３は全長に亘って内径が一定である。そして、貫通孔１５３の内面と流入管１４２の外面との間の接着剤が、図６と同様に、貫通孔１５３の内端側に位置する第１の封止部Ｇ１ａと、貫通孔１５３の外端側に位置する第２の封止部Ｇ１ｂの２か所の封止部を形成しており、これら第１の封止部Ｇ１ａと第２の封止部Ｇ１ｂとの間に、接着剤が存在しない空間部１５３ｃが形成されている。

また、流入管１４２は、マニホールド部材１４の上面１４ａから突設された第１の管部である小径管部１４２ａと、該第１の管部に接続された第２の管部である大径管部１４２ｂの２つの管部に分割され、これらが接続されることによって構成されている。そして、この流入管１４２は、小径管部１４２ａと大径管部１４２ｂとの接続によって外周面に形成される境界部１４２ｃが、第１の封止部Ｇ１ａと第２の封止部Ｇ１ｂとの空間部１５３ｃ内に位置している。

この境界部１４２ｃは、小径管部１４２ａと大径管部１４２ｂとが接続されることによって流入管１４２の内周面と外周面とに形成される接続境界部位のうち、外周面に形成される接続境界部位のことである。この境界部１４２ｃが空間部１５３ｃ内に位置していることにより、万が一、この境界部１４２ｃからインク漏れが発生しても空間部１５３ｃ内に留まり、外部に漏れ出すことはない。

もちろん、第１の封止部Ｇ１ａと第２の封止部Ｇ１ｂによって、貫通孔１５３と流入管１４２との接着面積を小さくすることができると共に、空間部１５３ｃによって各封止部Ｇ１ａ、Ｇ２ｂをそれぞれ弾性変形し易くすることができることにより、周囲部材１５の伸びによるマニホールド部材１４へ与える変形応力の抑制向上を図ることもできる。

この実施形態においても、分割された管部によって形成された小径管部１４２ａと大径管部１４２ｂは、第３の実施形態で説明したように、直接接しない構造としてもよい。また、貫通孔１５３を、図４と同様に、大径部１５３ａと小径部１５３ｂとを有する段状に形成したり、内端側から外端側に向けて次第に縮径するテーパー状に形成したりすることにより、マニホールド部材１４へ与える変形応力の抑制効果をより一層向上させることもできる。

（その他の実施形態）
以上説明したインクジェットヘッド１において、インクが加熱によって射出可能な状態になるまで粘度を低下させて使用するインクである場合、ヒーター等の加熱手段を共通インク室１４１内又はマニホールド部材１４の外面に設けるようにしてもよい。

また、インクジェットヘッド１に設けられるインク管は、以上説明した流入管１４２、流出管１４３の２本のみならず、さらに追加の流入管又は流出管を設けることによって３本以上としてもよい。

さらに、周囲部材１５は、キャリッジ等へのインクジェットヘッド１の位置決め及び取付けを行うための取付け部を一体に有するものであってもよい。

以上説明したインクジェットヘッド１は、ヘッドチップ１２が、チャネル１２１と駆動壁１２２とが交互に並設されたせん断モード型のヘッドチップを例示したが、これに限らない。例えば圧力室内のインクを加熱した際に発生する気泡の破裂作用によって圧力室内のインクをノズルから吐出させるものや、圧力室の一壁面を振動板とし、この振動板の振動作用によって圧力室内のインクをノズルから吐出させるもの等であってもよい。

１：インクジェットヘッド
１１：ノズルプレート
１１１：
１２：ヘッドチップ
１２１：チャネル（圧力室）
１２２：駆動壁
１３：配線基板
１３１：配線
１３２：開口部
１４：マニホールド部材
１４ａ：上面
１４ｂ：側面
１４１：共通インク室
１４２：流入管（インク管）
１４２ａ：小径管部
１４２ｂ：大径管部
１４２ｃ：境界部
１４３：流出管（インク管）
１５：周囲部材
１５１：周囲部材本体
１５２：天板
１５３、１５４：貫通孔
１５３ａ：大径部
１５３ｂ：小径部
１５３ｃ：空間部
１５５：開口部
１５６：基板挿通用開口部
Ｇ１〜Ｇ３：接着剤
Ｇ１ａ：第１の封止部
Ｇ１ｂ：第２の封止部
Ｓ：間隙

Claims (11)

1. 圧力室を有するヘッドチップと、
   インク流路となる少なくとも２本のインク管を有し、前記圧力室のインク入口側に配置されたマニホールド部材と、
   前記インク管の外径よりも大きい内径を有する貫通孔を前記インク管毎に有し、前記インク管を前記貫通孔に挿入させた状態で前記マニホールド部材を収納する周囲部材とを備え、
   前記周囲部材は、前記マニホールド部材よりも熱膨張率が大きく、前記貫通孔の内部で、該周囲部材よりも弾性率が小さい接着剤によって前記インク管と接着されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記周囲部材は、少なくとも前記マニホールド部材の側面との間に間隙を介して非接触状態で設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. 前記インク管は、前記マニホールド部材における前記ヘッドチップ側とは反対側の面から突出していると共に、前記ヘッドチップの長手方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッド。
4. 前記圧力室は、前記ヘッドチップに複数配列され、
   前記インク管は、前記圧力室の配列方向の両端部に位置する前記圧力室よりも外側の前記マニホールド部材の前記面から突出していることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッド。
5. 前記貫通孔と前記インク管との隙間は、前記貫通孔の外端側よりも内端側の方が大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
6. 前記インク管の前記貫通孔を通過している部位の外径は、該貫通孔の全長に亘って一定であり、
   前記貫通孔の内端側の内径が、前記貫通孔の外端側の内径よりも大きいことを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッド。
7. 前記貫通孔の内径は、全長に亘って一定であり、
   前記貫通孔の内端側に位置する前記インク管の外径が、前記貫通孔の外端側に位置する前記インク管の外径よりも小さいことを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッド。
8. 前記貫通孔と前記インク管との間には、前記接着剤によって、前記貫通孔の内端側に位置する第１の封止部と前記貫通孔の外端側に位置する第２の封止部の少なくとも２か所の封止部が形成されていると共に、前記第１の封止部と前記第２の封止部との間に接着剤が存在しない空間部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
9. 前記インク管は、前記マニホールド部材に突設された第１の管部と、該第１の管部に接続された第２の管部とに分割されていると共に、前記第１の管部と前記第２の管部との接続によって外周面に形成される境界部が、前記空間部内に位置していることを特徴とする請求項８記載のインクジェットヘッド。
10. 前記貫通孔と前記第２の管部との隙間よりも、前記貫通孔と前記第１の管部との隙間の方が大きいことを特徴とする請求項９記載のインクジェットヘッド。
11. 前記貫通孔の内径は、全長に亘って一定であり、
    前記第１の管部の外径が、前記第２の管部の外径よりも小さいことを特徴とする請求項１０記載のインクジェットヘッド。

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