JP2016007815A - インクジェットヘッド、および、インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能なインクジェットヘッド、および、インクジェットプリンタを提供する。【解決手段】ホルダー内流路が形成されたホルダーと、中間流路３９が形成された流路プレート２０と、を備えた記録ヘッドであって、中間流路３９は、流路プレート２０に形成された流路用溝８１の周縁を第１の接着剤９６で囲ってホルダーをくっつけることで形成される接合面内流路７８を有し、接合面内流路７８の外側を第２の接着剤９７で囲って流路プレート２０とホルダーとをくっつけることで接合面内流路７８を含む接合空間８２を形成し、接合空間８２を大気開放する大気開放路９０の少なくとも一部は、接合空間８２内に形成された蛇道用溝４０をフィルム４１により封止することで形成する。【選択図】図１０

Description

本発明は、インクジェット式記録ヘッドなどのインクジェットヘッド、および、これを備えたインクジェットプリンタに関し、特に、より小型化を図ることが可能なものである。

インクジェットプリンタはパーマネントヘッドを備え、このパーマネントヘッドから各種の液体を噴射（吐出）する装置である。インクジェットプリンタ（ｉｎｋ ｊｅｔ ｐｒｉｎｔｅｒ）とは、非衝撃式印字装置であって、文字が用紙上にインクの粒子又は小滴の噴射によって形成されるもの、である（ＪＩＳ Ｘ００１２−１９９０）。複数の点で表現される文字や画像を印字するプリンタ、である（ＪＩＳ Ｘ００１２−１９９０）ドットプリンタの一形態であり、インクの粒子又は小滴の噴射によって形成される複数の点で表現される文字や画像を印字する。また、パーマネントヘッド（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｈｅａｄ）とは、インクの液滴を連続的又は断続的に生成する、プリンタ本体の機械部又は電気部、である（以下、「インクジェットヘッド」（Ｉｎｋｊｅｔ‐ｈｅａｄ）という）（ＪＩＳ Ｚ８１２３−１：２０１３）。このインクジェットプリンタは、画像記録装置として使用されるほか、ごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を活かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。

上記のインクジェットヘッドは、複数の流路部材等が積層されて成り、各流路部材に形成された流路を介して圧力室に液体が供給される。そして、圧電素子（アクチュエーターの一種）の駆動により圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることで、ノズルから液滴を噴射させている。このようなインクジェットヘッドには、第１の流路部材とこれに接合される第２の流路部材とが環状に形成されたエラストマー等の樹脂から成るシール部材を挟持することで接合面に空間を形成し、接合面方向に延在する水平流路を内包するように構成したものがある（例えば、特許文献１）。そして、この空間は、温度変化に応じた空気の膨張等によりシール部材が破壊されないように、当該シール部材に形成された大気開放路を介して外部と連通されている。

特開２０１３−１１９１６５号公報

しかしながら、上記のようにシール部材を介して第１の流路部材と第２の流路部材とを接合すると、シール部材の反発力（復元力）により、第１の流路部材または第２の流路部材が変形する虞がある。このため、剛性を確保する目的から、これらの流路部材の厚さを薄くすることができなかった。また、シール部材に大気開放路が形成されているため、シール部材自体の厚さも厚くなっていた。このため、インクジェットヘッドの厚さが厚くなり、インクジェットヘッドの小型化が困難になっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化が可能なインクジェットヘッド、および、インクジェットプリンタを提供することにある。

本発明のインクジェットヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、第１の流路が形成された第１の流路部材と、
第２の流路が形成され、前記第１の流路部材がくっつく第２の流路部材と、を備えたインクジェットヘッドであって、
前記第２の流路は、前記第２の流路部材に形成された溝の周縁を第１の接着剤で囲って前記第１の流路部材をくっつけることで形成される接合面内流路を有し、
前記接合面内流路の外側を第２の接着剤で囲って前記第２の流路部材と前記第１の流路部材をくっつけることで当該接合面内流路を含む接合空間を形成し、
前記接合空間を大気開放する大気開放路の少なくとも一部は、当該接合空間内に形成された大気開放用溝をフィルムにより封止することで形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、第１の流路部材と第２の流路部材との間に大気開放路が形成された他の部材を挟持する場合と比べて、インクジェットヘッドの厚さを薄くすることができる。また、他の部材を挟持することによる反発力が生じないため、第１の流路部材および第２の流路部材の厚さを薄くすることができる。その結果、インクジェットヘッドの小型化が可能になる。

上記構成において、前記第２の接着剤が硬化した第２の硬化物の気体透過度は、前記第１の接着剤が硬化した第１の硬化物の気体透過度より低いことが望ましい。

上記構成によれば、接合面内流路の水分が第１の接着剤を透過しても第２の接着剤を透過しにくいので、接合空間内の湿度を保持し易くなる。

また、上記各構成において、インクジェットヘッドは、ヘッド内流路を有し、
ヘッド内流路の少なくとも一部は、圧力変動に応じて撓む可撓部材により区画され、
可撓部材を間に介してヘッド内流路と隔てられたヘッド内空間が、接合空間に連通されたことが望ましい。

上記構成によれば、ヘッド内空間を大気開放する大気開放路を、接合空間を大気開放する大気開放路と共通にすることができる。その結果、インクジェットヘッドの構造が簡単になり、インクジェットヘッドの製造が容易になる。

そして、本発明のインクジェットプリンタは、上記各構成のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする。

プリンタの外観の構成を説明する斜視図である。 プリンタの内部構成を説明する平面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。 記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。 記録ヘッドの構成を説明する上面図である。 記録ヘッドの構成を説明する下面図である。 記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。 流路ユニットの構成を説明する分解斜視図である。 （ａ）はベースプレート接合前における流路プレートの平面図、（ｂ）はベースプレート接合後における流路プレートの平面図である。 （ａ）は図１０（ｂ）におけるＣ−Ｃ線断面図、（ｂ）は図１０（ｂ）におけるＤ−Ｄ線断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明のインクジェットプリンタとして、インクジェット式画像記録装置（以下、プリンタ）を例に挙げて説明する。

図１は、このプリンタ１の外観構成を説明する斜視図であり、図２は、プリンタ１の内部構成を示す平面図である。また、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図４は、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。本実施形態におけるプリンタ１は、プリンタ本体の筐体２の内部にインクジェットヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド３）をキャリッジ１０に搭載して備え、当該記録ヘッド３のノズル６３からインク（液体の一種）を記録用紙やはがき等（記録媒体あるいは液体着弾対象の一種）に対して噴射することにより、当該記録用紙等に写真画像やテキスト等の印刷を行うように構成されている。筐体２の上面側には本体カバー４が、筐体２の前面側には前面カバー５が、それぞれ設けられている。これらの本体カバー４および前面カバー５は互いに連結されており、前面側の縁部を持ち上げることで筐体２の背面側の縁部を軸として背面側まで回動して、筐体２の上面を開放することができるように構成されている。この本体カバー４および前面カバー５を開いた状態では、これらのカバー４，５は、記録用紙等がセットされる給紙トレイとして機能する。また、カバーを開いた状態ではインクカートリッジ１７の交換作業等が行える。

筐体２の内部は、記録用紙等をプラテン９側に給紙する図示しない給紙機構等が設けられた区画である給紙部８ａと、プラテン９上に給紙された記録用紙等に対して記録ヘッド３により印刷（記録動作）が行われる区画である印刷部８ｂとに、金属製の本体フレーム７によって区画されている。本体フレーム７の印刷部８ｂの背面側と前面側には、それぞれガイドフレーム１１ａ，１１ｂが筐体２の長手方向に沿って互いに平行に設けられている。キャリッジ１０は、その前後をガイドフレーム１１ａ，１１ｂによって支持されている。このキャリッジ１０は、図示しない駆動モーターによる駆動力によってこれらのガイドフレーム１１ａ，１１ｂに沿って案内されて往復移動可能に構成されている。

キャリッジ１０の移動範囲の一端側（図２中右側）には、記録ヘッド３の待機位置であり、走査の基点であるホームポジションが設定されている。このホームポジションには、図３に示すように、一端側（本体フレーム７の一端側側壁７′に近い方）から順にキャッピング機構１３（キャッピング手段）および、ワイピング機構１４（ワイピング手段）が設けられている。キャッピング機構１３は、例えば、エラストマー等の弾性部材からなるキャップ１５を有しており、当該キャップ１５を、記録ヘッド３のノズル面の周囲を囲むように設けられたヘッドカバー２６（図７および図８参照）に対して当接させて封止した状態（キャッピング状態）あるいは当該ヘッドカバー２６から離隔した待避状態に変換可能に構成されている。キャッピング機構１３は、上記キャッピング状態では、図示しないポンプによりキャップ１５の内部を負圧化することができ、これにより、記録ヘッド３のノズル６３からインクや気泡を排出するクリーニング動作を行うことができるように構成されている。キャリッジ１０の移動範囲のホームポジション側とは反対側となる他端側（図２中左側）には、プラテン９上の記録用紙等の搬送に係る駆動部品１２が、プラテン９に隣接させて設けられている。この駆動部品１２は、具体的には、記録用紙搬送用のモーターの駆動力を搬送ローラー等に伝達する駆動ギア等からなる。

ワイピング機構１４は、ワイパー１６によって記録ヘッド３のノズル面を払拭するものであり、ワイパー１６をノズル面に対して当接した状態あるいは当該ノズル面から離隔した待避状態に変換可能に構成されている。ワイパー１６は、種々の構成のものを採用することができるが、例えば、樹脂等からなるブレード本体の表面に撥水膜を形成したものや、ノズル面との接触部が布からなる布ワイパー等を採用することができる。本実施形態においては、ワイパー１６が記録ヘッド３のノズル面に当接した状態で、キャリッジ１０が主走査方向に移動することで、ワイパー１６がノズル面を摺動して払拭する。なお、記録ヘッド３が移動を停止した状態でワイパー１６が自走することでノズル面を払拭する構成を採用することもできる。要するに、記録ヘッド３とワイパー１６が相対的に移動してノズル面が払拭される構成であればよい。

図５は、上記記録ヘッド３の構成を示す分解斜視図である。また、図６は、記録ヘッド３の構成を示す上面図（平面図）であり、図７は、記録ヘッド３の構成を示す下面図である。さらに、図８は、記録ヘッド３の内部構成を説明する要部断面図である。なお、図８では、他方のノズル列６４に対応する構成が省略されている。本実施形態における記録ヘッド３は、ヘッド構成部品として、ホルダー１９（本発明における第１の流路部材に相当）、流路プレート２０（本発明における第２の流路部材に相当）、回路基板２１、および、ヘッドユニット２２を備えている。また、ヘッドユニット２２は、ヘッドユニット構成部品として、振動子ユニット２３、ヘッドケース２４、流路ユニット２５、およびヘッドカバー２６を備えている。

本実施形態におけるホルダー１９は、合成樹脂により作製された部材であり、ベースプレート３０、および、このベースプレート３０の左右方向（キャリッジ１０の走査方向）における両側および前後方向（記録用紙等の搬送方向）における後方の縁から上方に向けて立設された外壁２８を備えている。また、ベースプレート３０の上面は、外壁２８の内側に設けられた仕切壁２９により、ブラックインクカートリッジ１７ａ用の配置領域（図６中、仕切壁２９より左側の領域）、およびカラーインクカートリッジ１７ｂ用の配置領域（図６、仕切壁２９より右側の領域）に区画されている。これらのカートリッジ配置領域にそれぞれインク導入部３１が設けられている。このインク導入部３１は、インクカートリッジ１７のインク導出部３２と接続される部分であり、インクの色毎に設けられている。本実施形態においては、ブラックインク、シアンインク、マゼンタインク、およびイエローインクの合計４色のインクに対応して、インク導入部３１が合計４か所設けられている。このインク導入部３１は、円筒部分の開口内に図示しないフィルターおよび多孔質部材（吸液材）を備えている。また、インクカートリッジ１７のインク導出部３２（図３および図４参照）内にも多孔質部材が設けられており、インク導出部３２とインク導入部３１とが接続されると、これらの多孔質部材同士が接触してインクの授受が行われる。また、ホルダー１９の内部には、インク導入部３１から導入されたインクを流路プレート２０側に供給するホルダー内流路７６（本発明における第１の流路に相当）が形成されている（図１１（ａ）参照）。インク導入部３１からインクが導入されると、フィルターにより濾過された後、ホルダー内流路７６及び後述する流路プレート２０の中間流路３９を通じてヘッドユニット２２側に供給される。

ホルダー１９におけるベースプレート３０の前面側の縁部には、図５及び図６に示すように、平面視略半円状の切欠３３が形成されている。この切欠３３は、図６に示すように、コイルバネからなる付勢部材３４が配置される空部である。切欠３３の下面は、流路プレート２０によって塞がれ、この部分に付勢部材３４が取り付けられる。この付勢部材３４は、インクカートリッジ１７がホルダー１９に装着されて、インクカートリッジ１７側の係止爪３６がキャリッジ１０側の被係止開口部３７に係止した状態（図４参照）で、当該インクカートリッジ１７を上方に付勢して上記係止状態を維持する部材である。インクカートリッジ１７をホルダー１９から取り外す際に被係止開口部３７に対する係止爪３６の係止状態を解除すると、付勢部材３４による付勢力によりインクカートリッジ１７が上方に持ち上げられ、インクカートリッジ１７を取り外し易くするように構成されている。本実施形態においては、インクカートリッジ１７ａおよびインクカートリッジ１７ｂにそれぞれ対応して切欠３３がベースプレート３０に２箇所設けられている。

ホルダー１９の下面に接合される流路プレート２０には、中間流路３９（本発明における第２の流路に相当）がインクの色毎に合計４本形成されている。この中間流路３９は、図５および図１０に示すように、流路プレート２０の上面（ホルダー１９との接合面）に形成された当該面方向に沿って延在する接合面内流路７８、及び、流路プレート２０の厚さ方向に貫通して当該流路プレート２０の下面（ヘッドユニット２２側の面）に開口したプレート内流路７９からなるインク流路である。プレート内流路７９の下端は、ヘッドユニット２２におけるヘッドケース２４の流路接続部５３を介してケース内部に設けられたケース流路５１（図８参照）と連通する。また、流路プレート２０の上面には、蛇道用溝４０（本発明における大気開放用溝に相当）が、流路プレート２０の上面内で蛇行するように形成されている。この蛇道用溝４０の上部開口は、薄手のフィルム４１が接合されることで、後述する蛇道９３（大気開放路９０の一部）を構成する。さらに、接合面内流路７８および蛇道用溝４０が形成されている領域から外れた部分には、流路プレート２０の厚さ方向に貫通し、後述するヘッドケース２４の大気開放接続部８７を介して大気開放連通路５２に連通するヘッド内大気開放用貫通孔８８（図１０参照）が形成されている。そして、これらの接合面内流路７８、蛇道用溝４０およびヘッド内大気開放用貫通孔８８が形成された領域を囲むように接着剤（第２の接着剤９７）が塗布され、流路プレート２０とホルダー１９とが接合された際に当該領域が封止されて接合面内流路７８、蛇道用溝４０およびヘッド内大気開放用貫通孔８８の上端開口を内包する接合空間８２（図１１参照）が形成される。なお、これら接合面内流路７８、蛇道９３、ヘッド内大気開放用貫通孔８８および接合空間８２に関し、後で詳しく説明する。

流路プレート２０とヘッドユニット２２のヘッドケース２４との間には、図５に示すように、回路基板２１が配設される。この回路基板２１は、プリンタ本体側から圧電素子４８へ送られる駆動信号やその他の制御信号等を中継する基板である。この回路基板２１は、後述するフレキシブルケーブル５０の端子部と電気的に接続される端子部（図示せず）が形成されると共に、プリンタ本体側との接続のためのコネクター４３やその他の電子部品等を実装している。コネクター４３にはＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）４４が接続され（図２参照）、回路基板２１は、このＦＦＣ４４を介してプリンタ本体側から駆動信号等を受けるようになっている。回路基板２１が記録ヘッド３に組み付けられ、当該記録ヘッド３がキャリッジ１０に固定された状態では、コネクター４３は、キャリッジ１０内において、本体フレーム７の一端側側壁７′とはキャリッジ走査方向における反対側の収容スペースＳ内に配置される（図３参照）。

また、図５に示すように、回路基板２１には、板厚方向を貫通した基板開口４５が形成されている。この基板開口４５は、一端が圧電素子４８と接続されヘッドケース２４の収納空部４７側から引き出されたフレキシブルケーブル５０（図８参照）の他端側が挿通されるとともに、ヘッドケース２４のケース流路５１の上流端である流路接続部５３や大気開放連通路５２の上流端である大気開放接続部８７が挿通される逃げ穴である。回路基板２１を間に介在させた状態でヘッドケース２４と流路プレート２０とを接合する際、ヘッドケース２４の流路接続部５３が、回路基板２１の基板開口４５を挿通して流路プレート２０の中間流路３９（プレート内流路７９の下端）と接続される。また、大気開放接続部８７が、回路基板２１の基板開口４５を挿通して流路プレート２０のヘッド内大気開放用貫通孔８８の下端と接続される。

ヘッドケース２４は、主としてエポキシ系樹脂等の合成樹脂により作製された部材である。本実施形態におけるヘッドケース２４は、流路ユニット２５が接合される下側のケース本体部２４ａと、このケース本体部２４ａよりも上側のフランジ部２４ｂとを有している。ケース本体部２４ａにおいて流路ユニット２５が接合される部分（下端部分）は、例えばステンレス鋼等の金属により作製されている。また、ノズル列方向に直交する方向（キャリッジ走査方向）におけるフランジ部２４ｂの寸法は、ケース本体部２４ａの同方向の寸法よりも大きく設定されている。このヘッドケース２４の内部には振動子ユニット２３を収納するための収納空部４７が高さ方向を貫通する状態で形成されている。

また、ヘッドケース２４において、収納空部４７に対してキャリッジ走査方向の外側に外れた位置には、図８に示すように、ケース流路５１が、高さ方向を貫通する状態で形成されている。本実施形態では、４色のインクに対応して、４つのケース流路５１がヘッドユニット２２の略中央においてノズル列方向に列設されている。このケース流路５１の上流端は、ヘッドケース２４の上面（フランジ部２４ｂの上面）に形成された流路接続部５３に開口し、流路プレート２０の中間流路３９（プレート内流路７９）と連通する。また、ケース流路５１の下流端は、ヘッドケース２４の下面（ケース本体部２４ａの下面）に開口し、後述する振動板５７に開口した振動板貫通孔５８を介して流路ユニット２５における共通液室５９と連通する。さらに、ヘッドケース２４において、ケース流路５１に対してノズル列方向に外れた位置には、後述するコンプライアンス空間７３を大気開放するための大気開放連通路５２が形成されている。大気開放連通路５２の一端は、ヘッドケース２４の上面に形成された大気開放接続部８７に開口し、流路プレート２０のヘッド内大気開放用貫通孔８８と連通する。また、大気開放連通路５２の他端は、ヘッドケース２４の下面に開口し、コンプライアンス空間７３と連通する。なお、本実施形態の大気開放連通路５２の下端部は、複数のコンプライアンス空間７３と連通されている。すなわち、各コンプライアンス空間７３に共通する大気開放連通路５２が１つ設けられている。この大気開放連通路５２は、ケース流路５１の列設方向に沿って、当該ケース流路５１の外側に配置されている。

振動子ユニット２３は、アクチュエーターの一種として機能する圧電素子４８と、この圧電素子４８が接合される固定板４９と、圧電素子４８に駆動信号等を供給するためのフレキシブルケーブル５０と、を備えている。圧電素子４８は、圧電体層と電極層とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型であって、積層方向（電界方向）に直交する方向に伸縮可能（電界横効果型）な縦振動モードの圧電素子である。

図９は、流路ユニット２５の構成を説明する分解斜視図である。流路ユニット２５は、流路基板５５の一方の面にノズル基板５６を、流路基板５５の他方の面に振動板５７をそれぞれ接合して構成されている。すなわち、流路基板５５、ノズル基板５６、および、振動板５７は、流路ユニット構成部材（構成部品）である。この流路ユニット２５には、図８及び図９に示すように、共通液室５９（リザーバー）と、インク供給口６０と、圧力室６１と、ノズル６３とを設けている。そして、インク供給口６０から圧力室６１を経てノズル６３に至る一連のインク流路が、各ノズル６３に対応して形成されている。また、流路ユニット構成部材は、いずれもノズル列方向に長尺な板材から構成されている。

流路ユニット構成部材のうち最下層に配置されるノズル基板５６は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル６３が穿設された板材である。ノズル基板５６の材料としては、ステンレス鋼等の金属板、或は、後述する流路基板５５と同様にシリコン単結晶基板等を採用することができる。このノズル基板５６には、複数のノズル６３を列設してなるノズル列６４（ノズル群）が２列設けられており、１つのノズル列６４は、例えば１８０個のノズル６３によって構成される。このノズル基板５６の下面（ノズル６３からインクが噴射される側の面）がノズル面である。なお、ノズル基板５６に形成されるノズル列６４の本数や、ノズル列６４を構成するノズル６３の数およびピッチについては、本実施形態で例示したものには限られず、種々の構成のものを採用することができる。

流路ユニット構成部材のうちの最上層である振動板５７は、図８に示すように、支持板６６の表面（下面）に弾性膜６７（本発明における可撓部材）を積層した二重構造である。本実施形態では、ステンレス鋼等の金属板を支持板６６とし、この支持板６６の表面に樹脂フィルムが弾性膜６７としてラミネートされた複合板材により振動板５７が構成されている。この振動板５７には、圧力室６１の容積を変化させるダイヤフラム６８が設けられている。上記のダイヤフラム６８は、エッチング加工等によって支持板６６を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム６８は、圧電素子４８の自由端部の先端面が接合される島部６９と、この島部６９の周囲に設けられた可撓部７０とからなる。島部６９には圧電素子４８の先端面が接合される。そして、この圧電素子４８の自由端部を伸縮させることでダイヤフラム６８を変位させて圧力室６１の容積を変動させることができる。

また、この振動板５７において、流路基板５５の共通液室５９に対応する部分には、当該共通液室５９を封止（区画）するコンプライアンス部７２が設けられている。このコンプライアンス部７２は、共通液室５９の開口面に相対する領域の支持板６６を、エッチング加工等によって除去して当該部分を弾性膜６７のみとすることにより作製される。そして、コンプライアンス部７２は、共通液室５９に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。このコンプライアンス部７２の上部開口（ヘッドケース２４側の開口）は、流路ユニット２５がヘッドケース２４の下面に接合されると当該ヘッドケース２４の下面によって封止されてコンプライアンス空間７３（本発明におけるヘッド内空間に相当）が画成される。このコンプライアンス空間７３は、弾性膜６７を介して共通液室５９と隔てられており、共通液室５９内の圧力変化に応じた弾性膜６７の変形を許容する空間である。このコンプライアンス空間７３には、ヘッドケース２４の上記大気開放連通路５２の下端が連通される。すなわち、このコンプライアンス空間７３は、大気開放連通路５２およびヘッド内大気開放用貫通孔８８を介して接合空間８２と連通されている。なお、振動板５７の略中央には、共通液室５９とケース流路５１との間を連通する振動板貫通孔５８が、ケース流路５１に対応してノズル列方向に４つ列設されている。

本実施形態における流路基板５５は、インク流路を区画する空部、具体的には、共通液室５９となる空部、インク供給口６０となる空部、及び、圧力室６１となる空部が区画形成された板状の部材である（以下、これらの空部をそれぞれ単に共通液室５９、インク供給口６０、および圧力室６１と称する）。この流路基板５５は、例えば、結晶性基材の一種であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。なお、本実施形態の流路基板５５には、一側（図９における左側）のノズル列に対して１つの共通液室５９が形成されると共に、他側（図９における右側）のノズル列に対して同ノズル列方向に３つの共通液室５９が形成されている。そして、一側の共通液室５９にブラックインクが導入され、他側の各共通液室５９にシアンインク、マゼンタインク、イエローインクの各色がそれぞれ導入される。

そして、インクカートリッジ１７から、インク導入部３１、ホルダー内流路７６、中間流路３９を介してヘッドユニット２２内に導入されたインクは、ケース流路５１、共通液室５９、インク供給口６０及び圧力室６１からなる一連の流路（本発明におけるヘッド内流路に相当）を通じてノズル６３内に供給される。そして、この状態で圧電素子４８を駆動させて圧力室６１内に圧力変動を生じさせる。この圧力変動を利用することでノズル６３からインク滴を噴射させている。

なお、記録ヘッド３の構成部材のノズル列に直交する方向（キャリッジ走査方向）の寸法に関し、図７に示すように、ヘッドユニット２２の同方向の寸法よりも流路プレート２０およびホルダー１９の同方向の寸法の方が大きく設定されている。また、流路プレート２０およびホルダー１９のキャリッジ走査方向（図中左右方向）の中心線Ｃ′に対し、ヘッドユニット２２の同方向における中心線Ｃｈが、同方向の一側（キャリッジ１０に搭載された状態で、本体フレーム７の一端側側壁７′側）に偏っている。なお、本実施形態では、ヘッドユニット２２の中心線Ｃｈは、ノズル基板５６の同方向の中心を通る仮想線である。また、本実施形態では、流路プレート２０およびホルダー１９のキャリッジ走査方向の中心線Ｃ′は、キャリッジのキャリッジ走査方向の中心線Ｃｃ（図３参照）と略同じ位置になっている。すなわち、ヘッドユニット２２は、図３に示すように、キャリッジ走査方向におけるキャリッジの中心線Ｃｃよりも一側に偏心している。これにより、キャリッジ１０の下方において、ヘッドユニット２２とは反対側に、収容スペースＳが形成される。そして、図３に示すように、この収容スペースＳ内に、回路基板２１のコネクター４３や紙幅センサー８５等が配置されている。

次に、ホルダー１９と流路プレート２０との接合面に形成される接合空間８２について詳しく説明する。図１０（ａ）はベースプレート接合前における流路プレートの平面図であり、図１０（ｂ）はベースプレート接合後における流路プレートの平面図である。また、図１１（ａ）は図１０（ｂ）におけるＣ−Ｃ線断面図であり、図１１（ｂ）は図１０（ｂ）におけるＤ−Ｄ線断面図である。なお、図１０（ａ）において、接着剤が塗布される位置を破線で表している。

接合空間８２内には、上記したように、中間流路３９の上流側を構成する接合面内流路７８が形成されている。この接合面内流路７８は、図１１に示すように、流路プレート２０の上面（接合面）に形成された凹状の流路用溝８１（本発明における溝に相当）の周縁を第１の接着剤９６で囲って、ホルダー１９（ベースプレート３０）の下面によって封止することで形成される。すなわち、各接合面内流路７８は、流路プレート２０とホルダー１９との間において、流路用溝８１と第１の接着剤９６とによって区画されている。本実施形態では、図１０（ｂ）に示すように、４色のインクに対応して４つの中間流路３９が形成されている。各接合面内流路７８は、ホルダー内流路７６の下端側の開口に対応する位置から中間流路３９の下流側を構成するプレート内流路７９の上流側開口まで延在し、両者を連通する。プレート内流路７９は、ヘッドユニット２２の略中央に列設されたケース流路５１に対応して、４つ列設されている。本実施形態では、上記したように、流路プレート２０のキャリッジ走査方向における中心線Ｃ′に対し、ヘッドユニット２２の同方向における中心線Ｃｈが同方向の一側に偏心しているため、プレート内流路７９の列も同方向の一側に偏心して形成されている。このため、ホルダー内流路７６と対応するプレート内流路７９とを接続する接合面内流路７８は、それぞれ異なる長さに形成されている。本実施形態では、ブラックインクに対応する接合面内流路７８が最も長くなっている。

接合面におけるこれらの接合面内流路７８の外側の空間は、接合面内流路７８内のインクの水分が第１の接着剤９６を通過して大気中に放出されることを抑制するために、第２の接着剤９７によって封止されている。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、接合面内流路７８の第１の接着剤９６の外側を第２の接着剤９７で囲って流路プレート２０とホルダー１９との間の空隙を封止することで当該接合面内流路７８を内包する接合空間８２が形成されている。これにより、接合空間８２内の湿度を保持し易くなり、接合面内流路７８内のインクから水分が蒸発することを抑制できる。本実施形態では、第２の接着剤９７（詳しくは、第２の接着剤９７が硬化した第２の硬化物）の気体透過度が、第１の接着剤９６（詳しくは、第１の接着剤９６が硬化した第１の硬化物）の気体透過度よりも低くなるように構成している。このようにすることで、接合面内流路７８のインクの水分が第１の接着剤９６を通過したとしても、当該水分を接合空間８２内に保持して当該接合空間８２内の湿度をより保持し易くなり、接合面内流路７８内のインクの蒸発をより一層抑制できる。なお、第１の接着剤９６および第２の接着剤９７は、ディスペーサーや転写印刷等の方法を用いて、流路プレート２０上に塗布される。また、本実施形態では、第１の接着剤９６および第２の接着剤９７が塗布される領域は、図１１に示すように、流路プレート２０の上面から凸状に僅かに隆起している。

ここで、この接合空間８２を完全に密封すると、温度変化によって接合空間８２内の気体が膨張等することにより第１の接着剤９６または第２の接着剤９７が破壊される虞がある。このため、接合空間８２内を大気開放するための大気開放路９０が形成されている。この大気開放路９０は、水分（水蒸気）の通過を阻害するように、換言すると、水分の通過に対して抵抗となるように、通路断面積および全長が定められている。これにより、接合空間８２の内部の水分が大気開放路９０を通過することを抑制しつつ大気開放することができる。本実施形態の大気開放路９０は、記録ヘッド３に設けられたインク用の流路よりも十分に細い蛇道９３と、当該蛇道９３を大気に開放する大気開放貫通孔９１とから構成されている。

蛇道９３は、上記したように、流路プレート２０の接合面方向に形成された蛇道用溝４０の上部開口を薄手のフィルム４１で封止することで形成される。この蛇道用溝４０は、接合空間８２の内側に形成された凹状の蛇道形成空間９８内において、接合面方向に蛇行するように形成されている。具体的には、本実施形態の蛇道用溝４０は、蛇道形成空間９８内の一側端部からノズル列方向（プレート内流路７９の列設方向）に対して直交する方向に沿って延伸し、他側端部で当該延伸方向とは反対側に折り返されると、再びノズル列方向に対して直交する方向に沿って延伸している。このような延伸および折り返しを複数回繰り返すことで、蛇行した蛇道用溝４０が形成されている。この蛇道用溝４０の一側の端部は、図１０（ａ）に示すように、蛇道形成空間９８内に開放されている。一方、蛇道用溝４０の他側の端部は、蛇道形成空間９８内に開放されず、接合面方向に閉じている（つまり、溝の延在方向において行き止まりとなっている。）。この蛇道用溝４０の他側の端部に、大気開放貫通孔９１の上端が開口している。そして、図１０（ｂ）に示すように、蛇道形成空間９８の上面開口を塞ぐように、流路プレート２０の上面にフィルム４１を、例えば熱溶着等により接合することで、蛇道用溝４０の上部開口が封止されている。これにより、蛇道９３が画成される。この際、蛇道形成空間９８の上面開口をフィルム４１で完全に封止せずに、蛇道形成空間９８の一側（図１０（ｂ）における左側）の端部を開放させている。このように構成することで、この開放部分を介して蛇道用溝４０の一側の端部が、接合空間８２と連通する。

大気開放貫通孔９１は、流路プレート２０の板厚方向に貫通し、蛇道９３と記録ヘッド３の外側とを連通している。この大気開放貫通孔９１の一側（下側）の端部は、流路プレート２０の下面に開口し、他側（上側）の端部は、蛇道９３の他側の端部内に開口している。これにより、大気開放貫通孔９１および蛇道９３からなる大気開放路９０を介して、接合空間８２が記録ヘッド３の外側の大気に開放される。なお、本実施形態における大気開放貫通孔９１の一側の端部は、収容スペースＳ内における流路プレート２０の下面に開口している。

また、本実施形態では、図１０に示すように、接合空間８２内においてプレート内流路７９の列設方向における接合面内流路７８から外れた位置に、流路プレート２０を板厚方向に貫通したヘッド内大気開放用貫通孔８８の上端が開口している。このヘッド内大気開放用貫通孔８８は、ヘッドケース２４の大気開放接続部８７を介して大気開放連通路５２と連通している。すなわち、コンプライアンス空間７３が接合空間８２と連通している。そして、上記したように、接合空間８２が大気開放されているため、コンプライアンス空間７３も大気開放されている。すなわち、コンプライアンス空間７３は、大気開放連通路５２、大気開放接続部８７、ヘッド内大気開放用貫通孔８８、接合空間８２および大気開放路９０を介して大気開放されている。また、上記のように蛇道用溝４０により接合空間８２内の湿度が保たれるので、コンプライアンス空間７３の水分が放出されることも抑制される。これにより、共通液室５９内のインクの水分が蒸発することが抑制される。

そして、上記のように構成することで、従来の構成のように、エラストマー等の樹脂から成るシール部材等のような大気開放路が形成された他の部材を流路プレートとホルダーとの間に挟持する場合と比べて、記録ヘッド３の厚さ（構成部材積層方向の寸法）を薄くすることができる。また、他の部材を挟持することによる反発力が生じにくいため、流路プレート２０とホルダー１９の厚さを薄くすることができる。その結果、記録ヘッド３の小型化が可能になる。さらに、蛇道用溝４０をフィルム４１により封止することで接合空間８２を大気開放する蛇道９３が形成されるため、大気開放路９０が形成された他の部材を別途取り付ける必要が無い。これにより、記録ヘッド３の組立性が改善し、記録ヘッド３の製造が容易になる。また、流路プレート２０とホルダー１９との間にフィルム４１が配置されるため、当該フィルム４１を外力等から保護することができる。

ところで、本実施形態では、本発明におけるアクチュエーターとして、所謂縦振動型の圧電素子を例示したが、これには限られず、静電気力によって圧力室の一部を変位させる所謂静電方式のアクチュエーターや、加熱により液体内に生じる気泡により圧力室内に圧力変動を生じさせる発熱素子等の他のアクチュエーターを採用することが可能である。

そして、以上では、インクジェットプリンタとして、インクジェットヘッドの一種である記録ヘッド３をキャリッジ１０に搭載したプリンタ１を例に挙げて説明したが、これには限られず、複数の構成部材を位置決めした状態で組み付けて構成されるインクジェットヘッドをキャリッジに相当する部材に搭載する他のインクジェットプリンタにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造用プリンタに搭載される色材噴射ヘッド，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極製造用プリンタに搭載される電極材噴射ヘッド等にも適用することができる。

１…プリンタ，３…記録ヘッド，７…本体フレーム，１０…キャリッジ，１２…駆動部品，１３…キャッピング機構，１４…ワイピング機構，１５…キャップ，１６…ワイパー，１７…インクカートリッジ，１９…ホルダー，２０…流路プレート，２１…回路基板，２２…ヘッドユニット，２３…振動子ユニット，２４…ヘッドケース，２５…流路ユニット，３９…中間流路，４０…蛇道用溝，４３…コネクター，４８…圧電素子，５１…ケース流路，５２…大気開放連通路，５５…流路基板，５６…ノズル基板，５７…振動板，６１…圧力室，６３…ノズル，６４…ノズル列，７２…コンプライアンス部，７３…コンプライアンス空間，７８…接合面内流路，７９…プレート内流路，８１…流路用溝，８２…接合空間，８７…大気開放接続部，８８…ヘッド内大気開放用貫通孔，９０…大気開放路，９１…大気開放貫通孔，９３…蛇道，９６…第１の接着剤，９７…第２の接着剤，９８…蛇道形成空間

Claims (4)

1. 第１の流路が形成された第１の流路部材と、
   第２の流路が形成され、前記第１の流路部材がくっつく第２の流路部材と、を備えたインクジェットヘッドであって、
   前記第２の流路は、前記第２の流路部材に形成された溝の周縁を第１の接着剤で囲って前記第１の流路部材をくっつけることで形成される接合面内流路を有し、
   前記接合面内流路の外側を第２の接着剤で囲って前記第２の流路部材と前記第１の流路部材をくっつけることで当該接合面内流路を含む接合空間を形成し、
   前記接合空間を大気開放する大気開放路の少なくとも一部は、当該接合空間内に形成された大気開放用溝をフィルムにより封止することで形成されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記第２の接着剤が硬化した第２の硬化物の気体透過度は、前記第１の接着剤が硬化した第１の硬化物の気体透過度より低いことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. ヘッド内流路を有し、
   前記ヘッド内流路の少なくとも一部は、圧力変動に応じて撓む可撓部材により区画され、
   可撓部材を間に介して前記ヘッド内流路と隔てられたヘッド内空間が、接合空間に連通されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。

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