JP2016175343A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流路を好適に接続することができると共に成形不良を抑制して歩留まりの低下及び異物の発生を抑制した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】フィルター３５を有するフィルター部材３０と液体を噴射するヘッド本体１０との間をフィルター部材とヘッド本体との積層方向Ｚに沿ってストレートな流路１２０Ａ、１３０が形成された液体噴射ヘッド１であって、ヘッド本体と接するホルダー４０と、ホルダーとフィルター部材との間に配置されて樹脂材料で成形されたホルダー上部材５０と、フィルター部材とホルダー上部材とに挟まれたシール部材６０と、を有し、ホルダー上部材が有する突起状の突起部５１の内部に管状流路１２０が設けられており、管状流路１２０は、シール部材が有する貫通孔１１０に嵌合し、管状流路１２０の外側面は、貫通孔の内側面と密接して封止されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、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及びインクジェット式記録装置に関する。

液体を噴射する液体噴射ヘッドの代表例としては、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。このインクジェット式記録ヘッドは、例えば、インク滴をノズルから噴射する複数のヘッド本体と、複数のヘッド本体が固定されて、液体としてインクが貯留された液体貯留手段からのインクをヘッド本体に供給する流路部材と、を具備するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなインクジェット式記録ヘッドの流路部材は、液体貯留部からインクが供給されるフィルター部材（上流流路部材）と、ヘッド本体を保持すると共にフィルター部材からのインクをヘッド本体に供給するホルダー（下流流路部材）と、を具備し、板状の弾性材料からなるシール部材をフィルター部材とホルダーとの間に配置して、接続された流路からインクが漏れないように密封している構成となっている。

しかしながら、フィルター部材とホルダーとで接続された流路を２つの部材の間で挟持されたゴムシート等の弾性材料からなるシール部材で密封しようとすると、シール部材の弾性変形による反発力によって、フィルター部材とホルダーとが互いに離反する方向に圧力が印加されてしまい、ヘッド本体のインク滴を噴射する液体噴射面に垂直な方向に圧力が印加されて、流路部材とヘッド本体との剥離、ヘッド本体を構成する部材の剥離、及び、ヘッド本体の液体噴射面の反りによるインク滴の着弾位置ずれなどの不具合が生じてしまうという問題がある。

このため、特許文献１では、ホルダーにフィルター部材側に向かって突出して内部に流路が設けられた管状の突起部を設け、シール部材にホルダーの突起部が嵌合される管状部分を設け、管状部分の内面と突起部の外周面とを密接させて密封することで、フィルター部材のホルダー側への圧力を低減している。

特開２０１５−００３４２１号公報

しかしながら、ホルダーの突起部が長尺化すると、ホルダーを樹脂材料で成形する場合、突起部の先端に樹脂材料の充填不良が発生し、歩留まりが低下するという問題がある。また、突起部の先端に樹脂材料の充填不良が発生すると、突起部内に設けられた流路の面状態も悪化し、異物が発生する危険性が高まるという問題がある。特に、ホルダーの突起部は、シール部材の管状部分内に挿入されるため、比較的長尺な突起部が必要となる。また、ホルダーとフィルター部材との間に他の部材が配置されている場合にも、ホルダーの突起部は長尺化される。

また、インクジェット式記録ヘッドにおいて、流路部材を構成する部材の間で流路の接続箇所が多いと、接続箇所からインクが漏出する可能性が高まる。したがって、ホルダーが複数の部材で構成されている場合であっても、ホルダーを構成するシール部材とは反対側の部材に突起部を設け、シール部材側の部材には、突起部を挿通する突起部挿通孔を設け、突起部挿通孔を挿通した突起部とシール部材とを接続するようにしている。このため、流路の接続箇所を減少させるためにも突起部は長尺化される。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッド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、流路を好適に接続することができると共に成形不良を抑制して歩留まりの低下及び異物の発生を抑制した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置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、フィルターを有するフィルター部材と液体を噴射するヘッド本体との間を前記フィルター部材と前記ヘッド本体との積層方向に沿ってストレートな流路が形成された液体噴射ヘッドであって、前記ヘッド本体と接するホルダーと、前記ホルダーと前記フィルター部材との間に配置されて樹脂材料で成形されたホルダー上部材と、前記フィルター部材と前記ホルダー上部材とに挟まれたシール部材と、を有し、前記ホルダー上部材が有する突起状の管状流路は、前記シール部材が有する貫通孔に嵌合し、前記管状流路の外側面は、前記貫通孔の内側面と密接して封止されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、管状流路の外側面と貫通孔の内側面とを密接させて封止することで、管状流路と貫通孔とを接続する際の圧力をヘッド本体との積層方向に印加するのを抑制することができる。また、フィルター部材とヘッド本体とを接続するストレートな流路であっても、ホルダー上部材に管状流路を設けて、管状流路と貫通孔とを接続するため、ホルダーに突起状の管状流路を設けて貫通孔と接続する場合に比べて、管状流路を短尺化することができ、成形時の樹脂材料の充填不良を抑制することができる。

ここで、前記ホルダーが樹脂材料で成形されていることが好ましい。これによれば、ホルダーを低コストで形成することができる。

また、前記ホルダー上部材と前記ホルダーとは、接着されていることが好ましい。これによれば、ホルダー上部材とホルダーとの接続時の圧力がヘッド本体側に印加されるのを抑制することができる。

また、前記フィルター部材と、前記シール部材の前記貫通孔とは、当該フィルター部材と前記シール部材との積層方向への圧力により密封されていることが好ましい。これによれば、フィルター部材とシール部材との相対的な位置決めを容易に行って組み立て性を向上することができる。

また、前記シール部材と前記ホルダー上部材との間には、中間部材が配置されていると共に、前記中間部材には、前記管状流路が挿通される突起部挿通孔が設けられていることが好ましい。これによれば、管状流路が突起部挿通孔を挿通する分だけ長尺化したとしても、ホルダーに突起状の管状流路を設ける場合に比べて短尺化することができ、成形時の樹脂材料の充填不良を抑制することができる。

さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備す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、流路を好適に接続することができると共に成形不良を抑制して歩留まりの低下及び異物の発生を抑制した液体噴射装置を実現できる。

記録ヘッドの分解斜視図である。 ヘッド本体の斜視図である。 記録ヘッドの要部分解斜視図である。 記録ヘッドの要部断面図である。 フィルター部材の要部断面図である。 記録ヘッドの比較例を示す要部断面図である。 記録装置の概略図である。

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の分解斜視図であり、図２は、ヘッド本体の斜視図であり、図３は、インクジェット式記録ヘッドの要部分解斜視図であり、図４は、インクジェット式記録ヘッドの流路の概略構成を示す断面図であり、図５は、フィルター部材の概略構成を示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態の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１（以下、単に記録ヘッド１ともいう）は、ノズルからインク滴を噴射する複数のヘッド本体１０と、複数のヘッド本体１０を保持すると共にヘッド本体１０に液体を供給する液体流路が設けられた流路部材２０と、を具備する。

図２に示すように、ヘッド本体１０は、一方面に液体としてインク滴を噴射するノズル１１が並設されたノズル列が、ノズル１１の並設方向とは交差する方向に２列設けられている。ここで、１つのノズル列において、ノズル１１が並設された方向を第１の方向Ｘと称し、ノズル列の列設方向を第２の方向Ｙと称する。また、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの双方に交差する方向を本実施形態では、第３の方向Ｚと称する。なお、本実施形態では、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ものではない。本実施形態では、ヘッド本体１０の第３の方向Ｚの一方面にノズル１１が設けられた液体噴射面となっている。

また、第３の方向Ｚにおいて、ヘッド本体１０のノズル１１が開口する面とは反対側の面には、インクがヘッド本体１０内に導入される導入孔１２が設けられている。本実施形態では、導入孔１２を第２の方向Ｙに沿って２つ並設し、ヘッド本体１０の図示しない内部において各導入孔１２がノズル列のそれぞれに連通するようにした。

このようなヘッド本体１０の図示しない内部には、ノズル１１に連通すると共に導入孔１２に連通する流路と、流路内のインクに圧力変化を生じさせる圧力発生手段等が設けられている。ヘッド本体１０の内部に設けられる圧力発生手段としては、例えば、電気機械変換機能を呈する圧電材料を有する圧電アクチュエーターの変形によって流路の容積を変化させて流路内のインクに圧力変化を生じさせてノズル１１からインク滴を噴射させるものや、流路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１１からインク滴を噴射させるものや、振動板と電極との間に静電気力を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル１１からインク滴を噴射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。

また、ヘッド本体１０の導入孔１２が開口する面からは、図示しない内部の圧力発生手段に接続された配線基板１３が第３の方向Ｚに突出して設けられている。配線基板１３は、可撓性を有する配線、例えば、フレキシブルケーブル等からなり、第２の方向Ｙに並設された２つの導入孔１２の間に、面方向が第１の方向Ｘ及び第３の方向Ｚを含む方向となるように設けられている。なお、配線基板１３には、半導体素子である駆動回路１４が実装されている。もちろん、配線基板１３は、駆動回路１４が設けられていなくてもよい。

このようなヘッド本体１０は、導入孔１２が開口する面が流路部材２０に固定されて、インクカートリッジやインクタンクなどの液体貯留手段に保持されたインクが流路部材２０を介して供給される。なお、図１及び図３に示すように、流路部材２０には、ヘッド本体１０が複数個、本実施形態では、ノズル列の列設方向である第２の方向Ｙに６個並設された列が、第１の方向Ｘに２列設けられている。すなわち、１つの記録ヘッド１には、合計１２列のノズル列が第２の方向Ｙに並設されている。ちなみに、ヘッド本体１０と流路部材２０との固定方法は特に限定されず、例えば、接着剤による接着や、ネジ等による固定であってもよい。ただし、ヘッド本体１０は小型であり、１つの流路部材２０に対して複数、本実施形態では、１２個取り付ける必要があるため、ゴム等の弾性材料からなるシール部材を介して固定するのは困難である。また、ゴム等の弾性材料からなるシール部材を介して固定すると、シール部材の弾性による反発力によってヘッド本体１０に反り等が発生する虞がある。したがって、ヘッド本体１０と流路部材２０とは接着剤により接着するのが好ましい。

ここで、ヘッド本体１０が固定される流路部材２０について、図１、図３〜図５を参照して説明する。なお、本実施形態では、流路部材２０の各方向について、流路部材２０に固定されたヘッド本体１０の方向、すなわち、第１の方向Ｘ、第２の方向Ｙ及び第３の方向Ｚに基づいて説明する。

図示するように、流路部材２０は、液体貯留手段が接続されるフィルター部材３０と、ヘッド本体１０に接するホルダー４０と、フィルター部材３０とホルダー４０との間に配置されて樹脂材料で形成されたホルダー上部材５０と、ホルダー上部材５０とフィルター部材３０との間に挟まれたシール部材６０と、シール部材６０を支持する支持部材７０と、を具備する。

図４及び図５に示すように、フィルター部材３０は、液体貯留手段が接続される接続流路１００が内部に設けられている。

また、フィルター部材３０は、本実施形態では、第１フィルター部材３１と、第２フィルター部材３２と、第３フィルター部材３３とが、第３の方向Ｚに積層して構成されている。なお、フィルター部材３０は、特にこれに限定されるものではなく、単一の部材であっても２以上の複数の部材で構成されていてもよい。また、フィルター部材３０を構成する複数の部材の積層方向も特に限定されず、第１の方向Ｘや第２の方向Ｙ等であってもよい。

第１フィルター部材３１は、第３の方向Ｚにおいて、ホルダー４０とは反対側の面に、液体貯留手段に接続される接続部３４を具備する。本実施形態では、接続部３４として、液体貯留手段に接続される針状に突出したものとした。なお、接続部３４には、インクカートリッジなどの液体貯留手段が直接接続されてもよく、また、インクタンクなどの液体貯留手段がチューブ等の供給管や他の流路部材などを介して接続されてもよい。このような接続部３４の内部には、液体貯留手段からのインクが供給される第１接続流路１０１が設けられている。この第１接続流路１０１の下流側には、接続部３４内の第１接続流路１０１よりも内径が広く拡幅された液体溜まり部１０２を有する。

第２フィルター部材３２は、第１フィルター部材３１の接続部３４とは反対面側に固定されて、液体溜まり部１０２に連通する２つの第２接続流路１０３Ａ、１０３Ｂを有する。なお、１つの液体溜まり部１０２に連通する２つの第２接続流路１０３Ａ、１０３Ｂは、本実施形態では、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの両方に交差する方向に並設されている。すなわち、図５は、１つの液体溜まり部１０２に連通する第２接続流路１０３Ａ及び１０３Ｂの並設方向の断面を示している。また、図４では、ヘッド本体１０の導入孔１２の並設方向である第２の方向Ｙの断面に、１つのヘッド本体１０の２つの導入孔１２に接続される接続流路１００を便宜上示している。そして、図４に示すように、液体溜まり部１０２と２つの第２接続流路１０３Ａ及び１０３Ｂとの接続部分には、インクに含まれる気泡や異物を除去するためのフィルター３５が設けられており、第１接続流路１０１から供給されたインクは、フィルター３５を介して２つの第２接続流路１０３Ａ及び１０３Ｂに供給される。すなわち、第１接続流路１０１は、フィルター３５の下流において、２つの第２接続流路１０３Ａ、１０３Ｂに分岐されている。

第３フィルター部材３３は、第２フィルター部材３２の第１フィルター部材３１とは反対側に設けられている。また、第３フィルター部材３３には、第２フィルター部材３２の２つの第２接続流路１０３Ａ、１０３Ｂのそれぞれに連通する第３接続流路１０４Ａ及び１０４Ｂが設けられている。ここで、第３フィルター部材３３に設けられた一方の第３接続流路１０４Ａは、第３の方向Ｚに沿って直線状に設けられている。これに対して、他方の第３接続流路１０４Ｂは、第２フィルター部材３２と第３フィルター部材３３との積層部分において、第３の方向Ｚに直交する第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙを含む面内方向に沿って設けられた第１水平部１０４ａと、第３の方向Ｚに沿って直線状に設けられた第１垂直部１０４ｂと、を具備する。これにより、同じフィルター３５を通過したインクは、一方の第３接続流路１０４Ａによってフィルター３５の第３の方向Ｚにおける直下に導出され、他方の第３接続流路１０４Ｂによって、フィルター３５の第３の方向Ｚの直下から離れた位置、本実施形態では、図５に示すように、第１の方向Ｘで並設された他のフィルター３５側に導出される。このように、接続流路１００の分岐された２つの第２接続流路１０３Ａ、１０３Ｂの一方の第２接続流路１０３Ｂを第３接続流路１０４Ｂの第１水平部１０４ａによって水平方向、すなわち、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙを含む面内方向に移動させることで、１つのフィルター３５を通過した同じインクを、第２の方向Ｙに並設された２つのヘッド本体１０に供給することができる。したがって、２つのヘッド本体１０によって同じインクを噴射する第２の方向Ｙに長いノズル列を形成することができる。

なお、本実施形態では、接続流路１００をフィルター３５の下流の第１フィルター部材３１と第２フィルター部材３２との境界部分で２つに分岐するようにしたが、特にこれに限定されず、接続流路１００の分岐は、第２フィルター部材３２と第３フィルター部材３３との境界部分で行ってもよく、また、フィルター３５の上流側で行ってもよい。もちろん、分岐することなく、接続流路の入口と出口とを１つずつ設けるようにしてもよく、接続流路１００を３つ以上に分岐してもよい。

また、本実施形態では、第２フィルター部材３２と第３フィルター部材３３との境界部分に水平部を設けることで、２つの第３接続流路１０４Ａ、１０４Ｂを離反させるようにしたが、第１水平部１０４ａを設ける位置は特にこれに限定されるものではない。また、第１水平部１０４ａは設けないようにしてもよい。

このような接続流路１００が設けられた第１フィルター部材３１、第２フィルター部材３２及び第３フィルター部材３３は、例えば、接着剤や、溶着等によって一体的に積層されている。また、フィルター部材３０は、例えば、樹脂材料で成形することで、低コストで形成することができる。もちろん、フィルター部材３０の材料は樹脂材料に限定されず、金属材料等で形成してもよく、また、製造方法は成形に限定されるものではない。

このようなフィルター部材３０は、固定ねじ３９によって支持部材７０に固定されている。具体的には、フィルター部材３０には、第３の方向Ｚに貫通する固定孔３６が設けられており、接続部３４側から固定ねじ３９を固定孔３６に挿入させて、固定ねじ３９を支持部材７０の固定部７６に螺合させることで、フィルター部材３０は支持部材７０の一方面に固定される。もちろん、フィルター部材３０を支持部材７０に固定する固定方法は、ネジによる締結に限定されず、例えば、接着剤等による接着であってもよい。本実施形態では、フィルター部材３０を固定ねじ３９によって支持部材７０に固定することで、支持部材７０からフィルター部材３０を容易に着脱することができる。したがって、フィルター部材３０のみを交換することができ、流路部材２０全体を交換するのに比べて歩留まりを向上することができる。また、フィルター部材３０を支持部材７０から容易に着脱させることができるため、フィルター部材３０の接続流路１００に洗浄液を逆流させて接続流路１００内やフィルター３５上の異物を洗浄する、所謂、逆洗浄等を容易に行うことができる。

なお、本実施形態では、１つのフィルター部材３０に４つの接続部３４を一体的に設けるようにした。また、このようなフィルター部材３０は、本実施形態では、１つの記録ヘッド１において第２の方向Ｙに３個並設されている。

支持部材７０は、図１及び図４に示すように、第３の方向Ｚの一方面側にフィルター部材３０が固定されると共にフィルター部材３０とは反対側のホルダー４０が固定されるものである。そして、支持部材７０とフィルター部材３０との間には、フィルター部材３０の接続流路１００と、ホルダー４０及び支持部材７０の間に設けられたホルダー上部材５０の管状流路１２０とを接続するシール部材６０が設けられている。

ここでシール部材６０は、記録ヘッド１に用いられるインク等の液体に対して耐液体性を有し、且つ弾性変形可能な弾性材料、例えば、ゴムやエラストマー等を用いることができる。また、シール部材６０は接続流路１００の分岐された出口毎に管状部６１を有する。この管状部６１には、第３の方向Ｚに亘って貫通する貫通孔１１０が設けられている。そして、詳しくは後述するが、管状部６１の貫通孔１１０を介してフィルター部材３０の接続流路１００とホルダー上部材５０の管状流路１２０とは連通される。このような管状部６１は、１つのフィルター部材３０に対して複数個が一体的になるようにフィルター部材３０側で板状部分によって連結されている。本実施形態では、１つのフィルター部材３０には、支持部材７０側に開口する接続流路１００の出口が８個設けられているため、８個の管状部６１が一体的に設けられたシール部材６０となっている。また、本実施形態では、１つの流路部材２０にフィルター部材３０が３個設けられているため、シール部材６０はフィルター部材３０と同じ数である３個設けられている。

このような管状部６１を連続させる板状部分は、管状部６１の周囲に亘って他の領域よりも厚さが薄く形成されている。これにより、シール部材６０の一方面をフィルター部材３０の接続流路１００が開口する面に当接させた際に、管状部６１の端面のみを接続流路１００の開口周囲に当接させて、当接する面積を減少させて密封する圧力を高めることができ、インクの漏出を抑制することができる。

なお、管状部６１の貫通孔１１０は、フィルター部材３０の接続流路１００の開口と略同じ内径を有する。また、管状部６１の外径は、接続流路１００の内径よりも大きな外径で形成されている。これにより、フィルター部材３０の接続流路１００が開口する面と、管状部分の貫通孔１１０が開口する端面とを貫通孔１１０の貫通方向である第３の方向Ｚに互いに当接させて、接続流路１００と貫通孔１１０とを連通させることができる。すなわち、接続流路１００と貫通孔１１０とは、フィルター部材３０とシール部材６０とを貫通孔１１０の貫通方向である第３の方向Ｚに圧力をかけて密封した状態で接続されている。

ここで、シール部材６０の管状部６１の端面とフィルター部材３０の接続流路１００が開口する面とを第３の方向Ｚに所定の圧力で当接させると、シール部材６０の管状部６１は、第３の方向Ｚのヘッド本体１０側に弾性変形する。このため、支持部材７０には、シール部材６０の管状部６１を支持する支持部７１が設けられている。この支持部７１は、シール部材６０の管状部６１のフィルター部材３０と当接する一端面とは反対側の他端面に当接して、管状部６１の第３の方向Ｚのホルダー４０側への移動を規制する。このように、支持部材７０の支持部７１によって、シール部材６０の管状部６１のヘッド本体１０側の端面を支持することで、フィルター部材３０とシール部材６０の管状部６１の第３の方向Ｚへの応力が支持される。すなわち、シール部材６０の弾性変形による反発力は、支持部材７０の支持部７１によって支持されるため、シール部材６０の反発力がホルダー上部材５０側に印加されることなく、ホルダー４０及びホルダー上部材５０の変形や、ヘッド本体１０の液体噴射面の傾き等を抑制することができる。また、フィルター部材３０とシール部材６０との第３の方向Ｚで当接する圧力を弱めることなく、所定の圧力で互いに当接させることができるため、インクの漏出を抑制することができる。

なお、支持部７１には、詳しくは後述するホルダー上部材５０の突起部５１が挿通される第１突起部挿通孔７２が設けられている。すなわち、第１突起部挿通孔７２は、ホルダー上部材５０の突起部５１の外形よりも若干大きい内径で、且つシール部材６０の管状部６１の外径よりも若干小さな内径で設けられている。これにより、第１突起部挿通孔７２の開口縁部にシール部材６０の管状部６１の端面を当接させることができる。

なお、支持部材７０は、樹脂材料で成形することで、低コストに形成することができる。もちろん、支持部材７０の材料は樹脂材料に限定されず、金属材料等であってもよく、また、製造方法は成形に限定されるものではない。

また、支持部材７０のシール部材６０とは反対側には、ホルダー上部材５０が設けられており、ホルダー上部材５０の支持部材７０とは反対側には、ホルダー４０が設けられている。すなわち、ホルダー上部材５０は、ホルダー４０とフィルター部材３０との間、本実施形態では、ホルダー４０と支持部材７０との間に配置されている。

ホルダー上部材５０には、シール部材６０側である第３の方向Ｚに向かって突出する突起状の突起部５１が設けられている。この突起部５１の先端面には、管状流路１２０の一端が開口して設けられている。すなわち、突起部５１は、管状に設けられており、突起部５１の内部に管状流路１２０が設けられている。本実施形態では、ホルダー４０を介して１つのヘッド本体１０の２つの導入孔１２に連通する２つの管状流路１２０を、それぞれ第１管状流路１２０Ａ及び第２管状流路１２０Ｂと称する。なお、本実施形態では、ホルダー上部材５０には、第１管状流路１２０Ａ及び第２管状流路１２０Ｂの組が、ヘッド本体１０と同じ数、すなわち、１２組設けられている。

ここで、ヘッド本体１０の一方の導入孔１２に連通する第１管状流路１２０Ａは、ヘッド本体１０とフィルター部材３０との積層方向である第３の方向Ｚに沿って直線状、すなわち、ストレートに設けられている。ここで、第１管状流路１２０Ａが第３の方向Ｚに沿ってストレートに設けられているとは、第１管状流路１２０Ａ内を流れるインクが、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに沿って流れることなく、第３の方向Ｚのみに沿って流れることをいう。また、第１管状流路１２０Ａが第３の方向Ｚに沿ってストレートに設けられていればいいため、その内径が第３の方向Ｚに亘って一定であっても、途中で変化するものであってもよい。

また、ヘッド本体１０の他方の導入孔１２に連通する第２管状流路１２０Ｂは、突起部５１側に設けられて第３の方向Ｚに沿って設けられた第２垂直部１２１と、ホルダー４０側に設けられて第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙを含む面内方向に沿って設けられた第２水平部１２２と、を具備する。

このような第１管状流路１２０Ａ及び第２管状流路１２０Ｂが設けられた各突起部５１は、支持部７１の第１突起部挿通孔７２の内径よりも若干小さな外径を有し、支持部７１の第１突起部挿通孔７２内に挿入されている。そして、第１突起部挿通孔７２に挿入された突起部５１の外周には、シール部材６０の管状部６１が嵌合することで、管状流路１２０と管状部６１の貫通孔１１０とが接続されている。ここで、貫通孔１１０の内径は、突起部５１の外径よりも若干小さく、シール部材６０の管状部６１が内径を広げるように弾性変形することで、貫通孔１１０の内面が突起部５１の外周面に法線方向、すなわち、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙを含む面内方向に圧力を印加した状態で密着される。つまり、管状流路１２０と貫通孔１１０とは、フィルター部材３０とホルダー４０との積層方向である第３の方向Ｚに対して直交する方向、つまり、貫通孔１１０の径方向に圧力を印加した状態で管状流路１２０の外側面と貫通孔１１０の内側面とが密接して封止される。なお、一方の第１管状流路１２０Ａは、本実施形態では、第３の方向Ｚに沿って直線状に設けられた接続流路１００と接続される。また、他方の第２管状流路１２０Ｂは、第１水平部１０４ａによって第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙを含む面内方向の位置が変換された接続流路１００と接続される。すなわち、１つのヘッド本体１０の導入孔１２には、異なるフィルター３５を通過したインクが導入される。

このように、ホルダー上部材５０の管状流路１２０との接続部分を密封するシール部材６０は、管状流路１２０とは管状流路１２０の径方向、すなわち、第３の方向Ｚに直交する方向に圧力を印加して密封することで、シール部材６０が液体噴射面の面方向に直交する方向、すなわち、第３の方向Ｚに弾性変形してその反発力がヘッド本体１０を押圧するのを抑制することができる。これにより、流路部材２０からのヘッド本体１０の剥離、ヘッド本体１０を構成する第３の方向Ｚに積層された図示しない積層部材の剥離、及び、ヘッド本体１０の液体噴射面に反りが発生するのを抑制して、液体噴射面の反りによりノズル１１から噴射されるインク滴の被噴射媒体への着弾位置ずれを抑制することができる。

一方、フィルター部材３０の接続流路１００との接続部分を密封するシール部材６０は、上述のように接続流路１００をインクが流れる方向、つまり、第３の方向Ｚに圧力を印加して密封している。しかしながら、本実施形態では、支持部７１がシール部材６０のフィルター部材３０がシール部材６０を押圧する領域を第３の方向Ｚに支持するようにしたため、フィルター部材３０がシール部材６０を第３の方向Ｚに押圧する圧力は、支持部７１によって支持される。そして、支持部７１を有する支持部材７０は、支持部７１とホルダー４０との間に所定の空間を配した状態で、ホルダー４０とノズル１１とは第３の方向Ｚにおける射影が重ならない領域で固定される。これにより、フィルター部材３０がシール部材６０を押圧する圧力によってシール部材６０が弾性変形し、シール部材６０の弾性変形することによる反発力が支持部７１によって支持され、支持部７１を有する支持部材７０とホルダー４０とを固定する固定領域に分散される。したがって、シール部材６０を押圧する圧力が、ヘッド本体１０の特にノズル１１周辺に印加されるのを抑制することができる。この結果、ヘッド本体１０を構成する積層部材の剥離や、流路部材２０とヘッド本体１０との剥離、及び、ヘッド本体１０の液体噴射面の反りによるインク滴の着弾位置ずれなどを抑制することができる。

また、フィルター部材３０とシール部材６０との接続を、インクの流れる方向、すなわち、第３の方向Ｚに圧力を印加して行うことで、フィルター部材３０とシール部材６０との相対的な位置決めや接続を容易に行うことができる。ちなみに、フィルター部材３０側にも内部に接続流路１００が設けられた管状の突起部を設け、突起部の外周にシール部材６０の管状部６１を嵌合させることで接続流路１００と貫通孔１１０とを接続してもよいが、フィルター部材３０側の突起部を同時にシール部材６０の管状部６１に挿入しなくてはならず作業性が悪い。特に、フィルター部材３０とシール部材６０との接続部分は、支持部材７０等によって隠れてしまうため、目視を行い難く、正確に接続されているか確認ができない場合がある。また、フィルター部材３０に突起部を設けた場合に、フィルター部材３０の突起部の位置と、ホルダー上部材５０の突起部５１に接続されたシール部材６０の複数の管状部６１との位置に誤差が生じた場合、管状部６１を屈曲させる必要があり、密封不良によるインクの漏出等の不具合が発生する虞がある。本実施形態では、フィルター部材３０とシール部材６０とを第３の方向Ｚに当接させて、第３の方向Ｚに圧力をかけて接続流路１００と貫通孔１１０との接続部分を密封することができるので、目視による確認を行わなくても互いの位置決めが容易となる。また、複数の接続流路１００に対して各管状部６１の位置に誤差が生じたとしても、管状部６１を屈曲する方向への力が印加されるのを低減することができ、密封不良によるインクの漏出を抑制することができる。

このようなホルダー上部材５０は、樹脂材料で成形することにより低コストで形成することができる。

また、ホルダー上部材５０は、ホルダー４０に接着剤等を介して固定されている。ホルダー４０は、ホルダー上部材５０の管状流路１２０に連通すると共に、ヘッド本体１０の導入孔１２に連通する連通流路１３０が第３の方向Ｚに沿って直線状、すなわち、ストレートに設けられている。そして、１つのヘッド本体１０の導入孔１２に連通する２つの連通流路１３０は、一方がホルダー上部材５０の第１管状流路１２０Ａに連通し、他方がホルダー上部材５０の第２管状流路１２０Ｂの第２水平部１２２に連通する。すなわち、１つのフィルター３５を通過する接続流路１００の分岐された一方は、シール部材６０の貫通孔１１０、ホルダー上部材５０の第１管状流路１２０Ａ、及び、ホルダー４０の連通流路１３０を介してヘッド本体１０の一方の導入孔１２に連通している。これに対して、他のフィルター３５を通過した接続流路１００の分岐された一方は、シール部材６０の貫通孔１１０、ホルダー上部材５０の第２管状流路１２０Ｂ、及び、ホルダー４０の連通流路１３０を介してヘッド本体１０の他方の導入孔１２に連通している。

なお、このようなホルダー４０は、樹脂材料を成形することで、低コストで形成することができる。もちろん、ホルダー４０の材料は樹脂材料に限定されず金属材料等であってもよい。また、ホルダー４０の製造方法は、成形に限定されるものではない。

このようなホルダー４０には、１つのヘッド本体１０に接続される２つの連通流路１３０の間に、第３の方向Ｚに貫通する第１配線挿通孔４１が設けられている。また、ホルダー上部材５０には、第１配線挿通孔４１に連通する第２配線挿通孔５２が第３の方向Ｚに貫通して設けられている。ホルダー４０に固定されたヘッド本体１０の配線基板１３は、第１配線挿通孔４１及び第２配線挿通孔５２を介してホルダー上部材５０のホルダー４０とは反対側まで引き出されている。

また、ホルダー上部材５０とシール部材６０との間には、ヘッド本体１０の配線基板１３が接続される中継基板８０が設けられている。

中継基板８０には、ホルダー上部材５０の第２配線挿通孔５２に連通して、ヘッド本体１０の配線基板１３が挿通される接続孔８１が設けられており、接続孔８１を挿通した配線基板１３は、中継基板８０のシール部材６０側の面で当該中継基板８０と電気的に接続されている。このような中継基板８０には、特に図示していないが、配線基板１３に接続される配線や電子部品等が設けられている。また、中継基板８０には、コネクター８２が設けられており、支持部材７０に設けられた配線接続孔７５を挿通した図示しない外部配線がコネクター８２に接続される。さらに、中継基板８０には、ホルダー上部材５０の突起部５１が挿通される第２突起部挿通孔８３が設けられており、突起部５１は、第２突起部挿通孔８３及び第１突起部挿通孔７２を挿通して、シール部材６０の貫通孔１１０と接続される。

このような中継基板８０は、本実施形態では、複数のヘッド本体１０に対して１つだけ設けられている。このため、複数のヘッド本体１０の配線基板１３を共通して図示しない外部配線に接続することができ、外部配線との接続を簡略化することができる。もちろん、中継基板８０は、複数設けるようにしてもよい。

このように、本実施形態では、シール部材６０とホルダー上部材５０との間には、中間部材として、支持部材７０及び中継基板８０が設けられており、支持部材７０及び中継基板８０には、ホルダー上部材５０の突起部５１を挿通する突起部挿通孔として、それぞれ第１突起部挿通孔７２と第２突起部挿通孔８３とが設けられている。

ここで、ヘッド本体１０は、流路部材２０に対して小型なため、連通流路１３０が連通するヘッド本体１０の２つの導入孔１２は、第２の方向Ｙに比較的狭い間隔となるように配置されている。このため、ホルダー上部材５０の一方の第２管状流路１２０Ｂに第２水平部１２２を設けることで、流路部材２０の上流側において、２つの連通流路１３０に接続される２つの接続流路１００の出口の間隔を広く変換することができる。言い換えると、互いに隣り合う間隔が広い２つの接続流路１００の出口において、一方の接続流路１００に連通する第２管状流路１２０Ｂに第２水平部１２２を設けて、流路の水平方向の位置を移動することで、互いに隣り合う連通流路１３０の間隔を狭く変換することができる。これに対して、第２水平部１２２を有さない第１管状流路１２０Ａによって接続されるフィルター部材３０の接続流路１００からヘッド本体１０の導入孔１２までの流路、すなわち、シール部材６０の貫通孔１１０、ホルダー上部材５０の第１管状流路１２０Ａ、及び、連通流路１３０は、ヘッド本体１０とフィルター部材３０との積層方向である第３の方向Ｚに沿って直線状、すなわち、ストレートに形成されている。そして一般的に、流路同士の接続箇所が多いと、それだけ接続部分の密封が必要になると共に、接続箇所からインクが漏出する危険性が高くなる。このため、従来では、図６に示すように、ホルダー４０に、内部に連通流路１３０が設けられたホルダー突起部１４１を設け、ホルダー上部材５０にホルダー突起部１４１を挿通するための挿通孔１５１を設け、ホルダー突起部１４１の連通流路１３０とシール部材６０の貫通孔１１０とを直接接続した構成とすることで、接続箇所を減らして、インクの漏出を抑制するようにしていた。しかしながら、このような図６に示す構成では、ホルダー突起部１４１は、シール部材６０の貫通孔１１０内に嵌合させるために第３の方向Ｚに長尺化する必要がある。また、本実施形態のように、シール部材６０とホルダー４０との間には、中間部材として支持部材７０及び中継基板８０が設けられているため、ホルダー突起部１４１は、支持部材７０の第１突起部挿通孔７２及び中継基板８０の第２突起部挿通孔８３を挿通させるために第３の方向Ｚに長尺化する必要がある。このため、ホルダー４０を樹脂材料で成形する場合、長尺化されたホルダー突起部１４１の先端に樹脂材料の充填不良が発生し易く、ホルダー４０の成形不良による歩留まりの低下が生じる虞がある。また、ホルダー突起部１４１や突起部５１は比較的小さく、且つ内部に流路が設けられており、さらに複数が一体的に設けられているため、ホルダー突起部１４１の先端側から樹脂材料を充填するのは実質的に困難であり、長尺化されたホルダー突起部１４１の先端の充填不良は解消するのは困難である。

これに対して、本実施形態では、フィルター部材３０とヘッド本体１０とをストレートに接続する流路であっても、ホルダー上部材５０に、第１管状流路１２０Ａが設けられた突起部５１を設け、ホルダー４０の連通流路１３０とシール部材６０の貫通孔１１０とをホルダー上部材５０の第１管状流路１２０Ａを介して接続するようにした。このため、ホルダー上部材５０の突起部５１を、図６に示すホルダー突起部１４１に比べて第３の方向Ｚに短尺化することができる。すなわち、ホルダー上部材５０の突起部５１は、図６に示すホルダー突起部１４１に比べて、挿通孔１５１の第３の方向Ｚの長さ分だけ短くすることができる。したがって、ホルダー上部材５０を樹脂材料で成形する際に、短尺化された突起部５１の先端への樹脂材料の充填不良が生じるのを抑制して、成形不良による歩留まりの低下を抑制することができる。また、本実施形態によれば、突起部５１の先端の充填不良を抑制することができるため、突起部５１内の管状流路１２０の内壁の面状態を向上することができ、異物発生を抑制することができる。

（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、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、シール部材６０とホルダー上部材５０との間に設けられた中間部材として、支持部材７０及び中継基板８０を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、何れか一方のみを設けるようにしてもよく、また、両方設けないようにしてもよい。
また、上述した実施形態において、ホルダー４０を単一の部材の構成を例示したが、特にこれに限定されず、ホルダー４０が２以上の複数の部材で構成されていてもよい。

また、上述した実施形態では、支持部７１を支持部材７０に設けるようにしたが、特にこれに限定されず、支持部７１をホルダー４０やフィルター部材３０の一部として設けるようにしてもよい。
また、これら上述した実施形態の記録ヘッド１は、インクジェット式記録装置に搭載される。図７は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。

図７に示すインクジェット式記録装置Ｉにおいて、記録ヘッド１には、液体貯留手段であるインクカートリッジ２が着脱可能に設けられる。そして、インクカートリッジ２を搭載した記録ヘッド１は、キャリッジ３に搭載されている。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５に軸方向移動可能に設けられている。本実施形態では、記録ヘッド１の第２の方向Ｙがキャリッジ３の移動方向となるように配置されている。

そして、駆動モーター６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７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッド１を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５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８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８により記録ヘッド１に対して第１の方向Ｘに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。

なお、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、記録ヘッド１がキャリッジ３に搭載されて主走査方向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１が固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に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。

また、上述した例では、液体貯留手段としてインクカートリッジ２を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体４に固定して、液体貯留手段と記録ヘッド１とをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。すなわち、接続部３４に直接液体貯留手段が接続されるものに限定されず、接続部３４には供給管等を介して液体貯留手段が接続されていてもよい。また、液体貯留手段が、インクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。

なお、上記実施の形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを、また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及び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や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ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ２ インクカートリッジ（液体貯留手段）、 １０ ヘッド本体、 １１ ノズル、 １２ 導入孔、 １３ 配線基板、 ２０ 流路部材、 ３０ フィルター部材、 ３５ フィルター、 ４０ ホルダー、 ５０ ホルダー上部材、 ５１ 突起部、 ６０ シール部材、 ６１ 管状部、 ７０ 支持部材（中間部材）、 ７１ 支持部、 ７２ 第１突起部挿通孔、 ８０ 中継基板（中間部材）、 ８３ 第２突起部挿通孔、 １００ 接続流路、 １１０ 貫通孔、 １２０ 管状流路、 １２０Ａ 第１管状流路、 １２０Ｂ 第２管状流路、 １３０ 連通流路、 Ｘ 第１の方向、 Ｙ 第２の方向、 Ｚ 第３の方向

Claims (6)

1. フィルターを有するフィルター部材と液体を噴射するヘッド本体との間を前記フィルター部材と前記ヘッド本体との積層方向に沿ってストレートな流路が形成された液体噴射ヘッドであって、
   前記ヘッド本体と接するホルダーと、
   前記ホルダーと前記フィルター部材との間に配置されて樹脂材料で成形されたホルダー上部材と、
   前記フィルター部材と前記ホルダー上部材とに挟まれたシール部材と、
   を有し、
   前記ホルダー上部材が有する突起状の管状流路は、前記シール部材が有する貫通孔に嵌合し、
   前記管状流路の外側面は、前記貫通孔の内側面と密接して封止されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記ホルダーが樹脂材料で成形されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記ホルダー上部材と前記ホルダーとは、接着されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記フィルター部材と、前記シール部材の前記貫通孔とは、当該フィルター部材と前記シール部材との積層方向への圧力により密封されてい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ヘッド。
5. 前記シール部材と前記ホルダー上部材との間には、中間部材が配置されていると共に、前記中間部材には、前記管状流路が挿通される突起部挿通孔が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。

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