JP3788409B2 - 液体噴射装置及び液体噴射ヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置全般に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置として広く使用されているものに、インクジェットプリンタがある。インクジェットプリンタにおいては、複数のノズル開口から液体であるインク滴を噴射するための液体噴射ヘッドとして記録ヘッドを備えている。この記録ヘッドによりインク滴を媒体である記録紙等の表面に着弾させて、画像や文字等を印刷するようにしている。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタでは、移動手段により、上記記録紙等に対して相対的に移動されるキャリッジを備えており、このキャリッジに記録ヘッドが搭載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１７は、このようなインクジェットプリンタに搭載される記録ヘッドとして機能するために想定される構造を示す概略断面図であり、図１８は、図１７の符号Ｃで示す領域を拡大して示した図である。
これらの図において、記録ヘッド１は、ヘッドケース２と、このヘッドケースの図において上面に固定される回路基板Ｂとを備えている。ヘッドケース２は、図１８に示されているように、フランジ状に広がる基部７と、この基部７から一体に延びて、図において下方に突出する先端部６を備えている。ヘッドケース２には、この先端部６の内部を利用して縦方向に並列に配置される複数の収容部Ｈ１，Ｈ１，Ｈ１が形成されている。
【０００５】
図１７に示すように、ヘッドケース２の収容部Ｈ１，Ｈ１，Ｈ１には、それぞれノズルの駆動手段としての振動子ユニット４，４，４が固定されている。詳しくは、図１８に示すように、振動子ユニット４は、ヘッドケース２の収容部Ｈ１の内面に固定される取付板もしくは固定板４ａと、この固定板４ａに対して、一端が固定され、自由端を下方に向けて配置された振動子４ｂと、振動子４ｂに駆動電圧を印加するために、その一端が振動子４ｂに対して電気的に接続されたフレキシブル基板等でなるテープキャリアパッケージ４ｃとを備えている。テープキャリアパッケージ４ｃの他端は、回路基板Ｂに接続されている。
【０００６】
一方、ヘッドケース２の先端部６の端面には、プレート状の積層構造をもつ流路ユニット３が固定されており、この流路ユニット３には、図１７に示すように、複数のノズル開口３ａ，３ａ，３ａが形成されている。そして、流路ユニット３の外側から、枠状の金属材料でなるヘッドカバー５が配置されている。ヘッドカバー５は、その先端に、流路ユニット３のノズル開口３ａ，３ａ，３ａを露出する開口部５ａを備えており、保護壁部５ｂにより、ヘッドケース２の先端部６の側面を覆い、曲折させてフランジ状となった支持部５ｃを利用して、ヘッドケース２の基部７と固定されるようになっている。
これにより、ヘッドカバー５は、精密な構造の流路ユニット３や、ヘッドケース２の側面部を覆って保護するとともに、金属材料によるアース効果によって、これらの部品のシールドを行っている。
【０００７】
記録ヘッド１にあっては、駆動手段としての振動子ユニット４に、回路基板Ｂから駆動電圧を印加することで、図示しない手段により流路ユニット３に導かれたインクを、各振動子４ｂの振動によりノズル開口３ａから噴射する。これにより、記録紙等の媒体（図示せず）の印刷面等に、所定の印刷を行う。
このような印刷を行った後においては、流路ユニット３のノズル開口３ａの周囲等に、微量のインクが付着する場合がある。このため、クリーニング動作を行う。クリーニング動作は、例えば、図１７に示すように、インクジェットプリンタに装備された払拭手段８等が、記録ヘッド１に対して、矢印Ａ１に示すように相対的に接近し、その払拭面をノズル開口３ａに接触させた状態で、矢印Ａ２方向に相対的に移動することにより、ノズル開口３ａの周囲に残ったインクを拭うことにより行われる。
【０００８】
しかしながら、記録ヘッド１においては、このクリーニング動作により払拭される微量のインクが、図１８のＳ１の空間に残る場合がある。つまり、クリーニング動作の際に、インクが、ヘッドカバー５の開口部５ａから、ヘッドカバー５の内側に入り込み、空間Ｓ１等の内部空間に貯留されてしまうことがある。
この空間Ｓ１に溜まったインクは、ヘッドカバー５の保護壁部５ｂと、ヘッドケース２の先端部６の側壁との間の微細な隙間Ｇ１に、毛細管現象によって入り込み、矢印Ａ３の方向に移動し、さらに、ヘッドケース４の基部７に沿って、矢印Ａ４の方向に移動する。そして、図１８の符号Ｄで示した箇所の拡大図である図１９に示すように、ヘッドケース４の基部７の外縁部にＬＱとして溜まる。
ここで、回路基板Ｂは、ヘッドケース２の基部７の平らな平面の上に固定されているから、回路基板Ｂと基部７との境界は面どうしが当接しており、微細な間隔の隙間７ａを生じている。
このため、インクＬＱは、この隙間７ａを矢印Ａ５で示す方向に毛細管現象により瞬時に上昇し、回路基板Ｂにいたると、電気的短絡を生じる場合がある。
【０００９】
つまり、図１７、図１８のような構成であると、隙間Ｇ１は、ヘッドケース２の基部７にいたるまで続いており、さらに基部７とヘッドカバー５の支持部５ｃとの間の隙間はきわめて小さいので、毛細管現象で移動するインクは、ヘッドケース２の基部７まで移動し、さらには、基部７と回路基板Ｂとが当接している当接面である隙間７ａの全面にまわってしまう。このような状態で、記録ヘッド１が姿勢を変える場合、例えば、ユーザがプリンタを運搬する等の作業等において記録ヘッド１を傾けたりすると、瞬時にヘッドケース２の上面側にまわってしまう場合がある。
【００１０】
この発明は上記課題を解消し、特に、ヘッドケースの基部と回路基板との当接面に毛細管現象により液体が回ることを阻止して、液体が回路基板に悪影響を与えることを有効に防止できる液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明によれば、液体を噴射するためのノズルと、
主としてノズルの駆動手段を収容するためのヘッドケースと、該ヘッドケースに固定され、駆動手段に、駆動電圧を印加するための回路基板とを備える液体噴射ヘッドであって、ヘッドケースのノズルが配置された面と異なる面に、回路基板が固定されており、かつ該ヘッドケースには、駆動手段と回路基板とを電気的に接続するテープキャリアパッケージを固定する際の加重を支える位置に、回路基板と当接される支持部が設けられており、支持部は、回路基板の外周に沿って、回路基板とヘッドケースとの間に、毛細管現象が発生しない程度の隙間を形成し、支持部に形成された隙間は、支持部の回路基板がテープキャリアパッケージと接続する領域に対向する領域には形成されていないことを特徴とする。
請求項１の構成によれば、前記ヘッドケースのノズルが配置された面から回り込んだインク等の液体が、ヘッドケースの外縁を回り込んで、前記回路基板側に流れようとしても、ヘッドケースには、駆動手段と回路基板とを電気的に接続するテープキャリアパッケージを固定する際の加重を支える位置に、前記回路基板と当接される支持部が設けられており、ヘッドケースと回路基板の組立作業等で要求される必要な強度を維持しつつ、支持部がスペーサの役割を果して、ヘッドケースと回路基板との間に所定の隙間を形成する。この所定の隙間とは、その間に入り込んだ液体について、毛細管現象や表面張力もしくは界面張力が有効に働かない間隔を有する隙間である。このため、所定の隙間には、インク等の液体が毛細管現象によってヘッドケースと回路基板との間に広く拡がることがない。したがって、回路基板及び振動子ユニットの周辺まで、インク等の液体が回り込むことがなく、電気的接続箇所に悪影響を及ぼすことが有効に防止される。
請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記ヘッドケースが樹脂により成形される成形品であり、前記支持部が前記ヘッドケース一体に成形されており、かつ前記隙間が、前記ヘッドケースの成形の際のゲート位置を避けて形成されていることを特徴とする。
請求項２の構成によれば、前記ゲート位置には、隙間でなく、前記支持部の一部が位置されるようにすることで、樹脂材料が通るゲートの通路断面積が広く確保でき、成形の作業性が向上する。
請求項３の発明は、請求項１又は２の構成において、前記隙間に隣接した前記ヘッドケースの外縁部には、段部を介して、外方に突出する突起部が設けられていることを特徴とする。
請求項３の構成によれば、ヘッドケース側から外縁を回り込もうとするインク等の液体は、前記突起部により回り込みを阻害され，前記段部に貯留されるので、その貯留量を越えないかぎり、インクが回路基板側に導かれることがない。
請求項４の発明は、請求項３の構成において、前記段部が、前記突起部を挟んで、上向き段部と下向き段部を備えることを特徴とする。
請求項４の構成によれば、ヘッドケース側から外縁を回り込もうとするインク等の液体は、前記突起部により回り込みを阻害され、前記下向き段部と上向き段部にそれぞれ貯留されるので、その貯留量を越えないかぎり、インクが回路基板側に導かれることがない。
また、本発明の液体噴射ヘッドは、液体を噴射するためのノズルと、主として前記ノズルの駆動手段を収容するためのヘッドケースと、該ヘッドケースに固定され、前記駆動手段に、駆動電圧を印加するための回路基板とを備える液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを、液体の噴射対象に対して、相対的に移動させる手段とを有する液体噴射装置であって、前記液体噴射ヘッドが、前記ヘッドケースの前記ノズルが配置された面と異なる面に、前記回路基板が固定されており、かつ該ヘッドケースには、前記駆動手段と前記回路基板とを電気的に接続するテープキャリアパッケージを固定する際の加重を支える位置に、前記回路基板と当接される支持部が設けられており、前記支持部は、前記回路基板の外周に沿って、該回路基板と前記ヘッドケースとの間に、毛細管現象が発生しない程度の隙間を形成し、前記支持部に形成された前記隙間は、前記支持部の前記回路基板が前記テープキャリアパッケージと接続する領域に対向する領域には形成されていないことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２０】
図１は、この発明の液体噴射装置の好ましい実施形態としてのインクジェット式記録装置の全体構造の一例を示す概略構成図である。
図において、インクジェット式記録装置（以下、「記録装置」と言う）１００は、紙等の媒体Ｐの表面にインクを噴射して、印刷を行う装置である。
このため、媒体Ｐの印刷面に対向するように、インクカートリッジ１０２を搭載したキャリッジ１０１が配置されている。キャリッジ１０１には、このインクカートリッジ１０２と、後述する記録ヘッドとが搭載されている。この記録ヘッドのノズル形成面の先端部は、媒体Ｐの印刷面に向けられている。キャリッジ１０１には、タイミングベルト等のキャリッジ移動手段１０４が接続されており、この移動手段としてのタイミングベルト１０４は、タイミングモータ等の駆動手段１０５により駆動され、ガイド手段１０３に案内されて、例えば、プラテン１０６の方向と一致した矢印Ａ５の方向に移動されるようになっている。
【００２１】
この記録装置１００の非印刷領域であるホームポジションには、例えば、キャリッジ１０１に搭載された記録ヘッド（後述）のノズル面を払拭するための払拭手段１０７が配置されている。この払拭手段１０７は、キャリッジ１０１に対して、その移動方向に対して相対的に移動して、記録ヘッドのノズル形成面を払拭するようになっている。このため、払拭手段１０７は、ゴム等のある程度弾性を備える払拭に適した材料と形態が選択される。
【００２２】
また、この払拭手段１０７に隣接して、上記ホームポジションもしくはその近傍に、被覆部材１０９が配置されている。被覆部材１０９は、後述する記録ヘッド先端部を収容し得る形態で形成されており、記録ヘッド先端部を覆って内部を密閉空間として、負圧によりインクを吸着してクリーニングするためのものである。この被覆部材１０９には、ポンプユニット１０８が接続され、上記密閉空間に負圧を形成できるようにされている。したがって、このポンプユニット１０８及び被覆部材１０９と、これらに代え、これらに加えて上記払拭手段１０７を採用することで、全体として記録ヘッドの清掃手段１１０を形成している。
【００２３】
図２及び図３は、記録装置１００の図１で説明したキャリッジ１０１の具体的構成例を示す斜視図であり、図２は、記録ヘッド３０を取り付けないキャリッジ１０１の状態を示し、図３は、記録ヘッド３０を取り付けたキャリッジ１０１の状態を示している。
図２において、キャリッジ１０１は、前部側壁５２、後部側壁５４、両側壁５１，５３を備え、かつ底板５７を備えることで、四方の側面と底部とに囲まれた内部空間Ｓを有するとともに、上方が開放されたボックス状の収容体である。
【００２４】
このキャリッジ１０１の後部側壁５４には、縦方向に延びるスリット５６，５６・・・が互いに平行に形成されている。このスリット５６，５６・・・は、キャリッジ１０１に収容されるインクカートリッジ１０２（図１参照）の各色インクの数に対応して設けられており、このスリット５６，５６・・・から、内部空間Ｓには、図示しない電極が突出するように設けられて、インクカートリッジ１０２の記憶手段の端子（図示せず）と接続されるようになっている。
【００２５】
また、キャリッジ１０１には、例えば、後方に向かって突出するように支持アーム５８が設けられている。このキャリッジ１０１は、図１の記録装置１００のガイド手段１０３と接続される部分と、これとは別体に形成され、記録ヘッド３０やインクカートリッジ１０２等が挿入される部分とを有しているが、これらを一体に形成するようにしてもよい。
キャリッジ１０１の底板５７には、図２に示すように、例えば、矩形の貫通孔５９が形成されており、キャリッジ１０１の内部空間Ｓ内に、図３に示すように記録ヘッド３０が取り付けられた状態で、記録ヘッド３０のノズルが形成された先端部が底板５７から露出するようになっている。
【００２６】
図４及び図５はキャリッジ１０１に収容される本発明の液体噴射ヘッドの実施形態としての記録ヘッド３０の概略斜視図であり、図６は、記録ヘッド３０の分解斜視図である。
これらの図に示されているように、記録ヘッド３０は、後述する各種の部品を取り付けるためのカートリッジ基台（以下、「基台」という）３１を有している。基台３１は、全体として、例えば、合成樹脂製の支持基台であり、図６に示されているように、その一面（図において上面）には、複数の区画が設けられている。この区画は、インクカートリッジ１０２（図１参照）の各色インクの数に対応して設けられている。各区画には、図示されているように、それぞれフィルタ３３・・・を介して、それぞれインク供給針３２・・・が取付けられている。
【００２７】
基台３１の他面には、パッキンとなるシート部材３４を介して、回路基板３５が取付けられるようになっている。シート部材３４には、インクの供給用の貫通孔３４ａが形成されている。回路基板３５は、例えば、インクの噴射ノズルを駆動するためのドライブ回路等や、本体側との接続のためのコネクタ、シート部材３４のインクの供給用の貫通孔３４ａと対応する貫通孔等を備えている。
【００２８】
さらに、記録ヘッド３０は、駆動手段としての複数の圧電振動子を備える振動子ユニット３６と、この振動子ユニット３６が取付けられるヘッドケース３７を備えている。振動子ユニット３６は、固定板に複数の圧電振動子を並列的に固定したもので、図示しないテープキャリアを介して、回路基板３５から駆動電圧が供給されるようになっている。この振動子ユニット３６が駆動されることで、流路ユニット３８に形成されるノズルからインクが吐出されるようになっている。このため、振動子ユニット３６の図示しないテープキャリアは、回路基板３５の貫通孔に挿通されて、折り曲げ後、回路基板３５に半田接続され、上記コネクタ等と接続されている。また、振動子ユニット３６は、図７に示すように、ヘッドケース３７の収納部３７ａに挿入されている。
【００２９】
ヘッドケース３７は、図５に示されているように、基台３１に固定されるもので、上述した振動子ユニット３６を収容するために、後述するように、例えば、合成樹脂により成形されたケーシングである。ヘッドケース３７は、例えば、フランジ状に広がる形態を備えた基部６５と、この基部６５から一体に図７において下方に突出したほぼ直方体でなるブロック状の先端部６１を有している。ヘッドケース３７の基部６５は、例えば、フランジ状に広がっており、ヘッドカバー３９が図５に示されているように固定されている。
このヘッドケース３７の先端部６１の端面６２（載置面）には、流路ユニット３８が当接されて、例えば、接着剤等により固定されている。ヘッドカバー３９は、その上に配置されて図５に示すように固定されている。
この流路ユニット３８は、図７の下方から上方に向かって、ノズルプレート４１、流路形成基板４２、弾性板４３を順次積層し、接着剤等で固定して一体化させることにより形成されている。
ノズルプレート４１は、例えば、ステンレス製の薄板でなり、プリンタのドット形成密度に対応したピッチで、微細なノズル開口４１ａを列状に形成したものである。
【００３０】
図８は、図７の流路ユニット３８を拡大した断面図である。図において、流路形成基板４２は、インクカートリッジから導かれるインクをノズルプレート４１の各ノズル開口４１ａに送る流路を形成するもので、例えば、シリコンウエハーをエッチング処理して形成されている。流路形成基板４２には、ノズルプレート４１の各ノズル開口４１ａにそれぞれ対応して連通する複数の区画領域でなる圧力室６８や、インクを貯留するための共通インク室６６、この共通インク室と上記した圧力室を連絡する溝状のインク供給口６７等が形成されている。
【００３１】
弾性板４３は、流路形成基板４２の上に位置して配置されるもので、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の弾性フィルム４３ａの上に、例えば、ステンレス鋼等の金属製の支持板４３ｂを積層した板材で形成されている。
この弾性板４３は、流路形成基板４２に重ねられ、この流路形成基板４２の上述した圧力室６８や、共通インク室６６、インク供給口６７の図７における上側の開口部を塞ぐ状態で固定される。そして、圧力室６８と対応した箇所において、弾性板４３は、上記金属製の支持板４３ｂを環状に除去されて、内側にアイランド部６９を残すようにし、このアイランド部６９に、振動子ユニット３６の各振動子６４の先端が固定される。これにより、振動子６４の動きは、アイランド部６９を介して、圧力室６８に伝えられるようになっている。また、弾性板４３のインク供給口６７と対応した箇所には、上記金属製の支持板４３ｂが残されることにより、インク供給口６７を形成する溝の流路断面積を保持するようになっている。さらに、弾性板４３の共通インク室６６に対応した領域では、上記金属製の支持板４３ｂは除去されて、弾性フィルム４３ａだけを残すようにし、共通インク室６６内のインクの増減等による動きに追従し、コンプライアンスを得る働きをする。
【００３２】
図６のヘットカバー３９は、金属製の保護部材で、図５に示すように、ノズルプレート４１の外側から、その周縁部を包囲した状態で、流路ユニット３８をヘッドケース３７の先端部６１に当接させた状態で保持するためのものである。
【００３３】
記録ヘッド３０は以上のように構成されており、基台３１に固定された、各インク供給針３２・・・は、対応する各色インクをそれぞれのカートリッジから基台３１側に導き、インクは、シート部材３４のインク供給用貫通孔３４ａ等を通りヘッドケース３７に保持された流路ユニット３８に導かれる。この流路ユニット３８においては、流路形成基板４２の共通インク室６６に一時貯留されたインクが、図８のインク供給口６７を通り、振動子ユニット３６の振動子６４の動きにしたがって、圧力室６８を介して、ノズルプレート４１のノズル開口４１ａから噴射される。これにより、図１の媒体Ｐの印刷面にインクが着弾し、かくして、キャリッジ１０１が矢印Ａ５の方向に送られることにより、媒体Ｐの印刷面にライン状に印刷が行われる。
【００３４】
図９ないし図１１は、本実施形態で使用されるヘッドケース３７について、特徴的な構造を示す図であり、図９は、ヘッドケース３７の概略平面図、図１０はヘッドケース３７の概略斜視図、図１１は、ヘッドケース３７の概略平面図である。
図９及び図１０において、ヘッドケース３７は、合成樹脂による成形品であり、ヘッドケース３７のフランジ状の基部６５の回路基板が固定される側の一面（図において上面）には、支持部２１が形成されている。支持部２１は、回路基板３５と当接されるもので、ヘッドケース３７と一体に形成され、回路基板３５との間に介在してスペーサとして機能する。
この支持部２１は、図９及び図１１において、好ましくは、平行斜線を施した領域に形成され、具体的には、図１０に示すように、基部６５の上面６５ａが上方に距離Ｌ２分だけ面状に僅かに凸とされることにより形成されている。
【００３５】
また、この支持部２１が、ヘッドケース３７の上に固定される回路基板３５と重なる領域、すなわち、支持部２１と回路基板３５とが当接する領域は、図１１に示されている。つまり、図１１において、点線で示した回路基板３５の外形と、支持部２１とが重なる領域が、支持部２１が回路基板３５に対して当接する領域である。この領域に近接して、回路基板３５の上面には、図１１に示すように、後述するテープキャリアパッケージ（以下、「ＴＰＣ」という）と接続される端子部２２，２２，２２が形成されている。したがって、支持部２１が回路基板３５に対して当接する領域は、ＴＰＣの固定の際の加重を支える箇所に設定されている。
【００３６】
また、図１１に示すように、ヘッドケース３７の支持部２１は、回路基板３５のほぼ外周に沿って設けられることで、回路基板３５の外縁に沿って、後述するように、ヘッドケース３７との間に、所定の隙間Ｇ２を形成するようになっている。
図１２は、図１１のＨ−Ｈ線に沿った切断端面図であり、この図には、図１１にはないテープキャリア１１や振動子６４とその固定板６３等が付加されている。
また、図１３は、図１２の符号Ｅで示した箇所の拡大図であり、図１４は、図１３の符号Ｆで示した箇所の拡大図である。
【００３７】
次に、図１２ないし図１４を参照しながら、本実施形態におけるヘッドケース３７の特徴的な構造について、さらに詳しく説明する。
図１２及び図１３に示されているように、ヘッドケース３７が支持部２１を有することにより、この支持部２１は、回路基板３５の下面に対して、図１１で説明した領域で当接することで、回路基板３５の外縁に近接して、その外周に沿って所定の隙間Ｇ２を形成する。
また、ヘッドケース３７の基部６５の外縁には、外方に突出する突起部９７が形成されており、図１４に示されているように、好ましくは、この突起部９７を挟んで、下向き段部９７ａと上向き段部９７ｂが形成されている。
【００３８】
本実施形態は以上のように構成されており、次に、ヘッドケース３７の特徴的な作用について説明する。
図１７及び図１８で説明したように、本実施形態の記録ヘッド３０においては、そのクリーニング動作により払拭される微量のインクが、図１３のＳ２の空間に残る場合がある。つまり、クリーニング動作の際に、インクが、ヘッドカバー３９の開口部７１から、ヘッドカバー３９の内側に入り込み、空間Ｓ２等の内部空間に貯留されてしまうことがある。
この空間Ｓ２に溜まったインクＬＱ１は、ヘッドカバー３９の保護壁部と、ヘッドケース３７の先端部６１の側壁との間の微細な隙間Ｇ１に、毛細管現象によって入り込んで矢印Ａ３の方向に上昇し、さらに、ユーザにより、記録装置１００の搬送途上等において、傾けられると、ヘッドケース３７の基部６５に沿って、矢印Ａ４の方向に移動する。そして、図１４に示すように、ヘッドケース４の基部６５の外縁部に到達する。
【００３９】
ここで、ヘッドケース４の基部６５の外縁部に到達したインクＬＱ２は、突起部２９に阻まれて、下向き段部９７ａに溜まる。したがって、下向き段部９７ａにおけるインクの貯留限界までは、インクはここに止まる。そして、下向き段部９７ａにおけるインクの貯留限界を越えると、突起部９７を越えて、上向き段部９７ｂにいたる場合があるが、ここまで到達したインクは、上向き段部９７ｂに溜まる。したがって、上向き段部９７ｂにおけるインクの貯留限界までは、インクはここに止まる。
【００４０】
上向き段部９７ｂにおけるインクの貯留限界を越える場合には、毛細管力が有効に働かない隙間Ｇ２があるために、そのインクは、毛細管現象によってヘッドケース３７と回路基板３５との間に広く拡がることがなく、そのインクは、下向き段部９７ａと上向き段部９７ｂ付近に溜まり、ある程度の量となると、記録ヘッドの外部に垂れることになる。したがって、回路基板３５の他面側（図示の場合上面）及び振動子ユニット３６周辺まで、インク等の液体が回り込むことがなく、回路基板３５に電気的悪影響を及ぼすことが有効に防止される。
【００４１】
この所定の隙間Ｇ２の間隔Ｌ２は、その間に入り込んだ液体について、毛細管現象や表面張力もしくは界面張力が有効に働かない間隔を有する隙間である。具体的には、隙間Ｇ２は、問題となる液体に毛細管現象が働かない間隔であるから、対象とされる液体の種類の表面張力に応じて異なるが、少なくとも０．２ｍｍ以上の間隔を備えていると、種々の液体に対応することができる。
【００４２】
また、図１２に示すように、ヘッドケース３７の支持部２１が、駆動手段である振動子６４を含む振動子ユニットと回路基板３５とを電気的に接続するＴＣＰを固定する際の加重を支える位置に形成されている。
つまり、図において、ＴＰＣ１１のほぼ９０度曲折された固定部１２は、図１１の端子部２２に固定されるようになっており、その際には、加重ｇを加えることで、固定される。この端子部２２が存在する箇所は図１１で説明したように、支持部２１と回路基板３５とが当接する領域と近接しているので、ヘッドケース３７の支持部２１は、ヘッドケース３７と回路基板３５との間に適切な隙間Ｇ２を形成しつつ、組立作業等で要求される必要な強度を維持することができる。
【００４３】
さらに、図１０に示されているように、支持部２１は、このヘッドケース３７の成形の際のゲート位置ＧＡに臨んで形成されている。つまり、支持部２１による隙間Ｇ２は、このゲート位置ＧＡを避けた位置に設けられている。
このような構成は、次のような点で成形上の利点がある。
【００４４】
図１５は、ゲート位置ＧＡに、隙間Ｇ２が存在する場合、つまり、図１０のヘッドケース３７の基部６５の左端付近にゲート位置ＧＡを設けた場合の成形作業を示す概略断面図である。
下側の型１６と上側の型１５とで形成する空間ＣＡ１内に樹脂Ｊが射出される。樹脂Ｊは矢印にしたがって、中子１５ａ，１５ｂを回り込んで、空間ＣＡ１内に充填される。この場合、ゲートＧＡは、突起部９７を形成するために、通路断面積に対応して、通路内径Ｌ３が小さいことから、樹脂Ｊの流れがよくない。
これに対して、図１６は、ゲート位置ＧＡに、隙間Ｇ２を避けて、支持部２１が存在する場合、つまり図１１の状態を示している。下側の型２６と上側の型２５とで形成する空間ＣＡ２内に樹脂Ｊが射出される。樹脂Ｊは矢印にしたがって、中子２５ａ，２５ｂを回り込んで、空間ＣＡ２内に充填される。この場合、ゲート位置ＧＡは、支持部２１を形成する必要から、通路断面積に対応して、通路内径Ｌ４が大きく、樹脂Ｊが注入しやすいので、樹脂の充填性が向上し、成形の歩留りが良くなって、生産性が向上する。
【００４５】
ところでこの発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
上述の実施形態は、好ましい種々の構成を組み合わせた、最も好適な実施形態であるが、本発明の範囲は、このような実施形態に限るものではなく、例えば、突起部９７等の構成は省略してもよい。また、ヘッドケース３７の支持部２１の形態は、上述の構成に限られるものではなく、要は、所定の隙間Ｇ２を形成できれば、種々の形態とすることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ヘッドケースの基部と回路基板との当接面に毛細管現象により液体が回ることを阻止して、液体が回路基板に悪影響を与えることを有効に防止できつつ、ヘッドケースと回路基板とを固定する際に組立作業等で要求される必要な強度を維持することができる液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の液体噴射装置の好ましい実施形態としてのインクジェット式記録装置の全体構造の一例を示す概略構成図。
【図２】 図１の記録装置１００のキャリッジ１０１の具体的構成例を示す斜視図。
【図３】 図１の記録装置１００の記録ヘッド３０を取り付けたキャリッジ１０１の状態を示す図。
【図４】 図１の記録装置１００のキャリッジ１０１に収容される本発明の液体噴射ヘッドの実施形態としての記録ヘッド３０の概略斜視図。
【図５】 図１の記録装置１００のキャリッジ１０１に収容される本発明の液体噴射ヘッドの実施形態としての記録ヘッド３０の概略斜視図。
【図６】 図１の記録装置１００の記録ヘッド３０の分解斜視図。
【図７】 図１の記録装置１００の記録ヘッド３０のヘッドケース３７の概略断面図。
【図８】 図７で示した流路ユニット３８の一部を拡大した断面図。
【図９】 図６のヘッドケース３７の概略平面図。
【図１０】 図６のヘッドケース３７の概略斜視図。
【図１１】 図６のヘッドケース３７の概略平面図。
【図１２】 図１１のＨ−Ｈ線切断端面図。
【図１３】 図１２のＥで示す箇所を拡大して示す図。
【図１４】 図１３のＦで示す箇所を拡大して示す図。
【図１５】 ヘッドケース３７の成形作業の一例を示す概略断面図。
【図１６】 ヘッドケース３７の成形作業の好ましい例を示す概略断面図。
【図１７】 記録ヘッドの一部を示す概略断面図。
【図１８】 図１７のＣで示す箇所の拡大図。
【図１９】 図１８のＤで示す箇所の拡大図。
【符号の説明】
１００・・・インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、１０１・・・キャリッジ、３０・・・記録ヘッド、３１・・・カートリッジ基台、３５・・・回路基板、３６・・・振動子ユニット、３７・・・ヘッドケース、３８・・・流路ユニット、３９・・・ヘッドカバー、４１・・・ノズルプレート、２１・・・支持部、Ｇ２・・・隙間、ＧＡ・・・ゲート位置。
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置全般に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体噴射装置として広く使用されているものに、インクジェットプリンタがある。インクジェットプリンタにおいては、複数のノズル開口から液体であるインク滴を噴射するための液体噴射ヘッドとして記録ヘッドを備えている。この記録ヘッドによりインク滴を媒体である記録紙等の表面に着弾させて、画像や文字等を印刷するようにしている。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタでは、移動手段により、上記記録紙等に対して相対的に移動されるキャリッジを備えており、このキャリッジに記録ヘッドが搭載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１７は、このようなインクジェットプリンタに搭載される記録ヘッドとして機能するために想定される構造を示す概略断面図であり、図１８は、図１７の符号Ｃで示す領域を拡大して示した図である。
これらの図において、記録ヘッド１は、ヘッドケース２と、このヘッドケースの図において上面に固定される回路基板Ｂとを備えている。ヘッドケース２は、図１８に示されているように、フランジ状に広がる基部７と、この基部７から一体に延びて、図において下方に突出する先端部６を備えている。ヘッドケース２には、この先端部６の内部を利用して縦方向に並列に配置される複数の収容部Ｈ１，Ｈ１，Ｈ１が形成されている。
【０００５】
図１７に示すように、ヘッドケース２の収容部Ｈ１，Ｈ１，Ｈ１には、それぞれノズルの駆動手段としての振動子ユニット４，４，４が固定されている。詳しくは、図１８に示すように、振動子ユニット４は、ヘッドケース２の収容部Ｈ１の内面に固定される取付板もしくは固定板４ａと、この固定板４ａに対して、一端が固定され、自由端を下方に向けて配置された振動子４ｂと、振動子４ｂに駆動電圧を印加するために、その一端が振動子４ｂに対して電気的に接続されたフレキシブル基板等でなるテープキャリアパッケージ４ｃとを備えている。テープキャリアパッケージ４ｃの他端は、回路基板Ｂに接続されている。
【０００６】
一方、ヘッドケース２の先端部６の端面には、プレート状の積層構造をもつ流路ユニット３が固定されており、この流路ユニット３には、図１７に示すように、複数のノズル開口３ａ，３ａ，３ａが形成されている。そして、流路ユニット３の外側から、枠状の金属材料でなるヘッドカバー５が配置されている。ヘッドカバー５は、その先端に、流路ユニット３のノズル開口３ａ，３ａ，３ａを露出する開口部５ａを備えており、保護壁部５ｂにより、ヘッドケース２の先端部６の側面を覆い、曲折させてフランジ状となった支持部５ｃを利用して、ヘッドケース２の基部７と固定されるようになっている。
これにより、ヘッドカバー５は、精密な構造の流路ユニット３や、ヘッドケース２の側面部を覆って保護するとともに、金属材料によるアース効果によって、これらの部品のシールドを行っている。
【０００７】
記録ヘッド１にあっては、駆動手段としての振動子ユニット４に、回路基板Ｂから駆動電圧を印加することで、図示しない手段により流路ユニット３に導かれたインクを、各振動子４ｂの振動によりノズル開口３ａから噴射する。これにより、記録紙等の媒体（図示せず）の印刷面等に、所定の印刷を行う。
このような印刷を行った後においては、流路ユニット３のノズル開口３ａの周囲等に、微量のインクが付着する場合がある。このため、クリーニング動作を行う。クリーニング動作は、例えば、図１７に示すように、インクジェットプリンタに装備された払拭手段８等が、記録ヘッド１に対して、矢印Ａ１に示すように相対的に接近し、その払拭面をノズル開口３ａに接触させた状態で、矢印Ａ２方向に相対的に移動することにより、ノズル開口３ａの周囲に残ったインクを拭うことにより行われる。
【０００８】
しかしながら、記録ヘッド１においては、このクリーニング動作により払拭される微量のインクが、図１８のＳ１の空間に残る場合がある。つまり、クリーニング動作の際に、インクが、ヘッドカバー５の開口部５ａから、ヘッドカバー５の内側に入り込み、空間Ｓ１等の内部空間に貯留されてしまうことがある。
この空間Ｓ１に溜まったインクは、ヘッドカバー５の保護壁部５ｂと、ヘッドケース２の先端部６の側壁との間の微細な隙間Ｇ１に、毛細管現象によって入り込み、矢印Ａ３の方向に移動し、さらに、ヘッドケース４の基部７に沿って、矢印Ａ４の方向に移動する。そして、図１８の符号Ｄで示した箇所の拡大図である図１９に示すように、ヘッドケース４の基部７の外縁部にＬＱとして溜まる。
ここで、回路基板Ｂは、ヘッドケース２の基部７の平らな平面の上に固定されているから、回路基板Ｂと基部７との境界は面どうしが当接しており、微細な間隔の隙間７ａを生じている。
このため、インクＬＱは、この隙間７ａを矢印Ａ５で示す方向に毛細管現象により瞬時に上昇し、回路基板Ｂにいたると、電気的短絡を生じる場合がある。
【０００９】
つまり、図１７、図１８のような構成であると、隙間Ｇ１は、ヘッドケース２の基部７にいたるまで続いており、さらに基部７とヘッドカバー５の支持部５ｃとの間の隙間はきわめて小さいので、毛細管現象で移動するインクは、ヘッドケース２の基部７まで移動し、さらには、基部７と回路基板Ｂとが当接している当接面である隙間７ａの全面にまわってしまう。このような状態で、記録ヘッド１が姿勢を変える場合、例えば、ユーザがプリンタを運搬する等の作業等において記録ヘッド１を傾けたりすると、瞬時にヘッドケース２の上面側にまわってしまう場合がある。
【００１０】
この発明は上記課題を解消し、特に、ヘッドケースの基部と回路基板との当接面に毛細管現象により液体が回ることを阻止して、液体が回路基板に悪影響を与えることを有効に防止できる液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明によれば、液体を噴射するためのノズルと、
主としてノズルの駆動手段を収容するためのヘッドケースと、該ヘッドケースに固定され、駆動手段に、駆動電圧を印加するための回路基板とを備える液体噴射ヘッドであって、ヘッドケースのノズルが配置された面と異なる面に、回路基板が固定されており、かつ該ヘッドケースには、駆動手段と回路基板とを電気的に接続するテープキャリアパッケージを固定する際の加重を支える位置に、回路基板と当接される支持部が設けられており、支持部は、回路基板の外周に沿って、回路基板とヘッドケースとの間に、毛細管現象が発生しない程度の隙間を形成し、支持部に形成された隙間は、支持部の回路基板がテープキャリアパッケージと接続する領域に対向する領域には形成されていないことを特徴とする。
請求項１の構成によれば、前記ヘッドケースのノズルが配置された面から回り込んだインク等の液体が、ヘッドケースの外縁を回り込んで、前記回路基板側に流れようとしても、ヘッドケースには、駆動手段と回路基板とを電気的に接続するテープキャリアパッケージを固定する際の加重を支える位置に、前記回路基板と当接される支持部が設けられており、ヘッドケースと回路基板の組立作業等で要求される必要な強度を維持しつつ、支持部がスペーサの役割を果して、ヘッドケースと回路基板との間に所定の隙間を形成する。この所定の隙間とは、その間に入り込んだ液体について、毛細管現象や表面張力もしくは界面張力が有効に働かない間隔を有する隙間である。このため、所定の隙間には、インク等の液体が毛細管現象によってヘッドケースと回路基板との間に広く拡がることがない。したがって、回路基板及び振動子ユニットの周辺まで、インク等の液体が回り込むことがなく、電気的接続箇所に悪影響を及ぼすことが有効に防止される。
請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記ヘッドケースが樹脂により成形される成形品であり、前記支持部が前記ヘッドケース一体に成形されており、かつ前記隙間が、前記ヘッドケースの成形の際のゲート位置を避けて形成されていることを特徴とする。
請求項２の構成によれば、前記ゲート位置には、隙間でなく、前記支持部の一部が位置されるようにすることで、樹脂材料が通るゲートの通路断面積が広く確保でき、成形の作業性が向上する。
請求項３の発明は、請求項１又は２の構成において、前記隙間に隣接した前記ヘッドケースの外縁部には、段部を介して、外方に突出する突起部が設けられていることを特徴とする。
請求項３の構成によれば、ヘッドケース側から外縁を回り込もうとするインク等の液体は、前記突起部により回り込みを阻害され，前記段部に貯留されるので、その貯留量を越えないかぎり、インクが回路基板側に導かれることがない。
請求項４の発明は、請求項３の構成において、前記段部が、前記突起部を挟んで、上向き段部と下向き段部を備えることを特徴とする。
請求項４の構成によれば、ヘッドケース側から外縁を回り込もうとするインク等の液体は、前記突起部により回り込みを阻害され、前記下向き段部と上向き段部にそれぞれ貯留されるので、その貯留量を越えないかぎり、インクが回路基板側に導かれることがない。
また、本発明の液体噴射ヘッドは、液体を噴射するためのノズルと、主として前記ノズルの駆動手段を収容するためのヘッドケースと、該ヘッドケースに固定され、前記駆動手段に、駆動電圧を印加するための回路基板とを備える液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを、液体の噴射対象に対して、相対的に移動させる手段とを有する液体噴射装置であって、前記液体噴射ヘッドが、前記ヘッドケースの前記ノズルが配置された面と異なる面に、前記回路基板が固定されており、かつ該ヘッドケースには、前記駆動手段と前記回路基板とを電気的に接続するテープキャリアパッケージを固定する際の加重を支える位置に、前記回路基板と当接される支持部が設けられており、前記支持部は、前記回路基板の外周に沿って、該回路基板と前記ヘッドケースとの間に、毛細管現象が発生しない程度の隙間を形成し、前記支持部に形成された前記隙間は、前記支持部の前記回路基板が前記テープキャリアパッケージと接続する領域に対向する領域には形成されていないことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２０】
図１は、この発明の液体噴射装置の好ましい実施形態としてのインクジェット式記録装置の全体構造の一例を示す概略構成図である。
図において、インクジェット式記録装置（以下、「記録装置」と言う）１００は、紙等の媒体Ｐの表面にインクを噴射して、印刷を行う装置である。
このため、媒体Ｐの印刷面に対向するように、インクカートリッジ１０２を搭載したキャリッジ１０１が配置されている。キャリッジ１０１には、このインクカートリッジ１０２と、後述する記録ヘッドとが搭載されている。この記録ヘッドのノズル形成面の先端部は、媒体Ｐの印刷面に向けられている。キャリッジ１０１には、タイミングベルト等のキャリッジ移動手段１０４が接続されており、この移動手段としてのタイミングベルト１０４は、タイミングモータ等の駆動手段１０５により駆動され、ガイド手段１０３に案内されて、例えば、プラテン１０６の方向と一致した矢印Ａ５の方向に移動されるようになっている。
【００２１】
この記録装置１００の非印刷領域であるホームポジションには、例えば、キャリッジ１０１に搭載された記録ヘッド（後述）のノズル面を払拭するための払拭手段１０７が配置されている。この払拭手段１０７は、キャリッジ１０１に対して、その移動方向に対して相対的に移動して、記録ヘッドのノズル形成面を払拭するようになっている。このため、払拭手段１０７は、ゴム等のある程度弾性を備える払拭に適した材料と形態が選択される。
【００２２】
また、この払拭手段１０７に隣接して、上記ホームポジションもしくはその近傍に、被覆部材１０９が配置されている。被覆部材１０９は、後述する記録ヘッド先端部を収容し得る形態で形成されており、記録ヘッド先端部を覆って内部を密閉空間として、負圧によりインクを吸着してクリーニングするためのものである。この被覆部材１０９には、ポンプユニット１０８が接続され、上記密閉空間に負圧を形成できるようにされている。したがって、このポンプユニット１０８及び被覆部材１０９と、これらに代え、これらに加えて上記払拭手段１０７を採用することで、全体として記録ヘッドの清掃手段１１０を形成している。
【００２３】
図２及び図３は、記録装置１００の図１で説明したキャリッジ１０１の具体的構成例を示す斜視図であり、図２は、記録ヘッド３０を取り付けないキャリッジ１０１の状態を示し、図３は、記録ヘッド３０を取り付けたキャリッジ１０１の状態を示している。
図２において、キャリッジ１０１は、前部側壁５２、後部側壁５４、両側壁５１，５３を備え、かつ底板５７を備えることで、四方の側面と底部とに囲まれた内部空間Ｓを有するとともに、上方が開放されたボックス状の収容体である。
【００２４】
このキャリッジ１０１の後部側壁５４には、縦方向に延びるスリット５６，５６・・・が互いに平行に形成されている。このスリット５６，５６・・・は、キャリッジ１０１に収容されるインクカートリッジ１０２（図１参照）の各色インクの数に対応して設けられており、このスリット５６，５６・・・から、内部空間Ｓには、図示しない電極が突出するように設けられて、インクカートリッジ１０２の記憶手段の端子（図示せず）と接続されるようになっている。
【００２５】
また、キャリッジ１０１には、例えば、後方に向かって突出するように支持アーム５８が設けられている。このキャリッジ１０１は、図１の記録装置１００のガイド手段１０３と接続される部分と、これとは別体に形成され、記録ヘッド３０やインクカートリッジ１０２等が挿入される部分とを有しているが、これらを一体に形成するようにしてもよい。
キャリッジ１０１の底板５７には、図２に示すように、例えば、矩形の貫通孔５９が形成されており、キャリッジ１０１の内部空間Ｓ内に、図３に示すように記録ヘッド３０が取り付けられた状態で、記録ヘッド３０のノズルが形成された先端部が底板５７から露出するようになっている。
【００２６】
図４及び図５はキャリッジ１０１に収容される本発明の液体噴射ヘッドの実施形態としての記録ヘッド３０の概略斜視図であり、図６は、記録ヘッド３０の分解斜視図である。
これらの図に示されているように、記録ヘッド３０は、後述する各種の部品を取り付けるためのカートリッジ基台（以下、「基台」という）３１を有している。基台３１は、全体として、例えば、合成樹脂製の支持基台であり、図６に示されているように、その一面（図において上面）には、複数の区画が設けられている。この区画は、インクカートリッジ１０２（図１参照）の各色インクの数に対応して設けられている。各区画には、図示されているように、それぞれフィルタ３３・・・を介して、それぞれインク供給針３２・・・が取付けられている。
【００２７】
基台３１の他面には、パッキンとなるシート部材３４を介して、回路基板３５が取付けられるようになっている。シート部材３４には、インクの供給用の貫通孔３４ａが形成されている。回路基板３５は、例えば、インクの噴射ノズルを駆動するためのドライブ回路等や、本体側との接続のためのコネクタ、シート部材３４のインクの供給用の貫通孔３４ａと対応する貫通孔等を備えている。
【００２８】
さらに、記録ヘッド３０は、駆動手段としての複数の圧電振動子を備える振動子ユニット３６と、この振動子ユニット３６が取付けられるヘッドケース３７を備えている。振動子ユニット３６は、固定板に複数の圧電振動子を並列的に固定したもので、図示しないテープキャリアを介して、回路基板３５から駆動電圧が供給されるようになっている。この振動子ユニット３６が駆動されることで、流路ユニット３８に形成されるノズルからインクが吐出されるようになっている。このため、振動子ユニット３６の図示しないテープキャリアは、回路基板３５の貫通孔に挿通されて、折り曲げ後、回路基板３５に半田接続され、上記コネクタ等と接続されている。また、振動子ユニット３６は、図７に示すように、ヘッドケース３７の収納部３７ａに挿入されている。
【００２９】
ヘッドケース３７は、図５に示されているように、基台３１に固定されるもので、上述した振動子ユニット３６を収容するために、後述するように、例えば、合成樹脂により成形されたケーシングである。ヘッドケース３７は、例えば、フランジ状に広がる形態を備えた基部６５と、この基部６５から一体に図７において下方に突出したほぼ直方体でなるブロック状の先端部６１を有している。ヘッドケース３７の基部６５は、例えば、フランジ状に広がっており、ヘッドカバー３９が図５に示されているように固定されている。
このヘッドケース３７の先端部６１の端面６２（載置面）には、流路ユニット３８が当接されて、例えば、接着剤等により固定されている。ヘッドカバー３９は、その上に配置されて図５に示すように固定されている。
この流路ユニット３８は、図７の下方から上方に向かって、ノズルプレート４１、流路形成基板４２、弾性板４３を順次積層し、接着剤等で固定して一体化させることにより形成されている。
ノズルプレート４１は、例えば、ステンレス製の薄板でなり、プリンタのドット形成密度に対応したピッチで、微細なノズル開口４１ａを列状に形成したものである。
【００３０】
図８は、図７の流路ユニット３８を拡大した断面図である。図において、流路形成基板４２は、インクカートリッジから導かれるインクをノズルプレート４１の各ノズル開口４１ａに送る流路を形成するもので、例えば、シリコンウエハーをエッチング処理して形成されている。流路形成基板４２には、ノズルプレート４１の各ノズル開口４１ａにそれぞれ対応して連通する複数の区画領域でなる圧力室６８や、インクを貯留するための共通インク室６６、この共通インク室と上記した圧力室を連絡する溝状のインク供給口６７等が形成されている。
【００３１】
弾性板４３は、流路形成基板４２の上に位置して配置されるもので、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の弾性フィルム４３ａの上に、例えば、ステンレス鋼等の金属製の支持板４３ｂを積層した板材で形成されている。
この弾性板４３は、流路形成基板４２に重ねられ、この流路形成基板４２の上述した圧力室６８や、共通インク室６６、インク供給口６７の図７における上側の開口部を塞ぐ状態で固定される。そして、圧力室６８と対応した箇所において、弾性板４３は、上記金属製の支持板４３ｂを環状に除去されて、内側にアイランド部６９を残すようにし、このアイランド部６９に、振動子ユニット３６の各振動子６４の先端が固定される。これにより、振動子６４の動きは、アイランド部６９を介して、圧力室６８に伝えられるようになっている。また、弾性板４３のインク供給口６７と対応した箇所には、上記金属製の支持板４３ｂが残されることにより、インク供給口６７を形成する溝の流路断面積を保持するようになっている。さらに、弾性板４３の共通インク室６６に対応した領域では、上記金属製の支持板４３ｂは除去されて、弾性フィルム４３ａだけを残すようにし、共通インク室６６内のインクの増減等による動きに追従し、コンプライアンスを得る働きをする。
【００３２】
図６のヘットカバー３９は、金属製の保護部材で、図５に示すように、ノズルプレート４１の外側から、その周縁部を包囲した状態で、流路ユニット３８をヘッドケース３７の先端部６１に当接させた状態で保持するためのものである。
【００３３】
記録ヘッド３０は以上のように構成されており、基台３１に固定された、各インク供給針３２・・・は、対応する各色インクをそれぞれのカートリッジから基台３１側に導き、インクは、シート部材３４のインク供給用貫通孔３４ａ等を通りヘッドケース３７に保持された流路ユニット３８に導かれる。この流路ユニット３８においては、流路形成基板４２の共通インク室６６に一時貯留されたインクが、図８のインク供給口６７を通り、振動子ユニット３６の振動子６４の動きにしたがって、圧力室６８を介して、ノズルプレート４１のノズル開口４１ａから噴射される。これにより、図１の媒体Ｐの印刷面にインクが着弾し、かくして、キャリッジ１０１が矢印Ａ５の方向に送られることにより、媒体Ｐの印刷面にライン状に印刷が行われる。
【００３４】
図９ないし図１１は、本実施形態で使用されるヘッドケース３７について、特徴的な構造を示す図であり、図９は、ヘッドケース３７の概略平面図、図１０はヘッドケース３７の概略斜視図、図１１は、ヘッドケース３７の概略平面図である。
図９及び図１０において、ヘッドケース３７は、合成樹脂による成形品であり、ヘッドケース３７のフランジ状の基部６５の回路基板が固定される側の一面（図において上面）には、支持部２１が形成されている。支持部２１は、回路基板３５と当接されるもので、ヘッドケース３７と一体に形成され、回路基板３５との間に介在してスペーサとして機能する。
この支持部２１は、図９及び図１１において、好ましくは、平行斜線を施した領域に形成され、具体的には、図１０に示すように、基部６５の上面６５ａが上方に距離Ｌ２分だけ面状に僅かに凸とされることにより形成されている。
【００３５】
また、この支持部２１が、ヘッドケース３７の上に固定される回路基板３５と重なる領域、すなわち、支持部２１と回路基板３５とが当接する領域は、図１１に示されている。つまり、図１１において、点線で示した回路基板３５の外形と、支持部２１とが重なる領域が、支持部２１が回路基板３５に対して当接する領域である。この領域に近接して、回路基板３５の上面には、図１１に示すように、後述するテープキャリアパッケージ（以下、「ＴＰＣ」という）と接続される端子部２２，２２，２２が形成されている。したがって、支持部２１が回路基板３５に対して当接する領域は、ＴＰＣの固定の際の加重を支える箇所に設定されている。
【００３６】
また、図１１に示すように、ヘッドケース３７の支持部２１は、回路基板３５のほぼ外周に沿って設けられることで、回路基板３５の外縁に沿って、後述するように、ヘッドケース３７との間に、所定の隙間Ｇ２を形成するようになっている。
図１２は、図１１のＨ−Ｈ線に沿った切断端面図であり、この図には、図１１にはないテープキャリア１１や振動子６４とその固定板６３等が付加されている。
また、図１３は、図１２の符号Ｅで示した箇所の拡大図であり、図１４は、図１３の符号Ｆで示した箇所の拡大図である。
【００３７】
次に、図１２ないし図１４を参照しながら、本実施形態におけるヘッドケース３７の特徴的な構造について、さらに詳しく説明する。
図１２及び図１３に示されているように、ヘッドケース３７が支持部２１を有することにより、この支持部２１は、回路基板３５の下面に対して、図１１で説明した領域で当接することで、回路基板３５の外縁に近接して、その外周に沿って所定の隙間Ｇ２を形成する。
また、ヘッドケース３７の基部６５の外縁には、外方に突出する突起部９７が形成されており、図１４に示されているように、好ましくは、この突起部９７を挟んで、下向き段部９７ａと上向き段部９７ｂが形成されている。
【００３８】
本実施形態は以上のように構成されており、次に、ヘッドケース３７の特徴的な作用について説明する。
図１７及び図１８で説明したように、本実施形態の記録ヘッド３０においては、そのクリーニング動作により払拭される微量のインクが、図１３のＳ２の空間に残る場合がある。つまり、クリーニング動作の際に、インクが、ヘッドカバー３９の開口部７１から、ヘッドカバー３９の内側に入り込み、空間Ｓ２等の内部空間に貯留されてしまうことがある。
この空間Ｓ２に溜まったインクＬＱ１は、ヘッドカバー３９の保護壁部と、ヘッドケース３７の先端部６１の側壁との間の微細な隙間Ｇ１に、毛細管現象によって入り込んで矢印Ａ３の方向に上昇し、さらに、ユーザにより、記録装置１００の搬送途上等において、傾けられると、ヘッドケース３７の基部６５に沿って、矢印Ａ４の方向に移動する。そして、図１４に示すように、ヘッドケース４の基部６５の外縁部に到達する。
【００３９】
ここで、ヘッドケース４の基部６５の外縁部に到達したインクＬＱ２は、突起部２９に阻まれて、下向き段部９７ａに溜まる。したがって、下向き段部９７ａにおけるインクの貯留限界までは、インクはここに止まる。そして、下向き段部９７ａにおけるインクの貯留限界を越えると、突起部９７を越えて、上向き段部９７ｂにいたる場合があるが、ここまで到達したインクは、上向き段部９７ｂに溜まる。したがって、上向き段部９７ｂにおけるインクの貯留限界までは、インクはここに止まる。
【００４０】
上向き段部９７ｂにおけるインクの貯留限界を越える場合には、毛細管力が有効に働かない隙間Ｇ２があるために、そのインクは、毛細管現象によってヘッドケース３７と回路基板３５との間に広く拡がることがなく、そのインクは、下向き段部９７ａと上向き段部９７ｂ付近に溜まり、ある程度の量となると、記録ヘッドの外部に垂れることになる。したがって、回路基板３５の他面側（図示の場合上面）及び振動子ユニット３６周辺まで、インク等の液体が回り込むことがなく、回路基板３５に電気的悪影響を及ぼすことが有効に防止される。
【００４１】
この所定の隙間Ｇ２の間隔Ｌ２は、その間に入り込んだ液体について、毛細管現象や表面張力もしくは界面張力が有効に働かない間隔を有する隙間である。具体的には、隙間Ｇ２は、問題となる液体に毛細管現象が働かない間隔であるから、対象とされる液体の種類の表面張力に応じて異なるが、少なくとも０．２ｍｍ以上の間隔を備えていると、種々の液体に対応することができる。
【００４２】
また、図１２に示すように、ヘッドケース３７の支持部２１が、駆動手段である振動子６４を含む振動子ユニットと回路基板３５とを電気的に接続するＴＣＰを固定する際の加重を支える位置に形成されている。
つまり、図において、ＴＰＣ１１のほぼ９０度曲折された固定部１２は、図１１の端子部２２に固定されるようになっており、その際には、加重ｇを加えることで、固定される。この端子部２２が存在する箇所は図１１で説明したように、支持部２１と回路基板３５とが当接する領域と近接しているので、ヘッドケース３７の支持部２１は、ヘッドケース３７と回路基板３５との間に適切な隙間Ｇ２を形成しつつ、組立作業等で要求される必要な強度を維持することができる。
【００４３】
さらに、図１０に示されているように、支持部２１は、このヘッドケース３７の成形の際のゲート位置ＧＡに臨んで形成されている。つまり、支持部２１による隙間Ｇ２は、このゲート位置ＧＡを避けた位置に設けられている。
このような構成は、次のような点で成形上の利点がある。
【００４４】
図１５は、ゲート位置ＧＡに、隙間Ｇ２が存在する場合、つまり、図１０のヘッドケース３７の基部６５の左端付近にゲート位置ＧＡを設けた場合の成形作業を示す概略断面図である。
下側の型１６と上側の型１５とで形成する空間ＣＡ１内に樹脂Ｊが射出される。樹脂Ｊは矢印にしたがって、中子１５ａ，１５ｂを回り込んで、空間ＣＡ１内に充填される。この場合、ゲートＧＡは、突起部９７を形成するために、通路断面積に対応して、通路内径Ｌ３が小さいことから、樹脂Ｊの流れがよくない。
これに対して、図１６は、ゲート位置ＧＡに、隙間Ｇ２を避けて、支持部２１が存在する場合、つまり図１１の状態を示している。下側の型２６と上側の型２５とで形成する空間ＣＡ２内に樹脂Ｊが射出される。樹脂Ｊは矢印にしたがって、中子２５ａ，２５ｂを回り込んで、空間ＣＡ２内に充填される。この場合、ゲート位置ＧＡは、支持部２１を形成する必要から、通路断面積に対応して、通路内径Ｌ４が大きく、樹脂Ｊが注入しやすいので、樹脂の充填性が向上し、成形の歩留りが良くなって、生産性が向上する。
【００４５】
ところでこの発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
上述の実施形態は、好ましい種々の構成を組み合わせた、最も好適な実施形態であるが、本発明の範囲は、このような実施形態に限るものではなく、例えば、突起部９７等の構成は省略してもよい。また、ヘッドケース３７の支持部２１の形態は、上述の構成に限られるものではなく、要は、所定の隙間Ｇ２を形成できれば、種々の形態とすることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ヘッドケースの基部と回路基板との当接面に毛細管現象により液体が回ることを阻止して、液体が回路基板に悪影響を与えることを有効に防止できつつ、ヘッドケースと回路基板とを固定する際に組立作業等で要求される必要な強度を維持することができる液体噴射ヘッド及びそれを用いた液体噴射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の液体噴射装置の好ましい実施形態としてのインクジェット式記録装置の全体構造の一例を示す概略構成図。
【図２】 図１の記録装置１００のキャリッジ１０１の具体的構成例を示す斜視図。
【図３】 図１の記録装置１００の記録ヘッド３０を取り付けたキャリッジ１０１の状態を示す図。
【図４】 図１の記録装置１００のキャリッジ１０１に収容される本発明の液体噴射ヘッドの実施形態としての記録ヘッド３０の概略斜視図。
【図５】 図１の記録装置１００のキャリッジ１０１に収容される本発明の液体噴射ヘッドの実施形態としての記録ヘッド３０の概略斜視図。
【図６】 図１の記録装置１００の記録ヘッド３０の分解斜視図。
【図７】 図１の記録装置１００の記録ヘッド３０のヘッドケース３７の概略断面図。
【図８】 図７で示した流路ユニット３８の一部を拡大した断面図。
【図９】 図６のヘッドケース３７の概略平面図。
【図１０】 図６のヘッドケース３７の概略斜視図。
【図１１】 図６のヘッドケース３７の概略平面図。
【図１２】 図１１のＨ−Ｈ線切断端面図。
【図１３】 図１２のＥで示す箇所を拡大して示す図。
【図１４】 図１３のＦで示す箇所を拡大して示す図。
【図１５】 ヘッドケース３７の成形作業の一例を示す概略断面図。
【図１６】 ヘッドケース３７の成形作業の好ましい例を示す概略断面図。
【図１７】 記録ヘッドの一部を示す概略断面図。
【図１８】 図１７のＣで示す箇所の拡大図。
【図１９】 図１８のＤで示す箇所の拡大図。
【符号の説明】
１００・・・インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、１０１・・・キャリッジ、３０・・・記録ヘッド、３１・・・カートリッジ基台、３５・・・回路基板、３６・・・振動子ユニット、３７・・・ヘッドケース、３８・・・流路ユニット、３９・・・ヘッドカバー、４１・・・ノズルプレート、２１・・・支持部、Ｇ２・・・隙間、ＧＡ・・・ゲート位置。
Claims (5)
- 液体を噴射するためのノズルと、主として前記ノズルの駆動手段を収容するためのヘッドケースと、該ヘッドケースに固定され、前記駆動手段に、駆動電圧を印加するための回路基板とを備える液体噴射ヘッドであって、
前記ヘッドケースの前記ノズルが配置された面と異なる面に、前記回路基板が固定されており、かつ該ヘッドケースには、前記駆動手段と前記回路基板とを電気的に接続するテープキャリアパッケージを固定する際の加重を支える位置に、前記回路基板と当接される支持部が設けられており、
前記支持部は、前記回路基板の外周に沿って、該回路基板と前記ヘッドケースとの間に、毛細管現象が発生しない程度の隙間を形成し、
前記支持部に形成された前記隙間は、前記支持部の前記回路基板が前記テープキャリアパッケージと接続する領域に対向する領域には形成されていないことを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 前記ヘッドケースが樹脂により成形される成形品であり、前記支持部が前記ヘッドケース一体に成形されており、かつ前記隙間が、前記ヘッドケースの成形の際のゲート位置を避けて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記隙間に隣接した前記ヘッドケースの外縁部には、段部を介して、外方に突出する突起部が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記段部が、前記突起部を挟んで、上向き段部と下向き段部を備えることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
- 液体を噴射するためのノズルと、主として前記ノズルの駆動手段を収容するためのヘッドケースと、該ヘッドケースに固定され、前記駆動手段に、駆動電圧を印加するための回路基板とを備える液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを、液体の噴射対象に対して、相対的に移動させる手段とを有する液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドが、
前記ヘッドケースの前記ノズルが配置された面と異なる面に、前記回路基板が固定されており、かつ該ヘッドケースには、前記駆動手段と前記回路基板とを電気的に接続するテープキャリアパッケージを固定する際の加重を支える位置に、前記回路基板と当接される支持部が設けられており、
前記支持部は、前記回路基板の外周に沿って、該回路基板と前記ヘッドケースとの間に、毛細管現象が発生しない程度の隙間を形成し、
前記支持部に形成された前記隙間は、前記支持部の前記回路基板が前記テープキャリアパッケージと接続する領域に対向する領域には形成されていないことを特徴とする液体噴射装置。
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