JP5019061B2

JP5019061B2 - 液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置

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Publication number: JP5019061B2
Application number: JP2008056890A
Authority: JP
Inventors: 寛之上倉
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-03-06
Also published as: JP2009208450A; US20090225142A1

Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射ヘッドを具備する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その製造方法並びにインクジェット式記録装置に関する。

液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドでは、一般的に、インクが充填された液体貯留手段であるインクカートリッジから、このインクカートリッジに着脱可能に挿入されるインク供給体となるインク供給針及びインクカートリッジが保持されるカートリッジケース等の供給部材に形成されたインク流路を介してヘッド本体にインクが供給され、ヘッド本体に設けられた圧電素子等の圧力発生手段を駆動させることによりヘッド本体に供給されたインクがノズルから吐出される。

このようなインクジェット式記録ヘッドでは、インクカートリッジのインク内に存在する気泡、あるいはインクカートリッジを着脱する際にインク内に混入した気泡がヘッド本体に供給されてしまうと、この気泡によるドット抜け等の吐出不良が発生するという問題がある。このような問題を解決するために、インクカートリッジに挿入されるインク供給針と供給部材との間にインク内の気泡やゴミ等を除去するためのフィルタを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、このようなフィルタと供給部材とは、熱溶着等により固定され、インク供給針と供給部材とは超音波溶着等により固定されている。

特開２０００−２１１１３０号公報

しかしながら、特許文献１のような構成では、供給部材のインク供給針が固定される領域にフィルタが設けられているため、フィルタの面積に応じた領域が必要であると共に、供給部材にインク供給針及びフィルタをそれぞれ個別に溶着するための領域が必要であるため、隣り合うインク供給針の間隔を短くすることができず、ヘッドが大型化してしまうという問題がある。

また、特許文献１のような構成で、ヘッドの小型化を図るためにフィルタの面積を過度に小さくすると、動圧が上がるため、圧電素子や発熱素子等の圧力発生手段を駆動する駆動電圧を上げなくてはならないという問題がある。

また、インク供給針と供給部材とを熱溶着により固定すると、隙間が発生する虞があり、隙間からインクが漏出してしまうという問題がある。さらに、供給部材にフィルタとインク供給針とをそれぞれ個別に固定すると、製造コストが高コストになってしまうという問題がある。

一方、流路毎のフィルタを用いるよりも複数の流路にまたがるフィルタを用いる方が取り扱いが容易になるが、フィルタを通じて複数の流路を流れる液体が混ざってしまう可能性がある。

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、複数の流路にまたがるフィルタを用いてもフィルタを通じて複数の流路を流れる液体が混ざらない液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を貯留する液体貯留手段から複数の液体供給路を通じて供給された液体を噴射するノズル開口を有する液体噴射ヘッドであって、複数の前記液体供給路を形成する第１供給部材及び第２供給部材と、前記第１供給部材と前記第２供給部材とに挟持されて少なくとも複数の前記液体供給路に対応する複数のフィルタ本体を具備するフィルタとを備え、前記フィルタは前記液体供給路間にまたがって前記フィルタ本体を連結する連結部を有し且つ全体にフィルタ微細孔を有し、前記第１供給部材及び前記第２供給部材には、前記連結部に面する領域の少なくとも一部の互いに対応する位置に凹部が設けられており、前記第１供給部材と前記第２供給部材とは、射出成形により前記連結部に染み込むと共に前記凹部に充填されて前記第１供給部材及び前記第２供給部材の当該連結部に対応する領域と一体化する接合樹脂によって接合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、接合樹脂によって第１供給部材及び第２供給部材とフィルタの連結部とを固定して一体化することで、第１供給部材及び第２供給部材にフィルタをそれぞれ個別に溶着するための領域が不要となり、フィルタの有効面積を広げて隣り合う供給体の間隔を短くすることができ、また、各流路間の連結部に染み込んだ樹脂を介してフィルタ本体間が封止されるので、複数の流路にまたがるフィルタを用いてもフィルタを通じて複数の流路を流れる液体が混ざることがなく、ヘッドを小型化することができる。また、ヘッドの小型化を図るためにフィルタの有効面積を小さくする必要がなく、動圧が上がるのを防止して圧電素子や発熱素子等の圧力発生手段を駆動する駆動電圧を上げる必要がなくなる。さらに、フィルタの連結部に接合樹脂が染み込んで一体化するので、液体供給路の間を確実に封止して流路間の液体の漏出を確実に防止することができる。さらに、前記第１供給部材及び前記第２供給部材には、前記連結部に面する領域の少なくとも一部の互いに対応する位置に凹部が設けられており、前記接合樹脂は前記凹部に充填されて一体化しているので、フィルタの連結部を囲む凹部内に接合樹脂が充填されて一体的に形成されるので、フィルタがより確実に固定される。

また、前記連結部は、前記フィルタ本体に形成されたフィルタ微細孔よりも径が大きな貫通孔を有するのが好ましい。これによれば、フィルタの連結部に樹脂がより染み込み易く、フィルタと第１供給部材及び第２供給部材とがより確実に一体化される。

また、前記連結部は、前記液体供給路に対応する領域であるフィルタ本体よりも細く形成されているのが好ましい。これによれば、連通部を囲むように接合樹脂が形成され、フィルタと第１供給部材及び第２供給部材とがより確実に一体化される。

また、前記第１供給部材及び前記第２供給部材のそれぞれの前記フィルタ側の前記液体供給路を囲む相対向する領域には、当該フィルタと当接するフィルタ挟持部を有すると共に前記フィルタ本体は前記フィルタ挟持部に対応する外形を有し、前記第１供給部材及び前記第２供給部材の間の前記フィルタ挟持部の外側の領域には、前記接合樹脂が前記連結部に染み込んだ領域から連続して充填されて当該第１供給部材及び第２供給部材を接合しているのが好ましい。これによれば、フィルタの周縁部を最小面積として接合樹脂によってフィルタの外周端面を覆うようにして、第１供給部材及び第２供給部材の隙間から液体が漏出するのをより確実に防止することができる。

また、前記第１供給部材、前記第２供給部材及び前記フィルタの周囲には、前記接合樹脂と連続してアウター部が設けられており、前記第１供給部材と前記第２供給部材とは、前記アウター部の樹脂によっても接合されているのが好ましい。これによれば、第１供給部材と第２供給部材とがアウター部によってより確実に接合され、第１供給部材及び第２供給部材の隙間から液体が漏出するのをより確実に防止することができる。

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。これによれば、小型化及び低コスト化した液体噴射装置を実現できる。

また、本発明の他の態様は、液体を貯留する液体貯留手段から複数の液体供給路を通じて供給された液体を噴射するノズル開口を有する液体噴射ヘッドであって、複数の前記液体供給路を形成する第１供給部材及び第２供給部材と、前記第１供給部材と前記第２供給部材とに挟持されて少なくとも複数の前記液体供給路に対応する複数のフィルタ本体を具備するフィルタとを具備する液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記フィルタは前記液体供給路間にまたがって前記フィルタ本体を連結する連結部を有し且つ全体にフィルタ微細孔を有し、前記第１供給部材及び前記第２供給部材には、前記連結部に面する領域の少なくとも一部の互いに対応する位置に凹部が設けられており、前記第１供給部材及び前記第２供給部材で前記フィルタが挟持された状態で、これらを金型に載置し、前記連結部に染み込むと共に前記凹部に充填されるように射出成形により溶融樹脂を充填して前記第１供給部材及び前記第２供給部材の当該連結部に対応する領域を一体化する接合樹脂を成形することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。

かかる態様では、フィルタの連結部に染み込んだ接合樹脂によって第１供給部材及び第２供給部材を固定して一体化することで、第１供給部材及び第２供給部材にフィルタをそれぞれ個別に溶着するための領域が不要となり、フィルタの有効面積を広げて隣り合う供給体の間隔を短くすることができ、ヘッドを小型化することができる。また、ヘッドの小型化を図るためにフィルタの面積を小さくする必要がなく、動圧が上がるのを防止して圧電素子や発熱素子等の圧力発生手段を駆動する駆動電圧を上げる必要がなくなる。さらに、フィルタの連結部に接合樹脂が染み込んで一体化するので、液体供給路の間をより確実に封止して流路間の液体の漏出を確実に防止することができる。

ここで、前記第１供給部材及び前記第２供給部材の何れか一方の前記連結部に対向する領域に前記接合樹脂を形成する樹脂の充填孔が設けられており、前記金型に前記連結部を囲むキャビティを設けると共に当該キャビティに連通するゲートを設けるのが好ましい。これによれば、ゲートから充填孔を介して充填される溶融樹脂が連結部により染み込み易くなり、液体供給路の間をより確実に封止して流路間の液体の漏出を確実に防止することができる。

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る。本発明のインクジェット式記録装置１０は、図１に示すように、インク滴を吐出す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（以下、記録ヘッドとも言う）１１がキャリッジ１２に固定され、この記録ヘッド１１には、ブラック（Ｂ）、ライトブラック（ＬＢ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等の複数の異なる色のインクが貯留された液体貯留手段であるインクカートリッジ１３がそれぞれ着脱可能に固定されている。

記録ヘッド１１が搭載されたキャリッジ１２は、装置本体１４に取り付けられたキャリッジ軸１５に軸方向移動自在に設けられている。そして、駆動モータ１６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１７を介してキャリッジ１２に伝達されることで、キャリッジ１２はキャリッジ軸１５に沿って移動される。一方、装置本体１４にはキャリッジ軸１５に沿ってプラテン１８が設けられており、図示しない給紙装置等により給紙された紙等の被記録媒体Ｓがプラテン１８上を搬送されるようになっている。

また、キャリッジ１２のホームポジションに対応する位置、すなわち、キャリッジ軸１５の一方の端部近傍には、記録ヘッド１１のノズル形成面を封止するキャップ部材１９を有するキャッピング装置２０が設けられている。このキャップ部材１９によってノズル開口が形成されたノズル形成面を封止することにより、インクの乾燥を防止している。また、このキャップ部材１９は、フラッシング動作時のインク受けとしても機能する。

ここで、本実施形態に係る記録ヘッド１１について説明する。なお、図２は、本実施形態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る。

図２に示すように、記録ヘッド１１は、液体貯留手段であるインクカートリッジ１３が固定されるカートリッジケース等の供給部材３０と、供給部材３０のインクカートリッジ１３とは反対側の面に固定されたヘッド本体２２０と、ヘッド本体２２０の液体噴射面側に設けられたカバーヘッド２４０とを具備する。

まず、供給部材３０について詳細に説明する。なお、図３は、供給部材の上面図であり、図４は、フィルタの平面図並びに供給部材の要部を拡大した上面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ′断面図である。

図５に示すように、供給部材３０は、第１供給部材及び第２供給部材でフィルタを挟持したものであり、本実施形態では第１供給部材及び第２供給部材の何れか一方に相当する流路の下流側の供給部材本体３１と、供給部材本体３１の一方面側に設けられた第１供給部材及び第２供給部材の他方である供給針３２と、供給部材本体３１と供給針３２との間に設けられたフィルタ３３とが、アウター部３４により一体化されたものである。

供給部材３０は、一方面に上述したインクカートリッジ１３（「液体貯留手段」に相当）がそれぞれ装着される供給体形成部３５を有する。勿論、この供給体形成部３５には、直接インクカートリッジ１３が装着されるものではなく、液体貯留手段からチューブを介して供給体形成部３５に液体であるインクが導かれる態様のものであってもよい。

また、供給部材本体３１には、後述するフィルタ３３よりも下流側にあって、一端が各供給体形成部３５に開口し、他端がヘッド本体２２０側に開口して、インクカートリッジ１３からのインクをヘッド本体２２０に供給するための液体供給路３６が設けられている。なお、液体供給路３６は、供給部材本体３１の長手方向に並設されて複数設けられており、液体供給路３６は、インクの色毎に設けられたインクカートリッジ１３に対してそれぞれ独立して設けられている。

また、供給部材本体３１の表面（供給体形成部３５）の液体供給路３６の開口の周囲の領域はフィルタ挟持部３７となり、フィルタ挟持部３７と供給針３２との間でフィルタ３３を挟持するようになっている。ここで、液体供給路３６の周囲の領域とは、液体供給路３６及びフィルタ室４１の開口に近接した周縁部である。そして、省スペースの観点からできるだけ開口に近い周縁部が好ましい。

供給体となる供給針３２は、供給部材本体３１の表面（供給体形成部３５）に固定されるものであり、液体供給路３６に連通して液体供給路の一部となる貫通路４０を有し、貫通路４０の液体供給路３６との接続領域には、他の領域よりも内径の大きい空間、すなわち、幅広部であるフィルタ室４１が設けられている。このフィルタ室４１は、例えば、本実施形態では、供給部材本体３１側ほど内径が大きくなるように形成されており、フィルタ室４１のフィルタ３３側の開口が液体供給口となり、この液体供給口を介してインクカートリッジ１３から供給されたインクを供給部材本体３１に供給するようになっている。

供給針３２は、供給部材本体３１側の底面のフィルタ室４１を囲む領域は、供給部材本体３１のフィルタ挟持部３７に対応してこのフィルタ挟持部３７との間でフィルタ３３を挟持するフィルタ挟持部４２を有する。

フィルタ３３は、例えば、金属が細かく編みこまれたシート状のもので、フィルタ微細孔を有するものであり、供給部材本体３１と供給針３２とで挟持されている。また、本実施形態では、フィルタ３３は、供給部材本体３１と供給針３２とで挟持されるフィルタ挟持部３７、４２に相当する大きさを有する。図４（ａ）には、フィルタ３３の外形形状、図４（ｂ）には、フィルタ３３のフィルタ挟持部３７、４２で挟持されている領域を領域Ａとして示しているが、フィルタ３３は、液体供給路３６より若干大きい寸法の領域Ａの外径寸法とほぼ同一寸法を有し且つ連結部４３で連結された形状を有し、連結部４３にはフィルタ微細孔より径が大きい貫通孔４７を有する。

ここで、供給部材本体３１、供給針３２、及びフィルタ３３は、供給部材本体３１、供給針３２及びフィルタ３３を金型にセットして樹脂を射出成形により一体成形して形成されたアウター部３４が形成されている。アウター部３４は、供給部材本体３１及び供給体３２の外周を囲むように形成されて、且つ供給部材本体３１と供給体３２の間の隙間とフィルタ３３の外周端面とで画成される空間及びフィルタ３３の連結部４３の周囲を、各貫通路４０及び液体供給路３６を独立させた状態で確実に封止して供給部材本体３１、供給針３２及びフィルタ３３を一体化するものであり、隣接する液体供給路３６からのインク漏れが生じるのを防止することができるようになっている。

また、本実施形態では、２つの供給針３２を一体化することにより、２つの液体供給路に対して２つの供給針３２が一体化されて１つの部材となっている。すなわち、本実施形態では、図３に示すように、１０個の液体供給路３６（図示なし）に対して５つの部材が設けられていることになる。そして、供給部材本体３１及び供給針３２のフィルタ３３の連結部４３に対応する領域には、凹部が形成され、凹部に充填された樹脂によって形成された連通部４５が両方のアウター部３４同士を連通すると共にフィルタ３３の連結部４３を囲むように設けられている。なお、連通部４５にはアウター部３４を形成する樹脂を導入するゲートに連通する充填孔４６が形成されている。

フィルタ３３は、本実施形態では、２つの液体供給路３６に連続するように１つのフィルタ３３を設けるようにした。よって、充填孔４６から導入される樹脂が確実にアウター部３４に充填されるように、上述したように充填孔４６に対応した領域のフィルタ３３の連結部４３には貫通孔４７が形成されている。勿論、貫通孔４７は設けなくてもよく、また、１０個の液体供給路３６に対応するフィルタ３３を互いに連結して一つのフィルタとして用いてもよい。

本実施形態では、充填孔４６から充填された樹脂はフィルタ３３の連結部４３に染み込み、また、貫通孔４７を介してフィルタ３３の裏側へ導入されて連通部４５を形成する。かかる連通部４５は、供給部材本体３１及び供給針３２の凹部と一体化してフィルタ３３と供給部材本体３１及び供給針３２を一体的に接合する接合樹脂となる。また、充填孔４６から充填された樹脂は連通部４５を介して供給部材本体３１の及び供給針３２の外周に充填されてアウター部３４となる。

このような連通部４５により、液体供給路３６の間は確実に封止され、これらの間での液体の混じりが防止されると共に、供給部材本体３１、供給針３２及びフィルタ３３が一体化される。また、連通部４５と連続するようにアウター部３４を設けることで、供給部材本体３１、供給針３２及びフィルタ３３がより確実に一体化される。

ここで、本実施形態では、フィルタ３３は、上述したように液体供給路３６の周縁部のフィルタ挟持部３７、４２に相当する大きさとし、その外周端面に接触するように樹脂が侵入してアウター部３４を形成するようにした。これにより、アウター部３４を介して供給部材本体３１、供給針３２及びフィルタ３３がより確実に一体化され、フィルタ３３の外周縁部が確実に樹脂により封止される。

以上説明したように、連通部４５及びアウター部３４を設けることで、供給部材本体３１、供給針３２及びフィルタ３３を一体化した供給部材３０となる。このように、一体成形により形成された連通部４５及びアウター部３４によって、供給部材本体３１、供給針３２及びフィルタ３３を一体化することで、供給部材本体３１に供給針３２及びフィルタ３３を溶着するための領域が不要となり、隣り合う供給針３２の間隔を短くすることができ、且つ隣り合う液体供給路同士で液体の漏れが完全に防止でき、ヘッドを小型化することができる。また、ヘッドの小型化を図るためにフィルタ３３の面積を小さくする必要がなく、動圧が上がるのを防止して圧電素子３００を駆動する駆動電圧を上げる必要がなくなる。

また、連通部４５及びアウター部３４を設けることで、供給部材本体３１にフィルタ３３と供給針３２とを同時に固定することができるため、供給部材本体３１にフィルタ３３及び供給針３２をそれぞれ固定する必要がなくなり、製造コストを低くすることができる。

さらに、供給部材本体３１と供給針３２とフィルタ３３とを連通部４５及びアウター部３４によって確実に固定するため、供給部材本体３１と供給針３２との間に隙間が発生するのを防止して、隙間からインクが漏出するのを防止することができる。

なお、供給部材本体３１にフィルタ３３と供給針３２とを同時に固定して液体供給路３６の間を封止するためには、最低限、連通部４５のみを設ければよく、アウター部３４は必ずしも設ける必要はない。また、アウター部３４を設ける場合でも、フィルタ３３の外形は、供給部材本体３１及び供給針３２の外形と一致する又は若干大きな大きさとしてもよく、上述した実施形態には限定されない。

ここで、このようなインクジェット式記録ヘッド１１、特に供給部材３０の製造方法について詳細に説明する。なお、図６及び図７は、供給部材の製造方法を示す断面図である。

まず、図６に示すように、供給部材本体３１と供給針３２との間にフィルタ３３を挟持させる。すなわち、供給部材本体３１のフィルタ挟持部３７と供給針３２のフィルタ挟持部４２とでフィルタ３３を挟持した状態で金型２００内に載置する。この場合、供給部材本体３１及び供給針３２は、別途成形したものを金型２００にセットしてもよいし、金型２００で供給部材本体３１及び供給針３２を成形した後、連続的に成形する態様でもよい。

金型２００は、例えば、上下に分割された部材からなり、連通部４５及びアウター部３４を成形するためのキャビティ２０１、２０２及びキャビティ２０１に連通するゲート２０３が設けられている。

そして、図７に示すように、ゲート２０３から樹脂を充填してアウター部３４を一体成形により形成して供給部材３０を形成する。具体的には、溶融した樹脂を金型２００のゲート２０３を介してキャビティ２０１内に充填することで、樹脂はフィルタ３３の連結部４３に染み込み、また、貫通孔４７を通ってキャビティ２０１に充填され、連通部４５となる。また、樹脂は、キャビティ２０１から供給部材本体３１と供給針３２の間のフィルタ３３の外周の外側を通って流れてキャビティ２０２に充填され、アウター部３４を成形する。

これにより、連通部４５を介してフィルタ３３が供給部材本体３１及び供給針３２と一体化して接合され、液体供給路３６の間が確実に封止される。また、アウター部３４が供給部材本体３１及び供給針３２の周囲に亘って設けられることで、これによっても、供給部材本体３１、供給針３２及びフィルタ３３が接合され、これによってより確実に一体的に固定される。

なお、上述したように、本実施形態のフィルタ３３には、貫通孔４７が設けられているため、金型２００のキャビティ２０１内で樹脂が貫通孔４７を通過してフィルタ３３の上下側に流動し易く、溶融された樹脂を容易に金型２００内に充填することができる。

このように形成された供給部材３０は、供給部材本体３１にフィルタ３３及び供給針３２をそれぞれ溶着する工程が不要となり、アウター部３４を一体成形により形成する一工程で供給部材本体３１、供給針３２及びフィルタ３３を固定して一体化することができる。したがって、製造工程を簡略化してコストを低減することができる。

また、このような供給部材３０の液体供給路３６の他方側、すなわち、供給針３２とは反対側にはヘッド本体２２０が設けられている。ここで、ヘッド本体２２０について説明する。なお、図８は、ヘッド本体の分解斜視図であり、図９は、ヘッド本体の断面図である。

図示するように、ヘッド本体２２０を構成する流路形成基板６０は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、その一方面には二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板６０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室６２が、幅方向に並設された列が２列形成されている。また、各列の圧力発生室６２の長手方向外側には、後述するリザーバ形成基板８０に設けられるリザーバ部８１と連通し、各圧力発生室６２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成する連通部６３が形成されている。また、連通部６３は、インク供給路６４を介して各圧力発生室６２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。すなわち、本実施形態では、流路形成基板６０に形成された液体流路として、圧力発生室６２、連通部６３及びインク供給路６４が設けられている。

また、流路形成基板６０の開口面側には、ノズル開口７１が形成されたノズルプレート７０が接着剤４００を介して固着されている。具体的には、複数のヘッド本体２２０に対応するように複数のノズルプレート７０が設けられており、当該ノズルプレート７０は後で詳述するカバーヘッド２４０の露出開口部２４１よりも若干広い面積を有してカバーヘッド２４０と重畳する領域で接着剤等によって固定されている。なお、ノズルプレート７０のノズル開口７１は、各圧力発生室６２のインク供給路６４とは反対側で連通する位置に穿設されている。本実施形態では、流路形成基板６０に圧力発生室６２が並設された列を２列設けたため、１つのヘッド本体２２０にノズル開口７１の並設されたノズル列７１Ａが２列設けられている。そして、本実施形態では、このノズルプレート７０のノズル開口７１が開口する面が液体噴射面Ａとなっている。このようなノズルプレート７０としては、例えば、シリコン単結晶基板やステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属基板などが挙げられる。

一方、流路形成基板６０の開口面とは反対側には、弾性膜５０上に、金属からなる下電極膜と、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料からなる圧電体層と、金属からなる上電極膜とを順次積層することで形成された圧電素子３００が形成されている。

このような圧電素子３００が形成された流路形成基板６０上には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部８１を有するリザーバ形成基板８０が接合されている。このリザーバ部８１は、本実施形態では、リザーバ形成基板８０を厚さ方向に貫通して圧力発生室６２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板６０の連通部６３と連通されて各圧力発生室６２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。

また、リザーバ形成基板８０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部８２が設けられている。

さらに、リザーバ形成基板８０上には、各圧電素子３００を駆動するための半導体集積回路（ＩＣ）等からなる駆動回路１１０が設けられている。この駆動回路１１０の各端子は、図示しないボンディングワイヤ等を介して各圧電素子３００の個別電極から引き出された引き出し配線と接続されている。そして、駆動回路１１０の各端子には、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）等の外部配線１１１を介して外部と接続され、外部から外部配線１１１を介して印刷信号等の各種信号を受け取るようになっている。

また、このようなリザーバ形成基板８０上には、コンプライアンス基板１４０が接合されている。コンプライアンス基板１４０のリザーバ１００に対向する領域には、リザーバ１００にインクを供給するためのインク導入口１４４が厚さ方向に貫通することで形成されている。また、コンプライアンス基板１４０のリザーバ１００に対向する領域のインク導入口１４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部１４３となっており、リザーバ１００は、可撓部１４３により封止されている。この可撓部１４３により、リザーバ１００内にコンプライアンスを与えている。

また、コンプライアンス基板１４０上には、ヘッドケース２３０が固定されている。
ヘッドケース２３０は、インク導入口１４４に連通すると共に供給部材３０の液体供給路３６に連通して、供給部材３０からのインクをインク導入口１４４に供給するインク供給連通路２３１が設けられている。このヘッドケース２３０には、コンプライアンス基板１４０の可撓部１４３に対向する領域に溝部２３２が形成され、可撓部１４３の撓み変形が適宜行われるようになっている。また、ヘッドケース２３０には、リザーバ形成基板８０上に設けられた駆動回路１１０に対向する領域に厚さ方向に貫通した駆動回路保持部２３３が設けられており、外部配線１１１は、駆動回路保持部２３３を挿通して駆動回路１１０と接続されている。

また、ヘッドケース２３０を介して供給部材３０に保持されたヘッド本体２２０は、図２に示すように、５つのヘッド本体２２０の液体噴射面側を覆うように箱形状を有するカバーヘッド２４０によって相対的に位置決めされて保持されている。カバーヘッド２４０は、ノズル開口７１を露出する露出開口部２４１と、露出開口部２４１を画成すると共にヘッド本体２２０の液体噴射面の少なくともノズル列７１Ａの並設されたノズル開口７１の両端部側に接合される接合部２４２とを具備する。

接合部２４２は、本実施形態では、複数のヘッド本体２２０に亘って液体噴射面の外周に沿って設けられた枠部２４３と、隣接するヘッド本体２２０の間に延設されて露出開口部２４１を分割する梁部２４４とで構成されており、枠部２４３及び梁部２４４がヘッド本体２２０の液体噴射面、すなわちノズルプレート７０の表面に接合されている。

また、カバーヘッド２４０には、ヘッド本体２２０の液体噴射面の側面側に、液体噴射面の外周縁部に亘って屈曲するように延設された側壁部２４５が設けられている。

このようにカバーヘッド２４０は、接合部２４２をヘッド本体２２０の液体噴射面に接着するようにしたため、液体噴射面とカバーヘッド２４０との段差を減少させることができ、液体噴射面のワイピングや吸引動作などを行っても、液体噴射面にインクが残留するのを防止することができる。また、梁部２４４によって隣接するヘッド本体２２０の間が塞がれているため、隣接するヘッド本体２２０の間にインクが侵入することがなく、圧電素子３００や駆動回路１１０などのインクによる劣化及び破壊を防止することができる。また、ヘッド本体２２０の液体噴射面とカバーヘッド２４０との間は、接着剤によって隙間なく接着されているため、隙間に被記録媒体Ｓが入り込むのを防止してカバーヘッド２４０の変形及び紙ジャムを防止することができる。さらに、側壁部２４５が、複数のヘッド本体２２０の外周縁部を覆うことで、ヘッド本体２２０の側面へのインクの回り込みを確実に防止することができる。また、カバーヘッド２４０に、ヘッド本体２２０の液体噴射面と接合される接合部２４２を設けるようにしたため、複数のヘッド本体２２０の各ノズル列７１Ａをカバーヘッド２４０に対して高精度に位置決めして接合することができる。

このようなカバーヘッド２４０としては、例えば、ステンレス鋼などの金属材料が挙げられ、金属板をプレス加工により形成してもよく、成形により形成するようにしてもよい。また、カバーヘッド２４０を導電性の金属材料とすることで、接地することができる。なお、カバーヘッド２４０とノズルプレート７０との接合は、特に限定されず、例えば、熱硬化性のエポキシ系接着剤や、紫外線硬化型の接着剤による接着などが挙げられる。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１１は、インクカートリッジ１３からのインクを液体供給路３６から取り込み、インク供給連通路２３１及びインク導入口１４４を介して、リザーバ１００からノズル開口７１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１１０からの記録信号に従い、各圧力発生室６２に対応するそれぞれの圧電素子３００に電圧を印加し、弾性膜５０及び圧電素子３００をたわみ変形させることにより、各圧力発生室６２内の圧力が高まりノズル開口７１からインク滴が吐出する。

（実施形態２）
図１０には、実施形態２に係る供給部材の断面を示す。本実施形態の供給部材３０Ａは、フィルタ３３が、外周縁をアウター部３４内に若干突出させる形状を有するものである以外は実施形態１と同様であるので、実施形態１と同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。

図示するように、フィルタ３３Ａは、供給部材本体３１Ａのフィルタ挟持部３７及び供給針３２のフィルタ挟持部４２より若干大きな形状を有し、フィルタ３３Ａの外周縁部がアウター部３４Ａにより保持されている。また、供給部材本体３１Ａのフィルタ挟持部３７より外側、及び供給針３２のフィルタ挟持部４２より外側は、フィルタ挟持部３７、４２よりそれぞれ低く形成され、隙間にアウター部３４Ａを形成する樹脂が充填しやすくなっている。これにより、アウター部３４Ａにより、フィルタ３３Ａの外周端面がより確実に保持されるようになる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。

例えば第１供給部材及び第２供給部材の構成は上述した実施形態の構成に限定されるものではない。また、上述した実施形態では、第１供給部材を供給部材本体とし、第２供給部材を供給針としたが逆としてもよい。さらに、ヘッド本体２２０に接続する供給部材本体３１全体を第１供給部材としたが、供給部材本体３１をフィルタ３３側とヘッド本体２２０側とで分割し、フィルタ３３側の部材を第１供給部材としてフィルタ３３及び供給針３２と一体化してもよい。なお、この場合には、一体化した部材にヘッド本体２２０側の供給部材本体を組み付けて供給部材３０を構成することになる。

また、上述した実施形態では、２つの供給針３２を一体化した１つの部材を設け、複数の供給針３２と供給部材本体３１とをアウター部３４で一体化したが、特にこれに限定されず、例えば、上述したような１０個の液体供給路３６を封止して一体化するアウター部３４を同時に形成するようにしてもよい。この場合、フィルタ３３は、上述した２連のフィルタを５個用いてもよいが、１０個の液体供給路３６を封止するフィルタを連結したものとしてもよい。図１１にはこのような１０連のフィルタの一例を示す。このフィルタ３３Ｂは、上述した２つの液体供給路３６に対応するフィルタを連結部４３Ｂで連結したものを連結部４４Ｂで５つ連結したものである。また、アウター部を形成する樹脂の充填のし易さのために、各連結部４３Ｂ、４４Ｂに貫通孔４７Ｂを設けている。なお、連結部４３Ｂ、４４Ｂは、連通部及びアウター部を形成し易くするために、細い帯状部材としている。勿論、連結部４３Ｂ、４４Ｂは帯状でなくてもよく、また、連結部４３Ｂ、４４Ｂに貫通孔４７Ｂを設けなくてもよいことはいうまでもない。

また、フィルタの連結部４３と接合樹脂となる連通部４５の形状は一致しなくてもよく、例えば、図４（ｂ）に示す実施形態において、フィルタ３３の連結部４３よりも連通部４５がＡ−Ａ′線に直交する方向へ幅広となるようにしてもよい。この場合、フィルタ３３の連結部４３の周囲に樹脂がより回り込み易くなる。

さらに、上述した実施形態では、液体貯留手段であるインクカートリッジ１３を供給部材３０に着脱自在となるように設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、液体貯留手段として、インクタンク等を記録ヘッド１１とは異なる位置に設け、液体貯留手段と記録ヘッド１１とをチューブなどの供給管を介して接続するようにしてもよい。すなわち、上述した実施形態１では、供給体として針状の供給針３２を例示したが、供給体は、針状のものに限定されるものではない。

また、上述した実施形態では、複数の液体供給路３６に対して１つのヘッド本体２２０が設けられた構成を例示したが、インクの色毎に複数のヘッド本体を設けるようにしてもよい。このような場合には、各液体供給路３６が、各ヘッド本体に連通する、すなわち、各液体供給路３６が、各ヘッド本体に設けられたノズル開口が並設されたノズル列毎に連通するように設けられていてもよい。もちろん、液体供給路３６は、ノズル列毎に連通しなくてもよく、１つの液体供給路３６が複数のノズル列に連通していてもよく、また、１列のノズル列を２つに分け、それぞれに液体供給路３６が連通していてもよい。すなわち、液体供給路３６は、複数のノズル開口からなるノズル開口群に連通していればよい。

さらに、上述の実施形態では、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド１１を例示して本発明を説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、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（電界放出ディスプレー）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を挙げることができる。

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に係る記録ヘッドの分解斜視図である。本発明の実施形態１に係る供給部材の上面図である。本発明の実施形態１に係る供給部材の要部を拡大した上面図である。本発明の実施形態１に係る供給部材の断面図である。本発明の実施形態１に係る供給部材の製造方法を示す断面図である。本発明の実施形態１に係る供給部材の製造方法を示す断面図である。本発明の実施形態１に係るヘッド本体を示す分解斜視図である。本発明の実施形態１に係るヘッド本体を示す断面図である。本発明の実施形態２に係る供給部材の他の例を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係るフィルタの他の例を示す断面図である。

符号の説明

１０インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、１１インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、３０供給部材、３１供給部材本体、３２供給針（供給体）、３３フィルタ、３４アウター部、３５供給体形成部（表面）、２００金型、２２０ヘッド本体、２４０カバーヘッド

Claims

液体を貯留する液体貯留手段から複数の液体供給路を通じて供給された液体を噴射するノズル開口を有する液体噴射ヘッドであって、
複数の前記液体供給路を形成する第１供給部材及び第２供給部材と、
前記第１供給部材と前記第２供給部材とに挟持されて少なくとも複数の前記液体供給路に対応する複数のフィルタ本体を具備するフィルタとを備え、
前記フィルタは前記液体供給路間にまたがって前記フィルタ本体を連結する連結部を有し且つ全体にフィルタ微細孔を有し、前記第１供給部材及び前記第２供給部材には、前記連結部に面する領域の少なくとも一部の互いに対応する位置に凹部が設けられており、
前記第１供給部材と前記第２供給部材とは、射出成形により前記連結部に染み込むと共に前記凹部に充填されて前記第１供給部材及び前記第２供給部材の当該連結部に対応する領域と一体化する接合樹脂によって接合されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
前記連結部は、前記フィルタ本体に形成されたフィルタ微細孔よりも径が大きな貫通孔を有することを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
前記連結部は、前記液体供給路に対応する領域であるフィルタ本体よりも細く形成さ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。
前記第１供給部材及び前記第２供給部材のそれぞれの前記フィルタ側の前記液体供給路を囲む相対向する領域には、当該フィルタと当接するフィルタ挟持部を有すると共に前記フィルタ本体は前記フィルタ挟持部に対応する外形を有し、前記第１供給部材及び前記第２供給部材の間の前記フィルタ挟持部の外側の領域には、前記接合樹脂が前記連結部に染み込んだ領域から連続して充填されて当該第１供給部材及び第２供給部材を接合し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。
前記第１供給部材、前記第２供給部材及び前記フィルタの周囲には、前記接合樹脂と連続してアウター部が設けられており、
前記第１供給部材と前記第２供給部材とは、前記アウター部の樹脂によっても接合さ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。
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。
液体を貯留する液体貯留手段から複数の液体供給路を通じて供給された液体を噴射するノズル開口を有する液体噴射ヘッドであって、複数の前記液体供給路を形成する第１供給部材及び第２供給部材と、前記第１供給部材と前記第２供給部材とに挟持されて少なくとも複数の前記液体供給路に対応する複数のフィルタ本体を具備するフィルタと具備する
液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記フィルタは前記液体供給路間にまたがって前記フィルタ本体を連結する連結部を有し且つ全体にフィルタ微細孔を有し、前記第１供給部材及び前記第２供給部材には、前記連結部に面する領域の少なくとも一部の互いに対応する位置に凹部が設けられており、前記第１供給部材及び前記第２供給部材で前記フィルタが挟持された状態で、これらを金型に載置し、前記連結部に染み込むと共に前記凹部に充填されるように射出成形により溶融樹脂を充填して前記第１供給部材及び前記第２供給部材の当該連結部に対応する領域を一体化する接合樹脂を成形することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
前記第１供給部材及び前記第２供給部材の何れか一方の前記連結部に対向する領域に前記接合樹脂を形成する樹脂の充填孔が設けられており、前記金型に前記連結部を囲むキャビティを設けると共に当該キャビティに連通するゲートを設けたことを特徴とする請求項７に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。