JP5050521B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルプレートに穿設されたノズルから液滴を吐出する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、ノズルと連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板上に設けられた圧電素子の変位によりノズルからインク滴を吐出させ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。

従来から、圧電素子、あるいは発熱素子等の圧力発生手段によって液体に圧力を付与することで、ノズルから液滴を吐出する液体噴射ヘッドが知られており、その代表例としては、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。このようなインクジェット式記録ヘッド（ユニット）としては、例えば、圧力発生室が形成された流路形成基板に、ノズル開口が穿設されたノズルプレート等が接合されてヘッド本体が構成され、これら複数のヘッド本体が固定板（固定部材）に接着固定されると共に、ヘッドケースによって覆われているものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、このようなインクジェット式記録ヘッドが搭載されるインクジェット式記録装置には、インクジェット式記録ヘッドのノズルが開口するノズル面を封止するキャップ部材を有し、このキャップ部材によってインクジェット式記記録ヘッドのノズル面を封止した状態で、例えば、キャップ部材内を吸引してノズルから増粘したインクを強制的に排出させる吸引動作等を実施することでノズルの詰まりを防止しているものがある（例えば、特許文献２）。

特開２００５−０９６４１９号公報 特開２００１−２９３８６０号公報

上述したようにインクジェット式記録ヘッドは、複数のヘッド本体が所定間隔で固定板に固定されて構成されている。すなわち、固定板に固定された各ヘッド本体の間には隙間が存在する。このため、キャップ部材をインクジェット式記録ヘッドのインク吐出面に当接させると、固定板が変形（湾曲）してしまい各ノズルの向きにズレが生じる虞がある。そして、このようにノズルの向きにズレが生じると、インク滴の着弾精度が低下して、印刷品質が低下するという問題がある。

なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、勿論、インク以外を吐出する他の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てなされたものであり、固定部材の変形を防止して液滴の着弾位置精度を長期に亘って良好に維持することができる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は、複数のノズルが穿設されたノズルプレートと、前記ノズルに連通すると共に圧力発生素子によって液滴を吐出するための圧力が付与される圧力発生室が形成された流路形成基板と、該流路形成基板の前記ノズルプレートとは反対面側に設けられて前記圧力発生室に液体を供給するための流路を有するヘッドケースとを有する複数のヘッド本体と、各ヘッド本体の前記ノズルプレート側に接着され複数の前記ヘッド本体が所定間隔で位置決め固定される固定部材とを具備し、前記固定部材に固定された各ヘッド本体の隙間には、これらの隙間に充填されて硬化された所定の接着剤からなる補強部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる本発明では、補強部によって固定部材の剛性が実質的に向上するため、ノズルが開口するノズル面に、例えば、キャップ部材等が当接された場合でも、固定部材の変形が抑えられる。したがって、ノズルの向きにズレが生じることがなく、液滴の着弾位置精度を長期に亘って良好に維持することができる。

ここで、前記ヘッド本体は、前記固定部材に設けられた凹部の底面側に位置決め固定されており、この凹部の側壁と前記ヘッド本体との隙間に接着剤が充填され、前記固定部材の周縁部にも前記補強部が設けられていることが好ましい。これにより、固定部材の剛性をさらに確実に向上させることができる。

前記補強部は、前記固定部材と前記ヘッド本体との接着に用いられる接着剤よりも未硬化状態での粘度が低く且つ硬化状態での硬度が低い接着剤からなることが好ましい。これにより、補強部を良好に形成することができると共に、この補強部を形成する接着剤の硬化収縮によって固定部材が変形してしまうのを防止することができる。

また、前記補強部がそれぞれ異なる接着剤からなる複数層で構成されていてもよく、この場合、各層を構成する接着剤の硬化状態での硬度が前記固定部材側ほど高いことが好ましい。これにより、固定部材の剛性を実質的に向上させて固定部材の変形を防止しつつ、補強部を形成する接着剤の硬化収縮による固定部材の変形もより確実に防止することができる。

さらに、前記補強部は、前記固定部材側に設けられる第１層と該第１層上に設けられ当該第１層を構成する接着剤よりも硬化状態での硬度が高い接着剤からなる第２層とで構成されていてもよく、この場合、前記第１層の厚さが前記第２層の厚さよりも薄いことが好ましい。これにより、キャップ部材等が当接することによる固定板の変形を防止することができ、且つ補強部を形成する接着剤の硬化収縮に伴う固定板の変形も防止することができる。

また、前記補強部は、前記固定部材側に設けられる第１層と該第１層上に設けられ当該第１層を構成する接着剤よりも硬化状態での硬度が高い接着剤からなる第２層とで構成されていてもよく、この場合、前記第１層は前記ヘッドケースに接しない程度の厚さで形成されていることが好ましい。これにより、キャップ部材等が当接することによる固定板の変形を防止することができ、且つ補強部を形成する接着剤の硬化収縮に伴う固定板の変形をより確実に防止することができる。

また、前記ヘッド本体の隙間に設けられる補強部の硬度は、前記固定部材の周縁部に設けられる補強部の硬度よりも低いことが好ましい。これにより、固定部材の剛性を実質的に向上させて固定部材の変形を防止しつつ、補強部を形成する接着剤の硬化収縮による固定部材の変形もより確実に防止することができる。

また、ヘッド本体の隙間に設けられる補強部が、前記固定部材側に設けられる第１層と該第１層上に設けられ当該第１層を構成する接着剤よりも硬化状態での硬度が高い接着剤からなる第２層とで構成されると共に、前記固定部材の周縁部に設けられる補強部が、前記第１層のみで構成されていてもよい。これにより、キャップ部材等が当接することによる固定板の変形をより確実に防止することができ、且つ補強部を形成する接着剤の硬化収縮に伴う固定板の変形も防止することができる。

また、各ヘッド本体の前記ヘッドケース側に、複数の各ヘッド本体が接合されると共に各ヘッド本体に対応する複数の流路が一体的に形成された接合部材をさらに有するようにしてもよく、この場合、前記固定部材の前記凹部は、前記側壁の先端が前記接合部材に達する深さを有することが好ましい。これにより、側壁が接合部材に当接することによって固定部材の変形が規制される。

また、前記固定部材の前記側壁には、前記ヘッド本体の両端側の一部をそれぞれ露出する一対の切り欠き部が各ヘッド本体に対応して設けられていてもよい。これにより、固定部材上に各ヘッド本体を載置した状態で、ヘッド本体の一部が切り欠き部から露出される。したがって、この切り欠き部でヘッド本体を保持して移動させることで固定部材に対する位置を調整することができる。したがって、各ヘッド保体を固定部材に対して高精度に位置決め固定することができる。

また、前記流路形成基板には、前記圧力発生室の外側の領域に逃げ溝が設けられていると共に、当該逃げ溝は、一端が前記流路形成基板の側面に開口する連通部を介して外部と連通されている構成としてもよく、この場合、連通部の開口が、前記補強部を構成する接着剤よりも未硬化状態での粘度が低く且つ硬化状態での硬度が低い接着剤からなる封止材によって封止されていることが好ましい。これにより、封止材によって連通部の開口が良好に封止され、連通部を介して逃げ溝内に接着剤が入り込み、その接着剤が硬化することによる流路形成基板の割れを防止することができる。

また、前記固定部材に固定された各ヘッド本体の前記ノズルが開口するノズル面側を覆って設けられるカバーヘッドをさらに有していてもよく、この場合、前記固定部材が、前記ヘッド本体と前記カバーヘッドとの間に設けられる固定板で構成されていてもよい。これにより、補強部によって固定板の剛性が実質的に向上する。

さらに、本発明は、上記各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。これにより、ヘッドの耐久性及び信頼性を向上した液体噴射装置を実現することができる。

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に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドの組立斜視図であり、図３は、その要部断面図である。

図示のインクジェット式記録ヘッド１（以下、記録ヘッドという）は、接合部材としてのカートリッジケース１００と、インクジェット式記録ヘッド本体２００（以下、記録ヘッド本体という）と、ノズルプレート２０８に接着されて複数の記録ヘッド本体２００が位置決め固定される固定部材としての固定板３００と、カバーヘッド４００とで構成されている。カートリッジケース１００は、例えば、樹脂材料で形成され、インク供給手段（液体供給手段）であるインクカートリッジ（図示なし）がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部１０１を有する。また、カートリッジケース１００の底面側には、一端が各カートリッジ装着部１０１に開口し、他端が記録ヘッド本体２００側に開口する複数のインク連通路１０２が設けられている。さらに、カートリッジ装着部１０１のインク連通路１０２の開口部分には、インクカートリッジに挿入されるインク供給針１０３が固定されている。

カートリッジケース１００の底面には、所定間隔で位置決めされた複数（図示例では４個）の記録ヘッド本体２００が固定されて記録ヘッド１が形成されている。記録ヘッド１の各記録ヘッド本体２００は各色のインクに対応してそれぞれ設けられている。また、各記録ヘッド本体２００は固定板３００に接着固定されることにより互いに位置決めされている。このように位置決めされた状態で各記録ヘッド本体２００はカートリッジケース１００の底面に固定されている。

ここで、記録ヘッド本体２００の構成について説明する。図４は、記録ヘッド本体の分解斜視図であり、図５は、記録ヘッド本体の断面図であり、図６は、記録ヘッド本体の要部断面図である。図４〜図６に示すように、記録ヘッド本体２００を構成する流路形成基板２０１は、例えば、シリコン単結晶基板からなり、その一方面側には予め熱酸化することによって二酸化シリコンからなる弾性膜２０２が形成されている。また、流路形成基板２０１には複数の圧力発生室２０３が、流路形成基板２０１をその他方面側から異方性エッチングすることにより形成されている。例えば、本実施形態に係る流路形成基板２０１には、圧力発生室２０３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２０３の長手方向外側には連通部２０５が形成され、連通部２０５は後述する保護基板に設けられるリザーバ部と連通し、各圧力発生室２０３の共通のインク室となるリザーバ２０４を構成している。また、連通部２０５は、インク供給路２０６を介して各圧力発生室２０３の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。

流路形成基板２０１の開口面側にはノズル２０７が穿設されたノズルプレート２０８が接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。ノズルプレート２０８は、例えば、本実施形態では、ステンレス鋼（ＳＵＳ）によって形成されている。

一方、流路形成基板２０１の表面に形成された弾性膜２０２上には、例えば、白金、イリジウム等の金属材料からなる下電極膜２０９と、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層２１０と、例えば、イリジウム等の金属材料からなる上電極膜２１１とからなる圧電素子２１２が形成されている。

このような圧電素子２１２が形成された流路形成基板２０１上には、圧電素子２１２に対向する領域に圧電素子２１２を保護するための圧電素子保持部２１３を有する保護基板２１４が接合されている。また、この保護基板２１４には、上述したように流路形成基板２０１の連通部２０５と連通されて各圧力発生室２０３の共通のインク室となるリザーバ２０４を構成するリザーバ部２１５が形成されている。

保護基板２１４上には、各圧電素子２１２を駆動するための駆動ＩＣ２１６が実装されている。この駆動ＩＣ２１６の各端子は、図示しないが、ボンディングワイヤ等を介して各圧電素子２１２の個別電極から引き出されたリード電極と接続されている。そして、駆動ＩＣ２１６の各端子には、図１に示すような、フレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）等の外部配線２１７が接続され、この外部配線２１７を介して印刷信号等の各種信号が供給されるようになっている。

保護基板２１４上のリザーバ２０４に対応する領域には、例えば、ステンレス材料（ＳＵＳ）からなるコンプライアンス基板２１８が接合されている。このコンプライアンス基板２１８には、リザーバ２０４に対応する領域に、他の領域よりも厚さが薄い可撓部２１９が設けられており、リザーバ２０４内の圧力変化が、この可撓部２１９が変形することで吸収されるようになっている。また、コンプライアンス基板２１８には、リザーバ２０４に連通するインク導入口２２０が形成されている。

コンプライアンス基板２１８上には、このインク導入口２２０に連通すると共にカートリッジケース１００のインク連通路１０２に連通するインク供給連通路２２１が設けられた、例えば、ステンレス材料（ＳＵＳ）からなるヘッドケース２２２が接合されている。そして、これらインク連通路１０２、インク供給連通路２２１及びインク導入口２２０を介してインクがリザーバ２０４内に供給されるようになっている。またこのヘッドケース２２２には、駆動ＩＣ２１６に対向する領域に、厚さ方向に貫通する駆動ＩＣ保持部２２３が設けられており、図示しないが、この駆動ＩＣ保持部２２３内には各駆動ＩＣ２１６を覆うようにポッティング剤が充填される。

記録ヘッド本体２００は、リザーバ２０４からノズル２０７に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ２１６からの記録信号に従い、圧力発生室２０３に対応するそれぞれの圧電素子２１２に電圧を印加し、弾性膜２０２及び圧電素子２１２をたわみ変形させて各圧力発生室２０３内のインクに圧力を付与することにより、ノズル２０７からインク滴を吐出させる。

そして、このような記録ヘッド本体２００が、複数個、本実施形態では４個、所定間隔で互いに位置決めされた状態で固定板３００に接着固定されている（図６参照）。この固定板３００にはノズル２０７を露出する開口部３０１が、例えば、各記録ヘッド本体２００に対応して設けられている。すなわち、固定板３００の各記録ヘッド本体２００の間に対応する領域には、梁部３０２が設けられて開口部３０１が各記録ヘッド本体２００に対応して形成されている。このような梁部３０２を有する固定板３００に、各記録ヘッド本体２００のノズルプレート２０８側の周縁部が接着剤３５０によって接合されている。なお、固定板３００の梁部３０２は、記録ヘッド本体２００間にインク吐出方向からインクが侵入するのを防止するための役割を果たすと共に、記録ヘッド本体２００のノズルプレート２０８の全周に亘って接着剤３５０を塗布して固定板３００に接着する際の接着領域を確保する機能を有する。

また、固定板３００の周縁部には、記録ヘッド本体２００側に折り曲げられた折り曲げ部３０３が設けられている。すなわち、本実施形態に係る固定板３００は、一方面側が開口する略箱形に形成されており、折り曲げ部３０３を側壁とする凹部３０４を有し（図１参照）、各記録ヘッド本体２００のノズルプレート２０８は、この凹部３０４の底面に接着固定されている。

このような固定板３００に所定間隔で接着された各記録ヘッド本体２００の隙間には、所定の接着剤からなる補強部２３０が設けられている。また、本実施形態では、補強部２３０が固定板３００の周縁部にも連続的に設けられている。具体的には、補強部２３０が、固定板３００の折り曲げ部３０３と各記録ヘッド本体２００との隙間にも連続的に設けられている。すなわち、各記録ヘッド本体２００を固定板３００に位置決めして接着した後、固定板３００の凹部３０４内に所定の接着剤を充填して硬化させることによって補強部２３０が形成されている。

このような補強部２３０を設けることにより、固定板３００の剛性が実質的に向上し、詳しくは後述するが、例えば、吸引動作時等に他の部材が接触することで固定板３００が変形してしまうのを防止することができる。

補強部２３０を形成する接着剤の種類は、特に限定されないが、記録ヘッド本体２００（ノズルプレート２０８）と固定板３００との接着に用いられる接着剤３５０より未硬化状態での粘度が低く、流動性が高く且つ硬化状態での硬度が低いものを用いることが好ましい。例えば、本実施形態では、記録ヘッド本体２００と固定板３００とを接着する接着剤３５０として、エポキシ系のものを用いているに対し、補強部２３０を形成する接着剤としてシリコーン系のもの用いている。

このように、補強部２３０を構成する接着剤として未硬化状態での粘度が比較的低いものを用いることで、各記録ヘッド本体２００の間隔が狭くても、これら記録ヘッド本体２００の隙間に接着剤が確実に流れ込み、補強部２３０を良好に形成することができる。また、補強部２３０を構成する接着剤として硬化状態での硬度が比較的低いものを用いることで、接着剤の硬化収縮に伴う固定板３００の変形を防止することができる。すなわち、硬化状態での硬度が低い接着剤は硬化に伴う収縮が小さいため、このような接着剤によって補強部２３０を形成することで、接着剤の収縮に伴う固定板３００の変形も極めて小さく抑えられる。

なお、固定部材である固定板３００の材料は、特に限定されないが、記録ヘッド本体２００の固定板３００に接合される部分、すなわち、ノズルプレート２０８と同等か若しくはそれよりも低い線膨張率を有する材料を用いることが好ましい。例えば、本実施形態では、固定板３００の材料として、ノズルプレート２０８と同一材料であるステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いている。

また、このように固定板３００に固定された複数の記録ヘッド本体２００の周囲には、図１及び図２に示すように、これら複数の記録ヘッド本体２００をインク等から保護するためのカバーヘッド４００が設けられている。このカバーヘッド４００は、本実施形態では、各記録ヘッド本体２００をそれぞれ露出させる複数の露出開口部４０１を有しているのが、勿論、複数の記録ヘッド本体２００を露出させる１つの露出開口部を有するようにしてもよい。

このカバーヘッド４００は、本実施形態では、記録ヘッド本体２００が固定されたカートリッジケース１００に固定されている。詳しくは、図２及び図３に示すように、カバーヘッド４００は、記録ヘッド本体２００側の端部にフランジ部４０３を有し、このフランジ部４０３には、当該フランジ部４０３を貫通する固定孔４０４が設けられている。一方、カートリッジケース１００の記録ヘッド本体２００側の面には、カバーヘッド４００の固定孔４０４に対応する位置に突起部１０４が設けられている。そして、このカートリッジケース１００の突起部１０４をカバーヘッド４００の固定孔４０４に挿入し、この突起部１０４の先端を加熱してかしめることによって、カバーヘッド４００をカートリッジケース１００に固定している。

そして、このような構成の記録ヘッド１は、インクジェット式記録装置に搭載される。図７は、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に示すように、記録ヘッド本体を有する記録ヘッド１Ａ，１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられてキャリッジ３に搭載される。記録ヘッド１Ａ，１Ｂが搭載されたキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。そして、駆動モータ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が搭載されたキャリッジ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にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。

また、キャリッジ３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５の一方の端部近傍には、記録ヘッド１Ａ，１Ｂのノズルが開口するノズル面を封止するキャップ部材９と、キャップ部材９に接続されてキャップ部材９内を吸引する吸引手段１０とが設けられている。このキャップ部材９は、記録ヘッド１Ａ，１Ｂのノズル面を封止することにより、記録ヘッド１Ａ，１Ｂのノズル２０７近傍のインクの乾燥を防止すると共に、例えば、ノズル２０７からインク滴を吐出させるフラッシング動作、あるいは、所定のタイミングで吸引手段１０によってキャップ部材９の内部を吸引してノズル２０７からインク等を強制的に排出させる吸引動作時等のインク受けとして機能するものである。

このようなキャップ部材９によって記録ヘッド１Ａ，１Ｂのノズル面を封止する際、キャップ部材９が記録ヘッド１（カバーヘッド４００）に当接することによってカバーヘッド４００と共に固定板３００が変形し、各ノズル２０７の向きにズレが生じる虞がある。すなわち、ノズル２０７の向きにズレが生じてインク滴の着弾位置の精度が低下してしまうという問題がある。しかしながら、上述したように、各記録ヘッド本体２００の隙間等に補強部２３０を設けるようにしたので、固定板３００の剛性が実質的に向上し、このような固定板３００の変形が防止される。したがって、インク滴の着弾位置精度を良好に維持することができ、印刷品質を長期に亘って良好に維持することができる。さらに、このような補強部２３０を、各記録ヘッド本体２００と固定板３００とを接着するための接着剤３５０よりも硬化状態での硬度が低い接着剤で形成することで、この補強部２３０を形成する接着剤の硬化収縮による固定板３００の変形も防止することができる。また、このように補強部２３０を設けることにより、各記録ヘッド本体２００と固定板３００との接着力が増加するため、記録ヘッド１の耐久性の向上を図ることもできる。

さらに、補強部２３０により固定板３００の剛性が実質的に高められるため、記録ヘッド本体２００の自重による固定板３００の変形も防止することができる。上述したように本実施形態では、４個の記録ヘッド本体２００が固定板３００に接合されている。この固定板３００の板厚が比較的薄いものであるため、このように複数の記録ヘッド本体２００を固定すると記録ヘッド本体２００の自重によっても変形する虞があるが、補強部２３０が設けられていることで、記録ヘッド本体２００の自重による固定板３００の変形も防止することができる。

また、固定板３００の凹部３０４内に接着剤が充填されて補強部２３０が形成されているため、凹部３０４内にインクが溜まるを防止することができる。すなわち、ノズル２０７から吐出したインク滴のミスト等が凹部３０４内に入り込んで溜まってしまうと、紙等の記録媒体に付着する等の問題が生じる虞があるが、このように凹部３０４内に補強部２３０が形成されていることで、凹部３０４内にインクが溜まることがなく、記録媒体の汚れ等の発生を防止することができる。

（実施形態２）
図８は、実施形態２に係る記録ヘッドの要部を示す断面図である。本実施形態は、補強部の構成を変更した例であり、その他の構成は、実施形態１と同様である。具体的には、実施形態１に係る補強部２３０は、厚さ方向に亘る全ての領域が同一の接着剤によって形成されていたのに対し、本実施形態に係る補強部２３０Ａは、図８に示すように、異なる接着剤からなる第１層２３１と第２層２３２との２つの層で形成されている。このように補強部２３０Ａを第１層２３１と第２層２３２との２層で形成する場合、固定板３００側に設けられる第１層２３１を構成する接着剤は、第２層２３２を構成する接着剤よりも硬化状態での硬度が高いものを用いる。すなわち、補強部２３０Ａを構成する各層を、記録ヘッド１のノズル面側に近い程、硬化状態での硬度が高い接着剤によって形成する。例えば、本実施形態では、第１層２３１をエポキシ系の接着剤で形成し、第２の層２３２をシリコーン系の接着剤を用いている。

このような構成としても、補強部２３０Ａの第１層２３１によって固定板３００の剛性が確実に高められ、上述したようにキャップ部材９によって記録ヘッド１のノズル面を封止する際に固定板３００が変形してしまうのを防止することができる。また、第２層２３２を、硬化状態での硬度が比較的低い接着剤によって形成することで、補強部２３０Ａを形成する接着剤の硬化収縮に伴う固定板の変形も効果的に防止される。

また、補強部２３０Ａを構成する第１層２３１及び第２層２３２の厚さの割合は、特に限定されるものではないが、第１層２３１の厚さが、第２層２３２の厚さよりも薄いことが好ましい。これにより、補強部２３０Ａを形成する接着剤の硬化収縮に伴う固定板３００の変形をより確実に防止することができる。

さらに、第１層２３１の厚さを厚くし過ぎると、上記のような接着剤の硬化収縮に伴う固定板３００の変形が生じる虞がある。このため、第１層２３１の厚さは、キャップ部材９が記録ヘッド１に当接することによる固定板３００の変形を防止可能な程度にできるだけ薄くすることが好ましく、少なくとも第２層２３２の厚さよりも薄くすることが好ましい。特に、第１層２３１は、ヘッドケース２２２に接しない程度の厚さで形成されていることが好ましく、本実施形態においては、ヘッドケース２２２と共に、コンプライアンス基板２１８にも接しない程度の厚さで形成されていることが好ましい。上述したようにヘッドケース２２２及びコンプライアンス基板２１８は、例えば、ステンレス材料で形成され、シリコン基板である流路形成基板２０１等と比較して変形し易い材料（ＳＵＳ）で形成されているため、第１層２３１が接していると接着剤の硬化収縮に伴ってヘッドケース２２２が変形する虞があり、またそれに伴って固定板３００が変形する虞があるからである。

また、本実施形態では、補強部２３０Ａの全てが複数層で構成されている例を説明したが、例えば、図９に示すように、記録ヘッド本体２００の隙間に設けられる補強部２３０Ｂのみを複数層で形成するようにしてもよい。具体的には、記録ヘッド本体２００の隙間に設けられる補強部２３０Ｂを、上述した第１層２３１及び第２層２３２で形成し、固定板３００の周縁部に設けられる補強部２３０Ｃを第１層２３１のみで形成するようにしてもよい。これにより、固定板３００の実質的な剛性がさらに確実に高められる。なお、固定板３００の周縁部では、補強部２３０Ｃを構成する接着剤の硬化収縮の影響が比較的小さいため、補強部２３０Ｃの接着剤として硬化状態での硬度が高い接着剤を用いても、固定板３００は実質的に変形することはない。

また、本実施形態では、補強部２３０Ａ，２３０Ｂを第１層２３１及び第２層２３２の２つの層で構成するようにしたが、勿論、補強部は３つ以上の層で構成されていてもよい。このような場合には、補強部２３０Ａ，２３０Ｂを構成する各層は、固定板３００側ほど硬化状態での硬度が高い接着剤によって形成すればよい。

（実施形態３）
図１０は、実施形態３に係る補強部の形成位置を説明する概略図である。本実施形態は、補強部の構成を変更した例である。本実施形態は、補強部を形成する領域によって、異なる接着剤を用いた例であり、補強部以外の構成は、実施形態１と同様である。

本実施形態に係る補強部２３０Ｄは、図１０に示すように、折り曲げ部３０３と各記録ヘッド本体２００との間、すなわち、固定板３００の周縁部に設けられる第１補強部２３３と、各記録ヘッド本体２００の隙間に設けられる第２補強部２３４とからなる。そして、第１補強部２３３は、第２補強部２３４を形成する接着剤よりも、硬化状態での硬度が高い接着剤で形成されている。例えば、本実施形態では、第１の補強部２３３を、エポキシ系の接着剤で形成し、第２の補強部２３４を、シリコーン系の接着剤で形成した。なお、本実施形態では、第２の補強部２３４が各記録ヘッド本体２００の間のみに設けられて第１の補強部２３３が固定板３００の周縁部に連続的に設けられているが、勿論、図９に示すように、第２の補強部２３４が、固定板３００の端部まで連続的に設けられていてもよい。

このような本実施形態に係る補強部２３０Ｄを設けることによっても、上述したように記録ヘッド１にキャップ部材９が当接する際に生じる固定板３００の変形を防止でき、且つ補強部２３０Ｄとなる接着剤の硬化収縮による固定板３００の変形も防止することができる。すなわち、キャップ部材９が当接する部分である固定板３００の周縁部の剛性は第１補強部２３３によって大幅に向上しているため、記録ヘッド１にキャップ部材９が当接することによる固定板３００の変形を確実に防止することができる。また、各記録ヘッド本体２００の隙間に設けられる第２補強部２３４が、硬化状態での硬度が比較的低い接着剤によって形成されていることで、接着剤の硬化収縮による固定板３００の変形も効果的に防止することができる。

（実施形態４）
図１１は、実施形態４に係る記録ヘッドの要部を示す断面図であり、図１２は、実施形態４に係る固定板の概略斜視図である。本実施形態は、固定板の形状を変更した例であり、その他の構成は、実施形態１と同様である。具体的には、図１１及び図１２に示すように、本実施形態では、固定板３００Ａの折り曲げ部３０３Ａが、カートリッジケース１００に達する高さで形成されている。また、この折り曲げ部３０３Ａには、各記録ヘッド本体２００の長手方向両端部側に対応する部分に、それぞれ切り欠き部３０５が設けられており、この切り欠き部３０５内で記録ヘッド本体２００の表面（端面）が露出されるようになっている。また、このような固定板３００Ａの凹部３０４内にも、実施形態１と同様に接着剤が充填されて補強部２３０が形成されている。

このような本実施形態の構成では、記録ヘッド１のノズル面をキャップ部材９で封止する際、補強部２３０によって固定板３００Ａの変形が抑えられると共に、折り曲げ部３０３Ａがカートリッジケースに当接することで固定板３００Ａの変形が規制される。したがって、固定板３００Ａの変形をより確実に防止することができ、印刷品質を長期に亘って良好に維持することができる。

また、折り曲げ部３０３Ａに切り欠き部３０５が設けられているため、折り曲げ部３０３Ａがカートリッジケース１００に達する高さで形成されていても、各記録ヘッド本体２００を固定板３００Ａに高精度に位置決めして固定することができる。各記録ヘッド本体２００を固定板３００Ａに位置決め固定する際、記録ヘッド本体２００をチャック（治具）によって把持した状態で移動させている。このため、折り曲げ部３０３Ａがカートリッジケース１００に達する高さで形成されていると、折り曲げ部３０３Ａと記録ヘッド本体２００を把持しているチャックとが干渉してしまい、記録ヘッド本体２００を固定板に良好に位置決めして固定することができない虞がある。しかしながら、本実施形態のように、折り曲げ部３０３Ａの各記録ヘッド本体２００が固定される領域、すなわちチャックの移動領域に、それぞれ切り欠き部３０５を設けておくことで、各記録ヘッド本体２００を良好に位置決めして固定板３００Ａに接着固定することができる。

（実施形態５）
図１３は、実施形態５に係る流路形成基板の平面図である。図１３に示すように、本実施形態に係る流路形成基板２０１Ａには、列設された複数の圧力発生室１２の外側の領域に逃げ溝２４０が設けられている。なお、この逃げ溝２４０は、流路形成基板２０１とノズルプレート２０８とを接着剤によって接合する際に、余分な接着剤の逃げとなるものである。またこの逃げ溝２４０には、流路形成基板２０１Ａの側端面に開口する連通孔２４１が連通しており、逃げ溝２４０は、この連通孔２４１を介して外部と連通している。そして、本実施形態では、この連通孔２４１の開口を、補強部２３０を形成する接着剤よりも未硬化状態での粘度が低く且つ硬化状態での硬度が低い接着剤からなる封止材２４２によって封止されているようにした以外は、実施形態１と同様である。

すなわち、本実施形態では、連通孔２４１の開口を封止材２４２によって封止した後、各記録ヘッド本体２００を固定板３００に固定し、固定板３００の凹部３０４内に上述した所定の接着剤を充填することによって補強部２３０を形成している。

このような構成では、補強部２３０を構成する接着剤が連通孔２４１を介して逃げ溝２４０内に入り込み、この接着剤が硬化することで生じる流路形成基板２０１Ａの割れを防止することができる。上述したように補強部２３０は、未硬化状態の粘度が比較的低い接着剤を用いて形成している。このため、連通孔２４１の開口を封止しない状態で補強部２３０を形成すると、補強部２３０となる未硬化の接着剤が連通孔２４１を介して逃げ溝２４０内まで入り込んでしまう。そして、この逃げ溝２４０内に入り込んだ接着剤が硬化すると、その際に接着剤が硬化時に収縮すること等に起因して流路形成基板２０１Ａに割れが生じてしまう虞がある。しかしながら、本実施形態のように、連通孔２４１の開口を上述したように封止材２４２によって封止しておくことで、封止材２４２である接着剤が連通孔２４１内に若干入り込んだとしても、逃げ溝２４０内まで入り込むのを防止することができる。したがって、接着剤の硬化収縮によっても流路形成基板２０１Ａに割れが発生することはない。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、各記録ヘッド本体２００の周囲、すなわち、各記録ヘッド本体２００の隙間及び各記録ヘッド本体２００と折り曲げ部３０３との間に補強部２３０を設けるようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、補強部２３０は、少なくとも各記録ヘッド本体２００の隙間に設けられていればよい。勿論、このような構成としても、記録ヘッド１にキャップ部材９等が当接することに起因する固定板３００の変形を防止することができる。

また、上述した実施形態では、圧力発生室内の液体に圧力を付与する圧力発生素子として、撓み振動型の圧電素子を例示したが、圧力発生素子は、特に限定されず、例えば、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電素子であってもよいし、発熱素子等であってもよい。

なお、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。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの組立斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの要部断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッド本体の分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッド本体の断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの要部断面図である。 実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。 実施形態２に係る記録ヘッドの要部断面図である。 実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す平面図及び断面図である。 実施形態３に係る補強部の形成位置を説明する概略図である 実施形態４に係る記録ヘッドの要部断面図である。 実施形態４に係る固定板の概略斜視図である。 実施形態５に係る流路形成基板の平面図である。

符号の説明

１ 記録ヘッド、 １００ カートリッジケース、 ２００ 記録ヘッド本体、 ２３０ 補強部、 ３００ 固定板、 ３０１ 開口部、 ３０３ 折り曲げ部、 ４００ カバーヘッド

Claims (12)

1. 複数のノズルが穿設されたノズルプレートと、前記ノズルに連通すると共に圧力発生素子によって液滴を吐出するための圧力が付与される圧力発生室が形成された流路形成基板と、該流路形成基板の前記ノズルプレートとは反対面側に設けられて前記圧力発生室に液体を供給するための流路を有するヘッドケースとを有する複数のヘッド本体と、各ヘッド本体の前記ノズルプレート側に接着され複数の前記ヘッド本体が所定間隔で位置決め固定される固定部材とを具備し、
   前記ヘッド本体と前記固定部材との隙間には接着剤が充填され、
   前記固定部材に固定された各ヘッド本体同士の隙間には、それぞれ異なる接着剤からなる複数の接着剤層で構成される補強部が設けられ、
   前記補強部は硬化状態での硬度が前記固定部材側ほど高いことを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記ヘッド本体が、前記固定部材に設けられた凹部の底面側に位置決め固定されており、この凹部の側壁と前記ヘッド本体との隙間に接着剤が充填され、前記固定部材の周縁部にも前記補強部が設けら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。
3. 前記各ヘッド本体同士の隙間に充填された複数の接着剤は、前記固定部材と前記ヘッド本体との隙間に充填される接着剤よりも未硬化状態での粘度が低く且つ硬化状態での硬度が低い接着剤からな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。
4. 前記各ヘッド本体同士の隙間に設けられる補強部は、前記固定部材側に設けられる第１層と該第１層上に設けられる第２層とで構成され、前記第１層の厚さが前記第２層の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１から３に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記各ヘッド本体同士の隙間に設けられる補強部は、前記第１層は前記ヘッドケースに接しない程度の厚さで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記ヘッド本体同士の隙間に設けられる補強部の硬化後の硬度が、前記ヘッド本体と前記固定部材との隙間に充填される接着剤の硬化後の硬度よりも低いことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
7. 前記ヘッド本体同士の隙間に設けられる補強部は、前記固定部材側に設けられる第１層と該第１層上に設けられ当該第１層を構成する接着剤よりも硬化状態での硬度が低い接着剤からなる第２層とで構成されると共に、前記ヘッド本体と前記固定部材との隙間に充填される接着剤が、前記第１層のみで構成されていることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
8. 各ヘッド本体の前記ヘッドケース側には、複数の各ヘッド本体が接合されると共に各ヘッド本体に対応する複数の流路が一体的に形成された接合部材をさらに有し、前記固定部材の前記凹部は、前記側壁の先端が前記接合部材に達する深さを有することを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
9. 前記固定部材の前記側壁には、前記ヘッド本体の両端側の一部をそれぞれ露出する一対の切り欠き部が各ヘッド本体に対応して設けられていることを特徴とする請求項８に記載の液体噴射ヘッド。
10. 前記流路形成基板には、前記圧力発生室の外側の領域に逃げ溝が設けられていると共に、当該逃げ溝は、一端が前記流路形成基板の側面に開口する連通部を介して外部と連通されており、且つこの連通部の開口が、前記補強部を構成する複数の接着剤よりも未硬化状態での粘度が低く且つ硬化状態での硬度が低い接着剤からなる封止材によって封止されていることを特徴とする請求項１から９の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
11. 前記固定部材に固定された各ヘッド本体の前記ノズルが開口するノズル面側を覆って設けられるカバーヘッドをさらに有し、前記固定部材が、前記ヘッド本体と前記カバーヘッドとの間に設けられる固定板であることを特徴とする請求項１から１０の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
12. 請求項１から１１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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