JP5884265B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズル開口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。

液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドは、ノズル開口と連通する圧
力発生室に圧力変化を生じさせてノズル開口からインク滴を吐出する。

ここで、インクジェット式記録ヘッドには、バルブユニット（背圧制御ユニット）が設
けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このような背圧制御ユニットは、カバーの内部に流路部材が保持されたものであり、流
路部材の流路として設けられたチャンバーと、チャンバーと流路との連通状態を開閉する
弁体と、チャンバーを封止する変形可能なフィルム部材と、フィルム部材のチャンバーと
は反対側の空間を保持するフィルム保持部と、を具備する。そして、フィルム保持部を大
気開放することで、チャンバー内の液体の圧力と大気圧との差圧を利用してフィルム部材
を変形させて弁体を可動させるようになっている。

特開２００７−２６０９４８号公報

しかしながら、フィルム保持部を直接大気開放してしまうと、インクに含まれる水分が
フィルム部材を通過して外部に蒸発し、インクの粘度が高くなってしまうという問題があ
る。

また、複数の色毎に設けられたチャンバーに対応して個別に設けられたフィルム保持部
を直上で大気開放してしまうと、１つのチャンバーのフィルム部材から蒸発した水分が他
のフィルム部材から他のチャンバー内に入り込み、水分量（粘度）のばらつきが生じて、
均一なインク吐出特性でインク滴を吐出することができなくなるという問題がある。

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、液体に含まれる水分の蒸発を抑制すると共に、液体の
吐出特性を均一化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の態様は、各チャンバーに相対向して該各チャンバーを封止するフィルム部材の変形を許容する空間である各フィルム保持部は、前記フィルム部材と保護板とで画成されており、前記保護板の前記各フィルム保持部とは反対側の面であって、前記面の延在方向の面上には、前記各フィルム保持部のそれぞれに対応して該各フィルム保持部に通ずる各狭隘路が設けられており、該各狭隘路は、外部連通孔に共通して通じ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、狭隘路及び蛇路を設けることで、フィルム保持部を直接大気開放するのに比べて、大気開放する路を薄く長くすることができ、拡散抵抗を付与して、フィルム部材からの水分蒸発を抑制することができる。これにより、液体の濃度のばらつきを抑制して液体噴射特性を均一化することができる。

ここで、前記狭隘路が、前記フィルム保持部の長手方向の一端部側で連通する第１狭隘路と、該第１狭隘路の前記フィルム保持部と連通する一端部とは反対側の他端部側で連通する第２狭隘路と、を具備し、前記蛇路が前記第２狭隘路の前記第１狭隘路と連通する側とは反対側に設けられていることが好ましい。これによれば、狭隘路を第１狭隘路と第２狭隘路とで構成することで、さらに狭い領域で大気に開放する路の経路を長くすることができ、拡散抵抗を付与して水分の蒸発をさらに抑制することができる。

また、前記狭隘路及び前記蛇路が、前記保護板の一方面に設けられた凹部によって形成されていると共に、前記保護板はカバー内に設けられて、前記狭隘路及び前記蛇路の開口が前記カバーによって封止されていることが好ましい。これによれば、狭く長い路を容易に形成することができる。

また、本発明の好適な実施形態としては、前記背圧制御ユニットは、カバーと、該カバ
ーの内部の保持部に保持された流路部材と、を具備し、前記流路部材が前記チャンバー、
前記フィルム部材及び前記保護板を具備するものが挙げられる。

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、印刷品質を向上した液体噴射装置を実現できる。

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に係る流路部材の分解斜視図である。 本発明の実施形態１に係る背圧制御ユニットの断面図である。 本発明の実施形態１に係る背圧制御ユニットの要部分解斜視図である。 本発明の実施形態１に係るカバー部の平面図及び断面図である。 本発明の実施形態１に係る保護板の要部斜視図である。 本発明の実施形態１に係る保護板の平面図及び要部を拡大した図である。 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。

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、流路部材の分解斜視図であり、図３は、背圧制御ユ
ニットの断面図であり、図４は、背圧制御ユニットの要部の分解斜視図であり、図５は、
カバー部の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図であり、図６は、保護板の要部斜視図であり、
図７は、保護板の平面図及び要部を拡大した図である。

図１に示すように、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１０は、背圧制御ユニット２０と、背圧制御ユニットの底面に設けられ
た回路基板６０と、回路基板６０の背圧制御ユニット２０とは反対側に設けられたヘッド
ケース７０と、ヘッドケース７０に固定された複数のヘッド本体８０と、を具備する。

背圧制御ユニット２０は、外部のインクが貯留されたインクタンクなどの液体貯留手段
からのインクをヘッド本体８０に供給するものである。

ここで、背圧制御ユニット２０について詳細に説明する。背圧制御ユニット２０は、中
空状の箱状部材からなるカバー３０と、カバー３０の内部に設けられた流路部材４０と、
を具備する。

カバー３０は、上下に分割されたベース部３１とカバー部３２とを具備する。ベース部
３１は、カバー部３２側に開口する凹形状を有する第１保持部３１１と、第１保持部３１
１の一端部側に設けられて厚さ方向に貫通する配線挿通孔３１２が設けられた支持部３１
３と、を具備する。

また、ベース部３１の第１保持部３１１の底面には、厚さ方向に貫通してヘッド本体に
インクを供給する複数の供給口３１４が設けられている。本実施形態では、ベース部３１
の底面に７個の供給口３１４を設けた。

カバー部３２は、図１及び図４に示すように、ベース部３１の第１保持部３１１を覆う
大きさを有し、ベース部３１の第１保持部３１１に相対向してベース部３１側に開口する
凹形状を有する第２保持部３２１を有する。

そして、図３に示すように、ベース部３１とカバー部３２とは、第１保持部３１１と第
２保持部３２１とを相対向させて固定されることで、内部に第１保持部３１１と第２保持
部３２１とによって画成された空間である保持部３３を有する。

ここで、ベース部３１には、第１保持部３１１の側面を画成する第１壁部３１５が設け
られている。また、カバー部３２には、第２保持部３２１の側面を画成する第２壁部３２
２が設けられている。そして、これらベース部３１とカバー部３２とは、第１壁部３１５
の先端面と第２壁部３２２の先端面とを互いに第１シール部３４を介して当接させて固定
されている。

このとき、詳しくは後述するが、第１壁部３１５と第２壁部３２２との間には、ゴムや
エラストマー等からなる第１シール部３４が挟持される。もちろん、この第１シール部３
４は熱溶着や接着剤を用いた接着であってもよい。

また、カバー部３２には、第２保持部３２１の底面に連通して厚さ方向に貫通する開口
部３２３が設けられている。開口部３２３は、カバー部３２の外周面に開口すると共に、
第２保持部３２１の底面に設けられて、第２保持部３２１の側面を画成する第２壁部３２
２よりも低く突出した突起部３２４に開口して設けられている。

カバー３０の保持部３３に保持される流路部材４０は、図２及び図３に示すように、本
実施形態では、ベース部３１側に設けられた第１流路部材４１と、第１流路部材４１上に
設けられた第２流路部材４２と、第２流路部材４２上に設けられた圧力室形成部材４３と
、圧力室形成部材４３上に設けられた保護板４４と、が積層されて構成されている。

これら第１流路部材４１、第２流路部材４２、圧力室形成部材４３及び保護板４４のそ
れぞれは、樹脂材料や金属材料等からなる板状部材で形成されている。そして、これらの
第１流路部材４１、第２流路部材４２、圧力室形成部材４３及び保護板４４は、積層され
た状態で、カバー３０の保持部３３内に保持される。

このような流路部材４０を構成する第１流路部材４１、第２流路部材４２及び圧力室形
成部材４３には、外部の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８０
に供給する液体流路５０が設けられている。

具体的には、液体流路５０は、図３に示すように、液体貯留手段に一端側が接続された
チューブ等の管状部材である供給管（図示なし）の他端部が接続される接続口５１を有す
る導入路５２と、導入路５２からのインクが供給されるチャンバー５３と、チャンバー５
３からのインクをヘッド本体８０に供給する供給路５４と、を具備する。

ここで、接続口５１は、第２流路部材４２の上面にカバー部３２の開口部３２３内に開
口して設けられたものである。このような接続口５１は、複数のインクに対応して複数個
設けられている。本実施形態では、接続口５１を７個設けるようにした（図１及び図２参
照）。

このような接続口５１を有する導入路５２は、第２流路部材４２や第１流路部材４１を
貫通する流路や、第２流路部材４２と第１流路部材４１との間の流路や、第１流路部材４
１とベース部３１との間の流路などで構成されている。

ここで、本実施形態の導入路５２は、図３（ａ）に示す第１導入路５５と、図３（ｂ）
に示す第２導入路５６との２つの経路を具備する。

第１導入路５５は、図３（ａ）に示すように、第２流路部材４２と第１流路部材４１と
を厚さ方向に貫通した第１導入流路５５１と、第１流路部材４１の底面に凹部状に形成さ
れて第１導入流路５５１に一端部が連通する第２導入流路５５２と、第２導入流路５５２
の他端部側に連通して第１流路部材４１を貫通して設けられた第３導入流路５５３と、第
１流路部材４１と第２流路部材４２との間に設けられて第３導入流路５５３に連通する第
１フィルター室５５４と、第１フィルター室５５４に連通して第２流路部材４２を貫通し
て設けられた第４導入流路５５５と、を具備する。

第２導入路５６は、図３（ｂ）に示すように、接続口５１に連通して第２流路部材４２
を厚さ方向に貫通した第５導入流路５６１と、第１流路部材４１と第２流路部材４２との
間に設けられた凹形状を有する第６導入流路５６２と、第６導入流路５６２に連通する第
１フィルター室５６３と、第１フィルター室５６３に連通して第２流路部材４２を厚さ方
向に貫通して設けられた第７導入流路５６４と、を具備する。

すなわち、第１導入路５５は、第１流路部材４１とベース部３１との境界を通過してチ
ャンバー５３に達する。これに対して、第２導入路５６は第１流路部材４１とベース部３
１との境界を通過することなく、第１流路部材４１と第２流路部材４２との境界を通過し
て、チャンバー５３に達する。

また、第１導入路５５及び第２導入路５６のそれぞれの途中に設けられた第１フィルタ
ー室５５４、５６３には、インク中に含まれるゴミや気泡等の異物を除去するフィルター
５７が設けられている。

ここで、第１導入路５５の途中の第１フィルター室５５４には、第３導入流路５５３と
第４導入流路５５５とが、第１フィルター室５５４のフィルター５７を挟んだ両側にそれ
ぞれ連通している。これにより、第３導入流路５５３から供給されたインクはフィルター
５７を通過して第４導入流路５５５に供給される。

同様に、第２導入路５６の途中に設けられた第１フィルター室５６３には、第６導入流
路５６２と第７導入流路５６４とがフィルター５７を挟んだ両側にそれぞれ連通している
。これにより、第６導入流路５６２から供給されたインクはフィルター５７を通過して第
７導入流路５６４に供給される。

ちなみに、本実施形態では、図２に示すように、接続口５１を７個設け、この７個の接
続口５１に対応して７個の導入路５２を設けた。そして７個の導入路５２の内、第１導入
路５５を４個設け、第２導入路５６を３個設けるようにした。

このように、第１導入流路５５１〜第４導入流路５５５で構成される第１導入路５５と
、第５導入流路５６１〜第７導入流路５６４で構成される第２導入路５６との２種類の導
入路５２を設けることで、図中下向きにインクが流れる導入路５２から図中上向きにイン
クが流れる導入路５２への接続に使用する第２導入流路５５２と第６導入流路５６２とを
第１流路部材４１とベース部３１との間と、第１流路部材４１と第２流路部材４２との間
との異なる位置に配置することができる。これにより、第２導入流路５５２と第６導入流
路５６２を設ける面積を狭くすることができるため、背圧制御ユニット２０を小型化する
ことができる。なお、これらの各導入路５２は、圧力室形成部材４３に設けられた各チャ
ンバー５３に連通する。

チャンバー５３は、板状部材である圧力室形成部材４３の第２流路部材４２とは反対側
に開口する凹形状を有する。また、チャンバー５３は、長手方向の一端部側の底面で導入
路５２に連通し、他端部側の底面で供給路５４と連通している。

このようなチャンバー５３は、圧力室形成部材４３の開口面に設けられたフィルム部材
４５によって封止されている。ここで、フィルム部材４５は、可撓性を有する薄膜状のフ
ィルムであり、圧力室形成部材４３の表面に熱溶着等によって固定されている。また、フ
ィルム部材４５は、チャンバー５３内にドーム状に撓んだ状態となるように加圧成形され
ている。

さらに、圧力室形成部材４３のチャンバー５３内には、フィルム部材４５側に配置され
た弾性板４６が設けられている。弾性板４６は、一端部側が圧力室形成部材４３の表面側
に固定された状態でチャンバー５３内に突出して設けられており、その先端はチャンバー
５３内で自由端となっている。本実施形態では、図２に示すように、弾性板４６を固定端
側で複数の弾性板４６が共通する共通部４６ａと、チャンバー５３内に突出するスリット
４６ｂによって分割された弾性部４６ｃと、で構成されたいわゆる櫛形状を有するものと
した。

このような弾性板４６は、共通部４６ａがチャンバー５３の開口面側に保持されること
で固定されている。なお、弾性板４６としては、弾性を有し、且つ耐インク性を有する板
状部材であればよく、本実施形態では、ステンレス板を用いた。

供給路５４は、第２流路部材４２を厚さ方向に貫通して設けられた第２フィルター室５
４１と、第２フィルター室５４１に連通して第１流路部材４１を貫通して設けられた第１
供給流路５４２と、第１流路部材４１とベース部３１との間に設けられた第２供給流路５
４３と、を有する。すなわち、チャンバー５３からのインクは、第２フィルター室５４１
と、第１供給流路５４２と、第２供給流路５４３とを介してベース部３１に設けられた供
給口３１４に供給される。

また、第２フィルター室５４１には、上述した第１フィルター室５５４と同様にインク
に含まれるゴミや気泡などの異物を除去するためのフィルター５７が設けられている。す
なわち、チャンバー５３からのインクは、フィルター５７を通過して第１供給流路５４２
と第２供給流路５４３とを介してヘッド本体８０に供給される。

また、保護板４４の圧力室形成部材４３側の面には、各チャンバー５３に相対向してフ
ィルム部材４５の変形を許容する空間である凹形状を有するフィルム保持部５８が設けら
れている。

また、背圧制御ユニット２０には、フィルム保持部５８の雰囲気を大気開放する外部に
連通した大気開放路５９が設けられている。

ここで、大気開放路５９について図２、図４、図６及び図７を参照して詳細に説明する
。

大気開放路５９は、保護板４４のフィルム保持部５８の底面に開口する厚さ方向に貫通した貫通孔５９１と、保護板４４の圧力室形成部材４３とは反対側の面に設けられた第１狭隘路５９２と、保護板４４の第１狭隘路５９２と同じ面に設けられて第１狭隘路５９２と連通する第２狭隘路５９３と、第２狭隘路５９３に連通し、通路が蛇行するように設けられた蛇路５９４と、カバー部３２に設けられた外部連通孔５９５（図３参照）と、を具備する。

図６及び図７に示すように、第１狭隘路５９２は、保護板４４の圧力室形成部材４３とは反対側の面に、各フィルム保持部５８を囲むようにフィルム保持部５８の周囲に亘って設けられた突出した第１凸部５９２ａと、カバー部３２の保護板４４側の面に設けられて第１凸部５９２ａの先端面に亘って略当接するように設けられた第２凸部５９２ｂとの内側に画成されている。そして、フィルム保持部５８と第１狭隘路５９２とは、チャンバー５３の長手方向一端部に設けられた貫通孔５９１によって連通している。

第２狭隘路５９３は、第１狭隘路５９２を画成する第１凸部５９２ａの間に設けられて第１凸部５９２ａの突出量よりも深い深さを有する凹形状を有する。また、第２狭隘路５９３は、長手方向の両端部以外の領域でカバー部３２側の開口が第２凸部５９２ｂによって封止されている。また、第２凸部５９２ｂには、長手方向の貫通孔５９１とは反対側の端部に第１狭隘路５９２の側面に開口する開口部５９２ｃが設けられている。これにより、第１狭隘路５９２は、開口部５９２ｃを介して第１凸部５９２ａの外側と連通している。また、第２凸部５９２ｂは、第２狭隘路５９３の両端部以外の開口を封止している。これにより、第１凸部５９２ａの外側（第１狭隘路５９２の外側）と、第２狭隘路５９３とは長手方向の貫通孔５９１とは反対側で連通している。すなわち、第１狭隘路５９２と第２狭隘路５９３とは、第２凸部５９２ｂに設けられた開口部５９２ｃと、第２凸部５９２ｂによって封止されていない第２狭隘路５９３の長手方向の一端部とを介して貫通孔５９１とは反対側で連通している。

また、第２狭隘路５９３は、長手方向において、開口部５９２ｃとは反対側の端部（貫通孔５９１側の端部）が第２凸部５９２ｂによって封止されていないため、第２狭隘路５９３は、貫通孔５９１側で、第１凸部５９２ａの外側と連通している。

このような第１狭隘路５９２と第２狭隘路５９３とが本実施形態の狭隘路を構成する。

また、保護板４４には、第２凸部５９２ｂの開口部５９２ｃとは反対側に、蛇行した凹形状を有する溝である蛇路５９４が設けられている。具体的には、蛇路５９４は、直線状の溝を複数並設し、１つの溝に対して、一方で隣り合う溝を長手方向の一端部側で連通し、他方で隣り合う溝を長手方向の他端部側で連通することで、複数の溝によって蛇行した蛇路５９４を形成することができる。また、蛇路５９４は、一端部が第２狭隘路５９３に連通し、他端部がカバー部３２に厚さ方向に貫通して設けられた外部連通孔５９５に連通する。すなわち、フィルム部材４５のチャンバー５３とは反対側の空間を画成するフィルム保持部５８は、貫通孔５９１、第１狭隘路５９２、第２狭隘路５９３、蛇路５９４及び外部連通孔５９５からなる大気開放路５９によって外部に連通している。このように、フィルム部材４５のチャンバー５３とは反対側のフィルム保持部５８を大気開放路５９によって大気開放することで、チャンバー５３内部の圧力と大気圧との差圧でフィルム部材４５を変形させることができる。また、大気開放路５９を、貫通孔５９１、第１狭隘路５９２、第２狭隘路５９３、蛇路５９４及び外部連通孔５９５で構成することで、大気開放路５９を薄くて長い経路を形成することができる。特に、１枚の保護板４４の両面にフィルム保持部５８と、第１狭隘路５９２、第２狭隘路５９３及び蛇路５９４を設けることで、他の部材を必要とすることなく、比較的薄い厚さを有する保護板４４に大気開放路５９の主要部分を長く形成することができる。これにより、大気開放路５９に拡散抵抗を付与して、フィルム部材４５からの水分蒸発を抑制することができる。ちなみに、チャンバー５３内に充填されたインクの水分はフィルム部材４５を透過するため、拡散抵抗を付与していない大気開放路を設けると、フィルム部材４５を透過したインクの水分は蒸発し易くなり、インクの粘度が高くなるなどの不具合が生じてしまう。本実施形態では、フィルム保持部５８を大気開放すると共に、フィルム部材４５を透過するインクの水分の蒸発を抑制することができるため、インクの粘度が高くなるなどの不具合が発生するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、各フィルム保持部５８に対応して個別の第１狭隘路５９２を設けるようにしたため、各チャンバー４３の水分が他のチャンバー５３内に入り込むのを抑制することができる。すなわち、第１狭隘路５９２を複数のフィルム保持部５８に共通するように設けると、１つのフィルム部材４５を透過した水分が、共通する第１狭隘路を介して他のフィルム保持部５８を通り、他のチャンバー５３内にフィルム部材４５を透過して侵入する。これにより、複数のチャンバー５３内でインクの水分量にばらつきが生じ、粘度のばらつきにより、吐出特性にばらつきが生じてしまうなどの不具合が発生する。本実施形態では、第１狭隘路５９２が各フィルム保持部５８に対応して独立して設けているため、水分交換が行われずに、粘度のばらつき及び吐出特性のばらつきが発生するのを抑制することができる。

また、カバー部３２には、ゴム、エラストマー等からなる第１シール部３４、第２シー
ル部３５、第３シール部３６が互いに分離した状態で設けられている。

第１シール部３４は、上述したように、カバー部３２の第２壁部３２２の先端面に亘っ
て設けられて、ベース部３１とカバー部３２との外周の継ぎ目を第１シール部３４によっ
て封止して、カバー３０の保持部３３内のインクが外部に流出するのを抑制するためのも
のである。

第２シール部３５は、カバー部３２の蛇路５９４に相対向する位置に設けられたもので
あり、蛇路５９４のカバー部３２側の開口を封止する。なお、第２シール部３５には、大
気開放路５９の外部連通孔５９５に連通する連通孔３５ａが設けられており、第２シール
部３５は、実際には、蛇路５９４の連通孔３５ａ以外の領域を封止する。

第３シール部３６は、上述した開口部３２３が設けられた突起部３２４の保護板４４側
の面に、開口部３２３の周囲に亘って設けられたものである。この第３シール部３６は、
流路部材４０の接続口５１の周囲でカバー部３２との隙間を封止するためのものである。
この第３シール部３６によって、開口部３２３に固定されることで、接続口５１に接続さ
れた供給管の着脱時などに漏れたインクが保持部３３内に流入するのを抑制することがで
きると共に、保持部３３内のインクが接続口５１の周囲のカバー部３２との隙間から漏れ
出るのを抑制することができる。

このような第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６は、カバー部３２
にそれぞれ高さの異なる位置に設けられている。詳しくは、第１シール部３４は、上述の
ようにカバー部３２の第２壁部３２２の先端面に設けられている。また、第２シール部３
５は、カバー部３２の第２保持部３２１の底面（保護板４４に相対向する面）に設けられ
ている。さらに、第３シール部３６は、カバー部３２の第２壁部３２２よりも低く突出し
た突起部３２４の先端面に設けられている。したがって、第１シール部３４、第２シール
部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２の高さが異なる位置に設けられている。こ
こで、カバー部３２の高さとは、ベース部３１とカバー部３２との積層方向での厚さ方向
のことをいう。したがって、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６
は、カバー部３２の積層方向で異なる位置に設けられていることになる。

なお、カバー部３２の第２壁部３２２の高さを、第２シール部３５が設けられたカバー
部３２の底面や、第３シール部３６の設けられた突起部３２４と同じ高さにするのは困難
である。これは、例えば、第２壁部３２２の高さを、第２シール部３５が設けられたカバ
ー部３２の底面と同じ高さにしてしまうと、第２保持部３２１を十分に確保することがで
きないからである。また、保持部３３を確保するために、ベース部３１の第１保持部３１
１を画成する第１壁部３１５を高くしたとしても、ベース部３１の底面（ヘッド本体側）
から挿通したねじ部材（図示なし）をカバー部３２に螺合させる領域が不十分となり、ベ
ース部３１とカバー部３２とを確実に固定することが困難になってしまうからである。ま
た、例えば、第２壁部３２２の高さを、第３シール部３６が設けられた突起部３２４と同
じ高さにしてしまうと、第３シール部３６と第２シール部３５とが近くなり、接続口５１
から漏れでたインクが第３シール部３６及び第２シール部３５を介して外部に漏出し易く
なってしまうという問題がある。また、突起部３２４の高さを第２壁部３２２と同じ高さ
とすると、流路部材４０側で接続口５１の位置を変更しなくてはならず、流路部材４０の
接続口５１を設けるための面積が必要になって大型化してしまうなどの問題がある。

本実施形態では、第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６をカバー部
３２の高さが異なる位置に設けることで、第２保持部３２１を十分に確保した状態で、ベ
ース部３１とカバー部３２とを強固に固定することができると共に、第１シール部３４と
第３シール部３６との距離を離して、保持部３３内のインクが外部に漏出し難くすること
ができる。また、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部
３２の高さが異なる位置に設けることができるため、背圧制御ユニット２０のカバー３０
の境目、接続口５１及び蛇路５９４の位置を異なる高さに設けることができ、設計自由度
が高く小型化が可能となる。

また、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２と
共に２色成形によって一体的に形成されている。本実施形態では、カバー部３２を樹脂材
料を成形することで形成した後、カバー部３２の所定の位置にゴム材料を成形することで
、両者を一体的に形成した。

このように、カバー部３２と、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部
３６とを２色成形によって一体的に形成することで、第１シール部３４、第２シール部３
５及び第３シール部３６の位置決めが不要となり、背圧制御ユニット２０の組み立て作業
を簡略化して、コストを低減することができる。特に本実施形態のように、第１シール部
３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設け
た際に、位置決め作業が不要となって、組み立て作業を簡略化することができると共に、
第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６の位置ずれによるインクの漏
れの発生を抑制することができる。

また、カバー部３２と第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６とを
２色成形によって一体的に形成することで、別体となる板状のシール部材を用いた場合に
比べて、部品点数を低減することができ、製造コスト及び組み立てコストを低減すること
ができる。

また、図３に示すように、導入路５２とチャンバー５３との間には、両者の連通状態を
開閉する弁体１００が設けられている。

具体的には、圧力室形成部材４３の底面には、導入路５２（第４導入流路５５５及び第
７導入流路５６４）内に上下に伸びる円筒状のケース部１０１が形成されている。ケース
部１０１の下面は、第４導入流路５５５及び第７導入流路５６４の底面に当接している。
また、ケース部１０１の内部は、チャンバー５３に連通しており、ケース部１０１の側面
には、ケース部１０１の内外を連通するスリット１０２が設けられている。これにより、
チャンバー５３と導入路５２とは、ケース部１０１の内部を介して連通している。

また、ケース部１０１内には、弁体１００が設けられている。この弁体１００は、ケー
ス部１０１の内部とチャンバー５３とを連通する挿通孔１０３に挿通された円柱状の軸部
１０４と、ケース部１０１内において軸部１０４の下端部に設けられた軸部１０４の外径
よりも大きい外径を有する円盤状の鍔部１０５と、を有する。軸部１０４の下端は鍔部１
０５の上面における中心に連結されていると共に、軸部１０４の上端は弾性板４６の下面
（チャンバー５３側の面）に当接している。

鍔部１０５の外径は、挿通孔１０３の内径よりも大きく、且つケース部１０１の内径よ
りも僅かに小さくなっている。また、鍔部１０５の下面（第２流路部材４２側の面）と第
４導入流路５５５及び第７導入流路５６４の底面との間には付勢部材の一例であるコイル
ばね１０６が介装されている。

このコイルばね１０６は、弁体１００を常に閉弁状態となる方向である上方（フィルム
部材４５側）に向かって付勢するようになっている。そして、この弁体１００の閉弁状態
では、鍔部１０５がケース部１０１内の上壁面に密着して挿通孔１０３が閉鎖された状態
、すなわちケース部１０１内と導入路５２とが連通していない非連通状態になっている。

そして、チャンバー５３内がヘッド本体８０へのインクの供給によって負圧になると、
フィルム保持部５８内部の大気圧との差圧によってフィルム部材４５がチャンバー５３側
（第２流路部材４２側）に撓むように変位する。このフィルム部材４５の変位に伴って、
弾性板４６の弾性部４６ｃが第２流路部材４２側に向かって屈曲するように弾性変形する
。

この弾性板４６の弾性変形により、軸部１０４がコイルばね１０６の付勢力に抗して弁
体１００を第２流路部材４２側に押し下げることで、鍔部１０５が挿通孔１０３の開口す
る壁面から離反し、チャンバー５３と導入路５２とが連通する。

このように、チャンバー５３と導入路５２とが連通すると、導入路５２のインクがチャ
ンバー５３内に流れ込む。そして、チャンバー５３及び供給路５４内にインクが十分に充
填されると、チャンバー５３の負圧が解消されて、弾性板４６が元の状態に戻ると共に、
各コイルばね１０６の付勢力によって各弁体１００がそれぞれ閉弁されることにより各チ
ャンバー５３内は常に一定の圧力に保たれる。

このような背圧制御ユニット２０のベース部３１の底面には、ベース部３１との間で回
路基板６０を保持するヘッドケース７０と、ヘッドケース７０の底面に設けられたヘッド
本体８０と、を具備する。

ヘッドケース７０は、ベース部３１と略同じ面積を有し、ベース部３１の底面に固定さ
れて、ベース部３１との間で回路基板６０を保持する。

回路基板６０は、配線挿通孔３１２に相対向する領域に外部配線が接続されるコネクタ
ーが上向きとなるように配置される。このような回路基板６０は、複数のヘッド本体８０
に共通して接続されるものを用いることができる。

ヘッド本体８０は、特に図示しないがノズル開口が並設された列が２列以上設けられて
おり、各背圧制御ユニット２０から供給された各種インクを各ノズル列から吐出可能に設
けられている。本実施形態では、特に図示していないが、４つのヘッド本体を設け、３つ
のヘッド本体からは２色のインクが吐出されるようにすると共に１つのヘッド本体からは
１色のインクが２列のノズル列から吐出されるようにした。これにより、７色のインクを
吐出可能とした。なお、ヘッド本体８０の数は配置は特にこれに限定されず、例えば、供
給路５４と同等の数のヘッド本体８０を設けるようにしてもよい。

また、ヘッド本体８０内には、特に図示していないが、ノズル開口に連通する圧力発生
室と圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とが設けられている。かかる圧力発
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圧力発生室の容積を変化させて圧力変化を生じさせて、ノズル開口か
らインク滴を吐出させるものや、圧力発生室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開口からインク滴を吐出するものや、振動板と電極との間
に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口からインク滴を
吐出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。

（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１では、第１シール部３４、第２シ
ール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２側に２色成形により一体的に形成するよ
うにしたが、特にこれに限定されず、例えば、第１シール部３４をベース部３１の第１壁
部３１５側等に２色成形で一体的になるように形成してもよい。同様に、第３シール部３
６を、第２流路部材４２の接続口５１の周囲に亘って一体的に形成するようにしてもよい
。

また、これら上述したインクジェット式記録ヘッド１０は、インクジェット式記録装置
に搭載される。図８は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略斜視図である。
図８に示すように、本実施形態のインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記
録ヘッド１０がキャリッジ２に搭載されている。そして、インクジェット式記録ヘッド１
０が搭載されたキャリッジ２は、装置本体７に取り付けられたキャリッジ軸２ａに軸方向
移動自在に設けられている。

また、装置本体７には、インクが貯留されたタンクからなる貯留手段３が設けられてお
り、貯留手段３からのインクは、キャリッジ２に搭載されたインクジェット式記録ヘッド
１０（背圧制御ユニット２０）に供給管４を介して供給される。

そして、駆動モーター８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８ａ
を介してキャリッジ２に伝達されることで、インクジェット式記録ヘッド１０を搭載した
キャリッジ２はキャリッジ軸２ａに沿って移動される。一方、装置本体７にはキャリッジ
軸２ａに沿ってプラテン９が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙さ
れた紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン９に巻き掛けられて搬送されるように
なっている。

このようなインクジェット式記録装置１では、キャリッジ２がキャリッジ軸２ａに沿っ
て移動されると共にインクジェット式記録ヘッド１０のヘッド本体８０によってインクが
吐出されて記録シートＳに印刷される。

また、上述したインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記録ヘッド１０が
キャリッジ２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、インクジェット式記録ヘッド１０が装置本体７に固定されて、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。

なお、上記した例では、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１０
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１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装置（液体噴射装置）、 １０ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ２０ 背圧制御ユニット、 ３０ カバー、 ３１ ベース部、３２ カバー部、 ４０ 流路部材、 ４１ 第１流路部材、 ４２ 第２流路部材、 ４３ 圧力室形成部材、 ４４ 保護板、 ４５ フィルム部材、 ４６ 弾性板、 ５０ 液体流路、 ５１ 接続口、 ５２ 導入路、 ５３ チャンバー、 ５４ 供給路、 ５９ 大気開放路、 ６０ 回路基板、 ７０ ケースヘッド、 ８０ ヘッド本体、 １００ 弁体、 ５９１ 貫通孔、 ５９２ 第１狭隘路、 ５９３ 第２狭隘路、 ５９４ 蛇路

Claims (4)

1. インクをヘッド本体に供給する背圧制御ユニットを備えた液体噴射ヘッドであって、
   前記背圧制御ユニットの前記インクが供給される流路である複数のチャンバーのそれぞれに相対向して該各チャンバーを封止するフィルム部材の変形を許容する空間である各フィルム保持部は、前記フィルム部材と保護板とで画成されており、
   前記保護板の前記各フィルム保持部とは反対側の面であって、前記面の延在方向の面上には、前記各フィルム保持部のそれぞれに対応して前記各フィルム保持部に通ずる各狭隘路が設けられ、
   該各狭隘路は、前記面の延在方向に設けられた蛇路の一端部に共通して通じており、前記蛇路の他端部は外部連通孔と連通していることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記保護板がカバー内に設けられており、前記各狭隘路及び前記蛇路が、前記保護板と前記カバーによって画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。
3. 前記各狭隘路が、前記保護板の厚さ方向に貫通して前記各フィルム保持部と連通する貫通孔を前記各狭隘路の延在方向一端側にそれぞれ有し、かつ前記各狭隘路の外側と連通する開口部を前記各狭隘路の延在方向他端側にそれぞれ有していることを特徴とする請求項１または２の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
4. 請求項１〜３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。

Images