JP6292258B2 - 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、液体噴射ヘッドの製造方法 - Google Patents
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[適用例1]
液体を噴射するノズル開口が設けられたノズルプレートと、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留部の一部を形成する第1のケース部材と、前記液体貯留部の一部を封止する封止膜と、前記封止膜の少なくとも一部を撓み変形させるための空間部を有する第2のケース部材と、を備え、前記ノズル開口から液体が噴射される噴射方向のうち、前記流路形成基板に対する前記ノズルプレート側を一方面側とし、前記流路形成基板に対する前記圧力発生手段側を他方面側とする場合に、前記封止膜は、前記第1のケース部材の前記他方面側で、かつ、前記第2のケース部材の前記一方面側にて、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材に挟持され、前記第2のケース部材および前記封止膜は、前記噴射方向からの平面視において、前記第1のケース部材が形成する内部の空間内に配置されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
[適用例2]
液体を噴射するノズル開口が設けられたノズルプレートと、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留部の一部を形成する第1のケース部材と、前記液体貯留部の一部を封止する封止膜と、前記封止膜の少なくとも一部を撓み変形させるための空間部を有する第2のケース部材と、を備え、前記ノズル開口から液体が噴射される噴射方向のうち、前記流路形成基板に対する前記ノズルプレート側を一方面側とし、前記流路形成基板に対する前記圧力発生手段側を他方面側とする場合に、前記封止膜は、前記第1のケース部材の前記他方面側で、かつ、前記第2のケース部材の前記一方面側にて、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材に挟持され、前記第2のケース部材および前記封止膜は、前記噴射方向からの平面視において、前記第1のケース部材に取り囲まれていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
[適用例3]
前記圧力発生手段は、薄膜型の圧電アクチュエーターである適用例1または適用例2に記載の液体噴射ヘッド。
[適用例4]
前記流路形成基板は、シリコン単結晶基板からなる適用例1ないし適用例3のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。
[適用例5]
適用例1ないし適用例4のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置。
[適用例6]
液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記液体噴射ヘッドは、液体を噴射するノズル開口が設けられたノズルプレートと、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留部の一部を形成する第1のケース部材と、前記液体貯留部の一部を封止する封止膜と、前記封止膜の少なくとも一部を撓み変形させるための空間部を有する第2のケース部材と、を備え、前記ノズル開口から液体が噴射される噴射方向のうち、前記流路形成基板に対する前記ノズルプレート側を一方面側とし、前記流路形成基板に対する前記圧力発生手段側を他方面側とする場合に、前記封止膜は、前記第1のケース部材の前記他方面側で、かつ、前記第2のケース部材の前記一方面側にて、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材に挟持され、前記第2のケース部材および前記封止膜は、前記噴射方向からの平面視において、前記第1のケース部材が形成する内部の空間内に配置されており、前記製造方法は、前記第2のケース部材および前記封止膜を、前記第1のケース部材が前記噴射方向からの平面視において形成する内部の空間に、嵌め込む工程と、前記封止膜を、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材により挟持する工程と、を含む製造方法。
[適用例7]
液体噴射ヘッドの製造方法であって、前記液体噴射ヘッドは、液体を噴射するノズル開口が設けられたノズルプレートと、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留部の一部を形成する第1のケース部材と、前記液体貯留部の一部を封止する封止膜と、前記封止膜の少なくとも一部を撓み変形させるための空間部を有する第2のケース部材と、を備え、前記ノズル開口から液体が噴射される噴射方向のうち、前記流路形成基板に対する前記ノズルプレート側を一方面側とし、前記流路形成基板に対する前記圧力発生手段側を他方面側とする場合に、前記封止膜は、前記第1のケース部材の前記他方面側で、かつ、前記第2のケース部材の前記一方面側にて、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材に挟持され、前記第2のケース部材および前記封止膜は、前記噴射方向からの平面視において、前記第1のケース部材に取り囲まれており、前記製造方法は、前記第2のケース部材および前記封止膜を、前記第1のケース部材により取り囲む工程と、前記封止膜を、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材により挟持する工程と、を含む製造方法。
これらの適用例では、封止膜を第1のケース部材および第2のケース部材にて挟持することで封止膜を固定するので、封止膜と第1ケース部材との間のシール性を良好に確保することができる。また、封止膜および第2のケース部材を第1ケース部材内に積層して組み立てることができるので、位置決めの容易性とも相俟って製造工程も合理化し全体的なコストの低減化を図ることができる。
また、上記課題を解決する本発明の別の態様は、液体を噴射するノズル開口が設けられたノズルプレートと、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、前記ノズルプレートと前記流路形成基板との間に設けられ、前記圧力発生室と前記ノズル開口とを連通させる連通路が設けられた連通板と、前記圧力発生室に対して前記流路形成基板の側端面の側に設けられ、前記圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留部と、前記流路形成基板および前記液体貯留部を内部に配設する第1のケース部材と、を有し、前記第1のケース部材は、前記連通板に固着され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、液体貯留部のノズルプレート側の面を連通板で画成しているので、ノズルプレートを幅狭に形成することができる。この結果、ノズルプレート20の面積を狭くすることができ、ノズルプレート20のコストを低減することができる。特に、ノズルプレートの表面に撥水性を有する撥水膜が設けられている場合には、高価な撥水膜の面積を低減させることができるので、顕著なコスト低減効果が得られる。また、ノズルプレートの材料である比較的高価な金属板やセラミックス板の面積を単純に小さくすることでも、勿論コストの低減に寄与させることができる。
さらに、本態様では、枠体の内周面とアクチュエーターユニットの端面との間に前記液体貯留部が形成されるようにしたので、アクチュエーターユニットの小型化も実現でき、この点からもコストの低減に寄与させることができる。すなわち、シリコンウェハー等の大判の基板に、複数の流路形成基板等を一体的に形成する際に、流路形成基板等が小型化されることで、取り数を増やすことができ、この結果コストの低減を図り得る。
第1及び第2のケース部材をはじめ、各部品を積層して全体を組み立てることができるので、位置決めの容易性とも相俟って製造工程も合理化することが可能になる。
さらに、前記ノズルプレートが、前記連通板よりも小さい面積を有することが望ましい。これによれば、液体貯留部のノズルプレート側の面を連通板で画成しているので、ノズルプレートを幅狭に形成することができる。この結果、ノズルプレート20の面積を狭くすることができ、ノズルプレート20のコストを低減することができる。特に、ノズルプレートの表面に撥水性を有する撥水膜が設けられている場合には、高価な撥水膜の面積を低減させることができるので、顕著なコスト低減効果が得られる。また、ノズルプレートの材料である比較的高価な金属板やセラミックス板の面積を単純に小さくすることでも、勿論コストの低減に寄与させることができる。
かかる態様では、液体の噴射品質を向上した液体噴射装置を実現できる。
図1は本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドの一例を示すインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図、図2はその平面図、図3は図2のA−A線拡大断面図及びそのアクチュエーターユニット部分を抽出して示す拡大断面図である。
以上、本発明の各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、上述した実施形態では、第1のケース部材40は断面形状がL字状になるように枠体40Aと壁面部40Bとが一体となった形状とし、第2のケース部材41は壁面部40Bが形成する内部の空間に嵌め込むようにしたが、これに限るものではない。枠体40Aである第1のケース部材40に第2のケース部材41を単に積層する構造でも基本的には構わない。ただ、上記実施形態の如く形成することにより第2のケース部材41の可撓部となりマニホールド100に臨む封止膜41Bをケース本体41Aと第1のケース部材40の枠体40Aの面との間で挟持することができるのでこの部分のシール性を良好に保持することができる。
Claims (7)
- 液体を噴射するノズル開口が設けられたノズルプレートと、
前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、
前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留部の一部を形成する第1のケース部材と、
前記液体貯留部の一部を封止する封止膜と、
前記封止膜の少なくとも一部を撓み変形させるための空間部を有する第2のケース部材と、
を備え、
前記ノズル開口から液体が噴射される噴射方向のうち、前記流路形成基板に対する前記ノズルプレート側を一方面側とし、前記流路形成基板に対する前記圧力発生手段側を他方面側とする場合に、
前記封止膜は、前記第1のケース部材の前記他方面側で、かつ、前記第2のケース部材の前記一方面側にて、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材に挟持され、
前記第2のケース部材および前記封止膜は、前記噴射方向からの平面視において、前記第1のケース部材が形成する内部の空間内に配置されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 液体を噴射するノズル開口が設けられたノズルプレートと、
前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、
前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留部の一部を形成する第1のケース部材と、
前記液体貯留部の一部を封止する封止膜と、
前記封止膜の少なくとも一部を撓み変形させるための空間部を有する第2のケース部材と、
を備え、
前記ノズル開口から液体が噴射される噴射方向のうち、前記流路形成基板に対する前記ノズルプレート側を一方面側とし、前記流路形成基板に対する前記圧力発生手段側を他方面側とする場合に、
前記封止膜は、前記第1のケース部材の前記他方面側で、かつ、前記第2のケース部材の前記一方面側にて、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材に挟持され、
前記第2のケース部材および前記封止膜は、前記噴射方向からの平面視において、前記第1のケース部材に取り囲まれていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 前記圧力発生手段は、薄膜型の圧電アクチュエーターである請求項1または請求項2に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記流路形成基板は、シリコン単結晶基板からなる請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置。
- 液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記液体噴射ヘッドは、
液体を噴射するノズル開口が設けられたノズルプレートと、
前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、
前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留部の一部を形成する第1のケース部材と、
前記液体貯留部の一部を封止する封止膜と、
前記封止膜の少なくとも一部を撓み変形させるための空間部を有する第2のケース部材と、
を備え、
前記ノズル開口から液体が噴射される噴射方向のうち、前記流路形成基板に対する前記ノズルプレート側を一方面側とし、前記流路形成基板に対する前記圧力発生手段側を他方面側とする場合に、
前記封止膜は、前記第1のケース部材の前記他方面側で、かつ、前記第2のケース部材の前記一方面側にて、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材に挟持され、
前記第2のケース部材および前記封止膜は、前記噴射方向からの平面視において、前記第1のケース部材が形成する内部の空間内に配置されており、
前記製造方法は、
前記第2のケース部材および前記封止膜を、前記第1のケース部材が前記噴射方向からの平面視において形成する内部の空間に、嵌め込む工程と、
前記封止膜を、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材により挟持する工程と、
を含む製造方法。 - 液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記液体噴射ヘッドは、
液体を噴射するノズル開口が設けられたノズルプレートと、
前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、
前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留部の一部を形成する第1のケース部材と、
前記液体貯留部の一部を封止する封止膜と、
前記封止膜の少なくとも一部を撓み変形させるための空間部を有する第2のケース部材と、
を備え、
前記ノズル開口から液体が噴射される噴射方向のうち、前記流路形成基板に対する前記ノズルプレート側を一方面側とし、前記流路形成基板に対する前記圧力発生手段側を他方面側とする場合に、
前記封止膜は、前記第1のケース部材の前記他方面側で、かつ、前記第2のケース部材の前記一方面側にて、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材に挟持され、
前記第2のケース部材および前記封止膜は、前記噴射方向からの平面視において、前記第1のケース部材に取り囲まれており、
前記製造方法は、
前記第2のケース部材および前記封止膜を、前記第1のケース部材により取り囲む工程と、
前記封止膜を、前記第1のケース部材および前記第2のケース部材により挟持する工程と、
を含む製造方法。
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