JP6332506B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

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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。
液滴を噴射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としては、例えば、ノズル開口と、ノズル開口に連通する圧力発生室等の流路と、を具備し、圧力発生手段によって圧力発生室内のインクに圧力変化を生じさせることで、ノズル開口からインク滴を吐出させるものがある。
かかるインクジェット式記録ヘッドでは、可撓性を有するフィルムによって複数の圧力発生室が連通するマニホールドの一部を画成し、フィルムを変形させることによりマニホールド内の液体の圧力変動を吸収する、所謂コンプライアンス部を設けたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−95725号公報
しかしながら、コンプライアンス部となるフィルムを貼り付ける工程などの製造時にフィルムに撓みが生じ、撓んだフィルムがコンプライアンス部との間に空間を画成する他の部材(蓋部材)に結露等で貼り付いてしまい、コンプライアンス部が機能し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装置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、コンプライアンス部の蓋部材への貼り付けを抑制して、コンプライアンス部の貼り付きによる動作不良を低減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適用例は、以下を挙げることができる。
[適用例1]液体を噴射するための複数のノズル開口に連通するマニホールドと、前記マニホールドの圧力変動を吸収するコンプライアンス部と、前記コンプライアンス部に対して前記マニホールドとは反対側に設けられ、前記コンプライアンス部との間に空間を配した状態で前記コンプライアンス部を覆う蓋部材と、を備え、前記コンプライアンス部と前記蓋部材との間の前記空間には、複数の突起部が、前記空間を区画することなく設けられており、前記マニホールドの一部が設けられた部材または複数の前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が設けられた部材に、前記空間を大気開放するための大気開放路が設けられており、複数の前記ノズル開口が並ぶ方向を第1の方向とし、前記コンプライアンス部の面内方向において前記第1の方向と直交する方向を第2の方向とする場合に、複数の前記突起部は、第1の突起部と、前記第1の突起部に対して、前記第1の方向に、前記第2の方向における前記コンプライアンス部の幅以上離れた第2の突起部と、を含むことを特徴とする液体噴射ヘッド。
この適用例によれば、突起部が設けられた空間を大気解放するための大気開放路が、マニホールドの一部が設けられた部材または複数の圧力発生室が設けられた部材に設けられるため、液体が大気解放路へ流入する虞を低減できる。また、第1の突起部および第2の突起部が第2の方向におけるコンプライアンス部の幅以上離れているので、コンプライアンス量を均一化しやすい。
[適用例2]液体を噴射するための複数のノズル開口に連通するマニホールドと、前記マニホールドの圧力変動を吸収するコンプライアンス部と、前記コンプライアンス部に対して前記マニホールドとは反対側に設けられ、前記コンプライアンス部との間に空間を配した状態で前記コンプライアンス部を覆う蓋部材と、を備え、前記コンプライアンス部と前記蓋部材との間の前記空間には、複数の突起部が、前記空間を区画することなく設けられており、前記マニホールドの一部が設けられた部材または複数の前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が設けられた部材に、前記空間を大気開放するための大気開放路が設けられており、複数の前記ノズル開口が並ぶ方向を第1の方向とする場合に、複数の前記突起部は、第1の突起部と、前記第1の突起部に対して、前記第1の方向に、前記第1の方向における前記第1の突起部の幅よりも離れた第2の突起部と、を含むことを特徴とする液体噴射ヘッド。
この適用例によれば、突起部が設けられた空間を大気解放するための大気開放路が、マニホールドの一部が設けられた部材または複数の圧力発生室が設けられた部材に設けられるため、液体が大気解放路へ流入する虞を低減できる。また、第1の突起部および第2の突起部が第1の方向における第1の突起部の幅よりも離れているため、第1の突起部の幅は第1の突起部および第2の突起部の距離よりも狭い。よって、個別のコンプライアンス量が著しく低下するのを抑制することができる。
[適用例3]液体を噴射するための複数のノズル開口に連通するマニホールドと、前記マニホールドの圧力変動を吸収するコンプライアンス部と、前記コンプライアンス部に対して前記マニホールドとは反対側に設けられ、前記コンプライアンス部との間に空間を配した状態で前記コンプライアンス部を覆う蓋部材と、を備え、前記コンプライアンス部と前記蓋部材との間の前記空間には、突起部が、前記空間を区画することなく設けられており、前記マニホールドの一部が設けられた部材または複数の前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が設けられた部材に、前記空間を大気開放するための大気開放路が設けられており、前記マニホールドと前記ノズル開口との間には、個別流路が設けられており、前記突起部は、前記個別流路と前記マニホールドとが連通する領域側とは反対側から、前記個別流路と前記マニホールドとが連通する側に達することなく前記空間内に突出して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
この適用例によれば、突起部が設けられた空間を大気解放するための大気開放路が、マニホールドの一部が設けられた部材または複数の圧力発生室が設けられた部材に設けられるため、液体が大気解放路へ流入する虞を低減できる。また、個別流路とマニホールドとが連通する側に突起部が設けられていないことで、各個別流路に近い領域のコンプライアンス部が機能するため、各個別流路内の圧力変動をコンプライアンス部が吸収することができる。すなわち、コンプライアンス部の個別流路に対応した個別のコンプライアンス量を均一化することができ、液滴の吐出特性を均一化することができる。
[適用例4]液体を噴射するための複数のノズル開口に連通するマニホールドと、前記マニホールドの圧力変動を吸収するコンプライアンス部と、前記コンプライアンス部に対して前記マニホールドとは反対側に設けられ、前記コンプライアンス部との間に空間を配した状態で前記コンプライアンス部を覆う蓋部材と、を備え、前記コンプライアンス部と前記蓋部材との間の前記空間には、突起部が、前記空間を区画することなく設けられており、前記マニホールドの一部が設けられた部材または複数の前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が設けられた部材に、前記空間を大気開放するための大気開放路が設けられており、前記コンプライアンス部の前記マニホールド側とは反対側に固定されて、前記コンプライアンス部となる領域に開口を有する固定板を具備し、前記突起部は、前記固定板に一体的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
この適用例によれば、突起部が設けられた空間を大気解放するための大気開放路が、マニホールドの一部が設けられた部材または複数の圧力発生室が設けられた部材に設けられるため、液体が大気解放路へ流入する虞を低減できる。また、他の部材を追加することなく突起部を設けることができるため、コストを低減することができる。
[適用例5]前記大気開放路は、前記マニホールドの一部が設けられた部材に設けられていることを特徴とする適用例1〜4の何れか1つの例に記載の液体噴射ヘッド。
この適用例によれば、マニホールドの一部が設けられた部材に設けられた大気開放路により、突起部が設けられた空間を大気解放することができる。
[適用例6]前記大気開放路は、前記圧力発生室が設けられた部材に設けられていることを特徴とする適用例1〜4の何れか1つの例に記載の液体噴射ヘッド。
この適用例によれば、圧力発生室が設けられた部材に設けられた大気開放路により、突起部が設けられた空間を大気解放することができる。
[適用例]前記突起部は、複数の前記ノズル開口が並ぶ方向に沿って複数配置されており、複数の前記突起部は、前記コンプライアンス部の面内方向において前記ノズル開口が並ぶ方向と直交する方向における前記コンプライアンス部の幅以上の間隔で設けられていることを特徴とする適用例1〜6の何れか1つの例(ただし、適用例1と適用例1を引用する適用例とを除く)に記載の液体噴射ヘッド。
これによれば、コンプライアンス部の全体のコンプライアンス量(マニホールドの圧力変動を吸収できる能力)が著しく低下するのを抑制することができる。
[適用例8]前記突起部は、複数の前記ノズル開口が並ぶ方向に沿って複数配置されており、複数の前記突起部は、前記ノズル開口が並ぶ方向における前記突起部の幅よりも広い間隔で設けられていることを特徴とする適用例1〜7の何れか1つの例(ただし、適用例2と適用例2を引用する適用例とを除く)に記載の液体噴射ヘッド。
これによれば、複数の突起部が、ノズル開口が並ぶ方向における突起部の幅よりも広い間隔で設けられているため、突起部の幅は複数の突起部の間隔よりも狭い。よって、個別のコンプライアンス量が著しく低下するのを抑制することができる。
[適用例]前記マニホールドと前記ノズル開口との間には、個別流路が設けられており、前記突起部は、前記個別流路と前記マニホールドとが連通する領域側とは反対側から、前記個別流路と前記マニホールドとが連通する側に達することなく前記空間内に突出して設けられていることを特徴とする適用例1〜の何れか1つの例(ただし、適用例3と適用例3を引用する適用例とを除く)に記載の液体噴射ヘッド。
これによれば、個別流路とマニホールドとが連通する側に突起部が設けられていないことで、各個別流路に近い領域のコンプライアンス部が機能するため、各個別流路内の圧力変動をコンプライアンス部が吸収することができる。すなわち、コンプライアンス部の個別流路に対応した個別のコンプライアンス量を均一化することができ、液滴の吐出特性を均一化することができる。
[適用例10]前記突起部は、突起の基端部側が先端部側よりも太いことを特徴とする適用例1〜の何れか1つの例に記載の液体噴射ヘッド。
これによれば、突起部の強度を高くすることができる。
[適用例11]前記コンプライアンス部の前記マニホールド側とは反対側に固定されて、前記コンプライアンス部となる領域に開口を有する固定板を具備し、
前記突起部は、前記固定板に一体的に設けられていることを特徴とする適用例1〜10の何れか1つの例(ただし、適用例4と適用例4を引用する適用例とを除く)に記載の液体噴射ヘッド。
これによれば、他の部材を追加することなく突起部を設けることができるため、コストを低減することができる。
[適用例12]前記突起部は、前記蓋部材に一体的に設けられていることを特徴とする適用例1〜10の何れか1つの例(ただし、適用例4と適用例4を引用する適用例とを除く)に記載の液体噴射ヘッド。
これによれば、他の部材を追加することなく突起部を設けることができるため、コストを低減することができる。
[適用例13]前記蓋部材は、ワイパーブレードにより払拭されることを特徴とする適用例1〜12の何れか1つの例に記載の液体噴射ヘッド。
この適用例によれば、蓋部材に付着した液体等で被記録媒体を汚すのを抑制することができる。
[適用例14]適用例1〜13の何れか1つの例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。
この適用例によれば、コンプライアンス部の蓋部材への貼り付けを抑制して、コンプライアンス部の貼り付きによる動作不良を低減した液体噴射装置を実現できる。
上記課題を解決する本発明の別の態様は、液体を噴射するための複数のノズル開口に連通するマニホールドと、該マニホールドの一部を形成する可撓性を有するフィルムで形成されたコンプライアンス部と、前記コンプライアンス部の前記マニホールドとは反対側に、当該コンプライアンス部との間に空間を配した状態で前記コンプライアンス部を覆う蓋部材と、を具備し、前記コンプライアンス部は、1つの前記マニホールドに対応して1つ設けられており、前記コンプライアンス部と前記蓋部材との間の空間には、前記フィルムが前記蓋部材に貼り付かないように規制する突起部が、当該空間を区画することなく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。
かかる態様では、コンプライアンス部となるフィルムに撓みが生じても、突起部によってコンプライアンス部が蓋部材に貼り付くのを抑制してコンプライアンス部を機能させることができる。
ここで、前記突起部は、前記ノズル開口の並設方向に沿って複数配置されており、複数の前記突起部は、前記フィルム面内方向において前記ノズル開口の並設方向と直交する方向における前記コンプライアンス部の幅以上の間隔で設けられていることが好ましい。これによれば、コンプライアンス部の全体のコンプライアンス量(マニホールドの圧力変動を吸収できる能力)が著しく低下するのを抑制することができる。
また、前記マニホールドと前記ノズル開口との間には、個別流路が設けられており、前記突起部は、前記個別流路と前記マニホールドとが連通する領域側とは反対側から、前記個別流路と前記マニホールドとが連通する側に達することなく前記空間内に突出して設けられていることが好ましい。これによれば、個別流路とマニホールドとが連通する側に突起部が設けられていないことで、各個別流路に近い領域のコンプライアンス部が機能するため、各個別流路内の圧力変動をコンプライアンス部が吸収することができる。すなわち、コンプライアンス部の個別流路に対応した個別のコンプライアンス量を均一化することができ、液滴の吐出特性を均一化することができる。
また、前記突起部は、突起の基端部側が先端部側よりも太いことが好ましい。これによれば、突起部の強度を高くすることができる。
また、前記フィルムの前記マニホールドとは反対側に固定されて、前記コンプライアンス部となる領域に開口を有する固定板を具備し、前記突起部は、前記固定板に一体的に設けられていることが好ましい。これによれば、他の部材を追加することなく突起部を設けることができるため、コストを低減することができる。
また、前記突起部は、前記蓋部材に一体的に設けられていることが好ましい。これによれば、他の部材を追加することなく突起部を設けることができるため、コストを低減することができる。
また、前記マニホールドが複数設けられ、各マニホールドに対応する前記コンプライアンス部と前記蓋部材との間の空間は、それぞれ独立して大気開放されているのが好ましい。これによれば、各コンプライアンス部と蓋部材との間の空間が大気開放されることで、コンプライアンス部が撓み変形することができる。
また、前記マニホールドが複数設けられ、前記マニホールドに対応する前記コンプライアンス部と前記蓋部材との間の空間は、大気開放された第1の空間と、該第1の空間に連通して当該第1の空間を介して大気開放された第2の空間と、を有することが好ましい。これによれば、大気開放路を個別に形成する必要がなく、大気開放路を形成するスペースが不要となって、ヘッドの小型化を図ることができる。
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。
かかる態様では、コンプライアンス部の蓋部材への貼り付けを抑制して、コンプライアンス部の貼り付きによる動作不良を低減した液体噴射装置を実現できる。
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平面図である。 実施形態1に係るコンプライアンス基板の平面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの断面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。 実施形態1に係る記録ヘッドの比較例を示す拡大断面図である。 実施形態2に係るコンプライアンス基板の要部を拡大した平面図である。 実施形態3に係るコンプライアンス基板の要部を拡大した平面図である。 実施形態3に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。 実施形態4に係るコンプライアンス基板の要部を拡大した平面図である。 実施形態4に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。 実施形態5に係るコンプライアンス基板の要部を拡大した平面図である。 実施形態6に係るコンプライアンス基板の要部を拡大した平面図である。 他の実施形態に係る連通板とコンプライアンス基板の平面図である。 他の実施形態に係る連通板とコンプライアンス基板の平面図である。 本発明の一実施形態に係る記録装置の概略図である。
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、インクジェット式記録ヘッドの平面図である。また、図3は、コンプライアンス基板の平面図であり、図4は図2のA−A’線断面図であり、図5は図4の要部を拡大した断面図である。
図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドII(以下、単に記録ヘッドIIとも言う)は、ヘッド本体11、ヘッド本体11の一方面側に固定されたケース部材40、ヘッド本体11の他方面側に固定されたカバーヘッド130等の複数の部材を備える。また、本実施形態のヘッド本体11は、流路形成基板10と、流路形成基板10の一方面側に設けられた連通板15と、連通板15の流路形成基板10とは反対面側に設けられたノズルプレート20と、流路形成基板10の連通板15とは反対側に設けられた保護基板30と、連通板15のノズルプレート20が設けられた面側に設けられたコンプライアンス基板45と、を具備する。
ヘッド本体11を構成する流路形成基板10は、ステンレス鋼やNiなどの金属、ZrO2あるいはAl23を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、MgO、LaAlO3のような酸化物などを用いることができる。本実施形態では、流路形成基板10は、シリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板10には、一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12がインクを吐出する複数のノズル開口21が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室12の並設方向、又は第1の方向Xと称する。また、流路形成基板10には、圧力発生室12が第1の方向Xに並設された列が複数列、本実施形態では、2列設けられている。この圧力発生室12が第1の方向Xに沿って形成された圧力発生室12の列が複数列設された列設方向を、以降、第2の方向Yと称する。
また、流路形成基板10には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部側に、当該圧力発生室12よりも開口面積が狭く、圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
また、流路形成基板10の一方面側には、連通板15と、ノズルプレート20とが順次積層されている。すなわち、流路形成基板10の一方面に設けられた連通板15と、連通板15の流路形成基板10とは反対面側に設けられたノズル開口21を有するノズルプレート20と、を具備する。
連通板15には、圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16が設けられている。連通板15は、流路形成基板10よりも大きな面積を有し、ノズルプレート20は流路形成基板10よりも小さい面積を有する。このように連通板15を設けることによってノズルプレート20のノズル開口21と圧力発生室12とを離せるため、圧力発生室12の中にあるインクは、ノズル開口21付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。また、ノズルプレート20は圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16の開口を覆うだけで良いので、ノズルプレート20の面積を比較的小さくすることができ、また、流路形成基板10の面積を連通板15より小さくできるので、コストの削減を図ることができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート20のノズル開口21が開口されて、インク滴が吐出される面を液体噴射面20aと称する。
また、連通板15には、マニホールド100の一部を構成する第1マニホールド部17と、第2マニホールド部18とが設けられている。
第1マニホールド部17は、連通板15を厚さ方向(連通板15と流路形成基板10との積層方向)に貫通して設けられている。
また、第2マニホールド部18は、連通板15を厚さ方向に貫通することなく、連通板15のノズルプレート20側に開口して設けられている。
さらに、連通板15には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部に連通する供給連通路19が、各圧力発生室12毎に独立して設けられている。この供給連通路19は、第2マニホールド部18と圧力発生室12とを連通する。すなわち、本実施形態では、ノズル開口21と第2マニホールド部18と連通する個別流路として、供給連通路19と、圧力発生室12と、ノズル連通路16と、が設けられている。
このような連通板15としては、ステンレス鋼やニッケル(Ni)などの金属、またはジルコニウム(Zr)などのセラミックス等を用いることができる。なお、連通板15は、流路形成基板10と線膨張係数が同等の材料が好ましい。すなわち、連通板15として流路形成基板10と線膨張係数が大きく異なる材料を用いた場合、加熱や冷却されることで、流路形成基板10と連通板15との線膨張係数の違いにより反りが生じてしまう。本実施形態では、連通板15として流路形成基板10と同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いることで、熱による反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
ノズルプレート20には、各圧力発生室12とノズル連通路16を介して連通するノズル開口21が形成されている。すなわち、ノズル開口21は、同じ種類の液体(インク)を噴射するものが第1の方向Xに並設され、この第1の方向Xに並設されたノズル開口21の列が第2の方向Yに2列形成されている。
このようなノズルプレート20としては、例えば、ステンレス鋼(SUS)等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、又はシリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート20としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート20と連通板15との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
一方、流路形成基板10の連通板15とは反対面側には、振動板50が形成されている。本実施形態では、振動板50として、流路形成基板10側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜51と、弾性膜51上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜52と、を設けるようにした。なお、圧力発生室12等の液体流路は、流路形成基板10を一方面側(ノズルプレート20が接合された面側)から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室12等の液体流路の他方面は、弾性膜51によって画成されている。
また、振動板50の絶縁体膜52上には、第1電極60と、圧電体層70と、第2電極80とが、積層形成されて圧電アクチュエーター300を構成している。ここで、圧電アクチュエーター300は、第1電極60、圧電体層70及び第2電極80を含む部分をいう。一般的には、圧電アクチュエーター300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層70を各圧力発生室12毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層70から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、第1電極60を圧電アクチュエーター300の共通電極とし、第2電極80を圧電アクチュエーター300の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なお、上述した例では、第1電極60が、複数の圧力発生室12に亘って連続して設けられているため、第1電極60が振動板の一部として機能するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、上述の弾性膜51及び絶縁体膜52を設けずに、第1電極60のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター300自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。ただし、流路形成基板10上に直接第1電極60を設ける場合には、第1電極60とインクとが導通しないように第1電極60を絶縁性の保護膜等で保護するのが好ましい。つまり、本実施形態では、基板(流路形成基板10)上に振動板50を介して第1電極60を設けた構成を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、振動板50を設けずに第1電極60を直接基板上に設けるようにしてもよい。すなわち、第1電極60が振動板として作用するようにしてもよい。つまり、基板上とは、基板の直上も、間に他の部材が介在した状態(上方)も含むものである。
さらに、このような圧電アクチュエーター300の個別電極である各第2電極80には、供給連通路19とは反対側の端部近傍から引き出され、振動板50上にまで延設される、例えば、金(Au)等からなるリード電極90が接続されている。
また、流路形成基板10の圧力発生手段である圧電アクチュエーター300側の面には、流路形成基板10と略同じ大きさを有する保護基板30が接合されている。保護基板30は、圧電アクチュエーター300を保護するための空間である保持部31を有する。
また、このような構成のヘッド本体11には、複数の圧力発生室12に連通するマニホールド100をヘッド本体11と共に画成するケース部材40が固定されている。ケース部材40は、平面視において上述した連通板15と略同一形状を有し、保護基板30に接合されると共に、上述した連通板15にも接合されている。具体的には、ケース部材40は、保護基板30側に流路形成基板10及び保護基板30が収容される深さの凹部41を有する。この凹部41は、保護基板30の流路形成基板10に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部41に流路形成基板10等が収容された状態で凹部41のノズルプレート20側の開口面が連通板15によって封止されている。これにより、流路形成基板10の外周部には、ケース部材40とヘッド本体11とによって第3マニホールド部42が画成されている。そして、連通板15に設けられた第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18と、ケース部材40とヘッド本体11とによって画成された第3マニホールド部42と、によって本実施形態のマニホールド100が構成されている。すなわち、マニホールド100は、第1マニホールド部17、第2マニホールド部18及び第3マニホールド部42を具備する。また、本実施形態のマニホールド100は、第2の方向Yにおいて、2列の圧力発生室12の両外側に配置されており、2列の圧力発生室12の両外側に設けられた2つのマニホールド100は、記録ヘッドII内では連通しないようにそれぞれ独立して設けられている。すなわち、本実施形態の圧力発生室12の列(第1の方向Xに並設された列)毎に1つのマニホールド100が連通して設けられている。
また、ケース部材40には、マニホールド100に連通して各マニホールド100にインクを供給するための導入路44が設けられている。また、ケース部材40には、保護基板30の貫通孔32に連通して配線基板121が挿通される接続口43が設けられている。
なお、2つのマニホールド100は、記録ヘッドIIの上流側、すなわち、詳しくは後述するマニホールド100に連通する導入路44に接続される上流流路で連通していてもよい。
このようなケース部材40の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。ちなみに、ケース部材40として、樹脂材料を成形することにより、低コストで量産することができる。
また、図3〜図5に示すように、連通板15の第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18が開口する面には、コンプライアンス基板45が設けられている。このコンプライアンス基板45は、平面視において上述した連通板15と略同じ大きさを有し、ノズルプレート20を露出する第1露出開口部45aが設けられている。そして、このコンプライアンス基板45が第1露出開口部45aによってノズルプレート20を露出した状態で、第1マニホールド部17と第2マニホールド部18の液体噴射面20a側の開口を封止している。
すなわち、コンプライアンス基板45がマニホールド100の一部を画成している。このようなコンプライアンス基板45は、本実施形態では、フィルムに相当する封止膜46と、固定板に相当する固定基板47と、を具備する。封止膜46は、可撓性を有するフィルム状の薄膜(例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、芳香族ポリアミド(アラミド)等により形成された厚さが20μm以下の薄膜)からなり、固定基板47は、ステンレス鋼(SUS)等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板47のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部48となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜46のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部49となっている。本実施形態では、1つのマニホールド100に対応して1つのコンプライアンス部49が設けられている。すなわち、本実施形態では、マニホールド100が2つ設けられているため、ノズルプレート20を挟んで第2の方向Yの両側に2つのコンプライアンス部49が設けられている。
また、ヘッド本体11の液体噴射面20a側には、本実施形態の蓋部材であるカバーヘッド130が設けられている。
カバーヘッド130には、ノズル開口21を露出する第2露出開口部132が設けられている。本実施形態では、第2露出開口部132は、ノズルプレート20を露出する大きさ、つまり、コンプライアンス基板45の第1露出開口部45aと略同じ開口を有する。
また、カバーヘッド130は、本実施形態では、ヘッド本体11の側面(液体噴射面20aとは交差する面)を覆うように、液体噴射面20a側から端部が屈曲して設けられている。
このようなカバーヘッド130は、コンプライアンス基板45の連通板15とは反対面側に接合されており、コンプライアンス部49の流路(マニホールド100)とは反対側の空間を封止する。すなわち、蓋部材であるカバーヘッド130は、コンプライアンス部49との間に空間131を配した状態でコンプライアンス部49を覆うように設けられている。このようにコンプライアンス部49を蓋部材であるカバーヘッド130で覆うことにより、コンプライアンス部49が紙等の被記録媒体が接触しても破壊されるのを抑制することができる。また、コンプライアンス部49にインク(液体)が付着するのを抑制して、カバーヘッド130の表面に付着したインク(液体)を例えばワイパーブレード等で払拭することができ、被記録媒体をカバーヘッド130に付着したインク等で汚すのを抑制することができる。
このようにコンプライアンス部49とカバーヘッド130との間に画成された空間131は、記録ヘッドIIの外部に大気開放されている。本実施形態では、各コンプライアンス部49の第1の方向Xの一方側に、固定基板47を厚さ方向に貫通した貫通孔48aを設け、貫通孔48aを開口部48と連通することで、コンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131を、貫通孔48aを介して外部に大気開放している。なお、コンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131に連通する貫通孔48aは、例えば、記録ヘッドIIの液体噴射面20a側や、側面側、液体噴射面20aとは反対側(ケース部材40側)などで大気開放すればよい。ただし、大気開放した開口からインクが流入し、大気開放路の閉塞やインクがコンプライアンス部49に付着するなどの不具合が生じる虞があることから、貫通孔48aに連通する大気開放路(図示なし)は、液体噴射面20aとは反対面側、すなわち、ケース部材40側で外部に開口して大気開放するのが好ましい。ちなみに、貫通孔48aを大気開放するには、記録ヘッドIIを構成する部材(流路形成基板10や連通板15等)に溝や貫通孔などの大気開放路(図示なし)を設け、この大気開放路を介して外部と連通させればよい。本実施形態では、コンプライアンス部49毎に貫通孔48aを設け、貫通孔48a毎に大気開放路(図示なし)を設けて、コンプライアンス部49毎に独立して大気開放するようにした。もちろん、コンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間の大気開放は、これに限定されず、コンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の2つの空間を連通させて共通する大気開放路を介して大気開放するようにしてもよい。
そして、図3に示すように、コンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間には、コンプライアンス部49の封止膜46がカバーヘッド130に貼り付くのを規制する突起部140が空間131を区画することなく設けられている。
突起部140は、固定基板47に設けられた開口部48の開口縁部から、マニホールド100に相対向する領域まで第2の方向Yに突出して設けられている。本実施形態では、突起部140は、開口部48の第2の方向Yの開口縁部の両側から中央に向かって第2の方向Yに沿って突出して設けられている。また、突起部140は、第1の方向Xに所定の間隔S1で複数設けられている。すなわち、本実施形態の突起部140は、固定基板47の開口部48内に櫛歯状に設けられている。また、開口部48の第2の方向Yの両側から中央部に向かって突出して設けられた突起部140は、先端面同士が相対向して設けられ、第2の方向Yで対向する2つの突起部140は、先端同士が所定の間隔を空けて配置されている。これにより第2の方向Yで相対する2つの突起部140の間には連通口141が画成されており、突起部140によってコンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131は第1の方向Xに区画されずに連通して設けられている。
このように突起部140を設けることで、図6に示すように、コンプライアンス部49の撓みによって、コンプライアンス部49がカバーヘッド130側に移動するのを規制して、コンプライアンス部49のカバーヘッド130への貼り付きを抑制することができる。これに対して、図7に示すように、突起部140を設けない場合には、コンプライアンス部49に撓みがあると、コンプライアンス部49がカバーヘッド130に貼り付いてしまう。なお、コンプライアンス部49のカバーヘッド130への貼り付きは、例えば、結露等によって発生する。
ここで、突起部140が、封止膜46のカバーヘッド130への貼り付きを規制するように設けられているとは、記録ヘッドIIの製造時に生じた封止膜46の撓みによって封止膜46がカバーヘッド130に貼り付かないように封止膜46のカバーヘッド130側への移動を規制することを言う。すなわち、突起部140は、記録ヘッドIIの製造時の封止膜46の撓み量や、封止膜46とカバーヘッド130との間隔(空間131の高さ)などに応じて、コンプライアンス部49の封止膜46がカバーヘッド130に貼り付かないように第2の方向Yの長さ(突出量)や、第1の方向Xの間隔S1が適宜設定されている。例えば、突起部140の長さ(第2の方向Yへの突出量)が短すぎると、突起部140が封止膜46の移動を規制する量が少なくなり、封止膜46のカバーヘッド130への貼り付きが規制することができない。また、突起部140の長さ(第2の方向Yへの突出量)が長すぎると、突起部140がコンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131を完全に区切ってしまい、区切られた空間131の気体の移動(圧力変動)ができなくなることからコンプライアンス部49が機能しなくなってしまう。本実施形態では、第2の方向Yで相対向する2つの突起部140の間に連通口141を設けることで、コンプライアンス部49を完全に区切ることなく、コンプライアンス部49(封止膜46)がカバーヘッド130に貼り付くのを抑制することができる。
また、第1の方向Xで互いに隣り合う突起部140の間隔S1は、コンプライアンス部49の第2の方向Yの幅W1以上となるように設けるのが好ましい。なお、コンプライアンス部49の第2の方向Yの幅W1とは、突起部140が設けられていない領域での第2の方向Yの幅のことである。つまり、(突起部140の間隔S1)≧(コンプライアンス部49の第2の方向Yの幅W1)の関係を満たすのが好ましい。ちなみに、突起部140の第1の方向Xの間隔S1が、コンプライアンス部49の第2の方向Yの幅W1よりも狭いと、突起部140がコンプライアンス部49の全体のコンプライアンス量(マニホールド100内の圧力変動を吸収する量)を低下させてしまい、マニホールド100内の圧力変動を吸収しきれずにインク吐出特性に悪影響を与えてしまうからである。
また、突起部140自体の第1の方向Xの幅W2が大きいと、突起部140を第2の方向Yに投影した際に、突起部140に重なる圧力発生室12に対応するコンプライアンス部49のコンプライアンス量(個別のコンプライアンス量と言う)が低下してしまう。ちなみに、各圧力発生室12内の圧力変動は、コンプライアンス部49に圧力発生室12を第2の方向Yに投影した部分が変形して吸収するため、この部分に突起部140が存在すると、圧力発生室12の個別のコンプライアンス量が低下してしまう。つまり、突起部140と第2の方向Yで重なる圧力発生室12の圧力変動は、突起部140の第1の方向Xの両側のコンプライアンス部49が吸収する。したがって、突起部140の第1の方向Xの幅W2が大きいと、突起部140に第2の方向Yで重なる圧力発生室12の個別のコンプライアンス量が著しく低下し、圧力変動を吸収できなくなって、複数のノズル開口21から吐出されるインク滴の吐出特性を均一化することができずに吐出特性にばらつきが生じてしまう。このため、突起部140の第1の方向Xの幅W2は、コンプライアンス部49のカバーヘッド130側への移動(変形)を規制できる程度の強度となる大きさで、個別のコンプライアンス量が著しく低下しないようにできるだけ小さく形成するのが好適である。
また、本実施形態の突起部140は、第2の方向Yで相対して配置されている。すなわち、第2の方向Yで互いに隣り合う突起部140は、第2の方向Yに射影した際に互いに重なる位置に配置されている。したがって、突起部140の第2の方向Yの長さ(突出量)は、連通口141の幅W3(第2の方向Y)の大きさを規定する。ここで、連通口141の幅W3は、第2の方向Yにおいて2つの突起部140の両側の空間の気体が抵抗なく通過できる程度であればよい。すなわち、連通口141が設けられておらず、2つの突起部140が第2の方向Yで連続して設けられていると、第2の方向Yで連続する突起部が空間を第2の方向Yに完全に区画してしまい、区画された空間の気体が大気開放されずにコンプライアンス部49が機能しなくなってしまう。つまり、突起部が空間を区画するとは、区画した2つの空間を気体が往来できなくなるようにすることを言う。本実施形態では、連通口141を設けることで、突起部140が空間を完全に区画することなく、コンプライアンス部49が機能しなくなるのを抑制することができる。ちなみに、コンプライアンス部49が完全に機能するようにするには、連通口141の幅W3を気体の抵抗とならない大きさで設けるのが好ましい。すなわち、連通口141の幅W3が小さく、通過する気体に抵抗が生じると、コンプライアンス部49が撓み難くなり、マニホールド100の圧力変動を吸収できなくなってしまうからである。
このように、コンプライアンス部49の個別のコンプライアンス量は、コンプライアンス部49の全体のコンプライアンス量が高くても、部分的に著しく低下してしまうものであり、突起部140の幅(第1の方向X)や長さ(第2の方向Y)は、個別のコンプライアンス量に特に影響を与え、突起部140の数や隣り合う突起部140の幅は、全体のコンプライアンス量に特に影響を与えるものである。したがって、個別の突起部140の幅W2や長さ、突起部140の数や間隔S1は、個別のコンプライアンス量及び全体のコンプライアンス量を考慮して適宜設定すればよい。
このような構成のインクジェット式記録ヘッドIIでは、インクを噴射する際に、インクカートリッジ2から導入路44を介してインクを取り込み、マニホールド100からノズル開口21に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路120からの信号に従い、圧力発生室12に対応する各圧電アクチュエーター300に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター300と共に振動板50をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室12内の圧力が高まり所定のノズル開口21からインク滴が噴射される。
このとき、マニホールド100内へのインクの供給や圧力発生室12内の圧力変動などによってマニホールド100内に圧力変動が生じるが、この圧力変動はコンプライアンス部49が撓み変形することによって吸収される。
そして、本実施形態では、コンプライアンス部49とカバーヘッド130との空間131に突出した突起部140を設けることで、コンプライアンス部49の撓み変形によるコンプライアンス量(圧力変動の吸収量)を著しく低下させることなく、コンプライアンス部49がカバーヘッド130に貼り付くのを規制することができる。このため、コンプライアンス部49がカバーヘッド130に貼り付くのを抑制して、マニホールド100内の圧力変動が吸収されずにインク吐出特性に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。
(実施形態2)
図8は、本発明の実施形態2に係るコンプライアンス基板を示す平面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図示するように、本実施形態のコンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131には、コンプライアンス部49がカバーヘッド130に貼り付くのを規制する突起部140Aが設けられている。
本実施形態の突起部140Aは、固定基板47に設けられた開口部48の開口縁部から、マニホールド100に相対向する領域まで第2の方向Yに突出して設けられている。本実施形態では、突起部140Aは、開口部48の第2の方向Yの開口縁部の両側から中央に向かって第2の方向Yに沿って突出して設けられている。また、突起部140Aは、第1の方向Xに所定の間隔S1で複数設けられている。すなわち、本実施形態の突起部140は、固定基板47の開口部48内に櫛歯状に設けられている。また、開口部48の第2の方向Yの両側から中央部に向かって突出して設けられた突起部140Aは、先端面同士が相対向しないようにずれた位置となるように配置され、2つの突起部140Aは、先端同士が所定の間隔を空けて配置されている。これにより第2の方向Yに並んだ2つの突起部140Aの間には連通口141が画成されており、突起部140Aによってコンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131は第2の方向Yに区画されずに連通して設けられている。
すなわち、本実施形態では、第2の方向Yに並んだ2つの突起部140Aを第1の方向Xにずらすことにより、2つの突起部140Aの先端同士の間の連通口141が開口する幅W4を、先端面同士を相対向させた場合の幅W3よりも広くすることができる。つまり、第2の方向Yの長さが同じ突起部140Aであっても、2つの突起部140Aを第2の方向Yに投影した際に重ならない位置に配置することで、その間の間隔、すなわち連通口141の幅W4を容易に大きくすることができる。したがって、突起部140Aの長さ(第2の方向Y)を小さくして、コンプライアンス部49のカバーヘッド130側への移動を規制する量が低減することなく、連通口141の幅W4を確保することができる。
(実施形態3)
図9は、本発明の実施形態3のコンプライアンス基板の平面図であり、図10は、本発明の実施形態3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要部を拡大した断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図示するように、本実施形態のコンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131には、コンプライアンス部49がカバーヘッド130に貼り付くのを規制する突起部140Bが設けられている。
本実施形態の突起部140Bは、固定基板47に設けられた開口部48の開口縁部から、マニホールド100に相対向する領域まで第2の方向Yに突出して設けられている。本実施形態では、突起部140は、開口部48の第2の方向Yの開口縁部の片側から中央に向かって第2の方向Yに沿って突出して設けられている。本実施形態では、突起部140Bは、マニホールド100と圧力発生室12とを連通する供給連通路19とは反対側の開口縁部から供給連通路19側に向かって突出して設けられている。すなわち、突起部140Bの先端と開口縁部との間には連通口141が画成されるが、この連通口141が供給連通路19側となるように配置されている。
このような構成とすることにより、圧力発生室12の圧力変化によってマニホールド100のコンプライアンス部49が変形して圧力変動を吸収する際に、突起部140Bがコンプライアンス部49の個別のコンプライアンス量を低減するのを抑制することができる。
すなわち、上述のように各圧力発生室12内の圧力変動は、コンプライアンス部49に圧力発生室12を第2の方向Yに投影した部分が変形して吸収するため、この部分に突起部が存在すると、圧力発生室12の個別のコンプライアンス量が低下してしまう。しかしながら、本実施形態では、圧力発生室12に連通する供給連通路19の最も近い部分に突起部140Bを設けないようにしたため、圧力発生室12の圧力変動は、突起部140Bと開口縁部との間のコンプライアンス部49が変形することで吸収することができる。したがって、突起部140Bを供給連通路19とは反対側に設けることで、各圧力発生室12に対応する個別のコンプライアンス量を均一化して、インク滴の吐出特性を均一化することができる。また、突起部140Bの幅W1(図3参照)を広くすることもできる。
なお、このような突起部140Bは、第1の方向Xに所定の間隔S1で複数設けられている。
(実施形態4)
図11は、本発明の実施形態4に係るコンプライアンス基板の平面図であり、図12は、本発明の実施形態4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要部を拡大した断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図示するように、本実施形態のコンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131には、コンプライアンス部49がカバーヘッド130に貼り付くのを規制する突起部140Cが設けられている。
本実施形態の突起部140Cは、第2の方向Yにおいて固定基板47に設けられた開口部48の開口縁部から開口縁部に至るまで連続して設けられている。また、突起部140Cは、封止膜46側にカバーヘッド130に達しない高さで設けられている。これにより、突起部140Cとカバーヘッド130との間に連通口141が画成されている。また、突起部140Cは、第1の方向Xに所定の間隔S1で複数設けられている。
このような突起部140Cを設けたとしても、突起部140Cによってコンプライアンス部49がカバーヘッド130に貼り付くのを抑制することができると共に、突起部140Cによって空間131が完全に区画されるのを抑制して連通口141を介して連通することができ、コンプライアンス部49の機能が損なわれるのを抑制することができる。
(実施形態5)
図13は、本発明の実施形態5に係るコンプライアンス基板の平面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
上述した実施形態1〜3では、突起部140、140A、140B、140Cは、第2の方向Yに同じ幅で突出して設けられているが、本実施形態の突起部140Dは、図13に示すように、基端部側から第2の方向Yに突出した先端部側に向かって第1の方向Xの幅が徐々に小さくなるように形成されている。なお、本実施形態では、突起部140Dは、その側面(第1の方向Xの両側の面)が平坦な傾斜面となるように設けられているが、特にこれに限定されず、側面が曲面状(凸曲面、凹曲面の両方を含む)であってもよい。
また、突起部140Dは、上述した実施形態2と同様に、開口部48の開口縁部において第2の方向Yの両側から、第2の方向Yに投影した際に重ならない位置となるように設けられている。さらに、突起部140Dは、第1の方向Xに間隔S1で複数並設されている。
このような突起部140Dを設けることで、コンプライアンス部49のカバーヘッド130への貼り付きを規制することができる。また、突起部140Dは、先端に向かって幅が徐々に小さくなっているため、個別のコンプライアンス量が低減するのを抑制することができる。したがって、インク吐出特性を均一化することができる。また、突起部140Dは、第1の方向Xの幅が先端部側から基端部側に向かって徐々に大きくなっているため、言い換えると、突起の基端部側が先端部側よりも徐々に太くなっているため、突起部140Dの強度を高くすることができる。なお、幅の増え方はこれに限られず、例えば段階的に増えてもよい。
(実施形態6)
図14は、本発明の実施形態6に係るコンプライアンス基板の平面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図14に示すように、本実施形態のコンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131には、コンプライアンス部49がカバーヘッド130に貼り付くのを規制する突起部140Eが設けられている。
突起部140Eは、島状に形成され、開口部48の開口縁部と不連続となるように設けられている。これにより、突起部140Eの第2の方向Yの両側には連通口141がそれぞれ設けられている。
このような構成の突起部140Eを設けることで、コンプライアンス部49のカバーヘッド130への貼り付きを規制することができる。また、突起部140Eは、上述した実施形態3と同様に、供給連通路19側に連通口141を有するため、個別のコンプライアンス量が低減するのを抑制することができる。したがって、インク吐出特性を均一化することができる。
(他の実施形態)
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的な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1〜6では、2つのマニホールド100を設け、各マニホールド100毎にコンプライアンス部49を設けた構造を例示したが、特にこれに限定されるものではない。ここで、マニホールドの他の例を図15及び図16に示す。なお、図15及び図16は、マニホールド及びコンプライアンス部の変形例を示す連通板の平面図及びコンプライアンス基板の平面図である。
図15(a)に示すように、マニホールド100が第1の方向Xに3個並設された列が、第2の方向Yに2列設けられている。すなわち、マニホールド100が合計6個設けられている。ちなみに、マニホールド100が第1の方向Xに分割されていると、各マニホールド100には、異なる種類のインク(液体)を供給することができる。したがって、例えば、第1の方向Xに並設された3つのマニホールド100に連通するノズル開口21からは異なるインクを吐出させることができる。
また、図15(b)に示すように、各マニホールド100に対応してコンプライアンス部49が設けられている。すなわち、図15に示す例では、6個のマニホールド100に対して6個のコンプライアンス部49が設けられている。
また、第1の方向Xの一端部のコンプライアンス部49には、貫通孔48aが設けられている。また、第1の方向Xで互いに隣り合うコンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131は、大気開放用連通路48bを介して連通されている。大気開放用連通路48bは、各コンプライアンス部49に対応する空間131同士で気体の流路抵抗が大きくならない開口面積で形成されている。この大気開放用連通路48bによって、第1の方向Xで並設された3つのマニホールド100とカバーヘッド130との間の空間131は連通し、1つの貫通孔48aを介して大気開放される。なお、本実施形態において、突起部140自体の第1の方向の幅W2は、大気開放用連通路48bの第1の方向Xの長さよりも短い。また、本実施形態では、1つの貫通孔48aに連通する空間131を第1の空間と称し、第1の空間に大気開放用連通路48bを介して連通する空間131を第2の空間と称する。すなわち、図15に示す例では、1つの第1の空間に対して2つの第2の空間が設けられていることになる。
このように、大気開放した大気開放路(貫通孔48a以外図示なし)に連通する1つの第1の空間と、第1の空間に連通する2つの第2の空間とを設けることで、各空間毎に大気開放路を設ける場合に比べて、大気開放路を設けるスペースが不要となってヘッドを小型化することができる。また、突起部140自体の第1の方向Xの幅W2は、大気開放用連通路48bの第1の方向Xの長さよりも短いので、そうでない場合と比較して、突起部140が個別のコンプライアンス量を低下させるのを抑制することができると共に、第1の方向Xに並設されたマニホールド100間において連通板15及びコンプライアンス基板45の接着面積を確保できるので接着性を向上させることができる。
また、図16(a)に示すように、マニホールド100が第1の方向Xに2個並設された列が、第2の方向Yに2列設けられている。すなわち、マニホールド100が合計4個設けられている。
また、図16(b)に示すように、各マニホールド100に対応してコンプライアンス部49が設けられている。すなわち、図16に示す例では、4個のマニホールド100に対して4個のコンプライアンス部49が設けられている。
そして、これらコンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131は、連通することなく区分けされて設けられている。
また、固定基板47の第1の方向Xに並設されたコンプライアンス部49(開口部48)の両側には、貫通孔48aが設けられている。そして、各コンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の空間131は、それぞれ貫通孔48aを介して大気開放されている。すなわち、図16に示す例では、コンプライアンス部49とカバーヘッド130との間の各空間131は、連通することなく各々大気開放されている。なお、突起部140自体の第1の方向Xの幅W2は、本実施形態において、第1の方向Xに並設されたコンプライアンス部49の間隔よりも短い。これにより、突起部140が個別のコンプライアンス量を低下させるのを抑制することができると共に、第1の方向Xに並設されたマニホールド100間において連通板15及びコンプライアンス基板45の接着面積を確保できるので接着性を向上させることができる。
このように図15及び図16に示す構成であっても、上述した実施形態1〜6と同様に突起部140〜140Eを設けることで、コンプライアンス部49がカバーヘッド130に貼り付くのを抑制することができる。
また、上述した各実施形態では、コンプライアンス基板45(固定基板47)に突起部140〜140Eを設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、蓋部材であるカバーヘッド130側に突起部140〜140Eを設けるようにしてもよい。もちろん、コンプライアンス基板45及びカバーヘッド130(蓋部材)以外の部材によって突起部140〜140Eを設けるようにしてもよいことは言うまでもない。
さらに、上述した各実施形態では、コンプライアンス基板45をノズルプレート20が設けられた面側に設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、コンプライアンス基板45がケース部材40側や液体噴射面20aと交差する側面等に設けられていてもよい。すなわち、蓋部材とは、コンプライアンス基板45のコンプライアンス部49との間に空間131を画成するものであればよいため、上述したカバーヘッド130に限定されるものではなく、その他の部材であってもよい。
また、上述した各実施形態では、圧力発生室12に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター300を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、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アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、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液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液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。
また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッドIIは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備するインクジェット式記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図17は、その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17に示すインクジェット式記録装置Iにおいて、複数のインクジェット式記録ヘッドIIを有するインクジェット式記録ヘッドユニット1(以下、ヘッドユニット1とも言う)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、このヘッドユニット1を搭載したキャリッジ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。この記録ヘッドユニット1は、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
そして、駆動モーター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、ヘッドユニット1を搭載したキャリッジ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8に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
なお、上述したインクジェット式記録装置Iでは、インクジェット式記録ヘッドII(ヘッドユニット1)がキャリッジ3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IIが固定されて、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。
また、上述した例では、インクジェット式記録装置Iは、液体貯留手段であるインクカートリッジ2がキャリッジ3に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体4に固定して、貯留手段とインクジェット式記録ヘッドIIとをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。また、液体貯留手段がインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。
さらに、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り、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インクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、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にも適用することができる。
I インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、 II インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、 1 インクジェット式記録ヘッドユニット(液体噴射ヘッドユニット)、 10 流路形成基板、 11 ヘッド本体、 15 連通板、 20 ノズルプレート、 20a 液体噴射面、 21 ノズル開口、 30 保護基板、 40 ケース部材、 45 コンプライアンス基板、 46 封止膜(フィルム)、 47 固定基板(固定板)、 50 振動板、 60 第1電極、 70 圧電体層、 80 第2電極、 100 マニホールド、 120 駆動回路、 130 カバーヘッド(蓋部材)、 140、140A、140B、140C、140D、140E 突起部、 141 連通口

Claims (14)

  1. 液体を噴射するための複数のノズル開口に連通するマニホールドと、
    前記マニホールドの圧力変動を吸収するコンプライアンス部と、
    前記コンプライアンス部に対して前記マニホールドとは反対側に設けられ、前記コンプライアンス部との間に空間を配した状態で前記コンプライアンス部を覆う蓋部材と、を備え、
    前記コンプライアンス部と前記蓋部材との間の前記空間には、複数の突起部が、前記空間を区画することなく設けられており、
    前記マニホールドの一部が設けられた部材または複数の前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が設けられた部材に、前記空間を大気開放するための大気開放路が設けられており、
    複数の前記ノズル開口が並ぶ方向を第1の方向とし、前記コンプライアンス部の面内方向において前記第1の方向と直交する方向を第2の方向とする場合に、複数の前記突起部は、
    第1の突起部と、
    前記第1の突起部に対して、前記第1の方向に、前記第2の方向における前記コンプライアンス部の幅以上離れた第2の突起部と、
    を含むことを特徴とする液体噴射ヘッド。
  2. 液体を噴射するための複数のノズル開口に連通するマニホールドと、
    前記マニホールドの圧力変動を吸収するコンプライアンス部と、
    前記コンプライアンス部に対して前記マニホールドとは反対側に設けられ、前記コンプライアンス部との間に空間を配した状態で前記コンプライアンス部を覆う蓋部材と、を備え、
    前記コンプライアンス部と前記蓋部材との間の前記空間には、複数の突起部が、前記空間を区画することなく設けられており、
    前記マニホールドの一部が設けられた部材または複数の前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が設けられた部材に、前記空間を大気開放するための大気開放路が設けられており、
    複数の前記ノズル開口が並ぶ方向を第1の方向とする場合に、複数の前記突起部は、
    第1の突起部と、
    前記第1の突起部に対して、前記第1の方向に、前記第1の方向における前記第1の突起部の幅よりも離れた第2の突起部と、
    を含むことを特徴とする液体噴射ヘッド。
  3. 液体を噴射するための複数のノズル開口に連通するマニホールドと、
    前記マニホールドの圧力変動を吸収するコンプライアンス部と、
    前記コンプライアンス部に対して前記マニホールドとは反対側に設けられ、前記コンプライアンス部との間に空間を配した状態で前記コンプライアンス部を覆う蓋部材と、を備え、
    前記コンプライアンス部と前記蓋部材との間の前記空間には、突起部が、前記空間を区画することなく設けられており、
    前記マニホールドの一部が設けられた部材または複数の前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が設けられた部材に、前記空間を大気開放するための大気開放路が設けられており、
    前記マニホールドと前記ノズル開口との間には、個別流路が設けられており、
    前記突起部は、前記個別流路と前記マニホールドとが連通する領域側とは反対側から、前記個別流路と前記マニホールドとが連通する側に達することなく前記空間内に突出して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
  4. 液体を噴射するための複数のノズル開口に連通するマニホールドと、
    前記マニホールドの圧力変動を吸収するコンプライアンス部と、
    前記コンプライアンス部に対して前記マニホールドとは反対側に設けられ、前記コンプライアンス部との間に空間を配した状態で前記コンプライアンス部を覆う蓋部材と、を備え、
    前記コンプライアンス部と前記蓋部材との間の前記空間には、突起部が、前記空間を区画することなく設けられており、
    前記マニホールドの一部が設けられた部材または複数の前記ノズル開口に連通する複数の圧力発生室が設けられた部材に、前記空間を大気開放するための大気開放路が設けられており、
    前記コンプライアンス部の前記マニホールド側とは反対側に固定されて、前記コンプライアンス部となる領域に開口を有する固定板を具備し、
    前記突起部は、前記固定板に一体的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
  5. 前記大気開放路は、前記マニホールドの一部が設けられた部材に設けら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。
  6. 前記大気開放路は、前記圧力発生室が設けられた部材に設けら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。
  7. 前記突起部は、複数の前記ノズル開口が並ぶ方向に沿って複数配置されており、
    複数の前記突起部は、前記コンプライアンス部の面内方向において前記ノズル開口が並ぶ方向と直交する方向における前記コンプライアンス部の幅以上の間隔で設けられていることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項(ただし、請求項1と請求項1を引用する請求項とを除く)に記載の液体噴射ヘッド。
  8. 前記突起部は、複数の前記ノズル開口が並ぶ方向に沿って複数配置されており、
    複数の前記突起部は、前記ノズル開口が並ぶ方向における前記突起部の幅よりも広い間隔で設けられていることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項(ただし、請求項2と請求項2を引用する請求項とを除く)に記載の液体噴射ヘッド。
  9. 前記マニホールドと前記ノズル開口との間には、個別流路が設けられており、
    前記突起部は、前記個別流路と前記マニホールドとが連通する領域側とは反対側から、前記個別流路と前記マニホールドとが連通する側に達することなく前記空間内に突出して設けられていることを特徴とする請求項1〜の何れか一項(ただし、請求項3と請求項3を引用する請求項とを除く)に記載の液体噴射ヘッド。
  10. 前記突起部は、突起の基端部側が先端部側よりも太いことを特徴とする請求項1〜の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
  11. 前記コンプライアンス部の前記マニホールド側とは反対側に固定されて、前記コンプライアンス部となる領域に開口を有する固定板を具備し、
    前記突起部は、前記固定板に一体的に設けられていることを特徴とする請求項1〜10の何れか一項(ただし、請求項4と請求項4を引用する請求項とを除く)に記載の液体噴射ヘッド。
  12. 前記突起部は、前記蓋部材に一体的に設けられていることを特徴とする請求項1〜10の何れか一項(ただし、請求項4と請求項4を引用する請求項とを除く)に記載の液体噴射ヘッド。
  13. 前記蓋部材は、ワイパーブレードにより払拭されることを特徴とする請求項1〜12の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
  14. 請求項1〜13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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