JP6519391B2 - 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、インク等の液体を噴射する技術に関する。

インクジェットプリンタなどの液体噴射装置では、複数の部材を相互に接合することで流路を形成し、流路内に流通する液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドが従来から提案されている。例えば特許文献１には、ノズルが形成される噴射面を有するヘッド本体に、高さの異なる第１の面と第２の面を設けたケース部材を積層させて接着する構成が記載されている。第１の面と第２の面の高さは、第１の面をヘッド本体の外周付近に当接させたときに、第２の面がヘッド本体の噴射面の反対面側に隙間が形成されるような高さである。この噴射面の反対面側の隙間に、接着材を吸収させた弾性を有する吸収部材を介在させて、第２面を接着させることで、ヘッド本体とケース部材が第１面の当接面で位置決めされつつ、各部材の積層方向の平面視において噴射面上にある吸収部材で、高さ方向の誤差を吸収させながらしっかり接着させることができる。

特開２０１２−１９２６９６号公報

ところで、上述したヘッド本体とケース部材のような複数の部材を、加熱により接着する場合には、各部材に熱膨張率の相違による部材の反りが発生する虞がある。このような熱膨張率の相違による応力は、各部材を当接する部分よりも、各部材の隙間に接着剤を介在して接着する部分に集中し易く、部材の反りが発生し易い。

この点、特許文献１には、加熱により接着する点は記載されてはいない。ところが、特許文献１では、各部材の接合方向の平面視において噴射面上に接着部分（接着剤を吸収させる吸収部材）があるので、もし仮にこのような構成で加熱接着すると、各部材の熱膨張率の相違による応力は、その噴射面上の接着部分に集中する。このため、特許文献１に記載の構成では、噴射面上の接着部分は部材の長手方向に渡って存在するので、長手方向全体に反りが発生するものの、特に噴射面の部分に反りが発生し易い。この部分に反りが発生すると、噴射面の平面度が低下してしまうという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、ノズルが形成される噴射面を有する部材に、材質の異なる他の部材を接着する際に、噴射面を有する部材の反りを低減できるようにすることを目的とする。

［態様１］
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様（態様１）に係る液体噴射ヘッドは、液体を噴射するノズルが形成される噴射面と、噴射面の反対面側に設けられ、ノズルに連通する圧力室が形成される圧力室形成板とを備え、第１の材質からなる第１部材と、第１の材質と異なる第２の材質からなり、第１部材の噴射面の反対面側に積層される第２部材と、を具備し、第２部材は、第１部材と当接される第１面と、第１部材との隙間に介在する接着剤により接着される第２面とを有し、第１部材と第２部材の積層方向において、第１面と第２面は、互いに異なる位置に設けられ、積層方向からの平面視において、第１面は圧力室形成板の内側にあり、第２面は圧力室形成板の外側にある。態様１では、第２部材は、第１部材と当接される第１面と、第１部材との隙間に介在する接着剤により接着される第２面とを有するから、噴射面を備える第１部材に第２部材を接合する際には、第１面が第１部材に当接され、第２面が第１部材との隙間に介在する接着剤により接着される。このとき、態様１では、第１部材と接着される方の第２面は、噴射面の反対側面の圧力室形成板の外側にあるから、噴射面から離れた位置で接着される。これにより、第１部材と第２部材との熱膨張率の相違による応力が、噴射面に近い位置に集中しないようにすることができるので、噴射面の部分の反りを低減でき、これにより第１部材全体の反りを低減することができる。しかも、態様１では、第１部材と当接される方の第１面は、圧力室形成板の内側にあるから、噴射面に近い位置で当接されるので、噴射面の部分が反り難くなり、より効果的に第１部材全体の反りを低減できる。

また態様１では、第１部材と第２部材の積層方向において、第１面と第２面は、互いに異なる位置に設けられるから、各部材の積層方向の高さ（厚さ）が異なっていても積層方向にしっかりと固定することができる。ただし、第１面と第２面の高さが異なると、積層方向に誤差（寸法誤差や熱膨張率の相違による誤差、公差のばらつきなど）が生じる可能性もある。この点、第１面は第１部材と当接され、第２面は第１部材との隙間に介在する接着剤により接着されるから、第２面の隙間において積層方向の誤差を吸収させることができる。また態様１では、第１面は圧力室形成板の内側にあるから、圧力室に近い位置にある。圧力室の近傍は強度があり、加重をかけ易く、積層し易い。このため、第１面を、第１部材に当接させる面としてより有効に機能させることができる。

［態様２］
態様１の好適例（態様２）において、第１面は、凸部の頂面で構成され、前記凸部には凹部が連設されており、凸部の頂面が第１部材と当接することで、凹部と第１部材との間に空間が形成される。態様２では、第１面は、凸部の頂面で構成され、この凸部の頂面が第１部材と当接するから、第１面が第１部材と当接する面積を減らすことができるので、第１部材と第２部材との積層の精度を向上させることができる。また態様２では、凸部の頂面が第１部材と当接することで、凹部と第１部材との間に空間が形成されるから、もし第１面を接着剤で接着する場合でも、第１面の頂面が第１部材に当接したときに、第１面の頂面から余剰の接着剤がはみ出してもそれを空間内で収容できる。

［態様３］
態様２の好適例（態様３）において、第２部材の第１面と第１部材との間も接着剤で接着されており、凹部と第１部材との間は、空間内の接着剤で接着される。態様３では、第２部材の第１面と第１部材との間も接着剤で接着されており、凹部と第１部材との間は、空間内の接着剤で接着されるから、第１面と第１部材とを強固に固定させることができる。

［態様４］
態様１から態様３の何れかの好適例（態様４）において、第１部材の噴射面は、第１部材は、流体流路を形成する流路形成板を備え、その一方側に噴射面が配置され、他方側に圧力室形成板が接着されており、第２部材の第２面と第１部材との間の接着剤は、ノズル板と圧力室形成板との間の接着剤よりも軟質である。態様４では、第２部材の第２面と第１部材との間の接着剤は、ノズル板と圧力室形成板との間の接着剤よりも軟質であるから、もし第２部材に反りが発生した場合でも、第２部材の第２面と第１部材との間の接着剤によって第２部材の反りを吸収できるので、第１部材のノズル板の平面度を保持することができる。

［態様５］
態様１から態様４の何れかの好適例（態様５）において、第１部材の噴射面は、ノズルが形成されるノズル板により構成され、積層方向からの平面視において、第１面はノズル板を囲むように形成される。態様５では、積層方向からの平面視において、第１面はノズル板を囲むように形成されるから、第１部材と当接する第１面を、より内側に配置することができるので、噴射面を構成するノズル板の部分の反りを低減する効果を高めることができる。

［態様６］
態様１から態様５の好適例（態様６）において、第２部材には、第１部材の圧力室に液体を供給する液体貯留室が形成され、第２部材の側面には、液体貯留室が露出する開口部が形成され、開口部は蓋部により閉塞されている。態様６では、第２部材の側面には、液体貯留室が露出する開口部が形成され、開口部は蓋部により閉塞されているから、このような開口部を形成しない場合に比べて、液体貯留室の容積を大きくすることができる。

［態様７］
本発明の好適な態様（態様７）に係る液体噴射装置は、媒体を搬送する搬送機構と、媒体に液体を噴射する、態様１から態様７の何れかの液体噴射ヘッドと、を具備する。液体噴射装置の好例は、印刷用紙等の媒体にインクを噴射する印刷装置であるが、本発明に係る液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。

本発明の実施形態に係る液体噴射装置を適用した印刷装置の構成図である。 液体噴射ヘッドの外観斜視図である。 液体噴射ヘッドの分解斜視図である。 液体噴射ヘッドの図３に示すＶ−Ｖ線で切断した断面図である。 ヘッド本体をケース部材側から見た平面図である。 ヘッド本体にケース部材を接合する際の製造過程を示す断面図であって、ケース部材を固定する前の図である。 図６に続く製造過程を示す断面図であって、ケース部材を固定した後の図である。

＜本実施形態＞
先ず、本発明の実施形態に係る液体噴射装置について、インクジェット方式の印刷装置を例に挙げて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る印刷装置１０の部分的な構成図である。本実施形態の印刷装置１０は、液体の例示であるインクを印刷用紙等の媒体（噴射対象）１２に噴射する液体噴射装置であり、制御装置２２と搬送機構２４と複数の液体噴射ヘッド２６とキャリッジ２８とを具備する。印刷装置１０にはインクを貯留する液体容器（カートリッジ）１４が装着される。

制御装置２２は、印刷装置１０の各要素を統括的に制御する。制御装置２２はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えている。ＲＯＭには、ＣＰＵにより実行される印刷動作を行うためのプログラムなど各種のプログラムが記憶されている。また、ＲＡＭには、ＣＰＵの演算結果や制御プログラムを実行して処理する各種データなどが一時的に記憶されるようになっている。

搬送機構２４は、制御装置２２による制御のもとで媒体１２をＹ方向に搬送する。各液体噴射ヘッド２６は、液体容器１４から供給されるインクを制御装置２２による制御のもとで複数のノズルＮの各々から媒体１２に噴射する。各液体噴射ヘッド２６はキャリッジ２８に搭載される。制御装置２２は、Ｙ方向に交差するＸ方向にキャリッジ２８を往復させる。媒体１２の搬送とキャリッジ２８の往復との反復に並行して各液体噴射ヘッド２６が媒体１２にインクを噴射することで、媒体１２の表面に所望の画像が形成される。ただし、搬送機構２４やキャリッジ２８の構造は以上の例示に限定されない。

図２は、任意の１個の液体噴射ヘッド２６の外観斜視図であり、図３は分解斜視図である。図４は、液体噴射ヘッド２６の図３に示すＶ−Ｖ線で切断した断面図である。図３では、図１に示すＸ-Ｙ平面に垂直な方向をＺ方向と表記する。図２と図３に示すように、液体噴射ヘッド２６は、液体を噴射するノズルが形成される噴射面を有する第１部材としてのヘッド本体３０に、第２部材としてのケース部材４０を接合して構成される。図３と図４に示すように、ヘッド本体３０は、流路形成板３２を備え、その一方側（Ｚ方向正側の面）に、複数のノズル（噴射孔）Ｎが形成されたノズル板３４とコンプライアンス基板３５が設置され、他方側（Ｚ方向負側の面）に、圧力室形成板３８２を含む積層部３８が積層された構造体である。すなわち、ノズル板３４の反対面側に積層部３８が配置される。これらのヘッド本体３０の各要素は、例えば接着剤で相互に固定される。

ノズル板３４は、Ｙ方向に配列する複数のノズル（噴射孔）Ｎが形成された噴射面を構成する平板材である。ノズル板３４は、例えばシリコン材料で構成される。複数のノズルＮは、２列のノズル列ＧＡ、ＧＢからなる。ノズル列ＧＡ、ＧＢの各々は、Ｙ方向に沿って配列された複数のノズルＮの集合である。なお、ノズル列ＧＡ、ＧＢの配置は本実施形態で図示するものに限られるものではない。例えばノズル列ＧＡ、ＧＢをそれぞれ、Ｙ方向にずらして配置してもよい。また、ノズル板３４に形成されるノズル列は２列に限られるものではなく、１列でもよい。

図４に示すように、本実施形態に係る液体噴射ヘッド２６には、ノズル列ＧＡに対応する構造とノズル列ＧＢに対応する構造とが略線対称に形成され、両構造は実質的に共通するから、以下の説明ではノズル列ＧＡに対応する要素に着目し、ノズル列ＧＢに対応する要素の説明を便宜的に省略する。

流路形成板３２は、インクの流路を構成する平板材である。本実施形態の流路形成板３２には、積層部３８の両側に開口部３２２が形成されるとともに、複数の供給流路３２４と複数の連通流路３２６とが形成される。供給流路３２４と連通流路３２６とはノズルＮ毎に形成された貫通孔であり、開口部３２２は複数のノズルＮにわたり共通する貫通孔（開口）である。各供給流路３２４は開口部３２２に連通する。流路形成板３２は、例えばシリコン材料で構成される。

コンプライアンス基板３５は、弾性膜３５２と支持体３５４とを含んで構成される。弾性膜３５２は、可撓性を有するシート状（膜状）の部材である。支持体３５４は、流路形成板３２の開口部３２２および各供給流路３２４が閉塞されるように弾性膜３５２を流路形成板３２に固定する。支持体３５４は、固定板３６と同様にステンレス鋼（例えばＳＵＳ４３０）で形成される。コンプライアンス基板３５にはＸ方向に長尺な開口部３５６が形成され、ノズル板３４は開口部３５６の内側で流路形成板３２の表面に固定される。

積層部３８は、流路形成板３２のうちノズル板３４が設置される面とは反対面側に突出して設けられている。積層部３８は、ノズルＮに連通する圧力室を形成する圧力室形成板３８２と振動板３８４と封止板３８６をこの順番で積層して構成される。ただし、このような構成に限られるものではなく、積層部３８は、封止板３８６がない構成でもよい。圧力室形成板３８２には、各ノズルＮに連通する圧力室Ｃを構成する複数の開口部３８３が形成される。圧力室形成板３８２は、例えば上記流路形成板３２と同様にシリコン材料で構成される。

圧力室形成板３８２のうち流路形成板３２とは反対側の表面には振動板３８４が設置される。振動板３８４は、弾性的に振動可能な平板材である。振動板３８４と流路形成板３２とは、圧力室形成板３８２に形成された各開口部３８３の内側で相互に間隔をあけて対向する。圧力室形成板３８２の開口部３８３の内側で流路形成板３２と振動板３８４とに挟まれた空間によって、各ノズルＮからインクを噴射するための圧力を発生させる圧力室Ｃ（キャビティ）が構成される。流路形成板３２の各供給流路３２４は液体貯留室Ｒと圧力室Ｃとを連通し、流路形成板３２の各連通流路３２６は圧力室ＣとノズルＮとを連通する。このような構成によれば、液体貯留室Ｒに貯留されたインクは、複数の供給流路３２４に分岐して各圧力室Ｃに並列に供給され、各圧力室Ｃから連通流路３２６とノズルＮとを通過して外部に噴射される。

振動板３８４のうち圧力室形成板３８２とは反対側の表面には、相異なるノズルＮ（圧力室Ｃ）に対応する複数の圧電素子３８５が形成される。各圧電素子３８５は、相互に対向する電極間に圧電体を介在させた積層体である。各圧電素子３８５は、駆動信号の供給により個別に振動する。封止板３８６は、各圧電素子３８５を保護する要素であり、圧力室形成板３８２（振動板３８４）の表面に例えば接着剤で固定される。封止板３８６のうち振動板３８４側の表面に形成された凹部３８７に各圧電素子３８５が収容される。

本実施形態のヘッド本体３０は、固定板３６に固定されている。具体的には上記コンプライアンス基板３５を固定板３６に接着剤で接合することによって、ヘッド本体３０が固定板３６に固定される。固定板３６は、例えば高剛性の金属（例えばＳＵＳ４０３やＳＵＳ４３０等のステンレス鋼）で形成された平板材であり、４つの周縁部３６２がヘッド本体３０側に折り曲げられて構成される。固定板３６には、開口部３６４が形成されている。ヘッド本体３０は、開口部３６４からノズル板３４が露出した状態で、固定板３６に固定される。開口部３６４の内側とノズル板３４との隙間には、例えば樹脂材料で形成された充填材が充填される。

各ヘッド本体３０には、配線基板２９が実装される。具体的には振動板３８４のうち圧力室形成板３８２とは反対側の表面に配線基板２９の端部が固定される。配線基板２９は、封止板３８６に形成されたスリット３８８とケース部材４０に形成されたスリット４０２とを通過して外部に到達する。配線基板２９を介して制御装置２２から供給される駆動信号に応じて各圧電素子３８５は振動する。圧電素子３８５に連動して振動板３８４が振動することで圧力室Ｃ内のインクの圧力が変動してノズルＮからインクが噴射される。このように、圧電素子３８５は、圧力室Ｃ内の圧力を変動させて圧力室Ｃ内のインクをノズルＮから噴射させる圧力発生素子として機能する。

ケース部材４０は、例えばプラスチック材料などの成形樹脂材料で構成される。ケース部材４０を成形樹脂材料で構成する場合には、成形樹脂材料の射出成形で一体に成形される。ケース部材４０には、上述した積層部３８が収容される深さの凹部４０４が形成されている。凹部４０４は方向正側に開口しており、その開口面積は、Ｚ方向からの平面視において積層部３８（封止板３８６）の面積よりも若干大きい。凹部４０４の開口は、凹部４０４内に積層部３８が収容された状態で、後述する第２面４４が流路形成板３２に接着されることによって封止される。凹部４０４のＺ方向負側はスリット４０２に連通しており、凹部４０４内に積層部３８が収容された状態で、スリット４０２が封止板３８６のスリット３８８に連通する。

ケース部材４０には、液体貯留室Ｒ（リザーバー）を構成するための凹部４０６が形成されている。凹部４０６はＺ方向正側に開口しており、その開口面積は、流路形成板３２の開口部３２２の開口面積よりも若干大きい。これによれば、凹部４０６と開口部３２２との間には多少の段差が形成されるので、もし凹部４０６と開口部３２２が接合されたときに接着剤（ここでは後述する第２面４４に塗布した接着剤）がはみ出したとしても、段差内に収めることができる。凹部４０６の開口は、流路形成板３２の開口部３２２と連通した状態で、流路形成板３２の開口部３２２の周縁によって閉塞される。ケース部材４０の凹部４０６と流路形成板３２の開口部３２２とを連通して成る空間によって、液体貯留室Ｒ（リザーバー）が構成される。上述したコンプライアンス基板３５の弾性膜３５２は、液体貯留室Ｒの壁面（底面）を構成し、液体貯留室Ｒ内のインクの圧力変動を吸収する。

ケース部材４０の凹部４０６には、ケース部材４０の側面に開口する開口部４０８が形成され、この開口部４０８は蓋部４０９で閉塞されている。このように凹部４０６には、Ｙ方向負側の側面にも開口部４０８を形成することによって、開口部４０８を形成しない場合に比べて、液体貯留室Ｒの容積を大きくすることができる。

なお、図４に示すように、液体貯留室Ｒは、積層部３８の両側に形成されている。図４に示す左側の液体貯留室Ｒは、ノズル列ＧＡの各ノズルＮに連通する各圧力室Ｃに連通し、これらの共通液室として機能する。図４に示す左側の液体貯留室Ｒを区画する凹部４０６の開口部４０８は、Ｘ方向負側の側面に開口し、蓋部４０９で閉塞されている。これに対して、図４に示す右側の液体貯留室Ｒは、ノズル列ＧＢの各ノズルＮに連通する各圧力室Ｃに連通し、これらの共通液室として機能する。図４に示す右側の液体貯留室Ｒを区画する凹部４０６の開口部４０８は、Ｘ方向正側の側面に開口し、蓋部４０９で閉塞されている。

ところで、このようなケース部材（第２部材）４０は、ヘッド本体（第１部材）３０のノズル板３４（噴射面）とは反対面（Ｚ方向負側の面）側に積層され、接着剤で固定される。このとき、例えば接着剤として熱硬化性接着剤を用いて、加熱により接着すると、ヘッド本体３０とケース部材４０とを接着させる位置によっては、これらの熱膨張率の相違による部材の反りが発生し易くなるという問題がある。

上記熱膨張率は、部材の材質によって異なるところ、本実施形態のヘッド本体３０とケース部材４０は材質が異なる。上述したとおり、ヘッド本体３０は第１の材質としてのシリコン材料で構成され、ケース部材４０は第２の材質としての成形樹脂材料で構成される。シリコン材料と成形樹脂材料は熱膨張率が異なるので、ヘッド本体３０とケース部材４０を、加熱により接着する場合には、ヘッド本体３０とケース部材４０との熱膨張率の相違が相違する。ヘッド本体３０を構成するシリコン材料は、ケース部材４０を構成する成形樹脂材料よりも熱膨張率が大きい。このため、ヘッド本体３０とケース部材４０を加熱すると、ヘッド本体３０の方がケース部材４０よりも大きく膨張する。このため、もし部材の反りが発生するとすれば、ヘッド本体３０がケース部材４０側に収縮するような反りが発生し易い。

この場合、もし従来のように、ノズル板３４の反対面側に誤差を吸収させる隙間を設けて接着剤で接着するとすれば、各部材の熱膨張率の相違による応力がそのノズル板３４上の隙間の接着部分に集中する。この場合の接着部分は流路形成板３２の長手方向に渡って存在するので、流路形成板３２の反りは長手方向全体に渡って発生するものの、特にノズル板３４の部分（ノズル板３４やこれに積層される流路形成板３２の部分など）に反りが発生し易くなる。もし流路形成板３２の反りが発生すると、流路形成板３２からノズル板３４が剥がれ易くなってしまい、ノズル板３４の反りが発生すれば、ノズル板３４の平面度が低下してしまう。そこで、本実施形態では、ヘッド本体３０とケース部材４０とを接着させる位置を工夫することで、ヘッド本体３０の全体の反りを低減、特にノズル板３４の反りを低減できるようにしている。

具体的には、ケース部材４０に、ヘッド本体３０と当接される第１面４２と、ヘッド本体３０との隙間に介在する接着剤により接着される第２面４４とを設け、ケース部材４０をこれらの第１面４２と第２面４４によってヘッド本体３０に接合する。そして、Ｚ方向に相当するヘッド本体３０とケース部材４０の積層方向（以下、単に「積層方向」と称する）からの平面視において、第１面４２は圧力室形成板３８２（積層部３８）の内側に配置し、第２面４４は圧力室形成板３８２（積層部３８）の外側に配置する。このように、ノズル板３４（噴射面）の反対面側に配置される圧力室形成板３８２（積層部３８）を基準として、第１面４２、第２面４４の配置を考慮することで、熱膨張率の相違によるノズル板３４の部分の反りを効果的に低減でき、ヘッド本体３０全体の反りを低減できる。

すなわち、ヘッド本体３０との隙間に介在する接着剤により接着される方の第２面４４は、ノズル板３４とは反対側面の圧力室形成板３８２の外側にあるから、ノズル板３４から離れた位置で接着される。これにより、ヘッド本体３０とケース部材４０との熱膨張率の相違による応力が、ノズル板３４に近い位置に集中しないようにすることができるので、ノズル板３４の部分の反りを低減できる。しかも、ヘッド本体３０と当接される方の第１面４２は、圧力室形成板３８２の内側にあるから、ノズル板３４に近い位置で当接されるので、ノズル板３４の部分が反り難くなるので、より効果的にノズル板３４の部分の反りを低減できる。これにより、ヘッド本体３０全体の反りを効果的に低減できる。なお、ここでは、圧力室形成板３８２（積層部３８）を基準として第１面４２と第２面４４の配置を考慮した場合を例に挙げたが、ノズル板３４の反対面側の他の部材や他の部分を基準にしてもよい。

また、第１面４２と第２面４４は、積層方向から見て互いに高さが異なる位置に配置される。第１面４２と第２面４４の高さが異なると、積層方向に誤差（寸法誤差や熱膨張率の相違による誤差、公差のばらつきなど）が生じる可能性もある。この点、第１面４２はヘッド本体３０と当接され、第２面４４はヘッド本体３０との隙間に介在する接着剤により接着されるから、第２面４４の隙間において積層方向の誤差を吸収させることができる。さらに、第１面４２は圧力室形成板３８２の内側にあるから、圧力室Ｃに近い位置にある。圧力室Ｃの近傍は、液体貯留室Ｒの近傍に比べて強度があり、加重をかけ易く、積層し易い。このため、第１面４２を、ヘッド本体３０に当接させる面としてより有効に機能させることができる。

以下、このような第１面４２と第２面４４の構成について、より具体的に説明する。本実施形態では、図４に示すように、積層部３８が収容される凹部４０４の底面に第１面４２を設けている。凹部４０４の底面にはスリット４０２が形成されているので、そのスリット４０２の開口周縁部に第１面４２を配置している。こうして、第１面４２は積層方向の平面視において積層部３８の内側に配置される。

これに対して第２面４４は、液体貯留室Ｒを構成する凹部４０６の開口周縁部に配置される。凹部４０６は、積層方向の平面視において積層部３８の外側であるＸ方向の両側にあり、第２面４４は各凹部４０６の開口周縁部に配置されている。こうして、第２面４４は積層部３８の外側に配置される。また、第２面４４は液体貯留室Ｒを構成する各凹部４０６の開口周縁部に配置されるので、第２面４４により液体貯留室Ｒの開口が規定される。

このように構成された第１面４２と第２面４４のうち、第１面４２は積層部３８の上面に当接され、第２面４４は流路形成板３２の上面（積層部３８の両側の上面）に接着される。ここでの「積層部３８の上面」とは、積層部３８の最も上側（Ｚ方向負側）の面である。本実施形態では、積層部３８の最も上側に封止板３８６を積層しているので、第１面４２が当接する積層部３８の上面は、封止板３８６の上面に相当する。なお、第１面４２が当接するのは、封止板３８６の上面に限られるものではなく、封止板３８６がない積層部３８の上面に、第１面４２を当接するようにしてもよい。

なお、第１面４２は接着剤で接合しなくてもよく、接着剤で接合してもよい。従って、本実施形態において第１面４２をヘッド本体３０に当接させる場合の「当接」には、第１面４２とその接合面との間に接着剤が介在しない場合のみならず、多少の接着剤が介在する場合も含まれる。本実施形態では、第１面４２も第２面４４と同じ接着剤で接着する場合を例に挙げている。接着剤としては、シリコン系、エポキシ系などが用いられる。また、もしケース部材４０に反りが発生した場合でも、第２面４４と流路形成板３２との間の接着剤は、ノズル板３４と圧力室形成板３８２との間の接着剤よりも軟質にすることで、ケース部材４０の反りを吸収できるので、ヘッド本体３０にノズル板３４の平面度を保持することができる。

図４に示すように、第１面４２は、積層部３８が収容される凹部４０４の底面に形成された凸部４２２の頂面により構成され、凸部４２２には凹部４２４が連設されている。具体的には、凸部４２２は、Ｚ方向正側に突出するようにスリット４０２の開口周縁部に形成され、凹部４２４は、この凸部４２２の外周に形成される。図４に示すように、凸部４２２と凹部４２４との間には、徐々に高さが変化するように斜面４２３を形成してもよい。なお、凸部４２２と凹部４２４の配置や形状は、図４に示すものに限られるものではない。

このように本実施形態の第１面４２は、凸部４２２の頂面により構成され、その周囲には凹部４２４が連設されているので、凸部４２２の頂面が封止板３８６の上面と当接することで、凹部４２４と封止板３８６の上面との間には空間Ｐが形成される。これによれば、図４の拡大図に示すように、第１面４２を構成する凸部４２２の頂面が封止板３８６に当接したときに、第１面４２の頂面から余剰の接着剤がはみ出してもそれを空間Ｐ内に収容できる。また、第１面４２の凹部４２４と封止板３８６の上面との間を、空間Ｐ内の接着剤によって接着することで、第１面４２と封止板３８６の上面とを強固に固定させることができる。

また、複数の部材を積層させる際には、当接面の面積が少ない方が積層の精度が高くなるところ、本実施形態では第１面４２を凸部４２２の頂面で構成することで、封止板３８６の上面と当接する面積を減らすことができるので、ヘッド本体３０とケース部材４０との積層の精度を向上させることができる。

図５は、ヘッド本体３０をケース部材４０側（Ｚ方向）から見た平面図であり、ケース部材４０の第１面４２に対向する接合面Ｑ１と第２面４４に対向する接合面Ｑ２を別々のハッチングで示している。図５に示す接合面Ｑ１は、圧力室形成板３８２の内側（封止板３８６の上面）にある。本実施形態のように第１面４２に凸部４２２と凹部４２４を形成する場合、第１面４２の凸部４２２が接合面Ｑ１に当接される。接合面Ｑ２は、圧力室形成板３８２の外側（流路形成板３２の上面）にある。第２面４４と接合面Ｑ２とはこれらの間の空間に介在する接着剤によって接着される。

第１面４２はこれに対向する接合面Ｑ１からも分かるように、積層方向から見た平面視においてノズル板３４を囲むように形成される。このように、ヘッド本体３０の接合面Ｑ１に当接する第１面４２を、ノズル板３４を囲むように配置することで、第２面４４に対して、より内側に配置できるので、ノズル板３４の部分の反りを低減する効果を高めることができる。第２面４４はこれに対向する接合面Ｑ２からも分かるように、積層方向から見た平面視において圧力室形成板３８２のＸ方向の両側にそれぞれ形成される。各第２面４４は、流路形成板３２の各開口部３２２を囲むように形成される。

図６と図７は、ヘッド本体３０にケース部材４０を接合する際の製造過程を示す断面図であって、図６は接合前であり、図７は接合後である。図６に示すように、ケース部材４０において、第１面４２の凸部４２２に接着剤Ｓ１を塗布するとともに、第２面４４に接着剤Ｓ２を塗布した状態で、ケース部材４０をヘッド本体３０に当接させる。このとき、第１面４２と第２面４４の高さの差Ｈ１が、これらの接合面Ｑ１と接合面Ｑ２との高さの差Ｈ２よりも若干高くなっている。このため、図７に示すように、ケース部材４０とヘッド本体３０とを当接させたときに、第１面４２が接合面Ｑ１に当接し、第２面４４と接合面Ｑ２との間には隙間が形成され、この隙間は接着剤Ｓ２で埋められる。このように、一方の第１面４２が当接し、他方の第２面４４に隙間が生じるようにすることで、各部材に寸法誤差があったとしても、寸法誤差を隙間で吸収できるので、ケース部材４０とヘッド本体３０とを確実に固定できる。

なお、図７に示すように、第１面４２の凸部４２２が接合面Ｑ１に当接すると、第１面４２に付着した接着剤Ｓ１はそのほとんどが、第１面４２の凹部４２４と接合面Ｑ１との間に形成される空間Ｐにはみ出す。これにより、第１面４２の凹部４２４と接合面Ｑ１とは空間Ｐにはみ出した接着剤Ｓ１によって接着される。なお、接着剤Ｓ１が空間Ｐの方にはみ出し易いように、第１面４２には接着剤Ｓ１を、凹部４２４寄りに塗布するようにしてもよい。このとき、接着剤Ｓ１が空間Ｐにはみ出す量も考慮した上で、第１面４２に塗布する接着剤Ｓ１の量を調整する。

こうして、第１面４２は、ノズル板３４（噴射面）とは反対面側に配置される積層部３８の上面に当接され、第２面４４は、積層方向からの平面視においてノズル板３４（噴射面）から離れた流路形成板３２の上面に接着される。このように、接着剤Ｓ２を介して接着させる第２面４４をノズル板３４から離れた位置に配置することで、ケース部材（第２部材）４０とヘッド本体（第１部材）３０の熱膨張率の相違による応力が、ノズル板３４上に集中しないようにすることができる。これにより、ノズル板３４の部分の反りを効果的に低減でき、ヘッド本体３０全体の反りを低減できる。

なお、上記本実施形態においては、ヘッド本体３０を固定する固定板３６を設け、この固定板３６の開口部３６４からノズル板３４を露出する場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、固定板３６を設けない場合にも本発明を適用可能である。また、ヘッド本体３０の第１の材質と、ケース部材４０の第２の材質は、本実施形態で例示したものに限られるものではない。

以上の各形態で例示した印刷装置１０は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。

１０…印刷装置、１２…媒体、１４…液体容器、２２…制御装置、２４…搬送機構、２６…液体噴射ヘッド、２８…キャリッジ、２９…配線基板、３０…ヘッド本体、３２…流路形成板、３２２…開口部、３２４…供給流路、３２６…連通流路、３４…ノズル板、３５…コンプライアンス基板、３５２…弾性膜、３５４…支持体、３５６…開口部、３６…固定板、３６２…周縁部、３６４…開口部、３８…積層部、３８２…圧力室形成板、３８３…開口部、３８４…振動板、３８５…圧電素子、３８６…封止板、３８７…凹部、３８８…スリット、４０…ケース部材、４０２…スリット、４０４…凹部、４０６…凹部、４０８…開口部、４０９…蓋部、４２…第１面、４４…第２面、Ｃ…圧力室、Ｐ…空間、Ｒ…液体貯留室、Ｎ…ノズル、ＧＡ、ＧＢ…ノズル列、Ｑ１、Ｑ２…接合面、Ｓ１、Ｓ２…接着剤。

Claims (7)

1. 液体を噴射するノズルが形成される噴射面と、前記噴射面の反対面側に設けられ、前記ノズルに連通する圧力室が形成される圧力室形成板とを備え、第１の材質からなる第１部材と、
   前記第１の材質と異なる第２の材質からなり、前記第１部材の前記噴射面の反対面側に積層される第２部材と、を具備し、
   前記第２部材は、前記第１部材と当接される第１面と、前記第１部材との隙間に介在する接着剤により接着される第２面と、を有し、
   前記第１部材と前記第２部材の積層方向において、前記第１面と前記第２面は、互いに異なる位置に設けられ、
   前記積層方向からの平面視において、前記第１面は前記圧力室形成板の内側にあり、前記第２面は前記圧力室形成板の外側にある、
   液体噴射ヘッド。
2. 前記第１面は、凸部の頂面で構成され、前記凸部には凹部が連設されており、
   前記凸部の頂面が前記第１部材と当接することで、前記凹部と前記第１部材との間に空間が形成される、
   請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記第２部材の前記第１面と前記第１部材との間も接着剤で接着されており、
   前記凹部と前記第１部材との間は、前記空間内の接着剤で接着される、
   請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記第１部材は、流体流路を形成する流路形成板を備え、その一方側に前記噴射面が配置され、他方側に前記圧力室形成板が接着されており、
   前記第２部材の第２面と前記第１部材との間の接着剤は、前記流路形成板と前記圧力室形成板との間の接着剤よりも軟質である、
   請求項１から請求項３の何れかの液体噴射ヘッド。
5. 前記第１部材の噴射面は、前記ノズルが形成されるノズル板により構成され、
   前記積層方向からの平面視において、前記第１面は前記ノズル板を囲むように形成される、
   請求項１から請求項４の何れかの液体噴射ヘッド。
6. 前記第２部材には、前記第１部材の前記圧力室に液体を供給する液体貯留室が形成され、
   前記第２部材の側面には、前記液体貯留室が露出する開口部が形成され、前記開口部は蓋部により閉塞されている、
   請求項１から請求項５の何れかの液体噴射ヘッド。
7. 媒体を搬送する搬送機構と、
   前記媒体に液体を噴射する、請求項１から請求項６の何れかの液体噴射ヘッドと、を具備する、
   液体噴射装置。
   

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