JP5618052B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、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。

液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドでは、一般的に、インクが充填された液体貯留手段であるインクカートリッジから、このインクカートリッジに着脱可能に挿入されるか、又はこのインクカートリッジから伸びるチューブなどの供給管の先端に配されるインク供給体となるインク供給針、及びインクカートリッジが保持されるカートリッジケース等の供給部材に形成されたインク供給路を介してヘッド本体にインクが供給され、ヘッド本体に設けられた圧電素子等の圧力発生手段を駆動させることによりヘッド本体に供給されたインクがノズルから吐出される。

このようなインクジェット式記録ヘッドでは、気泡等によるドット抜け等の吐出不良を解決するために、インクカートリッジに挿入されるインク供給針とカートリッジケースとの間にインク内の気泡やゴミ等を除去するためのフィルターを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２２０５６７号公報

しかしながら、特許文献１のような構成では、フィルターやカートリッジケースなどが一体成型時の熱等のために変形する場合がある。この場合にフィルターが変形してフィルターよりも下流側の流路の内壁面側に落ち込むと、大きな負圧で吸引する気泡排出動作のクリーニング時において、フィルターが内壁面に張り付いたり、また、変形したフィルターが流路を閉塞したりすることにより、気泡排出性が低下するという問題がある。また、フィルターがよれてフィルターよりも下流側の流路の内壁面に張り付いたり、よれたフィルターとフィルターよりも下流側の流路などの内壁面との間に気泡が溜まったりしやすいという問題がある。

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、気泡排出性の低下を抑制できる液体噴射ヘッド及びこれを用いた所望の液体噴射特性を有する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、液体貯留手段から液体供給路を介して供給された液体を噴射するヘッド本体と、前記液体供給路の一部を構成する第１液体供給路が設けられた第１供給部材と、前記第１液体供給路と連通して前記液体供給路の一部を構成する第２液体供給路が設けられ、前記ヘッド本体に前記液体を供給する第２供給部材と、前記第１液体供給路と前記第２液体供給路との間に狭持されたフィルターと、前記第１供給部材と前記第２供給部材とを一体成型接合する一体成型部とを備え、前記第１供給部材と前記第２供給部材とからなり前記フィルターを挟持する挟持部は、前記液体供給路側から外側に向かって下流側に傾斜している傾斜部を備え、前記第２液体供給路は、前記フィルター側にフィルター室を具備し、前記フィルターを狭持する面と対向する前記フィルター室の面は、前記フィルターを狭持する面との距離が一定であり、前記フィルター室は、内径が一定であ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、前記第１液体供給部材と前記第２液体供給部材とからなり前記フィルターを挟持する挟持部は、前記液体供給路側から外側に向かって下流側に傾斜している傾斜部を備えたことで、本発明においては、フィルターを第１液体供給路側に突出させることができ、これによりフィルターの第２液体供給路の内壁面への変形を防止して気泡排出性の低下を抑制できる。かつ、フィルターと内壁面との間が狭くならないため、この位置に滞留しようとする気泡に対して十分な流量の液体を供給することができるため、フィルターの流路エリアの周縁において気泡を溜まりにくくさせることができる。
また、フィルター室の内径を一定にして、フィルター室のフィルターを挟持する面に対向する面の距離を一定にすることで、フィルターが第１液体供給路側に変形しても、インクの流速を保つことができると共に、フィルターが内壁面に張り付くのを抑制することができる。
ここで、前記フィルターは、前記第１供給部材と前記第２供給部材とで挟持される挟持エリアと、流路エリアとを有し、前記第２液体供給路の前記流路エリアに対向する内壁面には、前記第１液体供給路側に突出した突出部材が設けられていることが好ましい。これによれば、フィルターが第２液体供給路側に落ち込んできたとしても、この突出部材により支持することができるので、気泡排出性の低下を抑制することができる。
また、前記突出部材は、前記フィルターを狭持する面よりも前記第１液体供給路側に突出していることが好ましい。これによれば、フィルターを第１液体供給路側に突出させ、この状態で保持しやすいので、気泡排出性の低下を抑制することができる。
また、前記第１液体供給路の前記流路エリアに対向する内壁面には、前記フィルターに向かって突出し、上流側から前記フィルターを規制する規制部材が設けられていることが好ましい。これによれば、規制部材を設けることで、フィルターが第１液体供給路側に多大に変形することを規制することができる。
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備えたことを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、気泡排出性の低下を抑制した液体噴射ヘッドを備えることで、所望の液体噴射特性を得ることができる。
他の態様の液体噴射ヘッドは、液体貯留手段から液体供給路を介して供給された液体を噴射するヘッド本体と、前記液体供給路の一部を構成する第１液体供給路が設けられた第１供給部材と、前記第１液体供給路と連通して前記液体供給路の一部を構成する第２液体供給路が設けられ、前記ヘッド本体に前記液体を供給する第２供給部材と、前記第１液体供給路と前記第２液体供給路との間に狭持されたフィルターと、前記第１供給部材と前記第２供給部材とを一体成型接合する一体成型部とを備え、前記第１供給部材と前記第２供給部材とからなり前記フィルターを挟持する挟持部は、前記液体供給路側から外側に向かって下流側に傾斜している傾斜部を備えたことを特徴とする。
前記第１液体供給部材と前記第２液体供給部材とからなり前記フィルターを挟持する挟持部は、前記液体供給路側から外側に向かって下流側に傾斜している傾斜部を備えたことで、本発明においては、フィルターを第１液体供給路側に突出させることができ、これによりフィルターの第２液体供給路の内壁面への変形を防止して気泡排出性の低下を抑制できる。かつ、フィルターと内壁面との間が狭くならないため、この位置に滞留しようとする気泡に対して十分な流量の液体を供給することができるため、フィルターの流路エリアの周縁において気泡を溜まりにくくさせることができる。

前記フィルターは、前記第１供給部材と前記第２供給部材とで挟持される挟持エリアと、流路エリアとを有し、前記第２液体供給路の前記流路エリアに対向する内壁面には、前記第１液体供給路側に突出した突出部材が設けられていることが好ましい。これにより、フィルターが第２液体供給路側に落ち込んできたとしても、この突出部材により支持することができるので、気泡排出性の低下を抑制することができる。

ここで、前記突出部材は、前記フィルターを狭持する面よりも前記第１液体供給路側に突出していることが好ましい。フィルターを第１液体供給路側に突出させ、この状態で保持しやすいので、気泡排出性の低下を抑制することができる。

また前記第１液体供給路の前記流路エリアに対向する内壁面には、前記フィルターに向かって突出し、上流側から前記フィルターを規制する規制部材が設けられていることが好ましい。この規制部材を設けることで、フィルターが第１液体供給路側に多大に変形することを規制することができる。

前記第２液体供給路の前記フィルターを狭持する面と対向する面は、前記フィルターを狭持する面との距離が一定であることが好ましい。このように構成されることでフィルターが第１液体供給路側に変形しても、インクの流速を保つことができる。

本発明の液体噴射装置は、前記したいずれかの液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする。気泡排出性の低下を抑制した液体噴射ヘッドを備えることで、所望の液体噴射特性を得ることができる。

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に係る供給部材の上面図である。 実施形態１に係るカートリッジケースの横断面図である。 実施形態１に係るヘッド本体を示す分解斜視図である。 実施形態１に係るヘッド本体を示す断面図である。 実施形態２に係るカートリッジケースの横断面図である。 実施形態２に係る供給部材の断面図である。

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に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略斜視図である。本発明のインクジェット式記録装置１０は、図１に示すように、インク滴を吐出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（以下、記録ヘッドとも言う）１１がキャリッジ１２に固定され、この記録ヘッド１１には、ブラック（Ｂ）、ライトブラック（ＬＢ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等の複数の異なる色のインクが貯留された液体貯留手段の一例であるインクカートリッジ１３がそれぞれ着脱可能に固定されている。

記録ヘッド１１が搭載されたキャリッジ１２は、装置本体１４に取り付けられたキャリッジ軸１５に軸方向移動自在に設けられている。そして、駆動モーター１６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１７を介してキャリッジ１２に伝達されることで、キャリッジ１２はキャリッジ軸１５に沿って移動される。一方、装置本体１４にはキャリッジ軸１５に沿ってプラテン１８が設けられており、図示しない給紙装置等により給紙された紙等の被記録媒体Ｓがプラテン１８上を搬送されるようになっている。

また、キャリッジ１２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１５の一方の端部近傍には、記録ヘッド１１のノズル形成面を封止するキャップ部材１９を有するキャッピング装置２０が設けられている。このキャップ部材１９によってノズル開口が形成されたノズル形成面を封止することにより、インクの乾燥を防止している。また、このキャップ部材１９は、フラッシング動作時のインク受けとしても機能する。

図２に示すように、記録ヘッド１１は、液体貯留手段であるインクカートリッジ１３に挿入される複数のインク供給針３１（第１供給部材）や、インクカートリッジ１３が固定されるカートリッジケース３２（第２供給部材）等の供給部材３０と、供給部材３０のインクカートリッジ１３とは反対側の面に固定されたヘッド本体２２０と、ヘッド本体２２０の液体噴射面側に設けられたカバーヘッド２４０とを具備する。

まず、供給部材３０について詳細に説明する。供給部材３０の上面図である図３及び図３のＡ−Ａ′線断面図である図４に示すように、供給部材３０を構成するカートリッジケース３２は、インクカートリッジ１３がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部３５を有する。また、カートリッジケース３２には、一端がカートリッジ装着部３５側に開口し他端がヘッド本体２２０側に開口する第２インク供給路９２（第２液体供給路）が形成されている。そして、第２インク供給路９２は、図４に示すように、インク供給針３１側から内径が一定であるフィルター室９３と、該フィルター室９３のヘッド本体２２０側の開口部である開口９４（液体供給口）でフィルター室９３と連通すると共にヘッド本体２２０とも連通する連通供給路９９とで構成されている。

また、カートリッジケース３２のカートリッジ装着部３５の第２インク供給路９２の開口部分には、インク供給針３１がフィルター３３を介して固定されている。このインク供給針３１は、一端がカートリッジケース３２側に開口し、他端がインクカートリッジ１３側に開口する第１インク供給路９１（第１液体供給路）が形成されている。そして、第１インク供給路９１は、カートリッジケース３２側から内径が漸減する幅広部９５を有している。なお、この第１インク供給路９１と第２インク供給路９２は連通しており、インクカートリッジ１３とヘッド本体２２０とをつなぐインク供給路（液体供給路）の一部を構成している。

そして、カートリッジケース３２及びインク供給針３１は、フィルター３３を挟持する領域である挟持部３９を有している。本実施形態では、挟持部３９は、カートリッジケース３２の第２インク供給路９２のカートリッジ装着部３５側の開口縁部に設けられたフィルター挟持部３７と、インク供給針３１のカートリッジケース３２側の開口縁部に設けられフィルター挟持部３７に相対向する針側フィルター挟持部４２とからなる。挟持部３９は、詳しくは後述する傾斜部３８ａが第２インク供給路９２側に形成されると共に、傾斜部３８ａの外側に平坦な平坦部３８ｂが形成されている。

また、フィルター３３は、金属を細かく編み込むことで複数の微細孔が形成されたシート状のものであり、フィルター挟持部３７と針側フィルター挟持部４２とで構成される挟持部３９で挟持されることにより、インク供給針３１に設けられた第１インク供給路９１とカートリッジケース３２に設けられた第２インク供給路９２との間に設けられている。即ち、フィルター３３は挟持部３９で挟持される挟持エリア３３ａと、挟持部３９で挟持されていないエリア、即ち、第１インク供給路９１及び第２インク供給路９２（以下、インク流路という）に露出された流路エリア３３ｂとからなる。このフィルター３３により、インク内の気泡や異物が除去される。

そして、本発明においては、供給部材３０は、カートリッジケース３２とインク供給針３１とフィルター３３を一体化する一体成型部３４を備えている。この一体成型部３４は、フィルター３３を挟持したカートリッジケース３２とインク供給針３１とを一体成型接合している。ここで、一体成型接合とは、カートリッジケース３２とインク供給針３１との両方に接触するように一体成型部３４を成型することにより、超音波溶着等によらずカートリッジケース３２とインク供給針３１とを接合することをいう。なお、本実施形態においては、カートリッジケース３２のインク供給針３１が固定される側の面に突出する壁部４３が形成されており、該壁部４３の内側に、後述する製造工程で形成される一体成型部３４が設けられている。

このように、カートリッジケース３２とインク供給針３１とが一体成型接合されているため、記録ヘッド１１を小型化することができる。詳述すると、カートリッジケース３２とインク供給針３１とが一体型接合されていない場合、カートリッジケース３２にフィルター３３を熱溶着等で溶着し、さらにインク供給針３１を超音波溶着等で溶着するという方法で製造される。この場合、カートリッジケース３２に、フィルター３３を溶着するための領域を設け、さらに、該領域の外側にインク供給針３１を溶着するための領域が必要となる。一方、本発明においては、一体成型部３４によりカートリッジケース３２とインク供給針３１とを固定しているため、このような溶着のための領域は不要となる。これにより、隣り合うインク供給針３１の間隔を短くすることができ、記録ヘッド１１を小型化することができる。また、本発明においては、このような小型化が可能であることから、フィルター３３の面積を小さくして記録ヘッド１１の小型化を図ることが不要となるため、フィルター３３の面積を過度に小さくする必要がなく、圧電素子３００や発熱素子等の圧力発生手段を駆動する駆動電圧を上げなくてもよい。

ところで、このような一体成型部３４によりカートリッジケース３２とインク供給針３１とを固定する場合、従来は一体成型接合後にフィルターが熱収縮により撓み、フィルターが、フィルター挟持部３７と針側フィルター挟持部４２とで挟持されたフィルター３３の縁部を含む平面（フィルター３３の挟持面）、即ちインク供給針３１とカートリッジケース３２との接合面Ｐ（以下、単に接合面Ｐという）よりも下側に落ち込んでしまい、その結果、気泡排出時においてフィルターが内壁面に張り付いたり、流路を閉塞したりすることにより気泡排出性が低下するという問題があった。

そこで、本実施形態においては、挟持部３９は、インク流路側にインク流路側から外側に対して、下方（下流側）に傾斜するように設けられている傾斜部３８ａを備える。これにより、傾斜部３８ａによって挟持されたフィルター３３は、傾斜部３８ａの傾きに沿って傾斜して、接合面Ｐよりもインク供給針３１側に凸となる。具体的には、フィルター３３の挟持エリア３３ａが傾斜した状態で挟持部３９により挟持され、この状態で成型時にフィルター３３が収縮されることで、フィルター３３は中央が最もインク供給針３１側に突出し、緩やかに傾斜した曲面状となっている。即ち、本実施形態では、挟持部３９に傾斜させた傾斜部３８ａを設けることで、フィルター３３を接合面Ｐよりもインク供給針３１側に突出させることができるので、フィルター３３の流路エリア３３ｂの周縁部と内壁面９６との距離を大きくすることができる。この結果、本実施形態においては、フィルター３３が内壁面９６側に変形することを防止できる。そして、これにより、気泡排出動作時においてフィルター３３が内壁面９６に張り付いたり、流路を閉塞したりすることを防止できるので、気泡排出性の低下を抑制することができる。また、フィルター３３が内壁面９６側に変形することを防止できるので、フィルター３３と内壁面９６との間に気泡を溜まりにくくすることができる。

さらにまた、本実施形態のように、フィルター３３をインク供給針３１側に凸となるようにすることで、ノズル開口７１（図５参照）側からインクを吸引するクリーニング動作（気泡排出動作）時における気泡排出性が向上する。即ち、気泡排出動作を行う場合には、気泡が一カ所に集まって一つの気泡となっている方が気泡を排出しやすい。本実施形態では、フィルター３３の中央部が凸となっていることで、フィルター３３下流側に滞留した気泡がこの凸となっている領域に集まりやすくなっているので、これにより、平坦なフィルターを用いる場合に比べて気泡排出性が向上しているのである。

なお、本実施形態では、このようにフィルター３３がインク供給針３１側に凸となるように構成されていることから、フィルター３３が平坦である場合に比べて流速が低下することも考えられるので、これを防止する必要がある。そこで、本実施形態では、フィルター室９３の内径が一定であるように、即ち、フィルター室９３の内壁面９６は、平坦な底面部を有するように構成している。このようにフィルター室９３の内径が一定であることから、流速が低下することを抑制でき、かつ、フィルター３３と内壁面９６との距離を広げることができるので、気泡排出動作時においてフィルター３３が内壁面９６に張り付くことを防止することが可能である。

このようにフィルター３３を凸とする場合においても、本実施形態のように挟持部３９によりフィルター３３を傾斜させて挟持することで、フィルター３３全体を簡易にインク供給針３１側に凸とすることができる。例えば、内壁面９６に、インクの流れを妨げないように接合面Ｐよりも突出した突出部材を一つ設けてフィルター３３をインク供給針に突出させることも考えられるが、一つの突出部材によりどの程度フィルターを押し上げることができるかを考慮してフィルターと内壁面との距離が適当であるように突出部材の大きさを設定する必要がある。このため、本実施形態のように傾斜部３８ａにより、フィルター３３を屈曲させてインク供給針３１側に突出させることが好ましい。

なお、一体成型接合では、フィルター３３が変形しているか否かは外観からは判別できず、フィルター３３の変形を把握するためにはフィルター３３が設けられた部材を破壊等して確認する必要があるが、本実施形態においては挟持部３９に傾斜部３８ａを設けることでフィルター３３がインク供給針３１側に突出するようになることから、フィルター３３が設けられた部材を破壊等してフィルター３３が内壁面９６側に変形しているか否かを確認する必要はない。

上述したインクジェット式記録ヘッド１１、特に供給部材３０は、例えば次のように製造する。

カートリッジケース３２のフィルター挟持部３７とインク供給針３１の針側フィルター挟持部４２の間に、フィルター３３を配置する。この場合に、フィルター挟持部３７と針側フィルター挟持部４２の挟持部３９には、傾斜部３８ａの外側（一体成型部３４側）に設けられた平坦部３８ｂが形成されているので、この平坦部３８ｂにフィルター３３を載置することでフィルター３３を安定して保持することができる。そして、この状態でカートリッジケース３２とインク供給針３１とでフィルター３３を挟持する（挟持工程）。この挟持工程において、フィルター３３は、傾斜部３８ａにより屈曲されてインク供給針３１側に突出される。なお、カートリッジケース３２を斜めにした状態などでフィルター３３を取り付ける場合には、吸引しながらカートリッジケース３２とインク供給針３１とでフィルター３３を挟持する。

次に、フィルター３３を挟持したカートリッジケース３２及びインク供給針３１を金型で保持すると共に、該金型とカートリッジケース３２の表面と壁部４３の内面とで空間を形成し、該空間に加熱した樹脂を注入した後冷却して樹脂を硬化させることにより、一体成型部３４を形成する（図４参照）（一体成形工程）。本実施形態では、一体成型部３４を形成する際に、カートリッジケース３２とインク供給針３１の線膨張率の差や、一体成型部３４を形成する樹脂の熱収縮等に起因して、フィルター３３に力がかかりフィルター３３がさらにインク供給針３１側に凸となる。即ち、収縮により、傾斜部３８ａにより突出されたフィルター３３は、中央部がさらにインク供給針３１側に突出し、図４に示すようにフィルター３３は全体がインク供給針３１側に凸となった曲面状となる。これにより、フィルター３３がカートリッジケース３２の内壁面９６側に変形することが防止され、気泡排出動作時における気泡排出性の低下が抑制される。即ち、本実施形態においては、傾斜部３８ａを設けてフィルター３３がインク供給針３１側に凸となるように突出させていることで、フィルター３３に応力がかかってフィルター３３がさらにインク供給針３１側に突出する。これにより、図４に示すようにカートリッジケース３２の内壁面９６とフィルター３３との距離が離れるので、気泡排出動作時においてフィルター３３がカートリッジケース３２の内壁面９６に張り付いたり、変形したフィルター３３により流路が閉塞されて気泡排出性が低下することをより防止できる。

以降、この供給部材３０に、ヘッドケース２３０を介してヘッド本体２２０を設け（設置工程）、このヘッド本体２２０を覆うようにカバーヘッド２４０を取り付けることで記録ヘッド１１が形成される（図２参照）。

このような供給部材３０のインクカートリッジ１３とは反対側には、ヘッド本体２２０が設けられている。ここで、ヘッド本体２２０について図５及び図６を用いて説明する。なお、図５は、ヘッド本体の分解斜視図であり、図６は、ヘッド本体の断面図である。

図示するように、ヘッド本体２２０を構成する流路形成基板６０は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、その一方面には二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板６０には、その他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６２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６２の長手方向外側には、後述するリザーバー形成基板８０に設けられるリザーバー部８１と連通し、各圧力発生室６２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成する連通部６３が形成されている。また、連通部６３は、供給路６４を介して各圧力発生室６２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。すなわち、本実施形態では、流路形成基板６０に形成された液体流路として、圧力発生室６２、連通部６３及び供給路６４が設けられている。

また、流路形成基板６０の開口面側には、ノズル開口７１が形成されたノズルプレート７０が接着剤４００を介して固着されている。具体的には、複数のヘッド本体２２０に対応するように複数のノズルプレート７０が設けられており、当該ノズルプレート７０は後で詳述するカバーヘッド２４０の露出開口部２４１よりも若干広い面積を有してカバーヘッド２４０と重畳する領域で接着剤等によって固定されている。なお、ノズルプレート７０のノズル開口７１は、各圧力発生室６２の供給路６４とは反対側で連通する位置に穿設されている。本実施形態では、流路形成基板６０に圧力発生室６２が並設された列を２列設けたため、１つのヘッド本体２２０にノズル開口７１の並設されたノズル列７１Ａが２列設けられている。そして、本実施形態では、このノズルプレート７０のノズル開口７１が開口する面が液体噴射面となっている。このようなノズルプレート７０としては、例えば、シリコン単結晶基板やステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属基板などが挙げられる。

一方、流路形成基板６０の開口面とは反対側には、弾性膜５０上に、金属からなる第１電極と、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料からなる圧電体層と、金属からなる第２電極とを順次積層することで形成された圧電素子３００が形成されている。

このような圧電素子３００が形成された流路形成基板６０上には、リザーバー１００の少なくとも一部を構成するリザーバー部８１を有するリザーバー形成基板８０が接合されている。このリザーバー部８１は、本実施形態では、リザーバー形成基板８０を厚さ方向に貫通して圧力発生室６２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板６０の連通部６３と連通されて各圧力発生室６２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成している。

また、リザーバー形成基板８０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部８２が設けられている。

さらに、リザーバー形成基板８０上には、各圧電素子３００を駆動するための半導体集積回路（ＩＣ）等からなる駆動回路１１０が設けられている。この駆動回路１１０の各端子は、図示しないボンディングワイヤー等を介して各圧電素子３００の個別電極から引き出された引き出し配線と接続されている。そして、駆動回路１１０の各端子には、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）等の外部配線１１１を介して外部と接続され、外部から外部配線１１１を介して印刷信号等の各種信号を受け取るようになっている。

また、このようなリザーバー形成基板８０上には、コンプライアンス基板１４０が接合されている。コンプライアンス基板１４０のリザーバー１００に対向する領域には、リザーバー１００にインクを供給するためのインク導入口１４４が厚さ方向に貫通することで形成されている。また、コンプライアンス基板１４０のリザーバー１００に対向する領域のインク導入口１４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部１４３となっており、リザーバー１００は、可撓部１４３により封止されている。この可撓部１４３により、リザーバー１００内にコンプライアンスを与えている。
また、コンプライアンス基板１４０上には、ヘッドケース２３０が固定されている。

ヘッドケース２３０は、インク導入口１４４に連通すると共に供給部材３０のインク供給路に連通して、供給部材３０からのインクをインク導入口１４４に供給するインク供給連通路２３１が設けられている。このヘッドケース２３０には、コンプライアンス基板１４０の可撓部１４３に対向する領域に溝部２３２が形成され、可撓部１４３の撓み変形が適宜行われるようになっている。また、ヘッドケース２３０には、リザーバー形成基板８０上に設けられた駆動回路１１０に対向する領域に厚さ方向に貫通した駆動回路保持部２３３が設けられており、外部配線１１１は、駆動回路保持部２３３を挿通して駆動回路１１０と接続されている。

ヘッド本体２２０を構成する各部材には、組立時に各部材を位置決めするためのピンが挿入されるピン挿入孔２３４が角部の２箇所に設けられている。そして、ピン挿入孔２３４にピンを挿入して各部材の相対的な位置決めを行いながら部材同士を接合することで、ヘッド本体２２０が一体的に組み合わせられる。

また、ヘッドケース２３０を介して供給部材３０に保持されたヘッド本体２２０は、図２に示すように、５つのヘッド本体２２０の液体噴射面側を覆うように箱形状を有するカバーヘッド２４０によって相対的に位置決めされて保持されている。カバーヘッド２４０は、ノズル開口７１を露出する露出開口部２４１と、露出開口部２４１を画成すると共にヘッド本体２２０の液体噴射面の少なくともノズル列７１Ａの並設されたノズル開口７１の両端部側に接合されるヘッド接合部２４２とを具備する。

また、カバーヘッド２４０には、ヘッド本体２２０の液体噴射面の側面側に、液体噴射面の外周縁部に亘って屈曲するように延設された側壁部２４５が設けられている。

このようにカバーヘッド２４０は、ヘッド接合部２４２をヘッド本体２２０の液体噴射面に接着するようにしたため、液体噴射面とカバーヘッド２４０との段差を減少させることができ、液体噴射面のワイピングや吸引動作などを行っても、液体噴射面にインクが残留するのを防止することができる。また、梁部２４４によって隣接するヘッド本体２２０の間が塞がれているため、隣接するヘッド本体２２０の間にインクが侵入することがなく、圧電素子３００や駆動回路１１０などのインクによる劣化及び破壊を防止することができる。また、ヘッド本体２２０の液体噴射面とカバーヘッド２４０との間は、接着剤によって隙間なく接着されているため、隙間に被記録媒体Ｓが入り込むのを防止してカバーヘッド２４０の変形及び紙ジャムを防止することができる。さらに、側壁部２４５が、複数のヘッド本体２２０の外周縁部を覆うことで、ヘッド本体２２０の側面へのインクの回り込みを確実に防止することができる。また、カバーヘッド２４０に、ヘッド本体２２０の液体噴射面と接合されるヘッド接合部２４２を設けるようにしたため、複数のヘッド本体２２０の各ノズル列７１Ａをカバーヘッド２４０に対して高精度に位置決めして接合することができる。

このようなカバーヘッド２４０としては、例えば、ステンレス鋼などの金属材料が挙げられ、金属板をプレス加工により形成してもよく、成型により形成するようにしてもよい。また、カバーヘッド２４０を導電性の金属材料とすることで、接地することができる。なお、カバーヘッド２４０とノズルプレート７０との接合は、特に限定されず、例えば、熱硬化性のエポキシ系接着剤や、紫外線硬化型の接着剤による接着などが挙げられる。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１１は、インクカートリッジ１３からのインクを第１インク供給路９１及び第２インク供給路９２を介して取り込み、インク供給連通路２３１及びインク導入口１４４を介して、リザーバー１００からノズル開口７１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１１０からの記録信号に従い、各圧力発生室６２に対応するそれぞれの圧電素子３００に電圧を印加し、弾性膜５０及び圧電素子３００を撓み変形させることにより、各圧力発生室６２内の圧力が高まりノズル開口７１からインク滴が吐出する。

（実施形態２）
本実施形態においては、実施形態１に記載されたインクジェット式記録ヘッド１１において、さらに第１インク供給路９１及び第２インク供給路９２に突起（突出部材９７ａ及び規制部材９７ｂ）を設けたものである。以下、図７及び図８を用いて詳細に説明する。

本実施形態においては、カートリッジケース３２の内壁面９６に、接合面Ｐよりもインク供給針３１側に突出した２つの突出部材９７ａが設けられている。突出部材９７ａは、柱状突起であり、フィルター３３の流路エリア３３ｂを下流側から支持している。この突出部材９７ａを設けることで、傾斜部３８ａだけでなく、突出部材９７ａによりフィルター３３の流路エリア３３ｂが接合面Ｐよりもインク供給針３１側に持ち上げられ、フィルター３３が、より確実にインク供給針３１側に凸となる。このように傾斜部３８ａと突出部材９７ａとを併用して用いることで、フィルター３３が接合面Ｐよりも確実に突出するので、インクの流量が多い場合であっても、フィルター３３の流路エリア３３ｂの周縁部と内壁面９６との距離を確実に大きくすることができる。この結果、本実施形態においては、気泡排出動作時においてフィルター３３が内壁面９６に張り付くことをより確実に防止でき、気泡排出性の低下を抑制できる。また、フィルター３３の流路エリア３３ｂの周縁部と内壁面９６との距離を確実に大きくすることができるので、フィルター３３と内壁面９６との間に気泡を溜まりにくくすることができる。

また、フィルター３３を突出部材９７ａで支持することにより、常にフィルター３３と内壁面９６との間に空隙を設けることができるので、気泡排出動作においてノズル開口側から吸引した場合に、フィルター３３が引っ張られて内壁面９６側に張り付いたり、フィルター３３の変形により流路が閉塞されることを確実に防止できる。

具体的には、突出部材９７ａは、上面視においてフィルター室９３の直径方向に離間した状態で設けられている。直径方向に離間して設けることで、フィルターの折れ曲がりを効果的に抑制することができる。また、突出部材９７ａは、挟持部３９からも離間して設けられている。離間して設けていることで、挟持部３９と突出部材９７ａとの間のインクの流れを確保することができ、これによりインクが滞留して気泡が溜まることを抑制している。例えば、本実施形態とは異なって挟持部３９と連続的な突出部材を設けるとすれば、突出部材間にインクが滞留しやすくなり、気泡が溜まりやすくなってしまうのである。

また、突出部材９７ａ同士が所定の間隔を開けて設けられていることで、カートリッジケース３２内におけるインク流路でのインクの流れを妨げず、流速が低下することがない。例えば、本実施形態とは異なって所定の間隔を開けて離間させることなく周方向に対して連続的に突出部材を設けると、インクが滞留してしまい、その部分において気泡が溜まりやすくなってしまうのである。さらに、突出部材９７ａをインク流路の形状に沿うように配置していることから、突出部材９７ａによりインクの流れを妨げることがなく、突出部材９７ａの付近に気泡が溜まることを抑制できる。また、本実施形態では、突出部材９７ａは偏りなく、内壁面９６に対して対称となるように設けられている。このように突出部材９７ａを内壁面９６に対して対称に偏りなく設けることで、フィルター３３全体を均一に突出させることができ、これによって気泡排出動作時のフィルター３３の内壁面９６への張り付きや気泡が溜まることをより抑制することができる。そして、突出部材９７ａを周方向に沿って離間して設けていることから、フィルター３３の一部が内壁面９６側に落ち込むことがなく、これによって気泡排出動作時のフィルター３３の内壁面９６への張り付きや気泡が溜まることをより抑制することができる。

さらに、本実施形態においては、インク供給針３１側の内壁面にも、上述した突出部材９７ａと対向するように、フィルター室９３側に突出して、フィルター３３の凸状変形を規制する規制部材９７ｂが設けられている。この規制部材９７ｂは、リブ状部材であり、この規制部材９７ｂを設けることで、フィルター３３の凸状の変形が大きくなりすぎないように規制している。フィルター３３の凸状の変形が大きくなりすぎると、インク供給針３１に張り付くことがあるだけでなく、インクの流速を確保できず、また、フィルター３３の強度が低下することが考えられるからである。

このように、本実施形態においては、突出部材９７ａを設けることで、実施形態１よりも気泡排出動作においてノズル開口側から吸引した場合に、フィルター３３が引っ張られて気泡排出動作時において内壁面９６側に張り付くことを確実に防止できると共に、規制部材９７ｂによりフィルター３３の変形を規制することができる。

以上、本発明の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。実施形態２では、突出部材９７ａは、一つの内壁面９６に対して２つ設けたが、この数はこれに限定されるものではない。複数の突出部材９７ａを、フィルター３３をインク供給針３１側に突出させると共にインクの流れを妨げないように設けるものであれば、数や形状は限定されるものではない。例えば、本実施形態では突出部材９７ａを柱状としたが、壁面状であってもよい。また、突出部材９７ａは、実施形態２では接合面Ｐよりもインク供給針３１側に突出するものとしたが、これに限定されず、接合面Ｐよりも突出していなくてもよい。接合面Ｐよりも突出していなかったとしても、フィルター３３が気泡排出動作時に内壁面９６に張り付くことを防止できるからである。しかしながら、本実施形態のように接合面Ｐよりも突出するように設けることで、より内壁面９６との張り付きを防止することができるため、好ましい。

また、規制部材９７ｂも、フィルター３３の変形を規制することができれば、その形状や数は限定されない。
また、実施形態２では、突出部材９７ａと規制部材９７ｂとを設けたが、どちらか一方のみを設けてもよい。

上述した各実施形態では、インクカートリッジ１３は直接インク供給針３１に着脱可能に接続しているが、これに限定されない。例えば、インクカートリッジ１３とインク供給針３１との間に、図示しない可撓性のチューブからなる供給管を配して、距離を離して配置されたインクカートリッジからのインクをインク供給針３１に供給するように構成してもよい。

上述した各実施形態では、フィルター３３をインク供給針３１とカートリッジケース３２とで挟持した後、一体成型部３４により一体成型接合させたものとしたが、一体成型接合されていればこれに限定されない。例えば、フィルター３３をカートリッジケース３２に溶着し、その後フィルター３３が溶着されたカートリッジケース３２とインク供給針３１とを一体成型部３４により一体成型接合させたものとしてもよい。フィルター３３をカートリッジケース３２に溶着する際にも、熱等によりフィルター３３が変形してよれてしまうが、本発明においては、傾斜部３８ａが設けられていることで、フィルター３３溶着の際にフィルター３３の変形が生じたとしても、気泡排出時においてフィルター３３が内壁面９６に張り付いたりフィルター３３の変形により流路が閉塞されたりすることにより気泡排出性が低下することを抑制することができる。

さらに、上述した各実施形態では、フィルター３３は、金属を編み込んだシート状のものとしたが、これに限定されない。例えば、金属板を打ち抜いて形成したものや、微細孔を有する樹脂からなるシート状のものであってもよい。

上述した各実施形態では、液体貯留手段であるインクカートリッジ１３を供給部材３０に着脱自在となるように設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、液体貯留手段として、インクタンク等を記録ヘッド１１とは異なる位置に設け、液体貯留手段と記録ヘッド１１とをチューブなどの供給管を介して接続するようにしてもよい。すなわち、上述した各実施形態では、第１供給部材として針状のインク供給針３１を例示したが、第１供給部材は、針状のものに限定されるものではない。

また、上述した各実施形態では、２つの液体供給路に対して１つのヘッド本体２２０が設けられた構成を例示したが、インクの色毎に複数のヘッド本体を設けるようにしてもよい。このような場合には、各液体供給路が、各ヘッド本体に連通する。すなわち、各液体供給路が、各ヘッド本体に設けられたノズル開口が並設されたノズル列毎に連通するように設けられていてもよい。もちろん、液体供給路は、ノズル列毎に連通しなくてもよく、１つの液体供給路が複数のノズル列に連通していてもよく、また、１列のノズル列を２つに分け、それぞれに液体供給路が連通していてもよい。すなわち、液体供給路は、複数のノズル開口からなるノズル開口群に連通していればよい。

さらに、上述の各実施形態では、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド１１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、プリンター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を挙げることができる。

１０ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １１ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ３０ 供給部材、 ３１ インク供給針、 ３２ カートリッジケース、 ３３ フィルター、 ３４ 一体成型部、 ９１ 第１インク供給路、 ９２ 第２インク供給路、 ９３ フィルター室、 ９４ 開口、 ９６ 内壁面、 ９７ａ 突出部材

Claims (5)

1. 液体貯留手段から液体供給路を介して供給された液体を噴射するヘッド本体と、
   前記液体供給路の一部を構成する第１液体供給路が設けられた第１供給部材と、
   前記第１液体供給路と連通して前記液体供給路の一部を構成する第２液体供給路が設けられ、前記ヘッド本体に前記液体を供給する第２供給部材と、
   前記第１液体供給路と前記第２液体供給路との間に狭持されたフィルターと、
   前記第１供給部材と前記第２供給部材とを一体成型接合する一体成型部とを備え、
   前記第１供給部材と前記第２供給部材とからなり前記フィルターを挟持する挟持部は、前記液体供給路側から外側に向かって下流側に傾斜している傾斜部を備え、
   前記第２液体供給路は、前記フィルター側にフィルター室を具備し、
   前記フィルターを狭持する面と対向する前記フィルター室の面は、前記フィルターを狭持する面との距離が一定であり、
   前記フィルター室は、内径が一定であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記フィルターは、前記第１供給部材と前記第２供給部材とで挟持される挟持エリアと、流路エリアとを有し、
   前記第２液体供給路の前記流路エリアに対向する内壁面には、前記第１液体供給路側に突出した突出部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記突出部材は、前記フィルターを狭持する面よりも前記第１液体供給路側に突出していることを特徴とする請求項２記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記第１液体供給路の前記流路エリアに対向する内壁面には、前記フィルターに向かって突出し、上流側から前記フィルターを規制する規制部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。

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