JP6237062B2 - 液体吐出装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出装置およびその製造方法に関する。

液体吐出装置として、記録用紙にインクを吐出して画像などを記録するインクジェットヘッドが知られている。インクジェットヘッドでは、印刷時に記録用紙の反り、および、紙詰りなどが生じた場合、インク吐出面に記録用紙が接触し、インク吐出面に形成されたノズルおよびその周囲が損傷するおそれがある。この問題を解決するために、特許文献１では、インク吐出面よりも下方に突出するように、インクジェットヘッドの外縁にノズルガイドが別途取り付けられている。

特開２０１３−１３２７６４号公報

特許文献１では、インクジェットヘッドに、別部材であるノズルガイドが取り付けられている。従って、部品点数が多くなり、コストが増加する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、コストを抑えつつ、吐出対象がノズルおよびその周囲に接触することを抑制でき、且つ、流路構造体の剛性を高めた、液体吐出装置を提供することである。

第１の発明の液体吐出装置は、液体流路が形成された流路構造体と、前記流路構造体の一面に積層されるとともに、前記液体流路にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたノズル形成部材と、を備え、前記流路構造体は、前記一面に凹部を有し、前記ノズル形成部材は、その厚みが前記凹部の深さより小さく、前記凹部に収容されていることを特徴とするものである。

本発明では、液体流路が形成された流路構造体は、その一面に凹部を有し、ノズル形成部材は、その厚みが凹部の深さより小さく、凹部に収容されている。これにより、液体吐出面と吐出対象との接触を抑制することができる。従って、吐出対象がノズルおよびその周囲に接触しにくくなる。また、流路構造体は、本来、ノズルから液体を吐出するために必要な液体流路が形成された部分に加えて、ノズル形成部材を取り囲む部分も有している。従って、このノズル形成部材を取り囲む部分の厚み分が、ノズルから液体を吐出するために必要な流体流路が形成された部分の厚みに加わる。厚みが増加することにより、流路構造体は、剛性が高まる。従って、流路構造体のハンドリング性が向上する。また、流路構造体自体に段差が設けられているため、別途、液体吐出面を保護するための部材を取り付ける必要がない。従って、部品点数を少なく抑えることができるため、コストを削減することができる。

第２の発明の液体吐出装置は、前記第１の発明において、前記凹部の内側面と前記ノズル形成部材の側面との間に、充填材が充填されていることを特徴とするものである。

本発明では、凹部の内側面とノズル形成部材の側面との間に充填材が充填されている。従って、充填材によって、凹部の内側面とノズル形成部材の側面との間を埋めることができる。これにより、凹部の内側面とノズル形成部材の側面との間に液体が溜まることを防止できる。また、ワイプによって液体を拭き取った際の液体の飛散を防止することができる。さらに、ワイプによって液体を拭き取る際の、凹部の内側面もしくはノズル形成部材の側面と、ワイプとの引っ掛かりを防止することができる。また、ノズル形成部材の剥がれを防止することができる。

第３の発明の液体吐出装置は、前記第１又は２の発明において、複数の前記ノズル形成部材を有し、前記流路構造体の前記一面には、前記複数のノズル形成部材がそれぞれ収容される複数の前記凹部が形成され、複数の前記凹部の間には、隣り合う凹部を隔てる凸部が形成されていることを特徴とするものである。

本発明では、液体吐出装置は、複数のノズル形成部材を有し、流路構造体の一面には、複数のノズル形成部材がそれぞれ収容される複数の凹部が形成されている。従って、液体吐出装置の全ノズルが、複数のノズル形成部材に分けられて形成されている。それぞれのノズル形成部材が個別に凹部に収容されることによって、凹部によって形成される段差からノズル形成部材に形成された各ノズルまでの距離を小さくすることができる。これにより、ノズルおよびその周囲に吐出対象が接触することをより抑制することができる。また、流路構造体は、例えば、広い領域に１つの面積の大きな凹部が設けられている場合に比べて、隣り合う凹部を隔てる凸部が存在する分、厚みの厚い部分が多くなり、剛性が高くなる。これにより、流路構造体のハンドリング性がより向上する。

第４の発明の液体吐出装置は、前記第３の発明において、前記各ノズル形成部材に形成された複数の前記ノズルによって１つのノズル群が構成され、複数の前記ノズル群の間で前記ノズルから吐出される液体が異なることを特徴とするものである。

本発明では、各ノズル形成部材に形成された複数のノズルによって１つのノズル群が構成され、複数のノズル群の間でノズルから吐出される液体が異なる。従って、複数のノズル群が形成されたノズル形成部材が複数の凹部にそれぞれ収容され、隣接する凹部が凸部によって隔てられているため、異なる種類の液体同士が混ざり合いにくくなる。

第５の発明の液体吐出装置は、前記第４の発明において、前記流路構造体の前記一面には、前記複数のノズル群をそれぞれ覆う複数のキャップ部を有するキャップ部材が接触可能であって、前記凸部には、前記複数のキャップ部を隔てる隔壁部がそれぞれ当接することを特徴とするものである。

本発明では、流路構造体の一面には、複数のノズル群をそれぞれ覆う複数のキャップ部を有するキャップ部材が接触可能であって、凸部には、複数のキャップ部を隔てる隔壁部がそれぞれ当接する。従って、キャップ部材と流路構造体の一面との接触時、隔壁部によって、隣接するキャップ部の間を確実にシールすることができる。これにより、異なる種類の液体が混ざり合うことを確実に防止することができる。

第６の発明の液体吐出装置は、前記流路構造体は、前記第１の発明において、前記流路構造体は、プレート状の第１部材と、前記第１部材に積層される第２部材とを有し、前記第１部材には、前記液体流路のうち、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の第１流路部分が形成され、且つ、その一面に前記凹部が形成され、前記第２部材は、前記第１部材の前記一面と反対側の面に積層され、前記液体流路のうち、前記複数の第１流路部分と連通する第２流路部分が形成されていることを特徴とするものである。

液体流路のうち、第１流路部分が形成される部材がプレート状であって、厚みが薄いと、その剛性は低くなるため、ハンドリング性の悪さがとくに問題となる。しかしながら、本発明では、第１部材の一面にノズル形成部材が収容される凹部が形成されている。従って、第１部材には、本来、ノズルから液体が吐出するために必要な、第１流路が形成される部分に加えて、ノズル形成部材を取り囲む部分が形成されている。すなわち、第１部材には、このノズル形成部材を取り囲む部分の厚み分が、ノズルから液体が吐出するために必要な第１流路が形成される部分の厚みに加わることになる。厚みが増加することにより、第１部材は、剛性が高まる。従って、第１部材のハンドリング性が向上する。

第７の発明の液体吐出装置は、前記第６の発明において、前記第１部材には、前記第２部材に対して位置決めするための位置決め穴が、前記積層方向からみて、前記ノズル形成部材が収容された前記凹部の外側に設けられ、前記位置決め穴には、穴埋め剤が充填されていることを特徴とするものである。

位置決め穴は、液体が溜まることを防止するため、塞ぐことが望ましい。ここで、位置決め穴をノズル形成部材によって塞ごうとすると、ノズル形成部材を収容させる凹部に位置決め穴を形成することになる。しかしながら、凹部に位置決め穴を形成した場合、その分、凹部の大きさが大きくなる。従って、段差とノズルおよびその周囲との距離が大きくなる。

本発明では、位置決め穴が、積層方向からみて、ノズル形成部材が収容された凹部の外側に設けられている。従って、位置決め穴と関係なく、凹部の大きさを小さくすることができる。これにより、よりノズルに近い位置に段差を形成することができるため、ノズルおよびその周囲に吐出対象が接触することをより抑制することができる。また、位置決め穴には、穴埋め剤が充填されている。従って、穴埋め材によって、位置決め穴を埋めることができる。これにより、位置決め穴に液体が溜まることを防止できる。

第８の発明の液体吐出装置の製造方法は、複数の液体流路が形成される流路構造体と、前記流路構造体の一面に積層されるとともに、前記複数の液体流路にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されるノズル形成部材と、を備えた液体吐出装置の製造方法であって、前記流路構造体の一面に、凹部を形成する凹部形成工程と、その厚みが前記凹部の深さより小さい前記ノズル形成部材を、前記凹部に収容して積層する積層工程と、前記ノズル形成部材に、前記液体流路と連通する前記複数のノズルを形成するノズル形成工程と、を備えていることを特徴とするものである。

本発明では、請求項１の発明と同様に、コストを抑えつつ、吐出対象がノズルおよびその周囲に接触することを抑制できる。また、流路構造体の剛性を高めることができる。

本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す上面図である。 インクジェットヘッドの上面図である。 インクジェットヘッドの下面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は、キャップ部材によってノズル吐出面が覆われた際のインクジェットヘッドの断面図であって、（ｂ）は、ワイパー拭き取り時のインクジェットヘッドの断面図である。 インクジェットヘッドの製造工程を示す図である。 変形例のインクジェットヘッドの下面図である。 変形例のインクジェットヘッドの下面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態は、記録用紙にインクの液滴を吐出することによって画像などを印刷するインクジェットプリンタに、本発明を適用した一例である。インクジェットプリンタ１は、図１に示すように、プラテン２と、キャリッジ３と、インクジェットヘッド４と、搬送機構５と、メンテナンス機構６と、制御装置７などを備える。なお、以下では、図１の紙面手前側を上方、紙面向こう側を下方と定義して、適宜、「上」「下」の方向語を使用して説明する。また、記録用紙Ｐの搬送方向を「搬送方向」、キャリッジ３の走査方向を「走査方向」とする。

プラテン２には、その上面に被記録媒体である記録用紙Ｐが載置される。キャリッジ３は、プラテン２と対向する領域において、２本のガイドレール８，９に沿って走査方向に往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ３には、無端ベルト１０が連結されている。キャリッジ３は、キャリッジ駆動モータ１１によって無端ベルト１０が駆動されることにより、走査方向に移動する。

インクジェットヘッド４は、キャリッジ３に取り付けられており、キャリッジ３とともに走査方向に移動する。インクジェットヘッド４は、インクジェットプリンタ１に装着された４色（ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ））のインクカートリッジ１２ｋ，１２ｙ，１２ｃ，１２ｍと、チューブ（不図示）によって接続されている。なお、４色のインクのうち、ブラックインクは顔料インクであり、その他の３色のカラーインクは染料インクである。

また、インクジェットヘッド４の下面には、複数のノズル１３が形成されている。複数のノズル１３は、搬送方向に沿って配列されており、走査方向に並ぶ４列のノズル列４４ｋ，４４ｙ，４４ｃ，４４ｍを構成している。４列のノズル列４４ｋ，４４ｙ，４４ｃ，４４ｍには、４つのインクカートリッジ１２ｋ，１２ｙ，１２ｃ，１２ｍから４色のインクがそれぞれ供給される。なお、“ｋ”、“ｙ”、“ｃ”、“ｍ”は、それぞれ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタにそれぞれ対応している。ブラック以外の、イエロー、シアン、マゼンタの３色のインクを、特に、カラーインクと称する。インクジェットヘッド４は、プラテン２に載置された記録用紙Ｐに対して、４列のノズル列４４ｋ，４４ｙ，４４ｃ，４４ｍから４色のインクをそれぞれ吐出させる。なお、インクジェットヘッド４の具体的な構成については、後で詳述する。

搬送機構５は、搬送方向にプラテン２を挟むように配置された２つの搬送ローラ４１，４２を有する。２つの搬送ローラ４１，４２は、搬送モータ（不図示）によって駆動される。搬送機構５は、２つの搬送ローラ４１，４２により、プラテン２の上面に載置された記録用紙Ｐを搬送方向に搬送する。

メンテナンス機構６は、走査方向に関するキャリッジ３の移動範囲のうちの、記録用紙Ｐと対向する領域よりも外側（図１における右側）の位置に配置されている。メンテナンス機構６は、キャップ部材３５と、吸引ポンプ３１と、ワイパー４０とを備える。

キャップ部材３５は、印刷後、キャリッジ３がメンテナンス機構６の直上の位置に移動し、インクジェットヘッド４の下面がキャップ部材３５と対向した状態で、キャップ駆動モータ（不図示）により上方に駆動される。これにより、キャップ部材３５は隔壁部３５ｃによって隔てられた第１キャップ部３５ａと第２キャップ部３５ｂとが、ノズル列４４ｋとノズル列４４ｙ，４４ｃ，４４ｍとをそれぞれ覆うようにインクジェットヘッド４の下面に密着する（キャッピング）。

また、キャップ部材３５には、チューブ３７および切り替え装置３８を介して吸引ポンプ３１が接続されている。吸引ポンプ３１を用いて第１キャップ部３５ａおよび第２キャップ部３５ｂ内のインクをそれぞれ吸引する。この吸引は、切り替え装置３８によって、第１キャップ部３５ａと第２キャップ部３５ｂとの間で切り替えられる。吸引ポンプ３１によって、ノズル列４４ｋとノズル列４４ｙ，４４ｃ，４４ｍとから、ブラックインクとカラーインクとをそれぞれ排出する（吸引パージ）。これにより、気泡等に起因するノズル１３の吐出不良が解消される。

ワイパー４０は、キャップ部材３５よりもプラテン２側の位置に立設されている。ワイパー４０は、例えば、可撓性を有するゴムなどからなる。ノズル列４４ｋとノズル列４４ｙ，４４ｃ，４４ｍとから、ブラックインクとカラーインクとをそれぞれ排出させた後、ワイパー４０を上昇させる。その後、キャリッジ３が走査方向に移動することによって、ワイパー４０は、インクジェットヘッド４の下面に付着したインクを拭き取る。

制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、各種制御回路を含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを備える。制御装置７は、インクジェットヘッド４、キャリッジ駆動モータ１１、搬送モータ（不図示）、キャップ駆動モータ（不図示）、吸引ポンプ３１など、インクジェットプリンタ１の様々な装置あるいは駆動部と接続されている。

制御装置７は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵ及びＡＳＩＣにより、様々な処理を実行させる。例えば、制御装置７は、メンテナンス機構６のキャップ駆動モータ（不図示）や吸引ポンプ３１などを制御して、キャッピング、吸引パージなどを実行させる。なお、制御装置７が、ＣＰＵ及びＡＳＩＣによって各種の処理を行う例を挙げたが、本発明はこれに限るものではなく、制御装置７はいかなるハードウェア構成で実現してもよい。例えば、ＣＰＵのみ又はＡＳＩＣのみで処理を行ってもよい。また、２以上のＣＰＵや、２以上のＡＳＩＣに機能を分担して実現してもよい。

次に、インクジェットヘッド４の具体的な構成について説明する。インクジェットヘッド４は、図２〜図４に示すように、流路ユニット２６と、圧電アクチュエータ３０とを備えている。

まず、流路ユニット２６について説明する。流路ユニット２６は、プレート積層体２０と、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂとを有する。プレート積層体２０は、インクジェットヘッド４の下面側から順に、プレート２１，２２，２３，２４が積層されることによって構成されている。プレート２１，２２，２３，２４は、例えば、ステンレス鋼などの金属材料からなる。最下層のプレート２１の下面には、第１凹部２９ａと第２凹部２９ｂとが形成されている。第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂには、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂがそれぞれ収容されている。ノズル形成部材２７ａ，２７ｂは、例えば、合成樹脂などからなる。より具体的には、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂは、例えば、ポリイミドなどからなる。

最上層のプレート２４には、インク供給口１４が形成されている。インク供給口１４は、インクの色ごとに１つずつ、計４つ形成されている。４つのインク供給口１４は、走査方向に配列されている。４つのインク供給口１４は、４つのインクカートリッジ１２ｋ，１２ｙ，１２ｃ，１２ｍ（図１参照）とそれぞれ接続されている。

プレート２２には、マニホールド１９が形成されている。マニホールド１９は、色ごとに１本ずつ、計４本形成されている。４本のマニホールド１９は、プレート２４に形成された４つのインク供給口１４にそれぞれ接続されている。４本のマニホールド１９には、４つのインク供給口１４を介して、４つのインクカートリッジ１２ｋ，１２ｙ，１２ｃ，１２ｍから４色のインクがそれぞれ供給される。４本のマニホールド１９は、搬送方向に延在する。４本のマニホールド１９は、走査方向に配列されている。４本のマニホールド１９は、プレート２３に形成された複数の経由孔２３ａを介して、複数の圧力室１８とそれぞれ連通している。

複数の圧力室１８は、流路ユニット２６の最上層であるプレート２４に形成されている。複数の圧力室１８は、搬送方向に延びる４本のマニホールド１９に沿って、走査方向に４列配列されている。複数の圧力室１８は、流路ユニット２６の上面に接合される圧電アクチュエータ３０の圧電層３１，３２によって、上方から覆われている。圧力室１８は、走査方向に長い、略矩形の平面形状を有する孔である。各圧力室１８の長手方向一端部は、複数の経由孔２３ａを介してマニホールド１９と連通し、長手方向他端部は複数の流路形成孔２５と連通している。

複数の流路形成孔２５は、プレート２１，２２，２３，２４にそれぞれ設けられた孔が互いに連通することによって形成されている。図４に示すように、プレート２１に複数設けられた孔２１ｋと、プレート２２に複数設けられた孔２２ｋと、プレート２３に複数設けられた孔２３ｋと、プレート２４に複数設けられた孔２４ｋとがそれぞれ連通することによって、ブラックインクの複数の流路形成孔２５ｋが形成される。同様に、それぞれの孔が連通することによって、カラーインクの複数の流路形成孔もそれぞれ形成される。複数の流路形成孔２５は、複数のノズル１３とそれぞれ連通している。

複数のノズル１３は、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂに形成されている。複数のノズル１３は、搬送方向に沿って配列されており、走査方向に並ぶ４列のノズル列４４ｋ，４４ｙ，４４ｃ，４４ｍを構成している。

これにより、流路ユニット２６には、マニホールド１９から分岐して、圧力室１８を経て、流路形成孔２５を通ってノズル１３に至る、個別インク流路が複数形成されている。

次に、圧電アクチュエータ３０について説明する。圧電アクチュエータ３０は、図２、図４に示すように、プレート２４の上面に、複数の圧力室１８を覆うように接合されている。圧電アクチュエータ３０は、インク封止膜３３と、２枚の圧電層３１，３２と、複数の個別電極１５と、共通電極１７とを備えている。

インク封止膜３３は、インク透過性の低い材料、例えば、ステンレス鋼等の金属材料で形成された薄い膜である。インク封止膜３３は、複数の圧力室１８を覆うように、プレート２４の上面に接合されている。

２枚の圧電層３１，３２は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなる。圧電層３１，３２は、互いに積層された状態で、インク封止膜３３の上面に配置されている。

複数の個別電極１５は、圧電層３１の上面に配置されている。より具体的には、各個別電極１５は、圧電層３１の上面の、圧力室１８の中央部と対向する領域に配置されている。複数の個別電極１５は、複数の圧力室１８に対応して搬送方向に配列され、走査方向に４列の個別電極列を構成している。各個別電極１５からは個別端子３６が引き出され、さらに、この個別端子３６の端部には、金などの導電性材料からなるバンプ１６が設けられている。このバンプ１６には、配線部材であるＣＯＦ（不図示）が押し付けられて接合される。これにより、個別端子３６は、バンプ１６を介して、ＣＯＦ（不図示）に形成された配線と電気的に接続されている。

共通電極１７は、２枚の圧電層３１，３２の間に配置されている。共通電極１７は、圧電層３１を挟んで、複数の個別電極１５と共通に対向している。

複数の個別電極１５および共通電極１７に電圧を印加することにより、複数の圧力室１８とそれぞれ対向する領域において、２枚の圧電層３１，３２が、その厚み方向に変位する。これにより、複数の圧力室１８の容積がそれぞれ変化する。この容積変化によって、それぞれの圧力室１８内のインクに対して圧力が付与され、圧力室１８に連通するノズル１３からインクが吐出される。

ところで、本実施形態のインクジェットヘッド４には、記録用紙Ｐとノズル１３およびその周囲との接触を抑制する工夫がなされている。これについて、詳細に説明する。

図３に示すように、プレート２１の下面には、第１凹部２９ａと第２凹部２９ｂとが形成されている。第１凹部２９ａは、ノズル列４４ｋが形成されたノズル形成部材２７ａを取り囲んで搬送方向に延在している。第２凹部２９ｂは、ノズル列４４ｙ，４４ｃ，４４ｍが形成されたノズル形成部材２７ｂを取り囲んで搬送方向に延在している。第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂは、プレート２１の厚み方向から見て、略矩形状をなす。なお、この形状は、走査方向に隣接するノズル１３の間隔、走査方向に並ぶノズル列の数などによって適宜変更される。

図３、図４に示すように、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂには、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂがそれぞれ収容されている。プレート２１の厚さ方向から見た、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂの形状および大きさは、それぞれが収容される第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂの形状および大きさに略等しい。また、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂの厚みは、第１凹部２９ａおよび第２凹部の深さより小さい。従って、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂには、段差４３が形成される。

ここで、上記段差４３の具体的な寸法例を以下に挙げる。プレート２１の厚みは、例えば、１７０μｍであって、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂの深さは、例えば、７０μｍである。従って、プレート２１における、孔が形成された部分の厚みは、１００μｍである。また、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂの厚みは、例えば、５０μｍである。従って、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂに形成される段差４３の深さは、例えば、２０μｍとなる。なお、この段差４３の深さが大きいほど、後述する記録用紙Ｐの接触防止には効果的であるが、上述したワイパー４０での拭き取り性は下がる。

また、第１凹部２９ａと第２凹部２９ｂとの間には、それらを隔てる凸部３４が形成されている。凸部３４によって、ブラックインクが吐出されるノズル列４４ｋが形成されたノズル形成部材２７ａが収容された第１凹部２９ａと、カラーインクが吐出されるノズル列４４ｙ，４４ｃ，４４ｍが形成されたノズル形成部材２７ｂが収容された第２凹部２９ｂとが仕切られている。これにより、顔料インクからなるブラックインクと染料インクからなるカラーインクとが混ざり合いにくい。

また、凸部３４は、図５（ａ）に示すように、キャップ部材３５がインクジェットヘッド４の下面に密着する際に、キャップ部材３５の、ブラックインク用の第１キャップ部３５ａとカラーインク用の第２キャップ部３５ｂとの間の隔壁部３５ｃが、ノズル１３と干渉することなく当接するための領域である。上述したキャッピング時には、制御装置７によってキャップ駆動モータ（不図示）を制御し、第１キャップ部３５ａと第２キャップ部３５ｂとが、第１凹部２９ａと第２凹部２９ｂとをそれぞれ覆うように、キャップ部材３５をインクジェットヘッド４の下面に密着させる。このとき、第１凹部２９ａと第２凹部２９ｂとを隔てる凸部３４に、第１キャップ部３５ａと第２キャップ部３５ｂとを隔てる隔壁部３５ｃが当接する。これにより、隔壁部３５ｃによって第１キャップ部３５ａと第２キャップ部３５ｂとの間を確実にシールすることができる。これにより、吸引パージ時、顔料インクからなるブラックインクと染料インクからなるカラーインクとが混ざり合うことを確実に防止することができる。

上述したように、プレート２１には、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂが形成されることによって、段差４３が形成されている。これにより、インクジェットヘッド４の下面と記録用紙Ｐとの接触を抑制することができる。従って、記録用紙Ｐがノズル１３およびその周囲に接触しにくくなる。

さらに、全ノズル１３が、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂによって分けられて形成され、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂが、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂにそれぞれ収容されている。従って、例えば、広い領域に複数のノズル１３が形成されたノズル形成部材に対して、１つの面積の大きな凹部が形成されている場合に比べて、段差４３からノズル形成部材２７ａ，２７ｂに形成された各ノズル１３までの距離が小さくなる。従って、インクジェットヘッド４の下面と記録用紙Ｐとの接触をより抑制することができる。

また、流路形成孔２５は、ノズル１３と圧力室１８とをつなぐために必要なものであて、流路形状に応じて、ある長さに設定されている。従って、本来であれば、プレート２１は、流路形成孔２５の一部である孔の長さ分の厚みとなる（例えば、１００μｍ）が、厚みが１００μｍであるプレートのハンドリングは容易ではない。

プレート２１では、本来の厚み、すなわち、孔の長さ分の厚みに加えて、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂの深さ分の厚みが加わる。具体的には、孔が形成された部分の厚みである１００μｍに、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂの深さである７０μｍが加わる。従って、プレート２１は、本来の厚み１００μｍから、１７０μｍに厚みが増加している。これにより、剛性が高まるため、プレート２１のハンドリング性が向上する。

また、プレート２１自体に段差４３が設けられているため、別途、インクジェットヘッド４の下面を保護するための部材を取り付ける必要がない。従って、部品点数を少なく抑えることができるため、コストを削減することができる。

また、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂの内側面とノズル形成部材２７ａ，２７ｂの側面との間には、充填材２８が充填されている。この充填材２８は、第１プレート２１の下面からノズル形成部材２７ａ，２７ｂにかけて、滑らかな曲面２８ａを形成している。充填材２８は、例えば、合成樹脂などからなる。より具体的には、充填材２８は、例えば、シリコンなどからなる。

充填材２８により、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂの内側面とノズル形成部材２７ａ，２７ｂの側面との間を埋めることによって、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂの内側面とノズル形成部材２７ａ，２７ｂの側面との間にインクが溜まることを防止できる。また、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂの剥がれを防止できる。

また、図５（ｂ）に示すように、充填材２８により、曲面２８ａが形成されることによって、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂにそれぞれ形成された段差４３が滑らかになる。従って、上述したように、ワイプ４０によってインクを拭き取った際のインクの飛散を防止することができる。さらに、ワイプ４０によってインクを拭き取る際の、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂの内側面もしくはノズル形成部材２７ａ，２７ｂと、ワイプ４０との引っ掛かりを防止することができる。これにより、ワイプ４０の耐久性が向上する。

また、図２，図３に示すように、流路ユニット２６には、プレート２１，２２，２３，２４の角部に、それぞれ貫通孔３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが設けられている。プレート２１，２２，２３，２４は、接着材を塗布して重ね合わせ、それぞれの貫通孔３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを連通させることによって位置決めして接合される。接合後、貫通孔３５には、穴埋め材４５が充填される。穴埋め材４５は、例えば、シリコンなどからなる。これにより、貫通孔３５にインクが溜まることを防止できる。また、貫通孔３５ａが、プレート２１の角部に設けられているため、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂに、貫通孔３５ａを設けるスペースを確保する必要がない。従って、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂの大きさを小さくすることができる。これにより、ノズル１３により近い位置に段差４３を形成することができるため、ノズル１３およびその周囲と記録用紙Ｐとが接触することをより抑制することができる。

また、図４に示すように、インクジェットヘッド４のインクを吐出する側の面には、撥水膜４６が形成されている。撥水膜４６としては、例えば、３フッ化塩化エチレン樹脂(PCTFE樹脂）、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂等のフッ素系の樹脂、さらにはフッ素原子を含んだ表面改質剤やコーティング剤、例えばKP801M（商品名：信越化学工業株式会社製）、サイトップ（商品名：旭硝子株式会社製）、AF1600（商品名：イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー製）、DEFENNSA77702（光ラジカル重合型樹脂：大日本インキ化学工業株式会社製）、FS-116（商品名：ダイキン工業株式会社製）、フロラード（商品名：住友スリーエム株式会社製）などを使用することができる。

（インクジェットヘッドの製造工程）
次に、上述したインクジェットヘッド４の製造工程、特に、プレート２１およびノズル形成部材２７ａ，２７ｂの製造工程について説明する。

図６（ａ）に示すように、ハーフエッチングによって、プレート２１に第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂを形成する。第１凹部２９ａと第２凹部２９ｂとの間には、第１凹部２９ａと第２凹部２９ｂとを隔てる凸部３４が形成される。第１凹部２９ａに、フルエッチングによって、プレート２１を厚さ方向に貫く複数の孔２１ｋを形成する。また、第２凹部２９ｂに、フルエッチングによって、プレート２１を厚さ方向に貫く複数の孔２１ｙ，２１ｃ，２１ｍを形成する。

図６（ｂ）に示すように、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂの深さよりも、その厚みの薄いポリイシドシートをカットすることによって、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂと略等しい形状および大きさのノズル形成部材２７ａ，２７ｂを作成する。ノズル形成部材２７ａ，２７ｂを第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂにそれぞれ収容して接着剤によって接合する。

図６（ｃ）に示すように、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂの内側面とノズル形成部材２７ａ，２７ｂの側面との間にそれぞれ充填材２８を充填する。このとき、充填材２８は、プレート２１の下面からノズル形成部材２７ａ，２７ｂにかけて、滑らかな曲面２８ａをなすように充填する。

図６（ｄ）に示すように、インクジェットヘッド４のインクを吐出する側の面（図中下側の面）に、フッ素系の素材からなる撥水液を、例えば、スプレーなどによって塗布し、撥水膜４６を形成する。その後、撥水膜４６を所定の温度下で焼成する。

図６（ｅ）に示すように、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂに、第１プレート２１の第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂが形成された面と反対側の面からレーザーを照射し、複数の流路形成孔２１ｋ，２１ｙ，２１ｃ，２１ｍにそれぞれ連通する複数のノズル１３を形成する。以上により、プレート２１およびノズル形成部材２７ａ，２７ｂが製造される。

プレート２２，２３，２４に接着材を塗布して重ね合わせ、それぞれの貫通孔３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを連通することによって位置決めして接合する。これにより、プレート２２，２３，２４が接合されたプレート積層体が製造される。

プレート２１の第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂ側の面と反対側の面に接着材を塗布し、プレート２２，２３，２４が接合されたプレート積層体とプレート２１とを重ね合わせ、それぞれの貫通孔３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを連通することによって位置決めして接合する。以上により、インクジェットヘッド４が製造される。

なお、本実施形態におけるインクジェットヘッド４は、本発明における液体吐出装置に相当する。本実施形態における複数の個別インク流路は、本発明における液体流路に相当する。本実施形態におけるプレート積層体２０は、本発明における流路構造体に相当する。本実施形態における第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂは、本発明における凹部に相当する。本実施形態におけるノズル列４４ｋおよび４４ｙ，４４ｃ，４４ｍは、本発明におけるノズル群に相当する。本実施形態における貫通孔３５は、本発明における位置決め穴に相当する。本実施形態におけるプレート２１は、本発明における第１部材に相当する。本実施形態におけるプレート２２，２３，２４は、本発明における第２部材に相当する。本実施形態におけるプレート２１に形成された孔は、本発明における第１流路部分に相当する。本実施形態におけるプレート２２，２３，２４に形成された孔は、本発明における第２流路部分に相当する。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態や実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

本実施形態では、ノズル形成部材２７は、ポリイシドシートを用いたが、ノズル形成部材は、例えば、液状のポリイミドを塗布して硬化させることによって形成しても構わない。

また、本実施形態では、ノズル列４４ｋが設けられたノズル形成部材２７ａが収容された第１凹部２９ａと、ノズル列４４ｙ，４４ｃ，４４ｍが設けられたノズル形成部材２７ｂが収容された第２凹部２９ｂとは、凸部３４によって隔てられているが、凹部は、例えば、図７に示すように、ノズル列４４ｋ，４４ｙ，４４ｃ，４４ｍが設けられた１つのノズル形成部材２７ｃが、１つの凹部２９ｃに収容されていても構わない。これにより、インクジェットヘッド４の下面に記録用紙Ｐが接触しにくくなるため、記録用紙Ｐとノズル１３およびその周囲とが接触することを防止できる。

また、例えば、プレート２１に、ノズル列４４ｋ，４４ｙが設けられたノズル形成部材が収容された凹部と、ノズル列４４ｃ，４４ｍが設けられたノズル形成部材が収容された凹部とを形成し、その間が凸部によって隔てられていても構わない。つまり、顔料インクからなるブラックインクが吐出されるノズル列と染料インクからなるカラーインクが吐出されるノズル列とが形成されたノズル形成部材が、１つの凹部に収容されていても構わない。この場合、ノズル列４４ｋとノズル列４４ｙとの間の領域に当接し、ノズル列４４ｋとノズル列４４ｙとを隔離可能なキャップ部材を用いることによって、吸引パージ時、ブラックインクとイエローインクとが混ざり合うことを防止できる。

また、図８に示すように、ブラックインクを吐出するノズル列４４ｋが形成されたノズル形成部材２７ｄ、イエローインクを吐出するノズル列４４ｙが形成されたノズル形成部材２７ｅ、シアンインクを吐出するノズル列４４ｃが形成されたノズル形成部材２７ｆ、および、マゼンタインクを吐出するノズル列４４ｍが形成されたノズル形成部材２７ｇ、それぞれに対して凹部を設け、隣り合う凹部間を凸部によって隔てても構わない。これにより、ノズル形成部材２７ｄ，２７ｅ，２７ｆ，２７ｇに形成された各ノズル１３に対して、段差をより近くに配置することができる。これにより、ノズル１３に記録用紙Ｐが接触することをより抑制することができる。また、本実施形態のように、第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂが設けられ、その間に１つの凸部３４が形成されている場合に比べて、凸部の数が多くなる分、厚みの厚い部分が多くなり、剛性が高くなる。これにより、プレート２１のハンドリング性をより向上させることができる。また、キャップ部材に複数の凹部をそれぞれ覆う複数のキャップ部を設け、且つ、隣接するキャップ部を隔てる複数の隔壁部を設けることにより、吸引パージ時、異なる色のインク同士が混ざり合うことを防止できる。

また、本実施形態では、プレート２１およびノズル形成部材２７ａ，２７ｂの製造工程において、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂを第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂにそれぞれ収容して接合した後、充填材２８を充填し、撥水膜４６を形成した後、複数のノズル１３を形成したが、プレート２１およびノズル形成部材２７ａ，２７ｂの製造手順は、この限りではない。例えば、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂを第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂにそれぞれ収容して接合した後、充填材２８を充填し、複数のノズル１３を形成した後、撥水膜４６を形成しても構わない。また、ノズル形成部材２７ａ，２７ｂを第１凹部２９ａおよび第２凹部２９ｂにそれぞれ収容して接合した後、複数のノズル１３を形成し、充填材２８を充填した後、撥水膜４６を形成しても構わない。

１ インクジェットプリンタ
４ インクジェットヘッド
７ 制御装置
１３ ノズル
２０ プレート積層体
２１〜２４ プレート
２６ 流路ユニット
２７ａ，２７ｂ ノズル形成部材
２８ 充填材
２９ａ 第１凹部
２９ｂ 第２凹部
３４ 凸部
３５ キャップ部材
４０ ワイパー
４３ 段差

Claims (7)

1. 液体流路が形成された流路構造体と、
   前記流路構造体の一面に積層されるとともに、前記液体流路にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたノズル形成部材と、
   を備え、
   前記流路構造体は、前記一面に凹部を有し、
   前記ノズル形成部材は、その厚みが前記凹部の深さより小さく、前記凹部に収容されており、
   複数の前記ノズル形成部材を有し、
   前記流路構造体の前記一面には、前記複数のノズル形成部材がそれぞれ収容される複数の前記凹部が形成され、
   複数の前記凹部の間には、隣り合う凹部を隔てる凸部が形成されており、
   前記各ノズル形成部材に形成された複数の前記ノズルによって１つのノズル群が構成され、
   複数の前記ノズル群の間で前記ノズルから吐出される液体が異なることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記凹部の内側面と前記ノズル形成部材の側面との間に、充填材が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記流路構造体の前記一面には、複数の前記ノズル群をそれぞれ覆う複数のキャップ部を有するキャップ部材が接触可能であって、
   前記凸部には、前記複数のキャップ部を隔てる隔壁部がそれぞれ当接することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 液体流路が形成された流路構造体と、
   前記流路構造体の一面に積層されるとともに、前記液体流路にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたノズル形成部材と、
   を備え、
   前記流路構造体は、前記一面に凹部を有し、
   前記ノズル形成部材は、その厚みが前記凹部の深さより小さく、前記凹部に収容されており、
   前記流路構造体は、プレート状の第１部材と、前記第１部材に積層される第２部材とを有し、
   前記第１部材には、前記液体流路のうち、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の第１流路部分が形成され、且つ、その一面に前記凹部が形成され、
   前記第２部材は、前記第１部材の前記一面と反対側の面に積層され、前記液体流路のうち、前記複数の第１流路部分と連通する第２流路部分が形成されていることを特徴とする液体吐出装置。
5. 前記第１部材には、前記第２部材に対して位置決めするための位置決め穴が、前記積層方向からみて、前記ノズル形成部材が収容された前記凹部の外側に設けられ、
   前記位置決め穴には、穴埋め剤が充填されていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 第１ノズルと、前記第１ノズルとは異なる第２ノズルと、が形成されたノズル形成部材と、
   前記第１ノズルと連通する第１流路と、前記第２ノズルと連通し、且つ、前記第１流路とは異なる第２流路と、が形成されたプレートと、
   を備え、
   前記ノズル形成部材は、前記プレートの一面に積層されており、
   前記プレートは、前記一面に凹部を有し、
   前記ノズル形成部材は、その厚みが前記凹部の深さより小さく、前記凹部に収容されていることを特徴とする液体吐出装置。
7. 第１ノズルと、前記第１ノズルとは異なる第２ノズルと、が形成されるノズル形成部材と、
   前記第１ノズルと連通する第１流路と、前記第２ノズルと連通し、且つ、前記第１流路とは異なる第２流路と、が形成されるプレートと、を備えた液体吐出装置の製造方法であって、
   前記プレートの一面に、凹部を形成する凹部形成工程と、
   前記プレートに、前記第１流路と前記第２流路とを形成する流路形成工程と、
   その厚みが前記凹部の深さより小さい前記ノズル形成部材を、前記凹部に収容して積層する積層工程と、
   前記ノズル形成部材に、前記第１流路と連通する前記第１ノズルと前記第２流路と連通する前記第２ノズルとを形成するノズル形成工程と、
   を備えていることを特徴とする液体吐出装置の製造方法。
   

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