(57)【要約】【課題】隣接する流路間の距離を縮小すること。【解決手段】シール部材４は、第１の流路２１を有する第１の流路部材２と第２の流路６５を有する第２の流路部材６との間に配置される。シール部材４は、貫通孔４３を備えたベースプレート４１と、貫通孔４３の内部とベースプレート４１の少なくとも一方の面４１Ａ，４１Ｂとに連続的に設けられ、ベースプレート４１より剛性が低い可撓部材４２と、を有する。可撓部材４２は、貫通孔４３の内部に形成され、かつ、第１の流路２１と第２の流路６５とを連通させる連通孔４４を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の流路を有する第１の流路部材と第２の流路を有する第２の流路部材との間に配置されるシール部材であって、
貫通孔を備えたベースプレートと、
前記貫通孔の内部と前記ベースプレートの少なくとも一方の面とに連続的に設けられ、前記ベースプレートより剛性が低い可撓部材と、を有し、
前記可撓部材は、前記貫通孔の内部に形成され、かつ、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通させる連通孔を備えることを特徴とするシール部材。
【請求項２】
前記可撓部材は、前記貫通孔の内部と前記ベースプレートの両方の面に連続的に設けられている、請求項１に記載のシール部材。
【請求項３】
前記貫通孔は長溝状であり、前記可撓部材は前記貫通孔に沿って一列に配列した複数の前記連通孔を有する、請求項１または２に記載のシール部材。
【請求項４】
前記貫通孔は交互に配列した幅広部と幅狭部とを有し、前記可撓部材は前記幅狭部を塞ぐブリッジ部を有し、前記ブリッジ部によって前記幅広部毎に一つの前記連通孔が形成されている、請求項３に記載のシール部材。
【請求項５】
前記幅広部は一つの円の一部であり、前記幅狭部は前記一つの円と前記一つの円に隣接する他の円との重複部である、請求項４に記載のシール部材。
【請求項６】
前記貫通孔は長溝状であり、前記可撓部材は１つの前記貫通孔に沿って複数列で配列した複数の前記連通孔を有する、請求項１または２に記載のシール部材。
【請求項７】
前記複数の連通孔の少なくとも一つは他の一つと断面積が異なる、請求項３から６のいずれか１項に記載のシール部材。
【請求項８】
前記ベースプレートは長手軸を有し、複数の前記可撓部材が前記長手軸に沿って配列しており、各可撓部材は前記ベースプレートの前記長手軸と非平行な長手軸を有し、各可撓部材の長手軸の延長線は隣接する可撓部材の長手軸の延長線に対して一定の間隔で離間している、請求項１から７のいずれか１項に記載のシール部材。
【請求項９】
前記可撓部材は前記連通孔の開口に沿った突条部を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載のシール部材。
【請求項１０】
貫通孔を備えたベースプレートと、
前記貫通孔の内部と前記ベースプレートの少なくとも一方の面とに連続的に設けられ、前記ベースプレートより剛性が低い可撓部材と、を有し、
前記可撓部材は、前記貫通孔の内部に形成される連通孔を備えることを特徴とするシール部材。
【請求項１１】
第１の流路を有する第１の流路部材と、第２の流路を有する第２の流路部材と、前記第１の流路部材と前記第２の流路部材との間に配置されるシール部材と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記シール部材は、貫通孔を備えたベースプレートと、前記貫通孔の内部と前記ベースプレートの少なくとも一方の面とに連続的に設けられ、前記ベースプレートより剛性が低い可撓部材と、を有し、
前記可撓部材は、前記貫通孔の内部に形成され、かつ、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通させる連通孔を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記可撓部材は、前記貫通孔の内部と前記ベースプレートの両方の面に連続的に設けられている、請求項１１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
前記貫通孔は長溝状であり、前記可撓部材は前記貫通孔に沿って一列に配列した複数の前記連通孔を有する、請求項１１または１２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１４】
前記貫通孔は交互に配列した幅広部と幅狭部とを有し、前記可撓部材は前記幅狭部を塞ぐブリッジ部を有し、前記ブリッジ部によって前記幅広部毎に一つの前記連通孔が形成されている、請求項１３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１５】
前記幅広部は一つの円の一部であり、前記幅狭部は前記一つの円と前記一つの円に隣接する他の円との重複部である、請求項１４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１６】
前記貫通孔は長溝状であり、前記可撓部材は１つの前記貫通孔に沿って複数列で配列した複数の前記連通孔を有する、請求項１１または１２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１７】
前記複数の連通孔の少なくとも一つは他の一つと断面積が異なる、請求項１３から１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１８】
前記ベースプレートは長手軸を有し、複数の前記可撓部材が前記長手軸に沿って配列しており、各可撓部材は前記ベースプレートの前記長手軸と非平行な長手軸を有し、各可撓部材の長手軸の延長線は隣接する可撓部材の長手軸の延長線に対して一定の間隔で離間している、請求項１１から１７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１９】
前記可撓部材は前記連通孔の開口に沿った突条部を有する、請求項１１から１８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部材とそれを備える液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドは、各構成部材に形成されたインク流路同士を液密に連通させるためのシール部材を備えている。通常、シール部材はエラストマー等の可撓性を有する材料で形成される。シール部材はインク流路の開口周縁に密着することで、互いに隣接するインク流路間のシール性を確保する。特許文献１には貫通孔が設けられた本体部と、貫通孔に配置され本体部より剛性の低い弾性部と、を有するシール部材が開示されている。本体部の貫通孔の側面にはフランジ状の嵌合部が、弾性部の側面には嵌合部と嵌合する被嵌合部が形成されている。弾性部は嵌合部と被嵌合部によって本体部に対して位置決めされ、変形が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１２７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、液体吐出ヘッドはより高精細な画像を形成することが要求されており、シール部材でシールされる流路もより高密度で配置される傾向にある。特許文献１に記載のシール部材は嵌合部を設けるためのスペースを必要とするため、互いに隣接する流路間の距離が増大し、流路を高密度で配置する上で制約となる可能性がある。
本発明は隣接する流路間の距離を縮小することが容易なシール部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、第１の流路を有する第１の流路部材と第２の流路を有する第２の流路部材との間に配置されるシール部材であって、貫通孔を備えたベースプレートと、前記貫通孔の内部と前記ベースプレートの少なくとも一方の面とに連続的に設けられ、前記ベースプレートより剛性が低い可撓部材と、を有し、前記可撓部材は、前記貫通孔の内部に形成され、かつ、前記第１の流路と前記第２の流路とを連通させる連通孔を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、隣接する流路間の距離を縮小することが容易なシール部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明が適用される例示的な液体吐出ヘッドの概要図である。
【図２】第１の実施形態に係るシール部材と流路部材の断面図である。
【図３】図２に示すシール部材の斜視図である。
【図４】図２に示すシール部材の断面図である。
【図５】第２の実施形態に係るシール部材の斜視図である。
【図６】第３の実施形態に係るシール部材の斜視図である。
【図７】第４の実施形態に係るシール部材の平面図である。
【図８】第５の実施形態に係るシール部材の平面図である。
【図９】第６の実施形態に係るシール部材の斜視図と断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明のいくつかの実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の例示であり、本発明の範囲を限定するものではない。以下の実施形態ではインクジェット方式のインク吐出ヘッドに用いられるシール部材について説明するが、本発明は一般的に２つの流路部材の間に配置されるシール部材に適用可能である。また、本発明はインク以外の液体を吐出する液体吐出ヘッドに用いられるシール部材にも適用可能である。図面及び以下の説明において液体吐出ヘッド１００ないし支持基板５の長手方向をＸ方向、液体吐出ヘッド１００ないし支持基板５の短手方向をＹ方向という。Ｘ方向とＹ方向は互いに直交している。
【０００９】
図１（ａ）は、本発明が適用される例示的な液体吐出ヘッド１００の分解斜視図、図１（ｂ）は、液体吐出ヘッド１００のＹ方向からみた部分断面図である。液体吐出ヘッド１００は記録媒体とほぼ同じ幅を有するライン型の記録ヘッドである。液体吐出ヘッド１００は、支持基板５と、支持基板５に支持された複数のインク吐出基板６と、各インク吐出基板６に接続された電気配線部材７と、シール部材４と、シール部材４を介してインク吐出基板６に接続されたインク供給部材３と、を有している。支持基板５と複数のインク吐出基板６と複数の電気配線部材７は、吐出モジュール８を形成している。インク吐出基板６は、インクの吐出口６１が形成された吐出口面６２と、吐出口面６２の反対面であるインク供給口面６３と、エネルギー発生素子６４と、を有している。電気配線部材７は、エネルギー発生素子６４に、エネルギー発生素子６４の駆動のための電力や制御信号を送る。インク供給部材３は、内部に液体流路を有する複数の基板１，２からなる。インク供給部材３から供給されたインクは、エネルギー発生素子６４によって吐出のためのエネルギーを与えられ、吐出口６１から吐出される。シール部材４によってインク供給部材３とインク吐出基板６との間の液密が保たれ、インク供給部材３からインク吐出基板６にリークを抑制してインクを供給することが可能となる。
【００１０】
支持基板５にはナット９が挿入され、シール部材４とインク供給部材３には開口が設けられている。液体吐出ヘッド１００は以下のように組み立てられる。まず、シール部材４をインク吐出基板６のインク供給口面６３に対して位置決めする。次に、シール部材４にインク供給部材３を装着し、インク供給部材３とシール部材４の開口にボルト１０を挿通し、ナット９に締結する。支持基板５とインク供給部材３とシール部材４にボルトを挿通し、ナットで締め付ける方法も可能である。
次に、シール部材４の構成についてさらに詳細に説明する。以下の説明ではシール部材４に接する基板２を第１の流路部材２といい、インク吐出基板６を第２の流路部材６という。
【００１１】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係るシール部材４を、第１の流路部材２及び第２の流路部材６とともに示す断面図である。図３（ａ）はシール部材４の斜視図、図３（ｂ）はシール部材４のベースプレート４１の斜視図である。図４（ａ）と図４（ｂ）はそれぞれ図３（ａ）のＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線に沿った断面図を示している。図２に示すように、シール部材４は、第１の流路部材２と第２の流路部材６との間に配置されている。第１の流路部材２はインクが流通する複数の第１の流路２１を有し、第２の流路部材６はインクが流通する複数の第２の流路６５を有している。
【００１２】
シール部材４は、貫通孔４３を備えたベースプレート４１と、ベースプレート４１より剛性が低い可撓部材４２と、から構成されている。剛性は曲げ剛性を意味する。ベースプレート４１は、例えば厚さ０．５ｍｍのＳＵＳ４３０で形成する。ベースプレート４１は、可撓部材４２より剛性が高い限り限定されず、例えばＳＵＳ４３０とは異なる他の金属，樹脂，ガラス等を用いることもできる。ベースプレート４１の、第１の流路部材２の第１の流路２１と、第２の流路部材６の第２の流路６５とに面する位置には、複数の貫通孔４３が形成されている。図３（ｂ）を参照すると、貫通孔４３は長溝状である。貫通孔４３は、可撓部材４２の連通孔４４を通すための通路を形成している。図３（ｂ）では、貫通孔４３は直線状に形成されているが、曲線状、直線と曲線を組み合わせた形状等であってもよい。貫通孔４３の配置及び形状は、インク吐出基板６の配置や流路形状によって適宜決定することができる。
【００１３】
ベースプレート４１の両面（両方の面）には、可撓部材４２が設けられている。また、可撓部材４２の一部は、貫通孔４３の内部に設けられている。可撓部材４２は、ベースプレート４１の貫通孔４３の側面４３Ａと、ベースプレート４１の表裏両面４１Ａ，４１Ｂの一部とを覆うように連続的ないし一体的に形成される。つまり、可撓部材４２の、ベースプレート４１の貫通孔４３の側面４３Ａに形成された部分と、ベースプレート４１の表裏両面４１Ａ，４１Ｂに形成された部分は、互いに接続されている。また、可撓部材４２は、ベースプレート４１の貫通孔４３の側面４３Ａの全面に形成されており、貫通孔４３の側面４３Ａの全周で、ベースプレート４１の表裏両面４１Ａ，４１Ｂに形成された部分と接続されている。可撓部材４２は例えばＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）で形成するが、材料はこれに限定されない。可撓部材４２は、ＥＰＤＭ以外の熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマー（例えば、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー）等、弾性を有し、ベースプレート４１より剛性の低い素材で構成することができる。シール部材４は、例えば、ベースプレート４１と可撓部材４２とをインサート成型により一体的に成型することで形成することができる。なお、可撓部材４２はベースプレート４１の表裏両面４１Ａ，４１Ｂに設けることが好ましいが、表裏両面４１Ａ，４１Ｂの少なくとも一方の面に設けられればよい。例えば、表面４１Ａまたは裏面４１Ｂだけに設けてもよい。
【００１４】
可撓部材４２は複数の連通孔４４を備えている。複数の連通孔４４は貫通孔４３の内部に一列に配列している。図２に示すように、各連通孔４４は貫通孔４３を通り、第１の流路部材２の第１の流路２１と、第２の流路部材６の第２の流路６５とを連通させる。これによって、インクタンク（図示せず）のインクは、第１の流路部材２の第１の流路２１、可撓部材４２の連通孔４４、第２の流路部材６の第２の流路６５を通って、吐出口６１に供給される。また、ベースプレート４１の表裏両面４１Ａ，４１Ｂに設けられた可撓部材４２が第１の流路部材２と第２の流路部材６に密着することで、流路間のシール性が確保できる。ベースプレート４１の表裏どちらかの面にのみ可撓部材４２が設けられているベースプレート４１の、可撓部材が設けられていない側の面と流路部材とのシールは、貫通孔の内部に形成されている可撓部材が流路部材と密着することで確保できる。連通孔４４の数は、供給されるインクの種類や必要な供給量に応じて決定される。連通孔４４の配置は、接続されるインク吐出基板６に応じて決定される。同一の貫通孔４３に設けられた異なる連通孔４４に同一のインクが供給されてもよいし、異なるインクが供給されてもよい。連通孔４４はインサート成型の際に一括して形成してもよいし、可撓部材４２を形成した後にレーザーを用いて形成してもよい。
【００１５】
可撓部材４２は、連通孔４４で接するインクの種類によっては収縮し、シール機能が低下することがある。本実施形態では、可撓部材４２の一部はベースプレート４１の貫通孔４３内に配置されている。貫通孔４３内に配置された可撓部材４２は、周囲をベースプレート４１によって囲まれ、ベースプレート４１で保持されている。また、貫通孔４３内に配置された可撓部材４２は、ベースプレート４１の表裏両面４１Ａ，４１Ｂに形成された可撓部材４２によっても拘束される。これによって、貫通孔４３内に配置された可撓部材４２の水平方向（ベースプレート４１の表裏両面４１Ａ，４１Ｂと平行な方向）の寸法変化が規制される。貫通孔４３の幅Ｂ（図３（ｂ）参照）が大きいと、可撓部材４２に対する拘束効果が低下し、貫通孔４３内の可撓部材４２の水平方向の寸法変化が大きくなる可能性がある。貫通孔４３内の可撓部材４２の寸法変化を規制するためには、貫通孔４３の幅Ｂを可能な範囲で連通孔４４の大きさ（直径）に近づけることが好ましい。一方、ベースプレート４１の表面４１Ａまたは裏面４１Ｂに形成された可撓部材４２が、当該面に対し垂直方向に変形する場合は、反対面に形成された可撓部材４２がそのような変形に抵抗する。これによって、垂直方向の寸法変化が規制される。従って、可撓部材４２は、水平方向、垂直方向共に寸法変化が規制されることになる。
【００１６】
本実施形態では、ベースプレート４１の貫通孔４３内に配置された可撓部材４２がベースプレート４１の表裏両面４１Ａ，４１Ｂに形成された可撓部材４２で保持される。即ち、可撓部材が、貫通孔４３の内部とベースプレート４１の表裏両面４１Ａ，４１Ｂとに連続的に設けられている。このため、貫通孔４３内の可撓部材４２の位置決めのために、特許文献１に開示されたような嵌合部を設ける必要がない。嵌合部を省略できる結果、インク流路間の距離（例えば図４（ｂ）の流路間間隔Ｄ）を縮小することができる。従って、インク流路を高密度で配置することができる。また、貫通孔４３はベースプレート４１の厚さ方向に断面が一定の単純な形状でよいため、安価な加工方法であるパンチング加工で形成できる。嵌合部を備えた貫通孔はパンチング加工が適用できないため、その形成にはエッチングや金型成型等のコストの高い加工方法を採用せざるを得ない。特に大判印刷用の液体吐出ヘッドでは、多くのインク吐出基板６が配置されるため、貫通孔４３の数が増加する。このため、貫通孔４３をパンチング加工で作成できるメリットはより顕著となる。
以下、本発明の他の実施形態について説明する。以下の説明では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。各実施形態の構成、効果などは特に言及されない場合第１の実施形態と同様である。
【００１７】
（第２の実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係るシール部材４の斜視図である。本実施形態では、一つのベースプレート４１に複数の可撓部材４２が設けられている。ベースプレート４１はＸ方向に延びる長手軸Ｃ１を有し、複数の可撓部材４２は長手軸Ｃ１に沿って配列している。図示は省略するが、インク吐出基板６の長手軸はベースプレート４１の長手軸Ｃ１に対して傾斜しているため、各可撓部材４２の長手軸Ｃ２（便宜上投影図で示す）もベースプレート４１の長手軸Ｃ１と非平行となっている。各可撓部材４２の長手軸Ｃ２の延長線は、隣接する可撓部材４２の長手軸Ｃ２の延長線に対して、一定の間隔で離間している。インク吐出基板６がベースプレート４１に対して傾斜している場合、一つの可撓部材４２を設けるよりも、複数の可撓部材４２を設ける方が、可撓部材４２の物量を低減できる場合がある。また、ベースプレート４１が長尺の場合、あるいはインク吐出基板６の個数が多い場合、可撓部材４２を分割することによって、可撓部材４２の製造性や取り付け性が改善される。
【００１８】
（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態に係るシール部材４の斜視図である。本実施形態でも貫通孔４３は長溝状であるが、複数の連通孔４４は、各貫通孔４３に対して、各貫通孔４３に沿って複数列で配列されている。すなわち、連通孔４４は、貫通孔４３の幅Ｂ方向に複数個設けられている。幅Ｂ方向に隣接する連通孔４４間の距離は、インサート成型の際の樹脂の流動性、インクシール性等の問題がなければ特に制約はない。本実施形態では一つの貫通孔４３に複数列の連通孔４４を配置するため、インク流路をさらに高密度で配置することができる。
【００１９】
（第４の実施形態）
図７（ａ）は本発明の第４の実施形態に係るシール部材４の平面図、図７（ｂ）はベースプレート４１の平面図である。図７（ｂ）に示すように、ベースプレート４１の貫通孔４３は、複数の円が直線上に互いに部分的に重なり合いながら配列した形状を有している。一つの円４３Ｃの一部が貫通孔４３の幅広部４６を形成し、当該一つの円４３Ｃと当該一つの円４３Ｃに隣接する他の円４３Ｄ、４３Ｅとの重複部が貫通孔４３の幅狭部４７を形成している。幅広部４６と幅狭部４７は交互に配列している。ベースプレート４１は、貫通孔４３の中心軸Ｃ３に向かって両側から突き出す突出部４８を有している。可撓部材４２は貫通孔４３の周縁部に沿って形成されている。また、可撓部材４２は幅狭部４７を塞ぐブリッジ部４９を有しており、ブリッジ部４９によって幅広部毎に一つの連通孔４４が形成されている。
【００２０】
このような構成によって、貫通孔４３の内部の可撓部材４２は、貫通孔４３の幅方向（Ｘ方向）だけでなく、貫通孔４３の長手方向（Ｙ方向）においても貫通孔４３の周縁部で拘束される。これによって、貫通孔４３の長手方向における可撓部材４２の寸法変化が規制される。すなわち、可撓部材４２が貫通孔４３の長手方向（Ｙ方向）に寸法変化しようとした時に、貫通孔４３の周縁部、特に突出部４８がそのような寸法変化に対して抵抗する。また、突出部４８に形成された可撓部材４２は、第１の流路部材２または第２の流路部材６に押圧されて変形するため、シール性がさらに向上する。しかも、本実施形態ではＹ方向に隣接する連通孔４４同士の距離を短縮することができるため、インク流路をさらに高密度で配置することができる。
【００２１】
（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係るシール部材４の平面図である。本実施形態では、複数の連通孔４４の少なくとも一つは、他の一つと断面積が異なる。インク流路のインク流量はインクの種類によって異なることがある。本実施形態では、必要なインク流量に応じて連通孔４４の面積を大きくして、必要なインク流量を確保することができる。
【００２２】
（第６の実施形態）
図９（ａ）は本発明の第６の実施形態に係るシール部材４の斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。可撓部材４２は、連通孔４４の開口に沿った突条部ないしリブ４２Ａを有する。連通孔４４の開口周縁部のみにおいて可撓部材４２を厚くすることで、連通孔４４のシール性を高めることができる。可撓部材４２の突条部４２Ａが設けられた部位は、他の部位よりも第１の流路部材２または第２の流路部材６に大きな圧力で密接するため、シール性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２３】
２  第１の流路部材
６  第２の流路部材
４  シール部材
４１  ベースプレート
４２  可撓部材
４３  貫通孔
４４  連通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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