(57)【要約】【課題】第１の供給部材と第２の供給部材とを良好に固定することができ、小型化を図ることができると共にコストの削減を図ることもできる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】複数のヘッド本体と、複数の第１の液体供給路２１が設けられた第１の供給部材２０と、第２の液体供給路２６を有する複数の第２の供給部材２５と、第１の液体供給路２１と第２の液体供給路２６との接続部に配されるフィルター６０とを具備し、フィルター６０が第１の供給部材２０と第２の供給部材２５とで挟持されており、第１の供給部材２０と複数の第２の供給部材２５と複数のフィルター６０とが、樹脂材料からなる成型部材７０によって一体化されていると共に、成型部材７０の第２の供給部材２５間に対応する領域にスリット部７１が設けられている構成とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を噴射するノズルを有する複数のヘッド本体と、これら複数のヘッド本体にそれぞれ連通する複数の第１の液体供給路が設けられた第１の供給部材と、前記第１の液体供給路にそれぞれ連通する第２の液体供給路を有する複数の第２の供給部材と、前記第１の液体供給路と前記第２の液体供給路との接続部に配されるフィルターとを具備し、該フィルターが前記第１の供給部材と前記第２の供給部材とで挟持されており、
前記第１の供給部材と複数の前記第２の供給部材と複数の前記フィルターとが、樹脂材料からなる成型部材によって一体化されていると共に、前記成型部材の前記第２の供給部材間に対応する領域にスリット部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記スリット部が、前記第１の供給部材を横断して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記スリット部が、前記第１の供給部材の長手方向とは交差する方向に延設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記スリット部が、前記第１の供給部材の長手方向における前記第２の供給部材間に対応する領域に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記スリット部が、前記成型部材の厚さ方向で当該成型部材を貫通して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。
【請求項６】
前記成型部材の厚さが前記第１の供給部材の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を噴射する液体噴射ヘッド及びそれを具備する液体噴射装置に関し、特に液滴としてインク滴を噴射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。
【背景技術】
【０００２】
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流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噴射される。
【０００３】
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、インクカートリッジのインク内に存在する気泡、あるいはインクカートリッジを着脱する際にインク内に混入した気泡がヘッド本体に供給されてしまうと、この気泡によるドット抜け等の噴射不良が発生するという問題がある。
【０００４】
このような問題を解決するために、インクカートリッジに挿入されるインク供給針と供給部材との間にフィルターを設け、このフィルターによってインク内の気泡やゴミ等を捕捉することで、気泡やゴミがヘッド本体に供給されないようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなフィルターは、例えば、熱溶着等により供給部材に固定され、またインク供給針と供給部材とは超音波溶着等によって固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１１１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようにインク供給針（第２の供給部材）を供給部材（第１の供給部材）に固定した構成では、インク供給針と供給部材との間に隙間が生じ、この隙間からインクが漏出してしまう虞がある。またインク供給針やフィルターのそれぞれを供給部材に固定しているため、供給部材にはこれらインク供給針やフィルターのそれぞれを固定するスペースを確保する必要があり、ヘッドが大型化してしまうという問題がある。さらに、複数のインク供給針を供給部材に個別に固定しているため、製造が煩雑でありコストも増加してしまうという問題もある。
【０００７】
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、インク以外の液滴を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、第１の供給部材と第２の供給部材とを良好に固定することができ、小型化を図ることができると共にコストの削減を図ることも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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明は、液滴を噴射するノズルを有する複数のヘッド本体と、これら複数のヘッド本体にそれぞれ連通する複数の第１の液体供給路が設けられた第１の供給部材と、前記第１の液体供給路にそれぞれ連通する第２の液体供給路を有する複数の第２の供給部材と、前記第１の液体供給路と前記第２の液体供給路との接続部に配されるフィルターとを具備し、該フィルターが前記第１の供給部材と前記第２の供給部材とで挟持されており、前記第１の供給部材と複数の前記第２の供給部材と複数の前記フィルターとが、樹脂材料からなる成型部材によって一体化されていると共に、前記成型部材の前記第２の供給部材間に対応する領域にスリット部が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。
かかる本発明では、フィルターを挟持する第１の供給部材と複数の第２の供給部材とが成型部材によって一体化されているため、これら第１の供給部材と第２の供給部材とを、両者の間に隙間を生じさせることなく良好に固定することができる。また第１の供給部材に第２の供給部材を固定するためスペースを小さく抑えることができるためヘッドの小型化を図ることができると共にコストの削減を図ることができる。
【００１０】
ところで、このように成型部材によって第１の供給部材と第２の供給部材と一体化していると、製造時に成型部材の冷却に伴う収縮によって、第１の供給部材等に反りが生じてしまう虞がある。このような反りが生じてしまうと、例えば、ヘッド本体等の他の部品との接合不良が生じてしまう問題がある。
【００１１】
しかしながら本発明では、成型部材にスリット部が設けられているため、このスリット部によって、このような反りの発生も抑えられる。
【００１２】
ここで、前記スリット部が、前記第１の供給部材を横断して設けられていることが好ましい。これにより、第１の供給部材等の反りがより確実に抑えられる。
【００１３】
また前記スリット部が、前記第１の供給部材の長手方向とは交差する方向に延設されていることが好ましい。成型部材の収縮に起因する反りは、第１の供給部材の長手方向において生じやすいため、上記の構成とすることで反りの発生がより確実に抑制される。
【００１４】
また前記スリット部が、前記第１の供給部材の長手方向における前記第２の供給部材間に対応する領域に設けられていることが好ましい。スリット部を良好に形成することができ、第１の供給部材等の反りがさらに確実に抑えられる。
【００１５】
また前記スリット部が、前記成型部材の厚さ方向で当該成型部材を貫通して設けられていることが好ましい。さらに前記成型部材の厚さが前記第１の供給部材の厚さよりも薄いことが好ましい。これにより、第１の供給部材等の反りがさらに確実に抑えられる。
【００１６】
さらに本発明は、上記のような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。かかる本発明では、ヘッドの小型化を図りつつ信頼性及び耐久性を向上した液体噴射装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るヘッド本体の概略を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの概略を示す上面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの概略を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す上面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す上面図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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）
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１０は、図１に示すように、インク滴を噴射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。
【００１９】
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。
【００２０】
記録ヘッド１１は、図２に示すように、液体貯留手段であるインクカートリッジ１３が固定される第１の供給部材の一例であるカートリッジケース２０と、カートリッジケース２０のインクカートリッジ１３とは反対側の面に固定された複数（本実施形態では、５つ）のヘッド本体３０と、これら複数のヘッド本体３０の液体噴射面側に設けられたカバーヘッド５０とを具備する。
【００２１】
ここで、ヘッド本体３０の構成の一例について簡単に説明する。図３に示すように、ヘッド本体３０を構成する流路形成基板３１には、複数の圧力発生室３２が形成されている。例えば、図３に示す例では、幅方向に並設された圧力発生室３２の列が２列形成されている。圧力発生室３２は、流路形成基板３１を厚さ方向に貫通して設けられており、その一方面側は、流路形成基板３１上に形成された弾性膜３３によって構成されている。流路形成基板３１には、各列の圧力発生室３２の長手方向外側に連通部３４が形成されている。この連通部３４は、供給部３５を介して各圧力発生室３２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。
【００２２】
弾性膜３３上には、例えば、一対の電極とこれら一対の電極間に設けられる圧電材料からなる圧電体層とで構成される圧電素子３６が形成されている。一方、流路形成基板３１の弾性膜３３とは反対側の面には、各圧力発生室３２に対応する複数のノズル３７が形成されたノズルプレート３８が接合されている。
【００２３】
流路形成基板３１の圧電素子３６側の面にはリザーバー部３９を有するリザーバー形成基板４０が接合されている。リザーバー部３９は、流路形成基板３１の連通部３４と連通されて各圧力発生室３２の共通のインク室となるリザーバー４１を構成する。またリザーバー形成基板４０の圧電素子３６に対向する領域には、圧電素子３６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４２が設けられている。
【００２４】
リザーバー形成基板４０上には、コンプライアンス基板４３が接合されている。コンプライアンス基板４３のリザーバー４１に対向する領域には、リザーバー４１にインクを供給するためのインク導入口４４が厚さ方向に貫通して設けられている。コンプライアンス基板４３のリザーバー４１に対向する領域のインク導入口４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部４５となっている。
【００２５】
さらにコンプライアンス基板４３上には、ヘッドケース４６が固定されている。ヘッドケース４６は、インク導入口４４に連通すると共にカートリッジケース２０の後述するインク供給路に連通するインク供給連通路４７が設けられている。
【００２６】
そして、このような構成の各ヘッド本体３０は、箱形状を有するカバーヘッド５０によって相対的に位置決めされて保持された状態で、カートリッジケース２０に固定される（図２参照）。
【００２７】
なお各ヘッド本体３０では、インク導入口４４を介してリザーバー４１からノズル３７に至るまで内部をインクで満たされた状態で、図示しない駆動回路からの記録信号に従い各圧力発生室３２に対応するそれぞれの圧電素子３６に電圧が印加され、圧電素子３６がたわみ変形することで、各圧力発生室３２内の圧力が高まりノズル３７からインク滴が噴射される。
【００２８】
このような複数のヘッド本体３０が固定されるカートリッジケース２０には、図４及び図４のＡ−Ａ´断面図である図５に示すように、インクカートリッジ１３のインクをヘッド本体３０に供給するための第１の液体供給路であるインク供給路２１が設けられている。なお、カートリッジケース２０には、複数（本実施形態では５つ）のヘッド本体３０が固定されており、これらのヘッド本体３０に対応してそれぞれ２つのインク供給路２１が設けられている。
【００２９】
カートリッジケース２０のヘッド本体３０とは反対側の面には、これらの各インク供給路２１の開口部に対応して第２の供給部材であるインク導入針２５が設けられている。本実施形態では、各ヘッド本体３０に対応する２つのインク導入針２５が、カートリッジケース２０の長手方向に沿って５列に配設されている。各インク導入針２５には、インク供給路２１に連通する第２の液体供給路であるインク導入路２６が設けられていると共に、その先端部には、インク導入路２６に連通する複数の微小孔からなるインク導入口２７が形成されている。
【００３０】
そして、このインク導入針２５がインクカートリッジ１３内に挿入されることで、インクカートリッジ１３内のインクがインク導入口２７、インク導入路２６及びインク供給路２１を介してヘッド本体３０のインク供給連通路４７に供給されるようになっている。
【００３１】
また、カートリッジケース２０とインク導入針２５との間、つまりインク供給路２１とインク導入路２６との接続部にはフィルター６０が設けられている。このフィルター６０によってインク内の異物や気泡を捕捉して、異物や気泡がヘッド本体３０内に流れ込まないようにしている。
【００３２】
ここで、カートリッジケース２０と複数の各インク導入針２５とは、フィルター６０を挟持した状態で、樹脂材料からなる成型部材７０によって一体化されている。すなわち、成型部材７０は、例えば、これらカートリッジケース２０及び複数のインク導入針２５と共に一体成形され、その結果、これらカートリッジケース２０、複数のインク導入針２５及び複数のフィルター６０がこの成型部材７０によって一体化されている。
【００３３】
なお本実施形態では、カートリッジケース２０のインク導入針２５が固定される面側には、その外周部に亘って壁部２２が設けられており、成型部材７０は、この壁部２２の内側の全領域に亘って連続的に設けられている。
【００３４】
このようにフィルター６０を介して各インク導入針２５とカートリッジケース２０とを固定する成型部材７０が、複数のインク導入針２５に対応する領域に亘って連続的に形成されていることで、これらカートリッジケース２０と各インク導入針２５とを極めて良好に固定することができる。すなわち成型部材７０とカートリッジケース２０等の各部材との接触面積が広がるため、これらの各部材を強固に固定することができる。
【００３５】
また、各インク導入針２５の周囲が成型部材７０によって覆われているため、カートリッジケース２０と各インク導入針２５との接続部分が良好に密封される。したがって、カートリッジケース２０とインク導入針２５との接続部分でインク漏れ等が発生するのを大幅に抑制することができる。
【００３６】
さらに、このように成型部材７０によって各インク導入針２５をカートリッジケース２０と一体化することで、カートリッジケース２０に必要なインク導入針２５を固定するためのスペースが小さく抑えられる。これにより、隣接するインク導入針２５の間隔を短くすることができ、記録ヘッド１１の小型化を図ることができる。
【００３７】
ところで、上述のように成型部材７０をカートリッジケース２０上の複数のインク導入針２５に対応する領域に亘って連続的に形成すると、この成型部材７０の応力に起因してカートリッジケース２０等の部材に反りが生じてしまう虞がある。すなわち、成型により成型部材７０を形成する際、成型部材７０の冷却に伴う収縮に起因してカートリッジケース２０等の部材に反りが生じてしまう虞がある。そして、カートリッジケース２０等の部材に反りが生じていると、例えば、各ヘッド本体３０とカートリッジケース２０との接合不良等が生じ、印刷品質の低下やインク漏れ等の問題が生じる虞がある。
【００３８】
しかしながら、本発明ではこの成型部材７０にスリット部７１を設けるようにしているため、カートリッジケース２０等の各部材に反りが生じるのを抑えることができる。つまり、スリット部７１によって成型部材７０の収縮に伴う変形が実質的に吸収されるため、成型部材７０の変形に起因するカートリッジケース２０の反りの発生も抑えることができる。
【００３９】
このスリット部７１は、カートリッジケース２０の長手方向、本実施形態では、ヘッド本体３０の並設方向とは交差する方向、特に、略直交する方向に延設されていることが好ましい。カートリッジケース２０の反りは、その長手方向に沿って起こり易い。このため、カートリッジケース２０の長手方向に交差する方向にスリット部７１が形成されることで、カートリッジケース２０の反りをより効果的に抑制することができる。
【００４０】
またスリット部７１は、成型部材７０のインク導入針２５間に対応する領域であれば、任意の場所に設けることができるが、例えば、本実施形態では、カートリッジケース２０の長手方向における各インク導入針２５間に対応する領域にそれぞれ設けている。これらの領域にスリット部７１を設けることで、スリット部７１をカートリッジケース２０の長手方向とは直交する方向に比較的長く連続的に形成することができる。さらに、スリット部７１は、成型部材７０を厚さ方向に貫通して設けられていることが好ましい。これにより、スリット部７１によって成型部材７０の収縮に伴う変形がより確実に吸収される。したがって、カートリッジケース２０等の各部材の反りがさらに確実に抑制される。
【００４１】
また、成型部材７０の厚さは、フィルター６０を挟持した各インク導入針２５とカートリッジケース２０とを十分な強度で固定することができれば、比較的薄いことが好ましく、特に、カートリッジケース２０の厚さよりも薄いことが好ましい。成型部材７０の厚さが薄いほど、成型部材７０の収縮に伴う変形は小さくなり、カートリッジケース２０等の部材の反りもさらに確実に抑えられる。
【００４２】
なお、本実施形態では、成型部材７０は、全てのインク導入針２５に対応する領域に連続的に形成されているが、成型部材７０の構成は、これに限定されるものではない。
【００４３】
例えば、本実施形態では、スリット部７１を各ヘッド本体３０に対応するインク導入針２５の間の領域にそれぞれ設けるようにしたが、例えば、図６に示すように、カートリッジケース２０の外周部の壁部２２との成型部材７０との境界部分にスリット部７１Ａを設けるようにしてもよい。成型部材７０が壁部２２に密着していると、成型部材７０の収縮によりカートリッジケース２０の壁部２２が引っ張られる虞がある。しかしながら、スリット部７１Ａを設けていることで、成型部材７０によって壁部２２が引っ張られてしまうのを抑制することができ、カートリッジケース２０の反りをさらに確実に抑えることができる。
【００４４】
また、例えば、図７に示すように、スリット部７１Ｂを成型部材７０の幅方向に亘って連続的に、つまり成型部材７０を横断するように、形成してもよい。また、このスリット部７１Ｂによって成型部材７０が各ヘッド本体３０に対応するインク導入針２５毎に実質的に分離されていてもよい。
【００４５】
また本実施形態では、成型部材７０にスリット部７１をカートリッジケース２０の長手方向とは交差する方向に形成するようにしたが、必要に応じて、例えば、図８に示すように、スリット部７１Ｃをカートリッジケース２０の長手方向に沿って形成するようにしてもよい。
【００４６】
何れの構成としても、成型部材７０にスリット部７１が設けられていることで、カートリッジケース２０の反りの発生を抑制することができる。
【００４７】
（他の実施形態）
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。
【００４８】
例えば、上述の実施形態では、液体貯留手段であるインクカートリッジ１３を、インク導入針（第２の供給部材）２５が固定されたカートリッジケース（第１の供給部材）３０に着脱自在となるように設けるようにしたが、第１及び第２の供給部材は、このような構成に限定されるものではない。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、この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第２の供給部材に接続するようにしてもよい。すなわち、上述した実施形態では、第２供給部材として針状のインク導入針２５を例示したが、第２の供給部材は、針状のものに限定されるものではない。何れにしても、第１の供給部材と第２の供給部材とが成型部材によって一体化された構成であればよい。
【００４９】
さらに、上述の実施形態では、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及びそれを具備する液体噴射装置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、液晶ディスプレー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ディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）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。
【符号の説明】
【００５０】
１０  インクジェット式記録装置、  １１  記録ヘッド、  １３  インクカートリッジ、  ２０  カートリッジケース、  ２１  インク供給路、  ２２  壁部、  ２５  インク導入針、  ２６  インク導入路、  ３０  ヘッド本体、  ５０  カバーヘッド、  ６０  フィルター、  ７０  成型部材、  ７１  スリット部
【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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