(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル形成面に開口した複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室、該複数の圧力室のうち少なくとも１つに液体を供給するリザーバー、および、前記リザーバーの前記ノズル形成面とは反対側の面における少なくとも一部を膜材で区画することで形成したコンプライアンス部をそれぞれ２列備えた流路ユニットと、
該流路ユニットの前記ノズル形成面とは反対側の面に接合されるヘッドケースと、を備え、
前記ヘッドケースは、大気に開放した大気開放通路が１つのみ形成されたヘッドケース本体と、前記流路ユニットと前記ヘッドケース本体との間に設けられ、前記ヘッドケース本体を補強する補強部材とを含み、
前記補強部材には、前記流路ユニットに接合される面の一部を前記リザーバーとは反対側に窪ませて成る凹室であって、前記ヘッドケース本体の１つの大気開放通路に連通した前記凹室が形成され、
前記凹室は、２列に形成された前記コンプライアンス部に亘って一連に形成されたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記補強部材には、各リザーバーに液体を導入する液体流路が複数設けられ、
前記複数の液体流路および前記大気開放通路は直線状に列設された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】
前記大気開放通路の一部の流路抵抗は、他の部分の流路抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項５】
ノズル形成面に開口した複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室、該複数の圧力室のうち少なくとも１つに液体を供給するリザーバー、および、前記リザーバーの前記ノズル形成面とは反対側の面における少なくとも一部を膜材で区画することで形成したコンプライアンス部をそれぞれ２列備えた流路ユニットと、
大気に開放した大気開放通路が１つのみ形成されたヘッドケース本体と、前記流路ユニットと前記ヘッドケース本体との間であって、前記ノズル形成面とは反対側の面に接合される、前記ヘッドケース本体を補強する補強部材とを含むヘッドケースと、を備え、
前記補強部材の前記流路ユニットに接合される面の一部を前記リザーバーとは反対側に２列に形成された前記コンプライアンス部に亘って一連に窪ませて成る凹室であって、前記ヘッドケース本体の１つの大気開放通路に連通した凹室が形成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記補強部材の前記流路ユニット接合面側の面の一部を面押し手段により前記流路ユニット接合面とは反対側へ押すことで前記凹室を形成する凹室形成工程と、
前記流路ユニットと前記ヘッドケースを接合するヘッドケース接合工程と、を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルに連通する圧力室に圧力変動を与えて、圧力室内の液体をノズルから噴射させる液体噴射ヘッド、液体噴射装置、及び、液体噴射ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズルから液滴として噴射させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンターという）などの画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）、液晶ディスプレイなど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（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）などの電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどがある。
【０００３】
例えば、上記の記録ヘッドでは、リザーバーから圧力室を経てノズルに至る一連の液体流路が形成された流路ユニットや圧力室の容積を変動可能な圧電振動子を有する振動子ユニットなどを樹脂製のヘッドケースに取り付けて構成されているものがある。このような記録ヘッドには、リザーバーの一部を区画して形成したコンプライアンス部と対向する部分に逃げ凹部、および、この逃げ凹部を大気に開放するための大気開放路をヘッドケースに形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。コンプラインス部は、リザーバーの開口面を弾性フィルムで封止した状態で形成されており、リザーバー内のインクの圧力変動を弾性変形によって吸収するように構成されている。逃げ凹部は、コンプライアンス部の変形を妨げないような大きさの空部である。当該逃げ凹部が密閉された状態では、逃げ凹部内の空気の逃げ場が無いためコンプライアンス部の正常な作動が困難となる。このため、逃げ凹部は上記の大気開放路を通じて大気開放されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５３９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような記録ヘッドでは、複数のコンプライアンス部に対応した複数の逃げ凹部を形成しているため、各逃げ凹部に連通する大気開放路がヘッドケースを貫通して複数形成され、これにより、ヘッドケースの強度が低下していた。その結果、例えば、圧電振動子を振動させてノズルからインクを噴射する際に、当該振動がヘッドケースを介して他の圧電振動子に伝わり易くなり、この振動が当該他の圧電振動子の駆動に影響を及ぼす可能性があった。これにより、１つの圧電振動子を単独で駆動した場合と複数の圧電振動子を同時に駆動する場合とで液体噴射特性（ノズルから噴射される液体の量や、ノズルから噴射された液体の飛翔速度）が変化する問題（所謂クロストークの問題）が起きるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヘッドケースに大気開放路を形成しても、ヘッドケースの強度の低下を抑制することができる液体噴射ヘッド、液体噴射装置、及び、液体噴射ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル形成面に開口した複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室、該複数の圧力室のうち少なくとも１つに液体を供給するリザーバー、および、前記リザーバーの前記ノズル形成面とは反対側の面における少なくとも一部を膜材で区画することで形成したコンプライアンス部をそれぞれ２列備えた流路ユニットと、
該流路ユニットの前記ノズル形成面とは反対側の面に接合されるヘッドケースと、を備え、
前記ヘッドケースは、大気に開放した大気開放通路が１つのみ形成されたヘッドケース本体と、前記流路ユニットと前記ヘッドケース本体との間に設けられ、前記ヘッドケース本体を補強する補強部材とを含み、
前記補強部材には、前記流路ユニットに接合される面の一部を前記リザーバーとは反対側に窪ませて成る凹室であって、前記ヘッドケース本体の１つの大気開放通路に連通した前記凹室が形成され、
前記凹室は、２列に形成された前記コンプライアンス部に亘って一連に形成されたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、凹室を前記複数のコンプライアンス部に亘って形成し、この凹室に連通する大気開放通路を１つのみ形成したので、ヘッドケースの強度の低下を抑制することができ、その結果、ヘッドケースの剛性低下に起因するクロストークを抑制することができる。また、大気開放通路が１本で足りるため、液体噴射ヘッドの設計の自由度を高めることができる。さらに、補強部材に凹室が形成されたので、他の部材の変形（例えば、樹脂で形成されたヘッドケース本体が、高湿度の環境下において膨潤したような場合）により発生する応力によって、流路ユニットが変形することを抑制できる。また、ヘッドケースの強度を高めることができる。
【０００９】
上記構成において、前記補強部材には、各リザーバーに液体を導入する液体流路が複数設けられ、
前記複数の液体流路および前記大気開放通路は直線状に列設された構成を採用することが望ましい。
【００１０】
上記各構成において、前記大気開放通路の一部の流路抵抗は、他の部分の流路抵抗よりも大きいことが望ましい。
この構成によれば、大気開放通路の気体の拡散を抑制でき、リザーバー内にある液体の水分が膜材を浸透して大気開放通路内に蒸発することを抑制できる。その結果、流路ユニット内の液体が増粘することによる液体噴射特性の変化を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明の液体噴射装置は、上記各構成の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。
この構成によれば、ヘッドケースの剛性低下に起因するクロストークを抑制することができるので、液体噴射装置の信頼性を向上させることができる。
【００１２】
さらに、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、ノズル形成面に開口した複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室、該複数の圧力室のうち少なくとも１つに液体を供給するリザーバー、および、前記リザーバーの前記ノズル形成面とは反対側の面における少なくとも一部を膜材で区画することで形成したコンプライアンス部をそれぞれ２列備えた流路ユニットと、
大気に開放した大気開放通路が１つのみ形成されたヘッドケース本体と、前記流路ユニットと前記ヘッドケース本体との間であって、前記ノズル形成面とは反対側の面に接合される、前記ヘッドケース本体を補強する補強部材とを含むヘッドケースと、を備え、
前記補強部材の前記流路ユニットに接合される面の一部を前記リザーバーとは反対側に２列に形成された前記コンプライアンス部に亘って一連に窪ませて成る凹室であって、前記ヘッドケース本体の１つの大気開放通路に連通した凹室が形成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記補強部材の前記流路ユニット接合面側の面の一部を面押し手段により前記流路ユニット接合面とは反対側へ押すことで前記凹室を形成する凹室形成工程と、
前記流路ユニットと前記ヘッドケースを接合するヘッドケース接合工程と、を含むことを特徴とする。
この方法によれば、容易に凹室を形成した記録ヘッドを製造することができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、以下のような適用例をとってもよい。
［適用例１］
ノズル形成面に開口した複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室、該複数の圧力室のうち少なくとも１つに液体を供給する複数のリザーバー、および、各リザーバーの前記ノズル形成面とは反対側の面における少なくとも一部を膜材で区画することで形成した複数のコンプライアンス部を備えた流路ユニットと、
該流路ユニットの前記ノズル形成面とは反対側の面に接合されるヘッドケースと、を備え、
前記ヘッドケースには、前記流路ユニットに接合される面の一部を前記リザーバーとは反対側に窪ませて成る凹室、および、該凹室に一端が連通すると共に他端が大気に開放した大気開放通路が形成され、
前記凹室は、前記複数のコンプライアンス部に亘って一連に形成されたことを特徴とする。
この構成によれば、凹室を前記複数のコンプライアンス部に亘って形成したので、この凹室に連通する大気開放通路を１本形成すればよく、複数の大気開放通路を形成する必要がない。これにより、ヘッドケースの強度の低下を抑制することができ、その結果、ヘッドケースの剛性低下に起因するクロストークを抑制することができる。また、大気開放通路が１本で足りるため、液体噴射ヘッドの設計の自由度を高めることができる。
［適用例２］
上記構成において、前記ヘッドケースは、前記流路ユニットとの接合面側に当該流路ユニットを補強する補強部材を備え、該補強部材の流路ユニットとの接合面側に前記凹室が形成された構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、他の部材の変形（例えば、樹脂で形成されたヘッドケース本体が、高湿度の環境下において膨潤したような場合）により発生する応力によって、流路ユニットが変形することを抑制できる。また、ヘッドケースの強度を高めることができる。
［適用例３］
上記各構成において、前記大気開放通路の一部の流路抵抗は、他の部分の流路抵抗よりも大きいことが望ましい。
この構成によれば、大気開放通路の気体の拡散を抑制でき、リザーバー内にある液体の水分が膜材を浸透して大気開放通路内に蒸発することを抑制できる。その結果、流路ユニット内の液体が増粘することによる液体噴射特性の変化を抑制することができる。
［適用例４］
また、上記目的を達成するための液体噴射装置は、上記各構成の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。
この構成によれば、ヘッドケースの剛性低下に起因するクロストークを抑制することができるので、液体噴射装置の信頼性を向上させることができる。
［適用例５］
さらに、上記目的を達成するための液体噴射ヘッドの製造方法は、ノズル形成面に開口した複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室、該複数の圧力室のうち少なくとも１つに液体を供給する複数のリザーバー、および、各リザーバーの前記ノズル形成面とは反対側の面における少なくとも一部を膜材で区画することで形成した複数のコンプライアンス部を複数備えた流路ユニットと、
該流路ユニットの前記ノズル形成面とは反対側の面に接合され、当該流路ユニットに接合される面の一部を前記リザーバーとは反対側に前記複数のコンプライアンス部に亘って一連に窪ませて形成された凹室、および、該凹室に一端が連通すると共に他端が大気に開放した大気開放通路が形成されたヘッドケースと、を備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記ヘッドケースの前記流路ユニット接合面側の面の一部を面押し手段により前記流路ユニット接合面とは反対側へ押すことで前記凹室を形成する凹室形成工程と、
前記流路ユニットと前記ヘッドケースを接合するヘッドケース接合工程と、を含むことを特徴とする。
この方法によれば、容易に凹室を形成した記録ヘッドを製造することができる。
［適用例６］
上記方法において、前記ヘッドケースは、前記流路ユニットとの接合面側に当該流路ユニットを補強する補強部材を備え、前記凹室形成工程では、当該補強部材の流路ユニットとの接合面側に前記凹室を形成することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プリンターの斜視図である。
【図２】記録ヘッドユニットの分解斜視図である。
【図３】記録ヘッドユニットの断面図である。
【図４】図３における領域Ａの拡大図である。
【図５】記録ヘッドの構成をより簡略化して要部を拡大した断面図である。
【図６】（ａ）補強部材の底面図、（ｂ）流路ユニットの平面図である。
【図７】補強部材に流路ユニットを固定した状態図であり、（ａ）平面図、（ｂ）Ｂ−Ｂ線の断面図である。
【図８】補強部材に流路ユニットを固定した状態図であり、（ａ）正面図、（ｂ）底面図、（ｃ）側面図である。
【図９】（ａ）図８におけるＣ−Ｃ線の断面図、（ｂ）図８におけるＤ−Ｄ線の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、液体噴射装置として、図１に示すインクジェット式記録装置１（以下、単にプリンターという）を例示する。
【００１６】
プリンター１は、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッドユニット２（以下、単に記録ヘッドユニットという）が取り付けられると共に、記録ヘッドユニット２とインクカートリッジ３とから構成されるキャリッジ４と、記録ヘッドユニット２の下方に配設されたプラテン５と、キャリッジ４を記録紙６（ノズル３６から噴射された液体が着弾する着弾対象の一種）の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構７と、紙幅方向に直交する方向である紙送り方向に記録紙６を搬送する紙送り機構８等を備えて構成されている。ここで、紙幅方向とは、主走査方向（記録ヘッドユニット２の往復移動方向）であり、紙送り方向とは、副走査方向（即ち、記録ヘッドユニット２の走査方向に直交する方向）である。
【００１７】
キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構７の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ４の主走査方向の位置は、リニアエンコーダー１０によって検出され、検出信号が位置情報として制御部（図示せず）に送信される。これにより、制御部はこのリニアエンコーダー１０からの位置情報に基づいてキャリッジ４（記録ヘッドユニット２）の走査位置を認識しながら、記録ヘッドユニット２による記録動作（噴射動作）等を制御することができる。
【００１８】
次に記録ヘッドユニット２について説明する。図２は、記録ヘッドユニット２の分解斜視図、図３は、記録ヘッドユニット２の断面図である。本実施形態の記録ヘッドユニット２は、キャリッジ４の下側（記録動作時の記録紙６側）の部分を構成しており、上部にはインク（液体の一種）を貯留したインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられている。また、記録ヘッドユニット２は、図２に示すように、インクカートリッジ３が取り付けられる架台１２と、架台１２の下部に備えられた回路基板１３と、回路基板１３を挟んで架台１２の下方（インクカートリッジ３とは反対側）に取り付けられる記録ヘッド１４と、記録ヘッド１４を保護するヘッドカバー１５とから構成されている。
【００１９】
架台１２は、記録ヘッドユニット２の上部を構成する部材である。本実施形態の架台１２は、インクカートリッジ３からインクを導入するインク導入部材１７と、インク導入部材１７の下部に装着される環状のシール部材１８と、シール部材１８の内側に配置される接続流路部材１９と、接続流路部材１９の下部に装着される複数のフィルター２０と、これらのフィルター２０を挟んで接続流路部材１９の下方に取り付けられる上流基礎部材２１と、から構成されている。
【００２０】
インク導入部材１７は、上面に複数のインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるインクカートリッジ装着部２２を備えている。このインクカートリッジ装着部２２の底部上面には、装着される各インクカートリッジ３に対応して複数のインク導入針２３が形成されている。本実施形態では、４色のインク（例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク）に対応して、４本のインク導入針２３が列設されている（図２等参照）。インク導入針２３の内部には流路が形成されており、当該流路はインク導入流路２４の一部として機能する（図３参照）。そして、インク導入針２３をインクカートリッジ３に挿入することで、インク導入流路２４とインクカートリッジ３内部とを連通することができる。これにより、記録ヘッドユニット２内にインクを導入することができる。また、インク導入流路２４の下端部は、インク導入部材１７の下側に接合される接続流路部材１９に形成された中間流路２７（後述）に連通可能に形成されている。
【００２１】
シール部材１８は、内面が接続流路部材１９の外周に沿うように環状に形成された、樹脂等から成る弾性部材である。このシール部材１８は、インク導入部材１７と上流基礎部材２１の間に挟まれ、同様にインク導入部材１７と上流基礎部材２１の間に挟まれる接続流路部材１９の周囲を密封する。
【００２２】
接続流路部材１９は、４本のインク導入針２３にそれぞれ対応して形成された中間流路２７を４つ有する平板状の部材である。この中間流路２７は、一端がインク導入部材１７のインク導入流路２４に連通し、他端が上流基礎部材２１のインク供給路２９（後述）にそれぞれフィルター２０を介して連通している。ここで、フィルター２０は、接続流路部材１９の中間流路２７と上流基礎部材２１のインク供給路２９の間に装着され、流路内のインクに混入した気泡や異物をインクと共にインク供給路２９に供給されないようにするための部材であり、４本の流路に対応して４つ備えられている。なお、フィルター２０は、通過するインクの流路抵抗を減らすためにインク導入流路２４や記録ヘッド１４内の流路に比べて大きめに形成されており、これに合わせて中間流路２７の下端部をフィルター２０に向けて拡径させ、下側の開口径をフィルター２０と略同じ大きさに揃えている。
【００２３】
上流基礎部材２１は、架台１２の下端部分を構成する部材であり、上面には接続流路部材１９が装着され、下面には回路基板１３を挟んで記録ヘッド１４が接合されている。また、上流基礎部材２１の中央には、インク供給路２９が板厚方向に貫通して形成されている。このインク供給路２９は、上側でフィルター２０を介して接続流路部材１９の中間流路２７と連通し、下側で記録ヘッド１４のヘッドケース本体４７に形成されたケース流路７０（後述）と連通する。なお、インク供給路２９における上側の開口径は、フィルター２０と略同じ大きさに揃えられており、下側に向けて縮径している。また、インク供給路２９の下端は、上流基礎部材２１の下面より下側（記録ヘッド１４側）に延出しており、後述する回路基板１３の流路挿通孔３４に挿通されている。これにより、インク供給路２９の下端は、回路基板１３を挟んでケース流路７０と液密に接合することができる。そして、上流基礎部材２１が、間にシール部材１８、接続流路部材１９およびフィルター２０を挟んでインク導入部材１７と接合されることで、架台１２を形成している。このとき、インク導入流路２４、中間流路２７およびインク供給路２９がそれぞれ連通し、一連の上流側インク流路が形成される。この上流側インク流路によってインクカートリッジ３内のインクが記録ヘッド１４に送られることになる。
【００２４】
さらに、上流基礎部材２１には、後述する大気開放通路３１の一部を構成する架台側大気開放通路３０が下上方向に形成されている（図３参照）。架台側大気開放通路３０の下端は、インク供給路２９と同様に上流基礎部材２１の下面より下側に延出しており、後述する回路基板１３の流路挿通孔３４に挿通されている。これにより、架台側大気開放通路３０の下端は、回路基板１３を挟んで後述するケース側大気開放通路７１と液密に接合することができる。そして、ケース側大気開放通路７１の上端は、上流基礎部材２１の表面に形成された蛇行流路（図示せず）に連通している。この蛇行流路は、同じく大気開放通路３１の一部を構成しており、他の大気開放通路３１を構成する通路よりも流路抵抗を大きくするために他の大気開放通路３１よりも細い通路に形成されている。また、蛇行流路は、上流基礎部材２１の表面を上流基礎部材２１の一側端部に至るまで複数回屈曲（蛇行）し、当該端部において大気に開放されている。なお、このような蛇行流路は、例えば、細い溝を上流基礎部材２１の表面に形成し、この溝の上面を、樹脂等を用いてシールすることにより、形成することができる。
【００２５】
回路基板１３は、表面にＩＣ、抵抗等の電装部品が実装されると共に一側の端部にコネクター３２が形成されており、上記した架台１２と記録ヘッド１４の間に装着されている。この回路基板１３は、後述する記録ヘッド１４の振動子ユニット４５を構成するフレキシブルケーブル３３が接合されている。また、コネクター３２には、一端をプリンター１の制御部に接続した信号ケーブル（図示せず）の他端が接続される。そのため、信号ケーブルを通じてプリンター１の制御部から送られてくる駆動信号等を、回路基板１３およびフレキシブルケーブル３３を介して振動子ユニット４５に供給することができる。これにより、記録ヘッド１４のインクの噴射動作を制御している。また、インク供給路２９に対応する箇所には、板厚方向に貫通した流路挿通孔３４が形成されている。この流路挿通孔３４にインク供給路２９の下端を挿通して、回路基板１３より下方でインク供給路２９とヘッドケース本体４７のケース流路７０を接続している。
【００２６】
次に記録ヘッド１４の構成について詳しく説明する。図４、図５は記録ヘッド１４の断面図であり、図４は、図３における領域Ａの拡大図、図５は、記録ヘッド１４の構成をより簡略化して要部を拡大した断面図である。本実施形態における記録ヘッド１４は、ノズルプレート４９に開口した複数のノズル３６にそれぞれ連通する複数の圧力発生室３８（本発明の圧力室に相当）、該複数の圧力発生室３８のうち少なくとも１つに液体を供給する複数のリザーバー（共通液室又はマニホールドとも言う）５２、および、各リザーバー５２のノズルプレート４９とは反対側の面における少なくとも一部を膜材で区画することで形成した複数のコンプライアンス部５９を備えた流路ユニット３９と、該流路ユニット３９のノズルプレート４９とは反対側の面に接合されるヘッドケース４１と、このヘッドケース４１に一部が収容される振動子ユニット４５と、を備えて構成される。
【００２７】
まず、流路ユニット３９について説明する。流路ユニット３９は、ノズルプレート４９、流路形成基板５０、及び振動板５１から構成され、ノズルプレート４９を流路形成基板５０の一方の表面に、振動板５１をノズルプレート４９とは反対側となる流路形成基板５０の他方の表面にそれぞれ配置して積層し、接着等により一体化することで形成される。
【００２８】
ノズルプレート４９は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル３６を列状に開設したステンレス鋼製の薄いプレートである。本実施形態では、例えば、１８０個のノズル３６を列状に開設し、これらのノズル３６によってノズル列３７を構成している。したがって、ノズルプレート４９の下面（流路形成基板５０とは反対側の面）が本発明のノズル形成面３５となる。また、本実施形態のノズルプレート４９は、ノズル列３７を左右対称に２列、主走査方向に横並びに設けている。
【００２９】
流路形成基板５０は、リザーバー５２、インク供給口５３、及び圧力発生室３８からなる一連のインク流路を形成する板状部材である。本実施形態の流路形成基板５０は、シリコンウェハーをエッチング処理することで作製されている。上記の圧力発生室３８は、ノズル３６の列設方向（ノズル列３７方向）に対して直交する方向に細長い室であり、隔壁で区画された状態で各ノズル３６に対応して複数列状に形成されている。そして、この圧力発生室３８の列が、流路形成基板５０においてノズル列３７に直交する方向（記録動作時の主走査方向）に並べて２列形成されている。インク供給口５３は、圧力発生室３８とリザーバー５２との間を連通する流路幅の狭い狭窄部として形成されている。また、リザーバー５２は、複数の圧力発生室３８に共通なインクが導入される空部である。このリザーバー５２の一部は、中央（ノズル３６の列設方向と直交する方向において２列のノズル列３７の間）に向けて延在しており、振動板５１の中央部に開設された後述するインク導入口５６と連通している。このため、リザーバー５２は、振動板５１のインク導入口５６、ヘッドケース本体４７のケース流路７０（後述）、補強部材４８の貫通流路６１（後述）、および、架台１２の上流側インク流路を介してインクカートリッジ３と連通すると共に、インク供給口５３を介して対応する各圧力発生室３８に連通する。その結果、リザーバー５２はインクカートリッジ３に貯留されたインクを各圧力発生室３８に供給することができる。なお、本実施形態では、４色のインクカートリッジ３に対応して、２列のリザーバー５２のうちの一方（図６（ｂ）中右側）のリザーバー５２を隔壁で区画して３つに分割することで、合計４つのリザーバー５２を形成し、分割していないリザーバー５２（図６（ｂ）中左側）を使用頻度の高い色（例えば、ブラックインク）に割り当てている。
【００３０】
振動板５１は、ステンレス鋼等の金属製の支持板５４上にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂フィルム５５（本発明における膜材に相当）をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、補強部材４８の貫通流路６１と対応するリザーバー５２とを繋げるインク導入口５６を上下方向に貫通させている。本実施形態では、４つのリザーバー５２に対応して４つのインク導入口５６を中央（ノズル３６の列設方向と直交する方向において２列のノズル列３７の間）に列設させている（図６（ｂ）参照）。また、振動板５１は、圧力発生室３８の一方の開口面（ノズルプレート４９とは反対側の面）を封止して、この圧力発生室３８の容積を変動させるためのダイヤフラム部５８を形成すると共に、リザーバー５２の一方の開口面（ノズルプレート４９とは反対側の面）を封止するコンプライアンス部５９を形成している。詳しくは、ダイヤフラム部５８は、図５に示すように、圧力発生室３８に対応した部分の支持板５４にエッチング加工を施し、当該部分を環状に除去して圧電振動子４４（後述）の自由端部の先端を接合するための島部６０を複数形成することで構成されている。この島部６０は、圧力発生室３８の平面形状と同様に、ノズル３６の列設方向と直交する方向に細長いブロック状であり、この島部６０の周りの樹脂フィルム５５が弾性体膜として機能する。また、コンプライアンス部５９として機能する部分、すなわちリザーバー５２に対応する部分は、このリザーバー５２の開口形状に倣って支持板５４がエッチング加工で除去されて樹脂フィルム５５のみとなっている。
【００３１】
次にヘッドケース４１について説明する。本実施形態のヘッドケース４１は、架台１２の下面に回路基板１３を挟んで接合されるヘッドケース本体４７と、該ヘッドケース本体４７の下側（流路ユニット３９との接合面側）に固定され、流路ユニット３９を補強する補強部材４８とから構成されている。
【００３２】
ヘッドケース本体４７は、例えば、エポキシ系樹脂などの樹脂により作製され、中空箱体状のケース部４７ａと、該ケース部４７ａの上端において当該ケース部４７ａから側方に延出した板状部４７ａとから構成されている。このケース部４７ａの下面（架台１２とは反対側の面）には、補強部材４８が接着固定されている。また、ケース部４７ａの内部には、補強部材４８の挿通口４０と連通される収容空部４６が形成され、この収容空部４６内に振動子ユニット４５の一部が収容されている。本実施形態では、２列の挿通口４０に対応して収容空部４６が２列形成されており、各収容空部４６は、固定板４２、圧電振動子群４３の上部、および、フレキシブルケーブル３３の下部を収容している。また、収容空部４６は、内壁が振動子ユニット４５に当接しないように、平面視における振動子ユニット４５の面積或いは挿通口４０の開口面積よりも十分に大きい開口面積で開口している。特に、固定板４２が収容空部４６の内壁に接合しないように、固定板４２と対向する側の内壁は、挿通口４０の縁に対応する位置から固定板４２とは反対側に向けて後退した位置に形成されている。これにより、図５に示すように、固定板４２の背面（圧電振動子群４３が接合されている面とは反対側の面）と収容空部４６の内壁との間には、間隙Ｓが設けられている。また、ヘッドケース本体４７と補強部材４８とを接合した状態で、挿通口４０の内壁と収容空部４６の内壁との間には段差が生じ、これにより、挿通口４０の縁部には、後述する固定板４２の端面が接合される面が形成されている。さらに、２列の収容空部４６の間には、ヘッドケース本体４７の高さ方向に貫通したケース流路７０が４本並べて形成されている。このケース流路７０は、上端が架台１２の上流側インク流路（上流基礎部材２１のインク供給路２９）に連通し、下端が補強部材４８の貫通流路６１に連通している。そして、ヘッドケース本体４７において、列設した各ケース流路７０を結んだ仮想直線上には、大気開放通路３１の一部を構成するケース側大気開放通路７１が、ヘッドケース本体４７の高さ方向に貫通して形成されている。ケース側大気開放通路７１は、上端が架台１２の架台側大気開放通路３０に連通し、下端が後述する補強部材側大気開放通路６６に連通している。
【００３３】
なお、ケース部４７ａの下面において、補強部材４８の基準穴６３（後述）と対向する箇所には、当該基準穴６３に挿入する位置決め突起部７５が下方に向けて突設されている（図２参照）。この位置決め突起部７５が補強部材４８および流路ユニット３９の基準穴６３に挿通されることにより、各部材の相対位置が規定されるようになっている。また、板状部４７ａの下面には、ヘッドケース本体４７のケース部４７ａを挟んで両側に２個ずつヘッドカバー位置決め部７６が突設されている（図３参照）。このヘッドカバー位置決め部７６が後述するヘッドカバー基準穴８１に挿入されることで、ヘッドケース本体４７に対してヘッドカバー１５が位置決めされる。さらに、ケース部４７ａの下面において、ケース流路７０の周囲、ケース側大気開放通路７１の周囲、および当該ケース部４７ａの周囲には、補強部材４８とは反対側に窪んだシール材接着部７３が形成されており、ここにシール材７４が導入されてヘッドケース本体４７と補強部材４８が接着固定されている（図５参照）。これにより、ヘッドケース本体４７と補強部材４８の間で連通するケース流路７０と貫通流路６１、ケース側大気開放通路７１と補強部材側大気開放通路６６、および収容空部４６と挿通口４０のそれぞれの接合箇所の周囲が密封されている。
【００３４】
次に補強部材４８について説明する。図６（ａ）は、補強部材４８の底面図、図６（ｂ）は、この補強部材４８に装着される流路ユニット３９の平面図である。また、図７、図８は補強部材４８に流路ユニット３９を固定した状態図であり、図７（ａ）は、平面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＢ−Ｂ線の断面図、図８（ａ）は、正面図、図８（ｂ）は、底面図、図８（ｃ）は、側面図である。さらに、図９（ａ）は、図８（ａ）におけるＣ−Ｃ線の断面図、図９（ｂ）は、図８（ｂ）におけるＤ−Ｄ線の断面図である。なお、図７（ａ）には、補強部材４８の表面にシール材７４を塗布した状態を図示している。
【００３５】
補強部材４８は、流路ユニット３９の振動板５１に接合されるヘッドケース本体４７よりも剛性が高い板状の部材である。例えば、樹脂製のヘッドケース本体４７の線膨張率は、流路ユニット３９を構成する基板の線膨張率と比較して大きいため、温度や湿度が変化したときの変形量も大きくなる。このようなヘッドケース本体４７の変形が、流路ユニット３９や振動子ユニット４５に悪影響を及ぼさないように、ヘッドケース本体４７と流路ユニット３９との間に補強部材４８を介在させて補強している。このため、補強部材４８は流路ユニット３９よりも剛性が高いことが望ましく、本実施形態では、流路ユニット３９よりも厚みのあるステンレス鋼板で形成されている。また、図６（ａ）に示すように、補強部材４８は複数並べた圧力発生室３８（又はダイヤフラム部５８）と対向する箇所に、板厚方向に貫通した挿通口４０を、各圧力発生室３８の列に対応して２列開口している。この挿通口４０には、後述する振動子ユニット４５の圧電振動子群４３の先端部が挿通される。また、挿通口４０のヘッドケース本体４７側の開口縁部には、振動子ユニット４５の固定板４２の端面（圧電振動子４４の自由端部が突出している側の端面）が接合される。さらに、補強部材４８の流路ユニット３９とは反対側の面には、ヘッドケース本体４７が、後述する収容空部４６と挿通口４０が連通する状態で接合される。そして、補強部材４８の２列の挿通口４０の間には、一端がヘッドケース本体４７のケース流路７０と連通し、他端が振動板５１のインク導入口５６と連通する貫通流路６１（本発明における液体流路に相当）が、合計４つ並べて形成されている（図６等参照）。これにより、インクカートリッジ３からのインクを上流側インク流路、ケース流路７０、貫通流路６１、インク導入口５６を介して各リザーバー５２に供給することができる。なお、列設した各貫通流路６１を結んだ仮想直線Ｌ上における補強部材４８の両端部には、基準穴６３が開口している（図６（ａ）参照）。この基準穴６３は、流路ユニット３９側に形成された流路ユニット基準穴６４と位置が揃えられている。これらの基準穴６３、６４にヘッドケース本体４７の位置決め突起部７５を挿通することで、流路ユニット３９、補強部材４８、及びヘッドケース本体４７の相対位置が規定される。
【００３６】
また、補強部材４８の流路ユニット３９に接合される側の面の一部には、図６（ａ）、図９（ｂ）に示すように、当該流路ユニット３９（リザーバー５２）とは反対側に僅かに（例えば、流路ユニット接合面６７から２０μｍ）窪ませて成る凹室６５が形成されている。本実施形態の凹室６５は、２列の挿通口４０および２つの基準穴６３に囲まれた略長方形状の領域であって、貫通流路６１の開口周縁部を除いた領域に、複数のコンプライアンス部５９に亘って、つまり、流路ユニット３９との接合状態で、平面視において全てのコンプライアンス部５９が凹部６５の形成領域内に位置する状態となる大きさで一連に形成されている。また、凹室６５の周囲および貫通流路６１の開口周縁部は、流路ユニット接合面６７と高さを揃えて形成されている。これにより、凹室６５の周囲を密閉すると共に、挿通口４０と収容空部４６および貫通流路６１とインク導入口５６をそれぞれ液密に接続することができる。そして、補強部材４８には、この凹室６５に一端が連通し、大気開放通路３１の一部を構成する補強部材側大気開放通路６６が、板厚方向に貫通して形成されている。本実施形態の補強部材側大気開放通路６６は、凹室６５の内側において列設した各貫通流路６１を結んだ仮想直線Ｌ上であって、一側（図６（ａ）における上側）端部に位置する貫通流路６１と、これの隣に位置する貫通流路６１との間に１本形成されている。また、この補強部材側大気開放通路６６の他端は、ヘッドケース本体４７に形成されたケース側大気開放通路７１に連通されている。そのため、凹室６５から、補強部材側大気開放通路６６、ケース側大気開放通路７１、架台側大気開放通路３０、蛇行流路を介して記録ヘッドユニット２の外部の大気に至る一連の大気開放通路３１が形成される。これにより、補強部材４８と流路ユニット３９を接合することによって凹室６５が密封されることを防止している。なお、本実施形態の補強部材４８は、流路ユニット３９に接合される側の面の外周（流路ユニット接合面６７の外周）を凹室６５と同様に流路ユニット３９とは反対側に僅かに窪ませている。
【００３７】
次に、振動子ユニット４５について説明する。本実施形態の振動子ユニット４５は、フレキシブルケーブル３３、圧電振動子群４３および固定板４２から構成されている。圧電振動子群４３を構成する圧電振動子４４（圧力発生素子の一種）は、基材である圧電振動板を数十μｍ程度の極めて細い幅に切り分けることで、縦方向に細長い櫛歯状に形成されている。この圧電振動子４４は縦方向に伸縮可能な縦振動型の圧電振動子４４として構成されている。また、各圧電振動子４４は、固定端部を固定板４２上に接合することにより、自由端部を固定板４２の先端縁（端面）よりも外側に突出させて所謂片持ち梁の状態で固定されている。そして、各圧電振動子４４における自由端部の先端は、補強部材４８の挿通口４０に挿通されて、それぞれ流路ユニット３９におけるダイヤフラム部５８を構成する島部６０に接合される。一方、各圧電振動子４４の固定端部側には、固定板４２とは反対側にフレキシブルケーブル３３が電気的に接続されている。このフレキシブルケーブル３３の表面には、各圧電振動子４４の駆動等を制御するための制御用ＩＣ等が実装されている。フレキシブルケーブル３３の圧電振動子４４とは反対側の端部は、回路基板１３に電気的に接続されている。また、各圧電振動子４４を支持する固定板４２は、圧電振動子４４からの反力を受け止め得る剛性を備えた金属製の板材によって構成されており、本実施形態では、厚さが１ｍｍ程度のステンレス鋼板によって作製されている。この固定板４２の補強部材側の端面の一部は、補強部材４８の挿通口４０の縁部に接着固定されている。本実施形態では、固定板４２の補強部材４８と対向する端面において、圧電振動子４４とは反対側の角部が面取りされた面取り部７７が形成されており、この面取り部７７に接合剤の一種であるＵＶ硬化樹脂７８を塗布して補強部材４８と接続した後、ＵＶ照射によりＵＶ硬化樹脂７８を硬化させることで、固定板４２を補強部材４８に固定している。
【００３８】
このように構成された記録ヘッド１４では、島部６０に圧電振動子４４の先端面が接合されているので、この圧電振動子４４の自由端部を伸縮させることで圧力発生室３８の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力発生室３８内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド１４は、この圧力変動を利用してノズル３６からインク滴を噴射（吐出）させる。
【００３９】
ヘッドカバー１５は、ヘッドケース本体４７に接続され、流路ユニット３９やヘッドケース４１を保護する金属製の部材である。このヘッドカバー１５は、薄板部材によって作製され、ヘッドケース４１の側面を囲繞すると共に、下端がノズルプレート４９側に略９０度屈曲してノズル形成面３５に当接している。このヘッドカバー１５のノズル形成面３５に当接する面は、ノズル３６を露出するように枠状に形成されている。また、ヘッドカバー１５の上端は、側方に向けてフランジ部８０が突設され、このフランジ部８０にヘッドカバー基準穴８１が開設されている（図２参照）。このヘッドカバー基準穴８１はヘッドケース４１のヘッドカバー位置決め部７６に挿通して、ヘッドカバー１５を位置決めしている（図３参照）。本実施形態では、ヘッドケース本体４７のケース部４７ａを挟んで両側に２個ずつヘッドカバー基準穴８１を設けている。
【００４０】
次に上記のような記録ヘッド１４の製造方法について説明する。この記録ヘッド１４の製造方法は、補強部材４８の流路ユニット接合面６７側の面の一部をプレス金型（本発明の面押し手段に相当）により流路ユニット接合面６７とは反対側へ押すことで凹室６５を形成する凹室形成工程と、流路ユニット３９と補強部材４８を接合する第１ヘッドケース接合工程と、振動子ユニット４５と補強部材４８を接合する振動子ユニット固定工程と、ヘッドケース本体４７と補強部材４８を接合する第２ヘッドケース接合工程と、を経る。なお、第１ヘッドケース接合工程と第２ヘッドケース接合工程が本発明のヘッドケース接合工程に相当する。
【００４１】
詳しく説明すると、まず、図示しない補強部材形成装置に補強部材４８の基となるステンレス鋼板をセットする。この状態で、パンチ等（図示せず）を用いて、所定の位置に基準穴６３、挿通口４０、貫通流路６１、大気開放通路３１を板厚方向に貫通して形成する。次に、補強部材４８の外周および凹室６５に対応する部分において、平坦面から該凹室６５の窪み深さに対応する高さの凸部を形成したプレス金型（図示せず）を用いて、流路ユニット接合面６７側から該流路ユニット接合面６７とは反対側へ面押し（プレス加工）を実施する（凹室形成工程）。これにより、凹室６５を形成すると共に、貫通流路６１の開口周縁部と流路ユニット接合面６７との平坦性を確保した補強部材４８を形成する。具体的には、この凹室６５の流路ユニット接合面６７からの後退量を２０μｍ以上３０μｍ以下の範囲内とすることで、流路ユニット接合面６７の必要な平面度（例えば、５μｍ以下）を確保しつつ、コンプライアンス部の変位時の逃げとしての空間および接着剤の逃げとしての空間を確保することができる。
【００４２】
次に、図示しないアライメント装置のワークセット台に流路ユニット３９をセットする。このとき、流路ユニット３９は、流路ユニット基準穴６４にワークセット台に突設した位置決めピン（図示せず）が挿通されて位置が規定されている。また、上記のように形成した補強部材４８をアライメント装置の把持機構（図示せず）により把持し、流路ユニット３９を補強部材４８の上部に移動させる。この状態で、補強部材４８または流路ユニット３９に接着剤を塗布する。その後、把持機構を垂直方向（ノズル形成面３５に垂直な方向）に移動させ、ワークセット台の位置決めピンを補強部材４８の基準穴６３に挿通させると共に、流路ユニット３９と補強部材４８を接合する（第１ヘッドケース接合工程）。なお、把持機構は、接着剤が硬化するまでの間に亘って補強部材４８を流路ユニット３９に接続した状態で支持しており、その後、接着剤が硬化すれば、把持機構による補強部材４８の把持を解除する。
【００４３】
次に、把持機構によって振動子ユニット４５（固定板４２）を把持し、ワークセット台に載置されている補強部材４８が接合された流路ユニット３９の上部に振動子ユニット４５を移動させる。このとき、アライメント装置に備えたカメラ等を用いて、振動子ユニット４５および流路ユニット３９の相対位置を確認し、把持機構またはワークセット台を移動させて、振動子ユニット４５の流路ユニット３９に対する位置決めを行う。この状態で、各圧電振動子４４の先端部に接着剤を塗布すると共に、固定板４２の面取り部７７にＵＶ硬化樹脂７８を塗布する。その後、各把持機構によって各振動子ユニット４５をノズル形成面３５に垂直な方向に移動させ、補強部材４８の挿通口４０に各圧電振動子４４の先端部を挿通して島部６０に当接させると共に、固定板４２を補強部材４８の挿通口４０の縁部に当接させる。この状態で、各固定板４２に塗布したＵＶ硬化樹脂７８にＵＶを照射し、ＵＶ硬化樹脂７８を硬化させて、固定板４２を補強部材４８に固定し、把持機構による固定板４２の把持を解除する。そして、ある程度の時間が経つと島部６０と圧電振動子４４の先端部との間の接着剤が硬化し、両者が固定される（振動子ユニット固定工程）。
【００４４】
その後、把持機構によってヘッドケース本体４７を把持し、補強部材４８および振動子ユニット４５が接合された流路ユニット３９の上部にヘッドケース本体４７を移動させる。この状態で、補強部材４８のヘッドケース本体４７のシール材接着部７３に対向する位置（図７（ａ）参照）にシール材７４を塗布する。その後、ヘッドケース本体４７を補強部材４８に向けて垂直方向に移動させ、収容空部４６内に振動子ユニット４５の一部を収容すると共に、補強部材４８の基準穴６３および流路ユニット３９の基準穴６３にヘッドケース本体４７の位置決め突起部７５を挿通し、ヘッドケース本体４７と補強部材４８を接合する（第２ヘッドケース接合工程）。そして、流路ユニット３９および振動子ユニット４５が接続されたヘッドケース４１をアライメント装置から取り外した後、ヘッドカバー１５を流路ユニット３９側から近づけて、ヘッドケース本体４７に位置決め固定する。このようにして、本実施形態の記録ヘッド１４を作成することができる。
【００４５】
このように、本実施形態の記録ヘッド１４では、凹室６５を複数のコンプライアンス部５９に亘って形成したので、この凹室６５に連通する大気開放通路３１を１本形成すれば、各コンプライアンス部５９に対する大気開放が可能となり、複数の大気開放通路３１を形成する必要がない。これにより、ヘッドケース４１の強度の低下を抑制することができ、圧電振動子４４の駆動時の振動がヘッドケース４１を介して他の圧電振動子４４に伝わることが抑制される。その結果、クロストークを抑制することができる。また、大気開放通路３１を１本形成すれば足りるため、記録ヘッドの設計の自由度を高めることができる。また、本実施形態のヘッドケース４１は、流路ユニット３９との接合面側に当該流路ユニット３９を補強する補強部材４８を備えたので、ヘッドケース４１の変形（例えば、樹脂で形成されたヘッドケース本体４７が、高湿度の環境下において膨潤したような場合）により発生する応力によって、流路ユニット３９が変形することを抑制できる。さらに、ヘッドケース４１の強度を高めることができる。また、大気開放通路３１の一部（蛇行流路）の流路抵抗を他の部分の流路抵抗よりも大きい構成にしたので、大気開放通路３１の気体の拡散を抑制でき、リザーバー５２内にある液体の水分が樹脂フィルム５５を浸透して大気開放通路３１内に蒸発することを抑制できる。その結果、流路ユニット３９内の液体が増粘することによる液体噴射特性の変化を抑制することができる。そして、補強部材４８の流路ユニット接合面６７側の面の一部をプレス金型により流路ユニット接合面６７とは反対側へ押して凹室６５を形成したので、容易に凹室６５を形成した記録ヘッドを製造することができる。
【００４６】
そして、本発明は、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，ごく少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペット等の製造方法にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…プリンター，２…記録ヘッドユニット，１４…記録ヘッド，３１…大気開放通路，３５…ノズル形成面，３６…ノズル，３８…圧力発生室，３９…流路ユニット，４１…ヘッドケース，４５…振動子ユニット，４７…ヘッドケース本体，４８…補強部材，５２…リザーバー，５５…樹脂フィルム，５９…コンプライアンス部，６５…凹室
【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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